JP2012020618A - Pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、乗用車等の一般車両に装着して好適な、軽量でかつ耐久性の優れた空気入りタイヤに関するものである。 The present invention relates to a lightweight and durable pneumatic tire suitable for mounting on a general vehicle such as a passenger car.
従来より、タイヤの軽量化を図るために、スチール等の密度の大きい材料を配列したベルトの数を削減する検討が行われており、この点に関する先行技術としては、タイヤの赤道に対し一定角度で傾いて延びるコードを配置して構成された第1のベルトと、タイヤの赤道とほぼ平行に延びるスパイラル状のコードを配置して構成された第2のベルトとを備えた空気入りタイヤが知られている(例えば特許文献1)。 Conventionally, in order to reduce the weight of tires, studies have been made to reduce the number of belts in which high-density materials such as steel are arranged, and as a prior art in this regard, a certain angle with respect to the tire equator There is known a pneumatic tire provided with a first belt configured by arranging a cord extending in a slanted manner and a second belt configured by arranging a spiral cord extending substantially parallel to the equator of the tire. (For example, Patent Document 1).
上記のような構成となるタイヤにおいて、さらなる軽量化を進めるためには、例えばベルトに配置したコードを重量の軽いものに変更するか、コードの打ち込み数を減らすことが必要であるところ、一般にはベルトの引張り強度が減少してタイヤの破壊強度を確保することが困難であり、かかる要求に対応した空気入りタイヤはいまだ存在していないのが現状であった。 In the tire configured as described above, in order to further reduce the weight, for example, it is necessary to change the cord disposed on the belt to a lighter one or to reduce the number of cords to be driven. Since the tensile strength of the belt is reduced and it is difficult to secure the breaking strength of the tire, there is no pneumatic tire that meets such a requirement.
本発明の課題は、タイヤの破壊強度を損なうことなしに軽量化を図ることができる、新規な空気入りタイヤを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a novel pneumatic tire that can be reduced in weight without impairing the breaking strength of the tire.
本発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部までトロイダル状に延在するカーカス層と、該カーカス層の外側に配置されるベルト層を備えた空気入りタイヤにおいて、
前記カーカス層は、少なくとも1枚のカーカスプライからなり、
前記ベルト層は、タイヤの赤道に対する角度を15°〜75°の範囲で傾斜させた第1のコードを配置した第1のベルトと、タイヤの赤道と平行に延びる第2のコードを配置した第2のベルトとを備え、
前記第2のコードは、前記トレッド部を幅方向中央に位置するセンター域と該センター域の両外側に位置するショルダー域とに分けた場合に、ショルダー域に位置するコードがセンター域に位置するコードよりも広いコード間隔を有することを特徴とする空気入りタイヤである。
The present invention is a pneumatic tire including a carcass layer extending in a toroidal shape from a tread portion through a sidewall portion to a bead portion, and a belt layer disposed outside the carcass layer,
The carcass layer is composed of at least one carcass ply,
The belt layer includes a first belt on which a first cord having an angle with respect to the equator of the tire is inclined in a range of 15 ° to 75 ° and a second cord on which a second cord extending parallel to the equator of the tire is arranged. 2 belts,
When the second cord is divided into a center region located in the center in the width direction and a shoulder region located on both outer sides of the center region, the cord located in the shoulder region is located in the center region. A pneumatic tire characterized by having a wider cord interval than a cord.
前記第2のコードは、前記センター域に位置するコードの間隔をDcとし前記ショルダー域に位置するコードの間隔をDsとする際に、1.2<Ds/Dc<3.0の関係を満たすことが好ましい。 The second cord satisfies a relationship of 1.2 <Ds / Dc <3.0, where the distance between the cords located in the center area is Dc and the distance between the cords located in the shoulder area is Ds. It is preferable.
前記第2のコードは、タイヤの赤道から幅方向外側に向けてコードの間隔が漸増するコード配列を有することが好ましい。 The second cord preferably has a cord arrangement in which the cord interval gradually increases from the equator of the tire toward the outside in the width direction.
