(57)【要約】【課題】タイヤビード部の、タイヤ幅方向外側方向への倒れ込み変形を有効に抑制しつつ、カーカスの本体側部分への疲労の局部的な蓄積を有利に低減できる空気入りタイヤを提供する。【解決手段】一対のビード部１に配設したビードコア２間にトロイダルに延在させた、一枚以上のカーカスプライからなるカーカス３の各側部部分３ａをビードコア２の周りで、タイヤ幅方向の内側から外側に向けて巻き返すとともに、このカーカス３のタイヤ幅方向内側の、ビードコア２の内外径より広範な半径方向領域に、円周方向に延びるコード６ａの渦巻状巻回構造になる一層以上の補強部材６をカーカス３に沿わせて配設し、この補強部材６のコード６ａの巻回ピッチｐを半径方向外方側に向けて次第に大きくしてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部に配設したビードコア間にトロイダルに延在させた、一枚以上のカーカスプライからなるカーカスの各側部部分をビードコアの周りで、タイヤ幅方向の内側から外側に向けて巻き返すとともに、このカーカスのタイヤ幅方向内側に、円周方向に延びるコードの渦巻状巻回構造になる一層以上の補強部材をカーカスに沿わせて配設し、この補強部材のコードの巻回ピッチを、半径方向外方部分で、半径方向内方部分の巻回ピッチより大きくしてなる空気入りタイヤ。
【請求項２】
補強部材のコードの、半径方向外方端での巻回ピッチを、半径方向内方端での巻回ピッチの３倍以下としてなる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
補強部材のコードの、カーカスのプライコードとの間隔を、半径方向外方側に向けて次第に大きくしてなる請求項１もしくは２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
補強部材の半径方向外端での、その補強部材のコードの、カーカスのプライコードとの間隔を０．５ｍｍ以上としてなる請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤを製造するに当り、
製品タイヤの内面形状と対応する外面形状を有する、分解および組立て可能な剛性コアの側部で、その剛性コアの周りへの予めの配設部材上に、補強部材の素材コードを渦巻状に連続させて巻き回して貼着させるとともに、その巻き回しピッチを、半径方向に向けて次第に大きくする空気入りタイヤの製造方法。
【請求項６】
補強部材素材コードの外層側に、一枚以上のカーカスプライ素材からなるカーカス構成部材を配設するに際し、カーカス構成部材のコードの、補強部材素材コードに対する間隔を、半径方向の外方側に向けて次第に大きくする請求項５に記載の空気入りタイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気入りタイヤおよびそれの製造方法、なかでも成型方法に関するものであり、とくには、タイヤビード部の撓み変形に起因する、カーカスプライのプライコードの疲労を有効に緩和する技術を提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気入りタイヤ、なかでもそれのビード部構造としては、図３（ａ）に、一方のビード部をタイヤ幅方向の断面で例示するように、タイヤの骨格部材としてタイヤ内圧の支持に寄与するカーカス３１の側部部分３１ａを、ビード部３２に配設したビードコア３３の周りに、タイヤ幅方向の内側から外側に向けて巻き返すとともに、その巻き返し端を、タイヤのリムライン３４よりも半径方向外方に位置させることが一般的であった。
【０００３】
しかるに、このようなビード部構造にあっては、タイヤへの空気圧の充填、タイヤへの負荷の作用等による、タイヤビード部の、幅方向外側に倒れ込む向きの撓み変形に当り、カーカス３１の巻き返し端が変形量の多い領域に存在することになるとともに、その巻き返し端を境として半径方向の内外に剛性段差が生じることから、その巻き返し端を起点とするセパレーション、クラック等の故障が発生し易いという問題があった。
【０００４】
