JP5533186B2

JP5533186B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5533186B2
Application number: JP2010097600A
Authority: JP
Inventors: 健人清水
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2010-04-21
Filing date: 2010-04-21
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2030-04-21
Also published as: JP2011225133A

Description

本発明はユニフォミティの向上を図るようにした空気入りタイヤに関する。

トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアの周りに折り返されたカーカス層を有する空気入りタイヤにおいては、加硫時におけるビードコアの崩れを抑制することがユニフォミティを確保する上で重要である。
ビードコアの崩れは、加硫時にカーカス層によりビードコアが引っ張られることによって、ビードコアを構成する複数のビードワイヤの並びが崩れることで生じるものである。
各ビードワイヤの並びを崩れにくくするためには、ビードワイヤの回転運動を拘束すればよく、そのためには、ビードワイヤの断面形状を一般的な円形形状に比較して回転運動がより強く拘束される形状とすることが有利であると考えられる。
一方、ビード部の耐久性の向上あるいはビードワイヤの使用量の削減を図る目的で、ビードワイヤの断面形状を平行四辺形あるいは長方形とした空気タイヤが提案されている（特許文献１、２参照）。

特開２００８−２５４６８４号公報特開２００７−２１６７１０号公報

しかしながら、これら従来技術は、ビードワイヤの断面形状が平行四辺形あるいは長方形であることから回転運動を拘束する度合いが十分なものとはいえない。
したがって、これら従来技術は、加硫時におけるビードコアの崩れの抑制を図りユニフォミティの向上を図る上では改善の余地がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユニフォミティの向上を図る上で有利な空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアの周りに折り返されたカーカス層を有する空気入りタイヤであって、前記ビードコアは複数のビードワイヤが並べられた帯状部材がタイヤ軸心の周りに複数回巻回して構成され、前記各ビードワイヤの断面は正三角形を呈し、それぞれがトッピングゴムで被覆され、前記ビードワイヤの断面をなす正三角形の全ての頂点は、前記正三角形の１辺の長さの１０％〜２０％の半径の円弧によって面取りされ、前記帯状部材は、前記正三角形の１つの頂点がタイヤ半径方向外方に向けて配置されかつ前記頂点に対向する前記正三角形の一辺がタイヤ軸心と平行する方向に沿って延在するビードワイヤと、前記正三角形の１つの頂点がタイヤ半径方向内方に向けて配置されかつ前記頂点に対向する前記正三角形の一辺がタイヤ軸心と平行する方向に沿って延在する前記ビードワイヤとが、それら正三角形の前記一辺以外の辺同士を前記トッピングゴムを挟んで対向させてタイヤ幅方向に交互に並べられて構成され、前記帯状部材の断面は、両側の斜辺がタイヤ半径方向外側に至るほどタイヤ幅方向の外側に変位する平行四辺形を呈し、前記ビードコアは、タイヤ半径方向において隣り合う前記帯状部材の前記ビードワイヤの前記頂点に対向する一辺が前記トッピングゴムを挟んで対向しており、前記ビードコアの断面も、両側の斜辺がタイヤ半径方向外側に至るほどタイヤ幅方向の外側に変位する平行四辺形を呈していることを特徴とする。
また、本発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアの周りに折り返されたカーカス層を有する空気入りタイヤの製造方法であって、断面が正三角形を呈し、前記正三角形の全ての頂点が、前記正三角形の１辺の長さの１０％〜２０％の半径の円弧によって面取りされトッピングゴムで被覆された複数のビードワイヤを設け、隣り合う前記ビードワイヤの前記正三角形の頂点が互いに逆向きなりかつ隣り合う前記ビードワイヤの前記正三角形の頂点に対向する１辺を互いに平行する直線上に位置させかつ隣り合う前記ビードワイヤの前記正三角形の前記１辺以外の辺同士を前記トッピングゴムを挟んで対向させ複数のビードワイヤの断面と前記トッピングゴムとにより平行四辺形が形成されるようにそれらビードワイヤを並べた帯状の帯状部材を設け、前記平行四辺形の上辺と下辺をタイヤ軸心と平行する方向に延在させかつタイヤ半径方向において隣り合う前記帯状部材の前記ビードワイヤの前記頂点に対向する一辺を前記トッピングゴムを挟んで対向させて前記帯状部材をタイヤ軸心の周りに複数回巻回させ、両側の斜辺がタイヤ半径方向外側に至るほどタイヤ幅方向の外側に変位する断面が平行四辺形の前記ビードコアを形成することを特徴とする。