ベルト層に、タイヤの赤道に対する角度を15°〜75°の範囲で傾斜させた第1のコードを配置した第1のベルトと、タイヤの赤道と平行に延びる第2のコードを配置した第2のベルトとを配設し、第2のコードを、タイヤの周方向に加わる張力が高くなるセンター域ではコード間隔が狭く、センター域より張力が弱まるショルダー域ではコード間隔が広くなるようにしたので、タイヤのさらなる軽量化を図りつつ、破壊強度も確保することができる。 A first belt in which a first cord in which an angle with respect to the equator of the tire is inclined in a range of 15 ° to 75 ° is arranged on the belt layer, and a second cord in which a second cord extending in parallel with the equator of the tire is arranged. And the second cord has a narrower cord spacing in the center area where the tension applied in the tire circumferential direction is higher, and a wider cord spacing in the shoulder area where the tension is weaker than the center area. Further, the breaking strength can be secured while further reducing the weight of the tire.
センター域に位置するコードの間隔をDcとしショルダー域に位置するコードの間隔をDsとする際に、第2のコードは1.2<Ds/Dc<3.0の関係を満たすようにしたので、より有利にタイヤの軽量化を図ることができる。 When the distance between the cords located in the center area is Dc and the distance between the cords located in the shoulder area is Ds, the second code satisfies the relationship 1.2 <Ds / Dc <3.0. Thus, the weight of the tire can be reduced more advantageously.
第2のコードのコード配列を、タイヤの赤道から幅方向外側に向けてコードの間隔が漸増するようにしたので、タイヤの中央において最も高く、幅方向外側に向かって徐々に減少するタイヤの周方向張力に対し、最適な分布でコードを配置することが可能となり、より一層タイヤの軽量化を図ることができる。 The cord arrangement of the second cord is such that the cord spacing gradually increases from the equator of the tire toward the outer side in the width direction, so that the tire circumference is highest at the center of the tire and gradually decreases toward the outer side in the width direction. The cords can be arranged with an optimal distribution with respect to the directional tension, and the tire can be further reduced in weight.
以下、図面を参照して、本発明をより具体的に説明する。
図1は、本発明にしたがう空気入りタイヤの実施の形態につき、タイヤの回転軸であるタイヤの軸を含む断面を、タイヤの半部について示した図であり、図2は、図1のX−X矢視図であって、一部を破断させてタイヤ内部の構造を示した図である。なお図2につき、後述する重なり部8bは省略して図示している。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a cross-section including a tire shaft, which is a rotational axis of a tire, with respect to an embodiment of a pneumatic tire according to the present invention, with respect to a half portion of the tire, and FIG. FIG. 4 is a view taken in the direction of arrow X, showing a structure inside the tire with a part broken away. In FIG. 2, an overlapping
図1における1は、タイヤの幅方向外側にそれぞれ位置する一対のビード部であり、2は、これらビード部1からそれぞれタイヤのほぼ径方向外側に向かって延びる一対のサイドウォール部であり、3は、これらサイドウォール部2の延伸端に跨って繋がり、トロイダル形状をなすトレッド部である。
In FIG. 1, 1 is a pair of bead parts respectively positioned on the outer side in the width direction of the tire, and 2 is a pair of side wall parts extending from the bead part 1 toward the outer side in the radial direction of the tire. Is a tread portion that is connected across the extending ends of these
