JP2010247701A - Pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トレッド部の突起入力に対する破壊耐久性を改良した空気入りタイヤ、特には重荷重用タイヤに関するものである。 The present invention relates to a pneumatic tire, particularly a heavy-duty tire, with improved fracture durability against protrusion input in a tread portion.
近年、環境問題に配慮するために車両の燃費の向上を目的とした研究が種々行われるようになってきたことに伴って、タイヤについても軽量化するための検討が行われている。その結果として開発されたのが、カーカスが、折返し端をカーカスとベルト間に配置する、いわゆるエンベロープ構造を有する空気入りタイヤである(特許文献1参照)。
カーカスがエンベロープ構造を有することによって、カーカスを構成するプライの枚数の低減が図れるとともに、プライ枚数の低減によって不足しがちなタイヤ剛性を補強することができる。特に、扁平タイヤにおいて、カーカスの折返し端がタイヤのサイドウォール部に存在すると、当該折返し端がゴムから剥離(いわゆるセパレーション)するため、これを避けるためにエンベロープ構造とする必要性が高い。
In recent years, in order to consider environmental problems, various studies aimed at improving the fuel efficiency of vehicles have been conducted, and studies for reducing the weight of tires are also being conducted. As a result, a carcass is a pneumatic tire having a so-called envelope structure in which a folded end is disposed between a carcass and a belt (see Patent Document 1).
Since the carcass has an envelope structure, the number of plies constituting the carcass can be reduced, and the tire rigidity that tends to be insufficient can be reinforced by reducing the number of plies. In particular, in a flat tire, when the folded end of the carcass is present in the sidewall portion of the tire, the folded end is peeled off from the rubber (so-called separation).
また、空気入りタイヤは、走行時に路面の凹凸を乗り越す際の衝撃に耐えうる構造でなければならず、そのために、トレッド部を強化する必要がある。特に、重量の重い車両に装着されることが想定されるレインフォース(REINFORCE)、XL(EXTRA LOAD)対応タイヤについては、高い耐久性、特に高い耐突起性(突起破壊耐久性)が求められる。具体的には、XL対応タイヤでは、耐突起性を表す指標であるプランジャーエネルギー(後述する)は通常の2倍が要求される。
トレッド部を強化して、トレッド部の突起入力に対する破壊耐久性を向上するための従来技術として、カーカス、ベルト、キャップなどのトリート部材の強力を向上させることが挙げられる。具体的に、トリート部材の強力を向上させるためには、トリート部材のコード強力の増加、コードの打ち込み数(密度)の増加、トリートの枚数の増加といった手法がとられてきた。
In addition, the pneumatic tire must have a structure that can withstand an impact when overcoming road surface irregularities during traveling, and therefore, the tread portion needs to be strengthened. In particular, high durability, particularly high protrusion resistance (protrusion destruction durability) is required for tires compatible with REINFORCE and XL (EXTRA LOAD) that are assumed to be mounted on heavy vehicles. Specifically, in XL tires, plunger energy (which will be described later), which is an index representing protrusion resistance, is required to be twice that of a normal tire.
As a conventional technique for strengthening the tread portion and improving the fracture durability against protrusion input of the tread portion, there is an improvement in the strength of a treat member such as a carcass, a belt, or a cap. Specifically, in order to improve the strength of the treat member, methods such as increasing the cord strength of the treat member, increasing the number of cords to be driven (density), and increasing the number of treats have been taken.
しかし、トリート部材の強力を向上させるための上記の方法はいずれも、タイヤ重量の増加を招くため、上述した環境問題に対しては不利である。また、上記の方法を用いると、タイヤの基本性能に与える影響も大きくなるという憂いがある。
そこで、本発明の目的は、タイヤの軽量化を達成するとともに、トレッド部の突起入力に対する破壊耐久性を改良した空気入りタイヤを提供することにある。
However, any of the above-described methods for improving the strength of the treat member causes an increase in the tire weight, which is disadvantageous for the environmental problems described above. Moreover, when the above method is used, there is a concern that the influence on the basic performance of the tire is increased.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pneumatic tire that achieves weight reduction of the tire and has improved fracture durability against protrusion input of the tread portion.
本発明の要旨は、以下のとおりである。
(1)1対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、このカーカスの径方向外側に、少なくとも2層のベルトおよびトレッドを具えるタイヤにおいて、
前記カーカスは、前記1対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカス本体部から、前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返されて、前記ベルトと前記カーカス本体部との間まで延びるカーカス折返し部を有し、
前記カーカス折返し部の端末相互間であって、前記ベルトと前記カーカス本体部との間に、補助カーカス層を配置する、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
The gist of the present invention is as follows.
