WO2020085477A1 - タイヤ - Google Patents

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WO2020085477A1
WO2020085477A1 PCT/JP2019/041867 JP2019041867W WO2020085477A1 WO 2020085477 A1 WO2020085477 A1 WO 2020085477A1 JP 2019041867 W JP2019041867 W JP 2019041867W WO 2020085477 A1 WO2020085477 A1 WO 2020085477A1
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WO
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bead
tire
bead member
carcass ply
carcass
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/041867
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English (en)
French (fr)
Inventor
鈴木 隆弘
圭一 長谷川
Original Assignee
株式会社ブリヂストン
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C15/00Tyre beads, e.g. ply turn-up or overlap
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C15/00Tyre beads, e.g. ply turn-up or overlap
    • B60C15/04Bead cores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C15/00Tyre beads, e.g. ply turn-up or overlap
    • B60C15/06Flipper strips, fillers, or chafing strips and reinforcing layers for the construction of the bead

Definitions

  • the present invention relates to a tire in which a part of a bead portion is made of a resin material.
  • Patent Document 1 a tire in which a void portion of a bead core is filled with resin is known (see Patent Document 1).
  • the weight of the tire can be reduced by replacing a part of the tire constituent members with metal or rubber with resin, but there are the following problems.
  • a bead member in which a bead core in which a bead cord is covered with a resin and a bead filler made of a resin are integrally molded in a bead portion of a tire.
  • such a bead member has higher rigidity (that is, elastic modulus) as compared with the conventional rubber-based bead core and bead filler. Therefore, in a tire including such a bead member, when the tire is deformed due to an impact received when the tire is used, or repeated rocking, for example, a carcass cord of a carcass ply made of an organic fiber and a bead member are There is a concern that the carcass cord may be broken by coming into contact and rubbing. That is, in a tire including such a bead member, there is a concern that the durability of the tire may be reduced.
  • the present invention has been made in view of such a situation, a tire having excellent durability while using a bead member in which a bead core in which a bead cord is coated with a resin and a bead filler made of a resin are integrally molded.
  • the purpose is to provide.
  • the tire according to the embodiment of the present invention has a tread portion that is in contact with the road surface, a tire side portion that is connected to the tread portion and that is located inside the tire radial direction of the tread portion, and a tire side portion that is connected to the tire side portion and that is located inside the tire radial direction.
  • the tire comprises a carcass ply forming a skeleton of the tire and having a carcass cord covered with rubber.
  • the bead portion includes a bead member including a bead core in which a bead cord is coated with a resin material and a bead filler made of a resin material and continuous with the bead core.
  • the carcass ply is arranged along the outer peripheral surface of the bead member, and the facing portion of the carcass cord along the outer peripheral surface of the bead member and the outer peripheral surface of the bead member.
  • the distance is at least 0.3 mm or more.
  • the distance between the outer peripheral surface of the bead member and the carcass cord is at least 0.3 mm or more, the occurrence of breakage of the carcass cord due to the contact between the bead member and the carcass cord is suppressed, and the durability is improved.
  • An excellent tire can be provided.
  • a bead member including a bead core in which the bead cord is coated with a resin and a bead filler made of a resin material and continuous with the bead core is used, a lightweight tire can be provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a pneumatic tire 10.
  • FIG. 2A is a partially enlarged cross-sectional view of the pneumatic tire 10, and FIG. 2B shows details of a surface of the tire side portion 30 of the pneumatic tire 10 perpendicular to the tire radial direction. It is an expanded end view.
  • FIG. 3A is an enlarged cross-sectional view of the bead portion 7, and FIG. 3B is an enlarged cross-sectional view in which the periphery of the tire radial direction outer end portion of the bead member 65 is enlarged.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the bead portion 60A according to the modification.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the bead portion 60B according to the modification.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a bead portion 60C according to a modification.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a pneumatic tire 10 according to this embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the pneumatic tire 10 taken along the tire width direction WD and the tire radial direction RD.
  • 2A is a partially enlarged cross-sectional view of the pneumatic tire 10
  • FIG. 2B is an enlarged end view taken along the line IIb-IIb of FIG. 2A, showing the pneumatic tire.
  • FIG. 3 is a view showing details of a surface of the tire side portion 30 of No. 10 perpendicular to the tire radial direction. 2A and 2B, the details of the cross section are shown by hatching, but the hatching is omitted in other drawings such as FIG. 1 (hereinafter the same).
  • the pneumatic tire 10 includes a tread portion 20, a tire side portion 30, a carcass ply 40, a belt layer 50, and a bead portion 60.
  • the tread portion 20 is a portion in contact with the road surface (not shown).
  • the tread portion 20 is formed with a pattern (not shown) according to the usage environment of the pneumatic tire 10 and the type of vehicle to which the pneumatic tire 10 is attached.
  • the tire side portion 30 is connected to the tread portion 20, and is located inside the tread portion 20 in the tire radial direction RD.
  • the tire side portion 30 is an area from the tire width direction outer end of the tread portion 20 to the upper end of the bead portion 60.
  • the tire side portion 30 is sometimes called a sidewall or the like.
  • the carcass ply 40 has a main body 43 that extends from the tread portion 20 to the bead portion 60 via the tire side portion 30 to form the skeleton of the pneumatic tire 10.
