JP2007161026A - Pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ベルト層を改善することにより、優れた高速耐久性を確保しながら軽量化を達成しうる空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a pneumatic tire that can achieve weight reduction while ensuring excellent high-speed durability by improving a belt layer.
ラジアルタイヤでは、図5に示すように、トレッド部aを補強し優れた操縦安定性及び耐久性を確保するために、タイヤの骨格をなすカーカスbの半径方向外側に、強靱なベルト層cを形成している。このベルト層cは、通常、スチールコードをタイヤ周方向に対して例えば15〜30°の角度で傾斜配列させた2枚のカットエンドのベルトプライc1,c2からなり、ベルトプライc1,c2を、各スチールコードがプライ間相互で交差するように傾斜の向きを違えて重置することによりベルト剛性を高め補強効果を向上させている。 In the radial tire, as shown in FIG. 5, in order to reinforce the tread portion a and ensure excellent steering stability and durability, a tough belt layer c is formed on the outer side in the radial direction of the carcass b that forms the skeleton of the tire. Forming. The belt layer c is usually composed of two cut-end belt plies c1 and c2 in which steel cords are inclined and arranged at an angle of, for example, 15 to 30 ° with respect to the tire circumferential direction. By placing the steel cords with different inclination directions so that the steel cords cross each other between the plies, the belt rigidity is increased and the reinforcing effect is improved.
しかしこのようなカットエンドのベルトプライc1,c2では、その外端部ceで各スチールコードが切断されて途切れるため、タイヤへの拘束力が弱くなる。そのため高速走行する際、遠心力によってトレッドショルダー部shが半径方向外方に迫り出す所謂リフティングが発生し、その結果、トレッドショルダー部shで歪と発熱が高まり、ベルト層cの前記外端部ceにおいてコードルースを誘発させるなど高速耐久性能を低下させる。 However, in such cut-end belt plies c1 and c2, the steel cords are cut and cut off at the outer end portions ce, so that the restraining force on the tire is weakened. Therefore, when traveling at high speed, so-called lifting occurs in which the tread shoulder portion sh is pushed outward in the radial direction by centrifugal force. As a result, distortion and heat generation increase in the tread shoulder portion sh, and the outer end ce of the belt layer c is increased. Reduces high-speed endurance performance such as inducing cord looseness.
そこで、例えば最高速度表記がHレンジ以上のタイヤにおいては、従来、前記ベルト層cの半径方向外側に、ナイロン等のバンドコードを周方向に螺旋巻きしたタガ効果の高いジョイントレスのバンドプライdを設け、ベルト層cの外端部ceでの拘束力を高めて前記リフティングを抑制している。(例えば特許文献1など参照)。 Therefore, for example, in a tire having a maximum speed notation of the H range or higher, conventionally, a jointless band ply d having a high tagging effect in which a band cord such as nylon is spirally wound in the circumferential direction on the outer side in the radial direction of the belt layer c. And restraining the lifting by increasing the binding force at the outer end ce of the belt layer c. (See, for example, Patent Document 1).
しかし、このようなバンドプライの形成は、タイヤ重量の増加によって燃費性を低下させるとともに、生産性の低下、コストの上昇などを招くという問題がある。 However, the formation of such a band ply has a problem that fuel efficiency is lowered due to an increase in tire weight, and productivity and cost are increased.
そこで本発明は、ベルト層を、スチールコードを螺旋巻きしたジョイントレスプライからなる半径方向内側のベルトプライと、スチールコードを傾斜配列させたカットエンドプライからなる半径方向外側のベルトプライとの2枚構造とすることを基本として、バンドプライを設けることなくリフティングを抑制でき、優れた高速耐久性、及び操縦安定性を確保しつつ、軽量化を達成しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。 Therefore, in the present invention, two belt layers, a radially inner belt ply composed of a jointless ply in which a steel cord is spirally wound, and a radially outer belt ply composed of a cut end ply in which steel cords are inclined are arranged. For the purpose of providing a pneumatic tire that can suppress lifting without providing a band ply, and can achieve weight reduction while ensuring excellent high-speed durability and steering stability, based on the structure. Yes.
