JP5213160B2 - Pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は空気入りタイヤ(以下、単に「タイヤ」とも称する)に関し、詳しくは、フリッパまたはインサート補強層が配設された空気入りラジアルタイヤの改良に関する。 The present invention relates to a pneumatic tire (hereinafter, also simply referred to as “tire”), and more particularly to improvement of a pneumatic radial tire provided with a flipper or an insert reinforcing layer.
近年、空気入りラジアルタイヤにおいては、操縦安定性の向上を目的として、タイヤビード部からサイドウォール部の剛性を高めることが一般的である。従来は、例えば、ビード部からサイドウォール部にかけて、ビードコアおよびビードフィラーを内包する補強材、いわゆるフリッパを配設する構成や、ビード部からサイドウォール部にかけて、いわゆるインサートを配設する構成等が広く採用されている。 In recent years, in a pneumatic radial tire, for the purpose of improving steering stability, it is common to increase the rigidity of the sidewall portion from the tire bead portion. Conventionally, for example, a configuration in which a reinforcement material including a bead core and a bead filler, a so-called flipper is provided from the bead portion to the sidewall portion, a configuration in which a so-called insert is provided from the bead portion to the sidewall portion, and the like are widely used. It has been adopted.
例えば、特許文献1には、ビード部内に、ラジアル線分に対して70〜110°の範囲の角度で延在させたコードよりなるコード補強層を配設し、このコードのコード素線の材料を特定することで、すぐれた振動乗心地および低い車室内騒音を確保しつつ、操縦安定性を向上させた空気入りタイヤが開示されている。また、特許文献2には、半径方向内端をビードコアの近傍に位置させ、半径方向外端をビードフィラの半径方向外端より外方に位置させたコード補強層を具える空気入りラジアルタイヤに係る改良技術が開示されている。
上記従来技術により、ビード部からサイドウォール部にかけての部分を、フリッパまたはインサート等の補強層で補強してタイヤ剛性を高めることで、操縦安定性を向上することは可能である。しかしながら、この場合、タイヤの上下方向の剛性も高まることから、振動乗り心地性能が悪化するという別の問題が生じていた。 With the above-described conventional technology, it is possible to improve steering stability by reinforcing a portion from the bead portion to the sidewall portion with a reinforcing layer such as a flipper or an insert to increase tire rigidity. However, in this case, since the rigidity in the vertical direction of the tire is also increased, another problem has arisen that the vibration riding comfort performance deteriorates.
これは、凹凸や段差のある路面を走行する場合に特に重大であり、これら補強層を付加すると、段差乗り越し時の当たりの大きさ(ショック)およびその収まり(ダンピング)を大きく悪化させてしまうこととなっていた。したがって、段差乗り心地の悪化を生ずることなく、操縦安定性を向上できる技術の確立が望まれていた。 This is particularly important when driving on uneven or stepped road surfaces, and adding these reinforcing layers greatly deteriorates the size (shock) and the fit (dumping) when riding over a step. It was. Therefore, it has been desired to establish a technique capable of improving the steering stability without causing deterioration in ride comfort.
そこで本発明の目的は、従来の高性能ラジアルタイヤが有する上記のような欠点を改良して、操縦安定性と乗り心地性との双方に優れた空気入りタイヤを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a pneumatic tire excellent in both handling stability and riding comfort by improving the above-described drawbacks of a conventional high-performance radial 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、以下のようなことを見出した。すなわち、前述したように、フリッパやインサート補強層を有することで最も悪化する乗り心地性能は、段差乗り越し時の当たりの大きさ(ショック)およびその収まり(ダンピング)である。以下、これら当たりの強さと収まりとを総合して、「段差乗り心地性」と称する。 As a result of intensive studies in order to solve the above problems, the present inventors have found the following. That is, as described above, the riding comfort performance that is most deteriorated by having a flipper or an insert reinforcing layer is the size (shock) and the fit (dumping) when hitting a step. Hereinafter, these strengths and fits are collectively referred to as “step ride comfort”.
