JP7022649B2 - Pneumatic tires - 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)に関し、詳しくは、タイヤの耐久性等を改善し得るトリート部材を備えた空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a pneumatic tire (hereinafter, also simply referred to as a "tire"), and more particularly to a pneumatic tire provided with a treat member capable of improving the durability of the tire and the like.
一般に、空気入りタイヤの骨格をなすカーカスの補強部材であるベルトは、主としてタイヤの赤道面に対し傾斜配列されたスチールコードのゴム引き層であるスチールベルト層からなり、このスチールベルト層を2枚以上用い、スチールコードが互いに交差するように配置して構成されている。しかしながら、スチールコードからなるベルト層は重量増に働くため、燃費性能とトレードオフの関係にある。このような状況の中、タイヤの軽量化のために、スチールベルト層のスチールコードを有機繊維コードに置き換える技術が提案されている。 In general, a belt that is a reinforcing member of a carcass that forms the skeleton of a pneumatic tire is mainly composed of a steel belt layer that is a rubberized layer of steel cords that are inclined and arranged with respect to the equatorial plane of the tire, and two steel belt layers are provided. As described above, the steel cords are arranged so as to intersect each other. However, since the belt layer made of steel cord works to increase the weight, there is a trade-off relationship with fuel efficiency performance. Under such circumstances, a technique of replacing the steel cord of the steel belt layer with an organic fiber cord has been proposed in order to reduce the weight of the tire.
例えば、特許文献1では、スチールコードと有機繊維コードとを間隔をあけて多数並列に配置し、このコードをゴム材料で被覆してなるコード入りゴムシート(トリート)が提案されている。そして、このコード入りゴムシートを、タイヤのベルト層やカーカスプライ等の構成材料に用いることで、タイヤの走行性能および運動性能を改善し、かつ軽量化による低燃費性を実現している。
For example,
しかしながら、近年、タイヤに求められる性能は、ますます高度になり、特許文献1で提案されているコード入りゴムシートを、カーカスプライやベルト層に適用したとしても、必ずしも満足いくものではない場合もあり、さらなる改善か望まれているのが現状である。
However, in recent years, the performance required for tires has become more and more sophisticated, and even if the corded rubber sheet proposed in
そこで、本発明の目的は、タイヤの耐久性等を改善し得るトリート部材を備えた空気入りタイヤを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a pneumatic tire provided with a treat member capable of improving the durability of the tire and the like.
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、金属コードを2本以上束ねた金属コードの束と、非金属コード2本以上を束ねられた非金属コードの束と、を被覆ゴムで被覆したトリート部材をタイヤの補強材として用いることで、上記課題を解消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 diligent studies to solve the above problems, the present inventor covers a bundle of metal cords in which two or more metal cords are bundled and a bundle of non-metal cords in which two or more non-metal cords are bundled. We have found that the above problems can be solved by using a treat member coated with rubber as a reinforcing material for a tire, and have completed the present invention.
すなわち、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部と、サイドウォール部と、ビード部と、該ビード部間に跨ってトロイド状に延在する少なくとも1枚のカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスのタイヤ径方向外側に配置された少なくとも2層のベルト層からなるベルトと、を備えた空気入りタイヤにおいて、
金属コードのみが2本以上束ねられてなる金属コードの束と、非金属コードのみが2本以上束ねられてなる非金属コードの束と、が被覆ゴムで被覆されてなるトリート部材が前記カーカスおよび/または少なくとも1層のベルト層に用いられ、
前記トリート部材における、前記金属コードと前記非金属コードとの体積比率が、5:95~95:5であり、
前記金属コードの束と前記非金属コードの束とが離間して配置されていることを特徴とするものである。
That is, the pneumatic tire of the present invention includes a tread portion, a sidewall portion, a bead portion, a carcass composed of at least one carcass ply extending in a toroid shape straddling between the bead portions, and the carcass. In a pneumatic tire comprising a belt consisting of at least two layers of belts arranged on the outer side in the tire radial direction.
The carcass and the treat member, in which a bundle of metal cords in which only two or more metal cords are bundled and a bundle of non-metal cords in which only two or more non-metal cords are bundled, are covered with a coated rubber. / Or used for at least one belt layer,
The volume ratio of the metal cord to the non-metal cord in the treat member is 5:95 to 95: 5.
It is characterized in that the bundle of the metal cord and the bundle of the non-metal cord are arranged apart from each other.
