(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コードがコーティングゴムで被覆されたカーカスと、
前記カーカスと対向する外面が、前記コーティングゴムよりも硬い樹脂で形成されたビードコア及びビードフィラーの少なくとも一方と、
前記コーティングゴムと前記樹脂との間に配置され、前記コーティングゴムよりも剪断変形に強いゴムで形成されて前記コーティングゴムに生ずる剪断歪みを低減する緩衝層と、
を有する空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外面が樹脂材料とされたビードフィラー及びビードコアの少なくとも一方を有すると共に、コードをコーティングゴムで被覆したカーカスプライを有する空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に装着する空気入りタイヤとして、ビードフィラー及びビードコアにコードをコーティングゴムで被覆したカーカスプライが折り返された空気入りタイヤがある（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平９−３６６号公報
【特許文献２】特開平２−１５１５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、タイヤが負荷転動してタイヤが変形すると、カーカスとビードコアとの間、及びカーカスのコードとビードフィラーとの間に介在するコーティングゴムに剪断歪みが発生する。例えば、空気入りタイヤの荷重直下では、カーカスとビードフィラーとの間、またはカーカスとビードコアとの間にタイヤ径方向の剪断歪みが生じ、踏み込み、及び蹴り出し部分においては、タイヤ周方向の剪断歪みが生じる。
【０００５】
ビードフィラー、及びビードコアに、曲げ剛性等を確保するために硬い樹脂を用いると、カーカスのコードを被覆しているコーティングゴムとの弾性率（一例として、引張弾性率）の差が大きくなり、カーカスとビードフィラーとの間、またはカーカスとビードコアとの間に生ずる剪断歪みが大きくなり、コーティングゴムが剥離する虞があり、改善の余地があった。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、カーカスのコーティングゴムに生ずる剪断歪みを低減できる空気入りタイヤの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の空気入りタイヤは、コードがコーティングゴムで被覆されたカーカスと、前記カーカスと対向する外面が、前記コーティングゴムよりも硬い樹脂で形成されたビードコア及びビードフィラーの少なくとも一方と、前記コーティングゴムと前記樹脂との間に配置され、前記コーティングゴムよりも剪断変形に強いゴムで形成されて前記コーティングゴムに生ずる剪断歪みを低減する緩衝層と、を有する。
【０００８】
この剪断歪みは、コーティングゴムとビードコアとの間の引張弾性率の差、及びコーティングゴムとビードフィラーとの間の引張弾性率の差が大きいほど大きくなる。例えば、ビードフィラーを小型化するためにビードフィラーに硬い樹脂を用いると、上述した剪断歪みが大きくなり、カーカスのコーティングゴムが剥離し易くなる懸念がある。
【０００９】
請求項１に記載の空気入りタイヤでは、コーティングゴムと樹脂との間に剪断歪みを低減する緩衝層が配置されているので、緩衝層が配置されていない場合に比較してカーカスのコーティングゴムに生ずる剪断歪みを低減することができる。これにより、剪断歪みに起因するカーカスのコーティングゴムの剥離を抑制することができる。
【００１１】
請求項１に記載の空気入りタイヤでは、緩衝層をゴムで形成したので、緩衝層と、カーカスのコーティングゴムとがゴム同士の接合となり、緩衝層と、カーカスのコーティングゴムとの接合強度を高めることができる。
【００１３】
