(57)【要約】【課題】  生産性を悪化させることなく、耐リム外れ性を確保しつつタイヤをホイールに装着する際の嵌合圧を低減することを可能にした空気入りタイヤを提供する。【解決手段】  一対のビード部３，３間にカーカス層４を装架し、各ビード部３にタイヤ周方向に巻回されたスチール製のビード線材１０からなるビードコア５を埋設し、ビードコア５をビード線材１０の複数の周回部分がタイヤ径方向及びタイヤ軸方向に並べられた配列構造とした空気入りタイヤにおいて、ビード線材１０として単線であるスチールワイヤ１１と撚線であるスチールコード１２とを用い、ビードコア５において少なくともタイヤ軸方向の最も内側に位置する径方向列の周回部分をスチールワイヤ１１により構成し、ビードコア５において少なくともタイヤ軸方向の最も外側に位置する径方向列の周回部分をスチールコード１２により構成する。【選択図】  図２
2015160599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部間にカーカス層を装架し、各ビード部にタイヤ周方向に巻回されたスチール製のビード線材からなるビードコアを埋設し、該ビードコアを前記ビード線材の複数の周回部分がタイヤ径方向及びタイヤ軸方向に並べられた配列構造とした空気入りタイヤにおいて、前記ビード線材として単線であるスチールワイヤと撚線であるスチールコードとを用い、前記ビードコアにおいて少なくともタイヤ軸方向の最も内側に位置する径方向列の周回部分を前記スチールワイヤにより構成し、前記ビードコアにおいて少なくともタイヤ軸方向の最も外側に位置する径方向列の周回部分を前記スチールコードにより構成したことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記スチールコードの外径が前記スチールワイヤの外径の９５％〜１０５％であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記スチールコードを構成するフィラメントの本数が２本〜５本であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記ビードコアを構成する前記ビード線材における前記スチールワイヤの占有率が３０％〜７０％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記ビードコアにおいて、前記スチールワイヤからなる周回部分は前記スチールコードからなる周回部分に比べてタイヤ軸方向内側かつタイヤ径方向内側に多く存在し、前記スチールコードからなる周回部分は前記スチールワイヤからなる周回部分に比べてタイヤ軸方向外側かつタイヤ径方向外側に多く存在することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビード部にスチール製のビード線材からなるビードコアを埋設した空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、生産性を悪化させることなく、耐リム外れ性を確保しつつタイヤをホイールに装着する際の嵌合圧を低減することを可能にした空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤにおいて、ビード部の主要な役割はタイヤをホイールのリムに嵌合した状態を保つことである。このような役割を果たすため、ビード部にはスチールワイヤからなるビードコアが埋設されている。一般的にビード部に求められる性能として、長期に渡って壊れないことが最も重要であるが、リムに装着する際の嵌合し易さ（低嵌合圧化）と走行時におけるリムからの外れ難さ（耐リム外れ性）も、これに並ぶくらい重要な要素である。しかしながら、低嵌合圧化と耐リム外れ性とは互いに背反関係にあるため、これらを両立させることは困難である。
【０００３】
このような状況に鑑みて、ビードコアを構成するスチールワイヤの外径をビードトウ側とビードヒール側とで互いに異ならせ、ビードヒール側に細いスチールワイヤを配置することにより、低嵌合圧化と耐リム外れ性を両立させること（例えば、特許文献１参照）が提案されている。
【０００４】