ここで、段差乗り心地性を確保するために、ベルト層を構成するスチールコードに必要な重要特性は、コードの曲げ剛性が低いこと、および、コード方向の引っ張り剛性が高いことである。これは、以下の2つの理由による。(1)ベルト層を構成するスチールコードは段差乗り越し時に曲げ変形を受けるので、曲げ剛性が小さいスチールコードのほうが当たりを低下することができる。(2)段差乗り越し時の当たりによって発生するスチールコードの微小振動は、コード方向の引張張力が高いほど減衰が速く、収まりが向上する。そのため、スチールコードは高い引張剛性を有する必要がある。 Here, in order to ensure ride comfort, the important characteristics required for the steel cord constituting the belt layer are that the cord has low bending rigidity and high tensile rigidity in the cord direction. This is due to the following two reasons. (1) Since the steel cord constituting the belt layer is subjected to bending deformation when stepping over a step, the steel cord having a lower bending rigidity can lower the hit. (2) The fine vibration of the steel cord that occurs due to hitting over the step is attenuated faster and the fit is improved as the tensile tension in the cord direction is higher. Therefore, the steel cord needs to have high tensile rigidity.
段差乗り越し時に発生するショックおよびダンピングには、スチールコードの微小振動および減衰特性が大きく影響する反面、ベルト層全体の振動の影響は小さく、ベルト層の配置、例えば、2層ベルト層の間の中間ゴム層の厚さや、ベルト角度の影響は小さい。なお、本発明者は実際に、中間ゴム層の厚さを0.1mmから2.0mmまで変更して段差乗り心地性評価を実施したが、乗り心地の改善は確認されなかった。また、ベルト層の角度を45度から75度まで変更した場合についても段差乗り心地性能評価を実施したが、乗り心地の改善は確認されなかった。 The shock and damping generated when stepping over a step are greatly affected by the micro-vibration and damping characteristics of the steel cord, but the influence of the vibration of the entire belt layer is small, and the belt layer arrangement, for example, between the two belt layers The influence of the rubber layer thickness and belt angle is small. In addition, although this inventor actually changed the thickness of the intermediate | middle rubber layer from 0.1 mm to 2.0 mm and implemented level | step difference riding comfort evaluation, the improvement of riding comfort was not confirmed. In addition, the step riding performance evaluation was carried out when the angle of the belt layer was changed from 45 degrees to 75 degrees, but no improvement in riding comfort was confirmed.
かかる観点から、本発明者はさらに検討した結果、フリッパまたはインサート補強層を有する空気入りタイヤにおけるベルト層のスチールコードとして、特定の物性を満足するコードを用いることにより、上記段差乗り心地性の改善効果が得られることを見出して、本発明を完成するに至った。 From this point of view, as a result of further studies, the present inventor has improved the above-mentioned step ride comfort by using a cord that satisfies a specific physical property as a steel cord of a belt layer in a pneumatic tire having a flipper or an insert reinforcing layer. The inventors have found that an effect can be obtained and have completed the present invention.
すなわち、本発明の空気入りタイヤは、左右一対のビード部およびサイドウォール部と、両サイドウォール部間に連なるトレッド部とを有し、該ビード部間にトロイド状に延在して、これら各部を補強する少なくとも1枚のカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に配置され、スチールコードを補強材として用いた少なくとも2層の交錯ベルト層とを備える空気入りタイヤにおいて、
前記ビード部から前記サイドウォール部を経て前記トレッド部のショルダー部までの領域のうち少なくとも一部に、少なくとも1層のフリッパまたはインサート補強層が配設され、かつ、前記交錯ベルト層の単位幅あたりのスチールコードの剛性が、下記式で表される関係を満足することを特徴とするものである。
(A−800)/B≧20
A:1%引張時の応力で定義されるコード引張剛性(kg)×打込み本数(本/50mm)
B:コード3点曲げ試験で得られる、応力−曲げ変位曲線の2〜6mm押し込み変形時の傾きで定義されるコード曲げ剛性(g/mm)×打込み本数(本/50mm)
That is, the pneumatic tire of the present invention has a pair of left and right bead portions and sidewall portions, and a tread portion continuous between both sidewall portions, and extends in a toroid shape between the bead portions. In a pneumatic tire comprising: a carcass composed of at least one carcass ply for reinforcing the carcass; and at least two crossing belt layers that are disposed on the outer side in the radial direction of the crown portion of the carcass and use steel cords as a reinforcing material.
