説明

空気入りタイヤ

【課題】生産性を阻害すること無しに、ビードコアを構成するスチールワイヤ相互間の崩れを抑制して、ユニフォミティを改善すると共に、乗心地性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】
コートゴムgを被覆した複数のスチールワイヤwをタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に配列して形成される環状のビードコア5を左右一対のビード部3に埋設し、このビードコア5の周囲にカーカス層4の両端部をタイヤ内側から外側に向けて折り返した空気入りタイヤにおいて、ビードコア5とカーカス層4との間に金属板10を介在させ、金属板10をビードコア5の内周面及び両側面に沿って延在するように配置する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、ビードコアを構成するスチールワイヤの崩れを抑制して、ユニフォミティを改善すると共に、乗心地性を向上することを可能にした空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【0002】
空気入りタイヤのビード部に埋設するビードコアは、タイヤの骨格を形成するカーカス層の両端部を係止する役割を果たしている。一般に、矩形断面を有するビードコアは、図7に例示するように、複数の円形断面を有するスチールワイヤwをタイヤ幅方向に配列すると共にタイヤ径方向に積層するように巻き重ねて、環状のグロメットに形成したものが広く使用されている。
【0003】
この種のビードコアでは、ビードコア5を構成するスチールワイヤwが円形の断面を有しており、隣接するスチールワイヤw同士が相互に線接触している為、スチールワイヤ相互間の拘束力が小さくなっている。従って、タイヤの成形及び加硫工程、更にはタイヤ使用中において、カーカス層からの強い引張力を受けてスチールワイヤwの配列に乱れが生じ易い傾向がある。そして、このようなスチールワイヤの配列の乱れは、タイヤの成形及び加硫工程時には、タイヤのユニフォミティに悪影響を与えて乗心地性が低下する要因になり、またタイヤ使用中には、ビード部の耐久性やリムとの嵌合性が低下する要因になると云う問題がある。
【0004】
このような問題の対策として、従来、環状のグロメットの周囲にラッピング材を螺旋状に巻き付けて、スチールワイヤ相互間の崩れを抑制することが提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。しかし、これら提案では、グロメットの結束性に限界があると共に、ビードコアを成形する際に多大な時間が必要になり生産性が悪化すると云う問題があり、スチールワイヤ相互間の崩れを防止する対策としては未だ改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平8−169216号公報
【特許文献2】特開2008−030504号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、上述する問題点を解決するもので、生産性を阻害すること無しに、ビードコアを構成するスチールワイヤ相互間の崩れを抑制して、ユニフォミティを改善すると共に、乗心地性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、コートゴムを被覆した複数のスチールワイヤをタイヤ幅方向に配列すると共にタイヤ径方向に積層するように巻き重ねて形成される環状のビードコアを左右一対のビード部に埋設し、該ビードコアの周囲にカーカス層の両端部をタイヤ内側から外側に向けて折り返した空気入りタイヤにおいて、前記ビードコアと前記カーカス層との間に金属板を介在させ、該金属板を前記ビードコアの内周面及び両側面に沿って延在するように配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明は、上述のように、ビードコアとカーカス層との間に金属板を介在させ、この金属板をビードコアの内周面及び両側面に沿って延在するように配置するようにしたので、ビードコアがカーカス層から強い引張力を受けても、ビードコアを構成するスチールワイヤのタイヤ幅方向への移動を金属板により抑制することが出来る。その結果、ビードコアの崩れを抑制すると共に、ユニフォミティを向上し、且つ乗心地性を改善することが出来る。
