(57)【要約】【課題】断面多角形状のビードワイヤを用いて構成されたビードコアを使用したタイヤにおいて、ビードＣＢＵ耐久性を向上する技術を提供する。【解決手段】一対のビード部１１間にトロイド状に延在し、一対のビード部にそれぞれ埋設されたビードコア１の周りにタイヤ内側から外側に向かい折り返されてなるカーカス２を骨格とするタイヤにおいて、ビードコアが、断面多角形状のビードワイヤにより構成されて断面多角形状を呈し、かつ、ビードコア断面においてタイヤ内面側でカーカスに対向する辺を形成するビードワイヤ２１Ｃの断面多角形状の、タイヤ内面側の角部２１ｃが、円弧状に面取りされている。【選択図】図２
2014151839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部間にトロイド状に延在し、該一対のビード部にそれぞれ埋設されたビードコアの周りにタイヤ内側から外側に向かい折り返されてなるカーカスを骨格とするタイヤにおいて、
前記ビードコアが、断面多角形状のビードワイヤにより構成されて断面多角形状を呈し、かつ、ビードコア断面においてタイヤ内面側で前記カーカスに対向する辺を形成する該ビードワイヤの断面多角形状の、タイヤ内面側の角部が、円弧状に面取りされていることを特徴とするタイヤ。
【請求項２】
前記ビードコアが、断面四角形状のストランドビードである請求項１記載のタイヤ。
【請求項３】
ビードコア断面においてタイヤ内面側で前記カーカスに対向する辺を形成する前記ビードワイヤの硬さが、ビードコア断面の重心に位置するビードワイヤの硬さよりも軟らかい請求項１または２記載のタイヤ。
【請求項４】
断面多角形状のビードワイヤの複数本を並列してなるビードワイヤ列が複数段にて積層されてなる、断面多角形状のビードコアを備えるタイヤの製造方法であって、
前記ビードワイヤ列を構成する前記複数本のビードワイヤのうち少なくとも一方の端部に位置するビードワイヤとして、該一方の端部側の角部が円弧状に面取りされているものを用いて、前記ビードコアの該一方の端部が、タイヤ内面側に位置するように、該ビードコアを組み立てることを特徴とするタイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタイヤに関し、詳しくは、ビードコアの改良に係る重荷重用タイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、リムに対するタイヤの嵌合性を確保してタイヤの内圧を保持するために、タイヤのビード部には、ビードコアが埋設されている。ビードコアは、通常、１本ないし複数本のビードワイヤを、断面円形や断面多角形等にて円環状に巻回して構成される。中でも、複数本のビードワイヤを並列させてゴム被覆してなるリボン状の部材を、複数段にて円環状に巻回して積層させた、いわゆるストランドビードが、従来より、広く用いられている。
【０００３】
ビードコアに係る改良技術として、例えば、特許文献１には、ビード部耐久性の向上を目的として、スチールワイヤを環状に複数回巻回して多角形断面に形成したビードコアを有し、その周りに多角形断面の少なくともビードトウ側に対応する角部にゴムシートを介在させてカーカス層の端部を巻き上げ、ゴムシートを多数の孔が表裏に貫通する加硫ゴムシートで構成した空気入りタイヤが開示されている。また、特許文献２には、ビード部耐久性の向上を目的として、スチールワイヤからなる断面多角形状のビードコアの廻りにタイヤ内側から外側にスチールコードからなるカーカス層の端部を折り返して巻き上げ、ビードコアの断面において少なくともタイヤ断面方向もっとも内側を構成するスチールワイヤの硬さをカーカス層を構成するスチールコードの硬さの０．２〜０．７の範囲とした重荷重用空気入りラジアルタイヤが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４０５１３号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開平３−１６４３１１号公報（特許請求の範囲等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ビードコアの強度を確保する観点からは、ビードコアを構成するビードワイヤとしては、高強度な素材からなり、高密度での充填が可能な断面多角形状のものが好適に使用される。一方、タイヤの骨格部材であるカーカスは、一般に、ビードコアの周りに、タイヤ内側から外側に向かい折り返されて係止される。
