JPH0664411A

JPH0664411A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JPH0664411A
Application number: JP4224371A
Authority: JP
Inventors: Toshibumi Ito; 俊文伊藤
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1992-08-24
Filing date: 1992-08-24
Publication date: 1994-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】ビードワイヤに内側から外側に向って巻つけ
られたプライと、外側から内側に向って巻つけられたプ
ライとのカーカス構造をなす空気入りタイヤにおいて、
必要とするビード強度を確保しながら、ビード軽量化を
可能にする。【構成】ビードワイヤに発生する応力の安全率を加味
した値（Ｔ）に対し、ビードワイヤの強力が１．２Ｔ≧
Ｔｓ・ｎ≧Ｔを満足するように、ビードワイヤ断面にお
ける有効ワイヤ本数（ｎ）を設定する。ここで、Ｔ＝
２．５Ｐ（Ｒｃ²−Ｒ²）、Ｒｃ：タイヤのカーカスプ
ライ最外半径、Ｒ：タイヤの最大幅位置の半径、Ｐ：１
２ＰＲ以下において設定されている最高の空気圧、Ｔ
ｓ：ワイヤ１本の破断荷重、ｎ：実際の断面本数から破
断強度に寄与しない本数を除したワイヤ本数とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として小型トラック
用や乗用車用のタイヤ、特にリング状に巻回されたビー
ドワイヤの回りに内側から外側に向って巻つけられたプ
ライと、外側から内側に向って巻つけられたプライとを
有するカーカス構造を有する空気入りタイヤに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】タイヤ
は、基本的には図５に示す断面構造をなしている。同図
において、（１）はカーカス、（２）はカーカス（１）
とトレッド部（３）との間に配設された複数層のベル
ト、（４）はビード部、（５）はビード部のコアとなる
リング状に巻回されたビードワイヤである。

【０００３】タイヤにおけるカーカス構造としては、こ
の図５のように、各プライ（１）がビードワイヤ（５）
の回りに内側から外側に向って巻つけられた所謂オール
アップ形、あるいは図３のように、内側から外側に向っ
て巻つけられたプライ（１ａ）と、外側から内側に向っ
て巻上げられたプライ（１ｂ）とによる所謂アップダウ
ン形や、図４のように前記とは内外層が逆になったダウ
ンアップ形のもの等がある。

【０００４】従来、例えば１２ＰＲ（プライレーティン
グ）以下の小型自動車用タイヤや乗用車用タイヤにおい
ては、タイヤモールド形状あるいはタイヤサイズが同一
である場合、前記のようにカーカス構造が異なるもので
あっても、同一の強力をもったビードワイヤを使用して
いる場合がある。

【０００５】しかして、前記タイヤのビードワイヤの強
力は、内圧、ビードリングの締め付け、遠心力等によっ
て発生す応力を計算して、それに充分耐える値に設定し
ている。特に、内圧による応力が最も大きくなった時、
例えばリムアップ時の内圧充填過多になった時に発生す
るビードワイヤの破断を防止するために、ビードワイヤ
強力を充分に大きく設定している。

【０００６】すなわち、内圧によってビードワイヤに発
生する応力（Ｔ0 ）は、タイヤのプライ最外半径（Ｒ
ｃ）の２乗と、タイヤ最大幅位置の半径（Ｒ）の２乗の
差、及び内圧（Ｐ₀）に比例することが知られており、
次の式によって現わされる。◎ Ｔ₀＝Ｐ₀（Ｒｃ²−Ｒ²）／２

【０００７】そして、例えば１２ＰＲ以下のタイヤの設
計上におけるビードワイヤ強力の計算では、安全性確保
のために、前記の応力（Ｔ₀）に安全率（５倍）を加味
して、その値（Ｔ）をＴ＝２．５Ｐ（Ｒｃ²−Ｒ²）として計算している。

【０００８】ここで、（Ｐ）は、荷重対応表の１２ＰＲ
以下において設定されている最高の空気圧である。

【０００９】一方、ビードワイヤの強力は、ワイヤ１本
の破断荷重（Ｔｓ）と、ビードワイヤ断面における有効
ワイヤ本数（ｎ）の積（Ｔｓ・ｎ）で表すことができ
る。

【００１０】ところが、カーカス構造が上記したオール
アップ形をなすタイヤの場合、水圧テスト結果が前記の
値（Ｔ）に対して割引いた値しか出ないために、通常、
さらに安全性をみてビードワイヤ強力を一定の割合で増
加（１．５倍）して、Ｔｓ・ｎ≧１．５Ｔとして計算し、この計算式を満足するようにビードワイ
ヤ断面の有効ワイヤ本数（ｎ）を定めている。