本発明によれば、ビードワイヤの断面が正三角形であるため、ビードワイヤの断面が平行四辺形あるいは長方形である場合に比較して頂点の数が１つ少ない分だけ、回転運動がより強く抑制される。
その結果、加硫時にカーカス層でビードコアが引っ張られることによってビードコアに力が作用しても、ビードワイヤの回転運動が効果的に抑制されることによってビードコアの型崩れが抑制されるため、ユニフォミティを確保する上で有利となる。

本実施の形態の空気入りタイヤ１０をタイヤ軸心を含む平面で破断した断面図である。ビード部１６の拡大断面図である。帯状部材２６の断面図である。ビードワイヤ２４の断面図である。本発明に係る空気入りタイヤ１０の従来例、比較例、実施例の実験結果を示す図である。

次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係る空気入りタイヤ１０は、トレッド部１２と、トレッド部１２の両側部からからタイヤ半径方向内方に延びる一対のサイドウォール部１４と、各サイドウォール部１４の内周側に連続する一対のビード部１６とを備えている。
ビード部１６は、ビードコア１８と、ビードコア１８からタイヤ半径方向外方に向かって延びるビード補強用のビードフィラー２０とを備えている。
カーカス層２２は、一対のビード部１６にわたって設けられ、カーカス層２２の両端はビードコア１８、ビードフィラー２０で折り返されて固定されている。

図２、図３に示すように、ビードコア１８は、厚さよりも幅が大きい帯状部材２６がタイヤ軸心の周りに複数回巻回して構成されている。
帯状部材２６は、複数のビードワイヤ２４と、それらを覆うトッピングゴム２８とにより構成されている。
ビードワイヤ２４は、断面が正三角形を呈している。
帯状部材２６は、正三角形の１つの頂点（角部）がタイヤ半径方向外方に向けて配置されたビードワイヤ２４と、正三角形の１つの頂点（角部）がタイヤ半径方向内方に向けて配置されたビードワイヤ２４とがタイヤ幅方向に交互に並べられて構成されている。
本実施の形態では、複数のビードワイヤ２４は、それらの断面により平行四辺形が形成されるように並べられている。
また、それらビードワイヤ２４を被覆する両端のトッピングゴム２８の厚さを変えることで、帯状部材２６の断面は長方形にも平行四辺形にも形成することができる。本実施の形態では、帯状部材２６の断面は、上辺と下辺がタイヤ軸心と平行する方向に沿って延在し、両側の斜辺がタイヤ半径方向外側に至るほどタイヤ幅方向の外側に変位する平行四辺形に形成されている。
そして、このような断面が平行四辺形の帯状部材２６を本実施の形態では３回巻装し、上辺と下辺がタイヤ軸心と平行する方向に沿って延在し、両側の斜辺がタイヤ半径方向外側に至るほどタイヤ幅方向の外側に変位する断面が平行四辺形をなすビードコア１８を構成している。

ビードワイヤ２４は弾性体であるトッピングゴム２８で被覆されているので、トッピングゴム２８によって回転変位可能に保持されていることになる。
しかしながら、ビードワイヤ２４はその断面が正三角形を呈しているため、ビードワイヤ２４は、その断面が平行四辺形あるいは長方形である場合に比較して頂点の数が１つ少ない分だけ、回転運動がより強く抑制される。
さらに、隣接するビードワイヤ２４は、トッピングゴム２８を挟んで正三角形の辺同士が対向しているため、ビードワイヤ２４同士が相互の回転運動を拘束し、これによりビードワイヤ２４の回転運動がより効果的に抑制される。

したがって、加硫時にカーカス層２２でビードコア１８が引っ張られることによってビードコア１８に力が作用しても、ビードワイヤ２４の回転運動が効果的に抑制されることによってビードコア１８の型崩れが抑制されるため、ユニフォミティを確保する上で有利となる。

また、本実施の形態では、図４に示すように、ビードワイヤ２４の断面をなす正三角形の全ての頂点は、正三角形の１辺の長さＬの１０％〜２０％の半径Ｒの円弧によって面取りされている。したがって、面取りの半径Ｒは、０．１Ｌ≦Ｒ≦０．２Ｌを満たしている。
面取りの半径Ｒを長さＬの１０％〜２０％の範囲内とすると、ビードワイヤ２４によるカーカス層２２への損傷を抑制して空気入りタイヤ１０の耐久性の向上を図りつつ、ビードワイヤ２４の回転運動の抑制を図る上で有利となる。
すなわち、面取りの半径Ｒが長さＬの１０％を下回ると、ビードワイヤ２４によるカーカス層２２への損傷を抑制する上で不利となる。
したがって、面取りの半径Ｒは正三角形の１辺の長さＬの１０％以上が好ましい。
面取りの半径Ｒが長さＬの２０％を上回ると、ビードワイヤ２４の回転運動の抑制を図る上で不利となる。
したがって、面取りの半径Ｒは正三角形の１辺の長さＬの２０％以下が好ましい。

