JP2020069905A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】歩留まりを悪化させることなく、ビードコードが樹脂によって被覆されたビードコアと、樹脂製のビードフィラーとが一体成形された一体型樹脂製ビードコアを用いたタイヤを提供する。【解決手段】空気入りタイヤ10のビード部60は、ビードコード61aが樹脂材料によって被覆されたビードコア部分61と、ビードコア部分61に連なり、樹脂材料によって形成されたビードフィラー部分62と、タイヤ周方向に延びる円環状であり、樹脂材料によって形成された円環状プレート80とを含む。円環状プレート80は、カーカスプライ40のタイヤ幅方向内側に設けられる。ビードコア部分61は、ビードコア部分61のタイヤ径方向内側かつタイヤ幅方向内側の端部である第１端部71と、ビードコア部分61のタイヤ径方向外側かつタイヤ幅方向外側の端部である第２端部72とを有する。カーカスプライ40の端部41は、第１端部71と、第２端部72との間に位置する。【選択図】図３

Description

本発明は、ビード部の一部が樹脂材料によって形成されているタイヤに関する。

従来、ビードコアの空隙部分に樹脂を充填したタイヤが知られている（特許文献１参照）。

これにより、金属製のビードコードの量を削減できるため、タイヤの軽量化が可能になるとされている。

特開2002-187414号公報

上述したように、タイヤの構成部材の一部を金属（またはゴム）から樹脂に置換することによって、タイヤの軽量化を図り得るが、一方で次のような問題がある。

例えば、ビードコードが樹脂材料によって被覆されたビードコアと、樹脂製のビードフィラーとが一体成形されたフィラー一体型の樹脂製ビードコアを用いることが考えられる。

しかしながら、このような一体型樹脂製ビードコアは、従来のゴム主体のビードコア及びビードフィラーと比較して変形し難いため、製造工程におけるカーカスプライの動きを制限する。

特に、生タイヤの加硫時においては、カーカスプライの位置が、ビードコアなど、他の構成部材に対して相対的にずれること（プライスリップという）によって所望のタイヤ形状となることが重要だが、一体型樹脂製ビードコアを用いると、プライスリップが誘発され難い。このため、製造不良が発生し易く、歩留まりが悪化する。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、歩留まりを悪化させることなく、ビードコードが樹脂によって被覆されたビードコアと、樹脂製のビードフィラーとが一体成形された一体型樹脂製ビードコアを用いたタイヤを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、路面に接するトレッド部と、前記トレッド部に連なり、前記トレッド部のタイヤ径方向内側に位置するタイヤサイド部と、前記タイヤサイド部に連なり、前記タイヤサイド部のタイヤ径方向内側に位置するビード部と含むタイヤであって、前記タイヤの骨格を形成するカーカスプライを備え、前記ビード部は、ビードコードが樹脂材料によって被覆されたビードコアと、前記ビードコアに連なり、樹脂材料によって形成されたビードフィラーと、タイヤ周方向に延びる円環状であり、樹脂材料によって形成された円環状プレートとを含み、前記円環状プレートは、前記カーカスプライのタイヤ幅方向内側に設けられ、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面において、前記ビードコアは、前記ビードコアのタイヤ径方向内側かつタイヤ幅方向内側の端部である第１端部と、前記ビードコアのタイヤ径方向外側かつタイヤ幅方向外側の端部である第２端部とを有し、前記カーカスプライの端部は、前記第１端部と、前記第２端部との間に位置する。

上述したタイヤによれば、歩留まりを悪化させることなく、ビードコードが樹脂によって被覆されたビードコアと、樹脂製のビードフィラーとが一体成形された一体型樹脂製ビードコアを用い得る。

図１は、空気入りタイヤ10の断面図である。 図２は、空気入りタイヤ10の一部拡大断面図である。 図３は、ビード部60の拡大断面図である。 図４は、円環状プレート80の単体概略斜視図である。 図５は、円環状プレート80Aの単体概略斜視図である。 図６は、円環状プレート80Bの単体概略斜視図である。 図７は、変更例に係るビード部60の拡大断面図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。