本発明のタイヤにおいては、前記トリート部材における、前記金属コードと前記非金属コードの質量比は、5:95~95:5であることが好ましい。特に、本発明のタイヤにおいては、前記トリート部材は、少なくとも1層のベルト層に好適である。 In the tire of the present invention, the mass ratio of the metal cord to the non-metal cord in the treat member is preferably 5:95 to 95: 5. In particular, in the tire of the present invention, the treat member is suitable for at least one belt layer.
本発明によれば、タイヤの耐久性等を改善し得るトリート部材を備えた空気入りタイヤを提供することができる。特に、上記トリート部材をベルト層として用いることで、タイヤ重量が低減し、かつ、転がり抵抗、操縦安定性および耐久性を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to provide a pneumatic tire provided with a treat member that can improve the durability of the tire and the like. In particular, by using the treat member as a belt layer, the tire weight can be reduced, and rolling resistance, steering stability and durability can be improved.
以下、本発明の空気入りタイヤについて、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の一好適な実施の形態に係る空気入りタイヤのタイヤ幅方向における概略断面図であり、図示する空気入りタイヤ10は、接地部を形成するトレッド部1と、このトレッド部1の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部2と、各サイドウォール部2の内周側に連続するビード部3と、を備えている。図示するタイヤ10においては、トレッド部1、サイドウォール部2およびビード部3は、一方のビード部3から他方のビード部3にわたってトロイド状に延びる一枚のカーカスプライからなるカーカス4により補強されているが、本発明のタイヤ10においては、カーカス4は複数枚のカーカスプライからなるものとしてもよい。
Hereinafter, the pneumatic tire of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a pneumatic tire according to a preferred embodiment of the present invention in the tire width direction, and the illustrated
本発明のタイヤ10では、カーカス4のタイヤ径方向外側に配設された少なくとも2層のベルト層、図示例においては、2層の第1ベルト層5aと第2ベルト層5bとからなるベルト5により補強されているが、本発明のタイヤ10においては、ベルト層は3層以上であってもよい。また、図示するタイヤ10においては、ベルト5のタイヤ径方向外側にベルト補強層6が配置されている。ベルト補強層6としては、ベルト5の全幅以上にわたり配置されるキャップ層6a、ベルト5の両端領域に配置されるレイヤー層6bのいずれか一方、または両方とすることができる。
In the
図2に、本発明の一好適な実施の形態に係る空気入りタイヤに用いるトリート部材の幅方向断面図を示す。本発明のタイヤ10は、金属コード21が2本以上、図示例では4本束ねられてなる金属コードの束と、非金属コード22が2本以上、図示例では4本束ねられてなる非金属コードの束と、が被覆ゴム23で被覆されてなるトリート部材20を、例えば、カーカスプライ、ベルト層5a、5b等、好ましくはベルト層5a、5bとして用いる。ここで、金属コード21および非金属コード22は、トリート部材20の幅方向に並べられて引き揃えられている。本発明のタイヤ10は、金属コード21と非金属コード22とを併用したトリート部材20を用いているため、金属コードのみからなるトリート部材を用いた場合と比較して、軽量化を図ることができる。また、金属コード21と非金属コード22をそれぞれ束にすることで、トリート部材20の面内剛性が大きくなる。そのため、本発明に係るトリート部材20をベルト層5a、5bに用いた場合、操縦安定性を向上させることができる。
FIG. 2 shows a cross-sectional view in the width direction of a treat member used for a pneumatic tire according to a preferred embodiment of the present invention. The
また、本発明のタイヤ10においては、トリート部材20は、金属コード21の束と、非金属コード22の束とを併用しているので、金属コードの束のみを用いた場合と比較して、被覆ゴム23と非金属コードの束との間の剛性段差が小さいため、トリート部材20の耐久性が向上し、その結果、タイヤ10の耐久性を向上させることができる。例えば、本発明に係るトリート部材20をベルト層5a、5bに用いることで、ベルト幅方向端部のコード端を起点としたゴムの剥離が隣接コード間に伝播するベルトエッジセパレーション(BES)を抑制することができ、カーカスプライに用いると、カーカスプライ端部を起点とするプライエンドセパレーションを抑制することができる。