At least one flipper or insert reinforcing layer is disposed in at least a part of the region from the bead portion through the sidewall portion to the shoulder portion of the tread portion, and the unit width of the crossing belt layer The steel cord has a rigidity satisfying a relationship represented by the following formula.
(A-800) / B ≧ 20
A: Cord tensile stiffness (kg) defined by the stress at 1% tension x Number of driven wires (pieces / 50mm)
B: Cord bending stiffness (g / mm) defined by the slope at the time of 2-6 mm indentation deformation of the stress-bending displacement curve obtained in the three-point bending test of the cord x number of driven (pieces / 50 mm)
本発明によれば、上記構成としたことにより、フリッパまたはインサート補強層を有する空気入りタイヤにおいて、車両の振動乗り心地性能を向上することが可能となった。 According to the present invention, with the above configuration, it is possible to improve the vibration riding comfort performance of the vehicle in the pneumatic tire having the flipper or the insert reinforcing layer.
以下、本発明の好適実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1に、本発明の一好適例に係る空気入りタイヤの幅方向片側断面図を示す。図示するように、本発明の空気入りタイヤは、左右一対のビード部11およびサイドウォール部12と、両サイドウォール部12間に連なるトレッド部13とを有している。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a cross-sectional side view in the width direction of a pneumatic tire according to a preferred embodiment of the present invention. As illustrated, the pneumatic tire of the present invention has a pair of left and
また、両ビード部11間にトロイド状に延在する少なくとも1枚、図示例では1枚のカーカスプライからなるカーカス2は、各ビード部11内にそれぞれ埋設されたビードコア1の周りにタイヤ内側から外側に折返して係止され、これら各部11〜13を補強している。さらに、このカーカス2のクラウン部タイヤ半径方向外側には、スチールコードを補強材として用いた少なくとも2層、図示例では2層の交錯ベルト層3が配置されている。
In addition, at least one
本発明のタイヤにおいては、ビード部11からサイドウォール部12を経てトレッド部13のショルダー部までの領域のうち少なくとも一部に、少なくとも1層のフリッパまたはインサート補強層、図示例ではインサート補強層4が配設されている。ここで、フリッパとは、カーカス2の本体部2Aと折り返し部2Bとの間に配設され、ビードコア1およびそのタイヤ半径方向外側に配置されるビードフィラー(図示せず)の少なくとも一部を内包する補強材である。フリッパは、通常、ケブラー等の有機繊維コードにより構成される。また、インサート補強層とは、タイヤ周方向に配置される補強材であり、通常、スチールコードにより構成される。本発明においては、これらフリッパおよびインサート補強層のコード構造や打ち込み数、配設角度、配設範囲等については、特に制限されるものではない。例えば、インサート補強層4については、図2(a)〜(d)に示すように、また、フリッパ5については、図3(a)、(b)に示すように配置することができる。
In the tire of the present invention, at least one flipper or insert reinforcing layer, in the illustrated example, the insert reinforcing
また、本発明のタイヤにおいては、交錯ベルト層3の単位幅あたりのスチールコードの剛性が、下記式、
(A−800)/B≧20
で表される関係を満足するものである。ここで、AおよびBは以下のように定義される。
A:1%引張時の応力で定義されるコード引張剛性(kg)×打込み本数(本/50mm)
B:コード3点曲げ試験で得られる、応力−曲げ変位曲線の2〜6mm押し込み変形時の傾きで定義されるコード曲げ剛性(g/mm)×打込み本数(本/50mm)
In the tire of the present invention, the rigidity of the steel cord per unit width of the crossing belt layer 3 is expressed by the following formula:
(A-800) / B ≧ 20
It satisfies the relationship represented by Here, A and B are defined as follows.
