WO2020090680A1

WO2020090680A1 - タイヤ

Info

Publication number: WO2020090680A1
Application number: PCT/JP2019/042014
Authority: WO
Inventors: 福島　敦
Original assignee: 株式会社ブリヂストン
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2020-05-07
Also published as: JPWO2020090680A1

Abstract

空気入りタイヤ(10)のビード部(60)は、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って隣接して配置された所定数のコードユニットによって構成されるビードコアを有するビード構造体を含む。コードユニットは、金属材料によって形成されたビードコードと、樹脂材料によって形成され、ビードコードを被覆する被覆樹脂とを含む。コードユニットは、四角形以上の凸多角形であり、ビード構造体のタイヤ径方向内側端部は、ビード構造体のタイヤ幅方向中心からタイヤ幅方向外側に向かうに連れてタイヤ径方向外側に傾斜する傾斜部分を含む。

Description

タイヤ

　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

　上述したようなビード部の一部に樹脂を用いる技術をさらに発展させ、ビードコードを樹脂材料によって被覆したコードユニットをタイヤ周方向に沿って複数回巻き付けることによってビードコアを形成することが検討されている。

　このようなビードコアの形成方法によれば、断面形状が方形状のコードユニットを隣接して配置することによって、コードユニット間に空隙ができず、高剛性かつ軽量なビードコアを容易に製造し得る。

　一方で、このようなビードコアを用いる場合、次のような課題がある。具体的には、ビードコアを取り囲むビード構造体がビードコアの形状に沿って方形状（正方形状）となるため、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、ビードコアを含むビード構造体など、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、カーカスプライの動きがビード構造体の角部によって規制され、プライスリップが誘発され難い。

　また、製造後においても、カーカスプライがビード構造体の角部によって擦れて損傷する、いわゆるフレッティングが発生し得る。

　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、ビードコードを樹脂材料で被覆したコードユニットを用いつつ、製造容易性と耐久性とを両立したタイヤの提供を目的とする。

　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を含むタイヤであって、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面において、前記ビード部は、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って隣接して配置された所定数のコードユニットによって構成されるビードコアを有するビード構造体を含み、前記コードユニットは、ビードコードと、樹脂材料によって形成され、前記ビードコードを被覆する被覆樹脂とを含み、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面において、前記コードユニットは、四角形以上の凸多角形であり、前記ビード構造体のタイヤ径方向内側端部は、前記ビード構造体のタイヤ幅方向中心からタイヤ幅方向外側に向かうに連れてタイヤ径方向外側に傾斜する傾斜部分を含む。

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の拡大断面図である。図４は、ビードコア62の単体断面図である。図５は、ビードコア62の構成方法の説明図である。図６は、変更例に係るビード構造体61Xの拡大断面図である。図７は、他の変更例に係るビード構造体61Y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、ISO75－2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、ビード部60は、ビード構造体61を含む。

　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。ビード構造体61は、ビードコア62（図２において不図示、図３参照）を含み、タイヤ周方向に沿って円環状である。

　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、具体的には、ビード構造体61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、ビード構造体61を介してタイヤ幅方向外側に折り返された部分である。

　（３）ビード部の詳細構成
　図３は、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（ビードコア62の周辺部分も含む）と、ビードフィラー66とが一体に形成されている。つまり、ビード部60は、ビードコア62とビードフィラー66とを有する。なお、ビードフィラー66は、必ずしもビードコア62と一体に形成されていなくてよく、別体として形成されてもよい。

　ビードコア62は、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って隣接して配置された所定数のコードユニットによって構成される。本実施形態では、ビードコア62は、コードユニット63A、コードユニット63B、コードユニット63C及びコードユニット63Dによって構成される。つまり、本実施形態では、ビードコア62は、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面において、４つ（所定数）のコードユニットによって構成される。

　また、ビード構造体61のタイヤ径方向内側端部は、ビード構造体61のタイヤ幅方向中心からタイヤ幅方向外側に向かうに連れてタイヤ径方向外側に傾斜する傾斜部分61sを含む。つまり、ビード構造体61のタイヤ径方向内側端部は、タイヤ径方向内側に向かって凸となっている。

　図４は、ビードコア62の単体断面図である。図４に示すように、コードユニット63A～63Dのそれぞれは、ビードコード64と被覆樹脂65とを含む。ビードコード64は、金属材料（例えば、スチール）によって形成される。つまり、ビードコア62は、金属材料を用いて形成される。なお、ビードコード64は、ではなく、有機繊維、炭素繊維または無機繊維によって形成されてもよい。

　被覆樹脂65は、樹脂材料によって形成される。被覆樹脂65、及びビードコア62を除くビード構造体61に用いられる樹脂材料は、ベルト層50に用いられている樹脂材料と同一としてもよい。

　また、被覆樹脂65に用いられる樹脂材料と、ビードコア62を除くビード構造体61に用いられる樹脂材料とは、ベルト層50に用い得る上述した樹脂材料であれば、異なっていてもよい。

　本実施形態では、コードユニット63A～63Dは、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面において、四角形以上の凸多角形である。具体的には、コードユニット63A～63Dは、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面において、菱形である。なお、菱形のコードユニット63A～63Dの頂点部63pのそれぞれは、面取りされている。

　複数のコードユニットによって形成されるビードコア62は、隣接するコードユニット間になるべく空隙ができないことが好ましく、コードユニットには、このような空隙ができないような断面形状が採用される。

　コードユニット63A～63Dのそれぞれは、２本のビードコード64を含む。２本のビードコード64は、菱形のコードユニット63A～63Dの何れかの辺と平行になるように配置されている。つまり、コードユニット63A～63Dのそれぞれは、菱形の何れかの辺と平行に配置された複数のビードコード64を含む。

