JP5891025B2 - ビードコアおよび空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
しかし、断面円形のスチールワイヤをゴム被覆した後に巻き回してなるビードコアでは、ビードコア全体としての回転剛性が十分ではなく、例えば図5に示すように、タイヤの内圧充填時等にタイヤ径方向外方に向かう引っ張り力Fが負荷されると、ビードコア6A全体が大きく回転変形してしまうという問題がある。即ち、ゴム被覆したスチールワイヤ61Aを巻き回してなるビードコア6Aを用いたタイヤでは、内圧充填時等にビードコア6A全体が大きく回転変形し、その結果、ビードコア6Aの周りで折り返されてビードコア6Aに係止されているカーカス4の引き抜けや、カーカス4の端部(折返し端)での応力(引張応力)の発生による故障が生じることがある。
なお、本発明において、「板状体を板状体の厚さ方向に積層する」には、複数枚の板状体を積み重ねて積層構造を形成する場合のほか、一枚の板状体を巻き回すことにより積層構造を形成する場合も含まれる。
なお、本発明において、「長辺」とは、板状体の幅方向断面の長手方向の最大長さ(即ち、板状体の最大幅)を指し、「短辺」とは、板状体の幅方向断面の、長手方向に直交する方向の最大長さ(即ち、板状体の最大厚み)を指す。
ここで、図1に、本発明に従う空気入りタイヤの一例について、適用リムRに装着し、JATMA等に規定の所定内圧(最高空気圧)を適用した無負荷状態におけるタイヤ幅方向断面を示す。
また、空気入りタイヤ10は、一対のビード部3間に延在する1プライからなるラジアルカーカス4を備えている。ここで、ラジアルカーカス4は、トレッド部1から一対のサイドウォール部2を介して一対のビード部3にわたってトロイド状に延び、ビード部3内に埋設された断面四角形のビードコア6の周りでタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に向かって折り返されてなる。なお、ビード部3のビードコア6のタイヤ径方向外側には、ビードフィラー7が配設されている。
更に、トレッド部1のラジアルカーカス4のタイヤ径方向外側(クラウン部外周側)には、2層のベルト層51,52よりなるベルト5が設置されている。そして、ベルト5のタイヤ径方向外側には、トレッドゴム8が配置されており、該トレッドゴム8の表層部(トレッド部踏面側)には、タイヤ周方向に延びる複数本(図1では3本)の主溝9が、タイヤ赤道Cを中心として線対称となるように形成されている。
なお、図2にビード部3の断面を拡大して示すように、断面四角形のビードコア6は、特に限定されることなく、タイヤ幅方向に対して所定の角度θ1で傾斜している。因みに、角度θ1は、適用リムRのビードシートと、ビードコア6の内周面とが略並行になる大きさ(例えば、15°以下)とすることができる。
ここで、図3に、本発明に従うビードコアの一例について、模式的な側面図を示す。図3に示すビードコア6は、金属製の板状体61を用いて形成された環状体よりなり、空気入りタイヤのビードコアとして用いられる。そして、ビードコア6は、板状体61として、幅方向断面が所定のアスペクト比を有する板状体を用いることを特徴とする。
即ち、ビードコア6は、金属製の板状体61を積層した積層構造を有しているので、積層方向(板状体61の厚さ方向)に直接重なり合う板状体61間の接触面積が大きくなり、板状体61間の引っ掛かり効果が大きくなる。従って、ビードコア6は、ビード部3に埋設された際のビードコア6全体としての回転剛性が十分に大きくなる。
また、ビードコア6は、金属製の板状体61を積層した積層構造を有しているので、タイヤ幅方向に複数のワイヤを並列配置して巻き回した従来のビードコアに比べ、外力が負荷された場合であっても形状が崩れ難い。より具体的には、ビードコア6は、積層方向に外力が作用した場合であっても形状が崩れることは無く、また、積層方向に直交する方向に外力が作用した場合であっても、板状体61のアスペクト比(a/b)が大きいので、形状が大きく崩れることはない。
更に、ビードコア6は、断面形状のアスペクト比(a/b)が3以上の板状体61を用いているので、アスペクト比が3未満の厚い板状体を用いた場合と比較し、単位体積当たりの板状体61の破断強力を十分に大きくして、十分な強度を確保することができる。また、アスペクト比(a/b)が60以下の板状体61を用いているので、板状体61の厚さが不均一になるのを抑制し、ビードコア6の強度が低下するのを抑制することができる。
