JP7459630B2 - ビード締め付け力予測方法、タイヤの製造方法及びタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤのビード部の締め付け力を予測する方法、当該方法を用いたタイヤの製造方法及びタイヤに関する。

タイヤのビード部の締め付け力は、大きすぎるとリムへの取り付け作業性が悪化するおそれがあり、小さすぎるとリムずれ、リム外れ、空気漏れ等の問題が発生するおそれがある。例えば、下記特許文献１は、ビード部分のヒール面の形状を適正することで、締め付け力勾配及びビード締め付け力のばらつきを小さくした空気入りタイヤを提案している。

特開２０１７－１９３１９４号公報

しかしながら、特許文献１の空気入りタイヤは、試験機を用いてビード部の締め付け力を測定するか、シミュレーションでの構造計算をする必要があり、設計パラメータから簡単にビード締め付け力を予測することが望まれていた。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、設計パラメータからビード部の締め付け力を精度よく簡単に予測し得る方法、当該方法を用いたタイヤ製造方法及びタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明は、ビード部にビードコアを備えたタイヤがホイールのリムに装着されたときの前記ビード部の締め付け力を、下記式（１）を用いて予測する工程を含む、ビード締め付け力予測方法であることを特徴とする。

ここで、
ＢＦ ： ビード締め付け力[Ｎ]
εｃ ： ビードコアよりもタイヤ半径方向内側の圧縮歪[％]
ＩＤｗ： ビードコアの内径[mm]
ＯＤＲ： リム径[mm]
Ｃｔ ： ビードコアよりもタイヤ半径方向内側の厚さ[mm]
ａ１ ： 圧縮歪から締め付け力を求めるための係数
ａ２ ： 定数

本発明は、ビード部にビードワイヤから構成されたビードコアを備えたタイヤがホイールのリムに装着されたときの前記ビード部の締め付け力を、下記式（２）を用いて予測する工程を含む、ビード締め付け力予測方法であることを特徴とする。

ここで、
ＢＦ ： ビード締め付け力[Ｎ]
εｃ ： ビードコアよりもタイヤ半径方向内側の圧縮歪[％]
ＩＤｗ ： ビードコアの内径[mm]
ＯＤＲ ： リム径[mm]
Ｃｔ ： ビードコアよりもタイヤ半径方向内側の厚さ[mm]
ＢＷＳＴ： ビードワイヤ構成
ＢＷｄ ： ビードワイヤ素線径
ＢＷｄｎ： ビードワイヤの最もタイヤ半径方向内側に並べられる本数[整数]
ａ３ ： 圧縮歪から締め付け力を求めるための係数
ａ４ ： ビードワイヤ構成から締め付け力を求めるための係数
ａ５ ： 定数

本発明のビード締め付け力予測方法において、前記ビードコアよりタイヤ半径方向内側の厚さを、下記式（３）を用いて予測するのが望ましい。

ここで、
ｔｉ ： インナーライナーの厚さ[mm]
Ｎｉ ： インナーライナーの数[整数]
ｔｃ ： カーカスプライの厚さ[mm]
ＵＮｃ： ビードコアよりもタイヤ半径方向内側に位置するカーカスプライの数[整数]
ｔｃｈ： チェーファーゴムの厚さ[mm]
Ｎｃｈ： チェーファーゴムの数[整数]
ｔｊ ： その他の部材の厚さ[mm]
Ｎｊ ： その他の部材の数[整数]
ａ６ ： 定数
ａ７ ： その他のゴムの厚さ[mm]

本発明のビード締め付け力予測方法において、許容されるリム径の最大値及び最小値を用いて、前記ビード締め付け力を予測するのが望ましい。

本発明は、上述のビード締め付け力予測方法により予測された前記ビード締め付け力が、１０００～１００００Ｎとなるように前記ビード部を構成する工程を含む、タイヤの製造方法であることを特徴とする。

