(57)【要約】【課題】耐久性を維持しつつ十分に軽量化が可能なビードコア及びそれを用いた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】複数のビードワイヤ１０の積層体を含むタイヤ用のビードコア５である。ビードワイヤ１０の横断面は、多角形状である。辺１５は、隣接する他のビードワイヤと面接触する第１辺１６と、隣接する他のビードワイヤ１０と接触しない第２辺１７とを含む。ビードコア５の横断面において、複数のビードワイヤ１０の第２辺１７で囲まれた非ワイヤ領域２０が形成されている。各非ワイヤ領域２０の断面積は、ビードワイヤ１０の断面積の１５％〜１００％である。【選択図】図２
2017094960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のビードワイヤの積層体を含むタイヤ用のビードコアであって、
前記ビードワイヤの長さ方向と直交する横断面は、６つ以上の頂点と、複数の辺とを有する多角形状であり、
前記辺は、隣接する他のビードワイヤと面接触する第１辺と、隣接する他のビードワイヤと接触しない第２辺とを含み、
前記ビードコアの横断面において、複数の前記ビードワイヤの前記第２辺で囲まれた非ワイヤ領域が形成され、前記非ワイヤ領域の断面積は、前記ビードワイヤの断面積の１５％〜１００％であることを特徴とするビードコア。
【請求項２】
前記非ワイヤ領域には、ゴムが配されている請求項１記載のビードコア。
【請求項３】
前記ビードワイヤの一部は、前記第１辺と前記第２辺とを交互に有する請求項１又は２記載のビードコア。
【請求項４】
前記ビードワイヤの前記横断面は、正六角形状であり、
前記非ワイヤ領域は、前記ビードワイヤと同一の断面形状を有する請求項１乃至３のいずれかに記載のビードコア。
【請求項５】
前記ビードワイヤの前記横断面は、正八角形状であり、
前記非ワイヤ領域は、四角形状の断面形状を有する請求項１乃至３のいずれかに記載のビードコア。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のビードコアがビード部に埋設されている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、耐久性を維持しつつ軽量化が可能なビードコア及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の燃費性能を高めるために、タイヤの軽量化に対する要求が強くなっている。このため、タイヤのビード部に埋設されるビードコアについても、軽量化が要求されている。しかしながら、複数のビードワイヤの積層体で構成されたビードコアにおいて、ビードワイヤの本数を単に減らすと、ビードワイヤの積層構造が崩れ易く、ひいてはビードコアの耐久性が低下する傾向がある。
【０００３】
下記特許文献１は、六角形状のビードワイヤの積層体で構成され、内部に非ワイヤ領域が設けられたビードコアを提案している。非ワイヤ領域は、空隙又はゴムで構成されており、ビードコアの軽量化に役立つと考えられる。しかしながら、特許文献１の非ワイヤ領域は、断面積が小さく、十分な軽量化が得られない傾向があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−３３０３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、耐久性を維持しつつ十分に軽量化が可能なビードコア及びそれを用いた空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、複数のビードワイヤの積層体を含むタイヤ用のビードコアであって、前記ビードワイヤの長さ方向と直交する横断面は、６つ以上の頂点と、複数の辺とを有する多角形状であり、前記辺は、隣接する他のビードワイヤと面接触する第１辺と、隣接する他のビードワイヤと接触しない第２辺とを含み、前記ビードコアの横断面において、複数の前記ビードワイヤの前記第２辺で囲まれた非ワイヤ領域が形成され、前記非ワイヤ領域の断面積は、前記ビードワイヤの断面積の１５％〜１００％であることを特徴とする。
【０００７】
本発明のビードコアにおいて、前記非ワイヤ領域には、ゴムが配されているのが望ましい。
【０００８】
本発明のビードコアにおいて、前記ビードワイヤの一部は、前記第１辺と前記第２辺とを交互に有するのが望ましい。
【０００９】
