(57)【要約】【課題】本発明は空気入りタイヤのビード部を構成し、ケーブルの直径と外側線ワイヤのピッチとの間の比を制限してゴム浸透性を向上させ、外側線ワイヤの表面に対するコバルトコーティングを介してゴム付着性を向上させることにより、空気入りタイヤの耐久性を向上させた、空気入りタイヤ用ケーブルビード及びこれを備えた空気入りタイヤに関するものである。【解決手段】空気入りタイヤ用ケーブルビードは、ケーブルの直径Ｄと外側線ワイヤ２０のピッチＰが関係式Ｐ／Ｄ＝２５〜４５を満たすことを特徴とし、前記外側線ワイヤ２０は伸線後、コバルトが表面コーティングされたことを他方の特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入りタイヤのビード部に適用され、心線１０に一つ以上の外側線ワイヤ２０を撚って巻線することにより形成された空気入りタイヤ用ケーブルビードにおいて、
ケーブルの直径Ｄと前記外側線ワイヤ２０のピッチＰが関係式Ｐ／Ｄ＝２５〜４５を満たすことを特徴とする空気入りタイヤ用ケーブルビード。
【請求項２】
前記外側線ワイヤ２０の直径ｄ０は、前記心線１０の直径ｄの２５〜７５％であり、前記心線１０一つに６〜１５個の外側線ワイヤ２０が巻線されることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ用ケーブルビード。
【請求項３】
前記外側線ワイヤ２０は心線１０に右撚り方式または左撚り方式のいずれか一つの方式のみで巻線されることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ用ケーブルビード。
【請求項４】
前記外側線ワイヤ２０は伸線後、コバルトが表面コーティングされたことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ用ケーブルビード。
【請求項５】
前記外側線ワイヤ２０に対するコバルトコーティングは、０.４〜１.２ｍｇ／ｋｇの比率からなることを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤ用ケーブルビード。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のケーブルビードが適用されたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気入りタイヤのビード部を構成する空気入りタイヤ用ケーブルビード（Cable Bead for Pneumatic Tire）及びこれを備えた空気入りタイヤに関するものであって、特にケーブルの直径と外側線ワイヤのピッチ間の比を制限して、ゴム浸透性を向上させ、外側線ワイヤの表面に対するコバルトコーティングを介してゴム付着性を向上させることにより、空気入りタイヤの耐久性を向上させた、空気入りタイヤ用ケーブルビード及びこれを備えた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な空気入りタイヤは路面に接するトレッド(tread)と、タイヤの骨格をなすカーカス(carcass)と、トレッドとカーカスとの間に設けられるベルト(belt)部と、空気の漏れを防止するインナーライナー(inner liner)と、カーカスを保護し、柔軟な屈伸運動ができるようにするサイドウォール(side wall)と、タイヤをリムに装着できるようにするビード部とからなる。
【０００３】
ここで、前記ビード部は、車両のリムにタイヤを固定させ、車両の荷重を支え、かつ、車軸の回転力をタイヤに伝達すると共に、地面からの衝撃力を吸収し、車体のバランスを維持する重要な部分に該当する。また、前記ビード部は、スチールコード(steel cord)からなるワイヤ束からなるものであって、タイヤをリムに安着及び固定させる役割を果たす。また、タイヤの空気圧力と、走行中、タイヤに作用する屈伸力などを支持するためのカーカスコードを固定する役割を果たす。特にチューブリスタイヤにおいて、タイヤのビード部はタイヤとホイールのリムとの間に空気の漏れを防止し、ホイールのリムはビードの装着位置と一致するように形成され、タイヤビードに対する支持体としての役割を果たす。
【０００４】
よって、前記ビード部は高剛性を有しなければならない。このために、ビード部を構成するビードは、剛性が約２８０〜３２０ｋｇ/ｃｍ２のワイヤを用い、ビードを構成するワイヤの配列形態によってテープビードとケーブルビードに分けられている。
【０００５】
テープビード(tape bead)は複数本のワイヤ(Wire)を平行に配列し、その上にゴム層を被せたビードストリップ(Bead Strip)を一定の幅と厚さを有するテープ形状に切断して形成する。また、ケーブルビード(cable bead)は心線(core wire)の外周面に外側線一本を複数回撚って巻線したり、または心線外周面に外側線一本を複数回撚って巻線した後、その外側に他の外側線一本を複数回撚って巻線する方式で形成している。