【０００６】
しかしながら、断面多角形状のビードワイヤを用いてビードコアを構成した場合、タイヤ使用時において、ビードコアの断面における角部と、カーカスを構成する補強コードとの接触が生じて、補強コードが摩滅してしまい、いわゆるビードＣＢＵ（Ｃｏｒｄ  Ｂｒｏｋｅｎ  Ｕｐ；コード破断）耐久性が低下する場合があった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、断面多角形状のビードワイヤを用いて構成されたビードコアを使用したタイヤにおいて、ビードＣＢＵ耐久性を向上する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は鋭意検討した結果、ビードコア断面においてタイヤ内面側でカーカスに対向する辺を形成するビードワイヤの断面多角形状の、タイヤ内面側の角部を円弧状に面取りするものとすることで、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明のタイヤは、一対のビード部間にトロイド状に延在し、該一対のビード部にそれぞれ埋設されたビードコアの周りにタイヤ内側から外側に向かい折り返されてなるカーカスを骨格とするタイヤにおいて、
前記ビードコアが、断面多角形状のビードワイヤにより構成されて断面多角形状を呈し、かつ、ビードコア断面においてタイヤ内面側で前記カーカスに対向する辺を形成する該ビードワイヤの断面多角形状の、タイヤ内面側の角部が、円弧状に面取りされていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明においては、前記ビードコアが、断面四角形状のストランドビードであるものとすることができる。また、本発明においては、ビードコア断面においてタイヤ内面側で前記カーカスに対向する辺を形成する前記ビードワイヤの硬さが、ビードコア断面の重心に位置するビードワイヤの硬さよりも軟らかいことが好ましい。
【００１１】
また、本発明のタイヤの製造方法は、断面多角形状のビードワイヤの複数本を並列してなるビードワイヤ列が複数段にて積層されてなる、断面多角形状のビードコアを備えるタイヤの製造方法であって、
前記ビードワイヤ列を構成する前記複数本のビードワイヤのうち少なくとも一方の端部に位置するビードワイヤとして、該一方の端部側の角部が円弧状に面取りされているものを用いて、前記ビードコアの該一方の端部が、タイヤ内面側に位置するように、該ビードコアを組み立てることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、上記構成としたことにより、断面多角形状のビードワイヤを用いて構成されたビードコアを使用したタイヤにおいて、ビードＣＢＵ耐久性を向上することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のタイヤの一例を示す幅方向片側断面図である。
【図２】図１に示すタイヤのビード部近傍を拡大して示す拡大部分断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、ビードコアの断面多角形状の例を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に、本発明のタイヤの一例を示す幅方向片側断面図を示す。また、図２は、図１に示すタイヤのビード部近傍を拡大して示す拡大部分断面図である。図示するように、本発明のタイヤは、一対のビード部１１間にトロイド状に延在し、一対のビード部１１にそれぞれ埋設されたビードコア１の周りにタイヤ内側から外側に向かい折り返されてなるカーカス２を骨格とする。
【００１５】
本発明においては、ビードコア１が、断面多角形状のビードワイヤ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃにより構成されて断面多角形状を呈しており、ビードコア断面においてタイヤ内面側（図中の右側）でカーカス２に対向する辺を形成するビードワイヤ２１Ｃの断面多角形状の、タイヤ内面側の角部２１ｃが、円弧状に面取りされている点に特徴がある。これにより、タイヤ使用時に、厳しいタイヤ使用環境下でカーカス２と接触を生じやすいビードコア１のタイヤ内面側に鋭利な角部がなくなる。よって、カーカスプライとビードコアとの接触が生じた場合においても、プライコードとビードコアの角部との接触部における応力集中が緩和されて、カーカスコードの摩滅による損傷を抑制することができ、結果として、ビードＣＢＵ耐久性を向上することが可能となった。