本発明のビードコアにおいて、前記ビードワイヤの前記横断面は、正六角形状であり、前記非ワイヤ領域は、前記ビードワイヤと同一の断面形状を有するのが望ましい。
【００１０】
本発明のビードコアにおいて、前記ビードワイヤの前記横断面は、正八角形状であり、前記非ワイヤ領域は、四角形状の断面形状を有するのが望ましい。
【００１１】
本発明の第２の態様は、上記いずれかのビードコアがビード部に埋設されていることを特徴とする空気入りタイヤである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のビードコアのビードワイヤの横断面は、６つ以上の頂点と、複数の辺とを有する多角形状である。前記辺は、隣接する他のビードワイヤと面接触する第１辺と、隣接する他のビードワイヤと接触しない第２辺とを含む。また、ビードコアは、その横断面において、複数のビードワイヤの第２辺で囲まれた非ワイヤ領域が形成されている。本発明の非ワイヤ領域は、他のビードワイヤと接触しない第２辺で囲まれているため、ビードワイヤの断面積の１５〜１００％という大きな断面積を有している。このような非ワイヤ領域は、ビードコアを十分に軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のビードコア及び空気入りタイヤの一実施形態を示す断面図である。
【図２】（ａ）は、図１のビードコアの部分拡大図であり、（ｂ）は、ビードワイヤの断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の他の実施形態のビードコアの部分拡大図であり、（ｂ）は、本発明の他の実施形態のビードワイヤの断面図であり、
【図４】（ａ）は、本発明の他の実施形態のビードコアの部分拡大図であり、（ｂ）は、本発明の他の実施形態のビードワイヤの断面図であり、
【図５】（ａ）は、比較例１のビードコアの部分拡大図であり、（ｂ）は、比較例２のビードコアの部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態のビードコア５及び空気入りタイヤ１（以下、単に「タイヤ」ということがある。）のタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面図である。本実施形態のタイヤ１は、例えば、重荷重用のものが示されている。但し、本発明は、このような態様に限定されるものではなく、乗用車用タイヤや自動二輪車用タイヤ等、様々なタイヤに適用され得る。
【００１５】
図１に示されるように、本実施形態のタイヤ１は、例えば、カーカス６及びベルト層７を具えている。
【００１６】
カーカス６は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至る。カーカス６は、例えば、１枚のカーカスプライ６Ａで形成されている。カーカスプライ６Ａは、例えば、タイヤ周方向に対して７５〜９０°の角度で傾けて配列されたカーカスコードで構成されている。
【００１７】
カーカスプライ６Ａは、例えば、本体部６ａと折り返し部６ｂとを含んでいる。本体部６ａは、例えば、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビードコア５に至る。折り返し部６ｂは、例えば、本体部６ａに連なりかつビードコア５の回りで折り返されている。
【００１８】
本体部６ａと折り返し部６ｂとの間には、例えば、ビードコア５から先細状にのびる硬質のビードエーペックスゴム８が配されている。これにより、ビード部４が補強される。
【００１９】
ベルト層７は、例えば、スチールコードを用いた４枚のベルトプライ７Ａ乃至７Ｄで構成されている。各ベルトプライ７Ａ乃至７Ｄは、タイヤ赤道Ｃに対して傾斜して配されたベルトコードで構成されている。各ベルトプライ７Ａ乃至７Ｄの各ベルトコードは、隣り合うベルトプライの各ベルトコードと逆向きに傾斜するように配されている。
【００２０】
ビードコア５は、例えば、略多角形の断面形状を有している。本実施形態のビードコア５は、例えば、偏平した六角形の断面形状を有している。
【００２１】
図２（ａ）には、本実施形態のビードコア５の部分断面図が示され、図２（ｂ）には、本実施形態のビードワイヤ１０の断面図が示されている。図２（ａ）及び（ｂ）に示されるように、ビードコア５は、複数のビードワイヤ１０の積層体で構成されている。
【００２２】
ビードワイヤ１０の長さ方向と直交する横断面は、６つ以上の頂点１３と、複数の辺１５とを有する多角形である。前記横断面は、各辺１５の長さが全て等しい正多角形でも良く、一部又は全部の辺１５の長さが異なる非正多角形でも良い。
