JP2019001414A

JP2019001414A - ビードコア

Info

Publication number: JP2019001414A
Application number: JP2017119965A
Authority: JP
Inventors: 誓志今; Seiji Kon; 好秀河野; Yoshihide Kono
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2017-06-19
Publication date: 2019-01-10
Also published as: US20200164697A1; EP3643531A4; CN110785297A; WO2018235504A1; EP3643531A1

Abstract

【課題】本発明は、耐久性の高いビードコアを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のビードコアは、１本以上のビードワイヤを被覆樹脂で被覆してなるストリップ部材が巻回されて段積みされた環状体のビードコアであって、前記環状体の軸方向断面において、前記ストリップ部材は、２つの側面を有し、該２つの側面のうち少なくとも一方の側面の少なくとも一方の端部が面取りされてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビードコアに関するものである。

従来、空気入りタイヤの部材を軽量化する等の目的により、被覆樹脂で被覆したビードワイヤからなるビードコアが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなビードコアにおいては、当該ビードワイヤの巻回数を少なくして生産性を高めるために、１本以上のビードワイヤを熱可塑性樹脂等の被覆樹脂で被覆したストリップ部材を段方向にのみ巻回して段積みした環状部材としたものも提案されている。かかるビードコアにおいては、隣接する段の被覆樹脂同士は、例えば溶着や接着により接合させることができる。

特開２０１１−２０７１５７号公報

しかしながら、上記の技術では、ビードコアの周辺部材への入力による故障が生じるおそれがあり、ビードコアの耐久性を向上させる余地があった。

そこで、本発明は、耐久性の高いビードコアを提供することを目的とする。

本発明の要旨構成は、以下の通りである。
本発明のビードコアは、１本以上のビードワイヤを被覆樹脂で被覆してなるストリップ部材が巻回されて段積みされた環状体のビードコアであって、
前記環状体の軸方向断面において、前記ストリップ部材は、２つの側面を有し、該２つの側面のうち少なくとも一方の側面の少なくとも一方の端部が面取りされてなることを特徴とする。
本発明のビードコアによれば、耐久性を高めることができる。

本発明では、前記環状体の軸方向断面において、前記２つの側面のそれぞれの、少なくとも一方の端部が面取りされてなることが好ましい。
この構成によれば、より一層耐久性を高めることができる。

本発明では、前記端部は、前記環状体の軸方向断面において、湾曲してなることが好ましい。
この構成によれば、好適にビードコアの耐久性を高めることができる。

本発明では、前記端部は、前記環状体の軸方向断面において、略直線状のテーパとして形成されていることも好ましい。
この構成によっても、好適にビードコアの耐久性を高めることができる。

本発明では、前記環状体の軸方向断面において、前記側面は、全体が湾曲してなることも好ましい。
この構成によっても、好適にビードコアの耐久性を高めることができる。

本発明によれば、耐久性の高いビードコアを提供することができる。

（ａ）本発明の一実施形態のビードコアの軸方向断面図である。（ｂ）ストリップ部材の、該ストリップ部材の延在方向に直交する方向の断面図である。本発明の一実施形態のビードコアの概略側面図である。（ａ）本発明の他の実施形態のビードコアの軸方向断面図である。（ｂ）ストリップ部材の、該ストリップ部材の延在方向に直交する方向の断面図である。（ａ）本発明の別の実施形態のビードコアの軸方向断面図である。（ｂ）ストリップ部材の、該ストリップ部材の延在方向に直交する方向の断面図である。（ａ）本発明のさらに別の実施形態のビードコアの軸方向断面図である。（ｂ）ストリップ部材の、該ストリップ部材の延在方向に直交する方向の断面図である。ビード部に本発明の一実施形態にかかるビードコアを有する空気入りタイヤの、タイヤ幅方向部分断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に例示説明する。

図１（ａ）は、本発明の一実施形態のビードコアの軸方向断面図である。図１（ｂ）は、ストリップ部材の、該ストリップ部材の延在方向に直交する方向の断面図である。本実施形態では、このビードコア１は、１本以上（図示例では４本）のビードワイヤ２を被覆樹脂３で被覆してなるストリップ部材４が巻回されて段積みされた（この断面では３段）環状体として構成されている。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、この例では、１段のストリップ部材４で環状体の軸方向に並ぶビードワイヤ２は４本であるが、本発明は、この場合に特に限定されることなく、ビードワイヤ２の本数は、１本以上であればよい。また、図示例では、この断面で３段段積みされた構成となっているが、２段以上であればよい。