前記目的を達成するために、本願請求項1の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの半径方向外側に配されるベルト層とを具える空気入りタイヤであって、
前記ベルト層は、半径方向内側に配される内のベルトプライと、その半径方向外側に重置される外のベルトプライとからなり、
しかも前記内のベルトプライを、スチールコードをタイヤ周方向に対して5°以下の角度θiで螺旋状に巻回したジョイントレスプライとするとともに、前記外のベルトプライを、スチールコードをタイヤ周方向に対して10〜70°の角度θoで傾斜配列したカットエンドプライとしたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 of the present application is arranged on the carcass extending from the tread portion through the sidewall portion to the bead core of the bead portion, on the inner side of the tread portion and on the radially outer side of the carcass. A pneumatic tire comprising a belt layer,
The belt layer is composed of an inner belt ply arranged on the inner side in the radial direction and an outer belt ply placed on the outer side in the radial direction,
In addition, the inner belt ply is a jointless ply in which a steel cord is spirally wound at an angle θi of 5 ° or less with respect to the tire circumferential direction, and the outer belt ply is connected to the steel cord in the tire circumferential direction. The cut end ply is arranged at an angle θo of 10 to 70 ° with respect to the angle.
又請求項2の発明では、前記内のベルトプライのタイヤ軸方向のプライ巾Wiは、前記トレッド部の接地巾TWの80〜120%の範囲、しかも前記外のベルトプライのタイヤ軸方向のプライ巾Woは、前記プライ巾Wiの50〜100%の範囲としたことを特徴としている。
又請求項3の発明では、前記ベルト層の半径方向外側に、タイヤコードを用いたコード補強層が配されないことを特徴としている。
In the invention of
The invention of claim 3 is characterized in that a cord reinforcing layer using a tire cord is not disposed on the outer side in the radial direction of the belt layer.
前記「接地巾TW」とは、正規リムにリム組しかつ正規内圧を充填した正規内圧状態のタイヤに正規荷重を付加して平面に接地させたときに接地するトレッド接地領域の外端(接地端という)間のタイヤ軸方向の巾を意味する。また前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばJATMAであれば標準リム、TRAであれば "Design Rim" 、或いはETRTOであれば "Measuring Rim"を意味する。また前記「正規内圧」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMAであれば最高空気圧、TRAであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "INFLATION PRESSURE" を意味するが、乗用車用タイヤの場合には180kPaとする。又前記「正規荷重」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、JATMAであれば最大負荷能力、TRAであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "LOAD CAPACITY"に0.88を乗じた荷重を意味する。 The “grounding width TW” is the outer end of the tread grounding region (grounding) that is grounded when a normal load is applied to a tire in a normal internal pressure state that is assembled with a normal rim and filled with a normal internal pressure and is grounded on a flat surface. It means the width in the tire axial direction between the ends. The “regular rim” is a rim determined for each tire in the standard system including the standard on which the tire is based, for example, a standard rim for JATMA, “Design Rim” for TRA, or ETRTO means "Measuring Rim". The “regular internal pressure” is the air pressure determined by the standard for each tire. The maximum air pressure for JATMA, the maximum value described in the table “TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES” for TRA, In the case of ETRTO, it means “INFLATION PRESSURE”, but in the case of passenger tires, it is 180 kPa. The “regular load” is the load specified by the standard for each tire. The maximum load capacity shown in the table “TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES” is the maximum load capacity for JATMA and TRA for TRA. In the case of ETRTO, it means a load obtained by multiplying "LOAD CAPACITY" by 0.88.
又本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法等は、前記正規内圧状態で特定される値とする。 In the present specification, unless otherwise specified, the dimensions and the like of each part of the tire are values specified in the normal internal pressure state.
本発明は叙上の如く構成しているため、バンドプライ等のコード補強層を設けることなく高速走行に伴うリフティングを抑制でき、優れた高速耐久性、及び操縦安定性を確保しつつ、軽量化を達成することができる。又生産性の向上、コストの低減などにも大きく貢献できる。 Since the present invention is configured as described above, it is possible to suppress lifting associated with high-speed running without providing a cord reinforcement layer such as a band ply, and while maintaining excellent high-speed durability and steering stability, the weight is reduced. Can be achieved. In addition, it can greatly contribute to productivity improvement and cost reduction.
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図1は、本発明の空気入りタイヤが、最高速度表記がHレンジ以上の乗用車用タイヤでる場合を例示する正規内圧状態における断面図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view in a normal internal pressure state illustrating a case where the pneumatic tire of the present invention is a tire for a passenger car having a maximum speed notation of the H range or higher.