【００２３】
本実施形態のビードワイヤ１０は、例えば、六角形の断面形状を有している。さらに望ましい態様として、本実施形態のビードワイヤ１０は、正六角形の断面形状を有している。但し、このような態様に限定されるものではない。
【００２４】
図２（ａ）から明らかなように、ビードワイヤ１０の辺１５は、隣接する他のビードワイヤ１０と面接触する第１辺１６と、隣接する他のビードワイヤ１０と接触しない第２辺１７とを含んでいる。第１辺１６は、隣接するビードワイヤ１０と直接面接触している態様、及び、隣接するビードワイヤ１０との間に薄いトッピングゴムを介して面接触している態様の双方を含むものとする。第２辺１７は、その辺全体が他のビードワイヤ１０と接触しない態様を含むものとする。ビードワイヤ１０の一部は、例えば、第１辺１６と第２辺１７とを交互に有するのが望ましい。
【００２５】
ビードコア５の横断面において、複数のビードワイヤ１０の第２辺１７で囲まれた非ワイヤ領域２０が形成されている。非ワイヤ領域２０は、他のビードワイヤ１０と接触しない第２辺１７で囲まれているため、ビードワイヤ１０の断面積Ｓｂの１５〜１００％という比較的大きな断面積を有している。このような非ワイヤ領域２０は、ビードコア５を十分に軽量化することができる。
【００２６】
ビードコア５に大きな面積で非ワイヤ領域２０が含まれることにより、ビードコア５の見かけの断面積を維持しつつ、ビードワイヤ１０の本数を減らすことができる。ビードコア５の断面積が維持されることにより、リムとビードコア５との間のゴムの損傷が抑制され、ひいてはビード部の耐久性が高められる。
【００２７】
非ワイヤ領域２０は、第２辺１７で囲まれており、しかも、各ビードワイヤ１０は、隣り合うビードワイヤ１０と第１辺１６で面接触している。このため、各ビードワイヤ１０は強固に噛み合って固定され、ビードワイヤ１０の積層構造が崩れ難く、優れたビードコア５の耐久性を得ることができる。
【００２８】
本実施形態の非ワイヤ領域２０は、例えば、ビードワイヤ１０と同一の断面形状を有しているのが望ましい。即ち、本実施形態の非ワイヤ領域２０の断面積Ｓ１は、ビードワイヤ１０の断面積Ｓｂの１００％である。このような非ワイヤ領域２０は、ビードコア５をより効果的に軽量化することができる。
【００２９】
非ワイヤ領域２０は、空隙のままでも良いが、例えば、ゴム２５が配されているのが望ましい。非ワイヤ領域２０にゴム２５が充填されることで、ビードワイヤ１０の形状が崩れるのをさらに抑制することができる。
【００３０】
重荷重用タイヤ用として、本実施形態のビードコア５は、例えば、同一の横断面において、５０〜７０本のビードワイヤ１０が配されている。このようなビードワイヤ１０の配置において、同一の横断面に含まれる非ワイヤ領域２０の個数Ｎ１は、好ましくは１０以上、より好ましくは１３以上であり、好ましくは２０以下、より好ましくは１７以下である。このような非ワイヤ領域２０は、ビードコア５の耐久性を維持しつつ、その重量を小さくすることができる。
【００３１】
重荷重用タイヤの場合、非ワイヤ領域２０を含んだビードコア５の見かけの断面積Ｓｔは、好ましくは１５０mm2以上、より好ましくは１６５mm2以上であり、好ましくは２００mm2以下、より好ましくは１８５mm2以下である。ビードコア５の断面積Ｓｔが１５０mm2よりも小さい場合、必要なビードコア５の耐久性が確保されないおそれがある。ビードコア５の断面積Ｓｔが２００mm2よりも大きい場合、ビードコア５の重量が過大となるおそれがある。
【００３２】
図３及び図４には、本発明の他の実施形態のビードワイヤ及びビードコアが示されている。図３及び図４において、（ａ）には、各実施形態のビードコア５の部分断面図が示され、（ｂ）には、（ａ）で示されるビードコア５に使用されるビードワイヤ１０の断面図が示されている。図３及び図４において、上述した実施形態と共通する構成には、同一の符号が付されている。
【００３３】
図３（ａ）及び（ｂ）に示されるように、ビードワイヤ１０の横断面は、例えば、八角形状でも良い。望ましい態様として、この実施形態のビードワイヤ１０の横断面は、正八角形状である。また、この実施形態の非ワイヤ領域２０の断面形状は、四角形状である。
【００３４】
このような八角形状の断面を有するビードワイヤ１０は、隣接するビードワイヤ１０と接触する第１辺１６が４つ形成されるため、ビードコア５の耐久性をさらに高めることができる。しかも、断面形状が八角形の場合、第２辺１７の長さを比較的自由に設定することができ、ひいては非ワイヤ領域２０の断面積を自由に設定することができる。