（１）タイヤの全体概略構成
図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤ10の断面図である。具体的には、図１は、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面図である。なお、図１では、断面ハッチングの図示は省略されている（以下同）。

図１に示すように、空気入りタイヤ10は、トレッド部20、タイヤサイド部30、カーカスプライ40、ベルト層50及びビード部60を備える。

トレッド部20は、路面（不図示）に接する部分である。トレッド部20には、空気入りタイヤ10の使用環境や装着される車両の種別に応じたパターン（不図示）が形成される。

タイヤサイド部30は、トレッド部20に連なり、トレッド部20のタイヤ径方向内側に位置する。タイヤサイド部30は、トレッド部20のタイヤ幅方向外側端からビード部60の上端までの領域である。タイヤサイド部30は、サイドウォールなどと呼ばれることもある。

カーカスプライ40は、空気入りタイヤ10の骨格を形成する。カーカスプライ40は、タイヤ径方向に沿って放射状に配置されたカーカスコード（不図示）がゴム材料によって被覆されたラジアル構造である。但し、ラジアル構造に限定されず、カーカスコードがタイヤ径方向に交錯するように配置されたバイアス構造でも構わない。

また、カーカスコードは、特に限定されず、概ね一般的な乗用自動車用のタイヤと同様に有機繊維のコードによって形成し得る。

ベルト層50は、トレッド部20のタイヤ径方向内側に設けられる。ベルト層50は、補強コード51を有し、補強コード51が樹脂によって被覆された単層スパイラルベルトである。但し、ベルト層50は、単層スパイラルベルトに限定されない。例えば、ベルト層50は、ゴムによって被覆された２層交錯ベルトでもよい。

補強コード51を被覆する樹脂には、タイヤサイド部30を構成するゴム材料、及びトレッド部20を構成するゴム材料よりも引張弾性率の高い樹脂材料が用いられる。補強コード51を被覆する樹脂としては、弾性を有する熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー（TPE）、及び熱硬化性樹脂等を用いることができる。走行時の弾性と製造時の成形性を考慮すると、熱可塑性エラストマーを用いることが望ましい。

熱可塑性エラストマーとしては、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（TPO）、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー（TPS）、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（TPA）、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（TPU）、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（TPC）、動的架橋型熱可塑性エラストマー（TPV）などが挙げられる。

また、熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。さらに、熱可塑性樹脂材料としては、例えば、ISO 75−2またはASTM D648に規定されている荷重たわみ温度（0.45MPa荷重時）が78°Ｃ以上、JIS K7113に規定される引張降伏強さが10MPa以上、同じくJIS K7113に規定される引張破壊伸びが50％以上、JIS K7206に規定されるビカット軟化温度（Ａ法）が130°Ｃ以上であるものを用いることができる。

ビード部60は、タイヤサイド部30に連なり、タイヤサイド部30のタイヤ径方向内側に位置する。ビード部60は、タイヤ周方向に延びる円環状である。

ビード部60の一部は、上述した樹脂材料から適宜選択された樹脂材料によって構成される。本実施形態では、ビード部60の一部は、上述したベルト層50に用いられている樹脂材料と同一の樹脂材料によって形成されている。

ビード部60は、リムホイール100の径方向外側端に形成されるフランジ部分110（図１において不図示、図２参照）に係止される。

また、空気入りタイヤ10のタイヤ内側面には、リムホイール100に組み付けられた空気入りタイヤ10の内部空間に充填された空気（または窒素などの気体）漏れを防止するインナーライナー（不図示）が貼り付けられている。

（２）ビード部の概略構成
図２は、空気入りタイヤ10の一部拡大断面図である。具体的には、図２は、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿ったビード部60を含む一部拡大断面図である。

