JP2013241115A - Pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トラックやバスなどに用いられる重荷重用空気入りタイヤのビードコアに関するものであり、さらに詳しくは、高い空気圧を有する重荷重用空気入りタイヤのビードコアの回転を抑制できるビードコアを提供するものである。 The present invention relates to a bead core for a heavy duty pneumatic tire used for trucks, buses, and the like, and more specifically, to provide a bead core capable of suppressing the rotation of the bead core of a heavy duty pneumatic tire having a high air pressure. .
自動車などの車両に装着される空気入りタイヤでは、リムとの間における内圧を保持するために、またトルクに対してリムから外れないようにリムに固定する役割を有するビード部が設けられている。ビード部には、複数本のスチールなどの金属線であるビード素線を略並行に引きそろえて所定の直径を有する回転ドラムの周囲に巻きつけ積層したビードコアを持つ。この空気入りタイヤのビード部におけるビードコアは、カーカスプライを形成する有機繊維コードやスチールコードの端部を巻きつけ固定するとともに、タイヤ本体の内周寸法を規定し、リムとの嵌め合いを維持している。このように、ビードコアは空気入りタイヤにおいて非常に大切な構成要素であるから、走行中にビードコアが変形したり、移動したりしないようにビード部の耐久性を向上させる必要がある。 In a pneumatic tire mounted on a vehicle such as an automobile, a bead portion is provided to hold the inner pressure with the rim and to fix the rim so that the torque does not come off the rim. . The bead portion has a bead core in which a plurality of bead wires such as steel wires are arranged substantially in parallel and wound around a rotating drum having a predetermined diameter and stacked. The bead core in the bead portion of this pneumatic tire wraps and fixes the end of the organic fiber cord or steel cord that forms the carcass ply, defines the inner circumference of the tire body, and maintains the fit with the rim. ing. Thus, since the bead core is a very important component in the pneumatic tire, it is necessary to improve the durability of the bead portion so that the bead core is not deformed or moved during traveling.
しかし、重荷重用空気入りタイヤを使用するバスやトラックにおいて、空気圧の高い状態で走行するとビードヒール部にセパレーションや裂傷等の欠陥が発生する場合がある。この原因は高い空気圧における使用によってビードコアがビードヒール部を中心として回転して、ビードヒール部に荷重が集中し歪が大きくなり欠陥発生に至ると推測される。 However, in buses and trucks that use heavy duty pneumatic tires, if the vehicle is driven with high air pressure, defects such as separation and laceration may occur in the bead heel portion. This is presumed that the bead core rotates around the bead heel part due to use at high air pressure, the load concentrates on the bead heel part, the distortion increases, and a defect occurs.
図1は、大型車両用タイヤ(タイヤサイズ315/80R22.5)の空気圧の違いによるビードコアの回転の大きさを比較した図である。このタイヤのビードコア3は略6角形状であるが、この6角形状のビードコア3の底辺7とビードベースライン5(と平行なライン)との角度(これをビードコアの傾斜角度と呼ぶ)は空気圧を高めると大きくなることを発見した。図1はCTスキャン装置により測定したビードコアの傾斜角度を示している。通常圧の空気圧(900kPa)を充填したビードコア3の傾斜角度は2.3度であるが、高い空気圧(1100kPa)ではビードコア3の傾斜角度は5.8度と大きくなり、空気圧が高くなると、ビードコアはヒール部9を中心に回転することが確かめられた。 FIG. 1 is a diagram comparing the magnitude of rotation of a bead core due to a difference in air pressure of a tire for a large vehicle (tire size 315 / 80R22.5). The bead core 3 of this tire has a substantially hexagonal shape, and the angle between the base 7 of the hexagonal bead core 3 and the bead base line 5 (a line parallel to the bead core 5) is referred to as an inclination angle of the bead core. I found that increasing it increases it. FIG. 1 shows the tilt angle of the bead core measured by a CT scanning device. The inclination angle of the bead core 3 filled with normal pressure air pressure (900 kPa) is 2.3 degrees, but at a high air pressure (1100 kPa), the inclination angle of the bead core 3 increases to 5.8 degrees. Was confirmed to rotate around the heel portion 9.
