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JP2009279948A - Pneumatic tire - Google Patents

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JP2009279948A
JP2009279948A JP2008130892A JP2008130892A JP2009279948A JP 2009279948 A JP2009279948 A JP 2009279948A JP 2008130892 A JP2008130892 A JP 2008130892A JP 2008130892 A JP2008130892 A JP 2008130892A JP 2009279948 A JP2009279948 A JP 2009279948A
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JP
Japan
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tire
width direction
tread
carcass
width
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008130892A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Osawa
靖雄 大澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

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  • Tires In General (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pneumatic tire having superior wear resistance and extremely low rolling resistance. <P>SOLUTION: This pneumatic tire has a belt by successively arranging at least two layers of inclined belt layers in which many cords extending in a direction of tilt to a tire equatorial plane at the radially outside of a crown part of a carcass by making the carcass toroidally stretching between a pair of bead parts as a skeleton are coated with rubber. A tread is arranged at the radially outside of the belt. In tire width direction cross section in a state of the tire mounted on an applicable rim, a ratio BD/BW of a diametrical difference BD between a width direction center part and a width direction end part of the outermost side layer to a width BW of the outermost layer of the inclined belt layer is ≥0.01 and ≤0.04. In the tread, an elastic modulus of rubber in a width direction center region is set to be higher than those of both side regions in the center region. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、耐摩耗性能に優れかつ転がり抵抗の低い空気入りタイヤに関するものである。   The present invention relates to a pneumatic tire having excellent wear resistance and low rolling resistance.

近年、より環境負荷の小さい製品の開発が活発に行われている。この原因は、地球温暖化をはじめとする環境問題にあり、タイヤについても例外ではない。このタイヤに関し、前記環境問題に対応するためには、自動車の低燃費化に寄与する性能の確保が大切になる。これを達成する一つの手段として、タイヤの転がり抵抗を減らすことが挙げられ、従来、様々な技術開発が行われている。
以下に、従来の改良方法をいくつか紹介する。
In recent years, development of products with a smaller environmental load has been actively conducted. This is due to environmental problems such as global warming, and tires are no exception. With respect to this tire, in order to cope with the environmental problem, it is important to secure performance that contributes to reducing fuel consumption of the automobile. One means for achieving this is to reduce the rolling resistance of the tire, and various technical developments have been made in the past.
The following introduces some conventional improvements.

まず、タイヤの転がり抵抗は、トレッド部のゴム内にて多く発生することが知られている。直接的な改良方法として、このトレッド部に使用されるゴムを損失正接(tanδ)が小さいものに変更することが有効である。しかし、この方法では、タイヤの、例えば耐摩耗性能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。一方、転がり抵抗を増す発生源であるゴムを減らすために、トレッド厚さを薄くする方法も容易に考えられるが、この場合はタイヤの摩耗までの寿命を十分に確保できないことが問題になる。   First, it is known that a large amount of tire rolling resistance occurs in the rubber of the tread portion. As a direct improvement method, it is effective to change the rubber used for the tread portion to one having a small loss tangent (tan δ). However, this method is also known to sacrifice other performance of the tire, such as wear resistance. On the other hand, a method of reducing the thickness of the tread can be easily considered in order to reduce the rubber that is a source of increasing rolling resistance. However, in this case, it is problematic that a sufficient life until the tire wears cannot be secured.

さらに、特許文献1では、タイヤの断面形状を工夫して転がり抵抗を低減することが提案されている。この提案によって、耐摩耗性を確保しつつ転がり抵抗の低減を図ることができる。
特開2006−327502号公報
Further, Patent Document 1 proposes reducing the rolling resistance by devising the cross-sectional shape of the tire. With this proposal, it is possible to reduce rolling resistance while ensuring wear resistance.
JP 2006-327502 A

しかし、近年の環境への配慮を考えた場合、更なる転がり抵抗の低減が希求されている。
そこで、本発明の目的は、優れた耐摩耗性能を確保しつつ更に転がり抵抗を低減した空気入りタイヤを提供ことにある。
However, when considering environmental considerations in recent years, further reduction of rolling resistance is desired.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pneumatic tire that further reduces rolling resistance while ensuring excellent wear resistance.

発明者らは、まず、タイヤの形状を詳細に規制することによって、所期した性能の改良が可能であること、特に形状設計において、タイヤの外表面の形状のみならず、タイヤの骨格となる補強構造の形状もタイヤ性能への影響が大きいため、個別に規制することが有効であるとの知見を得た。すなわち、タイヤ幅方向断面内のせん断変形を、特に幅方向外側のトレッド内において抑制することが、この変形によるエネルギーロスの結果である転がり抵抗の低減と、この変形の結果生じるせん断力とすべりにて記述されることが多い摩耗を同時に改良できることを見出した。   First, the inventors can control the tire shape in detail to improve the expected performance. In particular, the shape design is not only the shape of the outer surface of the tire but also the frame of the tire. Since the shape of the reinforcing structure has a great influence on the tire performance, it has been found that it is effective to individually regulate it. In other words, suppressing the shear deformation in the tire width direction cross section, particularly in the tread on the outer side in the width direction, reduces the rolling resistance as a result of energy loss due to this deformation, and the shear force and slip resulting from this deformation. It has been found that the wear often described can be improved at the same time.

