JP2021091310A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ製造時の工数を少なくすると共に、ビード部でのセパレーションの発生を抑制する。【解決手段】タイヤ１０は、ビードコア２２がそれぞれゴム又は樹脂で被覆された一対のビード部１２と、一対のビード部１２に跨り、ビードコア２２間に位置する本体部１４Ａとビードコア２２のタイヤ幅方向内側から外側に巻き返された折返し部１４Ｂとを有するカーカスプライ１４と、カーカスプライ１４とビードコア２２で囲まれた部分に設けられ、ゴムよりも引張弾性率の高い樹脂により構成されたビードフィラー４０と、ビードフィラー４０内におけるビードコア２２よりタイヤ幅方向外側又は内側に寄せて埋設されたコード５８（補強材）を有する補強部材２０と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤに関する。

ビードコアからタイヤ径方向外側へカーカスの外面に沿って延びる樹脂製のビードフィラーを備えたランフラットタイヤが開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１９−１４０４号公報

上記した従来例のように、ビード部に樹脂製のビードフィラーを用いる場合において、ビード部を補強するための手段として、ビードフィラーのタイヤ幅方向外側に別体の補強部材を配置することが考えられる。補強部材としては、スチールコード（撚線）、スチールのモノフィラメント（単線）、芳香族ポリアミド等をゴム被覆したシート状部材が考えられる。

しかしながら、このようにビードフィラーのタイヤ幅方向外側に別体の補強部材を配置すると、構成が複雑になり工数が増加するだけでなく、タイヤ変形時の繰返し歪による補強部材のゴムと樹脂製のビードフィラーとの間での接着性の低下、更にはこれに起因するセパレーションの発生が懸念される。

本発明は、タイヤ製造時の工数を少なくすると共に、ビード部でのセパレーションの発生を抑制することを目的とする。

第１の態様に係るタイヤは、ビードコアがそれぞれゴム又は樹脂で被覆された一対のビード部と、前記一対のビード部に跨り、前記ビードコア間に位置する本体部と前記ビードコアのタイヤ幅方向内側から外側に巻き返された折返し部とを有するカーカスプライと、前記カーカスプライと前記ビードコアで囲まれた部分に設けられ、ゴムよりも引張弾性率の高い樹脂により構成されたビードフィラーと、前記ビードフィラー内における前記ビードコアよりタイヤ幅方向外側又は内側に寄せて埋設された補強材を有する補強部材と、を有する。

このタイヤでは、ビードフィラー内におけるビードコアよりタイヤ幅方向外側又は内側に寄せて補強材を有する補強部材が埋設されているので、補強部材をビードフィラーと別体で設ける場合と比較して、タイヤ製造時の工数を少なくすることができる。また、上記のように補強部材がビードフィラーに埋設されているので、タイヤ変形時の繰返し歪を受けても、補強部材をビードフィラーと別体で設ける場合と比較して、補強部材とビードフィラーとの間でセパレーションが発生し難い。

第２の態様は、第１の態様に係るタイヤにおいて、前記補強部材が、ゴムよりも引張弾性率の高い被覆樹脂により前記補強材としてのコードが被覆された樹脂被覆コードがタイヤ周方向に巻かれると共にタイヤ径方向に重ねられ、隣り合う被覆樹脂同士が接合されて構成されている。

このタイヤでは、補強部材が、タイヤ周方向に巻かれると共にタイヤ径方向に重ねられた樹脂被覆コードで構成され、隣り合う被覆樹脂同士が接合されている。これにより、ビードフィラーを構成する樹脂と補強部材における被覆樹脂とが接合されるので、ゴムと樹脂を接合する場合よりも接合強度が高い。したがって、補強部材とビードフィラーとの間でセパレーションが更に発生し難い。

第３の態様は、第２の態様に係るタイヤにおいて、前記コードが、タイヤ軸方向から見て渦巻き状に配置されている。

このタイヤでは、コードがタイヤ軸方向から見て渦巻き状に配置されることで補強部材が構成されているので、１本のコードから補強部材を容易に製造することができる。

第４の態様は、第２の態様に係るタイヤにおいて、前記コードが、タイヤ軸方向から見て互いに直径の異なる複数の円環部材を構成し、前記複数の円環部材は、タイヤ軸方向から見てタイヤ回転軸を中心として同心状に配置されている。