Further, in the
本発明のタイヤ10においては、トリート部材20における金属コード21と非金属コード22との体積比率は、5:95~95:5である。かかる範囲とすることで、本発明の効果を良好に得ることができる。金属コードの束と、非金属コードの束とを併用しているのであれば、トリート部材20内における金属コード21の束と非金属コード22の束の配置形態については特に制限はなく、例えば、金属コード21の束と非金属コード22の束とが交互に配置されていてもよく、トリート部材20内において、一部、金属コード21の束が連続する箇所や、非金属コード22の束が連続する箇所が存在していてもよい。なお、本発明のタイヤ10においては、金属コード21の束および非金属コード22の束においては、それぞれ束ねる本数については、2本以上であれば、その上限については特に制限はないが、好ましくは2~15本、より好ましくは2~10本である。また、金属コード21の束と非金属コード22の束のコード本数は、同じであっても異なっていてもよい。
In the
ここで、本発明のタイヤ10においては、金属コード21としては、金属フィラメント(金属鋼線)を複数本撚り合わせてなるものを用いてもよく、または、金属フィラメントの単線からなるものを用いてもよい。金属フィラメントを複数本撚り合わせてなるコード(撚りコード)の構造としては特に制限はない。例えば、(1×2)構造、(1×3)構造、(1×5)構造等の(1×N)構造や、(1+1)構造、(2+1)構造、(2+2)構造等の(N+M)構造を好適に用いることができる。これら撚りコードの中では、(1×N)構造が好ましい。特に、(1×2)構造のコード2本の束は、他の撚りコードの構造と比較して直径が小さいため、トリート部材20を薄くすることができ、軽量性の面で優れている。なお、金属フィラメントの撚り方向、撚りピッチ等の条件については、特に制約されるものではなく、常法に従い適宜設計することができる。
Here, in the
金属コード21に用いる金属フィラメントとしては、例えば、スチール、ブラス、銅、合金等で形成されたフィラメントを用いることができるが、スチールフィラメントを用いるのが最も一般的である。スチールフィラメントはスチールを主成分とし、炭素、マンガン、ケイ素、リン、硫黄、銅、クロム等の種々の微量含有物を含むことができる。スチールフィラメントとしては、引張り強さが2700N/mm2以上のものを用いることが好ましい。
As the metal filament used for the
なお、本発明のタイヤ10においては、金属コード21を構成する金属フィラメントは、その表面に常法により形成されるめっき層を有することが好ましい。めっき層としては、特に限定されないが、例えば、亜鉛めっき層、銅めっき層、ブラス(真鍮)めっき層等が挙げられるが、これらの中でも、ゴムとの接着性の観点から、ブラス(真鍮)めっき層が好ましい。
In the
また、本発明のタイヤ10においては、非金属コード22としては、例えば、ナイロン、アラミド等のポリアミド、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル、レーヨン、ポリケトン、ビニロン等の有機繊維からなる撚りコードを、好適に用いることができるが、これら以外にも、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維等も用いることができる。
Further, in the
本発明のタイヤ10においては、トリート部材20における、金属コード21と非金属コード22の質量比は、5:95~95:5であることが好ましい。かかる範囲とすることで、トリート部材20における剛性段差と重量のバランスを良好に保つことができる。
In the
また、本発明のタイヤ10においては、トリート部材20における、金属コード21と非金属コード22との直径比率が、20:80~95:5であることが好ましく、より好ましくは30:70~90:10である。これにより、コード間のゴム層の歪みを低減することができる。トリート部材20の軽量化および剛性の確保の観点から、金属コード21の直径は0.15~0.70mmとすることが好ましい。
Further, in the
さらに、本発明のタイヤ10においては、トリート部材20への金属コード21の束および非金属コード22の束の打込み数は、少なすぎるとトリート部材20の剛性の確保でない場合があり好ましくなく、一方、打込み数が大きすぎると、トリート部材20におけるコードの束同士の幅方向の間隔が狭くなり、トリート部材20の端部のコード端を起点としたゴム剥離が、容易に隣り合うコードの束間に伝播する、セパレーションの抑制が困難になる場合があるため好ましくない。したがって、トリート部材20への束コードの打込み数は、金属コード21の束および非金属コード22の束を構成する、それぞれのコード本数を加味したうえで、適宜設計すればよい。
Further, in the
さらにまた、本発明のタイヤ10においては、タイヤの軽量化と耐久性の向上の観点から、トリート部材20の厚みは0.71mm~1.50mmであることが好ましい。トリート部材20の厚みが0.71mm未満では、十分な耐久性を得ることができない場合がある。一方、トリート部材20の厚みが1.50mmを超えると、十分な軽量効果を得ることができない場合がある。
Furthermore, in the
