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技術 空気入りタイヤ

出願人 株式会社ブリヂストン
発明者 山崎慎一郎
出願日 2009年5月29日 (11年1ヶ月経過) 出願番号 2009-131619
公開日 2010年12月9日 (9年6ヶ月経過) 公開番号 2010-274859
状態 特許登録済
技術分野 タイヤ一般
主要キーワード 配列本数 閉鎖形状 最外位置 記載範囲 積層段数 回転剛性 耐圧試験 耐圧性能
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2010年12月9日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

並列に配列された複数本ビードワイヤを環状に巻き重ねてなるビードコアを備えた空気入りタイヤにおいて耐圧性能を向上させる。

解決手段

ビード部2に、タイヤ幅方向に並列に配列された複数本のビードワイヤ5を環状に複数段巻き重ねて構成されるビードコア3をそれぞれ配設してなる空気入りタイヤ1において、タイヤ幅方向断面にて、ビードワイヤ5の縦厚みをA(mm)、ビードコア3の縦厚みをH(mm)、タイヤ軸線からビードコア3のタイヤ径方向最外位置までの距離をB(mm)、空気入りタイヤ1に適合する適用リムRのリム軸線からリムフランジのリム径方向最外位置までの距離をC(mm)としたとき、H/A≧4、かつ、C+5(mm)≧B、を満たすようにする。

概要

背景

空気入りタイヤビード部にはカーカスプライからなるカーカス係留するためビードコア埋設されているが、このビードコアは1本のビードワイヤを連続的に巻回して構成できる(例えば、特許文献1参照)他、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も構成でき(例えば、特許文献2参照)、いずれの構成を選択するかはビードワイヤの線種に応じて決定することができる。

ところで、近年、環境問題への取り組みが活発化してきており、それはタイヤ業界においても例外ではない。すなわちタイヤとしては、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が要求されるようになっている。そしてこのような要求に応えるためには、ビードコアが通常金属性のビードワイヤから形成され重量割合が他の部位よりも大きいこととも関連して、ビードワイヤの使用量を削減することが有効である。その一方で、タイヤとしての一定の安全性は確保しなければならない。

概要

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なるビードコアを備えた空気入りタイヤにおいて耐圧性能を向上させる。ビード部2に、タイヤ幅方向に並列に配列された複数本のビードワイヤ5を環状に複数段巻き重ねて構成されるビードコア3をそれぞれ配設してなる空気入りタイヤ1において、タイヤ幅方向断面にて、ビードワイヤ5の縦厚みをA(mm)、ビードコア3の縦厚みをH(mm)、タイヤ軸線からビードコア3のタイヤ径方向最外位置までの距離をB(mm)、空気入りタイヤ1に適合する適用リムRのリム軸線からリムフランジのリム径方向最外位置までの距離をC(mm)としたとき、H/A≧4、かつ、C+5(mm)≧B、を満たすようにする。

目的

この発明は、耐圧性能を向上させることができれば、ビードコアの使用量の削減を図ることができるとの知見に基づき、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なるビードコアを備えた空気入りタイヤにおいて耐圧性能を向上させることをその目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

一対のビード部、該ビード部からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部、及び両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部を備え、各ビード部に、タイヤ幅方向に並列に配列された複数本ビードワイヤを環状に複数段巻き重ねて構成されるビードコアをそれぞれ配設してなる空気入りタイヤにおいて、タイヤ幅方向断面にて、前記ビードワイヤの縦厚みをA(mm)、前記ビードコアの縦厚みをH(mm)、タイヤ軸線からビードコアのタイヤ径方向最外位置までの距離をB(mm)、前記空気入りタイヤに適合する適用リムリム軸線からリムフランジのリム径方向最外位置までの距離をC(mm)としたとき、H/A≧4、かつ、C+5(mm)≧Bを満足することを特徴とする空気入りタイヤ。

請求項2

前記ビードコアを構成する各ビードワイヤは、タイヤ幅方向に隣り合うビードワイヤ間にて形状的に補完し合って係合する係合部をそれぞれ有する、請求項1に記載の空気入りタイヤ。

技術分野

0001

この発明は、ビード部に、タイヤ幅方向に並列に配列された複数本ビードワイヤを環状に複数段巻き重ねて構成されるビードコアをそれぞれ配設してなる空気入りタイヤに関し、特に、タイヤの安全性を低下させることなく軽量化を可能とする空気入りタイヤを提供しようとするものである。

背景技術

0002

空気入りタイヤのビード部にはカーカスプライからなるカーカス係留するためビードコアが埋設されているが、このビードコアは1本のビードワイヤを連続的に巻回して構成できる(例えば、特許文献1参照)他、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も構成でき(例えば、特許文献2参照)、いずれの構成を選択するかはビードワイヤの線種に応じて決定することができる。