【０００６】
このようなケーブルビードは、ビードの円周方向の部位別の重さに差異がほぼなく、複数本のワイヤを用いて製造されるテープビードは、始点と終点の段差による応力集中がある反面、ケーブルビードはワイヤの段差無しに溶接により接合された心線と、その心線に一本のワイヤを複数回撚って巻線した後、終点をクリップで仕上ていて、耐久性が向上する長所がある。
【０００７】
また、前記ケーブルビードは複数のスチールコアで形成され、車両を加速または減速する間、リムからタイヤが受ける制動トルク及び牽引トルクの伝達を保障し、リムに固定させる装着リムに対して、タイヤが滑ることを防止するのに適合していて、テープビードまたはシングルワインドビードの代わりに用いられている。
【０００８】
しかし、従来のケーブルビードはワイヤにゴムがコーティングされた後に束を形成しているテープビードやシングルビードとは違って、心線に一つ以上のワイヤを撚って巻線することにより、スチールコード束を形成した後、スチールコード束にゴムコーティングがなされるようにしていて、各ワイヤに対して完璧なゴムコーティングがなされない問題点がある。
【０００９】
このように、ケーブルビードを構成するワイヤにゴムコーティングがきちんとなされないと、金属からなるワイヤ間の摩擦により熱が生じえることはもちろん、摩擦過程にてワイヤ及びゴムが磨耗されえるため、ケーブルビード及び空気入りタイヤの耐久性が低下する可能性がある。また、タイヤが湿潤環境におかれたとき、ゴムが除去され、外部に露出したワイヤが湿気により腐食することにより、ケーブルビード及び空気入りタイヤの耐久性が低下する可能性がある。
【００１０】
一方、本発明に係る先行技術を調査した結果、多数の特許文献が検索され、そのうち一部を紹介すると次のとおりである。
【００１１】
特許文献１は、非金属内部層及びそのそれぞれが少なくとも部分的には金属であり、前記内部層の周りに螺旋形に巻き取られたストランドを含む不飽和外部層を含み、前記ケーブルは１９８４年の標準ＩＳＯ  ６８９２による引張力で測定したとき７％より大きい破壊時の相対伸び率(Ａｔ)を有し、その一部が大型車両または重装備に装着されたタイヤの少なくとも一つのクラウン保護プライを補強することに用いられ、他はモーターサイクルのような軽量モーター車両のタイヤビードを補強することに用いられる、混成層状ケーブルについて記載している。
【００１２】
特許文献２は、心線の外周面に外側線を複数回撚って巻線したケーブルビードにおいて、外側線をクリップを用いた溶接を介して終端部をつなぎ、溶接は外側線の両終端の接触面、クリップと外側線の接触面及びクリップ上端面と下端面の接触面を溶接するように構成され、外側線をクリップを用いた溶接を介して終端部をつなぐことにより、つなぎ部の引張強度が母材の引張強度の９０±１０％程度に増加し、タイヤの製造後、つなぎ部に対する耐久性が増加するようにしたタイヤ用ケーブルビードに対して記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−１０１４５４６号公報
【特許文献２】韓国登録特許第１０−１４３５２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は前記の従来技術の問題点を解決するために案出されたものであって、ケーブルの直径を考慮して外側線ワイヤのピッチを決定することにより、心線へのゴム浸透性を向上させ、金属間の摩擦による発熱及び磨耗が防止され、耐久性が向上するようにした、空気入りタイヤ用ケーブルビード及びこれを備えた空気入りタイヤを提供することにその目的がある。
【００１５】
また、本発明は外側線ワイヤのゴム付着性を向上させ、湿潤環境にて外側線ワイヤの腐食を遮断することにより耐腐食性が向上するようにした、空気入りタイヤ用ケーブルビード及びこれを備えた空気入りタイヤを提供することに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するための本発明は、空気入りタイヤのビード部に適用し、心線に一つ以上の外側線ワイヤを撚って巻線することによって形成されたケーブルビードにおいて、ケーブルの直径Ｄと前記外側線ワイヤのピッチＰが関係式Ｐ／Ｄ＝２５〜４５を満たすことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の空気入りタイヤ用ケーブルビードによると、前記外側線ワイヤの直径ｄ０は、前記心線の直径ｄの２５〜７５％であり、前記心線一つに６〜１５個の外側線ワイヤが巻線されることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の空気入りタイヤ用ケーブルビードによると、前記外側線ワイヤは心線に右撚り方式または左撚り方式のいずれか一つの方式のみで巻線されることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の空気入りタイヤ用ケーブルビードによると、前記外側線ワイヤは伸線後、コバルトが表面コーティングされたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の空気入りタイヤ用ケーブルビードによると、前記外側線ワイヤに対するコバルトコーティングは、０.