JP2018187995A - Pneumatic tire - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve weight saving while maintaining or improving steering stability.SOLUTION: On the outer surface 3S of a sidewall part 3 of a pneumatic tire 1 having a carcass 6 with a body part 6a and a folded part 6b, provided is a side reinforcement layer 11 composed of carbon fiber-reinforced plastic.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、操縦安定性の維持或いは向上を図りながら、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 maintaining or improving steering stability.

近年、車両の燃費性能を向上させるために、空気入りタイヤの軽量化が求められている。空気入りタイヤの軽量化は、主としてタイヤの外皮部分をなすゴム、例えばサイドウォールゴムの厚さを減らすこと(薄肉化)によって行われる。しかしながら、このようなタイヤの軽量化は、低燃費性をもたらし得る反面、タイヤの剛性低下を伴い、操縦安定性を悪化させるという問題がある。   In recent years, in order to improve the fuel efficiency of vehicles, there is a demand for weight reduction of pneumatic tires. The weight reduction of a pneumatic tire is performed mainly by reducing the thickness (thinning) of a rubber that forms the outer portion of the tire, for example, sidewall rubber. However, the weight reduction of such a tire can bring about a low fuel consumption, but there is a problem that the stability of the tire is deteriorated and the steering stability is deteriorated.

なお下記の特許文献1には、サイドウォールゴムを、ゴム基体中に中空フィラーを混在させた中空フィラー混在ゴムで形成することが提案されている。しかし、軽量化に対して十分満足しうるレベルに至っていない。   In Patent Document 1 below, it is proposed that the sidewall rubber is formed of a hollow filler mixed rubber in which a hollow filler is mixed in a rubber base. However, it has not reached a level that is sufficiently satisfactory for weight reduction.

特開平07−215018号公報JP 07-2105018 A

そこで本発明は、サイドウォール部の外面に、炭素繊維強化プラスチックからなるサイド補強層を設けることを基本として、操縦安定性の維持或いは向上を図りながら軽量化を達成しうる空気入りタイヤを提供することを課題としている。   Accordingly, the present invention provides a pneumatic tire that can achieve weight reduction while maintaining or improving steering stability, on the basis of providing a side reinforcing layer made of carbon fiber reinforced plastic on the outer surface of the sidewall portion. It is an issue.

本発明は、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本体部と、この本体部に連なりかつ前記ビードコアの周りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返される折返し部とを有するカーカスを具える空気入りタイヤであって、
前記サイドウォール部の外面に、炭素繊維強化プラスチックからなるサイド補強層が配されている。
The present invention provides a carcass having a main body part that extends from a tread part to a bead core of a bead part through a sidewall part, and a folded part that is connected to the main body part and is folded from the inner side to the outer side in the tire axial direction around the bead core. A pneumatic tire,
A side reinforcing layer made of carbon fiber reinforced plastic is disposed on the outer surface of the sidewall portion.

本発明に係る空気入りタイヤでは、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填されたタイヤに、正規荷重の70%の荷重を付加して接地させた接地状態において、
前記サイド補強層のタイヤ半径方向内端は、ビードベースラインからのタイヤ半径方向高さH1が、ビードベースラインから接地面までのタイヤ半径方向高さHTの45〜55%、かつ前記サイド補強層のタイヤ半径方向外端は、ビードベースラインからのタイヤ半径方向高さH2が、前記高さHTの75〜80%であるのが好ましい。
In the pneumatic tire according to the present invention, in a grounded state in which a load that is 70% of the normal load is applied to the tire that is assembled to the normal rim and filled with the normal internal pressure,
The tire radial inner end of the side reinforcing layer has a tire radial height H1 from the bead base line of 45 to 55% of the tire radial height HT from the bead base line to the ground contact surface, and the side reinforcing layer The outer radial end of the tire preferably has a height H2 in the tire radial direction from the bead base line of 75 to 80% of the height HT.

本発明に係る空気入りタイヤでは、前記サイド補強層は、炭素繊維の配向方向がタイヤ半径方向に対して60度以下の角度であるのが好ましい。   In the pneumatic tire according to the present invention, it is preferable that in the side reinforcing layer, the orientation direction of the carbon fibers is an angle of 60 degrees or less with respect to the tire radial direction.

本発明に係る空気入りタイヤでは、前記カーカスの折返し部の半径方向外端において、この外端から前記サイド補強層の外面までの厚さtは2.0〜3.5mmであり、かつ前記サイド補強層の厚さt1は0.5〜1.5mmであるのが好ましい。   In the pneumatic tire according to the present invention, the thickness t from the outer end to the outer surface of the side reinforcing layer is 2.0 to 3.5 mm at the radially outer end of the turned-up portion of the carcass, and the side The thickness t1 of the reinforcing layer is preferably 0.5 to 1.5 mm.

