JP3026743B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

空気入りタイヤ

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JP3026743B2 JP7225511A JP22551195A JP3026743B2 JP 3026743 B2 JP3026743 B2 JP 3026743B2 JP 7225511 A JP7225511 A JP 7225511A JP 22551195 A JP22551195 A JP 22551195A JP 3026743 B2 JP3026743 B2 JP 3026743B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビードコアの耐破
壊性と軽量化を同時に満足しうる空気入りタイヤに関す
る。
【0002】
【従来の技術】空気入りタイヤの左右一対のビード部に
は、それぞれリング状のビードコアが埋設されている。
このビードコアは、カーカスの両端部を係止するととも
に、タイヤをリムに強固に嵌合させる働きをする。
【0003】このようなビードコアは、近年、有機繊維
コードを用いたものも提案されているが、ビード部の剛
性を確保するためには、図8に示すように、断面が円形
をなす硬鋼線などのビードワイヤaを多数回巻きし、ゴ
ム被覆することにより形成されものが多い。
【0004】従来、ビードワイヤを多数回巻く方法とし
て、ビードワイヤを4〜6本横に並べてゴム被覆したテ
ープ状のストランドを、複数層に巻き回して構成するい
わゆるテープビード方式、ゴム被覆した1本のビードワ
イヤを、タイヤ軸方向の一方側から他方側に向けて螺旋
巻きし、しかる後逆方向に螺旋巻きすることにより多層
に螺旋巻きされたいわゆるシングルワインド方式などが
一般的である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、硬鋼線を多
数回巻きしたビードコアは、ビードワイヤの巻き始め端
が原因となって、図7(A)に示すように、ビードワイ
ヤaの巻き始め端bと、この半径方向外側に積層される
ビードワイヤとの間に段差dが生じる。
【0006】そして、タイヤへの内圧の充填や大きな負
荷などにより、前記ビードワイヤaの巻き始めb端が、
半径方向外側へと移動しようとする。特に、前記段差d
が半径方向に0.9mm以上あると、その段差部分に著し
く高い応力が集中し、図7(B)に示すように、この巻
き始め端bが、半径方向外側に巻き重なるビードワイヤ
を切断するなど、ビードコアの耐破壊性を大きく低下さ
せる原因となっている。
【0007】本発明者等は、かかる問題点に鑑みて種々
実験を重ねたところ、前述のようなビードコアの破断
は、ビードワイヤのタイヤ半径方向の積層数を増やすこ
とによって抑制しうるとの知見を得た。
【0008】しかしながら、ビードワイヤの半径方向の
積層数を増やす場合には、ビードコアの断面が縦方向に
長くなるいびつな形状になる他、ビードコアの重量が増
大し、ひいては、タイヤ重量の増加を招くという新たな
問題を生起する。
【0009】つまり、硬鋼線のビードワイヤを用いたビ
ードコアの場合、ビードコアの軽量化と耐破壊性とは、
互いに矛盾する二律背反事項であって、これらを同時に
満足することは、従来、きわめて困難であった。
【0010】本発明者等は、ビードコアの軽量化を図り
つつ、ビードワイヤの積層数を増やすことについて、さ
らに研究を重ねた結果、ビードコアを形成する多数回巻
きされるビードワイヤの断面形状を、タイヤ軸方向寸法
よりもタイヤ半径方向寸法の方が小さい横長形とするこ
とに着目し、本発明を完成させたのである。
【0011】以上のように、本発明は、ビードコアの耐
破壊性と軽量化とを同時に満足しうる空気入りタイヤの
提供を目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のうち、請求項1
記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経て
ビード部に埋設されたリング状のビードコアの廻りを折
り返すカーカスを有する空気入りタイヤであって、前記
ビードコアは、ビードワイヤをタイヤ半径方向、タイヤ
軸方向に重ねて多数回巻きしたリング体からなり、かつ
前記ビードワイヤが円弧状辺と弦辺とを有する断面切り
欠き円状をなし、かつ前記弦辺をタイヤ半径方向に向け
ることにより、該ビードワイヤの横断面が、タイヤ軸方
向寸法よりもタイヤ半径方向寸法の方が小さい横長形で
あることを特徴とする空気入りタイヤである。
【0013】又、請求項2記載の発明は、前記ビードワ
イヤは、前記弦辺と前記円弧状辺とをタイヤ半径方向に
向き合わせて巻き付けて形成されたことを特徴とする。
【0014】さらに請求項3記載の発明は、前記ビード
ワイヤが、前記横断面における弦辺の長さAと、この弦
辺から該弦辺と直角方向に最も隔てる前記円弧状辺上の
点までの最大距離Bとの比(B/A)が、0.5〜1.
