JP2009279953A - Pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気入りタイヤ、特に耐偏摩耗性を損なうことなく、転がり抵抗を低減させた空気入りタイヤに関するものである。 The present invention relates to a pneumatic tire, and more particularly to a pneumatic tire with reduced rolling resistance without impairing uneven wear resistance.
近年、地球温暖化をはじめとする環境問題を考慮した開発が活発に行われており、その一例として、自動車の低燃費化が挙げられる。これを達成するための一つの手段として、タイヤの転がり抵抗の低減があり、従来から、様々な技術開発が行われている。 In recent years, development in consideration of environmental problems such as global warming has been actively carried out, and one example is the reduction in fuel consumption of automobiles. One means for achieving this is to reduce the rolling resistance of the tire, and various technical developments have been made conventionally.
タイヤの転がり抵抗は、トレッドゴム内にて多く発生することが知られており、例えば、トレッド部に使用されるトレッドゴムを損失正接が小さいものに変更することが、転がり抵抗の低減を図る上で有効であるとされている。しかしながら、この方法では、タイヤの、耐偏摩耗性をはじめとする他の性能が犠牲になることも知られている。
また、転がり抵抗を減らすために、トレッドゴムの厚さを薄くする方法も考えられるが、この場合はタイヤの十分な耐偏摩耗性を確保できないおそれがある。
It is known that tire rolling resistance is often generated in the tread rubber. For example, changing the tread rubber used for the tread portion to one having a small loss tangent reduces the rolling resistance. It is said that it is effective. However, it is also known that this method sacrifices other performances such as uneven wear resistance of the tire.
In order to reduce rolling resistance, a method of reducing the thickness of the tread rubber can be considered, but in this case, there is a possibility that sufficient uneven wear resistance of the tire cannot be ensured.
そこで、本発明は、耐偏摩耗性を損なうことなく、転がり抵抗を有効に低減させた空気入りタイヤを提供する。 Accordingly, the present invention provides a pneumatic tire in which rolling resistance is effectively reduced without impairing uneven wear resistance.
発明者は、タイヤの転がり抵抗に関して、センター領域はタイヤ周方向の剪断歪、ショルダー領域はタイヤ幅方向の剪断歪が大きな影響を与えていることがわかった。そして、特に、ショルダー領域のタイヤ幅方向の剪断歪を低減させることで、剪断変形に伴うエネルギーロスを減少させ、その結果転がり抵抗を低減できることを見出した。 The inventor has found that the shear resistance in the tire circumferential direction has a great influence on the rolling resistance of the tire, and the shear distortion in the tire width direction has a great influence on the shoulder area. In particular, the present inventors have found that by reducing the shear strain in the tire width direction in the shoulder region, energy loss accompanying shear deformation can be reduced, and as a result, rolling resistance can be reduced.
これがため、特にショルダー領域のラグ溝のネガティブ率を小さくして、トレッドゴムの、ショルダー領域の接地部のタイヤ幅方向の剪断剛性を高めて、タイヤ幅方向の剪断歪を低減させることができる。 For this reason, in particular, the negative rate of the lug groove in the shoulder region can be reduced, the shear rigidity in the tire width direction of the contact portion of the shoulder region of the tread rubber can be increased, and the shear strain in the tire width direction can be reduced.