また、発明者らは、更なる転がり抵抗の低減を目指して鋭意検討したところ、トレッドを、幅方向中央域と該中央域の両側域とに区画した際、中央域と両側域のゴムの弾性率を規制することが極めて有効であることを見出し、本発明を完成するに到った。   In addition, the inventors have intensively studied to further reduce rolling resistance, and as a result, when the tread is divided into a central region in the width direction and both side regions of the central region, the elasticity of the rubber in the central region and both side regions is determined. The inventors have found that regulating the rate is extremely effective, and have completed the present invention.

本発明の要旨は、以下のとおりである。
(1)一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、タイヤの赤道面に対して傾斜した向きに延びるコードの多数本をゴムで被覆した、少なくとも2層の傾斜ベルト層とを順に配置して成るベルトを有し、該ベルトの径方向外側にトレッドを配置した空気入りタイヤであって、
該タイヤを適用リムに装着した状態のタイヤ幅方向断面において、前記傾斜ベルト層の最外側層の幅BWに対する、当該最外側層の幅方向中心部と幅方向端部との径差BDの比BD/BWが0.01以上0.04以下であり、
前記トレッドは、幅方向中央域のゴムの弾性率が、該中央域の両側域のゴムの弾性率より高い、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
The gist of the present invention is as follows.
(1) Using a carcass straddling a toroidal shape between a pair of bead portions, a large number of cords extending in a direction inclined with respect to the equatorial plane of the tire are coated with rubber on the radially outer side of the crown portion of the carcass A pneumatic tire having a belt in which at least two inclined belt layers are arranged in order, and a tread is arranged radially outward of the belt,
In a tire width direction cross-section in a state where the tire is mounted on an applicable rim, a ratio of a diameter difference BD between a width direction center portion and a width direction end portion of the outermost layer to a width BW of the outermost layer of the inclined belt layer BD / BW is 0.01 or more and 0.04 or less,
In the tread, the elastic modulus of the rubber in the central region in the width direction is higher than the elastic modulus of the rubber in both side regions of the central region.
A pneumatic tire characterized by that.

ここで、前記タイヤを適用リムに装着した状態とは、日本自動車タイヤ協会規格(JATMA)に規定の標準リムまたはその他の適用リムに組み込んだ状態にて、内圧を付加せずに若しくは、30kPa程度までの極低内圧を付加した状態を意味する。   Here, the state in which the tire is mounted on the applicable rim is a state in which the tire is incorporated in a standard rim or other applicable rim stipulated in the Japan Automobile Tire Association Standard (JATMA), without applying internal pressure, or about 30 kPa. This means a state with an extremely low internal pressure of up to.

また、傾斜ベルト層の最外側層とは、接地時に略接地域に対応した幅を持った、複数層の角度が異なった傾斜ベルト層のうち径方向外側のものをいう。接地域とは規定リム、規定内圧、規定荷重の80%荷重をかけたときに路面に接する範囲のことをいう。   In addition, the outermost layer of the inclined belt layer means a radially outer layer of inclined belt layers having a width corresponding to a substantially contact area at the time of ground contact and having a plurality of different angles. The contact area refers to a range in contact with the road surface when a specified rim, specified internal pressure, and 80% of the specified load are applied.

(2)カーカスの径方向最外側とビードトゥとの間のタイヤ径方向の距離CSHに対する、前記カーカスの最大幅位置にタイヤの回転軸と平行に引いた線分とビードトゥにタイヤの回転軸と平行に引いた線分との最短距離CSWhの比CSWh/CSHが0.6以上0.9以下であることを特徴とする上記(1)に記載の空気入りタイヤ。 (2) The line segment drawn parallel to the tire rotation axis at the maximum width position of the carcass and the bead toe parallel to the tire rotation axis with respect to the tire radial distance CSH between the outermost radial direction of the carcass and the bead toe The pneumatic tire according to (1) above, wherein a ratio CSWh / CSH of the shortest distance CSWh to the line segment drawn in is 0.6 to 0.9.

(3)前記タイヤの断面高さSHに対する、タイヤの最大幅位置にタイヤの回転軸と平行に引いた線分とビードトゥにタイヤの回転軸と平行に引いた線分との最短距離SWhの比SWh/SHが0.5以上0.8以下であることを特徴とする上記(1)または(2)に記載の空気入りタイヤ。 (3) The ratio of the shortest distance SWh between the line segment drawn parallel to the tire rotation axis at the maximum width position of the tire and the line segment drawn parallel to the tire rotation axis at the bead toe relative to the tire cross-section height SH SWh / SH is 0.5 or more and 0.8 or less, The pneumatic tire as described in said (1) or (2) characterized by the above-mentioned.

