JP6474225B2

JP6474225B2 - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP6474225B2
Application number: JP2014210640A
Authority: JP
Inventors: 誓志今; 好秀河野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2014-10-15
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2019-02-27
Anticipated expiration: 2034-10-15
Also published as: EP3208117A1; EP3208117B1; JP2016078572A; CN106794727A; EP3208117A4; US20170240005A1; WO2016059970A1

Description

本発明は、タイヤ骨格部材が樹脂材料を用いて形成された空気入りタイヤに関する。

軽量化やリサイクルのし易さから、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー等をタイヤ材料として用いることが提案されており、例えば、特許文献１には、タイヤ本体を熱可塑性の高分子材料を用いて成形した空気入りタイヤが開示されている。

特開平３−１４３７０１号公報

特許文献１のような熱可塑性の高分子材料を用いて成形した空気入りタイヤにおいて、パンクを防止するためにシール層を設けることができる。しかしながら、タイヤ内周面の所望の位置にシール層を設けることは難しく、工夫が必要であった。

本発明は上記事実を考慮し、タイヤの内周面の所望の位置にシール層を設けることのできる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る空気入りタイヤは、環状に形成された熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーからなるタイヤ骨格部材と、内部にシーリング材が充填されたシーリング材収容部材を前記タイヤ骨格部材の内周面に固定することにより設けられたシール層と、を備えている。

上記構成によれば、内部にシーリング材が充填されたシーリング材収容部材をタイヤ骨格部材の内周面に固定することによってシール層が設けられている。したがって、シーリング材がシーリング材収容部材外に流動することがなく、タイヤの内周面の所望の位置にシール層を設けることができる。

なお、「内部にシーリング材が充填されたシーリング材収容部材をタイヤ骨格部材の内周面に固定する」には、シーリング材収容部材にシーリング材を充填した後、タイヤ骨格部材の内周面にシーリング材収容部材を固定する場合、及びタイヤ骨格部材の内周面にシーリング材収容部材を固定した後、シーリング材収容部材にシーリング材を充填する場合、の両方が含まれるものとする。

本発明の請求項２に係る空気入りタイヤは、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記シーリング材収容部材は、前記タイヤ骨格部材の内周面に熱溶着により接着されている。

上記構成によれば、シーリング材収容部材をタイヤ骨格部材の内周面に熱溶着によって接着するため、タイヤの内周面の所望の位置に簡易な方法で確実にシール層を設けることができる。

本発明の請求項３に係る空気入りタイヤは、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記タイヤ骨格部材の内周面に突出形成され、前記シーリング材収容部材が嵌め込まれる取付部を備えている。

上記構成によれば、タイヤ骨格部材の内周面に取付部を設け、取付部にシーリング材収容部材を取付けるため、タイヤの内周面の所望の位置に簡易な方法で確実にシール層を設けることができる。

本発明の請求項４に係る空気入りタイヤは、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記タイヤ骨格部材は、ビードコアを覆うビード部と、前記ビード部からタイヤ半径方向外側に延びるサイド部と、前記サイド部からタイヤ幅方向内側に延びるクラウン部と、を有し、前記シーリング材収容部材は、少なくとも前記タイヤ骨格部材の前記サイド部の内周面に固定されている。

上記構成によれば、タイヤ骨格部材のサイド部にシーリング材収容部材が固定されていることで、一般的にシール層を設けることが難しいタイヤのサイド部にシール層を設けることができ、サイド部がパンクする可能性を低減することができる。

本発明によれば、タイヤの内周面の所望の位置にシール層を設けることのできる空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤの一部を示す斜視断面図である。本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤのタイヤ軸方向に沿った断面の片側を示す断面図である。本発明の第２実施形態に係る空気入りタイヤの一部を示す斜視断面図である。本発明の第２実施形態に係る空気入りタイヤのタイヤ軸方向に沿った断面の片側を示す断面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図１、２を参照して説明する。なお、図中矢印Ｗはタイヤの回転軸と平行な方向（以下、タイヤ幅方向とする）を示し、矢印Ｒはタイヤの回転軸を通りタイヤ幅方向と直交する方向（以下、タイヤ半径方向とする）を示す。