【0009】
本発明においては、金属板の厚さTを0.03mm〜0.10mmにすることが好ましい。これにより、ビード作成時の加工性を悪化させることなくビードコアを構成するスチールワイヤに対する拘束力を付与することが出来るため、生産性を維持したまま、ビードコアの崩れを抑制してユニフォミティと乗心地性を改善することが出来る。
【0010】
本発明においては、スチールワイヤの直径A及びコートゴムのタイヤ径方向の厚さBと金属板の高さHとが下記式(1)を満たすことが好ましい。これにより、スチールワイヤの結束力をより高めてビードコアの崩れをより効果的に抑制することが出来る。
(n−1/2)A+(2n−1)B≦H ・・・(1)
(但し、nはタイヤ径方向に積層したスチールワイヤの本数を示す。)
【0011】
本発明においては、ビードコアがスチールワイヤをタイヤ幅方向に配列して形成された並列ワイヤ層をタイヤ径方向に積層するように巻き重ねて構成され、タイヤ径方向に隣接する並列ワイヤ層の層間に補助金属板を介在させることが好ましい。このようにビードコアを並列ワイヤ層から構成すると共に、ビードコアとカーカス層との間に介在する金属板の他に並列ワイヤ層間に介在する補助金属板を設け得ることで、ビードコアがカーカス層から強い引張力を受けても、補助金属板がスチールワイヤのタイヤ径方向への移動を抑制するので、より効果的にビードコアの崩れを抑制すると共に、ユニフォミティ及び乗心地性を改善することが出来る。
【0012】
本発明においては、補助金属板の厚さtを0.03mm〜0.10mmにすることが好ましい。これにより、ビード作成時の加工性を悪化させることなくビードコアを構成するスチールワイヤに対する拘束力を付与することが出来るため、生産性を維持したまま、ビードコアの崩れを抑制してユニフォミティと乗心地性を改善することが出来る。
【0013】
本発明においては、スチールワイヤの直径A及びコートゴムのタイヤ幅方向の厚さB’と層間金属板の幅Wとが下記式(2)を満たすことが好ましい。これにより、スチールワイヤの結束力を更に高めてビードコアの崩れを更に効果的に抑制することが出来る。
(m−1)A+2(m−1)B’≦W≦mA+2(m−1)B’ ・・・(2)
(但し、mは並列ワイヤ層におけるスチールワイヤの本数を示す。)
【0014】
本発明においては、補助金属板がタイヤ幅方向に延びる波状又はジグザグ状の形態からなることが好ましい。このように補助金属板をスチールワイヤに沿うような形状にすることで、より効果的にビードコアの崩れを抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの基本的な構造を示す半断面図である。
【図2】図1の空気入りタイヤにおけるビードコアの一例を模式的に示す要部断面図である。
【図3】本発明の他の実施形態によるビードコアにおける金属板の配置を模式的に示す図2に相当する要部断面図である。
【図4】本発明の更に他の実施形態によるビードコアにおける金属板の配置を模式的に示す図2に相当する要部断面図である。
【図5】本発明の他の実施形態によるビードコアにおける補助金属板の形態を模式的に示す要部断面図である。
【図6】本発明の更に他の実施形態によるビードコアにおける補助金属板の形態を模式的に示す要部断面図である。
【図7】従来のタイヤにおけるビードコアを模式的に示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【0017】
図1において、1はトレッド部、2はサイドウォール部、3はビード部である。左右一対のビード部3間にはカーカス層4が装架されている。このカーカス層4は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部3に配置されたビードコア5の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。また、ビードコア5の外周上にはビードフィラー6が配置され、このビードフィラー6がカーカス層4の本体部分と折り返し部分により包み込まれている。