本発明は、上述のビード締め付け力予測方法により予測された前記ビード締め付け力が、１０００～１００００Ｎのタイヤであることを特徴とする。

本発明のビード締め付け力予測方法は、ビード部にビードコアを備えたタイヤがホイールのリムに装着されたときの前記ビード部の締め付け力を、上記式（１）を用いて予測する工程を含んでいる。このようなビード締め付け力予測方法は、ビードコアの内径、リム径及びビードコアよりもタイヤ半径方向内側の厚さから、ビード部の締め付け力を予測することができる。このため、本発明のビード締め付け力予測方法は、設計パラメータからビード部の締め付け力を精度よく簡単に予測することができる。

本発明のビード締め付け力予測方法は、ビード部にビードワイヤから構成されたビードコアを備えたタイヤがホイールのリムに装着されたときの前記ビード部の締め付け力を、下記式（２）を用いて予測する工程を含んでいる。このようなビード締め付け力予測方法は、ビードコアの内径、リム径、ビードコアよりもタイヤ半径方向内側の厚さ、ビードワイヤ素線径及びビードワイヤの最もタイヤ半径方向内側に並べられる本数から、ビード部の締め付け力を予測することができる。このため、本発明のビード締め付け力予測方法は、設計パラメータからビード部の締め付け力を精度よく簡単に予測することができる。

本発明のタイヤの一実施形態を示す断面図である。 タイヤがホイールのリムに装着されたときを示す模式図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき詳細に説明される。
図１には、本実施形態のタイヤ１の正規状態における回転軸を含むタイヤ子午線断面図が示されている。本実施形態のタイヤ１は、乗用車等に装着されるゴム製の空気入りタイヤとして好適に用いられる。なお、タイヤ１は、乗用車用のゴム製空気入りタイヤに特定されるものではなく、例えば、重荷重用の空気入りタイヤや樹脂製の空気入りタイヤ等の様々なタイヤ１に応用され得る。

ここで、「正規状態」とは、タイヤ１がゴム製空気入りタイヤの場合、タイヤ１が正規リムにリム組みされ、かつ、正規内圧に調整された無負荷の状態である。以下、特に言及しない場合、タイヤ１の各部の寸法等は、この正規状態で測定された値である。

「正規リム」は、タイヤ１が基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めているリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば "標準リム" 、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば"Measuring Rim" である。

「正規内圧」は、タイヤ１が基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば "最高空気圧" 、ＴＲＡであれば表"TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。

図１に示されるように、本実施形態のタイヤ１は、タイヤ赤道Ｃを含んで環状に延びるトレッド部２と、トレッド部２の両側に延びる一対のサイドウォール部３と、サイドウォール部３に連なって延びる一対のビード部４とを含んでいる。本実施形態のビード部４は、ビードコア５を備えている。

タイヤ１は、例えば、一対のビード部４のビードコア５の間をトロイド状に跨るカーカス６を備えている。カーカス６は、少なくとも１枚、本実施形態では１枚のカーカスプライ６Ａを含んでいる。カーカスプライ６Ａは、例えば、タイヤ周方向に対して７５～９０度の角度で配されたカーカスコード（図示省略）を含んでいる。カーカスコードとしては、例えば、芳香族ポリアミド又はレーヨン等の有機繊維コードが採用され得る。

カーカスプライ６Ａは、例えば、一対のビードコア５間を跨って延びる本体部６ａと、この本体部６ａに連なり、かつ、ビードコア５の周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを含んでいる。このようなカーカスプライ６Ａは、ビードコア５のタイヤ半径方向内側に位置する部分を有している。

図２は、タイヤ１がホイールのリムＲに装着されたときを示す模式図である。図２に示されるように、ビードコア５よりもタイヤ半径方向内側のゴム部材７は、例えば、タイヤ１がホイールのリムＲに装着されたときに、図２において着色しているゴム部材７ａに圧縮される。このため、タイヤ１がホイールのリムＲに装着されたときには、ビード部４に締め付け力ＢＦが発生している。このようなビード部４の締め付け力ＢＦは、リムずれ、リム外れ等を抑制し、タイヤ１とリムＲとの間の空気が漏れることを抑止することができる。