【００１１】ここで、前記の有効ワイヤ本数（ｎ）は、
実際の断面本数から破断強度に寄与しない本数を除した
本数である。

【００１２】例えば、図１に示すように複数本のワイヤ
（ｗ）を並列したリボン状にして、これを巻回して積層
した所謂グロメットビードの場合、最外層の１層（Ｌ1
）が巻回した状態においてフリーエンドになり、ビー
ドワイヤの破断強度には殆ど寄与しないと考えられる。
したがって前記の有効ワイヤ本数（ｎ）は、単純にワイ
ヤ（ｗ）列の本数（Ｓ）と実際の層数（Ｌ）との積とす
るのでなく、前記１層分を除した値ｎ＝Ｓ×（Ｌ−１）として計算する。

【００１３】また、図２に示すシングルストランドワイ
ヤ（ｗ）によるビードの場合、最終の巻付けの１本（ｗ
1 ）がフリーエンドになり、ビードワイヤの破断強度に
は寄与しないと考えられるので、実際の断面本数（Ｎ）
から１を引いた値ｎ＝Ｎ−１として計算する。

【００１４】上記のようにして、ビードワイヤに発生す
る応力の安全率を加味した値（Ｔ）に対するビードワイ
ヤ強力を設定した上記計算式に基いて、ビードワイヤ断
面における有効ワイヤ本数（ｎ）を決定している。

【００１５】ところで、ビードワイヤに発生する応力
は、タイヤのモールド形状のみではなく、カーカスプラ
イの配置やビード回りの形状によっても相違するもの
で、特に本発明者の水圧テストの結果では、カーカス構
造が、図３のようなアップダウン形や図４のようなダウ
ンアップ形の場合には、上記した計算式を１．５Ｔに設
定しなくても、ビードワイヤ（５）の破断のおそれのな
い充分な強度を得られることが判明した。

【００１６】これは、カーカス構造が図５のオールアッ
プ形をなすものの場合、内圧充填時等に両プライ（１
ａ）（１ａ）が共にビードワイヤ（５）に強く作用する
が、図３のアップダウン形や図４のダウンアップ形の場
合には、一方のプライがビードワイヤに対して強く作用
しないためであると考えられる。

【００１７】それにも拘らず、従来は、カーカス構造に
応じてビードワイヤの強力を変更することなく、アップ
ダウン形やダウンアップ形の場合においても、オールア
ップ形の場合と同本数の同じ強力を持つビードワイヤを
そのまま使用しているので、ワイヤの無駄が多くなり、
またビード軽量化の障害となっている。

【００１８】本発明は、上記に鑑みてなしたものであ
り、特にカーカス構造がアップダウン形あるいはダウン
アップ形をなす空気入りタイヤとして、特に必要充分な
ビードワイヤ強力を確保しながら、ビード軽量化を可能
にしたタイヤを提供するを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する本
発明は、リング状に巻回されたビードワイヤの回りに内
側から外側に向って巻つけられたプライと、外側から内
側に向って巻つけられたプライとを有するカーカス構造
をなすタイヤにおいて、ビードワイヤに発生する応力の
安全率を加味した値（Ｔ）に対して、ビードワイヤ強力
が下記式を満足するように、ビードワイヤ断面における
有効ワイヤ本数（ｎ）を設定してなることを特徴とす
る。１．２Ｔ≧Ｔｓ・ｎ≧Ｔただし、Ｔ＝２．５Ｐ（Ｒｃ²−Ｒ²）Ｒｃ：タイヤのカーカスプライ最外半径、Ｒ：タイヤの最大幅位置の半径、Ｐ：１２ＰＲ以下において設定されている最高の空気圧Ｔｓ：ワイヤ１本の破断荷重ｎ：実際の断面本数から破断強度に寄与しない本数を除
したワイヤ本数

【００２０】

【作用】上記の構成によるタイヤによれば、ビードワイ
ヤ断面のワイヤ本数を従来よりも少なく設定でき、しか
も必要かつ充分なビードワイヤ強力を保有できる。

【００２１】

【実施例】実際のタイヤにおける計算の１例を説明す
る。

【００２２】図３に示すように、カーカス（１）が、リ
ング状に巻回されたビードワイヤ（５）の回りに内側か
ら外側に向って巻つけられたプライ（１ａ）と、外側か
ら内側に向って巻つけられたプライ（１ｂ）とを有する
アップダウン形をなす、タイヤサイズが７．００Ｒ
１５の１２ＰＲ（プライレーティング）のタイヤにおい
て、カーカスプライの最外半径（Ｒｃ）、タイヤ最大幅
位置の半径（Ｒ）および１２ＰＲ以下のタイヤにおいて
設定されている最高の空気圧（Ｐ）が、それぞれＲｃ：３５．２ｃｍＲ：２８．０ｃｍＰ：６．０ｋｇ／ｃｍ² であるとすると、ビードワイヤに発生する応力の安全率
を加味した値（Ｔ）は、Ｔ＝２．５Ｐ（Ｒｃ²−Ｒ²）＝６８２５．６ｋｇとなる。