0003

ところで、近年、環境問題への取り組みが活発化してきており、それはタイヤ業界においても例外ではない。すなわちタイヤとしては、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が要求されるようになっている。そしてこのような要求に応えるためには、ビードコアが通常金属性のビードワイヤから形成され重量割合が他の部位よりも大きいこととも関連して、ビードワイヤの使用量を削減することが有効である。その一方で、タイヤとしての一定の安全性は確保しなければならない。

先行技術

0004

特開2005−28944号公報
特開2005−145082号公報

発明が解決しようとする課題

0005

このような実情に鑑み、ビードコアの軽量化を考え研究を重ねる段階で、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なるビードコアを備えた空気入りタイヤは、1本のビードワイヤを連続的に巻回して構成したビードコアを備えた空気入りタイヤに比べて、ビードワイヤの使用量を同一とした場合に耐圧性能が低くなることが判明した。耐圧性能はタイヤとリムとの嵌合性に大きく影響するため、ビードワイヤの使用量を削減する上で耐圧性能を向上させることが重要である。

0006

それゆえ、この発明は、耐圧性能を向上させることができれば、ビードコアの使用量の削減を図ることができるとの知見に基づき、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なるビードコアを備えた空気入りタイヤにおいて耐圧性能を向上させることをその目的とするものである。

課題を解決するための手段

0007

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、この発明の空気入りタイヤは、一対のビード部、該ビード部からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部、及び両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部を備え、各ビード部に、タイヤ幅方向に並列に配列された複数本のビードワイヤを環状に複数段巻き重ねて構成されるビードコアをそれぞれ配設してなる空気入りタイヤにおいて、タイヤ幅方向断面にて、前記ビードワイヤの縦厚みをA(mm)、前記ビードコアの縦厚みをH(mm)、タイヤ軸線からビードコアのタイヤ径方向最外位置までの距離をB(mm)、前記空気入りタイヤに適合する適用リムのリム軸線からリムフランジのリム径方向最外位置までの距離をC(mm)としたとき、H/A≧4、かつ、C+5(mm)≧B、を満足することその特徴とするものである。
なお、ここでいう「ビードワイヤの縦厚み」とは、タイヤ幅方向断面において、ビードワイヤをその巻き重ね方向に沿って測定した距離を指し、「ビードコアの縦厚み」とは、タイヤ幅方向断面において、ビードコアを、ビードワイヤの巻き重ね方向に沿って測定した距離を指すものとする。また、「適用リム」とは、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている規格、例えば、アメリカ合衆国では”THETIRE ANDRIM ASSOCIATION INC.のYEAR BOOK”であり、欧州では”The European Tyre and Rim Technical OrganizationのSTANDARDSMANUAL”であり、日本では日本自動車タイヤ協会の”JATMA YEAR BOOK”で規定されたリムをいう。

0008

本願発明者は、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なるビードコアを備えた空気入りタイヤの耐圧性の低下の問題について鋭意研究をしたところ、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なるビードコアを備えた空気入りタイヤでは、ビードワイヤの巻き始め端が存在する位置(図4参照)、すなわち、ビードワイヤの積層数が変化する位置を起点としてビードコアの破断が発生し、また先行破断する箇所はタイヤ幅方向内側(ビードトウ側)であることを知見した。そしてその原因が、ビードワイヤの巻き始め端が存在する位置にて、ビードワイヤの積層数が変化する結果、剛性段差が生じるところに在るということを突き止めた。

0009

そこでこの発明では、タイヤ幅方向断面にて、ビードワイヤの縦厚みをA、ビードコアの縦厚みをHとしたとき、H/A≧4 とした。これにより、ビードワイヤの巻き始め端位置における剛性段差を相対的に小さくし得て、耐圧性能を向上させることができる。一方、ビードコアのタイヤ径方向最外位置をリムフランジのリム径方向最外位置よりも高くし過ぎると、内圧充填時にカーカスによってタイヤ幅方向外側押圧されたビードコアをリムフランジで支持できなくなる部位(ビードコアの上部近傍)が生じる結果、ビードコアが崩れ易くなるので、この発明ではさらに、タイヤ軸線からビードコアのタイヤ径方向最外位置までの距離をB(mm)、前記空気入りタイヤに適合する適用リムのリム軸線からリムフランジのリム径方向最外位置までの距離をC(mm)としたとき、C+5(mm)≧B とした。これによりタイヤの耐圧性を効率的に向上させることが可能となる。

0010

なお、この発明の空気入りタイヤにあっては、前記ビードコアを構成する各ビードワイヤに、タイヤ幅方向に隣り合うビードワイヤ間にて形状的に補完し合って係合する係合部をそれぞれ設けることが好ましい。

