JPH10203123A

JPH10203123A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JPH10203123A
Application number: JP9011230A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Anayama; 明寛穴山
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1997-01-24
Filing date: 1997-01-24
Publication date: 1998-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】リム組時においてビードワイヤ等に一様な引
張応力分布を持たすことが可能となり、リム組み性を損
ねることなくビードコアの破断強度及びリムとの嵌合性
を向上しうる。【解決手段】ビードコア５は、ビードワイヤＷ又はコ
ア帯状体１１が半径方向の内側の段から最外側の段まで
多段に渦巻き状に巻き重ねられた巻重ね体１２からなる
とともに、この巻重ね体１２は、リム組前において、前
記内側の段から最外側の段に向かって、前記ビードワイ
ヤＷ又はコア帯状体１１に作用する周方向の引張応力を
増大させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リム組の際、ビー
ドコアを構成するビードワイヤ等に一様な引張応力分布
を持たすことができ、リム組み性を損ねることなくリム
との嵌合性及びビードコアの破断強度を向上しうる空気
入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】ビードコアとして、一般に、複数本のビ
ードワイヤを互いに平行に引き揃えたストランドを、半
径方向の内側から外側に渦巻き状に巻重ねて一体化した
テープワインドタイプのものが広く用いられている。

【０００３】しかし、このようなテープワインドタイプ
のものは、前記ストランドの巻始め端において、各ビー
ドワイヤが整一して途切れるために、リム組みの際の内
圧充填時、或いはタイヤが転動するときのカーカスプラ
イの引張力によって、この途切れ端に応力の集中が発生
し、ビードコアの破損を招き、ビード耐久性の低下をも
たらす一因ともなっている。

【０００４】これらの問題点を解決するべく、特開平６
−１５６０２４号公報、特開平６−１５６０２３号公
報、特開平４−１９３６１３号公報、特開平２−１７９
５１６号公報、及び特開平１−１５３３０９号公報に
は、前記ストランドにおけるビードワイヤの途切れ端を
周方向に位置ずれさせ、応力の分散を図る技術が提案さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな途切れ端を周方向に位置ずれさせたビードコア、並
びに１本のビードワイヤを螺旋状にかつ多段に連続して
巻重ねたシングルワインドタイプのビードコアを用いた
際にも、例えばリム組み時に高い高圧空気が用いられか
つ不嵌合状態のままリム組み作業が進められた場合、及
び規格違いのタイヤ／リムを用いてリム組み（誤組み）
が行われた場合などにおいて、しはしばビードコアの破
断損傷が発生することが判明した。

【０００６】この種の破断損傷の発生メカニズムを研究
した結果、例えば図７（Ａ）〜（Ｄ）に示す種々な断面
形状のビードコアＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４において、リ
ム組み時にビードワイヤＷに作用する周方向の引張応力
は、ビードコアＡの半径方向の最外側の段Ｃｏから最内
側の段Ｃｉに向かって順次増加し、この引張応力が最大
となる最内側の段Ｃｉにおいて、破断損傷が発生するこ
とが判明した。なお同じ段Ｃではタイヤ軸方向内側のビ
ードワイヤほど引張応力が高い。

【０００７】又リム組み時の充填内圧と、前記最大引張
応力との関係を図１０に示すように、誤組みに際して
は、正規のリム組みに比して遥かに低い内圧において、
高い引張応力が作用してコアの破断損傷が発生し、何れ
の場合も、リム組時における引張応力の分布を均一化す
ることによって、ビードコアの破断強度を向上させうる
ことを究明し得た。なお図１０は、サイズ２２５／６０
Ｒ１６（１６インチ規格）のタイヤをサイズ７ＪＪ×１
６（１６インチ規格）のリムに組み込んだ正規のリム組
み、及びリム６．７５×１６．５（１６．５インチ規
格）のリムに誤組みした場合が示されており、ビードコ
アとしては、ビードワイヤ径を１．６０としたシングル
ワインドタイプのビードコアＡ１、ビードワイヤ径を
１．２０としたシングルワインドタイプのビードコアＡ
２、Ａ３、及びビードワイヤ径を０．９６としたテープ
ワインドタイプのビードコアＡ４を用いている。

【０００８】しかもリム組時における引張応力の分布の
均一化によって、タイヤとリムの嵌合性も向上され、そ
の結果、車輌振動の低減効果、乗り心地性の向上効果、
さらにはタイヤのリムはずれ性の向上効果なども発揮さ
れる。