【００１６】
また、本発明に係るビードコアは、断面多角形状のビードワイヤからなるので、ワイヤの充填率を高めることができ、ビードコアの強度を向上することができる。これにより、ビードコアの強度を低下させることなく、ビードコアの軽量化、ひいてはタイヤの軽量化を図ることが可能となる。
【００１７】
ここで、ビードコアを構成する複数本のビードワイヤのすべての角部を面取りしない理由としては、カーカスプライと接触するおそれのないビードワイヤについては、できるだけ密な状態で配列されていることが好ましいためである。すなわち、カーカスプライと接触するおそれのないビードワイヤについては、面取りされていない角部を有する形状のビードワイヤの方が、隣接するワイヤ間で力が伝達されやすいため、好ましい。
【００１８】
本発明においては、図示するように、ビードコア断面においてタイヤ内面側でカーカス２に対向する辺を形成するビードワイヤ２１Ｃだけでなく、タイヤ外面側でカーカス２に対向する辺を形成するビードワイヤ２１Ａについても、角部２１ａを円弧状に面取りすることが好ましい。この場合、ビードワイヤ２１Ａについては、その断面多角形状の、カーカスに対向する側であるタイヤ外面側の角部２１ａを、円弧状に面取りする。これにより、ビードコアのタイヤ外面側についても、ビードコアとの接触によるカーカスプライの摩滅抑制効果を得ることができ、より好ましい。すなわち、本発明に係るビードコアは、１種の面取りされていない断面多角形状のビードワイヤと、１種以上の面取りされた断面多角形状のビードワイヤとの、２種以上の異なる形状のビードワイヤよりなるものである。
【００１９】
本発明において、断面多角形状のビードワイヤとしては、図示するような断面四角形状には限られず、例えば、断面三角形状や、断面六角形状などであってもよい。また、例えば、図３（ａ）〜（ｄ）に示すビードコアのような、矢羽根形状や、同一形状の方形をずらして重ねてなる階段形状などの、凹部を有する異形の多角形状のビードワイヤであってもよい。いずれの場合も、ビードコア断面においてタイヤ内面側のビードワイヤ、好適にはタイヤ外面側のビードワイヤについても、その断面多角形状の、カーカスに対向する側の角部を、円弧状に面取りすることで、本発明の所期の効果を得ることができる。
【００２０】
中でも、本発明において好適なビードコアとしては、図１，図２に示すような、断面長方形や断面平行四辺形等の断面四角形状のストランドビードが挙げられる。ここで、ストランドビードとは、前述したように、複数本のビードワイヤを並列させてゴム被覆してなるリボン状の部材（ビードワイヤ列）を、複数段にて円環状に巻回して積層させた構造のビードコアをいう。
【００２１】
また、本発明においては、ビードコア断面においてタイヤ内面側でカーカスに対向する辺を形成するビードワイヤ２１Ｃの硬さが、ビードコア断面の重心に位置するビードワイヤ２１Ｍの硬さよりも軟らかいことが好ましい。プライコードと接触するおそれのあるビードワイヤ２１Ｃの材質を、ビードコアの中心部分を形成しているビードワイヤよりも軟らかいものとすることで、プライコードに与える損傷をより低減することができる。この場合も、ビードコア断面においてタイヤ内面側でカーカスに対向する辺を形成するビードワイヤ２１Ｃに加えて、タイヤ外面側でカーカスに対向する辺を形成するビードワイヤ２１Ａの硬さについても、ビードコア断面の重心に位置するビードワイヤ２１Ｍの硬さより軟らかくすることが、より好ましい。すなわち、本発明に係るビードコアは、異なる硬さを有する２種以上の材質からなるビードワイヤを用いて形成することが好ましい。
【００２２】
