WO2021117297A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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WO2021117297A1
WO2021117297A1 PCT/JP2020/031663 JP2020031663W WO2021117297A1 WO 2021117297 A1 WO2021117297 A1 WO 2021117297A1 JP 2020031663 W JP2020031663 W JP 2020031663W WO 2021117297 A1 WO2021117297 A1 WO 2021117297A1
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WO
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bead
bead core
tire
cord
strength
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/031663
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English (en)
French (fr)
Inventor
雫　孝久
山本　雅彦
Original Assignee
株式会社ブリヂストン
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C15/00—Tyre beads, e.g. ply turn-up or overlap
    • B60C15/04—Bead cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres

Definitions

  • the present invention relates to a pneumatic tire (hereinafter, also simply referred to as a "tire”), and more particularly to a pneumatic tire related to an improvement of a bead core.
  • a pneumatic tire has a tread portion and a pair of sidewall portions and bead portions extending from both sides thereof, and has a carcass ply extending in a toroid shape between the pair of bead portions as a skeleton. Both ends of the carcass ply are locked by being wound or wound around a pair of bead cores embedded in the pair of bead portions, or sandwiched by divided bead cores.
  • a bead core made of steel is usually used by continuously winding a bead wire made of steel around a tire rotation axis.
  • a bead wire having a wire diameter of about 1.0 mm to 2.0 mm is bundled in a quadrangular cross section such as 4 steps and 4 rows, or a bead wire having a wire diameter of about 1.3 mm to 1.5 mm has a spiral structure. Bundled ones are the mainstream.
  • the bead core has the role of maintaining the tire pressure.
  • the number of bead wires is determined by the breaking pressure required for the tire (total strength of the bead core), and it is necessary to increase the number of bead wires in order to secure the breaking pressure according to the tire size increasing year by year.
  • the rigidity of the bead core increases proportionally, so that the rim assembly property and the fit of the rim to the tire deteriorate, and the problem of variation in the rim fit in the tire circumferential direction also arises. ..
  • the rim assembly becomes worse, there will be a problem with workability when assembling the rim, and the possibility of damage to the rim will increase.
  • the fit pressure becomes excessively high, there is a problem in the safety of the rim assembly work.
  • the uniformity of the tire deteriorates, which reduces the ground contact stability during driving and also affects the stability when the vehicle goes straight or turns. Therefore, the influence is particularly large when traveling at high speed. Therefore, the bead core is required to have a desired breaking pressure and good rim assembly property.
  • an object of the present invention is to provide a pneumatic tire that is lightweight and has excellent performance required as a bead core such as rim assembly, thereby reducing the weight without causing problems caused by the bead core. To do.
  • the pneumatic tire of the present invention is a pneumatic tire provided with a bead core.
  • the bead core is composed of a twisted cord formed by twisting 2 to 27 steel filaments containing more than 0.75% by mass of carbon.
  • the unit bead rigidity index expressed by the ratio of the bead rigidity index of the bead core to the total bead strength (bead rigidity index) / (total bead strength) is expressed by the following formula. 7 ⁇ 10-6 ⁇ Unit bead rigidity index (bead rigidity index / total bead strength) ⁇ 34 ⁇ 10-6 It is characterized by satisfying.
  • the outer diameter of the twisted cord is 2.0 mm or less. Further, in the tire of the present invention, it is preferable that the twisted cord is a steel cord coated with rubber. Further, in the tire of the present invention, it is preferable that the wire diameter of the steel filament is 0.3 mm or more and 0.8 mm or less.
  • the twisted structure of the twisted cord is preferably a 1 ⁇ N structure, an M + N structure or an L + M + N structure, and more preferably a 1 + 6 structure. Furthermore, in the tire of the present invention, it is preferable that the steel filament is brass-plated.
  • a bead core that is lightweight and has excellent performance required as a bead core such as rim assembly, thereby reducing the weight without causing problems caused by the bead core. I was able to realize the tire.
  • FIG. 1 It is a cross-sectional view in the width direction which shows one preferable example of the pneumatic tire of this invention. It is sectional drawing in the direction orthogonal to the axial direction which shows one preferable example of the twist cord which constitutes the bead core in the pneumatic tire of this invention. It is the schematic sectional drawing which shows the bead core of Example 1. FIG. It is the schematic sectional drawing which shows the bead core of the comparative example 1. FIG.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view in the width direction showing a passenger car tire of a preferred example of the pneumatic tire of the present invention.
  • the pneumatic tire 10 as a passenger car tire shown in the figure includes a tread portion 11 forming a ground contact portion, a pair of sidewall portions 12 continuously extending inward in the radial direction of the tire on both side portions of the tread portion 11, and each of them.
  • a bead portion 13 continuous with the inner peripheral side of the sidewall portion 12 is provided.
