WO2020091018A1

WO2020091018A1 - タイヤ

Info

Publication number: WO2020091018A1
Application number: PCT/JP2019/042932
Authority: WO
Inventors: 圭一長谷川
Original assignee: 株式会社ブリヂストン
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2020-05-07
Also published as: US20220258544A1; US11964518B2; EP3875290A1; EP3875290A4; CN112930270A; JP2020069906A

Abstract

空気入りタイヤ(10)のビード部(60)は、ビードコードによって構成されるビードコア(62)を有するビード構造体(61)と、タイヤ周方向に延びる円環状であり、樹脂材料によって形成された円環状プレート(80)とを含む。円環状プレート(80)は、タイヤ周方向に延びる平面状の第１円環部と、第１円環部のタイヤ径方向外側に位置し、タイヤ周方向に延びる第２円環部とを有し、第１円環部は、ビード構造体61に沿って設けられ、第２円環部は、第１円環部よりもタイヤ幅方向外側に傾斜する。(図２)

Description

タイヤ

　本発明は、樹脂製の円環状プレートがビード部に設けられたタイヤに関する。

　従来、車両の操縦安定性の向上を目的として、樹脂製の円環状プレートがビード部に設けられたタイヤが知られている（特許文献１参照）。

　具体的には、ビードコア及びビードフィラー（エイペックス）を含むビード構造体と、ビードコアを介してタイヤ幅方向外側に折り返されたカーカスプライの折り返し部との間に、タイヤ周方向に沿って円環状プレートが設けられる。

特開2014-234074号公報

　上述したような円環状プレートを用いて操縦安定性の向上を図る場合、円環状プレートをカーカスプライの形状にフィットさせることが重要である。カーカスプライは、ビード部の形状に沿って、タイヤ幅方向外側に倒れ込むように湾曲しているため、円環状プレートもカーカスプライの形状に沿って折り曲げる必要がある。

　円環状プレートがタイヤ幅方向外側に折り曲げられると、円環状プレートのタイヤ径方向外側部分では円環状プレートの周方向において余長が生じてしまい、円環状プレートがカーカスプライにフィットし難い。

　特に、樹脂製の円環状プレートは、加硫工程においてゴム材料よりも変形し難いため、このような問題が顕著である。このような問題を解消しようとすると、タイヤの製造工程が複雑化する。

　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、樹脂製の円環状プレートを用いつつ、製造容易性と操縦安定性の向上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、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、ビードコードによって構成されるビードコアを有するビード構造体と、タイヤ周方向に延びる円環状であり、樹脂材料によって形成された円環状プレートとを含み、前記円環状プレートは、タイヤ周方向に延びる平面状の第１円環部と、前記第１円環部のタイヤ径方向外側に位置し、タイヤ周方向に延びる第２円環部とを有し、前記第１円環部は、前記ビード構造体に沿って設けられ、前記第２円環部は、前記第１円環部よりもタイヤ幅方向外側に傾斜する。

　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、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、ビードコードによって構成されるビードコアを有するビード構造体と、タイヤ周方向に延びる円環状であり、樹脂材料によって形成された円環状プレートとを含み、前記円環状プレートのタイヤ径方向における少なくとも一部は、タイヤ周方向において拡張または縮小する。

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、円環状プレート80の単体斜視図である。図４は、立体形状の円環状プレート80と、平板の円環状プレート80Pを折り曲げた場合に生じる径差Dの説明図である。図５は、円環状プレート80Aの単体斜視図である。図６は、円環状プレート80Bの単体斜視図である。図７は、円環状プレート80Cの単体斜視図である。図８は、円環状プレート80Bに形成される凹凸部85の形状の説明図である。図９は、変更例に係る空気入りタイヤ10A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と円環状プレート80とを含む。ビード構造体61は、ビードコア62とビードフィラー63とを有する。

　ビードコア62は、金属材料（例えば、スチール）で形成されたビードコード（不図示）によって構成される。具体的には、ビードコア62は、複数のビードコードが撚り合わせられることによって形成される。

　ビードフィラー63は、ビードコア62のタイヤ径方向外側に位置する。ビードフィラー63は、例えば、他の部分よりも硬質なゴム部材によって形成される。

　カーカスプライ40は、本体部41と折り返し部42とを有する。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、ビード構造体61、具体的にはビードコア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。折り返し部42は、ビード部60の形状に沿って、タイヤ幅方向外側に倒れ込むように湾曲している。