４〜１.２ｍｇ／ｋｇの比率からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の空気入りタイヤ用ケーブルビード及びこれを備えた空気入りタイヤは、ケーブルビードを構成するとき、ケーブルの直径と外側線ワイヤのピッチ間の関係を規定し、外側線ワイヤとの間に隙間を存在させることにより、ゴムの浸透性を向上させ、金属間の摩擦による発熱及び磨耗が防止され、耐久性が向上する効果がある。
【００２２】
また、本発明の空気入りタイヤ用ケーブルビード及びこれを備えた空気入りタイヤによると、外側線ワイヤの表面にコバルトコーティング層が形成されることにより、ゴム付着性が向上し、湿潤環境におかれても、外側線ワイヤが腐食しないようになり耐久性が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は本発明による空気入りタイヤ用ケーブルビードが図示された構成図。
【図２】図２は本発明の空気入りタイヤ用ケーブルビードの断面図。
【図３】図３は本発明の空気入りタイヤ用ケーブルビードの外側線ワイヤのピッチを示した断面図。
【図４】図４は本発明の空気入りタイヤ用ケーブルビードの撚りを示した参考図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の空気入りタイヤ用ケーブルビードについて説明すると、下記のとおりである。
【００２５】
本発明による空気入りタイヤ用ケーブルビードは、空気入りタイヤのビード部に適用されるものであって、図１に図示したとおり、心線１０に一つ以上の外側線ワイヤ２０を撚って巻線することにより形成される。
【００２６】
このとき、ケーブルの直径Ｄと前記外側線ワイヤ２０のピッチＰが関係式Ｐ／Ｄ＝２５〜４５を満たすようにすることが好ましい。これはＰ／Ｄが２５未満であると外側線の折れが過度となり、心線と外側線との間の空隙が不均一となって撚りが不安定になり、Ｐ／Ｄが４５を超えると外側線の線接触面が大きくなってゴム浸透が容易にならないからである。
【００２７】
また、前記外側線ワイヤ２０の直径ｄ０は前記心線１０の直径ｄの２５〜７５％であり、好ましくは４０〜６０％である。心線１０一つに６〜１５個の外側線ワイヤ２０が巻線されることが好ましい。これは直径ｄ０が直径ｄの２５％未満であると、前記外側線ワイヤ２０による強化効果を発現するために外側線ワイヤの個数が増加するだけでなく、衝撃による外側線ワイヤの断線可能性があるからであり、直径ｄ０が直径ｄの７５％を越えると、前記心線１０と外側線ワイヤ２０とからなるケーブルの直径Ｄが大きくなりすぎるからである。
【００２８】
以上のように前記外側線ワイヤ２０のピッチＰをケーブルの直径Ｄに応じて決定することになると、前記外側線ワイヤ２０間に隙間が形成され、ゴムの浸透が容易になる。
【００２９】
前記の関係式Ｐ／Ｄ＝２５〜４５の効果を検証するために、ゴム浸透性が確認できる通気性試験を実施した。通気性試験は通常、スチールコードのゴム浸透度の比較のための試験であって、試験材にゴムを覆わせて加硫した後、一方端に空気圧を加えた際に空気が通るまでの時間を測定する試験法である。
【００３０】
本試験においてはＰ／Ｄの値を変化させながら複数のサンプルを製作し、各試片に対する通気性試験を評価を介してゴム浸透度を確認し、試験結果、次の表１のような結果が得られた。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
前記の表１を参照すると、Ｐ／Ｄ値が３２と３５であって本発明の範囲に属する実施例１と実施例２においては、平均１０.２３秒と１１.７９秒で、満足できるような通気性試験結果が確認され、Ｐ／Ｄ値が２２であって下限値未満である比較例１においては、空気通過までかかる時間が平均１.５１秒程度で極めて微弱であり、Ｐ／Ｄ値が４７であって上限値を超える比較例２の場合には、平均３.７秒であって比較例１に比べては空気通過までかかる時間が長くなったが、実施例に比べては比べ物にならないほど低いことが確認された。
【００３３】