【００３５】
図４（ａ）及び（ｂ）に示されるように、ビードワイヤ１０の横断面は、辺の長さが一部で異なる非正多角形状でも良い。この実施形態のビードワイヤ１０の断面形状は、長方形状の断面を有する第１部分１１と、台形状の断面を有する第２部分１２とが連なった六角形である。第１部分を構成する３つの辺は、第１辺１６で構成されている。第２部分１２を構成する３つの辺は、第１辺１６と、その両側に斜めにのびる第２辺１７、１７とを含んでいる。
【００３６】
図４（ａ）に示されるように、この実施形態のビードコア５は、第１ビードワイヤ層２１と第２ビードワイヤ層２２とが交互に積層されて構成されている。第１ビードワイヤ層２１は、第２部分１２が上側に位置するよう配された第１ビードワイヤ２３が横方向に複数並べられた層である。第２ビードワイヤ層２２は、第２部分１２が下側に位置するように配された第２ビードワイヤ２４が横方向に複数並べられた層である。このようなビードコア５は、第１部分１１同士が接触することによって各ビードワイヤ１０が強く固定される一方、非ワイヤ領域２０によってビードコア５の見かけの断面積を維持しつつ、その軽量化を図ることができる。しかも、本実施形態のビードワイヤ１０は、第１部分１１の高さを小さくすることにより、相対的に非ワイヤ領域２０の断面積を大きくすることができ、ビードコア５をさらに軽量化することができる。
【００３７】
図３及び図４で示される実施形態の場合、非ワイヤ領域２０の断面積Ｓ１は、好ましくはビードワイヤ１０の断面積Ｓｂの１５％以上、より好ましくは２０％以上であり、好ましくは３０％以下、より好ましくは２５％以下である。このような非ワイヤ領域２０は、ビードコア５の耐久性を維持しつつ、十分に軽量化することができる。
【００３８】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施され得る。
【実施例】
【００３９】
図１の基本構造を有するサイズ２９５／８０Ｒ２２．５の重荷重用の空気入りタイヤが、表１の仕様に基づき試作された。比較例１として、図５（ａ）に示されるように、六角形状の断面を有するビードワイヤが最密構造（非ワイヤ領域の断面積が０）で配されたビードコアを有するタイヤが試作された。比較例２として、図５（ｂ）に示されるように、正十二角形の断面形状を有するビードワイヤが最密構造で配されたビードコアが試作された。各テストタイヤのビードコアの重量及びビード部の耐久性が測定された。各テストタイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
リム：８．２５×２２．５
タイヤ内圧：８５０kPa
【００４０】
＜ビードコアの重量＞
各テストタイヤに用いられたビードコアの重量が測定された。結果は、比較例１を１００とする指数であり、数値が小さい程軽量であることを示す。
【００４１】
＜ビード部の耐久性＞
テストタイヤを下記の条件でドラム試験機上で連続走行させ、ビード部が損傷するまでの走行距離が測定された。結果は、比較例１を１００とする指数であり、数値が大きい程、ビード部の耐久性が優れていることを示す。
縦荷重：２９．５９kN
速度：８０km/h
テスト結果が表１に示される。
【００４２】
【表１】
2017094960.tif 000003
【００４３】
テストの結果、比較例２にように、非ワイヤ領域の断面積が小さく、ビードコアの見かけの断面積が小さくなったものは、ビード部の耐久性が低下する傾向があることが確認できた。これに対し、実施例の空気入りタイヤは、非ワイヤ領域の断面積Ｓ１を大きく確保することにより、ビードコアの見かけの断面積が維持され、ビード部の耐久性を維持しつつ十分に軽量化されていることが確認できた。
【符号の説明】
【００４４】
１０  ビードワイヤ
５  ビードコア
１３  頂点
１５  辺
１６  第１辺
１７  第２辺
２０  非ワイヤ領域
【図１】
2017094960.tif 000004
【図２】
2017094960.tif 000005
【図３】
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【図４】
2017094960.tif 000007
【図５】
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