  • the carcass ply 40 has a radial structure in which carcass cords 41 radially arranged in the tire radial direction RD are covered with a rubber material.
  • the structure is not limited to the radial structure, and may be a bias structure in which the carcass cords 41 are arranged so as to intersect with each other in the tire radial direction RD.
  • the boundary between the rubber material covering the carcass cord 41 of the carcass ply 40 and the other portion of the tire side portion 30 is illustrated in FIG. 2B, the rubber material does not cover the other portion of the tire side portion. It may be the same as the rubber material to be formed.
  • the carcass cord 41 is not particularly limited, and may be formed of an organic fiber cord like tires for generally general passenger cars (including minivans and SUVs (Sport Utility Vehicles)).
  • the belt layer 50 is provided inside the tire radial direction RD of the tread portion 20.
  • the belt layer 50 has a reinforcing cord 51, and is a single-layer spiral belt in which the reinforcing cord 51 is covered with resin.
  • the belt layer 50 is not limited to the single-layer spiral belt.
  • the belt layer 50 may be a two-layer cross belt covered with rubber.
  • a resin material having a higher tensile elastic modulus than the rubber material forming the tire side portion 30 and the rubber material forming the tread portion 20 is used as the resin coating the reinforcing cord 51.
  • a resin that coats the reinforcing cord 51 a thermoplastic resin having elasticity, a thermoplastic elastomer (TPE), a thermosetting resin, or the like can be used. Considering elasticity during running and moldability during manufacturing, it is desirable to use a thermoplastic elastomer.
  • thermoplastic elastomer a polyolefin-based thermoplastic elastomer (TPO), a polystyrene-based thermoplastic elastomer (TPS), a polyamide-based thermoplastic elastomer (TPA), a polyurethane-based thermoplastic elastomer (TPU), and a polyester-based thermoplastic elastomer (TPC).
  • TPO polyolefin-based thermoplastic elastomer
  • TPS polystyrene-based thermoplastic elastomer
  • TPA polyamide-based thermoplastic elastomer
  • TPU polyurethane-based thermoplastic elastomer
  • TPC polyester-based thermoplastic elastomer
  • TPV Dynamically crosslinkable thermoplastic elastomer
  • thermoplastic resin examples include polyurethane resin, polyolefin resin, vinyl chloride resin, and polyamide resin.
  • the deflection temperature under load (0.45 MPa load) specified by ISO75-2 or ASTM-D648 is 78 ° C. or more
  • the tensile yield strength specified by JIS-K7113 is specified. It is possible to use those having a tensile elongation at break of 10 MPa or more, a tensile fracture elongation similarly defined by JIS-K7113 of 50% or more, and a Vicat softening temperature (A method) defined by JIS-K7206 of 130 ° C. or more.
  • the bead portion 60 is continuous with the tire side portion 30 and is located inside the tire side portion 30 in the tire radial direction RD.
  • the bead portion 60 has an annular shape extending in the tire circumferential direction.
  • a part of the bead portion 60 is made of a resin material.
  • a part of the bead portion 60 is formed of the same resin material as that used for the belt layer 50 described above.
  • the bead portion 60 is locked to a flange portion 110 (see FIGS. 1 and 2 (a)) formed at the radially outer end of the rim wheel 100.
  • an inner liner (not shown) for preventing air (or a gas such as nitrogen) filled in the internal space of the pneumatic tire 10 assembled to the rim wheel 100 from leaking is provided on the inner surface of the pneumatic tire 10. It is pasted.
  • FIG. 2A is a partially enlarged cross-sectional view of the pneumatic tire 10.
  • FIG. 2A is a partially enlarged cross-sectional view including the bead portion 60 along the tire width direction WD and the tire radial direction RD of the pneumatic tire 10.
  • FIG. 2B is an enlarged end view taken along the line IIb-IIb in FIG. 2A, showing details of a surface of the tire side portion 30 of the pneumatic tire 10 perpendicular to the tire radial direction. It is a figure.
  • the bead portion 60 includes a bead core 61 and a bead filler 63 that are integrally molded, and includes an annular bead member 65 that extends in the tire circumferential direction.
  • the bead member 65 (excluding a bead cord 61a described later) is made of the same resin material as that used for the belt layer 50.
  • the bead member 65 (including the bead core 61 and the bead filler 63) does not necessarily have to be formed of the same resin material as that used for the belt layer 50. That is, as long as the above-mentioned resin material that can be used for the belt layer 50, the resin material used for the belt layer 50 and the bead member 65 may be different.
  • the carcass ply 40 is provided along the bead member 65 inside the bead member 65 in the tire width direction WD.
  • the carcass ply 40 is folded around the bead member 65 from the inside to the outside in the tire width direction WD. That is, the carcass ply 40 is located outside the bead member 65 in the tire width direction WD with respect to the center of the bead core 61 in the tire width direction and has the folded-back portion 45 provided along the bead member 65.
  • FIG. 3A is an enlarged sectional view of the bead section 60.
  • FIG. 3A is an enlarged cross-sectional view of the bead portion 60 along the tire width direction WD and the tire radial direction RD of the pneumatic tire 10, and particularly, the bead member 65 and the carcass of the carcass ply 40. It is a figure which shows the detail regarding the code 41.
