JP6848344B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

例えば、特許文献１には、ビードコアを有する空気入りタイヤについて記載されている。この空気入りタイヤは、ビードコアが、軽量金属材料から作られる中央コアと、中央コアを包むさや状の複数のスチールワイヤと、で構成されている。そして、中央コアはその両端が溶接され１つの連続する輪を形成している。

また、例えば、特許文献２には、ビードコアを有する空気入りタイヤについて記載されている。この空気入りタイヤは、ビードコアが、１本以上のビードコードを巻き回して構成され、ビードコアの横断面内の少なくとも一部で隣り合うビードコードのそれぞれに相互に整合する面を設け、整合面の全てを半田付けや接着剤により固着している。

特許第４３０３４８３号公報 特許第５６２３７３６号公報

ところで、一般にビードコアは、１本のビードワイヤを巻き回して構成されている。すなわち、製造にあたって、ビードコアは、１本に連続するビードワイヤを巻くことで形成される。このため、１つのビードコアを形成するためのビードワイヤが必要な長さ以下である場合はこれを用いず破棄しており生産性が悪化する問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ビードコアを形成するにあたり生産性を向上することのできる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る空気入りタイヤは、複数のビードワイヤが互いの端部を突き合わせた突合部を介して一連に配置されてタイヤ周方向に巻き回されて形成されたビードコアを有する。

この空気入りタイヤによれば、ビードコアを形成する製造時に、ビードワイヤの端材を極力生じさせずにビードコアを形成することが可能になる。この結果、ビードコアを形成するにあたり生産性を向上することができる。

また、本発明の一態様に係る空気入りタイヤでは、複数の前記ビードワイヤは、前記突合部が接合された接合部を有して１本に繋がって設けられていることが好ましい。

この空気入りタイヤによれば、接合部を備えて複数のビードワイヤを１本に繋げることで、ビードコアの強度を向上することができ、耐久性能を確保することができる。

また、本発明の一態様に係る空気入りタイヤでは、前記ビードコアは、子午断面において、タイヤ幅方向外側に最も突出した点と、タイヤ幅方向内側に最も突出した点とを結ぶ直線の中点を通過してタイヤ径方向に延在する中心線を境としたタイヤ幅方向外側領域に前記突合部の全てが配置されていることが好ましい。

この空気入りタイヤによれば、ビードコアにおいてタイヤ幅方向外側領域は、タイヤ幅方向内側領域に比較して空気圧を充填した際にビードワイヤに生じる張力や歪みが小さいため、このタイヤ幅方向外側領域に突合部の全てを配置することでビード部の耐久性能の低下を抑制して耐久性能を確保することができる。

また、本発明の一態様に係る空気入りタイヤでは、前記ビードワイヤは、前記突合部における子午断面面積が、前記突合部以外の部分における子午断面面積の９０％以上１１５％以下であることが好ましい。

この空気入りタイヤによれば、突合部における子午断面面積を突合部以外の部分における子午断面面積の９０％以上１１５％以下の範囲とすることで、ビードコアを形成するビードワイヤの巻き形状の崩れを抑えてビードワイヤの巻き形状を維持することができる。この結果、耐久性能の低下を抑制して耐久性能を確保することができる。

また、本発明の一態様に係る空気入りタイヤでは、前記ビードコアは、一連に配置された前記ビードワイヤの少なくとも一方の端部のタイヤ周方向の位置を０度とした場合に、前記突合部が９０°以上２７０°以下の位置に配置されることが好ましい。

この空気入りタイヤによれば、一連に配置されたビードワイヤの端部位置に対して突合部の位置を一定の距離に保つことができる。この結果、ビードワイヤの端部位置のタイヤ周方向での一致を避けることができ、耐久性能の低下を抑制して耐久性能を確保することができる。

また、本発明の一態様に係る空気入りタイヤでは、前記ビードワイヤは、線径がφ１．２ｍｍ以上φ２．０ｍｍ以下であることが好ましい。

この空気入りタイヤによれば、ビードワイヤの線径をφ１．２ｍｍ以上とすることで単線での強度を維持して耐久性能を確保することができる。また、ビードワイヤの線径をφ２．０ｍｍ以下とすることで接合する場合の難度が高くなる事態を抑えて生産性を確保することができる。