そこで、この発明の空気入りタイヤでは、トレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部と、各ビード部内のビードコア間にトロイド状に延在する少なくとも一枚のカーカスプライからなるカーカスと、このカーカスのクラウン域の外周側に配置した、タイヤ赤道面に対して傾斜した向きに延在するコードからなる二層以上の傾斜ベルト層とを具えるものであって、適用リムに組付けた状態のタイヤ子午線断面内での、傾斜ベルト層の最外層の幅BWに対する、その最外層傾斜ベルト層の幅方向中央部と幅方向端部との径差BDの比BD/BWを0.10〜0.13の範囲とし、溝部を設けたトレッド踏面の半幅の1/2を境として、ショルダー側領域は、センター側領域より、ラグ溝のネガティブ率が小さいことを特徴とするものである。 Therefore, in the pneumatic tire of the present invention, a tread portion, a pair of sidewall portions, a pair of bead portions, and a carcass made of at least one carcass ply extending in a toroid shape between bead cores in each bead portion. , Comprising two or more inclined belt layers made of cords extending in a direction inclined with respect to the tire equatorial plane, disposed on the outer peripheral side of the crown region of the carcass, and assembled to an applicable rim The ratio BD / BW of the diameter difference BD between the widthwise central portion and the widthwise end portion of the outermost inclined belt layer with respect to the outermost layer width BW of the inclined belt layer in the tire meridian cross section in the bent state is 0. The shoulder side region has a negative ratio of the lug groove smaller than that of the center side region, with a range of 10 to 0.13 and a half of the half width of the tread surface provided with the groove as a boundary. Than is.
ここで、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格で規定されたリムをいうものとし、その産業規格は、例えば、日本ではJATMA(日本自動車タイヤ協会) YEAR BOOK、欧州ではETRTO(European Tyre and Rim Technical Organisation) STANDARD MANUAL、米国ではTRA(THE TIRE and RIM ASSOCIATION INC.)YEAR BOOKをいうものとする。
「適用リムに組付けた状態」とは、タイヤをJATMA等に規定の適用リムに組み付けて、内圧を付加せずに、または、タイヤに定型性を付与すべく30kPa程度までの極低内圧を付加した状態をいうものとする。
ここで、「ラグ溝のネガティブ率」とは、溝等が配置されてないと仮定したトレッド表面の全面積に対する、ラグ溝の面積が占める総和の比率をいう。
Here, the “applicable rim” means a rim defined by an industrial standard effective in an area where a tire is produced and used. For example, in Japan, JATMA (Japan Automobile Tire Association) YEAR BOOK, in Europe, ETRTO (European Tire and Rim Technical Organization) STANDARD MANUAL, in the United States, TRA (THE TIRE and RIM ASSOCIATION INC.) YEAR BOOK.
“Assembled to the applicable rim” means that the tire is assembled to the applicable rim specified in JATMA, etc., and the internal pressure is not applied, or an extremely low internal pressure of up to about 30 kPa is given to give the tire a standard property. It shall mean the added state.
Here, the “negative ratio of the lug grooves” refers to the ratio of the sum of the area of the lug grooves to the total area of the tread surface assuming that no grooves or the like are arranged.
このようなタイヤにおいてより好ましくは、最外層傾斜ベルト層の幅方向端部と対応する位置から、ビードコアに至るカーカスのパスラインにおいて、曲率中心がタイヤの内側に位置する、最小曲率半径を示す部分が、タイヤの断面高さSHの1/2点よりタイヤ半径方向内方に位置させる。
「カーカスのパスライン」とは、カーカスの本体部分の厚み中心線をいうものとし、カーカスの、ビードコアに対する折返し部分は考慮しないものとする。
In such a tire, more preferably, in the carcass pass line from the position corresponding to the widthwise end of the outermost inclined belt layer to the bead core, the portion showing the minimum radius of curvature, the center of curvature being located inside the tire However, it is located inward in the tire radial direction from the half point of the cross-sectional height SH of the tire.
The “carcass pass line” refers to the center line of the thickness of the main body of the carcass, and does not consider the folded portion of the carcass with respect to the bead core.
そしてまた、好ましくは、タイヤの断面高さSHに対する、リム径ラインから、タイヤの最大幅位置までの半径方向距離SWhの比SWh/SHを0.55以下とする。 Preferably, the ratio SWh / SH of the radial distance SWh from the rim diameter line to the maximum width position of the tire with respect to the tire cross-section height SH is set to 0.55 or less.
