WO2020071442A1

WO2020071442A1 - タイヤ

Info

Publication number: WO2020071442A1
Application number: PCT/JP2019/038967
Authority: WO
Inventors: 啓之筆本
Original assignee: 株式会社ブリヂストン
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2019-10-02
Publication date: 2020-04-09
Also published as: JP2020055494A

Abstract

空気入りタイヤ(10)のビード部(60)は、ビードコア(70)を有する。ビードコア(70)は、ビードコード(71)と、ビードコード(71)を被覆する被覆樹脂(73)と、ビードコード(71)と被覆樹脂(73)との間に介在し、ビードコード(71)と被覆樹脂(73)とを接着する接着樹脂(75)とを有する。タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に沿った断面において、接着樹脂(75)は、非円形状である。

Description

タイヤ

　本発明は、ビード部の一部が樹脂材料で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、ビードコードを樹脂被覆したビードコアを用いることが考えられる。

　しかしながら、一般的に、金属材料を用いて形成されるビードコードと、樹脂材料を用いて形成される被覆樹脂との接着性を良好にするには、まだ改善の余地がある。

　このため、樹脂製ビードコアに力が作用すると、ビードコードと被覆樹脂との間で動き方に差が生じ、ビードコアが歪む。

　特に、車両の走行時に、ビードコアが歪むと、ビード部とリムとの組み付け状態が不安定となり、操縦安定性に影響を与える。

　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、操縦安定性への影響を抑制しつつ、ビードコードを樹脂被覆した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（トレッド部20）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（タイヤサイド部30）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（ビード部60）と、を含むタイヤ（空気入りタイヤ10）であって、前記ビード部は、ビードコア（例えば、ビードコア70）を有し、前記ビードコアは、ビードコード（ビードコード71）と、前記ビードコードを被覆する被覆樹脂（被覆樹脂73）と、前記ビードコードと前記被覆樹脂との間に介在し、前記ビードコードと前記被覆樹脂とを接着する接着樹脂（例えば、接着樹脂75）と、を有し、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に沿った断面において、前記接着樹脂は、非円形状である。

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、ビードコア70及びビードフィラー80の拡大断面図である。図４は、ビードコア70a及びビードフィラー80の一部拡大断面図である。図５は、ビードコア70b及びビードフィラー80の一部拡大断面図である。図６は、ビードコア70bの接着樹脂75bの拡大断面図である。図７は、ビードコア70c及びビードフィラー80の一部拡大断面図である。図８は、ビードコア70d及びビードフィラー80の一部拡大断面図である。

　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のタイヤ径方向及びタイヤ幅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）と接する部分である。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、カーカスプライ40は、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。ただし、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。

　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。カーカスプライ40は、ビード部60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ている。

　空気入りタイヤ10は、リムホイール100に組み付けられる。具体的には、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リムフランジ110に係止される。

　なお、空気入りタイヤ10は、リムホイール100に組み付けられることによって形成された内部空間に空気が充填されるタイヤであるが、当該内部空間に充填される気体は、空気に限らず、窒素ガスなどの不活性ガスでもよい。

　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（または窒素ガスなどの不活性ガス）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60の構成
　次に、ビード部60の具体的構成について説明する。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のタイヤ径方向及びタイヤ幅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３は、ビードコア70及びビードフィラー80の拡大断面図である。図３は、ビードコア70及びビードフィラー80のタイヤ径方向及びタイヤ幅方向に沿った断面図である。

　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（図１参照）及びビード部60に亘って設けられ、ビード部60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70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、ビードコア70と、ビードフィラー80とを有する。

　図３に示すように、ビードコア70は、ビードコード71と、被覆樹脂73と、接着樹脂75とを有する。

　ビードコア70は、複数本（例えば3本）のビードコード71を、接着樹脂75を介して被覆樹脂73で被覆し、タイヤ径方向に複数層（例えば3層）に積み重ねることによって形成される。それゆえ、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に沿った断面において、ビードコア70は正方形状を有する。

　ビードコード71は、タイヤ周方向に延びる円環（リング）状の部材であり、金属（スチール）、又は有機繊維からなる。好ましくは、ビードコード71は金属からなる。ビードコード71は、特に撚られておらず、1本のビードコード71をタイヤ周方向に沿って複数回、巻回されている。なお、ビードコード71は撚られていてもよい。

　被覆樹脂73は、樹脂材料を用いて形成され、ビードコード71を被覆する。

　被覆樹脂73として、ビードコード71を構成する金属の弾性率よりも低い樹脂材料が用いられる。また、被覆樹脂73の融点はタイヤの加硫温度よりも高い。

　例えば、被覆樹脂73を構成する樹脂として、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー(TPE)、熱硬化性樹脂等を用いることができる。