これがため、図３（ｂ），（ｃ）に同様の断面図で例示するように、カーカス３１を、ビードコア３３と、カーカス３１の内側に配設した周方向部材３５とで挟み込むとともに、カーカス３１の側部部分を３１ａをビードコア３３の周りに巻き付ける構造が提案されており、これによれば、周方向部材３５によって、ビード部３２の倒れ込み方向の撓み変形を抑制するとともに、カーカス３１の側部部分端縁への応力の集中を抑制することで、その側部部分端縁を起点とする故障の発生を有効に防止することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるにこの提案技術では、ビード部３２が、タイヤ幅方向の外側に倒れ込む向きに撓み変形するに当り、ビードコア３３と周方向部材３５との間に挟まれる、カーカス３１の本体側部分３１ｂの、その周方向部材３５の半径方向の外縁と対応する部分に、剛性段差に起因する応力集中が生じることになるため、ビード部３２の繰り返しの撓み変形により、カーカス本外側部分３１ｂのその対応部分に早期に疲労が蓄積して、カーカス本体側部分３１ｂに破断故障が生じるおそれが高いという問題があった。
【０００６】
この発明は、提案技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、タイヤビード部の、タイヤ幅方向外側方向への倒れ込み変形を有効に抑制しつつ、カーカスの本体側部分への疲労の局部的な蓄積を有利に低減できる空気入りタイヤおよびそれの製造方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る空気入りタイヤは、一対のビード部に配設したビードコア間にトロイダルに延在させた、一枚以上のカーカスプライからなるカーカスの各側部部分をビードコアの周りで、タイヤ幅方向の内側から外側に向けて巻き返すとともに、このカーカスのタイヤの幅方向内側の、たとえば、ビードコアの内外径より広範な半径方向領域、すなわち、ビード部内のビードコアの、内周縁より内方側の部分から、ビードコアの外周縁より外方側の部分の全体にわたる領域に、円周方向に延びるコードの渦巻状の巻回構造になる一層以上の補強部材をカーカスに沿わせて配設し、この補強部材のコードの巻回ピッチを、半径方向外方部分、少なくとも最外巻回ピッチで、半径方向内方部分、少なくとも最内巻回ピッチより大きくしてなるものである。
【０００８】
ここで、ビードコアの内周縁おおび外周縁はともに、リム組み姿勢としたビード部での、ビードコア内周縁および外周縁のそれぞれをいうものとし、また、「コードの巻回ピッチ」とは、リム組み姿勢としたビード部のタイヤ幅方向断面内でみたコードピッチをいうのもとする。
【０００９】
このようなタイヤにおいて好ましくは、補強部材のコードの、半径方向外方端での巻回ピッチを、半径方向内方端での巻回ピッチの３倍以下とする。
【００１０】
また好ましくは、補強部材のコードの、カーカスのプライコードとの間隔を、半径方向外方側に向けて次第に大きくする。
なお、ここでの間隔は、リム組み姿勢としたタイヤにおいて、最も内層側に位置するカーカスプライのプライコードと、最も外層側に位置する補強部材のコードとの、タイヤ幅方向に測った間隔をいうものとし、また、その間隔を次第に大きくするとは、間隔が直線的に増加する場合のみならず、間隔が、曲線状、ステップ状等に増加する場合をも含むものとする。
【００１１】
ここで、補強部材の半径方向外端での、その補強部材コードの、カーカスのプライコードとの間隔、すなわち、コーティングの厚みをも含んだコード相互の間隔は０．５ｍｍ以上、なかでも、０．５〜３．０ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００１２】
この発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、上述したいずれかの空気入りタイヤを製造するに当って、製品タイヤの内面形状と対応する外面形状を有する、分解および組立て可能な剛性コアの側部で、その剛性コアの周りへの予めの配設部材上に、たとえば、ビードコアの内径より小さい半径方向位置から、ビードコアの外径より大きい半径方向位置までの半径方向領域で、補強部材の素材コードを渦巻状に連続させて巻き回して貼着させるとともに、その巻き回しピッチを、半径方向外方側に向けて次第に大きくし、その後、カーカスプライ素材、ビードコア等の、所要のタイヤ構成部材を所要の順序で配設して生タイヤを成型するにある。
【００１３】