　円環状プレート80は、タイヤ周方向に延びる円環状のプレートである。円環状プレート80は、カーカスプライ40、具体的には、折り返し部42の形状に沿って折り曲がっている。

　本実施形態では、円環状プレート80は、ビード構造体61と折り返し部42との間に設けられる。また、円環状プレート80は、ビードコア62とビードフィラー63とに跨がるように設けられる。

　さらに、本実施形態では、円環状プレート80は、折り返し部42よりもタイヤ径方向外側まで延びている。つまり、円環状プレート80のタイヤ径方向外側端は、折り返し部42のタイヤ径方向外側端よりもタイヤ径方向外側に位置する。

　円環状プレート80は、樹脂材料によって形成されている。具体的には、円環状プレート80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によって形成されている。
但し、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、円環状プレート80とに用いられる樹脂材料は、異なっていてもよい。

　（３）円環状プレートの形状例
　次に、図３～図８を参照して、円環状プレート80の形状、及び円環状プレートの他の形状例について説明する。

　カーカスプライ40（折り返し部42）の形状に円環状プレートをフィットさせるため、単なる平板の円環状プレートがタイヤ幅方向外側に折り曲げられると、円環状プレートのタイヤ径方向外側部分では円環状プレートの周方向において余長が生じる。本実施形態に係る円環状プレートは、このような周方向における余長（以下、「径差」ともいう）を吸収できる。

　（３．１）形状例１
　図３は、円環状プレート80の単体斜視図である。図３に示すように、円環状プレート80は、タイヤ周方向に延びる円環状であり、第１円環部81及び第２円環部82を有する。

　第１円環部81は、タイヤ周方向に延びる平面状のリングである。第２円環部82もタイヤ周方向に延びる。第２円環部82は、第１円環部81のタイヤ径方向外側に位置する。

　また、本実施形態に係る円環状プレート80は、空気入りタイヤ10の製造を容易にするべく、カーカスプライ40へのフィッティング前においては、接合部83において分離できてもよい。

　第１円環部81は、ビード構造体61（図２参照）に沿って設けられる。第２円環部82は、第１円環部81よりもタイヤ幅方向外側に傾斜する。つまり、円環状プレート80は、平板状ではなく、カーカスプライ40のフィッティング前の状態において立体形状を有する。

　上述したように、単なる平板の円環状プレートのタイヤ径方向外側部分を折り曲げると、周方向において余長（径差）が生じるが、第２円環部82が折り曲げられた立体形状で円環状プレート80が形成されるため、このような余長が生じない。

　なお、円環状プレート80の厚さは、樹脂材料の種類及び要求性能などに応じて適宜変更することができる（以下に説明する他の円環状プレートも同様）。

　図４は、立体形状の円環状プレート80と、平板の円環状プレート80Pを折り曲げた場合に生じる径差Dの説明図である。

　図４では、平板の円環状プレート80Pが仮想線で示されている。円環状プレート80Pをカーカスプライ40（折り返し部42）の形状にフィットするように折り曲げると、円環状プレート80Pのタイヤ径方向外側端における直径と、折り曲げた位置とにおける直径とには、径差Dが生じる。

　つまり、円環状プレート80Pを折り曲げると、折り曲げた位置では、径差Dだけ直径が小さくなっている。このため、円環状プレート80Pを折り曲げると、円環状プレート80Pのタイヤ径方向外側部分では、円環状プレート80Pの周方向において余長が生じる。このような余長が生じると、カーカスプライ40（本体部41及び折り返し部42）との間に空隙ができてしまうため、円環状プレート80Pがカーカスプライ40にフィットし難い。

　立体形状の円環状プレート80は、予めこのような周方向における余長が生じないような形状として成型されているため、カーカスプライ40とのフィッティングが良好である。

　（３．２）形状例２
　図５は、円環状プレート80Aの単体斜視図である。図５に示すように、円環状プレート80Aは、タイヤ周方向に沿って、タイヤ幅方向における振幅を繰り返す波状部84を有する。

　波状部84がタイヤ幅方向における振幅を繰り返しているため、円環状プレート80Aは、円環状プレート80Aの周方向、つまり、タイヤ周方向において拡張または縮小することができる。これにより、カーカスプライ40（折り返し部42）がタイヤ幅方向外側に倒れ込んだ形状であっても、円環状プレート80Aは、カーカスプライ40にフィットし易くなる。