より好ましくは、最外層傾斜ベルト層のベルト幅方向中央部に位置するトレッドゴム厚みGAと、ベルト幅方向端部に位置するトレッドゴム厚みGBとの比GB/GAが、0.75以上とする。 More preferably, the ratio GB / GA of the tread rubber thickness GA located at the center in the belt width direction of the outermost inclined belt layer and the tread rubber thickness GB located at the end in the belt width direction is 0.75 or more. .
本発明の空気入りタイヤでは、特に、適用リムに組付けた状態のタイヤ子午線断面内での、傾斜ベルト層の最外層の幅BWに対する、その最外層傾斜ベルト層の幅方向中央部と幅方向端部との径差BDの比BD/BWを0.10〜0.13として、傾斜ベルト層のタイヤ幅方向での径差を大きくし、トレッド部のクラウン域に丸みを持たせ、タイヤのショルダー領域の接地幅を狭くする。その結果、ショルダー領域で変形を受ける、トレッドゴムの幅方向範囲、ひいては、トレッドゴム体積が減少することになるので、そのショルダー領域でのエネルギーロスを有効に低減させることができる。 In the pneumatic tire of the present invention, particularly in the tire meridian section in a state assembled to the applicable rim, with respect to the width BW of the outermost layer of the inclined belt layer, the widthwise central portion and the width direction of the outermost inclined belt layer The ratio BD / BW of the diameter difference BD with the end portion is set to 0.10 to 0.13, the diameter difference in the tire width direction of the inclined belt layer is increased, and the crown region of the tread portion is rounded. Reduce the ground contact width of the shoulder area. As a result, the range in the width direction of the tread rubber that is deformed in the shoulder region, and hence the tread rubber volume, is reduced, so that the energy loss in the shoulder region can be effectively reduced.
すなわち、BD/BWが0.10未満では、ショルダー領域の接地幅が所期したほどには狭くならず、剪断変形に伴うエネルギーロスを低減することが難しくなる一方、0.13を超えると、ショルダー領域の接地幅が狭くなりすぎてトレッド中央域が早期に摩耗する傾向がある。 That is, when BD / BW is less than 0.10, the ground contact width of the shoulder region is not narrowed as expected, and it is difficult to reduce energy loss due to shear deformation, while when it exceeds 0.13, The contact width of the shoulder region becomes too narrow, and the tread central region tends to wear early.
そして、溝部を設けたトレッド踏面の半幅の1/2を境として、ショルダー側領域を、センター側領域よりラグ溝のネガティブ率を小さくすることで、タイヤ幅方向の剪断剛性を高めて、タイヤ幅方向の剪断歪を低減させることができ、一方タイヤ周方向の剪断剛性は低下するが、ショルダー側領域では転がり抵抗への寄与が小さい。その結果、タイヤ全体で見ると、転がり抵抗を低減できる。 And by setting the shoulder side region to have a negative rate of lug groove smaller than the center side region, the shear rigidity in the tire width direction is increased with the half width of the tread tread provided with the groove as a boundary, and the tire width The shear strain in the direction can be reduced, while the shear rigidity in the tire circumferential direction is reduced, but the contribution to the rolling resistance is small in the shoulder region. As a result, rolling resistance can be reduced when viewed as a whole tire.
以下に、図面を参照しながら本発明の空気入りタイヤを詳細に説明する。
図1は、本発明の空気入りタイヤの一の実施形態を、適用リムに組付けた状態で示す、タイヤの半部についての子午線断面図、および、トレッドパターンの部分展開図である。
Hereinafter, the pneumatic tire of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a meridian cross-sectional view of a half portion of a tire and a partial development view of a tread pattern, showing an embodiment of a pneumatic tire according to the present invention in a state assembled to an applied rim.