【０００９】そこで本発明は、リム組前において、ビー
ドコアの内側の段から最外側の段に向かって、ビードワ
イヤなどに作用する周方向の引張応力を増大させること
を基本として、リム組時においてビードワイヤ等に一様
な引張応力分布を持たすことが可能となり、リム組み性
を損ねることなくビードコアの破断強度及びリムとの嵌
合性を向上しうる空気入りタイヤの提供を目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の空気入りタイヤは、トレッド部からサイドウ
ォール部をへてビード部に埋設された環状のビードコア
で折り返されて係止されるカーカスを有する空気入りタ
イヤであって、前記ビードコアは、ビードワイヤ又はコ
ア帯状体が半径方向の内側の段から最外側の段まで多段
に渦巻き状に巻き重ねられた巻重ね体からなるととも
に、この巻重ね体は、リム組前において、前記内側の段
から最外側の段に向かって、前記ビードワイヤ又はコア
帯状体に作用する周方向の引張応力を増大させたことを
特徴としている。

【００１１】前記巻重ね体は、最外側の段に作用する引
張応力Ｔｎと、最内側の段に作用する引張応力Ｔ１との
差Ｔｎ−Ｔ１を、巻重ね体の段数ｎで除した値（Ｔｎ−
Ｔ１）／ｎを、１００ｋｇｆ／cm²以上とすることが好
ましい。

【００１２】又前記巻重ね体としては、ビードワイヤを
使用したシングルワインドタイプ、及びテープドタイプ
の他に、合成樹脂材又は帯鋼からなるコア帯状体を使用
して形成したものが採用できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態の一例を
図面に基づき説明する。図において空気入りラジアルタ
イヤ（以下タイヤという）１は、トレッド部２と、その
両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォ
ール部３と、各サイドウォール部３のタイヤ半径方向内
方端に位置するビード部４とを具える、本例では、乗用
車用タイヤであって、各ビード部４にはリム嵌合用のビ
ードコア５が埋設される。又このビードコア５、５間に
は、トロイド状のカーカス６が架け渡されるとともに、
前記トレッド部２の内方かつカーカス６の半径方向外側
には強靭なベルト層７がタイヤ円周方向に巻装される。

【００１４】前記カーカス６は、前記トレッド部２から
サイドウォール部３をへてビードコア５の廻りで内側か
ら外側に折り返されて係止される１枚以上、本例では２
枚のカーカスプライからなり、各カーカスプライは、タ
イヤ赤道Ｑに対して７０〜９０°の角度で傾斜するラジ
アル又はセミラジアル配列のカーカスコード有する。な
おカーカスコードとしては、ナイロン、レーヨン、ポリ
エステル、芳香族ポリアミド繊維などの有機繊維のコー
ド又はスチールコード等が用いられる。

【００１５】又前記ベルト層７は、例えばスチールなど
の高弾性のベルトコードをタイヤ赤道Ｑに対して３５度
以下の角度で配列した、例えば内外２枚のベルトプライ
７Ａ、７Ｂからなり、タガ効果を有してトレッド部２を
補強しかつトレッド剛性を高める。なおベルトプライ７
Ａ、７Ｂは、プライ間相互でコードが互いに交差するよ
うに向きを違えて配される。

【００１６】又このベルト層７のさらに外側には、本例
では、バンド層９が設けられ、ベルト層７のリフティン
グを抑制し、トレッド耐久性を向上している。該バンド
層９は、ベルト層７の外端部のみを覆う一対のエンドバ
ンドプライ９Ａ、及びベルト層７の略全面を覆うフルバ
ンドプライ９Ｂとを具え、各プライ９Ａ、９Ｂは、例え
ば屈曲性に優れるナイロンなどの有機繊維を用いたバン
ドコードを、タイヤ赤道Ｑとほぼ平行に螺旋巻きするこ
とによって形成される。

【００１７】又前記ビードコア５は、ビードワイヤＷ又
はコア帯状体１１を半径方向の最内側の段Ｃｉから最外
側の段Ｃｏまで多段（ｎ段）に渦巻き状に巻き重ねられ
た巻重ね体１２からなり、図２には、例えば、ビードワ
イヤＷがタイヤ軸方向に４列並んでなる段Ｃが４段形成
された、4+4+4+4 構造のものが示されている。

