WO2022176911A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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WO2022176911A1
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tire
bead
radial direction
tire radial
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良樹 中田
靖雄 大澤
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株式会社ブリヂストン
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    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C15/00Tyre beads, e.g. ply turn-up or overlap
    • B60C15/04Bead cores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C15/00Tyre beads, e.g. ply turn-up or overlap
    • B60C15/04Bead cores
    • B60C2015/046Cable cores, i.e. cores made-up of twisted wires
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60C15/00Tyre beads, e.g. ply turn-up or overlap
    • B60C15/04Bead cores
    • B60C2015/048Polygonal cores characterised by the winding sequence

Definitions

  • the present disclosure relates to pneumatic tires.
  • a bead core formed by winding a metal cord is embedded in the bead portion of a pneumatic tire (see, for example, JP-A-2009-274477).
  • An object of the present disclosure is to provide a pneumatic tire capable of ensuring rigidity in the bead portion collapse direction while reducing weight.
  • a pneumatic tire includes a pair of bead cores embedded in bead portions and formed by winding a metal cord in the tire circumferential direction, and a bead core straddling the pair of bead portions and positioned between the bead cores.
  • a carcass ply having a body portion and a folded portion wound around the bead core, and a side rubber disposed outside the carcass ply in the tire width direction and forming a tire side portion, wherein the bead core is the metal cord.
  • the bead core has two rows of metal cords on the third and subsequent stages of the metal cords counted from the tire radially outer end to the tire radially innermost end and other than the tire radially innermost end. and the maximum length dimension of the bead core measured along the center line between the main body portion and the folded portion is the length of the bead core measured in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the bead core.
  • the centroid of the bead core when viewed in a cross section perpendicular to the axis of the bead core is located on the tire radial direction inner end side of the bead core from the longitudinal center of the bead core.
  • the maximum width portion of the bead core is located on the second stage or later of the metal cord counted from the tire radial direction inner end of the bead core to the tire radial direction outer side, and the bead core maximum width portion is the bead core. Counting from the tire radial direction outer end to the tire radial direction inner side, the metal cords are located at the second and subsequent stages.
  • the bead core made of a metal cord embedded in the bead portion has the following configuration.
  • the metal cords are stacked in a plurality of rows in the width direction perpendicular to the center line between the main body portion and the folded back portion of the carcass and in a plurality of rows along the center line, and the length in the step direction is It is formed larger than the length in the column direction.
  • the bead core has two or more rows of metal cords, counted from the tire radially outer end to the tire radially innermost end, on and after the third stage of the metal cords, and other than the tire radially innermost end.
  • the length dimension of the bead core measured along the center line between the main body part and the turnup part of the carcass is more than twice the maximum width dimension of the bead core measured in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the bead core. is set.
  • centroid of the bead core when viewed in a cross section perpendicular to the axis of the bead core is located on the inner end side in the tire radial direction of the bead core relative to the central portion in the longitudinal direction of the bead core.
  • the maximum width portion of the bead core is located on the second and subsequent stages of the metal cord, counting outward in the tire radial direction from the tire radial direction inner end of the bead core.
  • the maximum width portion of the bead core is positioned at the second and subsequent stages of the metal cords, counting from the radially outer end of the bead core toward the radially inner side of the tire.
  • the bead portion in which the bead core having all of the configurations (1) to (6) is embedded can achieve weight reduction while ensuring the rigidity when falling.
  • a pneumatic tire according to a second aspect is the pneumatic tire according to the first aspect, in which the number of arranged metal cords in the maximum width portion of the bead core is set to 2 or more and 5 or less.
  • the number of metal cords arranged in the maximum width portion of the bead core is set to 2 or more and 5 or less. It becomes possible to
  • a pneumatic tire according to a third aspect is the pneumatic tire according to the first aspect or the second aspect, wherein the centroid of the bead core is located on the center line in the width direction of the bead core.
  • the main body portion and the turn-up portion of the carcass ply arranged in the tire width direction of the bead core are:
  • the tension can be distributed evenly.
  • the center line in the width direction of the bead core can be rephrased as an axis of symmetry when the bead core has a line-symmetrical shape.
  • a pneumatic tire according to a fourth aspect is the pneumatic tire according to any one of the first to third aspects, wherein the outermost end of the bead core in the tire radial direction is a rim flange of a rim to be mounted. located radially inward of the radially outer end of the tire.
  • the bead core having a high bending rigidity is arranged radially inward of the rim flange from the radially outermost end of the rim flange.
  • the wide surface of the rim flange can disperse and support the load from the pneumatic tire.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view along a tire rotation axis showing a pneumatic tire according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a bead portion of the pneumatic tire shown in FIG. 1; It is a sectional view showing a modification of a bead part.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing another modified example of the bead portion;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing still another modified example of the bead portion;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing still another modified example of the bead portion;
  • ⁇ FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modification of the bead core; ⁇ FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modification of the bead core; ⁇ FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modification of the bead core; ⁇ FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modification of the bead core; ⁇ FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modification of the bead core; ⁇ FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modification of the bead core;
  • FIG. 1 shows, as an example, a pneumatic tire 10 for a passenger car mounted on a rim 38 in cross section along the axis of rotation.
  • the pneumatic tire 10 includes a pair of bead portions 12, a pair of tire side portions 14 extending radially outward from the pair of bead portions 12, and one tire side portion. and a tread portion 16 extending from 14 to the other tire side portion 14 .