図中の1はトレッド部を、2は、トレッド部1のそれぞれの側部に連続して半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部を、そして3は、サイドウォール部2の半径方向内方に連続するビード部をそれぞれ示す。
In the figure, 1 is a tread portion, 2 is a pair of sidewall portions extending radially inward continuously to the respective side portions of the tread portion 1, and 3 is a radially inward direction of the
ここでは、ビード部3に埋設配置した、例えば一対のビードコア4の周りに、それぞれの側部部分を巻上げて係留した、例えば一枚のカーカスプライからなるカーカス5のクラウン域の外周側に、コードをタイヤ赤道面に対して15〜30°で傾斜した向きに延在させた、ゴム被覆ベルト層の二層以上、図では二層の傾斜ベルト層6を配設し、このような傾斜ベルト層6の半径方向外方には、タイヤの赤道面に沿って延びるコードの多数本をゴム被覆してなる、図では二層の周方向ベルト層7と、トレッド踏面8を形成するトレッドゴム9を配設する。
Here, for example, around the pair of bead cores 4 embedded in the bead part 3, each side part is wound up and moored, for example, on the outer peripheral side of the crown region of the carcass 5 made of one carcass ply, Two or more rubber-coated belt layers, in the drawing, two inclined belt layers 6 are provided, extending in a direction inclined at 15 to 30 ° with respect to the tire equatorial plane. In the radially outward direction, a number of cords extending along the equatorial plane of the tire are covered with rubber. In the figure, two circumferential belt layers 7 and a
また、トレッド踏面8には、例えば、トレッド周方向に延在させて設けた複数本、図では二本の周溝10と、各周溝10と交差してトレッド幅方向に伸びる複数本の横溝11をトレッド周方向に所定の間隔をおいて、図では四本の横溝11を延在させて設け、これらの溝10,11と、トレッド側縁との間に三列のブロック列12を区画する。
ここで、周溝10は、トレッド周方向に直線状に延在させて設け、例えば、それらの幅を5〜10mm、また深さを3〜8mmのとすることができ、これらの周溝10に交差する横溝11は、例えば、幅を1〜7mm、深さを3〜8mmとすることができる。
Further, the
Here, the
さらに、このタイヤでは、傾斜ベルト層6の最外層の幅BWに対する、その最外層傾斜ベルト層の幅方向中央部と幅方向端部との径差BDの比BD/BWを0.10〜0.13の範囲とし、トレッド踏面8の半幅の1/2を境として、ショルダー側領域13は、センター側領域14より、ラグ溝のネガティブ率を小さくする。
これにより、トレッド踏面8の耐偏摩耗性を損なうことなく、転がり抵抗を低減させることができる。
Furthermore, in this tire, the ratio BD / BW of the diameter difference BD between the width direction central portion and the width direction end portion of the outermost layer inclined belt layer with respect to the width BW of the outermost layer of the inclined belt layer 6 is 0.10 to 0. .13, with the half of the half width of the
Thereby, rolling resistance can be reduced without impairing the uneven wear resistance of the
この場合、好ましくは、センター側領域14のネガティブ率に対する、ショルダー側領域13のラグ溝のネガティブ率を0.4〜0.9とする。
それが、0.4未満ではショルダー側領域13のゴム体積が大きくなり、曲がり抵抗を低減させる効果を得ることができず、一方、0.9を超えると所望の効果を得ることができない傾向がある。
In this case, preferably, the negative rate of the lug groove of the
If it is less than 0.4, the rubber volume of the
このような空気入りタイヤおいて好ましくは、最外層傾斜ベルト層の幅方向端部と対応する位置からビードコア4の半径方向内方の側部部分に至るカーカスのパスラインにおいて、曲率中心がタイヤの内側に位置する、最小曲率半径を示す部分が、タイヤの断面高さSHの1/2点よりタイヤ半径方向内方に位置させる。 In such a pneumatic tire, preferably, in the carcass pass line extending from the position corresponding to the widthwise end of the outermost inclined belt layer to the radially inner side portion of the bead core 4, the center of curvature is the tire's center. A portion indicating the minimum radius of curvature located on the inner side is positioned inward in the tire radial direction from a half point of the cross-sectional height SH of the tire.
