JP2019199198A - Pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気入りタイヤ(以下、単に「タイヤ」とも称す)に関し、詳しくは、タイヤの耐久性等を改善し得るトリート部材を備えた空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a pneumatic tire (hereinafter, also simply referred to as “tire”), and more particularly, to a pneumatic tire including a treating member that can improve the durability and the like of the tire.
一般に、空気入りタイヤの骨格をなすカーカスの補強部材であるベルトは、主としてタイヤの赤道面に対し傾斜配列されたスチールコードのゴム引き層であるスチールベルト層からなり、このスチールベルト層を2枚以上用い、スチールコードが互いに交差するように配置して構成されている。しかしながら、スチールコードからなるベルト層は重量増に働くため、燃費性能とトレードオフの関係にある。このような状況の中、タイヤの軽量化のために、スチールベルト層のスチールコードを有機繊維コードに置き換える技術が提案されている。 In general, a belt, which is a carcass reinforcing member that forms the framework of a pneumatic tire, is mainly composed of a steel belt layer that is a rubberized layer of a steel cord that is inclined with respect to the equator plane of the tire. As described above, the steel cords are arranged so as to cross each other. However, since the belt layer made of steel cord works to increase the weight, it has a trade-off relationship with fuel efficiency. Under such circumstances, a technique for replacing the steel cord of the steel belt layer with an organic fiber cord has been proposed to reduce the weight of the tire.
例えば、特許文献1では、スチールコードと有機繊維コードとを間隔をあけて多数並列に配置し、このコードをゴム材料で被覆してなるコード入りゴムシート(トリート)が提案されている。そして、このコード入りゴムシートを、タイヤのベルト層やカーカスプライ等の構成材料に用いることで、タイヤの走行性能および運動性能を改善し、かつ軽量化による低燃費性を実現している。
For example,
しかしながら、近年、タイヤに求められる性能は、ますます高度になり、特許文献1で提案されているコード入りゴムシートを、カーカスプライやベルト層に適用したとしても、必ずしも満足いくものではない場合もあり、さらなる改善か望まれているのが現状である。
However, in recent years, the performance required for tires has become increasingly sophisticated, and even if the corded rubber sheet proposed in
そこで、本発明の目的は、タイヤの耐久性等を改善し得るトリート部材を備えた空気入りタイヤを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a pneumatic tire provided with a treating member that can improve the durability and the like of the tire.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、金属コードと非金属コードとの合計3本以上が束ねられてなる束コードを用い、さらに、この束コードの少なくとも一方の端に非金属コードを配置することで、上記課題を解消することができることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor used a bundle cord formed by bundling a total of three or more of a metal cord and a non-metal cord, and further, at least one end of the bundle cord. It has been found that the above problem can be solved by arranging the non-metallic cord, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部と、サイドウォール部と、ビード部と、該ビード部間に跨ってトロイド状に延在する少なくとも1枚のカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスのタイヤ径方向外側に配置された少なくとも2層のベルト層からなるベルトと、を備えた空気入りタイヤにおいて、
金属コードと非金属コードとの合計3本以上が束ねられてなる束コードが被覆ゴムで被覆されてなるトリート部材が用いられ、
前記束コードの少なくとも一方の端が非金属コードであり、かつ、
前記束コードにおける前記金属コードと前記非金属コードとの体積比率が、5:95〜95:5であることを特徴とするものである。
That is, the pneumatic tire of the present invention includes a tread portion, a sidewall portion, a bead portion, a carcass composed of at least one carcass ply extending between the bead portions, and a carcass ply of the carcass. In a pneumatic tire provided with a belt comprising at least two belt layers disposed on the outer side in the tire radial direction,
A treat member is used in which a bundle cord formed by bundling a total of three or more metal cords and non-metal cords is covered with a coating rubber,
At least one end of the bundle cord is a non-metallic cord, and
The volume ratio of the metal cord to the non-metal cord in the bundle cord is 5:95 to 95: 5.
本発明のタイヤにおいては、前記トリート部材における、前記金属コードと前記非金属コードの質量比は、5:95〜95:5であることが好ましい。また、本発明のタイヤにおいては、前記トリート部材における、前記金属コードと前記非金属コードとの直径比率は、20:80〜95:5であることが好ましい。特に、本発明のタイヤにおいては、前記トリート部材は、少なくとも1層のベルト層に好適である。 In the tire of the present invention, it is preferable that a mass ratio of the metal cord to the non-metal cord in the treat member is 5:95 to 95: 5. Moreover, in the tire of this invention, it is preferable that the diameter ratio of the said metal cord and the said nonmetallic cord in the said treat member is 20: 80-95: 5. In particular, in the tire of the present invention, the treat member is suitable for at least one belt layer.