  • a bead core 20 configured by winding a metal cord 18 is embedded in each of the pair of bead portions 12 .
  • the metal cord 18 of the present embodiment is a steel cord used for bead cores of general pneumatic tires, and the outer circumference of the metal cord 18 is rubber-coated (not shown).
  • a carcass 22 is moored to the pair of bead cores 20 .
  • one carcass ply 24 is folded back around the bead core 20 from the tire inner side to the outer side and locked, and the end of the folded portion 24B is in contact with the main body portion 24A.
  • the carcass 22 may have two or more carcass plies 24 .
  • a side rubber layer 14A forming the tire side portion 14 is arranged on the outer side of the carcass 22 in the tire width direction.
  • a belt 28 made up of one or a plurality of belt plies 26 is arranged on the outer side of the body portion 24A in the tire radial direction.
  • a tread rubber layer 16 ⁇ /b>A that forms the tread portion 16 is arranged outside the belt 28 in the tire radial direction.
  • a bead filler 30 extends outward in the tire radial direction from the bead core 20 between the main body portion 24A and the folded portion 24B.
  • the bead filler 30 has a thickness 30T that decreases from the tire radial direction outer end of the bead core 20 toward the tire radial direction outer side.
  • the maximum thickness dimension 30Tmax of the bead filler 30 is set smaller than the maximum width dimension 20Wmax of the bead core 20, which will be described later, and is the width of the outermost tire radial direction of the bead core 20, in other words, the width of the outermost step in the tire radial direction.
  • the maximum thickness dimension 30Tmax of the bead filler 30 is appropriately changed according to the required performance of the pneumatic tire 10 and the like.
  • the bead filler 30 is made of rubber that is harder than the side rubber layer 14A, as in conventional pneumatic tires. Note that the bead filler 30 may be arranged as necessary, and as shown in FIG. 3, the bead filler 30 may not be arranged between the main body portion 24A and the folded portion 24B.
  • the rubber chafer 32 is arranged outside the folded portion 24B in the tire width direction.
  • the rubber chafer 32 may not be arranged on the bead portion 12 .
  • another rubber chafer 34 may be arranged in the bead portion 12, and as shown in FIG. A large rubber chafer 36 such as that shown above may be arranged.
  • the structure of the bead portion 12, particularly the structure of the bead core 20, differs from the conventional bead portion as described below.
  • the bead core 20 of this embodiment is formed by winding a metal cord 18, such as a steel cord. Since the pneumatic tire 10 of the present embodiment is for passenger cars, steel cords having a thickness of, for example, 0.8 to 1.6 mm are used.
  • the bead core 20 is preferably configured as follows. (1) The metal cords 18 are stacked in multiple rows in the width direction orthogonal to the longitudinal direction of the main body portion 24A of the carcass ply 24 and in multiple stages along the longitudinal direction of the main body portion 24A, and the length in the row direction is Make it larger than the length.
  • FIG. 2 shows, as an example, a bead core 20 having 6 stages and 1 to 3 rows.
  • the stepwise length of the bead core 20 is the length L of the bead core 20 measured along the center line 22CL between the main body portion 24A and the folded portion 24B of the carcass ply 24.
  • the column-direction length of the bead core 20 is the width dimension of the bead core 20 measured in the direction perpendicular to the center line 22CL.
  • centroid G of the bead core 20 when viewed in a cross section perpendicular to the axis of the bead core 20 is set to 20 in the radial direction of the tire (see FIG. 2).
  • the maximum width portion of the bead core 20 (the portion where the maximum width dimension is 20 Wmax) is the second stage of the metal cord 18 by counting from the metal cord 18 disposed at the inner end of the bead core 20 in the tire radial direction to the outside in the tire radial direction. After that.
  • the maximum width portion of the bead core 20 is the second and subsequent stages of the metal cord 18 counted inward in the tire radial direction from the metal cord 18 arranged at the tire radial outer end of the bead core 20 .
  • the metal cords 18 are arranged in two or more rows from the third stage of the metal cords 18 onward, counting from the tire radially outer end to the tire radially innermost end, and other than the tire radially innermost end.
  • the rigidity of the bead portion 12 in the falling direction is largely contributed by the bead core 20 , and the rigidity of the tire side portion 14 in the falling direction is mainly contributed by the bead filler 30 .
  • the rubber chafer 32, the rubber chafer 34, and the rubber chafer 36 are provided, they supplementarily reinforce the rigidity in the falling direction. Therefore, the rubber chafer 32, the rubber chafer 34, and the rubber chafer 36 may be provided as required.
  • the bead core 20 and others can be configured as follows.
  • the number of arranged metal cords 18 in the maximum width portion of the bead core 20 is set to 2 or more and 5 or less.
  • the number of metal cords 18 arranged in the maximum width portion of the bead core 20 is set to two or three.
  • the length L30 of the bead filler 30 is set shorter than the length dimension L20 of the bead core 20.
  • the length L30 of the bead filler 30 is set longer than the length dimension L20 of the bead core 20.
  • the maximum thickness dimension 30Tmax of the bead filler 30 measured in the direction orthogonal to the main body portion 24A of the carcass 22 is set to 1/2 or less of the maximum width dimension 20Wmax of the bead core 20.
  • the maximum width dimension 20Wmax of the bead core 20 is set larger than the thickness dimension 14G of the tire side portion 14 measured in the direction perpendicular to the main body portion 24A of the carcass 22 at the tire maximum width portion.
