JP4109521B2 - Tire set - Google Patents

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JP4109521B2
JP4109521B2 JP2002270420A JP2002270420A JP4109521B2 JP 4109521 B2 JP4109521 B2 JP 4109521B2 JP 2002270420 A JP2002270420 A JP 2002270420A JP 2002270420 A JP2002270420 A JP 2002270420A JP 4109521 B2 JP4109521 B2 JP 4109521B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パンクの発生が無く、特にモノレール等の新交通車両、およびに路線バスなどに好適に採用しうるタイヤセットに関する。
【0002】
【従来の技術】
タイヤにおいては、乗り心地性、高速走行性および軽量化などの観点から、タイヤ内腔内に空気を充填する空気入りタイヤが主流となっている。しかし、地下鉄、モノレール等の新交通車両、および市街を走行する路線バスなどにあっては、中低速度で運行されかつ発進・停止が頻繁に行われることから、上記要求特性よりもノンパンク(パンクの発生が無い)であることが重要であり、近年、ノンパンクタイヤのこの種の車両への採用が強く望まれている。
【0003】
他方、ノンパンクタイヤとしては、リム組みされたタイヤとリムとがなすタイヤ内腔内に、液状のウレタン樹脂等を充填しかつ硬化させたもの、および特許文献1等で提案される如く、前記タイヤ内腔内に発泡性組成物を充填した後、加熱などによりこの発泡性組成物を独立気泡の発泡体に変化させるものなどが知られている。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−294012号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前者のものは、充填材が非発泡体であるため、路面から受ける衝撃の緩和効果に劣り、乗り心地性を損ねている。又後者のものは、充填材が発泡体であるため、使用初期においては、衝撃の緩和効果に優れるものの、重荷重用タイヤとして使用すると、独立気泡に潰れが生じて永久変形してしまう傾向にある。
【0006】
特に前記新交通車両等では、主に中低速度で運行されるものの発進・停止が頻繁であるため、タイヤ内での蓄熱現象によってタイヤ内部温度が大幅に上昇する。その結果、非発泡体及び発泡体の双方において充填材に永久変形が発生し易くなり、乗り心地性をいっそう悪化させる傾向となる。又前記蓄熱現象により走行始めと、数時間走行している時点とではタイヤ内部の温度差が大きくなるが、この温度差に伴い充填材の弾性特性が変化するため、乗り心地性が走行の時間経過によって変動するという問題も生じる。
【0007】
さらにこの種のノンパンクタイヤでは、ショルダー部の内圧がトレッド中央側に比して低くなるなど内圧が不均一となるため、このショルダー部で偏摩耗が顕著となり、摩耗寿命を損ねるという問題もある。
【0008】
そこで本発明は、充填材の70℃における複素弾性率E*を0.4〜2.0Mpaの範囲、かつ正接損失(tan δ)を0.01〜0.08の範囲に規制し、かつ接地面形状におけるトレッド接地縁での周方向の接地長さLsと、タイヤ赤道での接地長さLcとの比Lc/Lsを0.88〜0.98とすることを基本として、荷重時の撓みを適度に確保でき、優れた乗り心地性を発揮しうるとともに、温度上昇による永久変形を防止して優れた乗り心地性を長期に亘って維持でき、しかも走行の時間経過に伴う乗り心地性の変動を抑えて違和感をなくす一方、偏摩耗を抑制して摩耗寿命を向上しうるタイヤセットの提供を目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項1の発明は、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カーカスとトレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配されるブレーカ層とを具えるトロイド状のタイヤ、このタイヤをリム組みするリム、及び2液混合硬化型の非発泡の樹脂からなりかつ前記タイヤとリムとが囲むタイヤ内腔内に充填される充填材とからなるとともに、
前記充填材は、70℃における複素弾性率E*を、0.4〜2.0Mpa、かつ正接損失(tan δ)を0.01〜0.08とし、
かつ正規荷重を負荷した場合の接地面の形状は、トレッド接地縁での周方向の接地長さLsと、タイヤ赤道での接地長さLcとの比Lc/Lsを0.88〜0.98としたことを特徴としている。
【0010】
又請求項2の発明では、前記タイヤは重荷重用ラジアルタイヤであり、かつ前記充填剤はウレタン樹脂からなることを特徴としている。
【0011】
又請求項3の発明では、前記カーカスはスチール製のカーカスコードを用いた1枚のカーカスプライからなり、かつブレーカ層は、スチール製のブレーカコードを用いた2枚以上のブレーカプライからなることを特徴としている。
【0012】
又請求項4の発明では、接地面の形状は、周方向の接地長さLがタイヤ赤道からトレッド接地縁に向かって徐々に減少することを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図1は本発明のタイヤセットが重荷重車両用として形成される場合を示す断面図である。
