(57)【要約】【課題】リム組み時に生じがちなビード部内腔面での損傷を防止する。【解決手段】ビード部にビードワイヤＷを多層に巻回してなるビードコア５を配した空気入りタイヤである。前記ビードコア５は、タイヤ半径方向の最内層ｉのビードワイヤＷがタイヤ半径方向に波打つ波状ワイヤ１０からなる。該波状ワイヤ１０のピークトウピークの振幅Ａが０．５〜０．９ｍｍ、かつ波長Ｌが波状ワイヤの外側に巻回された次層ｎ１のビードワイヤＷの内周長Ｌ０の０．０５〜０．１５倍である。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビード部にビードワイヤを多層に巻回してなるビードコアを配した空気入りタイヤであって、
前記ビードコアは、タイヤ半径方向の最内層のビードワイヤがタイヤ半径方向に波打つ波状ワイヤからなるとともに、
該波状ワイヤのピークトウピークの振幅Ａが０．５〜０．９ｍｍ、かつ波長Ｌが前記波状ワイヤの外側に巻回された次層のビードワイヤの内周長Ｌ０の０．０５〜０．１５倍であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記波状ワイヤは、側面視において、滑らかに波打つ正弦波状をなす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】
前記最内層のビードワイヤは、波の位相をずらせてタイヤ軸方向で隣り合う複数の波状ワイヤからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記ビード部は、前記ビードコアとカーカスとにより補強されており、これ以外の補強プライを有しないことを特徴とする請求項１ないし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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リム組み時のビード部の損傷を防止しうる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来の一般的な乗用車用ラジアルタイヤのビード部の構造を図６に示す。ビード部ａには、ビードコアｂと、このビードコアｂの周りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されて係止されたカーカスプライｃ１からなるカーカスｃとが配される。またビード部ａには、例えばナイロンコードを用いたプライからなる断面略Ｕ字状の補強フィラーｆが配されている。
【０００３】
一方、近年では車両の燃費性能を改善するために、タイヤのさらなる軽量化が望まれるとともに、自動車のサスペンションなどの向上に伴いタイヤ自体の乗り心地の向上が望まれている。このため、ビード部から前記補強フィラーｆを取り除き、ビード部の剛性を緩和させる構造も実用化されている。なおこのような構造の場合、ビードコアの形状をそのままとして補強フィラーｆを取り除くと、その部分はゴムによって満たされることとなる。
【０００４】
ところが、このような構造ではビードコアとリムシート面との間のゴム厚さが大となり、この結果、タイヤがリムからずれ易くなるなど耐リムずれ性能が低下するという傾向がある。
【０００５】
またタイヤをリム組みする際には、図７（Ａ）に示すように、ビード部ａをリムシートｒｓに着座させかつ内圧を充填することにより、ビード底面ｅをテーパ状のリムシートｒｓに沿って軸方向外側へとスライドさせる。このとき、ビード底面ｅとリムシートｒｓとの間の接触圧は、リム組みが進行するに従って徐々に高くなり前記スライドを妨げる一方、ビード部ａのタイヤ半径方向外側の部分では空気圧によって軸方向外側へ比較的大きく変形する。
【０００６】