また、矢印Ｃはタイヤの回転軸を中心とする円の円周方向（以下、タイヤ周方向とする）を示す。なお、ラジアル方向とは、タイヤ周方向と直交する方向であり、タイヤ半径方向及びタイヤ幅方向を含む方向とする。

図１、２に示すように、第１実施形態に係る空気入りタイヤ１０は、タイヤ骨格部材１２と、被覆ゴム層１６と、トレッドゴム１８と、を備えている。

タイヤ骨格部材１２は、一対のビード部２０と、一対のビード部２０からそれぞれタイヤ半径方向外側に延びる一対のサイド部２２と、サイド部２２からタイヤ幅方向内側に延びるクラウン部２４と、を有している。

なお、ここで、タイヤ骨格部材１２のタイヤ半径方向内側端からタイヤ断面高さの３０％までをビード部２０といい、トレッドゴム１８を配置する部分をクラウン部２４という。

また、タイヤ骨格部材１２は樹脂材料で成形された環状の部材であり、一対のタイヤ片１２Ａをタイヤ軸方向に接合することにより形成されている。一対のタイヤ片１２Ａは、例えば、タイヤ片１２Ａのタイヤ幅方向内側端部の間に熱板を挟んで対向する端部同士を接近する方向に押付けながら熱板を除去して溶着する方法により、クラウン部２４のタイヤ幅方向の中心部で互いに接合されている。

なお、接着剤で接着する方法により一対のタイヤ片１２Ａ同士が接合されていてもよい。また、クラウン部２４のタイヤ幅方向の中心部に樹脂製の接合部材を設け、接合部材の両側面にタイヤ片１２Ａを接合することにより、一対のタイヤ片１２Ａを互いに連結してもよい。

また、１つの部材のみによりタイヤ骨格部材１２が形成されていてもよく、３つ以上の部材を接合することによりタイヤ骨格部材１２が形成されていてもよい。

タイヤ骨格部材１２を構成する樹脂材料としては、ゴムと同等の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。なお、タイヤ骨格部材１２の全てを上記樹脂材料で形成してもよく、一部のみを上記樹脂材料で形成してもよい。

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、熱可塑性材料としては、例えば、ＩＳＯ７５−２又はＡＳＴＭＤ６４８に規定されている荷重たわみ温度（０．４５ＭＰａ荷重時）が７８℃以上、ＪＩＳＫ７１１３に規定される引張降伏強さが１０ＭＰａ以上、同じくＪＩＳＫ７１１３に規定される引張破壊伸び（ＪＩＳＫ７１１３）が５０％以上、ＪＩＳＫ７２０６に規定されるビカット軟化温度（Ａ法）が１３０℃以上であるものを用いることができる。

タイヤ骨格部材１２のビード部２０には、ビードコア２６が埋設されている。ビードコア２６を構成する材料としては、金属、有機繊維、有機繊維を樹脂で被覆したもの、又は硬質樹脂等を用いることができる。なお、ビード部２０の剛性が確保され、図２に示すリム２８との嵌合に問題がなければ、ビードコア２６を省略してもよい。

また、タイヤ骨格部材１２の外周面には、タイヤ骨格部材１２のビード部２０からクラウン部２４のタイヤ幅方向外側まで延びる一対の被覆ゴム層１６が設けられている。被覆ゴム層１６を構成する材料としては、従来のゴム製の空気入りタイヤに用いられているゴムと同種のものを用いることができる。

なお、被覆ゴム層１６のタイヤ半径方向内側の端部は、それぞれタイヤ骨格部材１２のビード部２０の内周面まで延びている。また、クラウン部２４の外周面には、ベルト層３２が設けられている。このベルト層３２は、例えば、樹脂被覆されたコードをタイヤ周方向に螺旋状に巻いて構成されている。

