JP2014198565A

JP2014198565A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2014198565A
Application number: JP2014153859A
Authority: JP
Inventors: 英二山村; Eiji Yamamura
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2014-10-23

Abstract

【課題】タイヤの強度を向上させることができる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】ビードワイヤが１回目に巻かれた部分は、六角形の頂点から前記ビードワイヤの径の２倍以上離れた部分に位置し、タイヤ回転軸方向外方に延びる辺に位置するビードワイヤの部分のうち、ビードワイヤが１回目に巻かれた部分からタイヤ回転軸方向外方に延びる辺の一方の端部の部分までは互いに隣接し連続して巻かれた第１の連続部分である。ビードワイヤの、第１の連続部分にタイヤ径方向外側に隣接する部分は、一方の端部の部分と隣接する部分から１回目に巻かれた部分と隣接する部分まで互いに隣接し連続して巻かれた第２の連続部分である。１回目に巻かれた部分に対してタイヤ回転軸方向外方に延びる辺の他方の端部側に隣接する部分は、第２の連続部分のうち最後に巻かれた部分と隣接しかつ最後に巻かれた部分の次に巻かれている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ビードワイヤを環状に複数回巻いたビードコアを備える空気入りタイヤに関する。

一般に、空気入りタイヤは、トレッド部と、サイドウォール部と、ビード部と、を備える。例えば、ビード部は、断面が多角形状のビードコアを備える。このビードコアは、ビードワイヤを環状に複数回巻くことにより形成される。また、ビードコアの周囲には、タイヤ回転軸方向内方からタイヤ回転軸方向外方に向かってカーカス層が折り返されて設けられる。

ビードワイヤを環状に複数回巻いたビードコアは、巻き始め側の端と巻き終わり側の端の位置において応力が集中し、ビード部の強度が低下しやすい。これに対して、従来、ビードワイヤの巻き始め側の端と巻き終わり側の端の周方向の位置を異ならせる空気入りタイヤが知られている（特許文献１）。

特開平８−１０８７１４号公報

しかしながら、上記従来の空気入りタイヤのように、巻き始め側のビードワイヤが多角形の頂点に位置する場合、タイヤの強度が低下する場合があった。

本発明は、タイヤの強度を向上させることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の空気入りタイヤは、ビードワイヤを環状に複数回巻いたビードコアを備える空気入りタイヤであって、前記ビードコアは、断面形状が六角形であり、前記ビードコアの断面において、六角形の頂点に位置する部分の前記ビードワイヤは、いずれも前記ビードワイヤが２回目以降に巻かれた部分であることを特徴とする。

また、前記ビードコアの断面において、前記ビードワイヤが１回目に巻かれた部分は、六角形の頂点のうち、タイヤ回転軸方向内方に位置し、かつ、タイヤ径方向内側に位置する頂点からタイヤ回転軸方向外方に延びる辺に位置することが好ましい。

また、前記ビードコアの断面において、前記ビードワイヤが１回目に巻かれた部分は、六角形の頂点から前記ビードワイヤの径の２倍以上離れた部分に位置することが好ましい。

本発明の空気入りタイヤによれば、タイヤの強度を向上させることができる。

実施形態の空気入りタイヤの一例を示す半断面図である。実施形態の空気入りタイヤのビード部を拡大した図である。変形例１の空気入りタイヤのビード部を拡大した図である。変形例２の空気入りタイヤのビード部を拡大した図である。比較例１の空気入りタイヤのビード部を拡大した図である。比較例２の空気入りタイヤのビード部を拡大した図である。

＜実施形態＞
以下、本発明の空気入りタイヤについて、実施形態に基づいて説明する。以下に説明する実施形態の空気入りタイヤは、ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ２００８（日本自動車タイヤ協会規格）のＣ章に規定されているトラック及びバス用の重荷重用タイヤに適用することができる。重荷重用タイヤの他、Ａ章に規定されている乗用車用タイヤ、Ｂ章に規定されている小形トラック用タイヤに適用することもできる。

なお、以下の説明において、タイヤ回転軸方向とは、空気入りタイヤの回転軸と平行な方向である。また、タイヤ回転軸方向外方とは、タイヤ回転軸方向において、タイヤ赤道線ＣＬから離れる方向である。また、タイヤ回転軸方向内方とは、タイヤ回転軸方向において、タイヤ赤道線ＣＬに近づく方向である。また、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤの回転軸と直交する方向である。

