(57)【要約】【課題】タイヤユニフォミティを向上させ、操縦安定性の信頼度を高め、耐久性を向上させ得る空気入りタイヤの製造を可能とするタイヤ用ビードコアを提供する。【解決手段】６角ビードコア構造の最終巻回に連続して最上段行の一方の幅方向外方に１回及び／又は最上段行の側端域の径方向外方に少なくとも２回巻回してなる、少なくとも３列のワイヤ列を追加し、周方向の剛性を増加させることなく、カーカスプライの本体が接触するワイヤ列数を増加させ、タイヤユニフォミティを向上させ、操縦安定性の信頼度を高める。また、周方向剛性分布が径方向に漸減してビードフィラやビード補強プライなどとの剛性の段差が小さくなり耐久性がよくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本のゴム被覆ワイヤを幅方向にずらしながら環状に複数回螺旋巻回した周回１回分のワイヤ列の複数を並列してなる行が連続して複数回巻き重ねられたタイヤ用ビードコアにおいて、
上に位置する行のワイヤ列を、下に位置する行の隣接するワイヤ列間のほぼ中央に位置させると共に、ワイヤ列数を下の行より１列多くされるか又は少なくされた状態で巻き重ねられた６角ビードコア構造を構成した後、該６角ビードコア構造の最終巻回のワイヤ列に連続して最上段行の一方の幅方向外方に１回及び／又は最上段行の側端域の径方向外方に少なくとも２回巻回してなる少なくとも３列のワイヤ列が、６角ビードコア構造の最上段行側端域近傍に追加されたことを特徴とするタイヤ用ビードコア。
【請求項２】
少なくとも３列の追加ワイヤ列が、最上段行の一方の側端に位置するワイヤ列に接して該ワイヤ列を囲むように配置されたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用ビードコア。
【請求項３】
前記最上段行の最終巻回ワイヤ列の幅方向外方にワイヤ列の１つが位置するとともに、最上段行の径方向外方に、側端列が最上段行の最終巻回ワイヤ列の幅方向外方斜め上に位置する追加行を配置し、該追加行の上にさらに追加ワイヤ列を配置したことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用ビードコア。
【請求項４】
１本のゴム被覆ワイヤを幅方向にずらしながら環状に複数回螺旋巻回した周回１回分のワイヤ列の複数を並列してなる行が連続して複数回巻き重ねられたタイヤ用ビードコアにおいて、
最下段行の隣接するワイヤ列のほぼ中央にワイヤ列が位置し、最下段行よりワイヤ列が１列多い第２行の上に、下段行のワイヤ列の略直上に上段行ワイヤ列を位置させた行を複数回巻回した４角ビードコア構造を構成した後、最上段行の側端域の一方の径方向外方に、下段行の隣接するワイヤ列間のほぼ中央にワイヤ列を位置させるように巻回した少なくとも１行のワイヤ列と、その上に１列又は並列した複数のワイヤ列とを追加配置したことを特徴とするタイヤ用ビードコア。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤに用いるタイヤ用ビードコアに関するものである。
【０００２】
一般に、空気入りタイヤは、ビード部にビードコアを備え、カーカスを補強するカーカスプライの側端部を上記ビードコアに沿って径方向内側から外方に折り曲げてビードコアに係止すると共に巻き上げ部を形成している。
【０００３】
ビードコアには、古くは、図８に示すように、ゴム被覆した複数のワイヤ１０１を並列した帯１０２を積行するように巻回した構造のグロメットビードコア１０３が用いられていた。このグロメットビードコア１０３は、空気入りタイヤ製造工程で成型するとき及び加硫するとき、カーカスプライに大きな張力が作用してビードコアの側面及び内周面に隣接するカーカスプライの側端部がずれ動き、この動きに引き摺られてビードコアのワイヤ配列が大きく乱れ、タイヤユニフォミティ低下の原因になる。