3であることを特徴としている。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づき説明する。本発明の空気入りタイヤは、
トレッド部2からサイドウォール部3を経てビード部4
のビードコア5の廻りを折り返すカーカス6を有し、前
記ビードコア5は、図2に示すように、ビードワイヤ7
をタイヤ半径方向、タイヤ軸方向に重ねて多数回巻きし
たリング体からなり、かつ前記ビードワイヤ7の横断面
が、タイヤ軸方向寸法よりもタイヤ半径方向寸法の方が
小さい横長形であることを特徴としている。なお図1の
空気入りタイヤは乗用車用ラジアルタイヤであって、左
右対象の構造をなす。
【0016】前記カーカス6は、例えば、カーカスコー
ドをタイヤ赤道Cに対して60゜〜90゜の角度で配列
したいわゆるラジアル構造の1枚以上のカーカスプライ
からなり、前記ビードコア5の回りをタイヤ軸方向内側
から外側に向けて折り返す折返し部6aを有している。
なお、折返し部6aに沿って、本例ではビードコア5か
ら半径方向外側にのびるビードエーペックス8を設けて
いる。
【0017】前記カーカスコードには、スチール又はナ
イロン、レーヨン若しくはポリエステル等の有機繊維コ
ードを好ましく採用しうる。
【0018】なお、前記カーカス6のタイヤ半径方向外
側かつトレッド部2の内方には、前記カーカスの形状を
保持しかつトレッド部2の剛性を高めうるベルト層9を
配している。このベルト層9は、例えば、コードをタイ
ヤ赤道Cに対して10゜〜30゜の比較的浅い角度で配
列した内外2枚のベルトプライ9A、9Bから形成さ
れ、各プライはコードが互いに交差するよう向きを違え
て重置される。
【0019】前記ベルトプライのコードには、カーカス
コードと同様に、ナイロン、ポリエステル、レーヨン等
の有機繊維コード又はスチール等の金属コードを適宜用
いることができる。なお、高速耐久性を向上させるため
に、タイヤ赤道Cに対して、実質的に0度の角度でコー
ドを配したバンドなどをベルト層9の外側に適宜組み合
わせても良い。
【0020】図2には、図1のビードコア5を拡大して
示している。前記ビードコア5は、本例では、タイヤ軸
方向に6列、タイヤ半径方向に10層のビードワイヤ7
を整列させつつ重ねて多数回巻きしたリング体からな
る。
【0021】このようなビードコア5は、例えば、前記
テープビード方式により、図3(A)に示すように、ビ
ードワイヤ7を6本横に並べてゴムGで被覆することに
よりテープ状のストランドTを形成し、これを10層に
渦巻き状に巻き重ねることにより形成することができ
る。
【0022】又、前記ビードコア5は、前記シングルワ
インド方式などにより、図3(B)に示すように、ゴム
Gで被覆した1本のビードワイヤ7を、タイヤ軸方向の
一方側から他方側に向けて1層毎に向きを変えて螺旋巻
きすることによっても製造しうる。この場合、ビードワ
イヤ7の端縁が1つのビードコアに対して、巻き始めと
巻き終わりの2ケ所しかないため、タイヤユニフォミテ
ィが向上する点で好ましい。
【0023】又前記ビードコア5のビードワイヤ7の横
断面は、タイヤ軸方向寸法よりもタイヤ半径方向寸法の
方が小さい横長形をなしている。かかるビードワイヤ7
の横断面の形状として、本例では、1つの円弧状辺7a
と1つの弦辺7bとを有する断面切り欠き円状(半円
状)を示している。
【0024】また、前記ビードワイヤ7を、前記弦辺7
bをタイヤ半径方向外側に位置させ、かつ前記円弧状辺
7aとをタイヤ半径方向に向き合わせて巻き付け形成し
ているが、前記弦辺7bが、タイヤ半径方向内側に位置
するように配しても良い。
【0025】このように、横断面が横長形のビードワイ
ヤ7を用いることにより、ビードコア5の重量を増加さ
せることなく、ビードワイヤ7がタイヤ半径方向に巻き
重なる積層数を増すことができ、ビードコア5の耐破壊
性を向上することができる。
【0026】又、ビードコア5のビードワイヤ7の横断
面は、タイヤ軸方向寸法よりもタイヤ半径方向寸法の方
が小さいため、ビードワイヤ7の巻き始め端部に生じが
ちな前記段差を小としうるのにも役立つ。
【0027】例えば、図4(A)に示すように、ビード
ワイヤ7が、横断面における弦辺7bの長さAと、この
弦辺7bから該弦辺7bと直角方向に最も隔てる前記円
弧状辺7a上の点までの最大距離Bとの比(B/A)
を、0.5とする半円の場合、直径がAの円断面を有す
るビードワイヤに比べると、ビードコアの重量を維持し
たままで、前記積層数をほぼ2倍にすることが可能にな
る。
【0028】前記比(B/A)は、好ましくは0.5〜
1.3の範囲、さらに好ましくは0.5〜0.8の範囲
で定めるのが望ましい。この比(B/A)が、略0.5
である場合を図4(A)に、同比(B/A)が、略0.