  • the tread portion 11, the sidewall portion 12, and the bead portion 13 are reinforced by a carcass composed of one carcass ply 1 extending in a toroid shape from one bead portion 13 to the other bead portion 13.
  • a bead core 2 is embedded in each of the pair of bead portions 13, and the carcass ply 1 is locked around the bead core 2 by folding back from the inside to the outside of the tire.
  • the bead core 2 is composed of a twisted cord formed by twisting 2 to 27 steel filaments containing carbon in an amount of more than 0.75% by mass.
  • the strength is maintained by using a twisted cord composed of a plurality of steel filaments of the above high carbon steel instead of the single wire cord composed of one steel filament conventionally used.
  • the weight of the bead core can be reduced when the bead wires have the same outer diameter, and as a result, the weight of the tire can be reduced while maintaining the strength of the bead core.
  • the twisted cord is made of a steel filament that has not been heat-treated after being drawn, so that higher strength can be obtained. Therefore, even if the conventional single wire cord is replaced with a twisted cord having the same outer diameter to reduce the amount of steel, the breaking strength of the bead wire itself is improved, so that the performance as a bead core can also be ensured. Further, by using the bead core 2 made of a twisted cord, the fitability to the rim can be improved.
  • the unit bead rigidity index expressed by the ratio of the bead rigidity index of the bead core 2 to the total bead strength (bead rigidity index) / (total bead strength) and is an index of the bending rigidity is expressed by the following formula. 7 ⁇ 10-6 ⁇ Unit bead rigidity index (bead rigidity index / total bead strength) ⁇ 34 ⁇ 10-6 It is important to satisfy. By satisfying the unit bead rigidity index of the bead core 2 within the above range, it is possible to maintain the rigidity of the bead core while ensuring the improvement of workability at the time of rim assembly.
  • the unit bead rigidity index is preferably expressed by the following formula. 7 ⁇ 10-6 ⁇ Unit bead stiffness index ⁇ 25 ⁇ 10-6 Satisfy.
  • the bead rigidity index can be obtained by the bead wire rigidity index ⁇ n (n is the number of bead wires constituting the bead core).
  • the bead wire rigidity index is the rigidity index of the bead wire constituting the bead core, and is ( ⁇ / 32) ⁇ d 4 ⁇ m (in the formula, d is the wire diameter (mm) of the steel filament constituting the bead wire).
  • M is the number of steel filaments constituting the bead wire).
  • “( ⁇ / 32) ⁇ d 4 ” means the moment of inertia of area of the steel filament constituting the bead wire.
  • the bead wire is formed by using two types of steel filaments having different wire diameters d 1 and d 2 , for example, m having one steel filament having a wire diameter d 1 and m having a wire diameter d 2 are used.
  • the bead wire rigidity index is ( ⁇ / 32) ⁇ d 1 4 ⁇ m 1 + ( ⁇ / 32) ⁇ d 2 4 ⁇ m 2 (in the equation, d 1 and d 2 are the wire diameters (mm) of the steel filaments constituting the bead wire, and m 1 and m 2 are the number of steel filaments constituting the bead wire).
  • the carbon content of the steel filament used in the present invention needs to exceed 0.75% by mass from the viewpoint of ensuring high strength, preferably 0.80% by mass or more, and more preferably 0.82. It is 1% by mass or more, preferably 1.10% by mass or less, and more preferably 1.02% by mass or less.
  • the number of steel filaments constituting the twisted cord can be 2 to 27, preferably 3 to 12.
  • the steel filament satisfies the carbon content range, specific physical property values and the like can be appropriately selected according to a desired bead core shape and performance, and are particularly limited.
  • the tensile strength of the steel filament is preferably 2150 MPa or more, more preferably 2940 MPa or more, preferably 4300 MPa or less, and more preferably 4000 MPa or less.
  • the breaking strength of the twisted cord as a bead wire is preferably 2300 N or more, more preferably 2420 N or more, preferably 3500 N or less, and more preferably 3400 N or less, although it depends on the tire type.
  • the wire diameter of the steel filament is preferably 0.3 mm or more and 0.8 mm or less, and more preferably 0.4 mm or more and 0.7 mm or less.
  • the steel filament is plated in order to improve the adhesiveness with rubber.
  • the type of plating is not particularly limited, and includes brass (copper-zinc (Cu-Zn)) plating, zinc (Zn) plating, tin (Sn) plating, bronze (copper-tin (Cu-Sn)) plating, etc.
  • Other examples include ternary plating such as copper-zinc-tin (Cu-Zn-Sn) plating and copper-zinc-cobalt (Cu-Zn-Co) plating.
  • the specific twisted structure of the twisted cord used for the bead core 2 can be a 1 ⁇ N structure, an M + N structure, or an L + M + N structure.