ここでより好ましくは、予め配設した補強部材素材コードの外層側に、一枚以上のカーカスプライ素材からなるカーカス構成部材を配設するに際して、カーカス構成部材コードの、補強部材素材コードに対する間隔を、たとえばゴムシートの介在下で、半径方向外方側に向けて次第に大きくする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明に係る空気入りタイヤでは、たとえば、ビードコアの内外径より広範な半径方向領域に、円周方向に延びるコードの渦巻状巻回構造になる一層以上の補強部材をカーカスに沿わせて配設して、ビード部に、タイヤへの充填空気圧、タイヤへの負荷荷重等によって、タイヤ幅方向の外側に倒れ込む向きの力が作用した場合に、カーカスの本体側部分に作用する張力の一部をその補強部材によって負担させることで、ビード部の、その倒れ込み方向への変形それ自体を抑制することができるので、カーカスの側部部分の配置形態ないしは処理形態のいかんにかかわらず、その側部部分端縁への応力集中を有利に防いで、そこを起点とする故障の発生を効果的に防止することができる。
【００１５】
しかもここでは、カーカスの本体側部分に沿わせて配置した補強部材のコードの巻回ピッチを半径方向の外方側に向けて、たとえば次第に大きくし、これにより、ビードコアと補強部材との間に挟み込まれる、カーカス本体側部分に対する、補強部材による拘束力を半径方向外方側に向けて次第に低減させて、ビード部の、上述したような倒れ込み変形に際する剛性段差を緩和し、カーカスの本体側部分の疲労を広い範囲にわたって分散させることで、そこへの、疲労の局部的な蓄積を十分に防止して、カーカス本体側部分への破断故障の発生のおそれを有効に取り除くことができる。
【００１６】
ここで、補強部材のコードの、半径方向外方端での巻回ピッチを、半径方向内方端での巻回ピッチの３倍以下としたときは、上述したように、ビード部の倒れ込み変形に起因する疲労の蓄積を十分に防止して、大巻回ピッチ部分への、空気の不測の封じ込めのおそれを取り除くことができる。
【００１７】
すなわち、そのピッチ比が３倍を越えると、カーカスの本体部分に作用する張力の、補強部材による効果的な負担が難しくなる他、生タイヤの加硫成形時のゴムの流動によってなお、大巻回ピッチ部分で、補強部材のコード間の全てがゴムで埋まりきらずに、空気が入ったままのタイヤになりやすい。
【００１８】
このようなタイヤにおいて、補強部材のコードの、カーカスのプライコードとの間隔を、半径方向外方側に向けて次第に大きくした場合は、ビード部の、先に述べたような倒れ込み変形それ自体を有利に抑制しつつ、その倒れ込み変形に際する、補強部材によるカーカス本体側部分に対する拘束を、半径方向外方側に向けてより有効に緩和することができ、これにより、カーカス本体側部分の、補強部材の外縁と対応する部分への応力の集中を一層効果的に防止することができるので、その対応部分および近傍への疲労の蓄積をさらに有効に防止することができる。
【００１９】
またここで、補強部材の半径方向外端での、その補強部材コードの、カーカスプライコードとの間隔を０．５ｍｍ以上、なかでも、０．５〜３．０ｍｍの範囲としたときは、補強部材による、カーカス本体部分に作用する張力の一部負担をより実効あるものとすることができる。
その間隔が０．５ｍｍ未満では、張力負担効果が少なすぎ、それが３．０ｍｍを越えると、カーカス本体部分に作用する張力の負担機能が低下する他、ビード部のボリュームが増えて熱を蓄積しやすくなり、また、重量も重くなって転がり抵抗が大きくなる。
【００２０】
そして、この発明に係る空気入りタイヤの製造方法では、製品タイヤの内面形状と対応する剛性コアの側部で、補強部材の素材コードを渦巻状に連続させて巻き回して所期した通りに貼着させるとともに、その巻き回しピッチを、所要に応じて、半径方向外方側に向けて次第に大きく形成して生タイヤを成型し、次いで、このようにして成型した生タイヤを、それに変形等を加えることなく、剛性コアとともに加硫金型内へ装入してその生タイヤを加硫成形することにより、補強部材を、製品タイヤの所定の位置に、所期したとおりに正確に配設することができる。
【００２１】
これをいいかえれば、円筒状をなす成型ドラム上に補強部材の素材コードを巻回配置して、一回以上のシェーピング工程を経て生タイヤを成型するとともに、その生タイヤを加硫金型内でもまた拡径変形させる、従来のタイヤの製造方法では、補強部材を、製品タイヤ内の所定の位置に、所期した通りに正確に配設することは甚だ困難である。