本実施形態のビード締め付け力予測方法は、ビード部４にビードコア５を備えたタイヤ１がホイールのリムＲに装着されたときのビード部４の締め付け力ＢＦを、下記式（１）を用いて予測する工程を含んでいる。

ここで、
ＢＦ ： ビード締め付け力[Ｎ]
εｃ ： ビードコア５よりもタイヤ半径方向内側の圧縮歪[％]
ＩＤｗ： ビードコア５の内径[mm]
ＯＤＲ： リム径[mm]
Ｃｔ ： ビードコア５よりもタイヤ半径方向内側の厚さ[mm]
ａ１ ： 圧縮歪εｃから締め付け力ＢＦを求めるための係数
ａ２ ： 定数

このようなビード締め付け力予測方法は、ビードコア５の内径ＩＤｗ、リム径ＯＤＲ及びビードコア５よりもタイヤ半径方向内側の厚さＣｔから、ビード部４の締め付け力ＢＦを予測することができる。このため、本実施形態のビード締め付け力予測方法は、設計パラメータからビード部４の締め付け力ＢＦを精度よく簡単に予測することができる。

なお、係数ａ１及び定数ａ２は、それぞれ、予めタイヤビード締め付け力試験機を用いて測定された値から、多変量解析等により実験的に求められるのが望ましい。また、ビードコア５よりもタイヤ半径方向内側の厚さＣｔは、例えば、ビードコア５のタイヤ軸方向の中心５ｃでの厚さＣｔを代表値とすることができる。

より好ましい態様として、ビード締め付け力予測方法は、許容されるリム径ＯＤＲの最大値及び最小値を用いて、ビード締め付け力ＢＦを予測している。ここで、許容されるリム径ＯＤＲの最大値及び最小値は、ＪＡＴＭＡであれば"リム径ＯＤＲ±０．４mm"、ＴＲＡであれば"リム径ＯＤＲ±０．４mm"、ＥＴＲＴＯであれば"リム周長±１．２mm"である。

このようなビード締め付け力予測方法は、許容されるリム径ＯＤＲの範囲において、常にリムへの取り付け作業性と、リムずれ、リム外れ、空気漏れ等の抑制とを両立させることができる。

次に、第２の実施形態のビード締め付け力予測方法が説明される。
第２の実施形態のビード部４は、ビードワイヤ８から構成されたビードコア５を備えている。第２の実施形態のビード締め付け力予測方法は、ビード部４にビードワイヤ８から構成されたビードコア５を備えたタイヤ１がホイールのリムＲに装着されたときのビード部４の締め付け力ＢＦを、下記式（２）を用いて予測する工程を含んでいる。

ここで、
ＢＦ ： ビード締め付け力[Ｎ]
εｃ ： ビードコア５よりもタイヤ半径方向内側の圧縮歪[％]
ＩＤｗ ： ビードコア５の内径[mm]
ＯＤＲ ： リム径[mm]
Ｃｔ ： ビードコア５よりもタイヤ半径方向内側の厚さ[mm]
ＢＷＳＴ： ビードワイヤ構成
ＢＷｄ ： ビードワイヤ素線径[mm]
ＢＷｄｎ： ビードワイヤ８の最もタイヤ半径方向内側に並べられる本数[整数]
ａ３ ： 圧縮歪から締め付け力を求めるための係数
ａ４ ： ビードワイヤ構成から締め付け力を求めるための係数
ａ５ ： 定数

このようなビード締め付け力予測方法は、ビードコア５の内径ＩＤｗ、リム径ＯＤＲ、ビードコア５よりもタイヤ半径方向内側の厚さＣｔ、ビードワイヤ素線径ＢＷｄ及びビードワイヤの最もタイヤ半径方向内側に並べられる本数ＢＷｄｎから、ビード部４の締め付け力ＢＦを予測することができる。このため、本実施形態のビード締め付け力予測方法は、設計パラメータからビード部４の締め付け力ＢＦを精度よく簡単に予測することができる。