【０００４】
この乱れを少なくするために、特開２００１−５５０２１号公報では、太さの異なる２種類以上のワイヤを用い、カーカスプライの本体部に接触する側が太いワイヤの１本又は複数本を並列した帯を径方向に巻き重ねて構成され、巻上部に接触する側が細いワイヤを巻き重ねて構成されたビードコア構造が提案されている。
【０００５】
しかし、特開２００１−５５０２１号公報に提案された方法は、太さが異なる少なくとも２種類のワイヤを準備する必要があるので、材料管理、工程管理などが複雑になる難点がある。
【０００６】
一方、ビードコアには、図９に示すように、１本のワイヤ１０４を巻回して下行の隣接するワイヤ列間の中央に上行のワイヤ列１０４を位置させた最密構造にして動きにくくすると共に輪郭を６角形にしてカーカスプライに作用する応力を集中して受けないようにしたシングルストランドビード１０６が提案されている（特開平７−２０５６１８号公報、特開平９−４８２１８号公報参照）。
【０００７】
【発明が解決しょうとする課題】
上記シングルストランドビードは、径方向内方域の輪郭が丸くなっていてカーカスプライに作用する張力を各列が均等に担持する断面形状で、かつ最密構造になっているため、空気入りタイヤ製造工程での成型時及び加硫時のワイヤ配列の乱れを防止でき、また、自動車に装着した場合、走行中のタイヤが変形したときに、カーカスプライの引っ張り応力を受ける部分が増加し、応力を分担して受けるようになり、耐久性がよくなる利点がある。
【０００８】
しかし、シングルストランドビードでは、ビードコアの周方向の剛性とビードコアの外周面に配置するビードフィラ或いはビード部に設けられたビード補強プライの周方向の剛性との間に大きな剛性段差が生じ、耐久性低下の原因になることがある。
【０００９】
一方、シングルストランドビードでは、最密充填構造となっているので、剪断剛性が高くなり、タイヤに組み込んだとき、タイヤ変形に対するビード部のしなやかさが小さいので、リム装着時の締め代を大きくすることができない。その結果、走行中に荷重が変化した場合、或いは横方向の加速度が加ったときに、タイヤとリムとの嵌合圧力の変化が生じ、リム外れが生じやすくなって安全性を低下させる難点がある。
【００１０】
本発明は、従来のグロメットビード及びシングルストランドビードが有する難点を解消することにより、タイヤユニフォミティを向上させ、操縦安全性の信頼度を高め、耐久性を向上させ得る空気入りタイヤの製造を可能とするタイヤ用ビードコアの提供を目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るタイヤ用ビードコアは、１本のゴム被覆ワイヤを幅方向にずらしながら環状に複数回螺旋巻回した周回１回分のワイヤ列の複数を並列してなる行が連続して複数回巻き重ねられたタイヤ用ビードコアにおいて、上に位置する行のワイヤ列を、下に位置する行の隣接するワイヤ列間のほぼ中央に位置させると共に、ワイヤ列数を下の行より１列多くされるか又は少なくされた状態で巻き重ねられた６角ビードコア構造を構成した後、該６角ビードコア構造の最終巻回のワイヤ列に連続して最上段行の一方の幅方向外方に１回及び／又は最上段行の側端域の径方向外方に少なくとも２回巻回してなる少なくとも３列のワイヤ列が、６角ビードコア構造の最上段行側端域近傍に追加されたことを特徴とするものである。
【００１２】
