JP2011031843A - Pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、乗用車等の一般車両に装着して好適な、軽量でかつ耐久性の優れた空気入りタイヤに関するものである。 The present invention relates to a lightweight and durable pneumatic tire suitable for mounting on a general vehicle such as a passenger car.
近年、地球温暖化をはじめとする環境問題への取り組みが重要視されている。このような動きの中、タイヤについてもより環境負荷の小さい製品の開発が活発に行われている。この環境問題に対応する1つの手段としては、タイヤに使用する材料の量を極力減らすことによる、タイヤの軽量化がある。そのための手段としては、スチール等の密度の大きい材料を備えるベルトの数を減らすことが有効であり、この点に関する先行技術としては、タイヤの赤道に対し一定角度で傾いて延びるコードを配置して構成された第1のベルトと、スパイラル状のコードを配置して構成された第2のベルトとを備えた空気入りタイヤがとりわけ有用であると考えられていた。(例えば特許文献1)。 In recent years, efforts to address environmental issues such as global warming have been emphasized. Under such movement, tires are actively developing products with less environmental impact. One means for addressing this environmental problem is to reduce the weight of the tire by reducing the amount of material used for the tire as much as possible. As a means for that, it is effective to reduce the number of belts having a material with high density such as steel, and the prior art in this regard is to arrange a cord extending at a certain angle with respect to the equator of the tire. A pneumatic tire provided with a constructed first belt and a second belt constructed with a spiral cord disposed has been considered particularly useful. (For example, Patent Document 1).
ところで、空気入りタイヤのさらなる軽量化を進めるためには、例えばベルトに配置したコードを重量の軽いものに変更するか、コードの打ち込み数を減らすことが必要であるところ、一般にはベルトの引張り強度が減少してタイヤの破壊強度を確保することが困難であり、かかる要求に対応した空気入りタイヤはいまだ存在していないのが現状であった。 By the way, in order to further reduce the weight of pneumatic tires, for example, it is necessary to change the cord arranged on the belt to a lighter one or reduce the number of cords to be driven. Generally, the tensile strength of the belt Therefore, it is difficult to ensure the breaking strength of the tire, and there is no pneumatic tire that meets such a demand yet.
本発明の課題は、タイヤの破壊強度を損なうことなしに軽量化を図ることができる、新規な空気入りタイヤを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a novel pneumatic tire that can be reduced in weight without impairing the breaking strength of the tire.
本発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部までトロイダル状に延在させるとともに、ビード部に配置したビードコアの周りでその端部を内側から外側へ巻き返したカーカス層と、このカーカス層の外側に配置されるベルト層を備えた空気入りタイヤにおいて、
前記カーカス層は、タイヤの赤道とほぼ直交するコードを配置した、少なくとも1枚のカーカスプライからなり、前記ベルト層は、タイヤの赤道に対する角度を15°〜75°の範囲で傾斜させた第1のコードを配置した第1のベルトと、この第1のベルトの外側に配置され、タイヤの赤道とほぼ平行に延びる第2のコードを配置した第2のベルトからなり、前記第1のベルトは、前記第2のベルトよりも小さい引張り強度を有することを特徴とするものである。
The present invention extends to the toroidal shape from the tread portion to the bead portion through the sidewall portion, and a carcass layer having its end turned around from the bead core disposed in the bead portion to the outside, and the carcass layer In a pneumatic tire having a belt layer disposed on the outside,
The carcass layer is composed of at least one carcass ply in which a cord that is substantially orthogonal to the tire equator is disposed, and the belt layer is a first inclining an angle with respect to the tire equator in a range of 15 ° to 75 °. And a second belt disposed outside the first belt and extending a second cord extending substantially parallel to the equator of the tire, the first belt comprising: It has a tensile strength smaller than that of the second belt.
上記の構成になるタイヤにおいて、前記第2のベルトの引張り強度は、前記第1のベルトの引張り強度の1.5倍〜4倍であることが望ましい。 In the tire configured as described above, it is preferable that the tensile strength of the second belt is 1.5 to 4 times the tensile strength of the first belt.