本発明に係る空気入りタイヤでは、前記炭素繊維強化プラスチックは、炭素繊維にエポキシ樹脂を含浸させた厚さ0.08〜0.12mmのプリプレグの積層体からなるのが好ましい。   In the pneumatic tire according to the present invention, the carbon fiber reinforced plastic is preferably composed of a laminate of prepregs having a thickness of 0.08 to 0.12 mm, in which carbon fibers are impregnated with an epoxy resin.

本発明に係る空気入りタイヤでは、前記炭素繊維強化プラスチックは、エポキシ樹脂の含浸量が30〜50wt%であるのが好ましい。   In the pneumatic tire according to the present invention, the carbon fiber reinforced plastic preferably has an epoxy resin impregnation amount of 30 to 50 wt%.

本発明に係る空気入りタイヤでは、前記炭素繊維強化プラスチックは、厚さ1.0mm当たり、繊維方向に対する複素弾性率Eが3.3×1010〜7.8×1010Paであるのが好ましい。 In the pneumatic tire according to the present invention, the carbon fiber reinforced plastic has a complex elastic modulus E * of 3.3 × 10 10 to 7.8 × 10 10 Pa with respect to the fiber direction per thickness of 1.0 mm. preferable.

なお前記「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。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。また前記「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"である。   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 defined 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 ETRA, Means "INFLATION PRESSURE", but in the case of passenger car 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. If it is ETRTO, it is "LOAD CAPACITY".

複素弾性率Eは、JIS K7244「プラスチック−動的機械特性の試験方法」に準拠し、動的歪制御により、歪(0.02%)、周波数(10Hz)、変形モード(引張)、測定温度(31℃)の条件にて測定した値である。 The complex elastic modulus E * is measured in accordance with JIS K7244 “Plastics-Test method for dynamic mechanical properties”, and by dynamic strain control, strain (0.02%), frequency (10 Hz), deformation mode (tensile), measurement It is the value measured on condition of temperature (31 degreeC).

本発明は叙上の如く、サイドウォール部の外面に、炭素繊維強化プラスチックからなるサイド補強層を設けている。この炭素繊維強化プラスチックは、繊維配向方向に対して非常に高い引っ張り弾性特性を発揮する。   In the present invention, as described above, a side reinforcing layer made of carbon fiber reinforced plastic is provided on the outer surface of the sidewall portion. This carbon fiber reinforced plastic exhibits very high tensile elastic properties in the fiber orientation direction.

他方、タイヤに荷重を負荷したとき、サイドウォール部の外面においては、ビード部側では圧縮歪みが発生し、トレッド側では引っ張り歪みが発生している。従って、引っ張り歪みが発生するサイドウォール部の外面の領域に、炭素繊維強化プラスチックからなるサイド補強層を設けることで、タイヤの撓み量を効果的に抑えることができる。   On the other hand, when a load is applied to the tire, on the outer surface of the sidewall portion, compressive strain is generated on the bead portion side, and tensile strain is generated on the tread side. Therefore, by providing the side reinforcing layer made of carbon fiber reinforced plastic in the region of the outer surface of the sidewall portion where tensile strain occurs, the amount of tire deflection can be effectively suppressed.

これにより、タイヤ剛性を高く確保して操縦安定性の維持或いは向上を図りながら、サイドウォールゴムの厚さを減じて、軽量化を達成することが可能となる。   As a result, it is possible to reduce the thickness of the sidewall rubber and achieve weight reduction while ensuring high tire rigidity and maintaining or improving steering stability.

本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the pneumatic tire of this invention. 内の補強層を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows an inner reinforcement layer. 空気入りタイヤの接地状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the grounding state of a pneumatic tire.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図1は、正規リムJにリム組みされかつ正規内圧が充填された無荷重の正規内圧状態Y0におけるタイヤの子午断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a meridional cross-sectional view of a tire in a normal internal pressure state Y0 in a no-load state in which a normal rim J is assembled with a rim and is filled with a normal internal pressure.

図1に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ1は、偏平率が55%以下の超偏平タイヤであって、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、前記カーカス6の外側かつトレッド部2の内部に配されるベルト層7とを具える。   As shown in FIG. 1, the pneumatic tire 1 of the present embodiment is a super flat tire having a flatness ratio of 55% or less, and reaches the bead core 5 of the bead portion 4 from the tread portion 2 through the sidewall portion 3. A carcass 6 and a belt layer 7 disposed outside the carcass 6 and inside the tread portion 2 are provided.

