JP5227826B2 - Pneumatic radial tire - Google Patents
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Description
本発明は、空気入りラジアルタイヤ(以下、単に「タイヤ」とも称する)に関し、詳しくは、タイヤ製造時の伸張性を確保しつつ、製品時に必要な周方向剛性を有し、耐久性と限界性能を高めた空気入りラジアルタイヤに関する。 The present invention relates to a pneumatic radial tire (hereinafter, also simply referred to as “tire”), and more specifically, has a circumferential rigidity necessary for a product while ensuring extensibility at the time of tire manufacture, and durability and limit performance. The present invention relates to a pneumatic radial tire with improved performance.
タイヤの周方向補強層は、タイヤが高速回転した際に生じる遠心力で、タイヤのクラウン部分がせり出すのを防ぎ、タイヤの耐久性を向上させる働きをしている。また、コーナリングの際も、周方向の剛性は、ベルトの面内剛性にも寄与し、横力発揮に寄与している。 The circumferential reinforcing layer of the tire functions to improve the durability of the tire by preventing the crown portion of the tire from protruding by centrifugal force generated when the tire rotates at a high speed. Further, also in cornering, the circumferential rigidity contributes to the in-plane rigidity of the belt and contributes to the lateral force.
このような周方向補強層の補強部材としては、従来はケブラーやナイロン等の有機繊維が用いられているが、スチールコードを適用することにより、さらに周方向剛性を高めることができる。特に、モータースポーツ用タイヤとして強い面内剛性が必要とされる場合があり、このような場合には有効である。しかし、スチールコードは剛性が高いために、タイヤ成型、加硫等の工程で伸縮性がないために歩留まりを悪くするなどの問題を有している。 Conventionally, an organic fiber such as Kevlar or nylon is used as a reinforcing member for such a circumferential reinforcing layer, but the circumferential rigidity can be further increased by applying a steel cord. In particular, strong in-plane rigidity may be required as a tire for motor sports, which is effective in such a case. However, since the steel cord has high rigidity, it has problems such as poor yield due to lack of stretchability in processes such as tire molding and vulcanization.
このような問題を解決する手法としては、複撚りの高伸張性コード(HEコード:High Elongation)や、波形に型付けしたコードを周方向に螺旋巻きしたコードが提案されている。すなわち、タイヤ製造工程においては伸縮性を有し、製品時に高い剛性を発揮するコードが理想的であるといえる。例えば、特許文献1には、1×N構造で、スチール素線本数が6〜12本であり、かつ、スチール素線径が0.08〜0.21mmである可撓性を有するスチールコードが開示されており、また、特許文献2には、タイヤ幅方向端部におけるスチールコードの初期伸び歪とタイヤ幅方向中央部におけるスチールコードの初期伸び歪との差を、周方向ベルトのタイヤ幅方向中央部におけるスチールコードの初期伸び歪の±2%以内である伸縮性を有するスチールコードが開示されている。 As a technique for solving such a problem, a highly twisted cord with high twist (HE cord) or a cord obtained by spirally winding a cord typed into a waveform in the circumferential direction has been proposed. That is, in the tire manufacturing process, a cord that has stretchability and exhibits high rigidity at the time of product can be said to be ideal. For example, Patent Document 1 discloses a flexible steel cord having a 1 × N structure, 6 to 12 steel strands, and a steel strand diameter of 0.08 to 0.21 mm. Further, Patent Document 2 discloses the difference between the initial elongation strain of the steel cord at the end portion in the tire width direction and the initial elongation strain of the steel cord at the center portion in the tire width direction. A steel cord having elasticity that is within ± 2% of the initial elongation strain of the steel cord at the center is disclosed.
一方、乗用車に適用される高性能タイヤや、レーシング用のタイヤでは、コーナリング限界性能を高めるため、タイヤを扁平とする場合がある。かかる場合、扁平なタイヤは内圧時にトレッド中央部に相対的に大きな張力がかかるため、ショルダー部に比べ、トレッド中央部の剛性が低いと、クラウン部の曲率半径が小さくなり、ショルダー部の接地が悪く限界性能が低下してしまうという問題を有している。 On the other hand, in high-performance tires applied to passenger cars and tires for racing, the tires may be flattened in order to increase cornering limit performance. In such a case, since a flat tire applies a relatively large tension to the center of the tread during internal pressure, if the rigidity of the center of the tread is lower than that of the shoulder, the radius of curvature of the crown decreases, and the ground contact of the shoulder is reduced. There is a problem that the limit performance deteriorates.