  • FIG. 3B is an enlarged cross-sectional view in which the periphery of the tire radial outer end of the bead member 65 in FIG. 3A is enlarged. Note that, in FIG. 3B, the thickness of the adhesive layer 70 described below is exaggeratedly illustrated.
  • FIG. 3B illustrates the details of the same configuration as that of FIG. 2A, hatching other than the adhesive layer 70 is omitted. Note that, in FIG. 3A, the adhesive layer 70 is illustrated as a thick line.
  • the bead core 61 has a bead cord 61a formed of a metal material (for example, steel) and a coating resin 61b that coats the outer peripheral portion of the bead cord 61a. That is, in the bead core 61, the bead cord 61a is covered with the resin material.
  • a metal material for example, steel
  • a coating resin 61b that coats the outer peripheral portion of the bead cord 61a. That is, in the bead core 61, the bead cord 61a is covered with the resin material.
  • the bead cord 61a in the cross section along the tire width direction WD and the tire radial direction RD of the pneumatic tire 10, the bead cord 61a has a configuration of 3 ⁇ 3 (tire radial direction RD ⁇ tire width direction WD). It is provided. At this time, the bead cord 61a coated with the coating resin 61b provided so as to have a configuration of 3 ⁇ 3 (tire radial direction RD ⁇ tire width direction WD) has a quadrangular cross-sectional shape, specifically, a square shape. Is. In the bead core 61, the bead cord 61a covered with the coating resin 61b provided to have a configuration of 3 ⁇ 3 (tire radial direction RD ⁇ tire width direction WD) is further covered with a resin material.
  • the bead filler 63 is connected to the bead core 61. That is, in the bead member 65, the bead core 61 and the bead filler 63 are integrally molded.
  • the bead filler 63 is provided outside the bead core 61 in the tire radial direction RD.
  • the bead filler 63 has a tapered shape in which the width in the tire width direction WD in a cross section along the tire width direction WD and the tire radial direction RD of the pneumatic tire 10 decreases toward the outside in the tire radial direction RD.
  • the carcass ply 40 is provided along the outer peripheral surface 651 of the bead member 65. Therefore, the carcass cord 41 forming the carcass ply 40 shown in FIG. 2B has the facing portion 411 along the outer peripheral surface 651 of the bead member 65. 3A and 3B, the facing portion 411 ends at points P1 and P2 on the carcass cord 41 facing the outer surface 651 at the tire radial outer end of the bead member 65. It is a portion on the surface of the carcass cord 41 which is a part.
  • the distance r between the facing portion 411 of the carcass cord 41 along the outer peripheral surface 651 of the bead member 65 and the outer peripheral surface 651 of the bead member 65 is at least 0.3 mm or more.
  • the distance r may be 0.5 mm or more.
  • the facing portion 411 and the outer peripheral surface 651 of the bead member 65 in the cross section along the tire width direction WD and the tire radial direction RD, the facing portion 411 and the outer peripheral surface 651 of the bead member 65.
  • the distance r from and may be 5 mm or less.
  • the facing portion 411 of the carcass cord 41 along the outer peripheral surface 651 of the bead member 65 is a portion where the carcass cord 41 and the bead member 65 face each other in a cross section along the tire width direction WD and the tire radial direction RD. is there.
  • the carcass at that point When the straight lines L1 and L2 orthogonal to the tangential direction of the cord 41 are extended, the straight lines L1 and L2 are portions of a range intersecting the outer surface 651 of the bead member 65.
  • the distance r between the facing portion 411 and the outer peripheral surface 651 of the bead member 65 is the closest distance from the surface of the facing portion 411 on the side facing the bead member 65 to the outer peripheral surface 651 of the bead member 65. Means distance.
  • an adhesive layer 70 for adhering the bead member 65 and the carcass ply 40 is provided on the outer surface 651 of the bead member 65. Specifically, the adhesive layer 70 adheres the bead member 65 and the rubber material interposed between the carcass cords 41 of the carcass ply 40.
  • the thickness of the adhesive layer 70 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 80 ⁇ m or less in order to secure sufficient adhesive strength in the cross section along the tire width direction WD and the tire radial direction RD.
  • the carcass ply 40 is folded back around the bead member 65 from the inside in the tire width direction WD to the outside in the tire radial direction RD from the tire radial outside end.
  • the carcass ply 40 is provided along the bead member so as to wrap the bead member 65 by the main body 43 and the folded-back portion 45.
  • the thickness of the adhesive layer is 0.5 ⁇ m or more and 80 ⁇ m or less. Specifically, the thickness of the adhesive layer is 10 ⁇ m.
  • the facing portion 411 of the carcass ply 40 is arranged following the shape of the outer surface 651 of the bead member 65. That is, the distance from each point of the facing portion 411 to the outer surface 651 of the bead member 65 was constant.
  • the present invention is not limited to this embodiment.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the bead portion 60A along the tire width direction WD and the tire radial direction RD of the pneumatic tire 10 according to the modification.
  • the adhesive layer 70 is shown as a thick line.
  • the facing portion 411A of the carcass ply 40A does not have to follow the shape of the outer surface 651A of the bead member 65A when it is arranged along the outer surface 651A of the bead member 65A.
  • the distance rA between the facing portion 411A and the outer peripheral surface 651A of the bead member 65A is at least 0.3 mm or more, the outer surface 651A of the bead member 65A from each point of the facing portion 411A.
