(57)【要約】【課題】カーカスの故障発生を遅らせ、耐久力を向上することのできる空気入りタイヤ空気入りタイヤを提供すること。【解決手段】タイヤ軸方向外側が大径の素線を巻回して形成されたモノストランド部分１８とされ、タイヤ軸方向内側が小径の素線を巻回して形成されたストランド部分２０とされたビードコア１２を用いて生タイヤを形成し、これを加硫する。加硫時の内圧でカーカスに張力が作用すると、ビードコア１２は特にタイヤ軸方向内側でかつ径方向内側部分が強く押圧され、コア表面付近がカーカスプライに沿うように変形し、カーカスプライ１６はビードコア１２に対して面接触に近い接触形態となる。カーカスプライ１６のコードは、ビードコア１２の特定の１本の素線との間で大きな歪みを生じることはなく、複数の小径の素線２４に対してそれぞれ小さい歪みしか生じないので、カーカスプライ１６が早期に損傷する問題を回避できる。【選択図】        図１
2004148774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーカスプライの端部付近がビードコア回りにタイヤ内側から外側へ折り返された生タイヤをモールドに装填して圧力及び熱を付与して加硫を行う空気入りタイヤの製造方法であって、
軸方向一方側が大径の素線を巻回して形成された大径素線巻回部分とされ、軸方向他方側が前記大径の素線よりも細い複数本の小径の素線を巻回して形成された小径素線巻回部分とされ、少なくとも素線間に未加硫ゴムが介在したビードコアを用い、
前記ビードコアを、生タイヤ中で前記小径素線巻回部分をタイヤ軸方向内側に向けて配置した、ことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
【請求項２】
前記ビードコアの軸線に沿って計測する前記小径素線巻回部分の幅は、前記ビードコアの軸方向の幅の１／３〜１／２に設定されている、ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
【請求項３】
前記小径の素線は、直径が０．７〜１．４ｍｍの範囲内である、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
【請求項４】
前記大径素線巻回部分は大径の素線を螺旋状に巻回して形成されたモノストランド部分とされ、
前記小径素線巻回部分は複数本の小径の素線が並列された帯状のストランドを径方向に複数回巻回したストランド部分とされている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
【請求項５】
前記小径素線巻回部分において、前記小径の素線の１本当たりの断面積をＡＷ、前記小径の素線の１ピッチ当たりの前記ゴムの断面積をＡＧとしたときに、ＡＧ／ＡＷを１．２〜２．５の範囲内に設定した、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
【請求項６】
前記小径素線巻回部分において、前記小径の素線のコア軸方向の列数は３以上である、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
【請求項７】
カーカスプライの端部付近がビードコア回りにタイヤ内側から外側へ折り返された空気入りタイヤであって、
軸方向一方側が大径の素線を巻回して形成された大径素線巻回部分とされ、軸方向他方側が前記大径の素線よりも細い複数本の小径の素線を巻回して形成された小径素線巻回部分とされ、少なくとも素線間に未加硫ゴムが介在したビードコアを備え、
前記ビードコアは、前記小径素線巻回部分をタイヤ軸方向内側に向けて配置され、
前記小径素線巻回部分は、断面で見たときのタイヤ径方向内側、かつタイヤ軸方向内側部分の外輪郭線が略円弧形状を呈すると共に、複数の前記小径の素線が前記略円弧形状を呈した外輪郭線に沿って配置され、