タイヤの破壊強度は、タイヤの赤道と平行に働く張力が大きく影響するため、タイヤの赤道と平行に延びる第2のコードを有する第2ベルトによってタイヤの破壊強度を維持し、タイヤの破壊強度にほとんど寄与しない第1のベルトの簡略化(第1のベルトのコード強力の低下やコード打ち込み本数の削減)を行うことで、タイヤの破壊強度を損なうことなしにタイヤの軽量化を図ることができる。 The breaking strength of the tire is greatly influenced by the tension acting in parallel with the equator of the tire. Therefore, the breaking strength of the tire is maintained by the second belt having the second cord extending in parallel with the equator of the tire. By simplifying the first belt that hardly contributes (decreasing the cord strength of the first belt and reducing the number of cords driven), the weight of the tire can be reduced without impairing the breaking strength of the tire. .
第2のベルトは、その引張り強度を第1のベルトの引張り強度の1.5倍〜4倍とすることにより、タイヤのコーナリングパワーやドライ性能を満足させることができるとともに、十分な軽量化とタイヤの破壊強度の確保を図ることが可能となる。 By making the tensile strength of the second belt 1.5 to 4 times that of the first belt, it is possible to satisfy the cornering power and dry performance of the tire and to reduce the weight sufficiently. It becomes possible to secure the breaking strength of the tire.
以下、図面を参照して、本発明をより具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the drawings.
図1は本発明にしたがう空気入りタイヤの実施の形態につき、タイヤ子午線断面をタイヤの半部について示した図であり、図2は図1のX−X矢視図であって、一部を破断させてタイヤ内部の構造を示した図である。 FIG. 1 is a diagram showing a tire meridian cross section of a tire half according to an embodiment of a pneumatic tire according to the present invention, and FIG. 2 is a view taken along the line XX of FIG. It is the figure which made it fracture and showed the structure inside a tire.
図1における1は、タイヤの周方向につながる一対のビード部であり、2は、これらビード部1からそれぞれタイヤのほぼ半径方向外側に向かって延びる一対のサイドウォール部であり、3は、これらサイドウォール部2の延伸端に跨って繋がり、トロイダル形状をなすトレッド部である。
In FIG. 1, 1 is a pair of bead portions connected in the circumferential direction of the tire, 2 is a pair of sidewall portions extending from the
4は、ビード部1に配設した一対のビードコアであり、このビードコア4はタイヤの周方向に延びてリング形状をなしている。
5は、前記一対のビードコア4に跨って繋がるカーカス層であり、このカーカス層5は、それぞれのビードコア4の周りにその端部を内側から外側に向かって巻き返している。カーカス層5は、少なくとも1枚のカーカスプライにて構成されるものであって、図1の例示においては2枚のカーカスプライ5a、5bからなるものとして表示されている。このカーカスプライ5a、5bにはコード5a1、5b1がタイヤの赤道Sに対してほぼ直交して配置されている。ここでほぼ直交とは、具体的にはタイヤの赤道Sに対する角度が85°〜95°の範囲であることを意味するものであって、製造上の誤差を考慮したものである。またコード5a1、5b1は各種選択可能であり、例えばアラミド、ポリエチレン、ナイロン等の有機繊維、ガラス繊維、スチール等から採用される。
6は、前記カーカス層5に対しタイヤの半径方向外側に配置される、ベルト層である。
このベルト層6は、第1のベルト7と、この第1のベルト7に対しタイヤの半径方向外側に配置される第2のベルト8からなる。
Reference numeral 6 denotes a belt layer disposed on the outer side in the radial direction of the tire with respect to the
The belt layer 6 includes a
第1のベルト7は、図2に示す如く、タイヤの赤道Sに対して角度yだけ傾斜させた、第1のコード7aを配置している。ここで本発明では、コード7aの角度yの範囲を15°〜75°としたが、その理由はタイヤの赤道Sに対する角度が15°未満では第1のコード7aと後述する第2のコード8aが平行に近づいて、タイヤ径方向の柔軟性を確保するために必要なパンタグラフ効果が得られにくくなるからであり、同様にタイヤの赤道Sに対する角度が75°を超えると該コード7aと前記コード5a1、5b1が平行に近づいて、前記パンタグラフ効果が得られにくくなるからである。
As shown in FIG. 2, the
第1のコード7aは、アラミド、ポリエチレン、ナイロン等の有機繊維、ガラス繊維、スチール等各種材料から選択することができる。
The
第1のベルト7の引張り強度C1は、第1のコード7aの有するコード強力A1(単位:N)と、第1のベルト7に打ち込まれた第1のコード7aの打ち込み本数B1(単位:本/mm)により、式1で定義される。
Tensile strength C 1 of the
C1=A1×B1 ・・・式1
C 1 = A 1 × B 1 ...