また、タイヤ製造工程おいては、ショルダー部は成型工程におけるエア入り不良を防止するため、カーカス部分と十分に圧着させる必要がある。このようにトレッド中央部とショルダー部では、製造プロセスで掛かる負荷が異なるため、上記文献に記載されている手法をもっても十分であるとはいい難く、製品時に同じ物性を発揮させるには、さらなる改良が必要であった。 Further, in the tire manufacturing process, the shoulder portion needs to be sufficiently pressure-bonded to the carcass portion in order to prevent poor air entry in the molding process. As described above, since the load applied in the manufacturing process is different between the tread center portion and the shoulder portion, it is difficult to say that the technique described in the above document is sufficient, and in order to exhibit the same physical properties at the time of product, further improvement Was necessary.
そこで本発明の目的は、タイヤ製造時の伸張性を確保しつつ、製品時に必要な周方向剛性を有し、耐久性と限界性能を高めた空気入りラジアルタイヤを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pneumatic radial tire that has a circumferential rigidity necessary for a product and has improved durability and limit performance while ensuring extensibility during manufacture 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、スチールコードを下記構成とすることにより、上記課題を解決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-mentioned problems, the present inventor has found that the above-mentioned problems can be solved by setting the steel cord to the following configuration, and has completed the present invention.
すなわち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、スチールコードを補強材として用いた周方向ベルト層を有する空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記スチールコードが1×Nのオープン撚り構造で、スチール素線本数が7本以上であり、かつ、
前記スチールコードの伸び率−引張荷重曲線の2次微分が最大となるときの伸び率Hが4.5%以上であり、前記スチールコードの拡張率を下記式、
拡張率(%)=[(タイヤ製品時のスチールコード長)−(タイヤ成型前のスチールコード長)]/(タイヤ成型前のスチールコード長)×100
としたとき、前記周方向ベルト層中央部分の前記スチールコードの拡張率A、前記周方向ベルト層の端部より20mmの位置のスチールコードの拡張率Bが、下記式(I)および(II)、
(H−4)≦A≦(H−0.1) (I)
(H−1.5)≦B≦(H−0.1) (II)
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。
That is, the pneumatic radial tire of the present invention is a pneumatic radial tire having a circumferential belt layer using a steel cord as a reinforcing material.
The steel cord has an open twist structure of 1 × N, the number of steel strands is 7 or more, and
The elongation H when the second derivative of the elongation-tensile load curve of the steel cord is maximum is 4.5% or more, and the expansion rate of the steel cord is expressed by the following formula:
Expansion rate (%) = [(steel cord length at tire product) − (steel cord length before tire molding)] / (steel cord length before tire molding) × 100
Then, the expansion rate A of the steel cord at the central portion of the circumferential belt layer and the expansion rate B of the steel cord at a position 20 mm from the end of the circumferential belt layer are represented by the following formulas (I) and (II). ,
(H-4) ≦ A ≦ (H−0.1) (I)
(H-1.5) ≦ B ≦ (H-0.1) (II)
It is characterized by satisfying the relationship represented by
本発明においては、前記スチールコードを構成するスチール素線の径が0.15〜0.45mmであることが好ましく、また、前記スチール素線本数が9〜15本であることが好ましい。 In this invention, it is preferable that the diameter of the steel strand which comprises the said steel cord is 0.15-0.45 mm, and it is preferable that the said number of steel strands is 9-15.
本発明によれば、タイヤ製造時の伸張性を確保しつつ、製品時に必要な周方向剛性を有し、耐久性と限界性能を高めた空気入りラジアルタイヤを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pneumatic radial tire which has the circumferential rigidity required at the time of a product, and improved durability and limit performance, ensuring the extensibility at the time of tire manufacture can be provided.