【００１８】このように、ビードワイヤＷを用いるもの
としては、シングルワインドタイプ及びテープワインド
タイプのものがあり、シングルワインドタイプの巻重ね
体１２Ａとしては、は、図３（Ａ）に示すように、ゴム
引きした１本のビードワイヤＷを螺旋状に巻回してなる
一段Ｃを順次多段に巻き付けることによって形成する。
この場合、ビードワイヤＷの端部が１つのビードコア５
において、巻き始めと巻き終わりの２ケ所しか発生しな
いため、ユニフォミティを向上するうえて好ましい。

【００１９】又テープワインドタイプの巻重ね体１２Ｂ
としては、図３（Ｂ）に示すように、複数本、例えば４
〜６本のビードワイヤＷを軸方向に整列して引き揃えか
つゴム引きしたテープ状のストランド１３を用い、この
ストランド１３を渦巻き状にｎ段巻き重ねて形成する。

【００２０】なお前記ビードワイヤＷとしては、硬鋼線
が好適に採用でき、又ゴムとの接着性を高めるべく、表
面に亜鉛、真鍮、銅などによりメッキを施すのが良い。

【００２１】又コア帯状体１１を用いる巻重ね体１２Ｃ
としては、前記テープワインドタイプと同様、図３
（Ｃ）に示すように、コア帯状体１１を渦巻き状にｎ段
巻き重ねて形成する。前記コア帯状体１１は、例えば、
高炭素鋼材料からなる帯鋼、及びエポキシ樹脂、ポリイ
ミド樹脂、ポリエーテル・エーテルケトン樹脂又はナイ
ロン樹脂などの合成樹脂材からなる帯状材であって、合
成樹脂材を用いるときには、例えばアラミド繊維、炭素
繊維、ガラス繊維、炭素ケイ素繊維又はボロン繊維など
の非伸長性の繊維材料で補強する。なおコア帯状体１１
の厚さは、例えば、０．６〜２．０ｍｍが好ましく、
０．６ｍｍを下回ると、剛性が過小となり、逆に２．０
ｍｍを越えると、巻き始め及び巻き終わりの各位置で大
きな段差が生じ、ユニフォミティを大巾に低下する。

【００２２】ここで、前記巻重ね体１２は、リム組前の
タイヤ単体の状態において、前記内側の段Ｃから最外側
の段Ｃｏに向かって、前記ビードワイヤＷ又はコア帯状
体１１に作用する周方向の引張応力を増大させている。
すなわち、最内側となる第１の段Ｃ１（Ｃｉ）のビード
ワイヤＷ又はコア帯状体１１に作用する引張応力をＴ1
、第２の段Ｃの引張応力をＴ２、最外側となる第ｎの
段Ｃｎ（Ｃｏ）の引張応力をＴｎとしたとき、Ｔ１≦Ｔ
２≦・・・ ≦ＴｎかつＴ１＜Ｔｎであり、これによってリ
ム組の際には、逆に前記ビードワイヤＷ又はコア帯状体
１１の引張応力分布の均一化が図られ、なお均一化をさ
らに高めるためには、Ｔ１＜Ｔ２＜…＜Ｔｎとするのが
良く、これによりリム組み性を損ねることなくリムとの
嵌合性及びビードコアの破断強度をより向上しうるので
ある。

【００２３】又前記ビードワイヤＷ又はコア帯状体１１
に前記引張応力Ｔを付与させる手段としては、図４に示
すように、リール（図示しない）から供給されるビード
ワイヤＷ又はコア帯状体１１を、ゴム付け処理１４を施
しながらビードコア成形ドラム１５上に巻き付けして、
巻重ね体１２を形成する。この巻き付けに際し、ビード
ワイヤＷ又はコア帯状体１１に張力Ｔを付与し、しかも
この張力Ｔを巻付けの進行に伴って増大させる。この
時、図５（Ｂ）に示すように、張力Ｔを一つの段では略
一定としたステップ状に増大させても良いが、図５
（Ａ）に示す本例の如く、連続的に増大させることがで
きる。すなわち図５（Ａ）では、一つの段においても、
巻付けの後方に向かって張力Ｔは漸増する。

【００２４】このように付与された張力分布は、前記ゴ
ム付け処理１４による各段Ｃ間のゴム粘着力よって巻重
ね体１２の形成後も維持されるが、巻戻りによる張力Ｔ
の弛み／変化を防ぐために、巻き付け終了後に巻重ね体
１２をゴムシートなどのラッピング材で固定、若しくは
接着剤などで固定し、早期に加硫することが好ましい。