  • the distance to does not have to be constant.
  • the distance from each point of the facing portion 411A to the outer surface 651A of the bead member 65A is the inner end in the tire radial direction and the inner end in the tire width direction, and the corner portion where the bead member 65 locks the carcass ply 40. Is the shortest. However, the position where the distance from each point of the facing portion 411A to the outer surface 651A of the bead member 65A is the shortest does not have to be a corner, and may be any point within the facing portion 411A.
  • the distance r between the facing portion 411 of the carcass cord 41 of the carcass ply 40 along the outer peripheral surface 651 of the bead member 65 and the outer peripheral surface 651 of the bead member 65 is at least 0.3 mm or more.
  • the pneumatic tire 10 receives air when the tire is used, or is repeatedly swung.
  • the filled tire 10 is deformed, breakage of the carcass cord 41 due to the carcass cord 41 of the carcass ply 40 and the bead member 65 contacting and rubbing is effectively suppressed. Thereby, the durability of the tire can be improved.
  • the pneumatic tire 10 having excellent durability is used by using the bead member 65 integrally formed with the bead core 61 in which the bead cord 61a is covered with the resin material and the bead filler 63 made of the resin material. Can be provided.
  • the bead member 65 made of a resin material in which the bead core 61 and the bead filler 63 of the present embodiment are integrally molded has a rigidity (that is, an elastic coefficient) as compared with the conventional rubber-based bead core and bead filler. Is high. Therefore, when using a bead member made of a resin material integrally molded, if the bead member and the carcass cord of the carcass ply are adjacent to each other, the shear strain increases when the tire is deformed under stress. Therefore, there is a concern that the bead member and the carcass ply may be separated.
  • the distance r between the facing portion 411 and the outer peripheral surface 651 of the bead member 65 is at least 0.3 mm or more, and thus the bead member 65 due to the large rigidity step. The occurrence of separation between the carcass ply and the carcass ply is suppressed. Thereby, the durability of the tire can be improved.
  • the carcass ply 40 includes the main body portion 43 and the folded-back portion 45, and in a cross section along the tire width direction WD and the tire radial direction RD, the distance between the facing portion 411 and the outer peripheral surface 651 of the bead member 65. r is 5 mm or less.
  • the main body portion 43 of the carcass ply 40 is outside the tire radial direction RD during vulcanization molding or when pneumatic pressure is applied to the pneumatic tire 10. Be pulled by.
  • the distance between the bead portion 60 and the carcass ply 40 becomes longer, the range of relative displacement between the bead portion 60 and the carcass ply 40 becomes wider, and there is a concern that the binding force of the bead member 65 to the carcass ply 40 will be insufficient. .
  • the folded-back portion 45 of the carcass ply 40 is likely to come off to the main body portion 43 side via the bead member 65, so that the durability of the bead portion 60 is reduced.
  • the distance r between the facing portion 411 and the outer peripheral surface 651 of the bead member 65 is 5 mm or less in the cross section along the tire width direction WD and the tire radial direction RD. Therefore, the binding force of the bead member 65 to the carcass ply 40 is secured, the carcass ply 40 is prevented from coming off, and the durability of the bead portion 60 is prevented from being lowered.
  • the adhesive layer 70 for adhering the bead member 65 and the carcass ply 40 is provided on the outer surface 651 of the bead member 65, and the thickness of the adhesive layer 70 is 0.5 ⁇ m or more and 80 ⁇ m or less. Is.
  • the adhesive layer 70 may be provided in a plurality of layers.
  • the adhesive layer 70 may be one in which the bead member 65 and the carcass ply 40 are joined via two adhesive layers.
  • the adhesive layer 70 is required to have practically sufficient adhesive strength for adhering the resin bead member 65 and the rubber material interposed between the carcass cords 41 of the carcass ply 40. Furthermore, the adhesive layer 70 is required to have durability to withstand a load repeatedly applied to the pneumatic tire 10 during traveling.
  • the thickness of the adhesive layer 70 is 0.5 ⁇ m or more, a practically sufficient adhesive strength can be obtained by the adhesive layer 70, and the adhesive strength between the bead member 65 and the carcass ply 40 can be obtained. The occurrence of the separation of is suppressed. Since the thickness of the adhesive layer 70 is 80 ⁇ m or less, damage to the adhesive layer 70 itself due to the load repeatedly applied during traveling is suppressed, and the durability of the pneumatic tire 10 is ensured.
  • the carcass ply 40 is folded back from the inner side in the tire width direction WD around the bead member 65 to the outer side in the tire radial direction RD than the outer end portion in the tire radial direction of the bead member 65.
  • the arrangement of the end portion of the carcass ply 40 may be changed as follows.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the bead portion 60B according to the modification. Specifically, FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the bead portion 60B along the tire width direction WD and the tire radial direction RD. Note that, in FIG. 5 as well, as in FIG. 3A, the adhesive layer 70 is illustrated as a thick line.
  • the carcass ply 40B is folded back around the bead member 65B from the inside in the tire width direction WD to the outside, and the end portion thereof in the tire radial direction RD is the tire radial outside end of the bead member 65B. It may be arranged inside the part. With this configuration, the weight of the tire can be further reduced.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the bead portion 60C according to the modification. Specifically, FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the bead portion 60C along the tire width direction WD and the tire radial direction RD. Note that, in FIG. 6 as well, as in FIG. 3A, the adhesive layer 70 is illustrated as a thick line.