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は本発明の空気入りラジアルタイヤの一好適例の断面図である。図示するタイヤは、少なくとも一対のビードコア1間に跨ってトロイド状に延在する1層のカーカス2を骨格とし、その外周に、コード方向が層間で互いに交錯する少なくとも2層の交錯ベルト層3a,3bと、周方向ベルト層4a,2bとを、順次配置した構造を有している。図中、符号11はトレッド部、符号12はサイドウォール部、符号13はビード部をそれぞれ示す。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a preferred example of the pneumatic radial tire of the present invention. The illustrated tire has a skeleton of a carcass 2 extending in a toroidal shape across at least a pair of bead cores 1, and has at least two crossing belt layers 3a on the outer periphery of which the cord directions cross each other between the layers. 3b and
本発明の空気入りラジアルタイヤにおいては、周方向ベルト層4を構成するスチールコードが1×Nのオープン撚り構造で、スチール素線本数が7本以上であることが肝要である。図2に、本発明に係るスチールコードの断面図の一好適例を示す。本発明に係るスチールコード10は、スチール素線5は7本以上、図示例では9本のスチール素線5からなり、癖付をしたオープン撚り構造を有している。このような構造をとることにより、製造工程における伸縮性が得られ、かつ、製品時では、コード内部に浸透したゴムが加硫され非圧縮の物性を持つことから、スチールコードが本来持つ高い剛性を発揮することになる。スチール素線本数が7本未満であると、加硫前の伸縮性と加硫後の剛性が両立できなくなってしまう。好ましくは9〜15本である。
In the pneumatic radial tire of the present invention, it is important that the steel cord constituting the
また、本発明に係るスチールコードは、伸び率−引張荷重曲線の2次微分が最大となるときの伸び率Hが4.5%以上であることも肝要である。2次微分が最大となるときの伸び率Hを4.5%以上とし、過大に癖付したオープン撚り構造とすることにより、タイヤ成型時の伸縮に追従でき、エア入り不良をなくすことができる。図3に、後述する本発明の実施例1に係るスチールコードの伸び率−引張荷重曲線(SS曲線)およびその2次微分曲線を一例として示す。 It is also important that the steel cord according to the present invention has an elongation percentage H of 4.5% or more when the second derivative of the elongation-tensile load curve is maximized. By setting the elongation H when the second order differential is maximum to 4.5% or more and using an open twisted structure that is excessively brazed, it is possible to follow the expansion and contraction at the time of tire molding, and to eliminate air entry defects. . In FIG. 3, the elongation-tensile load curve (SS curve) and its secondary differential curve of the steel cord which concerns on Example 1 of this invention mentioned later are shown as an example.
さらに、本発明に係るスチールコードは、スチールコードの拡張率を下記式、
拡張率(%)=[(タイヤ製品時のスチールコード長)−(タイヤ成型前のスチールコード長)]/(タイヤ成型前のスチールコード長)×100
としたとき、周方向ベルト層中央部分のスチールコードの拡張率A、周方向ベルト層の端部より20mmの位置のスチールコードの拡張率Bが、下記式(I)および(II)、
(H−4)≦A≦(H−0.1) (I)
(H−1.5)≦B≦(H−0.1) (II)
で表される関係を満足することもまた重要である。
Furthermore, the steel cord according to the present invention represents the expansion rate of the steel cord by the following formula:
Expansion rate (%) = [(steel cord length at tire product) − (steel cord length before tire molding)] / (steel cord length before tire molding) × 100
The steel cord expansion rate A at the center portion of the circumferential belt layer, and the steel cord expansion rate B at a position 20 mm from the end of the circumferential belt layer are represented by the following formulas (I) and (II):
(H-4) ≦ A ≦ (H−0.1) (I)
(H-1.5) ≦ B ≦ (H-0.1) (II)
It is also important to satisfy the relationship expressed by
周方向ベルト層の中央部と端部のスチールコードの拡張率を上記範囲に調整することにより、タイヤショルダー部対比、タイヤ中央部の剛性を維持して、限界性能を向上させることができる。 By adjusting the expansion ratio of the steel cords at the center and the end of the circumferential belt layer within the above range, it is possible to maintain the tire shoulder part contrast and the rigidity of the tire center part and improve the limit performance.
拡張率Aが(H−4)%未満であると製品時でも、スチール素線間の隙間が大きく、ゴムがコード内部に閉じ込められず、ばねのような変形をしてしまい、十分な周方向剛性が発揮されない。一方、拡張率Aが(H−0.1)%より大きくなると、コード内部に十分ゴムが浸透せず、タイヤが釘ふみなどで外傷を受けた際の腐食が広がってしまう。 If the expansion ratio A is less than (H-4)%, the gap between the steel strands is large even when the product is used, the rubber is not confined inside the cord, and deforms like a spring, so that the sufficient circumferential direction Stiffness is not demonstrated. On the other hand, when the expansion rate A is greater than (H-0.1)%, the rubber does not sufficiently penetrate into the cord, and the corrosion when the tire is damaged by nail catches spreads.