(4)前記カーカスの最大幅CSWに対する、前記傾斜ベルト層の最外側層の幅BWの比BW/CSWが0.8以上0.94以下であることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の空気入りタイヤ。 (4) A ratio BW / CSW of a width BW of the outermost layer of the inclined belt layer to a maximum width CSW of the carcass is 0.8 or more and 0.94 or less, (1) to (3) The pneumatic tire according to any one of the above.

(5)前記傾斜ベルト層の最外側層の半幅BW/2に対する、前記トレッドの幅方向中心部と幅方向端部との径差TDの比TD/(BW/2)が、0.06以上0.145以下であることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の空気入りタイヤ。 (5) The ratio TD / (BW / 2) of the diameter difference TD between the center portion in the width direction of the tread and the end portion in the width direction with respect to the half width BW / 2 of the outermost layer of the inclined belt layer is 0.06 or more. The pneumatic tire according to any one of (1) to (4) above, which is 0.145 or less.

(6)前記カーカスにおける、前記傾斜ベルト層の最外側層の幅方向中心部に対応する位置からビードコア直下までの経路長CSPに対する、前記傾斜ベルト層の最外側層の幅方向端部に対応する位置から前記最大幅位置までの経路長CSLの比CSL/CSPが、0.1以上0.25以下であることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載の空気入りタイヤ。 (6) In the carcass, corresponding to the widthwise end of the outermost layer of the inclined belt layer with respect to the path length CSP from the position corresponding to the center in the width direction of the outermost layer of the inclined belt layer to just below the bead core. The pneumatic tire according to any one of (1) to (5) above, wherein a ratio CSL / CSP of a path length CSL from a position to the maximum width position is 0.1 or more and 0.25 or less. .

(7)トレッド表面における、タイヤの赤道から前記カーカスの最大幅CSWの0.4倍の距離を隔てた位置が、前記タイヤの断面高さSHのビードトゥを始端とした0.91倍以上0.97倍以下の範囲にあることを特徴とする上記(1)〜(6)のいずれかに記載の空気入りタイヤ。 (7) The position on the tread surface, which is separated from the tire equator by a distance 0.4 times the maximum width CSW of the carcass, is 0.91 times or more from the bead toe of the tire cross-section height SH. The pneumatic tire according to any one of the above (1) to (6), which is in a range of 97 times or less.

(8)前記傾斜ベルト層の最外側層の幅方向端部におけるベルト振り出し角度が0°以上10°以下であることを特徴とする上記(1)〜(7)のいずれかに記載の空気入りタイヤ。 (8) The pneumatic swing according to any one of (1) to (7) above, wherein a belt swing angle at an end in a width direction of the outermost layer of the inclined belt layer is 0 ° or more and 10 ° or less. tire.

ここで、ベルト振り出し角度とは、傾斜ベルト最外層の端部接線方向と、傾斜ベルト最内層の傾斜ベルト最外層端部に対応する位置における接線方向との平均(中間線分)を、タイヤ幅方向断面をみて、その幅方向を0°としたときの角度である。   Here, the belt swing angle is the average (intermediate line segment) of the tangential direction at the end of the inclined belt outermost layer and the tangential direction at the position corresponding to the inclined belt outermost layer end of the inclined belt innermost layer, the tire width It is an angle when the width direction is set to 0 ° when the direction cross section is viewed.

本発明によれば、傾斜ベルト層の最外側層の幅BWに対する、最外側層の幅方向中心部と幅方向端部との径差BDの比BD/BWを0.01以上0.04以下とするとともに、トレッドの幅方向中央域のゴムの弾性率を該中央域の両側域のゴムの弾性率より高くすることにより、耐摩耗性能に優れかつ転がり抵抗の極めて低い空気入りタイヤを提供することができる。   According to the present invention, the ratio BD / BW of the diameter difference BD between the center in the width direction of the outermost layer and the end in the width direction with respect to the width BW of the outermost layer of the inclined belt layer is 0.01 or more and 0.04 or less. In addition, by making the elastic modulus of the rubber in the center region in the width direction of the tread higher than the elastic modulus of the rubber in both sides of the central region, a pneumatic tire having excellent wear resistance and extremely low rolling resistance is provided. be able to.

以下、図面を参照して、本発明を具体的に説明する。
図1は本発明に従うタイヤの幅方向断面である。一対のビードコア1間にトロイダル状に跨る、コードのラジアル配列プライからなるカーカス2を骨格として、該カーカス2のクラウン部の径方向外側に、タイヤの赤道面CLに対して傾斜した向きに延びるコードの多数本をゴムで被覆した、少なくとも2層、図示例で2層の傾斜ベルト層3aおよび3bを配置し、さらに傾斜ベルト層3aの径方向外側に、タイヤの赤道面CLに沿って延びるコードの多数本をゴムで被覆した、少なくとも1層、図示例で1層の周方向ベルト層4を配置し、これらベルトの径方向外側にトレッド5を配置してなる。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross section in the width direction of a tire according to the present invention. A cord that extends in a toroidal manner between a pair of bead cores 1 and has a carcass 2 made of a radial arrangement ply of cords and that extends radially outward of the crown portion of the carcass 2 in a direction inclined with respect to the equatorial plane CL of the tire Cords of which at least two layers, in the illustrated example, two inclined belt layers 3a and 3b, which are coated with rubber, are arranged, and further extend along the equatorial plane CL of the tire on the radially outer side of the inclined belt layer 3a. A circumferential belt layer 4 of at least one layer, in the example shown in the figure, is disposed by covering a large number of these with rubber, and a tread 5 is disposed on the outer side in the radial direction of these belts.