上記構成によると、ビードコア断面を上記形状にすることにより、例えば、追加ワイヤ列をカーカスプライ本体側に配置した場合、周方向の剛性を増加させることなく、カーカスプライの本体が接触するワイヤ列数を増加させることができる。その結果、タイヤ製造工程でカーカスプライに作用する引っ張り応力や、自動車に装着した場合、走行中のタイヤ変形により発生するカーカスプライの引っ張り応力をカーカスプライ本体部が接触するワイヤ列全体で分担して受け、一個所に集中しないようにすることができる。また、ビードコア構造の最上段行の側端域の一方の径方向外方に追加ワイヤ列が突出した形状になってビードフィラ又はビード補強層に直接、又は他の層状部材を介して重なる部分の剛性が径方向に段階的に変化して剛性の段差が小さくなるとともに、これら部材と重なる面積も増加し、ビードコアと隣接する部材間に集中する応力が分散され、操縦安定性及びタイヤ耐久性を向上させることができる。
【００１３】
また、タイヤ用ビードコアの好適な実施形態としては、少なくとも３列の追加ワイヤ列を、最上段行の一方の側端に位置するワイヤ列に接して該ワイヤ列を囲むように配置する態様や、最上段行の最終巻回ワイヤ列の幅方向外方にワイヤ列の１つが位置するとともに、最上段行の径方向外方に、側端列が最上段行の最終巻回ワイヤ列の幅方向外方斜め上に位置する追加行を配置し、追加行の上に追加ワイヤ列が配置する態様が例示できる。
【００１４】
上記ビードコア構造は、６角ビードコア構造におけるワイヤ列の追加態様であるが、本発明においては、４角ビードコア構造においてもワイヤ列を追加することができる。
【００１５】
すなわち、本発明においては、１本のゴム被覆ワイヤを幅方向にずらしながら環状に複数回螺旋巻回した周回１回分のワイヤ列の複数を並列してなる行が連続して複数回巻き重ねられたタイヤ用ビードコアにおいて、最下段行の隣接するワイヤ列のほぼ中央にワイヤ列が位置し、最下段行よりワイヤ列が１列多い第２行の上に、下段行のワイヤ列の略直上に上段行ワイヤ列を位置させた行を複数回巻回した４角ビードコア構造を構成した後、最上段行の側端域の一方の径方向外方に、下段行の隣接するワイヤ列間のほぼ中央にワイヤ列を位置させるように巻回した少なくとも１行のワイヤ列と、その上に１列又は並列した複数のワイヤ列とを追加配置したことを特徴とするタイヤ用ビードコアも提供することができる。
【００１６】
また、上記６角ビードコア構造又は４角ビードコア構造のいずれにおいても、追加されたワイヤ列の列数が、３列以上であって、上記６角ビードコア構造又は４角ビードコア構造のワイヤ列の１／２以下にされるのが好ましい。
【００１７】
６角ビードコア構造又は４角ビードコア構造に追加されるワイヤ列が、３列未満では追加した効果が表われず、また、基礎にした６角ビードコア構造又は４角ビードコア構造の列数の１／２より多くなると、追加ワイヤ列に作用する応力分布の均一性が悪くなって応力担持に遊びが生じる。
【００１８】
なお、追加するワイヤ列の配置箇所は、６角ビードコア構造又は４角ビードコア構造の最上段行側のいずれか一方の端域近傍であればよく、すなわち、ビードコアの幅方向内方側であるカーカスプライの本体側であっても、あるいはビードコアの幅方向外方側であるビード補強層側であってもよい。要するに、本発明では、追加ワイヤ列を目的とする機能が発揮できる部位に配置すればよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係わるタイヤ用ビードコアの断面図である。符号１はタイヤ用ビードコア、２はワイヤ、３は６角ビードコア構造を示す。１本のゴム被覆されたワイヤ２が、ａを始点にして幅方向に、図１では右方向にずらされながら、複数回、図では３回、螺旋状に巻回されてなるワイヤ列４の複数が並列して最下段行８が形成されている。
【００２０】
最下段行８の最終ワイヤ列５が巻回された後、連続するワイヤが第１行の巻き始めの斜め上外方に移動されて第１行と同方向にずらされながら、最下段行８の隣り合ったワイヤ列４、５の中央に生じた窪み１０にワイヤ列６が嵌って位置するように、螺旋状に下行より１回多く巻回され、第２行９が形成されている。
