(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビードワイヤが巻重ねられて構成されたビードコアを有する空気入りタイヤにおいて、前記ビードコアが、巻始め１層目のワイヤの自由放置時曲率半径がビードコア半径よりも大きく、かつ巻終わり最終層のワイヤの自由放置時曲率半径がビードコア半径よりも小さく、２層目以降の中間層におけるワイヤの自由放置時曲率半径が、前記巻始め１層目のワイヤの自由放置時曲率半径以下であるとともに、前記巻終わり最終層のワイヤの自由放置時曲率半径以上であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記ビードコアにおいて、各層内における複数のワイヤの自由放置時曲率半径が、それぞれの層ごとに等しいことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記ビードコアが、１本のビードワイヤを螺旋状に巻き回して積層させて構成されたものであることを特徴とする請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記巻始め１層目のワイヤの自由放置時曲率半径がビードコア半径の１０５％以上１４０％以下であり、かつ巻終わり最終層のワイヤの自由放置時曲率半径がビードコア半径の６０％以上９５％以下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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤを巻き重ねてビードコアを構成した空気入りタイヤにおいて、成形・加硫時のビードコアの層崩れの発生を抑制することにより、ビードコアの成形精度（特にタイヤ回転軸方向から見た、ビードコアの真円度）を高めユニフォーミティを改善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部には、スチールワイヤを連続的に巻回して成形された環状のビードコアが埋設されている。
【０００３】
このビードコアは、スチールワイヤが巻き重ねられて構成されており、通常、スチールワイヤは４層以上の層をなして、また各層内では４、５本以上が並列して配置されている。スチールワイヤは１本の連続したものを使用する所謂「１本巻き」方式と、複数本を並列配置して層状にし、その層単位で巻き重ねる所謂「層巻き」方式がある。
【０００４】
このようなビードコアを有する空気入りタイヤの製造をする場合、いずれの方式であっても、成形・加硫時にワイヤ束中の個々のワイヤにはばらけようとする力が働く。すなわち、しっかりと全体にまとまって均斉にワイヤ束を形成しようとする力が働くことはほとんど無く、特にワイヤの端末付近では、始端、終端ともに束から浮き上がろうとする挙動を示す。
【０００５】
こうした状況により、成形・加硫時にビードコアを構成するワイヤに乱れやずれが生じると、空気入りタイヤ中でのビードコアの成形精度（ビードコアの真円度）が悪化することになり、それが製造されたタイヤのユニフォーミティにも影響を与え、さらに乗り心地やロードノイズ騒音などにも影響を及ぼす。
【０００６】
本発明はこのような問題に対し、後述のように、ビードコアを構成するスチールワイヤの曲率に特別な癖をつけるということに着目したものであるが、このようなスチールワイヤの曲率に特別な癖をつけるという先行特許文献として、以下のものがある。
【０００７】
すなわち、リムに対する嵌合特性を良好に維持しながら、ビードコアの軽量化を可能にすることを目的に、１本または複数本のスチールワイヤを連続的に巻回して成形された環状のビードコアをビード部に埋設した空気入りタイヤにおいて、該スチールワイヤにビードコアの内径２Ｒ（半径＝Ｒ）に対して０．６Ｒ以上１．１Ｒ以下の曲率半径を持つ連続的な癖付けを施した空気入りタイヤが提案されている（特許文献１）。
【０００８】
この提案は、ビードコアを構成するスチールワイヤに対して従来よりも小さい曲率半径を持つ適度な癖付けを施すことにより、リムに対する嵌合特性を良好に維持しながらビードコアの軽量化を図るというものであり（特許文献１の段落０００８）、特に、ビードコアを構成するスチールワイヤの層ごとのワイヤの曲率半径の癖付けについては、何らの技術思想も存在しないものであった。
【０００９】
すなわち、特許文献１の提案のものでは、上述したビードコアを構成するスチールワイヤのばらけに関する問題について改善し得るものでなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−３０２１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、上述したような点に鑑み、ワイヤを巻き重ねてビードコアを構成した空気入りタイヤにおいて、成形・加硫時のビードコアにおけるスチールワイヤのばらけようとする挙動を抑え、ビードコアの層崩れを抑制することにより、ビードコアの成形精度（特にタイヤ回転軸方向から見た、ビードコアの真円度）を高くして、空気入りタイヤのユニフォーミティを改善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】