8である場合を同図(B)に、同比(B/A)が、略
1.3である場合を同図(C)にそれぞれ示している。
【0029】前記比(B/A)が、0.5を下回るとき
には、ビードワイヤ7の横断面の偏平化が進み、積層数
は増加させうるものの、ビードワイヤ1本当たりの強力
が低下する傾向にあり、逆に前記比(B/A)が1.3
を超えるときには、ビードワイヤの横断面が、横長形か
ら離れる傾向にあり、ビードコアの重量を増加させるこ
となく前記積層数を増すのが困難になりがちとなる。
【0030】また前記ビードワイヤ7は、例えば、0.
65〜0.75%の炭素を含有する硬鋼線を好ましく採
用でき、しかも引張強度が155〜220kg/mm2 程度
のものが好ましい。
【0031】そして、前記比(B/A)が0.5である
場合、ビードワイヤ7の弦辺7bの長さAは、乗用車用
ラジアルタイヤでは、0.7〜1.6mm、トラック、バ
ス、その他のタイヤでは、1.4〜2.5mm程度の範囲
から種々選択することができる。さらにビードワイヤ7
は、ゴムGとの接着性を向上するべく、表面に亜鉛、真
鍮、銅などによりメッキを施すのが好ましく、この場
合、前記弦辺7bの長さAは、メッキ処理後の寸法とし
て定めればよい。
【0032】なお前記ビードコア5は、ビードワイヤ7
の前記巻きつけが完了した後、リング体の外表面をゴム
シートなどでラッピングすることができる。
【0033】図5には、ビードコア5の他の実施の形態
を示している。図から明らかなように、この例では、タ
イヤ軸方向に隣り合うビードワイヤ7の向きが異なって
いる。この場合、予め向きを交互に変えたビードワイヤ
を6本横に並べてストランドを形成し、前述のテープビ
ード方式で製造することができる。
【0034】この実施形態では、ビードコア5に引張荷
重が作用した場合、タイヤ軸方向に隣り合うビードワイ
ヤ7が、よりしっかりと噛み合って相互に一体化する傾
向にあり、わずかながら図2のものよりも耐破壊性が向
上することが判明している。
【0035】図6(A)〜(C)は、本願発明以外のビ
ードワイヤ7を単に開示している。図6(A)のもの
は、横断面が2つの直線辺7c、7c、2つの円弧状辺
7a,7aを交互に組み合わせた横長形をなしている。
【0036】図6(B)のものは、横断面が4つの直線
辺7c、4つの円弧状辺7aを交互に組み合わせた面取
りされた長方形の横長形をなしている。又、図6(C)
のものは、横断面が4つの直線辺7cからなる横長形を
なしている。
【0037】これらのタイヤ軸方向(横方向)寸法D
と、タイヤ半径方向(縦方向)寸法Cとの比(C/D)
は、0.5〜0.8程度が、ビードコアの軽量化と耐破
壊性の観点から好ましいものとなる。又タイヤ軸方向寸
法Dは、前記直線辺7cの長さAと同様の範囲で定める
のが好ましい。
【0038】以上詳述したが、前記ビードコア自体の断
面形状は、本例で示したような長方形以外にも、円形、
六角形、平行四辺形、菱形状など種々の形状を用いるこ
とができ、さらには、自動二輪車用の空気入りタイヤな
どにも適宜採用しうる。
【0039】
【実施例】タイヤサイズが、225/50R16であ
り、図1の構成の空気入りタイヤを、ビードコアの形状
を変えて複数種試作し、各種のテストを行うことにより
本発明の効果を確認した。
【0040】なお、実施例1〜8は、本発明に係る空気
入りタイヤであり、前記比(B/A)は全て0.5とし
た断面切り欠き円(半円状)に統一している。又、比較
例1〜3は、本発明の構成外のタイヤであり、ビードワ
イヤの横断面は全て円形である。
【0041】又、実施例1〜8について、ビードワイヤ
の弦辺の長さAは、0.96mm(実施例1、5)、0.