かようなタイヤ6は、適用リム7に装着されて使用に供される。ここで、該タイヤ6を適用リム7に装着した状態のタイヤ幅方向断面において、図1に示すように、傾斜ベルト層の最外側層3aの幅BWに対する、当該最外側層3aの幅方向中心部(赤道面CL)と幅方向端部との径差BDの比BD/BWが
0.01≦BD/BW≦0.04
であることが肝要である。
Such a tire 6 is mounted on the application rim 7 and used. Here, in the cross section in the tire width direction in a state where the tire 6 is mounted on the applied rim 7, as shown in FIG. 1, the center in the width direction of the outermost layer 3a with respect to the width BW of the outermost layer 3a of the inclined belt layer. Ratio BD / BW of diameter difference BD between the portion (equatorial plane CL) and the width direction end portion is 0.01 ≦ BD / BW ≦ 0.04
It is important to be.

この規定は、傾斜ベルト層3について、その幅方向における径差が少ないことを意味する。つまり、ベルトがフラットに近い状態であることを示す。すなわち、転がり抵抗は、前述したように、タイヤトレッド部のゴム中で発生するエネルギーロスが支配的であり、その変形の一つである幅方向断面内のせん断変形を抑えることが、転がり抵抗の低減に有効とある。このせん断変形が起こる原因は、接地時に湾曲したベルトが平らに伸ばされる変形である。さらに、通常のラジアルタイヤでは、タイヤセンター対比ショルダーの半径が小さく径差を持っているため、ショルダー付近のベルトはタイヤ周方向に伸ばされる。すると、コードが交差して配置された傾斜ベルト層はパンタグラフ状に変形して周方向に伸びる結果として幅方向に縮むことになるため、上記せん断変形を助長することになる。この変形を、タイヤの形状面から最も簡便に抑制するには、ベルトをなるべく平坦にする必要がある。しかし、実際のタイヤ設計では、サイド部の変形に伴った変形成分や、偏摩耗を起こさないための接地形状並びに接地圧分布を考慮しなければいけないことから、完全に平坦にすることなく適正な範囲に設定することが肝要である。この適正な範囲について鋭意究明したところ、上記した0.01≦BD/BW≦0.04であることが判明した。
特に、トレッドの形状から上記のせん断変形を抑制する改良を行った場合、接地面内のせん断力やすべり分布も縮小される方向に変化するため、耐摩耗性能を同時に改良することができることも解明するに到った。
This definition means that the inclined belt layer 3 has a small diameter difference in the width direction. That is, it shows that the belt is almost flat. That is, as described above, the rolling resistance is dominated by the energy loss generated in the rubber of the tire tread portion, and suppressing the shear deformation in the cross section in the width direction, which is one of the deformations, reduces the rolling resistance. It is effective for reduction. The cause of this shear deformation is a deformation in which a curved belt is stretched flat when touched. Further, in a normal radial tire, since the radius of the shoulder relative to the tire center is small and has a diameter difference, the belt near the shoulder is stretched in the tire circumferential direction. Then, the inclined belt layer in which the cords are arranged so as to cross each other is deformed into a pantograph shape and stretched in the circumferential direction, and as a result, contracts in the width direction, thereby promoting the shear deformation. In order to suppress this deformation most simply from the shape of the tire, it is necessary to make the belt as flat as possible. However, in actual tire design, it is necessary to consider the deformation component accompanying the deformation of the side part, the ground contact shape to prevent uneven wear, and the contact pressure distribution. It is important to set the range. As a result of diligent research on this appropriate range, it was found that the above-mentioned 0.01 ≦ BD / BW ≦ 0.04.
In particular, when the improvement that suppresses the above-mentioned shear deformation from the shape of the tread is changed, the shear force and slip distribution in the contact surface also changes in a direction to be reduced, so it is also clarified that the wear resistance can be improved at the same time. I arrived.