図２に示すように、本実施形態のビード部60は、ビードコアとビードフィラーとが一体成形された樹脂製ビードコア（一体型樹脂製ビードコア）を含む。

具体的には、ビード部60は、ビードコア部分61と、ビードフィラー部分62とを含む。さらに、ビード部60は、円環状プレート80を含む。

ビードコア部分61（後述するビードコード61aを除く）及びビードフィラー部分62は、ベルト層50に用いられている樹脂材料と同一の樹脂材料によって構成されている。

円環状プレート80は、タイヤ周方向に延びる円環状のプレートである。本実施形態では、円環状プレート80も、ベルト層50に用いられている樹脂材料と同一の樹脂材料によって形成されている。

但し、ビード部60（ビードコア部分61及びビードフィラー部分62）と、円環状プレート80とは、必ずしもベルト層50に用いられている樹脂材料と同一の樹脂材料によって形成されていなくても構わない。つまり、ベルト層50に用い得る上述した樹脂材料であれば、ベルト層50と、ビード部60（ビードコア部分61及びビードフィラー部分62）と、円環状プレート80とに用いられる樹脂材料は、異なっていてもよい。

カーカスプライ40は、ビードコア部分61及びビードフィラー部分62のタイヤ幅方向内側において、ビードコア部分61及びビードフィラー部分62に沿って設けられる。さらに、カーカスプライ40は、ビードコア部分61のタイヤ径方向内側面に沿って折り返されている。

本実施形態では、カーカスプライ40の端部41は、ビードコア部分61のタイヤ幅方向外側に少しだけ突出している。つまり、カーカスプライ40は、ビードコア部分61を介してタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に折り返された折り返し部分が殆ど存在しない形態である。

円環状プレート80は、カーカスプライ40のタイヤ幅方向内側に設けられる。具体的には、円環状プレート80は、接着樹脂を用いてカーカスプライ40のタイヤ幅方向内側面に、加硫接着される。当該接着樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー(TPE)、及び熱硬化性樹脂などを用い得る。

（３）ビード部の詳細構成
図３は、ビード部60の拡大断面図である。具体的には、図３は、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿ったビード部60の拡大断面図である。

図３に示すように、ビードコア部分61は、金属材料（例えば、スチール）で形成されたビードコード61aと、ビードコード61aの外周部分を被覆する被覆樹脂61bとを有する。

つまり、ビードコア部分61は、ビードコード61aを樹脂材料によって被覆することによって形成される。
本実施形態では、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面において、ビードコード61aは、3x3（タイヤ径方向xタイヤ幅方向）の構成となるように設けられる。

なお、ビードコード61aは、特に撚られておらず、1本または複数本（例えば、タイヤ幅方向に沿った3本）を束にしたビードコード61aがタイヤ周方向に沿って複数回、巻き付けられている。

本実施形態では、ビードフィラー部分62は、ビードコア部分61に連なっている。つまり、ビードコア部分61とビードフィラー部分62とは、一体に成形されている。具体的には、ビードフィラー部分62は、ビードコア部分61のタイヤ径方向外側に設けられる。

本実施形態では、ビードコア部分61の断面形状は、四角形状、具体的には正方形状であり、第１端部71、第２端部72及び第３端部73を有する。

第１端部71は、ビードコア部分61のタイヤ径方向内側かつタイヤ幅方向内側の端部である。

第２端部72は、ビードコア部分61のタイヤ径方向外側かつタイヤ幅方向外側の端部である。

第３端部73は、ビードコア部分61のタイヤ径方向内側かつタイヤ幅方向外側の端部である。

なお、少なくともビードコア部分61のタイヤ径方向内側に位置する第１端部71及び第３端部73は、角部が形成されないように、ラウンド状に面取りされていることが好ましい。

本実施形態では、上述したように、ビードコア部分61とビードフィラー部分62とが一体成形されているが、この場合、ビードコア部分61のタイヤ径方向外側端は、最もタイヤ径方向外側に位置するビードコード61aのタイヤ径方向外側端の位置を基準とする。

カーカスプライ40の端部41は、第１端部71と第２端部72との間に位置する。また、本実施形態では、カーカスプライ40の端部41は、第２端部72と第３端部73との間に位置する。