しかしながら、ビードコアを構成するスチールワイヤの外径をビードトウ側とビードヒール側とで互いに異ならせた場合、ビードコアの外周側に配置されるビードフィラーの形状の再設計が必要になるばかりでなく、ビードコアを構成するスチールワイヤの層が崩れ易くなって生産性が低下するという不都合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４３９０１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、生産性を悪化させることなく、耐リム外れ性を確保しつつタイヤをホイールに装着する際の嵌合圧を低減することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部間にカーカス層を装架し、各ビード部にタイヤ周方向に巻回されたスチール製のビード線材からなるビードコアを埋設し、該ビードコアを前記ビード線材の複数の周回部分がタイヤ径方向及びタイヤ軸方向に並べられた配列構造とした空気入りタイヤにおいて、前記ビード線材として単線であるスチールワイヤと撚線であるスチールコードとを用い、前記ビードコアにおいて少なくともタイヤ軸方向の最も内側に位置する径方向列の周回部分を前記スチールワイヤにより構成し、前記ビードコアにおいて少なくともタイヤ軸方向の最も外側に位置する径方向列の周回部分を前記スチールコードにより構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、ビード線材として単線のスチールワイヤと該スチールワイヤと同一素材であっても曲げ剛性が相対的に低くなる撚線のスチールコードとを用い、ビードコアにおいて少なくともタイヤ軸方向の最も内側（ビードトウ側）に位置する径方向列の周回部分をスチールワイヤにより構成し、ビードコアにおいて少なくともタイヤ軸方向の最も外側（ビードヒール側）に位置する径方向列の周回部分をスチールコードにより構成することにより、ビードコアのトウ側部分の曲げ剛性を相対的高くして空気入りタイヤの耐リム外れ性を高めることができ、その一方で、ビードコアのヒール側部分の曲げ剛性を相対的に低くして空気入りタイヤをリムに装着する際の嵌合し易さを改善することができる。また、単線のスチールワイヤと撚線のスチールコードとは同等の太さにすることができるので、ビードコアを構成するビード線材の層が崩れ易くなるという不都合を招くこともない。従って、本発明によれば、生産性を悪化させることなく、耐リム外れ性を確保しつつタイヤをホイールに装着する際の嵌合圧を低減することが可能になる。
【０００９】
本発明において、スチールコードの外径がスチールワイヤの外径の９５％〜１０５％であることが好ましい。このようにスチールコードの外径とスチールワイヤの外径とを概ね一致させることにより、ビードコアの崩れをより確実に防止し、生産性やタイヤ性能を良好に維持することができる。また、ビードコアが歪な形状にならないので、その外周側に配置されるビードフィラーの形状として従来通りの形状を採用することができる。
【００１０】
スチールコードを構成するフィラメントの本数は２本〜５本であることが好ましい。フィラメントの本数を上記範囲に設定することにより、スチールコードの曲げ剛性を最適化し、低嵌合圧化と耐リム外れ性をより高い次元で両立させることができる。
【００１１】
ビードコアを構成するビード線材におけるスチールワイヤの占有率は３０％〜７０％であることが好ましい。スチールワイヤの占有率を上記範囲に設定することにより、ビードコアにおける曲げ剛性のバランスを最適化し、低嵌合圧化と耐リム外れ性をより高い次元で両立させることができる。
【００１２】
ビードコアにおいて、スチールワイヤからなる周回部分はスチールコードからなる周回部分に比べてタイヤ軸方向内側かつタイヤ径方向内側に多く存在し、スチールコードからなる周回部分はスチールワイヤからなる周回部分に比べてタイヤ軸方向外側かつタイヤ径方向外側に多く存在することが好ましい。スチールワイヤからなる周回部分をタイヤ軸方向内側かつタイヤ径方向内側に多く配置することで耐リム外れ性を改善し、スチールコードからなる周回部分をタイヤ軸方向外側かつタイヤ径方向外側に多く配置することで低嵌合圧化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線断面図である。
【図２】図１の空気入りタイヤのビードコアを抽出して示す断面図である。
【図３】図１の空気入りタイヤをホイールのリムに嵌合する際のビード部の挙動を示す要部断面図である。
【図４】図１の空気入りタイヤがリム外れに抗する際のビード部の挙動を示す要部断面図である。
【図５】本発明の空気入りタイヤにおけるビードコアの変形例を示し、（ａ）〜（ｆ）は各ビードコアの断面図である。
【図６】従来例の空気入りタイヤにおけるビードコアを示す断面図である。