以上の知見を得るに到った実験結果について、以下に詳しく説明する。
すなわち、サイズ195/65 R15のラジアルタイヤを用いて、上記した比BD/BWを種々に変化させた条件の下、転がり抵抗並びに耐磨耗性の各試験を行った。なお、タイヤの基本構造は同じであり、カーカスプライが1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コードを層間で相互に交差させた2層からなり、その上にナイロンの周方向補強層を備える。
The experimental results that led to the above findings will be described in detail below.
That is, using a radial tire of size 195/65 R15, each test of rolling resistance and wear resistance was performed under conditions in which the ratio BD / BW was variously changed. The basic structure of the tire is the same, one carcass ply, and the inclined belt layer is composed of two layers in which the cords arranged at an inclination angle of 24 ° with respect to the tire equator plane intersect each other, A nylon circumferential reinforcement layer is provided on the top.

ここで、転がり抵抗試験は、供試タイヤを標準リムに装着し内圧を210kPaに調整したのち、直径1.7mの鉄板表面を持つドラム試験機(速度:80km/h)を用いて、車軸の転がり抵抗力を求める。なお、この転がり抵抗測定は、ISO18164に準拠し、スムースドラム、フォース式にて実施したものである。この測定結果は、例えば図2に幅方向断面を示す従来タイヤ(0.04<BD/BW≦0.07)での転がり抵抗力を100として指数化した。この指数が小さいほど、転がり抵抗が小さいことを示している。評価としては、誤差を除きなおかつ市場優位性の観点から5%以上の差異を有意差とみなす。特に、10%以上の転がり抵抗の低減が見られる場合は大きな効果であるといえる。   Here, in the rolling resistance test, the test tire was mounted on a standard rim and the internal pressure was adjusted to 210 kPa, and then a drum tester (speed: 80 km / h) having a steel plate surface with a diameter of 1.7 m was used. Find the rolling resistance. This rolling resistance measurement was performed in accordance with ISO18164 using a smooth drum and a force type. The measurement results were indexed with the rolling resistance in a conventional tire (0.04 <BD / BW ≦ 0.07) whose cross-section in the width direction is shown in FIG. It shows that rolling resistance is so small that this index | exponent is small. As an evaluation, a difference of 5% or more is regarded as a significant difference from the viewpoint of market superiority excluding errors. In particular, it can be said that it is a great effect when the rolling resistance is reduced by 10% or more.

また、耐摩耗性試験は、転がり抵抗試験と同様のリム組み供試タイヤを、直径1.7mの室内ドラム試験機(表面にセーフティウォーク有)にて、ストリップ角およびチャンバー角を共に0°、速度80km/hで試験を実施した。入力は制駆動なしで10分、そして制動方向に0.1G10分、を交互に繰り返す。この条件にて、1200km走行後の摩耗重量(摩耗したゴムの量)を従来例対比で指数化して評価した。この磨耗重量は少ないほど良く、5%未満の違いなら同等とみなし、さらに、10%以上の違いがある場合は顕著な差あるといえる。なお、この試験法では摩耗した重量を比較するため、耐摩耗試験の意味合いが強い。しかし偏摩耗性能が悪いタイヤでは早期に摩耗が進むため、本試験でも検出が可能である。つまり、この見方は耐偏摩耗並びに耐摩耗の両面からの見方を行うことができるものであるが、ここでは耐摩耗性能として総称する。   In addition, the wear resistance test was performed using a rim-assembled test tire similar to the rolling resistance test, using an indoor drum tester (with a safety walk on the surface) with a diameter of 1.7 m, with a strip angle and a chamber angle of 0 °, The test was carried out at a speed of 80 km / h. The input is alternately repeated for 10 minutes without braking / driving and 0.1G for 10 minutes in the braking direction. Under these conditions, the wear weight (amount of worn rubber) after traveling 1200 km was indexed and evaluated in comparison with the conventional example. The smaller the wear weight, the better. If the difference is less than 5%, it is considered equivalent, and if there is a difference of 10% or more, it can be said that there is a remarkable difference. In this test method, since the worn weight is compared, the meaning of the wear resistance test is strong. However, tires with poor partial wear performance wear early, and can be detected in this test. That is, this view can be viewed from both sides of uneven wear resistance and wear resistance, but here is collectively referred to as wear resistance performance.

以上の実験結果を、図3に示すように、比BD/BWが0.01以上0.04以下の範囲において、転がり抵抗並びに耐磨耗性の両方において、従来タイヤに対する有意差が認められた。さらに望ましくは、0.02以上0.035以下である。   As shown in FIG. 3, the above experimental results show that there is a significant difference from the conventional tire in both rolling resistance and wear resistance when the ratio BD / BW is in the range of 0.01 to 0.04. . More desirably, it is 0.02 or more and 0.035 or less.

さらに、図1に示すように、トレッド5を、幅方向中央域に対応するトレッドセンター部5Cと、この幅方向中央域の両側域に対応するトレッドショルダー部5S、5Sとに区画したとき、トレッドセンター部5Cのゴムの弾性率がトレッドショルダー部5S、5Sのゴムの弾性率より高いことが肝要である。以下、この理由を説明する。
なお、トレッドセンター部5Cは、タイヤ赤道CLを中心として、傾斜ベルト層の最外側層3aの幅BWの50%±10%以内の範囲とする。
Furthermore, as shown in FIG. 1, when the tread 5 is partitioned into a tread center portion 5C corresponding to the central region in the width direction and tread shoulder portions 5S 1 and 5S 2 corresponding to both side regions of the central region in the width direction. It is important that the elastic modulus of the rubber of the tread center portion 5C is higher than the elastic modulus of the rubber of the tread shoulder portions 5S 1 and 5S 2 . Hereinafter, the reason will be described.
The tread center portion 5C has a range within 50% ± 10% of the width BW of the outermost layer 3a of the inclined belt layer with the tire equator CL as the center.

