JP5140311B2 - High load radial tire - Google Patents
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Description
本発明は、トラック、バス、産業車両、建設車両、航空機等に使用される高荷重用ラジアルタイヤに関する。 The present invention relates to a high-load radial tire used for trucks, buses, industrial vehicles, construction vehicles, aircrafts and the like.
空気入りラジアルタイヤのビード部構造には、タイヤに要求される運動性能と耐久性能を満足させるための種々の検討がなされている。また、高速道路の発達や車両の高速化に伴い、タイヤには高速性能の向上が要求され、リムとビードの間により高い荷重が負荷されるため、更に耐久性を備えたゴムチェーファーの必要性が高まっている。 Various studies have been made on the bead structure of a pneumatic radial tire in order to satisfy the motion performance and durability performance required for the tire. Also, with the development of highways and the speeding up of vehicles, tires are required to improve high-speed performance, and a higher load is applied between the rim and bead, so there is a need for a more durable rubber chafer. The nature is increasing.
ゴムチェーファーに要求される性能としては、耐リム擦れ性、耐リムすべり性、エアシール性、空気バリア性、耐へたり性、及び耐クラック性等がある。これらの要求の中には二律背反の関係にあるものもあることから、従来は、一又は二種類のゴム材料を選択してこれらの各要求性能を、相互の妥協の下で、ほどほどに発揮しうるゴムチェーファーを構成していた。しかしながら、このようなゴムチェーファーを配設したタイヤは、無荷重時から200%荷重時に至るまでの間にリムフランジと接触する部分に、リム擦れ、クラック等が比較的早期に発生しやすく、また耐候性も比較的低い。そのため、タイヤに発生するこれらの故障が、タイヤの見映えを損ない、更には耐久性の低下を引き起こすという問題があった。 The performance required for the rubber chafer includes rim rubbing resistance, rim slip resistance, air sealability, air barrier property, sag resistance, and crack resistance. Since some of these requirements are in a trade-off relationship, one or two types of rubber materials have been selected in the past, and each of these required performances can be achieved moderately under mutual compromise. Constructed a rubber rubber chafer. However, in a tire provided with such a rubber chafer, rim rubbing, cracking, etc. are likely to occur relatively early in the portion that comes into contact with the rim flange from no load to 200% load, Also, the weather resistance is relatively low. Therefore, there has been a problem that these failures occurring in the tire impair the appearance of the tire and further cause a decrease in durability.
そこで、ゴムチェーファーに高い性能が要求される航空機用ラジアルタイヤの中には、ビード部の曲げ剛性をできるだけ高めるために、第2スティフナーゴムの100%伸長時の弾性率を、ゴムチェーファーゴムの100%伸長時の弾性率よりも大きくしたものがある。しかしながら、この場合には第2スティフナーゴムが硬すぎるため、高発熱となる走行条件において第2スティフナーゴムがブローする恐れがある。そのため、長期走行において第2スティフナーゴムに異種のゴムを使用し、また第2スティフナーゴムの100%伸長時の弾性率をゴムチェーファーゴムの100%伸長時の弾性率より小さく設定するなどして、リムずれ、ブロー、及び剥離等のビード部の故障の防止を図った航空機用ラジアルタイヤが特許文献1に報告されている。しかしながら、市場の要求を満たすために、ゴムチェーファーの更なる性能向上が必要である。 Therefore, in aircraft radial tires that require high performance for rubber chafers, in order to increase the bending rigidity of the bead as much as possible, the elastic modulus when the second stiffener rubber is 100% stretched is the rubber chafer rubber. There are some which are larger than the elastic modulus at 100% elongation. However, in this case, since the second stiffener rubber is too hard, there is a possibility that the second stiffener rubber blows under traveling conditions that generate high heat. For this reason, different types of rubber are used for the second stiffener rubber during long-term running, and the elastic modulus at 100% elongation of the second stiffener rubber is set smaller than the elastic modulus at 100% elongation of the rubber chafer rubber. Patent Document 1 reports a radial tire for an aircraft in which failure of a bead portion such as rim displacement, blow, and peeling is prevented. However, further performance improvements of rubber chafers are necessary to meet market demands.