　図５は、ビードコア62の構成方法の説明図である。図５に示すように、ビードコード64が被覆樹脂65によって被覆されたコードユニット63A～63Dのそれぞれは、実際には、２本の連続したコードユニットであり、当該２本のコードユニットをタイヤ周方向に沿って複数回（２回）巻き付けたものである。

　具体的には、コードユニット63Aとコードユニット63Cとは、連続した１本のコードユニットである。同様に、コードユニット63Bとコードユニット63Dとは、連続した１本のコードユニットである。

　図５に示すように、まず、１段目に相当するコードユニット63A及びコードユニット63Bが円環状に巻き付けられ、次いで、２段目に相当するコードユニット63C及びコードユニット63Dが円環状に巻き付けられる。

　或いは、コードユニット63Aとコードユニット63B、コードユニット63Cとコードユニット63Dとを連続した１本のコードユニットとし、まず、１段目に相当するコードユニット63B及びコードユニット63Dが円環状に巻き付けられ、次いで、２段目に相当するコードユニット63A及びコードユニット63Cが円環状に巻き付けられるようにしてもよい。

　（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、コードユニット63A～コードユニット63Dは、金属材料によって形成されたビードコード64と、樹脂材料によって形成され、ビードコード64を被覆する被覆樹脂65とを含む。

　コードユニット63A～コードユニット63Dは、四角形以上の凸多角形であり、ビード構造体61のタイヤ径方向内側端部は、ビード構造体61のタイヤ幅方向中心からタイヤ幅方向外側に向かうに連れてタイヤ径方向外側に傾斜する傾斜部分61sを含む。

　このため、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、他の構成部材（ビードコア62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。

　さらに、ビード構造体61には、傾斜部分61sが形成されているため、カーカスプライ40が擦れて損傷することも防止し得る。

　すなわち、空気入りタイヤ10によれば、ビードコード64を樹脂材料で被覆したコードユニット63A～コードユニット63Dを用いつつ、製造容易性と耐久性とを両立し得る。

　本実施形態では、コードユニット63A～コードユニット63Dの断面形状は菱形である。このため、ビードコア62を構成する際に、隣接するコードユニット間に空隙ができず、ビードコア62の剛性を高め得る。これにより、空気入りタイヤ10の耐久性を高め得る。

　また、１本のコードユニットを巻き付けてビードコア62を構成する際に、容易に積み重ねることができる。つまり、製造容易性を高め得る。

　さらに、本実施形態では、コードユニット63A～コードユニット63Dのそれぞれは、当該菱形の何れかの辺と平行に配置された複数のビードコード64を含む。このため、コードユニット全体としての必要な剛性を確保し易い。これにより、空気入りタイヤ10の耐久性を高め得る。

　本実施形態では、コードユニットの頂点部63pは、面取りされている。このため、コードユニットを巻き付けてビードコア62を構成する際に、隣接するコードユニットとの干渉を抑制し得る。また、頂点部63pの損傷も抑制し得る。これにより、製造容易性と耐久性とを高め得る。

　（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。

　例えば、上述した実施形態では、コードユニット63A～63Dの断面形状は、菱形であったが、次にように変更してもよい。

　図６は、変更例に係るビード構造体61Xの拡大断面図である。図６に示すように、ビード構造体61Xは、所定数（７つ）のコードユニット63Xによって構成されるビードコア62Xを含む。コードユニット63Xの断面形状は、凸多角形、具体的には、六角形（ハニカム形）である。

　図７は、他の変更例に係るビード構造体61Yの拡大断面図である。図７に示すように、ビード構造体61Yは、所定数（７つ）のコードユニット63Yによって構成されるビードコア62Yを含む。コードユニット63Yの断面形状は、四角形、具体的には正方形である。

　また、ビード構造体61X及びビード構造体61Yも、ビード構造体61と同様に、傾斜部分61sが形成される。

　なお、コードユニットの断面形状は、他にも、長方形、平行四辺形など、隣接するコードユニット間になるべく空隙ができない形状であればよい。

　また、上述した実施形態では、２本のビードコード64は、菱形のコードユニット63A～63Dの何れかの辺と平行になるように配置されていたが、２本のビードコード64は、辺ではなく、対角線と平行になるように配置されてもよい。

　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
　61ビード構造体
　61s　傾斜部分
　61X, 61Y　ビード構造体
　62, 62X, 62Y　ビードコア
　63A, 63B, 63C, 63D, 63X, 63Y　コードユニット
　63p　頂点部
　64　ビードコード
　65　被覆樹脂
　66　ビードフィラー
　100　リムホイール
　110　フランジ部分

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、
　タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面において、前記ビード部は、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って隣接して配置された所定数のコードユニットによって構成されるビードコアを有するビード構造体を含み、
　前記コードユニットは、
　ビードコードと、
　樹脂材料によって形成され、前記ビードコードを被覆する被覆樹脂と
を含み、
　タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面において、
　前記コードユニットは、四角形以上の凸多角形であり、
　前記ビード構造体のタイヤ径方向内側端部は、前記ビード構造体のタイヤ幅方向中心からタイヤ幅方向外側に向かうに連れてタイヤ径方向外側に傾斜する傾斜部分を含むタイヤ。
　前記ビードコードは、金属材料を用いて形成される請求項１に記載のタイヤ。
　タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面において、前記コードユニットは、菱形である請求項１または２に記載のタイヤ。
　前記コードユニットは、前記菱形の何れかの辺と平行に配置された複数の前記ビードコードを含む請求項３に記載のタイヤ。
　前記コードユニットの頂点部は、面取りされている請求項１乃至４の何れか一項に記載のタイヤ。