また、本実施の形態では、ビードコア１８はタイヤ軸心を含む断面においてタイヤ半径方向外側に至るほどタイヤ幅方向の外側に変位する平行四辺形をなしている。
ビードコア１８の断面を平行四辺形にすることで、以下の理由によりビードコア１８の形状を安定化させることができ、したがって、加硫時のビードコア１８の型崩れを効果的に防ぐ上でより有利となる。
すなわち、ビードコアの成形時、ビードコアの断面形状が長方形になるようにビードワイヤーを並べても、加硫時にカーカスがビードコアを締め付けることでビードコアが型崩れを生じビードコアの断面形状は平行四辺形となる。
したがって、あらかじめビードコアの断面形状が平行四辺形となるようにビードコアを成形しておけば、加硫時にビードコアの型崩れを抑制する上で有利となる。

以下、本発明の実施例を比較例と比較しつつ説明する。
図５は本発明に係る空気入りタイヤ１０の従来例、比較例、実施例の実験結果を示す図である。
以下のタイヤを用いた。
タイヤサイズ：１９５／５５Ｒ１６８７Ｖ

評価項目は以下の４項目である。
（１）ユニフォミティ
ユニフォミティ試験機を用いて測定したＲＦＶ（ラジアルフォースバリエーション）を測定し、従来例の空気入りタイヤのＲＦＶを１００とした場合の指数で評価した。
数値が高いほど、ユニフォミティが優れている。

（２）嵌合圧
予め定められたリムに空気入りタイヤをリム組みし、両側のビード部がリムに完全に嵌合するまでタイヤ内圧を上昇させ、ビード部がリムに完全に嵌合した時の空気圧を空気圧ゲージで測定し、従来例の空気入りタイヤの嵌合圧を１００とした場合の指数で評価した。
数値が高いほど嵌合圧が低くしたがって嵌合性に優れている。

（３）嵌合力
リム嵌合力試験機にて、タイヤのビード部をリム径JIS中心値にする力を嵌合力として測定し、従来例の空気入りタイヤの嵌合力を１００とする指数値で評価した。
数値が７０〜１２０が適切な嵌合力であり、この範囲内であれば嵌合性に優れている。

（４）耐久性
空気入りタイヤをリムに装着し、ドラム耐久試験機上を走行させ、タイヤの破損（カーカス層の破損）が発生するまでの走行距離を耐久性として測定し、従来例の空気入りタイヤの耐久性を１００とした場合の指数で評価した。
数値が高いほど耐久性に優れている。

従来例は、ビードワイヤの断面形状が長方形であり、ビードコアの断面形状が長方形である。
比較例は、ビードワイヤの断面形状が平行四辺形であり、ビードコアの断面形状が平行四辺形である。
実施例１は、図２に示すように、ビードワイヤ２４の断面形状が正三角形であり、ビードワイヤ２４の面取りが無く、ビードコア１８の断面形状が平行四辺形である。
実施例２は、ビードワイヤ２４の断面形状が正三角形であり、ビードワイヤ２４の面取りの半径Ｒが正三角形の１辺の長さＬの１０％であり、ビードコア１８の断面形状が平行四辺形である。
実施例３は、ビードワイヤ２４の断面形状が正三角形であり、ビードワイヤ２４の面取りの半径Ｒが正三角形の１辺の長さＬの２０％であり、ビードコア１８の断面形状が平行四辺形である。
実施例４は、ビードワイヤ２４の断面形状が正三角形であり、ビードワイヤ２４の面取りの半径Ｒが正三角形の１辺の長さＬの２５％であり、ビードコア１８の断面形状が平行四辺形である。
実施例５は、ビードワイヤ２４の断面形状が正三角形であり、ビードワイヤ２４の面取りの半径Ｒが正三角形の１辺の長さＬの１５％であり、ビードコア１８の断面形状が長方形である。

図５から明らかなように、実施例１は、従来例に比較してユニフォミティに優れ、嵌合性（嵌合力）は従来と同様に適値の範囲内であり、耐久性に関しては従来例と同様であり、嵌合性（嵌合圧）は従来例に比較して若干低下している。
嵌合性（嵌合圧）の低下は、ビードワイヤ２４の断面の正三角形の頂点の面取りが無いことから、ビードワイヤ２４の回転運動を拘束する度合いが適切な範囲よりも高いためであると考えられる。