【図７】比較例の空気入りタイヤにおけるビードコアを示し、（ａ）〜（ｂ）は各ビードコアの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１〜図２は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備えている。
【００１６】
一対のビード部３，３間にはタイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含むカーカス層４が装架され、そのカーカス層４の端部が各ビード部３に埋設されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。カーカス層４を構成する補強コードとしては、ナイロンやポリエステル等の有機繊維コードが好ましく使用される。また、各ビードコア５の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。
【００１７】
一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層７が埋設されている。これらベルト層７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。ベルト層７の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。
【００１８】
ベルト層７の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で配列してなる少なくとも１層のベルトカバー層８が配置されている。ベルトカバー層８は少なくとも１本の補強コードを引き揃えてゴム被覆してなるストリップ材をタイヤ周方向に連続的に巻回したジョイントレス構造とすることが望ましい。また、ベルトカバー層８はベルト層７の幅方向の全域を覆うように配置しても良く、或いは、ベルト層７の幅方向外側のエッジ部のみを覆うように配置しても良い。ベルトカバー層８の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。
【００１９】
上記空気入りタイヤにおいて、図２に示すように、ビードコア５はタイヤ周方向に巻回されたスチール製のビード線材１０により構成されている。より具体的には、ビードコア５はビード線材１０の複数の周回部分がタイヤ径方向に沿って列状に並べられると共にタイヤ軸方向に沿って層状に並べられた配列構造を有している。図２において、ＩＮはタイヤ軸方向内側（ビードトウ側）であり、ＯＵＴはタイヤ軸方向外側（ビードヒール側）である。ここで、ビード線材１０として、スチールワイヤ１１とスチールコード１２とが使用されている。スチールワイヤ１１はソリッドワイヤからなる単線であり、スチールコード１２は複数本のフィラメント１３を互いに撚り合わせた撚線である。ビードコア５において少なくともタイヤ軸方向の最も内側に位置する径方向列の周回部分はスチールワイヤ１１により構成され、ビードコア５において少なくともタイヤ軸方向の最も外側に位置する径方向列の周回部分はスチールコード１２により構成されている。特に、図２では、タイヤ軸方向内側に位置する３列の径方向列の周回部分がスチールワイヤ１１により構成され、タイヤ軸方向外側に位置する１列の径方向列の周回部分がスチールコード１２により構成されている。
【００２０】
上述した空気入りタイヤでは、ビード線材１０として単線のスチールワイヤ１１と撚線のスチールコード１２とを用い、ビードコア５において少なくともタイヤ軸方向の最も内側（ビードトウ側）に位置する径方向列の周回部分をスチールワイヤ１１により構成し、ビードコア５において少なくともタイヤ軸方向の最も外側（ビードヒール側）に位置する径方向列の周回部分をスチールコード１２により構成しているため、ビードコア５のトウ側部分の曲げ剛性を相対的高くして空気入りタイヤの耐リム外れ性を高めることができ、その一方で、ビードコア５のヒール側部分の曲げ剛性を相対的に低くして空気入りタイヤをリムに装着する際の嵌合し易さを改善することができる。
【００２１】
ここで、ビード部３の挙動について図３及び図４を用いて具体的に説明する。図３に示すように、空気入りタイヤをホイールのリムＲに嵌合する際、ビード部３はリムＲのハンプを乗り越える必要があり、その際の抵抗が大きいと嵌合圧が高くなる。しかしながら、上述のようにビードコア５において少なくともタイヤ軸方向の最も外側に位置する径方向列の周回部分をスチールコード１２により構成しているので、ビードコア５のヒール側部分（破線Ａで囲まれた部分）の曲げ剛性が相対的に低くなり、空気入りタイヤをリムＲに装着する際の嵌合圧を下げることができる。一方、図４に示すように、空気入りタイヤがリム外れに抗する際にはビード部３のトウ側の変形が少ないことが望ましいが、上述のようにビードコア５において少なくともタイヤ軸方向の最も内側に位置する径方向列の周回部分をスチールワイヤ１１により構成しているので、ビードコア５のトウ側部分（破線Ｂで囲まれた部分）の曲げ剛性が相対的に高くなり、空気入りタイヤの耐リム外れ性を良好に維持することができる。