また、本発明の一態様に係る空気入りタイヤでは、前記ビードワイヤは、単線強度が２．２ｋＮ以上のスチールワイヤであることが好ましい。

この空気入りタイヤによれば、ビードワイヤの単線強度を２．２ｋＮ以上とすることで単線での強度を維持して耐久性能を確保することができる。

本発明によれば、ビードコアを形成するにあたり生産性を向上することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのビード部の子午断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのビードコアの子午断面図である。 図３は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのビードワイヤの部分拡大図である。 図４は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのビードワイヤの他の例の部分拡大図である。 図５は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのビード部の概略側面図である。 図６は、本発明の実施例に係る空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。 図７は、本発明の実施例に係る空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、この実施形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤのビード部の子午断面図である。

以下の説明において、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤ１の回転軸（図示せず）と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とはタイヤ径方向において回転軸から離れる側をいう。また、タイヤ幅方向とは、前記回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面（図示せず）に向かう側、タイヤ幅方向外側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面から離れる側をいう。また、タイヤ周方向とは、前記回転軸を中心軸とする周り方向をいう。また、ラジアル方向とは、タイヤ赤道面に直交する子午線方向に沿いタイヤ径方向およびタイヤ幅方向を含む方向である。タイヤ赤道面とは、空気入りタイヤ１の前記回転軸に直交するとともに、空気入りタイヤ１のタイヤ幅の中心を通る平面である。タイヤ幅は、タイヤ幅方向の外側に位置する部分同士のタイヤ幅方向における幅、つまり、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面から最も離れている部分間の距離である。

図１に示すように、空気入りタイヤ（重荷重用空気入りタイヤ）１は、タイヤ径方向の最も外側となる部分に形成されるトレッド部（図示省略）のタイヤ幅方向の端部から、タイヤ径方向内側の所定の位置までに、サイドウォール部５が設けられている。つまり、サイドウォール部５は、空気入りタイヤ１の２ヶ所に設けられており、タイヤ幅方向両外側でタイヤ赤道面を基準とした対称位置に設けられている。さらに、空気入りタイヤ１は、それぞれのサイドウォール部５のタイヤ径方向内側にビード部１０が設けられている。ビード部１０は、サイドウォール部５と同様に空気入りタイヤ１の２ヶ所に設けられており、タイヤ幅方向両外側でタイヤ赤道面を基準とした対称位置に設けられている。

ビード部１０は、ビードコア１１を有している。ビードコア１１は、スチールワイヤであるビードワイヤ１１ａ（図２参照）をタイヤ周方向に沿ってリング状に巻くことにより形成されている。また、ビード部１０は、そのタイヤ径方向内側がビードベース１２として形成されている。ビードベース１２は、ビードコア１１のタイヤ径方向内側に位置し、リム（図示せず）に接触する部分である。また、ビード部１０は、ビードコア１１のタイヤ径方向外側にビードフィラー１３が配設されている。ビードフィラー１３は、ビードコア１１寄りのロアービードフィラー１３ａと、そのタイヤ径方向外側のアッパービードフィラー１３ｂとで構成される。

また、空気入りタイヤ１は、トレッド部、サイドウォール部５およびビード部１０に、カーカス層２０が設けられている。カーカス層２０は、タイヤ周方向に連続的に配設されており、ラジアル方向に沿って延在しタイヤ周方向に複数並べられるカーカスコードが、ゴム材からなる被覆材で被覆されている。カーカス層２０は、タイヤ幅方向における両側に設けられるビード部１０のうち、一方のビード部１０から他方のビード部１０にかけて配設されている。また、カーカス層２０は、ビード部１０でビードコア１１周りに、ビードコア１１のタイヤ幅方向おける内側から外側に折り返された、ターンナップ構造になっている。

つまり、カーカス層２０は、図１に示すように、サイドウォール部５からビード部１０に向かい、ビードコア１１のタイヤ幅方向内側からビードコア１１のタイヤ径方向内側を通り、さらにビードコア１１のタイヤ幅方向外側を通っている。そして、カーカス層２０は、ビードコア１１のタイヤ幅方向外側に位置する部分が、ターンナップ部２１となっており、ターンナップ部２１におけるタイヤ径方向外側の端部が、カーカス層２０の端部であるカーカス層端部２２となっている。このカーカス層端部２２は、ビードコア１１よりもタイヤ径方向外側に位置し、本実施形態ではアッパービードフィラー１３ｂのタイヤ幅方向外側に位置している。