本発明によれば、タイヤの耐久性等を改善し得るトリート部材を備えた空気入りタイヤを提供することができる。特に、上記トリート部材をベルト層として用いることで、タイヤ重量が低減し、かつ、転がり抵抗、操縦安定性および耐久性を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pneumatic tire provided with the treat member which can improve the durability etc. of a tire can be provided. In particular, by using the treating member as a belt layer, the weight of the tire can be reduced, and rolling resistance, steering stability and durability can be improved.
以下、本発明の空気入りタイヤについて、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の一好適な実施の形態に係る空気入りタイヤのタイヤ幅方向における概略断面図であり、図示する空気入りタイヤ10は、接地部を形成するトレッド部1と、このトレッド部1の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部2と、各サイドウォール部2の内周側に連続するビード部3と、を備えている。図示するタイヤ10においては、トレッド部1、サイドウォール部2およびビード部3は、一方のビード部3から他方のビード部3にわたってトロイド状に延びる一枚のカーカスプライからなるカーカス4により補強されているが、本発明のタイヤ10においては、カーカス4は複数枚のカーカスプライからなるものとしてもよい。
Hereinafter, the pneumatic tire of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view in the tire width direction of a pneumatic tire according to a preferred embodiment of the present invention. The illustrated
本発明のタイヤ10では、カーカス4のタイヤ径方向外側に配設された少なくとも2層のベルト層、図示例においては、2層の第1ベルト層5aと第2ベルト層5bとからなるベルト5により補強されているが、本発明のタイヤ10においては、ベルト層は3層以上であってもよい。また、図示するタイヤ10においては、ベルト5のタイヤ径方向外側にベルト補強層6が配置されている。ベルト補強層6としては、ベルト5の全幅以上にわたり配置されるキャップ層6a、ベルト5の両端領域に配置されるレイヤー層6bのいずれか一方、または両方とすることができる。
In the
図2に、本発明の一好適な実施の形態に係る空気入りタイヤに用いるトリート部材の幅方向断面図を示す。本発明のタイヤ10は、金属コード21と非金属コード22との合計3本以上、図示例においては、金属コード21が2本、非金属コード22が2本、合計4本が束ねられてなる束コード23が被覆ゴム24で被覆されてなるトリート部材20を、例えば、カーカスプライ、ベルト層5a、5b等、好ましくはベルト層5a、5bとして用いる。ここで、束コード23中の金属コード21および非金属コード22は、トリート部材20の幅方向に並べられて引き揃えられている。本発明のタイヤ10は、金属コード21と非金属コード22とからなるトリート部材20を用いているため、金属コードのみからなるトリート部材を用いた場合と比較して、軽量化を図ることができ、転がり抵抗の低減に繋がる。また、金属コード21と非金属コード22を束にすることで、トリート部材20の面内剛性が大きくなる。そのため、本発明に係るトリート部材20をベルト層5a、5bに用いた場合、操縦安定性を向上させることができる。
FIG. 2 is a cross-sectional view in the width direction of a treat member used in a pneumatic tire according to a preferred embodiment of the present invention. The
また、本発明のタイヤ10においては、トリート部材20は、束コード23の少なくとも一方の端、好ましくは両端が非金属コード22である。このような構成とすることで、金属コードの束のみを用いた場合と比較して、被覆ゴム24と束コード23との間の剛性段差を緩和することができ、トリート部材20の耐久性が向上し、その結果、タイヤ10の耐久性を向上させることができる。例えば、本発明に係るトリート部材20をベルト層5a、5bに用いることで、ベルト幅方向端部のコード端を起点としたゴムの剥離が隣接コード間に伝播するベルトエッジセパレーション(BES)を抑制することができる。また、カーカスプライに用いると、カーカスプライ端部を起点とするプライエンドセパレーションを抑制することができる。
Further, in the
