JP2015196472A - tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はタイヤに関し、詳しくは、トレッド部の補強構造の改良に係るタイヤに関する。 The present invention relates to a tire, and more particularly, to a tire according to an improvement in a reinforcing structure of a tread portion.
一般に、タイヤ、特に、トラックやバス等の重荷重車両に使用される重荷重用タイヤは、内圧による径成長を抑制するため、および、トレッド部の保護のために、複数枚のベルト層が配置された構造を有している。 In general, tires, particularly heavy-duty tires used in heavy-duty vehicles such as trucks and buses, are provided with a plurality of belt layers for suppressing diameter growth due to internal pressure and for protecting the tread portion. Have a structure.
トレッド部の補強構造に係る従来技術としては、例えば、2層の交錯ベルト層を、コードがタイヤ赤道面に対し10〜30°の傾斜角度で互いに逆向きに交差するよう配置するとともに、さらに、交錯ベルト層のコード角度よりも5°以上高角度となるコード角度で、高角度ベルト層を配置する技術が知られている(特許文献1参照)。このような積層ベルト構造においては、交錯ベルト層に対しタイヤ周方向に引張りが加わった際に、高角度ベルト層のコードにより交錯ベルト層のコードの動きを抑制して、交錯ベルト層のタイヤ幅方向の収縮を抑えることで、ベルトの周方向剛性を向上し、径成長を抑制する効果を得ることができる。 As a conventional technique related to the reinforcing structure of the tread portion, for example, two crossing belt layers are arranged so that the cords intersect with each other at an inclination angle of 10 to 30 ° with respect to the tire equator plane, and further, A technique is known in which a high-angle belt layer is arranged at a cord angle that is at least 5 ° higher than the cord angle of the crossing belt layer (see Patent Document 1). In such a laminated belt structure, when tension is applied to the crossing belt layer in the tire circumferential direction, the cord movement of the crossing belt layer is suppressed by the cord of the high-angle belt layer, so that the tire width of the crossing belt layer is reduced. By suppressing the shrinkage in the direction, the circumferential rigidity of the belt can be improved and the effect of suppressing the diameter growth can be obtained.
近年、環境に対する負荷低減の要請が高まっており、タイヤ軽量化の観点から、タイヤの構成材料の使用量の削減についても重要な課題となってきている。よって、ベルト構造の改良においても、タイヤ軽量化の要請と両立できることが重要となる。しかしながら、上記特許文献1に記載の技術は、近年の軽量化の要請を十分満足できるものではなかった。 In recent years, there has been an increasing demand for environmental load reduction, and from the viewpoint of reducing the weight of tires, reduction of the amount of tire constituent materials has become an important issue. Therefore, it is important that the improvement of the belt structure is compatible with the demand for weight reduction of the tire. However, the technique described in Patent Document 1 cannot sufficiently satisfy recent demands for weight reduction.
また、高角度ベルト層に使用するスチール量を交錯ベルト層よりも少なくすることでタイヤの軽量化を図ることも考えられるが、スチール量の減少によりタイヤが径成長しやすくなる。したがって、タイヤを軽量化しつつ、径成長を防止し、タイヤ耐久性を向上させる必要があった。 It is also conceivable to reduce the weight of the tire by reducing the amount of steel used for the high-angle belt layer than that of the crossing belt layer, but the tire tends to grow in diameter due to the decrease in the amount of steel. Therefore, it is necessary to prevent the diameter growth and improve the tire durability while reducing the weight of the tire.
そこで本発明の目的は、ベルト層に使用するスチール量を減らした場合でも十分な径成長の防止効果を確保できる技術を確立することで、タイヤ軽量化と高い耐久性とを両立できるタイヤを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a tire that can achieve both weight reduction and high durability by establishing a technology capable of ensuring a sufficient diameter growth preventing effect even when the amount of steel used in the belt layer is reduced. There is to do.
