JP2020203612A - 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樹脂製ビード構造体を用いたタイヤを提供する。【解決手段】タイヤは、コードユニット63を有するビードコア62と、ビードコア62のタイヤ径方向外側においてビードコア62に連なり、樹脂材料によって形成されたビードフィラー69とを含むビード構造体61を有する。ビードフィラー69は、タイヤ径方向外側に向かうに連れて細くなる先端部69aを有する。先端部69aは、ビードコア62のタイヤ径方向内側端における幅方向の中心62aと、ビードコアのタイヤ径方向外側端における幅方向の中心62bとを通過する直線L1上よりもタイヤ幅方向内側に位置する。【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構造体を用いることが考えられる。

しかしながら、このような樹脂製ビード構造体は、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高剛性であり、生タイヤの加硫時でも変形し難い。

このため、樹脂製ビード構造体は、カーカスプライなど、ゴム主体の部材の変形に追従できず、樹脂製ビード構造体と他の部材との隙間にエアが噛み込み易くなり、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樹脂製ビード構造体を用いたタイヤの提供を目的とする。

本開示の一態様は、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、ビードコードを有するビードコアと、前記ビードコアのタイヤ径方向外側において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を含むビード構造体を有し、前記ビードフィラーは、タイヤ径方向外側に向かうに連れて細くなる先端部を有し、前記先端部は、前記ビードコアのタイヤ径方向内側端における幅方向の中心と、前記ビードコアのタイヤ径方向外側端における幅方向の中心とを通過する直線上よりもタイヤ幅方向内側に位置する。

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樹脂製ビード構造体を用い得る。

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、ビード構造体61の単体断面図である。 図４は、空気入りタイヤ10の製造工程を模式的に示す図である。 図５は、ビード構造体61Xの単体断面図である。

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（ミニバン、SUV(Sport Utility Vehicle)を含む）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（図２も参照）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は、金属繊維または有機繊維などのモノフィラメント（単線）、またはこれらの繊維を撚ったマルチフィラメント（撚り線）で構成することができる。本実施形態では、補強コード51として、スチールコードを用い得る。

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、樹脂材料によって構成されている。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、カーカスプライ40は、ビード部60を介してタイヤ幅方向外側に折り返される。具体的には、カーカスプライ40は、本体部41と折り返し部42とを含む。

本体部41は、トレッド部20、タイヤサイド部30及びビード部60に亘って設けられ、ビード部60のビードコア62において折り返されるまでの部分である。

折り返し部42は、本体部41に連なり、ビードコア62を介してタイヤ幅方向外側に折り返された部分である。

ビード部60は、ビード構造体61を有する。本実施形態では、ビード構造体61は、ビードコア62（コードユニット63の周辺部分も含む）と、ビードフィラー69とが一体に形成された構造体である。つまり、ビード部60は、ビードコア62とビードフィラー69とを有する。

なお、ビードコア62とビードフィラー69とは、必ずしも空気入りタイヤ10の製造前から一体に形成されていなくても構わない。つまり、別体の樹脂製のビードコア62とビードフィラー69とが、製造時に接着されて一体化されてもよい。

ビード部60のタイヤ幅方向外側面には、リムライン90が設けられる。リムライン90は、ビード部60がリムホイール100に正しく装着されているかを確認するために、タイヤ周方向に沿って形成される凸部である。本実施形態では、リムライン90は、フランジ部分110のタイヤ径方向外側端よりも6mm程度、タイヤ径方向外側に設けられている。

本実施形態では、ビードフィラー69のタイヤ径方向外側端は、リムライン90及びフランジ部分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。

また、折り返し部42のタイヤ径方向外側端は、リムライン90及びフランジ部分110のタイヤ径方向外側端よりもタイヤ径方向外側に位置し、タイヤサイド部30まで延びる。
（３）ビード部の詳細構成
図３は、ビード構造体61の単体断面図である。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構造体61の拡大断面図である。図３に示すように、ビード構造体61は、ビードコア62及びビードフィラー69を含む。

ビードコア62は、コードユニット63を含む。コードユニット63は、複数のビードコード63aを含む。ビードコード63aは、スチールなどの金属材料によって形成される。コードユニット63は、ビードコード63aを樹脂材料によって被覆することによって形成される。言い換えると、ビードコア62は、ビードコード63a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、ビードコード63aは、4x3（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63a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63aがタイヤ周方向に沿って複数回、巻き付けられている。