【００２２】
そしてこの方法によれば、上述したところに加えて、補強部材の素材コードの外層側に、一枚以上のカーカスプライ素材からなるカーカス構成部材を配設するに当って、カーカス構成部材のコードの、補強部材素材コードに対する間隔を、たとえば、別途準備したゴムシート等の介在下で、半径方向外方側に向けて次第に大きくする場合にあっても、上述したと同様の理由により、製品タイヤ内でのカーカスのプライコードの、配設位置を、所期した通りの正確なものとするとができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１はこの発明に係るタイヤの実施形態を、一方のビード部について示すタイヤ幅方向の断面図であり、この空気入りタイヤは、図示しないトレッド部のそれぞれの側部に連続して半径方向内方側へ延びる、これも図示しない一対のサイドウォール部および、各サイドウォール部の内周側に連続する各ビード部１を具えるとともに、それぞれのビード部１に配設したそれぞれのビードコア２間にトロイダルに延びる、一枚以上のカーカスプライからなる、たとえばラジアル構造のカーカス３を具えてなり、カーカス３の各側部部分３ａを、ビードコア２の周りで、タイヤ幅方向の内側から外側に向けて巻き返してなる。
【００２４】
ここで、図１（ａ），（ｂ）に示すところでは、カーカス３の側部部分３ａをビードコア２の周りに巻き回して、その側部部分３ａの端縁を、カーカス３の本体側部分３ｂに極く近接させて位置させおり、また、図１（ｃ）に示すところでは、カーカス３の側部部分３ａを、半径方向外方側へ高く巻き上げて、その側部部分端縁を、ビードフィラ４を介して本体側部分３ｂから大きく離隔させて位置させている。
【００２５】
なお、図１（ｂ）に示すところでは、ビードコア２の周りに巻き回したカーカス３の側部部分３ａの、ビードコア２の外周側に延在する部分を、拘束コード５によってビードコア２との間に挟み込み、これにより、カーカス３の耐引き抜け性を向上させることとしているも、このことは、この発明に係るタイヤの実質とは直接的な関連を有しないものである。
【００２６】
すなわち、この発明に係るタイヤでは、カーカス３の側部部分３ａの巻き返し形態等のいかんにかかわらず、カーカス３のタイヤ幅方向の内側で、たとえば、ビードコア２の内外径より広範な半径方向領域、すなわち、ビードコア２の内周縁より内方側の部分から、ビードコア２の外周縁より外方側の部分の全体にわたる領域に、円周方向に延びるコード６ａの渦巻状の巻回構造になる一層以上、図では一層の補強部材６をカーカス３に沿わせて配設し、この補強部材６のコード６ａの巻回ピッチｐ、いいかえれば、図示のようなリム組み姿勢としたビード部１のタイヤ幅方向断面内でのコードピッチを、たとえば、半径方向外方側に向けて次第に大きくする。
【００２７】
なおここで、補強部材６の半径方向の内縁は、ビードコア２の内周縁より半径方向の外方に位置させることも可能であり、また、補強部材６のコード６ａの巻回ピッチｐを、少なくとも最外の巻回ピッチで、半径方向内方側部分の巻回ピッチより大きくすることも可能である。
【００２８】
ビード部１をこのように構成したときは、リムに組付けたタイヤへの空気圧の充填、そこへの負荷の作用等によって、半径方向の内端部分をリムに固定されたビード部１が図に矢印Ａで示すように、タイヤ幅方向の外側へ倒れ込む向きの撓み変形を受けるに当り、カーカス３の本体側部分３ａに作用する張力の一部を補強部材６によって支持させることで、その撓み変形量を小さく迎えることができる。
【００２９】
そして、カーカス本体側部分３ａに作用する張力の一部を補強部材６に負担させ得る結果として、カーカス３の側部部分３ａを、図１（ｃ）に示すように巻上げた場合にあっても、その巻き上げ端の高さを、従来技術に比して低くしてなお、カーカス３に十分な耐引き抜け性を付与することが可能となり、これによれば、カーカス３の側部部分端縁が、リムによる拘束力が大きく、より変形量の少ない領域内に位置することになるので、この点からもまた、カーカスプライ３の巻き上げ端を起点とするセパレーション、クラック等の故障の発生を効果的に防止することができる。
【００３０】