高角度ベルト層は、交錯ベルト層のタイヤ幅方向の収縮(ポアソン変形)を妨げることにより、タイヤ周方向剛性を高めている。本発明者は、この点に着目して鋭意検討した結果、高角度ベルト層のコーティングゴムの剛性を高くすることにより、高角度ベルト層のスチール量を少なくした場合でも交錯ベルト層の収縮の抑制効果が得られることを見出して、本発明を完成するに至った。 The high-angle belt layer enhances tire circumferential rigidity by preventing shrinkage (Poisson deformation) of the crossing belt layer in the tire width direction. As a result of intensive investigations focusing on this point, the present inventor has suppressed the shrinkage of the cross belt layer even when the steel amount of the high angle belt layer is reduced by increasing the rigidity of the coating rubber of the high angle belt layer. The inventors have found that an effect can be obtained and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、タイヤ赤道面に対し10°〜30°の角度で傾斜して延びるスチールコードのゴム引き層を、少なくとも一部の層間で、コード方向が互いに交差するよう配置してなる2層以上の交錯ベルト層と、該交錯ベルト層より5°以上大きな角度で傾斜して延びるスチールコードのゴム引き層からなる高角度ベルト層と、を備えるタイヤであって、
前記高角度ベルト層のコーティングゴムのJIS K6251に準拠して測定された引張弾性率が、前記交錯ベルト層のコーティングゴムのJIS K6251に準拠して測定された引張弾性率より大きいことを特徴とするものである。
That is, according to the present invention, the rubberized layers of steel cords extending at an angle of 10 ° to 30 ° with respect to the tire equatorial plane are arranged so that the cord directions intersect each other at least between some layers. A tire comprising: a cross belt layer of layers or more; and a high-angle belt layer made of a rubberized layer of a steel cord extending inclined at an angle of 5 ° or more larger than the cross belt layer,
The tensile elastic modulus measured according to JIS K6251 of the coating rubber of the high-angle belt layer is larger than the tensile elastic modulus measured according to JIS K6251 of the coating rubber of the crossed belt layer. Is.
本発明においては、前記高角度ベルト層に含まれる単位面積あたりのスチールコードの質量が、前記交錯ベルト層に含まれる単位面積あたりのスチールコードの質量の80%以下であることが好ましい。 In the present invention, the mass of the steel cord per unit area included in the high-angle belt layer is preferably 80% or less of the mass of the steel cord per unit area included in the crossing belt layer.
本発明によれば、ベルト層に使用するスチール量を減らした場合でも十分な径成長の防止効果を確保できる技術を確立することができ、タイヤ軽量化と高い耐久性とを両立できるタイヤを実現することが可能となった。 According to the present invention, even when the amount of steel used in the belt layer is reduced, it is possible to establish a technology capable of ensuring a sufficient diameter growth preventing effect, and realize a tire that can achieve both weight reduction and high durability. It became possible to do.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明のタイヤの一構成例を示す幅方向断面図である。図示するタイヤ10は、一対のビード部11と、それに連なる一対のサイドウォール部12と、両サイドウォール部12間に跨るトレッド部13とからなり、ビード部11内にそれぞれ埋設された一対のビードコア1間にまたがってトロイド状に延在するカーカスプライ2を骨格とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view in the width direction showing one structural example of the tire of the present invention. The illustrated
本発明においては、カーカスプライ2のクラウン部のタイヤ半径方向外側に、高角度ベルト層3と、交錯ベルト層4とが配置されている。このうち交錯ベルト層4は、タイヤ赤道面に対し10°〜30°の角度で傾斜して延びるスチールコードのゴム引き層の2層以上からなり、例えば、2〜4層で設けることができ、図示する例では2層で設けられている。交錯ベルト層4は、少なくとも一部の層間で、コード方向が互いに交差するよう配置されている。一方、高角度ベルト層3は、交錯ベルト層4より5°以上大きな角度、例えば、タイヤ赤道面に対し40°〜80°で傾斜して延びるスチールコードのゴム引き層からなる。
In the present invention, the high-
本発明においては、高角度ベルト層3のコーティングゴムの引張弾性率が、交錯ベルト層4のコーティングゴムの引張弾性率より大きい点が重要である。高角度ベルト層3について、引張弾性率が交錯ベルト層4よりも大きいコーティングゴムを使用したことで、高角度ベルト層3に使用するスチール量を減らして軽量化を図った場合でも、ゴム弾性の増大によって、交錯ベルト層4のコードの動きを抑制する効果を補うことができ、結果として、径成長の防止効果を確保することができるものとなった。すなわち、ベルト層に対しタイヤ内圧による入力が入った際には、高角度ベルト層3のスチールコードの圧縮ないし曲げ変形により、その周囲のコーティングゴムも変形するが、このコーティングゴムの弾性率を高めて変形を抑制することで、タイヤ内圧による径成長を防止する効果を得ることができるものと考えられる。交錯ベルト層のコーティングゴムの弾性率を増大させる手段も考えられるが、この場合、交錯ベルト層のベルト端部でゴムにかかる応力が大きくなるため、ベルトエッヂセパレーションが発生しやすくなり、耐久性の低下を招いてしまう。
In the present invention, it is important that the tensile elastic modulus of the coating rubber of the high-