まず、図１を参照して、本実施形態の空気入りタイヤの概略構成を説明する。図１は、本実施形態の空気入りタイヤの一例を示す半断面図である。図１に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤは、トレッド部１０と、サイドウォール部２０と、ビード部３０と、カーカス層４０と、ベルト層５０と、を備える。その他、図示されていないが、ビード部３０やベルト層５０を補強する補強層が設けられてもよい。
図１に示されるように、本実施形態のビード部３０は、断面形状が六角形であるビードコア３２を備える。また、ビードコア３２の周囲には、タイヤ回転軸方向内方からタイヤ回転軸方向外方に向かってカーカス層４０が折り返されて設けられている。ここで、カーカス層４０のうち、ビードコア３２で折り返されていない部分をカーカス本体部４２と定義し、ビードコア３２で折り返された部分を折り返し部４４と定義する。

次に、図２を参照して、本実施形態のビードコア３２の構成を説明する。図２は、本実施形態の空気入りタイヤのビード部３０を拡大した図である。本実施形態のビードコア３２は、ビードワイヤ３４を環状に３９回巻くことによって形成される。図２において、ビードワイヤ３４の断面の中に示される数字は、ビードワイヤ３４の各断面が何回目に巻かれた部分であるかを示す。本実施形態のビードワイヤ３４の径は、１．８３ｍｍである。

例えば、図２に示される例では、タイヤ回転軸方向外方に１回目から６回目まで、ビードワイヤ３４が巻かれる。６回目に巻かれたビードワイヤ３４のタイヤ径方向外側に、ビードワイヤ３４が７回目に巻かれる。その後、タイヤ回転軸方向内方に１３回目まで、ビードワイヤ３４が巻かれる。１３回目に巻かれたビードワイヤ３４のタイヤ径方向内側に、ビードワイヤ３４が１４回目に巻かれる。１４回目に巻かれたビードワイヤ３４は、１回目に巻かれたビードワイヤ３４に対して、タイヤ回転軸方向内方に隣接している。以後、１５回目から３９回目まで、図２に示される数字の順番に従って、ビードワイヤ３４が巻かれる。
図２に示される例では、六角形の頂点のうち、タイヤ回転軸方向内方に位置し、かつ、タイヤ径方向内側に位置する頂点には、１４回目に巻かれたビードワイヤ３４が位置する。また、１回目に巻かれたビードワイヤ３４は、１４回目に巻かれたビードワイヤ３４が位置する頂点からタイヤ回転軸方向外方に延びる辺に位置する。

図２に示される空気入りタイヤでは、ビードコア３２の断面において、六角形の頂点に位置するビードワイヤ３４は、６回目、１４回目、１６回目、２４回目、３３回目、３９回目に巻かれた部分である。すなわち、六角形の頂点に位置するビードワイヤ３４は、いずれも２回目以降に巻かれた部分である。これは、ビードコア３２の断面において、１回目に巻かれたビードワイヤ３４は、六角形の頂点以外の部分に位置することを意味する。

ここで、断面が多角形状のビードコアでは、カーカス層が多角形の頂点に位置するビードワイヤと接触するため、多角形の頂点に位置するビードワイヤには、頂点以外に位置するビードワイヤよりも大きな張力がかかる。また、ビードワイヤの巻き始め側の端においては、ビードワイヤにかかる張力がタイヤ周方向に沿って不連続に変化する。そのため、１回目に巻かれたビードワイヤが六角形の頂点に位置する場合は、タイヤ強度が低下することがあった。
本実施形態の空気入りタイヤによれば、カーカス層４０からの張力がかかりやすい六角形の頂点に位置する部分のビードワイヤ３４に、ビードワイヤ３４の巻き始め側の端が位置しない。その結果、１回目に巻かれた部分のビードワイヤ３４が六角形の頂点に位置する場合に比べて、空気入りタイヤの強度を向上させることができる。

（変形例１）
次に、変形例１の空気入りタイヤの構成を説明する。本変形例の空気入りタイヤの基本的な構成は、図１を参照して説明した実施形態と同様である。本変形例は、ビードコア３２を形成するビードワイヤ３４の巻き方が上述した実施形態とは異なる。ここで、図３を参照して、本変形例のビードコア３２の構成を説明する。図３は、本変形例の空気入りタイヤのビード部３０を拡大した図である。本変形例のビードコア３２は、ビードワイヤ３４を環状に３９回巻くことによって形成される。

