JP2012116405A - Pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トレッド部のカーカス層の外周側にベルト層が配設された空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a pneumatic tire in which a belt layer is disposed on the outer peripheral side of a carcass layer in a tread portion.
通常、空気入りタイヤのトレッド面には、タイヤ周方向に沿って延びる主溝が形成され、その主溝によって陸部が複数に区画される。本発明者が研究を重ねたところ、タイヤを接地させた状態では、接地面内に面内収縮力と呼ばれる力が作用し、それに起因した陸部の変形が摩耗性能に少なからず悪影響を与えることが分かってきた。本明細書では、このような陸部の変形をワイピング変形と呼ぶ。 Usually, a main groove extending along the tire circumferential direction is formed on a tread surface of a pneumatic tire, and a land portion is partitioned into a plurality of portions by the main groove. As a result of repeated research by the present inventor, when the tire is in contact with the ground, a force called in-plane contraction force acts on the ground contact surface, and the deformation of the land portion resulting from it has a considerable adverse effect on the wear performance. I understand. In this specification, such deformation of the land portion is called wiping deformation.
面内収縮力は、接地面の周縁から中心部に向かって作用し、その周縁に近いほど強い力が作用するため、トレッド幅方向の中央側ではタイヤ周方向に沿ったワイピング変形が支配的となり、トレッド幅方向の両端側ではタイヤ幅方向に沿ったワイピング変形が支配的となる。これにより摩耗の早期進行が促されるとともに、センター摩耗やショルダー摩耗、ヒールアンドトウ摩耗といった偏摩耗の発生が助長されるため、かかるワイピング変形を抑制することで摩耗性能を改善できる見込みがあることが判明した。 The in-plane contraction force acts from the periphery of the contact surface toward the center, and the stronger the force the closer to the periphery, the more wiping deformation along the tire circumferential direction becomes dominant at the center in the tread width direction. The wiping deformation along the tire width direction is dominant at both ends in the tread width direction. As a result, early progress of wear is promoted and the occurrence of uneven wear such as center wear, shoulder wear, heel and toe wear is promoted, so there is a possibility that wear performance can be improved by suppressing such wiping deformation. found.
下記特許文献1には、陸部であるリブの内方域に補強層(キャップレイヤー)を配設した空気入りタイヤが記載されており、下記特許文献2には、主溝の内方域に補強層(追加保護層)を配設した空気入りタイヤが記載されている。しかし、これらのタイヤでは、補強層に含まれるコードがタイヤ周方向か或いはそれに近い角度で一様に延びるため、タイヤ幅方向に沿ったワイピング変形を抑制できず、上記の見地に関して摩耗性能を改善する効果には乏しいと考えられる。 The following Patent Document 1 describes a pneumatic tire in which a reinforcing layer (cap layer) is disposed in the inner area of a rib that is a land portion, and the following Patent Document 2 describes an inner area of a main groove. A pneumatic tire provided with a reinforcing layer (additional protective layer) is described. However, in these tires, the cord included in the reinforcing layer extends uniformly at or near the tire circumferential direction, so that wiping deformation along the tire width direction cannot be suppressed, and wear performance is improved with respect to the above viewpoint. It is thought that the effect to do is scarce.
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、接地時の面内収縮力に起因したワイピング変形を抑制して摩耗性能を向上できる空気入りタイヤを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a pneumatic tire capable of improving wear performance by suppressing wiping deformation caused by in-plane contraction force at the time of ground contact.