  • the innermost first step of the bead core 20 in the tire radial direction is formed by one metal cord 18 .
  • the outermost step of the bead core 20 at the tire radial direction outermost end is formed by one metal cord 18 .
  • the number of rows of the metal cords 18 gradually decreases from the maximum width portion of the bead core 20 toward the inner side in the tire radial direction.
  • the number of rows of the metal cords 18 gradually decreases from the maximum width portion of the bead core 20 toward the outside in the tire radial direction.
  • the metal cords 18 in the third and subsequent stages counted from the tire radially outer end to the tire radially innermost end and other than the tire radially innermost end are set in two or more rows. , it is possible to achieve weight reduction while ensuring the rigidity of the bead core 20 in the falling direction.
  • the third, third, and fourth metal cords 18 counted from the tire radially inner end to the tire radially inner side are counted as one row, and the tire radially inner end counted from the tire radially inner end to the tire radially outer side is two. If the steps are arranged in one row, the rigidity of the bead portion 12 when it collapses becomes insufficient.
  • the metal cords 18 are arranged in two or more rows, counting from the tire radially outer end to the tire radially innermost end and the metal cords 18 from the third step onward and other than the tire radially innermost end. is doing.
  • the number of arranged metal cords 18 By setting the number of arranged metal cords 18 at the maximum width portion of the bead core 20 to 2 or more and 5 or less, as described in (7) above, the bending rigidity of the bead core 20 can be secured and 6 or more can be arranged. The weight is reduced compared to the case of .
  • the centroid G of the bead core 20 on the center line 20CL of the bead core 20, the body portion 24A and the turnup portion of the carcass ply 24 arranged on the tire width direction side of the bead core 20 are arranged. 24B can be evenly borne by tension.
  • the length L of the bead core 20 is shorter than when the outermost end of the bead core 20 in the tire radial direction is positioned outside the radially outer end 38P of the rim flange 38A in the tire radial direction, resulting in weight reduction.
  • the length L30 of the bead filler 30 is set shorter than the length dimension L20 of the bead core 20 as in (11) above.
  • the rigidity of the tire side portion 14 in the falling direction can be reduced while ensuring the rigidity in the falling direction of the bead portion 12 obtained by the configuration of the bead core 20 .
  • By reducing the rigidity of the tire side portion 14 in the falling direction it is possible to reduce the vertical spring constant of the pneumatic tire 10 while securing the rigidity of the bead portion 12, thereby improving vibration characteristics (ride comfort). becomes possible.
  • the length L30 of the bead filler 30 is set longer than the length dimension L20 of the bead core 20 as in (11) above.
  • the maximum thickness dimension 30Tmax of the bead filler 30 measured in the direction perpendicular to the main body portion 24A of the carcass 22 is 1/2 or less of the maximum width dimension 20Wmax of the bead core 20 as in (13) above, Compared to the case where the maximum thickness dimension 30Tmax of the bead filler 30 is not set to 1/2 or less of the maximum width dimension 20Wmax of the bead core 20, the volume of the bead filler 30 can be reduced, and the effect of the bead filler 30 can be enhanced. It is possible to reduce the weight while maintaining the
  • the carcass 22 is composed of a plurality of carcass plies 24.
  • the ends of the turn-up portions 24B of the respective carcass plies 24 are generally displaced in the tire radial direction. In this way, the falling direction of the tire side portion 14 can be controlled by changing the number of overlaps of the folded portions 24B for each portion in the radial direction of the tire side portion 14 .
  • the carcass 22 is composed of one carcass ply 24 as in the present embodiment, it becomes impossible to control the falling direction of the tire side portion 14 as described above.
  • the pneumatic tire 10 of the present embodiment by using one carcass ply 24, it is possible to reduce the weight compared to the case of using two or more carcass plies 24, while maintaining the structure of the present embodiment.
  • the bead core 20 and the bead filler 30 By combining with the bead core 20 and the bead filler 30, it is possible to control the rigidity of the tire side portion 14 in the falling direction even if the carcass ply 24 is one piece. Since the weight of the bead core 20 can be reduced, the number of carcass plies 24 may be two or more, as in (14) above, as long as the weight can be reduced.
  • the maximum width dimension 20Wmax of the bead core 20 is set larger than the thickness dimension 14G of the tire side portion 14 measured in the direction perpendicular to the main body portion 24A of the carcass 22. Compared to the case where the maximum width dimension 20Wmax of the bead core 20 is not set larger than the thickness dimension 14G of the tire side portion 14, the rigidity of the bead core 20 in the falling direction can be ensured.
  • the bead core 20 has a metal cord 18 wound thereon to form steps and rows from the radially inner side to the outer side in the same manner as conventional general bead cores. , and is isolated compared to the circumferentially continuous metal cords 18 of other parts, and the ability to contribute to the bending rigidity of the bead core 20 is low.
  • (16) above by forming the first innermost stage of the bead core 20 in the tire radial direction by making one round of the metal cord 18, the remaining stages and rows are effectively used for the bead core 20. It becomes possible to demonstrate the rigidity in the direction of falling.
  • the carcass ply 24 extends outward in the tire radial direction.
  • the body portion 24A and the folded portion 24B can be smoothly approached with a minimum step. As a result, air is less likely to be caught between the members when the raw tire of the pneumatic tire 10 is manufactured, and the occurrence of manufacturing defects can be suppressed.