実施例２、３、４は、従来例に比較してユニフォミティに優れ、嵌合性（嵌合力）は従来と同様に適値の範囲内であり、嵌合性（嵌合圧）は従来例と同等以上であり、耐久性に優れている。
実施例４は従来例に比較してユニフォミティに優れるが、実施例２、３に比較してユニフォミティが低くなっている。これは、ビードワイヤ２４の正三角形の頂点の面取りの半径Ｒが長さＬの２５％と大きいことから、ビードワイヤ２４の回転運動を拘束する度合いが適切な範囲よりも低いためであると考えられる。

実施例５は、従来例に比較してユニフォミティに優れ、嵌合性（嵌合力）は従来と同様に適値の範囲内であり、嵌合性（嵌合圧）は従来例に比較して若干低下しているが、耐久性は従来例に比較して優れている。
実施例５が実施例２、３に比較してユニフォミティが低いのは、ビードコア１８の断面形状が長方形であるため、ビードコア１８の形状の安定化を図る上でビードコア１８の断面形状が平行四辺形である場合よりも若干不利であるためと考えられる。
また、嵌合性（嵌合圧）の低下は、加硫時にビードワイヤーの並びが崩れて、トッピングゴム２８を押しのけてビードワイヤーが移動または回転し、互いを拘束してしまったためであると考えられる。

比較例は、従来例に比較してユニフォミティは同等に留まり、嵌合性（嵌合力）は適値であり、嵌合性（嵌合圧）は従来例に比較して優れているが、耐久性が低下している。
耐久性の低下は、ビードワイヤの断面形状が平行四辺形であり、長方形の角部に比べ鋭角である平行四辺形の角部に面取りがなされていないためであると考えられる。

１０……空気入りタイヤ、１２……トレッド部、１４……サイドウォール部、１６……ビード部、１８……ビードコア、２２……カーカス層、２４……ビードワイヤ、２６……帯状部材、Ｌ……正三角形の１辺の長さ、Ｒ……正三角形の頂点を面取りする円弧の半径。

Claims

トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアの周りに折り返されたカーカス層を有する空気入りタイヤであって、
前記ビードコアは複数のビードワイヤが並べられた帯状部材がタイヤ軸心の周りに複数回巻回して構成され、
前記各ビードワイヤの断面は正三角形を呈し、それぞれがトッピングゴムで被覆され、
前記ビードワイヤの断面をなす正三角形の全ての頂点は、前記正三角形の１辺の長さの１０％〜２０％の半径の円弧によって面取りされ、
前記帯状部材は、前記正三角形の１つの頂点がタイヤ半径方向外方に向けて配置されかつ前記頂点に対向する前記正三角形の一辺がタイヤ軸心と平行する方向に沿って延在するビードワイヤと、前記正三角形の１つの頂点がタイヤ半径方向内方に向けて配置されかつ前記頂点に対向する前記正三角形の一辺がタイヤ軸心と平行する方向に沿って延在する前記ビードワイヤとが、それら正三角形の前記一辺以外の辺同士を前記トッピングゴムを挟んで対向させてタイヤ幅方向に交互に並べられて構成され、
前記帯状部材の断面は、両側の斜辺がタイヤ半径方向外側に至るほどタイヤ幅方向の外側に変位する平行四辺形を呈し、
前記ビードコアは、タイヤ半径方向において隣り合う前記帯状部材の前記ビードワイヤの前記頂点に対向する一辺が前記トッピングゴムを挟んで対向しており、
前記ビードコアの断面も、両側の斜辺がタイヤ半径方向外側に至るほどタイヤ幅方向の外側に変位する平行四辺形を呈している、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアの周りに折り返されたカーカス層を有する空気入りタイヤの製造方法であって、
断面が正三角形を呈し、前記正三角形の全ての頂点が、前記正三角形の１辺の長さの１０％〜２０％の半径の円弧によって面取りされトッピングゴムで被覆された複数のビードワイヤを設け、
隣り合う前記ビードワイヤの前記正三角形の頂点が互いに逆向きなりかつ隣り合う前記ビードワイヤの前記正三角形の頂点に対向する１辺を互いに平行する直線上に位置させかつ隣り合う前記ビードワイヤの前記正三角形の前記１辺以外の辺同士を前記トッピングゴムを挟んで対向させ複数のビードワイヤの断面と前記トッピングゴムとにより平行四辺形が形成されるようにそれらビードワイヤを並べた帯状の帯状部材を設け、
前記平行四辺形の上辺と下辺をタイヤ軸心と平行する方向に延在させかつタイヤ半径方向において隣り合う前記帯状部材の前記ビードワイヤの前記頂点に対向する一辺を前記トッピングゴムを挟んで対向させて前記帯状部材をタイヤ軸心の周りに複数回巻回させ、両側の斜辺がタイヤ半径方向外側に至るほどタイヤ幅方向の外側に変位する断面が平行四辺形の前記ビードコアを形成する、
ことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。