ビードワイヤ２は、任意の既知の材料を用いることができ、例えばスチールコードを用いることができる。スチールコードは、例えば、スチールのモノフィラメント又は撚り線からなるものとすることができる。また、ビードワイヤ２は、有機繊維やカーボン繊維等を用いることもできる。

また、被覆樹脂３は、例えば、熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂を用いることができ、また、熱や電子線によって架橋が生じる樹脂や、熱転位によって硬化する樹脂を用いることもできる。熱可塑性エラストマーとしては、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡ）、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）、動的架橋型熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）等が挙げられる。また、熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。さらに、熱可塑性樹脂としては、例えば、ＩＳＯ７５−２又はＡＳＴＭＤ６４８に規定されている荷重たわみ温度（０．４５ＭＰａ荷重時）が７８°Ｃ以上、かつ、ＪＩＳＫ７１１３に規定される引張降伏強さが１０ＭＰａ以上、かつ、同じくＪＩＳＫ７１１３に規定される引張破壊伸び（ＪＩＳＫ７１１３）が５０％以上、かつ、ＪＩＳＫ７２０６に規定されるビカット軟化温度（Ａ法）が１３０°Ｃ以上であるものを用いることができる。ビードワイヤ２を被覆する被覆樹脂３の引張弾性率（ＪＩＳＫ７１１３：１９９５に規定される）は、５０ＭＰａ以上が好ましい。また、ビードワイヤ２を被覆する被覆樹脂３の引張弾性率は、１０００ＭＰａ以下とすることが好ましい。なお、ここでいう被覆樹脂３には、ゴム（常温でゴム弾性を示す有機高分子物質）は含まれないものとする。

本実施形態のビードコア１では、段同士は、例えば、熱板溶着等で被覆樹脂３を溶融させながらストリップ部材４を巻回して、溶融した被覆樹脂３が固化されて接合されている状態である。一方で、段同士を接着剤等により接着することにより接合した状態であってもよい。

図２は、本発明の一実施形態のビードコアの概略側面図である。図２では、簡単のため、ビードワイヤ２のみを図示し（図２においてはビードワイヤ２の中心線を示している）、被覆樹脂３は図示を省略している。図２に示すように、ビードワイヤ２は、巻き始端Ｅ１からこの断面視で環状体の軸Ｏの周りに渦巻状に巻回されている。Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は周回位置であり、この例では、巻き終端Ｅ２は、少なくとも点Ｆ３より延びている。従って、任意の径方向位置で見てビードワイヤ２がこの例では３段以上段積みされている。最も巻き終端Ｅ２側に位置する周回位置（この例では点Ｆ３）から巻き終端（この例では点Ｅ２）までのビードワイヤの長さ（オーバーラップ長さ）は、特には限定しないが、例えば、点Ｆ２から点Ｆ３までの周回距離の１／２００〜１９９／２００とすることができる。該周回距離の１／２００以上とすることにより、径方向（段方向）に隣接するビードワイヤ２間で被覆樹脂同士が接する面積を大きくして、例えば接着力や溶着力を高めることができ、張力負担も低減することができ、一方で、該周回距離の１９９／２００以下とすることにより、ビードコアを軽量化することができるからである。同様の理由により、オーバーラップ長さは、点Ｆ２から点Ｆ３までの周回距離の１／１００〜２／３とすることが好ましく、点Ｆ２から点Ｆ３までの周回距離の１／５０〜１／３とすることがより好ましい。

本実施形態では、溶融状態の被覆樹脂３をビードワイヤ２の外周側に被覆し、冷却により固化させることによって、ストリップ部材４を形成する。そして、ビードコア１の環状体は、ストリップ部材４を巻回して段積みすることにより形成することができ、段同士の接合は、例えば、熱板溶着等で被覆樹脂３を溶融させながらストリップ部材４を巻回して、溶融した被覆樹脂３を固化することにより行うことができる。あるいは、段同士を接着剤等により接着することにより接合することもできる。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態のビードコア１では、環状体の軸方向断面において、ストリップ部材４は、２つの側面４ａ、４ｂを有し、該２つの側面４ａ、４ｂのうち少なくとも一方の側面（図示例では両方の側面４ａ、４ｂ）の少なくとも一方の端部（図示例では両端部）が面取りされてなる。図１（ａ）、（ｂ）に示す例では、両端部は、環状体の軸方向断面において、所定の曲率半径Ｒ１で湾曲してなっている。なお、ストリップ部材４の断面形状は、例えば押し出し機を用いて所期した形状に成形することができる。
以下、本実施形態のビードコアの作用効果について説明する。