上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部のカーカス層の外周側にベルト層が配設された空気入りタイヤにおいて、前記ベルト層が、第1のベルトプライと、前記第1のベルトプライの外周側に配設された第2のベルトプライと、前記第2のベルトプライの外周側に配設された第3のベルトプライとを含んでおり、前記第3のベルトプライが、トレッド幅方向の中央側に位置して且つタイヤ周方向に対するコードの角度が45°未満となるセンター補強部と、トレッド幅方向の両端側に位置して且つタイヤ周方向に対するコードの角度が45°を超えるショルダー補強部とを備えるものである。 The above object can be achieved by the present invention as described below. That is, the pneumatic tire according to the present invention is a pneumatic tire in which a belt layer is disposed on the outer peripheral side of the carcass layer of the tread portion, and the belt layer includes the first belt ply and the first belt ply. A second belt ply disposed on the outer circumferential side; and a third belt ply disposed on the outer circumferential side of the second belt ply, wherein the third belt ply is in the tread width direction. A center reinforcing portion located at the center of the tire and having a cord angle with respect to the tire circumferential direction of less than 45 °, and a shoulder located at both ends in the tread width direction and having a cord angle with respect to the tire circumferential direction exceeding 45 ° And a reinforcing portion.
この空気入りタイヤは、ベルト層が上記の如き第3のベルトプライを含んでおり、タイヤ周方向に沿ったワイピング変形が支配的となるトレッド幅方向の中央側には、コードがタイヤ周方向か或いはそれに近い角度で延びるセンター補強部を備えるとともに、タイヤ幅方向に沿ったワイピング変形が支配的となるトレッド幅方向の両端側には、コードがタイヤ幅方向か或いはそれに近い角度で延びるショルダー補強部を備えることから、接地時の面内収縮力に起因したワイピング変形を抑制して摩耗性能を向上することができる。 In this pneumatic tire, the belt layer includes the third belt ply as described above, and at the center side in the tread width direction where wiping deformation along the tire circumferential direction is dominant, the cord is in the tire circumferential direction. Alternatively, a shoulder reinforcement portion having a center reinforcement portion extending at an angle close to that and extending at an angle close to or close to the tire width direction on both ends in the tread width direction where wiping deformation along the tire width direction is dominant Therefore, the wiping deformation caused by the in-plane contraction force at the time of ground contact can be suppressed and the wear performance can be improved.
本発明では、前記センター補強部でのタイヤ周方向に対するコードの角度が0〜35°であり、前記ショルダー補強部でのタイヤ周方向に対するコードの角度が70〜90°であるものが好ましい。かかる構成によれば、センター補強部のコードの角度をタイヤ周方向に近付けて、トレッド幅方向の中央側におけるワイピング変形を抑制しやすくなるとともに、ショルダー補強部のコードの角度をタイヤ幅方向に近付けて、トレッド幅方向の両端側におけるワイピング変形を抑制しやすくなるため、摩耗性能を効果的に向上できる。 In the present invention, it is preferable that the angle of the cord with respect to the tire circumferential direction at the center reinforcing portion is 0 to 35 °, and the angle of the cord with respect to the tire circumferential direction at the shoulder reinforcing portion is 70 to 90 °. According to this configuration, the cord angle of the center reinforcing portion is brought closer to the tire circumferential direction, and it becomes easy to suppress wiping deformation at the center side in the tread width direction, and the cord angle of the shoulder reinforcing portion is brought closer to the tire width direction. Thus, it is easy to suppress wiping deformation at both ends in the tread width direction, so that the wear performance can be effectively improved.
本発明では、前記ショルダー補強部が、前記第3のベルトプライの端部から、トレッド面に形成されたトレッド幅方向の最外側に位置するショルダー主溝の内方域に達する領域に配されているものが好ましい。主溝の形成箇所では、ゴムが欠落しているために溝底を基点としたタイヤ幅方向の面内収縮力が作用しやすく、最外側に位置するショルダー主溝では特にその傾向が顕著であることから、上記構成によれば、タイヤ幅方向に沿ったワイピング変形をショルダー補強部によって有効に抑制することができる。 In the present invention, the shoulder reinforcing portion is arranged in a region reaching from the end portion of the third belt ply to the inner region of the shoulder main groove located on the outermost side in the tread width direction formed on the tread surface. Is preferred. In the main groove formation location, because of the lack of rubber, in-plane contraction force in the tire width direction with the groove bottom as the starting point is likely to act, and this tendency is particularly pronounced in the outermost shoulder main groove Therefore, according to the above configuration, wiping deformation along the tire width direction can be effectively suppressed by the shoulder reinforcement portion.