また、空気入りタイヤ１は、ビード部１０に、スチール補強層３０が設けられている。スチール補強層３０は、カーカス層２０の外側でカーカス層２０に重ねられて配設され、ビードコア１１周りにタイヤ幅方向における内側から外側に折り返されタイヤ周方向に連続的に配設されている。スチール補強層３０は、カーカスコードに対して交差する複数のスチールコードが、ゴム材からなる被覆材で被覆されている。例えば、スチールコードは、ビードコア１１のタイヤ径方向内側にて、カーカスコードが沿って延在するラジアル方向に対し−７０［°］または＋７０［°］の角度を有して配置される。

このスチール補強層３０は、図１に示すように、ビード部１０において、カーカス層２０がビードコア１１よりもタイヤ幅方向内側に位置している部分では、カーカス層２０のタイヤ幅方向内側に位置している。また、スチール補強層３０は、カーカス層２０がビードコア１１よりもタイヤ径方向内側に位置している部分では、カーカス層２０のタイヤ径方向内側に位置している。さらに、スチール補強層３０は、カーカス層２０がビードコア１１よりもタイヤ幅方向外側に位置している部分では、カーカス層２０のタイヤ幅方向外側に位置している。

また、スチール補強層３０は、ビードコア１１よりもタイヤ幅方向内側に位置している部分のタイヤ径方向外側の端部がスチール補強層内側端部３１となっており、ビードコア１１よりもタイヤ幅方向外側に位置している部分のタイヤ径方向外側の端部がスチール補強層外側端部３２となっている。換言すると、スチール補強層内側端部３１は、スチール補強層３０におけるタイヤ幅方向内側の端部であり、スチール補強層外側端部３２は、スチール補強層３０におけるタイヤ幅方向外側の端部である。また、スチール補強層内側端部３１およびスチール補強層外側端部３２は、ともにビードコア１１よりもタイヤ径方向外側に位置している。さらに、スチール補強層内側端部３１は、カーカス層端部２２の位置よりもタイヤ径方向外側に位置し、スチール補強層外側端部３２は、カーカス層端部２２の位置よりもタイヤ径方向内側に位置している。

図２は、本実施形態に係る空気入りタイヤのビードコアの子午断面図である。図３は、本実施形態に係る空気入りタイヤのビードワイヤの部分拡大図である。図４は、本実施形態に係る空気入りタイヤのビードワイヤの他の例の部分拡大図である。図５は、本実施形態に係る空気入りタイヤのビード部の概略側面図である。

上述したように構成された空気入りタイヤ１において、ビードコア１１は、図２に示すように、ビードワイヤ１１ａがタイヤ周方向に巻き回されて形成されている。ビードワイヤ１１ａは、単線のスチールワイヤであり、タイヤ周方向に一連に巻かれてビードコア１１を形成する。例えば、ビードワイヤ１１ａは、図２においてタイヤ径方向最内側であってタイヤ幅方向最内側を始端としてタイヤ周方向に巻かれ、そこからタイヤ幅方向外側に向かって巻かれた後、タイヤ径方向外側に重なりながらタイヤ幅方向内側に戻って巻かれ、これを繰り返してタイヤ径方向外側に重ねることでビードコア１１を形成する。

本実施形態の空気入りタイヤ１は、このようなビードコア１１において、図３に示すように、ビードワイヤ１１ａは、複数用いられており互いの端部を対向させて突き合わせた突合部１１ｂを介することで一連に配置されてタイヤ周方向に巻き回されている。すなわち、ビードワイヤ１１ａは、複数に分割されており、互いの端部を対向させて突き合わせた突合部１１ｂを介して一連に配置されてタイヤ周方向に巻き回されている。

この空気入りタイヤ１によれば、ビードコア１１を形成する製造時に、ビードワイヤ１１ａの端材を極力生じさせずにビードコア１１を形成することが可能になる。この結果、ビードコア１１を形成するにあたり生産性を向上することができる。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１では、図４に示すように、複数のビードワイヤ１１ａは、突合部１１ｂが接合された接合部１１ｃを有していることで１本に繋がって設けられていることが好ましい。

接合部１１ｃは、突合部１１ｂを溶接することで複数のビードワイヤ１１ａを接合する。また、接合部１１ｃは、溶接の他、接着剤により接着することで複数のビードワイヤ１１ａを接合してもよい。

この空気入りタイヤ１によれば、接合部１１ｃを備えて複数のビードワイヤ１１ａを１本に繋げることで、ビードコア１１の強度を向上することができ、ビード部１０の耐久性能を確保することができる。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１では、図２に示すように、ビードコア１１は、子午断面において、タイヤ幅方向外側に最も突出した点Ａと、タイヤ幅方向内側に最も突出した点Ｂとを結ぶ補助直線ＡＬの中点Ｃを通過してタイヤ径方向に延在する中心線ＣＬを境としてタイヤ幅方向内側領域αとタイヤ幅方向外側領域βとを設けた場合、タイヤ幅方向外側領域βに突合部１１ｂの全てが配置されていることが好ましい。