第2のベルト8は、タイヤの赤道Sとほぼ平行に延びる第2のコード8aを配置している。ここでほぼ平行とは、具体的にはタイヤの赤道Sに対して0°〜5°の範囲であることを意味するものであって、製造上の誤差を考慮したものである。
The
第2のコード8aは、アラミド、ポリエチレン、ナイロン等の有機繊維、ガラス繊維、スチール等各種材料から選択することができる。また前記第2のベルト8は、この第2のコード8aをタイヤの赤道面Sと平行に複数配置して構成しても良いし、螺旋状に巻き回したスパイラルコードとして構成しても良い。
The
第2のベルト8の引張り強度C2は、第2のコード8aの有するコード強力A2(単位:N)と、第2のベルト8に打ち込まれた第2のコード8aの打ち込み本数B2(単位:本/mm)により、式2で定義される。
Strength C 2 pull of the
C2=A2×B2 ・・・式2 C 2 = A 2 × B 2 Formula 2
本発明は、タイヤの破壊強度を確保しつつ軽量化を図るものであり、第2のベルト8でタイヤの破壊強度に耐えうる強度を確保し、第1のベルト7のコード強力A1と打ち込み本数B1を減らして軽量化を図るべく、第1のベルトの引張り強度C1を第2のベルト8の引張り強度C2よりも小さくするが、第1のベルト7の軽量化を進めていくと、コーナリング時に第1のベルト7が受ける曲げに対する剛性も低下していく。軽量化のメリットを得ながら実用上問題ないタイヤ性能を確保するためには、第2のベルト8の引張り強度C2を、第1のベルト7の引張り強度C1の1.5倍〜4倍とすることが好ましい。
The present invention is intended to reduce the weight while securing the breaking strength of the tire. The
第1のベルト7のベルト幅はコーナリングパワー確保の観点から、図2に示す如く第2のベルト8のベルト幅よりも5%程度広くすることが望ましい。
The belt width of the
表1に示す第1のベルト及び第2のベルトを備えた、図1の如き構造になる、サイズ225/45R17のタイヤ(カーカス層は2枚のカーカスプライを使用し、該カーカスプライのコードはともにポリエチレンの撚り線を使用し、第1のベルトはタイヤの赤道に対する角度yが30度であるスチールコードを使用し、第2のベルトはタイヤの赤道に対してほぼ平行に延びるスチール製のスパイラルコードを使用した。)を製造し、各タイヤにつき、タイヤ質量、破壊強度、コーナリングパワー、ドライ性能について調査を行った。その結果を表1に併せて示す。 A tire of size 225 / 45R17 having the first belt and the second belt shown in Table 1 and having the structure as shown in FIG. 1 (the carcass layer uses two carcass plies, and the carcass ply cord is Both use polyethylene strands, the first belt uses steel cords with an angle y to the tire equator of 30 degrees, and the second belt is a steel spiral that extends approximately parallel to the tire equator. A cord was used.) And the tire mass, breaking strength, cornering power, and dry performance were investigated for each tire. The results are also shown in Table 1.
なお表1における第1のベルト及び第2のベルトのコード強力は、JIS−L−1017に準拠して、JIS−L−0105に規定する標準状態の試験室内で引張り試験により測定した。 The cord strengths of the first belt and the second belt in Table 1 were measured by a tensile test in a standard test chamber defined in JIS-L-0105 in accordance with JIS-L-1017.