カーカス6は、有機繊維コード等のカーカスコードがタイヤ赤道Cに対して例えば70〜90度の角度で配列する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。又カーカス6は、ビードコア5、5間を跨る本体部6aと、この本体部6aに連なり前記ビードコア5の周りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返される折返し部6bとを有する。   The carcass 6 is formed of one or more, in this example, one carcass ply 6A in which carcass cords such as organic fiber cords are arranged at an angle of, for example, 70 to 90 degrees with respect to the tire equator C. The carcass 6 includes a main body portion 6a straddling between the bead cores 5 and 5, and a turn-back portion 6b connected to the main body portion 6a and folded back from the inner side in the tire axial direction around the bead core 5.

本例では、前記折返し部6bのタイヤ半径方向外端6Eは、カーカス最大幅位置Mをタイヤ半径方向外側に超えた位置で終端している。なお「カーカス最大幅位置M」は、前記正規内圧状態Y0(図1に示す)において、カーカス6の本体部6aが、最もタイヤ軸方向外側に張り出す高さ位置として定義される。   In this example, the outer end 6E in the tire radial direction of the folded portion 6b terminates at a position beyond the carcass maximum width position M outward in the tire radial direction. The “carcass maximum width position M” is defined as a height position at which the main body portion 6a of the carcass 6 projects most outward in the tire axial direction in the normal internal pressure state Y0 (shown in FIG. 1).

カーカス6の本体部6aと折返し部6bとの間には、ビードコア5からタイヤ半径方向外側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が配される。   A bead apex rubber 8 for bead reinforcement extending in a tapered manner from the bead core 5 toward the outer side in the tire radial direction is disposed between the main body portion 6a and the folded portion 6b of the carcass 6.

ベルト層7は、スチールコード等のベルトコードがタイヤ赤道Cに対して例えば10〜35度の角度で配列する2枚以上、本例では2枚のベルトプライ7A、7Bから形成される。ベルトコードは、ベルトプライ7A、7B間で互いに交差し、これによりベルト剛性が高まり、トレッド部2がタガ効果を有して強固に補強される。   The belt layer 7 is formed of two or more belt plies 7A and 7B in this example in which belt cords such as steel cords are arranged at an angle of 10 to 35 degrees with respect to the tire equator C, for example. The belt cords cross each other between the belt plies 7A and 7B, whereby the belt rigidity is increased, and the tread portion 2 is strongly reinforced with a tagging effect.

ベルト層7のタイヤ半径方向外側には、高速耐久性等を高める目的で、バンド層9が配される。バンド層9は、タイヤ周方向に螺旋状に巻回されたバンドコードを有する。このバンド層9として、ベルト層7のタイヤ軸方向外端部のみを被覆する左右一対のエッジバンドプライ、及びベルト層7の略全巾を覆うフルバンドプライが適宜採用できる。本例では、バンド層9が1枚のフルバンドプライ9Aとエッジバンドプライ9Bとからなる場合が例示される。   A band layer 9 is disposed on the outer side in the tire radial direction of the belt layer 7 for the purpose of improving high-speed durability and the like. The band layer 9 has a band cord wound spirally in the tire circumferential direction. As the band layer 9, a pair of left and right edge band plies that covers only the outer end portion in the tire axial direction of the belt layer 7 and a full band ply that covers substantially the entire width of the belt layer 7 can be appropriately employed. In this example, a case where the band layer 9 is composed of one full band ply 9A and an edge band ply 9B is exemplified.

本例では、カーカス最大幅位置Mよりもタイヤ半径方向内側の位置に、リムプロテクター10が形成される。このリムプロテクター10は、超偏平タイヤにおいてリムフランジJfを保護し、縁石等との接触によるリムフランジJfの損傷を防止する。   In this example, the rim protector 10 is formed at a position on the inner side in the tire radial direction from the carcass maximum width position M. The rim protector 10 protects the rim flange Jf in a super flat tire and prevents damage to the rim flange Jf due to contact with a curb or the like.

