(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビードワイヤをタイヤ径方向に複数列に捲回してなる空気入りタイヤのビードコアにおいて、
前記ビードワイヤの列間に、タイヤ径方向に弾性的に拡縮することで内周側に配設されたビードワイヤの伸縮を許容する拡縮部材が介在されており、
前記拡縮部材は、
タイヤ径方向に３列以上に捲回されたビードワイヤに対し、中間列のビードワイヤを側面視において波形状に形成することにより構成されている
ことを特徴とする空気入りタイヤのビードコア。
【請求項２】
タイヤ径方向に複数列にビードワイヤを捲回する前工程において該ビードワイヤを成形型により側面視波形状に形成し、この波形状に形成したビードワイヤを捲回工程においてタイヤ径方向中間列に配設するようにした
ことを特徴とするビードコアの製造方法。
【請求項３】
タイヤ径方向に複数列にビードワイヤを捲回する前工程において、ビードワイヤを側面視波形状に形成する成形型を備えた
ことを特徴とするビードコアの製造装置。
【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ビードコア、並びにその製造方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤのビードコアは、サイドウォール部よりも内周側に配設されたビード部内に埋設されるものであり、一般に、鋼線よりなるビードワイヤをタイヤ幅方向に複数列に捲回するとともにタイヤ径方向にも複数列に捲回したビードワイヤの集束体により構成されるものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記ビードコアは、リム組されたタイヤのリム外れ防止性能を決定づける大きな要素となっていた。すなわち、タイヤのリムからの外れはリムシートに対するビード部の圧接度が大きく関係し、ビードコアの内周長を短くして前記圧接度を高めることでリム外れ防止機能を高めることが可能であった。
しかし、上記のようにビードコアの内周長を短く形成すると、タイヤのリム組時において、ビード部をリムシートに嵌合させるためにタイヤ内圧（嵌合圧）を高くする必要が生じ、これがタイヤの組付けを困難とする原因となるものであった。
【０００４】
すなわち、タイヤのリム外れ防止性能と組付け性能とは相反関係にあり、従来からこれら両性能を向上させることが製品開発上の重要課題であった。
ところで、上記のようなリム外れ防止性能、組付け性能の向上を図る技術として特開昭５９−１２４４１５号公報、特開平９−２６３１１２号公報記載のものがあり、これらの技術はいずれもリムシートに嵌合するビード部内周面（ビードベース面）の形状やビードベース面とビードコアとの位置づけを改良することで両性能の向上を図らんとするものであった。
【０００５】
しかし、これらの技術は実質的にリム外れ防止性能、組付け性能の大きな要因となるビードコア自体に対してなされているものではないため、ビードベース面等の改良を行ったとしても結局のところビードコアの内周長等によってその性能が左右されるものであった。
そこで本発明は、相反する関係にあるリム外れ防止性能、組付け性能の両性能を向上することが可能な空気入りタイヤのビードコアと、このビードコアの製造方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を講じている。
すなわち、本発明にかかる空気入りタイヤのビードコアは、ビードワイヤをタイヤ径方向に複数列に捲回してなる空気入りタイヤのビードコアにおいて、前記ビードワイヤの列間に、タイヤ径方向に弾性的に拡縮することで内周側に配設されたビードワイヤの伸縮を許容する拡縮部材が介在されており、前記拡縮部材は、タイヤ径方向に３列以上に捲回されたビードワイヤに対し、中間列のビードワイヤを側面視において波形状に形成することにより構成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