図1において、タイヤセット1は、トロイド状のタイヤ10と、このタイヤ10をリム組みするリム11と、前記タイヤ10とリム11とが囲むタイヤ内腔H内に注入される非発泡性の充填材12とから構成され、これによってノンパンク性能が付与される。
【0014】
前記タイヤ10は、本例では、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、トレッド部2の内方かつ前記カーカス6の外側に配されるブレーカ層7とを具える重荷重用ラジアルタイヤであって、従来的な重荷重用の空気入りタイヤが好適に採用しうる。
【0015】
前記カーカス6は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば70〜90度の角度で配列した1枚以上のカーカスプライから形成される。本例では、カーカスコードとしてスチールコードを用いた1枚のカーカスプライ6Aからなる場合を例示している。
【0016】
このカーカスプライ6Aは、前記ビードコア5、5間に跨るプライ本体部6aの両側に、前記ビードコア5の周りを内から外に折り返して係止される折返し部6bを有し、該プライ本体部6aと折返し部6bとの間には、ビードコア5から半径方向外方にのびるビードエーペックスゴム8が配置され、ビード部4からサイドウォール部3にかけて補強している。
【0017】
前記ブレーカ層7は、ブレーカコードとしてスチールコードを用いた2枚以上、通常3〜4枚のブレーカプライから形成される。本例では、スチールコードをタイヤ周方向に対して例えば60±15°の角度で配列してなりかつ半径方向最内に配される第1のブレーカプライ7Aと、タイヤ周方向に対して例えば10〜35°の小角度で配列する第2〜4のブレーカプライ7B、7C、7Dとの4枚構造の場合を例示している。なおブレーカプライ7A〜7Dは、コードがプライ間で互いに交差する箇所を1箇所以上設けて重置されることにより、ブレーカ剛性を高めトレッド部2をタガ効果を有して強固に補強する。
【0018】
又前記リム11は、周知構造をなし、リムベース11Aのタイヤ軸方向外端部に、ビード底面を受けるリムシート11B1とビード側面を受けるフランジ11B2とからなるL字状の着座部11Bを設けている。なお本例では、リムベース11Aが平坦な平底リムの場合を例示しているが、前記タイヤ10に応じて浅底リム、及び深底リムも適宜採用することができる。
【0019】
そして本実施形態のタイヤセット1では、前記タイヤ10とリム11とが囲むタイヤ内腔H内に、2液混合硬化型樹脂からなる充填体12が隙間なく充填され、前記タイヤ10とリム11とを一体化している。
【0020】
この充填体12は、独立気泡や連続気泡を有さない非発泡体であって、前記タイヤ10とリム11とをリム組みした後、図2に略示する如く、前記タイヤ内腔H内に、2液混合硬化型の液状の樹脂材Paを注入しかつ硬化させることによって形成される。
【0021】
詳しくは、本例では、リム11のリムベース11Aに設ける注入孔13から、前記液状の樹脂材Paを、例えば100〜200kPaの圧力を有して注入する。本例では、タイヤを横置きしたとき上を向く側のサイドウォール部3に、予め、例えば注射針状の空気抜き針14を挿入せしめ、タイヤ内腔H内の空気を順次排出している。なお前記空気抜き針14を用いることなく、サイドウォール部3に直接空気抜き孔を穿設しても良い。
【0022】
このとき、前記液状の樹脂材Paは、混合時の25℃における粘度(フォードカップNo.4)を、5〜30秒と従来よりも低粘度に設定することが好ましく、また混合後1時間経過後の25℃における粘度上昇を、20秒以下と従来よりも粘度上昇を低く抑えることも好ましい。前記粘度は、JIS K5400の4.5.4に記載のフォードカップNo.4法に基づいて測定した値である。
【0023】
このように前記粘度を特定することにより、樹脂材Paの注入を適正化でき、タイヤ内腔H内での空気溜まりの発生を防止するとともに、タイヤ10に充分な内圧を付与することが可能となる。又隙間なく充填された樹脂材Paは適度に流動し、硬化しはじめる前に内圧がタイヤ10の各部に満遍なく伝播されるため、内圧を均一化することができ、ショルダー部での内圧をトレッド中央側の内圧に近づけるなど、該ショルダー部での偏摩耗抑制にも貢献できる。
【0024】
なお前記粘度が30秒を越えて高くなると、注入に時間がかかりすぎ、途中で樹脂材Paが徐々に硬化しはじめ、タイヤ内腔H内に空気が残留するなど不良品が発生したり、又重荷重用タイヤとして必要な内圧が充分に付与されなかったり、さらにはタイヤの各部で内圧がバラつくといった問題が生じる傾向となる。又前記粘度が5秒未満の場合にも、注入圧力が高められなくなる結果、同様に空気抜けが悪くなるとともに、タイヤ内圧を充分に高めることが困難となる。このような観点から、前記粘度は、10〜20秒の範囲がさらに好ましい。
【0025】
又前記粘度上昇が20秒を越えると、注入途中で硬化傾向となって不良品が発生したり、充填後の樹脂材Paの流動が不十分となってタイヤ内圧を均一に高めることが難しくなる。
【0026】
なお前記充填体12として、2液混合硬化型樹脂を用いる理由は、もし通常のゴム材を用いる場合には、充填体のボリュームが大であるため充填後の加硫加熱に長時間を要し、しかもこの加硫加熱によってタイヤ基体のゴムに悪影響を与える恐れがあるからである。
【0027】
そして本発明では、優れた乗り心地性を確保する一方、この優れた乗り心地性を長期に亘って維持し、しかも走行の時間経過に伴う乗り心地性の変動を抑えて違和感をなくすために、硬化後の充填材12の、70℃における複素弾性率E*を0.4〜2.0Mpaの範囲、かつ正接損失(tan δ)を0.01〜0.08の範囲に規制している。
【0028】
