JP5060780B2 - Pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、ベルトとして、コードやフィラメント等の補強素子がタイヤの赤道面に沿う向きに延びる周方向ベルト層を有するタイヤに関するものである。 The present invention relates to a tire having a circumferential belt layer in which a reinforcing element such as a cord or a filament extends in a direction along the equator plane of the tire as a belt.
タイヤのカーカスの補強に供するベルトについて、特許文献1には、カーカスの周りにタイヤの赤道面に対し、10〜40゜の傾斜角にて互いに赤道面を挟み交差する多数のコード又はフィラメントを補強要素とする、少なくとも2層の交差ベルトを有し、さらに交差ベルトの下に位置する、少なくとも1層よりなり、波形若しくはジグザグ形をなす多数のコード又はフィラメントの補強要素を全体として赤道に沿う配向としたストリップによるクラウン強化層をもそなえる構造が開示されている。
近年、車両の高速化や低床化の要求により、装着タイヤはよりへん平化され、これに伴って標準内圧付与時のトレッド部の径方向成長量は一層増大してゆく傾向にある。このトレッド部における径方向成長量の増加は、ベルト端部での応力集中を増幅して当該部分での耐久性の低下をまねくため、特にベルトエンドセパレーションを早期に発生させる要因となる。 In recent years, due to demands for higher speeds and lower floors of vehicles, mounted tires are flattened, and accordingly, the amount of radial growth of the tread portion when applying standard internal pressure tends to increase further. This increase in the radial growth amount in the tread portion is a factor that causes belt end separation particularly early because it amplifies the stress concentration at the belt end portion and leads to a decrease in durability at the portion.
すなわち、へん平比の小さいタイヤでは、内圧付与時のトレッド部、特にショルダー部近傍の径成長量が増大することが問題になるから、タイヤの周方向に配置した補強素子による周方向ベルト層にて径成長を抑制する技術が、例えば上記した特許文献1にて、提案されたのである。 That is, in a tire having a small aspect ratio, since it becomes a problem that the diameter growth amount in the vicinity of the tread portion, particularly the shoulder portion, when the internal pressure is applied, the circumferential belt layer by the reinforcing element arranged in the circumferential direction of the tire is a problem. Thus, for example, the above-described Patent Document 1 has proposed a technique for suppressing diameter growth.
しかし、更にへん平比が小さくなった場合、具体的には、タイヤの断面幅に対する断面高さの比であるへん平比が0.70以下の場合には、周方向ベルト層の幅を更に広げないと、所期した径成長の抑制が困難となる。ところが、周方向ベルト層幅を広げることは、耐久力の低下をまねいてしまうことが新たに問題となる。なぜなら、周方向ベルト層の径方向外側には、タイヤの赤道面に対し傾斜した向きに延びるコードの多数本をゴム被覆した傾斜ベルト層の1層または2層以上が配置されているが、周方向ベルト層幅を広げると、この傾斜ベルト層と前記周方向ベルト層端部との間のゴム層に、大きな周方向せん断入力が作用し、これが原因となってベルト層間でのセパレーションが発生するためである。従って、安易に周方向ベルト層の幅を広げることは出来ない。 However, when the flat ratio is further reduced, specifically, when the flat ratio, which is the ratio of the cross-sectional height to the cross-sectional width of the tire, is 0.70 or less, the width of the circumferential belt layer is not further increased. As a result, it is difficult to suppress the intended diameter growth. However, increasing the width of the circumferential belt layer is a new problem that it leads to a decrease in durability. This is because one or two or more inclined belt layers in which a large number of cords extending in a direction inclined with respect to the equatorial plane of the tire are covered with rubber are arranged on the outer side in the radial direction of the circumferential belt layer. When the direction belt layer width is widened, a large circumferential shear input acts on the rubber layer between the inclined belt layer and the end of the circumferential belt layer, which causes separation between the belt layers. Because. Therefore, the width of the circumferential belt layer cannot be easily increased.
本発明は、特に周方向ベルト層幅を広げた場合にあっても傾斜ベルト層との層間セパレーションを抑制できる方途を与えることによって、へん平比の小さいタイヤ、中でも重荷重用ラジアルタイヤにおけるベルトの耐久性を向上することを目的とする。 The present invention provides a way to suppress interlayer separation with the inclined belt layer even when the circumferential belt layer width is widened, and thereby the durability of the belt in a tire having a small aspect ratio, especially a heavy duty radial tire. The purpose is to improve performance.