図2は、ビード部におけるビードコアの回転状態を示す模式図である。ビード部11において、ビードコア13が備わり、カーカス15はビードコア13の周りを巻き返されている。ビードコア13の形状は、子午面断面において略六角形形状となっている。ビードコア13の底辺19は空気圧が低いときは、ビードベース面17に略平行に配置されている。ビードコア13は空気圧が高くなるに従い徐々に回転し始めるため、ビードコア13の底辺19もビードベース面17から傾いてくる。ビードコア13の底辺19におけるタイヤ幅方向外側のビードコア13の角部Pにおいて、ビードベース面17と平行な直線25とビードコア13の底辺19(その延長線27)とのなす角度をαとする。このαが前述のビードコア傾斜角度に相当する。 FIG. 2 is a schematic diagram showing a rotation state of the bead core in the bead portion. In the bead portion 11, a bead core 13 is provided, and the carcass 15 is wound around the bead core 13. The shape of the bead core 13 is a substantially hexagonal shape in the meridian plane cross section. When the air pressure is low, the bottom 19 of the bead core 13 is disposed substantially parallel to the bead base surface 17. Since the bead core 13 begins to rotate gradually as the air pressure increases, the bottom side 19 of the bead core 13 also tilts from the bead base surface 17. At the corner P of the bead core 13 on the outer side in the tire width direction at the bottom 19 of the bead core 13, an angle formed by a straight line 25 parallel to the bead base surface 17 and the bottom 19 of the bead core 13 (extension line 27) is α. This α corresponds to the aforementioned bead core inclination angle.
ビードコア13の角部Pはビードヒール部21に対応するカーカス15の折返し部23の近傍に位置している。空気圧が高くなると前述のようにビードコア13はビードヒール部21の周りに回転するように見えるが、実際にはビードコア13の角部Pの周りに回転している。空気圧が低いときはα=0であり、前述のように、通常圧の空気圧(900kPa)ではα=2.3度で、高い空気圧(1100kPa)ではα=5.8度である。FEM(有限要素法)解析によると、このビードコアの回転によってビードヒール部のひずみが大きくなることが分かった。たとえば、前述の傾斜角度5.8度になるとひずみ量は約15%大きくなる。 The corner portion P of the bead core 13 is located in the vicinity of the turn-up portion 23 of the carcass 15 corresponding to the bead heel portion 21. When the air pressure increases, the bead core 13 appears to rotate around the bead heel portion 21 as described above, but actually rotates around the corner portion P of the bead core 13. When the air pressure is low, α = 0. As described above, α = 2.3 degrees at the normal air pressure (900 kPa), and α = 5.8 degrees at the high air pressure (1100 kPa). According to FEM (finite element method) analysis, it was found that the distortion of the bead heel portion is increased by the rotation of the bead core. For example, when the tilt angle is 5.8 degrees, the amount of strain increases by about 15%.
上記したように、重荷重用空気入りタイヤの高い空気圧における使用によってビードコアがビードヒール部を中心として回転して、ビードヒール部に荷重が集中して歪が大きくなり、ビードヒール部でセパレーション等の欠陥を発生させる。これを防止する手段として、ビード剛性を高めることが考えられる。たとえばビードワイヤの総巻き回数を増加させて高ビード剛性とする手段がある。しかし、このビードワイヤの総巻き回数を増加させる方法は、剛性の向上を実現することができるが、高空気圧状態における使用によるビードコアの回転には効果が小さいと考えられる。さらに、コストアップ、重量増加、ビードコアサイズが大きくなる、およびリム組み性が悪くなるという問題がある。また、特許文献1には、ビードコアの一部に高硬度のゴム部材からなる拘束部材を備えて、ビードコアの回転を抑制することが提案されているが、ゴム部材は本質的に弾性体であるため、重車両用空気入りタイヤにおける前述の高空気圧状態における使用によるビードコアの回転には余り効果がないと推測される。このように、高い空気圧におけるタイヤの使用によるビードコア回転に基づくビードヒール部の欠陥発生問題には、有効な解決方法がなかった。 As described above, the use of the heavy-duty pneumatic tire at high air pressure causes the bead core to rotate around the bead heel part, causing the load to concentrate on the bead heel part, resulting in increased distortion and causing defects such as separation in the bead heel part. . As means for preventing this, it is conceivable to increase the bead rigidity. For example, there is a means for increasing the total number of windings of the bead wire to achieve high bead rigidity. However, although this method of increasing the total number of turns of the bead wire can achieve improvement in rigidity, it is considered that the effect is small for the rotation of the bead core by use in a high air pressure state. Further, there are problems that the cost is increased, the weight is increased, the bead core size is increased, and the rim assembly property is deteriorated. Patent Document 1 proposes that a restraint member made of a rubber member having high hardness is provided in a part of the bead core to suppress the rotation of the bead core, but the rubber member is essentially an elastic body. Therefore, it is presumed that there is not much effect on the rotation of the bead core due to the use in the above-described high air pressure state in the heavy tires for heavy vehicles. As described above, there has been no effective solution to the defect occurrence problem of the bead heel portion based on the bead core rotation due to the use of the tire at high air pressure.