【００１２】
上述した目的は、下記（１）の構成を有する空気入りタイヤとすることにより達成できる。
（１）ビードワイヤが巻重ねられて構成されたビードコアを有する空気入りタイヤにおいて、前記ビードコアが、巻始め１層目のワイヤの自由放置時曲率半径がビードコア半径よりも大きく、かつ巻終わり最終層のワイヤの自由放置時曲率半径がビードコア半径よりも小さく、２層目以降の中間層におけるワイヤの自由放置時曲率半径が、前記巻始め１層目のワイヤの自由放置時曲率半径以下であるとともに、前記巻終わり最終層のワイヤの自由放置時曲率半径以上であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【００１３】
また、かかる本発明の空気入りタイヤにおいて、以下の（２）〜（４）のいずれかの構成からなることが好ましい。
（２）前記ビードコアにおいて、各層内における複数のワイヤの自由放置時曲率半径が、それぞれの層ごとに等しいことを特徴とする上記（１）記載の空気入りタイヤ。
（３）前記ビードコアが、１本のビードワイヤを螺旋状に巻き回して積層させて構成されたものであることを特徴とする上記（１）または（２）記載の空気入りタイヤ。
（４）前記巻始め１層目のワイヤの自由放置時曲率半径がビードコア半径の１０５％以上１４０％以下であり、かつ巻終わり最終層のワイヤの自由放置時曲率半径がビードコア半径の６０％以上９５％以下であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１にかかる本発明によれば、ビードコアを構成するスチールワイヤに関して、巻始め１層目（最内層となる）のワイヤの自由放置時曲率半径がビードコア半径よりも大きく、かつ、巻終わり最終層（最外層となる）のワイヤの自由放置時曲率半径がビードコア半径よりも小さく、さらに、２層目以降の中間層におけるワイヤの自由放置時曲率半径が、前記巻始め１層目のワイヤの自由放置時曲率半径以下であるとともに、前記巻終わり最終層のワイヤの自由放置時曲率半径以上であるように構成したことにより、内層に位置するスチールワイヤは大きくなろうとする挙動を示すのに対して、外層に位置するスチールワイヤは小さくなろうとする挙動を示す。そのため、加硫時にゴム中でスチールワイヤが自身で集積しようとする挙動をとるために、ビードコアが均斉でかつ成形精度（ビードの真円度）が高いものとなり、その結果、ビードコアが崩れにくくユニフォーミティが良好な空気入りタイヤを得ることができる。スチールワイヤの端末についても、内層の始端、外層の終端においても浮き上がりが抑制され、ビードコアは均斉であり空気入りタイヤのユニフォーミティが良好となる。
【００１５】
請求項２にかかる本発明によれば、ビードコアの各層内における複数のワイヤの自由放置時曲率半径がそれぞれの層ごとに等しいので、各層内でのワイヤ並びにずれが生じることがなく、より成形精度（真円度）が高くビードコアが崩れにくく、ユニフォーミティがより優れた空気入りタイヤを得ることができる。
【００１６】
請求項３にかかる本発明によれば、１本のビードワイヤを螺旋状に巻き回して積層させてビードコアを構成しているので、ユニフォーミティが層巻きの場合よりも優れた空気入りタイヤを得ることができる。
【００１７】
請求項４にかかる本発明によれば、上述した本発明の空気入りタイヤの効果をより明確に有する空気入りタイヤを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の空気入りタイヤの実施態様例を説明するタイヤ子午線方向半断面図である。
【図２】図１の空気入りタイヤのビードコアを拡大してモデル的に示した断面図である。
【図３】本発明の空気入りタイヤのビードコアにおける各ワイヤ巻き層内の各ワイヤの自由放置時曲率半径の値の分布状態の１例をモデル的に示したグラフである。
【図４】本発明の空気入りタイヤのビードコアにおける各ワイヤ巻き層内の各ワイヤの自由放置時曲率半径の値の分布状態の他の例をモデル的に示したグラフである。
【図５】（ａ）、（ｂ）はいずれも、ビードコアを構成するワイヤの自由放置時曲率半径の求め方を説明するモデル図であり、（ａ）は開環状の場合、（ｂ）は閉環状の場合を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、更に詳しく本発明の空気入りタイヤについて、説明する。
【００２０】
本発明の空気入りタイヤは、ビードコアが、巻始め１層目のワイヤの自由放置時曲率半径がビードコア半径よりも大きく、かつ巻終わり最終層のワイヤの自由放置時曲率半径がビードコア半径よりも小さく、２層目以降の中間層におけるワイヤの自由放置時曲率半径が、前記巻始め１層目のワイヤの自由放置時曲率半径以下であるとともに、前記巻終わり最終層のワイヤの自由放置時曲率半径以上であることを特徴とするものである。
【００２１】
図１は、本発明の空気入りタイヤの実施形態の一例を示したタイヤ子午線方向断面図である。
【００２２】