ここで、本発明におけるコーティングゴムの引張弾性率としては、JIS K6251に準拠して測定された値を用いる。具体的には、JIS K6251に準拠して測定された、コーティングゴムの200%伸び時における引張応力を、本発明における引張弾性率とする。本発明において、高角度ベルト層3のコーティングゴムの引張弾性率は、交錯ベルト層4のコーティングゴムの引張弾性率の、100%より大きいことが必要であり、好適には105〜200%、より好適には110〜150%である。高角度ベルト層3のコーティングゴムの引張弾性率を、交錯ベルト層4のコーティングゴム対比で大きくしすぎると、高角度ベルト層3のコーティングゴムにかかる応力が大きくなって、高角度ベルト層3においてベルトエッヂセパレーションが発生しやすくなるおそれがある。なお、本発明において、高角度ベルト層3および交錯ベルト層4のコーティングゴムの引張弾性率の具体的な値については、特に制限はなく、常法に従い、タイヤサイズ等に応じて、適宜設定することができる。また、高角度ベルト層3および交錯ベルト層4に使用するコーティングゴムの具体的なゴム配合についても、特に制限はなく、各層について目的の弾性率の値が得られる範囲で、常法に従い適宜選定することができる。
Here, the value measured based on JIS K6251 is used as the tensile elastic modulus of the coating rubber in the present invention. Specifically, the tensile stress at 200% elongation of the coating rubber measured according to JIS K6251 is defined as the tensile elastic modulus in the present invention. In the present invention, the tensile elastic modulus of the coating rubber of the high-
本発明においては、高角度ベルト層3に含まれる単位面積あたりのスチールコードの質量を、交錯ベルト層4に含まれる単位面積あたりのスチールコードの質量の80%以下、特には、70〜78%とすることが好ましい。高角度ベルト層3に含まれるスチール量を上記範囲程度まで減らすことで、効果的にタイヤ軽量化を図ることができる。一方、本発明においては、高角度ベルト層3に含まれるスチール量を上記範囲程度まで減らしても、上記コーティングゴム剛性との組合せにより、十分な径成長の防止効果を確保することができ、高い耐久性を有するタイヤとすることができる。なお、高角度ベルト層3に含まれるスチールコードの質量を、交錯ベルト層4対比で小さくしすぎると、交錯ベルト層の収縮を抑制する効果を十分に発揮できず、十分な耐久性が得られなくなるおそれがある。
In the present invention, the mass of the steel cord per unit area included in the high-
本発明において、高角度ベルト層3および交錯ベルト層4に含まれる単位面積あたりのスチールコードの具体的な質量については特に制限はない。スチール量の制御は、各層について使用するスチールコードの構造(フィラメントの線径や本数等)や打込み数を適宜選定することにより、行うことができる。具体的には例えば、各層について同じコード構造のスチールコードを用いて、打込み数を変える手法や、各層について打込み数を同一として、異なるコード構造のスチールコードを用いる手法や、各層について異なるコード構造のスチールコードを用いて、打込み数についても変える手法などが挙げられる。
In the present invention, the specific mass of the steel cord per unit area included in the high-
なお、図示する例では、高角度ベルト層3および交錯ベルト層4は、この順に、タイヤ半径方向内側から積層配置されているが、本発明において、高角度ベルト層3および交錯ベルト層4の配置の順序は、これには限定されない。
In the illustrated example, the high-
本発明のタイヤにおいては、高角度ベルト層3および交錯ベルト層4のコーティングゴム、特にはさらにスチール量について、上記条件を満足するものであればよく、これにより、本発明の所期の効果を得ることができる。本発明においては、高角度ベルト層3および交錯ベルト層4以外のタイヤ構造や各構成部材の材質等については、特に制限されず、従来公知のもののうちから適宜選定することが可能である。
In the tire of the present invention, the coating rubber of the high-
例えば、カーカスプライ2は、スチールコードをゴム被覆してなり、少なくとも1枚で配置することが必要であるが、2枚以上で配置してもよい。カーカスプライ2のタイヤ幅方向の両端部は、通常は図示するように、ビードコア1の周りに、タイヤ内側から外側に向かい折り返して係止される。
For example, the
また、図示するタイヤにおいて、トレッド部13の表面には適宜トレッドパターンが形成されており、最内層にはインナーライナー(図示せず)が形成されている。さらに、タイヤ内に充填する気体としては、通常のまたは酸素分圧を変えた空気、もしくは窒素等の不活性ガスを用いることができる。本発明のタイヤは、特に、トラック、バス等の重荷重車両に適用される重荷重用空気入りタイヤとして好適である。
In the illustrated tire, a tread pattern is appropriately formed on the surface of the
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
タイヤサイズ11R22.5にて、各実施例および比較例の重荷重用タイヤを作製した。カーカスプライのクラウン部タイヤ半径方向外側には、内層側から順次、タイヤ赤道面に対し、右50°のコード角度の1層の高角度ベルト層と、右20°、左20°および左20°のコード角度の3層の交錯ベルト層を配置した。高角度ベルト層および交錯ベルト層には、いずれも3×0.20mm+6×0.35mm(図2参照)のスチールコードを用い、打込み数を変えることにより、下記表中に示すように各層に含まれる単位面積当たりのスチールコードの質量を調整した。また、各層のコーティングゴムについては、下記表中に示す物性を有するものを用いた。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
Heavy duty tires of each of the examples and comparative examples were manufactured at a tire size of 11R22.5. The carcass ply crown portion on the outer side in the tire radial direction is a high-angle belt layer with a cord angle of 50 ° to the right and 20 ° to the left, 20 ° to the left, and 20 ° to the left sequentially from the inner layer side to the tire equatorial plane. Three crossing belt layers having a cord angle of 5 were arranged. The high-angle belt layer and the crossing belt layer are both 3 × 0.20 mm + 6 × 0.35 mm (see FIG. 2) steel cord, and are included in each layer as shown in the following table by changing the number of driving. The mass of the steel cord per unit area is adjusted. Moreover, about the coating rubber of each layer, what has the physical property shown in the following table | surface was used.