ビードコア62とビードフィラー69は、樹脂材料を用いて一体として形成される。具体的には、ビードコア62（ビードコード63aを除く）と、ビードフィラー69とは、樹脂材料を用いて形成される。当該樹脂材料としては、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を用い得る。

但し、ビードコア62及びビードフィラー69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、ビードコア62及びビードフィラー69とに用いられる樹脂材料は、異なっていてもよい。

ビードフィラー69は、タイヤ径方向外側に向かうに連れて細くなる先端部69aを有する。ビードフィラー69は、カーカスプライ40の本体部41と折り返し部42との間の空隙を埋めるように、先端部69aに近づくに連れて細くなっている。ビードフィラー69は、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面視において、先端部69aに向かってテーパー状になっているとも言える。

先端部69aは、ビードフィラー69の頂点部分である。先端部69aは、ビード構造体61の幅方向（実質的にタイヤ幅方向であってもよい）における中心よりもタイヤ幅方向内側にオフセットしている。

具体的には、先端部69aは、ビードコア62（ここでは、コードユニット63を意味する）のタイヤ径方向内側端における幅方向の中心62aと、ビードコア62のタイヤ径方向外側端における幅方向の中心62b心とを通過する直線L1上よりもタイヤ幅方向内側に位置する。

また、本実施形態では、先端部69aは、ビード構造体61のタイヤ幅方向の内側端61aから、ビード構造体61のタイヤ幅方向の外側端61bまでの全幅（図中の幅W1）の30%までの領域に位置する。具体的には、先端部69aは、幅W2の範囲内に位置する。幅W2は、内側端61aを基準とする。

（４）空気入りタイヤ10の製造方法の概略
次に、空気入りタイヤ10の製造方法の概略について説明する。図４は、空気入りタイヤ10の製造工程を模式的に示す。具体的には、図４は、空気入りタイヤ10の加硫前において、未加硫のトレッドゴム20p、カーカスプライ40、ベルト層50及びビード構造体61を配置した状態を示している。

カーカスプライ40は、ビード構造体61を介して折り返される。カーカスプライ40の本体部41は、ビード構造体61のタイヤ幅方向内側に位置する。一方、カーカスプライ40の折り返し部42は、ビード構造体61のタイヤ幅方向外側に位置する。

折り返し部42は、タイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側に向けて折り返される（図中の矢印参照）とともに、ビード構造体61も本体部41に近付けられる。この際、特に、領域A1にエアが残り易く、いわゆるエア噛みの原因となることが分かっている。

一方、領域A2は、領域A1と比較すると、エア噛みは起き難いことも分かっている。そこで、本実施形態では、上述したように、ビードフィラー69の先端部69a（図３参照）が、ビード構造体61の幅方向における中心よりもタイヤ幅方向内側にオフセットした形状が採用されている。

特に、ビードフィラー69も含めて樹脂製であるビード構造体61（コードユニット63の部分を除く）は、ゴム部材と比較して加硫工程において軟化し難く、形状が変化し難い性質を有する。このため、従来のゴム材料を主体としたビードフィラーなどのビード構造体と比較すると、カーカスプライ40など、他のゴム部材への追従性や接着性が低い問題があり、特に、エア噛みが起き易い。

本実施形態では、上述したような形状のビード構造体61を用いることによって、エア噛みを効果的に抑制している。

（５）ビード構造体の他の形状例
上述したビード構造体61の形状は一例であり、次のような形状でもよい。図５は、ビード構造体の他の形状例を示す。具体的には、図５は、ビード構造体61Xの単体断面図である。

ビード構造体61Xは、ビード構造体61の代替としても用い得るが、ビード構造体61またはビード構造体61Xの何れかを用いるかは、空気入りタイヤ10のサイズまたは偏平率などに応じて、適宜選択し得る。

図５に示すように、ビード構造体61Xも、ビードフィラー69の先端部69aが、ビード構造体61Xの幅方向における中心よりもタイヤ幅方向内側にオフセットしている。

ビード構造体61Xでは、さらに、先端部69aが、タイヤ幅方向内側にオフセットしている。具体的には、先端部69aは、ビードフィラー69のタイヤ径方向の内側端を通過する直線L2におけるビードフィラー69の幅方向の内側端69bよりもタイヤ幅方向内側に位置する。