  • the M + N structure examples include a 1 + 6 structure, a 3 + 9 structure, a 3 + 8 structure, and the like when the M core portion and the N sheath portion are made of steel filaments having the same wire diameter.
  • examples thereof include a 1 + 3 structure, a 1 + 5 structure, a 1 + 7 structure, a 1 + 9 structure, and a 1 + 12 structure.
  • Specific examples of the L + M + N structure include a 1 + 6 + 9 structure and a 3 + 9 + 15 structure.
  • the outer diameter of the twisted cord is preferably 2.0 mm or less, and more preferably 0.96 mm or more and 1.9 mm or less.
  • the steel cord as the twisted cord can be coated with rubber and used for manufacturing the bead core 2. Further, the twisted cord according to the present invention shall not be coated with a matrix such as a resin material prior to the rubber coating. Further, the elongation rate at break of the twisted cord according to the present invention is preferably 0.5% or more and 8% or less. Furthermore, the cross-sectional shape of the steel cord as the twisted cord is not particularly limited, but is preferably a perfect circle.
  • the bead core according to the present invention can be formed by winding the bead wire as the twisted cord a plurality of times in an annular shape.
  • the cross-sectional structure of the bead core according to the present invention is not particularly limited as long as it has a structure generally known as a bead core.
  • a cross-sectional structure having a substantially rectangular cross section is preferable.
  • the bead core using the twisted cord according to the present invention has a torsional rigidity of the bead core preferably 50% or less, more preferably 20%, as compared with a bead core using a conventional single wire cord capable of maintaining the breaking pressure of a tire at the same level. It is 40% or less, which makes it possible to improve the rim fit while maintaining the tire performance.
  • the bead core is not particularly limited except that it is composed of the twisted cord made of the steel filament, and can be configured according to a conventional method.
  • the illustrated tires are passenger car tires, but the tire type is not particularly limited in the present invention, and truck / bus tires, construction vehicle tires, two-wheeled vehicle tires, aircraft tires, agricultural tires, etc. It can also be suitably applied to any tire, and the desired effect of the present invention can be obtained.
  • the carcass ply 1 is a member forming the skeleton of the tire, and is arranged with at least one, for example, one to three.
  • bead cores 2 are embedded in each pair of bead portions 13, and the carcass ply 1 is locked around the bead core 2 by folding back from the inside to the outside of the tire.
  • the stopping method is not limited to this.
  • an organic fiber cord such as polyester such as polyethylene naphthalate (PEN) or polyethylene terephthalate (PET), nylon, or semi-aromatic fiber can be used.
  • a belt layer 3 composed of two belts 3a and 3b whose cord direction is inclined with respect to the tire circumferential direction is arranged outside the crown portion of the carcass ply 1 in the radial direction of the tire.
  • the belt layer 3 is arranged with at least one, for example, two to four, and in the case of two or more, the belt layers 3 are arranged so that the cord directions intersect at least a part of the layers.
  • an organic fiber cord may be used in addition to the steel cord.
  • the cap layer 4 is arranged on the outer side of the belt layer 3 in the radial direction of the tire over the entire width of the belt layer 3, and the layer layer 5 is arranged in the region covering both ends of the belt layer 3. Either one or both of them can be provided.
  • the cap layer 4 and the layer layer 5 are usually formed by spirally winding a strip having a constant width formed by aligning a large number of cords and covering them with rubber in the tire circumferential direction.
  • the cap layer 4 and the layer layer 5 may be provided individually or in combination. Further, it may be a combination of two or more cap layers 4 and two or more layer layers 5.
  • the bead filler 6 having a tapered cross section is arranged on the outer side of the bead core 2 in the radial direction of the tire.
  • an inner liner usually made of a rubber material or a resin material is arranged in the innermost layer of the tire.
  • an inert gas such as nitrogen, argon or helium can be used in addition to normal or adjusted oxygen partial pressure.
  • FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of the bead core of Example 1
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of the bead core of Comparative Example 1.
  • the bead core 30 of the illustrated Example 1 is made of a twisted cord 32 in which a steel filament 31 is twisted
  • the bead core 40 of Comparative Example 1 is made of a single wire cord 42 made of a steel filament 41.
  • the product is the product of the bead wire strength (N) and the total number of bead wires from the bead wire strength (N) which is the strength of the bead wires constituting the bead core, based on the specifications of each bead core.
  • the total bead strength (N) is calculated, and the bead rigidity index, which is the product of the bead wire rigidity index and the number of bead wires constituting the bead core, is calculated from the bead wire rigidity index, which is the rigidity index of the bead wires constituting the bead core. Calculated.