図３に示される例では、タイヤ回転軸方向外方に１回目から５回目まで、ビードワイヤ３４が巻かれる。５回目に巻かれたビードワイヤ３４のタイヤ径方向外側に、ビードワイヤ３４が６回目に巻かれる。その後、タイヤ回転軸方向内方に１１回目まで、ビードワイヤ３４が巻かれる。１１回目に巻かれたビードワイヤ３４のタイヤ径方向内側に、ビードワイヤ３４が１２回目に巻かれる。１２回目に巻かれたビードワイヤ３４は、１回目に巻かれたビードワイヤ３４に対して、タイヤ回転軸方向内方に隣接している。
次に、１２回目に巻かれたビードワイヤ３４のタイヤ回転軸方向内方に、ビードワイヤ３４が１３回目に巻かれる。１３回目に巻かれたビードワイヤ３４のタイヤ径方向外側に、ビードワイヤ３４が１４回目に巻かれる。以後、１５回目から３９回目まで、図３に示される数字の順番に従って、ビードワイヤ３４が巻かれる。
図３に示される例では、六角形の頂点のうち、タイヤ回転軸方向内方に位置し、かつ、タイヤ径方向内側に位置する頂点には、１３回目に巻かれたビードワイヤ３４が位置する。また、１回目に巻かれたビードワイヤ３４は、１３回目に巻かれたビードワイヤ３４が位置する頂点からタイヤ回転軸方向外方に延びる辺に位置する。

図３に示される空気入りタイヤでは、ビードコア３２の断面において、六角形の頂点に位置するビードワイヤ３４は、５回目、１３回目、２２回目、３１回目、３３回目、３９回目に巻かれた部分である。すなわち、六角形の頂点に位置するビードワイヤ３４は、いずれも２回目以降に巻かれた部分である。
そのため、本変形例においても、上述した実施形態と同様に、１回目に巻かれた部分のビードワイヤ３４が六角形の頂点に位置する場合に比べて、空気入りタイヤの強度を向上させることができる。

また、本変形例の空気入りタイヤは、ビードワイヤ３４が１回目に巻かれた部分が六角形の頂点からビードワイヤ３４の径の２倍離れた部分に位置する。そのため、上述した実施形態に比べて、ビードワイヤ３４の巻き始め側の端が、カーカス層４０からの張力がかかりやすい六角形の頂点からより離れる。その結果、本変形例の空気入りタイヤによれば、空気入りタイヤの強度をより向上させることができる。

（変形例２）
次に、変形例２の空気入りタイヤの構成を説明する。本変形例の空気入りタイヤの基本的な構成は、図１を参照して説明した実施形態と同様である。本変形例は、ビードコア３２を形成するビードワイヤ３４の巻き方が上述した実施形態とは異なる。ここで、図４を参照して、本変形例のビードコア３２の構成を説明する。図４は、本変形例の空気入りタイヤのビード部３０を拡大した図である。本変形例のビードコア３２は、ビードワイヤ３４を環状に３９回巻くことによって形成される。

図４に示される例では、タイヤ回転軸方向内方に１回目から５回目まで、ビードワイヤ３４が巻かれる。５回目に巻かれたビードワイヤ３４のタイヤ径方向外側に、ビードワイヤ３４が６回目に巻かれる。その後、タイヤ回転軸方向外方に１１回目まで、ビードワイヤ３４が巻かれる。１１回目に巻かれたビードワイヤ３４のタイヤ径方向内側に、ビードワイヤ３４が１２回目に巻かれる。１２回目に巻かれたビードワイヤ３４は、１回目に巻かれたビードワイヤ３４に対して、タイヤ回転軸方向外方に隣接している。
次に、１２回目に巻かれたビードワイヤ３４のタイヤ回転軸方向外方に、ビードワイヤ３４が１３回目に巻かれる。１３回目に巻かれたビードワイヤ３４のタイヤ径方向外側に、ビードワイヤ３４が１４回目に巻かれる。以後、１５回目から３９回目まで、図４に示される数字の順番に従って、ビードワイヤ３４が巻かれる。
図４に示される例では、六角形の頂点のうち、タイヤ回転軸方向内方に位置し、かつ、タイヤ径方向内側に位置する頂点には、５回目に巻かれたビードワイヤ３４が位置する。また、１回目に巻かれたビードワイヤ３４は、５回目に巻かれたビードワイヤ３４が位置する頂点からタイヤ回転軸方向外方に延びる辺に位置する。

図４に示される空気入りタイヤでは、ビードコア３２の断面において、六角形の頂点に位置するビードワイヤ３４は、５回目、１３回目、２２回目、３１回目、３３回目、３９回目に巻かれた部分である。すなわち、六角形の頂点に位置するビードワイヤ３４は、いずれも２回目以降に巻かれた部分である。
そのため、本変形例においても、上述した実施形態と同様に、１回目に巻かれた部分のビードワイヤ３４が六角形の頂点に位置する場合に比べて、空気入りタイヤの強度を向上させることができる。