  • the number of rows of the metal cords 18 is gradually decreased from the maximum width portion of the bead core 20 toward the outside in the tire radial direction. can be gradually approached toward the outside in the tire radial direction.
  • a large step is not formed on the outer surface of the bead core 20, and when manufacturing the green tire of the pneumatic tire 10, it becomes difficult to entrain air between members (such as between the bead core 20 and the carcass ply 24). It becomes possible to suppress the occurrence of defects.
  • the structure of the bead core 20 shown in FIG. 2 is an example of the present disclosure.
  • the bead core 20 for example, the structures shown in FIGS. can be adopted.
  • the structure of the bead core 20 can be changed as appropriate according to the application, type, required performance, etc. of the pneumatic tire 10 without departing from the gist of the present disclosure.
  • the pneumatic tire 10 of the above embodiment is for passenger cars
  • the present disclosure is not limited to passenger cars, and is applicable to pneumatic tires other than passenger cars, such as buses, trucks, light trucks, and motorcycles. is also applicable.
  • the present disclosure is applicable not only to ordinary pneumatic tires but also to run-flat tires.
  • the thickness of the metal cords 18 in the bead core 20 of the above embodiment is the thickness of the pneumatic tire 10 for passenger cars, and the thickness of the metal cords 18 is appropriately changed for pneumatic tires for other uses.

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Abstract

ビードコアは、金属コードが複数列、及び複数列に積み重ねられて形成され、かつ段方向長さが列方向長さより大きく形成され、タイヤ径方向外側端からタイヤ径方向内側へ数えて金属コードの3段目以降、かつタイヤ径方向最内端以外は、金属コードが2列以上に設定されており、ビードコアの長さ寸法が、ビードコアの最大幅寸法の2倍以上に設定され、ビードコアの図心が、ビードコアの長手方向中央部よりもビードコアのタイヤ径方向内側端側に位置し、ビードコアの最大幅部が、ビードコアのタイヤ径方向内側端からタイヤ径方向外側へ数えて金属コードの2段目以降に位置し、ビードコアの最大幅部が、ビードコアのタイヤ径方向外側端からタイヤ径方向内側へ数えて金属コードの2段目以降に位置している。

Description

空気入りタイヤ
 本開示は、空気入りタイヤに関する。
 空気入りタイヤのビード部には、金属コードを巻回して形成されたビードコアが埋設されている(例えば、特開2009-274477号公報参照)。
 空気入りタイヤのビードコアとしては、ビード部の倒れ込み方向の剛性を確保することが重要である。
 本開示は、軽量化を図りつつ、ビード部の倒れ込み方向の剛性を確保可能な空気入りタイヤの提供を目的とする。
 第1の態様に係る空気入りタイヤは、ビード部に埋設され、金属コードがタイヤ周方向に巻回されて形成された一対のビードコアと、前記一対のビード部に跨り、前記ビードコア間に位置する本体部と前記ビードコアに巻き返された折返し部とを有するカーカスプライと、前記カーカスプライのタイヤ幅方向外側に配置され、タイヤサイド部を形成するサイドゴムと、を備え、前記ビードコアは、前記金属コードが、前記本体部と前記折返し部との間の中心線と直交する幅方向に複数列、及び前記中心線に沿って複数段に積み重ねられて形成され、かつ段方向長さが列方向長さより大きく形成されており、さらに、前記ビードコアは、タイヤ径方向外側端からタイヤ径方向内側へ数えて前記金属コードの3段目以降、かつタイヤ径方向最内端以外は、前記金属コードが2列以上に設定されており、前記本体部と前記折返し部との間の中心線に沿って計測する前記ビードコアの最大長さ寸法が、前記ビードコアの長手方向に対して直角方向に計測する前記ビードコアの最大幅寸法の2倍以上に設定され、前記ビードコアの軸線に直角な断面で見たときの前記ビードコアの図心が、前記ビードコアの長手方向中央部よりも前記ビードコアのタイヤ径方向内側端側に位置し、前記ビードコアの最大幅部が、前記ビードコアのタイヤ径方向内側端からタイヤ径方向外側へ数えて前記金属コードの2段目以降に位置し、前記ビードコアの最大幅部が、前記ビードコアのタイヤ径方向外側端からタイヤ径方向内側へ数えて前記金属コードの2段目以降に位置している。
