(57)【要約】【課題】  ビードワイヤを抗張材として有効に活用することで、タイヤの安全率を低下させることなく、ビードワイヤの使用量を削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】  並列に配列された複数本のビードワイヤ５ａ〜５ｈを環状に巻き重ねて構成されるビードコア５を備えた空気入りタイヤにおいて、最もビードトウ側のビードワイヤ５ａの破断伸びを他のビードワイヤ５ｂ〜５ｈの平均破断伸びよりも０．５％以上の差を持たせて高くすると共に、最もビードトウ側のビードワイヤ５ａの破断強力を他のビードワイヤ５ｂ〜５ｈの平均破断強力の８０％以上とする。【選択図】  図２
2007216710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に配列された複数本のビードワイヤを環状に巻き重ねて構成されるビードコアを備えた空気入りタイヤにおいて、最もビードトウ側のビードワイヤの破断伸びを他のビードワイヤの平均破断伸びよりも０．５％以上の差を持たせて高くすると共に、最もビードトウ側のビードワイヤの破断強力を他のビードワイヤの平均破断強力の８０％以上とした空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記ビードコアを構成する全てのビードワイヤの断面形状を長方形とした請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
最もビードトウ側のビードワイヤの破断伸びを４％〜１０％とし、最もビードトウ側のビードワイヤの破断強力を１５００ＭＰａ〜２３００ＭＰａとした請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
最もビードトウ側のビードワイヤの破断伸びＥ１（％）と最もビードヒール側のビードワイヤの破断伸びＥ２（％）とを、最もビードトウ側のビードワイヤの内周長Ｃ１（ｍｍ）及び最もビードヒール側のビードワイヤの内周長Ｃ２（ｍｍ）に対して、Ｅ１−Ｅ２＞（Ｃ２−Ｃ１）／Ｃ２×１００％の関係にした請求項１〜３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、並列に配列された複数本のビードワイヤを環状に巻き重ねて構成されるビードコアを備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、ビードワイヤを抗張材として有効に活用することで、タイヤの安全率を低下させることなく、ビードワイヤの使用量を削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】
空気入りタイヤのビードコアとして、１本のビードワイヤを連続的に巻回して構成されるもの（例えば、特許文献１参照）、或いは、並列に配列された複数本のビードワイヤを環状に巻き重ねて構成されるもの（例えば、特許文献２参照）がある。いずれの場合も、ビードコアの強度はビードワイヤの使用量に応じて変化する。
【０００３】
近年、車両の低燃費化を目的とした軽量化や材料の削減による省資源化は、タイヤ産業の重要な課題になっている。このような課題に鑑みてビードワイヤの使用量を削減することが検討されている。しかしながら、ビードワイヤの使用量を削減すれば必然的にビードコアの強度が低下し、タイヤの安全率が低下することになる。
【特許文献１】特開２００５−２８９４４号公報
【特許文献２】特開２００５−１４５０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ビードワイヤを抗張材として有効に活用することで、タイヤの安全率を低下させることなく、ビードワイヤの使用量を削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】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、並列に配列された複数本のビードワイヤを環状に巻き重ねて構成されるビードコアを備えた空気入りタイヤにおいて、最もビードトウ側のビードワイヤの破断伸びを他のビードワイヤの平均破断伸びよりも０．５％以上の差を持たせて高くすると共に、最もビードトウ側のビードワイヤの破断強力を他のビードワイヤの平均破断強力の８０％以上としたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明者は、並列に配列された複数本のビードワイヤを環状に巻き重ねて構成されるビードコアの強度について鋭意研究したところ、以下のような知見を得た。即ち、上記ビードコアを備えた空気入りタイヤについて耐水圧試験を実施した場合、ビードワイヤの巻き始め端末が存在する位置、即ち、ビードワイヤの積層数が変化する位置において、最もビードトウ側のビードワイヤの最内層部分を起点としてビードコアの破断が発生し、その破断がビードヒール側及びタイヤ径方向外側へと広がる傾向があることを知見した。これは、最もビードトウ側のビードワイヤの最内層部分に掛かる張力が最も高く、その最もビードトウ側のビードワイヤの最内層部分が破断した後、これに隣接する部分が順次破断するからである。言い換えれば、最もビードトウ側のビードワイヤの最内層部分を除くビードコアの他の部分が抗張材として十分に働かないうちに最もビードトウ側のビードワイヤの最内層部分が破断し、その結果として、耐圧性が劣るのである。