ここで、本実施形態においてビードコア１１は、図２に示す子午断面において、各ビードワイヤ１１ａの外形をなぞる外形直線（図２に一点鎖線で示す）により仮想的な外形をなしている。そして、この外形においてタイヤ幅方向外側に最も突出した点Ａと、タイヤ幅方向内側に最も突出した点Ｂと、補助直線ＡＬを得る。また、中心線ＣＬは、空気入りタイヤ１をリム組みしていない状態において、両ビード部１０間を正規リムに組んだ間隔に配置して得る。または、中心線ＣＬは、空気入りタイヤ１を正規リムに組んだ状態で得てもよい。なお、正規リムとは、ＪＡＴＭＡで規定する「標準リム」、ＴＲＡで規定する「Design Rim」、あるいは、ＥＴＲＴＯで規定する「Measuring Rim」である。

また、タイヤ幅方向外側領域βに突合部１１ｂの全てが配置されているとは、子午断面において突合部１１ｂの外形の全てがタイヤ幅方向外側領域β内に存在することをいう。すなわち、突合部１１ｂの外形領域に中心線ＣＬが掛かっている場合は、当該突合部１１ｂはタイヤ幅方向外側領域βに存在していないと見なす。

この空気入りタイヤ１によれば、ビードコア１１において、タイヤ幅方向外側領域βは、タイヤ幅方向内側領域αに比較して空気圧を充填した際にビードワイヤ１１ａに生じる張力や歪みが小さいため、このタイヤ幅方向外側領域βに突合部１１ｂの全てを配置することでビード部１０の耐久性能の低下を抑制してビード部１０の耐久性能を確保することができる。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１では、ビードワイヤ１１ａは、突合部１１ｂにおける子午断面面積が、突合部１１ｂ以外の部分における子午断面面積の９０％以上１１５％以下であることが好ましい。

突合部１１ｂにおける子午断面面積は、複数のビードワイヤ１１ａを突き合わせる端面の面積に相当する。また、突合部１１ｂにおける子午断面面積は、突合部１１ｂを接合した接合部１１ｃにおける子午断面面積に相当する。

この空気入りタイヤ１によれば、突合部１１ｂ（接合部１１ｃ）における子午断面面積を突合部１１ｂ以外の部分における子午断面面積の９０％以上１１５％以下の範囲とすることで、ビードコア１１を形成するビードワイヤ１１ａの巻き形状の崩れを抑えてビードワイヤ１１ａの巻き形状を維持することができる。この結果、ビード部１０の耐久性能の低下を抑制してビード部１０の耐久性能を確保することができる。上記範囲を逸脱すると、ビードワイヤ１１ａの巻き形状の崩れが発生しやすい傾向となる。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１では、図５に示すように、ビードコア１１は、一連に配置されたビードワイヤ１１ａの少なくとも一方の端部のタイヤ周方向の位置を０度とした場合に、突合部１１ｂ（接合部１１ｃ）が９０°以上２７０°以下の位置に配置されることが好ましい。

ここで、ビードコア１１は、一連に配置されたビードワイヤ１１ａの両端のタイヤ周方向の位置を０度に揃えることが好ましい。

この空気入りタイヤ１によれば、一連に配置されたビードワイヤ１１ａの端部である、例えば、巻き始め位置に対して突合部１１ｂ（接合部１１ｃ）の位置を一定の距離に保つことができる。この結果、ビードワイヤ１１ａの端部位置のタイヤ周方向での一致を避けることができ、ビード部１０の耐久性能の低下を抑制してビード部１０の耐久性能を確保することができる。

なお、ビードワイヤ１１ａの端部位置をタイヤ周方向で極力離してビード部１０の耐久性能の低下を抑制するうえで、一連に配置されたビードワイヤ１１ａの少なくとも一方の端部のタイヤ周方向の位置を０度とした場合に、突合部１１ｂ（接合部１１ｃ）が１３５°以上２２５°以下の位置に配置されることがより好ましい。

また、一連に配置されたビードワイヤ１１ａの各端部は、図２に示すような子午断面における周囲がゴムで被覆されることで止められる。

また、突合部１１ｂ（接合部１１ｃ）が複数存在する場合、突合部１１ｂ（接合部１１ｃ）同士もタイヤ周方向で離れて配置されていることが好ましい。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１では、ビードワイヤ１１ａは、線径がφ１．２ｍｍ以上φ２．０ｍｍ以下であることが好ましい。