なお、係数ａ３、係数ａ４及び定数ａ５は、それぞれ、予めタイヤビード締め付け力試験機を用いて測定された値から、多変量解析等により実験的に求められるのが望ましい。また、ビードワイヤ８の最もタイヤ半径方向内側に並べられる本数ＢＷｄｎは、例えば、図２の例では、３本である。

第２の実施形態のビード締め付け力予測方法は、上述のビード締め付け力予測方法と同様、許容されるリム径ＯＤＲの最大値及び最小値を用いて、ビード締め付け力ＢＦを予測している。このようなビード締め付け力予測方法は、許容されるリム径ＯＤＲの範囲において、常にリムへの取り付け作業性と、リムずれ、リム外れ、空気漏れ等の抑制とを両立させることができる。

上記式（１）又は上記式（２）を用いてビード締め付け力を予測する方法において、ビードコア５よりタイヤ半径方向内側の厚さＣｔは、下記式（３）を用いて予測されるのが望ましい。

ここで、
ｔｉ ： インナーライナーの厚さ[mm]
Ｎｉ ： ビードコア５よりもタイヤ半径方向内側に位置するインナーライナーの数[整数]
ｔｃ ： カーカスプライ６Ａの厚さ[mm]
ＵＮｃ： ビードコア５よりもタイヤ半径方向内側に位置するカーカスプライ６Ａの数[整数]
ｔｃｈ： チェーファーゴムの厚さ[mm]
Ｎｃｈ： ビードコア５よりもタイヤ半径方向内側に位置するチェーファーゴムの数[整数]
ｔｊ ： その他の部材の厚さ[mm]
Ｎｊ ： ビードコア５よりもタイヤ半径方向内側に位置するその他の部材の数[整数]
ａ６ ： 定数
ａ７ ： その他のゴムの厚さ[mm]

このようなビード締め付け力予測方法は、ビードコア５よりタイヤ半径方向内側の厚さＣｔを精度よく簡単に求めることができる。なお、ビードコア５よりもタイヤ半径方向内側に位置するインナーライナー、カーカスプライ６Ａ、チェーファーゴム及びその他の部材は、存在しない場合には、それぞれの数として０が入力される。また、その他のゴムの厚さａ７も、存在しない場合には、０が入力される。

次に、上述のビード締め付け力予測方法を用いたタイヤ１の製造方法が説明される。
本実施形態のタイヤ１の製造方法は、上述のビード締め付け力予測方法により予測されたビード締め付け力ＢＦが、一定の範囲となるようにビード部４を構成する工程を含んでいる。

ビード締め付け力ＢＦの一定の範囲は、好ましくは、１０００～１００００Ｎである。予測されたビード締め付け力ＢＦが１０００Ｎよりも大きいことで、リムずれ、リム外れ、空気漏れ等を抑制することができる。このような観点から、ビード締め付け力ＢＦの下限値は、好ましくは、１２００Ｎであり、より好ましくは、１５００Ｎであり、更に好ましくは、１７００Ｎである。

予測されたビード締め付け力ＢＦが１００００Ｎよりも小さいことで、良好なリムへの取り付け作業性を維持することができる。このような観点から、ビード締め付け力ＢＦの上限値は、好ましくは、８０００Ｎであり、より好ましくは、７０００Ｎであり、更に好ましくは、６５００Ｎである。

次に、上述のビード締め付け力予測方法を用いたタイヤ１が説明される。
本実施形態のタイヤ１は、上述のビード締め付け力予測方法により予測されたビード締め付け力ＢＦが、１０００～１００００Ｎである。このようなタイヤ１は、リムへの取り付け作業性と、リムずれ、リム外れ、空気漏れ等の抑制とを両立することができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施し得る。