この構成により、カーカスラインの最小曲率半径位置をビード部3側に設定することになり、ビード部3側でカーカス5をタイヤの上下剛性を小さくすることができるため、トレッド部1の幅方向の剪断変形を抑制し、歪エネルギーロスを低減することができる。 With this configuration, the minimum radius of curvature position of the carcass line is set on the bead portion 3 side, and the carcass 5 can be reduced in the vertical rigidity of the tire on the bead portion 3 side. Shear deformation can be suppressed and strain energy loss can be reduced.
また好ましくは、タイヤの断面高さSHに対する、リム径ラインから、タイヤの最大幅位置までの半径方向距離SWhの比SWh/SHが0.55以下とする。 Preferably, the ratio SWh / SH of the radial distance SWh from the rim diameter line to the maximum width position of the tire with respect to the tire cross-section height SH is 0.55 or less.
すなわち、SWh/SHを0.55以下にすると、カーカス5がベルト幅方向端部からビード部3側へ小さな曲率半径で垂れるようなラインとなるため、ベルト幅方向端部付近のベルト張力が低下する一方、ベルト幅方向中央部のベルト張力が増大し、接地面内の踏込部と蹴出部との間で発生する、周方向剪断歪が抑制される結果、歪のエネルギーロスを低減することができる。
また、SWh/SHは0.4以上であることが好ましい。SWh/SHが0.4未満では、ショルダー側領域13のベルト張力が低下しすぎて、ショルダー側領域13の耐偏摩耗性が減少するためである。
That is, when SWh / SH is set to 0.55 or less, the carcass 5 is a line that hangs from the belt width direction end portion to the bead portion 3 side with a small radius of curvature, so the belt tension near the belt width direction end portion decreases. On the other hand, the belt tension at the center in the belt width direction increases, and the circumferential shear strain that occurs between the stepped-in portion and the kick-out portion in the contact surface is suppressed, resulting in a reduction in strain energy loss. Can do.
SWh / SH is preferably 0.4 or more. This is because if the SWh / SH is less than 0.4, the belt tension in the
0.10≦BD/HBW≦0.13かつSWh/SH≦0.55を共に満たすことにより、ショルダー側領域13の接地幅を狭め、かつ、その領域のベルト張力が増大することができるため、タイヤ幅方向の剪断歪を大きく低減し、歪エネルギーロスを抑制することができる。
By satisfying both 0.10 ≦ BD / HBW ≦ 0.13 and SWh / SH ≦ 0.55, the ground contact width of the
また、最外層傾斜ベルト層のベルト幅方向中央部に位置するトレッドゴム厚み(GA)と、ベルト幅方向端部に位置するトレッドゴム厚み(GB)との比GB/GAが、0.75以上であることが好ましい。
この構成により、ショルダー側領域13のトレッドゴム厚みを低減することになり、ショルダー側領域13で発生する歪エネルギーロスの低減および耐偏摩耗性の向上することができる。
Further, the ratio GB / GA between the thickness of the tread rubber (GA) located at the center in the belt width direction of the outermost inclined belt layer and the thickness of the tread rubber (GB) located at the end in the belt width direction is 0.75 or more. It is preferable that
With this configuration, the thickness of the tread rubber in the
すなわち、GB/GAが0.75未満では、ショルダー側領域13のトレッドゴム9のゴム厚さが薄くなり、耐偏摩耗性が悪化し、0.95を超えると、従来タイヤに比べ発熱耐久性の向上や転がり抵抗の低減が十分に達成できない傾向がある。
That is, when GB / GA is less than 0.75, the rubber thickness of the
次に、図1、図2に示すような構造を有し、サイズがPSR 225/45R17のタイヤを試作し、カーカスプライが2枚、傾斜ベルト層はタイヤ赤道面に対して24°の傾斜角度で配置したスチールコードを層間で相互に交差させた二層からなり、その上にナイロンコードをゴム被覆したリボン状ストリップを螺旋状巻回構造になる成形した周方向ベルト層を設け、表1に示すように、それぞれの諸元を変化させた実施例タイヤ、比較例タイヤ1〜5とのそれぞれにつき、転がり抵抗を測定した。
なお、比較例タイヤは、トレッド部以外の構造については改変を要しないため、実施例タイヤに順ずるものとした。
図2は、トレッド踏面のショルダー領域に周溝を設けるとともに、その範囲におけるキャップゴムの少なくとも一部の損失正接を低くする空気入りタイヤの実施形態を、適用リムに組付けた状態で、タイヤの半部についての子午線断面図である。
Next, a tire having a structure as shown in FIGS. 1 and 2 and having a size of PSR 225 / 45R17 is prototyped, and two carcass plies and the inclined belt layer are inclined at 24 ° with respect to the tire equatorial plane. The steel cord arranged in (2) is made of two layers crossing each other, and a ribbon-like strip coated with a rubberized nylon cord is provided on it and a circumferential belt layer formed into a spiral winding structure is provided in Table 1. As shown, rolling resistance was measured for each of Example tires and Comparative Example tires 1 to 5 in which the respective specifications were changed.