発明の効果

0011

この発明よれは、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なるビードコアを備えた空気入りタイヤにおいて耐圧性能の向上させることができるようになり、これによりビードコアの軽量化も容易に図ることができるにようになる。

図面の簡単な説明

0012

図1(a)は、この発明の実施形態に係る空気入りタイヤの一部を示したタイヤ幅方向断面図であり、図1(b)は(a)のビードワイヤを拡大して示したものである。
図2(a)は、この発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤの一部の示したタイヤ幅方向断面図であり、図1(b)は(a)のビードワイヤを拡大して示したものである。
図3は、この発明に好適に用いることのできるビードワイヤの横断面図である。
従来の空気入りタイヤに適用されるビードコアの部分側面図である。
比較としての空気入りタイヤ(比較例1)の一部を示したタイヤ幅方向断面図である。
比較としての空気入りタイヤ(比較例2)の一部を示したタイヤ幅方向断面図である。
比較としての空気入りタイヤ(比較例3)の一部を示したタイヤ幅方向断面図である。

0013

以下、この発明の実施形態に係る空気入りタイヤについて図面を参照して詳細に説明する。ここに図1(a)は、この発明の実施形態に係る空気入りタイヤの一部を示したタイヤ幅方向断面図であり、図1(b)は(a)のビードワイヤを拡大して示したものである。

0014

図1に示す空気入りタイヤ1は、慣例に従い、路面に接地するトレッド部(図示省略)と、このトレッド部の両側部からタイヤ径方向内側に延びる一対のサイドウォール部(図示省略)と、各サイドウォール部のタイヤ径方向内側に設けられ、リムRに嵌合される一対のビード部2とを備えている。この空気入りタイヤ1の内部には、各ビード部2に埋設したビードコア3間にトロイド状に延びて空気入りタイヤ1の骨格構造をなす、例えばラジアル構造のカーカス4と、このカーカス4のクラウン域の外周側に位置し、トレッド部を補強するベルト(図示省略)とが配設されている。カーカス4は、ビードコア3の周りにタイヤ1の内から外へ巻き返えされ、ビード部2内でその両端が固定されている。

0015

ビードコア3は、略タイヤ幅方向に並列に配列された6本のビードワイヤ5をタイヤ周方向に沿って環状に6層巻き重ねて構成したものである。ビードコア3を構成するビードワイヤ5の断面形状は、特に限定されるものではなく、図示例のように長方形としても良く、円形や他の多角形、その他不規則閉鎖形状としても良い。また隣り合うビードワイヤ5は、互いに直接接触させており、つまりビードワイヤ5、5間にはゴム等を介在させていない。

0016

従来、並列に配列された複数本のビードワイヤ5を環状に巻き重ねてなるビードコア3は、ビードワイヤ5の巻き始め端Eが存在する位置(図4参照)にて剛性段差が生じることから、耐圧試験時にはこの近傍部位からビードコア3の破断が発生し易かった。

0017

これに対し、この実施形態の空気入りタイヤ1では、タイヤ幅方向断面にて、ビードワイヤ5の縦厚みをA、ビードコア3の縦厚みをHとしたとき、H/A≧4とする。これにより、ビードワイヤ5の巻き始め端位置における剛性段差を相対的に小さくし得て、耐圧性能を向上させることができる。一方、ビードコア3のタイヤ径方向最外位置をリムフランジのリム径方向最外位置よりも高くし過ぎると、内圧充填時にカーカス4によってタイヤ幅方向外側に押圧されたビードコア3をリムフランジで支持できなくなる部位(ビードコア3の上端近傍)が生じる結果、ビードコア3が崩れ易くなるので、これを抑制する観点から、タイヤ軸線(図示省略)からビードコア3のタイヤ径方向最外位置までの距離(以下、「ビードコアの上端高さ」という)をB(mm)、空気入りタイヤ1に適合する適用リムRのリム軸線(図示省略)からリムフランジのリム径方向最外位置までの距離(以下、「リムフランジ高さ」という)をC(mm)としたとき、C+5(mm)≧Bとする。これによりタイヤの耐圧性を効率的に向上させることが可能となる。

0018

より好適には、ビードワイヤ5の横厚みをa(mm)としたとき、a≧Aとしビードワイヤ5の断面形状を扁平とする。これによれば、上記剛性段差をより効果的に低減することが可能となる。さらに好適には、ビードワイヤ5の横厚みaと縦厚みAとの比であるa/Aを1.2以上とすることが好ましい。これによれば、ビードワイヤ5の使用量の削減とビードコア3の耐圧性能の向上との高次元での両立が可能となる。

0019

次いで、この発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤを例示する。図2は、この発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤの一部の示したタイヤ幅方向断面図である。