図１の基本構造を有するタイヤが３種類試作され、実施例として、式（１）～（３）を用いて、ビード締め付け力が計算された。比較例として、下記式（４）を用いて、ビード締め付け力が計算された。なお、係数ａ８及び定数ａ９は、それぞれ、予め別の測定された値から、実験的に求められた。

ここで、
ＢＦ ： ビード締め付け力[Ｎ]
Ｃｔ ： ビードコアよりもタイヤ半径方向内側の厚さ[mm]
ａ８ ： 厚さから締め付け力を求めるための係数
ａ９ ： 定数

試作されたタイヤに対し、これらの計算結果である予測値と、タイヤビード締め付け力試験機を用いて測定されたビード締め付け力の測定結果との比較試験が行われた。結果は、予測値／測定値＊１００（％）の比で求められ、比が１００に近いほど、測定値との差が小さく、予測精度に優れていることを示す。試験の結果が、表１に示される。

試験の結果、いずれのタイヤにおいても、実施例のビード締め付け力の予測値は、比較例よりも測定値に近く、設計パラメータからビード部の締め付け力を精度よく簡単に予測可能であることが確認された。

１ タイヤ
４ ビード部
５ ビードコア

Claims (5)

1. ビード部にビードコアを備えたタイヤがホイールのリムに装着されたときの前記ビード部の締め付け力を、下記式（１）を用いて予測する工程を含む、
   ビード締め付け力予測方法。
   

   

   
   ここで、
   ＢＦ ： ビード締め付け力[Ｎ]
   εｃ ： ビードコアよりもタイヤ半径方向内側の圧縮歪[％]
   ＩＤｗ： ビードコアの内径[mm]
   ＯＤＲ： リム径[mm]
   Ｃｔ ： ビードコアよりもタイヤ半径方向内側の厚さ[mm]
   ａ１ ： 圧縮歪から締め付け力を求めるための係数
   ａ２ ： 定数
2. ビード部にビードワイヤから構成されたビードコアを備えたタイヤがホイールのリムに装着されたときの前記ビード部の締め付け力を、下記式（２）を用いて予測する工程を含む、
   ビード締め付け力予測方法。
   

   

   
   ここで、
   ＢＦ ： ビード締め付け力[Ｎ]
   εｃ ： ビードコアよりもタイヤ半径方向内側の圧縮歪[％]
   ＩＤｗ ： ビードコアの内径[mm]
   ＯＤＲ ： リム径[mm]
   Ｃｔ ： ビードコアよりもタイヤ半径方向内側の厚さ[mm]
   ＢＷＳＴ： ビードワイヤ構成
   ＢＷｄ ： ビードワイヤ素線径
   ＢＷｄｎ： ビードワイヤの最もタイヤ半径方向内側に並べられる本数[整数]
   ａ３ ： 圧縮歪から締め付け力を求めるための係数
   ａ４ ： ビードワイヤ構成から締め付け力を求めるための係数
   ａ５ ： 定数
3. 前記ビードコアよりタイヤ半径方向内側の厚さを、下記式（３）を用いて予測する、請求項１又は２に記載のビード締め付け力予測方法。
   

   

   
   ここで、
   ｔｉ ： インナーライナーの厚さ[mm]
   Ｎｉ ： インナーライナーの数[整数]
   ｔｃ ： カーカスプライの厚さ[mm]
   ＵＮｃ： ビードコアよりもタイヤ半径方向内側に位置するカーカスプライの数[整数]
   ｔｃｈ： チェーファーゴムの厚さ[mm]
   Ｎｃｈ： チェーファーゴムの数[整数]
   ｔｊ ： その他の部材の厚さ[mm]
   Ｎｊ ： その他の部材の数[整数]
   ａ６ ： 定数
   ａ７ ： その他のゴムの厚さ[mm]
4. 許容されるリム径の最大値及び最小値を用いて、前記ビード締め付け力を予測する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のビード締め付け力予測方法。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載のビード締め付け力予測方法により予測された前記ビード締め付け力が、１０００～１００００Ｎとなるように前記ビード部を構成する工程を含む、
   タイヤの製造方法。

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