種々の空気入りタイヤを用いて、本発明の効果を確認する試験を行った。タイヤサイズは、１１Ｒ２２．５である。

（タイヤ強度）
各試験タイヤを強化リムなどの水圧用特殊リムに組み、試験装置を用いて試験タイヤに水圧をかけ、試験タイヤが破壊されるときの圧力を測定した。比較例１のタイヤを１００とする指数で示し、指数が大きいほど、タイヤ強度が高いことを示している。

（カーカス本体部エンド乱れ）
ビード部３０のカーカス本体部４２の５０ｍｍ当りで、カーカスワイヤー間隔を測定し、カーカスワイヤー間隔の標準偏差の逆数をカーカス本体部エンド乱れ指数とした。比較例１のタイヤを１００とする指数で示し、指数が大きいほどカーカス本体部のエンド乱れが生じにくいことを示している。

（折り返し部エンド乱れ）
ビード部３０の折り返し部４４の５０ｍｍ当りで、カーカスワイヤー間隔を測定し、カーカスワイヤー間隔の標準偏差の逆数を折り返し部エンド乱れ指数とした。比較例１のタイヤを１００とする指数で示し、指数が大きいほど折り返し部のエンド乱れが生じにくいことを示している。

参考例１、実施例１，２、比較例１，２の空気入りタイヤを用いて、ビードコア３２を形成するビードワイヤ３４の巻き方を変えることの効果を調べた。

（比較例１）
まず、比較例１の空気入りタイヤについて説明する。比較例１の空気入りタイヤの基本的な構成は、図１を参照して説明した実施形態と同様である。比較例１の空気入りタイヤは、ビードコア３２を形成するビードワイヤ３４の巻き方が上述した実施形態とは異なる。ここで、図５を参照して、比較例１のビードコア３２の構成を説明する。図５は、比較例１の空気入りタイヤのビード部３０を拡大した図である。比較例１のビードコア３２は、ビードワイヤ３４を環状に３９回巻くことによって形成される。

図５に示される例では、タイヤ回転軸方向外方に１回目から７回目まで、ビードワイヤ３４が巻かれる。７回目に巻かれたビードワイヤ３４のタイヤ径方向外側に、ビードワイヤ３４が８回目に巻かれる。その後、タイヤ回転軸方向内方に１５回目まで、ビードワイヤ３４が巻かれる。１５回目に巻かれたビードワイヤ３４のタイヤ径方向外側に、ビードワイヤ３４が１６回目に巻かれる。以後、１７回目から３９回目まで、図５に示される数字の順番に従って、ビードワイヤ３４が巻かれる。

比較例１の空気入りタイヤでは、ビードコア３２の断面において、六角形の頂点に位置するビードワイヤ３４は、１回目、７回目、１６回目、２４回目、３３回目、３９回目に巻かれた部分である。１回目に巻かれた部分のビードワイヤ３４は、タイヤ回転軸方向内方でありタイヤ径方向内側の六角形の頂点に位置する。

（参考例１および実施例１、２）
参考例１の空気入りタイヤは、図１及び図２を参照して説明した上記実施形態と同様である。
実施例１の空気入りタイヤは、図１及び図３を参照して説明した上記変形例１と同様である。
実施例２の空気入りタイヤは、図１及び図４を参照して説明した上記変形例２と同様である。

（比較例２）
次に、比較例２の空気入りタイヤについて説明する。比較例２の空気入りタイヤの基本的な構成は、図１を参照して説明した実施形態と同様である。比較例２の空気入りタイヤは、ビードコア３２を形成するビードワイヤ３４の巻き方が上述した実施形態とは異なる。ここで、図６を参照して、比較例２のビードコア３２の構成を説明する。図６は、比較例２の空気入りタイヤのビード部３０を拡大した図である。比較例２のビードコア３２は、ビードワイヤ３４を環状に３９回巻くことによって形成される。

図６に示される例では、タイヤ回転軸方向内方に１回目から７回目まで、ビードワイヤ３４が巻かれる。７回目に巻かれたビードワイヤ３４のタイヤ径方向外側に、ビードワイヤ３４が８回目に巻かれる。その後、タイヤ回転軸方向外方に１５回目まで、ビードワイヤ３４が巻かれる。１５回目に巻かれたビードワイヤ３４のタイヤ径方向外側に、ビードワイヤ３４が１６回目に巻かれる。以後、１７回目から３９回目まで、図６に示される数字の順番に従って、ビードワイヤ３４が巻かれる。