0020

図2に示す例では、ビードコア3を構成する各ビードワイヤ5に、タイヤ幅方向に隣り合うビードワイヤ5、5間にて形状的に補完し合って係合する係合部6をそれぞれ設けたものである。この例では、隣り合うビードワイヤ5、5にて、一方のビードワイヤ5の凸状の係合部6と、他方のビードワイヤ5の凹状の係合部6とが形状的に補完し合って強固な係合力を発揮する構成である。

0021

これにより、空気充填時荷重負荷時あるいは経時変化時等のカーカス4によるビードコア3を回転させようとする力に対抗するビードコア3の回転剛性(カーカス4の引き抜けを抑制しようとする力)を顕著に高めることができるので、耐圧性能の向上に加えてビード部2の耐久性を向上させることができ、タイヤの安全性を確保しつつもビードワイヤ5の使用量をより有効に削減することができる。なお、係合部6を有するビードワイヤ5としては、図2のものに限らず、図3(a)、(b)に例示するように、断面形状が平行四辺形のものや凸部と凹部を点対称に配置した形状とすることができる。

0022

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更することができるものであり、例えば、ビードワイヤ5の配列本数は6本に限らず4本としたり7本したりすることができる。また、ビードワイヤ5の積層段数も6段に限らず、上記式「C+5(mm)≧B」を満たす範囲内で5段としたり7段としたりすることができる。

0023

タイヤサイズ275/80R22.5の空気入りタイヤにおいて、ビードコアの構成のみを異ならされた実施例1、2の空気入りタイヤ、比較のために比較例1〜3の空気入りタイヤをそれぞれ試作し、耐圧性について評価を行ったので、以下説明する。

0024

実施例1の空気入りタイヤは、ビード部に図1に示したビードコアを有するものであり、ビードコアは、断面形状が長方形のビードワイヤをタイヤ幅方向に6本並列に配列したものを環状にタイヤ径方向に6段に巻き重ねて構成したものである。実施例1の空気入りタイヤにおける詳細な諸元は表1に示すとおりである。

0025

実施例2の空気入りタイヤは、ビード部に図2に示したビードコアを有するものであり、ビードワイヤの断面形状は略矢羽形状であって隣り合うビードワイヤ間にて形状的に補完し合って係合する係合部を有するものである。実施例2の空気入りタイヤにおける詳細な諸元は表1に示すとおりである。

0026

比較例1の空気入りタイヤは、ビード部に図5に示したビードコアを有するものであり、ビードコアは、ビードワイヤをタイヤ幅方向に6本並列に配列したものを環状にタイヤ径方向に3段に巻き重ねて構成したものである。ビードワイヤの断面形状は略矢羽形状であって隣り合うビードワイヤ間にて形状的に補完し合って係合する係合部を有するものである。比較例1の空気入りタイヤにおける詳細な諸元は表1に示すとおりである。

0027

比較例2の空気入りタイヤは、ビード部に図6に示したビードコアを有するものであり、ビードコアは、断面形状が長方形のビードワイヤをタイヤ幅方向に6本並列に配列したものを環状にタイヤ径方向に3段に巻き重ねて構成したものである。比較例2の空気入りタイヤにおける詳細な諸元は表1に示すとおりである。

0028

比較例3の空気入りタイヤは、ビード部に図7に示したビードコアを有するものであり、ビードワイヤをタイヤ幅方向に6本並列に配列したものを環状にタイヤ径方向に9段に巻き重ねて構成したものである。ビードワイヤの断面形状は略矢羽形状であって隣り合うビードワイヤ間にて形状的に補完し合って係合する係合部を有するものである。比較例3の空気入りタイヤにおける詳細な諸元は表1に示すとおりである。

0029

0030

(耐圧性能試験
耐圧性能試験は、タイヤが故障するまでタイヤ内部に空気を入れ、故障時の圧力を測定して比較を行った。測定結果は、ビードコアの単位体積当たりの耐圧を、比較例1を100として指数で示したものであり、数値が大きい程、ビードコアの単位体積当たりの耐圧性能が高いことを示している。結果は、表2のとおりである。なお、故障は全てビードワイヤ切れによるものであった。

0031

実施例

0032

この表2に示す結果から、この発明の適用により、ビードコアの単位体積当たりの耐圧性能が向上すること、すなわち、ビードワイヤの使用量を削減しても所望の耐圧性能が得られることが確認された。さらにはビードワイヤに係合部を設けることにより、耐圧性能がより向上することが確認された。

0033

この発明により、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なるビードコアを備えた空気入りタイヤにおいて耐圧性能を向上させることが可能となり、これによりタイヤの安全性を確保しつつも軽量化が実現可能となった。

0034

1空気入りタイヤ
2ビード部
3ビードコア
4カーカス
5ビードワイヤ
6係合部

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