本発明のタイヤ10は、上記トリート部材20を用いたものであれば、それ以外の具体的なタイヤ構造、材質については特に制限されるものではなく、既知の構造および材質を採用することができる。例えば、図示するタイプのタイヤ10においては、ベルト層5a、5bに、上記トリート部材20を用いて、カーカス4やベルト補強層6については、既知の構造を採用してもよい。この場合、ベルト層5a、5bは、金属コード21の束および非金属コード22の束をタイヤ周方向に対し、例えば、15~40°の角度で傾斜するように配置することができる。また、カーカス4には、タイヤ周方向に対してほぼ直交する方向、例えば、70~90°の角度で延びる有機繊維コードを用いることができる。また、ベルト補強層6(キャップ層6a、レイヤー層6b)には、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された有機繊維コードを用いることができる。有機繊維コードとしては、高弾性の有機繊維からなるコードを用いることが好ましい。例えば、芳香族ポリアミド(アラミド)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、レーヨン、ザイロン(登録商標)(ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)繊維)、脂肪族ポリアミド(ナイロン)、ポリケトン等の有機繊維を少なくとも一種からなるものを用いることができる。
As long as the
また、図示するように、本発明のタイヤ10の一対のビード部3には、それぞれビードコア7が埋設され、カーカス4はこのビードコア7の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止された構造としてもよく、ビードコア7に巻き付けて係止した構造としてもよく(図示せず)、また、両側からビードワイヤで挟み込んで係止した構造としてもよく(図示せず)、いずれの固定方法を用いてもよい。さらに、本発明のタイヤ10においては、トレッド部1の表面には適宜トレッドパターンが形成されていてもよく、最内層にはインナーライナー(図示せず)が形成されていてもよい。さらにまた、本発明のタイヤ10において、タイヤ内に充填する気体としては、通常のまたは酸素分圧を変えた空気、もしくは窒素等の不活性ガスを用いることができる。本発明のタイヤ10は、乗用車用空気入りタイヤに好適である。
Further, as shown in the figure, a bead core 7 is embedded in each pair of bead portions 3 of the
以下、本発明のタイヤを、実施例を用いてより詳細に説明する。
<比較例1~4および実施例1~6>
タイヤサイズ:195/65R15の空気入りタイヤを以下の条件で製造した。カーカスプライ(レーヨン、1840dtex/3、撚り数:40×40/10cm、打込み数:80本/10cm、タイヤ周方向に対する角度:90°)は1枚とし、ベルトは2層のベルト層とし、タイヤ周方向に対する角度が±35°で交錯するように配置した。また、ベルトのタイヤ径方向外側に、1層のキャップ層(打込み数100本/10cm、タイヤ周方向に対する角度:0°)を配置した。ベルト層の構成は表1、2に示すとおりである。なお、同表中のSCはスチールコードを、TEXは有機繊維コードを意味する。得られた各供試タイヤにつき、下記の手順に従い評価を行った。
Hereinafter, the tire of the present invention will be described in more detail with reference to examples.
<Comparative Examples 1 to 4 and Examples 1 to 6>
Tire size: 195 / 65R15 pneumatic tires were manufactured under the following conditions. One carcasply (rayon, 1840 dtex / 3, number of twists: 40 x 40/10 cm, number of drives: 80 lines / 10 cm, angle with respect to tire circumferential direction: 90 °), the belt is a two-layer belt layer, and the tire The tires were arranged so that the angles with respect to the circumferential direction intersected at ± 35 °. Further, one cap layer (number of hits: 100/10 cm, angle with respect to the tire circumferential direction: 0 °) was arranged on the outer side of the belt in the tire radial direction. The structure of the belt layer is as shown in Tables 1 and 2. In the table, SC means a steel cord and TEX means an organic fiber cord. Each of the obtained test tires was evaluated according to the following procedure.
<タイヤ重量>
比較例1のタイヤを基準の△とし、これよりも50~300g未満軽量なものを○、300g以上軽量なものを◎、とした。得られた結果を表1、2に併記する。
<Tire weight>
The tires of Comparative Example 1 were designated as Δ, those that were 50 to less than 300 g lighter than this were designated as ◯, and those that were 300 g or more lighter were designated as ⊚. The obtained results are also shown in Tables 1 and 2.