　なお、本実施形態では、波状部84は、円環状プレート80Aのタイヤ径方向における全域に亘って形成されているが、必ずしもこのような形状でなくても構わない。つまり、円環状プレート80Aのタイヤ径方向における少なくとも一部に波状部84が形成され、タイヤ周方向において拡張または縮小することができればよい。

　また、本実施形態では、波状部84は、屈曲した波状がタイヤ周方向に沿って繰り返されていたが、曲線の波状がタイヤ周方向に沿って繰り返されてもよい。

　（３．３）形状例３
　図６は、円環状プレート80Bの単体斜視図である。図６に示すように、円環状プレート80Bは、タイヤ周方向に沿って、タイヤ径方向における凹凸を繰り返す凹凸部85を有する。
凹凸部85は、円環状プレート80Bのタイヤ径方向外側端に形成される。

　本実施形態では、凹凸部85は、円環状プレート80Bの周方向、つまり、タイヤ周方向に沿って細かい歯状の刻み目が繰り返すギザギザ状である。

　図７は、円環状プレート80Cの単体斜視図である。円環状プレート80Cは、タイヤ周方向に沿って、タイヤ径方向における凹凸を繰り返す凹凸部86を有する。凹凸部86は、円環状プレート80Bのタイヤ径方向内側端に形成される。

　円環状プレート80Bまたは円環状プレート80Cのように、凹凸部は、タイヤ径方向外側端に形成されてもよいし、タイヤ径方向内側端に形成されてもよい。

　なお、円環状プレート80Bの場合、凹凸部85が形成されていない円環状プレート80Bのタイヤ径方向内側端を基準として円環状プレート80Bの径サイズを決定することが好ましい。また、円環状プレート80Cの場合、凹凸部86が形成されていない円環状プレート80Cのタイヤ径方向外側端を基準として円環状プレート80Cの径サイズを決定することが好ましい。

　つまり、タイヤ径方向において凹凸部が形成されていない側の端部の直径を、当該端部が接するカーカスプライ40の位置の直径と合わせることが好ましい。これにより、タイヤ径方向において凹凸部が形成されている側の端部では、凹凸部がタイヤ周方向において拡張または縮小し、カーカスプライ40にフィットし易くなる。

　なお、凹凸部85及び凹凸部86は、実質的には、鋸の歯のように鋭角な凹凸が繰り返すギザギザ状だが、当該凹凸部をラウンド状に形成することによって、円環状プレートの耐久性が向上する。

　図８は、円環状プレート80Bに形成される凹凸部85の形状の説明図である。図８に示すように、カーカスプライ40（折り返し部42）に沿って折り曲げられる前では、隣接する凸部分（刻み目）の間隔がL1である。

　凹凸部85がカーカスプライ40（折り返し部42）に沿って折り曲げられると、隣接する凸部分（刻み目）の間隔がL2に変化する。具体的には、間隔がL1からL2に狭くなる。

　このような凸部分（刻み目）の間隔が変化するため、円環状プレート80Bの凹凸部85は、タイヤ周方向において縮小することができる。

　これにより、カーカスプライ40（折り返し部42）がタイヤ幅方向外側に倒れ込んだ形状であっても、円環状プレート80Bは、カーカスプライ40にフィットし易くなる。

　（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、空気入りタイヤ10に設けられた円環状プレート80は、平板状ではなく、カーカスプライ40のフィッティング前の状態において立体形状を有する。より具体的には、第１円環部81は、ビード構造体61に沿って設けられ、第１円環部81のタイヤ径方向外側に位置する第２円環部82は、第１円環部81よりもタイヤ幅方向外側に傾斜する。

　このため、カーカスプライ40の形状に沿って円環状プレート80をフィッティングした場合でも、円環状プレート80のタイヤ径方向外側部分において、円環状プレート80の周方向において余長が生じることがない。

　これにより、空気入りタイヤ10の製造を容易にし得る。また、樹脂製の円環状プレート80を用いることによって、空気入りタイヤ10が装着された車両（自動車）の操縦安定性を向上し得る。つまり、空気入りタイヤ10によれば、樹脂製の円環状プレート80を用いつつ、製造容易性と操縦安定性の向上とを両立し得る。