このタイヤでは、補強部材として、コードにより構成された複数の円環部材がタイヤ軸方向から見てタイヤ回転軸を中心として同心状に配置されている。各々の円環部材におけるコードは無端状であり、円環部材間で互いに独立しているので、タイヤ変形時にビード部に生じる歪が分散される。

第５の態様は、第２の態様に係るタイヤにおいて、前記コードが、タイヤ軸方向から見てタイヤ周方向及びタイヤ径方向に対して傾斜して配置されている。

このタイヤでは、コードが、タイヤ軸方向から見てタイヤ周方向及びタイヤ径方向に対して傾斜して配置されているので、ビード部の倒れ変形を効果的に抑制できる。

第６の態様は、第１〜第４の態様の何れか１態様に係るタイヤにおいて、前記ビードコアが、ゴムよりも引張弾性率の高い被覆樹脂によりコードが被覆された樹脂被覆コードがタイヤ周方向に巻かれると共にタイヤ径方向に重ねられ、隣り合う被覆樹脂同士が接合されて構成されている。

このタイヤでは、ゴムよりも引張弾性率の高い被覆樹脂によりコードが被覆された樹脂被覆コードがタイヤ周方向に巻かれると共にタイヤ径方向に重ねられ、隣り合う被覆樹脂同士が接合されることでビードコアが構成されている。このため、樹脂被覆されていないビードコアと比較して、ビードコアの高強度化が可能となる。

本発明によれば、タイヤ製造時の工数を少なくすると共に、ビード部でのセパレーションの発生を抑制することができる。

本実施形態に係るタイヤについて、タイヤ赤道面の片側を示す断面図である。 ビードフィラー、ビードコア及び補強部材の一例を示す拡大斜視断面図である。 ビードフィラー、ビードコア及び補強部材の他の例を示す拡大斜視断面図である。 （Ａ）は、タイヤ軸方向から見て、複数のコードが同心状に配置された補強部材を示す部分破断正面図である。（Ｂ）は、タイヤ軸方向から見て、複数のコードがタイヤ周方向及びタイヤ径方向に対して傾斜して配置された補強部材を示す部分破断正面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。なお、図中に示す矢印Ｗはタイヤの幅方向（以下「タイヤ幅方向」）を示し、矢印Ｒはタイヤの径方向（以下「タイヤ径方向」）を示す。ここで、タイヤ幅方向とは、タイヤの回転軸と平行な方向であって、タイヤ径方向とは、タイヤの回転軸と直交する方向である。また、符号ＣＬはタイヤ赤道面を示す。

各部の寸法測定方法は、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）が発行する２０１９年度版ＹＥＡＲ ＢＯＯＫに記載の方法による。使用地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は、各々の規格に従う。

図１において、本実施形態に係るタイヤ１０は、例えば、乗用車に用いられる所謂ラジアルタイヤであり、一対のビード部１２と、カーカスプライ１４と、ビードフィラー４０と、補強部材２０とを有している。ビード部１２には、ゴム又は樹脂で被覆されたビードコア２２がそれぞれ埋設されている。カーカスプライ１４における本体部１４Ａのタイヤ径方向外側には、ベルト１６が設けられている。ベルト１６の径方向外側には、主に接地部分を構成するトレッド１８が設けられている。

カーカスプライ１４は、一対のビード部１２に跨り、ビードコア２２間に位置する本体部１４Ａとビードコア２２のタイヤ幅方向内側から外側に巻き返された折返し部１４Ｂとを有している。折返し部１４Ｂの先端は、例えばタイヤサイド部２４に位置している。なお、折返し部１４Ｂの先端の位置はタイヤサイド部２４に限られず、他の部位であってもよい。

