JP2016068930A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ビードワイヤーのワインディング時間と製造上のばらつきをなくして、品質に優れながらも、製造工程性にも優れた空気入りタイヤを提供することである。【解決手段】本発明は、トレッドとサイドウォール及びビード部まで延長配置される一つ以上のカーカスプライで構成されるカーカスを備える空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライの両端部の両側に所定の縦方向の長さを有するリングビード板コードが形成され、前記カーカスプライのビード部側の端部は、前記リングビード板コードの間に挿入され、前記リングビード板コードは、タイヤの円周方向に切れ目ない閉環状であり、前記リングビード板コードの間及び前記カーカスプライと前記リングビード板コードとの間にはゴム混合物が充填されることを特徴とする空気入りタイヤに関するものであって、本発明のタイヤは耐久性及び製造工程性に優れた利点を提供することができる。【選択図】 図２ｂ

Description

本発明は、カーカス端のターンアップがない空気入りタイヤに関するものであって、より詳しくは、タイヤのカーカス及びビード部の配置構造及び形態を改良し、耐久性及び製造工程性を向上させた空気入りタイヤに関するものである。

一般的に空気入りタイヤは高い荷重に耐えることができるようにビード部を補強することが必要であるが、これは、空気入りタイヤの受けるストレスがリムに結着されたホイールと当接する界面で最も大きくなるためである。

従来のビード部の構造は、ビード部にビードコアがあり、それにカーカスがターンアップされて巻かれており、ナイロンチェーファーやスチールチェーファー（Ｓｔｅｅｌ Ｃｈａｆｅｒ）が取り巻くように補強する構造からなっている。このようなタイヤのビード部は、車両の荷重に応じて最も多くの力を受け、クラックの発生の危険性が高く、走行の際、屈伸運動によるビード部の分離（separation）に非常に弱いというデメリットがあり、得てして走行中に分離による大型事故を誘発し得るという問題がある。特に、カーカスターンアップエッジは、高剛性のスチール材質がゴムと適合する必要がある上に、非常に高い応力集中が発生するので、ビード部のうち弱い部位となり、最も事故が多い部位のうちの一箇所である。

他の方式のカーカス補強体の構造では、図１に示されたような２列以上の直列形態に置かれたビードの間に高強度のゴムをインシュレーションさせた後、カーカスプライをビードの間に位置させて、カーカスが巻かれることなく固定する方式も提案されてきた。図１を参照すると、このようなタイヤ１は、トレッド２とトレッド２の両側のサイドウォール４及びサイドウォール４下端のビード部６で構成される。前記サイドウォール４の半径方向の第１部位には、適切な形状及び大きさのリムに装着するために提供されるビード部６が位置され、前記ビード部６の内部で、前記カーカス３のコード整列部の間にはビードコードが積層体６１として配列される。

図１を参照すると、このような２列以上の直列構造でビードワイヤーを配置する方式（Ｎｏ Ｔｕｒｎ−ｕｐ）の場合、ビード部に数個のビードワイヤーコードをワインディングし、中間に高強度のゴムを位置させた後、カーカスプライをニッティングし、その後、再度数個のビードワイヤーをビードの外側にワインディングする方法を使用することになる。このような製造方法によると、ワイヤーコードのワインディングに相当の時間がかかり、ワイヤーの開始端と終端でオーバーラップしてつながる部分でばらつきが生じるという問題が発生する。

タイヤの製造において、費用上の要求条件は次第に厳しくなり、そのため、増大し続ける製品の専門性を考慮したとき、生産性は次第に達成しにくくなる。よって、高耐久性等の厳しい品質の水準を保持しながら、タイヤをより早い速度で製造できるようにするタイヤ構造の開発が求められている。

本発明は、上述した技術的要求に応えるためのものであって、本発明の一つの目的は、２列以上の直列構造でビードワイヤーを配置する方式において、ビードワイヤーを外部突起のあるリングビード板コード状の一体型で構成し、ビードワイヤーのワインディング時間と製造上のばらつきをなくして、品質に優れながらも、製造工程性にも優れた空気入りタイヤを提供することである。