【0018】
尚、本発明においては、タイヤの断面形状は図1の態様に限定されず、カーカス層4がビードコア5の廻りに折り返されていれば、どのような形態であっても構わない。
【0019】
このように構成されたタイヤにおいて、ビードコア5は、図2に示すように、コートゴムgを被覆した複数本のスチールワイヤwをタイヤ幅方向に配列すると共にタイヤ径方向に積層するように巻き重ねて形成されている。そして、本発明では、ビードコア5とカーカス層4との間に金属板10が介在している。この金属板10は、ビードコア5の内周面(図の下側面)及び両側面(図の左右両面)に沿うように断面U字状に形成され、タイヤ周方向に環状に延在するように配置されている。
【0020】
このようにビードコア5とカーカス層4との間に金属板10を介在させることで、カーカス層4の引張力に伴うスチールワイヤwのタイヤ幅方向(図の左右方向)への移動が抑制されるため、スチールワイヤwの崩れを防止して、ユニフォミティを向上すると共に、乗心地性を改善することが出来る。
【0021】
尚、この金属板10は、ビードコア5とカーカス層4との間に介在することで、タイヤ全周に亘って周方向に巻き回されることになるが、周方向の端部同士は特に接合されている必要は無く、周方向端部同士が接触せずに離間していても構わない。
【0022】
上述の金属板10を構成する材料は、特に限定されるものではないが、スチール、アルミニウム等が好ましく使用される。
【0023】
本発明において、金属板10の厚さTを0.03mm〜0.10mm、好ましくは0.03mm〜0.08mmに設定すると良い。このように金属板10の厚さTを限定することで、ビードコア5を作成する際の加工性を悪化させることなくスチールワイヤwに対する拘束力を付与することが出来る。その結果、タイヤの生産性を低下させることなく、ビードコア5の崩れを抑制してユニフォミティと乗心地性を改善することが出来る。
【0024】
具体的には、金属板10を周囲に有するビードコア5を作成することを考えると、例えば、断面U字状に加工された金属板10をドラム等を用いて環状に加工し、その後、環状に加工された金属板10の内側(U字状の凹んだ部分)にスチールワイヤwを巻き付ける方法が考えられるが、このように金属板10を加工する際に、金属板10の厚さTを上述の範囲に設定することで、容易に金属板10を加工することが出来、その一方で、スチールワイヤwに対する拘束力を付与することが出来る。
【0025】
このとき、金属板10の厚さTが0.03mmより小さいと、スチールワイヤwに対する拘束力が低下してタイヤ幅方向への移動を充分に抑制することが出来なくなり、スチールワイヤwの巻き崩れが発生し易くなる。逆に、金属板10の厚さTが0.10mmより大きいと、金属板10の強度が高くなり過ぎて加工性が悪化すると共に、タイヤ軽量化の妨げとなる。
【0026】
更に、本発明においては、金属板10の端部10eが、ビードコア5の上端に位置するスチールワイヤwの中心よりもタイヤ径方向外側に位置するように配置することが好ましい。即ち、スチールワイヤwの直径をAとし、コートゴムgのタイヤ径方向の厚さをBをとしたとき、金属板10の高さHが下記式(1)を満たすようにすると良い。
(n−1/2)A+(2n−1)B≦H ・・・(1)
(但し、nはタイヤ径方向に積層したスチールワイヤの本数を示す。)
【0027】
尚、金属板10の高さHとは、ビードコア5の下端に位置するスチールワイヤwの下面から金属板10の端部10eまでの高さである。言い換えれば、図2に示すようにビードコア5に沿って断面U字状に形成された金属板10の底面からの高さから金属板10の厚さTを除いた高さである。また、コートゴムgは、タイヤの加硫に伴い、ビードコア5におけるスチールワイヤwの空隙を埋めるように流動して、そのタイヤ径方向の厚さBが変動する。そのため、本発明では、コートゴムgのタイヤ径方向の厚さBを、タイヤ径方向に互いに隣接するスチールワイヤw,w間の平均距離の1/2倍を以ってその値とする。
【0028】