　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、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリール樹脂等が挙げられる。また、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（0.45MPa荷重時）が78℃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(JIS K7113)が50％以上、JIS K7206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。

　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。

　接着樹脂75は、樹脂材料を用いて形成され、ビードコード71と被覆樹脂73との間に介在する。接着樹脂75は、ビードコード71と被覆樹脂73とを接着する。

　後述するように、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に沿った断面において、接着樹脂75は、多角形状、楕円形状などの非円形状である。

　接着樹脂75として、ビードコード71を構成する金属の弾性率よりも低く、かつ、被覆樹脂73を構成する樹脂の弾性率よりも高い樹脂材料が用いられる。例えば、ビードコード71の引張弾性率及び被覆樹脂73の引張弾性率が、それぞれ約1000MPa及び約300MPaである場合、接着樹脂75の引張弾性率は約700MPaであることが好ましい。また、接着樹脂75を構成する樹脂は、融点がタイヤの加硫温度よりも高く、被覆樹脂73と共押出できるものが好ましい。

　例えば、接着樹脂75として、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー(TPE)、熱硬化性樹脂等を用いることができる。

　また、接着樹脂75と被覆樹脂73との組み合わせとしては、接着樹脂75が、熱可塑性樹脂を用いて形成されている場合、被覆樹脂73は、熱可塑性樹脂、又は熱可塑性エラストマーであることが好ましい。例えば、接着樹脂75の材料として、酸変性ポリプロピレンを用いた場合、被覆樹脂73の材料として、ポリアミド系熱可塑性エラストマーを用いることができる。

　ビードフィラー80は、ビードコア70のタイヤ径方向外側に隣接して配置されている。図３に示すように、ビードフィラー80は、タイヤ径方向外側に向けて厚みが漸減する三角形状となっている。ビードフィラー80は、ゴム材料で形成されてもよく、上述した樹脂材料で形成されてもよい。また、ビードフィラー80は、ビードコア70の被覆樹脂73と一体成型されてもよい。例えば、ビードフィラー80の材料として、ポリアミド樹脂を用いることができる。具体的には、上述したように、接着樹脂75の材料として、酸変性プロピレン樹脂を用い、被覆樹脂73の材料として、ポリアミド系熱可塑性エラストマーを用い、ビードフィラー80の材料として、ポリアミド樹脂を用いることができる。

　（３）接着樹脂の形状例
　次に、接着樹脂75の形状例について説明する。図３に示すように、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に沿った断面において、接着樹脂75は五角形状である。すなわち、ビードコア70において、被覆樹脂73と接着樹脂75との境界は五角形状に形成されている。

　接着樹脂75の断面形状は、例えば、次のようにして成形される。成形機において、所望の断面形状（五角形）を有する口金を、接着樹脂75が押し出される口部に設ける。これにより、成形機内で接着樹脂75をビードコード71に接着させて、成形機の口部から、ビードコード71に接着された接着樹脂75を押し出すことで、所望の断面形状を有する接着樹脂75が得られる。

　また、接着樹脂75は、図４乃至７に示すような形状でも構わない。

　図４は、ビードコア70a及びビードフィラー80の一部拡大断面図である。図４に示すように、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に沿った断面において、接着樹脂75aは六角形状である。すなわち、ビードコア70において、被覆樹脂73と接着樹脂75との境界は六角形状に形成されている。

　図５は、ビードコア70b及びビードフィラー80の一部拡大断面図である。図６は、ビードコア70bの接着樹脂75bの拡大断面図である。

　図５及び図６に示すように、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に沿った断面において、接着樹脂75bは、包囲部77と、７個の先細り部79とを有する。

　包囲部77は、ビードコード71の外周面を取り囲む。包囲部77の断面は七角形状である。

　先細り部79は、包囲部77のそれぞれの辺から被覆樹脂73に設けて放射状に凸になる。先細り部79は、包囲部77から離れるにつれて細くなる。7個の先細り部79は、接着樹脂75bの周方向に沿って配列される。

　図７は、ビードコア70c及びビードフィラー80の一部拡大断面図である。図７に示すように、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に沿った断面において、接着樹脂75cは、包囲部77aと、12個の先細り部79aを有する。

　包囲部77aは、ビードコード71の外周面を取り囲む。包囲部77の断面は十二角形状である。

　先細り部79aは、包囲部77aのそれぞれの辺から被覆樹脂73に設けて放射状に凸になる。先細り部79aは、包囲部77aから離れるにつれて細くなる。12個の先細り部79aは、接着樹脂75cの周方向に沿って配列される。