  • ⁇ Maneuvering stability index> Using the bead cores of Examples 2 and 5 and Comparative Examples 1 to 3 and 5 according to the conditions shown in the table below, a test tire having a tire size of 205 / 55R16 was prepared, and four test tires were attached. The vehicle was subjected to a test run by a test driver, and the feeling of the actual vehicle was evaluated at low speed ( ⁇ 60 km / h) and high speed (60 km / h ⁇ 120 km / h), respectively. The results were compared by averaging the evaluation results of the two drivers, and the index of the control tire of Comparative Example 1 was set to 100 and shown as an index.
  • a clear performance improvement is shown, if it is 120 or more, a large performance improvement is shown, if it is 90 or less, a clear performance deterioration is shown, and if it is 80 or less, a large performance deterioration is shown.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Ropes Or Cables (AREA)

Abstract

軽量であってリム組み性等のビードコアとしての要求性能にも優れたビードコアを用いることで、ビードコアに起因する問題を生ずることなく軽量化を図った空気入りタイヤを提供する。　ビードコアを備える空気入りタイヤ１０である。ビードコア２が、０．７５質量％を超える炭素を含有するスチールフィラメントを２～２７本にて撚り合わせてなる撚りコードにより構成されており、かつ、ビードコアのビード剛性指数とビード総強力との比（ビード剛性指数）／（ビード総強力）で表される単位ビード剛性指数が下記式、　７×１０－６＜単位ビード剛性指数（ビード剛性指数／ビード総強力）＜３４×１０－６ を満足する。

Description

空気入りタイヤ
　本発明は、空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、ビードコアの改良に係る空気入りタイヤに関する。
　一般に、空気入りタイヤは、トレッド部と、その両側から延びる一対のサイドウォール部およびビード部とを備え、一対のビード部間にトロイド状に延在するカーカスプライを骨格とする。カーカスプライの両端部は、一対のビード部にそれぞれ埋設された一対のビードコアの周りに巻き上げられ若しくは巻き付けられ、または、分割されたビードコアにより挟み込まれるなどによって係止される。
　このようなビードコアとしては、特許文献１に開示されているように、通常、スチールからなるビードワイヤをタイヤ回転軸の回りに連続して巻き付けることにより形成されたものが使用される。
特開２０１５－１５７５９９号公報
　従来のビードコアとしては、線径１．０ｍｍ～２．０ｍｍ程度のビードワイヤを４段４列等の断面四角形状に束ねたものや、線径１．３ｍｍ～１．５ｍｍ程度のビードワイヤを螺旋構造に束ねたものが主流である。
　ビードコアにはタイヤの空気圧を保持するという役割がある。ビードワイヤの本数はそのタイヤに求められる破壊圧（ビードコアの総強力）によって決まり、年々大型化するタイヤサイズに応じた破壊圧を確保するためには、ビードワイヤの本数を多くする必要がある。しかし、ビードワイヤの本数が増えると、それに比例してビードコアの剛性が高くなることから、リム組み性やタイヤに対するリムのフィット性が悪化するとともに、タイヤ周方向におけるリムフィット性のバラツキの問題も生ずる。
　リム組み性が悪化するとリム組み時の作業性に問題が生じ、リムの損傷などの可能性も高くなる。また、フィット圧が過度に高くなると、リム組み作業の安全性にも問題が生ずる。さらに、タイヤとリムとのフィット状態が不均一になると、タイヤのユニフォミティーが悪化して、走行時の接地安定性が低下することに加え、車両の直進時や旋回時の安定性にも影響を与えるため、特に、高速走行時にその影響は大きくなる。よって、ビードコアには、所望の破壊圧と、良好なリム組み性とを備えることが要求される。
　一方で、近年、環境負荷の低減の観点からタイヤの低燃費化が求められており、タイヤのさらなる軽量化が望まれている。これに伴い、ビードコアについても、軽量化を図ることが求められている。