 第1の態様に係る空気入りタイヤは、ビード部に埋設される金属コードからなるビードコアが、以下の構成を有している。
(1)金属コードが、カーカスの本体部と折返し部との間の中心線と直交する幅方向に複数列、及び中心線に沿って複数列に積み重ねられて形成され、かつ段方向長さが列方向長さより大きく形成されている。
(2)ビードコアは、タイヤ径方向外側端からタイヤ径方向内側へ数えて金属コードの3段目以降、かつタイヤ径方向最内端以外は、金属コードが2列以上に設定されている     
(3) カーカスの本体部と折返し部との間の中心線に沿って計測するビードコアの長さ寸法が、ビードコアの長手方向に対して直角方向に計測するビードコアの最大幅寸法の2倍以上に設定されている。
(4) ビードコアの軸線に直角な断面で見たときのビードコアの図心が、ビードコアの長手方向中央部よりもビードコアのタイヤ径方向内側端側に位置している。
(5) ビードコアの最大幅部が、ビードコアのタイヤ径方向内側端からタイヤ径方向外側へ数えて金属コードの2段目以降に位置している。
(6) ビードコアの最大幅部が、ビードコアのタイヤ径方向外側端からタイヤ径方向内側へ数えて金属コードの2段目以降に位置している。
 これら(1)~(6)の構成を全て備えたビードコアが埋設されたビード部は、倒れ込み剛性を確保しつつ、軽量化を図ることができる。
 第2の態様に係る空気入りタイヤは、第1の態様に係る空気入りタイヤにおいて、前記ビードコアの最大幅部における前記金属コードの配列本数が、2本以上5本以下に設定されている。
 第2の態様に係る空気入りタイヤは、ビードコアの最大幅部における金属コードの配列本数が、2本以上5本以下に設定されているため、ビードコアの曲げ剛性を確保しつつ、軽量化を実現することが可能となる。
 第3の態様に係る空気入りタイヤは、第1の態様または第2に態様に係る空気入りタイヤにおいて、前記ビードコアの図心は、前記ビードコアの幅方向中心線上に位置している。
 第3の態様に係る空気入りタイヤでは、ビードコアの図心を、ビードコアの幅方向中心線上に位置させるとで、ビードコアのタイヤ幅方向に配置されるカーカスプライの本体部と折返し部に対して、張力を均等に負担させることができる。
 なお、ビードコアの幅方向中心線とは、ビードコアが線対称形状の場合、対称軸に言い換えることができる。
 第4の態様に係る空気入りタイヤは、第1の態様~第3の態様の何れか一つに記載の空気入りタイヤにおいて、前記ビードコアのタイヤ径方向最外端は、装着するリムのリムフランジの径方向外側端よりもタイヤ径方向内側に位置する。
 第4の態様に係る空気入りタイヤでは、曲げ剛性の高いビードコアがリムフランジの径方向最外端よりもリム径方向内側に配置されるので、ビードコアよりもタイヤ径方向外側のビード部をリムフランジの曲面に沿って変形させ易くなり、例えば、空気入りタイヤに大きな横力が作用した際などに、リムフランジの広い面で空気入りタイヤからの荷重を分散して支持することができる。
 以上説明したように本開示の空気入りタイヤによれば、軽量化を図りつつ、ビード部の倒れ込み方向の剛性を確保することができる、という優れた効果を有する。
本開示の一実施形態に係る空気入りタイヤを示すタイヤ回転軸に沿った断面図である。 図1に示す空気入りタイヤのビード部を示す拡大断面図である。 ビード部の変形例を示す断面図である。 ビード部の他の変形例を示す断面図である。 ビード部の更に他の変形例を示す断面図である。 ビード部の更に他の変形例を示す断面図である。 ビードコアの変形例を示す断面図である。 ビードコアの変形例を示す断面図である。 ビードコアの変形例を示す断面図である。 ビードコアの変形例を示す断面図である。 ビードコアの変形例を示す断面図である。 ビードコアの変形例を示す断面図である。
 図1~図6を用いて、本開示の一実施形態に係る空気入りタイヤ10について説明する。図1には、一例として、リム38に装着された乗用車用の空気入りタイヤ10が回転軸に沿った断面で示されている。
 図1、及び図2に示すように、空気入りタイヤ10は、一対のビード部12と、一対のビード部12からタイヤ径方向外側へそれぞれ延びる一対のタイヤサイド部14と、一方のタイヤサイド部14から他方のタイヤサイド部14へ延びるトレッド部16と、を有している。
 一対のビード部12には、金属コード18を巻回して構成されるビードコア20がそれぞれ埋設されている。なお、本実施形態の金属コード18は、一般の空気入りタイヤのビードコアに用いられているスチールコードであり、金属コード18の外周はゴムコーティング(図示せず)されている。
 一対のビードコア20には、カーカス22が係留されている。本実施形態のカーカス22は、1枚のカーカスプライ24の端部側がビードコア20周りにタイヤ内側から外側へ折り返されて係止されており、折返し部24Bの端部が本体部24Aに接している。なお、カーカス22は、カーカスプライ24を2枚以上有していてもよい。
 カーカス22のタイヤ幅方向外側には、タイヤサイド部14を形成するサイドゴム層14Aが配置されている。
 本体部24Aのタイヤ径方向外側には、1または複数枚のベルトプライ26からなるベルト28が配設されている。ベルト28のタイヤ径方向外側には、トレッド部16を形成するトレッドゴム層16Aが配置されている。
 本体部24Aと折返し部24Bとの間には、ビードフィラー30がビードコア20からタイヤ径方向外側へ延びている。