91mm(実施例2、6)、0.83mm(実施例3、
7)、0.74mm(実施例4、8)である。同様に、比
較例1〜3のビードワイヤの線径はそれぞれ0.96mm
(比較例1)、1.05mm(比較例2)、0.86mm
(比較例3)のものを使用した。なおビードワイヤには
全て同一組成の硬鋼線を用いている。テスト要領および
表1の用語の定義は次の通りである。
【0042】イ)ビードコアの断面積 被覆ゴムを含まない任意断面におけるビードワイヤの総
断面積(mm2 )である。
【0043】ロ)ビードコアの断面積指数 比較例1のビードコアの断面積を100とする指数で表
示している。
【0044】ハ)破壊水圧 試供タイヤをリム(7×16”)組みし、バルブからタ
イヤ内腔に水を充填し、ビードコアが破断したときの破
壊水圧(KSC)を測定し、このテストを各タイヤにつ
いて5回行い、破壊水圧の平均値を求めた。
【0045】ニ)破壊水圧指数 比較例1の破壊水圧を100とする指数で表示してい
る。
【0046】ホ)ビードコアの重量 ビードコア(被覆ゴムを含む)1本当たりの重量を測定
した。テストの結果を表1に示す。
【0047】
【表1】
【0048】テストの結果、各実施例のタイヤは、ビー
ドコアを同重量ないしは軽量化しつつ耐破壊性を向上し
ていることが確認できる。なお、実施例4、8について
は、弦辺の長さAが0.74(mm)と小寸であるため、
225/50R16のタイヤサイズでは、不向きである
が、タイヤサイズを一定のものに限定して使用するには
差し支えない耐破壊性を有している。
【0049】又ビードコアの断面積S(mm2 )と、前記
破壊水圧(KSC)Pとの比(P/S)であるビードコ
アの単位断面積当たり耐えうる破壊水圧(KSC/mm
2 )を調べたところ、比較例1〜3については、平均
1.24(KSC/mm2 )であったが、実施例1〜8で
は、平均1.60(KSC/mm2 )まで向上しているこ
とが確認できた。
【0050】
【発明の効果】叙上の如く本発明の空気入りタイヤは、
タイヤの重量を増加させることなくビードコアの耐久性
を高めうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す空気入りタイヤの右
断面図である。
【図2】ビードコアの一例を示す断面図である。
【図3】ビードコアの製造方法を説明するためのビード
ワイヤの斜視図である。
【図4】(A)〜(C)は、ビードワイヤの断面図であ
る。
【図5】ビードコアの他の実施の形態を示す断面図であ
る。
【図6】(A)〜(C)は、ビードワイヤの横断面を示
す断面図である。
【図7】(A)、(B)は、ビードコアの破断を説明す
るための側面図である。
【図8】従来のビードコアの断面図である。
【符号の説明】
2 トレッド部 3 サイドウォール部 4 ビード部 5 ビードコア 6 カーカス 7 ビードワイヤ 7a 円弧状辺 7b 弦辺 8 ビードエーペックス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60C 15/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トレッド部からサイドウォール部を経てビ
    ード部に埋設されたリング状のビードコアの廻りを折り
    返すカーカスを有する空気入りタイヤであって、 前記ビードコアは、ビードワイヤをタイヤ半径方向、タ
    イヤ軸方向に重ねて多数回巻きしたリング体からなり、かつ前記ビードワイヤが円弧状辺と弦辺とを有する断面
    切り欠き円状をなし、かつ前記弦辺をタイヤ半径方向に
    向けることにより、該 ビードワイヤの横断面が、タイヤ
    軸方向寸法よりもタイヤ半径方向寸法の方が小さい横長
    形であることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 【請求項2】前記ビードワイヤは、前記弦辺と前記円弧
    状辺とをタイヤ半径方向に向き合わせて巻き付けて形成
    されたことを特徴とする請求項1記載の空気入りタイ
    ヤ。
  3. 【請求項3】前記ビードワイヤは、前記横断面における
    弦辺の長さAと、この弦辺から該弦辺と直角方向に最も
    隔てる前記円弧状辺上の点までの最大距離Bとの比(B
    /A)が、0.5〜1.3である請求項2記載の空気入
    りタイヤ。
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