【００２５】又ビードコアの破断強度の向上効果をより
高めかつ確実化するために、最外側での前記引張応力Ｔ
ｎと、最内側での前記引張応力Ｔ１との差Ｔｎ−Ｔ１
を、巻重ね体の段数ｎで除した値（Ｔｎ−Ｔ１）／ｎ
を、１００ｋｇｆ／cm²以上とすることが好ましい。し
かしながら、１０００ｋｇｆ／cm²を超えると、リム組
の際の応力分布に逆に不均一化を招き破断強度を減じる
こととなり、従って、その上限は１０００ｋｇｆ／cm²
以下とするのが好ましく、さらに８００kgｆ／cm²以下
が良い。

【００２６】なお前記引張応力Ｔ１、Ｔｎは、各段Ｃ
ｉ、Ｃｏにおける引張応力の平均値であって、又段数ｎ
は、図６に示すように、ビードワイヤＷ又はコア帯状体
１１の巻き終わりの位置Ｅ２が巻き始めの位置Ｅ１を通
り過ぎる回数で表す。

【００２７】以上詳述したが、前記巻重ね体１２自体の
断面形状は、本例で示したような正方形以外にも長方
形、六角形、平行四辺形、菱形状など種々の形状を用い
ることができ、又このような巻重ね体１２は、自動二輪
車用のタイヤのビードコアとしても適宜採用しうる。

【００２８】なお本例では、前記ビードコア５の半径方
向には、ＪＩＳＡ硬度が６０〜９０度の硬質ゴムからな
りかつ半径方向外方に向かって先細状に立上がるビード
エーペックス８が配されるとともに、このビードエーペ
ックス８と前記ビードコア５とは、保護層（図示しな
い）によって包み込まれて一体化される。

【００２９】

【実施例】図１の構造をなすタイヤサイズが２２５／６
０ＲＤ８Ｚの空気入りタイヤを、表１に示すビードコ
アの仕様のみを違えて試作するとともに、各試供タイヤ
におけるビードコアの破断強度、リム組み性、ビード締
め付け力、嵌合圧、嵌合性（ユニフォミティ）をそれぞ
れ測定し、その結果を表１に記載した。

【００３０】（１）ビードコアの破断強度：試供タイヤ
を規格リム（７ＪＪ×１６）及び規格外のリム（６．７
５×１６．５）にそれぞれリム組し、バルブから水をタ
イヤ内腔に注入して内圧を除々に高めるとともに、ビビ
ードコアに破断が発生したときの内圧を破壊圧として測
定した。

【００３１】（２）リム組み性：試供タイヤを規格リム
に組み付ける際の作業性を、下記の基準で判定した。・Ａ：楽である、・Ｂ：ややきつい、・Ｃ：きつい、・Ｄ：非常にきつい。

【００３２】（３）ビード締め付け力：市販のホフマン
ビード締め付け力測定機を用い、タイヤの各ビード部４
を図８に示すような８つのセグメントａで拡張し、その
ときの半径方向の変位ｄと拡張力ｆとを測定する。拡張
力は、個々のセグメントに内蔵したロードセルによって
検出される値の平均値であって、セグメントが規格リム
の規格値まで拡張されたときの拡張力を「ビード締め付
け力」として評価した。なお表１中の「ビード締め付け
力」は左右両側のビード部における締め付け力の平均値
である。乗用車用タイヤの場合、前記ビード締め付け力
は、１５００〜５０００Ｎ程度が適当とされ、１５００
Ｎ未満の時にはタイヤのエアー漏れを生じる恐れがあ
り、又５０００Ｎを超えると嵌合圧が異常に上昇し、又
リム組み性が低下するなどの弊害を生じる場合がある。

【００３３】（４）嵌合圧：試供タイヤを規格リムに組
み付け、内圧を充填して、タイヤとリムが完全に嵌め合
わされる圧力を測定するとともに、この圧力を「嵌合
圧」と定義した。嵌合圧は、通常、自動車メーカーで指
定されたタイヤ使用内圧を超えない値である。