このように金属板10の高さHを設定することで、スチールワイヤwの結束力をより高めてビードコア5の崩れをより効果的に抑制することが出来る。このとき、金属板10の高さHが(n−1/2)A+(2n−1)Bより小さいと、ビードコア5の上端に位置するスチールワイヤwに対する拘束力が弱まり、ビードコア5の巻き崩れが起こり易くなる。尚、金属板10の高さHは、上述の範囲内であれば、ビードコア5のタイヤ幅方向内側とタイヤ幅方向外側とで異なっていても構わない。
【0029】
金属板10の高さHに関して、ビードコア5の外周側にはビードフィラー6が配置されているので、金属板10がビードコア5の上端よりタイヤ径方向外側まで延びても、金属板10はカーカス層4とビードフィラー6との間に挟まれるので、タイヤ性能に対して悪影響を及ぼすことは無い。但し、金属板10の使用量を低く抑えながら上述の効果を得ることを考えると、好ましくは、金属板10の高さHの上限をnA+2nBに設定すると良い。即ち、金属板10の端部10eがビードコア5の上端(ビードコア5の上端に位置するスチールワイヤwを被覆するコートゴムgのビードコア5の上端側の外面)と一致する高さを上限に設定すると良い。
【0030】
本発明では、図2に示すように子午線断面においてスチールワイヤwがタイヤ幅方向に配列すると共にタイヤ径方向に積層するように1本のスチールワイヤwを連続的に巻き回してビードコア5を構成することが出来る。或いは、スチールワイヤwをタイヤ幅方向に配列して並列ワイヤ層51を形成し、この並列ワイヤ層51をタイヤ径方向に積層するように巻き重ねてビードコア5を構成することが出来る。
【0031】
後者のように、並列ワイヤ層51を積層してビードコア5を構成する場合、図3に示すように、上述の金属板10に加えて、更に、タイヤ径方向に隣接する並列ワイヤ層51の層間に補助金属板20を介在させることが好ましい。
【0032】
このように補助金属板20を更に設けることで、カーカス層4の引張力に伴うスチールワイヤwのタイヤ径方向(図の上下方向)への移動が抑制されるため、スチールワイヤwの崩れを更に効果的に防止して、ユニフォミティを向上すると共に、乗心地性を改善することが出来る。
【0033】
この補助金属板20を構成する材料は、特に限定されるものではないが、金属板10と同様にスチール、アルミニウム等が好ましく使用される。尚、金属板10を構成する材料と補助金属板20を構成する材料とは同じであっても異なっていても良いが、使用する材料の種類を抑えるために同じ材料から構成することが好ましい。
【0034】
本発明において、補助金属板20の厚さtを0.03mm〜0.10mm、好ましくは0.03mm〜0.08mmに設定すると良い。このように補助金属板20の厚さtを限定することで、ビードコア5を作成する際の加工性を悪化させることなくスチールワイヤwに対する拘束力を付与することが出来る。その結果、タイヤの生産性を低下させることなく、ビードコア5の崩れを抑制してユニフォミティと乗心地性を改善することが出来る。
【0035】
このとき、補助金属板20の厚さtが0.03mmより小さいと、スチールワイヤwに対する拘束力が低下してタイヤ幅方向への移動を充分に抑制することが出来なくなり、スチールワイヤwの巻き崩れが発生し易くなる。逆に、金属板10の厚さtが0.10mmより大きいと、金属板10の強度が高くなり過ぎて加工性が悪化すると共に、タイヤ軽量化の妨げとなる。
【0036】
尚、金属板10の厚さTと補助金属板20の厚さtとは、それぞれ上述の範囲内に含まれていれば、同じであっても異なっていても構わない。
【0037】
更に、本発明においては、この補助金属板20の両端部20eを並列ワイヤ層51の両端に位置するスチールワイヤwの中心よりもタイヤ幅方向外側かつ金属板10に接しない位置に配置することが好ましい。より具体的には、スチールワイヤwの直径をAとし、コートゴムgのタイヤ幅方向の厚さをB’としたとき、補助金属板20の幅Wが下記式(2)を満たすようにすると良い。
(m−1)A+2(m−1)B’≦W≦mA+2(m−1)B’ ・・・(2)
(但し、mは並列ワイヤ層におけるスチールワイヤの本数を示す。)
【0038】
このように補助金属板20の幅Wを設定することで、スチールワイヤwの結束力をより高めてビードコア5の崩れをより効果的に抑制することが出来る。このとき、補助金属板20の幅Wが(m−1)A+2(m−1)B’より小さいと、並列ワイヤ相51の両端に位置するスチールワイヤwに対する拘束力が弱まり、ビードコア5の巻き崩れが起こり易くなる。逆に、補助金属板20の幅WがmA+2(m−1)B’より大きいと、補助金属板20の両端20eが金属板10に接触して、金属板10が損傷して、スチールワイヤwに対する拘束力が損なわれる虞がある。