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。左右一対のビード部３間にはカーカス層４が装架され、このカーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１におけるカーカス層４の外周側にはベルト層６がタイヤ全周にわたって配置されている。
【００２３】
図２は、図１の空気入りタイヤのビードコア５を拡大して示した断面図であり、ビードコア５はスチールワイヤＷと該スチールワイヤＷを被覆するインシュレーションゴムＧとから構成されている。
【００２４】
このビードコア５は１本または複数本のスチールワイヤＷが連続的に巻回して成形されているものであり、タイヤ径方向に積層された多層構造を有している。ビードコア５を１本のスチールワイヤＷで成形する場合、１本のスチールワイヤＷをタイヤ軸方向の位置をずらしながら連続的に巻回して１つの層を形成し、そのような層の形成を繰り返すことにより、多層構造のビードコア５を製造する。あるいは、ビードコア５を複数本のスチールワイヤＷから成形する場合、タイヤ軸方向に並列配置された複数本のスチールワイヤＷを連続的に巻回すことにより、多層構造のビードコア５を製造する。
【００２５】
図２に、Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄと示したのが、それぞれ、巻始め１層目、中間２層目、中間３層目、巻終わり最終層であり、各層は５本のスチールワイヤで構成されている例を示している。巻始め１層目Ｗａの内周面とタイヤ回転軸Ｃとの間の距離がビードコア半径Ｒである。
【００２６】
本発明においては、巻始め１層目のワイヤＷａの自由放置時曲率半径がビードコア半径Ｒよりも大きく、かつ巻終わり最終層のワイヤＷｄの自由放置時曲率半径がビードコア半径よりも小さく、２層目以降の中間層におけるワイヤＷｂ、Ｗｃの自由放置時曲率半径が、前記巻始め１層目のワイヤＷａの自由放置時曲率半径以下であるとともに、前記巻終わり最終層のワイヤＷｄの自由放置時曲率半径以上であるようにして構成されている。
【００２７】
このようにして各層のワイヤを構成することにより、内層に位置するスチールワイヤは大きくなろうとする挙動を示すのに対して、外層に位置するスチールワイヤは小さくなろうとする挙動を示す。そのため、加硫時にゴム中でスチールワイヤが自身で集積しようとする挙動をとり、ビードコアが均斉でかつ成形精度（ビードの真円度）が高いものとなり、その結果、ビードコアが崩れにくくユニフォーミティが良好な空気入りタイヤを製造することができるのである。スチールワイヤの端末についても、内層の始端、外層の終端においても浮き上がりが抑制され、ビードコアは均斉であり空気入りタイヤのユニフォーミティが良好となる。
【００２８】
各層のワイヤを、上述した自由放置時曲率半径の大小関係を満足するようにして得るには、特に限定されないが、例えば所望の曲率半径を有する芯材にスチールワイヤを巻付けその状態で塑性変形を起こさせて、該ワイヤに所望の曲率半径を有する癖付けを行う方法によって得ることができる。塑性変形を起こさせることによりワイヤの形状上の癖付けを行うことが重要である。
【００２９】
前述した１本巻き方式と層巻き方式のいずれでも、この方法により癖付けして、所望の自由放置時曲率半径を得ることができる。
【００３０】
本発明において、好ましくは各層内における複数のワイヤの自由放置時曲率半径が、それぞれの層ごとに等しいことであり、その場合、各層内でのワイヤ並びにずれが生じることがなく、より成形精度（ビードコアの真円度）が高くビードコアが崩れにくく、ユニフォーミティにより優れた空気入りタイヤを得ることができる。ここで、複数のワイヤの自由放置時曲率半径が等しいとは、各ワイヤの自由放置時曲率半径の値が、真ん中の値を中心にしてプラス・マイナス５％以内の範囲内に入ることをいい、より好ましくは、プラス・マイナス３％以内の範囲内に入ることである。
【００３１】
図３は、この各層内における複数のワイヤの自由放置時曲率半径が、それぞれの層ごとに等しい場合の各ワイヤ巻き層内の各ワイヤの自由放置時曲率半径の値の分布状態の１例をモデル的に示したグラフである。図３で、横軸は層−列の関係で各ワイヤ位置を示しており、縦軸は、ビードコアの内径Ｒを指数１００とした場合の自由放置時曲率半径の値を示している。巻き始め１層目は、該曲率半径が１２０でありタイヤの径方向外側に向いて大きくなろうとする力Ｆ１を有している。巻終わり最終層（４層目）のワイヤの自由放置時曲率半径は８０であり、ビードコア半径よりも小さく、スチールワイヤは小さくなろうとする力Ｆ２を有している。この態様は、１本巻き方式と層巻き方式のいずれでも実現できる。
【００３２】
また、ビードコアが、１本のビードワイヤを螺旋状に巻き回して積層させて構成された態様も好ましいものであり、特に自由放置時曲率半径を、図４にモデル図を示したように、層ごとにかつ各層内でも無段階的に小さくなっていくように、かつ途中でビードコア半径との大小関係が逆転する（巻き始めは大きく、巻き終わりは小さく）ようにしてワイヤに癖付けをして構成することにより、層巻きの場合よりもきめ細かく一層ユニフォーミティに優れた空気入りタイヤを得ることができる。