A: Cord tensile stiffness (kg) defined by the stress at 1% tension x Number of driven wires (pieces / 50mm)
B: Cord bending stiffness (g / mm) defined by the slope at the time of 2-6 mm indentation deformation of the stress-bending displacement curve obtained in the three-point bending test of the cord x number of driven (pieces / 50 mm)
スチールコードの曲げ剛性(曲げ抵抗)と引張剛性との関係が上記式を満足するものとすることで、ショックとダンピングとの両者を総合して評価される段差乗り心地性を、明確に向上することが可能となる。一方、(A−800)/Bの値が20未満であると、ショックとダンピングとの両立ができなくなり、段差乗り心地性が悪化してしまう。より好ましくは、下記式、
25≦(A−800)/B≦110
の関係を満足するスチールコードを用いる。
By making the relationship between the bending rigidity (bending resistance) and tensile rigidity of the steel cord satisfy the above formula, the ride comfort of the step, which is evaluated by combining both shock and damping, is clearly improved. It becomes possible. On the other hand, if the value of (A−800) / B is less than 20, both shock and damping cannot be achieved, and the step riding comfort deteriorates. More preferably, the following formula:
25 ≦ (A−800) / B ≦ 110
Use steel cords that satisfy this relationship.
交錯ベルト層3に用いるスチールコードとしては、上記関係式を満足するものであれば、いかなる撚り構造やフィラメント径(素線径)を有するものを用いてもよく、これにより、段差乗り心地性を改善することができる。例えば、撚り構造としては、単撚り、層撚り、複撚り、無撚り、偏平断面等のいかなるものであってもよい。 As the steel cord used for the crossing belt layer 3, any steel cord having any twisted structure or filament diameter (elementary wire diameter) may be used as long as the above relational expression is satisfied. Can be improved. For example, the twisted structure may be any structure such as single twist, layer twist, double twist, no twist, and flat cross section.
また、本発明においては、素線径が小さいコードを多い打込み本数で用いるほど、本発明の効果を有利に利用することができるが、層内で隣接するスチールコード間の距離は、好適には0.3mm以上とする。層内で隣接するスチールコード間の距離が0.3mm未満であると、スチールコード端部で発生した微細なクラックが、隣接するスチールコード相互間にまたがって成長し、その後、ベルトの積層相互間にもつながって急拡大し、ベルトセパレーションに至る亀裂進展速度が格段に速くなってしまう。層内で隣接するスチールコード間の距離は、より好適には0.4mm以上であり、例えば、0.5〜1.5mmの範囲内である。 Further, in the present invention, the effect of the present invention can be used more advantageously as the number of driven cords having a smaller wire diameter is used, but the distance between adjacent steel cords in the layer is preferably 0.3 mm or more. If the distance between adjacent steel cords in the layer is less than 0.3 mm, a fine crack generated at the end of the steel cord grows between adjacent steel cords, and then between the belt laminations. The speed of crack growth leading to belt separation is significantly increased. The distance between adjacent steel cords in the layer is more preferably 0.4 mm or more, for example, in the range of 0.5 to 1.5 mm.