 ビードフィラー30は、ビードコア20のタイヤ径方向外側端からタイヤ径方向外側に向けて厚み30Tが減少している。ビードフィラー30の最大厚さ寸法30Tmaxは、後述するビードコア20の最大幅寸法20Wmaxよりも小さく設定されており、ビードコア20のタイヤ径方向最外側の幅、言い換えれば、タイヤ径方向最外側の段の幅、またはタイヤ径方向最外側からタイヤ径方向内側へ2段目の幅、場合によっては、タイヤ径方向最外側からタイヤ径方向内側へ3段目の幅に形成することができる。ビードフィラー30の最大厚さ寸法30Tmaxは、空気入りタイヤ10の要求性能などに応じて、適宜変更される。
 ビードフィラー30は、従来一般の空気入りタイヤと同様に、サイドゴム層14Aよりも硬いゴムで形成されている。なお、ビードフィラー30は必要に応じて配置されればよく、図3に示すように、本体部24Aと折返し部24Bとの間にビードフィラー30が配置されていなくてもよい。
 本実施形態のビード部12には、折返し部24Bのタイヤ幅方向外側に、ゴムチェーファー32が配置されているが、ゴムチェーファー32は必要に応じて配置されればよく、図4に示すように、ビード部12にゴムチェーファー32が配置されていなくてもよい。また、ビード部12には、図5に示すように、更に別のゴムチェーファー34が配置されていてもよく、図6に示すように、ゴムチェーファー32とゴムチェーファー34とを一体化したような大きなゴムチェーファー36が配置されていてもよい。
 本実施形態の空気入りタイヤ10は、ビード部12の構造、特にはビードコア20の構造が、以下に説明するように従来のビード部と異なっている。
(ビードコアの構造)
 図2に示すように、本実施形態のビードコア20は、金属コード18、一例としてスチールコードを巻回して形成されている。本実施形態の空気入りタイヤ10は乗用車用であるため、スチールコードとしては、例えば、太さが0.8~1.6mmのものが用いられている。
 ビードコア20は、以下のように構成されることが好ましい。
(1) 金属コード18を、カーカスプライ24の本体部24Aの長手方向と直交する幅方向に複数列、及び本体部24Aの長手方向に沿って複数段に積み重ね、かつ段方向長さを列方向長さより大きくする。図2には、一例として段数が6段で、列数が1~3列のビードコア20が示されている。
 なお、ビードコア20の段方向長さとは、カーカスプライ24の本体部24Aと折返し部24Bとの間の中心線22CLに沿って計測するビードコア20の長さLのことである。また、ビードコア20の列方向長さとは、中心線22CLと直角方向に計測するビードコア20の幅寸法のことである。
(2) ビードコア20の長さLを、ビードコア20の最大幅寸法20Wmaxの2倍以上に設定する。言い換えると、金属コード18の段数を、金属コード18の列数の2倍以上に設定する。なお、図2に示すビードコア20は、長さLが最大幅寸法20Wmaxの2倍となっている。
(3) ビードコア20の軸線に直角な断面(言い換えれば、空気入りタイヤ10の回転軸に沿った断面)で見たときのビードコア20の図心Gを、ビードコア20の長手方向中央部よりもビードコア20のタイヤ径方向内側端側とする(図2参照)。
(4) ビードコア20の最大幅部(最大幅寸法20Wmaxとなる部位)を、ビードコア20のタイヤ径方向内側端に配置される金属コード18からタイヤ径方向外側へ数えて金属コード18の2段目以降とする。
(5) ビードコア20の最大幅部が、ビードコア20のタイヤ径方向外側端に配置される金属コード18からタイヤ径方向内側へ数えて金属コード18の2段目以降とする。
(6) ビードコア20において、タイヤ径方向外側端からタイヤ径方向内側へ数えて金属コード18の3段目以降、かつタイヤ径方向最内端以外の金属コード18を2列以上に設定する。
 なお、ビード部12の倒れ込み方向の剛性は、主としてビードコア20による寄与が大きく、タイヤサイド部14の倒れ込み方向の剛性は、主としてビードフィラー30による寄与が大きい。また、ゴムチェーファー32、ゴムチェーファー34、ゴムチェーファー36が設けられている場合、これらは補助的に倒れ込み方向の剛性を補強している。したがって、ゴムチェーファー32、ゴムチェーファー34、ゴムチェーファー36は、必要に応じて設ければよい。
 さらに、空気入りタイヤ10は、ビードコア20、及びその他を、以下のように構成することができる。
(7) ビードコア20の最大幅部における金属コード18の配列本数を、2本以上5本以下に設定する。
(8) ビードコア20の図心Gを、ビードコア20の中心線20CL上に配置する。
(9) ビードコア20のタイヤ径方向最外端を、装着するリム38のリムフランジ38Aの径方向外側端38Pよりもタイヤ径方向内側に位置させる。
(10) ビードコア20の最大幅部における金属コード18の配列本数を、2本または3本に設定する。
(11) ビードフィラー30の長さL30を、ビードコア20の長さ寸法L20よりも短く設定する。
(12) ビードフィラー30の長さL30を、ビードコア20の長さ寸法L20よりも長く設定する。
(13) カーカス22の本体部24Aに直交する方向に計測するビードフィラー30の最大厚さ寸法30Tmaxを、ビードコア20の最大幅寸法20Wmaxの1/2以下に設定する。
(14) カーカスプライを2枚以上とする。
(15) タイヤ最大幅部におけるカーカス22の本体部24Aに対して直角な方向に計測するタイヤサイド部14の厚さ寸法14Gよりも、ビードコア20の最大幅寸法20Wmaxを大きく設定する。
(16) ビードコア20のタイヤ径方向最内側の1段目を、1本の金属コード18で形成する。
(17) ビードコア20のタイヤ径方向最外端の最外段を、1本の金属コード18で形成する。
(18) ビードコア20は、ビードコア20の最大幅部からタイヤ径方向内側に向けて金属コード18の列数を漸減する。