図1において、空気入りタイヤ1は、トレッド部2からサイドウォール部3をへてビード部4のビードコア5に至るカーカス6と、トレッド部2の内方かつ前記カーカス6の半径方向外側に配されるベルト層7とを、具える。なおベルト層7の半径方向外側には、タイヤコードを用いたコード補強層(例えば従来的なバンドプライなど)は、形成されていない。
In FIG. 1, a pneumatic tire 1 is disposed on a
前記カーカス6は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば65〜90°の角度で配列した1枚以上、本例では1枚のカーカスプライ6Aから形成される。カーカスコードとしては、ナイロン、ポリエステル、レーヨンなどの有機繊維コードが、軽量化の観点から好適に採用される。このカーカスプライ6Aは、前記ビードコア5、5間を跨るプライ本体部6aの両端に、前記ビードコア5の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部6bを一連に具える。そして、該プライ本体部6aとプライ折返し部6bとの間には、前記ビードコア5から半径方向外方に向かって先細状にのびるビード補強用のビードエーペックスゴム8を配設している。
The
本例では、カーカス6は、前記プライ折返し部6bのビードベースラインBLからの半径方向高さh0を、ビードエーペックスゴム8の半径方向高さh1よりも大とした所謂ハイターンアップ構造なし、これによってタイヤ横剛性を高めている。前記ビードエーペックスゴム8の前記高さh1は、特に規制されないが、従来的なタイヤと同様、タイヤ断面高さHの25%〜40%の範囲が好ましく、又プライ折返し部6bは、その高さh0が前記エーペックス高さh1より大であれば、タイヤ最大巾位置Pmよりも半径方向内側、外側、或いは本例の如くタイヤ最大巾位置Pmの近傍で終端することもできる。なお、前記「ビードベースラインBL」とは、タイヤが基づく規格で定められるリム径位置を通るタイヤ軸方向線を意味する。
In this example, the
次に、前記ベルト層7は、半径方向内側に配される内のベルトプライ7Aと、その外側に重置される外のベルトプライ7Bとの2枚構造をなし、各ベルトプライ7A、7Bはタイヤ赤道Cを中心として配置される。
Next, the
そして前記内のベルトプライ7Aとして、図3に示すように、スチールコード10A(ベルトコード)をタイヤ周方向に対して5°以下の角度θiで螺旋状に巻回したジョイントレスプライ11で形成している。このジョイントレスプライ11は、具体的には、1本ないし複数本(本例では複数本)のスチールコード10Aをトッピングゴムで被覆した小幅のストリップ13(図4に示す)を用い、このストリップ13を螺旋状に順次巻き付けることにより形成される。該ストリップ13を螺旋状に巻き付ける態様としては、例えばストリップ13の側縁が互いに接する態様、オーバラップする態様、或いは離間させる態様のいずれでも良いが、均一性や拘束力の観点から接する態様が好ましい。
As shown in FIG. 3, the
これに対して、前記外のベルトプライ7Bとしては、スチールコード10B(ベルトコード)をタイヤ周方向に対して10〜60°の角度θoで傾斜配列したカットエンドプライ12で形成される。なお前記内のベルトプライ7Aのタイヤ軸方向のプライ巾Wiは、前記外のベルトプライ7Bのタイヤ軸方向のプライ巾Wo以上であり、従って、このプライ巾Wiがベルト最大巾Wmax をなす。
On the other hand, the
このようなベルト層7は、各スチールコード10A、10Bが(θo−θi)又は(θo+θi)の角度αで互いに交差するため、カーカスコードと協動して強固なトラス構造を形成でき、ベルト剛性を高め、タガ効果を有してトレッド部2を補強する。その結果、十分なコーナリングフォースを発生でき、優れた操縦安定性を発揮しうる。しかも、ベルト最大巾Wmax をなす内のベルトプライ7Aがジョイントレスプライ11で形成されているため、ベルト層7の外端部7eにおいてもタイヤへの拘束力を高く発揮することができる。そのため、リフティングを効果的に抑制でき、バンドプライなどのコード補強層を有する従来的なタイヤと同レベルもしくはそれ以上の高レベルまで高速耐久性を向上させうる。
Such a
前記内のベルトプライ7Aのプライ巾Wiは、前記トレッド部2の接地巾TWの80〜120%の範囲、かつ前記外のベルトプライのプライ巾Woは、前記プライ巾Wiの50〜100%の範囲であるのが好ましい。前記プライ巾Wiが接地巾TWの80%未満では、トレッドショルダ部でのリフティングを十分に抑制できず、逆に120%を超えると、内のベルトプライ7Aのプライ端がタイヤ外側面に近づきすぎてプライ端での歪みが増加し、損傷を招く。又前記プライ巾Woがプライ巾Wiの50%未満では、トラス構造の形成領域が狭くなりすぎて、十分なコーナリングフォースが発生できず操縦安定性を減じる傾向となり、しかもベルト層7の外端部7eでの拘束力が減じて高速耐久性に不利となる。又逆に100%を超えると、外のベルトプライ7Aのプライ端で途切れる各スチールコード10Bのカットエンドに応力が集中して損傷しやすくなり、しかも軽量化や乗り心地性に不利を招く。このような観点から、前記プライ巾Woの下限値は、前記プライ巾Wiの60%以上が望ましく、又上限値は、90%以下が望ましい。