リムプロテクター10は、タイヤ軸方向外側に最も突出する頂部Pを有してタイヤ周方向に連続してのびる。前記頂部Pは、カーカス最大幅位置Mよりもタイヤ半径方向内側に位置するとともに、リムフランジJfよりもタイヤ軸方向外側に突出している。サイドウォール部3の外面(以下「サイドウォール面」と呼ぶ場合がある。)3Sは、前記頂部Pよりもタイヤ半径方向外側では、前記頂部Pからトレッド接地端Teに向かって滑らかにのびる凸円弧状の曲線で形成される。又頂部Pよりもタイヤ半径方向内外側では、前記頂部Pからビード部4の外側面4Sに向かって滑らかにのびる凹円弧状の曲線で形成される。   The rim protector 10 has a top portion P that protrudes most outward in the tire axial direction, and extends continuously in the tire circumferential direction. The top portion P is located on the inner side in the tire radial direction with respect to the carcass maximum width position M, and protrudes on the outer side in the tire axial direction with respect to the rim flange Jf. An outer surface 3S (hereinafter sometimes referred to as “sidewall surface”) of the sidewall portion 3 is a convex circle that smoothly extends from the top portion P toward the tread contact end Te on the outer side in the tire radial direction from the top portion P. It is formed with an arcuate curve. Further, on the inner side and the outer side in the tire radial direction from the top part P, a concave arc-shaped curve extending smoothly from the top part P toward the outer side surface 4S of the bead part 4 is formed.

次に、サイドウォール面3Sには、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)から形成されるサイド補強層11が配される。この炭素繊維強化プラスチックの繊維配向方向は、タイヤ半径方向に対して60度以下、好ましくは45度以下の角度である。このようなサイド補強層11は、タイヤ半径方向に対して、非常に高い引っ張り弾性特性を発揮する。   Next, a side reinforcing layer 11 made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) is disposed on the sidewall surface 3S. The fiber orientation direction of the carbon fiber reinforced plastic is an angle of 60 degrees or less, preferably 45 degrees or less with respect to the tire radial direction. Such a side reinforcement layer 11 exhibits a very high tensile elastic characteristic with respect to the tire radial direction.

図3は、正規内圧状態のタイヤ1に正規荷重の70%の荷重を付加して接地させた接地状態Y1のタイヤの子午断面図である。図3に示すように、接地状態Y1においては、サイドウォール面3Sのビード側では圧縮歪みが発生し、トレッド側では引っ張り歪みが発生する。この圧縮歪みと引っ張り歪みは、位置Kにおいて切り替わる。前記位置KのビードベースラインBLからのタイヤ半径方向高さHKは、大凡、ビードベースラインBLから接地面GLまでのタイヤ半径方向高さHTの40〜45%の範囲である。この位置Kは、正規内圧状態Y0におけるカーカス最大幅位置Mの近傍に位置している。   FIG. 3 is a meridional cross-sectional view of the tire in the ground contact state Y1 in which a load of 70% of the normal load is applied to the tire 1 in the normal internal pressure state and grounded. As shown in FIG. 3, in the ground contact state Y1, compressive strain is generated on the bead side of the sidewall surface 3S, and tensile strain is generated on the tread side. This compressive strain and tensile strain are switched at position K. The tire radial height HK from the bead base line BL at the position K is generally in the range of 40 to 45% of the tire radial height HT from the bead base line BL to the contact surface GL. This position K is located in the vicinity of the carcass maximum width position M in the normal internal pressure state Y0.

従って、引っ張り歪みが発生するサイドウォール面3Sの領域、即ち境界位置Kよりタイヤ半径方向外側となる領域に、炭素繊維強化プラスチックからなるサイド補強層11を設けることで、タイヤの撓み量を効果的に抑えることができる。これにより、タイヤ剛性を高く確保して操縦安定性の維持、或いは向上を図りながら、サイドウォールゴム3Gの厚さを減じて、軽量化を達成することが可能となる。又サイド補強層11は、サイドウォール部3の耐カット性の向上にも役立つ。   Therefore, by providing the side reinforcing layer 11 made of carbon fiber reinforced plastic in the region of the sidewall surface 3S where the tensile strain occurs, that is, the region outside the boundary position K in the tire radial direction, the amount of deflection of the tire is effectively reduced. Can be suppressed. As a result, it is possible to reduce the thickness of the sidewall rubber 3G and achieve weight reduction while ensuring high tire rigidity and maintaining or improving steering stability. The side reinforcing layer 11 is also useful for improving the cut resistance of the sidewall portion 3.

詳しくは、前記接地状態Y1において、サイド補強層11は、そのタイヤ半径方向内端E1のビードベースラインBLからのタイヤ半径方向高さH1が、前記高さHTの45〜55%の範囲が好ましい。又、サイド補強層11のタイヤ半径方向外端E2のビードベースラインBLからのタイヤ半径方向高さH2は、前記高さHTの75〜80%の範囲が好ましい。本例では、前記カーカス6の折返し部6bの外端6Eは、サイド補強層11の外端E2より半径方向内側、かつ内端E1より半径方向外側に位置している。   Specifically, in the ground contact state Y1, the side reinforcing layer 11 preferably has a tire radial height H1 from the bead base line BL of the tire radial inner end E1 in a range of 45 to 55% of the height HT. . Moreover, the tire radial direction height H2 from the bead base line BL of the tire radial direction outer end E2 of the side reinforcing layer 11 is preferably in the range of 75 to 80% of the height HT. In this example, the outer end 6E of the folded portion 6b of the carcass 6 is located radially inward from the outer end E2 of the side reinforcing layer 11 and radially outward from the inner end E1.