このように、ビード部ａでは、そのタイヤ半径方向内、外で軸方向外側への移動量が異なる結果、図７（Ｂ）に示すように、ビードコアｂにせん断変形が生じる。このようなせん断変形によって、ビードコアｂの内面かつタイヤ軸方向内側のコーナ部ｇが前記カーカスプライｃ１を介してビード部ａの内腔面ｊを押圧する。そして、図８に示すように、ビード部の内腔面ｊに微細な亀裂又は凹凸状の変形といった損傷部Ｘを生じさせる場合がある。特にビード部に補強フィラーｆを設けない構造のタイヤでは、ビード部の剛性が低くなり、また一般に該補強フィラーｆの厚さの分だけビードコアｂの内径を小さくすることがあり、前記リムシートｒｓとの間の接触圧が大となってこのような損傷が生じやすい。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、ビードコアのタイヤ半径方向の最内層のビードワイヤを、タイヤ半径方向に波打つ波状ワイヤから形成するとともに、該波状ワイヤのピークトウピークの振幅Ａと波長Ｌとを一定範囲に規制することを基本として、リム組み時のせん断力を緩和、吸収することによりビード部の内腔面での損傷を効果的に防止しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、ビード部にビードワイヤを多層多列に巻回してなるビードコアを配した空気入りタイヤであって、前記ビードコアは、タイヤ半径方向の最内層のビードワイヤがタイヤ半径方向に波打つ波状ワイヤからなるとともに、該波状ワイヤのピークトウピークの振幅Ａが０．５〜０．９ｍｍ、かつ波長Ｌが波状ワイヤの外側に巻回された次層のビードワイヤの内周長Ｌ０の０．０５〜０．１５倍であることを特徴としている。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、前記波状ワイヤは、側面視において、滑らかに波打つ正弦波状をなすことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤである。
【００１０】
また請求項３記載の発明は、前記最内層のビードワイヤは、波の位相をずらせてタイヤ軸方向で隣り合う複数の波状ワイヤからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤである。
【００１１】
また請求項４記載の発明は、前記ビード部は、前記ビードコアとカーカスとにより補強されており、これ以外の補強プライを有しないことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の空気入りタイヤである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１には、本実施形態の空気入りタイヤ１の断面図を示している。図において空気入りタイヤ１は、トレッド部２と、その両側からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３と、各サイドウォール部３の内方端に位置するビード部４とを具え、本例では乗用車用のラジアルタイヤを例示している。この空気入りタイヤ１は、前記ビード部４に配されたビードコア５、５間を跨るトロイド状のカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６のタイヤ半径方向の外側に配されたベルト層７とを具える。
【００１３】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７５゜〜９０゜の角度で配列した１枚以上（本例では１枚）のカーカスプライ６Ａから形成される。カーカスプライ６Ａは、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至る本体部６ａと、その両側に連なりビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されて係止される折返し部６ｂとを有する。
【００１４】
該カーカスプライ６Ａは、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードからなるカーカスコードを小厚さのトッピングゴムにて被覆して構成されたプライが用いられる。本例ではカーカス６が１枚のカーカスプライ６Ａから構成されており、タイヤ重量の軽量化が図られている。なおカーカスプライ６Ａの前記本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５のタイヤ半径方向の外面から外方に先細状でのびるビードエーペックスゴム８が配され、ビード部４の曲げ剛性を補強する。