さて、タイヤの転がり抵抗(RR)は、歪エネルギー(SE)にトレッドゴムの損失正接(tanδ)とトレッドゴムの体積(Vol)をかけたものと考えられる。すなわち、
RR=SE×tanδ×Vol
で与えられる。また、トレッド部を弾性体と見たとき、その弾性体の歪エネルギー(SE)は、応力(σ)と歪(ε)を用いて次式で与えられる。
SE=(1/2)×σ×ε
従って、トレッドゴムの損失正接(tanδ)および体積(Vol)を変えずに転がり抵抗を低減するには、応力(σ)および歪(ε)を低減すればよいことが分かる。
また、弾性体を線形弾性体とすると、弾性率(E)は次式で与えられる。
E=σ/ε
それゆえ、弾性体の歪エネルギー(SE)は、下記の式(1)または(2)のように変形できる。

SE=(1/2)×σ×(1/E) (1)
SE=(1/2)×E×ε (2)
The rolling resistance (RR) of the tire is considered to be obtained by multiplying the strain energy (SE) by the loss tangent (tan δ) of the tread rubber and the volume (Vol) of the tread rubber. That is,
RR = SE × tan δ × Vol
Given in. When the tread portion is regarded as an elastic body, the strain energy (SE) of the elastic body is given by the following equation using stress (σ) and strain (ε).
SE = (1/2) × σ × ε
Therefore, it can be seen that stress (σ) and strain (ε) may be reduced in order to reduce rolling resistance without changing the loss tangent (tan δ) and volume (Vol) of the tread rubber.
If the elastic body is a linear elastic body, the elastic modulus (E) is given by the following equation.
E = σ / ε
Therefore, the strain energy (SE) of the elastic body can be deformed as in the following formula (1) or (2).
SE = (1/2) × σ 2 × (1 / E) (1)
SE = (1/2) × E × ε 2 (2)

ここで、トレッドセンター部5Cは、接地圧により押しつぶされ、これをベルト張力で支えるという一定応力的な周方向せん断による歪エネルギーが発生し、これが転がり抵抗発生につながっている。すなわち、応力(σ)は一定であるから、弾性率(E)を増加すると、上記(1)式より歪エネルギー(SE)が低減できることが分かる。それゆえ、本発明においては、トレッドセンター部5Cのゴムの弾性率を高く設定することにより、歪エネルギーを低減し、転がり抵抗の減少に更に寄与させている。   Here, the tread center portion 5C is crushed by the contact pressure, and strain energy is generated due to a constant-stress circumferential shear in which the tread center portion 5C is supported by belt tension, which leads to generation of rolling resistance. That is, since the stress (σ) is constant, it can be seen that when the elastic modulus (E) is increased, the strain energy (SE) can be reduced from the above equation (1). Therefore, in the present invention, by setting the elastic modulus of the rubber of the tread center portion 5C to be high, the strain energy is reduced, which further contributes to the reduction of rolling resistance.

また、図1に示す本発明の空気入りタイヤのトレッドショルダー部5S、5Sに発生する歪エネルギー(SE)について、有限要素法を用いて詳細に解析した結果を図4に示す。
図4において、トレッドショルダー部の歪を、半径方向の垂直歪R、周方向の垂直歪C、幅方向の垂直歪Z、周方向断面内のせん断歪RC、幅方向断面内のせん断歪RZおよび半径方向断面内のせん断歪CZの割合で表している。
なお、周方向断面内のせん断歪RCとは、図5(a)に示すように、タイヤ赤道面と平行な断面内におけるせん断歪のことであり、幅方向断面内のせん断歪RZとは、図5(b)に示すように、タイヤ回転軸を含む断面内におけるせん断歪のことであり、半径方向断面内のせん断歪CZとは、図5(c)に示すように、周方向断面内のせん断歪RCおよび幅方向断面内のせん断歪RZに直交するせん断歪のことである。
FIG. 4 shows the result of detailed analysis using the finite element method for the strain energy (SE) generated in the tread shoulder portions 5S 1 and 5S 2 of the pneumatic tire of the present invention shown in FIG.
In FIG. 4, the strain of the tread shoulder is represented by the vertical strain R in the radial direction, the vertical strain C in the circumferential direction, the vertical strain Z in the width direction, the shear strain RC in the circumferential cross section, the shear strain RZ in the cross section in the width direction, and It is represented by the ratio of the shear strain CZ in the radial cross section.
As shown in FIG. 5A, the shear strain RC in the circumferential section is a shear strain in a section parallel to the tire equatorial plane, and the shear strain RZ in the width section is As shown in FIG. 5 (b), it is the shear strain in the cross section including the tire rotation axis, and the shear strain CZ in the radial cross section is as shown in FIG. 5 (c). The shear strain orthogonal to the shear strain RC and the shear strain RZ in the cross section in the width direction.