　図８は、ビードコア70a及びビードフィラー80の一部拡大断面図である。図８に示すように、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に沿った断面において、接着樹脂75dは楕円形状である。すなわち、ビードコア70において、被覆樹脂73と接着樹脂75との境界は楕円形状に形成されている。

　（４）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、接着樹脂75が、ビードコード71と被覆樹脂73との間に介在する。

　このような構成により、ビードコード71と被覆樹脂73との間の接着性が高まる。このため、ビードコア70に力が作用した場合において、被覆樹脂73の動きにビードコード71が追従し、接着性の低下に起因するビードコアの歪みが低減される。

　特に、本実施形態では、接着樹脂75を構成する樹脂材料として、ビードコード71を構成する金属の弾性率よりも低く、かつ、被覆樹脂73を構成する樹脂の弾性率よりも高い樹脂材料が用いられる。このような構成により、ビードコード71と被覆樹脂73との間の剛性段差を効果的に緩和させて、ビードコード71と被覆樹脂73との接着性を向上させることができる。

　また、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に沿った断面において、接着樹脂75は非円形状である。

　このような構成により、被覆樹脂73が接着樹脂75（及びビードコード71）と異なる動きをしようとしても、接着樹脂75（及びビードコード71）の動きが規制される。このため、ビードコア70に力が作用した場合でも、ビードコア70は動きづらい。

　これらにより、車両の走行時に、ビードコアに力が作用した場合でも、ビード部60とリムフランジ110との組み付け状態が安定し、操縦安定性への影響が抑制される。

　特に、車両の走行時に負荷される荷重によってタイヤが撓むと、ビードコア70周辺のカーカスプライ40が引っ張られ、タイヤ径方向におけるビードコア70の内側部分がタイヤ幅方向内側に向かう方向に、ビードコア70に対して力が作用する。この場合でも、ビードコア70は動きづらいため、ビード部60とリムフランジ110との組み付け状態が安定し、操縦安定性への影響が抑制される。

　すなわち、本実施形態によれば、操縦安定性への影響を抑制しつつ、ビードコードを樹脂被覆した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、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に沿った断面において、接着樹脂75, 75aは、五角形及び六角形などの多角形状である。また、接着樹脂75c, 75dは、ビードコード71の外周面を取り囲む包囲部77から被覆樹脂73に向けて放射状に凸になる複数の先細り部79を有する。

　このような構成により、接着樹脂と被覆樹脂との接触面積を増やすことができる。このため、被覆樹脂73の動きをより効果的に規制することができる。

　本実施形態では、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に沿った断面において、接着樹脂75dは、楕円形状である。このような構成により、接着樹脂75dの成形時に、成形機の口部に設けられる口金を簡易な形状に設定することができるため、製造コストを減らせるとともに、被覆樹脂73の動きを効果的に規制することができる。

　（５）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。

　上述した実施形態では、接着樹脂75, 75aの断面は、それぞれ五角形状及び六角形状であったが、これらの角形状以外の多角形（凸多角形）であってもよい。

　接着樹脂75b, 75cの先細り部79の個数は、それぞれ7個及び12個であったが、これらの数には限定されない。

　また、先細り部79の先端は鋭角に形成されているが、被覆樹脂73の動きを規制できるのであれば、湾曲していてもよい。

　更に、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に沿った断面において、ビードコア70の断面は、正方形状に限定されず、長方形状や断面形状であってもよい。或いは、ビードコア70の断面は、五角形以上の多角形（凸多角形）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
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
70, 70a, 70b, 70c, 70d　ビードコア
71　ビードコード
73　被覆樹脂
75, 75a, 75b, 75c, 75d　接着樹脂
77, 77a　包囲部
79, 79a　先細り部
80　ビードフィラー
100　リムホイール
110　リムフランジ

Claims

　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、
　前記ビード部は、ビードコアを有し、
　前記ビードコアは、
　　　ビードコードと、
　　　前記ビードコードを被覆する被覆樹脂と、
　　　前記ビードコードと前記被覆樹脂との間に介在し、前記ビードコードと前記被覆樹脂とを接着する接着樹脂と、
を有し、
　タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に沿った断面において、前記接着樹脂は、非円形状であるタイヤ。
　タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に沿った断面において、前記接着樹脂は、多角形状である請求項１に記載のタイヤ。
　タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に沿った断面において、前記接着樹脂は、
　　　前記ビードコードの外周面を取り囲む包囲部と、
　　　前記包囲部から前記被覆樹脂に向けて放射状に凸となり、前記包囲部から離れるにつれて細くなる複数の先細り部と、
を有する請求項１に記載のタイヤ。
　タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に沿った断面において、前記接着樹脂は、楕円形状である請求項１に記載のタイヤ。