本発明は、ビードコア部の一部をスチールより弾性係数の高い材料に変更することによって高空気圧状態における使用によるビードコアの回転を小さくするものである。具体的には以下の特徴を有する。
(1)本発明は、多角形を有するビードコアにおいて、ビードコアの中心Oを通りビードベース面に略平行に配置されるビードコア底辺に下ろした垂線を基準として、タイヤ幅方向内側領域の一部または全部の領域における金属材をスチールより高弾性係数の金属材料に変更したことを特徴とする重荷重用空気入りタイヤである。
The present invention reduces rotation of the bead core due to use in a high air pressure state by changing a part of the bead core part to a material having a higher elastic modulus than steel. Specifically, it has the following characteristics.
(1) In the bead core having a polygonal shape, the present invention provides a part or all of the inner region in the tire width direction with reference to a perpendicular line passing through the center O of the bead core and being arranged substantially parallel to the bead base surface. The heavy duty pneumatic tire is characterized in that the metal material in the region is changed to a metal material having a higher elastic modulus than steel.
(2)本発明は、上記に加えて、ビードコアの中心Oを通りビードコアの中心Oからビードコアの底辺へ引いた垂線よりタイヤ幅方向内側領域において、金属材質を変更する領域の面積をA、変更しない領域の面積をBとし、変更する金属材質の弾性係数をEa、変更しない領域の弾性係数をEとしたとき、
1.3≦(AxEa+BxE)/{(A+B)xE}≦2.0
を満足することを特徴とする。
(2) In addition to the above, in the present invention, the area of the region in which the metal material is changed is changed to A in the tire width direction inner region from the perpendicular line that passes through the center O of the bead core and extends from the center O of the bead core to the bottom of the bead core. When the area of the area not to be changed is B, the elastic coefficient of the metal material to be changed is Ea, and the elastic coefficient of the area not to be changed is E,
1.3 ≦ (AxEa + BxE) / {(A + B) xE} ≦ 2.0
It is characterized by satisfying.
(3)本発明は、上記に加えて、上記変更した金属材料はタングステン(W)、モリブデン(Mo)、または高弾性係数を有する合金であり、さらに、合金はタングステンを主成分金属とし、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、または鉄(Fe)の少なくとも1つを含み、また合金の弾性係数は300〜400GPaであることを特徴とする。 (3) According to the present invention, in addition to the above, the modified metal material is tungsten (W), molybdenum (Mo), or an alloy having a high elastic modulus. It contains at least one of (Ni), copper (Cu), or iron (Fe), and the elastic modulus of the alloy is 300 to 400 GPa.
ビードコア部の材質を変更した領域における変形を小さくすることができ、空気圧を高くしてもビードコアの回転が抑制され、ビードヒール部にかかるひずみを低減することができる。この結果、高い空気圧で使用してもセパレーション等の欠陥発生を防止し耐セパレーション特性を向上することができる。また、ビードワイヤの巻き回数も増加させる必要がないので、ビードコアサイズが大きくなることもない。さらにリム組み性も確保できるので、作業性も良好である。 The deformation in the region where the material of the bead core portion is changed can be reduced, and even when the air pressure is increased, the rotation of the bead core is suppressed, and the strain applied to the bead heel portion can be reduced. As a result, even when used at a high air pressure, the occurrence of defects such as separation can be prevented and the separation resistance can be improved. Further, since it is not necessary to increase the number of times the bead wire is wound, the bead core size is not increased. Furthermore, the workability is also good because the rim assembly property can be secured.