【００１５】
なお本実施形態の空気入りタイヤ１は、ビード部４がビードコア５とカーカス６とにより補強されており、これ以外の補強プライ、即ち従来カーカスプライ６Ａとビードコア５とをともに包み込むように設けられていたナイロンコード等からなる補強プライを有してはいない。ただし、補強プライ（タイヤコードの引き揃え体をゴム被覆したシート状のもの）ではないもの、例えばリムシート面に近接して配されるキャンバス布等は設けられても良い。
【００１６】
また前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して１０゜〜３５゜の角度で傾斜配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードがプライ間相互で交差して配されることによりタガ効果を発揮する。ベルトコードとしては、スチールコードが好適であるが、例えば芳香族ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル繊維等の高弾性の有機繊維コードも使用できる。
【００１７】
また前記ビードコア５は、例えば図２に示す如く、スチールからなるビードワイヤＷを多層に巻回して構成されたものを例示する。本例のように乗用車用ラジアルタイヤの場合、ビードワイヤＷには線径が０．９〜１．７ｍｍ程度のスチール素線が好適に使用できる。また図２に示すように、本例のビードコア５は、軸方向に４本のビードワイヤＷが並ぶことにより一つの層を構成するとともに、これがタイヤ半径方向に４層で重なることにより形成されたものを示している。ただし、ワイヤ数などはこのような態様に限定されるものではなく種々変形できる。
【００１８】
またビードコア５は、タイヤ半径方向の最内層ｉのビードワイヤＷがタイヤ半径方向に波打つ波状ワイヤ１０から構成されている。このような波状ワイヤ１０は、例えば巻回に先立ち、くせ付け機などを用いて予め波状のくせ付けが施されている。またビードコア５は、最内層ｉのビードワイヤＷだけがこのような波状ワイヤ１０で形成され、該波状ワイヤ１０の外側に巻回された次層ｎ１、さらにはその外側の第２の次層ｎ２、第３の次層ｎ３などは、くせ付けが施されていない通常の非波状ワイヤ１２により構成されている。
【００１９】
前記波状ワイヤ１０は、図４に拡大して示すように、ピークトウピークの振幅Ａが０．５〜０．９ｍｍ、かつ波の波長Ｌが前記波状ワイヤ１０の外側に巻回された次層ｎ１のビードワイヤＷの内周長Ｌ０の０．０５〜０．１５倍に設定される。なお波状ワイヤ１０の振幅Ａ、波長Ｌは、いずれも物理的に均一にはなり得ないため、それぞれ平均値として特定する。
【００２０】
前記ピークトウピークの振幅Ａは、図４に示したように、側面視において波状ワイヤ１０のタイヤ半径方向の最外側点Ｐ１を通る仮想円ＣＬ１と、波状ワイヤ１０のタイヤ半径方向の最内側点Ｐ２を通る仮想円ＣＬ２との差であって、本発明では、この振幅Ａを０．５〜０．９ｍｍに限定する。即ち、波状ワイヤ１０の振幅Ａが０．５ｍｍ未満であると、振幅Ａが小さくなりすぎる結果、リム組み時のビード部４に作用するせん断力の緩和、吸収能力が低下する傾向があり、逆に波状ワイヤ１０の振幅Ａが０．９ｍｍを越えると、ビードコア５の最内層ｉのタイヤ半径方向の変形量が大きくなって、耐リムずれ性能が低下しやすくなるためである。このような観点より、特に好ましくは、前記振幅Ａを０．７〜０．９ｍｍに設定するのが望ましい。
【００２１】
また前記波状ワイヤ１０の波長Ｌは、図４に示すように、前記タイヤ半径方向の最外側点Ｐ１、Ｐ１（又は最内側点Ｐ２、Ｐ２）を通るタイヤ半径線Ｎ、Ｎ間の振幅Ａの中心を通る仮想基準円ＣＢ上の長さとして定める。そして、この波長Ｌを波状ワイヤＯの外側に巻回された次層ｎ１のビードワイヤＷの内周長Ｌ０の０．０５〜０．１５倍に限定する。波状ワイヤ１０の波長Ｌが、次層ｎ１のビードワイヤＷの内周長Ｌ０の０．０５倍未満であると、ワイヤに小さな波が連続するため、加硫時にこの部分に空気が溜まりやすく成形不良を招きやすい。逆に波状ワイヤ１０の波長Ｌが、次層ｎ１のビードワイヤＷの内周長Ｌ０の０．１５倍を越えると、波が大きすぎる結果、ビード部４に作用するせん断力を緩和、吸収する能力が十分に得られない。特に好ましくは、波状ワイヤ１０の波長Ｌを、次層ｎ１のビードワイヤＷの内周長Ｌ０の０．０８〜０．１２倍とするのが望ましい。