本実施形態のビードコアによれば、ストリップ部材４の少なくとも一方の側面（本実施形態では、両方の側面４ａ、４ｂ）の少なくとも一方の端部（本実施形態では両端部）が面取りされている（本実施形態では両端部が所定の曲率半径Ｒ１で湾曲している）ため、被覆樹脂３への周辺部材（ゴム等）からの入力が局所的に集中するのを緩和することができる。さらに、面取りにより被覆樹脂３と周辺部材との接合力（溶着力や接着力等）が向上し、ストリップ部材４が入力に対して変形しづらくなる。これにより、ビードコアの耐久性を高めることができる。また、本実施形態によれば、上記の面取りの凹凸は、ビードコア成型時に熱をかけて金型内で再溶融する等することなく形成可能である。

なお、面取りの凹凸の最大寸法は樹脂被覆コードの断面における厚み方向 (図面の上下方向) 寸法の１／２以下であることが好ましい。

図３（ａ）は、本発明の他の実施形態のビードコアの軸方向断面図である。図３（ｂ）は、ストリップ部材の、該ストリップ部材の延在方向に直交する方向の断面図である。この、他の実施形態においても、環状体の軸方向断面において、ストリップ部材４は、２つの側面４ａ、４ｂを有し、該２つの側面４ａ、４ｂのうち少なくとも一方の側面（図示例では両方の側面４ａ、４ｂ）の少なくとも一方の端部（図示例では両端部）が面取りされてなる。具体的には、両端部は、環状体の軸方向断面において、略直線状のテーパとして形成されている。

図３（ａ）、（ｂ）に示す他の実施形態においても、ストリップ部材４の少なくとも一方の側面（本実施形態では、両方の側面４ａ、４ｂ）の少なくとも一方の端部（この実施形態では両端部）が面取りされている（この実施形態では両端部が略直線状のテーパとして形成されている）ため、被覆樹脂３への周辺部材（ゴム等）からの入力が局所的に集中するのを緩和することができる。さらに、面取りにより被覆樹脂３と周辺部材との接合力（溶着力や接着力等）が向上し、ストリップ部材４が入力に対して変形しづらくなる。これにより、ビードコアの耐久性を高めることができる。

図４（ａ）は、本発明の別の実施形態のビードコアの軸方向断面図である。図４（ｂ）は、ストリップ部材の、該ストリップ部材の延在方向に直交する方向の断面図である。この別の実施形態においても、環状体の軸方向断面において、ストリップ部材４は、２つの側面４ａ、４ｂを有し、該２つの側面４ａ、４ｂのうち少なくとも一方の側面（図示例では両方の側面４ａ、４ｂ）の少なくとも一方の端部（図示例では両端部）が面取りされてなる。具体的には、両端部は、環状体の軸方向断面において、略直線状のテーパとして形成されている。図４（ａ）、（ｂ）に示す例においては、側面４ａ、４ｂは、２つのテーパのみで形成されており、この断面で環状体の軸方向に直交する部分を有していない。

図４（ａ）、（ｂ）に示す別の実施形態においても、ストリップ部材４の少なくとも一方の側面（本実施形態では、両方の側面４ａ、４ｂ）の少なくとも一方の端部（本実施形態では両端部）が面取りされている（本実施形態では両端部が面取りされて、側面４ａ、４ｂは、それぞれ、２つのテーパのみで形成されており、この断面で環状体の軸方向に直交する部分を有していない）ため、被覆樹脂３への周辺部材（ゴム等）からの入力が局所的に集中するのを緩和することができる。さらに、面取りにより被覆樹脂３と周辺部材との接合力（溶着力や接着力等）が向上し、ストリップ部材４が入力に対して変形しづらくなる。これにより、ビードコアの耐久性を高めることができる。

図５（ａ）は、本発明のさらに別の実施形態のビードコアの軸方向断面図である。図５（ｂ）は、ストリップ部材の、該ストリップ部材の延在方向に直交する方向の断面図である。この、さらに別の実施形態においても、環状体の軸方向断面において、ストリップ部材４は、２つの側面４ａ、４ｂを有し、該２つの側面４ａ、４ｂのうち少なくとも一方の側面（図示例では両方の側面４ａ、４ｂ）の少なくとも一方の端部（図示例では両端部）が面取りされてなる。具体的には、環状体の軸方向断面において、側面４ａ、４ｂは、両端部を含め、全体が所定の曲率半径Ｒ２で湾曲してなっている。