【０００７】
そこで、本発明では、最もビードトウ側のビードワイヤとして、他のビードワイヤに比べて十分な破断強度を有すると共に、他のビードワイヤよりも伸び易いものを使用する。そのため、ビードコアに張力が作用した際、最もビードトウ側のビードワイヤが伸張する一方で、他のビードワイヤが抗張材として十分に働くようになる。これにより、ビードワイヤを抗張材として有効に活用することが可能になり、タイヤの安全率を低下させることなく、ビードワイヤの使用量を削減することが可能になる。
【０００８】
本発明において、ビードコアを構成する全てのビードワイヤの断面形状を長方形とすることが好ましい。また、最もビードトウ側のビードワイヤの破断伸びは４％〜１０％とし、最もビードトウ側のビードワイヤの破断強力は１５００ＭＰａ〜２３００ＭＰａとすることが好ましい。更に、最もビードトウ側のビードワイヤの破断伸びＥ１（％）と最もビードヒール側のビードワイヤの破断伸びＥ２（％）とを、最もビードトウ側のビードワイヤの内周長Ｃ１（ｍｍ）及び最もビードヒール側のビードワイヤの内周長Ｃ２（ｍｍ）に対して、Ｅ１−Ｅ２＞（Ｃ２−Ｃ１）／Ｃ２×１００％の関係にすることが好ましい。つまり、最もビードトウ側のビードワイヤが最もビードヒール側のビードワイヤと同じ長さまで延伸された状態においても、最もビードトウ側のビードワイヤに破断を生じないような関係を満たすことで、ビードコアに含まれる全てのビードワイヤを抗張材として最大限に活用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示し、図２はその空気入りタイヤのビード部を拡大して示すものである。また、図３は並列に配列された複数本のビードワイヤを示し、図４は並列に配列された複数本のビードワイヤを環状に巻き重ねて構成されるビードコアを示すものである。
【００１０】
図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。この図１に示すように、一方のビード部３と図示されない他方のビード部との間にはカーカス層４が装架され、そのカーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。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６が埋設されている。これらベルト層６はタイヤ周方向に対して傾斜する補強コードを含み、かつ補強コードが層間で互いに交差するように配置されている。
【００１１】
上記空気入りタイヤにおいて、ビードコア５は、図２〜図４に示すように、並列に配列された８本のビードワイヤ５ａ〜５ｈをタイヤ周方向に沿って環状に６層巻き重ねて構成されたものである。ビードコア５を構成するビードワイヤ５ａ〜５ｈの断面形状は、特に限定されるものではなく、長方形や平行四辺形や円形にすることが可能であるが、その全てを長方形とすることが望ましい。但し、ここで言う長方形とは角部が面取りされた長方形も包含するものである。
【００１２】
最もビードトウ側（最もタイヤ軸方向内側）のビードワイヤ５ａの破断伸びは、他のビードワイヤ５ｂ〜５ｈの平均破断伸びよりも高く、その差が０．５％以上、好ましくは０．５％〜６．０％となるように設定されている。また、最もビードトウ側のビードワイヤ５ａの破断強力は、他のビードワイヤ５ｂ〜５ｈの平均破断強力の８０％以上、好ましくは８０％〜１３０％となるように設定されている。
【００１３】
このように並列に配列された複数本のビードワイヤ５ａ〜５ｈを環状に巻き重ねて構成されるビードコア５を備えた空気入りタイヤにおいて、ビードコア５の廻りに巻き上げられたカーカス層４に張力が作用すると、ビードコア５はカーカス層４の張力により全体的にタイヤ径方向外側に拡張しようとするが、それと同時にカーカス層４の巻き上げ構造に起因してビードコア５の捩じれを生じ、最もビードトウ側のビードワイヤ５ａほど張力が高くなる。
【００１４】
上記空気入りタイヤにおいて、最もビードトウ側のビードワイヤ５ａとして、他のビードワイヤ５ｂ〜５ｈに比べて十分な破断強度を有すると共に、他のビードワイヤ５ｂ〜５ｈよりも伸び易いものを使用することにより、ビードコア５に張力が作用した際、最もビードトウ側のビードワイヤ５ａが伸張する一方で、他のビードワイヤ５ｂ〜５ｈが抗張材として十分に働くようになる。そのため、ビードワイヤ５ａ〜５ｈを抗張材として有効に活用することが可能になる。ビードワイヤ５ａ〜５ｈの使用量を従来と同じにした場合、ビードコア５の強度を従来よりも高めることが可能であるが、ビードワイヤ５ａ〜５ｈの使用量を従来よりも削減した場合は、タイヤの安全率を従来と同等に維持することができる。
【００１５】
ここで、最もビードトウ側のビードワイヤ５ａの破断伸びが他のビードワイヤ５ｂ〜５ｈの平均破断伸びよりも０．５％以上の差を持って高くなっていないと、最もビードトウ側のビードワイヤ５ａが優先的に破断し易くなり、ビードコア５の耐圧性が低下する。また、最もビードトウ側のビードワイヤ５ａの破断強力が他のビードワイヤ５ｂ〜５ｈの平均破断強力の８０％未満であると、最もビードトウ側のビードワイヤ５ａが優先的に破断し易くなり、ビードコア５の耐圧性が低下する。
【００１６】