上述した目的を達成するための本発明の一つの態様は、トレッドとサイドウォール及びビード部まで延長配置される一つ以上のカーカスプライで構成されるカーカスを備える空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライの両端部の両側に所定の縦方向の長さ(longitudinal length)を有するリングビード板コードが形成され、前記カーカスプライのビード部側の端部は、前記リングビード板コードの間に挿入され、前記リングビード板コードは、タイヤの円周方向に切れ目なしで閉鎖された環の形態であり、前記リングビード板コードの間及び前記カーカスプライと前記リングビード板コードとの間にはゴム混合物が充填されたことを特徴とする空気入りタイヤに関するものである。

前記リングビード板コードの外周面には、ゴム混合物のインシュレーションが容易なように微細突起または微細溝が連続して形成されることができる。

一方、前記カーカスは、２以上の複数のカーカスプライで構成され、前記複数のカーカスプライの両端部の両側に、タイヤの円周方向に切れ目ない閉環状のリングビード板コードが形成され、前記リングビード板コードの間及び前記カーカスプライと前記リングビード板コードとの間にはゴム混合物が充填されることができる。

本発明のタイヤは、既存のカーカスターンアップ方式に比べ、カーカスとゴムの変形による損傷を緩和させ得るため、ビード部で生じるビード部の事故中、ビード部の分離（separation）を防止するのに大きく寄与し、安全性及び耐久性を向上させることができる。

また、本発明によるターンアップ構造のないタイヤは、ワインディングがない一体型のリングビードを採用することによって、ビードワイヤーをワインディングするのにかかる製造時間を短縮することができ、一体型の切れ目なしリングビードの形態を採用することによって、ビード部でのビードと繋いで端が解けることを予防することができるという効果がある。

従来のカーカスをターンアップさせない構造の空気入りタイヤの概略断面図である。 本発明の一実施例の空気入りタイヤのビード部の概略斜視図である。 本発明の一実施例の空気入りタイヤのビード部の一部を拡大して示す概略説明図である。 （ａ）〜（ｊ）は、本発明の一実施例の空気入りタイヤのビード部の多様な実施例を図示した概略断面図である。 本発明の他の実施例の空気入りタイヤのビード部の一部断面図である。 本発明の一実施例による直列型リングビード板コードの概略断面図である。 本発明の一実施例による凹凸型リングビード板コードの概略断面図である。 本発明の一実施例による湾曲型リングビード板コードの概略断面図である。

以下に、例示として添付された図面を参照して、本発明についてさらに詳しく説明する。

図２ａ−２ｂは、本発明の一実施例の空気入りタイヤのビード部の概略斜視図及び説明図である。

図２ａ−２ｂを参照すると、本発明の一実施例の空気入りタイヤ１００は、トレッド１０とサイドウォール２０及びビード部３０まで延長配置される一つ以上のカーカスプライで構成されるカーカス１０１を備える空気入りタイヤであって、前記カーカスプライの両端部の両側に所定の縦方向の長さを有するリングビード板コード１０２、１０３が形成され、前記カーカス１０１のビード部側の端部は前記リングビード板コード１０２、１０３の間に挿入され、前記リングビード板コード１０２、１０３はタイヤの円周方向に切れ目なしで閉鎖された環（full ring）の形態であり、前記リングビード板コード１０２、１０３の間及び前記カーカスプライと前記リングビード板コードとの間にはゴム混合物が充填されて構成される。

本発明の空気入りタイヤによると、カーカスの形状を適切に調節し、カーカスにかかる応力の大きさ及び分布を調節して、走行時にタイヤの動きによる変形／ストレスを調節する。本発明のリングビード板コード１０２、１０３は、膨張圧の作用下でカーカスコードに発生する張力に抵抗し、カーカスを固定する機能を提供する。

前記リングビード板コード１０２、１０３内にはカーカス１０１の端を固定するための固定構造が形成される。このような固定構造を形成するために、前記タイヤの円周方向に閉環状で構成されるリングビード板コード１０２、１０３と、前記カーカス１０１との間及び前記カーカスプライと前記リングビード板コードの間との空間には、接着用ゴム混合物が充填される。カーカスプライとリングビード板コード１０２、１０３によって画定される多数の空間には、必ずしも同じ物性のゴム混合物が充填される必要はなく、場合によっては、複数の区域を画定するように、異なる特性を有する複数の混合物を提供することも可能である。