<転がり抵抗>
リム組みした各タイヤの内圧を210kPaに設定し、各タイヤをSAE J1269に準拠して、負荷質量を450kgとし、80km/hで、タイヤを転動させ、直径1.7mの鉄板表面を持つドラム試験機を用いて、車軸の転がり抵抗を測定して評価した。測定した転がり抵抗を指数化し、100(同等)を△、99~97を〇、96以下を◎とした。得られた結果を表1、2に併記する。
<Rolling resistance>
The internal pressure of each tire assembled on the rim is set to 210 kPa, each tire is compliant with SAE J1269, the load mass is 450 kg, the tire is rolled at 80 km / h, and the drum has an iron plate surface with a diameter of 1.7 m. The rolling resistance of the axle was measured and evaluated using a testing machine. The measured rolling resistance was indexed, and 100 (equivalent) was set to Δ, 99 to 97 was set to 〇, and 96 or less was set to ⊚. The obtained results are also shown in Tables 1 and 2.
<操縦安定性>
各供試タイヤをJATMA規格に定める標準リムに装着後、乾燥状態(ドライ)のサーキットにおけるドライバーのフィーリング走行により、操縦安定性の評価を行った。比較例1のタイヤと同等を△、非常に優れている場合を◎、優れている場合を〇、劣っている場合を×、大きく劣っている場合を××、著しく劣っている場合を×××とした。得られた結果を表1、2に併記する。
<Maneuvering stability>
After mounting each test tire on the standard rim specified in the JATTA standard, the steering stability was evaluated by the driver's feeling running on the dry circuit. Equivalent to the tire of Comparative Example 1 is △, very excellent is ◎, excellent is 〇, inferior is ×, significantly inferior is XX, and significantly inferior is XX. It was marked as x. The obtained results are also shown in Tables 1 and 2.
<耐久性>
リム組みした各タイヤの内圧を180kPaに設定し、その供試タイヤを直径3mのスチール製のドラム試験機に、キャンバー角(CA)-1度、スリップアングル(SA)0度、負荷荷重8kNで押し付け、150km/hで、100時間連続走行させた。その後、タイヤ全周にわたって解体し、交錯ベルト層の亀裂の長さを測定した。測定した亀裂のうち、最も長い亀裂を評価対象とした。評価基準は比較例1のタイヤと同等を△、優れている場合を〇とした。得られた結果を表1、2に併記する。
<Durability>
The internal pressure of each tire assembled on the rim is set to 180 kPa, and the test tire is mounted on a steel drum tester with a diameter of 3 m with a camber angle (CA) -1 degree, slip angle (SA) 0 degree, and load load 8 kN. It was pressed and ran continuously for 100 hours at 150 km / h. After that, it was disassembled over the entire circumference of the tire, and the length of cracks in the crossed belt layer was measured. Among the measured cracks, the longest crack was evaluated. As the evaluation criteria, the same as the tire of Comparative Example 1 was evaluated as Δ, and the excellent case was evaluated as 〇. The obtained results are also shown in Tables 1 and 2.
※2:スチールコードと非金属コードを束ねず均等に打ち込んだ構造
※3:1×2構造のスチールコード
以上より、本発明のタイヤは、諸機能がを改善されていることがわかる。 From the above, it can be seen that the tire of the present invention has various functions improved.
1 トレッド部
2 サイドウォール部
3 ビード部
4 カーカス
5 ベルト
6 ベルト補強層
7 ビードコア
10 空気入りタイヤ(タイヤ)
20 トリート部材
21 金属コード
22 非金属コード
23 被覆ゴム
1 Tread
20
Claims (3)
金属コードのみが2本以上束ねられてなる金属コードの束と、非金属コードのみが2本以上束ねられてなる非金属コードの束と、が被覆ゴムで被覆されてなるトリート部材が前記カーカスおよび/または少なくとも1層のベルト層に用いられ、
前記トリート部材における、前記金属コードと前記非金属コードとの体積比率が、5:95~95:5であり、
前記金属コードの束と前記非金属コードの束とが離間して配置されていることを特徴とする空気入りタイヤ。 A tread portion, a sidewall portion, a bead portion, a carcass composed of at least one carcass ply extending in a toroid shape straddling the bead portions, and at least 2 arranged outside the tire radial direction of the carcass. In a pneumatic tire equipped with a belt consisting of layers of belt layers,
The carcass and the treat member, in which a bundle of metal cords in which only two or more metal cords are bundled and a bundle of non-metal cords in which only two or more non-metal cords are bundled, are covered with a coated rubber. / Or used for at least one belt layer,
The volume ratio of the metal cord to the non-metal cord in the treat member is 5:95 to 95: 5.
A pneumatic tire characterized in that the bundle of metal cords and the bundle of non-metal cords are arranged apart from each other .
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