そこで、本発明はゴムチェーファー、特に正規空気圧を充填した状態で、無荷重時から正規荷重の200%荷重時に至る間でリムフランジに接触する部分の、耐リム擦れ性、耐クラック性及び耐候性を大きく向上させて、タイヤの見映え及び耐久性の低下を防止した高荷重用ラジアルタイヤを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a rubber chafer, particularly a portion that contacts the rim flange between no load and 200% of the normal load in a state where normal air pressure is filled, and rim rub resistance, crack resistance and weather resistance. An object of the present invention is to provide a high-load radial tire that greatly improves the performance and prevents the appearance and durability of the tire from being deteriorated.
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、正規空気圧を充填した状態で、無負荷時から正規荷重の200%を荷重した負荷時に至る間にリムフランジと接触する部分に、24℃、振動数52Hz、振動歪2%における損失係数tanδが0.2以下であり、100%伸長時のモジュラスM100が5〜7(MPa)の範囲にあるゴムチェーファーを配設することにより、従来品よりも耐リム擦れ性、耐クラック性及び耐候性を大きく向上させて、タイヤの見映え及び耐久性の低下を防止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 achieve the above object, the present inventor, in a state in which normal air pressure is filled, in a portion that comes into contact with the rim flange during the time of loading with 200% of the normal load from no load, 24 ° C., frequency 52 Hz, Ri loss factor tanδ is der 0.2 in the
即ち、本発明の高荷重用ラジアルタイヤは、トレッド部の両端からタイヤ半径方向内方に延びるそれぞれのサイドウォール部のタイヤ半径方向内端に連なり、リムに着座されるビード部において、タイヤを正規リムに組み付け、正規空気圧を充填した状態で少なくとも該正規リムと接触する部分から、無荷重時から正規荷重の200%荷重時に至る間にリムフランジに接触する部分に、24℃、振動数52Hz、振動歪2%における損失係数tanδが0.2以下であり、100%伸長時のモジュラスM100が5〜7(MPa)の範囲にあるゴムチェーファーを具える。
That is, the radial tire for high load of the present invention is connected to the inner end in the tire radial direction of each sidewall portion extending inward in the tire radial direction from both ends of the tread portion, and the tire is properly connected to the bead portion seated on the rim. 24 ° C, frequency 52Hz, at least the part that comes in contact with the normal rim in the state where it is assembled to the rim and is in contact with the normal rim, and the part that comes into contact with the rim flange during no load to 200% normal load. Ri der loss factor tanδ is 0.2 or less in the
また、本発明の他の高荷重用ラジアルタイヤは、トレッド部の両端からタイヤ半径方向内方に延びるそれぞれのサイドウォール部のタイヤ半径方向内端に連なり、リムに着座されるビード部において、タイヤを正規リムに組み付け、正規空気圧を充填した状態で、リムフランジと接触する部分から、無荷重時から正規荷重の200%荷重時に至る間にリムフランジと接触する部分に、24℃、振動数52Hz、振動歪2%における損失係数tanδが0.2以下であり、100%伸長時のモジュラスM100が5〜7(MPa)の範囲にあるゴムチェーファーを具える。
Further, another high-load radial tire according to the present invention includes a tire connected to a tire radial inner end of each sidewall portion that extends inward in the tire radial direction from both ends of the tread portion. Is attached to the regular rim and filled with regular air pressure. From the part that contacts the rim flange to the part that contacts the rim flange from no load to 200% normal load, 24 ° C, frequency 52Hz , Ri loss factor tanδ is der 0.2 in the
ここで、本発明の高荷重用ラジアルタイヤの好適例においては、前記ゴムチェーファーの破断強力が10(MPa)以上である。 Here, in a preferred example of the high-load radial tire of the present invention, the breaking strength of the rubber chafer is 10 (MPa) or more.
また、本発明の高荷重用タイヤは航空機用ラジアルタイヤに適用することが好適である。 Moreover, it is preferable that the high-load tire of the present invention is applied to an aircraft radial tire.