また、本発明のタイヤにおいては、束コード23における金属コード21と非金属コード22との体積比率が、5:95〜95:5である。かかる範囲とすることで、本発明の効果を良好に得ることができる。束コード23の少なくとも一方の端が非金属コード22であれば、束コード23内における、金属コード21および非金属コード22の配置形態については特に制限はなく、例えば、金属コード21と非金属コード22とが交互に配置されていてもよく、束コード23内において、一部、金属コード21が連続する箇所や、非金属コード22が連続する箇所が存在していてもよい。なお、本発明のタイヤ10においては、束コード23内における金属コード21および非金属コード22の本数については、3本以上であれば、その上限については特に制限はないが、好ましくは3〜15本、より好ましくは3〜10本である。また、トリート部材20中における全ての束コード23が、金属コード21および非金属コード22の本数および配置位置が同じものでもよく、異なるものであってもよい。
Moreover, in the tire of this invention, the volume ratio of the
ここで、本発明のタイヤ10においては、金属コード21としては、金属フィラメント(金属鋼線)を複数本撚り合わせてなるものを用いてもよく、または、金属フィラメントの単線からなるものを用いてもよい。金属フィラメントを複数本撚り合わせてなるコード(撚りコード)の構造としては特に制限はない。例えば、(1×2)構造、(1×3)構造、(1×5)構造等の(1×N)構造や、(1+1)構造、(2+1)構造、(2+2)構造等の(N+M)構造を好適に用いることができる。これら撚りコードの中では、(1×N)構造が好ましい。特に、(1×2)構造のコード2本の束は、他の撚りコードの構造と比較して直径が小さいため、トリート部材20を薄くすることができ、軽量性の面で優れている。なお、金属フィラメントの撚り方向、撚りピッチ等の条件については、特に制約されるものではなく、常法に従い適宜設計することができる。
Here, in the
金属コード21に用いる金属フィラメントとしては、例えば、スチール、ブラス、銅、合金等で形成されたフィラメントを用いることができるが、スチールフィラメントを用いるのが最も一般的である。スチールフィラメントはスチールを主成分とし、炭素、マンガン、ケイ素、リン、硫黄、銅、クロム等の種々の微量含有物を含むことができる。スチールフィラメントとしては、引張り強さが2700N/mm2以上のものを用いることが好ましい。
As the metal filament used for the
なお、本発明のタイヤ10においては、金属コード21を構成する金属フィラメントは、その表面に常法により形成されるめっき層を有することが好ましい。めっき層としては、特に限定されないが、例えば、亜鉛めっき層、銅めっき層、ブラス(真鍮)めっき層等が挙げられるが、これらの中でも、ゴムとの接着性の観点から、ブラス(真鍮)めっき層が好ましい。
In the
また、本発明のタイヤ10においては、非金属コード22としては、例えば、ナイロン、アラミド等のポリアミド、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル、レーヨン、ポリケトン、ビニロン等の有機繊維からなる撚りコードを、好適に用いることができるが、これら以外にも、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維等も用いることができる。
Further, in the
本発明のタイヤ10においては、トリート部材20における、金属コード21と非金属コード22の質量比は、5:95〜95:5であることが好ましい。かかる範囲とすることで、トリート部材20における剛性段差と重量のバランスを良好に保つことができる。
In the
また、本発明のタイヤ10においては、トリート部材20における、金属コード21と非金属コード22との直径比率が、20:80〜95:5であることが好ましく、より好ましくは30:70〜90:10である。これにより、コード間のゴム層の歪みを低減することができる。トリート部材20の軽量化および剛性の確保の観点から、金属コード21の直径は0.15〜0.70mmとすることが好ましい。
In the
さらに、本発明のタイヤ10においては、トリート部材20への束コード23の打込み数は、少なすぎるとトリート部材20の剛性の確保でない場合があり好ましくなく、一方、打込み数が大きすぎると、トリート部材20におけるコードの束同士の幅方向の間隔が狭くなり、トリート部材20の端部のコード端を起点としたゴム剥離が、容易に隣り合うコードの束間に伝播する、セパレーションの抑制が困難になる場合があるため好ましくない。したがって、トリート部材20への束コード23の打込み数は、束コード23の束を構成する、それぞれのコード本数を加味したうえで、適宜設計すればよい。
Furthermore, in the
さらにまた、本発明のタイヤ10においては、タイヤの軽量化と耐久性の向上の観点から、トリート部材20の厚みは0.71〜1.50mmであることが好ましい。トリート部材20の厚みが0.71mm未満では、十分な耐久性を得ることができない場合がある。一方、トリート部材20の厚みが1.50mmを超えると、十分な軽量効果を得ることができない場合がある。
Furthermore, in the