請求項１に記載の空気入りタイヤでは、緩衝層をコーティングゴムよりも剪断変形に強いゴムで形成することで、緩衝層の損傷を抑制することができる。なお、剪断変形に強いゴムとは、例えば、引張強さの高いゴムのことを指す。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明の空気入りタイヤによれば、カーカスのコーティングゴムの剥離を抑制できる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤを示す空気入りタイヤ回転軸に沿った断面図である。
【図２】カーカスプライ、緩衝層、及びビードフィラーの断面図である。
【図３】カーカスプライ、緩衝層、及びビードコアの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１乃至図３を用いて、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１０について説明する。
図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、例えば、乗用車に用いられる所謂ラジアル空気入りタイヤであり、ビードコア１２が埋設された一対のビード部２０を備え、一方のビード部２０と他方のビード部２０との間に、１枚のカーカスプライ１４からなるカーカス１６が跨っている。なお、図１は、標準リム１９に取り付けた空気入りタイヤ１０の空気充填前（内圧＝大気圧）の自然状態の形状を示している。
【００１７】
カーカスプライ１４は、空気入りタイヤ１０のラジアル方向に延びる複数本のコード１３Ａ（図１では図示せず。図２参照）をコーティングゴム１３Ｂ（図１では図示せず。図２参照）で被覆して形成されている。即ち、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、所謂ラジアル空気入りタイヤである。カーカスプライ１４のコード１３Ａの材料は、例えば、ＰＥＴであるが、従来公知の他の材料であっても良い。
【００１８】
カーカスプライ１４は、タイヤ幅方向の端部分がビードコア１２をタイヤ径方向外側に折り返されている。カーカスプライ１４は、一方のビードコア１２から他方のビードコア１２に跨る部分が本体部１４Ａと呼ばれ、ビードコア１２から折り返されている部分が折り返し部１４Ｂと呼ばれる。
【００１９】
カーカスプライ１４の本体部１４Ａと折返し部１４Ｂとの間には、ビードコア１２からタイヤ径方向外側に向けて厚さが漸減するビードフィラー１８が配置されている。なお、本実施形態の空気入りタイヤ１０において、ビードフィラー１８のタイヤ径方向外側端１８Ａからタイヤ径方向内側の部分がビード部２０とされている。
【００２０】
（ビードコア）
本実施形態のビードコア１２は、ビードコード１２Ｂが被覆層１２Ａで被覆されている。本実施形態のビードコア１２は、一例として、被覆用樹脂材料で形成された被覆層１２Ａによって被覆されると共に該被覆層１２Ａが接合された１本のビードコード１２Ｂを、タイヤ周方向に複数回巻回すると共に隣り合うビードコード１２Ｂの被覆層１２Ａ同士を溶着により接合して形成されている。言い換えれば、本実施形態のビードコア１２は、外面が被覆層１２Ａで、内部にビードコード１２Ｂが埋設されている構造である。
【００２１】
ここで、ビードコード１２Ｂとしては、金属繊維や有機繊維などのモノフィラメント（単線）、または、金属繊維や有機繊維を撚ったマルチフィラメント（撚り線）を用いるとよい。金属繊維としては、スチール繊維など、有機繊維としては、芳香族ポリアミド繊維や脂肪族ポリアミド(ナイロン）繊維などを用いるとよい。なお、金属繊維や有機繊維は、上記した繊維に限定されない。本実施形態では、ビードコード１２Ｂとしてスチールモノフィラメントを用いている。
【００２２】
本実施形態では、被覆層１２Ａが、熱可塑性を有する熱可塑性材料（例えば、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーなど）で形成されている。また、被覆層１２Ａは、カーカスプライ１４のコード１３Ａを被覆しているコーティングゴム１３Ｂよりも引張弾性率の高い被覆用樹脂材料で形成されている。
【００２３】
（ビードフィラー）
本実施形態のビードフィラー１８は、樹脂材料で形成されており、一例として、熱可塑性を有する熱可塑性材料（例えば、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーなど）で形成されている。