クラウン部２４及びベルト層３２のタイヤ半径方向外側には、トレッドゴム１８が配置されている。なお、被覆ゴム層１６、ベルト層３２、トレッドゴム１８は、タイヤ骨格部材１２に積層された後、加硫接着されている。

トレッドゴム１８は、タイヤ骨格部材１２を形成している樹脂材料よりも耐摩耗性に優れたゴムで形成されており、従来のゴム製の空気入りタイヤに用いられているトレッドゴムと同種のものを用いることができる。

また、トレッドゴム１８の踏面には、タイヤ周方向に延びる排水用の溝１８Ａが形成されている。本実施形態では、３本の溝１８Ａが形成されているが、これに限らず、さらに多くの溝１８Ａを形成してもよい。また、溝１８Ａのトレッドパターンとしては、公知のものが用いられる。

タイヤ骨格部材１２の内周面には、タイヤ骨格部材１２の一方のサイド部２２の内周面からクラウン部２４の内周面を経て他方のサイド部２２の内周面へと延びるシーリング材収容部材３４が固定されている。

シーリング材収容部材３４は、例えば熱可塑性樹脂から成る袋状の部材であり、タイヤ周方向に一周に亘って連通して形成されている。また、図１に示すように、シーリング材収容部材３４には、シーリング材３８を充填するための充填孔３６が複数設けられている。

なお、シーリング材収容部材３４のタイヤ半径方向内側の端部は、図２に示すように、リム２８のリムフランジ２８Ａのタイヤ半径方向外側の端部よりタイヤ半径方向内側に位置するよう配置されている。

シーリング材収容部材３４には、シール層としてのシーリング材３８が充填されている。シーリング材３８は、空気入りタイヤ１０に釘等が刺さってパンク孔が発生した場合にパンク孔を塞ぐための液状の補修剤を用いることができ、一般的に天然ゴムラテックスや合成ゴムラテックス等のラテックスが用いられている。

次に、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０の作用及び効果について説明する。

空気入りタイヤ１０に上述したシール層を設けるには、タイヤ片１２Ａ同士を接合してタイヤ骨格部材１２を形成した後、熱溶着によりタイヤ骨格部材１２の内周面にシーリング材収容部材３４を接着する。

その後、複数の充填孔３６からシーリング材収容部材３４内へとシーリング材３８を充填する。充填後、充填孔３６はシーリング材３８によって塞がれる。なお、シーリング材収容部材３４内へシーリング材３８を充填した後、充填孔３６を熱溶着することにより塞いでもよい。また、充填孔３６に逆止弁が設けられていてもよい。

本実施形態に係る空気入りタイヤ１０では、タイヤ骨格部材１２の内周面にシーリング材収容部材３４を接着し、シーリング材収容部材３４内にシーリング材３８を充填することによりシール層を設けている。

シーリング材３８がシーリング材収容部材３４内に充填されているため、空気入りタイヤ１０が回転して遠心力がかかった場合であっても、シーリング材３８がシーリング材収容部材３４外に流動することがなく、また、シーリング材収容部材３４内で偏る虞も少ない。したがって、空気入りタイヤ１０の内周面の所望の位置にシール層を設けることができる。

また、シーリング材収容部材３４はタイヤ周方向に一周に亘って連通して形成されている。つまり、タイヤ周方向に一周に亘って連続的にシール層が設けられるため、タイヤ周方向のどの位置にパンク孔が発生した場合であってもパンク孔にシーリング材３８が充填される。

また、一般的に、シール層はタイヤの内周面にシーリング材を流し込むことにより形成されているため、サイド部に設けることが難しい。しかし、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０では、シーリング材収容部材３４がタイヤ骨格部材１２の一方のサイド部２２から他方のサイド部２２にかけて固定されているため、サイド部２２にもシール層を設けることができる。