In addition, since the comparative example tire does not require modification about structures other than the tread portion, it was assumed to be in conformity with the example tire.
FIG. 2 shows an embodiment of a pneumatic tire in which a circumferential groove is provided in the shoulder region of the tread tread and at least part of the loss tangent of the cap rubber in the range is assembled to an applied rim. It is meridian sectional drawing about a half part.
実施例タイヤ、比較例タイヤ1〜5とのそれぞれにつき、ISO 18164に準拠する、タイヤを7.5×17のリムに組み付けて、内圧を230kPa、負荷荷重4.3kNとし、時速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。その結果を表2に指数で示す。
なお、表中の指数値は、比較例タイヤ2の値をコントロールとして求めたものであり、指数が小さいほど、転がり抵抗が優れていることを示す。
For each of the example tires and comparative tires 1 to 5, the tire is assembled on a 7.5 × 17 rim in accordance with ISO 18164, the internal pressure is 230 kPa, the load load is 4.3 kN, and the speed is 80 km / h. The tire was rolled, and the rolling resistance of the axle was measured and evaluated using a drum testing machine having a steel plate surface having a diameter of 1.7 m. The results are shown in Table 2 as an index.
In addition, the index value in a table | surface is calculated | required using the value of the
表2の結果から、実施例タイヤ1,2は、比較例タイヤ1〜4に対し、転がり抵抗を低減することができた。
From the results in Table 2, the
1 トレッド部
2 サイドウォール部
3 ビード部
4 ビードコア
5 カーカス
6 傾斜ベルト層
7 周方向ベルト層
8 トレッド踏面
9 トレッドゴム
10 周溝
11 横溝
12 ブロック列
13 ショルダー側領域
14 センター側領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
適用リムに組付けた状態のタイヤ子午線断面内での、傾斜ベルト層の最外層の幅BWに対する、その最外層傾斜ベルト層の幅方向中央部と幅方向端部との径差BDの比BD/BWが0.10〜0.13の範囲であり、
溝部を設けたトレッド踏面の半幅の1/2を境として、ショルダー側領域は、センター側領域より、ラグ溝のネガティブ率が小さいことを特徴とする空気入りタイヤ。 A tread portion, a pair of sidewall portions, a pair of bead portions, a carcass made of at least one carcass ply extending in a toroid shape between bead cores in each bead portion, and an outer peripheral side of the crown region of the carcass In a pneumatic tire comprising two or more inclined belt layers made of a cord extending in a direction inclined with respect to the tire equator plane,
The ratio BD of the diameter difference BD between the center portion in the width direction and the end portion in the width direction of the outermost layer inclined belt layer with respect to the width BW of the outermost layer of the inclined belt layer in the tire meridian section assembled in the applied rim. / BW is in the range of 0.10 to 0.13,
A pneumatic tire characterized in that the negative rate of the lug groove is smaller in the shoulder side region than in the center side region, with a half of the half width of the tread surface provided with the groove as a boundary.
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