カーカスプライ１４は、空気入りタイヤ１０のラジアル方向に延びる複数本のコード（図示せず）をコーティングゴム（図示せず）で被覆して形成されている。カーカスプライ１４のコードの材料は、例えば、ＰＥＴであるが、従来公知の他の材料であっても良い。

カーカスプライ１４とビードコア２２で囲まれた部分には、ビードフィラー４０が設けられている。また、一例として、ビードフィラー４０のタイヤ幅方向内側には、カーカスプライ１４の本体部１４Ａに沿って補強部材４２が設けられている。

ベルト１６は、樹脂被覆コード２６をタイヤ周方向に螺旋状に巻回し、隣り合う被覆樹脂３０同士を接合して構成されている。樹脂被覆コード２６は、補強材としての例えば２本のコード２８を被覆樹脂３０により被覆したものであり、例えば断面平行四辺形に形成されている。一例として、ベルト１６のタイヤ幅方向外側端部のタイヤ径方向外側には、補強層３２が設けられている。

図１、図２において、ビードフィラー４０は、カーカスプライ１４とビードコア２２で囲まれた部分に設けられ、一般的なタイヤに用いられるゴムよりも引張弾性率の高い樹脂により構成されている。ビードフィラー４０の断面形状は、タイヤ径方向外側に向かって漸減している。ビードコア２２は、例えば樹脂被覆コード４６がタイヤ周方向に巻かれると共にタイヤ径方向に重ねられ、隣り合う被覆樹脂５０同士が接合されて構成されている。樹脂被覆コード４６は、一般的なタイヤに用いられるゴムよりも引張弾性率の高い被覆樹脂５０により、例えば３本のコード４８を被覆して帯状に構成されている。

図２において、補強部材２０は、ビードフィラー４０内におけるビードコア２２よりタイヤ幅方向外側又は内側に寄せて埋設されたコード５８を有している。図１に示されるように、補強部材２０は、例えばビードフィラー４０内におけるビードコア２２よりタイヤ幅方向外側から、正規リム３４とビード部１２とが離れるリム離反点Ｐよりもタイヤ径方向外側まで延びている。換言すれば、補強部材２０は、リム離反点Ｐのタイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側まで、該リム離反点Ｐを跨いで延びている。補強部材２０のタイヤ径方向内側端の位置は、ビードコア２２の内径の位置よりもタイヤ径方向外側であるが、これに限られず、ビードコア２２の内径の位置と同じか、該内径の位置よりもタイヤ径方向内側であってもよい。

補強部材２０が埋設されたビードフィラー４０は、予め成形された補強部材２０を型内に配置し、ビードフィラー４０を構成する樹脂を射出成型することで製造可能である。コード５８は、例えばスチールコードである。スチールコードは、撚線でも単線（モノフィラメント）でもよい。なお、補強部材２０の補強材として、芳香族ポリアミド等の有機繊維を用いることも可能である。有機繊維としては、張力を負担することができ、タイヤ加硫時の熱で溶融、分解といった組成変化が生じない、架橋系の樹脂や、加硫温度よりも融点の高い樹脂を用いることができる。

コード５８としてスチールコードを用いる場合、補強部材２０は、図３に示されるように、樹脂被覆コード５６がタイヤ周方向に巻かれると共にタイヤ径方向に重ねられ、隣り合う被覆樹脂６０同士が接合されて構成されていてもよい。この樹脂被覆コード５６は、一般的なタイヤに用いられるゴムよりも引張弾性率の高い被覆樹脂６０によりコード５８が被覆されて構成されている。コード５８と被覆樹脂６０の間には、接着樹脂５４が設けられている。この接着樹脂５４により、スチール製のコード５８と被覆樹脂６０の接着性が高められている。図２に示されるコード５８及び図３に示される樹脂被覆コード５６は、タイヤ軸方向から見て、例えば渦巻き状に配置されている。

なお、コード５８の配置はこれに限られない。図４（Ａ）に示される例では、コード５８は、タイヤ軸方向から見て互いに直径の異なる複数の円環部材を構成している。この複数の円環部材は、タイヤ軸方向から見てタイヤ回転軸を中心として同心状に配置されている。図４（Ｂ）に示される例では、コード５８は、タイヤ軸方向から見てタイヤ周方向及びタイヤ径方向に対して傾斜して配置されている。コード５８を被覆樹脂６０により被覆した樹脂被覆コード５６を用いる場合でも同様である。