さらに、シーリング材収容部材３４は、リム２８のリムフランジ２８Ａの端部よりタイヤ半径方向内側に配置されている。タイヤ骨格部材１２のビード部２０のリム２８に組み付けられている部分はリム２８によって保護されている。したがって、リムフランジ２８Ａの端部よりタイヤ半径方向内側の部分までシール層を設けることで、リム２８によって保護されておらず、かつ、シール層が設けられていない部分が無くなり、空気入りタイヤ１０の保護されていない部分のパンクを防止し易くなる。なお、シーリング材収容部材３４のタイヤ半径方向内側の端部は、リムフランジ２８Ａの端部位置と同じ位置とされていてもよい。

また、熱溶着によりタイヤ骨格部材１２の内周面にシーリング材収容部材３４を接着することによりシール層を設けているため、タイヤ骨格部材１２の剛性が低下する虞がなく、簡易な方法で確実にシール層を設けることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図３、４を参照して説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、説明を省略する。

第２実施形態の空気入りタイヤ４０では、タイヤ骨格部材１２の一対のサイド部２２の内周面及びクラウン部２４の内周面に、ラジアル方向にそれぞれ間隔を空けて一対の第１突壁４２Ａ、４２Ｂ、第２突壁４３Ａ、４３Ｂ、第３突壁４４Ａ、４４Ｂが突出形成されている。

第１突壁４２Ａ、４２Ｂ、第２突壁４３Ａ、４３Ｂ、第３突壁４４Ａ、４４Ｂは、タイヤ骨格部材１２と同様に樹脂製とされており、それぞれタイヤ骨格部材１２と一体成形されている。なお、第１突壁４２Ａ、４２Ｂ、第２突壁４３Ａ、４３Ｂ、第３突壁４４Ａ、４４Ｂは、熱溶着によりタイヤ骨格部材１２に接着されていてもよい。

また、第１突壁４２Ａ、４２Ｂ、第２突壁４３Ａ、４３Ｂ、第３突壁４４Ａ、４４Ｂにより、それぞれ取付部としての第１取付部４２、第２取付部４３、第３取付部４４が構成されている。

なお、第１取付部４２、第３取付部４４のタイヤ半径方向内側の端部、すなわち第１突壁４２Ａ、第３突壁４４Ａは、図４に示すように、リム２８のリムフランジ２８Ａのタイヤ半径方向外側の端部よりタイヤ半径方向内側に位置するよう配置されている。

また、第１取付部４２、第２取付部４３、第３取付部４４は、それぞれタイヤ周方向に一周に亘って連通して形成されており、第１取付部４２、第２取付部４３、第３取付部４４によって、取付領域４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃがそれぞれ区画されている。

取付領域４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃには、それぞれシーリング材収容部材４６が取り付けられており、シーリング材収容部材４６にはシーリング材３８が充填されている。

次に、本実施形態に係る空気入りタイヤ４０の作用及び効果について説明する。

空気入りタイヤ４０に上述したシール層を設けるには、まず、タイヤ骨格部材１２のタイヤ片１２Ａを射出成形する際に、タイヤ片１２Ａの内周面に第１突壁４２Ａ、４２Ｂ、第２突壁４３Ａ、４３Ｂ、第３突壁４４Ａ、４４Ｂを一体成形により突出形成する。

そして、タイヤ片１２Ａ同士を接合することにより、第１取付部４２、第２取付部４３、第３取付部４４が設けられたタイヤ骨格部材１２を形成する。その後、予めシーリング材３８が充填されているシーリング材収容部材４６を、第１取付部４２、第２取付部４３、第３取付部４４にそれぞれ嵌め込んで固定する。

本実施形態に係る空気入りタイヤ４０では、タイヤ骨格部材１２の内周面に第１取付部４２、第２取付部４３、第３取付部４４を形成し、シーリング材収容部材４６を第１取付部４２、第２取付部４３、第３取付部４４に嵌め込むことによりシール層を設けている。

シーリング材収容部材４６が第１取付部４２、第２取付部４３、第３取付部４４に嵌め込まれているため、空気入りタイヤ４０が回転して遠心力がかかった場合であってもシーリング材収容部材４６がずれる虞がない。したがって、空気入りタイヤ４０の内周面の所望の位置にシール層を設けることができる。