【００２２】
このようなビードコア５は、リム組み時、波状ワイヤ１０がタイヤ半径方向に変形することによって、ビード底面４ａとリムシート面との接触圧を緩和し、従来のようにビードコア５に大きなせん断変形が生じるのを防ぐ。このため、ビードコア５のコーナ部ｇによってビード部４の内腔面ｊが強く押圧され損傷するるのを効果的に防止できる。
【００２３】
またビードコア５の波状ワイヤ１０は、波の振幅Ａ、波長Ｌを一定の範囲に限定している。このため、リム組み後の変形を小さく維持でき、耐リムずれ性能の悪化なども防止できる。とりわけ、本発明の空気入りタイヤは、ビード部４から補強フィラーなどを取り除いて軽量化、乗り心地の向上を図りつつ、この種の空気入りタイヤのリム組み作業時に生じがちであったビード部４の内腔面ｉでの損傷を効果的に防止するのに役立つ。
【００２４】
なお波状ワイヤ１０はビードコア５の最内層に設けることが重要である。これは、リム組み時のビード部の柔軟性を確保しリム組性を高めるために特に重要となる。もし、ビードコア５の第２層に波状ワイヤ１０を設けると上記柔軟性が損なわれ、リム組み時にビード部の損傷等が生じ易くなる。
【００２５】
また本実施形態では、図２から明らかなように、前記ビードコア５の最内層ｉは、波の位相をずらせてタイヤ軸方向で互いに隣り合う複数本の波状ワイヤ１０からなる好ましい態様を例示している。本発明では、最内層ｉにおいて隣り合う波状ワイヤ１０の波の位相を揃えて配することも勿論可能である。しかし、この場合には、波状ワイヤ１０が変形する際に、応力集中箇所が軸方向に整一する。よって歪が集中しやすい。これに対して、図２に示す形態では、波状ワイヤ１０の変形をビードコア５の最内層ｉのより広い範囲に分散せしめる。つまり前者に比して、歪、応力の分散化を図ることができ、ビードコア５の耐久性において好適である。
【００２６】
また本実施形態の波状ワイヤ１０は、図３、図４に拡大して示したように、側面視において、滑らかに波打つ正弦波状のものが例示される。これは、直線部を有してジグザグ状に波打つものに比べると、波状ワイヤ１０の変形時における応力集中を効果的に防ぎ、ビードワイヤの折損を防ぐなどさらにビードコアの耐久性を高めるのに役立つ。
【００２７】
このようなビードコア５は、例えば図５（Ａ）に示すようなワイヤ材１５を用いて形成することができる。該ワイヤ材１５は、前記ビードコア５の最内層ｉを形成しうる長さの範囲で波状のくせ付けが施された波状部１３と、この波状部１３の後方に連なりかつくせ付けが施されていない非波状部１４とから構成される。そして、ワイヤ材１５の波状部１３を、図示しない巻き付けドラムの軸方向の一方側から他方側へと順次巻回するとともに、最内層を形成し終えた後、その外側を今度は軸方向に逆向きで移動しながら順次巻回する、いわゆるシングルワインド方式にて形成することができる。
【００２８】
また図５（Ｂ）、図５（Ｃ）に示すように、前記ワイヤ材１５の複数本を幅方向に並べて束ね帯状としたテープ材１６を用いるとともに、これを巻き付けドラムに渦巻き状に重ねて巻回するいわゆるテープビード方式によっても製造することができる。なお図５（Ｂ）のものは、テープ材１６の幅方向で隣り合うワイヤ材１５は、互いに波の位相をずらせた態様を示し、図５（Ｃ）のものは、幅方向で隣り合うワイヤ材１５の波の位相が互いに整一したものを例示している。また図５（Ａ）、（Ｂ）では省略しているが、ワイヤ材１５ないしテープ材１６は、図５（Ｃ）のごとく、巻回に先立ち、表面を薄いトッピングゴムｔｇにて被覆しておくのが巻回作業を能率化しうる点で好適である。
【００２９】
【実施例】
タイヤサイズが１９５／６０Ｒ１５の乗用車用ラジアルタイヤを図１、表１の仕様に基づき試作するとともに、タイヤ重量、乗り心地、リム組み時の損傷発生率、耐リムずれ性能をテストした。テスト方法は、次の通りである。
【００３０】
＜タイヤ重量＞