また第1のベルト及び第2のベルトのコード打ち込み本数は、それぞれのベルトに配置したコードが延びる方向に対し、垂直にタイヤを切断して50mmあたりのコード本数を測定した。そしてこのコードの本数を50で割って、1mmあたりのコード本数に換算した。 In addition, the number of cords driven in the first belt and the second belt was measured by cutting the tire perpendicularly to the direction in which the cords arranged on the respective belts extend, and measuring the number of cords per 50 mm. The number of cords was divided by 50 and converted to the number of cords per 1 mm.
第1のベルトおよび第2のベルトの引張り強度は、前記コード強力と前記打ち込み本数を乗じて引張り強度に換算した(式1及び式2)。引張り強度比は、第1のベルトの引張り強度を基準として、第2のベルトの引張り強度を比で示したものである。
The tensile strength of the first belt and the second belt was converted into the tensile strength by multiplying the cord strength and the number of driving (
タイヤの質量は、従来使用されているタイヤを基準タイヤとし、この基準タイヤの質量を100としてそれぞれのタイヤの質量を表1に指数表示した。数字が小さいほど軽いことを示す。 The mass of the tire is shown in Table 1 as an index in Table 1 with the conventionally used tire as the reference tire, and the mass of each tire is defined as 100. The smaller the number, the lighter.
タイヤの破壊強度は、それぞれのタイヤをJATMA(THE Japan Automobile Tyre Manufacturers Association, Inc.)に規定する7.5J×17サイズのリムにリム組みし、タイヤ内に水を注入して水に圧力をかけ、タイヤが破壊されるまで圧力を増加させ、タイヤが破壊されたときの圧力により比較を行った。基準タイヤは破壊強度を満足するタイヤであり、この基準タイヤの破壊強度を100としてそれぞれのタイヤの破壊強度を表1に指数表示した。数字が大きいほど安全率が高いことを示す。 The breaking strength of a tire is determined by assembling each tire into a rim of 7.5 J × 17 stipulated by JATMA (THE Japan Automobile Tire Manufacturers Association, Inc.) and injecting water into the tire to apply pressure to the water. The pressure was increased until the tire was destroyed, and the comparison was made according to the pressure when the tire was destroyed. The reference tire is a tire satisfying the breaking strength, and the breaking strength of each tire is shown as an index in Table 1 with the breaking strength of the reference tire being 100. The larger the number, the higher the safety factor.
コーナリングの剛性は、それぞれのタイヤを前記リムにリム組みして内圧230kPaを加え、フラットベルト試験機にて速度を80km/hに設定し、スリップアングル1度と0度での横力の差をコーナリングパワーとして比較を行った。基準タイヤを100として、表1にそれぞれのコーナリングパワーを指数表示した。数字が大きいほどコーナリングパワーが高く、コーナリングの剛性が優れていることを示すが、90以上あることが望ましい。 The cornering stiffness is determined by assembling the tires on the rim, applying an internal pressure of 230 kPa, setting the speed to 80 km / h using a flat belt tester, and determining the difference in lateral force between the slip angle of 1 degree and 0 degrees. The cornering power was compared. Each cornering power is shown as an index in Table 1 with reference tire as 100. The larger the number, the higher the cornering power and the better the cornering rigidity, but it is desirable that it be 90 or more.
ドライ性能は、それぞれのタイヤを前記リムにリム組みして前記内圧を加え、排気量2500ccの日本国産FR車に装着し、熟練したテストドライバーがテストコースを走行し、時速150km/hのレーンチェンジ、時速80km/hでの限界走行、時速50km/hからの加速を含む走行を実施して、満点を10点として試験結果を評価した。数字が大きいほどドライ性能が高いことを示すが、6点以上あることが望ましい。 Dry performance is achieved by assembling the tires on the rim, applying the internal pressure, mounting it on a Japanese FR car with a displacement of 2500cc, and driving a skilled test driver on the test course, changing the lane at a speed of 150km / h. The test results were evaluated using a limit running at 80 km / h and running including acceleration from 50 km / h, with a full score of 10 points. The larger the number, the higher the dry performance, but 6 or more are desirable.