<走行後における径成長の評価>
得られた各供試タイヤに内圧900kPaを充填し、ドラム試験機にて速度60km/hで50,000km走行させた後のタイヤの周長を測定した。各タイヤについて、ドラム走行前の内圧100kPa充填時における周長から何%伸びたかを算出し、従来例を100とする指数で示した。数値が小さいほど、走行後の形成長が小さく、良好である。
<Evaluation of diameter growth after running>
Each of the obtained test tires was filled with an internal pressure of 900 kPa, and the circumference of the tire after running at 50,000 km at a speed of 60 km / h was measured with a drum testing machine. For each tire, the percentage of elongation was calculated from the circumference when the internal pressure before running the drum was 100 kPa, and the index was shown as an index of 100 for the conventional example. The smaller the numerical value, the smaller the formation length after running and the better.
<タイヤ耐久性の評価>
得られた各供試タイヤに内圧600kPaを充填し、荷重2725Nを負荷して、スリップアングル5°を付与し、ドラム試験機にて速度60km/hで走行させ、ベルト端から亀裂が表面に現れるまでの走行距離を測定した。各タイヤの走行距離について、従来例の走行距離を100とする指数で示した。数値が大きいほど、走行距離が長く、耐久性に優れている。
<Evaluation of tire durability>
Each obtained tire was filled with an internal pressure of 600 kPa, a load of 2725 N was applied, a slip angle of 5 ° was applied, and the drum was run at a speed of 60 km / h, and a crack appeared on the surface from the belt end. The distance traveled was measured. The travel distance of each tire is indicated by an index with the travel distance of the conventional example as 100. The larger the value, the longer the travel distance and the better the durability.
これらの結果を、下記の表中に示す。 These results are shown in the table below.
上記表1の結果から分かるように、高角度ベルト層のコーティングゴムの剛性を交錯ベルト層対比で高めることにより、ベルト層に使用するスチール量を減らしてタイヤ軽量化を図った場合でも、径成長を抑制して、タイヤ耐久性を確保できることが確かめられた。 As can be seen from the results in Table 1 above, even when the tire weight is reduced by reducing the amount of steel used for the belt layer by increasing the rigidity of the coating rubber of the high-angle belt layer compared to the cross belt layer, the diameter growth It was confirmed that the tire durability can be secured by suppressing the above.
1 ビードコア
2 カーカスプライ
3 高角度ベルト層
4 交錯ベルト層
10 タイヤ
11 ビード部
12 サイドウォール部
13 トレッド部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記高角度ベルト層のコーティングゴムのJIS K6251に準拠して測定された引張弾性率が、前記交錯ベルト層のコーティングゴムのJIS K6251に準拠して測定された引張弾性率より大きいことを特徴とするタイヤ。 Two or more crossing belt layers in which rubberized layers of steel cords extending at an angle of 10 ° to 30 ° with respect to the tire equatorial plane are arranged so that the cord directions intersect each other at least between some layers. And a high-angle belt layer comprising a rubberized layer of steel cord extending at an angle of 5 ° or more larger than the crossing belt layer,
The tensile elastic modulus measured according to JIS K6251 of the coating rubber of the high-angle belt layer is larger than the tensile elastic modulus measured according to JIS K6251 of the coating rubber of the crossed belt layer. tire.
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