そして、このビードコア6は、上述したように十分な回転剛性および強度を有しているので、板状体61の巻回数を低減してビードコア6の厚みおよび重量を減少させても、十分な回転剛性および強度を確保することができる。
なお、巻き始め端62と巻き終わり端63とが周方向に近接して位置することによる応力の集中を抑制しつつビードコア6の周方向の均一性を確保する観点からは、角度θ2は、60〜90°であることが好ましい。
圧延鋼板を用いて、表1に示す諸元で、図3〜4に示すような構成を有するビードコアを作製した。次に、作製したビードコアを用いて、図1に示すような断面形状を有する、サイズが275/80R22.5の空気入りタイヤを常法に従い製造した。
そして、作製したタイヤについて、タイヤ重量、均一性およびビード部の耐久性を下記の方法で評価した。結果を表1に示す。
ビードコアの諸元を表1に示すように変更した以外は参考例1と同様にしてビードコアおよび空気入りタイヤを作製した。
そして、作製したタイヤについて、タイヤ重量、均一性およびビード部の耐久性を参考例1と同様の方法で評価した。結果を表1に示す。
表1に示す諸元で、図5に示すような構成を有するビードコアを作製した。なお、スチールワイヤとしては、直径1.83mmのワイヤを用いた。次に、作製したビードコアを用いて、図1に示すような断面形状を有する、サイズが275/80R22.5の空気入りタイヤを常法に従い製造した。
そして、作製したタイヤについて、タイヤ重量、均一性およびビード部の耐久性を参考例1と同様の方法で評価した。結果を表1に示す。
作製したタイヤの質量を測定した。そして、従来例1の質量を100として指数評価した。表中、数値が小さいほど軽いことを示す。
<均一性(ユニフォミティ)>
作製したタイヤを適用リムに装着し、内圧が900kPa(相対圧)となるように内部に空気を充填した後、ロードセルの入ったハブ(ドラムへのタイヤ取付け部)を有するドラム試験機を用いて、正規荷重を負荷した条件下でドラム走行試験を行った。そして、タイヤが一回転する間の上下・左右・前後力の変動を測定し、従来例1の均一性を100として指数評価した。表中、数値が大きいほど均一性が高いことを示す。
<ビード部耐久性>
作製したタイヤを適用リムに装着し、内圧が900kPa(相対圧)となるように内部に空気を充填した後、ドラム試験機を用いてビード部が故障するまでの走行距離を測定した。なお、測定条件は、室温:45℃、荷重:正規荷重の180%(57kN)、速度:60km/hとした。そして、従来例1の走行距離を100として指数評価した。表中、数値が大きいほどビード部が故障するまでの走行距離が長くてビード部耐久性が高い(即ち、回転剛性や強度が高い)ことを示す。
2 サイドウォール部
3 ビード部
4 ラジアルカーカス
5 ベルト
6 ビードコア
6A ビードコア
6B ビードコア
7 ビードフィラー
8 トレッドゴム
9 主溝
10 空気入りタイヤ
51,52 ベルト層
61 板状体(圧延鋼板)
61A スチールワイヤ
61B ビードワイヤ
62 巻き始め端
63 巻き終わり端
R 適用リム
Claims (7)
- タイヤ用のビードコアであって、
金属製の板状体を用いて形成された環状体よりなり、
前記環状体は、前記板状体を板状体の厚さ方向に板状体同士が直接重なり合うように積層してなる積層構造を有し、
前記板状体の幅方向断面は、アスペクト比(長辺/短辺)が10〜60であり、
前記幅方向断面は、長方形状であることを特徴とする、ビードコア。 - 前記環状体は、前記板状体を巻き回して形成されたことを特徴とする、請求項1に記載のビードコア。
- 前記積層構造は、積層数が4〜30であることを特徴とする、請求項1または2に記載のビードコア。
- 前記アスペクト比(長辺/短辺)が、10〜50であることを特徴とする、請求項1〜3の何れかに記載のビードコア。
- 前記板状体の幅方向断面は、長辺の長さが5〜30mmであり、短辺の長さが0.5〜2.0mmであることを特徴とする、請求項1〜4の何れかに記載のビードコア。
- 前記板状体が、圧延鋼板よりなることを特徴とする、請求項1〜5の何れかに記載のビードコア。
- 請求項1〜6の何れかに記載のビードコアを用いたことを特徴とする、空気入りタイヤ。
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2011
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