ビードフィラー１８は、被覆層１２Ａを形成する被覆用樹脂材料と同種の材料で形成してもよく、異種の材料で形成してもよい。
【００２４】
ビードフィラー１８は、ビード部２０の曲げ剛性を確保するために、サイドゴム層２４Ａ、及びサイドゴム層２４Ｂよりも引張弾性率の高い（言い換えれば、硬い）樹脂材料で形成されている。また、ビードフィラー１８は、カーカスプライ１４のコード１３Ａを被覆しているコーティングゴム１３Ｂよりも引張弾性率の高い樹脂材料で形成されている。
【００２５】
（緩衝層）
図１〜図３に示すように、ビードコア１２、及びビードフィラー１８の外周面は、弾性材料からなるシート状の緩衝層２１で覆われている。言い換えればビードコア１２とカーカスプライ１４との間、及びビードフィラー１８とカーカスプライ１４との間に、シート状の緩衝層２１が配置されている。
【００２６】
緩衝層２１は、ビードフィラー１８を形成している樹脂材料と、カーカスプライ１４のコード１３Ａを被覆しているコーティングゴム１３Ｂとの中間の引張弾性率を有する弾性材料から形成されている。緩衝層２１は、ゴム材料、樹脂材料、ゴム材料と樹脂材料とを混合した材料等で形成することができるが、ゴム材料で形成することが好ましい。また、緩衝層２１をゴム材料で形成する場合、コーティングゴム１３Ｂと同種のゴム材料で形成することが好ましい。
【００２７】
なお、緩衝層２１を樹脂材料で形成する場合、その樹脂材料として、ビードコア１２の被覆層１２Ａを形成する被覆用樹脂材料、及びビードフィラー１８を形成している樹脂材料と同種の樹脂材料を用いてもよく、異種の樹脂材料を用いてもよい。
【００２８】
緩衝層２１は、少なくともビードコア１２の被覆層１２Ａと接する部分、及びビードフィラー１８と接する部分がゴム材料、または樹脂材料で形成されていれば、内部に補強用の繊維等が埋設されていてもよい。
【００２９】
なお、カーカスプライ１４のコーティングゴム１３Ｂの引張弾性率（ヤング率）は、一例として、１０〜２００ＭＰａの範囲内に設定されている。
ビードコア１２の被覆層１２Ａを形成している樹脂材料の引張弾性率は、コーティングゴム１３Ｂの引張弾性率よりも高く、一例として、１００〜１０００の範囲内に設定されている。
ビードフィラー１８を形成している樹脂材料の引張弾性率は、コーティングゴム１３Ｂの引張弾性率よりも高く、一例として、１００〜１０００の範囲内に設定されている。
緩衝層２１の引張弾性率は、一例として、１０〜２００ＭＰａの範囲内に設定されている。
コーティングゴム１３Ｂと緩衝層２１とは、引張弾性率の値は上記数値範囲内での制限はなく、どちらが硬くてもよく、同一でもよい。
ビードコア１２の被覆層１２Ａとビードフィラー１８とは、引張弾性率の値は上記数値範囲内での制限はなく、どちらが硬くてもよく、同一でもよい。
なお、緩衝層２１の厚さは、０．５〜３．０ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。
【００３０】
カーカス１６の空気入りタイヤ内側にはゴムからなるインナーライナー２２が配置されている。一方、カーカス１６のタイヤ幅方向外側には、タイヤ径方向外側にサイドゴム層２４Ａが、タイヤ径方向内側にサイドゴム層２４Ｂが配置されている。なお、サイドゴム層２４Ｂは、一部分がビードコア１２の径方向内側を折り返してタイヤ内面の一部まで延びている。
【００３１】
本実施形態では、ビードコア１２、カーカス１６、ビードフィラー１８、インナーライナー２２、サイドゴム層２４Ａ、及びサイドゴム層２４Ｂによってタイヤケース２５が構成されている。タイヤケース２５は、言い換えれば、空気入りタイヤ１０の骨格を成す空気入りタイヤ骨格部材のことである。
【００３２】
（ベルト）
カーカス１６のクラウン部の外側、言い換えればカーカス１６のタイヤ径方向外側には、ベルト２６が配置されている。本実施形態のベルト２６は、回転軸に沿った断面で見たときに平坦に形成されている、言い換えれば、幅方向一端から他端に向けて直線状に形成されており、幅方向両側の一部分を除いてカーカス１６の外周面に密着している。本実施形態のベルト２６は、複数本（本実施形態では２本）の補強コード３０を樹脂３２で被覆した樹脂被覆コード３４に巻回することで形成されている。なお、ベルト２６の製法方法は後述する。