図５（ａ）、（ｂ）に示すさらに別の実施形態においても、ストリップ部材４の少なくとも一方の側面（本実施形態では、両方の側面４ａ、４ｂ）の少なくとも一方の端部（本実施形態では両端部）が面取りされている（本実施形態では両端部を含む側面全体が所定の曲率半径Ｒ２で湾曲している）ため、被覆樹脂３への周辺部材（ゴム等）からの入力が局所的に集中するのを緩和することができる。さらに、面取りにより被覆樹脂３と周辺部材との接合力（溶着力や接着力等）が向上し、ストリップ部材４が入力に対して変形しづらくなる。これにより、ビードコアの耐久性を高めることができる。

図６は、ビード部に本発明の一実施形態にかかるビードコアを有する空気入りタイヤの、タイヤ幅方向部分断面図である。図６においては、タイヤ赤道面ＣＬを境界とするタイヤ幅方向半部のみを示しているが、図示しない他方の半部についても同様の構成である。一例としては、図６に示すように、一対のビード部に本発明の一実施形態にかかるビードコア１を埋設し、該ビードコア１にトロイダル状に跨るカーカス５のタイヤ径方向外側に、図示例で２層のベルト層からなるベルト６を有している。

本発明では、環状体の軸方向断面において、ストリップ部材４の２つの側面のそれぞれの、少なくとも一方の端部が面取りされてなることが好ましい。両方の側面で上記の作用効果を得て、ビードコアの耐久性をより一層高めることができるからである。なお、上記の実施形態では、いずれも、２つの側面４ａ、４ｂの両方の少なくとも一方の端部を面取りしているが、いずれか一方の側面でのみ、少なくとも一方の端部を面取りすることもできる。

本発明では、環状体の軸方向断面において、ストリップ部材４の、２つの側面のうち少なくとも一方の側面の両方の端部が面取りされてなることが好ましい。両方の端部で上記の作用効果を得て、ビードコアの耐久性をより一層高めることができるからである。なお、上記の実施形態では、いずれも両方の端部を面取りしているが、いずれか一方の端部のみを面取りすることもできる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、図１（ａ）、（ｂ）、及び、図５（ａ）、（ｂ）に示す例では、側面４ａ、側面４ｂで端部の曲率半径Ｒ１及びＲ２を同じとしているが、異ならせることもでき、また、同じ側面での両端で曲率半径Ｒ１及びＲ２を異ならせることもできる。また、曲率半径は、上記の各実施形態では一定であるが、変化させてもよい。また、図３（ａ）、（ｂ）及び図４（ａ）、（ｂ）に示す例では、側面４ａ、側面４ｂで端部における上記角度θ１及びθ２を同じとしているが、異ならせることもでき、また、同じ側面での両端で上記角度θ１及びθ２を異ならせることもできる。

また、側面の端部を２つ以上のテーパを連結させた形状に面取りすることもできる。さらに、側面の各端部で面取りの態様を異ならせることもでき、例えば、一方の側面では、図１（ａ）、（ｂ）に示すように両端部を、曲率半径Ｒ１を有する湾曲形状に面取りし、他方の側面では、図３（ａ）、（ｂ）に示すように両端部を略直線状のテーパを有するように面取りすることもできる。このように、面取りの態様は種々のものとすることができ、その組み合わせも、両側面の両端部の計４つの端部で（同じとする場合も異ならせる場合も含めて）任意とすることができる。

１：ビードコア、２：ビードワイヤ、３：被覆樹脂、４：ストリップ部材、
４ａ、４ｂ：側面、５：カーカス、６：ベルト

Claims

１本以上のビードワイヤを被覆樹脂で被覆してなるストリップ部材が巻回されて段積みされた環状体のビードコアであって、
前記環状体の軸方向断面において、前記ストリップ部材は、２つの側面を有し、該２つの側面のうち少なくとも一方の側面の少なくとも一方の端部が面取りされてなることを特徴とする、ビードコア。
前記環状体の軸方向断面において、前記２つの側面のそれぞれの、少なくとも一方の端部が面取りされてなる、請求項１に記載のビードコア。
前記端部は、前記環状体の軸方向断面において湾曲してなる、請求項１又は２に記載のビードコア。
前記端部は、前記環状体の軸方向断面において、略直線状のテーパとして形成されている、請求項１又は２に記載のビードコア。
前記環状体の軸方向断面において、前記側面は、全体が湾曲してなる、請求項１又は２に記載のビードコア。