これは、優れた乗り心地性を確保するためには、荷重時の撓みを適度に得ることが重要だからであり、そのために、70℃における複素弾性率E*を0.4〜2.0Mpaの範囲としている。複素弾性率E*が0.4Mpa未満では、充填材12が軟らかすぎてタイヤが左右に横揺れする傾向となる。逆に2.0Mpaを越えると、硬すぎて撓みが過小となり衝撃緩和効果が不十分となるなど、何れの場合も優れた乗り心地性を得ることができなくなる。従って、このような観点から、好ましくは、複素弾性率E*を0.7〜1.5Mpaの範囲とするのが望ましい。
【0029】
又70℃での複素弾性率E*を規制したのは、本発明のタイヤの走行中の内部温度が概ね70℃程度となるからであり、実際に即した温度条件で弾性特性を規制することにより、乗り心地性をより正確にコントロールすることができる。
【0030】
又この乗り心地性を長期に亘って維持するためには、前記充填材12の温度上昇による永久変形を防ぐことが必要であり、そのために、70℃における正接損失(tan δ)を0.01〜0.08の範囲に規制している。正接損失(tan δ)が0.08を越えると、タイヤ内部温度が70℃を越えて大幅に上昇し、充填材12に永久変形を招くなど乗り心地性の維持ができなくなる。又0.01未満では、タイヤの振動吸収性が小さくなりすぎて、乗心地が悪くなるという問題がある。
【0031】
又正接損失(tan δ)を前記範囲に規制することにより、走行初期と、数時間走行後との温度差を低く抑えることができる。そのため、この温度差に伴う充填材12の弾性特性の変化を減じることができ、走行中の乗り心地性の変動をなくし、乗り心地の違和感をなくすことができる。なお前記複素弾性率E*及び正接損失(tan δ)は、岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて、周波数10Hz、動歪率2%の条件で測定した値である。
【0032】
次に、前記2液混合硬化型樹脂として、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等が挙げられるが、複素弾性率E*及び正接損失(tan δ)を前記範囲内に規制するという観点から、ウレタン樹脂が好ましく使用できる。
【0033】
このウレタン樹脂は、周知の如く、イソシアネート化合物を含む第1液と、この第1液中のイソシアネート基を架橋させるポリアミン、ポリオール等を含む第2液とを混合することによって硬化する室温架橋性の組成物であって、ゴム状弾性を有するために前記充填体12として好ましく採用しうる。
【0034】
ここで前記ウレタン樹脂において、硬化時の複素弾性率E*を前記0.4〜2.0Mpaの範囲とするために、本例では、ガラス転移温度(Tg)が低いウレタンを使用している。
又正接損失(tan δ)を前記0.01〜0.08の範囲とするために、同様に本例では、ガラス転移温度(Tg)が低いウレタンを使用している。
【0035】
なお前記イソシアネート化合物として、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、トルイレンジイソシアネート(TDI)、ナフチレン‐1, 5‐ジイソシアネート、o‐トルイレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(p‐イソシアネートフェニル)チオホスファイト、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)などの単量体、またはその変性体等があり、これを単独あるいは組み合わせて使用しうる。
【0036】
又前記ポリアミンとして、例えば、末端アミノ変成ポリエチレングリコール、末端アミノ変成ポリプロピレングリコール等の末端アミノ変成ポリアルキレングリコール;アミノ変成ポリ(メタ)アクリレート系ポリマー、アミノ変成ビニル系ポリマー、アミノ変成ポリエステル、アミノ変成ポリカーボネート、ポリアリルアミン、ポリエチレンイミン等のアミノ基を一分子中に2個以上持つポリマー;エチレンアミン類、ジエチルアミノプロピルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、N−アミノエチルピペラジン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、脂肪族アミン変成体等の脂肪族アミン;m‐フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、メタキシリレンジアミン、芳香族アミン変成体等の芳香族アミン等があり、これを単独あるいは組み合わせて使用しうる。
【0037】
又前記ポリオールとして、例えば、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、水酸基変性(メタ)アクリル系ポリマー、水酸基変成ビニル系ポリマー、水酸基変成ポリエステル、水酸基変成ポリカーボネート等があり、これを単独あるいは組み合わせて使用しうる。
【0038】
次に、本実施形態のタイヤセット1では、前述の如く、樹脂材Paの混合時の粘度を特定することにより、従来のタイヤセットに比して内圧を均一化しうるが、空気入りタイヤに比しては不十分であり、ショルダー部での接地圧が相対的に低くなって、ショルダー部で肩落ち摩耗、ヒール&トゥ摩耗等の偏摩耗が発生し易い。
【0039】