その結果、第1のベルトおよび第2のベルトの引張り強度を、基準タイヤに対して共に小さくしたタイヤ(比較タイヤ1)は、破壊強度が基準タイヤよりも小さくなり性能を満足せず、また基準タイヤに対して前記2つのベルトの引張り強度を共に大きくしたタイヤ(比較タイヤ2)は、基準タイヤより質量が増加して軽量化の要求を満足することができない。一方、第2のベルトの引張り強度を基準タイヤの引張り強度と同等とし、第1のベルトの引張り強度を第2のベルトの引張り強度よりも小さくしたタイヤ(適合タイヤ1〜6)は、タイヤの破壊強度を満足するとともに、軽量化も図ることができることが確認された。
As a result, the tire (comparative tire 1) in which the tensile strengths of the first belt and the second belt are both smaller than the reference tire is smaller than the reference tire and does not satisfy the performance. The tire (comparative tire 2) in which the tensile strengths of the two belts are both increased with respect to the tire increases in mass compared to the reference tire and cannot satisfy the requirement for weight reduction. On the other hand, tires (
なおコーナリングパワー、ドライ性能については表1及び図3に示すように、引張り強度比が4.5のタイヤ(適合タイヤ5)ではその値が若干低くなり、引張り強度比が1.2のタイヤ(適合タイヤ6)では質量の軽減が若干小さくなる傾向があるものの、第2のベルトの引張り強度が第1のベルトの引張り強度の1.5倍〜4倍にするとタイヤのコーナリングパワーやドライ性能が改善されるとともに、十分な軽量化とタイヤの破壊強度の確保を図ることが可能となり、より好ましいことが確認された(適合タイヤ1〜4)。 As for the cornering power and the dry performance, as shown in Table 1 and FIG. 3, the value of the tire having a tensile strength ratio of 4.5 (conforming tire 5) is slightly lower, and the tire having a tensile strength ratio of 1.2 ( Although the weight reduction of the conforming tire 6) tends to be slightly smaller, if the tensile strength of the second belt is 1.5 to 4 times the tensile strength of the first belt, the cornering power and dry performance of the tire will be reduced. While improving, it became possible to aim at sufficient weight reduction and ensuring of the destruction strength of a tire, and it was confirmed that it is more preferable (conformity tires 1-4).
本発明によれば、耐久性を損なうことなしに軽量化を図ることが可能な空気入りタイヤを安定的に供給できる。 According to the present invention, it is possible to stably supply a pneumatic tire that can be reduced in weight without impairing durability.
1 ビード部
2 サイドウォール部
3 トレッド部
4 ビードコア
5 カーカス層
6 ベルト層
7 第1のベルト
7a 第1のコード
8 第2のベルト
8a 第2のコード
S タイヤの赤道
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記カーカス層は、タイヤの赤道とほぼ直交するコードを配置した、少なくとも1枚のカーカスプライからなり、前記ベルト層は、タイヤの赤道に対する角度を15°〜75°の範囲で傾斜させた第1のコードを配置した第1のベルトと、この第1のベルトの外側に配置され、タイヤの赤道とほぼ平行に延びる第2のコードを配置した第2のベルトからなり、前記第1のベルトは、前記第2のベルトよりも小さい引張り強度を有することを特徴とする空気入りタイヤ。 A carcass layer that extends in a toroidal shape from the tread portion through the sidewall portion to the bead portion, and the end portion of the bead core that is disposed in the bead portion is rolled back from the inside to the outside, and is disposed outside the carcass layer. In a pneumatic tire with a belt layer,
The carcass layer is composed of at least one carcass ply in which a cord that is substantially orthogonal to the tire equator is disposed, and the belt layer is a first inclining an angle with respect to the tire equator in a range of 15 ° to 75 °. And a second belt disposed outside the first belt and extending a second cord extending substantially parallel to the equator of the tire, the first belt comprising: A pneumatic tire having a tensile strength smaller than that of the second belt.
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