一方、前記外側線ワイヤ２０は、伸線後、コバルトが表面コーティングされることが好ましい。このとき、前記外側線ワイヤ２０に対するコバルトコーティングは、０.４〜１.２ｍｇ／ｋｇの比率からなり、さらに好ましくは０.８〜０.９ｍｇ／ｋｇである。これは、前記外側線ワイヤ２０のコバルトコーティングは０.４ｍｇ／ｋｇでは効果の発現がほとんどなく、１.２ｍｇ／ｋｇ以上ではこれ以上効果の発現が増加しなかったからである。また、外側線ワイヤ２０のコバルトコーティングは、ゴムの湿潤老化接着性を向上させるためのものである。
【００３４】
前記のコバルトコーティングによる効果を検証するために、環境による老化進行後、接着力の変化を確認するための試験である湿熱接着力評価試験を施した。湿熱接着力評価試験においてはコードとゴムを共に加硫し、８０℃、Ｒ.Ｈ８５％条件下で３週以上放置した後、コードとゴムの間の付着量を調査し、その結果は下記表２のように示された。表２においては、比較例１を基準(１００％)として、コバルトコーティング量を異にした複数の実施例におけるコードとゴムの間の付着量を比較インデックス(％)で示した。
【００３５】
【表２】
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【００３６】
前記の表２によると、コバルトコーティング量が０.４ｍｇ／ｋｇである場合から効果が現れ、コバルトコーティング量が１.２ｍｇ／ｋｇを越えても効果が一定に保持されることが確認できた。
【００３７】
これに関し、既存には外側線ワイヤの表面に銅めっきまたは亜鉛めっきを介してめっき層を形成していたが、銅めっき層や亜鉛めっき層は水分による腐食が容易であり、水分による接着層の過成長によってゴムと外側線ワイヤとの間の接着力を落とす要因として作用している。よって、水分による接着層の弱化が防止できるコバルトコーティング層を形成することにより、前記外側線の湿潤による時効接着力を向上し、ワイヤの耐腐食を向上するようにした。
【００３８】
また、コバルトコーティング層による効果を検証するために、次のように実施例と比較例を製造した後、時間の経過による接着力指数とゴム付着率を確認し、下記の表３と４に示した。
【００３９】
＜実施例＞
１×３.０＋１０×１.３０構造を有するケーブルビードであって、直径Ｄを５.６ｍｍとし、外側線ワイヤのピッチＰを１６３ｍｍとするとともに、外側線ワイヤが０.８７ｍｇ／ｋｇのコバルト含有量を有するようにコバルトコーティングしたものである。
【００４０】
＜比較例＞
前記実施例と同様のケーブルビードを製造するが、コバルトコーティング工程を省略することにより、外側線ワイヤがコバルト含有量を有しないようにしたものである。
【００４１】
【表３】
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【００４２】
【表４】
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【００４３】
前記の表３と表４によると、比較例においては時間がたつにつれ、接着力指数とゴム付着率が引き続き減少することが分かる。しかし、実施例の場合、初期には接着力指数とゴム付着率が大幅に減少するが、一定時間がたった後にはその減少量が徐々に減っているだけでなく、接着力指数とゴム付着率が比較例に比べて優れていることが分かる。
また、実施例及び比較例によるケーブルビードを用いて２０５／６０Ｒ  １６タイヤを製造し、該当完成品タイヤを屋外に放置する野積み１ヶ月と湿熱チャンバー(８５℃、８５％ＲＨ)条件で１ヶ月保管した後、タイヤの耐久性の実験結果による耐久性指数を下記表５に示した。
【００４４】
【表５】
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【００４５】
前記の表５に示した耐久性(％)は、ビード部の負荷耐久性の評価でタイヤのビード部の破壊までかかった時間を比較例に比べて増加した時間をパーセンテージ(％)で示したものであって、比較例に比べて実施例が環境老化条件にて１０〜２６％ほど耐久性に優れていることが分かる。
【００４６】
以上、本発明の技術的思想を例示するためのいくつの実施例に関連して説明し、図示したが、本発明はこのように説明されたそのままの構成及び作用にのみ限れられるものではなく、明細書に記載された技術的思想の範疇を逸脱することなく、本発明に対して多数の変更及び修正が可能であることを通常の技術者は良く理解できるはずである。よって、そのようなすべての適切な変更及び修正並びに均等物も本発明の範囲に属するものとみなすべきである。
【符号の説明】
【００４７】
１０…心線
２０…外側線ワイヤ
Ｐ…外側線ワイヤのピッチ
Ｄ…ケーブルの直径
ｄ…心線の直径
ｄ０…外側線ワイヤの直径
【図１】
2018070137.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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