そのため、図1に示すように、前記充填体12が充填された状態におけるタイヤ1のトレッドプロファイルTPの曲率半径R(トレッド半径R)を、トレッド接地巾TWの3.0〜5.0倍の範囲とするなど、従来的な空気入りタイヤに正規内圧を充填した状態におけるトレッドプロファイルに比して大に設定している。これにより、図3に示すように、正規荷重を負荷した場合の接地面の形状Fにおいて、トレッド接地縁TEでの周方向の接地長さLsと、タイヤ赤道での接地長さLcとの比Lc/Lsを0.88〜0.98の範囲まで高め、ショルダー部での偏摩耗をさらに抑制している。
【0040】
このとき、周方向の接地長さLは、タイヤ赤道Cからトレッド接地縁TEに向かって徐々に減少することが好ましく、これによりトレッド全体に亘っての摩耗の均一化が図れ、摩耗寿命を向上しうる。
【0041】
なお前記トレッドプロファイルTPが単一円弧でない場合には、トレッド赤道点COとトレッド接地縁TE、TEとを通る3点円弧の半径を、前記曲率半径Rとする。又前記正規荷重とは、前記タイヤ1と等しいタイヤサイズの空気入りタイヤに対して設定される規格荷重であって、前記空気入りタイヤが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"を意味する。
【0042】
前記接地長さの比Lc/Lsが0.88未満では、ショルダー部での偏摩耗抑制が不十分であり、逆に0.98を越えると、タイヤ赤道側でのセンタ摩耗やパンチング摩耗が発生傾向となる。
【0043】
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、重荷重車両用として特に効果を発揮するが、例えば小型トラック用、乗用車用等として形成しうるなど、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。
【0044】
【実施例】
図1に示すタイヤ構造をなすタイヤサイズ13/80R20のタイヤセットを表1の仕様に基づき試作するとともに、その時の乗り心地性及び偏摩耗性能をテストし、その結果を表1に記載した。なお表1以外の仕様は、各タイヤセットとも実質的に同一であり、又タイヤの仕様は表2に示している。
【0045】
(1) 接地長の比Lc/Ls;
タイヤサイズ13/80R20の空気入りタイヤに対する規格荷重(JATMAの最大負荷能力;35.8kN)を、試供タイヤに負荷した時の接地面の形状において、接地長さLc、Lsを測定し計算した。
【0046】
(2) 偏摩耗性能
試供タイヤを大型バスに装着し、前記規格荷重相当の荷重付加状態にて、一般路を20,000km走行した後、タイヤ赤道における摩耗量αcと、トレッド接地縁における摩耗量αsとを測定し、その差αc−αsで比較した。差αc−αsが+はショルダ摩耗、−はセンタ摩耗である、
【0047】
(3) 乗り心地性
試供タイヤを大型バスに装着し、一般路を定積条件で走行初期から3時間走行したときの乗り心地性を、乗員の官能により、以下の7段階で評価した。評価は乗員100名の平均である。
◎−−−良好。
○S−−−良好であるが、柔らかい感じ。
○H−−−良好であるが、多少ゴツゴツ感がする。
△S−−−不快でないが、柔らか過ぎる。
△H−−−不快でないが、ゴツゴツ感が気になる。
×S−−−左右に振られ、不快である。
×H−−−ゴツゴツ感がある不快である。
【0048】
【表1】

Figure 0004109521
【0049】
【表2】
Figure 0004109521
【0050】
【発明の効果】
本発明は、叙上の如く構成しているため、荷重時の撓みを適度に確保でき、優れた乗り心地性を発揮しうるとともに、温度上昇による永久変形を防止して優れた乗り心地性を長期に亘って維持できる。しかも走行の時間経過に伴う乗り心地性の変動を抑えて違和感をなくすことができる。又耐偏摩耗性能を高め、摩耗寿命の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のタイヤセットの一実施例を示す断面図である。
【図2】2液混合硬化型の樹脂材の充填を説明する線図である。
【図3】正規荷重を負荷した場合の接地面の形状を示す線図である。
【符号の説明】
2 トレッド部
3 サイドウォール部
4 ビード部
5 ビードコア
6 カーカス
7 ブレーカ層
10 タイヤ
11 リム
12 充填材
C タイヤ赤道
F 接地面の形状
H タイヤ内腔
TE トレッド接地縁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tire set that does not generate punctures and that can be suitably used for new transportation vehicles such as monorails and route buses.
[0002]
[Prior art]
In tires, pneumatic tires in which air is filled in the tire lumen are mainly used from the viewpoints of ride comfort, high-speed running performance, and weight reduction. However, new transportation vehicles such as subways and monorails, and route buses that run in the city are operated at medium and low speeds and are frequently started and stopped. In recent years, non-puncture tires have been strongly desired to be applied to this type of vehicle.