(19) ビードコア20は、ビードコア20の最大幅部からタイヤ径方向外側に向けて金属コード18の列数を漸減する。
(作用、効果)
 本実施形態の空気入りタイヤ10のビードコア20は、上記(1)~(6)の全ての要件を満たしているので、上記(1)~(6)の全ての要件を満たしていない従来の空気入りタイヤに比較して、軽量化を図りつつ、ビード部12の倒れ込み剛性を確保することができる。
 上記(6)のように、ビードコア20において、タイヤ径方向外側端からタイヤ径方向内側へ数えて3段目以降、かつタイヤ径方向最内端以外の金属コード18を2列以上に設定することで、ビードコア20の倒れ込み方向の剛性を確保しつつ軽量化を実現することが可能となる。
 例えば、タイヤ径方向外側端からタイヤ径方向内側へ数えて3段目や、3段目及び4段目の金属コード18を1列とし、タイヤ径方向内側端からタイヤ径方向外側へ数えて2段目を1列にすると、ビード部12の倒れ込み剛性が不足する。したがって、ビード部12の倒れ込み剛性を確保するために、タイヤ径方向外側端からタイヤ径方向内側へ数えて3段目以降、かつタイヤ径方向最内端以外の金属コード18を2列以上に設定している。
 なお、上記(7)のように、ビードコア20の最大幅部における金属コード18の配列本数を、2本以上5本以下に設定することで、ビードコア20の曲げ剛性を確保しつつ、6本以上の場合に比較して軽量化となる。
 上記(8)のように、ビードコア20の図心Gを、ビードコア20の中心線20CL上に配置することで、ビードコア20のタイヤ幅方向側に配置されるカーカスプライ24の本体部24Aと折返し部24Bに対して、張力を均等に負担させることができる。
 上記(9)のように、ビードコア20のタイヤ径方向最外端を、装着するリム38のリムフランジ38Aの径方向外側端38Pよりもタイヤ径方向内側に位置させることで、ビードコア20よりもタイヤ径方向外側の部分をリムフランジ38Aの曲面に沿って変形させ易くなり、例えば、空気入りタイヤ10に大きな横力が作用した際などに、リムフランジ38Aの広い面で空気入りタイヤ10からの荷重を分散して支持することができる。また、リムフランジ38Aの径方向外側端38Pよりもタイヤ径方向外側にビードコア20のタイヤ径方向最外端を位置させた場合に比較して、ビードコア20の長さLが短くなって軽量化になる。
 上記(10)のように、ビードコア20の最大幅部における金属コード18の配列本を、2本または3本に設定することで、ビードコア20の倒れ込み剛性の確保と、軽量化とのバランスを上手くとることができる。
 本体部24Aと折返し部24Bとの間にビードフィラー30を設けた上で、上記(11)のように、ビードフィラー30の長さL30を、ビードコア20の長さ寸法L20よりも短く設定することで、ビードコア20の構成によって得られるビード部12の倒れ込み方向の剛性を確保しつつ、タイヤサイド部14の倒れ込み方向の剛性を低くすることができる。タイヤサイド部14の倒れ込み方向の剛性を低くすることで、ビード部12の剛性を確保した上で空気入りタイヤ10の縦ばね定数を低くすることができ、振動性(乗り心地)を向上することが可能となる。
 本体部24Aと折返し部24Bとの間にビードフィラー30を設けた上で、上記(11)のように、ビードフィラー30の長さL30を、ビードコア20の長さ寸法L20よりも長く設定することで、ビードコア20の構成によって得られるビード部12の倒れ込み方向の剛性を確保しつつ、ビードフィラー30が設けられていない場合に比較して、タイヤサイド部14の倒れ込み方向の剛性も高くなり、車両の操縦安定性を向上させることが可能となる。
 上記(13)のように、カーカス22の本体部24Aに直交する方向に計測するビードフィラー30の最大厚さ寸法30Tmaxを、ビードコア20の最大幅寸法20Wmaxの1/2以下に設定することで、ビードフィラー30の最大厚さ寸法30Tmaxを、ビードコア20の最大幅寸法20Wmaxの1/2以下に設定しない場合に比較して、ビードフィラー30の体積を低減することができ、ビードフィラー30の効果を得つつ軽量化を図ることが可能となる。
 なお、カーカス22を、複数枚のカーカスプライ24で構成することが考えられる。複数枚のカーカスプライ24でカーカス22を構成する場合、各々のカーカスプライ24の折返し部24Bの端部は、タイヤ径方向にずらして配置することが一般的である。このようにすると、タイヤサイド部14において、折返し部24Bの重なり数を径方向の部位毎に変えて、タイヤサイド部14の倒れ込み方向のコントロールが可能となる。
 しかし、本実施形態のように、カーカス22を1枚のカーカスプライ24で構成した場合には、上記のようにしてタイヤサイド部14の倒れ込み方向のコントロールができなくなる。
 本実施形態の空気入りタイヤ10では、カーカスプライ24を1枚とすることでカーカスプライ24を2枚以とする場合に比較して軽量化を図ることを可能としつつ、本実施形態の構造としたビードコア20、さらにはビードフィラー30と組み合わせることにより、カーカスプライ24が1枚であってもタイヤサイド部14の倒れ込み方向の剛性等をコントロールすることが可能となる。なお、ビードコア20の軽量化を図ることができるので、軽量化が図れる範囲内であれば、上記(14)のように、カーカスプライ24を2枚以上としてもよい。
 上記(15)のように、カーカス22の本体部24Aに対して直角な方向に計測するタイヤサイド部14の厚さ寸法14Gよりも、ビードコア20の最大幅寸法20Wmaxを大きく設定することで、ビードコア20の最大幅寸法20Wmaxをタイヤサイド部14の厚さ寸法14Gよりも大きく設定しない場合に比較してビードコア20の倒れ込み方向の剛性を確保できる。
 ビードコア20は、従来一般のビードコアと同様に、金属コード18を巻回して径方向内側から外側へ向けて段、及び列を形成するが、最初の1周目は、金属コード18の終端を有しており、他の部位の周方向に連続した金属コード18に比較して孤立しており、ビードコア20の曲げ剛性に寄与する能力は低い。