尚、ビードコアの材質を変更することに関しては幾つかの先行技術文献がある。(特許文献2、3、4)特許文献2は、金属およびカーボンファイバーからなる素線を組み合わせたビードコアを配置したものであるが、これはビードアンシーティング性および軽量化に優れたタイヤを実現することを目的としている。特許文献3は、最内径部に有機繊維コードからなる素線を巻き、最外径部にはスチールからなる素線を巻きつけたビードコアを配置したもので、振動吸収性を高め静粛性に優れたタイヤを実現する目的としている。特許文献4は、金属および有機繊維コードからなる素線を組み合わせたビードコアを配置したものであり、軽量化を達成しうるタイヤの実現を目的としている。このように、スチールとスチール(鋼)以外の材料を組み合わせた材料を用いたビードコアは種々提案されているが、ビードコアの回転抑制等の目的で開示されている先行技術は過去に存在しない。 There are several prior art documents regarding changing the material of the bead core. (Patent Documents 2, 3, and 4) Patent Document 2 is an arrangement of a bead core in which strands made of metal and carbon fiber are combined. This realizes a tire excellent in bead unseatability and weight reduction. The purpose is that. In Patent Document 3, a wire core made of an organic fiber cord is wound around the innermost diameter portion, and a bead core is placed around the outermost diameter portion with a steel wire wound. This increases vibration absorption and excels in quietness. The purpose is to realize a tire. Patent document 4 arrange | positions the bead core which combined the strand which consists of a metal and an organic fiber cord, and aims at realization of the tire which can achieve weight reduction. As described above, various bead cores using a combination of materials other than steel and steel (steel) have been proposed, but no prior art has been disclosed in the past for the purpose of suppressing rotation of the bead core.
本発明者は、ビードコア部の回転はビードコアを構成する材料を変更し、弾性係数(縦弾性係数、すなわちヤング率)を、通常使用するスチールより大きくするとビードコアの回転を小さくでき、ビードコアの回転を小さくすることでビードヒール部に発生するひずみを抑制することができることを見出した。 The present inventor changed the material constituting the bead core for the rotation of the bead core portion, and if the elastic modulus (longitudinal elastic modulus, that is, Young's modulus) is made larger than that of steel that is normally used, the rotation of the bead core can be reduced. It has been found that the strain generated in the bead heel portion can be suppressed by reducing the size.
特に、多角形を有するビードコアにおいて、ビードコアの中心Oを通りビードベース面に略平行に配置されるビードコア底辺に下ろした垂線を基準として、タイヤ幅方向内側領域の一部または全部の領域における金属材をスチールより高弾性係数の材料とすることによって、ビードコアの回転を低減できる。ここで言う多角形とは、ビードコアの子午面断面(タイヤの回転軸を含む子午面で切った断面図)で見た形状であり、各辺は厳密に言えば直線ではなく凹凸のある曲線である場合も含む。本図面ではビードコアを略六角形形状で示すが、ビードコア形状は三角形形状、長方形形状や台形形状等の四角形形状、5角形形状や6角形形状以上の多角形形状でも良い。ここで中心と言う用語を使用したが、ビードコアの材質がすべて同じであれば、ビードコアの中心は重心と同じである。本発明ではビードコアの材質として複数の金属を採用するので、ビードコアの重心は移動するが、ビードコアの中心は移動しないので、ビードコアの形状が同じであればビードコアの中心は常に一定である。 In particular, in a bead core having a polygonal shape, a metal material in a part or all of the inner region in the tire width direction with reference to a perpendicular line passing through the center O of the bead core and being arranged substantially parallel to the bead base surface By using a material having a higher elastic modulus than steel, rotation of the bead core can be reduced. The polygon referred to here is the shape seen in the meridional section of the bead core (cross-sectional view cut along the meridional plane including the rotation axis of the tire). Strictly speaking, each side is not a straight line but an uneven curve. Including some cases. In this drawing, the bead core is shown as a substantially hexagonal shape, but the bead core shape may be a triangular shape such as a triangular shape, a rectangular shape or a trapezoidal shape, a pentagonal shape or a polygonal shape such as a hexagonal shape or more. Although the term center is used here, the center of the bead core is the same as the center of gravity if the material of the bead core is the same. In the present invention, since a plurality of metals are used as the material of the bead core, the center of gravity of the bead core moves, but the center of the bead core does not move. Therefore, if the shape of the bead core is the same, the center of the bead core is always constant.