また、円環状プレート80は、タイヤ径方向において、ビードコア部分61とビードフィラー部分62とに跨がって設けられる。具体的には、円環状プレート80は、タイヤ径方向において、ビードコア部分61と、ビードフィラー部分62とに対応する位置に設けられ、当該位置においてカーカスプライ40のタイヤ幅方向内側面に加硫接着されている。

また、本実施形態では、ビードフィラー部分62のタイヤ径方向外側端62aは、リムライン90よりもタイヤ径方向内側に位置する。言い換えると、タイヤ径方向外側端62aは、フランジ部分110のタイヤ径方向外側端よりもタイヤ径方向内側に位置する。

（４）円環状プレートの形状例
次に、円環状プレートの形状例について説明する。図４は、空気入りタイヤ10のビード部60に含まれる円環状プレート80の単体概略斜視図である。

円環状プレート80は、空気入りタイヤ10の加硫工程において、カーカスプライ40のタイヤ幅方向内側面に接着される。

図４に示す円環状プレート80の単体形状は、ビードコア部分61及びビードフィラー部分62の形状に沿うように、折れ曲がっている。但し、円環状プレート80は、単純な平板状でも構わない。この場合、円環状プレート80は、空気入りタイヤ10の加硫工程において、ビードコア部分61及びビードフィラー部分62の形状に沿うように曲げられる。

また、円環状プレート80は、図５及び図６に示すような形状でも構わない。図５は、円環状プレート80Aの単体概略斜視図である。

図５に示すように、円環状プレート80Aには、多数の孔部82が形成されている。孔部82の数及び径サイズは、円環状プレートに対して要求される性能などを考慮して決定される。

図６は、円環状プレート80Bの単体概略斜視図である。図６に示すように、円環状プレート80Bは、円環状プレート80Bの周方向に沿って波状の形状を繰り返す波状部83が形成されている。

（５）作用・効果
上述した実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。具体的には、カーカスプライ40の端部41は、第１端部71と第２端部72との間に位置する。より具体的には、カーカスプライ40の端部41は、第２端部72と第３端部73との間に位置する。

このように、カーカスプライ40の端部41が第１端部71と第２端部72との間に位置する構成であれば、生タイヤの状態である空気入りタイヤ10の加硫時において、端部41の移動が容易となる。このため、加硫時において、他の構成部材（ビードコア部分61など）に対するカーカスプライ40の相対的な位置ずれを許容することが可能となり、空気入りタイヤ10の所望のタイヤ形状を得やすくなる。また、エア溜まりの発生も抑制し得る。これにより、製造不良が抑制され、歩留まりを悪化させることがない。

また、樹脂材料によって形成された円環状プレート80がカーカスプライ40のタイヤ幅方向内側に設けられているため、加硫後においては、円環状プレート80と、ビードコア部分61及びビードフィラー部分62が一体形成された一体型樹脂製ビードコアとによってカーカスプライ40を挟着保持することが可能となり、カーカスプライ40の動きを規制する。このため、ビードコア部分61のタイヤ径方向内側に配置されたカーカスプライ40の端部41が抜けたり、カーカスプライ40にフレッティングが発生したりすることも防止し得る。

すなわち、本実施形態によれば、歩留まりを悪化させることなく、ビードコード61aが樹脂によって被覆されたビードコア部分61と、樹脂製のビードフィラー部分62とが一体成形された一体型樹脂製ビードコアを用いることができ、軽量化された空気入りタイヤ10を提供し得る。

本実施形態では、円環状プレート80は、タイヤ径方向において、ビードコア部分61とビードフィラー部分62とに跨がって設けられる。具体的には、円環状プレート80は、タイヤ径方向において、ビードコア部分61と、ビードフィラー部分62とに対応する位置に設けられ、当該位置においてカーカスプライ40のタイヤ幅方向内側面に接着されている。

このため、ビードコア部分61及びビードフィラー部分62と、円環状プレート80とによってカーカスプライ40をより確実に拘束することができる。これにより、カーカスプライ40が抜けたり、カーカスプライ40にフレッティングが発生したりすることをさらに確実に防止し得る。