なお、本発明における「正規リム」とは、下記規格に夫々規定されている標準リム (または「Approved Rim」、「Recommended Rim」)のことをいう。この規格は、タイヤが生産または使用される地域において有効な産業規格により定められており、例えば、アメリカ合衆国では「The Tire and Rim Association Inc.のYEAR BOOK」であり、欧州では「The European Tire and Rim Technical OrganizationのStandards Manual」であり、日本においては日本自動車タイヤ協会の「JATMA YEAR BOOK」である。 The “regular rim” in the present invention refers to a standard rim (or “Applied Rim” or “Recommended Rim”) defined in the following standards. This standard is defined by an industrial standard effective in the region where tires are produced or used. For example, “The Tire and Rim Association Inc. YEAR BOOK” is used in the United States, and “The European Tire and Rim” is used in Europe. “Technical Organization Standards Manual”, and “JATMA YEAR BOOK” of Japan Automobile Tire Association in Japan.
本発明によれば、ゴムチェーファー、特に正規空気圧を充填した状態において、無荷重時から200%荷重時に至る間でリムフランジに接触する部分の、耐リム擦れ性、耐クラック性及び耐候性を従来品よりも大きく向上させて、タイヤの見映え及び耐久性の低下を防止した高荷重用ラジアルタイヤを提供することができる。 According to the present invention, the rim rub resistance, crack resistance, and weather resistance of the portion that contacts the rim flange between no load and 200% load in a state of being filled with a rubber chafer, particularly normal air pressure, can be obtained. It is possible to provide a high-load radial tire that is greatly improved as compared with conventional products and prevents the appearance and durability of the tire from being deteriorated.
以下に、図を参照しながら本発明を詳細に解説する。図1は、正規リムに組み付けた本発明の高荷重用ラジアルタイヤの正規空気圧を充填した状態での無荷重時のビード部の部分断面図であり、図2は、正規リムに組み付けた本発明の高荷重用ラジアルタイヤの正規空気圧を充填した状態での正規荷重の200%荷重時におけるビード部の部分断面図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a bead portion when no load is applied to a high-load radial tire of the present invention assembled to a regular rim, and FIG. 2 illustrates the present invention assembled to a regular rim. It is a fragmentary sectional view of a bead part at the time of 200% load of normal load in the state where normal air pressure of a high-load radial tire was filled.
図示するように、本発明の高荷重用ラジアルタイヤは、トレッド部(図示しない)の両端からタイヤ半径方向内方に延びるそれぞれのサイドウォール部2のタイヤ半径方向内端に連なり正規リム3に着座されるビード部1と、該ビード部1に埋設されたビードコア4の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されたカーカス5を具え、また、タイヤをビード部1で正規リム3に組み付け、正規空気圧を充填した状態で少なくとも該正規リム3と接触する部分(ビードベース部6及びビード背面部の内の無荷重時においてもリムフランジ10に接する部分7A)から、無荷重時から正規荷重の200%荷重時(図2)に至る間にリムフランジ10と接触する部分7Bに、24℃、振動数52Hz、振動歪2%における損失係数tanδが0.2以下であるゴムチェーファー8及び9を具える。
As shown in the drawing, the radial tire for high load of the present invention is seated on the
上記のように、24℃、振動数52Hzの振幅歪2%における損失係数tanδが0.2以下の低発熱性のゴム材料をビード背面部に位置するゴムチェーファー8及びビードベース部に位置するゴムチェーファー9に使用すると、走行時にリムとの間に発生する圧力剪断入力を摩擦力低減により緩和しタイヤの耐リム擦れ性、耐クラック性及び耐候性を大きく改善できるため、タイヤの見映えの低下を防止しつつ耐久性を向上させることが可能になる。ここで、24℃、振動数52Hzにて振幅歪が2%における損失係数tanδが0.2を超えるゴムチェーファーは、低発熱性、摩擦力低減の効果が十分ではないため、タイヤの耐リム擦れ性、耐クラック性及び耐候性が改善しない。また、ゴムチェーファー8及び9は、少なくともリムフランジ10及びリムベース11に接する部分(ビードベース部6及びビード背面部7のリムフランジに接する部分)に配設されていればよく、形状は特に限定されない。なお、図1及び2においてビードコア4及びカーカス5を示しているが、これらの構成は特に限定されず、適宜選択できる。また、図1において示したビード背面部の内の無荷重時にもリムフランジに接する部分7A及びビード背面部の内の無荷重時から正規荷重の200%荷重時に至る間にリムフランジに接する部分7Bの範囲は本発明の一例である。これらの範囲はタイヤの形状等によって変化するかもしれないが、これらの変化は本発明の範囲内である。