本発明では、リングビード板コード１０２、１０３は、タイヤの円周方向に切れ目なしで閉鎖された一体の板状の円環の形態である。このようなリングビード板コード１０２、１０３は、図３（ａ）〜（ｊ）に示された通り、個数、形状、大きさの面で多様な形態で具現できる。カーカス１０１を介在してカーカスの両側に形成されるリングビード板コード１０２、１０３は複数で形成されることができる。カーカス１０１を介在してカーカスのプライの両端部の両側に形成されるリングビード板コード１０２、１０３の個数は同一でもよく、異なってもよい。図３は、本発明の多様な実施例のリングビード板コードの構造を図示したものである。図３で、（ｄ）及び（ｊ）のようにカーカスを中心に内側により多くの数のリングビード板コードが形成されてもよく、逆に図３で、（ｆ）乃至（ｉ）のようにカーカスを中心に外側により多くの数のリングビード板コードが形成されてもよい。

本発明において、カーカス１０１の両側に形成されるリングビード板コード１０２、１０３は、断面視において板状であり、タイヤの円周方向の平面視において円環状(toroidal shape)であるが、断面視においてそれぞれのリングビード板コードの縦方向の長さは互いに同一でもよく、異なってもよい。一例として、図３の（ｂ）乃至（ｊ）に図示された通り、リングビード板コード１０２、１０３のうち少なくとも一つは、全長L_Ｆのリングビード板コードより短い長さL_ｓで形成した多数の短長の板コードが隣接して並んで形成されることができる。このような短長L_ｓのリングビード板コードは、カーカス１０１の内側に形成されるか、又はカーカスの外側に形成されることができる。このような短長のリングビード板コードは、リングビード板コード１０２、１０３が三つ以上形成される場合、中間に配置されてもよく、内側または外側の最外郭に配置されてもよい。

前記短長のリングビード板コードは、小さいL_３の長さを有するように形成されることもでき、このような具現例では、リングビード板コード１０２、１０３の間の中間部分にはゴム混合物が充填されるボイド部分Ｖが形成され、外郭側にのみ板コードが形成されることができる。

図４は、本発明の他の実施例の空気入りタイヤのビード部の一部概略断面図である。図４に図示された通り、本発明において、カーカス２００を構成するカーカスプライは必ず一つに制限されるわけではなく、２つ以上の複数のカーカスプライ２１０、２２０で構成されることもできる。このような実施例でも、各各のカーカスプライ２１０、２２０の両端部の両側に所定の長さを有するリングビード板コード２０２、２０３、２０４が形成され、前記カーカスプライ２１０、２２０のビード部側の端部は、前記リングビード板コード２０２、２０３、２０４の間に挿入され、前記リングビード板コード２０２、２０３、２０４は、タイヤの円周方向に切れ目なし閉鎖環の環状であり、前記リングビード板コード２０２、２０３、２０４の間及び前記カーカスプライと前記リングビード板コードの間にはゴム混合物が充填される。

このような実施例では、カーカスプライ間の複数の区域を画定するように、異なる特性を有する複数の混合物を提供することも可能であり、前記混合物の組み合わせ及びそれによる配置構造は特に制限されるわけではない。一例として、内側のカーカスプライ２１０と内側のリングビード板コード２０２との間の空間、内側のカーカスプライ２１０と中間のリングビード板コード２０３との間の空間、外側のカーカスプライ２２０と中間のリングビード板コード２０３との間の空間、外側のカーカスプライ２２０と外側のリングビード板コード２０４との間の空間には、互いに異なる特性のゴム混合物が充填されることができる．このようなリングビード板コードとカーカスプライとの間の固定区域には、弾性係数が高いゴム混合物を充填することが有利である。

図５を参照すると、本発明でリングビード板コード１０２、１０３の外周面には微細突起又は微細溝１０２ａが形成され、ゴムのインシュレーションを容易にするように構成されている。微細突起又は微細溝のような微細凹凸構造１０２ａは、何れかの部分に応力が集中しないように曲率Ｒを有する。