本発明では、前記第3のベルトプライを構成するコードがスチール製であるものが好ましい。かかる構成によれば、第3のベルトプライのコードを高強度にしてワイピング変形の抑制効果を高めることができる。 In the present invention, the cord constituting the third belt ply is preferably made of steel. According to such a configuration, it is possible to increase the strength of the third belt ply cord and enhance the effect of suppressing wiping deformation.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1に示したタイヤTは、小形トラック用空気入りラジアルタイヤであって、そのトレッド部1のカーカス層2の外周側にベルト層3が配設されている。カーカス層2は、タイヤ周方向に対して略直角に延びるコードを含んだトロイダル形状のカーカスプライにより構成され、図示しない一対のビード部からサイドウォール部4を経てトレッド部1に至り、タイヤの骨格を構成している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The tire T shown in FIG. 1 is a pneumatic radial tire for a small truck, and a
ベルト層3は、カーカス層2の外周に積層され、たが効果によってカーカス層2を補強している。ベルト層3の外周側にはトレッドゴム5が設けられており、そのトレッドゴム5の外周面がトレッド面Trを構成する。トレッド面Trには、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の(本実施形態では四本の)主溝6a〜6dと、それらにより区画される陸部10とが設けられている。本実施形態の陸部10は、不図示の横溝で分断された複数のブロックにより構成されている。
The
ベルト層3は、ベルトプライ7(第1のベルトプライ)と、ベルトプライ7の外周側に配設されたベルトプライ8(第2のベルトプライ)と、ベルトプライ8の外周側に配設されたベルトプライ9(第3のベルトプライ)とを含んでいる。本実施形態では、カーカス層2の外周にベルトプライ7が積層され、ベルトプライ7の外周にベルトプライ8が積層され、ベルトプライ8の外周にベルトプライ9が積層されている。各ベルトプライは、簾状に平行配列した複数本のコードを含んでおり、それらをゴム被覆して形成されてある。
The
図2は、ベルト層3の平面図であるが、図中のコードは概念的に記載されており、実際の配列ピッチはもっと密なものとなる。ベルトプライ7,8は、それぞれタイヤ周方向(図2における上下方向)に対してθ7,θ8の角度で傾斜して延びるコードC7,C8を含んでおり、そのコードC7,C8が互いに逆向きに交差するように配置されている。角度θ7,θ8は、例えば15〜35°に設定される。
FIG. 2 is a plan view of the
ベルトプライ9は、トレッド幅方向の中央側に位置して且つタイヤ周方向に対するコードC9の角度θ9cが45°未満となるセンター補強部91と、トレッド幅方向の両端側に位置して且つタイヤ周方向に対するコードC9の角度θ9sが45°を超えるショルダー補強部92とを備えている。本実施形態では、角度θ9cが0°である例を示す。ベルトプライ9は、ベルト層3を構成するベルトプライの中では最も陸部10に近く、ワイピング変形の抑制に対する寄与が大きい。
The
このように、ベルトプライ9は、タイヤ周方向に沿ったワイピング変形が支配的となるトレッド幅方向の中央側では、コードC9がタイヤ周方向か或いはそれに近い角度で延びるとともに、タイヤ幅方向に沿ったワイピング変形が支配的となるトレッド幅方向の両端側では、コードC9がタイヤ幅方向か或いはそれに近い角度で延びている。かかる構成により、接地時の面内収縮力に起因したワイピング変形を抑制して、摩耗性能を向上することができる。
As described above, the
ワイピング変形の抑制効果を高めるうえで、センター補強部91におけるコードC9の角度θ9cは0〜35°が好ましく、0〜15°が更に好ましい。また、ショルダー補強部92におけるコードC9の角度θ9sは70〜90°が好ましく、80〜90°が更に好ましい。センター補強部91のコードC9がタイヤ周方向に対して傾斜している場合(即ち、θ9c>0°となる場合)、センター補強部91とショルダー補強部92とで傾斜の向きを同じにすることが好ましく、それにより中央側と両端側との剛性差を抑えられるためタイヤ幅方向の偏摩耗性能の点で有益である。
In order to enhance the effect of suppressing wiping deformation, the angle θ9c of the cord C9 in the
ベルトプライ9の幅W9は、好ましくは接地幅TWの70〜110%に設定される。これが70%未満であると、ベルトプライ9が幅狭となり、ワイピング変形の抑制による摩耗性能の向上効果が低下する傾向にある。また、110%を超えると、ベルトプライ9が幅広となり、接地面内でのワイピング変形の抑制に寄与しない無駄な部分が増えてしまう。尚、接地面内でのワイピング変形を的確に抑制する観点から、幅W9は、より好ましくは接地幅TWの90〜100%に設定される。