ここで、ベルト１６における樹脂被覆コード２６の被覆樹脂３０、ビードコア２２における樹脂被覆コード４６の被覆樹脂５０及びビードフィラー４０の樹脂には、熱可塑性の樹脂を用いることができ、ベルト１６を構成するゴムや、トレッド１８を構成するゴムよりも引張弾性率の高い樹脂材料が用いられている。この樹脂としては、弾性を有する熱可塑性樹脂、及び熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ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）等が挙げられる。

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、ＩＳＯ７５−２又はＡＳＴＭ Ｄ６４８に規定されている荷重たわみ温度（０．４５〔ＭＰａ〕荷重時）が７８〔°Ｃ〕以上、ＪＩＳ Ｋ７１１３に規定される引張降伏強さが１０〔ＭＰａ〕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。

ベルト１６における樹脂被覆コード２６の被覆樹脂３０、ビードコア２２における樹脂被覆コード４６の被覆樹脂５０及びビードフィラー４０に用いられる樹脂の引張弾性率（ＪＩＳ Ｋ７１１３：１９９５に規定される）は、１００〔ＭＰａ〕以上が好ましい。また、被覆樹脂３０に用いられる樹脂の引張弾性率の上限は、１０００〔ＭＰａ〕以下とすることが好ましく、２００〜７００〔ＭＰａ〕の範囲内が特に好ましい。

図３において、補強部材２０におけるコード５８と被覆樹脂６０の間には、接着樹脂５４が設けられている。接着樹脂５４に用いられる樹脂には熱可塑性の樹脂を用いることができ、被覆樹脂６０よりも水分が浸透し難いもの、言い換えれば、水分を吸収し難い樹脂が用いられている。接着樹脂５４に用いられる樹脂材料を構成する接着剤としては、例えば、変性オレフィン系樹脂（変性ポリエチレン系樹脂、変性ポリプロピレン系樹脂等）、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、変性ポリエステル系樹脂、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の１種又は２種以上の熱可塑性樹脂を主成分（主剤）として含むものが挙げられる。

これらの中でも、金属部材（コード５８）及び樹脂層（被覆樹脂６０）との接着性の観点から、変性オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、変性ポリエステル系樹脂、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、及びエチレン−酢酸ビニル共重合体からなる群より選ばれる少なくとも１種を含むホットメルト接着剤が好ましく、変性オレフィン系樹脂及び変性ポリエステル系樹脂より選ばれる少なくとも１種を含むホットメルト接着剤がより好ましく、その中でも酸変性オレフィン系樹脂（不飽和カルボン酸で酸変性された変性オレフィン系樹脂）及び変性ポリエステル系樹脂より選ばれる少なくとも１種を含むホットメルト接着剤がさらに好ましく、酸変性ポリエステル系樹脂を含むホットメルト接着剤が特に好ましい。

ここで、「不飽和カルボン酸で酸変性された変性オレフィン系樹脂」とは、ポリオレフィンに、不飽和カルボン酸をグラフト共重合させた変性オレフィン系樹脂を意味する。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１、図２において、本実施形態に係るタイヤ１０では、ビードフィラー４０内におけるビードコア２２よりタイヤ幅方向外側にコード５８を有する補強部材２０が埋設されているので、補強部材をビードフィラー４０と別体で設ける場合（図示せず）と比較して、タイヤ製造時の工数を少なくすることができる。また、上記のように補強部材２０がビードフィラー４０に埋設されているので、タイヤ変形時の繰返し歪を受けても、補強部材２０をビードフィラー４０と別体で設ける場合と比較して、補強部材２０とビードフィラー４０との間でセパレーションが発生し難い。