タイヤ１本当たりの重量を測定し、従来例を１００とする指数で表示している。指数は小さい方が良好である。
【００３１】
＜乗り心地＞
排気量２０００ｃｍ３　の国産ＦＦ車に、供試タイヤを６ＪＪ×１５のリムにリム組みするとともに内圧２２０ｋＰａを充填して４輪装着し、ドライアスファルト路面の段差路、ベルジャソ路（石畳の路面）、ビッツマン路（小石を敷き詰めた路面）等において、ゴツゴツ感、突き上げ、ダンピングに関して官能評価を行い、従来例を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど良好である。
【００３２】
＜リム組み時の損傷発生率＞
各供試タイヤをそれぞれ１００本づつリム（６ＪＪ×１５）に機械組みし、内圧２２０ｋＰａを充填するとともに、減圧後、リムからタイヤを取り外し、ビード部の内腔面での損傷の有無を調べた。結果が損傷発生率として表示した。数値が小さいほど良好である。
【００３３】
＜耐リムずれ性能＞
上記乗り心地テストに用いた車両、リム組条件において、ドライアスファルト路面を１００ｋｍ／Ｈまで加速走行し、急ブレーキにて制動し、停車させる。これを１０回繰り返してタイヤとリムとの相対ずれ量を４本の平均値として求め、従来例１を１００とする指数で表示した。数値が大きい程良好である。
テストの結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
2004123051.tif 000003
【００３５】
テストの結果、実施例のものは、いずれもリム組み時の損傷発生率が低いことが確認できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明では、ビードコアのタイヤ半径方向の最内層のビードワイヤがタイヤ半径方向に波打つ波状ワイヤからなるとともに、該波状ワイヤの振幅Ａ、波長Ｌを一定範囲に限定したことにより、リム組み時に波状ワイヤがタイヤ半径方向に変形し、リムとの間の接触圧を緩和、吸収する。従って、従来のようにビードコアのコーナ部によってビード部の内腔面が損傷を受けるのを効果的に防止しうる。とりわけ、請求項４記載の発明のように、ビード部に補強フィラーを設けていない空気入りタイヤに本発明を適用したときには、より顕著に損傷の発生を防止することができる。また波状ワイヤは、リム組み後の変形を小さく維持でき、耐リムずれ性能の悪化をも防止できる。
【００３７】
また請求項２記載の発明のように、波状ワイヤは側面視において滑らかに波打つ正弦波状をなすときには、変形時の応力の集中を防止しビードコアの耐久性を高めるのに役立つ。
【００３８】
また請求項３記載の発明のように、最内層の波状ワイヤは、波の位相をずらせてタイヤ軸方向で隣り合うときには、該波状ワイヤの変形を分散化しビードコアの耐久性低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す空気入りタイヤの断面図である。
【図２】そのビードコアの部分斜視図である。
【図３】ビードコアの側面図である。
【図４】図３の拡大図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、ビードコアを製造する際に用いるビードワイヤの斜視図である。
【図６】従来の空気入りタイヤのビード部の断面図である。
【図７】（Ａ）はリム組み作業を説明する断面図、（Ｂ）はそのときに生じるビードコアせん断変形を例示する断面略図である。
【図８】リム組み時に生じがちなビード部の内腔面の損傷位置を例示するビード部の部分斜視図である。
【符号の説明】
２　トレッド部
３　サイドウォール部
４　ビード部
５　ビードコア
６　カーカス
６Ａ　カーカスプライ
６ａ　カーカスプライの本体部
６ｂ　カーカスプライの折返し部
７　ベルト層
１０　波状ワイヤ
１３　波状部
１４　非波状部
１５　ワイヤ材
１６　テープ材
Ａ　波状ワイヤの振幅
Ｌ　波状ワイヤの波長
【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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