図3は本発明の上記の内容を説明する図である。ビードコア13の中心Oからビードコア13の底辺19へ引いた垂線31よりタイヤ幅方向内側領域35のうちの一部の領域33(斜線で示す領域)または全部の領域(領域35そのもの)における金属材をスチールより高弾性係数の材料とする。ここでビードコア13の底辺19とは、多角形形状のビードコア13を構成する各辺のうち、ビードベース面(ライン)17に略平行な辺(最も平行に近い辺)であってビードベース面(ライン)17に近い辺を言う。残りの領域における金属材は従来材料であるスチールである。スチールの弾性係数(ヤング率)は約200GPaである。このようにすることによって、この変更した領域における変形を小さくすることができ、空気圧を高くしてもビードコア13の回転が抑制され、ビードヒール部21にかかるひずみを低減することができる。具体的な変更材料としては、たとえばタングステン(W、弾性係数約400GPa)、モリブデン(Mo、弾性係数約330GPa)である。さらには、タングステン合金(Wを主成分金属とし、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、または鉄(Fe)のうちの少なくとも1種を含む合金)、あるいは、モリブデン合金でも効果がある。合金の場合における弾性係数は合金を構成する金属の割合で変化するが、約300〜400GPaであることが望ましい。 FIG. 3 is a diagram for explaining the above contents of the present invention. A metal material in a partial region 33 (region indicated by oblique lines) or a whole region (region 35 itself) of the inner region 35 in the tire width direction from a perpendicular line 31 drawn from the center O of the bead core 13 to the bottom side 19 of the bead core 13. A material with a higher elastic modulus than steel. Here, the base 19 of the bead core 13 is a side (side closest to the parallel) that is substantially parallel to the bead base surface (line) 17 among the sides constituting the polygonal bead core 13, and is a bead base surface ( Line) Say the side close to 17. The metal material in the remaining region is steel, which is a conventional material. The elastic modulus (Young's modulus) of steel is about 200 GPa. By doing in this way, the deformation | transformation in this changed area | region can be made small, even if it raises an air pressure, rotation of the bead core 13 is suppressed and the distortion concerning the bead heel part 21 can be reduced. Specific examples of the change material include tungsten (W, elastic modulus of about 400 GPa) and molybdenum (Mo, elastic modulus of about 330 GPa). Further, a tungsten alloy (an alloy containing W as a main component metal and containing at least one of nickel (Ni), copper (Cu), and iron (Fe)) or a molybdenum alloy is also effective. The elastic modulus in the case of an alloy changes with the ratio of the metal which comprises an alloy, but it is desirable that it is about 300-400 GPa.
さらに本発明は、ビードコアの中心Oを通りビードコア13の中心Oからビードコア13の底辺19へ引いた垂線31よりタイヤ幅方向内側領域35において、金属材質を変更する領域33の面積をA、変更しない領域37の面積をBとし、変更する金属材質の弾性係数をEa、変更しない領域の弾性係数をE(これはスチールの値となる)としたとき、以下の式を満足することが望ましい。
1.3≦K=(AxEa+BxE)/{(A+B)xE}≦2.0 (1)
K値が1.3を下回るとビードコア13の回転を抑制する効果が小さい。この上限は、ビードコア13の中心Oからビードコア13の底辺19へ引いた垂線31によって制限される。たとえば、変更する金属材をタングステン(W)とすると、Eは200GPa、Ea=400GPaであるから、垂線31の所まで金属材質が変更された場合、B=0となるので、K=2となり、上限値は2となる。この値を超えると、すなわち、ビードコア13の中心Oからビードコア13の底辺19へ引いた垂線31よりタイヤ幅方向外側まで材質を変更した場合、リム組み性が悪くなる。弾性係数が300GPa〜400GPaの間にある金属材の場合には、K値の上限は1.5〜2.0となる。尚、タングステンより大きな弾性係数(すなわち、400GPa以上)を持つ金属を採用した場合は、上限値2.0となる領域は、垂線31よりタイヤ幅方向内側領域35内となる。
Further, according to the present invention, the area 33 of the metal material changing region A is not changed in the inner region 35 in the tire width direction from the perpendicular 31 drawn from the center O of the bead core 13 to the bottom side 19 of the bead core 13 through the center O of the bead core 13. Assuming that the area of the region 37 is B, the elastic coefficient of the metal material to be changed is Ea, and the elastic coefficient of the region not to be changed is E (this is a steel value), it is desirable to satisfy the following equation.
