JP4367914B2

JP4367914B2 - タイヤ用ビードコア及び空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4367914B2
Application number: JP2003380658A
Authority: JP
Inventors: 森　　伸一
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2003-11-11
Filing date: 2003-11-11
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2023-11-11
Also published as: JP2005145082A

Description

本発明は、空気入りタイヤに使用するタイヤ用ビードコア及びそれを使用した空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、捩れ及び形崩れを抑制し、操縦安定性を向上するようにしたタイヤ用ビードコア及び空気入りタイヤに関する。

リムに対する嵌合性を確保するため、空気入りタイヤのビード部にはビードコアが埋設されている。このようなビードコアは、通常、ゴム被覆した断面円形あるいは楕円形のビードワイヤを断面円形状や六角形状に巻き重ねたり、あるいは断面四角形状に撚り合わせた構造になっている。

上記断面円形状のビードワイヤを使用したビードコアは、断面形状において隣接するビードワイヤ同士が被覆ゴムを介して点接触になるため、高速走行中のコーナリング時に大きな横力が加わり、タイヤに大きな捩れ力が作用すると、ビードコアに捩れが発生し、その結果、リムに装着したビード部が捩れるため、操縦安定性が低下する。

そこで、従来、断面長方形などの方形状のビードワイヤを使用することが提案されている（例えば、特許文献１，２，３参照）。このような断面方形状のビードワイヤを幅方向に並列に巻回した環状の並列体を径方向に複数層積層した積層体からビードコアを構成することにより、ビードワイヤ同士の接触面積を増加させ、それによりビードコアの捩れを抑制し、操縦安定性を高めることができる。

しかしながら、上述したビードコアは、いずれも加硫後のタイヤにおいて形状に崩れが発生しており、その結果、設計時に意図したビードコアとしての締め付け機能を効果的に発揮しておらず、形崩れが操縦安定性を阻害する原因の一因になっていた。
特開平９−６６７１２号公報特開平１０−９５２１０号公報特開昭４９−１１９３０１号公報

本発明の目的は、捩れ及び形崩れを抑制し、操縦安定性を向上することが可能なタイヤ用ビードコア及びそれを使用した空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成する本発明のタイヤ用ビードコアは、断面方形状のビードワイヤを幅方向に並列に巻回した環状の並列体を径方向に複数層積層した積層体からなるタイヤ用ビードコアにおいて、径方向外側に位置する並列体を径方向内側に位置する並列体より、タイヤ取付時にタイヤ外側となる幅方向一方側にずらして配置すると共に、前記積層体をゴム層で被覆し、該ゴム層のＪＩＳ−Ａ硬度を７１〜７５とし、１００℃における１００％モジュラスを３．５〜４．１ＭＰａとし、１００℃における破断強度を６．９〜７．８ＭＰａとし、１００℃における破断伸びを１７０〜２１０％としたことを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤは、上記タイヤ用ビードコアをビード部に埋設したことを特徴とする。

上述した本発明によれば、径方向外側に位置する並列体を幅方向一方側にずらして配置し、加硫時に変形を受け難い安定した断面形状に近づけるようにしたので、意図したビードコアの締め付け力を大きく低下させるような、加硫中のタイヤ用ビードコアの形崩れを抑制することができる。

また、断面方形状のビードワイヤをタイヤ用ビードコアに使用することで、並列積層したビードワイヤ同士の接触面積を増加させることができるので、コーナリング時に作用する大きな横力に対するタイヤ用ビードコアの捩れを抑制することができる。従って、ビードコアの捩れ及び形崩れを抑制し、操縦安定性を向上することができる。

しかも、ビードコアとしての締め付け機能を効果的に発揮することができるので、走行中における耐リム外れ性を改善することも可能になる。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明のタイヤ用ビードコアの一実施形態を空気入りタイヤのビード部に埋設した状態で示し、１はタイヤ用ビードコア、２は要部を示す空気入りタイヤ、２Ａはビード部である。なお、図示せぬが、空気入りタイヤ２は、タイヤ内側に配設されたカーカス層の端部がビードコア１の周りにタイヤ内側から外側に折り返され、トレッド部のカーカス層外周側には、複数のベルト層が設けられている。

