JP4586490B2 - タイヤ用ビードコア及び該ビードコアを備えた空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、鋼線を環状に複数回巻き回すことで構成されるタイヤ用ビードコア及び該ビードコアを備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、鋼線の巻き始め端部と巻き終わり端部とのオーバーラップ量を少なくしつつ耐久性を向上することを可能にしたタイヤ用ビードコア及び該ビードコアを備えた空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤのビード部に埋設されるビードコアとして、単一の鋼線を環状に複数回巻き回してなる所謂１本巻きのビードコアがある。１本巻きのビードコアは、通常、成形ドラムの周囲に鋼線を連続的に巻き付けることで形成されるので、その巻き始め端部がビードコアの最も内周側の位置に配置される。

このように構成される１本巻きのビードコアを備えた空気入りタイヤについて破壊圧試験を実施し、ビードコアの破壊形態を観察すると、鋼線の巻き始め端部を起点として破断し易いことが分かる。つまり、鋼線の巻き始め端部がビードコアの最も内周側の位置に存在していると、その部分に応力が集中し、破断に至るのである。

これに対して、鋼線の巻き始め端部を予め成形ドラムのビードコア成形位置から外れた位置に配置し、鋼線を少なくとも１層巻き回した後で、鋼線の巻き始め端部をビードコア成形位置に押し込むことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この手法は、鋼線同士が層間で交差するため耐久性の面で好ましいとは言えない。

また、破断部分の強力を増大するために、鋼線の巻き始め端部と巻き終わり端部とのタイヤ周方向のオーバーラップ量を増やすことが提案されているが、鋼線のオーバーラップ量を増やすことはビードコアの製造コストの増大に繋がる。
特開平９−１７４７１６号公報

本発明の目的は、鋼線の巻き始め端部と巻き終わり端部とのオーバーラップ量を少なくしつつ耐久性を向上することを可能にしたタイヤ用ビードコア及び該ビードコアを備えた空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明のタイヤ用ビードコアは、鋼線を環状に複数回巻き回し、該鋼線の周回部をタイヤ径方向に並ぶ複数の列とタイヤ軸方向に並ぶ複数の層に束ねたタイヤ用ビードコアにおいて、前記鋼線の巻き始め端部及び巻き終わり端部をタイヤ径方向の最も外側の層に配置したことを特徴とするものである。

本発明では、鋼線の巻き始め端部及び巻き終わり端部をタイヤ径方向の最も外側の層に配置するので、従来のようにビードコアの最も内周側の位置に鋼線の巻き始め端部を配置した場合に生じていた応力集中による破断を防止し、タイヤ用ビードコアの耐久性を大幅に向上することができる。しかも、この場合、鋼線の巻き始め端部と巻き終わり端部とのタイヤ周方向のオーバーラップ量を増大させずに、鋼線の強力を有効に活用することができる。従って、鋼線の巻き始め端部と巻き終わり端部とのオーバーラップ量を可及的に少なくすることでタイヤ用ビードコアの製造コストの増大を回避することができる。

本発明において、鋼線の巻き始め端部と巻き終わり端部とのタイヤ周方向のオーバーラップ量は１０ｍｍ〜１００ｍｍにすることが好ましい。鋼線の周回部はタイヤ径方向に３層以上重ね合わせ、タイヤ軸方向に４列以上配置することが好ましい。より具体的な構成として、巻き始め端部を含む列を第１列としたとき、奇数列では鋼線の周回部をタイヤ径方向の外側から内側へ順次重ね合わせ、偶数列では鋼線の周回部をタイヤ径方向の内側から外側へ順次重ね合わせることが好ましい。更に具体的な構成として、巻き始め端部を含む第１列では鋼線の周回部をタイヤ径方向の外側から内側へ順次重ね合わせ、第２列では鋼線の周回部をタイヤ径方向の内側から外側へ順次重ね合わせ、第３列では鋼線の周回部をタイヤ径方向の外側から内側へ順次重ね合わせ、巻き終わり端部を含む第４列では鋼線の周回部をタイヤ径方向の内側から外側へ順次重ね合わせることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、上述したビードコアをビード部に備えたことを特徴とするものである。これにより、ビードコアの製造コストの増大を抑制しながら、空気入りタイヤの耐久性を向上することができる。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明のタイヤ用ビードコアの製造装置の要部を示し、図２はそのＡ−Ｂ断面図である。図１に示すように、ビードコア成形盤１は円盤状を成し、不図示の駆動手段から与えられる駆動力に基づいて回転軸２の廻りに回転するように構成されている。このビードコア成形盤１の一方の面には、ビードコア１０を成形するための環状のキャビティ３が形成されている。