なお、ビードコアの中心部分を形成するビードワイヤについては、軽量化を図りつつビードの強度を確保するために、高強度（高剛性）の素材を用いて、高充填可能な断面多角形状のビードワイヤを使用することが好ましい。また、例えば、ビードコアの中心部分を形成するビードワイヤについて、ビードコア断面においてタイヤ内面側でカーカスに対向する辺を形成するビードワイヤ、および、タイヤ外面側でカーカスに対向する辺を形成するビードワイヤと比較して破断強力の高い素材を用いることで、耐水圧レベルを向上させることが可能となる。このように、ビードワイヤの材質を適宜選定することで、ワイヤ量を最小化させつつ、所望の性能を実現したビードコアとすることが可能となる。より具体的には、ビードコア断面の重心に位置するビードワイヤ２１Ｍについては炭素含有量０．８０〜０．８５％の炭素鋼を、また、ビードコア断面においてタイヤ外面側ないしタイヤ内面側でカーカスに対向する辺を形成するビードワイヤ２１Ａ，２１Ｃについては炭素含有量０．６９〜０．７６％の炭素鋼を、それぞれ好適に使用することができる。炭素含有量の多い高炭素鋼を用いるほど、引張り強さおよび硬さの高いワイヤとすることができる。また、ビードコア断面の重心に位置するビードワイヤ２１Ｍについては、破断強力が４７５０〜５４４５Ｎ／ｍｍ２の範囲のものを用いることが好ましい。
【００２３】
本発明のタイヤにおいては、ビードコア１について上記条件を満足するものであればよく、これにより本発明の所期の効果を得ることができるものである。ビードコア以外の、タイヤ構造の詳細や各部材の材質等については、従来公知のもののうちから適宜構成することができ、特に制限されるものではない。
【００２４】
例えば、本発明のタイヤは、一対のビード部１１と、ビード部１１からタイヤ半径方向外側に延びるサイドウォール部１２と、両サイドウォール部１２間に連なるトレッド部１３とを有しており、カーカス２のクラウン部のタイヤ半径方向外側には、４枚のベルト層３が配置されている。
【００２５】
本発明において、カーカス２は、スチールコードまたは有機繊維コードをゴム被覆してなり、少なくとも１枚にて配置することが必要であるが、２枚以上で配置してもよく、図示するように、ビードコア１の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止される。また、ベルト層３は、タイヤ周方向に対し、例えば、３０〜８０°の角度で傾斜して平行に配列された複数本のスチールコードをゴム被覆してなり、通常は３〜４枚にて配置することができ、図示する例では４枚である。
【００２６】
さらに、本発明のタイヤにおいて、トレッド部１３の表面には適宜トレッドパターンが形成されており、最内層にはインナーライナー（図示せず）が形成されている。さらにまた、タイヤ内に充填する気体としては、通常のまたは酸素分圧を変えた空気、もしくは窒素等の不活性ガスを用いることができる。
【００２７】
本発明において、断面多角形状のビードワイヤの複数本を並列してなるビードワイヤ列が複数段にて積層されてなる、上記断面多角形状のビードコアは、以下のようにして製造することができる。すなわち、例えば、図２に示すビードコア１の場合、まず、ビードワイヤ列２１を構成する８本のビードワイヤのうち、少なくとも一方の端部に位置するビードワイヤ２１Ｃとして、かかる一方の端部側の角部２１ｃが円弧状に面取りされているものを用い、これら８本のビードワイヤを並列させて、ビードワイヤ列２２を形成する。その後、このビードワイヤ列２２を、上記ビードコア１の一方の端部がタイヤ内面側に位置するように、５段にて円環状に巻回して積層させて、ビードコア１を組み立てればよい。このような手法を用いて、複数本のビードワイヤを同時に重ね巻くことで、１本のワイヤを多角形に積み上げるモノストランド方式よりも、生産効率を高めることができる。ここで、ビードコアの一方の端部がタイヤ内面側に位置するようにビードコアを組み立てるとしているのは、ビードコアは、その底面が、タイヤ軸方向に対し傾斜角をもつような形状にて形成される場合があるので、組み立てる際のこの傾斜角のもたせ方によって、タイヤ内面側または外面側がどちら側になるか決まるためである。なお、ビードコアの底面に傾斜を持たせているのは、リムのベース面には通常１５°の傾斜が付いているので、ビードコアの幅方向に均等に力が加わるようにするためである。
【００２８】
本発明においては、好適には図示するように、ビードワイヤ列２２を構成する８本のビードワイヤのうち両方の端部に位置するビードワイヤ２１Ａ，２１Ｃとして、タイヤ内に埋設された際にカーカスに対向する側の角部２１ａ，２１ｃが円弧状に面取りされているものを用いてビードワイヤ列２２を形成し、これを、ビードコアの端部がそれぞれタイヤ内面側または外面側に位置するように５段にて円環状に巻回して積層させて、ビードコアを組み立てることができる。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜実施例１＞