【００２１】
同様に連続して上に位置する行が下に位置する行より１列ワイヤ列が多くなるように、複数行巻き重ねられた後、図では３行、その上に下に位置する行より列数が１列少なくなるようにして１行又は複数行が巻き重ねられて６角ビードコア構造３（図では白丸で表した１６列のワイヤ列でなる６角ビードコア構造３）が形成されている。
【００２２】
６角ビードコア構造３の最上段行１１の最終巻回ワイヤ列１２の幅方向外側に連続して１回巻回したワイヤ列１３が追加され、続いて最上段行１１の上に追加ワイヤ列１４が並列する追加行１５が設けられている。
【００２３】
このような構造にすることにより、最下段行８に立てられた最下段行８の幅Ｗの１／２点を通る法線Ｌに対し非対称になっており、ワイヤ列が追加された側は、ワイヤ列の数が幅方向外方に偏りながら多くなっている。
【００２４】
図２は、別の実施形態の断面図である。図１に示した６角ビードコア構造３と同様の６角ビードコア構造３を形成し、図１と同様に最上段行１１の最終巻回ワイヤ列１２の幅方向外側に連続して１回巻回したワイヤ列１３が追加され、続いて最上段行１１の上に追加ワイヤ列１４の２列が並列する追加行１５と、さらにその上側にワイヤ列１６が設けられている。
【００２５】
図３は、他の実施形態の断面図である。図１に示した６角ビードコア構造３と同様の６角ビードコア構造３を形成し、最上段行１１の最終巻回ワイヤ列１２に連続して最上段行１１の側端域の上に追加ワイヤ列１４が並列してなる追加行１５と、さらにその外側にワイヤ列１６が設けられている。
【００２６】
図６は、４角ビードコア構造を基本にした実施形態の断面図である。１本のゴム被覆されたワイヤ２が、ａを始点にして幅方向にずらされながら、複数回、図６では４回、螺旋状に巻回されてなるワイヤ列４の複数が並列して最下段行８が形成されている。
【００２７】
最下段行８の最終ワイヤ列５が巻回された後、連続するワイヤが第１行の巻き始めの斜め上外方に移動されて第１行と同方向にずらされながら、最下段行８の隣り合ったワイヤ列４、５の中央に生じた窪み１０にワイヤ列６が嵌って位置するようにして、螺旋状に下の行より１回多く巻回された第２行９が形成されている。
【００２８】
第２行の上に上の行がワイヤ列を下の行のワイヤ列の直上に位置させるようにして、第２行と同数巻回した行が複数行巻き重ねられた従来の４角ビードコア構造２３、図では白丸で表したワイヤ列の１９列でなる４角ビードコア構造が、形成された後、最上段行１１の上に連続して最上段行１１より巻回回数が少ない追加行１５と追加ワイヤ列１６が設けられている。
【００２９】
本発明は、上記の断面を有するビードコアに限定されず、図４に示すように、白丸でワイヤ列を示した６角ビードコアが形成された後、連続して最上段行１１の最終巻回ワイヤ列１２の幅方向外側にワイヤ列１３が追加され、続いて最上段行１１の上に追加ワイヤ列１３の上方の斜め内側から巻回される追加ワイヤ列１４が３列並列した追加行１５と、その上に位置する追加行１７が設けられた構造にすることができる。
【００３０】
また、図５に示すように、白丸でワイヤ列を示した６角ビードコアが形成された後、連続して最上段行１１の上に追加ワイヤ列１３の上方の斜め外側から巻回される追加ワイヤ列１４が３列並列した追加行１５と、その上に位置する追加行１７が設けられた構造にすることもできる。
【００３１】
さらに、図７に示すように、白丸でワイヤ列を示した４角ビードコア（図６に示すものと同様なビードコア構造）が形成された後、最上段行１１の上に連続して最上段行１１よりワイヤ列数が少ない追加行１５と、さらにその上に追加行１５よりワイヤ列数が少ない追加行１７を設けた構造にすることもできる。
【００３２】