4は、ビード部1に配設した一対のビードコアであり、このビードコア4はタイヤの周方向に延びてリング形状をなしている。
5は、一対のビードコア4に跨ってトロイダル形状をなすカーカス層であり、このカーカス層5は、それぞれのビードコア4の周りにその端部を内側から外側に向かって巻き返している。カーカス層5は、少なくとも1枚のカーカスプライにて構成されるものであって、図1の例示においては1枚のカーカスプライ5aからなるものとして示している。カーカスプライ5aは、タイヤの赤道Sに対して直交するコード5a1を配設している。ここで赤道Sに対して直交するとは、具体的にはタイヤの赤道Sに対する角度が85°〜95°の範囲であることを意味するものであって、製造上の誤差を考慮したものである。またコード5a1は各種選択可能であり、例えばアラミド、ポリエチレン、ナイロン等の有機繊維、ガラス繊維、スチール等から採用される。
6は、カーカス層5に対しタイヤの径方向外側に配置される、ベルト層である。図示の例でこのベルト層6は、第1のベルト7と、この第1のベルト7に対しタイヤの径方向外側に配置される第2のベルト8を備えているが、第1のベルト7が第2のベルト8の径方向外側に配置されるようにしても良い。
Reference numeral 6 denotes a belt layer disposed on the outer side in the radial direction of the tire with respect to the
第1のベルト7は、図2に示す如く、タイヤの赤道Sに対して角度yだけ傾斜させた、第1のコード7aを配設している。ここで本発明では、第1のコード7aの角度yの範囲を15°〜75°としたが、その理由はタイヤの赤道Sに対する角度が15°未満では第1のコード7aと後述する第2のコード8aが平行に近づいて、タイヤ径方向の柔軟性を確保するために必要なパンタグラフ効果が得られにくくなるからであり、同様にタイヤの赤道Sに対する角度が75°を超えると、第1のコード7aとコード5a1が平行に近づいて、パンタグラフ効果が得られにくくなるからである。
As shown in FIG. 2, the
第1のコード7aは、アラミド、ポリエチレン、ナイロン等の有機繊維、ガラス繊維、スチール等各種材料から選択することができる。
The
第2のベルト8は、タイヤの赤道Sと平行に延びる第2のコード8aを配設している。ここでタイヤの赤道Sと平行に延びるとは、具体的にはタイヤの赤道Sに対して0°〜5°の範囲で延びていることを意味するものであって、これは製造上の誤差を考慮したものである。
The
第2のコード8aは、アラミド、ポリエチレン、ナイロン等の有機繊維、ガラス繊維、スチール等各種材料から選択することができる。第2のベルト8は、この第2のコード8aをタイヤの赤道Sと平行に複数配置して構成しても良いし、螺旋状に巻き回したスパイラルコードとして構成しても良い。
The
第2のコード8aを備える幅狭のゴムを、タイヤの周方向に沿う向きにスパイラル状に巻き回して第2のベルト8とする場合には、図1に示すように幅方向の両外側に重なり部8bを設けても良い。これにより第2のコード8aの巻き始め端、又は巻き終わり端を基点とするセパレーションの発生が防止される。
When the narrow rubber provided with the
ここでトレッド部3は、図1に示すタイヤの軸を含む断面において、タイヤの幅方向中央に位置するセンター域3aと、センター部3aの両外側に位置するショルダー域3bからなる。センター域3aは、第2のベルト8の幅を100%とする際に、タイヤの赤道Sを中心として左右均等配分となるように、トレッド部3の10%〜95%の範囲を占める領域であり、このときショルダー域3bは、トレッド部3の残りの部位となる、それぞれ45%〜2.5%の範囲を占める領域である。タイヤの諸性能を満足する為に、センター域3aの範囲は60%程度であることが好ましい。なお図中Wtとは、第2のベルト8の幅であって、この第2のベルト8の幅方向両外側に位置する第2のコード8aの中心間距離であり、重なり部8bを有する場合には、この重なり部8bを除いて最も外側に位置するコードの中心間距離を指しているものとし、Wcは、センター域3aの幅方向両外側に位置する第2のコード8aの中心間距離を指しているものとする。
Here, the
本発明において第2のベルト8は、ショルダー域3bに位置する第2のコード8aの間隔Dsが、センター域3aに位置する第2のコード8aの間隔Dcよりも広くなっている。ここで間隔Dsとは、第2のコード8aを、重なり部8bを除いて最も外側に位置するコード8aから所定本数選択し、このコードの間隔を平均したものであり、間隔Dcとは、第2のコード8aを、タイヤの赤道Sを挟んで対称となるようにして前記所定本数と同数選択し、このコード間隔を平均したものである。
In the present invention, in the
一般的なタイヤの場合、内圧を充填した際のベルト層に作用する周方向の張力は、図3に示すようにタイヤの赤道で大きく、ベルト端で小さくなる。タイヤの軽量化のためにベルトのコードを減らしていくと、周方向の張力に耐えることができずにタイヤの破壊につながる懸念があるが、ベルト層に作用する周方向の張力が小さくなるショルダー域3bでは、第2のコード8aの間隔Dsを広くしてコードの密度を下げても破壊に対する安全率を十分に確保することができ、タイヤの破壊強度を損なうことなく軽量化を図ることができる。
In the case of a general tire, the circumferential tension acting on the belt layer when the internal pressure is filled is larger at the equator of the tire and smaller at the belt end as shown in FIG. If the belt cord is reduced to reduce the weight of the tire, there is a concern that it will not be able to withstand the circumferential tension, leading to the destruction of the tire, but the shoulder acting on the belt layer will reduce the circumferential tension. In the