[0003]
On the other hand, as a non-punctured tire, the tire lumen formed by the rim-assembled tire and the rim is filled with a liquid urethane resin and cured, and as proposed in Patent Document 1, etc. It is known that a foamable composition is filled into a tire lumen and then the foamable composition is changed into a closed cell foam by heating or the like.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-294012
[Problems to be solved by the invention]
However, the former is inferior in the effect of mitigating the impact received from the road surface because the filler is a non-foamed material, and the ride comfort is impaired. In the latter case, since the filler is a foam, it has an excellent impact mitigating effect in the initial stage of use. However, when used as a heavy load tire, the closed cells tend to be crushed and permanently deformed. .
[0006]
In particular, in the above-mentioned new transportation vehicles and the like, although they are operated mainly at medium and low speeds, they are frequently started and stopped, so that the temperature inside the tire rises significantly due to the heat storage phenomenon in the tire. As a result, both the non-foamed material and the foamed material are likely to be permanently deformed in the filler, and the riding comfort tends to be further deteriorated. In addition, the temperature difference inside the tire becomes large between the start of running due to the heat storage phenomenon and the time of running for several hours, but the elastic characteristics of the filler change with this temperature difference, so that the ride comfort becomes the running time. There also arises a problem that it varies with time.
[0007]
Furthermore, in this type of non-punctured tire, the internal pressure at the shoulder portion becomes lower than that at the center of the tread, and the internal pressure becomes non-uniform. Therefore, there is a problem that uneven wear becomes noticeable at this shoulder portion and wear life is impaired. .
[0008]
Therefore, the present invention regulates the complex elastic modulus E * of the filler at 70 ° C. in the range of 0.4 to 2.0 Mpa, the tangent loss (tan δ) in the range of 0.01 to 0.08, and Based on the ratio Lc / Ls between the contact length Ls in the circumferential direction at the tread contact edge in the ground shape and the contact length Lc at the tire equator being 0.88 to 0.98, deflection under load Can be secured moderately, can exhibit excellent ride comfort, can prevent permanent deformation due to temperature rise, and can maintain excellent ride comfort over a long period of time, and the ride comfort of the ride over time An object of the present invention is to provide a tire set that can suppress unevenness and eliminate uncomfortable feeling while suppressing uneven wear and improving wear life.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the object, the invention of claim 1 of the present application includes a carcass extending from a tread portion through a sidewall portion to a bead core of the bead portion, a breaker layer disposed inside the tread portion and outside the carcass. A toroid-like tire comprising a tire, a rim for assembling the tire, and a filling material filled in a tire lumen surrounding the tire and the rim. With
The filler has a complex elastic modulus E * at 70 ° C. of 0.4 to 2.0 Mpa and a tangent loss (tan δ) of 0.01 to 0.08,
The shape of the contact surface when a normal load is applied is such that the ratio Lc / Ls between the contact length Ls in the circumferential direction at the tread contact edge and the contact length Lc at the tire equator is 0.88 to 0.98. It is characterized by that.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, the tire is a heavy-duty radial tire, and the filler is made of a urethane resin.
[0011]
In the invention of claim 3, the carcass is composed of one carcass ply using a steel carcass cord, and the breaker layer is composed of two or more breaker plies using a steel breaker cord. It is a feature.
[0012]
According to a fourth aspect of the invention, the shape of the contact surface is characterized in that the contact length L in the circumferential direction gradually decreases from the tire equator toward the tread contact edge.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a case where the tire set of the present invention is formed for a heavy-duty vehicle.
In FIG. 1, a tire set 1 includes a toroidal tire 10, a rim 11 for assembling the tire 10, and a non-foaming filling injected into a tire lumen H surrounded by the tire 10 and the rim 11. It is comprised from the material 12, and non-puncture performance is provided by this.
[0014]
In the present example, the tire 10 includes a carcass 6 extending from the tread portion 2 through the sidewall portion 3 to the bead core 5 of the bead portion 4, and a breaker layer disposed inside the tread portion 2 and outside the carcass 6. A heavy-duty radial tire comprising 7 and a conventional heavy-duty pneumatic tire can be suitably employed.
[0015]
The carcass 6 is formed of one or more carcass plies in which carcass cords are arranged at an angle of, for example, 70 to 90 degrees with respect to the tire circumferential direction. In this example, the case where it consists of one carcass ply 6A using a steel cord as a carcass cord is illustrated.
[0016]
The carcass ply 6A has folded portions 6b that are folded and locked around the bead core 5 from the inside to the outside on both sides of the ply body portion 6a straddling the bead cores 5 and 5. The ply body portion 6a A bead apex rubber 8 extending radially outward from the bead core 5 is disposed between the bead portion 4 and the folded portion 6 b and is reinforced from the bead portion 4 to the sidewall portion 3.
[0017]
The breaker layer 7 is formed of two or more, usually 3 to 4 breaker plies using steel cords as breaker cords. In this example, steel cords are arranged at an angle of, for example, 60 ± 15 ° with respect to the tire circumferential direction, and the first breaker ply 7A is disposed at the radially innermost position, and for example, 10 with respect to the tire circumferential direction. The case of the four-sheet structure with the second to fourth breaker plies 7B, 7C, 7D arranged at a small angle of ˜35 ° is illustrated. The breaker plies 7 </ b> A to 7 </ b> D are provided with one or more places where the cords cross each other between the plies, and are superposed to enhance the breaker rigidity and reinforce the tread portion 2 with a tagging effect.