The ply width Wi of the
又前記外のベルトプライ7Bのコード角度θoが、10°より小さいと、ベルト剛性が過大となって乗り心地性の低下を招き、逆に70°を超えると、ベルト剛性が過小となりコーナリングフォースが減じるなど操縦安定性の低下を招く。このような観点から前記コード角度θoの下限値は20°以上が望ましく、又上限値は、60°以下が望ましい。
If the cord angle θo of the
なお2枚のカットエンドプライで形成した従来的なベルト層では、ベルト端での応力集中を避けるために、各カットエンドプライのプライ巾が相違し、従ってタイヤ形成時には、異なる巾の2種類のプライ材料がタイヤサイズ毎に必要となる。しかし本実施形態のベルト層7では、内のベルトプライ7Aがジョイントレスプライ11で形成されるため、そのプライ巾を前記ストリップ13の巻回数によって自在に調整できる。従って、タイヤ生産時の中間在庫となるプライ材料の種類を半減でき、バンドプライなどを具えない最高速度表記のレンジが低いタイヤと比較しても、生産性の向上及びコストダウンを達成できる。
In the conventional belt layer formed with two cut end plies, the ply width of each cut end ply is different in order to avoid stress concentration at the belt end. A ply material is required for each tire size. However, in the
又前記ベルト層7では、タイヤの種類、サイズ、要求特性に応じて、スチールコード10A,10Bのコード構成(材質、撚り構造、太さ等を含む)、コード打ち込み密度などをベルトプライ7A,7B毎に設定することができる。
In the
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。 As mentioned above, although especially preferable embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to embodiment of illustration, It can deform | transform and implement in a various aspect.
タイヤサイズが195/65R15 91Hのタイヤを、表1の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤの重量、コーナリングフォース、乗り心地性、高速耐久性を評価した。なおベルト層及びバンド層以外の仕様は実質的に同一である。 A tire having a tire size of 195 / 65R15 91H was prototyped based on the specifications in Table 1, and the weight, cornering force, riding comfort, and high-speed durability of each sample tire were evaluated. The specifications other than the belt layer and the band layer are substantially the same.
ベルトプライがカットエンドプライ(表中CEPと表記)の場合、コード構成はスチール(2+2/0.23)、コード打ち込み密度は38本/5cmであり、ジョイントレスプライ(表中JLPと表記)の場合、コード構成はスチール(3×3/0.20)、コード打ち込み密度は30本/5cmである。
又バンド層は、バンドコード(ナイロン1400dtex/2)を螺旋巻きしたジョイントレスプライからなり、ベルト層の全巾を覆うものをフルバンドプライ(表中FBと表記)、ベルト層の外端部のみを覆うものをエッジバンドプライ(表中EBと表記)と記載した。
When the belt ply is a cut end ply (indicated as CEP in the table), the cord configuration is steel (2 + 2 / 0.23), the cord driving density is 38 pieces / 5 cm, and the jointless ply (indicated as JLP in the table) In this case, the cord configuration is steel (3 × 3 / 0.20), and the cord driving density is 30 pieces / 5 cm.