タイヤのトレッド部の径成長を抑制するために周方向ベルト層の幅を広げた場合に最も問題となるのが、周方向ベルト層の最外側層の端部と隣接する傾斜ベルト層との間に発生するセパレーションであり、これがベルト耐久力を低下させる原因となる。
このベルト層間セパレーションは、周方向ベルト層および傾斜ベルト層相互のベルト層に変形差があることにより、層間のゴムに周方向せん断歪が作用するためである。この歪によって、周方向ベルト層の端部付近から発生したき裂がベルト層間で進展し、ベルトセパレーションに至ることによって、当該タイヤでの走行が不能となる。
When the width of the circumferential belt layer is increased in order to suppress the diameter growth of the tread portion of the tire, the most serious problem is between the end of the outermost layer of the circumferential belt layer and the adjacent inclined belt layer. This is a separation that occurs in the belt, and this causes a reduction in belt durability.
This belt interlayer separation is due to the fact that there is a deformation difference between the circumferential belt layer and the inclined belt layer, so that circumferential shear strain acts on the interlayer rubber. Due to this distortion, a crack generated from the vicinity of the end of the circumferential belt layer propagates between the belt layers and reaches belt separation, so that traveling with the tire becomes impossible.
そこで、かようなベルトセパレーションを抑制するための方途を鋭意究明した結果、周方向ベルト層端部への歪の集中を緩和することが、このベルトセパレーションを抑制するのに極めて有効であることが判明した。 Therefore, as a result of intensive investigations on ways to suppress such belt separation, it is very effective to reduce the concentration of strain at the end of the circumferential belt layer to suppress this belt separation. found.
すなわち、本発明の要旨構成は、次の通りである。
(1)一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、タイヤの赤道面に沿って延びる補強素子の多数本をゴムで被覆した、少なくとも1層の周方向ベルト層と、タイヤの赤道面Oに対して傾斜した向きに延びるコードの多数本をゴムで被覆した、少なくとも2層の傾斜ベルト層とを順に配置して成るベルトを有し、該ベルトの径方向外側にトレッドを配置したタイヤであって、
前記周方向ベルト層の幅は、タイヤの総幅の60%以上、かつ隣接する傾斜ベルト層の幅よりも狭く、さらに最外側に配置した周方向ベルト層の被覆ゴムのモジュラスをM(C)および周方向ベルト層の幅方向端部に隣接する傾斜ベルト層の被覆ゴムのモジュラスをM(A)としたとき、
M(C)=M(A)
を満足することを特徴とする空気入りタイヤ。
That is, the gist configuration of the present invention is as follows.
(1) A carcass straddling a toroidal shape between a pair of bead portions, and a plurality of reinforcing elements extending along the equatorial plane of the tire are coated with rubber on the radially outer side of the crown portion of the carcass, at least 1 A belt formed by sequentially arranging a circumferential belt layer of layers and at least two inclined belt layers in which a plurality of cords extending in a direction inclined with respect to the equator plane O of the tire are covered with rubber, A tire in which a tread is arranged on the outer side in the radial direction of the belt,
The width of the circumferential belt layer is 60% or more of the total width of the tire and narrower than the width of the adjacent inclined belt layer, and the modulus of the covering rubber of the circumferential belt layer disposed on the outermost side is M (C) And when the modulus of the coating rubber of the inclined belt layer adjacent to the widthwise end of the circumferential belt layer is M (A),
M (C) = M (A)
Pneumatic tire characterized by satisfying
(2)前記周方向ベルト層と該周方向ベルト層に隣接する傾斜ベルト層との間にクッションゴム層を有し、該クッションゴム層のモジュラスをM(B)としたとき、前記周方向ベルト層の被覆ゴムのモジュラスM(C)および周方向ベルト層の幅方向端部に隣接する傾斜ベルト層の被覆ゴムのモジュラスM(A)に対して、
M(C)=M(A)=M(B)
の関係を満足することを特徴とする前記(1)に記載の空気入りタイヤ。
(2) When there is a cushion rubber layer between the circumferential belt layer and an inclined belt layer adjacent to the circumferential belt layer, and the modulus of the cushion rubber layer is M (B), the circumferential belt For the modulus M (C) of the coating rubber of the layer and the modulus M (A) of the coating rubber of the inclined belt layer adjacent to the widthwise end of the circumferential belt layer,
M (C) = M (A) = M (B)
The pneumatic tire according to (1) , wherein the relationship is satisfied.
(3)前記クッションゴム層は、前記周方向ベルト層の幅方向端から該ベルト層幅方向内側に50mmは離隔した範囲内に配置されていることを特徴とする前記(2)に記載の空気入りタイヤ。 ( 3 ) The air according to (2) , wherein the cushion rubber layer is disposed within a range of 50 mm away from the widthwise end of the circumferential belt layer inward in the belt layer width direction. Enter tire.