しかもここでは、補強部材６のコード６ａの巻回ピッチｐを、たとえば、半径方向外方側に向けて次第に大きくして、ビード部１が上述したように、矢印Ａで示す向きに撓み変形するに当っての、補強部材６の作用に基く剛性段差を有効に緩和して、カーカス３の本体側部分３ｂに作用する応力を広く分散させることにより、カーカス本体側部分３ｂへの疲労破断の発生のおそれをもまた有効に取り除くことができる。
なおこの場合において、補強部材６のコード６ａの、半径方向外端部での巻回ピッチｐを、半径方向内端での巻回ピッチｐの３倍以下としたときは、カーカスの本体部分に作用する張力を、補強部材６をもって効果的に負担することができる。
【００３１】
ここにおいて、補強部材６のコード６ａそれ自体の、カーカス３のプライコードとの間隔ｄを、半径方向外方向けて次第に大きくしたときは、コード６ａの巻回ピッチｐの変化と併せて、ビード部１の撓み変形時に、カーカス３の本体側部分３ｂに作用する応力を、一層広く効果的に分散させて、カーカス本体側部分３ｂの疲労をより効果的に防止することができる。
【００３２】
そして、このことと関連して、補強部材６の半径方向外端での、その補強層材コード６ａの、カーカスプライコードとの間隔ｄを０．５ｍｍ以上、とりわけ、０．５〜３．０ｍｍの範囲としたときは、補強部材による、カーカス本体部分に作用する張力の一部負担をより実効あるものとすることができる。
【００３３】
すなわち、補強部材コード６ａがプライコードから離れすぎると、カーカスに対する抗力が間のゴムによって分散されて、カーカス本体部分に伝わりにくくなる。
【００３４】
以上に述べたようなビード部構造を有する空気入りタイヤを製造するに当って、製品タイヤ内の所定の位置に、補強部材を所期した通りに正確に位置決め配設するためには、図２に例示するように、製品タイヤの内面形状と対応する外面形状を有する、分解および組立て可能な剛性コア１１の側部で、その剛性コア１１の周りへの、図示しない予めの配設部材上に、補強部材６の、未加硫ゴムで被覆した、または被覆しない素材コード１２を、たとえば、剛性コア１１の回転作動の下で、半径方向の所要の範囲にわたって渦巻状に連続させて巻き回して貼着させるとともに、その巻き回しピッチを、図示のように、半径方向外方側に向けて次第に大きく形成して生タイヤを成型することが好ましく、この場合は、成型された生タイヤ（図では、他のタイヤ構成部材を省略している）を、それに、シェーピング変形その他の変形を生じさせることなく、剛性コア１１とともに加硫金型内へ装入してその生タイヤを加硫成形することで、素材コード１２を当初の巻き回し貼着位置に正確に残留させて、製品タイヤ内の補強部材６とすることができる。
【００３５】
そしてこのような方法においてより好ましくは、生タイヤの成型に当って、上述したところに加えて、補強部材素材コード１２の外側側に、一枚以上のカーカスプライ素材からなる、たとえば図に仮想線で示すようなカーカス構成部材１３を配設するに際し、カーカス構成部材１３のコード１４の、補強部材素材コード１２に対する間隔を、たとえば、それらの両コード間へのゴムシートの介装等によって半径方向の外方向の外方側に向けて次第に大きくする。
【００３６】
従って、この生タイヤを加硫成形して製品タイヤとしたときは、補強部材６のコード６ａの巻回ピッチｐを、半径方向外方側に向けて、所期した通りに正確に漸次拡大させることができ、かつ、補強部材６のコード６ａの、カーカス３のプライコードとの間隔ｄを、半径方向の外方側に向けて、これも所期した通りに正確に漸次拡大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明に係る実施の形態を、一方のビード部について示すタイヤ幅方向の断面図である。
【図２】この発明に係る方法の実施形態を要部について示す斜視図である。
【図３】従来技術および提案技術を示す、図１と同様の断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  ビード部
２  ビードコア
３  カーカス
３ａ  側部部分
３ｂ本体側部分
４  ビードフィラ
６  補強部材
６ａ  コード
１１  剛性コア
１２  素材コード
１３  カーカス構成部数
１４  コード
ｐ  ピッチ
ｄ  間隔
【図１】
2009001150.tif 000003
【図２】
2009001150.tif 000004
【図３】
2009001150.tif 000005