(1) In a tire including a carcass extending in a toroidal shape between a pair of bead cores and having at least two layers of belts and a tread on the outer side in the radial direction of the carcass,
The carcass is folded from the carcass main body portion extending in a toroidal shape between the pair of bead cores, from the inner side to the outer side in the tire width direction around the bead cores, and extends between the belt and the carcass main body portion. Having a carcass folded portion,
An auxiliary carcass layer is disposed between the terminals of the carcass folding portion and between the belt and the carcass main body portion.
A pneumatic tire characterized by that.
(2)前記補助カーカス層を、タイヤ赤道面を含む領域に設けることを特徴とする上記(1)に記載の空気入りタイヤ。 (2) The pneumatic tire according to (1), wherein the auxiliary carcass layer is provided in a region including a tire equatorial plane.
本発明によれば、タイヤの軽量化を達成するとともに、トレッド部の突起入力に対する破壊耐久性を改良した空気入りタイヤを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while achieving weight reduction of a tire, the pneumatic tire which improved the fracture durability with respect to the protrusion input of a tread part can be provided.
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
図1に本発明の空気入りタイヤの幅方向断面図を示す。本発明のタイヤ1は、1対のビードコア2間でトロイド状に延びる1層のカーカス3を骨格とし、このカーカス3の径方向外側に、複数本のコードをゴムで被覆したベルト層の少なくとも2層、図示例で第1ベルト層4a、第2ベルト層4bの2層からなるベルト4を具え、このベルト4の径方向外側にトレッド5を配置してなる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a cross-sectional view in the width direction of the pneumatic tire of the present invention. The tire 1 of the present invention has at least two belt layers in which a single layer of
第1ベルト層4aおよび第2ベルト層4bは、タイヤ赤道面CLに対して斜めに、かつ層間で互いに交差する向きに延びるコードの多数本をゴムで被覆した傾斜ベルト層である。
なお、図示例では、ベルト4の径方向外側に、タイヤ赤道面CLに沿って延びるコードの多数本をゴムで被覆してなる、ベルト4の幅方向全体を覆う第1ベルト補強層6aと、ベルト端を補強するベルト補強層6bとをさらに具えているが、これらのベルト補強層6a、6bは省略することも可能である。
The
In the illustrated example, the first
カーカス3は、1対のビードコア2間でトロイド状に延びるカーカス本体部3aから、ビードコア2の周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返されて、ベルト4とカーカス本体部との間まで延びるカーカス折返し部3bを有する、いわゆるエンベロープ構造である。このとき、カーカス3の折返し端3Eはベルト4とカーカス本体部3aとの間に位置し、ベルト4とカーカス本体部3aとによって挟持されている。
エンベロープ構造のカーカスは、2プライ構造のカーカスと比較して軽量であり、1プライ・ローターンアップ構造(カーカスの折返し端がビード部に位置する)および1プライ・ハイターンアップ構造(カーカスの折返し端がサイドウォール部に位置する)と比較してカーカス強力が高いという有利な効果がある。また、カーカスの折返し端がタイヤのサイドウォール部に存在しないので、端末のゴム剥離(セパレーション)も回避できる。
The
The carcass of the envelope structure is lighter than the carcass of the two-ply structure, and has a one-ply low turn-up structure (the carcass folding end is located at the bead portion) and a one-ply high turn-up structure (carcass folding) There is an advantageous effect that the carcass strength is high as compared with the case where the end is located in the sidewall portion. Further, since the folded end of the carcass does not exist on the sidewall portion of the tire, rubber peeling (separation) of the terminal can be avoided.
ここで、トレッドセンター部であって、ベルト4とカーカス本体部3aとの間に、補助カーカス層7を配置することが肝要である。以下にこの理由を説明する。
Here, it is important to dispose the auxiliary carcass layer 7 between the
さて、空気入りタイヤが凹凸路面における突起を乗り越す際の破壊エネルギーを測定する試験として、プランジャーエネルギー試験があり、本発明者らはプランジャーエネルギー試験によって、トレッド部の突起入力に対する破壊耐久性を検討した。
プランジャーエネルギー試験は、JIS D4230に準拠したものであり、タイヤ赤道面に沿ってプランジャーを押し付けていったときのプランジャーを押し付ける荷重と変位とを掛け合わせた値である、プランジャーエネルギー(PE)を測定する試験である。通常、プランジャーを押し付けていくと、まず、強力が劣るカーカスコードが破断し、その後、ベルトのコードが破断する結果、プランジャーがトレッド面を突き破り、空気入りタイヤの破壊に至る。
Now, there is a plunger energy test as a test for measuring the fracture energy when a pneumatic tire rides over a projection on an uneven road surface, and the present inventors have determined the fracture durability against projection input of the tread portion by the plunger energy test. investigated.