前記カーカスプライは、前記小径素線巻回部分の前記略円弧形状を呈した外輪郭線に沿って配置されている、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤの製造方法、及び空気入りタイヤにかかり、特に、重荷重用車両に好適な空気入りタイヤを製造する製造法、及び重荷重用車両に好適な空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トラック、バス等に用いる重荷重用空気入りタイヤのビード部には、１本のワイヤ（素線）を巻回して作る所謂モノストランドビードが使用されており、その断面形状は四角形、または六角形であり、複数の角がある（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−７１１１１号公報
【特許文献２】
特開平１０−２３０７１５号公報
【特許文献３】
特開２０００−１６０３３公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このビードコアでは、負荷転動によりタイヤ内側のカーカスプライと接する部分（角部分）に大きな歪みが発生する。
【０００５】
通常、重荷重用空気入りタイヤでは、図４に示すように、断面が六角形のモノストランドビード４０を使用しているため、矢印Ａで指し示す点線の丸で囲む部分のカーカスプライ１６がモノストランドビード４０を構成する素線４２と接触して早期に損傷する問題がある。
【０００６】
断面が六角形をしたモノストランドビード４０は、タイヤ内側と外側に各々３個の角を持つが、タイヤ内側のカーカスプライ１６の特に矢印Ａで指し示す点線の丸で囲む部分で故障が発生するのは、重荷重状態でタイヤが転動すると、タイヤ変形がカーカスプライ１６の引っ張り力（図中矢印Ａ）としてタイヤの内側に外側より大きく作用するためである。
【０００７】
この部分の耐久力向上を目的にゴム層、またはゴム付きコード層（有機繊維コード、スチールコード等）を設けたタイヤもあるが、ビードコアは剛性が非常に高く、かつ角を有するため、極微小面積で歪みを負担するには変りなく、どうしても大巾な耐久力向上は達成出来ない。
【０００８】
本発明は上記事実を考慮し、ビードコアの極微小面積での負担を回避し、大きな面積でカーカスプライと接触させることで、カーカスの故障発生を遅らせ、耐久力を向上することのできる空気入りタイヤの製造方法、及び空気入りタイヤを提供することが目的である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、カーカスプライの端部付近がビードコア回りにタイヤ内側から外側へ折り返された生タイヤをモールドに装填して圧力及び熱を付与して加硫を行う空気入りタイヤの製造方法であって、軸方向一方側が大径の素線を巻回して形成された大径素線巻回部分とされ、軸方向他方側が前記大径の素線よりも細い複数本の小径の素線を巻回して形成された小径素線巻回部分とされ、少なくとも素線間に未加硫ゴムが介在したビードコアを用い、前記ビードコアを、生タイヤ中で前記小径素線巻回部分をタイヤ軸方向内側に向けて配置した、ことを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法では、生タイヤに用いるビードコアに、軸方向一方側が大径の素線を巻回して形成された大径素線巻回部分とされ、軸方向他方側が前記大径の素線よりも細い複数本の小径の素線を巻回して形成された小径素線巻回部分とされ、少なくとも素線間に未加硫ゴムが介在したビードコアを用いる。
【００１１】
カーカスプライの端部付近が上記ビードコア回りにタイヤ内側から外側へ折り返された生タイヤをモールドに装填し、圧力及び熱を付与すると、カーカスプライに張力が作用し、ビードコアは特にタイヤ軸方向内側の径方向内側部分が張力の作用したカーカスプライによって強く押圧される。
【００１２】
ビードコアのタイヤ軸方向内側部分は、複数本の小径の素線を巻回して形成された小径素線巻回部分であり、大径の素線を巻回した大径素線巻回部分よりも断面形状が変形し易いため、張力の作用したカーカスプライによって強く押圧されると、ゴムの流動によりコア表面付近がカーカスプライに沿うように変形し、複数本の小径の素線がカーカスプライに沿うように並び、ビードコアのタイヤ軸方向内側の径方向内側部分において、カーカスプライはビードコアに対して面接触に近い接触形態（即ち、角が無くなる）となる。