1.3 ≦ K = (AxEa + BxE) / {(A + B) xE} ≦ 2.0 (1)
When the K value is less than 1.3, the effect of suppressing the rotation of the bead core 13 is small. This upper limit is limited by a perpendicular line 31 drawn from the center O of the bead core 13 to the base 19 of the bead core 13. For example, if the metal material to be changed is tungsten (W), since E is 200 GPa and Ea = 400 GPa, if the metal material is changed up to the vertical line 31, B = 0, so K = 2. The upper limit is 2. If this value is exceeded, that is, if the material is changed from the vertical line 31 drawn from the center O of the bead core 13 to the bottom side 19 of the bead core 13 to the outside in the tire width direction, the rim assemblage deteriorates. In the case of a metal material having an elastic modulus between 300 GPa and 400 GPa, the upper limit of the K value is 1.5 to 2.0. When a metal having a larger elastic coefficient than tungsten (that is, 400 GPa or more) is adopted, the region where the upper limit value is 2.0 is in the tire width direction inner region 35 from the vertical line 31.
本発明の実施例を表1に示す。ビードコアとして、スチール製(弾性係数200GPa)、モリブデン製(弾性係数330GPa)、タングステン製(弾性係数400GPa)、およびタングステン合金製(弾性係数300GPa、360GPa)の4種類を用いた。使用したビードコアは略6角形形状(断面積で)であり、ビードコアの中心を通り、ビードベース面に略平行なビードコア底辺に下ろした垂線(Mとする)を基準として、上記した計算式{(1)}によりK値を求めた。ビードコアの面積は垂線Mによってほぼ2分されているので、ビードコア全体の面積(断面積)を2Sとすると、S=A+Bとなる。 Examples of the present invention are shown in Table 1. Four types of bead cores were used: steel (elastic coefficient 200 GPa), molybdenum (elastic coefficient 330 GPa), tungsten (elastic coefficient 400 GPa), and tungsten alloy (elastic coefficient 300 GPa, 360 GPa). The bead core used has a substantially hexagonal shape (in cross-sectional area), and the above calculation formula {(with M as the reference) passing through the center of the bead core and extending to the bottom of the bead core substantially parallel to the bead base surface {( 1)} to obtain the K value. Since the area of the bead core is almost divided by the perpendicular M, if the area (cross-sectional area) of the entire bead core is 2S, S = A + B.
(1)式においては、A≦Sであるが、変更したビードコア材料が垂線Mのタイヤ幅方向外側も含む場合を比較例として示したので、その場合も考慮して材質を変更する面積をCとした。従って、材質を変更する面積が垂線Mのタイヤ幅方向内側領域に存在する場合は、C=Aとなる。また、C/S=100%とは、垂線Mのタイヤ幅方向内側領域すべての材質が変更されたことを意味し、C/S<100%とは、垂線Mのタイヤ幅方向内側領域の一部の材質が変更されたことを意味する。材質を変更する面積が垂線Mのタイヤ幅方向外側領域にまで広がると、C/S>100%となり、ビードコア全体の材質が変更された場合はC/S=200%である。タングステン合金の弾性係数値は、タングステンの割合を変化させて作製したものである。表1ではビードコアの材質を変更した部分を模様付けして示している。尚、垂線Mのタイヤ幅方向外側までビードコア材質が変更された場合、K値は定義できないのでK値の値を記入していない。 In the formula (1), A ≦ S, but the case where the changed bead core material includes the outer side in the tire width direction of the perpendicular M is shown as a comparative example. It was. Therefore, when the area where the material is changed is present in the inner region in the tire width direction of the perpendicular M, C = A. Further, C / S = 100% means that the material of all the inner regions in the tire width direction of the perpendicular M is changed, and C / S <100% means one of the inner regions in the tire width direction of the perpendicular M. This means that the material of the part has been changed. When the area where the material is changed extends to the outer region in the tire width direction of the perpendicular M, C / S> 100%, and when the material of the entire bead core is changed, C / S = 200%. The elastic modulus value of the tungsten alloy is produced by changing the proportion of tungsten. In Table 1, the part which changed the material of the bead core is shown as a pattern. When the bead core material is changed to the outer side in the tire width direction of the perpendicular line M, the K value cannot be defined, so the K value is not entered.