タイヤ用ビードコア１は、断面長方形状の硬鋼線からなるビードワイヤ３を幅方向に隣接して並列に巻回した環状の並列体４を径方向に複数層積層した積層体５と、積層体５を被覆するゴム層６を備えている。

積層体５は、断面長方形状の１本のビードワイヤ３を巻き重ねて構成され、各並列体４は、径方向外側に位置する並列体４程、ビード部２Ａに取り付けた時にタイヤ外側となる幅方向一方側（図の右側）にずらして配置され、概ね平行四辺形状になっている。

ゴム層６は、成形・加硫時の形状保持、及びビード部２Ａにおいて周囲のゴムとの接着性を確保するためのものであり、従来、公知のゴムから構成されている。例えば、ＪＩＳＡ硬度が７１〜７５、１００℃における１００％モジュラスが３．５〜４．１ＭＰａ、１００℃での破断強度が６．９〜７．８ＭＰａ、１００℃における破断伸びが１７０〜２１０％のゴムを好ましく使用することができる。

本発明者は、加硫後のビードコアの形崩れについて多数のタイヤを分解してその状況を調べ、鋭意検討した結果、以下のことを知見した。即ち、空気入りタイヤは、通常、金型にセットされた後、内圧を付与しながら加硫される。その際の内圧の力を受けて、巻き重ねたビードワイヤにずれが発生し、形崩れを起こすのである。

そこで、加硫後のタイヤにおいて型崩れしたビードコアの断面形状に着目した。形崩れしたビードコアは、タイヤ径方向にずれを伴う場合もあるが、いずれも径方向外側に巻き重ねたビードワイヤの列ほどタイヤ外側にずれた概ね平行四辺形状に形崩れしていた。これは加硫中にビードコアが安定した状態になろうとする結果であり、初めからこの安定した断面形状にしておけば、加硫中における形崩れを抑制することができるのである。

このような知見に基づいて、本発明では、上記のように径方向外側に位置する並列体４程幅方向一方側にずらして配置し、初めから安定した断面形状にしたのである。そのため、加硫中にタイヤ用ビードコア１が形崩れするを抑制することができ、その結果、意図したビードコアとしての締め付け機能を効果的に発揮することができる。

また、断面長方形状のビードワイヤ３をタイヤ用ビードコア１に使用することにより、並列積層したビードワイヤ３同士の接触面積を増加させることができるので、コーナリング時に大きな横力が加わった際のタイヤ用ビードコア１の捩れを抑制することができる。従って、タイヤ用ビードコア１の捩れ及び形崩れを抑制し、操縦安定性の改善が可能になる。

更に、ビードコアとしての締め付け機能を効果的に発揮することができるので、走行中における耐リム外れ性を高めることもできる。

本発明において、ずれ量Ｄとしては、隣接する各並列体４において、径方向外側の並列体４を内側の並列体４に対して、ビードワイヤ幅Ｗの１０％〜５０％ずらすのが好ましい。即ち、径方向外側の並列体４の各ビードワイヤ３を内側の並列体４の対応する（同じ位置にある）各ビードワイヤ３に対し、ビードワイヤ幅Ｗの１０％〜５０％ずらすのである。

ずれ量Ｄがビードワイヤ幅Ｗの１０％未満であると、加硫中のタイヤ用ビードコア１の形崩れを効果的に抑制することが難しくなる。逆に５０％を超えると、ずれが大きくなりすぎて、ビードコアとしての機能を効果的に発揮することが難しくなる。より好ましくは、ビードワイヤ幅Ｗの２０％〜４０％ずらすのがよい。ビードワイヤ幅Ｗの２０％以上ずらすことにより、加硫時にタイヤ径方向の力が作用した際にタイヤ径方向にずれを招き難くすることもできる。

ビードワイヤ３は、上記実施形態では断面長方形状にしたが、それに代えて、正方形状や平行四辺形状、あるいは菱形状であってもよく、対向する２辺が平行な４角形であればよい。これらを総称して、本発明では方形状と定義する。また、４辺が曲率半径の大きな円弧からなる辺で構成され、実質的に対向する２辺が平行と言えるものも本発明の方形状に含まれるものとする。

タイヤ用ビードコア１は、積層体５全体をゴム層６で被覆する構成に代えて、図２に示すようにビードワイヤ３をゴム層６で被覆し、そのゴム被覆したビードワイヤ３を用いて構成するようにしてもよい。