また、本実施形態では、円環状プレート80は、円環状プレート80A（図５）及び円環状プレート80B（図６）のような形状でも構わない。すなわち、円環状プレートは、要求される性能、例えば、軽量化、接着性、耐久性などに応じて最適な形状とすることができる。

（６）その他の実施形態
以上、実施例に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。

例えば、上述した実施形態では、カーカスプライ40の端部41は、第２端部72と第３端部73との間に位置（図３参照）していたが、カーカスプライ40の配置は、次のように変更してもよい。

図７は、変更例に係るビード部60の拡大断面図である。具体的には、図７は、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿ったビード部60の拡大断面図である。

図７に示すように、カーカスプライ40Aの端部41は、ビードコア部分61の第１端部71と、第３端部73との間に位置してもよい。つまり、端部41は、上述した実施形態のように、必ずしもビードコア部分61の第２端部72と、第３端部73との間に位置していなくてもよく、ビードコア部分61のタイヤ径方向内側かつタイヤ幅方向内側の端部と、ビードコア部分61のタイヤ径方向内側かつタイヤ幅方向外側の端部との間に位置してもよい。

上述した実施形態では、ビードコア部分61は、正方形状の断面であったが、ビードコア部分61の断面は、長方形状や台形状であってもよい。或いは、ビードコア部分61は、五角形以上の多角形（凸多角形）であってもよい。なお、菱形など、頂点がタイヤ径方向と平行な直線上に位置する多角形は、含まれなくてもよい。

また、ビードコード61aが樹脂材料によって被覆されたビードコア部分61、及びビードコア部分に連なり、樹脂材料によって形成されたビードフィラー部分62とは、樹脂材料が主体として構成されていればよいことを意味する。つまり、ビードコア部分61（ビードコード61aを除く）及びビードフィラー部分62の少なくとも何れかは、樹脂材料を主体として構成されていればよく、一部がゴム材料など、他の材料によって形成されていてもよい。

上述した実施形態では、ビードコア部分61とビードフィラー部分62とは一体形成されていたが、ビードコアとビードフィラーとは別体でも構わない。

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

10 空気入りタイヤ
20 トレッド部
30 タイヤサイド部
40, 40A カーカスプライ
41 端部
50 ベルト層
51 補強コード
60 ビード部
61 ビードコア部分
61a ビードコード
61b 被覆樹脂
62 ビードフィラー部分
62a タイヤ径方向外側端
71 第１端部
72 第２端部
73 第３端部
80, 80A, 80B 円環状プレート
82 孔部
83 波状部
90 リムライン
100 リムホイール
110 フランジ部分

Claims (3)

1. 路面に接するトレッド部と、
   前記トレッド部に連なり、前記トレッド部のタイヤ径方向内側に位置するタイヤサイド部と、
   前記タイヤサイド部に連なり、前記タイヤサイド部のタイヤ径方向内側に位置するビード部と
   を含むタイヤであって、
   前記タイヤの骨格を形成するカーカスプライを備え、
   前記ビード部は、
   ビードコードが樹脂材料によって被覆されたビードコアと、
   前記ビードコアに連なり、樹脂材料によって形成されたビードフィラーと、
   タイヤ周方向に延びる円環状であり、樹脂材料によって形成された円環状プレートと
   を含み、
   前記円環状プレートは、前記カーカスプライのタイヤ幅方向内側に設けられ、
   タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面において、
   前記ビードコアは、前記ビードコアのタイヤ径方向内側かつタイヤ幅方向内側の端部である第１端部と、前記ビードコアのタイヤ径方向外側かつタイヤ幅方向外側の端部である第２端部とを有し、
   前記カーカスプライの端部は、前記第１端部と、前記第２端部との間に位置するタイヤ。
2. タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面において、前記ビードコアは、前記ビードコアのタイヤ径方向内側かつタイヤ幅方向外側の端部である第３端部を有し、
   前記カーカスプライの端部は、前記第２端部と、前記第３端部との間に位置する請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記円環状プレートは、タイヤ径方向において、前記ビードコアと前記ビードフィラーとに跨がって設けられる請求項１または２に記載のタイヤ。

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