【００３３】
ベルト２６の補強コード３０は、カーカスプライ１４のコードよりも太く、かつ、強力（引張強度）が大きいものを用いることが好ましい。ベルト２６の補強コード３０は、金属繊維や有機繊維等のモノフィラメント（単線）、又はこれらの繊維を撚ったマルチフィラメント（撚り線）で構成することができる。本実施形態の補強コード３０は、スチールコードである。補強コード３０としては、例えば、直径が０．２２５ｍｍの“１×５”のスチールコードを用いることができるが、従来公知の他の構造のスチールコードを用いることもできる。
【００３４】
補強コード３０を被覆する樹脂３２には、サイドゴム層２４Ａ，２４Ｂを構成するゴム材料、及び後述するトレッド３６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ている。補強コード３０を被覆する樹脂３２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。
【００３５】
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。
【００３６】
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°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（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°Ｃ以上であるものを用いることができる。
【００３７】
補強コード３０を被覆する樹脂３２の引張弾性率（ＪＩＳ  Ｋ７１１３：１９９５に規定される）は、５０ＭＰａ以上が好ましい。また、補強コード３０を被覆する樹脂３２の引張弾性率の上限は、１０００ＭＰａ以下とすることが好ましい。なお、補強コード３０を被覆する樹脂３２の引張弾性率は、２００〜５００ＭＰａの範囲内が特に好ましい。
【００３８】
本実施形態のベルト２６の厚さ寸法は、補強コード３０の直径寸法よりも大きくすることが好ましい、言い換えれば、補強コード３０が完全に樹脂３２に埋設されていることが好ましい。ベルト２６の厚さ寸法は、空気入りタイヤ１０が乗用車用の場合、具体的には、０.７０ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００３９】
（レイヤー）
ベルト２６のタイヤ幅方向の端部２６Ａ付近は、帯状のレイヤー３８でタイヤ径方向外側から覆われている。レイヤー３８は、少なくともベルト２６におけるタイヤ幅方向最外側の補強コード３０をタイヤ径方向外側から覆うことが好ましく、本実施形態では、タイヤ幅方向最外側から２番目の補強コード３０までがレイヤー３８で覆われている。また、レイヤー３８は、ベルト２６の端部２６Ａをタイヤ幅方向外側から覆うように、ベルト２６の端部２６Ａよりもタイヤ幅方向外側に延びている。
【００４０】
レイヤー３８としては、例えば、複数本のコード（不図示）を平行に並べてゴムでコーティングしたものを用いることができる。レイヤー３８に用いるコードとしては、例えば、有機繊維コード、スチールコードを挙げることができる。レイヤー３８にスチールコードを用いる場合、ベルト２６に用いるコードよりも曲げ剛性の低いもの、言い換えれば、ベルト２６に用いるコードよりも細いものを用いる。なお、レイヤー３８は、コードの代わりに、繊維等からなる織物、または不織布を用いてもよい。また、レイヤー３８は、コード、織物、あるいは不織布を樹脂で被覆したものを用いてもよい。
【００４１】
更に、レイヤー３８は、ゴム材料または樹脂材料のみで構成されていてもよい。この場合、レイヤー３８を構成するゴム材料または樹脂材料は、補強コード３０を被覆する樹脂３２とサイドゴム層２４を構成するゴム材料及びトレッド３６を構成するゴム材料との中間の引張弾性率を有するものを用いる。なお、本実施形態では、レイヤー３８でベルト２６の端部２６Ａ付近のみを覆ったが、必要に応じて、幅広に形成した少なくとも１枚のレイヤー３８でベルト２６の全体をタイヤ径方向外側から覆うようにしてもよい。
【００４２】