さらに、本発明においては、スチールコードの断面形状を偏平として、かかる偏平コードを、その長径方向がベルト層の面内方向に沿うように配列させることが好ましい。これにより、より低い面外曲げ剛性を得ることができ、また、操縦安定性に必要な面内剛性も向上することができる。さらに、ゴムペネ性(ゴムペネトレーション性)の確保に対しても有効である。 Furthermore, in the present invention, it is preferable that the cross-sectional shape of the steel cord is flat and the flat cords are arranged so that the major axis direction is along the in-plane direction of the belt layer. Thereby, lower out-of-plane bending rigidity can be obtained, and in-plane rigidity required for steering stability can also be improved. Furthermore, it is effective for ensuring rubber penetrability (rubber penetration).
断面形状が偏平なスチールコード構造としては、素線の螺旋形状が一方向に押しつぶされた単撚り構造や、互いに撚り合わされずに並列した2本の素線をコアとし、このコアの外周に沿ってシース素線を巻きつけた構造等を挙げることができる。中でも特に、2並列+4〜7構造等の、互いに撚り合わされずに並列した2本の素線をコアとし、コアの周囲に残りの素線を、少なくとも1組の隣接素線間にゴム侵入可能な隙間を有するよう撚り合わせた構造のスチールコードを適用することが好ましく、これにより、より高い面内曲げ剛性、より低い面外曲げ剛性および良好なゴムペネ性を得ることができる。 The steel cord structure with a flat cross-sectional shape includes a single-strand structure in which the spiral shape of the strands is crushed in one direction, and two strands that are parallel to each other without being twisted together. And a structure in which a sheath wire is wound. In particular, two parallel wires, such as 2 parallel + 4-7 structures, which are parallel to each other without being twisted, can be used as a core, and the remaining strands around the core can penetrate between at least one pair of adjacent wires. It is preferable to apply a steel cord having a twisted structure so as to have a large gap, whereby a higher in-plane bending rigidity, a lower out-of-plane bending rigidity, and good rubber penetrability can be obtained.
本発明においては、交錯ベルト層に用いるスチールコードについて上記条件を満足するものであればよく、それ以外のタイヤ構造の詳細や各部材の材質等については、特に制限されるものではなく、従来公知のもののうちから適宜選択して構成することができる。例えば、本発明のタイヤにおいて、交錯ベルト層の層数は少なくとも2層、好適には1〜4層であって、そのタイヤ周方向に対する角度は、例えば、タイヤ周方向に対し0°〜70°とすることができる。また、カーカス2の配設枚数は1〜4枚とすることができる。さらに、図示はしないが、ビードコア1のタイヤ半径方向外側にはビードフィラーが配置されており、トレッド部の表面には適宜トレッドパターンが形成され、タイヤの最内層にはインナーライナーが配置される。また、本発明のタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常のあるいは酸素分圧を変えた空気、または窒素等の不活性ガスを用いることが可能である。
In the present invention, the steel cord used for the crossing belt layer only needs to satisfy the above conditions, and other details of the tire structure and the material of each member are not particularly limited, and are conventionally known. It can be configured by appropriately selecting from the above. For example, in the tire of the present invention, the number of crossing belt layers is at least 2, preferably 1 to 4, and the angle with respect to the tire circumferential direction is, for example, 0 ° to 70 ° with respect to the tire circumferential direction. It can be. The number of
以下、本発明を、実施例を用いてより具体的に説明する。
以下に示す条件にしたがって、図1に示すような、インサート補強層4を有するタイヤサイズ225/45R17の供試タイヤを作製した。インサート補強層4は、1×3×0.30mmのコードを用いた打込数30本/50mm幅のトリートを、幅50mm、ラジル方向に対するコード角度45°で適用して形成した。交錯ベルト層は2層とし、下記の表中に示すコード構造のスチールコードをそれぞれ適用した。交錯ベルト層のタイヤ周方向に対する角度は±62°であった。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
A test tire having a tire size 225 / 45R17 having an
得られた各供試タイヤについて、以下の試験を実施した。その結果を、下記の表中に併せて示す。 The following tests were performed on each of the obtained test tires. The results are also shown in the table below.