　そこで本発明の目的は、軽量であってリム組み性等のビードコアとしての要求性能にも優れたビードコアを用いることで、ビードコアに起因する問題を生ずることなく軽量化を図った空気入りタイヤを提供することにある。
　本発明者らは、鋭意検討した結果、ビードコアを構成するビードワイヤとして、１本のスチールフィラメントからなる単線コードに代えて、複数本のスチールフィラメントを撚り合わせてなる撚りコードを用いるとともに、ビードコアの単位ビード剛性指数の値を所定に規定することで、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明の空気入りタイヤは、ビードコアを備える空気入りタイヤにおいて、
　前記ビードコアが、０．７５質量％を超える炭素を含有するスチールフィラメントを２～２７本にて撚り合わせてなる撚りコードにより構成されており、かつ、
　前記ビードコアのビード剛性指数とビード総強力との比（ビード剛性指数）／（ビード総強力）で表される単位ビード剛性指数が下記式、
　７×１０－６＜単位ビード剛性指数（ビード剛性指数／ビード総強力）＜３４×１０－６
を満足することを特徴とするものである。
　本発明のタイヤにおいては、前記撚りコードの外径が２．０ｍｍ以下であることが好ましい。また、本発明のタイヤにおいては、前記撚りコードがゴムにより被覆されたスチールコードであることが好ましい。さらに、本発明のタイヤにおいては、前記スチールフィラメントの線径が０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることが好ましい。
　さらにまた、本発明のタイヤにおいては、前記撚りコードの撚り構造が、１×Ｎ構造、Ｍ＋Ｎ構造またはＬ＋Ｍ＋Ｎ構造であることが好ましく、１＋６構造であることがより好ましい。さらにまた、本発明のタイヤにおいては、前記スチールフィラメントが、ブラスめっきされていることが好ましい。
　本発明によれば、軽量であってリム組み性等のビードコアとしての要求性能にも優れたビードコアを得ることができ、これにより、ビードコアに起因する問題を生ずることなく軽量化を図った空気入りタイヤを実現することができた。
本発明の空気入りタイヤの一好適例を示す幅方向断面図である。 本発明の空気入りタイヤにおけるビードコアを構成する撚りコードの一好適例を示す軸方向に直交する方向の断面図である。 実施例１のビードコアを示す概略断面図である。 比較例１のビードコアを示す概略断面図である。
　以下、本発明について、図面を用いて詳細に説明する。
　図１は、本発明の空気入りタイヤの一好適例の乗用車用タイヤを示す幅方向断面図である。
　図示する乗用車用タイヤとしての空気入りタイヤ１０は、接地部を形成するトレッド部１１と、このトレッド部１１の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部１２と、各サイドウォール部１２の内周側に連続するビード部１３と、を備えている。トレッド部１１、サイドウォール部１２およびビード部１３は、一方のビード部１３から他方のビード部１３にわたってトロイド状に延びる１枚のカーカスプライ１からなるカーカスにより補強されている。また、図示する乗用車用タイヤ１０においては、一対のビード部１３にはそれぞれビードコア２が埋設され、カーカスプライ１は、このビードコア２の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されている。
　本発明においては、ビードコア２が、０．７５質量％を超える炭素を含有するスチールフィラメントを、２～２７本にて撚り合わせてなる撚りコードにより構成されている。ビードコアを構成するビードワイヤとして、従来使用されていた１本のスチールフィラメントからなる単線コードに代えて、上記高炭素鋼のスチールフィラメントの複数本からなる撚りコードを用いるものとしたことで、強度を維持しつつ、同一外径のビードワイヤとした場合におけるビードコア重量を低減でき、結果としてビードコアの強度を維持しながらタイヤの軽量化を図ることができるものとなった。また、従来使用されていた単線コードは伸線後に熱処理を施したスチールフィラメントからなるのに対し、上記撚りコードは伸線後に熱処理を施さないスチールフィラメントからなるので、より高い強度が得られる。よって、従来の単線コードを、同一外径の撚りコードに変えてスチール量を削減しても、ビードワイヤ自体の破断強度は向上するので、ビードコアとしての性能についても確保することができる。また、撚りコードからなるビードコア２としたことで、リムに対する嵌合性についても向上できる。
　また、本発明においては、ビードコア２のビード剛性指数とビード総強力との比（ビード剛性指数）／（ビード総強力）で表され、曲げ剛性の指標となる単位ビード剛性指数が下記式、
　７×１０－６＜単位ビード剛性指数（ビード剛性指数／ビード総強力）＜３４×１０－６
を満足する点が重要である。ビードコア２の単位ビード剛性指数が上記範囲を満足するものとすることで、リム組み時の作業性の向上を確保しつつ、ビードコアとしての剛性を維持することができる。単位ビード剛性指数が、上記範囲よりも小さいと、ビードコアとして十分な剛性が得られない。その一方、単位ビード剛性指数が、上記範囲よりも大きいと、リム組み時の作業性が悪化する。本発明において、単位ビード剛性指数は、好適には下記式、