図２に示すように、環状のキャビティ３は矩形の断面形状を有している。ビードコア成形盤１のキャビティ３にはビードコア１０を構成する鋼線（スチールワイヤ）１１が挿入され、該鋼線１１の周回部（周回毎の部分）１２が矢印Ｘにて示されるタイヤ径方向に並ぶ複数の列と矢印Ｙにて示されるタイヤ軸方向に並ぶ複数の層とを形成するようになっている。ビードコア成形盤１にはスプール４が付設されており、鋼線１１をキャビティ３に挿入するに際して、スプール４が鋼線１１をビードコア成形盤１側に押さえ込むようになっている。これにより、鋼線１１の周回部１２の位置が規定される。

鋼線１１は、不図示の供給源から連続的に供給され、必要な長さが供給されたとき不図示の切断装置により適宜切断される。この鋼線１１としては、通常、インシュレーションゴムを被覆したものを使用されるが、ここではインシュレーションゴムの説明については省略する。

次に、本発明のタイヤ用ビードコアの製造方法について説明する。上記製造装置を用いてタイヤ用ビードコアを製造する場合、ビードコア成形盤１のキャビティ３の最も底側でかつタイヤ径方向の最も外側の位置に鋼線１１の巻き始め端部Ｅ₁ を配置し、環状のキャビティ３に沿って鋼線１１を環状に巻き回す。最初の列では鋼線１１の周回部１２をタイヤ径方向の外側から内側へ順次重ね合わせ、次列では鋼線１１の周回部１２をタイヤ径方向の内側から外側へ順次重ね合わせていく。これを繰り返すことで鋼線１１の巻き回しを行う。鋼線１１の周回部１２はタイヤ径方向に３層以上、好ましくは３〜６層重ね合わせると良い。また、鋼線１１の周回部１２はタイヤ軸方向に４列以上、好ましくは４〜６列配置すると良い。

例えば、図２に示すように、巻き始め端部Ｅ₁ を含む第１列では鋼線１１の周回部１２をタイヤ径方向の外側から内側へ順次重ね合わせ、第２列では鋼線１１の周回部１２をタイヤ径方向の内側から外側へ順次重ね合わせ、第３列では鋼線１１の周回部１２をタイヤ径方向の外側から内側へ順次重ね合わせ、巻き終わり端部Ｅ₂ を含む第４列では鋼線１１の周回部１２をタイヤ径方向の内側から外側へ順次重ね合わせる。

これにより、鋼線１１を環状に複数回巻き回し、鋼線１１の周回部１２をタイヤ径方向に並ぶ複数の列とタイヤ軸方向に並ぶ複数の層に束ねると共に、鋼線１１の巻き始め端部Ｅ₁ 及び巻き終わり端部Ｅ₂ を列中で最も外側の層に配置したビードコア１０を形成することができる。

なお、従来のように成形ドラムの周囲に鋼線を巻き付ける場合、鋼線の巻き始め端部が成形ドラムから浮き上がる傾向があるが、上述のように鋼線１１を環状のキャビティ３の内側に挿入する場合、鋼線１１の巻き始め端部Ｅ₁ がキャビティ３の内面から浮き上がり難いので、ビードコア１０の成形を容易に行うことができる。

図３は上記ビードコアのスプライス部をタイヤ径方向外側から示すものである。図３に示すように、鋼線１１の巻き始め端部Ｅ₁ と巻き終わり端部Ｅ₂ とのタイヤ周方向のオーバーラップ量Ｌは１０ｍｍ〜１００ｍｍにすると良い。オーバーラップ量Ｌが１０ｍｍ未満であるとスプライス部での鋼線１１の強力が不十分になり、逆に１００ｍｍを超えるとビードコア１０の製造コストが増大する。

図４は上記ビードコアを備えた空気入りタイヤのビード部を示すものである。図４において、空気入りタイヤのビード部２０には、単一の鋼線１１からなるビードコア１０が埋設されている。このビードコア１０において、鋼線１１の巻き始め端部Ｅ₁ 及び巻き終わり端部Ｅ₂ はタイヤ径方向の最も外側の層に配置されている。そのため、上記ビードコアを備えた空気入りタイヤは、従来のようにビードコアの最も内周側の位置に鋼線の巻き始め端部が配置される場合とは異なって、応力集中によるビードコア１０の破断を生じ難く、その耐久性が優れている。