  • the carcass ply 40C is folded around the bead member 65C from the inside in the tire width direction WD to the outside, and its end portion may slightly project to the outside in the tire width direction WD of the bead core 61C.
  • the carcass ply 40C may be a so-called low turn-up (LTU) in which there is almost no folded portion that is folded back from the inside in the tire width direction WD to the outside in the tire width direction WD via the bead core 61A. With this configuration, the weight of the tire can be further reduced.
  • LTU low turn-up
  • the distance between the facing portions 411B and 411C of the carcass cords 41B and 41C of the carcass plies 40B and 40C and the outer surfaces 651B and 651C of the bead members 65B and 65C. Is as defined for the embodiment shown in FIG. 3 as shown.
  • the distance between the outer peripheral surfaces 651B, 651C of the bead members 65B, 65C in the facing portions 411B, 411C and the facing portions 411B, 411C of the carcass plies 40B, 40C may be at least 0.3 mm or more.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

タイヤ(10)は、タイヤの骨格を形成し、ゴムで被覆されたカーカスコード(41)を有するカーカスプライ(40)を備える。ビード部(60)は、ビードコード(61a)が樹脂材料に被覆されたビードコア(61)と、ビードコア(61)に連なる樹脂材料製のビードフィラー(63)とを含むビード部材(65)を含む。タイヤ幅方向(WD)及びタイヤ径方向(RD)に沿った断面において、カーカスプライ(40)はビード部材(65)の外周面(651)に沿って配置されており、カーカスコード(41)におけるビード部材(65)の外周面(651)に沿った対向部分(411)とビード部材(65)の外周面(651)との距離が少なくとも0.3mm以上である。

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、タイヤのビード部に、ビードコードが樹脂によって被覆されたビードコアと樹脂製のビードフィラーとが一体成形されたビード部材を用いることが考えられる。
 しかしながら、このようなビード部材は、従来のゴム主体のビードコア及びビードフィラーと比較して剛性(すなわち、弾性係数)が高くなる。このため、このようなビード部材を備えるタイヤでは、タイヤ使用時に受けた衝撃、あるいは繰り返しの揺動等でタイヤが変形した場合に、例えば有機繊維製であるカーカスプライのカーカスコードとビード部材とが接触して擦れることによって、カーカスコードが破断することが懸念される。つまり、このようなビード部材を備えるタイヤでは、タイヤの耐久性が低下することが懸念される。
 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、ビードコードが樹脂によって被覆されたビードコアと樹脂製のビードフィラーとが一体成形されたビード部材を用いつつ耐久性に優れるタイヤを提供することを目的とする。
 本発明の実施形態に係るタイヤは、路面に接するトレッド部と、トレッド部に連なり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、タイヤサイド部に連なり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を備える。タイヤは、タイヤの骨格を形成し、ゴムで被覆されたカーカスコードを有するカーカスプライを備える。ビード部は、ビードコードが樹脂材料に被覆されたビードコアと、ビードコアに連なる樹脂材料製のビードフィラーとを含むビード部材を含む。タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面において、カーカスプライはビード部材の外周面に沿って配置されており、カーカスコードにおけるビード部材の外周面に沿った対向部分とビード部材の外周面との距離が少なくとも0.3mm以上である。
 上記構成によれば、ビード部材の外周面とカーカスコードとの距離が少なくとも0.3mm以上であるため、ビード部材とカーカスコードとが接触することによるカーカスコードの破断の発生が抑制されて耐久性に優れたタイヤを提供することができる。さらに、ビードコードが樹脂によって被覆されたビードコアとビードコアに連なる樹脂材料製のビードフィラーを備えるビード部材を用いるため、軽量化されたタイヤを提供することができる。
