JP6139819B2 - ビードコアおよび空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
しかし、断面円形のスチールワイヤをゴム被覆した後に巻き回してなるビードコアでは、ビードコア全体としての回転剛性が十分ではなく、例えば図6に示すように、タイヤの内圧充填時等にタイヤ径方向外方に向かう引っ張り力Fが負荷されると、ビードコア6A全体が大きく回転変形してしまうという問題がある。即ち、ゴム被覆したスチールワイヤ61Aを巻き回してなるビードコア6Aを用いたタイヤでは、内圧充填時等にビードコア6A全体が大きく回転変形し、その結果、ビードコア6Aの周りで折り返されてビードコア6Aに係止されているカーカス4の引き抜けや、カーカス4の端部(折返し端)での応力(引張応力)の発生による故障が生じることがある。
なお、本発明において、「各辺が環状体の中心軸線と平行な方向に対して傾斜する」とは、各辺と、中心軸線と平行な方向に延びる仮想線とのなす角度が0°超90°未満であることを指す。また、本発明において、「各辺が環状体の径方向に対して傾斜する」とは、各辺と、径方向に延びる仮想線とのなす角度が0°超90°未満であることを指す。
なお、本発明において、「環状体の幅方向断面」とは、環状体の軸線方向に沿う断面を指す。また、本発明において、「環状体の幅方向断面形状が略平行四辺形状である」とは、環状体の幅方向断面視において、環状体の表面側に位置するビードワイヤ列を構成するビードワイヤの断面中心を結んでなる線が、平行四辺形をなすことを指す。
また、本発明のビードコアは、前記六角形状が、正六角形状であることが好ましい。
ここで、図1に、本発明に従う空気入りタイヤの一例について、適用リムRに装着し、JATMA等に規定の所定内圧(最高空気圧)を適用した無負荷状態におけるタイヤ幅方向断面を示す。
また、空気入りタイヤ10は、一対のビード部3間に延在する1プライからなるラジアルカーカス4を備えている。ここで、ラジアルカーカス4は、トレッド部1から一対のサイドウォール部2を介して一対のビード部3にわたってトロイド状に延び、ビード部3内に埋設された断面略平行四辺形状のビードコア6の周りでタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に向かって折り返されてなる。なお、ビード部3のビードコア6のタイヤ径方向外側には、ビードフィラー7が配設されている。
更に、トレッド部1のラジアルカーカス4のタイヤ径方向外側(クラウン部外周側)には、2層のベルト層51,52よりなるベルト5が設置されている。そして、ベルト5のタイヤ径方向外側には、トレッドゴム8が配置されており、該トレッドゴム8の表層部(トレッド部踏面側)には、タイヤ周方向に延びる複数本(図1では3本)の主溝9が、タイヤ赤道Cを中心として線対称となるように形成されている。
なお、図2にビード部3の断面を拡大して示すように、断面が略平行四辺形状のビードコア6は、特に限定されることなく、タイヤ幅方向に対して所定の角度θ1で傾斜している。因みに、角度θ1は、適用リムRのビードシートと、ビードコア6の内周面(ビードコア6を構成するビードワイヤ61のタイヤ径方向最内側を通る仮想面)とが略並行になる大きさ(例えば、15°以下)とすることができる。
ここで、本発明に従うビードコアの一例について、図3に模式的な側面図を示し、図4に図3のI−I線に沿う断面(幅方向断面)を示す。図3〜4に示すビードコア6は、互いに接触するように並列に配置した複数本(図4では6本)のビードワイヤ61を巻き回して形成した環状体よりなり、空気入りタイヤのビードコアとして用いられる。そして、ビードコア6は、ビードワイヤ61として、ワイヤ中心軸線に直交する断面の形状が六角形状(図4では正六角形状)のビードワイヤを用い、且つ、該ビードワイヤ61を、所定の配列状態となるように巻き回して形成した環状体よりなることを特徴とする。
なお、ビードワイヤとしては、特に限定されることなく、ダイス等の既知の手段を用いて断面形状が六角形状になるように成形したスチールワイヤを用いることができる。
即ち、ビードコア6は、互いに接触するように並列に配置した複数本のビードワイヤを巻き回して形成した環状体よりなるので、ゴム被覆したビードワイヤを用いた場合と比較して、直接接触し合うビードワイヤ61間の引っ掛かり効果が大きくなる。従って、ビードコア6は、ビード部3に埋設された際のビードコア全体としての回転剛性が十分に大きくなる。
また、ビードコア6を構成する環状体は、複数本のビードワイヤ61を並列配置した状態で巻き回して形成されているので、環状体の全周に亘ってビードワイ61を密に巻き回すことができる。従って、ビードコア6では、1本のビードワイヤをレーンチェンジしながら巻き回して環状体を形成した場合と比較し、ビードワイヤ61間に隙間が生じるのを抑制して、ビードコア全体としての回転剛性が低下するのを抑制することができる。