前記高さH1が前記高さHTの45%を下回ると、サイド補強層11の内端部が、引っ張り歪みがあまり発生しない領域、或いは圧縮歪みが発生する領域に位置することとなる。そのため、前記内端部では、タイヤの撓み量の抑制効果に貢献できなくなるだけでなく、タイヤ重量の不必要な増加をもたらす。又前記高さH1が前記高さHTの55%を超えると、サイド補強層11自体の半径方向の巾が短くなるため、タイヤの撓み量の抑制効果が減じ、操縦安定性に不利を招く。   When the height H1 is less than 45% of the height HT, the inner end portion of the side reinforcing layer 11 is located in a region where tensile strain does not occur so much or a region where compressive strain occurs. Therefore, the inner end portion can not only contribute to the effect of suppressing the amount of deflection of the tire, but also causes an unnecessary increase in tire weight. When the height H1 exceeds 55% of the height HT, the radial width of the side reinforcing layer 11 itself is shortened, so that the effect of suppressing the amount of deflection of the tire is reduced, and the steering stability is disadvantageous.

又前記高さH2が前記高さHTの75%を下回ると、サイド補強層11自体の半径方向の巾が短くなるため、タイヤの撓み量の抑制効果が減じ操縦安定性に不利を招く。逆に前記高さH1が前記高さHTの80%を超えると、サイド補強層11の外端部が、引っ張り歪みがあまり発生しない領域に位置することとなる。そのため、前記外端部では、タイヤの撓み量の抑制効果にあまり貢献できなくなるだけでなく、タイヤ重量の不必要な増加をもたらす。   If the height H2 is less than 75% of the height HT, the width in the radial direction of the side reinforcing layer 11 itself is shortened, so that the effect of suppressing the amount of deflection of the tire is reduced, resulting in a disadvantage in steering stability. On the other hand, when the height H1 exceeds 80% of the height HT, the outer end portion of the side reinforcing layer 11 is located in a region where tensile strain is not so much generated. For this reason, the outer end portion not only contributes little to the effect of suppressing the amount of deflection of the tire, but also causes an unnecessary increase in tire weight.

なお前記高さH2と高さH1との差(H2−H1)は、高さHTの22.5%以上さらには25%以上が好ましい。   The difference (H2−H1) between the height H2 and the height H1 is preferably 22.5% or more, more preferably 25% or more of the height HT.

又サイド補強層11によってタイヤ剛性を高く確保できるため、サイドウォールゴム3Gの厚さを減じることが可能になる。図2に拡大して示すように、カーカス6の折返し部6bの外端6Eからサイド補強層11の外面までの厚さtは、2〜3.5mmであるのが好ましい。このうちサイド補強層11自体の厚さt1は、0.5〜1.5mmであるのが好ましい。特には、前記厚さの差(t−t1)は、2.0mm以下が好ましい。   Further, since the tire rigidity can be ensured by the side reinforcing layer 11, the thickness of the side wall rubber 3G can be reduced. As shown in an enlarged view in FIG. 2, the thickness t from the outer end 6E of the folded portion 6b of the carcass 6 to the outer surface of the side reinforcing layer 11 is preferably 2 to 3.5 mm. Of these, the thickness t1 of the side reinforcing layer 11 itself is preferably 0.5 to 1.5 mm. In particular, the difference in thickness (t−t1) is preferably 2.0 mm or less.

前記厚さt1が0.5mmを下回ると、タイヤの撓み量の抑制効果が不充分となって、操縦安定性と軽量化との両立が達成できなくなる。逆に1.5mmを超えると、重量が増して軽量化の達成が難しくなるとともに、タイヤ剛性が上がりすぎて、操縦安定性、特には乗り心地性能の低下を招く。このような観点から、前記厚さt1の下限値は0.8mm以上が好ましく、又上限は1.2mm以下が好ましい。   If the thickness t1 is less than 0.5 mm, the effect of suppressing the amount of deflection of the tire becomes insufficient, and it is impossible to achieve both steering stability and weight reduction. On the other hand, if it exceeds 1.5 mm, the weight increases and it becomes difficult to achieve weight reduction, and the tire rigidity increases too much, leading to a decrease in steering stability, particularly riding comfort performance. From such a viewpoint, the lower limit value of the thickness t1 is preferably 0.8 mm or more, and the upper limit is preferably 1.2 mm or less.