図1は、空気入りタイヤ10の断面図である。 図2(a)は、空気入りタイヤ10の一部拡大断面図であり、図2(b)は、空気入りタイヤ10のタイヤサイド部30におけるタイヤ径方向に対して垂直な面の詳細を示す拡大された端面図である。 図3(a)は、ビード部7の拡大断面図であり、図3(b)は、ビード部材65のタイヤ径方向外側端部周辺を拡大した拡大断面図である。 図4は、変形例に係るビード部60Aの拡大断面図である。 図5は、変形例に係るビード部60Bの拡大断面図である。 図6は、変形例に係るビード部60C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、図1は、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向WD及びタイヤ径方向RDに沿った断面図である。図2(a)は、空気入りタイヤ10の一部拡大断面図であり、図2(b)は、図2(a)のIIb-IIb線位置における拡大された端面図であり、空気入りタイヤ10のタイヤサイド部30におけるタイヤ径方向に対して垂直な面の詳細を示す図である。なお、図2(a)および図2(b)には断面の詳細がハッチングで示されているが、図1等その他の図面では、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RD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、その本体部43がトレッド部20からタイヤサイド部30を経てビード部60に至り、空気入りタイヤ10の骨格を形成する。図2(b)に示すように、カーカスプライ40は、タイヤ径方向RDに沿って放射状に配置されたカーカスコード41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41がタイヤ径方向RD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。図2(b)では、カーカスプライ40のカーカスコード41を被覆するゴム材料とタイヤサイド部30における他の部分との境界が図示されているが、ゴム材料は、タイヤサイド部の他の部分を形成するゴム材料と同じものでもよい。
 また、カーカスコード41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RD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℃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℃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RD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、樹脂材料によって構成されている。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、図2(a)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(a)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(a)は、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向WD及びタイヤ径方向RDに沿ったビード部60を含む一部拡大断面図である。図2(b)は、図2(a)のIIb-IIb線位置における拡大された端面図であり、空気入りタイヤ10のタイヤサイド部30におけるタイヤ径方向に対して垂直な面の詳細を示す図である。
 図2(a)に示すように、ビード部60は、ビードコア61とビードフィラー63とが一体成形されて、タイヤ周方向に延びる円環状のビード部材65を含む。
 ビード部材65(後述するビードコード61aを除く)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構成されている。
 但し、ビード部材65(ビードコア61及びビードフィラー63を含む)は、必ずしもベルト層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なくても構わない。つまり、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、ビード部材65に用いられる樹脂材料は、異なっていてもよい。
 カーカスプライ40は、ビード部材65のタイヤ幅方向WD内側において、ビード部材65に沿って設けられる。
 本実施形態では、カーカスプライ40は、ビード部材65の周りでタイヤ幅方向WD内側から外側に折り返されている。つまり、カーカスプライ40は、ビードコア61のタイヤ幅方向中央に対するビード部材65のタイヤ幅方向WD外側に位置し、ビード部材65に沿って設けられた折返し部分45を有する。
 (3)ビード部の詳細構成
 図3(a)は、ビード部60の拡大断面図である。具体的には、図3(a)は、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向WD及びタイヤ径方向RDに沿ったビード部60の拡大断面図であり、特に、ビード部材65とカーカスプライ40のカーカスコード41についての詳細を示す図である。図3(b)は、図3(a)におけるビード部材65のタイヤ径方向外側端部周辺を拡大した拡大断面図である。なお、図3(b)では、後述する接着層70の厚さが誇張して図示されている。これは、接着層70の厚さが周辺に配置されたカーカスプライ40等の幅に対して極めて薄いためである。そして、図3(b)は、図2(a)と同様の構成の詳細を説明するものであるため、接着層70以外のハッチングは省略してある。なお、図3(a)では、接着層70を太線として図示している。
 図3(a)に示すように、ビードコア61は、金属材料(例えば、スチール)で形成されたビードコード61aと、ビードコード61aの外周部分を被覆する被覆樹脂61bとを有する。つまり、ビードコア61は、ビードコード61aが樹脂材料によって被覆されている。
 本実施形態では、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向WD及びタイヤ径方向RDに沿った断面において、ビードコード61aが、3×3(タイヤ径方向RD×タイヤ幅方向WD)の構成となるように設けられる。このとき、3×3(タイヤ径方向RD×タイヤ幅方向WD)の構成となるように設けられた被覆樹脂61bで被覆されたビードコード61aは、断面形状が四角形状、具体的には正方形状である。ビードコア61において、3×3(タイヤ径方向RD×タイヤ幅方向WD)の構成となるように設けられた被覆樹脂61bで被覆されたビードコード61aは、樹脂材料でさらに覆われている。
 ビードフィラー63は、ビードコア61に連なっている。つまり、ビード部材65において、ビードコア61とビードフィラー63とは、一体に成形されている。
 具体的に、ビード部材65において、ビードフィラー63は、ビードコア61のタイヤ径方向RD外側に設けられている。ビードフィラー63は、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向WD及びタイヤ径方向RDに沿った断面におけるタイヤ幅方向WDの幅が、タイヤ径方向RD外側に向かって減少する先細形状になっている。