The width W9 of the
接地端TEは、正規リムにリム組みし、正規内圧を充填した状態でタイヤを平坦な路面に垂直に置き、正規荷重を加えたときの路面に接地するタイヤ軸方向の最外位置を指し、その接地端TE間のタイヤ軸方向距離が接地幅TWとなる。正規荷重及び正規内圧は、JISD4202(自動車タイヤの諸元)等に規定された最大荷重(乗用車用タイヤの場合は設計常用荷重)及びこれに見合った空気圧であり、正規リムは、原則としてJISD4202等に定められた標準リムである。同じ条件にて幅W9,W91も求められる。 The ground contact TE is the outermost position in the tire axial direction where the rim is assembled on a regular rim, the tire is placed vertically on a flat road surface filled with a regular internal pressure, and grounded on the road surface when a regular load is applied, The distance in the tire axial direction between the ground contact ends TE is the ground contact width TW. The normal load and the normal internal pressure are the maximum load (design normal load in the case of passenger car tires) specified in JIS D4202 (specifications of automobile tires) and the air pressure corresponding to the maximum load. The standard rim specified in The widths W9 and W91 are also obtained under the same conditions.
主溝6a〜6dの形成箇所では、ゴムが欠落しているために溝底を基点としたタイヤ幅方向の面内収縮力が作用しやすく、トレッド幅方向の最外側に位置するショルダー主溝6a,6dでは特にその傾向が顕著である。そこで、本実施形態では、ショルダー補強部92を、ベルトプライ9の端部からショルダー主溝6a,6dの内方域に達する領域に配しており、それによってタイヤ幅方向に沿ったワイピング変形をショルダー補強部92によって有効に抑制できるようにしている。
At the locations where the main grooves 6a to 6d are formed, since the rubber is missing, an in-plane shrinkage force in the tire width direction with the groove bottom as a base point is likely to act, and the shoulder main groove 6a located on the outermost side in the tread width direction. , 6d, the tendency is particularly remarkable. Therefore, in the present embodiment, the
ショルダー主溝6aの溝底を基点としたワイピング変形を十分に抑制する観点から、図3に示した主溝の溝底高さBLにショルダー補強部92を投影した際に、そのショルダー補強部92が主溝6aの溝幅W6の250%以上となる領域を占めることが好ましい。このことは、ショルダー主溝6dにおいても同様である。溝幅W6は、溝壁の延長線ELを基準として溝底高さBLで測定される。溝底高さBLは、主溝6の最深端が位置する高さであり、トレッド面Trと同等の曲率で延びる。
From the viewpoint of sufficiently suppressing the wiping deformation from the groove bottom of the shoulder main groove 6a as the base point, when the
センター補強部91の幅W91は、好ましくは接地幅TWの40〜70%に設定される。これが40%以上であることにより、タイヤ周方向に沿ったワイピング変形を的確に抑制して、ヒールアンドトウ摩耗の発生や摩耗の早期進行の防止に有益となる。また、70%以下であることにより、ショルダー補強部92の配設領域が確保され、ショルダー補強部92によりタイヤ幅方向に沿ったワイピング変形を的確に抑制して、センター摩耗やショルダー摩耗の発生の防止に有益となる。
The width W91 of the
本実施形態では、トレッド部1を容易に成形できるように、ベルトプライ9をベルトプライ8の外周に積層している。但し、これに限られず、ベルトプライ9をトレッド面Tr側にオフセットして、ワイピング変形の抑制作用を高めるようにしてもよい。その場合、ベルトプライ9は溝底高さBL付近に埋設されていれば十分である。キャップ・ベース構造を有する一般的なトレッドゴムであれば、キャップゴムとベースゴムとの界面が溝底高さBLと同等の高さに形成されることから、該界面にベルトプライ9を介在させてもよい。