図２に示すような、断面長方形のビードワイヤにより構成された断面長方形のビードコアを作製した。ビードワイヤとしては、ビードコア断面においてタイヤ内面側でカーカスに対向する辺を形成するものについては、その断面多角形状のタイヤ内面側の角部を、円弧状に面取りしたものを用い、ビードコア断面においてタイヤ外面側でカーカスに対向する辺を形成するものについては、その断面多角形状のタイヤ外面側の角部を、円弧状に面取りしたものを用いた。面取りしていないビードワイヤの寸法は、ビードコア断面の高さが１．３ｍｍ、幅が２ｍｍであり、面取りしたビードワイヤにおける面取り部分の円弧状の寸法は、半径が０．５ｍｍであった。ビードワイヤの材質については、すべて同一とした。
【００３０】
このビードコアは、ビードワイヤ列を構成する８本のビードワイヤのうち、両方の端部に位置するビードワイヤとして、それぞれビードコアの外側に位置する角部が円弧状に面取りされているものを用いて、これら８本のビードワイヤを並列させてビードワイヤ列を形成した後、これを、ビードコアの端部がそれぞれタイヤ内面側または外面側に位置するように５段にて円環状に巻回して積層させて、作製した。
【００３１】
得られたビードコアを用いて、タイヤサイズ２７５／８０Ｒ２２．５の供試タイヤを作製した。このタイヤは、一対のビード部間にトロイド状に延在し、一対のビード部にそれぞれ埋設されたビードコアの周りにタイヤ内側から外側に向かい折り返されてなる１枚のカーカスプライ（材質：スチール）からなるカーカスを骨格とし、カーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側には、内層側から順次、タイヤ周方向に対し５２°（右）、１８°（右）、１８°（左）、１８°（左）の角度にて交錯配置された４枚のベルト層（材質：スチール）とを備えていた。
【００３２】
＜実施例２＞
ビードコア断面においてタイヤ内面側および外面側でカーカスに対向する辺を形成するビードワイヤについて、それ以外のビードワイヤよりも硬さが軟らかい材質からなるものを用いた以外は実施例１と同様にして、ビードコアを作製し、このビードコアを用いて、実施例２の供試タイヤを作製した。
【００３３】
＜従来例＞
ビードワイヤとして、ビードコア断面において角部が面取りされていないもののみを用いた以外は実施例１と同様にして、ビードコアを作製し、このビードコアを用いて、従来例の供試タイヤを作製した。
【００３４】
得られた各タイヤにつき、下記に従いビードＣＢＵ耐久性および耐水圧レベルの評価を行った結果を、下記の表中に示す。
【００３５】
＜ビードＣＢＵ耐久性＞
各供試タイヤにつき、ドラム試験機を用いて走行耐久試験を行い、ビード部におけるカーカスプライコードのＣＢＵによる故障が発生するまでの走行距離を測定した。結果は、従来例の供試タイヤの走行距離を１００とする指数にて示した。指数値が大きいほど、ビード部のＣＢＵ耐久性が高く、良好である。
【００３６】
＜耐水圧レベル＞
各供試タイヤにつき、ＪＩＳに準拠する水圧試験を行い、破壊時の水圧を測定した。結果は、従来例の供試タイヤのビード部の破壊圧を１００とする指数にて示した。指数値が大きいほど、ビード部の耐水圧レベルが高く、良好である。
【００３７】
【表１】
2014151839.tif 000003
【００３８】
上記表中の結果より、ビードコアに用いるビードワイヤの形状ないし材質を改良した各実施例のタイヤにおいては、従来例と比較して、水圧レベルが同等であって、ビードＣＢＵ耐久性が向上していることが確かめられた。
【符号の説明】
【００３９】
１  ビードコア
２  カーカス
３  ベルト層
１１  ビード部
１２  サイドウォール部
１３  トレッド部
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｍ  ビードワイヤ
２１ａ，２１ｃ  角部
２２  ビードワイヤ列
【図１】
2014151839.tif 000004
【図２】
2014151839.tif 000005
【図３】
2014151839.tif 000006