これによれば、リム外れ防止性能を向上するべくビードコアの内周長を短くしたとしても、リムにタイヤビード部を嵌合するとき、ビードコアの拡縮部材の内周径が拡大することにより拡縮部材よりも内周側のビードワイヤの伸びが許容され、該ビードワイヤの伸びによってリムに対する嵌合が容易に行えるようになる。また、リムにビード部を嵌合したのちは、内周側のビードワイヤが縮む方向に作用し、さらに拡縮部材の弾性復帰による内周径の縮小で前記ビードワイヤの縮みを助けるとともにビード部をリムに対して圧接し、これによってリム外れ防止性能の向上が図られるようになっている。
【０００８】
また、前記拡縮部材が、タイヤ径方向３列以上に捲回されたビードワイヤに対し、中間列のビードワイヤを側面視において波形状に形成することにより構成され、ビードコアを構成するビードワイヤ自体を拡縮部材として利用しているために部材の増加等が必要なくコストアップを抑えることが可能である。
また、本発明にかかるビードコアの製造方法は、タイヤ径方向に複数列にビードワイヤを捲回する前工程において該ビードワイヤを成形型により側面視波形状に形成し、この波形状に形成したビードワイヤを捲回工程においてタイヤ径方向中間列に配設するようにしたことを特徴とするものであり、本発明にかかるビードコアの製造装置は、タイヤ径方向に複数列にビードワイヤを捲回する前工程において、ビードワイヤを側面視波形状に形成する成形型を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
これによって、上記記載のようなリム外れ防止性能及びリム組付性能の両方の向上を図った空気入りタイヤのビードコアを容易に製造できるのである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１乃至図４は本発明の第１の実施形態を示している。
本発明にかかるビードコア１を備えた空気入りタイヤ２の右半分を例示している図２において、該空気入りタイヤ２は、幅方向一対のビードコア１間にわたりトロイド状をなしてまたがるラジアルプライからなるカーカス本体３と、該カーカス本体３から各ビードコア１及びこのビードコア１上に備えたフィラーゴム４のまわりにそれぞれ内側から外側へ巻き返してのびる上記プライの折り返し部５を有するビード部６と、該ビード部６の外周側に連なるサイドウォール部７と、該サイドウォール部７に連なるトレッド部８とを備え、該トレッド部８内には、ベルト層９を備えている。
【００１１】
前記ビードコア１は、鋼線よりなるビードワイヤ１０をタイヤ幅方向（横方向）に４列に捲回するとともに、タイヤ径方向（縦方向）へも４列に捲回した縦横４列×４列の集束体により構成されたものとしている。
このビードコア１の構造を更に詳細に説明すると、タイヤ径方向の最内周列のビードワイヤ１０ａ及び３列目及び４列目のビードワイヤ１０ｃ、１０ｄは、単に直線状の鋼線を捲回したものとされ、内周側から２列目のビードワイヤ１０ｂは、屈曲することにより内径の小さい部分と大きい部分とをタイヤ周方向に交互に連続して配設した側面視波形状に形成されている。
【００１２】
前記縦２列目のビードワイヤ１０ｂは、その弾性変形によって内周径を拡縮自在となっており、該ビードワイヤ１０ｂが本発明にかかる拡縮部材を構成している。
図３は上記のようなビードコアの製造装置１２について模式的に示したものであり、この製造装置１２では、ビードワイヤ１０を巻き出したのち、ビードワイヤ１０の外周をゴム被覆するゴム付部１３に至る途中に成形型１４を配設したものとされ、この成形型１４は、工程の流れ方向に垂直な横方向の軸心１５ａ回りに回転する一対の回転型１５よりなり、各回転型１５には互いに噛み合う成形歯（溝）が多数設けられ、一対の回転型１５間に、縦２列目に配設されるビードワイヤ１０ｂを通すことにより波形形状にプレス成形するようになっている。
【００１３】
また、内周側から縦１列目、３列目、４列目に配設されるビードワイヤ１０ａ、１０ｃ、１０ｄが前記成形型１４を通過するとき、一対の回転型１４が互いに離反してビードワイヤ１０ａ、１０ｂ、１０ｃから退避するように構成しており、これによってビードコア１の部分的な列に対して波型加工を行うことができるようになっている。