(4)前記クッションゴム層の厚みが5mm以下であることを特徴とする前記(2)または(3)に記載の空気入りタイヤ。 ( 4 ) The pneumatic tire according to (2) or (3) , wherein the cushion rubber layer has a thickness of 5 mm or less.
(5)前記傾斜ベルト層のコードは、タイヤの赤道面に対する傾斜角度が40°以上であることを特徴とする前記(1)ないし(4)のいずれかに記載の空気入りタイヤ。 ( 5 ) The pneumatic tire according to any one of (1) to (4) , wherein the cord of the inclined belt layer has an inclination angle of 40 ° or more with respect to an equatorial plane of the tire.
本発明によれば、周方向ベルト層幅を広げて、特にへん平比の小さいタイヤにおけるトレッド部の径成長を抑制し、かつ周方向ベルト層の幅端部を起点とする層間セパレーションを抑制することができる。従って、ベルトの耐久性能を大幅に向上した偏平比の小さいタイヤを提供することが可能である。 According to the present invention, the circumferential belt layer width is increased to suppress the radial growth of the tread portion particularly in a tire having a small aspect ratio and to suppress the interlayer separation starting from the width end portion of the circumferential belt layer. be able to. Therefore, it is possible to provide a tire with a small aspect ratio that greatly improves the durability of the belt.
本発明に従うタイヤについて、その幅方向断面を示す図1を参照して詳しく説明する。
すなわち、図1において、符号1は、一対のビード部(図示せず)間にトロイダル状に跨るカーカスであり、該カーカス1のクラウン部の径方向外側には、タイヤの赤道面Oに沿って延びる補強素子Sの多数本をゴムで被覆した、少なくとも1層、図示例で2層の周方向ベルト層2aおよび2bと、タイヤの赤道面Oに対して傾斜した向きに延びるコードCの多数本をゴムで被覆した、少なくとも2層を層間でコード相互が交差する向きに配置した、図示例で2層の傾斜ベルト層3aおよび3bとを順に積層したベルト4を有し、さらに該ベルト4の径方向外側にトレッド5を配置して成る。
The tire according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
That is, in FIG. 1, reference numeral 1 denotes a carcass straddling a toroidal shape between a pair of bead portions (not shown), and along the equatorial plane O of the tire on the radially outer side of the crown portion of the carcass 1. At least one
周方向ベルト層2aおよび2bを構成する補強素子Sには、コードおよびフィラメントの他、これらコードおよびフィラメントを波形に型付けしたもの、或いは初期伸びを有する直線状のハイエロンゲーションコード、さらには高弾性な有機繊維である、例えば芳香族ポリアミド繊維を用いることができる。
The reinforcing element S constituting the
ここで、前記周方向ベルト層2aおよび2bの幅は、タイヤの総幅TWの60%以上、かつ隣接する傾斜ベルト層の幅よりも狭く設定する必要がある。まず、内圧付与時のトレッドの径成長を一定範囲に抑えるには、周方向ベルト層の幅がタイヤ総幅TWの60%以上は必要である。なぜなら、偏平タイヤにおいては、特にショルダー部付近の径成長が増大し、ベルト耐久性を悪化させることから、ショルダー部付近まで周方向ベルト層を配置する事が必要であるからである。上限は、タイヤ形状の制約から、95%とすることが好ましい。
Here, the widths of the
さらに、周方向ベルト層2aおよび2bの幅は、隣接する傾斜ベルト層3aの幅よりも狭くする必要がある。なぜなら、隣接する傾斜ベルト層の端部が周方向ベルト層の端部より幅方向内側にあると、傾斜ベルト層端部への入力が大きくなり耐久性が低下するからである。
Furthermore, the width of the
なお、図1に示した事例では、周方向ベルト層2aと2bとの幅は同じであるが、同じ幅でなくても良い。
In the example shown in FIG. 1, the
周方向ベルト層の幅の基準となる傾斜ベルト層3aの幅は、トレッド幅と同等程度とすることが、トレッド部の偏摩耗性を向上するために好ましい。また、図1に示した事例では、傾斜ベルト層3aの幅が同3bよりも広いが、同一幅の場合、ベルト端部が重なり急激な剛性変化が発生するため、ベルト端部の耐セパレーション性が悪化する懸念があるため、幅を変えている。
The width of the
また、周方向ベルト層の幅を広くすると、周方向ベルト層端部に歪が集中し、セパレーションに至り、十分に満足するタイヤ寿命を得ることが難しい。そこで、本発明では、最外側に配置した周方向ベルト層の被覆ゴムのモジュラスをM(C)および周方向ベルト層の幅方向端部に隣接する傾斜ベルト層3aの被覆ゴムのモジュラスをM(A)としたとき、
M(C)=M(A)
を満足させることによって、上記した周方向ベルト層端部に集中する歪を緩和する。
Further, when the width of the circumferential belt layer is widened, distortion concentrates on the end of the circumferential belt layer, resulting in separation, and it is difficult to obtain a sufficiently satisfactory tire life. Therefore, in the present invention, the modulus of the covering rubber of the circumferential belt layer disposed on the outermost side is M (C), and the modulus of the covering rubber of the
M (C) = M (A)
By satisfying the above, the strain concentrated on the end portion of the circumferential belt layer is alleviated.