The plunger energy test is based on JIS D4230, and is obtained by multiplying the plunger pressing load and the displacement when the plunger is pressed along the tire equator plane. PE) is a test for measuring. Normally, when the plunger is pressed, the carcass cord having poor strength is first broken, and then the cord of the belt is broken. As a result, the plunger breaks through the tread surface, leading to destruction of the pneumatic tire.
本発明者らは、有限要素法(FEM)を用いて、プランジャー試験時の各トリート部材の張力負担を計算し、ベルト、カーカス、キャップ(ベルト補強層)の順に張力負担が大きいことを知見した。従って、カーカスを強化することによって、ベルトへの負荷が減り、プランジャーエネルギーを上昇させることが可能となると考えた。しかし、カーカスを強化するためにカーカスを2層から構成(2プライ化)すると、タイヤ重量が大幅に増加するため、突起入力が大きいトレッドセンター部にのみカーカスを補強するのが有効であることに想到した。 The present inventors use the finite element method (FEM) to calculate the tension load of each treat member during the plunger test, and find that the tension load increases in the order of belt, carcass, and cap (belt reinforcement layer). did. Therefore, it was considered that by strengthening the carcass, the load on the belt is reduced and the plunger energy can be increased. However, if the carcass is composed of two layers in order to reinforce the carcass (two plies), the tire weight increases significantly, so it is effective to reinforce the carcass only in the tread center portion where the projection input is large. I came up with it.
このように、本発明では、ベルト4とカーカス本体部3aとの間であって、タイヤ赤道面CLを含むセンター領域にのみ、補助カーカス層7を配置することにより、タイヤ重量の増加を最小限に抑えながら、センター領域の強力を増加させて、プランジャーエネルギーの値を上昇させることを可能とした。
なお、補助カーカス層7のコードは、カーカス3のコードと同様に、タイヤ赤道面CL方向に直交する方向(傾斜角度90°±10°を含む)に延在する。また、補助カーカス層7のコードのコード種と打ち込み数も、カーカス3に準拠するものである。
As described above, in the present invention, the auxiliary carcass layer 7 is disposed only in the center region between the
The cord of the auxiliary carcass layer 7 extends in a direction (including an inclination angle of 90 ° ± 10 °) orthogonal to the tire equatorial plane CL direction, similarly to the cord of the
補助カーカス層7は、タイヤ赤道面CLを含む領域であって、カーカス折返し部3bの折返し端3E同士の間に、折返し端3Eに接触しないように設けることが好適である。
なぜなら、補助カーカス層7のプライ端と折返し端3Eとが接触すると、セパレーションを誘発するおそれがあるためである。
The auxiliary carcass layer 7 is a region including the tire equatorial plane CL, and is preferably provided between the folded
This is because if the ply end of the auxiliary carcass layer 7 and the folded
また、補助カーカス層7の幅Wは、タイヤ赤道面CLを中心に、40mm〜80mmとすることが好適である。すなわち、補助カーカス層7の幅Wが40mm未満であると、補助カーカス層7がプランジャーの入力を負担する効果が十分ではないおそれがあり、一方、幅Wが80mm超であると、補助カーカス層7のプライ端と折返し端3Eとが近接することとなり、セパレーションを誘発するおそれがあるためである。
なお、折返し端3Eは、ベルト4の端部よりタイヤ幅方向内側に位置するが、折返し端3Eが、補助カーカス層7のプライ端と近接しない範囲にすることが好ましい。なぜなら、近接すると、セパレーションを誘発するおそれがあるためである。
The width W of the auxiliary carcass layer 7 is preferably 40 mm to 80 mm with the tire equatorial plane CL as the center. That is, if the width W of the auxiliary carcass layer 7 is less than 40 mm, the auxiliary carcass layer 7 may not be sufficiently effective to bear the input of the plunger, while if the width W exceeds 80 mm, the auxiliary carcass layer 7 This is because the ply end of the layer 7 and the folded
The folded
補助カーカス層7の幅Wは、タイヤサイズやトレッドパターンに合わせて設定する必要があり、図1に示すように、トレッド5に4本の周方向溝8を設けている場合、これらの周方向溝8と補助カーカス層7の端部とが、タイヤ径方向に重ならないことが好適である。
The width W of the auxiliary carcass layer 7 needs to be set in accordance with the tire size and the tread pattern. As shown in FIG. 1, when the four
本発明の空気入りタイヤおよび比較例の空気入りタイヤを、後述する仕様のもとに試作し、プランジャーエネルギー(PE)試験に供した。 The pneumatic tire of the present invention and the pneumatic tire of the comparative example were prototyped under the specifications described later, and subjected to a plunger energy (PE) test.