タイヤは重荷重用空気入りタイヤ(タイヤサイズ315/80R22.5、リム8.25x22.5)を使用し、内圧1100kPa(最大空気圧900kPa)にしドラム試験機にて規格の最大荷重の140%荷重の条件で、距離20000kmを走行させた後、タイヤ周上の16箇所において、ビードヒール部におけるセパレーション発生有無を目視にて確認し、耐セパレーション特性をセパレーション発生率で評価した。セパレーション発生率が小さいほど耐セパレーション特性に優れる。また、3箇所以下の発生数(セパレーション発生率19%以下)をOKとした。また、各タイヤをリム組みする際に要したプレスの圧入力及び時間を測定し、その測定値から評価を行ない、その結果を○(良)、△(普通)、×(劣る)の三段階により、リム組み性を評価した。以下評価結果を表1〜表3に示す。 The tire is a heavy-duty pneumatic tire (tyre size 315 / 80R22.5, rim 8.25x22.5) with an internal pressure of 1100 kPa (maximum air pressure 900 kPa) and a drum tester under the condition of 140% of the standard maximum load. After running a distance of 20000 km, the presence or absence of separation at the bead heel portion was visually confirmed at 16 locations on the tire circumference, and the separation resistance was evaluated by the separation occurrence rate. The smaller the separation occurrence rate, the better the separation resistance. In addition, the number of occurrences at three locations or less (separation occurrence rate of 19% or less) was taken as OK. Also, press input and time required for assembling the rims of each tire are measured and evaluated from the measured values. The results are classified into three stages: ○ (good), △ (normal), and × (inferior). Thus, the rim assembly property was evaluated. The evaluation results are shown in Tables 1 to 3 below.
この表から以下のことが分かる。垂線Mよりもタイヤ幅方向内側の領域において、その一部または全部の領域におけるビードコアの材質を通常のスチール製(弾性係数が約200GPa)から弾性係数が約300GPa〜400GPaの材料に変更すると、耐セパレーション特性が改善し、K値が1.3以上になるとセパレーション発生率がなくなり、良好な耐セパレーション特性となる。一方、垂線Mよりもタイヤ幅方向外側の領域までビードコアの材質を変更すると、セパレーション発生率はないが、リム組み性が悪くなる。これは、ビード部の弾力性が低下するためと考えられる。 This table shows the following. When the material of the bead core in a part or all of the region in the tire width direction inner side than the perpendicular M is changed from a normal steel material (elastic coefficient is about 200 GPa) to a material having an elastic coefficient of about 300 GPa to 400 GPa, When the separation characteristic is improved and the K value is 1.3 or more, the separation occurrence rate is lost and the separation resistance is good. On the other hand, when the material of the bead core is changed to the region outside the perpendicular line M in the tire width direction, the separation rate does not occur, but the rim assemblage deteriorates. This is presumably because the elasticity of the bead portion decreases.
図4はビードコアの一部の領域における材質を通常のスチール製からタングステン材に変更したビードコアの試験後の回転度合を示す図である。ビードコアの回転度合(ビードコア傾斜角度)はCTスキャン装置により測定した。図4(a)は、従来例(図1(b)と同じ)であり、図4(b)はタングステン材に変更した図であり、条件は実施例24(C/S=A/C=50%、K値=1.5)である。従来例のビードコア傾斜角度5.8度に対して、実施例のビードコア傾斜角度は3.6度になり大きく改善されている。K値が大きくなるとこのビードコア傾斜角度はさらに改善される。また、FEM(有限要素法)解析における歪量解析データによると、ビードヒール部の歪量も約11%低減しており、大きな効果が出ている。 FIG. 4 is a diagram showing the degree of rotation after a test of a bead core in which the material in a partial region of the bead core is changed from normal steel to tungsten material. The degree of rotation of the bead core (bead core tilt angle) was measured with a CT scanning device. FIG. 4A is a conventional example (same as FIG. 1B), FIG. 4B is a diagram in which a tungsten material is changed, and the condition is that of Example 24 (C / S = A / C = 50%, K value = 1.5). In contrast to the conventional bead core tilt angle of 5.8 degrees, the bead core tilt angle of the embodiment is 3.6 degrees, which is greatly improved. As the K value increases, the bead core inclination angle is further improved. Further, according to the strain amount analysis data in the FEM (finite element method) analysis, the strain amount of the bead heel portion is also reduced by about 11%, and a great effect is obtained.