【００３３】
本発明者らの知見によれば、巻始め１層目のワイヤの自由放置時曲率半径は、好ましくはビードコア半径の１０５％以上１４０％以下とするのがよく、また、巻終わり最終層のワイヤの自由放置時曲率半径はビードコア半径の６０％以上９５％以下であるように構成することが、本発明の効果を顕著に得ることができるので好ましい。
【００３４】
癖付けされた自由放置時曲率半径に、巻き始めと巻き終わりとで、大きな差がありすぎると、ビード成形がしにくくなったり、せっかくの均斉さが損なわれていくことにもつながり好ましくない場合がある。したがって、より好ましくは、巻始め１層目のワイヤの自由放置時曲率半径はビードコア半径の１０５％以上１２５％以下、また、巻終わり最終層のワイヤの自由放置時曲率半径はビードコア半径の７５％以上９５％以下である。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例により本発明の空気入りタイヤの具体的構成・効果について説明する。
【００３６】
なお、本発明において、ワイヤの自由放置時曲率半径は以下に記載する方法で求めたものであり、実施例でタイヤのユニフォーミティ（ラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ））は以下の方法で測定し、評価したものである。
【００３７】
（１）ワイヤの自由放置時曲率半径
室温雰囲気のもとで、タイヤ内からビードコアを取り出し、ビードコアの各層からタイヤ１周分ずつのビードワイヤを切り出し、その切り出した１周分のビードワイヤを、十分な大きさの平滑なプラスチック板上に自由状態で載置する。
【００３８】
インシューションゴムが付着している場合はそのままで載置する。
【００３９】
その載置した状態で、該ビードワイヤの全長の１／２位置である中央点Ｐ１と、その中央点Ｐ１から、該ビードワイヤの全長の１／３長さずつ両端側に離れている位置の２点をＰ２、Ｐ３と定め、それらＰ１、Ｐ２、Ｐ３の３点を通る円を求めて、その円の半径の値を１ｍｍ単位で求めて、ワイヤの自由放置時曲率半径とする。
【００４０】
図５（ａ）、（ｂ）に、その求め方を説明するモデル図を示した。（ａ）は開環状の場合、（ｂ）は閉環状の場合を示しているが、いずれの場合でも同じである。
【００４１】
（２）ユニフォーミティ（ラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ））
ＪＡＳＯ Ｃ６０７「自動車タイヤのユニフォーミティ試験方法」に準拠して、空気圧２００ｋＰａ、縦荷重を空気圧２００ｋＰａでの負荷能力の０．８５倍として、ラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）を測定し、ユニフォーミティの評価を行った。ラジアルフォースの単位は「Ｎ（ニュートン）」であり、その値が小さいほどラジアルフォースにばらつきがなく、タイヤの均斉さが優れていることを表している。
【００４２】
実施例１〜４、従来例１、比較例１〜２
表１に示したとおりのワイヤ構成とワイヤの自由放置時曲率半径の組み合わせで、合計７種類のビードコアを製造した。
【００４３】
自由放置時曲率半径を付与するワイヤの癖付けは、断面が円形の柱状の芯材に螺旋状にスチールワイヤを塑性変形を伴わせながら巻き付けて行った。段階的に変化させる方法は、段階的に径が変化している円柱を芯材として用いてそれに巻き付けて行い、無段階に変化させる方法は、連続したテーパー状に径が変化している柱状体を芯材にしてそれに連続的に巻き付けることにより行なった。
【００４４】
このビードコアを用いて、タイヤサイズ２２５／５５Ｒ１７の空気入りタイヤを試作してユニフォーミティの評価を行った。
【００４５】
各実施例、従来例、比較例の評価結果を表１に示した。本発明によれば、ユニフォーミティに優れた空気入りタイヤが得られることがわかる。
【００４６】
【表１】
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【符号の説明】
【００４７】
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：ベルト層
Ｗ：スチールワイヤ
Ｃ：タイヤ回転軸
Ｗａ：巻始め１層目のワイヤ
Ｗｂ：中間２層目のワイヤ
Ｗｃ：中間３層目のワイヤ
Ｗｄ：巻終わり最終層のワイヤ
Ｇ：インシュレーションゴム
Ｐ１：試料ビードワイヤの全長の１／２位置である中央点
Ｐ２、Ｐ３：点Ｐ１から試料ビードワイヤの全長の１／３長さずつ両端側に離れている位置の２点
Ｆ１：巻き始め１層目のワイヤが有するタイヤの径方向外側に向いて大きくなろうとする力
Ｆ２：巻終わり最終層（４層目）のワイヤが有するタイヤの径方向内側に向いて小さくなろうとする力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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