 図3(a)に示すように、カーカスプライ40は、ビード部材65の外周面651に沿って設けられる。このため、図2(b)に示されたカーカスプライ40を形成するカーカスコード41は、ビード部材65の外周面651に沿った対向部分411を有する。具体的に、対向部分411は、図3(a),図3(b)において、ビード部材65のタイヤ径方向外側端部における外表面651と対向するカーカスコード41上の点P1、P2を端部としたカーカスコード41表面上の部分である。
 カーカスコード41における、ビード部材65の外周面651に沿った対向部分411と、ビード部材65の外周面651との距離rは、少なくとも0.3mm以上である。距離rは、0.5mm以上であってもよい。
 本実施形態のようにカーカスプライ40が本体部43と折返し部分45とを含む構成では、タイヤ幅方向WD及びタイヤ径方向RDに沿った断面において、対向部分411と、ビード部材65の外周面651との距離rは、5mm以下であってもよい。
 なお、カーカスコード41におけるビード部材65の外周面651に沿った対向部分411とは、タイヤ幅方向WD及びタイヤ径方向RDに沿った断面において、カーカスコード41とビード部材65とが対向する部分である。具体的に、この断面におけるビード部材65と対向する側のカーカスコード41表面上の各点(例えば、図3(a)、図3(b)中における点P1,P2)から、その点におけるカーカスコード41の接線方向に直交する直線L1,L2を延ばした場合に、直線L1,L2がビード部材65の外表面651に交差する範囲の部分である。
 対向部分411とビード部材65の外周面651との距離rとは、対向部分411の各点におけるビード部材65に対向する側の表面から、ビード部材65の外周面651までの距離で、最も近い距離を意味する。
 また、ビード部材65の外表面651上には、ビード部材65とカーカスプライ40とを接着する接着層70が設けられている。具体的に、接着層70は、ビード部材65と、カーカスプライ40におけるカーカスコード41の間に介在するゴム材料とを接着している。接着層70の厚さは、タイヤ幅方向WD及びタイヤ径方向RDに沿った断面において、十分な接着強度を確保するために、0.5μm以上80μm以下であることが好ましい。
 本実施形態では、カーカスプライ40が、ビード部材65の周りでタイヤ幅方向WD内側から外側に折り返されており、タイヤ径方向RDにおいて、ビード部材65のタイヤ径方向外側端部よりも外側に配置されている。つまり、カーカスプライ40は、本体部43と折返し部分45とによって、ビード部材65を包むように、ビード部材に沿って設けられている。接着層の厚さは、0.5μm以上80μm以下である。具体的には、接着層の厚さは10μmにされている。
 なお、図3(a)に記載の実施形態では、カーカスプライ40の対向部分411がビード部材65の外表面651の形状に倣って配置されていた。つまり、対向部分411の各点からビード部材65の外表面651までの距離が一定であった。しかし、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
 例えば、図4は、変形例に係る空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向WD及びタイヤ径方向RDに沿ったビード部60Aの拡大断面図である。なお、図4でも、図3(a)と同様に、接着層70を太線として図示している。図4に示すように、カーカスプライ40Aの対向部分411Aは、ビード部材65Aの外表面651Aに沿って配置されている場合に、ビード部材65Aの外表面651Aの形状に倣っていなくてもよい。つまり、このような場合であっても、対向部分411Aとビード部材65Aの外周面651Aとの距離rAが少なくとも0.3mm以上であれば、対向部分411Aの各点からビード部材65Aの外表面651Aまでの距離は、一定の間隔でなくてもよい。
 図4において、対向部分411Aの各点からビード部材65Aの外表面651Aまでの距離は、タイヤ径方向内側端、かつタイヤ幅方向内側端で、カーカスプライ40をビード部材65が係止する角部において、最も短くなっている。ただし、対向部分411Aの各点からビード部材65Aの外表面651Aまでの距離が最も短くなる位置は、角部でなくてもよく、対向部分411A内にある点であればよい。
 (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、カーカスプライ40のカーカスコード41における、ビード部材65の外周面651に沿った対向部分411と、ビード部材65の外周面651との距離rは、少なくとも0.3mm以上である。
 このように、対向部分411とビード部材65の外周面651との距離rが少なくとも0.3mm以上である空気入りタイヤ10によれば、タイヤ使用時に受けた衝撃、あるいは繰り返しの揺動等で空気入りタイヤ10が変形した場合に、カーカスプライ40のカーカスコード41とビード部材65とが接触して擦れることによる、カーカスコード41の破断が効果的に抑制される。これにより、タイヤの耐久性を向上させることができる。
 すなわち、本実施形態によれば、ビードコード61aが樹脂材料によって被覆されたビードコア61と樹脂材料製のビードフィラー63とが一体成形されたビード部材65を用いつつ耐久性に優れる空気入りタイヤ10を提供し得る。
 また、本実施形態のビードコア61とビードフィラー63とが一体に成形された樹脂材料製のビード部材65は、従来のゴム主体のビードコア及びビードフィラーの場合と比較して剛性(すなわち、弾性係数)が高い。このため、一体に成形された樹脂材料製のビード部材を用いる場合、ビード部材とカーカスプライのカーカスコードとを互いに隣接させると、タイヤが応力を受けて変形した際に、せん断歪みが大きくなることで、ビード部材とカーカスプライとが分離することが懸念される。
 これに対して、本実施形態に係る空気入りタイヤ10では、対向部分411とビード部材65の外周面651との距離rが少なくとも0.3mm以上であるため、剛性段差が大きいことによるビード部材65とカーカスプライとの間の分離の発生が抑制される。これにより、タイヤの耐久性を向上させることができる。
 本実施形態では、カーカスプライ40が本体部43と折返し部分45とを含み、タイヤ幅方向WD及びタイヤ径方向RDに沿った断面において、対向部分411と、ビード部材65の外周面651との距離rが5mm以下である。
 カーカスプライ40が本体部43と折返し部分45とを有する構成である場合、加硫成形時、あるいは空気入りタイヤ10への空気圧適用時等に、カーカスプライ40の本体部43がタイヤ径方向RD外側に引っ張られる。このとき、ビード部60とカーカスプライ40との間の距離が長くなると両者間の相対的な変位の範囲が広がるため、ビード部材65によるカーカスプライ40への拘束力が不足することが懸念される。この場合、カーカスプライ40の折返し部分45がビード部材65を介して本体部43側に抜けやすくなることでビード部60の耐久性が低下することが懸念される。