以上説明した様に、ビードコアの一部の材質を通常のスチールより弾性係数が大きな金属材料へ変更することによって、空気圧上昇によるビードコア部の変形が小さくなり、ビードヒール部を中心としたビードコアの回転を抑制することができ、ビードヒール部の歪を大幅に低減できる。この結果、耐セパレーション特性も大幅に改善することができる。 As explained above, by changing the material of a part of the bead core to a metal material having a larger elastic coefficient than normal steel, the deformation of the bead core due to an increase in air pressure is reduced, and the bead core rotates around the bead heel. It can suppress, and the distortion of a bead heel part can be reduced significantly. As a result, the separation resistance can be greatly improved.
上述のように本発明の製造方法について詳細に説明したが、明細書のある部分に記載し説明した内容について記載しなかった他の部分においても矛盾なく適用できることに関しては、当該他の部分に当該内容を適用できることは言うまでもない。さらに、上記実施形態は1例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施でき、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことも言うまでもない。 As described above, the production method of the present invention has been described in detail. However, regarding other parts that are described and described in a certain part of the specification and that are not described, it can be applied without contradiction. It goes without saying that the content can be applied. Furthermore, the above-described embodiment is an example, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. Needless to say, the scope of rights of the present invention is not limited to the above-described embodiment.
本発明は、重車両用タイヤだけでなく乗用車用タイヤや軽車両用も含めた広範囲な空気入りタイヤに適用できる。 The present invention is applicable to a wide range of pneumatic tires including not only heavy vehicle tires but also passenger vehicle tires and light vehicle tires.
1・・・ビード部、
3・・・ビードコア、
5・・・ビードベースライン、
7・・・ビードコアの底辺、
9・・・ビードヒール部、
11・・・ビード部、
13・・・ビードコア、
15・・・カーカス、
17・・・ビードベース面、
19・・・ビードコアの底辺、
21・・・ビードヒール、部
23・・・カーカスの折返し部、
25・・・、ビードベース面と平行な直線、
27・・・ビードコアの底辺の延長線、
31・・・ビードコア13の中心Oからビードコア13の底辺19へ引いた垂線、
33・・・高弾性係数金属材料へ変更した領域、
35・・・垂線31よりタイヤ幅方向内側領域、
37・・・変更しない領域、
P・・・ビードコアの角部、
O・・・ビードコアの中心、
α・・・ビードコア傾斜角度、
M・・・垂線、
A・・・金属材質を変更する領域の面積、
B・・・変更しない領域の面積、
1 ... Bead part,
3 ... Bead core,
5 ... Bead baseline,
7 ... Bottom of bead core,
9: Bead heel part,
11: Bead part,
13 ... Bead core,
15 ... Carcass,
17 ... Bead base surface,
19 ... the bottom of the bead core,
21 ... Bead heel, part 23 ... carcass folding part,
25 ... a straight line parallel to the bead base surface,
27: Extension of the bottom of the bead core,
31 ... A perpendicular drawn from the center O of the bead core 13 to the bottom 19 of the bead core 13,
33 ... The area changed to the high elastic modulus metal material,
35 ... inner region in the tire width direction from the vertical line 31
37: Area not to be changed,
P ... Corner of the bead core,
O ... the center of the bead core,
α ・ ・ ・ Bead core tilt angle,
M ... perpendicular,
A: Area of the area where the metal material is changed,
B: Area of the area not changed,
Claims (5)
1.3≦(AxEa+BxE)/{(A+B)xE}≦2.0
を満足することを特徴とする請求項1に記載の重荷重用空気入りタイヤ。 In the inner region in the tire width direction from the perpendicular drawn from the center O of the bead core to the bottom of the bead core through the bead core center O, the area of the area where the metal material is changed is A, and the area of the non-change area is B. Where Ea is the elastic modulus and E is the elastic modulus of the region that is not changed,
1.3 ≦ (AxEa + BxE) / {(A + B) xE} ≦ 2.0
The heavy duty pneumatic tire according to claim 1, wherein:
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