本発明のタイヤ10は、上記トリート部材20を用いたものであれば、それ以外の具体的なタイヤ構造、材質については特に制限されるものではなく、既知の構造および材質を採用することができる。例えば、図示するタイプのタイヤ10においては、ベルト層5a、5bに、上記トリート部材20を用いて、カーカス4やベルト補強層6については、既知の構造を採用してもよい。この場合、ベルト層5a、5bは、束コード23をタイヤ周方向に対し、例えば、15〜40°の角度で傾斜するように配置することができる。また、カーカス4には、タイヤ周方向に対してほぼ直交する方向、例えば、70〜90°の角度で延びる有機繊維コードを用いることができる。また、ベルト補強層6(キャップ層6a、レイヤー層6b)には、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された有機繊維コードを用いることができる。有機繊維コードとしては、高弾性の有機繊維からなるコードを用いることが好ましい。例えば、芳香族ポリアミド(アラミド)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、レーヨン、ザイロン(登録商標)(ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)繊維)、脂肪族ポリアミド(ナイロン)、ポリケトン等の有機繊維を少なくとも一種からなるものを用いることができる。
The
また、図示するように、本発明のタイヤ10の一対のビード部3には、それぞれビードコア7が埋設され、カーカス4はこのビードコア7の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止された構造としてもよく、ビードコア7に巻き付けて係止した構造としてもよく(図示せず)、また、両側からビードワイヤで挟み込んで係止した構造としてもよく(図示せず)、いずれの固定方法を用いてもよい。さらに、本発明のタイヤ10においては、トレッド部1の表面には適宜トレッドパターンが形成されていてもよく、最内層にはインナーライナー(図示せず)が形成されていてもよい。さらにまた、本発明のタイヤ10において、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10は、乗用車用空気入りタイヤに好適である。
As shown in the figure, a
以下、本発明のタイヤを、実施例を用いてより詳細に説明する。
<実施例1〜5および比較例1〜4>
タイヤサイズ:195/65R15の空気入りタイヤを以下の条件で製造した。カーカスプライ(レーヨン、1840dtex/3、撚り数:40×40/10cm、打込み数:80本/10cm、タイヤ周方向に対する角度:90°)は1枚とし、ベルトは2層のベルト層とし、タイヤ周方向に対する角度が±35°で交錯するように配置した。また、ベルトのタイヤ径方向外側に、1層のキャップ層(打込み数100本/10cm、タイヤ周方向に対する角度:0°)を配置した。ベルト層の構成は表1、2に示すとおりである。なお、同表中のSCはスチールコードを、TEXは有機繊維コードを意味する。得られた各供試タイヤにつき、下記の手順に従い評価を行った。
Hereinafter, the tire of this invention is demonstrated in detail using an Example.
<Examples 1-5 and Comparative Examples 1-4>
A pneumatic tire having a tire size of 195 / 65R15 was manufactured under the following conditions. Carcass ply (rayon, 1840 dtex / 3, number of twists: 40 × 40/10 cm, number of shots: 80 pieces / 10 cm, angle with respect to tire circumferential direction: 90 °) is one sheet, the belt is a two-layer belt layer, tire It arrange | positioned so that the angle with respect to the circumferential direction might cross at +/- 35 degrees. In addition, one cap layer (number of drivings of 100/10 cm, angle with respect to the tire circumferential direction: 0 °) was disposed outside the belt in the tire radial direction. The constitution of the belt layer is as shown in Tables 1 and 2. In the table, SC means steel cord and TEX means organic fiber cord. Each of the obtained test tires was evaluated according to the following procedure.
<タイヤ重量>
比較例1のタイヤを基準の△とし、これよりも50〜300g未満軽量なものを○、300g以上軽量なものを◎、とした。得られた結果を表1、2に併記する。
<Tire weight>
The tire of Comparative Example 1 was designated as “Δ”, the tire that was lighter than 50 to 300 g lighter than this, and the tire that was lighter than 300 g was marked “◎”. The obtained results are also shown in Tables 1 and 2.