また、図４は、他の製造装置１２を模式的に示したものであり、幅方向４列を構成する各ビードワイヤ１０を同時に巻き出したのち整列部１６によって正規に並べ、一対の雄雌型１７よりなる成形型１４により横４列のビードワイヤ１０を同時に波形プレスし、そのあとゴム付部１３を経てタイヤ径方向に捲回するようにしたものである。また、この製造工程においても成形型１４はビードワイヤ１０のプレス位置から互いに離反退避可能であり、縦２列目以外の１列目及び３、４列目に配設されるビードワイヤ１０ａ、１０ｃ、１０ｄは、退避状態の成形型間を通過してゴム付部１３に移行する。
【００１４】
上記の空気入りタイヤ２をタイヤホイールのリム１９に装着するとき、該ホイールに嵌め合わせた状態（リムシート１９ａからビード部６が幅方向内側に外れた状態）のタイヤ２に対して空気を充填することにより、ビード部６の内周面（ビードベース面）６ａがリムシート１９ａに乗り上がるようにする。このとき、内周側から縦２列目のビードワイヤ１０ｂは波形に形成されていることから、弾性変形によってその内周径を拡大し、これによって最内周列のビードワイヤ１０ａの長さ方向の伸びが許容され、一時的にこのビードワイヤ１０ａの内周径も大きくなってリムシート１９ａへのビード部６の乗りあげが容易に行えるようになっている。
【００１５】
すなわち、リム１９に対してビード部６を嵌合させるためのタイヤ内圧（嵌合圧）が小さくてすみ、タイヤ２のリム組付性能が向上するのである。
そして、タイヤを組み付けたのちには、最内周列のビードワイヤ１０ａは縮む方向に作用し、縦２列目のビードワイヤ１０ｂの弾性復帰によって前記縮みを助勢するとともに、リムシート１９ａに対してビード部６を強固に圧接し、これによってタイヤ２のリム外れを防止できるのである。
なお、本発明のビードコアは、ビードワイヤとして幅方向の平線を用いてタイヤ径方向にのみ複数列に捲回した構成とすることができるが、この場合、ビードコアの剛性が高くなって波型加工を施した拡縮部材の弾性変形が行い難くなるという難点が生じる。その点、上記実施形態のビードコア１では幅方向にも複数列となる線状のビードワイヤ１０ｂに対して波形加工を施していることから、幅方向の各ビードワイヤ１０ｂの弾性変形が好適になされ、上記の効果が確実に得られるようになっている。
【００１６】
表１には、本発明にかかるビードコアを採用した空気入りタイヤのリム外れ防止性能とリム組性能の試験結果を示している。
【００１７】
【表１】
0004037518.tif 000002
【００１８】
試験対象となる空気入りタイヤとして、タイヤサイズ１９５／５０Ｒ１５を用い、本発明のビードコアは、上記実施形態で示したとおり、縦横４列×４列のビードワイヤ集束体であり、内周側から２列目のビードワイヤを側面視で（タイヤ径方向に）波形状に形成し、その内周長を１２００ｍｍとしたものである。
また、比較例１として、縦横４列×４列で内周長１２００ｍｍとした従来のビードコアを、比較例２として、縦横４列×４列で内周長１２１０ｍｍとした従来のビードコアを用いている。
【００１９】
なお、表１中の語句の意味は以下の通りである。
ビードアンシーティング：リム組したタイヤに対して正規内圧２．０ｋｇ／ｃｍ2 を充填し、図２に示す矢示Ａ方向に荷重をかけてタイヤがリムから外れるときの力を指数で表したものであり、数値が大きい程リム外れが発生しにくい。
嵌合圧：ビード部がリムシートに乗り上がってフィットするときのタイヤ内圧であり、数値が小さい程リム組付が容易となる。
表１から明らかなように、比較例１と本発明とを比較すると、ビード内周長が同じであるのに関わらず嵌合圧が大幅に低下しており、ビードコアの内周長を長くした比較例２と略同様の低い嵌合圧を得ることができるようになっている。
【００２０】
また、比較例１と本発明においては、ビードコアの内周長が同じであることからビードアンシーティングは同様の指数を示し、一方比較例２においては、ビード内周長が大きいことからビードアンシーティングの指数が低くなっている。
すなわち、本発明のビードコアにおいては、内周長を長くすることなくビードアンシーティングを維持しながら、嵌合圧をも低くすることが可能となり、相反するリム組付性能とリム外れ防止性能との両方を好適に向上できるのである。
なお、本実施形態において、内周側から縦２列目のビードワイヤ１０ｂでなく、縦３列目のビードワイヤ１０ｃを波形状に形成することが可能であり、また縦２列目及び３列目のビードワイヤ１０ｂ、１０ｃを波形状に形成することも可能である。