第2のコード8aは、センター域3aに位置するコードの間隔をDcとし、ショルダー域3bに位置するコードの間隔をDsとする際に、1.2<Ds/Dc<3.0の関係を満たすことが好ましい。Ds/Dcが1.2以下の場合は、タイヤの軽量化の効果が少なく、Ds/Dcが3以上の場合は、ショルダー域3bでのコードの密度が疎になり過ぎてショルダー域3bを基点とするタイヤの破壊につながる懸念があるが、上記の範囲であればタイヤの破壊強度を確保したまま、より有利にタイヤの軽量化を図ることができる。
The
第2のコード8aは、タイヤの赤道Sから幅方向外側に向けてコードの間隔が漸増するコード配列を有することが好ましい。内圧を充填した際のベルト層に作用する周方向の張力は、図3に示すようにタイヤの赤道Sで最も大きく、幅方向外側に向かって漸減する傾向がある。この周方向の張力の変化に対応して、第2のコード8aの間隔をタイヤの赤道から幅方向外側に向けて漸増させれば、最適な分布でコードを配置することが可能となり、必要となるタイヤの破壊強度の安全率は確保したままさらにタイヤの軽量化を図ることができる。製造のしやすさを考慮して、図4に示すように、タイヤの赤道Sから幅方向外側に向けて第2のコード8aの間隔を一定の割合で漸増するようにしても、十分にタイヤを軽量化することができる。
It is preferable that the 2nd code | cord |
表1に示す第2のコードを備えた、図1の如き構造になる、サイズ225/45R17のタイヤ(カーカス層は2枚のカーカスプライを使用し、カーカスプライのコードはともにポリエチレンの撚り線を使用し、第1のベルトはタイヤの赤道に対する角度yが30度であるスチールコードを使用し、第2のベルトはタイヤの赤道に対して平行に延びるスチール製のスパイラルコードを使用した。)を製造し、各タイヤにつき、タイヤの質量と破壊強度について調査を行った。その結果を表1に併せて示す。 A tire of size 225 / 45R17 having the second cord shown in Table 1 and having a structure as shown in FIG. 1 (the carcass layer uses two carcass plies, and the carcass ply cords are both polyethylene stranded wires. The first belt used was a steel cord having an angle y of 30 degrees with respect to the tire equator, and the second belt was a steel spiral cord extending parallel to the tire equator. Manufactured and investigated for the tire mass and fracture strength for each tire. The results are also shown in Table 1.
第2のベルトのコードの間隔は、コードが延びる方向に垂直にタイヤを切断し、センター域においては、タイヤの幅方向中央から最も近い4本を選択してコード中心間の距離を測定し、これを平均したものをコードの間隔Dcとした。またショルダー域においては、両側とも重なり部を除いて最も外側に位置するコードから4本選択してコード中心間の距離を測定し、これを平均化したものをコードの間隔Dsとした。 The distance between the cords of the second belt is such that the tire is cut perpendicularly to the direction in which the cords extend, and in the center area, the distance between the cord centers is measured by selecting the four closest to the center in the width direction of the tire. An average of these values was defined as a cord interval Dc. Further, in the shoulder region, the distance between the cord centers was measured by selecting four cords located on the outermost side except for the overlapping portion on both sides, and the average of these was defined as the cord interval Ds.
タイヤの質量は、従来使用されている第2ベルトのコードの間隔が、センター域とショルダー域とで等間隔となるタイヤを基準タイヤとし、この基準タイヤの質量を100としてそれぞれのタイヤの質量を表1に指数表示した。数字が小さいほど軽いことを示す。 The mass of the tire is defined as a tire having the same distance between the center belt and the shoulder region as the reference tire, and the mass of each tire is defined as 100. Table 1 shows the index. The smaller the number, the lighter.