（トレッド）
ベルト２６のタイヤ径方向外側には、ゴム材料からなるトレッド３６が配置されている。トレッド３６に用いる第２のゴム材料は、従来一般公知のものが用いられる。トレッド３６には、排水用の溝３７が形成されている。また、トレッド３６のパターンも従来一般公知のものが用いられる。
【００４３】
タイヤ軸方向に沿って計測するベルト２６の幅ＢＷは、タイヤ軸方向に沿って計測するトレッド３６の接地幅ＴＷに対して７５％以上とすることが好ましい。なお、ベルト２６の幅ＢＷの上限は、接地幅ＴＷに対して１１０％とすることが好ましい。
【００４４】
ここで、トレッド３６の接地幅ＴＷとは、空気入りタイヤ１０をＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ（２０１８年度版、日本自動車空気入りタイヤ協会規格）に規定されている標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％の内圧を充填し、静止した状態で水平な平板に対して回転軸が平行となるように配置し、最大の負荷能力に対応する質量を加えたときのものである。なお、使用地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う。
【００４５】
なお、ベルト２６の面内剪断剛性は、コードをゴムで被覆した従来構造のベルト以上であることが好ましい。
【００４６】
（作用、効果）
次に、本実施形態の空気入りタイヤ１０の作用、効果を説明する。
本実施形態の空気入りタイヤ１０では、カーカスプライ１４のコーティングゴム１３Ｂとビードコア１２の被覆層１２Ａとの間、及びコーティングゴム１３Ｂとビードフィラー１８との間に、剪断歪みを低減する緩衝層２１が配置されて引張弾性率（剛性）が徐々に変化するので、緩衝層２１が配置されていない場合に比較してカーカスプライ１４のコーティングゴム１３Ｂに生ずる剪断歪みを低減することができる。これにより、剪断歪みに起因するカーカスプライ１４のコーティングゴム１３Ｂの剥離（コーティングゴム１３Ｂに亀裂が生ずるため）を抑制することができる。
【００４７】
本実施形態の空気入りタイヤ１０では、緩衝層２１をゴムで形成しているので、緩衝層２１とカーカスプライ１４のコーティングゴム１３Ｂとがゴム同士の接合となり、緩衝層２１とコーティングゴム１３Ｂとの接合強度を高めることができる。
【００４８】
なお、緩衝層２１を樹脂材料で形成した場合には、緩衝層２１とビードコア１２の被覆層１２Ａとの接合、及び緩衝層２１とビードフィラー１８との接合が樹脂同士の接合となり、緩衝層２１とビードコア１２の被覆層１２Ａとの接合強度、及び緩衝層２１とビードフィラー１８との接合強度を高めることができる。
【００４９】
［その他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【００５０】
緩衝層２１は、単一の材料から形成することに限らず、引張弾性率の異なる材料からなる複数の層を有していてもよい。この場合、引張弾性率が、コーティングゴム１３Ｂからビードフィラー１８を形成する材料、又はビードコア１２の被覆層１２Ａを形成する材料に向けて引張弾性率が徐々に高くなるように、コーティングゴム１３Ｂ側の層の弾性率を、ビードフィラー１８を形成する材料、又はビードコア１２の被覆層１２Ａを形成する材料側の層の弾性率よりも低く設定することが好ましい。
【００５１】
上記実施形態のビードフィラー１８は、樹脂材料で形成されていたが、ゴム材料で形成されていてもよい。また、上記本実施形態のビードコア１２は、被覆層１２Ａが被覆用樹脂材料で形成されていたが、ゴム材料で形成されていてもよい
【００５２】
なお、本発明の構造は、サイド部を補強ゴムで補強したランフラット空気入りタイヤにも適用でき、乗用車用以外の車に装着する空気入りタイヤにも適用できる。
【符号の説明】
【００５３】
１０…空気入りタイヤ、１２…ビードコア、１３Ａ…コード、１３Ｂ…コーティングゴム、１６…カーカス、１８…ビードフィラー、２１…緩衝層
【図１】
0006989223.tif 000002
【図２】
0006989223.tif 000003
【図３】
0006989223.tif 000004