図4より、幅方向断面内のせん断歪RZが43%であり、トレッドショルダー部に発生する歪エネルギーの中で支配的であることが分かる。このせん断歪RZは、トレッドショルダー部が接地する際の変形により生じ、その変位はクラウン形状によって決まり、同種のタイヤではクラウン形状は一定と考えられる。クラウン形状が一定、すなわち歪(ε)が一定の場合、上記(2)式より、弾性率(E)を減少させると、歪エネルギー(SE)が低減できることが分かる。それゆえ、本発明において、トレッドショルダー部5S、5Sのゴムの弾性率を低く設定することにより、歪エネルギーを低減し、転がり抵抗の減少に更に寄与させている。 4 that the shear strain RZ in the cross section in the width direction is 43%, which is dominant in the strain energy generated in the tread shoulder portion. This shear strain RZ is caused by deformation when the tread shoulder portion comes into contact with the ground, and the displacement is determined by the crown shape, and the crown shape is considered to be constant in the same type of tire. When the crown shape is constant, that is, the strain (ε) is constant, it can be seen from the above formula (2) that the strain energy (SE) can be reduced by reducing the elastic modulus (E). Therefore, in the present invention, by setting the elastic modulus of the rubber of the tread shoulder portions 5S 1 and 5S 2 to be low, strain energy is reduced, which further contributes to reduction of rolling resistance.

以上より、トレッドセンター部5Cのゴムの弾性率を高く設定し、かつトレッドショルダー部5S、5Sのゴムの弾性率を低く設定することにより、歪エネルギーを低減し、転がり抵抗の減少に更に寄与させていることを説明した。ここで、トレッドセンター部5Cのゴムの弾性率をトレッドショルダー部5S、5Sのゴムの弾性率より高くすることが肝要であり、わずかでも弾性率に差があれば有効である。
ただし、トレッドセンター部5Cとトレッドショルダー部5S、5Sとのゴムの弾性率の差が10%以上であると、優位な転がり抵抗低減が可能なことが分かった。
一方、弾性率の差が30%より大きいと、コーナリング時のような大きな入力で異なる弾性率のトレッドゴム間で剥離が生じやすいおそれがある。
なお、例えば、トレッドセンター部のゴムの弾性率が2.7MPa、トレッドショルダー部のゴムの弾性率が2.4MPaのとき効果があることが確認されている。
As described above, by setting the elastic modulus of the rubber of the tread center portion 5C to be high and setting the elastic modulus of the rubber of the tread shoulder portions 5S 1 and 5S 2 to be low, the strain energy is reduced and the rolling resistance is further reduced. I explained that it contributed. Here, it is important to make the elastic modulus of the rubber of the tread center portion 5C higher than the elastic modulus of the rubber of the tread shoulder portions 5S 1 and 5S 2 , and it is effective if there is even a slight difference in elastic modulus.
However, it was found that when the difference in the elastic modulus of the rubber between the tread center portion 5C and the tread shoulder portions 5S 1 and 5S 2 is 10% or more, the rolling resistance can be significantly reduced.
On the other hand, if the difference in elastic modulus is larger than 30%, there is a possibility that peeling is likely to occur between tread rubbers having different elastic moduli with a large input as in cornering.
For example, it has been confirmed that an effect is obtained when the elastic modulus of the rubber in the tread center portion is 2.7 MPa and the elastic modulus of the rubber in the tread shoulder portion is 2.4 MPa.

また、図1に示す例では、トレッドセンター部5Cとトレッドショルダー部5S、5Sそれぞれとの境界において、トレッドセンター部5Cの径方向外側にトレッドショルダー部5S、5Sが配置されているが、反対に、トレッドショルダー部5S、5Sの径方向外側にトレッドセンター部5Cが配置されてもよい。あるいは、トレッドセンター部5Cと、トレッドショルダー部5S、5Sそれぞれの境界線が、タイヤ赤道CLを中心として傾斜ベルト層の最外側層3aの幅BWの1/2の位置を通り赤道面CLと平行な線分でもよい。
ただし、図1の場合が最も好適である。なぜなら、コーナリング時にトレッド表面から横方向の力が加わる場合、特にコーナリング外側でこの力は大きく、ゴムの弾性率が変わる境界部の接地する部分において、亀裂の発生を少なくすることができるためである。
Further, in the example shown in FIG. 1, at the boundary between the tread center portion 5C and the tread shoulder portion 5S 1, 5S 2 respectively, the tread shoulder portion 5S 1, 5S 2 are arranged radially outside the tread center portion 5C However, on the contrary, the tread center portion 5C may be arranged on the outer side in the radial direction of the tread shoulder portions 5S 1 and 5S 2 . Alternatively, the boundary line between the tread center portion 5C and the tread shoulder portions 5S 1 , 5S 2 passes through a position half the width BW of the outermost layer 3a of the inclined belt layer around the tire equator CL, and the equator plane CL. It may be a line segment parallel to.
However, the case of FIG. 1 is most preferable. This is because when a lateral force is applied from the tread surface during cornering, this force is particularly large outside the cornering, and the occurrence of cracks can be reduced at the contact portion of the boundary where the elastic modulus of the rubber changes. .