　７×１０－６＜単位ビード剛性指数＜２５×１０－６
を満足するものとする。
　ここで、上記ビード剛性指数は、ビード素線剛性指数×ｎ（ｎはビードコアを構成するビードワイヤの本数である）により求めることができる。また、ビード素線剛性指数は、ビードコアを構成するビードワイヤの剛性指数であり、（π／３２）×ｄ４×ｍ（式中、ｄはビードワイヤを構成するスチールフィラメントの線径（ｍｍ）であり、ｍはビードワイヤを構成するスチールフィラメントの本数である）により求めることができる。ここで、上記式において、「（π／３２）×ｄ４」はビードワイヤを構成するスチールフィラメントの断面二次極モーメントを意味する。また、ビードワイヤが異なる線径ｄ１、ｄ２を有する２種のスチールフィラメントを用いて形成されている場合、例えば、線径ｄ１を有するｍ１本のスチールフィラメントおよび線径ｄ２を有するｍ２本のスチールフィラメントから形成されている場合には、ビード素線剛性指数は、（π／３２）×ｄ１ ４×ｍ１＋（π／３２）×ｄ２ ４×ｍ２（式中、ｄ１，ｄ２はビードワイヤを構成するスチールフィラメントの線径（ｍｍ）であり、ｍ１，ｍ２はビードワイヤを構成するスチールフィラメントの本数である）により求めることができる。
　本発明において用いる上記スチールフィラメントの炭素含有量は、高強度を確保する観点から０．７５質量％を超えることが必要であり、好適には０．８０質量％以上、より好適には０．８２質量％以上であって、好適には１．１０質量％以下、より好適には１．０２質量％以下である。
　また、本発明において撚りコードを構成するスチールフィラメントの本数は、２～２７本とすることができ、好ましくは３～１２本である。
　本発明において、上記スチールフィラメントとしては、炭素含有量の範囲を満足するものであれば、具体的な物性値等については、所望のビードコア形状および性能に応じて適宜選択することができ、特に制限されない。例えば、上記スチールフィラメントの引張強さは、好適には２１５０ＭＰａ以上、より好適には２９４０ＭＰａ以上であって、好適には４３００ＭＰａ以下、より好適には４０００ＭＰａ以下である。また、ビードワイヤとしての撚りコードの破断強力は、タイヤ種にもよるが、好適には２３００Ｎ以上、より好適には２４２０Ｎ以上であって、好適には３５００Ｎ以下、より好適には３４００Ｎ以下である。
　また、本発明において、上記スチールフィラメントの線径は、好適には０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であり、より好適には０．４ｍｍを超え０．７ｍｍ以下である。スチールフィラメントの線径を上記範囲とすることで、強度としなやかさとを両立することができるため、好ましい。
　さらに、上記スチールフィラメントには、ゴムとの接着性を向上するために、めっきが施されていることが好ましい。めっきの種類としては、特に制限はなく、ブラス（銅－亜鉛（Ｃｕ－Ｚｎ））めっき、亜鉛（Ｚｎ）めっき、スズ（Ｓｎ）めっき、ブロンズ（銅－スズ（Ｃｕ－Ｓｎ））めっき等の他、銅－亜鉛－スズ（Ｃｕ－Ｚｎ－Ｓｎ）めっきや銅－亜鉛－コバルト（Ｃｕ－Ｚｎ－Ｃｏ）めっき等の三元めっきなどを挙げることができる。特には、ブラスめっきされたスチールフィラメントを用いることで、ゴムとの接着性がより向上するので、好ましい。ブロンズめっき等の場合、撚りコードにおけるスチールフィラメント間の隙間を、ブロンズめっきとの接着性に優れたゴム配合からなるインシュレーションゴムにより充填することが必要となるが、ブラスめっきを用いることで、ベルト等の他の部材に使用されるのと同様の汎用のコーティングゴムを用いても、接着性を確保できるメリットがある。
　本発明において、ビードコア２に用いる上記撚りコードの具体的な撚り構造は、１×Ｎ構造、Ｍ＋Ｎ構造またはＬ＋Ｍ＋Ｎ構造とすることができる。１×Ｎ構造としては、例えば、Ｎ＝２～１２の整数であるもの、特には、Ｎ＝２～５の整数であるものが挙げられ、具体的には、１×３構造、１×４構造、１×５構造、１×６構造、１×９構造、１×１２構造等が挙げられる。また、Ｍ＋Ｎ構造としては、例えば、Ｍ＝１～３の整数であり、Ｎ＝２～１２の整数、特には、Ｎ＝２～９の整数であるものが挙げられる。Ｍ＋Ｎ構造としては、具体的には、Ｍ本のコア部分とＮ本のシース部分とが同一線径のスチールフィラメントからなる場合、１＋６構造、３＋９構造、３＋８構造等が挙げられ、Ｍ本のコア部分とＮ本のシース部分とが異線径のスチールフィラメントからなる場合、１＋３構造、１＋５構造、１＋７構造、１＋９構造、１＋１２構造等が挙げられる。さらに、Ｌ＋Ｍ＋Ｎ構造としては、例えば、Ｌ＝１～４の整数であり、Ｍ＝３～９の整数であり、Ｎ＝９～１５の整数であるものが挙げられる。Ｌ＋Ｍ＋Ｎ構造としては、具体的には、１＋６＋９構造、３＋９＋１５構造等が挙げられる。本発明においては、特には、耐久性およびコード強力に優れる観点から、図２に示すような、同一線径の７本のスチールフィラメント２１からなる１＋６構造の撚りコード２２を用いることが好ましい。
　また、本発明において、上記撚りコードの外径は、好適には２．０ｍｍ以下であり、より好適には０．９６ｍｍ以上１．９ｍｍ以下である。撚りコードの外径を上記範囲とすることで、所望の剛性を得られるため、好ましい。