ビードフィラー69のタイヤ径方向の内側端とは、ビードコア62とビードフィラー69とが製造前では別体であり、両者の境界が明確な場合には、ビードコア62とビードフィラー69の境界であるが、本実施形態のようにビードコア62とビードフィラー69が一体に形成されている場合には、ビード構造体61Xの幅が狭くなり始める位置としてよい。

つまり、ビード構造体61Xの先端部69aは、ビードコア62の部分のタイヤ幅方向内側端よりも、さらにタイヤ幅方向内側に位置する。ビード構造体61Xのビードフィラー69は、このような先端部69aの位置関係であるため、ビード構造体61Xの断面形状は、タイヤ幅方向内側に湾曲した形状となっている。

また、ビード構造体61Xでも、先端部69aは、ビード構造体61Xの幅W1の30%までの領域（図中の幅W2）に位置する。

（６）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、ビード構造体61及びビード構造体61Xは、ビードフィラー69の先端部69aが、ビード構造体61Xの幅方向における中心よりもタイヤ幅方向内側にオフセットしている。

このため、製造工程において、カーカスプライ40の本体部41側との空隙が狭くなるため、上述したように、空気入りタイヤ10の製造工程において、領域A1（図４参照）にエアが残り難い。つまり、エア噛みを効果的に防止し得る。

すなわち、歩留まりを悪化させることなく、ビードコード63aが樹脂によって被覆されたビードコア62（コードユニット63）と、樹脂製のビードフィラー69とが一体成形された樹脂製ビード構造体を用いたタイヤを製造し得る。

本実施形態では、ビード構造体61X（図５参照）のように、先端部69aが、ビードフィラー69のタイヤ径方向の内側端を通過する直線L2におけるビードフィラー69の幅方向の内側端69bよりもタイヤ幅方向内側に位置してもよい。

このため、空気入りタイヤ10のサイズまたは偏平率などに応じて、エア噛みを効果的に抑制し得る適切なビード構造体の形状を適宜選択し得る。特に、ビード構造体61Xは、偏平率が低い空気入りタイヤに適用し易いと考えられる。

本実施形態では、先端部69aは、ビード構造体61（またはビード構造体61X）の幅W1の30%までの領域に位置する。このため、ビード構造体に対して、エア噛みを抑制し得る先端部69aの適度なオフセットを付与し得る。

また、本実施形態では、ビードコア62（コードユニット63）は、ビードコード63aを樹脂材料によって被覆することによって形成される。これにより、ビードコード63aを樹脂被覆したビードコア62を用いた場合でも、エア噛みを効果的に抑制でき、歩留まりが悪化しない。

（７）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、ビードコア62は、ビードコード63aを樹脂材料によって被覆することによって形成されたコードユニット63が用いられていたが、ビードコード63aを樹脂材料によって被覆されていなくても構わない。また、この場合、ビードコードは、撚り線で構成されてもよい。

また、上述した実施形態では、ビードコード63aは、4x3（タイヤ径方向xタイヤ幅方向）の構成であったが、これ以外の構成、例えば、3x3或いは4x4などであってもよい。

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
20p トレッドゴム
30 タイヤサイド部
40 カーカスプライ
41 本体部
42 折り返し部
50 ベルト層
51 補強コード
60 ビード部
61 ビード構造体
61a 内側端
61b 外側端
61X ビード構造体
62 ビードコア
62a, 62b中心
63 コードユニット
63a ビードコード
69 ビードフィラー
69a 先端部
69b 内側端
90 リムライン
100 リムホイール
110 フランジ部分

Claims (4)

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、
   ビードコードを有するビードコアと、
   前記ビードコアのタイヤ径方向外側において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
   を含むビード構造体を有し、
   前記ビードフィラーは、タイヤ径方向外側に向かうに連れて細くなる先端部を有し、
   前記先端部は、前記ビードコアのタイヤ径方向内側端における幅方向の中心と、前記ビードコアのタイヤ径方向外側端における幅方向の中心とを通過する直線上よりもタイヤ幅方向内側に位置するタイヤ。
2. 前記先端部は、前記ビードフィラーのタイヤ径方向内側端を通過する直線上における前記ビードフィラーの幅方向内側端よりもタイヤ幅方向内側に位置する請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記先端部は、前記ビード構造体のタイヤ幅方向内側端から、前記ビード構造体のタイヤ径方向外側端までの全幅の30%までの領域に位置する請求項１または２に記載のタイヤ。
4. 前記ビードコアは、前記ビードコードを樹脂材料によって被覆することによって形成される請求項１乃至３の何れか一項に記載のタイヤ。
   

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