The band layer consists of a jointless ply in which a band cord (nylon 1400 dtex / 2) is spirally wound. The band layer that covers the entire width of the belt layer is a full band ply (indicated as FB in the table), and only the outer end of the belt layer. What covered the cover was described as an edge band ply (denoted as EB in the table).
(1)タイヤ質量;
タイヤ1本当たりの質量を測定し、比較例1を100とする指数で表示している。指数の小さい方が軽量である。
(2)コーナリングフォース(CF);
室内試験器を用い、リム(15×6JJ)、内圧(200kPa)、スリップ角(4°)、縦荷重(4.35kN)の条件にて測定し、比較例1を100とする指数で表示している。指数の大きい方がコーナリングフォースが大きく操縦安定性に優れている。
(3)乗り心地性;
試供タイヤを、リム(15×6JJ)、内圧(200kPa)にて国産FF乗用車(排気量2000cc)の全輪に装着し、アスファルトのタイヤテストコースを走行し、ドライバーの官能評価により比較例1を6.0とする指数によって比較した。数値が大きいほど優れている。
(4)高速耐久性;
ドラム走行試験機を用い、リム(15×6JJ)、内圧(190kPa)、荷重(6.96kN)、速度(160km/H)の条件にて走行させ、損傷するまでの走行時間を比較例1を100とする指数によって比較した。数値が大きいほど優れている。
(1) Tire mass;
The mass per tire was measured and displayed as an index with Comparative Example 1 taken as 100. The smaller the index, the lighter.
(2) Cornering force (CF);
Measured under the conditions of rim (15 × 6JJ), internal pressure (200 kPa), slip angle (4 °), longitudinal load (4.35 kPa) using an indoor tester. ing. The larger the index, the greater the cornering force and the better the steering stability.
(3) Ride comfort;
A sample tire is mounted on all wheels of a domestic FF passenger car (displacement 2000 cc) with a rim (15 × 6JJ) and internal pressure (200 kPa), and runs on an asphalt tire test course. Comparison was made with an index of 6.0. The higher the number, the better.
(4) High speed durability;
Using the drum running test machine, the running time until damage was caused by running under the conditions of rim (15 × 6JJ), internal pressure (190 kPa), load (6.96 kN), speed (160 km / H). Comparison was made with an index of 100. The higher the number, the better.
表の如く、実施例のタイヤは、バンドプライを排除し軽量化を図った場合にも、バンドプライを有するタイヤと同レベルもしくはそれ以上の高レベルまで高速耐久性を向上しうるのが確認できる。又プライ巾Wo、Wi、及びコード角度θoにより、操縦安定性及び乗り心地性を調整しうるのが確認できる。 As shown in the table, it can be confirmed that the tires of the examples can improve the high-speed durability to the same level as or higher than the tire having the band ply even when the band ply is eliminated and the weight is reduced. . Further, it can be confirmed that the steering stability and the ride comfort can be adjusted by the ply widths Wo and Wi and the cord angle θo.
2 トレッド部
3 サイドウォール部
4 ビード部
5 ビードコア
6 カーカス
7 ベルト層
7A 内のベルトプライ
7B 外のベルトプライ
10A,10B スチールコード
11 ジョイントレスプライ
12 カットエンドプライ
2 Tread portion 3 Side wall portion 4
Claims (3)
前記ベルト層は、半径方向内側に配される内のベルトプライと、その半径方向外側に重置される外のベルトプライとからなり、
しかも前記内のベルトプライを、スチールコードをタイヤ周方向に対して5°以下の角度θiで螺旋状に巻回したジョイントレスプライとするとともに、前記外のベルトプライを、スチールコードをタイヤ周方向に対して10〜70°の角度θoで傾斜配列したカットエンドプライとしたことを特徴とする空気入りタイヤ。 A pneumatic tire comprising a carcass extending from a tread portion through a sidewall portion to a bead core of a bead portion, and a belt layer disposed inward of the tread portion and radially outward of the carcass,
The belt layer is composed of an inner belt ply arranged on the inner side in the radial direction and an outer belt ply placed on the outer side in the radial direction,
In addition, the inner belt ply is a jointless ply in which a steel cord is spirally wound at an angle θi of 5 ° or less with respect to the tire circumferential direction, and the outer belt ply is connected to the steel cord in the tire circumferential direction. A pneumatic tire characterized in that it is a cut end ply that is inclined and arranged at an angle θo of 10 to 70 °.
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