[0018]
The rim 11 has a well-known structure, and is provided with an L-shaped seating portion 11B including a rim seat 11B1 that receives the bottom surface of the bead and a flange 11B2 that receives the side surface of the bead at the outer end in the tire axial direction of the rim base 11A. In this example, the case where the rim base 11A is a flat flat bottom rim is illustrated. However, a shallow bottom rim and a deep bottom rim can be appropriately employed depending on the tire 10.
[0019]
In the tire set 1 of the present embodiment, the tire body H surrounded by the tire 10 and the rim 11 is filled with the filler 12 made of a two-component mixed curable resin without any gap, and the tire 10 and the rim 11 Are integrated.
[0020]
The filling body 12 is a non-foamed body having no closed cells or open cells, and after the tire 10 and the rim 11 are assembled to each other, as shown schematically in FIG. It is formed by injecting and curing a two-component mixed curing liquid resin material Pa.
[0021]
Specifically, in this example, the liquid resin material Pa is injected from the injection hole 13 provided in the rim base 11A of the rim 11 with a pressure of, for example, 100 to 200 kPa. In this example, for example, an injection needle-like air vent needle 14 is inserted in advance into the sidewall portion 3 that faces upward when the tire is placed horizontally, and the air in the tire lumen H is sequentially discharged. Note that an air vent hole may be directly formed in the sidewall portion 3 without using the air vent needle 14.
[0022]
At this time, the liquid resin material Pa is preferably set to have a viscosity at 25 ° C. during mixing (Ford Cup No. 4) of 5 to 30 seconds, which is lower than the conventional viscosity. It is also preferable to suppress the increase in viscosity later at 25 ° C. to 20 seconds or less and lower the increase in viscosity than in the past. The viscosity is a Ford Cup No. 4 described in JIS K5400, 4.5.4. It is the value measured based on 4 methods.
[0023]
By specifying the viscosity in this way, it is possible to optimize the injection of the resin material Pa, to prevent the occurrence of air accumulation in the tire lumen H, and to apply a sufficient internal pressure to the tire 10. Become. Also, the resin material Pa filled without gaps flows moderately, and the internal pressure is evenly transmitted to each part of the tire 10 before it begins to harden, so that the internal pressure can be made uniform, and the internal pressure at the shoulder portion can be kept at the center of the tread. It can also contribute to the suppression of uneven wear at the shoulder, such as close to the internal pressure on the side.
[0024]
If the viscosity is higher than 30 seconds, the injection takes too much time, the resin material Pa begins to harden gradually, and a defective product such as air remains in the tire lumen H occurs. There is a tendency that the internal pressure required for the heavy-duty tire is not sufficiently applied, or that the internal pressure varies at each part of the tire. Even when the viscosity is less than 5 seconds, the injection pressure cannot be increased. As a result, the air escape is similarly deteriorated, and it is difficult to sufficiently increase the tire internal pressure. From such a viewpoint, the viscosity is more preferably in the range of 10 to 20 seconds.
[0025]
If the increase in viscosity exceeds 20 seconds, the product tends to harden during injection, resulting in defective products, or insufficient flow of the resin material Pa after filling, making it difficult to uniformly increase the tire internal pressure. .
[0026]
The reason why the two-component mixed curable resin is used as the filler 12 is that if a normal rubber material is used, the volume of the filler is large, and thus vulcanization heating after filling takes a long time. Moreover, this vulcanization heating may adversely affect the rubber of the tire base.
[0027]
And in the present invention, in order to ensure excellent ride comfort, while maintaining this excellent ride comfort over a long period of time, and also to suppress the change in ride comfort with the passage of time of travel, The complex elastic modulus E * at 70 ° C. of the cured filler 12 is regulated in the range of 0.4 to 2.0 Mpa, and the tangent loss (tan δ) is regulated in the range of 0.01 to 0.08.
[0028]
This is because, in order to ensure excellent ride comfort, it is important to obtain a moderate deflection at the time of loading. For this reason, the complex elastic modulus E * at 70 ° C. is 0.4 to 2.0 Mpa. The range. When the complex elastic modulus E * is less than 0.4 Mpa, the filler 12 is too soft and the tire tends to roll to the left and right. On the other hand, if it exceeds 2.0 Mpa, it will be too hard and the deflection will be too small and the impact mitigating effect will be insufficient. Therefore, from such a viewpoint, it is preferable that the complex elastic modulus E * is in the range of 0.7 to 1.5 Mpa.
[0029]
The reason why the complex elastic modulus E * at 70 ° C. is regulated is that the internal temperature during running of the tire of the present invention is approximately 70 ° C., and the elastic characteristics are regulated under actual temperature conditions. This makes it possible to control the ride comfort more accurately.