【００１３】
なお、ビードコアの未加硫ゴムは、その後加硫されて弾性を有するゴムとなる。
【００１４】
したがって、加硫後の空気入りタイヤでは、ビードコアのタイヤ軸方向内側部分の径方向内側部分において、カーカスプライがビードコアに対して面接触に近い接触形態となっており、カーカスプライのコードは、ビードコアの特定の１本の素線との間で大きな歪みを生じることはなく、複数の小径の素線に対してそれぞれ小さい歪みしか生じないので、カーカスプライが早期に損傷する問題を回避できる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法において、前記ビードコアの軸線に沿って計測する前記小径素線巻回部分の幅は、前記ビードコアの軸方向の幅の１／３〜１／２に設定されている、ことを特徴としている。
【００１６】
小径素線巻回部分の幅を、ビードコアの軸方向の幅の１／３〜１／２に設定するのは、小径素線巻回部分は小径の素線が加硫中に動き易いため、小径素線巻回部分を必要最小限に抑えたいためである。したがって、小径素線巻回部分の幅は、ビードコアの軸方向の幅の１／３に近いことが好ましい。
【００１７】
小径素線巻回部分の幅をビードコアの軸方向の幅の１／３〜１／２に設定すると、大径素線巻回部分の幅は必然的にビードコアの軸方向の幅の２／３〜１／２となり、ビードコアに必要な大きな剛性を確保することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤの製造方法において、前記小径の素線は、直径が０．７〜１．４ｍｍの範囲内である、ことを特徴としている。
【００１９】
小径素線巻回部分の小径の素線の径は、小さいほどカーカスプライの形状を滑らかにする点では良いが、生産性が劣り、コストアップに結び付くので０．７〜１．４ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。なお、小径の素線の径は、０．９〜１．２ｍｍの範囲内に設定することが更に好ましい。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法において、前記大径素線巻回部分は大径の素線を螺旋状に巻回して形成されたモノストランド部分とされ、前記小径素線巻回部分は複数本の小径の素線が並列された帯状のストランドを径方向に複数回巻回したストランド部分とされている、ことを特徴としている。
【００２１】
大径の素線を螺旋状に巻回して形成されたモノストランドビードコアは、剛性が高く、重荷重用の空気入りタイヤに一般的に使用されている。
【００２２】
したがって、大径の素線を螺旋状に巻回して形成されたモノストランド部分を有するビードコアは、モノストランドビードコアに近い高い剛性が得られる。
【００２３】
また、小径素線巻回部分は複数本の小径の素線が並列された帯状のストランドを径方向に複数回巻回したストランド部分とされている。したがって、１本の小径の素線を複数回巻回するよりも効率的にビードコアを製造できる。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法において、前記小径素線巻回部分において、前記小径の素線の１本当たりの断面積をＡＷ、前記小径の素線の１ピッチ当たりの前記ゴムの断面積をＡＧとしたときに、ＡＧ／ＡＷを１．２〜２．５の範囲内に設定した、ことを特徴としている。
【００２５】
ＡＧ／ＡＷが１．２未満になると、カーカスプライのコードとビードコアの小径の素線との間のゴムゲージが薄くなり過ぎ、セパレーション故障が早期が発生し、空気入りタイヤが耐久力が低下する。
【００２６】
一方、ＡＧ／ＡＷが２．５を越えると、加硫時に小径の素線の動きが大きくなり過ぎ、ビードコアの断面形状が不安定となり、空気入りタイヤの耐久性が低下する。