　本発明において、上記撚りコードとしてのスチールコードは、ゴムにより被覆して、ビードコア２の製造に用いることができる。また、本発明に係る撚りコードは、ゴム被覆に先立って、樹脂材料等のマトリックスにより被覆されていないものとする。さらに、本発明に係る撚りコードの破断時における伸び率は、０．５％以上８％以下であることが好ましい。さらにまた、上記撚りコードとしてのスチールコードの断面形状としては、特に制限はないが、真円状とすることが好ましい。
　本発明に係るビードコアは、上記撚りコードとしてのビードワイヤを、環状に複数回巻回することにより形成することができる。本発明に係るビードコアの断面構造としては、ビードコアとして一般的に公知の構造であれば特に制限はないが、例えば、ビード部側から順次、４列＋４列＋４列＋３列にて４段で配列させた断面略矩形状の断面構造が好ましい。
　本発明に係る撚りコードを用いたビードコアは、タイヤの破壊圧を同等に保持できる従来の単線コードを用いたビードコアと比較して、ビードコアのねじり剛性が好ましくは５０％以下、より好ましくは２０％以上４０％以下であるものであって、これにより、タイヤ性能を維持しつつ、リムフィット性を向上することができる。
　本発明のタイヤにおいては、ビードコアを、上記スチールフィラメントからなる撚りコードにより構成した以外の点については、特に制限されるものではなく、常法に従い構成することができる。また、図示するタイヤは乗用車用タイヤであるが、本発明においてはタイヤ種についても特に制限されず、トラック・バス用タイヤや、建設車両用タイヤ、二輪車用タイヤ、航空機用タイヤ、農業用タイヤ等にも好適に適用することができ、いかなるタイヤに適用するものであっても、本発明の所期の効果を得ることができる。
　カーカスプライ１は、タイヤの骨格をなす部材であり、少なくとも１枚、例えば、１～３枚で配置される。図示するタイヤ１０においては、一対のビード部１３にそれぞれビードコア２が埋設され、カーカスプライ１は、このビードコア２の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されているが、カーカスプライ１の係止方法はこれには限定されない。カーカスプライ１の補強コードとしては、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル、ナイロン、半芳香族繊維などの有機繊維コードを用いることができる。
　図示するタイヤにおいては、カーカスプライ１のクラウン部タイヤ半径方向外側に、コード方向がタイヤ周方向に対して傾斜する２枚のベルト３ａ，３ｂからなるベルト層３が配置されている。ベルト層３は、少なくとも１枚、例えば、２～４枚で配置され、２枚以上の場合には、少なくとも一部の層間でコード方向が交錯するよう配置される。ベルト層３の補強コードとしては、スチールコードの他、有機繊維コードを用いることもできる。
　また、図示するタイヤにおいては、ベルト層３のタイヤ半径方向外側に、ベルト層３の全幅以上にわたって配置されるキャップ層４、および、ベルト層３の両端部を覆う領域に配置されるレイヤー層５のうちのいずれか一方または双方を設けることができる。キャップ層４およびレイヤー層５は、通常、多数本のコードを引き揃えてゴムにより被覆してなる一定幅のストリップを、タイヤ周方向に螺旋状に巻回することにより形成される。キャップ層４およびレイヤー層５はそれぞれ単独で設けてもよく、併用してもよい。また、２層以上のキャップ層４や２層以上のレイヤー層５の組み合わせであってもよい。
　さらに、図示するタイヤにおいては、ビードコア２のタイヤ半径方向外側に、断面先細り状のビードフィラー６が配置されている。さらにまた、図示はしないが、タイヤの最内層には、通常、ゴム材料または樹脂材料からなるインナーライナーが配置されている。なお、タイヤに充填する気体としては、通常の、または酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
　以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
　下記の表１，２中に示す条件に従って、各ビードワイヤを環状に巻回して束ねたビードコアについて、検討を行った。各ビードワイヤに用いるスチールフィラメントには表中に示すめっきを施し、ビードワイヤは、ゴムにより被覆して用いた。
　図３に、実施例１のビードコアの概略断面図を、図４に、比較例１のビードコアの概略断面図を、それぞれ示す。図示する実施例１のビードコア３０は、スチールフィラメント３１を撚り合わせた撚りコード３２からなり、比較例１のビードコア４０は、スチールフィラメント４１よりなる単線コード４２からなる。
　各実施例および比較例について、各ビードコアのスペックに基づき、ビードコアを構成するビードワイヤの強力であるビード素線強力（Ｎ）から、ビード素線強力（Ｎ）とビードワイヤの総本数との積であるビード総強力（Ｎ）を算出するとともに、ビードコアを構成するビードワイヤの剛性指数であるビード素線剛性指数から、ビード素線剛性指数とビードコアを構成するビードワイヤの本数との積であるビード剛性指数を算出した。
＜単位ビード剛性指数＞
　上記で算出した値に基づき、各実施例および比較例について、ビード剛性指数とビード総強力との比（ビード剛性指数）／（ビード総強力）で表される単位ビード剛性指数を求めた。