また、拡張率Bが(H−1.5)%未満であると製品時でも、スチール素線間の隙間が大きく、ゴムがコード内部に閉じ込められず、ばねのような変形をしてしまい、十分な周方向剛性が発揮されない。一方、拡張率Aが(H−0.1)%より大きくなると、コード内部に十分ゴムが浸透せず、タイヤが釘ふみなどで外傷を受けた際の腐食が広がってしまう。 Moreover, even when the expansion rate B is less than (H-1.5)%, the gap between the steel strands is large, the rubber is not trapped inside the cord, and deforms like a spring, Sufficient circumferential rigidity is not exhibited. On the other hand, when the expansion rate A is greater than (H-0.1)%, the rubber does not sufficiently penetrate into the cord, and the corrosion when the tire is damaged by nail catches spreads.
また、本発明においては、スチールコードを構成するスチール素線の径が0.15〜0.45mmであることが好ましい。スチール素線の径が0.15mm未満であると、得られるコードの強力が低いので、ベルト層としての周方向剛性を確保するためにはコードの打ち込み数を大幅に増加する必要があり、ゴムとコードとのセパレーションが生じやすくなる。あるいは、高速走行時の径成長により高速耐久性が損なわれるおそれがある。一方、直径が0.45mmを超えるスチール素線は曲げ剛性が高過ぎるので、高性能ラジアルタイヤのベルト補強材として用いたときに、十分に低い面外曲げ剛性を確保することが困難となる。 Moreover, in this invention, it is preferable that the diameter of the steel strand which comprises a steel cord is 0.15-0.45 mm. If the diameter of the steel strand is less than 0.15 mm, the strength of the resulting cord is low, so it is necessary to greatly increase the number of cords driven to secure the circumferential rigidity as a belt layer. And code separation. Alternatively, high-speed durability may be impaired due to diameter growth during high-speed running. On the other hand, since the steel strand having a diameter exceeding 0.45 mm has too high bending rigidity, it is difficult to ensure sufficiently low out-of-plane bending rigidity when used as a belt reinforcing material for high-performance radial tires.
本発明のタイヤにおいては、かかる周方向ベルト層に、上記スチールコードが適用されているものであればよく、これにより本発明の所期の効果を得ることができるものであり、周方向補強層における補強材の打ち込み数や、周方向補強層以外の具体的なタイヤ構造や材質等については、常法に従い適宜設定することができ、特に制限されるものではない。 In the tire of the present invention, any steel belt may be applied to the circumferential belt layer, and the desired effect of the present invention can be obtained thereby. The number of reinforcements to be struck and specific tire structures and materials other than the circumferential reinforcing layer can be appropriately set according to a conventional method and are not particularly limited.
下記表1、2に示す条件に従い、実施例1〜3および比較例1〜3のスチールコードを作製した。得られたスチールコードを周方向ベルト層4a、4bに適用して、図1のタイヤ構造を有するタイヤサイズ225/45ZR17の各供試タイヤを作製した。比較例2については、下記表1中に示す条件のナイロンコードを用いた。各供試タイヤは、交錯ベルト3をそれぞれ複数本のスチールコードから構成し、その外周側に、補強コードをタイヤ赤道面に対して実質的に0°で螺旋巻き形成した周方向ベルト層4a、4bを設けた構造を有する。得られたタイヤにつき、高速耐久性、コーナリング限界フィーリング、エア入り不良、腐食伝播性につき評価をおこなった。結果を表1、2に併記する。
Steel cords of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were produced according to the conditions shown in Tables 1 and 2 below. The obtained steel cord was applied to the circumferential belt layers 4a and 4b, and each test tire of tire size 225 / 45ZR17 having the tire structure of FIG. 1 was produced. For Comparative Example 2, a nylon cord having the conditions shown in Table 1 below was used. In each test tire, the
(高速耐久性)
各供試タイヤをリムサイズ7.5J×17のリムに空気圧300kPaにて装着し、JATMA規格のテスト法に準じてステップスピード法で行った。結果は、従来例1の供試タイヤの故障時の速度を基準として、同等以上の場合を○、劣っている場合を×として評価した。
(High speed durability)
Each test tire was mounted on a rim having a rim size of 7.5 J × 17 at an air pressure of 300 kPa, and the step speed method was performed in accordance with the test method of JATMA standard. As a result, the case where it is equal to or higher than that on the basis of the speed at the time of failure of the test tire of Conventional Example 1 was evaluated as ◯, and the case where it was inferior was evaluated as ×.