[0030]
Further, in order to maintain this riding comfort over a long period of time, it is necessary to prevent permanent deformation due to the temperature rise of the filler 12, and for this reason, the tangent loss (tan δ) at 70 ° C. is 0.01. It is regulated in the range of ~ 0.08. When the tangent loss (tan δ) exceeds 0.08, the tire internal temperature rises significantly beyond 70 ° C., and the ride comfort cannot be maintained, for example, causing permanent deformation of the filler 12. On the other hand, if it is less than 0.01, the vibration absorption of the tire becomes too small, and there is a problem that the riding comfort is deteriorated.
[0031]
Further, by regulating the tangent loss (tan δ) within the above range, the temperature difference between the initial traveling and after traveling for several hours can be kept low. Therefore, it is possible to reduce the change in the elastic characteristics of the filler 12 due to this temperature difference, to eliminate the fluctuation of the riding comfort during traveling, and to eliminate the uncomfortable feeling of riding comfort. The complex elastic modulus E * and the tangent loss (tan δ) are values measured using a viscoelastic spectrometer manufactured by Iwamoto Seisakusho under conditions of a frequency of 10 Hz and a dynamic strain rate of 2%.
[0032]
Next, examples of the two-component mixed curable resin include urethane resin, epoxy resin, and acrylic resin. From the viewpoint of regulating the complex elastic modulus E * and the tangent loss (tan δ) within the above ranges, urethane is used. Resins can be preferably used.
[0033]
As is well known, this urethane resin is cured at room temperature by mixing a first liquid containing an isocyanate compound and a second liquid containing a polyamine, a polyol or the like that crosslinks an isocyanate group in the first liquid. Since it is a composition and has rubber-like elasticity, it can be preferably employed as the filler 12.
[0034]
Here, in the urethane resin, in order to make the complex elastic modulus E * at the time of curing in the range of 0.4 to 2.0 Mpa, urethane having a low glass transition temperature (Tg) is used in this example.
Further, in order to make the tangent loss (tan δ) in the range of 0.01 to 0.08, similarly, in this example, urethane having a low glass transition temperature (Tg) is used.
[0035]
Examples of the isocyanate compound include diphenylmethane diisocyanate (MDI), toluylene diisocyanate (TDI), naphthylene-1,5-diisocyanate, o-toluylene diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, and tris (p-isocyanatephenyl) thiophos. There are monomers such as phyto, polymethylene polyphenyl isocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate and xylylene diisocyanate (XDI), or modified products thereof, which can be used alone or in combination.
[0036]
Examples of the polyamine include terminal amino-modified polyalkylene glycols such as terminal amino-modified polyethylene glycol and terminal amino-modified polypropylene glycol; amino-modified poly (meth) acrylate polymers, amino-modified vinyl polymers, amino-modified polyesters, amino-modified polycarbonates. , Polymers having two or more amino groups in one molecule such as polyallylamine and polyethyleneimine; ethyleneamines, diethylaminopropylamine, dimethylaminopropylamine, N-aminoethylpiperazine, trimethylhexamethylenediamine, modified aliphatic amines Aliphatic amines such as m-phenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, metaxylylenediamine, and aromatic amine modified products There is Min, etc., may use this alone or in combination.
[0037]
Examples of the polyol include polypropylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, hydroxyl group-modified (meth) acrylic polymer, hydroxyl group-modified vinyl polymer, hydroxyl group-modified polyester, and hydroxyl group-modified polycarbonate. These can be used alone or in combination.
[0038]
Next, in the tire set 1 of the present embodiment, as described above, by specifying the viscosity at the time of mixing the resin material Pa, the internal pressure can be made uniform as compared with the conventional tire set. The contact pressure at the shoulder portion is relatively low, and uneven wear such as shoulder drop wear and heel & toe wear tends to occur at the shoulder portion.
[0039]
Therefore, as shown in FIG. 1, the radius of curvature R (tread radius R) of the tread profile TP of the tire 1 in the state where the filler 12 is filled is 3.0 to 5.0 times the tread ground contact width TW. It is set larger than the tread profile in a state in which a normal pneumatic tire is filled with normal internal pressure, such as a range. Thereby, as shown in FIG. 3, in the contact surface shape F when a normal load is applied, the ratio between the contact length Ls in the circumferential direction at the tread contact edge TE and the contact length Lc at the tire equator. Lc / Ls is increased to a range of 0.88 to 0.98, and uneven wear at the shoulder portion is further suppressed.
[0040]
At this time, it is preferable that the contact length L in the circumferential direction gradually decreases from the tire equator C toward the tread contact edge TE, thereby achieving uniform wear over the entire tread and improving the wear life. Yes.
[0041]
When the tread profile TP is not a single arc, the radius of curvature of the three-point arc passing through the tread equator point CO and the tread grounding edge TE, TE is defined as the curvature radius R. The normal load is a standard load set for a pneumatic tire having a tire size equal to that of the tire 1. If the pneumatic tire is JATMA, the maximum load capacity is indicated. The maximum value described in “LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”. If ETRTO, it means “LOAD CAPACITY”.
[0042]
When the contact length ratio Lc / Ls is less than 0.88, uneven wear suppression at the shoulder portion is insufficient. Conversely, when it exceeds 0.98, center wear or punching wear on the tire equator side occurs. It becomes a trend.