As described above, a low heat-generating rubber material having a loss factor tan δ of 0.2 or less at an amplitude distortion of 2% at 24 ° C. and a frequency of 52 Hz is located on the
また、本発明の他の高荷重用ラジアルタイヤは、トレッド部(図示しない)の両端からタイヤ半径方向内方に延びるそれぞれのサイドウォール部2のタイヤ半径方向内端に連なり正規リム3に着座されるビード部1と、該ビード部1に埋設されたビードコア4の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されたカーカス5を具え、また、タイヤをビード部1で正規リム3に組み付け、正規空気圧を充填した状態で、リムフランジ10と接触する部分7Aから、無荷重時から正規荷重の200%荷重時に至る間にリムフランジ10と接触する部分7Bに、24℃、振動数52Hz、振動歪2%における損失係数tanδが0.2以下であるゴムチェーファー8を具える。ここで、ゴムチェーファー8はビード背面部7の少なくともリムフランジ10に接する部分に配設されていればよく、形状は特に限定されない。また、このタイヤのビードベース部に位置するゴムチェーファー9には、ビード背面部に位置するゴムチェーファー8と同じ物性を有するゴム材料を使用してもよいし、異なる物性を有するゴム材料を使用してもよい。
Further, another high-load radial tire of the present invention is seated on the
上記のように、リムフランジ10に接触するゴムチェーファー8とリムベース11に接触するゴムチェーファー9を、異なる物性を有する二種類のゴム材料によって分割形成することにより、ビードベース部6に要求される性能とビード背面部7に要求される性能を分けて設計することが可能である。例えば、タイヤのリムフランジ10に接触するビード背面部7に要求される性能のみを達成するためには、ゴムチェーファー8に所定の物性を有するゴム材料を配設すればよく、リムベース11に接触するゴムチェーファー9は特に限定されない。
As described above, the
本発明の高荷重用のラジアルタイヤにおいて、前記ゴムチェーファーの100%伸長時のモジュラスM100は、5〜7(MPa)の範囲にあり、5.5〜6(MPa)の範囲にあることが好ましい。ここで、前記ゴムチェーファーの100%伸長時のモジュラスM100が5(MPa)未満であるとゴムチェーファーの耐摩擦性が低下し、7(MPa)を超えると、耐クラック性が低下する。 In a radial tire for heavy load according to the present invention, the modulus M100 at 100% elongation of the rubber chafer, Ri range near the 5 to 7 (MPa), be in the range of 5.5 to 6 (MPa) Is preferred. Here, when the modulus M100 at 100% elongation of the rubber chafer is less than 5 (MPa), the friction resistance of the rubber chafer is lowered, and when it exceeds 7 (MPa), the crack resistance is lowered.
また、本発明の高荷重用ラジアルタイヤにおいて、前記ゴムチェーファーの破断強力が10(MPa)以上であることが好ましく、15(MPa)以上であることが更に好ましい。該破断強力が10(MPa)未満であるとゴムチェーファーの耐クラック性が低下する。 In the radial tire for high loads of the present invention, the breaking strength of the rubber chafer is preferably 10 (MPa) or more, and more preferably 15 (MPa) or more. When the breaking strength is less than 10 (MPa), the crack resistance of the rubber chafer is lowered.
本発明の高荷重用ラジアルタイヤにおいて使用する所定の物性を有するゴムチェーファーは、当業者に周知のゴム成分、充填剤及び樹脂等を適宜配合することによって製造できる。また、本発明の高荷重用ラジアルタイヤは前記物性を満たすゴム材料をゴムチェーファー8に、更に任意にゴムチェーファー9に用いて製造できる。
The rubber chafer having predetermined physical properties used in the high-load radial tire of the present invention can be produced by appropriately blending rubber components, fillers, resins, and the like well known to those skilled in the art. The radial tire for high load of the present invention can be manufactured using a rubber material satisfying the above physical properties for the
本発明の高荷重用ラジアルタイヤは、特に限定されないが、トラック、バス、産業車両、建設車両、航空機等に適用される高荷重用ラジアルタイヤとして使用することが好適であり、航空機用ラジアルタイヤとして特に好適である。 The high-load radial tire of the present invention is not particularly limited, but is preferably used as a high-load radial tire applied to trucks, buses, industrial vehicles, construction vehicles, aircrafts, etc. Particularly preferred.
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples, and can be appropriately changed without departing from the scope of the present invention.