(コーナリング限界フィーリング)
各供試タイヤを空気圧205.8kPa(2.1kgf/cm2)で乗用車の4輪に装着し、このテスト車輌にてテストドライバーがテストコースを走行させ、テストドライバーによるコーナリングについてのフィーリング結果を、10点満点として評価した。
(Cornering limit feeling)
Each test tire is mounted on four wheels of a passenger car at an air pressure of 205.8 kPa (2.1 kgf / cm 2 ), and the test driver runs the test course in this test vehicle, and the feeling result about the cornering by the test driver is shown. Evaluation was based on a 10-point scale.
(エア入り不良)
各供試タイヤ製造工程において、エア入り不良が発生した場合を×、発生しなかった場合を○とした。
(Defective air entering)
In each of the test tire manufacturing processes, the case where an air-filling defect occurred was rated as x, and the case where it did not occur was marked as ◯.
(腐食伝播性)
各供試タイヤを、JATMA規格に定める標準リムに装着後、JATMA YEAR BOOKにおける最大負荷能力に対応する内圧を充填し、乗用車に装着した。舗装路を10000km走行した後、タイヤを解剖してカット傷からのコードの腐食長さを調査した。結果は、比較例1を基準として、同等以上の場合を○、劣っている場合を×として評価した。
(Corrosion propagation)
Each test tire was mounted on a standard rim defined in the JATMA standard, filled with an internal pressure corresponding to the maximum load capacity in JATMA YEAR BOOK, and mounted on a passenger car. After traveling 10,000 km on the paved road, the tire was dissected to investigate the corrosion length of the cord from the cut wound. Based on Comparative Example 1, the results were evaluated as “good” when equal or better, and “poor” when inferior.
※2:周方向ベルト層中央部分のスチールコードの拡張率A
※3:周方向ベルト層の端部より20mmの位置のスチールコードの拡張率B
* 3: Steel cord expansion rate B 20mm from the end of the circumferential belt layer
※2:周方向ベルト層中央部分のスチールコードの拡張率A
※3:周方向ベルト層の端部より20mmの位置のスチールコードの拡張率B
* 3: Steel cord expansion rate B 20mm from the end of the circumferential belt layer
上記表1、2より本発明の空気入りラジアルタイヤは、タイヤ製造時の伸張性を確保しつつ、製品時に必要な周方向剛性を有し、耐久性と限界性能が向上していることが確かめられた。また、あわせて十分な腐食伝播性も維持できていることがわかる。 From Tables 1 and 2 above, it is confirmed that the pneumatic radial tire of the present invention has the circumferential rigidity necessary for the product while ensuring the extensibility during the manufacture of the tire, and has improved durability and limit performance. It was. It can also be seen that sufficient corrosion propagation properties can be maintained.
1 ビードコア
2 カーカス
3a、3b 交錯ベルト層
4a、4b 周方向ベルト層
5 スチール素線
10 スチールコード
11 トレッド部
12 サイド部
13 ビード部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bead core 2
Claims (3)
前記スチールコードが1×Nのオープン撚り構造で、スチール素線本数が7本以上であり、かつ、
前記スチールコードの伸び率−引張荷重曲線の2次微分が最大となるときの伸び率Hが4.5%以上であり、前記スチールコードの拡張率を下記式、
拡張率(%)=[(タイヤ製品時のスチールコード長)−(タイヤ成型前のスチールコード長)]/(タイヤ成型前のスチールコード長)×100
としたとき、前記周方向ベルト層中央部分の前記スチールコードの拡張率A、前記周方向ベルト層の端部より20mmの位置のスチールコードの拡張率Bが、下記式(I)および(II)、
(H−4)≦A≦(H−0.1) (I)
(H−1.5)≦B≦(H−0.1) (II)
で表される関係を満足することを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。 In a pneumatic radial tire having a circumferential belt layer using a steel cord as a reinforcing material,
The steel cord has an open twist structure of 1 × N, the number of steel strands is 7 or more, and
The elongation H when the second derivative of the elongation-tensile load curve of the steel cord is maximum is 4.5% or more, and the expansion rate of the steel cord is expressed by the following formula:
Expansion rate (%) = [(steel cord length at tire product) − (steel cord length before tire molding)] / (steel cord length before tire molding) × 100
Then, the expansion rate A of the steel cord at the central portion of the circumferential belt layer and the expansion rate B of the steel cord at a position 20 mm from the end of the circumferential belt layer are represented by the following formulas (I) and (II). ,
(H-4) ≦ A ≦ (H−0.1) (I)
(H-1.5) ≦ B ≦ (H-0.1) (II)
A pneumatic radial tire characterized by satisfying the relationship expressed by:
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