【００２７】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法において、前記小径素線巻回部分において、前記小径の素線のコア軸方向の列数は３以上である、ことを特徴とする。
【００２８】
小径の素線のコア軸方向の列数を３以上とすることで、加硫時に、カーカスプライと接するビードコアの輪郭が滑らかな形状になり好ましい。
【００２９】
請求項７に記載の発明は、カーカスプライの端部付近がビードコア回りにタイヤ内側から外側へ折り返された空気入りタイヤであって、軸方向一方側が大径の素線を巻回して形成された大径素線巻回部分とされ、軸方向他方側が前記大径の素線よりも細い複数本の小径の素線を巻回して形成された小径素線巻回部分とされ、少なくとも素線間に未加硫ゴムが介在したビードコアを備え、前記ビードコアは、前記小径素線巻回部分をタイヤ軸方向内側に向けて配置され、前記小径素線巻回部分は、断面で見たときのタイヤ径方向内側、かつタイヤ軸方向内側部分の外輪郭線が略円弧形状を呈すると共に、複数の前記小径の素線が前記略円弧形状を呈した外輪郭線に沿って配置され、前記カーカスプライは、前記小径素線巻回部分の前記略円弧形状を呈した外輪郭線に沿って配置されている、ことを特徴としている。
【００３０】
次に、請求項７に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００３１】
小径素線巻回部分が、断面で見たときのタイヤ径方向内側、かつタイヤ軸方向内側部分の外輪郭線が略円弧形状を呈すると共に、複数の小径の素線が略円弧形状を呈した外輪郭線に沿って配置され、カーカスプライが小径素線巻回部分の略円弧形状を呈した外輪郭線に沿って配置されているので、ビードコアのタイヤ径方向内側、かつタイヤ軸方向内側部分において、カーカスプライがビードコアに対して面接触に近い接触形態とるなり、カーカスプライのコードは、ビードコアの特定の１本の素線との間で大きな歪みを生じることはなく、複数の小径の素線に対してそれぞれ小さい歪みしか生じないので、カーカスプライが早期に損傷する問題を回避できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１０を図１乃乃至図３にしたがって説明する。
【００３３】
図１（Ｂ）に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、左右一対のビード部１１内にそれぞれビードコア１２（図１では一方のみを図示。）を備え、ビードコア１２には、タイヤ軸方向内側から外側に向けてカーカス１４を構成するプライ１６の端部付近が折り返されている。
【００３４】
ビードコア１２は、タイヤ軸方向外側がモノストランド部分１８とされ、タイヤ軸方向内側がストランド部分２０とされている、
モノストランド部分１８は、１本の大径の素線２２が螺旋状に巻回され、コア径方向に連続して複数段積み重ねることで構成され、断面略矩形状とされた部分である。なお、図中の符号２６は、大径の素線２２を被覆するゴムである。
【００３５】
一方、ストランド部分２０は、図２に示すように、複数本の小径の素線２４が並列された帯状のストランド２８を径方向に複数回巻回することで構成されている。なお、図中の符号３０は、小径の素線２４を被覆するゴムである。
【００３６】
次に、本実施形態の空気入りタイヤ１０の製造方法の要部を説明する。
【００３７】
先ず、モノストランド部分１８は、ゴム２６で被覆された大径の素線２２を螺旋状に巻回してコア径方向に連続して複数段積み重ねることで断面略矩形状に構成する。
【００３８】
本実施形態では、大径の素線２２の径がφ１．８３ｍｍであり、大径の素線２２はコア軸方向に５列、コア径方向に４段設けられている（断面で見て５×４＝２０本。）。
【００３９】
一方、ストランド部分２０は、ゴム３０で被覆された小径の素線２４を螺旋状に巻回してコア径方向に連続して複数段積み重ねることで断面略矩形状に構成する。
【００４０】
ストランド部分２０では、小径の素線２４のコア軸方向の列数は３以上とすることが好ましい。