【００２２】
また、単線のスチールワイヤ１１と撚線のスチールコード１２とは同等の太さにすることができるので、ビードコア５を構成するビード線材１０の層が崩れ易くなるという不都合を招くこともない。その結果、生産性を悪化させることなく、耐リム外れ性を確保しつつタイヤをホイールに装着する際の嵌合圧を低減することが可能になる。
【００２３】
上記空気入りタイヤにおいて、スチールコード１２の外径Ｄｃがスチールワイヤの外径Ｄｗの９５％〜１０５％であると良い。このようにスチールコード１２の外径Ｄｃとスチールワイヤ１１の外径Ｄｗとを概ね一致させることにより、ビードコア５の崩れをより確実に防止し、生産性やタイヤ性能を良好に維持することができる。また、ビードコア５が歪な形状にならないので、その外周側に配置されるビードフィラー６の形状として従来通りの形状を採用することができる。ここで、スチールコード１２の外径Ｄｃが上記範囲から外れるとビードコア５が崩れ易くなるため生産性やタイヤ性能が低下する。
【００２４】
また、上記空気入りタイヤにおいて、スチールコード１２を構成するフィラメント１３の本数は２本〜５本であると良い。フィラメント１３の本数を上記範囲に設定することにより、スチールコード１２の曲げ剛性を最適化し、低嵌合圧化と耐リム外れ性をより高い次元で両立させることができる。ここで、フィラメント１３の本数が６本以上であると各フィラメント１３を細くする必要があり、その曲げ剛性が著しく低下するため、ビードコア５としての特性が悪化することになる。
【００２５】
例えば、ヤング率が２１０００ｋｇｆ／ｍｍ2であって外径が１ｍｍであるスチールワイヤと、ヤング率が２１０００ｋｇｆ／ｍｍ2であって外径が０．４６ｍｍである３本のフィラメントを互いに撚り合わせた撚り構造を有すると共にコードとしての外径が１ｍｍであるスチールコードとを対比した場合、前者の曲げ剛性が１０３１ｋｇｆ・ｍｍ2であるのに対して、後者の曲げ剛性は１３８ｋｇｆ・ｍｍ2である。
【００２６】
更に、上記空気入りタイヤにおいて、ビードコア５を構成するビード線材１０におけるスチールワイヤ１１の占有率は３０％〜７０％であると良い。スチールワイヤ１１の占有率を上記範囲に設定することにより、ビードコア５における曲げ剛性のバランスを最適化し、低嵌合圧化と耐リム外れ性をより高い次元で両立させることができる。ここで、ビードコア５を構成するビード線材１０におけるスチールワイヤ１１の占有率が３０％より小さいとビードコア５の剛性が過度に低下するため耐リム外れ性が低下し、逆に７０％よりも大きいとビードコア５の剛性が十分に低減されないため嵌合圧の低減効果が不十分になる。なお、スチールワイヤ１１の占有率とは、ビードコアを構成するビード線材１０の周回部分の総本数に対するスチールワイヤ１１の周回部分の本数の百分率（％）である。
【００２７】
図５（ａ）〜（ｆ）は本発明の空気入りタイヤにおけるビードコアの変形例を示すものである。図５（ａ）において、タイヤ軸方向内側に位置する１列の径方向列の周回部分がスチールワイヤ１１により構成され、タイヤ軸方向外側に位置する４列の径方向列の周回部分がスチールコード１２により構成されている。図５（ｂ）において、タイヤ軸方向内側に位置する４列の径方向列の周回部分がスチールワイヤ１１により構成され、タイヤ軸方向外側に位置する１列の径方向列の周回部分がスチールコード１２により構成されている。図５（ｃ）において、タイヤ軸方向内側に位置する３列の径方向列の周回部分がスチールワイヤ１１により構成され、タイヤ軸方向外側に位置する２列の径方向列の周回部分がスチールコード１２により構成されている。図５（ｄ）ではスチールワイヤ１１とスチールコード１２の配列が図５（ｃ）と同じであるが、図５（ｃ）のスチールコード１２が３本のフィラメント１３から構成されているのに対して、図５（ｄ）のスチールコード１２は６本のフィラメント１３から構成されている。
【００２８】