また、第１取付部４２、第２取付部４３、第３取付部にシーリング材収容部材４６を取り付けることによりシール層を設けているため、タイヤ骨格部材１２の剛性が低下する虞がなく、簡易な方法で確実にシール層を設けることができる。

また、タイヤ骨格部材１２のサイド部２２にシーリング材収容部材４６の取付領域４８Ａ、４８Ｃが形成されている。したがって、一般的にシール層を設けることが難しい空気入りタイヤ４０のタイヤ骨格部材１２におけるサイド部２２にもシール層を設けることができる。

さらに、第１取付部４２、第３取付部４４のタイヤ半径方向内側の端部は、リム２８のリムフランジ２８Ａの端部よりタイヤ半径方向内側に配置されている。リムフランジ２８Ａの端部よりタイヤ半径方向内側の部分までシーリング材収容部材４６の取付領域４８Ａ、４８Ｃを形成することで、リム２８によって保護されておらず、かつ、シール層が設けられていない部分が無くなり、空気入りタイヤ４０の保護されていない部分のパンクを防止し易くなる。なお、第１取付部４２、第３取付部４４のタイヤ半径方向内側の端部は、リムフランジ２８Ａの端部位置と同じ位置とされていてもよい。

（その他の実施形態）
なお、本発明について実施形態の一例を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能である。

例えば、第２実施形態では、ラジアル方向に第１取付部４２、第２取付部４３、第３取付部４４の３つの取付部が形成されていたが、取付部の数はいくつでもよい。また、タイヤ骨格部材１２のサイド部２２の内周面のみ又はクラウン部２４の内周面のみに取付部を形成する等、任意の位置に取付部を形成することができる。

また、第１実施形態では、シーリング材収容部材３４をタイヤ周方向に一周に亘って連通して形成されていたが、タイヤ周方向に間隔を空けて複数形成されていてもよい。同様に、第２実施形態の第１取付部４２、第２取付部４３、第３取付部４４も、それぞれタイヤ周方向に間隔を空けて複数形成されていてもよい。

また、第１実施形態では、熱溶着によりタイヤ骨格部材１２の内周面にシーリング材収容部材３４を接着していたが、接着剤等によってタイヤ骨格部材１２の内周面にシーリング材収容部材３４を接着してもよい。

さらに、上記第１実施形態、第２実施形態は、適宜組み合わせることができる。例えば、第１実施形態において、第２実施形態と同様に、予めシーリング材３８が充填されているシーリング材収容部材３４をタイヤ骨格部材に接着してもよい。

また、第２実施形態において、第１実施形態と同様に、シーリング材収容部材４６を第１取付部４２、第２取付部４３、第３取付部に嵌め込んだ後、シーリング材収容部材４６内にシーリング材３８を充填してもよい。

１０、４０空気入りタイヤ
１２タイヤ骨格部材
２０ビード部
２２サイド部
２４クラウン部
２６ビードコア
２８リム
３４、４６シーリング材収容部材
３８シーリング材
４２第１取付部（取付部）
４３第２取付部（取付部）
４４第３取付部（取付部）

Claims

環状に形成された熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーからなるタイヤ骨格部材と、
内部にシーリング材が充填されたシーリング材収容部材を前記タイヤ骨格部材の内周面に固定することにより設けられたシール層と、を備えた空気入りタイヤ。
前記シーリング材収容部材は、前記タイヤ骨格部材の内周面に熱溶着により接着されている、
請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記タイヤ骨格部材の内周面に突出形成され、前記シーリング材収容部材が嵌め込まれる取付部を備えた、
請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記タイヤ骨格部材は、ビードコアを覆うビード部と、前記ビード部からタイヤ半径方向外側に延びるサイド部と、前記サイド部からタイヤ幅方向内側に延びるクラウン部と、を有し、
前記シーリング材収容部材は、少なくとも前記タイヤ骨格部材の前記サイド部の内周面に固定されている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。