【００４１】
本実施形態のストランド部分２０では、小径の素線２４の径がφ０．９６ｍｍであり、小径の素線２４はコア軸方向に５列、コア径方向に８段設けられている（断面で見て５×８＝４０本。）。
【００４２】
即ち、本実施形態ストランド部分２０は、互いに平行に並べられた５本の小径の素線２４をゴム３０で被覆して帯状としたストランド２８を８周巻回して形成している。
【００４３】
加硫前のストランド部分２０（ストランド２８）において、小径の素線２４の１本当たりの断面積をＡＷ、小径の素線２４の１ピッチ（図中Ｐ）当たりのゴム３０の断面積をＡＧ（図２中の斜線部分）としたときに、ＡＧ／ＡＷを１．２〜２．５の範囲内に設定することが好ましい。
【００４４】
ストランド部分２０の小径の素線２４の径は、０．７〜１．４ｍｍの範囲内に設定することが好ましく、０．９〜１．２ｍｍの範囲内に設定することが更に好ましい。
【００４５】
また、ストランド部分２０の幅Ｗｓは、ビードコア１２の軸方向の幅Ｗｂの１／３〜１／２に設定することが好ましい。
【００４６】
なお、ビードコア１２は、従来通り、分割可能なリングの溝に大径の素線２２、及び小径の素線２４を巻回して形成する。
【００４７】
このようにして形成されたビードコア１２にカーカス１４の端部付近を折り返し、従来通りの製法で生タイヤ（図３参照）を形成する。
【００４８】
生タイヤをモールドに装填し、ブラダーにて生タイヤに圧力が付与されると、カーカス１４に張力（図３中の矢印Ａ方向）が作用し、ビードコア１２の径方向内側、かつ軸方向内側付近がカーカス１４により押圧（矢印Ｂ方向）される。
【００４９】
これにより、ストランド部分２０のゴム３０が流動し、整列されていた複数の小径の素線２４が移動して、ストランド部分２０の径方向内側、かつ軸方向内側付近の断面外輪郭線が略円弧形状となる（図１（Ａ），（Ｂ）参照）。
【００５０】
即ち、ストランド部分２０の径方向内側、かつ軸方向内側付近の移動した複数の小径の素線２４が湾曲したカーカスプライ１６に沿って略円弧状に配置され、、カーカスプライ１６はビードコア１２に対して面接触に近い接触形態となる。
【００５１】
その後、ビードコア１２の未加硫のゴム２６、及びゴム３０は、加硫されて弾性を有するゴムとなる。
【００５２】
加硫時の素線２４の動き易さは、加硫前のゴム３０の硬さ（粘度）と深い関係があり、軟らか過ぎると動き易くなり形状が不安定となり、逆に硬過ぎると動きが抑制されるので自ずと限界が存在する。
【００５３】
このため、素線２４は、加硫後の硬度（ＪＩＳのデュロメータ硬さ）が、６５〜９５度、好ましくは７０〜９０度となる未加硫のゴム３０で被覆することが好ましい。
【００５４】
加硫後の空気入りタイヤ１０では、ビードコア１２のタイヤ軸方向内側部分において、カーカスプライ１６がビードコア１２に対して面接触に近い接触形態となっており、カーカスプライ１６のコードは、複数の小径の素線２４に対してそれぞれ小さい歪みしか生じないので、カーカスプライ１６のコードが早期に損傷する問題を回避することができる。
【００５５】
なお、ストランド部分２０の幅Ｗｓを、ビードコア１２の軸方向の幅Ｗｂの１／３〜１／２に設定したのは、小径の素線２４が加硫中に動き易いため、ストランド部分２０を必要最小限に抑えたいためである。
【００５６】
ストランド部分２０の幅Ｗｓをビードコア１２の軸方向の幅Ｗｂの１／３〜１／２に設定すると、モノストランド部分１８の幅Ｗｍは必然的にビードコア１２の軸方向の幅Ｗｂの２／３〜１／２となり、ビードコア１２に必要な大きな剛性を確保することができる。
【００５７】
ストランド部分２０の小径の素線２４の径は、小さいほどカーカスプライ１６の形状を滑らかにする点では良いが、生産性が劣り、コストアップに結び付くので、０．７〜１．４ｍｍの範囲内に設定することが好ましく、０．９〜１．２ｍｍの範囲内に設定することが更に好ましい。
【００５８】
また、ストランド部分２０は複数本の小径の素線２４が並列された帯状のストランド２８を径方向に複数回巻回して形成しているので、１本の小径の素線２４を複数回巻回するよりも効率的にビードコア１２を製造できる。