【0039】
補助金属板20は、その幅Wが上述の範囲であればどのように配置しても構わないが、好ましくは、両端20eが金属板10と接触しないように、両端20eと金属板10との離間距離がそれぞれコートゴムgの厚さB’以上であることが好ましい。
【0040】
また、補助金属板20を複数枚設ける場合は、その幅Wは、上述の範囲内であれば、全て同じであっても互いに異なっていても良い。
【0041】
尚、コートゴムgは、タイヤの加硫に伴い、ビードコア5におけるスチールワイヤwの空隙を埋めるように流動して、そのタイヤ幅方向の厚さB’が変動するため、本発明では、コートゴムgのタイヤ幅方向の厚さB’を、並列ワイヤ層5における互いに隣接するスチールワイヤw,w間の平均距離の1/2倍を以ってその値とする。
【0042】
図3の実施形態では、並列ワイヤ層51の層間のみに補助金属板20を設けたが、更に、図4に示すように、タイヤ径方向最外層の並列ワイヤ層51の上面側にも補助金属板20を配置することが出来る。これにより、上面側に配置された補助金属板20がビードコア5の崩れを更に抑止して、ビードコア5の形状を更に安定的に保持することが出来る。尚、図4では、スチールワイヤwの被覆ゴムgを省略して示した。
【0043】
図3の実施形態では、並列ワイヤ層51の層間に配置した補助金属板20の形態がタイヤ幅方向に直線状に延びる平板により構成された場合を示したが、本発明では、補助金属板20の形態を図5に例示するように、スチールワイヤwの外面に沿って湾曲しながらタイヤ幅方向に波状に延びる形態としたり、図6に例示するように、ジグザグ状に延びる形態とすることが出来る。このように、補助金属板20をスチールワイヤwの形状に合わせてタイヤ径方向上下に振幅を有する形状に形成することで、並列ワイヤ層51において、互いに隣接するスチールワイヤw間の乱れを効率良く抑制して、ビードコア5の形状をより一層安定的に保持することが出来る。
【0044】
尚、図5及び図6に示す実施形態の場合であっても、図4に基づき説明したように、最外層の並列ワイヤ層51の上面側にも、直線状、波状、又はジグザグ状の補助金属板20を追加配置することが出来る。
【0045】
上述のように、本発明の空気入りタイヤは、ビードコア5とカーカス層4との層間やビードコア5を構成するそれぞれの並列ワイヤ層51の層間に金属板10又は補助金属板20を介在させることにより、スチールワイヤwのタイヤ幅方向又はタイヤ径方向への移動を抑制して、ユニフォミティ及び乗心地性を向上させるもので、簡単な構成でありながら優れた効果を奏することから、乗用車用空気入りタイヤをはじめとした各種タイヤに対して幅広く適用することが出来る。
【実施例】
【0046】
タイヤサイズF4400 205/55R16 AE01の空気入りタイヤにおいて、タイヤの基本的な断面構造を図1のようにし、左右のビード部に埋設するビードコアの基本構造を図7のようにして、金属板の有無、金属板の厚さT、金属板の高さH、補助金属板の有無、補助金属板の厚さt、補助金属板の幅W、補助金属板の幅方向の形態をそれぞれ表1〜2のように異ならせた従来例1、実施例1〜23の24種類の試験タイヤを製作した。
【0047】
尚、各試験タイヤにおいて、ビードコアの構成は5×5のグロメットとし、ビードコアを構成するスチールワイヤの直径を0.94mm、コートゴムの厚さを0.18mmとした。
【0048】
また、表1において、従来例1及び実施例1〜8は補助金属板を有さないが、そのビードコアの断面形状を示す図面の番号を「層間金属板の幅方向の形態」の欄に記載した。
【0049】
これら24種類の試験タイヤについて、下記の評価方法によりユニフォミティ及び乗心地性を評価し、その結果を表1,2に併せて示した。
【0050】
ユニフォミティ
各試験タイヤをリムサイズ16×6.5Jのホイールに装着し、空気圧210kPaを充填し、JIS D4233に準拠して、室内ドラム試験機(ドラム径1707mm)を用いてRFVを測定し、その結果を以ってユニフォミティの評価とした。評価結果は、従来例1を100とする指数で示した。この指数値が大きいほど、ユニフォミティが優れることを意味する。