また、タイヤ用ビードコア１は、上述したように径方向外側に位置する並列体４程、幅方向一方側にずらして配置するのが好ましいが、図３に一例を示すように、最も径方向内側に位置する並列体４Ａに対して、その外周側の２列の並列体４Ｂ，４Ｃを幅方向一方側にずらし、更にその外周側の最も径方向外側に位置する並列体４Ｄを並列体４Ｂ，４Ｃに対してずらすなど、径方向外側に位置する並列体４を径方向内側に位置する並列体４より幅方向一方側にずらして配置し、加硫時に変形を受け難い安定した断面形状に近づけるようにしたものであってもよい。

本発明のタイヤ用ビードコア１は、いずれの空気入りタイヤにも好適に使用することができる。

タイヤサイズを１９５／６５Ｒ１５とし、図１に示すタイヤ用ビードコアを用いて製造した本発明タイヤと、本発明タイヤにおいてタイヤ用ビードコアを断面楕円形状のビードワイヤを用いた比較タイヤ１、比較タイヤ１においてずれ量Ｄを０にした比較タイヤ２、及び本発明においてずれ量Ｄを０にした従来タイヤをそれぞれ作製した。本発明タイヤ及び比較タイヤ１におけるずれ量Ｄは、ビードワイヤ幅Ｗの２０％である。

各試験タイヤは、１層のカーカス層の両端部がビードコアの周りにタイヤ内側から外側に折り返され、トレッド部のカーカス層外周側には２層のベルト層を配置した構成である。

これら各試験タイヤを以下に示す測定方法により、操縦安定性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。
操縦安定性
各試験タイヤをリムサイズ１５×６ＪＪのリムに装着し、空気圧を２００kPa にして排気量２０００ccの車両に取り付け、乾燥路テストコースにおいて、テストドライバーによるフィーリング試験を実施し、その結果を従来タイヤを１００とする指数値で示した。この値が大きい程、操縦安定性が優れている。

表１から、本発明タイヤは、操縦安定性を改善できることがわかる。

本発明のタイヤ用ビードコアの一実施形態を空気入りタイヤのビード部に埋設して取り付けた状態で示す断面図である。本発明のタイヤ用ビードコアの他の実施形態を空気入りタイヤのビード部に埋設して取り付けた状態で示す断面図である。本発明のタイヤ用ビードコアの更に他の実施形態を空気入りタイヤのビード部に埋設して取り付けた状態で示す断面図である。

符号の説明

１タイヤ用ビードコア２空気入りタイヤ
２Ａビード部３ビードワイヤ
４並列体５積層体
６ゴム層

Claims

断面方形状のビードワイヤを幅方向に並列に巻回した環状の並列体を径方向に複数層積層した積層体からなるタイヤ用ビードコアにおいて、径方向外側に位置する並列体を径方向内側に位置する並列体より、タイヤ取付時にタイヤ外側となる幅方向一方側にずらして配置すると共に、前記積層体をゴム層で被覆し、該ゴム層のＪＩＳ−Ａ硬度を７１〜７５とし、１００℃における１００％モジュラスを３．５〜４．１ＭＰａとし、１００℃における破断強度を６．９〜７．８ＭＰａとし、１００℃における破断伸びを１７０〜２１０％としたタイヤ用ビードコア。
径方向外側に位置する並列体程、前記幅方向一方側にずらして配置した請求項１に記載のタイヤ用ビードコア。
隣接する各並列体において、径方向外側の並列体を内側の並列体に対して、ビードワイヤ幅の１０％〜５０％ずらした請求項２に記載のタイヤ用ビードコア。
隣接する各並列体において、径方向外側の並列体を内側の並列体に対して、ビードワイヤ幅の２０％〜４０％ずらした請求項３に記載のタイヤ用ビードコア。
１本のビードワイヤを巻回して前記積層体を構成した請求項１，２，３または４に記載のタイヤ用ビードコア。
前記ビードワイヤを前記ゴム層で被覆した請求項１，２，３，４または５に記載のタイヤ用ビードコア。
請求項１，２，３，４，５または６に記載のタイヤ用ビードコアをビード部に埋設した空気入りタイヤ。