<転がり抵抗>
リム組みした各タイヤの内圧を210kPaに設定し、各タイヤをSAE J1269に準拠して、負荷質量を450kgとし、80km/hで、タイヤを転動させ、直径1.7mの鉄板表面を持つドラム試験機を用いて、車軸の転がり抵抗を測定して評価した。測定した転がり抵抗を指数化し、100(同等)を△、97〜99を〇、96以下を◎とした。得られた結果を表1,2に併記する。
<Rolling resistance>
The internal pressure of each rim-assembled tire is set to 210 kPa, each tire is compliant with SAE J1269, the load mass is 450 kg, the tire is rolled at 80 km / h, and the drum has a steel plate surface with a diameter of 1.7 m. Using a test machine, the rolling resistance of the axle was measured and evaluated. The measured rolling resistance was indexed, with 100 (equivalent) being Δ, 97 to 99 being 〇, and 96 or less being ◎. The obtained results are also shown in Tables 1 and 2.
<操縦安定性>
各供試タイヤをJTMA規格に定める標準リムに装着後、乾燥(ドライ)のサーキットにおけるドライバーのフィーリング走行により、操縦安定性の評価を行った。比較例1のタイヤと同等を△、非常に優れている場合を◎、優れている場合を〇、劣っている場合を×、大きく劣っている場合を××とした。得られた結果を表1、2に併記する。
<Steering stability>
After mounting each test tire on a standard rim defined in the JTMA standard, the driving stability was evaluated by the driver's feeling running on a dry circuit. Equivalent to the tire of Comparative Example 1 was Δ, 場合 was very good, 〇 was excellent, × was inferior, × was inferior, and XX was greatly inferior. The obtained results are also shown in Tables 1 and 2.
<耐久性>
リム組みした各タイヤの内圧を180kPaに設定し、その供試タイヤを直径3mのスチール製のドラム試験機に、キャンバー角(CA)−1度、スリップアングル(SA)0度、負荷荷重8kNで押し付け、150km/hで、100時間連続走行させた。その後、タイヤ全周にわたって解体し、交錯ベルト層の亀裂の長さを測定した。測定した亀裂のうち、最も長い亀裂を評価対象とした。評価基準は比較例1のタイヤと同等を△、非常に優れている場合を◎、優れている場合を〇とした。得られた結果を表1、2に併記する。
<Durability>
The internal pressure of each rim-assembled tire is set to 180 kPa, and the test tire is placed on a steel drum tester having a diameter of 3 m, with a camber angle (CA) of 1 degree, a slip angle (SA) of 0 degree, and a load load of 8 kN. It was pressed and run continuously at 150 km / h for 100 hours. Thereafter, the tire was disassembled over the entire circumference of the tire, and the length of cracks in the crossing belt layer was measured. Of the measured cracks, the longest crack was used as an evaluation target. The evaluation criteria are the same as the tire of Comparative Example 1, Δ, the case of being excellent, and the case of being excellent. The obtained results are also shown in Tables 1 and 2.
※2:スチールコードと非金属コードを束ねず均等に打ち込んだ構造
※3:1×2構造のスチールコード
以上より、本発明のタイヤは、機能がを改善されていることがわかる。 From the above, it can be seen that the function of the tire of the present invention is improved.
1 トレッド部
2 サイドウォール部
3 ビード部
4 カーカス
5 ベルト
6 ベルト補強層
7 ビードコア
10 空気入りタイヤ(タイヤ)
20 トリート部材
21 金属コード
22 非金属コード
23 束コード
24 被覆ゴム
DESCRIPTION OF
20
Claims (4)
金属コードと非金属コードとの合計3本以上が束ねられてなる束コードが被覆ゴムで被覆されてなるトリート部材がカーカスおよび/または少なくとも1層のベルト層に用いられ、
前記束コードの少なくとも一方の端が非金属コードであり、かつ、
前記束コードにおける前記金属コードと前記非金属コードとの体積比率が、5:95〜95:5であることを特徴とする空気入りタイヤ。 A tread portion, a sidewall portion, a bead portion, a carcass made of at least one carcass ply extending between the bead portions in a toroid shape, and at least 2 disposed on the outer side in the tire radial direction of the carcass In a pneumatic tire provided with a belt composed of a belt layer of layers,
A treating member in which a bundle cord formed by bundling a total of three or more metal cords and non-metal cords is coated with a coating rubber is used for the carcass and / or at least one belt layer,
At least one end of the bundle cord is a non-metallic cord, and
The pneumatic tire according to claim 1, wherein a volume ratio of the metal cord and the non-metal cord in the bundle cord is 5:95 to 95: 5.
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