【００２１】
しかし、縦１列目又は縦４列目のビードワイヤ１０ａ、１０ｄに対して上記のような波型加工を施した場合には、以下のような問題が生じる点で不適となる。
すなわち、縦１列目のビードワイヤ１０ａに対して波形加工を施した場合、該ビードワイヤ１０ａの拡縮度が大きくなって嵌合圧の低下（リム組付性能の向上）は期待できるもののリムに対するビード部の圧接度が小さくなり、リム外れ防止性能が低下する恐れがある。また、カーカス本体３の折り返部分等に対してビードワイヤ１０ａの屈曲部が部分的に圧接し、長期使用により摩損を生じる恐れが生じる。
【００２２】
また、縦４列目のビードワイヤ１０ｄに対して波型加工を施した場合、最内周列のビードワイヤ１０ａの伸びを許容する作用が少なくなってリム組付性能の向上が期待できず、縦４列目のワイヤ１０ｄの外周側に隣接するフィラーゴムに対して屈曲部が部分的に圧接し、摩損を生じる恐れがある。
その点、本実施形態によれば、最内周列と最外周列の間の中間列のビードワイヤの対して波形加工を施すことにより、上記のような問題を生じることなくリム外れ防止性能、リム組付性能を向上することができるのである。
【００２３】
図５及び図６は参考例の実施形態を示すものであり、本実施形態では、横方向４列、縦方向３列のビードコア１に対し、内周側から縦１列目と２列目のビードワイヤ１０ａ、１０ｂ間にフィラーゴム４と同質の弾性ゴム２０を介在させたものであり、この弾性ゴムがタイヤ径方向に弾性的に拡縮する拡縮部材を構成している。
本実施形態においても、タイヤ２のリム組付時に弾性ゴム２０が弾性変形することによりその内周径を拡大し、これによって最内周列のビードワイヤ１０ａの伸びを許容し、ビードベース面６ａのリムシート面１９ａへの乗り上げが容易となってリム組付性能が向上するのである。
【００２４】
また、リム組付ののち、最内周列のビードワイヤ１０ａの縮み方向の力と弾性ゴム２０の弾性復帰によってビード部６がリムシート面１９ａに圧接し、タイヤ２のリム外れを確実に防止できるのである。
本発明は上記実施形態に限ることなく適宜設計変更可能であり、例えば、ビードワイヤの波形形状として、図１で説明したように傾斜する直線によって連続した波型としたものに限らず、曲線（円弧）を連続して波形に組み合わせたもの（図７（ａ）参照）や、側面視で台形状に形成したもの（図７（ｂ）参照）とすることが可能である。また、連続的でなくタイヤ周方向に部分的に波形部分を形成することも可能である。
【００２５】
また、ビードコアの束配列についても上記に限らず変更可能であり、縦列と横列の本数を異なるものとした断面長方形状としたり、各縦列ごとの横列の本数を異なるものとした断面多角形（６角形等）としてもよく、特に第１実施形態の場合は縦３列以上のビードコアについて、第２実施形態の場合は縦２列以上のビードコアに対して適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、空気入りタイヤにおいて相反する関係にあるリム組付性能とリムはずれ防止性能との両性能の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態にかかるビードコアの斜視図である。
【図２】  同ビードコアを採用した空気入りタイヤの断面図である。
【図３】  同ビードコアの製造装置を模式的に示す図面である。
【図４】  同ビードコアの他の製造装置を模式的に示す図面である。
【図５】  本発明の第２の実施形態にかかるビードコアの斜視図である。
【図６】  同ビードコアを採用した空気入りタイヤの断面図である。
【図７】  ビードコアの他の実施形態を示す側面図である。
【符号の説明】
１  ビードコア
２  空気入りタイヤ
１０  ビードワイヤ
１４  成形型
【図１】
0004037518.tif 000003
【図２】
0004037518.tif 000004
【図３】
0004037518.tif 000005
【図４】
0004037518.tif 000006
【図５】
0004037518.tif 000007
【図６】
0004037518.tif 000008
【図７】
0004037518.tif 000009