最もビードトウ側のビードワイヤ５ａの破断伸びは４％〜１０％とし、最もビードトウ側のビードワイヤ５ａの破断強力が１５００ＭＰａ〜２３００ＭＰａとすると良い。最もビードトウ側のビードワイヤ５ａの破断伸びが４％未満であると最もビードトウ側のビードワイヤ５ａが破断し易くなる。最もビードトウ側のビードワイヤ５ａの破断強力が１５００ＭＰａ未満であると最もビードトウ側のビードワイヤ５ａが破断し易くなる。
【００１７】
特に、リムのビードシートの傾斜に合わせてビードワイヤ５ａ〜５ｈの内周長をビードトウ側からビードヒール側に向かって徐々に大きくする場合、最もビードトウ側のビードワイヤ５ａの破断伸びＥ１（％）と最もビードヒール側のビードワイヤ５ｈの破断伸びＥ２（％）とを、最もビードトウ側のビードワイヤ５ａの内周長Ｃ１（ｍｍ）及び最もビードヒール側のビードワイヤ５ｈの内周長Ｃ２（ｍｍ）に対して、Ｅ１−Ｅ２＞（Ｃ２−Ｃ１）／Ｃ２×１００％の関係にすると良い。但し、内周長とは各ビードワイヤの最もタイヤ径方向内側に位置する部分の長さである。このような関係を満足することにより、最もビードトウ側のビードワイヤ５ａが最もビードヒール側のビードワイヤ５ｈと同じ長さまで延伸された状態においても、最もビードトウ側のビードワイヤ５ａが破断するのを回避することができる。そして、ビードコア５に含まれる全てのビードワイヤ５ａ〜５ｈを抗張材として最大限に活用することができる。
【００１８】
上述した実施形態では並列に配列された８本のビードワイヤを６層巻き重ねて構成されるビードコアを備えた空気入りタイヤについて説明したが、本発明ではビードワイヤの配列本数及び積層数は特に限定されるものではない。例えば、ビードワイヤの配列本数は４本〜１０本とし、その積層数は４層〜８層とすれば良い。
【実施例】
【００１９】
タイヤサイズ１１Ｒ２２．５の空気入りタイヤにおいて、ビードコアの構成だけを種々異ならせた従来例、実施例１〜３及び比較例のタイヤをそれぞれ製作した。
【００２０】
従来例、実施例１〜３及び比較例においては、ビードワイヤとして表１に示す物性を有する通常ワイヤ及び高伸度ワイヤを適宜組み合わせて用いることでビードコアを構成した。特に、従来例では高伸度ワイヤを使用せずに通常ワイヤだけを使用し、実施例１〜３及び比較例では高伸度ワイヤを表１に示す所定の位置に配置し、他の位置に通常ワイヤを配置した。ビードワイヤの破断伸び（％）及び破断強力（Ｎ）は、ＪＩＳ  Ｇ３５１０に従って引張試験を行い、これより得られる歪み−荷重曲線から得られたものである。試験機としては、島津製作所製のオートグラフ（ＡＧＳ５ｋＮ）を用い、引張測度を５０ｍｍ／分とし、試験片の長さを２５０ｍｍとした。
【００２１】
表１において、「トウ側ワイヤ」の破断伸び及び破断強力は最もビードトウ側の１本のビードワイヤの数値であり、「その他ワイヤ」の破断伸び及び破断強力は最もビードトウ側のビードワイヤを除く他のビードワイヤの平均値である。破断強力の比率とは、最もビードトウ側のビードワイヤを除く他のビードワイヤの平均破断強力に対する最もビードトウ側のビードワイヤの破断強力の百分率（％）を意味する。また、破断伸びの差とは、最もビードトウ側のビードワイヤの破断伸びから他のビードワイヤの平均破断伸びを減じた値である。
【００２２】
これら試験タイヤについて、下記の測定方法により、重量指数及び破壊圧指数を求め、その結果を表１に併せて示した。
【００２３】
重量指数：
各試験タイヤについて、ビードコアの重量を測定した。測定結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど軽量であることを意味する。
【００２４】
破壊圧指数：
各試験タイヤについて、空洞部内で水圧を上昇させ、タイヤが破壊されるときの破壊圧を測定した。測定結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐圧性が優れていることを意味する。
【００２５】
【表１】
2007216710.tif 000003
【００２６】
この表１に示すように、実施例１〜２のタイヤは、ビードコアの重量が従来例と同等であるが、その従来例に比べて破壊圧指数が大きくなっていた。また、実施例３のタイヤは、ビードコアの重量が従来例よりも小さくなっているが、従来例と同等の破壊圧指数が確保されていた。比較例のタイヤでは、高伸度ワイヤを用いているものの、全く改善効果が見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【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半断面図である。
【図２】図１の空気入りタイヤのビード部を拡大して示す断面図である。
【図３】並列に配列された複数本のビードワイヤを示す平面図である。
【図４】並列に配列された複数本のビードワイヤを環状に巻き重ねて構成されるビードコアを示す側面図である。
【符号の説明】
【００２８】
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
５ａ〜５ｈ  ビードワイヤ
６  ベルト層
【図１】
2007216710.tif 000004
【図２】
2007216710.tif 000005
【図３】
2007216710.tif 000006
【図４】
2007216710.tif 000007