この空気入りタイヤ１によれば、ビードワイヤ１１ａの線径をφ１．２ｍｍ以上とすることで単線での強度を維持してビード部１０の耐久性能を確保することができる。また、ビードワイヤ１１ａの線径をφ２．０ｍｍ以下とすることで接合（溶接）する場合の作業難度が高くなる事態を抑えて生産性を確保することができる。

なお、ビード部１０の耐久性能を確保すると共に生産性を確保するうえで、ビードワイヤ１１ａの線径をφ１．４ｍｍ以上φ１．７ｍｍ以下とすることがより好ましい。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１では、ビードワイヤ１１ａは、単線強度が２．２ｋＮ以上のスチールワイヤであることが好ましい。

単線強度は、ＪＩＳ Ｇ ３５１０−１９９２に記載の切断荷重に準拠する。

この空気入りタイヤ１によれば、ビードワイヤ１１ａの単線強度を２．２ｋＮ以上とすることで単線での強度を維持してビード部１０の耐久性能を確保することができる。

なお、上述した実施形態では空気入りタイヤ１として重荷重用空気入りタイヤを図示しているが、これに限らない。すなわち、空気入りタイヤ１は乗用車用空気入りタイヤであってもよい。ただし、空気入りタイヤ１を重荷重用空気入りタイヤに適用することがビードコアを形成するにあたり生産性を向上しつつ耐久性能を確保するうえで好ましい。

本実施例では、条件が異なる複数種類の空気入りタイヤについて、生産性およびビード部の耐久性能に関する性能試験が行われた（図６および図７参照）。

生産性の評価は、ビードコアを形成する製造時にビードワイヤの端材が発生したか否かで判断する。端材が発生した場合を×とし、端材が発生しない場合を○とし、端材が発生しない○であるほうが生産性が高く優れていることを示す。

耐久性能の性能試験は、タイヤサイズ２２５／８０Ｒ１７．５の空気入りタイヤを、正規リムにリム組みした状態で、加圧された水を徐々に充填し、タイヤが破壊したときの圧力が測定される。そして、測定結果に基づいて従来例を基準（１００）とした指数評価が行われる。この評価は、数値が１００に近く９５以上であるほど耐久性能が確保されていることを示す。

図６において、従来例の空気入りタイヤは、ビードワイヤが１本に連続した構成である。一方、図６において、実施例１および実施例２の空気入りタイヤは、１箇所の突合部を介して２本のビードワイヤが一連に配置されている。また、図６および図７において、実施例３〜実施例１６の空気入りタイヤは、突合部が接合部（溶接）により接合されている。すべての空気入りタイヤは、ビードワイヤの単線強度が２．５ｋＮのスチールワイヤである。

図６および図７の試験結果に示すように、実施例１〜実施例１６の空気入りタイヤは、生産性が向上し、耐久性能が確保されていることが分かる。

１ 空気入りタイヤ
１０ ビード部
１１ ビードコア
１１ａ ビードワイヤ
１１ｂ 突合部
１１ｃ 接合部

Claims (7)

1. 単線で同線径の複数のビードワイヤが互いの端部を突き合わせた突合部を介して一連に配置されてタイヤ周方向に巻き回されて形成されたビードコアを有する空気入りタイヤ。
2. 複数の前記ビードワイヤは、前記突合部が接合された接合部を有して１本に繋がって設けられている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ビードコアは、子午断面において、タイヤ幅方向外側に最も突出した点と、タイヤ幅方向内側に最も突出した点とを結ぶ直線の中点を通過してタイヤ径方向に延在する中心線を境としたタイヤ幅方向外側領域に前記突合部の全てが配置されている請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ビードワイヤは、前記突合部における子午断面面積が、前記突合部以外の部分における子午断面面積の９０％以上１１５％以下である請求項１〜３のいずれか１つに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ビードコアは、一連に配置された前記ビードワイヤの少なくとも一方の端部のタイヤ周方向の位置を０度とした場合に、前記突合部が９０°以上２７０°以下の位置に配置される請求項１〜４のいずれか１つに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記ビードワイヤは、線径がφ１．２ｍｍ以上φ２．０ｍｍ以下である請求項１〜５のいずれか１つに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記ビードワイヤは、単線強度が２．２ｋＮ以上のスチールワイヤである請求項１〜６のいずれか１つに記載の空気入りタイヤ。

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