【００３４】（５）嵌合性（ユニフォミティ）：ＪＡＳ
Ｏで規定されるユニフォミティ試験法に基づいて、下記
の項目、のＲＦＶ（ラジアルフォースバリエーショ
ン）の測定を実施するとともに、図９（Ａ）〜（Ｃ）に
示すように、項目で得られたリム組体のＲＦＶ波形か
ら項目で得られたタイヤ単体のＲＦＶ波形を引き算し
て、タイヤとリムの嵌合性のＲＦＶ波形を得た。又得ら
れた嵌合性のＲＦＶ波形グラフを、一次の正弦波で近似
しその振幅の大小で嵌合性を評価した。振幅が小なほど
優れている。タイヤ単体のＲＦＶ（ラジアルフォースバリエーシ
ョン）を測定：タイヤをリム組みし規定内圧を充填させてＲＦＶを
測定：

【００３５】

【表１】

【００３６】表１に示すように、実施例品１〜４は、リ
ム組み性の悪化、及びビード締め付け力、嵌合圧の急激
な上昇を伴うことなく、比較例１〜４に比べて、ビード
コアの破断強度において、誤組に際して２〜２２％、正
規のリム組に際して７〜１４％の向上効果が発揮される
のが確認できる。しかも実施例品１〜３においては、嵌
合性ＲＦＶの振幅が減じるなどユニフォミティが改善さ
れ、車輌振動の低減効果及び乗り心地性の向上効果が期
待できる。

【００３７】

【発明の効果】本発明は、叙上の如く構成しているた
め、リム組の際、ビードコアを構成するビードワイヤ等
に一様な引張応力分布を持たすことができ、リム組み性
を損ねることなくリムとの嵌合性及びビードコアの破断
強度を向上しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示すタイヤの断面図であ
る。

【図２】そのビードコアを拡大して示す断面図である。

【図３】（Ａ）はシングルワインドタイプの巻重ね体を
説明する線図、（Ｂ）はテープワインドタイプの巻重ね
体を説明する線図、（Ｃ）はコア帯状体１１を用いる巻
重ね体を説明する線図である。

【図４】巻重ね体の形成方法を略示する線図である。

【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、巻き付けに際しての張力の
付与の状態を例示する線図である。

【図６】段数ｎの計算方法を説明する、ビードコアの側
面図である。

【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は、表１に示す試供タイヤで使
用するビードコアを示す断面図である。

【図８】ホフマンビード締め付け力測定機を用いた、ビ
ード締め付け力の測定方法を説明する線図である。

【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は、タイヤとリムの嵌合性の測
定方法を説明するためのＲＦＶ波形を示す線図。

【図１０】リム組み時の充填内圧と、ビードワイヤに作
用する最大引張応力との関係を示す線図である。

【符号の説明】

２トレッド部３サイドウォール部４ビード部５ビードコア６カーカスＷビードワイヤ１１コア帯状体１２巻重ね体１３ストランドＣｉ最内側の段Ｃｏ最外側の段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トレッド部からサイドウォール部をへてビ
ード部に埋設された環状のビードコアで折り返されて係
止されるカーカスを有する空気入りタイヤであって、前記ビードコアは、ビードワイヤ又はコア帯状体が半径
方向の内側の段から最外側の段まで多段に渦巻き状に巻
き重ねられた巻重ね体からなるとともに、この巻重ね体は、リム組前において、前記内側の段から
最外側の段に向かって、前記ビードワイヤ又はコア帯状
体に作用する周方向の引張応力を増大させたことを特徴
とする空気入りタイヤ。
【請求項２】前記巻重ね体は、１本のビードワイヤから
なり、かつこのビードワイヤを螺旋状に巻回してなる一
段を順次多段に巻き付けて形成したことを特徴とする請
求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】前記巻重ね体は、複数本のビードワイヤか
らなり、かつこの複数本のビードワイヤを軸方向に整列
して引き揃えたテープ状のストランドに形成した後、該
ストランドを多段に巻重ねて形成したことを特徴とする
請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】前記巻重ね体は、合成樹脂材又は帯鋼から
なるコア帯状体からなり、かつこのコア帯状体を多段に
巻重ねて形成したことを特徴とする請求項１記載の空気
入りタイヤ。
【請求項５】前記巻重ね体の半径方向の最外側の段のビ
ードワイヤ又はコア帯状体に作用する引張応力Ｔn と、
半径方向の最内側の段のビードワイヤ又はコア帯状体に
作用する引張応力Ｔ1 との差Ｔｎ−Ｔ１を、巻重ね体の
段数ｎで除した値（Ｔｎ−Ｔ１）／ｎは、１００ｋｇｆ
／cm²以上であることを特徴とする請求項１、２、３、
４に記載の空気入りタイヤ。