【0051】
乗心地性
各試験タイヤをリムサイズ16×6.5Jのホイールに装着し、空気圧210kPaを充填して、排気量2000ccの国産車の前後輪に装着し、アスファルト路面からなるテストコースを平均速度60km/hにて走行させ、熟練した3名のパネラーによる官能評価を行い、その結果を平均して乗心地性の評価とした。
【0052】
【表1】

【0053】
【表2】

【0054】
表1,2から判るように、実施例1〜23はいずれも金属板を有さない従来例1に対して優れたユニフォミティと乗心地性とを両立した。
【0055】
特に、金属板のみを設けた場合、その厚さT及び高さHが好ましい範囲に含まれる実施例4〜7は、これら性能を効果的に両立した。更に、金属板だけでなく補助金属板を設けた実施例9〜23は、これら性能を更に効果的に両立した。なかでも、金属板の厚さT及び高さHと補助金属板の厚さt及び幅Wが好ましい範囲に含まれる実施例12〜14や、補助金属板の形状を波状又はジグザグ状に設定した実施例18〜23は、ユニフォミティと乗心地性とを更に効果的に両立した。
【符号の説明】
【0056】
1 トレッド部
2 サイドウォール部
3 ビード部
4 カーカス層
5 ビードコア
6 ビードフィラー
10 金属板
20 補助金属板
51 並列ワイヤ層
w スチールワイヤ
g コートゴム

【特許請求の範囲】
【請求項1】
コートゴムを被覆した複数のスチールワイヤをタイヤ幅方向に配列すると共にタイヤ径方向に積層するように巻き重ねて形成される環状のビードコアを左右一対のビード部に埋設し、該ビードコアの周囲にカーカス層の両端部をタイヤ内側から外側に向けて折り返した空気入りタイヤにおいて、
前記ビードコアと前記カーカス層との間に金属板を介在させ、該金属板を前記ビードコアの内周面及び両側面に沿って延在するように配置したことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項2】
前記金属板の厚さTを0.03mm〜0.10mmにしたことを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
【請求項3】
前記スチールワイヤの直径A及び前記コートゴムのタイヤ径方向の厚さBと前記金属板の高さHとが下記式(1)を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
(n−1/2)A+(2n−1)B≦H ・・・(1)
(但し、nはタイヤ径方向に積層したスチールワイヤの本数を示す。)
【請求項4】
前記ビードコアが前記スチールワイヤをタイヤ幅方向に配列して形成された並列ワイヤ層をタイヤ径方向に積層するように巻き重ねて構成され、タイヤ径方向に隣接する前記並列ワイヤ層の層間に補助金属板を介在させたことを特徴とする請求項1,2又は3に記載の空気入りタイヤ。
【請求項5】
前記補助金属板の厚さtを0.03mm〜0.10mmにしたことを特徴とする請求項4に記載の空気入りタイヤ。
【請求項6】
前記スチールワイヤの直径A及び前記コートゴムのタイヤ幅方向の厚さB’と前記層間金属板の幅Wとが下記式(2)を満たすことを特徴とする請求項4又は5に記載の空気入りタイヤ。
(m−1)A+2(m−1)B’≦W≦mA+2(m−1)B’ ・・・(2)
(但し、mは並列ワイヤ層におけるスチールワイヤの本数を示す。)
【請求項7】
前記補助金属板がタイヤ幅方向に延びる波状又はジグザグ状の形態からなることを特徴とする請求項4,5又は6に記載の空気入りタイヤ。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate


【公開番号】特開2013−103558(P2013−103558A)
【公開日】平成25年5月30日(2013.5.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−247596(P2011−247596)
【出願日】平成23年11月11日(2011.11.11)
【出願人】(000006714)横浜ゴム株式会社 (4,905)