すなわち、上記セパレーションの要因は周方向せん断歪であり、これは、周方向ベルト層端部とそれに隣接する傾斜ベルト層の周方向の変形差により、周方向ベルト層の端部ゴムに歪が集中する結果であることは上述の通りである。従って、この歪を緩和すれば、き裂核の発生を抑制することが出来る。
そのためには、周方向ベルト層の被覆ゴムのモジュラスM(C)を隣接する傾斜ベルト層の被覆ゴムのモジュラスM(A)と同等とすることによって、歪を傾斜ベルト層側に集中させ、周方向ベルト層端部の歪を緩和することが可能である。
That is, the cause of the separation is circumferential shear strain, which is caused by strain concentrated on the end rubber of the circumferential belt layer due to the circumferential deformation difference between the circumferential belt layer end and the adjacent inclined belt layer. The result is as described above. Therefore, if this strain is relaxed, the generation of crack nuclei can be suppressed.
For this purpose, the modulus M (C) of the covering rubber of the circumferential belt layer is made equal to the modulus M (A) of the covering rubber of the adjacent inclined belt layer, so that the strain is concentrated on the inclined belt layer side, It is possible to alleviate distortion at the end of the directional belt layer.
なぜなら、ベルトの周方向の変形差で発生するせん断歪は、モジュラスM(C)をモジュラスM(A)と同等とすることによって、前記変形を傾斜ベルト層の被覆ゴムに集中させ、周方向ベルトの被覆ゴムの変形を緩和させるからである。 This is because the shear strain generated due to the deformation difference in the circumferential direction of the belt makes the deformation M (C) equal to the modulus M (A) , thereby concentrating the deformation on the coated rubber of the inclined belt layer. This is because the deformation of the coated rubber is relieved .
次に、図2に示す事例は、図1に示したベルト構造において、周方向ベルト層2bと傾斜ベルト層3aとの間に、さらにクッションゴム層6を配置し、上記した周方向ベルト層端部での歪の緩和を促進するものである。その際、クッションゴム層6のモジュラスをM(B)、前記周方向ベルト層の被覆ゴムのモジュラスM(C)および周方向ベルト層の幅方向端部に隣接する傾斜ベルト層の被覆ゴムのモジュラスM(A)は、
M(C)=M(A)=M(B)
の関係にあることが好ましい。
なぜなら、傾斜ベルト層の被覆ゴムのモジュラスM(A)を極端に低下させると、今度は傾斜ベルト層側から亀裂が発生することになることから、ここでの歪の緩和を更に促進する必要がある。そのためには、クッションゴム層のモジュラスM(B)をモジュラスM(A)以下にして周方向ベルト層、さらには傾斜ベルト層におけるゴムに歪みが集中するのを防ぐことが有利である。
Next, the example shown in FIG. 2 shows that the
M (C) = M (A) = M (B)
It is preferable that the relationship is
Because, if the modulus M (A) of the coating rubber of the inclined belt layer is extremely reduced, cracks will be generated from the inclined belt layer side, so it is necessary to further promote the relaxation of the distortion here. is there. For this purpose, it is advantageous that the modulus M (B) of the cushion rubber layer is made equal to or less than the modulus M (A) to prevent strain from concentrating on the rubber in the circumferential belt layer and further the inclined belt layer .
ここで、上述の各ベルト層のモジュラス(50%モジュラス)について、その好適範囲を示すと、以下のとおりである。
M(A):17.0〜32.0(MPa)
M(B):10.0〜25.0(MPa)
M(C):25.0〜40.0(MPa)
Here, it is as follows when the suitable range is shown about the modulus (50% modulus) of each above-mentioned belt layer.