＜リム組み性指数＞
　下記の表中に示す条件に従う実施例２，５および比較例１～３，５の各ビードコアについて、リム組み時のリムフィットの容易性を、フィット内圧で比較評価した。結果は、比較例１のコントロールタイヤのリムフィット圧をＰ１とし、実測したリムフィット圧をＰとしたとき、Ｐ１／Ｐ×１００により、指数として表した。
　また、下記の表中に示す条件に従う実施例１，３，４および比較例４，６の各ビードコアについて、実施例２，５および比較例１～３，５の結果に基づき、上記フィット内圧の値を予測評価した。数値が大きいほど、リム組み性が良好である。
＜水圧破壊指数＞
　下記の表中に示す条件に従う実施例２，５および比較例１～３，５の各ビードコアを用いて、タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６の供試タイヤを作製し、水圧による破壊試験を実施し、破壊圧を求めた。
　また、下記の表中に示す条件に従う実施例１，３，４および比較例４，６の各ビードコアについて、実施例２，５および比較例１～３，５の結果に基づき、上記破壊圧の値を予測評価した。得られた破壊圧を、比較例１を１００とする指数にて示した。数値が大きいほど、破壊圧が高く良好である。
＜操縦安定性指数＞
　下記の表中に示す条件に従う実施例２，５および比較例１～３，５の各ビードコアを用いて、タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６の供試タイヤを作製し、この供試タイヤ４本を装着した車両について、テストドライバーによる試験走行を行い、低速時（～６０ｋｍ／ｈ）および高速時（６０ｋｍ／ｈ～１２０ｋｍ／ｈ）のそれぞれにおいて、実車フィーリングの評価を行った。結果は、２名のドライバーの評価結果の平均で比較し、比較例１のコントロールタイヤの指数を１００として、指数で示した。数値が１１０以上であれば明確な性能向上を示し、１２０以上であれば大きな性能向上を示し、９０以下であれば明確な性能低下を示し、８０以下であれば大きな性能低下を示す。
　また、下記の表中に示す条件に従う実施例１，３，４および比較例４，６の各ビードコアについて、実施例２，５および比較例１～３，５の結果に基づき、上記実車フィーリングの値を予測評価した。
　これらの結果を、下記の表中に併せて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
＊１）ビード部側から１段目の列数＋２段目の列数＋３段目の列数＋４段目の列数を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上記表中に示すように、本発明によれば、ビードコアにおいて、リム組み性を確保しつつ、操縦安定性を従来通りに維持でき、さらに重量を低減することができ、これを用いることで、ビードコアに起因する問題を生ずることなく軽量化を図った空気入りタイヤが得られることが確かめられた。
１　カーカスプライ
２，３０，４０　ビードコア
３　ベルト層
３ａ，３ｂ　ベルト
４　キャップ層
５　レイヤー層
６　ビードフィラー
１０　タイヤ
１１　トレッド部
１２　サイドウォール部
１３　ビード部
２１，３１，４１　スチールフィラメント
２２，３２　撚りコード
４２　単線コード

Claims (7)

  1. 　ビードコアを備える空気入りタイヤにおいて、
    　前記ビードコアが、０．７５質量％を超える炭素を含有するスチールフィラメントを２～２７本にて撚り合わせてなる撚りコードにより構成されており、かつ、
    　前記ビードコアのビード剛性指数とビード総強力との比（ビード剛性指数）／（ビード総強力）で表される単位ビード剛性指数が下記式、
    　７×１０－６＜単位ビード剛性指数（ビード剛性指数／ビード総強力）＜３４×１０－６
    を満足することを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 　前記撚りコードの外径が２．０ｍｍ以下である請求項１記載の空気入りタイヤ。
  3. 　前記撚りコードがゴムにより被覆されたスチールコードである請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
  4. 　前記スチールフィラメントの線径が０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下である請求項１～３のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
  5. 　前記撚りコードの撚り構造が、１×Ｎ構造、Ｍ＋Ｎ構造またはＬ＋Ｍ＋Ｎ構造である請求項１～４のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
  6. 　前記撚りコードの撚り構造が、１＋６構造である請求項５記載の空気入りタイヤ。
  7. 　前記スチールフィラメントが、ブラスめっきされている請求項１～６のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
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