更に、ビードコア6では、断面六角形状のビードワイヤ61を用い、且つ、互いに隣接するビードワイヤ61間で六角形状断面の6つの頂点のうち2つが互いに接触するようにビードワイヤ61を配列しているので、外力が負荷された場合であっても形状が崩れ難い。より具体的には、ビードコア6は、隣接するビードワイヤ61間で六角形状断面の2つの頂点64,64同士が接触し、その結果、互いに隣接するビードワイヤ61同士が頂点64,64間に位置する辺65に亘って接触するので、外力が作用した場合であってもビードワイヤ61同士が係合し、ビードコア6の形状が大きく崩れることがない。従って、ビードコア全体としての回転剛性を高めつつ、外力に対するビードコアの形状保持性を高めることができる。
なお、ビードワイヤ同士を係合させるという観点からは、図5(b)に示すように、互いに接触するように並列配置した断面五角形のビードワイヤ61cを、互いに隣接するビードワイヤ61c間で五角形状断面の5つの頂点のうち2つが互いに接触するように巻き回してビードコアを形成することも考えられる。しかし、断面五角形状のビードワイヤ61cを図5(b)に示すように配列した場合、隣接するビードワイヤ61c間に一方向に延びる界面65cが生じ、ビードコアに外力fが負荷された際に該界面65cに沿ってビードワイヤの列がずれる(即ち、ビードコアが大きく変形する)虞がある。そのため、本発明のビードコアでは、断面六角形状のビードワイヤを用いる。
断面六角形状のスチールワイヤ(六角形状の各辺の長さ:1mm、破断強度:5000N、破断伸度:7.5%)を用いて、表1に示す諸元で、図3〜4に示すような構成を有するビードコアを作製した。次に、作製したビードコアを用いて、図1に示すような断面形状を有する、サイズが275/80R22.5の空気入りタイヤを常法に従い製造した。
そして、作製したタイヤについて、タイヤ重量、ビード部の耐久性およびビードコアの回転剛性を下記の方法で評価した。結果を表1に示す。
表1に示す諸元で、図6に示すような構成を有するビードコアを作製した。なお、スチールワイヤとしては、直径1.83mmのワイヤを用いた。次に、作製したビードコアを用いて、ビードコア以外は実施例1のタイヤと同様の断面形状を有する、サイズが275/80R22.5の空気入りタイヤを常法に従い製造した。
そして、作製したタイヤについて、タイヤ重量、ビード部の耐久性およびビードコアの回転剛性を実施例1〜2と同様の方法で評価した。結果を表1に示す。
作製したタイヤの質量を測定した。そして、従来例1の質量を100として指数評価した。表中、数値が小さいほど軽いことを示す。
<ビード部耐久性>
作製したタイヤを適用リムに装着し、内圧が900kPa(相対圧)となるように内部に空気を充填した後、ドラム試験機を用いてビード部が故障するまでの走行距離を測定した。なお、測定条件は、室温:45℃、荷重:正規荷重の180%(57kN)、速度:60km/hとした。そして、従来例1の走行距離を100として指数評価した。表中、数値が大きいほどビード部が故障するまでの走行距離が長くてビード部耐久性が高い(即ち、ビードコアの回転剛性や形状保持性が高い)ことを示す。
<回転剛性>
作製したタイヤを適用リムに装着し、内部に空気を充填する前と、内圧が900kPa(相対圧)となるように内部に空気を充填した後とのそれぞれについて、タイヤ幅方向断面におけるビードコアの形状をCTスキャン装置で撮影した。そして、CTスキャン画像から、空気を充填する前後のビードコアの相対的な回転変化を計測し、従来例1の回転変化を100として指数評価した。表中、指数が大きいほど回転変化が小さく、回転剛性が高いことを示す。
2 サイドウォール部
3 ビード部
4 ラジアルカーカス
5 ベルト
6 ビードコア
6A ビードコア
6B ビードコア
7 ビードフィラー
8 トレッドゴム
9 主溝
10 空気入りタイヤ
51,52 ベルト層
61 ビードワイヤ
61A スチールワイヤ
61B ビードワイヤ
61c ビードワイヤ
62 巻き始め端
63 巻き終わり端
64 頂点
65 辺
65c 界面
R 適用リム
Claims (4)
- タイヤ用のビードコアであって、
互いに接触するように並列に配置した複数本の、断面が六角形状のビードワイヤを巻き回して形成した、タイヤ幅方向断面が、互いに隣接する前記ビードワイヤ間で前記六角形状の6つの頂点のうち2つが互いに接触する、ハニカム構造の環状体よりなり、
前記六角形状の各辺と、前記環状体の中心軸線と平行な方向に延びる仮想線とのなす角度、および前記環状体の径方向に延びる仮想線とのなす角度が、0°超90°未満であり、
前記環状体は、幅方向断面形状において、当該環状体の表面側に位置するビードワイヤ列を構成する前記ビードワイヤの断面中心を結んでなる線が、平行四辺形をなし、
前記平行四辺形の前記環状体の径方向に沿う辺は、前記環状体の径方向内側に対し外側が中心軸線方向外側に位置するように傾斜していることを特徴とする、ビードコア。 - 前記ビードコアの中心軸線と前記ビードワイヤの巻き始め端とを通る仮想面と、当該ビードコアの当該中心軸線と当該ビードワイヤの巻き終わり端とを通る仮想面とは、60〜90°の角度で交差していることを特徴とする、請求項1に記載のビードコア。
- 前記六角形状が、正六角形状であることを特徴とする、請求項1または2に記載のビードコア。
- 請求項1〜3の何れかに記載のビードコアを用いたことを特徴とする、空気入りタイヤ。
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