【００５９】
ストランド部分２０の小径の素線２４の１本当たりの断面積をＡＷと、小径の素線２４の１ピッチ（図中Ｐ）当たりのゴム３０の断面積をＡＧとの比率ＡＧ／ＡＷが１．２未満になると、カーカスプライ１６のコードとビードコア１２の小径の素線２４との間のゴムゲージが薄くなり過ぎ、セパレーション故障が早期が発生し、空気入りタイヤが耐久力が低下する。
【００６０】
一方、ＡＧ／ＡＷが２．５を越えると、加硫時に小径の素線２４の動きが大きくなり過ぎ、ビードコア１２の断面形状が不安定となり、空気入りタイヤ１０の耐久性が低下する。
【００６１】
小径の素線２４のコア軸方向の列数を３以上とするのが好ましい理由は、加硫時に、カーカスプライ１６と接するビードコア１２の輪郭を滑らかな形状にすることができるためである。
（試験例）
本発明の効果を確かめるために、従来例の空気入りタイヤと、本発明の実施例の空気入りタイヤとを用意し、耐久試験を実施した。
【００６２】
従来例の空気入りタイヤ：図５に断面で示すように、径がφ１．８３ｍｍの素線４２が３４周巻回され、断面六角形（コア径方向内側から６列，７列，８列，７列，６列の５段）とされたモノストランドビードコアを用いた。
【００６３】
実施例の空気入りタイヤ：モノストランド部分は径がφ１．８３ｍｍの素線が２０周巻回されて断面矩形（５列×４段）とされ、ストランド部分は径が０．９６ｍｍの素線が５本並べられたストランドが８周巻回されて断面矩形とされたビードコアを用いた。なお、ストランド部分において、ＡＧ／ＡＷは１．８、素線は、加硫後の硬度が８６度となる未加硫ゴムで被覆されている。
【００６４】
なお、試験タイヤのサイズは、ＴＢＲ  １０．００Ｒ２０  １４ＰＲである。
【００６５】
耐久試験：室内ドラム試験機を用いた。試験タイヤを７．００Ｔリムに組み付け、内圧９００ｋＰａ充填後、最大負荷能力（ＪＡＴＭＡ規格）の１５０％を負荷し、直径１．７Ｍのドラム上で６０ｋｍ／ｈの速度で故障までの距離を測定した。評価は従来例の故障までの走行距離を１００として指数表示した。数値が大きいほど耐久力に優れていることを表している。
【００６６】
耐久試験の結果は以下の表１に記載した通りである。
【００６７】
【表１】
2004148774.tif 000003
【００６８】
試験の結果、本発明の空気入りタイヤは、従来例の空気入りタイヤに比較してビード部の耐久性が大巾に向上していることが分かる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の空気入りタイヤの製造方法によれば、ビードコアの極微小面積での負担を回避し、大きな面積でカーカスプライと接触させることで、カーカスの故障発生を遅らせ、耐久力を向上することができる空気入りタイヤを効率的に製造できる、という優れた効果を有する。
【００７０】
また、本発明の空気入りタイヤによれば、ビードコアの極微小面積での負担を回避し、大きな面積でカーカスプライと接触させることで、カーカスの故障発生を遅らせ、耐久力を向上することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の空気入りタイヤ（加硫済み）のビード部の断面図であり、（Ｂ）はストランド部のタイヤ軸方向内側のコア径方向内側角部付近の拡大断面図である。
【図２】ビードコアの部分断面図である。
【図３】加硫前の空気入りタイヤのビード部の断面図である。
【図４】従来の空気入りタイヤのビード部の断面図である。
【符号の説明】
１０    空気入りタイヤ
１２    ビードコア
１４    カーカス
１６    プライ
１８    モノストランド部分（大径素線巻回部分）
２０    ストランド部分（小径素線巻回部分）
【図１】
2004148774.tif 000004
【図２】
2004148774.tif 000005
【図３】
2004148774.tif 000006
【図４】
2004148774.tif 000007