表1に示す配合のゴムチェーファーを、タイヤとリムとの接触部分から適正空気圧を充填した状態で、無負荷時から200%荷重時に至る間でリムフランジ10に接触する部分(ゴムチェーファー8及び9)に配設して航空機用ラジアルタイヤ(サイズ:50X20.0R22/32PR)を作製した(従来例1、従来例2及び実施例1)。また、タイヤとリムとの接触部分から適正空気圧を充填した状態で、無負荷時から200%荷重時に至る間でリムフランジ10に接触する部分において、リムフランジ10に接触する部分(ゴムチェーファー8)とリムベースに接触する部分(ゴムチェーファー9)に分割し、ゴムチェーファー8には表に示した物性を有するゴムチェーファーを配設し、ゴムチェーファー9には従来例1と同様のゴムチェーファーを配設して航空機用ラジアルタイヤ(サイズ:50X20.0R22/32PR)を作製した(実施例2)。なお、これらの航空機用ラジアルタイヤは、前記ゴムチェーファー以外は従来の航空機用ラジアルタイヤと同等の構造とした。これらの航空機用ラジアルタイヤ(従来例1、従来例2、実施例1及び実施例2)を正規リムに組んだ後に「リム背面部耐久性試験」を実施した。表中のtanδの値は、室温、52Hz、振幅歪2%の条件下で、スペクトロメーター(TOYOSEKI(株)製)を用いて測定した値であり、M100及び破断強力の値はJIS K6301に準拠して測定した値である。リム背面部耐久性試験方法は以下の通りである。
The rubber chafer having the composition shown in Table 1 is in contact with the
(リム背面部耐久性試験)
ドラム試験にて、規定荷重の120%の荷重下、64.5km/hの速度でタイヤを走行させ、リムと接触するゴムチェーファーが破壊に至るまでの時間を測定した。試験結果は、ドラム走行時間の累計を従来例1の試験結果を100とした場合の指数で表す。値が大きいほど、耐リムずれ性及びクラック耐久性に優れる。
(Rim back side durability test)
In the drum test, the tire was run at a speed of 64.5 km / h under a load of 120% of the specified load, and the time until the rubber chafer in contact with the rim was destroyed was measured. The test result is expressed as an index when the cumulative drum running time is defined as 100 for the test result of Conventional Example 1. The larger the value, the better the rim displacement resistance and crack durability.
*1 JSR製、BR01
*2 住友ベークライト製、スミライトレジンPR50235
*3 大内新興化学工業製、ノクセラー H
*4 N330
*5 N220
*6 大内新興化学工業製、ノクセラーNS
*7 N-(1,3-ジメチルブチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン
* 1 JSR, BR01
* 2 Sumitomo Bakelite, Sumilite Resin PR50235
* 3 Nouchira H manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry
* 4 N330
* 5 N220
* 6 Ouchi Shinsei Chemical Industry, Noxeller NS
* 7 N- (1,3-Dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine
表1の結果から、実施例1及び2はいずれも従来例1及び2よりもリム背面部耐久性が優れていた。特に、ゴムチェーファー9に従来例1と同様のゴムチェーファーを配設し、ゴムチェーファー8には表に示す物性のゴムチェーファーを配設した実施例2は、従来例1に較べてリムずれ摩擦とクラック耐久性等のリム背面部耐久性が大きく改善し、破壊に至る時間までの時間が2倍以上となった。また、エアシール性、耐候性、耐へたり性及び耐リムすべり性についても確認したところ、これらの性能に関して実施例1は従来例1よりも優れており、実施例2は従来例1とほぼ同じレベルであった。
From the results shown in Table 1, both Examples 1 and 2 were superior in rim back surface durability compared to Conventional Examples 1 and 2. In particular, the second embodiment in which the rubber chafer 9 is provided with the same rubber chafer as in the conventional example 1 and the
1 ビード部
2 サイドウォール部
3 正規リム
4 ビードコア
5 カーカス
6 ビードベース部
7 ビード背面部
7A ビード背面部の内、正規空気圧を充填した状態での無荷重時にリムフランジ10と接触する部分
7B ビード背面部の内、正規空気圧を充填した状態での無荷重時から正規荷重の200%荷重時までにリムフランジ10と接触する部分
8、9 ゴムチェーファー
10 リムフランジ
11 リムベース
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