又厚さtが3.5mmを超える、或いは差(t−t1)が2.0mmを超えると、軽量化の達成が難しくなる。逆に、厚さtが2.0mmを下回る、或いは差(t−t1)が0.5mmを下回ると、カーカス6の折返し部6bの外端6Eの応力が集中し、外端6Eを起点とした損傷が発生傾向となる。   If the thickness t exceeds 3.5 mm or the difference (t−t1) exceeds 2.0 mm, it is difficult to achieve weight reduction. On the other hand, when the thickness t is less than 2.0 mm or the difference (t−t1) is less than 0.5 mm, the stress at the outer end 6E of the folded portion 6b of the carcass 6 is concentrated, and the outer end 6E is the starting point. Damage tends to occur.

炭素繊維強化プラスチック(サイド補強層11)としては、プリプレグの複数層で形成するのが好ましい。プリプレグは、炭素繊維を一方向に引きそろえた状態で、マトリックス樹脂を含浸させた薄厚シート状の複合材である。マトリックス樹脂として、例えばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が採用されるが、特には、ポリアルキレンエーテル変性エポキシ樹脂等の柔軟性エポキシ樹脂が好適である。これにより、サイド補強層11の曲げ剛性を低く抑えることができ、乗り心地性能の向上に役立つ。   The carbon fiber reinforced plastic (side reinforcing layer 11) is preferably formed of a plurality of prepreg layers. A prepreg is a thin sheet-like composite material impregnated with a matrix resin in a state where carbon fibers are aligned in one direction. As the matrix resin, for example, a thermosetting resin such as an epoxy resin is employed. In particular, a flexible epoxy resin such as a polyalkylene ether-modified epoxy resin is suitable. Thereby, the bending rigidity of the side reinforcement layer 11 can be restrained low, and it is useful for the improvement of riding comfort performance.

プリプレグとして、エポキシ樹脂の含有率が30〜50wt%、かつ厚さが0.08〜0.12mmのものが好適に使用でき、サイド補強層11は、例えば8〜12枚のプリプレグの積層体として形成するのが好ましい。厚さが0.12mm以下の薄いプリプレグを用いること、及びエポキシ樹脂の含有率を30wt%以上とすることで、サイド補強層11に柔軟性を付与できる。なおエポキシ樹脂の含有率が30wt%を下回ると、サイド補強層11が硬くなりすぎて乗り心地性能に不利となる。逆に50%を超えると、炭素繊維の配合量が減るため、タイヤの撓み量の抑制効果が十分発揮できなくなる。   As the prepreg, those having an epoxy resin content of 30 to 50 wt% and a thickness of 0.08 to 0.12 mm can be suitably used, and the side reinforcing layer 11 is, for example, a laminate of 8 to 12 prepregs. Preferably formed. By using a thin prepreg having a thickness of 0.12 mm or less and setting the content of the epoxy resin to 30 wt% or more, flexibility can be imparted to the side reinforcing layer 11. In addition, when the content rate of an epoxy resin is less than 30 wt%, the side reinforcement layer 11 will become hard too much and it will be disadvantageous for riding comfort performance. On the other hand, if it exceeds 50%, the compounding amount of the carbon fiber is reduced, so that the effect of suppressing the amount of deflection of the tire cannot be exhibited sufficiently.

サイド補強層11では、炭素繊維強化プラスチックの厚さ1.0mm当たり、繊維配向方向に測定した複素弾性率Eが3.3×1010〜7.8×1010Pa、であるのが好ましい。複素弾性率Eが7.8×1010Paを超えると、サイド補強層11が硬くなりすぎて乗り心地性能に不利となる。逆に複素弾性率Eが3.3×1010Paを下回ると、タイヤの撓み量の抑制効果が十分発揮できなくなる。なお炭素繊維強化プラスチックの厚さ1.0mm当たりの正接損失tanδは、0.051〜0.128が好ましい。 In the side reinforcing layer 11, it is preferable that the complex elastic modulus E * measured in the fiber orientation direction is 3.3 × 10 10 to 7.8 × 10 10 Pa per 1.0 mm thickness of the carbon fiber reinforced plastic. . If the complex elastic modulus E * exceeds 7.8 × 10 10 Pa, the side reinforcing layer 11 becomes too hard, which is disadvantageous for ride comfort performance. Conversely, if the complex elastic modulus E * is less than 3.3 × 10 10 Pa, the effect of suppressing the amount of tire deflection cannot be sufficiently exhibited. The tangent loss tan δ per 1.0 mm thickness of the carbon fiber reinforced plastic is preferably 0.051 to 0.128.