発明例タイヤは、図1に示すように、1層のエンベロープ構造のカーカスを有し、補助カーカス層を設けている。
比較例タイヤ1は、発明例タイヤから補助カーカス層を除いた点以外は、発明例タイヤと同一である。
比較例タイヤ2は、2プライ構造を有する。
比較例タイヤ3は、ベルトコード種がSO191の点以外は、比較例タイヤ1と同一である。
As shown in FIG. 1, the invention example tire has a single-layer envelope structure carcass and is provided with an auxiliary carcass layer.
The comparative example tire 1 is the same as the example tire except that the auxiliary carcass layer is removed from the example tire.
The
The
各供試タイヤは、カーカスが2052、ベルトがSO103(比較例タイヤ3のみSO191、キャップ(ベルト補強層)が7044である。
また、補助カーカス層の仕様はカーカスの仕様と同一である。
さらに、1P−Eとはカーカスが1層のエンベロープ構造であること、2Pとはカーカスが2プライ構造であること、を意味する。
表1のタイヤ重量は、比較例タイヤ1を基準として、比較例タイヤ1からの増加量および増加率を示している。
Each of the test tires has a carcass of 2052, a belt of SO103 (only
The specifications of the auxiliary carcass layer are the same as the specifications of the carcass.
Further, 1P-E means that the carcass has a one-layer envelope structure, and 2P means that the carcass has a two-ply structure.
The tire weights in Table 1 indicate the amount of increase and the rate of increase from the comparative tire 1 with the comparative tire 1 as a reference.
各供試タイヤ(タイヤサイズ215/45R17)をリムに組み付けてタイヤ車輪とし、正規内圧を与えた後、プランジャーエネルギー試験(JIS D4230準拠)を行った。その結果を表1に示す。
なお、「正規内圧」とは、社団法人日本自動車タイヤ協会が2007年度に発行したJATMA YEAR BOOKにおいて定められた、適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力に対応する空気圧を指す。
Each test tire (tire size 215 / 45R17) was assembled to a rim to form a tire wheel, and after applying normal internal pressure, a plunger energy test (conforming to JIS D4230) was performed. The results are shown in Table 1.
The “regular internal pressure” refers to the air pressure corresponding to the maximum load capacity in the applicable size / ply rating, which is defined in JATMA YEAR BOOK issued in 2007 by the Japan Automobile Tire Association.
表1より、本発明タイヤでは、比較例タイヤ1と比較して、わずかなタイヤ重量の増加で、プランジャーエネルギーが大きく増加していることが分かる。
なお、比較例タイヤ1と比較例タイヤ3とにより、ベルトコード種を変更すると、タイヤ重量は160g増加するが、プランジャーエネルギーは690Jとほとんど増加しないことが分かる。
本発明によれば、エンベロープ構造のカーカスを用いることによりタイヤの軽量化を達成するとともに、補助カーカス層を設けることによりトレッド部の突起入力に対する破壊耐久性を改良した空気入りタイヤを提供することが可能となった。
As can be seen from Table 1, in the tire of the present invention, the plunger energy is greatly increased with a slight increase in the tire weight as compared with the comparative tire 1.
When the belt cord type is changed between the comparative example tire 1 and the
According to the present invention, it is possible to provide a pneumatic tire that achieves weight reduction of the tire by using a carcass having an envelope structure and that has improved fracture durability against protrusion input of the tread portion by providing an auxiliary carcass layer. It has become possible.
1 空気入りタイヤ
2 ビードコア
3 カーカス
4 ベルト
4a 第1ベルト層
4b 第2ベルト層
5 トレッド
6a 第1ベルト補強層
6b 第2ベルト補強層
7 補助カーカス層
8 周方向溝
10 プランジャー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記カーカスは、前記1対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカス本体部から、前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返されて、前記ベルトと前記カーカス本体部との間まで延びるカーカス折返し部を有し、
前記カーカス折返し部の端末相互間であって、前記ベルトと前記カーカス本体部との間に、補助カーカス層を配置する、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。 In a tire having a carcass extending in a toroidal shape between a pair of bead cores and having at least two layers of belts and a tread outside in the radial direction of the carcass,
The carcass is folded from the carcass main body portion extending in a toroidal shape between the pair of bead cores, from the inner side to the outer side in the tire width direction around the bead cores, and extends between the belt and the carcass main body portion. Having a carcass folded portion,
An auxiliary carcass layer is disposed between the terminals of the carcass folding portion and between the belt and the carcass main body portion.
A pneumatic tire characterized by that.
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2009
- 2009-04-16 JP JP2009100261A patent/JP2010247701A/en not_active Withdrawn
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