図５（ｅ）及び図５（ｆ）では、ビードコア５において、スチールワイヤ１１からなる周回部分はスチールコード１２からなる周回部分に比べてタイヤ軸方向内側かつタイヤ径方向内側に多く存在し、スチールコード１２からなる周回部分はスチールワイヤ１１からなる周回部分に比べてタイヤ軸方向外側かつタイヤ径方向外側に多く存在している。この場合、スチールワイヤ１１からなる周回部分をタイヤ軸方向内側かつタイヤ径方向内側に多く配置することで耐リム外れ性を改善し、スチールコード１２からなる周回部分をタイヤ軸方向外側かつタイヤ径方向外側に多く配置することで低嵌合圧化を促進することができる。
【実施例】
【００２９】
タイヤサイズ２１５／４５Ｒ１７で、一対のビード部間にカーカス層を装架し、各ビード部にタイヤ周方向に巻回されたスチール製のビード線材からなるビードコアを埋設し、該ビードコアをビード線材の周回部分がタイヤ径方向及びタイヤ軸方向に並べられた配列構造とした空気入りタイヤにおいて、ビードコアの構造を種々異ならせた従来例１、比較例１，２及び実施例１〜６のタイヤを製作した。
【００３０】
従来例１のタイヤは、図６に示すように、ビード線材１０として単線であるスチールワイヤ１１を用いたものである。比較例１のタイヤは、図７（ａ）に示すように、ビード線材１０として撚線であるスチールコード１２を用いたものである。比較例２のタイヤは、図７（ｂ）に示すように、ビード線材１０として単線であるスチールワイヤ１１と撚線であるスチールコード１２とを用い、ビードコア５においてタイヤ径方向の最も内側に位置する層の周回部分をスチールコード１２により構成し、それ以外の層の周回部分をスチールワイヤ１１により構成したものである。
【００３１】
実施例１〜６のタイヤは、図５（ａ）〜（ｆ）に示すように、ビード線材１０として単線であるスチールワイヤ１１と撚線であるスチールコード１２とを用い、ビードコア５において少なくともタイヤ軸方向の最も内側に位置する径方向列の周回部分をスチールワイヤ１１により構成し、ビードコア５において少なくともタイヤ軸方向の最も外側に位置する径方向列の周回部分をスチールコード１２により構成したものである。
【００３２】
なお、従来例１、比較例１，２及び実施例１〜６のタイヤにおいて、スチールコード１２の外径はスチールワイヤ１１の外径の１００％とした。
【００３３】
これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、耐リム外れ性、嵌合圧を評価し、その結果を表１に示した。
【００３４】
耐リム外れ性：
各試験タイヤがリムサイズ１７×７Ｊのホイールに組み付けられた状態でのビードアンシーティング値（ｋＮ）をＪＩＳ−Ｄ４２３０に準拠して測定した。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐リム外れ性が優れていることを意味する。
【００３５】
嵌合圧：
各試験タイヤをリムサイズ１７×７Ｊのホイールに装着する際の嵌合圧を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど嵌合圧が低いことを意味する。
【００３６】
【表１】
2015160599.tif 000003
【００３７】
表１から判るように、実施例１〜６のタイヤは、従来例１との対比において、耐リム外れ性を確保しつつタイヤをホイールに装着する際の嵌合圧を低減することができた。また、実施例１〜６のタイヤにおいては、スチールコードの外径とスチールワイヤの外径とを一致させているので、ビードコアの崩れを確実に防止し、生産性やタイヤ性能を良好に維持することができる。
【００３８】
一方、比較例１のタイヤは、ビード線材としてスチールコードを用いたため、嵌合圧が低減されているものの、それに伴って耐リム外れ性が悪化していた。また、比較例２のタイヤは、ビードコアにおいてタイヤ径方向の最も内側に位置する層の周回部分をスチールコードにより構成し、それ以外の層の周回部分をスチールワイヤにより構成したため、比較例１と同様に、嵌合圧が低減されているものの、それに伴って耐リム外れ性が悪化していた。
【符号の説明】
【００３９】
１  トレッド部
２  サイドウォール部
３  ビード部
４  カーカス層
５  ビードコア
６  ビードフィラー
７  ベルト層
８  ベルトカバー層
１０  ビード線材
１１  スチールワイヤ
１２  スチールコード
１３  フィラメント
【図１】
2015160599.tif 000004
【図２】
2015160599.tif 000005
【図３】
2015160599.tif 000006
【図４】
2015160599.tif 000007
【図５】
2015160599.tif 000008
【図６】
2015160599.tif 000009
【図７】
2015160599.tif 000010