このような空気入りタイヤ1は、以下の方法で形成できる。まず、加硫成形された空気入りタイヤのサイドウォール面3Sに、未硬化のプリプレグを、繊維配向方向がタイヤ半径方向となる向きに順次貼り付けて、プリプレグの積層体(未硬化のサイド補強層11)を形成する。   Such a pneumatic tire 1 can be formed by the following method. First, an uncured prepreg is sequentially attached to the sidewall surface 3S of a vulcanized pneumatic tire in a direction in which the fiber orientation direction is the tire radial direction, and a laminate of prepregs (uncured side reinforcing layer). 11).

プリプレグを貼り付けるためのサイドウォール面の貼付け面は、凹凸の無い平滑面とし、又ナフサなどにより洗浄される。又、プリプレグは、貼り付け位置に合う形状に、予め切断されている。なおプリプレグを先に積層しておき、これをサイドウォール面3Sに貼り付けることもできる。   The side surface of the side wall for attaching the prepreg is a smooth surface without unevenness, and is cleaned with naphtha or the like. Further, the prepreg is cut in advance into a shape that matches the attachment position. Note that the prepreg can be laminated first, and this can be attached to the sidewall surface 3S.

そして、プリプレグの積層体が貼り付けされたタイヤを、例えば170℃のオーブン内にて30分程度放置することで、サイド補強層11をタイヤ1に一体化させることができる。   Then, the side reinforcing layer 11 can be integrated with the tire 1 by leaving the tire on which the prepreg laminate is attached, for example, in an oven at 170 ° C. for about 30 minutes.

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.

図1の構造をなす空気入りタイヤ(225/45R17)が、表1の仕様に基づいて試作された。そして各タイヤの質量、横バネ定数、操縦安定性がテストされ比較された。共通仕様は、以下の通りである。
カーカスプライ---1枚(ポリエステルコード)
ベルトプライ---2枚(スチールコード:1×4/0.27)
バンドプライ---エッジバンドプライ+フルバンドプライ(ナイロンコード)
A pneumatic tire (225 / 45R17) having the structure of FIG. 1 was prototyped based on the specifications in Table 1. The mass, lateral spring constant, and steering stability of each tire were tested and compared. The common specifications are as follows.
Carcass ply --- one sheet (polyester cord)
Belt ply --- two (steel cord: 1 × 4 / 0.27)
Band ply --- edge band ply + full band ply (nylon cord)

サイド補強層は、それぞれ、厚さが0.10mmのプリプレグを用いた炭素繊維強化プラスチックにより形成された。マトリックス樹脂は、柔軟性エポキシ樹脂である。   Each of the side reinforcing layers was formed of a carbon fiber reinforced plastic using a prepreg having a thickness of 0.10 mm. The matrix resin is a flexible epoxy resin.

従来例は、サイド補強層が無く、サイドウォールゴムが厚いことにより、横バネ定数、及び操縦安定性が確保されている。   In the conventional example, there is no side reinforcing layer and the sidewall rubber is thick, so that the lateral spring constant and the steering stability are ensured.

(1)タイヤ質量:
タイヤ1本当たりの質量が測定された。結果は、従来例を100とする指数で表示されている。数値が大きい方が軽量である。
(1) Tire mass:
The mass per tire was measured. The results are displayed as an index with the conventional example being 100. Larger numbers are lighter.

(2)横バネ定数:
試供タイヤを、リム(17×7.5JJ)、内圧(230kPa)の条件にて、横力(0.5kN)を作用させたときの力と、トレッドセンターでの移動量とから横バネを算出し、従来例を100とする指数で表示した。数値が大きい方が横バネ定数が高く、良好である。
(2) Lateral spring constant:
The lateral spring is calculated from the force when a lateral force (0.5 kN) is applied to the sample tire under the conditions of rim (17 x 7.5 JJ) and internal pressure (230 kPa) and the amount of movement at the tread center. In addition, the index of the conventional example is 100. The larger the value, the higher the lateral spring constant and the better.

(3)操縦安定性:
試作タイヤを、リム(17×7.5JJ)、内圧(230kPa)にて、車両(2000ccのセダン車:1名乗車)の全輪に装着し、乾燥アスファルト路面のテストコースを走行した。そのときの操縦安定性を、ドライバーの官能評価により、従来例を100とする指数で表示した。数値が大きい方が操縦安定性に優れている。
(3) Steering stability:
The prototype tire was mounted on all wheels of a vehicle (2000 cc sedan car: 1 passenger) with a rim (17 × 7.5 JJ) and internal pressure (230 kPa) and ran on a dry asphalt road test course. Steering stability at that time was displayed as an index with the conventional example being 100 by sensory evaluation of the driver. The larger the value, the better the steering stability.