 これに対して、本実施形態に係る空気入りタイヤ10では、タイヤ幅方向WD及びタイヤ径方向RDに沿った断面において、対向部分411と、ビード部材65の外周面651との距離rが5mm以下であるため、ビード部材65によるカーカスプライ40への拘束力が確保されてカーカスプライ40の抜けが防止され、ビード部60の耐久性の低下が防止される。
 さらに、本実施形態では、ビード部材65の外表面651上に、ビード部材65とカーカスプライ40とを接着する接着層70が設けられており、接着層70の厚さが0.5μm以上80μm以下である。なお、接着層70は、複数層設けられてもよい。例えば、接着層70は、ビード部材65とカーカスプライ40とを二層の接着層を介して接合されるものであってもよい。
 接着層70には、樹脂製のビード部材65と、カーカスプライ40におけるカーカスコード41の間に介在するゴム材料とを接着する実用上十分な接着強度が求められる。さらに、接着層70には、走行時に空気入りタイヤ10に繰り返しかかる負荷に耐える耐久性が求められる。
 本実施形態に係る空気入りタイヤ10では、接着層70の厚さが0.5μm以上であるため、接着層70で実用上十分な接着強度が得られ、ビード部材65とカーカスプライ40との間の分離の発生が抑制される。接着層70の厚さが80μm以下であるため、走行時に繰り返しかかる負荷による接着層70自体の破損が抑制され、空気入りタイヤ10の耐久性が確保される。
 (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、カーカスプライ40が、ビード部材65の周りでタイヤ幅方向WD内側から外側に折り返されて、タイヤ径方向RDにおいて、ビード部材65のタイヤ径方向外側端部よりも外側に配置されていたが(図3(a)参照)、カーカスプライ40の端部の配置は、次のように変更してもよい。
 図5は、変更例に係るビード部60Bの拡大断面図である。具体的には、図5は、タイヤ幅方向WD及びタイヤ径方向RDに沿ったビード部60Bの拡大断面図である。なお、図5でも、図3(a)と同様に、接着層70を太線として図示している。
 図5に示すように、カーカスプライ40Bは、ビード部材65Bの周りでタイヤ幅方向WD内側から外側に折り返されて、その端部が、タイヤ径方向RDにおいて、ビード部材65Bのタイヤ径方向外側端部よりも内側に配置されていてもよい。この構成によれば、よりタイヤを軽量化することができる。
 図6は、変更例に係るビード部60Cの拡大断面図である。具体的には、図6は、タイヤ幅方向WD及びタイヤ径方向RDに沿ったビード部60Cの拡大断面図である。なお、図6でも、図3(a)と同様に、接着層70を太線として図示している。
 図6に示すように、カーカスプライ40Cは、ビード部材65Cの周りでタイヤ幅方向WD内側から外側に折り返されて、その端部が、ビードコア61Cのタイヤ幅方向WD外側に少しだけ突出していてもよい。つまり、カーカスプライ40Cは、ビードコア61Aを介してタイヤ幅方向WD内側からタイヤ幅方向WD外側に折り返された折返し部分が殆ど存在しない、いわゆるローターンナップ(LTU)であってもよい。この構成によれば、さらにタイヤを軽量化することができる。
 図5、図6の何れの変形例の場合であっても、カーカスプライ40B,40Cのカーカスコード41B,41Cにおける対向部分411B,411Cと、ビード部材65B,65Cの外表面651B,651Cとの距離は、図示されるように図3に示される実施形態と同様に定義されるものである。このとき、対向部分411B,411Cにおけるビード部材65B,65Cの外周面651B,651Cとカーカスプライ40B,40Cの対向部分411B,411Cとの距離は、少なくとも0.3mm以上であればよい。
 以上のように、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
 40,40A,40B,40C カーカスプライ
 41,41A,41B,41C カーカスコード
 411,411A,411B,411C 対向部分
 43 本体部
 45 折返し部分
 60,60A,60B,60C ビード部
 61,61A,61B,61C ビードコア
 61a ビードコード
 63 ビードフィラー
 65,65A,65B,65C ビード部材
 651,651A,651B,651C 外周面
 70 接着層
 RD タイヤ径方向
 WD タイヤ幅方向

Claims (3)

  1.  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、
    を備えるタイヤであって、
     前記タイヤの骨格を形成し、ゴム材料で被覆されたカーカスコードを有するカーカスプライを備え、
     前記ビード部は、ビードコードが樹脂材料に被覆されたビードコアと、前記ビードコアに連なる樹脂材料製のビードフィラーとを含むビード部材を含み、
     タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面において、前記カーカスプライは前記ビード部材の外周面に沿って配置されており、
     前記カーカスコードにおける前記ビード部材の外周面に沿った対向部分と前記ビード部材の外周面との距離が少なくとも0.3mm以上であるタイヤ。
  2.  前記カーカスプライは、
      前記トレッド部から前記タイヤサイド部を経て前記ビード部に至る本体部と、
      前記本体部に連なり、前記ビード部材の周りでタイヤ幅方向内側から外側に折り返された前記ビード部材のタイヤ幅方向外側に位置する折返し部分と、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、
     前記カーカスコードにおける前記対向部分と前記ビード部材の外周面との距離が5mm以下である、請求項1に記載のタイヤ。
  3.  前記ビード部材の外周面上には、前記ビード部材と前記カーカスプライとを接着する接着層が設けられており、
     タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面において、前記接着層の厚さが0.5μm以上80μm以下である、
     請求項1または請求項2に記載のタイヤ。
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