【００２３】そこで、前記値（Ｔ＝６８２５．６ｋｇ）
に対し、ビードワイヤ強力（Ｔｓ・ｎ）が、１．２Ｔ≧Ｔｓ・ｎ≧Ｔを満足するように、ビードワイヤの断面における有効ワ
イヤ本数（ｎ）を、ワイヤ１本の破断強度（Ｔｓ）との
関係で設定する。

【００２４】すなわち、１本の破断強度（Ｔｓ＝１４０
ｋｇ／ｃｍ²）のワイヤを使用する場合、その有効ワイ
ヤ本数（ｎ）は、前記式により、５８．５≧ｎ≧４８．
８となる。

【００２５】この有効ワイヤ本数（ｎ）は、実際の断面
本数からビードの破断強度に寄与しない本数を除した本
数であるから、例えば図１のグロメットビードの場合に
は、フリーエンドになる最外層の１層分を足して、その
ワイヤ（ｗ）の総本数あるいは層数を決定する。また図
２のシングルストランドビードの場合は、フリーエンド
になる最終の巻付けの１本を足して、その断面の総本数
つまりは巻回数を決定すればよい。

【００２６】このように設定することにより、ビードワ
イヤ強力を低下させることなく、ビードワイヤの断面本
数を従来の場合よりも少なく設定でき、その軽量化を図
ることができる。

【００２７】下記の表１は、タイヤサイズ７．００Ｒ
１５１２ＰＲの小型トラック用タイヤで、ビードワ
イヤの強力を異にした各タイヤ（ａ）〜（ｈ）につい
て、カーカス構造がオールアップ形の場合とアップダウ
ン形にした場合それぞれの水圧テスト結果を示してい
る。また同時に、そのビード重量比を、ビードワイヤの
強力が１．５Ｔの場合を１００として指数で表示した。

【００２８】なお、上記の水圧テストは、テストタイヤ
本数をそれぞれ４本づつとして、リム：５．５０Ｆ×１
５でチューブ、フラップと共にリム組みし、チューブ内
に水を注入しビードをリムにフィットさせた後、さらに
ポンプでビードが破断するまで水を注入し加圧する方法
で行なった。

【００２９】また水圧テストの判定基準は次のとおりと
する。

【００３０】○：テストタイヤ４本の全てが、Ｔでは破
断が生じないもの △：テストタイヤ４本のうち１〜２本が、Ｔ以下で破断
が生じたもの ×：テストタイヤ４本のうち３〜４本が、Ｔ以下で破断
が生じたもの

【００３１】

【表１】

【００３２】上記のテスト結果において、カーカス構造
がオールアップ形の場合、ビード強力が１．５Ｔ以上に
ならないと、必要な充分な強度が得られないが、カーカ
スがアップダウン形の場合、１．０Ｔ以上で必要な充分
な強度が得られた。そしてこのアップダウン形のタイヤ
のうち（ｃ）〜（ｅ）のタイヤが本発明の実施例に相当
し、必要のビードワイヤ強力を保持して、しかもビード
重量を大幅に低減できることが判明した。

【００３３】

【発明の効果】上記したように本発明によれば、特にカ
ーカス構造がアップダウン形あるいはダウンアップ形を
なす空気入りタイヤとして、タイヤビードワイヤ断面の
ワイヤ本数を従来よりも少なく設定でき、必要かつ充分
なビードワイヤ強力を確保しながら、ビード軽量化およ
び資源の有効利用を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】クロメットビード構造を示す略示拡大断面図で
ある。

【図２】シングルストランドビード構造を示す略示拡大
断面図である。

【図３】アップダウン形のカーカスを例示する略示半断
面図である。

【図４】ダウンアップ形のカーカス構造を例示する略示
半断面図である。

【図５】オールアップ形のカーカス構造によるタイヤの
略示判断面図である。

【符号の説明】

（１）カーカス（１ａ）アップ側プライ（１ｂ）ダウン側プライ（２）ベルト（３）トレッド部（４）ビード部（５）ビードワイヤ（ｗ）１本のワイヤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リング状に巻回されたビードワイヤの回
りに内側から外側に向って巻つけられたプライと、外側
から内側に向って巻つけられたプライとを有するカーカ
ス構造をなすタイヤであって、ビードワイヤに発生する応力の安全率を加味した値
（Ｔ）に対して、ビードワイヤの強力が下記式を満足す
るように、ビードワイヤ断面における有効ワイヤ本数
（ｎ）を設定してなることを特徴とする空気入りタイ
ヤ。１．２Ｔ≧Ｔｓ・ｎ≧Ｔただし、Ｔ＝２．５Ｐ（Ｒｃ²−Ｒ²）Ｒｃ：タイヤのカーカスプライ最外半径、Ｒ：タイヤの最大幅位置の半径、Ｐ：１２ＰＲ以下において設定されている最高の空気圧Ｔｓ：ワイヤ１本の破断荷重ｎ：実際の断面本数から破断強度に寄与しない本数を除
したワイヤ本数