図３に示されるように、補強部材２０が、タイヤ周方向に巻かれると共にタイヤ径方向に重ねられた樹脂被覆コード５６で構成され、隣り合う被覆樹脂同士が接合されていてもよい。この場合、ビードフィラー４０を構成する樹脂と補強部材２０における被覆樹脂６０とが接合されるので、ゴムと樹脂を接合する場合よりも接合強度が高い。したがって、補強部材２０とビードフィラー４０との間でセパレーションが更に発生し難い。

また、コード５８がタイヤ軸方向から見て渦巻き状に配置されることで補強部材２０が構成されている場合、１本のコード５８から補強部材２０を容易に製造することができる。

更に、図４（Ａ）に示されるように、補強部材２０として、コード５８により構成された複数の円環部材がタイヤ軸方向から見てタイヤ回転軸を中心として同心状に配置されていてもよい。この場合、各々の円環部材におけるコードは無端状であり、円環部材間で互いに独立しているので、タイヤ変形時にビード部１２に生じる歪が分散される。

図４（Ｂ）に示されるように、コード５８が、タイヤ軸方向から見てタイヤ周方向及びタイヤ径方向に対して傾斜して配置されていてもよい。この場合、ビード部１２の倒れ変形を効果的に抑制できる。

ビードコア２２において、ゴムよりも引張弾性率の高い被覆樹脂５０によりコード４８が被覆された樹脂被覆コード４６がタイヤ周方向に巻かれると共にタイヤ径方向に重ねられ、隣り合う被覆樹脂５０同士が接合されることでビードコア２２が構成されている。このため、樹脂被覆されていないビードコア（図示せず）と比較して、ビードコア２２の高強度化が可能となる。

本実施形態によれば、タイヤ製造時の工数を少なくすると共に、ビード部１２でのセパレーションの発生を抑制することができる。またこれにより、改良されたタイヤ１０を提供できる。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

タイヤ１０におけるビードフィラー４０及び補強部材２０の構成以外の部分は、従来公知の構造に置き換えることが可能である。また、補強部材２０におけるコード５８の配置は、上記の各種配置に限られず、更に他の構成とすることも可能である。

１０…タイヤ、１２…ビード部、１４…カーカスプライ、２０…補強部材、２２…ビードコア、２４…タイヤサイド部、４０…ビードフィラー、４６…樹脂被覆コード、４８…コード、５０…被覆樹脂、５６…樹脂被覆コード、５８…コード（補強材）、６０…被覆樹脂

Claims (6)

1. ビードコアがそれぞれゴム又は樹脂で被覆された一対のビード部と、
   前記一対のビード部に跨り、前記ビードコア間に位置する本体部と前記ビードコアのタイヤ幅方向内側から外側に巻き返された折返し部とを有するカーカスプライと、
   前記カーカスプライと前記ビードコアで囲まれた部分に設けられ、ゴムよりも引張弾性率の高い樹脂により構成されたビードフィラーと、
   前記ビードフィラー内における前記ビードコアよりタイヤ幅方向外側又は内側に寄せて埋設された補強材を有する補強部材と、
   を有するタイヤ。
2. 前記補強部材は、ゴムよりも引張弾性率の高い被覆樹脂により前記補強材としてのコードが被覆された樹脂被覆コードがタイヤ周方向に巻かれると共にタイヤ径方向に重ねられ、隣り合う被覆樹脂同士が接合されて構成されている請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記コードは、タイヤ軸方向から見て渦巻き状に配置されている請求項２に記載のタイヤ。
4. 前記コードは、タイヤ軸方向から見て互いに直径の異なる複数の円環部材を構成し、
   前記複数の円環部材は、タイヤ軸方向から見てタイヤ回転軸を中心として同心状に配置されている請求項２に記載のタイヤ。
5. 前記コードは、タイヤ軸方向から見てタイヤ周方向及びタイヤ径方向に対して傾斜して配置されている請求項２に記載のタイヤ。
6. 前記ビードコアは、ゴムよりも引張弾性率の高い被覆樹脂によりコードが被覆された樹脂被覆コードがタイヤ周方向に巻かれると共にタイヤ径方向に重ねられ、隣り合う被覆樹脂同士が接合されて構成されている請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のタイヤ。

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