<乗り心地性能試験>
各供試タイヤに内圧2.1kgf/cm2を充填し、JATMA規格に定める標準リムに装着して、タイヤ実車テストを行った。テストは、各供試タイヤをセダンタイプの自動車に4輪とも装着し、2名が乗車して、乗り心地性評価テストコースを走行させることにより実施した。具体的には、速度60km/時で、路面幅×高さ2センチメートル×長さ3センチメートルの突起段差を乗り越した際の突き上げ感の、(1)大きさ(ショック)および(2)収まり(ダンピング)について、それぞれ1〜5点の評点をつけ、各項目を平均して、段差乗り心地性の評点とした。なお、評価は専門のドライバー2名で行い、2名の評点の平均を求めた。段差乗り心地性の総合評価が3点以上であれば問題なく、3点未満であると、ドライバーは明確に不快に感じる。
<Ride comfort performance test>
Each test tire was filled with an internal pressure of 2.1 kgf / cm 2 and mounted on a standard rim defined in the JATMA standard, and an actual tire test was performed. The test was carried out by attaching each test tire to a sedan-type vehicle with all four wheels, and two people getting on and running on a ride comfort evaluation test course. Specifically, (1) size (shock) and (2) fit of the push-up feeling when overcoming a bump difference of road surface width x
*2)A:1%引張時の応力で定義されるコード引張剛性(kg)×打込み本数(本/50mm)
* 2) A: Cord tensile stiffness (kg) defined by stress at 1% tension x Number of driven wires (pieces / 50mm)
上記表中に示すように、本発明の条件を満足する交錯ベルト層を用いた実施例の供試タイヤにおいては、本発明の条件を満足しない比較例の供試タイヤに比し、良好な段差乗り心地性が得られることが確かめられた。 As shown in the above table, in the test tire of the example using the crossing belt layer that satisfies the conditions of the present invention, a good step difference compared to the test tire of the comparative example that does not satisfy the conditions of the present invention. It was confirmed that ride comfort was obtained.
1 ビードコア
2 カーカス
3 交錯ベルト層
4 インサート補強層
5 フリッパ
11 ビード部
12 サイドウォール部
13 トレッド部
1
Claims (1)
前記ビード部から前記サイドウォール部を経て前記トレッド部のショルダー部までの領域のうち少なくとも一部に、少なくとも1層のフリッパまたはインサート補強層が配設され、かつ、前記交錯ベルト層の単位幅あたりのスチールコードの剛性が、下記式で表される関係を満足することを特徴とする空気入りタイヤ。
(A−800)/B≧20
A:1%引張時の応力で定義されるコード引張剛性(kg)×打込み本数(本/50mm)
B:コード3点曲げ試験で得られる、応力−曲げ変位曲線の2〜6mm押し込み変形時の傾きで定義されるコード曲げ剛性(g/mm)×打込み本数(本/50mm)
From at least one carcass ply having a pair of left and right bead portions and sidewall portions, and a tread portion continuous between both sidewall portions, extending in a toroidal shape between the bead portions and reinforcing these portions. A pneumatic tire comprising: a carcass comprising: a carcass crown portion; and at least two crossing belt layers using a steel cord as a reinforcing material.
At least one flipper or insert reinforcing layer is disposed in at least a part of the region from the bead portion through the sidewall portion to the shoulder portion of the tread portion, and the unit width of the crossing belt layer A pneumatic tire characterized in that the rigidity of the steel cord satisfies the relationship represented by the following formula.
(A-800) / B ≧ 20
A: Cord tensile stiffness (kg) defined by the stress at 1% tension x Number of driven wires (pieces / 50mm)
B: Cord bending stiffness (g / mm) defined by the slope at the time of 2-6 mm indentation deformation of the stress-bending displacement curve obtained in the three-point bending test of the cord x number of driven (pieces / 50 mm)
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