タイヤサイズ２０５／６０Ｒ１５の空気入りタイヤにおいて、ビードコアの構成だけを異ならせた従来例１〜２及び実施例１〜２のタイヤをそれぞれ製作した。従来例１では、ビードコアを構成する鋼線の巻き始め端部を最も内側の層に配置し、鋼線の巻き終わり端部を最も外側の層に配置し、そのオーバーラップ量Ｌを２０ｍｍにした。従来例２では、ビードコアを構成する鋼線の巻き始め端部を最も内側の層に配置し、鋼線の巻き終わり端部を最も外側の層に配置し、そのオーバーラップ量Ｌを１５０ｍｍにした。実施例１では、ビードコアを構成する鋼線の巻き始め端部及び巻き終わり端部を最も外側の層に配置し、そのオーバーラップ量Ｌを１０ｍｍにした。実施例２では、ビードコアを構成する鋼線の巻き始め端部及び巻き終わり端部を最も外側の層に配置し、そのオーバーラップ量Ｌを２０ｍｍにした。

これら従来例１〜２及び実施例１〜２について、ビードコアの製造コスト、タイヤの破壊圧、タイヤの耐久性を評価し、その結果を表１に示した。ビードコアの製造コストについては、従来例１を１００とする指数にて示し、その指数値が大きいほどビードコアの製造コストが低いことを意味する。タイヤの破壊圧については、従来例１を１００とする指数にて示し、その指数値が大きいほど破壊圧が大きいことを意味する。タイヤの耐久性については、従来例１を１００とする指数にて示し、その指数値が大きいほど耐久性が優れていることを意味する。

この表１から判るように、実施例１〜２では、ビードコアの製造コストを増大させることなくタイヤの耐久性を向上することができた。特に、ビードコアを構成する鋼線の巻き始め端部と巻き終わり端部とのオーバーラップ量を従来例１と同じにした実施例１では、その改善効果が顕著であった。一方、ビードコアを構成する鋼線の巻き始め端部と巻き終わり端部とのオーバーラップ量を従来例１よりも増やした従来例２は、ビードコアの製造コストが増えるだけであって、タイヤの耐久性の改善効果が得られなかった。

本発明のタイヤ用ビードコアの製造装置の要部を示す斜視図である。 図１のＡ−Ｂ矢視断面図である。 本発明のビードコアのスプライス部をタイヤ径方向から示す平面図である。 本発明のビードコアを備えた空気入りタイヤのビード部を示す断面図である。

符号の説明

１ ビードコア成形盤
２ 回転軸
３ キャビティ
４ スプール
１０ ビードコア
１１ 鋼線
１２ 周回部
２０ ビード部
Ｅ₁ 巻き始め端部
Ｅ₂ 巻き終わり端部

Claims (7)

1. 鋼線を環状に複数回巻き回し、該鋼線の周回部をタイヤ径方向に並ぶ複数の列とタイヤ軸方向に並ぶ複数の層に束ねたタイヤ用ビードコアにおいて、前記鋼線の巻き始め端部及び巻き終わり端部をタイヤ径方向の最も外側の層に配置したタイヤ用ビードコア。
2. 前記鋼線の巻き始め端部と巻き終わり端部とのタイヤ周方向のオーバーラップ量を１０ｍｍ〜１００ｍｍとした請求項１に記載のタイヤ用ビードコア。
3. 前記鋼線の周回部をタイヤ径方向に３層以上重ね合わせた請求項１又は請求項２に記載のタイヤ用ビードコア。
4. 前記鋼線の周回部をタイヤ軸方向に４列以上配置した請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ用ビードコア。
5. 前記巻き始め端部を含む列を第１列としたとき、奇数列では前記鋼線の周回部をタイヤ径方向の外側から内側へ順次重ね合わせ、偶数列では前記鋼線の周回部をタイヤ径方向の内側から外側へ順次重ね合わせるようにした請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ用ビードコア。
6. 前記巻き始め端部を含む第１列では前記鋼線の周回部をタイヤ径方向の外側から内側へ順次重ね合わせ、第２列では前記鋼線の周回部をタイヤ径方向の内側から外側へ順次重ね合わせ、第３列では前記鋼線の周回部をタイヤ径方向の外側から内側へ順次重ね合わせ、前記巻き終わり端部を含む第４列では前記鋼線の周回部をタイヤ径方向の内側から外側へ順次重ね合わせるようにした請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ用ビードコア。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のビードコアをビード部に備えた空気入りタイヤ。
   

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