なお、本発明に係るビードコア構造においては、６角ビードコア又は４角ビードコアの最上段行から追加行に移行する際には、最上段行と反対方向にずらしながら螺旋巻回する手法と、最上段行の途中まで戻って最上段行と同方向にずらしながら螺旋巻回する手法のいずれを採用してもよい。
【００３３】
このように、本発明のタイヤ用ビードコアは、６角ビードコア又は４角ビードコアの最上段行の一方の側端域の径方向外方にワイヤ列が追加されて断面輪郭の一方の側辺に配列するワイヤ列が多くなった断面形状とされるので、タイヤビード部に組み込むとき、ワイヤ列の配列数が多い側を内面側に位置させれば、従来のビードコアとワイヤ列数を変えることなく、カーカスプライと接触する面積を多くすることができる。
【００３４】
その結果、タイヤ製造の成型工程或いは加硫工程においてカーカスプライに作用する応力を個々のワイヤ列が少しずつ分担して受けるので、少数のワイヤ列に集中して受けたことにより生じるワイヤ列の配列乱れがなくなり、ワイヤ列の配列乱れが原因するタイヤユニフォミィテイの低下が防止できる。
【００３５】
また、タイヤ使用中において、カーブ、凹凸が多い路面を通過している際にタイヤが大きく変形してカーカスプライに大きい応力が発生しても、ビードコアの応力を受け止める面積が増大したので、個々のワイヤ列が分担して受ける応力を小さくすることができる。それによりタイヤ耐久性を増大させることができる。
【００３６】
また、６角ビードコア構造又は４角ビードコア構造の最上段行の側端域の一方の径方向外方に追加ワイヤ列が突出した形状になってビードフィラ又はビード補強層に直接、又は他の層状部材を介して重なる部分の剛性が径方向に段階的に変化して剛性の段差が小さくなるとともに、これら部材と重なる面積も増加し、ビードコアと隣接する部材間に集中する応力が分散され、操縦安定性、タイヤ耐久性が向上する。
【００３７】
また、追加ワイヤ列が位置する側をビード部のタイヤ外面側に位置させれば、タイヤ装着時のリムとの嵌合圧が高くなるように設計ができ、走行安全性を高くすることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によると、６角ビードコア構造の最終巻回に連続して最上段行の一方の幅方向外方に１回及び／又は最上段行の側端域の径方向外方に少なくとも２回巻回してなる、少なくとも３列のワイヤ列を追加し、周方向の剛性を増加させることなく、カーカスプライの本体が接触するワイヤ列数を増加させ、タイヤユニフォミティを向上させ、操縦安定性の信頼度を高め、また、周方向剛性分布が径方向に漸減してビードフィラやビード補強プライなどとの剛性の段差が小さくなり耐久性を向上させることができる。
【００３９】
また、追加ワイヤ列が位置する側をビード部のタイヤ外面側に位置させれば、タイヤ装着時のリムとの嵌合圧が高くなるように設計することができ、走行安全性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤ用ビードコアの一実施形態の断面図
【図２】本発明のタイヤ用ビードコアの別の実施形態の断面図
【図３】本発明のタイヤ用ビードコアの他の実施形態の断面図
【図４】本発明のタイヤ用ビードコアの他の実施形態の断面図
【図５】本発明のタイヤ用ビードコアの他の実施形態の断面図
【図６】本発明のタイヤ用ビードコアの他の実施形態の断面図
【図７】本発明のタイヤ用ビードコアの他の実施形態の断面図
【図８】従来のグロメットビードコアの断面図
【図９】従来の６角ビードコアの断面図
【符号の説明】
１　　タイヤ用ビードコア
２　　ワイヤ
３　　６角ビードコア構造
４　　ワイヤ列
ａ　　巻回始点
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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