　上述したように、単なるシート状の樹脂部材を切り出して製作した円環状プレートの場合、空気入りタイヤ10の製造時には、円環状プレートの径方向外側では周長が異ならなければならないため、円環状プレートを所望の位置及び向きに設けることが難しい。

　特に、樹脂製の円環状プレートの場合、ゴム材料と比較して加硫しても変形し難く、形状の自由度が低い。円環状プレート80によれば、このような問題も解決し得る。

　また、本実施形態では、円環状プレート80A, 80B及び80Cのように、円環状プレートのタイヤ径方向における少なくとも一部は、タイヤ周方向において拡張または縮小できる。

　具体的には、樹脂製の円環状プレート80Aの波状部84、円環状プレート80Bの凹凸部85、及び円環状プレート80Cの凹凸部86は、可とう性を有しており、円環状プレートは、タイヤ周方向において拡張または縮小できる。

　このため、カーカスプライ40（折り返し部42）がタイヤ幅方向外側に倒れ込んだ形状であっても、円環状プレートは、カーカスプライ40にフィットし易くなる。これにより、樹脂製の円環状プレートを用いつつ、空気入りタイヤ10の製造容易性と操縦安定性の向上とを両立し得る。

　本実施形態では、円環状プレート80（及び円環状プレート80A, 80B, 80C）は、ビード構造体61とカーカスプライ40の折り返し部42との間に設けられる。このため、円環状プレート80をタイヤ幅方向外側からビード構造体61に密着させることができる。これにより、ビード部60の剛性の調整が容易であり、操縦安定性を向上させ易い。

　（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、円環状プレート80を設ける位置は、次にように変更してもよい。図９は、変更例に係る空気入りタイヤ10Aの一部拡大断面図である。具体的には、図９は、空気入りタイヤ10A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９に示すように、空気入りタイヤ10Aでは、円環状プレート80は、カーカスプライ40の折り返し部42のタイヤ幅方向外側に設けられている。

　つまり、円環状プレート80は、ビード構造体61とカーカスプライ40の折り返し部42との間に設けられてもよいし、カーカスプライ40の折り返し部42のタイヤ幅方向外側に設けられてもよい。

　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, 10A　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
　62　ビードコア
　63　ビードフィラー
　80, 80A, 80B, 80C, 80P　円環状プレート
　81　第１円環部
　82　第２円環部
　83　接合部
　84　波状部
　85, 86　凹凸部
　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、
　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、
　ビードコードによって構成されるビードコアを有するビード構造体と、
　タイヤ周方向に延びる円環状であり、樹脂材料によって形成された円環状プレートと
を含み、
　前記円環状プレートは、
　タイヤ周方向に延びる平面状の第１円環部と、
　前記第１円環部のタイヤ径方向外側に位置し、タイヤ周方向に延びる第２円環部と
を有し、
　前記第１円環部は、前記ビード構造体に沿って設けられ、
　前記第２円環部は、前記第１円環部よりもタイヤ幅方向外側に傾斜するタイヤ。
　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、
　ビードコードによって構成されるビードコアを有するビード構造体と、
　タイヤ周方向に延びる円環状であり、樹脂材料によって形成された円環状プレートと
を含み、
　前記円環状プレートのタイヤ径方向における少なくとも一部は、タイヤ周方向において拡張または縮小するタイヤ。
　前記カーカスプライは、
　本体部と、
　前記本体部に連なり、前記ビード構造体を介してタイヤ幅方向外側に折り返された折り返し部と
を有し、
　前記円環状プレートは、前記ビード構造体と前記折り返し部との間に設けられる請求項１または２に記載のタイヤ。
　前記円環状プレートは、タイヤ周方向に沿って、タイヤ幅方向における振幅を繰り返す波状部を有する請求項２に記載のタイヤ。
　前記円環状プレートは、タイヤ周方向に沿って、タイヤ径方向における凹凸を繰り返す凹凸部を有し、
　前記凹凸部は、前記円環状プレートのタイヤ径方向外側端に形成される請求項２に記載のタイヤ。
　前記円環状プレートは、タイヤ周方向に沿って、タイヤ径方向における凹凸を繰り返す凹凸部を有し、
　前記凹凸部は、前記円環状プレートのタイヤ径方向内側端に形成される請求項２に記載のタイヤ。