比較例２の空気入りタイヤでは、ビードコア３２の断面において、六角形の頂点に位置するビードワイヤ３４は、１回目、７回目、１６回目、２４回目、３３回目、３９回目に巻かれた部分である。１回目に巻かれた部分のビードワイヤ３４は、タイヤ回転軸方向外方でありタイヤ径方向内側の六角形の頂点に位置する。

参考例１、実施例１，２、比較例１，２におけるタイヤ強度、カーカス本体部エンド乱れ指数、折り返し部エンド乱れ指数の試験結果を表１に示す。

表１の結果から、比較例１，２に比べて、参考例１および実施例１，２の空気入りタイヤは、タイヤ強度が向上することが分かった。これは、参考例１および実施例１，２の空気入りタイヤでは、１回目に巻かれた部分のビードワイヤ３４が六角形の頂点に位置しないためである。

また、比較例１に比べて、参考例１および実施例１，２の空気入りタイヤは、カーカス本体部エンド乱れ指数が向上することが分かった。これは、比較例１の空気入りタイヤでは、１回目に巻かれた部分のビードワイヤ３４が、タイヤ回転軸方向内方であり、かつ、タイヤ径方向内側の六角形の頂点に位置するため、カーカス本体部４２において、エンド乱れが生じやすいことを示す。

また、比較例２に比べて、参考例１および実施例１，２の空気入りタイヤは、折り返し部エンド乱れ指数が向上することが分かった。これは、比較例２の空気入りタイヤでは、１回目に巻かれた部分のビードワイヤ３４が、タイヤ回転軸方向外方であり、かつ、タイヤ径方向内側の六角形の頂点に位置するため、折り返し部４４において、エンド乱れが生じやすいことを示す。

また、表１の結果から、参考例１の空気入りタイヤに比べて、実施例１，２の空気入りタイヤは、タイヤ強度が向上することが分かった。これは、実施例１，２の空気入りタイヤでは、ビードワイヤ３４が１回目に巻かれた部分が六角形の頂点からビードワイヤ３４の径の２倍以上離れた部分に位置するためである。

表１に示される結果より、本発明の空気入りタイヤによれば、タイヤの強度が向上することが分かる。

１０トレッド部
２０サイドウォール部
３０ビード部
３２ビードコア
３４ビードワイヤ
４０カーカス層
４２カーカス本体部
４４折り返し部
５０ベルト層

Claims

ビードワイヤを環状に複数回巻いたビードコアを備える空気入りタイヤであって、
前記ビードコアは、断面形状が六角形であり、前記六角形の各辺はタイヤ回転軸方向に対して傾斜しており、
前記ビードコアの断面において、前記ビードワイヤが１回目に巻かれた部分は、六角形の頂点のうち、タイヤ径方向の最も内側の頂点に位置するビードワイヤからタイヤ回転軸方向外方に延びる辺に位置し、かつ、六角形の頂点に位置する部分の前記ビードワイヤは、いずれも前記ビードワイヤが２回目以降に巻かれた部分であり、
前記ビードコアの断面において、前記ビードワイヤが１回目に巻かれた部分は、六角形の頂点から前記ビードワイヤの径の２倍以上離れた部分に位置し、
前記タイヤ回転軸方向外方に延びる辺に位置するビードワイヤの部分のうち、前記ビードワイヤが１回目に巻かれた部分から前記タイヤ回転軸方向外方に延びる辺の一方の端部の部分までは互いに隣接し連続して巻かれた第１の連続部分であり、
前記ビードワイヤの、前記第１の連続部分にタイヤ径方向外側に隣接する部分は、前記一方の端部の部分と隣接する部分から前記１回目に巻かれた部分と隣接する部分まで互いに隣接し連続して巻かれた第２の連続部分であり、
前記１回目に巻かれた部分に対して前記タイヤ回転軸方向外方に延びる辺の他方の端部側に隣接する部分は、前記第２の連続部分のうち最後に巻かれた部分と隣接しかつ前記最後に巻かれた部分の次に巻かれていることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記ビードコアの断面において、前記タイヤ径方向の最も内側の頂点に位置するビードワイヤの部分は、前記タイヤ径方向の最も内側の頂点に位置するビードワイヤの部分からタイヤ回転軸方向外方に延びる辺に位置する他のビードワイヤの部分が巻かれた後に巻かれている、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記ビードコアの断面において、前記タイヤ径方向の最も内側の頂点に位置するビードワイヤの部分は、前記タイヤ径方向の最も内側の頂点に位置するビードワイヤの部分からタイヤ回転軸方向内方に延びる辺に位置する他のビードワイヤの部分が巻かれる前に巻かれている、請求項２に記載の空気入りタイヤ。