In the present embodiment, the
ベルトプライ7,8に含まれるコードC7,C8は、カーカス層2に対する補強効果を高めるうえで、スチール製であることが好ましい。また、ベルトプライ9に含まれるコードC9においても、ワイピング変形の抑制効果を高める観点から、スチール製であることが好ましく、スチール相当の強度を持つ他の材料であっても構わない。
The cords C7 and C8 included in the belt plies 7 and 8 are preferably made of steel in order to enhance the reinforcing effect on the carcass layer 2. Further, the cord C9 included in the
本実施形態では、センター補強部91の端部にショルダー補強部92の端部を連結した例を示すが、これらを分離させても構わない。本実施形態のように両補強部を連結する場合には、別々に作製したセンター補強部91とショルダー補強部92の端部同士を突き合わせてジッパージョイント等により圧着してもよく、或いは、コード同士が重ならないように端部同士をオーバーラップさせて接合してもよい。
In this embodiment, although the example which connected the edge part of the
本発明の空気入りタイヤは、ベルト層が上記の如き第3のベルトプライを備えること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。 The pneumatic tire of the present invention is the same as a normal pneumatic tire except that the belt layer includes the third belt ply as described above, and all of the conventionally known materials, shapes, structures, manufacturing methods, etc. It can be employed in the invention.
本発明の構成と効果を具体的に示すため、下記のような摩耗性能の評価を行ったので説明する。 In order to specifically show the configuration and effects of the present invention, the following wear performance was evaluated and will be described.
(1)耐摩耗性能(摩耗ライフ)
実車にタイヤを装着して一般路を50000km走行した後、トレッド幅方向の中央側と両端側とで摩耗量(主溝深さの減少量)を測定し、その摩耗量の最大値の逆数を算出した。評価は、比較例1を100としたときの指数で示し、数値が大きいほど性能が優れていることを示す。
(1) Wear resistance (wear life)
After wearing a tire on a real vehicle and running on a general road for 50000 km, measure the amount of wear (decrease in main groove depth) at the center and both ends in the tread width direction, and calculate the reciprocal of the maximum value of the amount of wear. Calculated. Evaluation is shown by an index when Comparative Example 1 is set to 100, and the larger the value, the better the performance.
(2)偏摩耗性能(センター摩耗、ショルダー摩耗)
上記した走行後のタイヤにおいて、トレッド幅方向の中央側における摩耗量(センター摩耗量)と両端側における摩耗量(ショルダー摩耗量)との比(センター摩耗量/ショルダー摩耗量)を測定した。この比が1.0に近いほど均一摩耗の傾向にあり、性能が優れていることを示す。
(2) Uneven wear performance (center wear, shoulder wear)
In the tire after running, the ratio (center wear amount / shoulder wear amount) between the wear amount (center wear amount) on the center side in the tread width direction and the wear amount (shoulder wear amount) on both ends was measured. The closer this ratio is to 1.0, the more uniform wear tends to be, and the better the performance.