Figure 2018187995
Figure 2018187995
Figure 2018187995
Figure 2018187995

表に示されるように、実施例のタイヤは、操縦安定性の維持或いは向上を図りながら軽量化が達成されるのが確認できる。   As shown in the table, it can be confirmed that the tires of the examples achieve weight reduction while maintaining or improving steering stability.

1 空気入りタイヤ
2 トレッド部
3 サイドウォール部
3S 外面
4 ビード部
5 ビードコア
6 カーカス
6a 本体部
6b 折返し部
11 サイド補強層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pneumatic tire 2 Tread part 3 Side wall part 3S Outer surface 4 Bead part 5 Bead core 6 Carcass 6a Main part 6b Folding part 11 Side reinforcement layer

Claims (7)

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本体部と、この本体部に連なりかつ前記ビードコアの周りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返される折返し部とを有するカーカスを具える空気入りタイヤであって、
前記サイドウォール部の外面に、炭素繊維強化プラスチックからなるサイド補強層が配された空気入りタイヤ。
A pneumatic body having a carcass having a main body part extending from the tread part through the sidewall part to the bead core of the bead part, and a folded part connected to the main body part and folded back from the inside in the tire axial direction around the bead core. Tire,
A pneumatic tire in which a side reinforcing layer made of carbon fiber reinforced plastic is arranged on an outer surface of the sidewall portion.
正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填されたタイヤに、正規荷重の70%の荷重を付加して接地させた接地状態において、
前記サイド補強層のタイヤ半径方向内端は、ビードベースラインからのタイヤ半径方向高さH1が、ビードベースラインから接地面までのタイヤ半径方向高さHTの45〜55%、かつ前記サイド補強層のタイヤ半径方向外端は、ビードベースラインからのタイヤ半径方向高さH2が、前記高さHTの75〜80%である請求項1記載の空気入りタイヤ。
In a grounding state where a load that is 70% of the normal load is applied to a tire that is assembled with a normal rim and filled with a normal internal pressure,
The tire radial inner end of the side reinforcing layer has a tire radial height H1 from the bead base line of 45 to 55% of the tire radial height HT from the bead base line to the ground contact surface, and the side reinforcing layer 2. The pneumatic tire according to claim 1, wherein the tire radial outer end has a tire radial height H2 from a bead base line of 75 to 80% of the height HT.
前記サイド補強層は、炭素繊維の配向方向がタイヤ半径方向に対して60度以下の角度である請求項1又は2記載の空気入りタイヤ。   The pneumatic tire according to claim 1 or 2, wherein the side reinforcing layer has an orientation direction of carbon fibers of 60 degrees or less with respect to a tire radial direction. 前記カーカスの折返し部の半径方向外端において、この外端から前記サイド補強層の外面までの厚さtは2.0〜3.5mmであり、かつ前記サイド補強層の厚さt1は、0.5〜1.5mmである請求項1〜3の何れかに記載の空気入りタイヤ。   At the radially outer end of the folded portion of the carcass, the thickness t from the outer end to the outer surface of the side reinforcing layer is 2.0 to 3.5 mm, and the thickness t1 of the side reinforcing layer is 0. The pneumatic tire according to any one of claims 1 to 3, wherein the pneumatic tire is 5 to 1.5 mm. 前記炭素繊維強化プラスチックは、炭素繊維にエポキシ樹脂を含浸させた厚さ0.08〜0.12mmのプリプレグの積層体からなる請求項1〜4の何れかに記載の空気入りタイヤ。   The pneumatic tire according to any one of claims 1 to 4, wherein the carbon fiber reinforced plastic is composed of a laminate of prepregs having a thickness of 0.08 to 0.12 mm in which carbon fiber is impregnated with an epoxy resin. 前記炭素繊維強化プラスチックは、エポキシ樹脂の含浸量が30〜50wt%である請求項5記載の空気入りタイヤ。   6. The pneumatic tire according to claim 5, wherein the carbon fiber reinforced plastic has an epoxy resin impregnation amount of 30 to 50 wt%. 前記炭素繊維強化プラスチックは、厚さ1.0mm当たり、繊維方向に対する複素弾性率Eが3.3×1010〜7.8×1010Paである請求項1〜6の何れかに記載の空気入りタイヤ。 The carbon fiber reinforced plastic has a complex elastic modulus E * of 3.3 × 10 10 to 7.8 × 10 10 Pa with respect to the fiber direction per thickness of 1.0 mm. Pneumatic tire.
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