[0043]
As described above, the particularly preferred embodiment of the present invention has been described in detail. The present invention is particularly effective for heavy-duty vehicles. However, for example, it can be formed for light trucks and passenger cars. Without being limited, the present invention can be carried out with various modifications.
[0044]
【Example】
A tire set having a tire size of 13 / 80R20 having the tire structure shown in FIG. 1 was prototyped based on the specifications shown in Table 1, and the riding comfort and uneven wear performance at that time were tested. The results are shown in Table 1. The specifications other than those in Table 1 are substantially the same for each tire set, and the tire specifications are shown in Table 2.
[0045]
(1) Ratio of contact length Lc / Ls;
The standard load (JATMA maximum load capacity; 35.8 kN) for a pneumatic tire having a tire size of 13 / 80R20 was measured by calculating the contact lengths Lc and Ls in the shape of the contact surface when the sample tire was loaded.
[0046]
(2) Uneven wear performance After mounting a test tire on a large bus and running on a general road for 20,000 km with a load equivalent to the standard load, the wear amount αc at the tire equator and the wear amount at the tread contact edge αs was measured, and the difference αc−αs was compared. The difference αc−αs is + for shoulder wear and − for center wear.
[0047]
(3) Ride Comfort Test tires were mounted on a large bus, and the ride comfort when the general road was run for 3 hours from the initial stage under constant volume conditions was evaluated according to the occupant's sensation in the following seven stages. Evaluation is an average of 100 crew members.
◎ --- Good.
○ S --- Good but soft.
○ H --- Good but slightly lumpy.
ΔS --- not uncomfortable but too soft.
[Delta] H --- not uncomfortable, but irritating.
× S --- It is shaken from side to side and uncomfortable.
× H --- It is unpleasant with a craggy feeling.
[0048]
[Table 1]
Figure 0004109521
[0049]
[Table 2]
Figure 0004109521
[0050]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it is possible to appropriately ensure the bending at the time of loading, exhibit excellent ride comfort, and prevent excellent deformation by preventing permanent deformation due to temperature rise. It can be maintained for a long time. In addition, it is possible to eliminate the uncomfortable feeling by suppressing fluctuations in ride comfort with the passage of time. Further, the uneven wear resistance can be improved and the wear life can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a tire set according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating filling of a two-component mixed curing type resin material.
FIG. 3 is a diagram showing a shape of a ground contact surface when a normal load is applied.
[Explanation of symbols]
2 Tread portion 3 Side wall portion 4 Bead portion 5 Bead core 6 Carcass 7 Breaker layer 10 Tire 11 Rim 12 Filler C Tire equator F Ground surface shape H Tire lumen TE Tread ground edge

Claims (4)

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カーカスとトレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配されるブレーカ層とを具えるトロイド状のタイヤ、このタイヤをリム組みするリム、及び2液混合硬化型樹脂からなりかつ前記タイヤとリムとが囲むタイヤ内腔内に充填される非発泡の充填材とからなるとともに、
前記充填材は、70℃における複素弾性率E*を、0.4〜2.0Mpa、かつ正接損失(tan δ)を0.01〜0.08とし、
かつ正規荷重を負荷した場合の接地面の形状は、トレッド接地縁での周方向の接地長さLsと、タイヤ赤道での接地長さLcとの比Lc/Lsを0.88〜0.98としたことを特徴とするタイヤセット。
A toroidal tire comprising a carcass extending from the tread portion through the sidewall portion to the bead core of the bead portion and a breaker layer disposed inside the tread portion and outside the carcass, a rim for assembling the tire rim, And a non-foaming filler that is filled in a tire lumen surrounded by the tire and the rim.
The filler has a complex elastic modulus E * at 70 ° C. of 0.4 to 2.0 Mpa and a tangent loss (tan δ) of 0.01 to 0.08,
The shape of the contact surface when a normal load is applied is such that the ratio Lc / Ls between the contact length Ls in the circumferential direction at the tread contact edge and the contact length Lc at the tire equator is 0.88 to 0.98. A tire set characterized by that.
前記タイヤは重荷重用ラジアルタイヤであり、かつ前記充填剤はウレタン樹脂からなることを特徴とする請求項1記載のタイヤセット。The tire set according to claim 1, wherein the tire is a heavy duty radial tire, and the filler is made of urethane resin. 前記カーカスはスチール製のカーカスコードを用いた1枚のカーカスプライからなり、かつブレーカ層は、スチール製のブレーカコードを用いた2枚以上のブレーカプライからなることを特徴とする請求項1又は2記載のタイヤセット。3. The carcass is made of one carcass ply using a steel carcass cord, and the breaker layer is made of two or more breaker plies using a steel breaker cord. The described tire set. 接地面の形状は、周方向の接地長さLがタイヤ赤道からトレッド接地縁に向かって徐々に減少することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のタイヤセット。The tire set according to any one of claims 1 to 3, wherein the contact surface has a shape in which the contact length L in the circumferential direction gradually decreases from the tire equator toward the tread contact edge.
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