(3)ヒールアンドトウ摩耗性能
上記した走行後のタイヤにおいて、トレッド幅方向の中央側に設けた陸部であるブロックの踏み込み側と蹴り出し側の高さを測定し、その高低差の逆数を算出した。評価は、比較例1を100としたときの指数で示し、数値が大きいほど性能が優れていることを示す。
(3) Heel and toe wear performance In the above-mentioned tire after running, the height of the stepping side and the kicking side of the block, which is the land portion provided at the center in the tread width direction, is measured, and the reciprocal of the difference in height is calculated. Calculated. Evaluation is shown by an index when Comparative Example 1 is set to 100, and the larger the value, the better the performance.
図1に示した構造のタイヤ(サイズLT265/70R17)において、第3のベルトプライが、タイヤ周方向と平行に且つ一様に延びるコード(ナイロン製)を含むものを比較例1、タイヤ周方向に対して45°で且つ一様に延びるコード(スチール製)を含むものを比較例2、図2のようなセンター補強部とショルダー補強部を備え、それらが含むコード(スチール製)の角度θ9c,θ9sをそれぞれ0°,80°としたものを実施例1とした。評価結果を表1に示す。 In the tire having the structure shown in FIG. 1 (size LT265 / 70R17), the third belt ply includes a cord (made of nylon) that extends in parallel and uniformly with the tire circumferential direction. 2 includes a cord (steel) that extends uniformly at 45 ° with respect to the comparative example 2 and includes a center reinforcing portion and a shoulder reinforcing portion as shown in FIG. 2, and an angle θ9c of the cord (steel) included therein , Θ9s were set to 0 ° and 80 °, respectively, as Example 1. The evaluation results are shown in Table 1.
比較例1では、タイヤ幅方向に沿ったワイピング変形の抑制が十分でないために偏摩耗性能が比較的低く、それに関連して耐摩耗性能も劣っている。比較例2では、タイヤ周方向に沿ったワイピング変形とタイヤ幅方向に沿ったワイピング変形の双方を抑制できていないため、偏摩耗性能やヒールアンドトウ摩耗性能が劣っている。これらに対し、実施例1では、偏摩耗性能やヒールアンドトウ摩耗性能に比較的優れているとともに、耐摩耗性能も向上できている。 In Comparative Example 1, since the suppression of wiping deformation along the tire width direction is not sufficient, the partial wear performance is relatively low, and the wear resistance performance is also inferior. In Comparative Example 2, since both wiping deformation along the tire circumferential direction and wiping deformation along the tire width direction cannot be suppressed, the partial wear performance and the heel and toe wear performance are inferior. On the other hand, in Example 1, while being relatively excellent in uneven wear performance and heel and toe wear performance, the wear resistance performance can also be improved.
1 トレッド部
2 カーカス層
3 ベルト層
6a ショルダー主溝
6d ショルダー主溝
7 第1のベルトプライ
8 第2のベルトプライ
9 第3のベルトプライ
91 センター補強部
92 ショルダー補強部
C9 第3のベルトプライを構成するコード
Tr トレッド面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tread part 2
Claims (4)
前記ベルト層が、第1のベルトプライと、前記第1のベルトプライの外周側に配設された第2のベルトプライと、前記第2のベルトプライの外周側に配設された第3のベルトプライとを含んでおり、
前記第3のベルトプライが、トレッド幅方向の中央側に位置して且つタイヤ周方向に対するコードの角度が45°未満となるセンター補強部と、トレッド幅方向の両端側に位置して且つタイヤ周方向に対するコードの角度が45°を超えるショルダー補強部とを備えることを特徴とする空気入りタイヤ。 In the pneumatic tire in which the belt layer is disposed on the outer peripheral side of the carcass layer of the tread portion,
The belt layer includes a first belt ply, a second belt ply disposed on the outer peripheral side of the first belt ply, and a third belt disposed on the outer peripheral side of the second belt ply. Belt ply and
The third belt ply is located on the center side in the tread width direction and the center reinforcing portion has a cord angle of less than 45 ° with respect to the tire circumferential direction, and is located on both ends in the tread width direction and on the tire circumference. A pneumatic tire, comprising: a shoulder reinforcing portion in which an angle of the cord with respect to the direction exceeds 45 °.
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