 上記(16)のように、ビードコア20のタイヤ径方向最内側の1段目を、1本の金属コード18を1周させて形成することで、残りの段、及び列でもって有効にビードコア20の倒れ込み方向の剛性を発揮できるようになる。
 上記(17)のように、ビードコア20のタイヤ径方向最外端の最外段を、1本の金属コード18を1周させて形成することで、タイヤ径方向外側に向けてカーカスプライ24の本体部24Aと折返し部24Bとを最小限の段差でもって滑らかに接近させることができる。これにより、空気入りタイヤ10の生タイヤを製造する際に、部材間に空気を巻き込み難くなり、製造不良の発生を抑制可能となる。
 上記(18)のように、ビードコア20において、ビードコア20の最大幅部からタイヤ径方向内側に向けて金属コード18の列数を漸減することで、ビードコア20の外面に大きな段差が形成されなくなる。これにより、空気入りタイヤ10の生タイヤを製造する際に、部材間(ビードコア20とカーカスプライ24との間など)に空気を巻き込み難くなり、製造不良の発生を抑制可能となる。
 上記(19)のように、ビードコア20において、ビードコア20の最大幅部からタイヤ径方向外側に向けて金属コード18の列数を漸減することで、カーカスプライ24の本体部24Aと折返し部24Bとをタイヤ径方向外側へ向けて徐々に接近させることができる。これにより、ビードコア20の外面に大きな段差が形成されなくなり、空気入りタイヤ10の生タイヤを製造する際に、部材間(ビードコア20とカーカスプライ24との間など)に空気を巻き込み難くなり、製造不良の発生を抑制可能となる。
[その他の実施形態]
 以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されるものでなく、上記以外にも、本開示の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能である。
 図2に示すビードコア20の構造は、本開示の一例であり、ビードコア20としては、例えば、図7(A)~図7(C)乃至図12(A)~図12(C)に示す構造を採用することができる。空気入りタイヤ10の用途、種類、要求性能などに応じて、ビードコア20の構造は本開示の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
 上記実施形態の空気入りタイヤ10は乗用車用であったが、本開示は、乗用車用に限らず、乗用車用以外の空気入りタイヤ、例えば、バス、トラック、軽トラック、二輪車の空気入りタイヤなどにも適用可能である。また、本開示は、通常の空気入りタイヤに限らず、ランフラットタイヤにも適用可能である。
 上記実施形態のビードコア20における金属コード18の太さは、空気入りタイヤ10が乗用車用の場合の太さであり、金属コード18の太さは、他用途の空気入りタイヤでは適宜変更される。
 2021年2月17日に出願された日本国特許出願2021-023670号開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
 本明細書に記載されたすべての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記載された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。 

Claims (4)

  1.  ビード部に埋設され、金属コードがタイヤ周方向に巻回されて形成された一対のビードコアと、
     前記一対のビード部に跨り、前記ビードコア間に位置する本体部と前記ビードコアに巻き返された折返し部とを有するカーカスプライと、
     前記カーカスプライのタイヤ幅方向外側に配置され、タイヤサイド部を形成するサイドゴムと、
     を備え、
     前記ビードコアは、前記金属コードが、前記本体部と前記折返し部との間の中心線と直交する幅方向に複数列、及び前記中心線に沿って複数段に積み重ねられて形成され、かつ段方向長さが列方向長さより大きく形成されており、
     さらに、前記ビードコアは、タイヤ径方向外側端からタイヤ径方向内側へ数えて前記金属コードの3段目以降、かつタイヤ径方向最内端以外は、前記金属コードが2列以上に設定されており、
     前記本体部と前記折返し部との間の中心線に沿って計測する前記ビードコアの最大長さ寸法が、前記ビードコアの長手方向に対して直角方向に計測する前記ビードコアの最大幅寸法の2倍以上に設定され、
     前記ビードコアの軸線に直角な断面で見たときの前記ビードコアの図心が、前記ビードコアの長手方向中央部よりも前記ビードコアのタイヤ径方向内側端側に位置し、
     前記ビードコアの最大幅部が、前記ビードコアのタイヤ径方向内側端からタイヤ径方向外側へ数えて前記金属コードの2段目以降に位置し、
     前記ビードコアの最大幅部が、前記ビードコアのタイヤ径方向外側端からタイヤ径方向内側へ数えて前記金属コードの2段目以降に位置している、
     空気入りタイヤ。
  2.  前記ビードコアの最大幅部における前記金属コードの配列本数が、2本以上5本以下に設定されている、
     請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3.  前記ビードコアの図心は、前記ビードコアの幅方向中心線上に位置している、
     請求項1または請求項2に記載の空気入りタイヤ。
  4.  前記ビードコアのタイヤ径方向最外端は、装着するリムのリムフランジの径方向外側端よりもタイヤ径方向内側に位置する、
     請求項1~請求項3の何れか1項に記載の空気入りタイヤ。
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