本発明におけるリングビード板コード１０２、１０３、２０２、２０３、２０４は、微細凹凸構造に応じて直列型、凹凸型、湾曲型に分けられる。直列型のリングビード板コード１０２、１０３は、図５に示された通り、凹凸や曲面を有しない断面が長方形状であり、リングビード板コードの外周面に沿って一定に微細突起又は溝が形成された構造である。

凹凸型のリングビード板コードは、図６に示された通り、リングビード板コード１１２、１１３が繰り返し形成される突出された凹部を有する凹凸構造を有するもので、それだけゴムとの接触面積が拡大し、ゴムのインシュレーションを容易にする。このような凹凸型のリングビードの外周面にも所定の曲率Ｒを有する微細突起又は微細溝１１２ａが形成されることができる。

湾曲型のリングビード板コード１２２、１２３は、図７に示された通り、リングビード板コードがモアレ、波形等の形状が対称に形成され、幅Ｗ２が狭いネック（neck）３０１と幅Ｗ１が広い膨らんでいるコンベックス（convex）３０２を有するもので、それだけゴムとの接触面積が拡大し、ゴムのインシュレーションを容易にする。前記湾曲型のリングビード板コードのネック部３０１の幅は１ｍｍ未満であり、コンベックス３０２の幅は１ｍｍ以上である。このような湾曲型のリングビードの外周面にも微細突起又は微細溝３０３が形成されることができる。

以上で、本発明の具体的な実施例を挙げて本発明を詳しく説明したが、これは単に例示のためのものであって、本発明は、本発明の精神及び範囲を外れない範囲内で多様に変形または変更実施されることができるであろう。従って、本発明の範囲は前記実施例に制限されるわけではなく、添付された特許請求の範囲によって定められるものである。

Claims (11)

1. トレッドとサイドウォール及びビード部まで延長配置される一つ以上のカーカスプライで構成されるカーカスを備える空気入りタイヤにおいて、
   前記カーカスプライの両端部の両側に所定の縦方向の長さを有するリングビード板コードが形成され、
   前記カーカスプライのビード部側の端部は、前記リングビード板コードの間に挿入され、
   前記リングビード板コードは、タイヤの円周方向に切れ目ない閉環状であり、前記リングビード板コードの間及び前記カーカスプライと前記リングビード板コードとの間にはゴム混合物が充填されることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記リングビード板コードの外周面にはゴム混合物のインシュレーションが容易なように微細突起又は微細溝が連続形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記カーカスは２以上の複数のカーカスプライで構成され、前記複数のカーカスプライの両端部の両側に、タイヤの円周方向に切れ目ない閉環状のリングビード板コードが形成され、前記リングビード板コードの間及び前記カーカスプライと前記リングビード板コードとの間にはゴム混合物が充填されることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記カーカスを介在してカーカスの両側に形成されるリングビード板コードの個数が同一ではないことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記カーカスを基準にタイヤの内側に形成されるリングビード板コードの個数がタイヤの外側に形成されるリングビード板コードの個数より多いことを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記カーカスを基準にタイヤの内側に形成されるリングビード板コードの個数がタイヤの外側に形成されるリングビード板コードの個数より少ないことを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記リングビード板コードのうち少なくとも一つは、全長のリングビード板コードより長さを短く形成した多数の短長の板コードが隣接して並んで形成されることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記短長のリングビード板コードは、中間部分にはゴム混合物のみが充填されるボイド部分が形成され、外側にのみ板コードが形成されることを特徴とする請求項７に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記リングビード板コードの微細突起又は微細溝は、一定の曲率Ｒを有することを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
10. 前記リングビード板コードは、直列型、凹凸型または湾曲型であることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の空気入りタイヤ。
11. 前記湾曲型リングビード板コードは、 幅が狭いネック（neck）と幅が広い膨らんでいるコンベックス（convex）を有し、 前記ネック部位の幅は１ｍｍ未満であり、 前記コンベックス部位の幅は１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１０に記載の空気入りタイヤ。

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