M (A): 17.0-32.0 (MPa)
M (B): 10.0-25.0 (MPa)
M (C): 25.0-40.0 (MPa)
さらに、傾斜ベルト層3aおよび3bのコード配列は、タイヤの赤道面Oに対する傾斜角度を40°以上とすることが好ましい。すなわち、40°未満では、せん断剛性とベルト幅方向の剛性の両者を確保することが難しく、摩耗性能や突起乗り上げ時の耐コード破断性能が低下するおそれがある。 Further, the cord arrangement of the inclined belt layers 3a and 3b is preferably such that the inclination angle of the tire with respect to the equator plane O is 40 ° or more. That is, if it is less than 40 °, it is difficult to ensure both shear rigidity and rigidity in the belt width direction, and there is a possibility that the wear performance and the cord breaking resistance performance when riding on the protrusions are lowered.
図1および図2に示すタイヤ構造において、表1に示す仕様のベルト構造を適用し、サイズ 435/45R22.5のトラック車両用タイヤをそれぞれ試作した。得られたタイヤを、サイズ 14.00×22.5のリムに組み込み、内圧を900kPaに調整した上で、ドラム荷重:59.0kNおよびドラム回転速度:60.0km/hの条件にてドラム走行を実施し、ベルトセパレーションが発生し故障するまでの時間を測定した。その測定結果を、従来例の場合を100としたときの指数にて、表1に併記する。この数字は大きいほど耐久性能が高いことを示す。 In the tire structure shown in FIGS. 1 and 2, a belt structure having the specifications shown in Table 1 was applied, and tires for truck vehicles of size 435 / 45R22.5 were respectively prototyped. The obtained tire was assembled in a rim of size 14.00 x 22.5, the internal pressure was adjusted to 900 kPa, drum running under the conditions of drum load: 59.0kN and drum rotation speed: 60.0km / h, belt separation The time until the failure occurred was measured. The measurement results are also shown in Table 1 as an index when the conventional example is set to 100. The larger this number, the higher the durability.
なお、各ベルト層のゴムモジュラスは、従来例、比較例および発明例として示す各タイヤにおいて、それぞれのゴムについてショアA硬度計にて測定した硬度を、周方向ベルト層の被覆ゴムのモジュラスを100として指数化した。数値は大きいほどモジュラスが高いことを示している。 The rubber modulus of each belt layer is the hardness measured by a Shore A hardness meter for each rubber in each tire shown as the conventional example, the comparative example, and the invention example, and the modulus of the coating rubber of the circumferential belt layer is 100. As an index. The larger the value, the higher the modulus.
1 カーカス
2a、2b 周方向ベルト層
3a、3b 傾斜ベルト層
4 ベルト
5 トレッド
1
Claims (5)
前記周方向ベルト層の幅は、タイヤの総幅の60%以上、かつ隣接する傾斜ベルト層の幅よりも狭く、さらに最外側に配置した周方向ベルト層の被覆ゴムのモジュラスをM(C)および周方向ベルト層の幅方向端部に隣接する傾斜ベルト層の被覆ゴムのモジュラスをM(A)としたとき、
M(C)=M(A)
を満足することを特徴とする空気入りタイヤ。 A carcass straddling a toroidal shape between a pair of bead portions, and a plurality of reinforcing elements extending along the equatorial plane of the tire are coated with rubber on the radially outer side of the crown portion of the carcass. A belt formed by sequentially arranging a directional belt layer and at least two inclined belt layers in which a number of cords extending in a direction inclined with respect to the equator plane O of the tire are covered with rubber, A tire having a tread arranged radially outward,
The width of the circumferential belt layer is 60% or more of the total width of the tire and narrower than the width of the adjacent inclined belt layer, and the modulus of the covering rubber of the circumferential belt layer disposed on the outermost side is M (C) And when the modulus of the coating rubber of the inclined belt layer adjacent to the widthwise end of the circumferential belt layer is M (A),
M (C) = M (A)
Pneumatic tire characterized by satisfying
M(C)=M(A)=M(B)
の関係を満足することを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。 A cushion rubber layer is provided between the circumferential belt layer and an inclined belt layer adjacent to the circumferential belt layer, and when the modulus of the cushion rubber layer is M (B), the circumferential belt layer is covered. For the modulus M (C) of the rubber and the modulus M (A) of the coated rubber of the inclined belt layer adjacent to the widthwise end of the circumferential belt layer,
M (C) = M (A) = M (B)
2. The pneumatic tire according to claim 1, wherein the following relationship is satisfied.
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