タイヤの破壊強度は、それぞれのタイヤをJATMA(THE Japan Automobile Tyre Manufacturers Association, Inc.)に規定する7.5J×17サイズのリムにリム組みし、タイヤ内に水を注入して水に圧力をかけ、タイヤが破壊されるまで圧力を増加させ、タイヤが破壊されたときの圧力により比較を行った。基準タイヤは破壊強度を満足するタイヤであり、この基準タイヤの破壊強度を100としてそれぞれのタイヤの破壊強度を表1に指数表示した。数字が大きいほど安全率が高いことを示す。 The breaking strength of a tire is determined by assembling each tire into a rim of 7.5 J × 17 size prescribed in JATMA (THE Japan Automobile Tire Manufacturers Association, Inc.) and injecting water into the tire to apply pressure to the water. The pressure was increased until the tire was destroyed, and the comparison was made according to the pressure when the tire was destroyed. The reference tire is a tire that satisfies the breaking strength, and the breaking strength of each tire is shown as an index in Table 1 with the breaking strength of the reference tire being 100. The larger the number, the higher the safety factor.
その結果、第2のコードの間隔をセンター域とショルダー域とで区分することなく、同一間隔のまま第2のベルトに配設したタイヤ(比較タイヤ1、2)は、基準タイヤに対して軽量化を図ることができるものの、破壊強度を満足させることができない。一方、ショルダー域の第2のコードの間隔をセンター域のコードの間隔よりも広くしたタイヤ(適合タイヤ1〜8)は、タイヤの軽量化と破壊強度の確保をともに満足させることができ、Ds/Dcが、1.2<Ds/Dc<3.0の関係を満す場合(適合タイヤ2〜6、8)は、破壊強度を確保したままより有利にタイヤの軽量化を図ることができることが確認された。Ds/Dcが一定のタイヤで比較した場合、特に第2のコードの間隔を一定の割合で漸増するようにしたタイヤ(適合タイヤ5)は、センター域とショルダー域とでコードの間隔がそれぞれ一定でかつショルダー域の方がセンター域よりもコードの間隔が広いタイヤ(適合タイヤ8)よりタイヤの軽量化に優れていることが確認された。なお適合タイヤ8の第2のベルトの幅の比は、Wc/Wt=0.67であった。
As a result, the tires (comparative tires 1 and 2) arranged on the second belt with the same spacing without dividing the spacing of the second cord into the center area and the shoulder area are lighter than the reference tire. However, the fracture strength cannot be satisfied. On the other hand, a tire (conforming tires 1 to 8) in which the distance between the second cords in the shoulder region is wider than the distance between the cords in the center region can satisfy both the weight reduction of the tire and the securing of the breaking strength. When / Dc satisfies the relationship of 1.2 <Ds / Dc <3.0 (conforming
本発明によれば、タイヤの破壊強度を損なうことなしに軽量化を図ることができる、新規な空気入りタイヤを安定的に供給できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the novel pneumatic tire which can achieve weight reduction without impairing the breaking strength of a tire can be supplied stably.
1 ビード部
2 サイドウォール部
3 トレッド部
3a センター域
3b ショルダー域
4 ビードコア
5 カーカス層
5a カーカスプライ
6 ベルト層
7 第1のベルト
7a 第1のコード
8 第2のベルト
8a 第2のコード
8b 重なり部
Dc センター域3aに位置する第2のコード8aの間隔
Ds ショルダー域3bに位置する第2のコード8aの間隔
S タイヤの赤道
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記カーカス層は、少なくとも1枚のカーカスプライからなり、
前記ベルト層は、タイヤの赤道に対する角度を15°〜75°の範囲で傾斜させた第1のコードを配置した第1のベルトと、タイヤの赤道と平行に延びる第2のコードを配置した第2のベルトとを備え、
前記第2のコードは、前記トレッド部を幅方向中央に位置するセンター域と該センター域の両外側に位置するショルダー域とに分けた場合に、ショルダー域に位置するコードがセンター域に位置するコードよりも広いコード間隔を有することを特徴とする空気入りタイヤ。 In a pneumatic tire including a carcass layer extending in a toroidal shape from a tread portion through a sidewall portion to a bead portion, and a belt layer disposed outside the carcass layer,
The carcass layer is composed of at least one carcass ply,
The belt layer includes a first belt on which a first cord having an angle with respect to the equator of the tire is inclined in a range of 15 ° to 75 ° and a second cord on which a second cord extending parallel to the equator of the tire is arranged. 2 belts,
When the second cord is divided into a center region located in the center in the width direction and a shoulder region located on both outer sides of the center region, the cord located in the shoulder region is located in the center region. A pneumatic tire characterized by having a wider cord interval than a cord.
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