次に、図1に示すように、カーカスの径方向最外側とビードトゥとの間のタイヤ径方向の距離CSHに対する、前記カーカスの最大幅位置にタイヤの回転軸と平行に引いた線分とビードトゥにタイヤの回転軸と平行に引いた線分との最短距離CSWhの比CSWh/CSHが0.6以上0.9以下であることが好ましい。さらに望ましくは、0.7以上0.8以下である。   Next, as shown in FIG. 1, with respect to the distance CSH in the tire radial direction between the outermost radial direction of the carcass and the bead toe, a line segment drawn in parallel to the tire rotation axis at the maximum width position of the carcass and the bead toe It is preferable that the ratio CSWh / CSH of the shortest distance CSWh to the line drawn parallel to the tire rotation axis is 0.6 or more and 0.9 or less. More desirably, it is 0.7 or more and 0.8 or less.

この規定によれば、特に、路面に近い位置でタイヤサイド部のカーカスラインが局所的に曲がった領域を持ち、曲げ剛性はこの部分で小さくなる。すると、ベルト幅よりも幅方向外側である、この屈曲部周辺が荷重時に大きく変形するため、トレッド部における変形は少なくなる。つまり、上記断面内のせん断変形をトレッドにおいて減らすことができる。荷重時の変形を効果的に減ずるための寸法を各種試行したところ、比CSWh/CSHが0.6以上0.9以下であることが判明したのである。   According to this rule, the carcass line of the tire side portion has a region that is locally bent particularly at a position close to the road surface, and the bending rigidity is reduced at this portion. Then, since the periphery of the bent portion, which is on the outer side in the width direction than the belt width, is greatly deformed when loaded, deformation at the tread portion is reduced. That is, the shear deformation in the cross section can be reduced in the tread. As a result of various trials of dimensions for effectively reducing deformation during loading, it was found that the ratio CSWh / CSH was 0.6 or more and 0.9 or less.

また、図1に示すように、タイヤの断面高さSHに対する、タイヤの最大幅位置にタイヤの回転軸と平行に引いた線分とビードトゥ10にタイヤの回転軸と平行に引いた線分との最短距離SWhの比SWh/SHが0.5以上0.8以下であることが好ましい。さらに望ましくは、0.6以上0.75以下である。   Further, as shown in FIG. 1, with respect to the tire cross-section height SH, a line segment drawn parallel to the tire rotation axis at the maximum width position of the tire and a line segment drawn parallel to the tire rotation axis on the bead toe 10 The ratio SWh / SH of the shortest distance SWh is preferably 0.5 or more and 0.8 or less. More preferably, it is 0.6 or more and 0.75 or less.

さて、本来サイド部の形状については骨格であるカーカスラインで規定することが重要である。しかし、ゴム内部にてエネルギーロスが発生して転がり抵抗に寄与するという現象においては、サイド部も例外ではない。つまり、サイド部もカーカスラインに追従して従来のタイヤとは異なる形状を取ることが効率よい改良につながるといえる。これは、たとえばサイドゴムを薄くすることなどを意味し、自明ながらサイドゴムをなくすことができたとすれば、この寸法はカーカスラインの最大幅と同じ位置を示す。実際には、縁石への接触時にカーカスを保護する役割などからサイドゴムに所定の厚さを与える必要があるため、このときのサイド部の最大幅位置をタイヤ断面高さ対比でみたところ、上記の比の範囲にあることが分かった。また、タイヤ設計においては、加硫金型の設計も大切なポイントであるため、外表面寸法として定義することはタイヤ設計法としても必要である。   Now, it is important to originally define the shape of the side portion with a carcass line that is a skeleton. However, in the phenomenon that energy loss occurs inside the rubber and contributes to rolling resistance, the side portion is no exception. In other words, it can be said that taking the shape of the side portion following the carcass line and different from that of the conventional tire leads to efficient improvement. This means, for example, that the side rubber is thinned. If it is obvious that the side rubber can be eliminated, this dimension indicates the same position as the maximum width of the carcass line. Actually, since it is necessary to give the side rubber a predetermined thickness from the role of protecting the carcass when contacting the curbstone, the maximum width position of the side part at this time is compared with the tire cross section height, It was found to be in the ratio range. Moreover, in the tire design, the design of the vulcanization mold is also an important point, so it is necessary as a tire design method to define it as the outer surface dimension.

さらに、図1に示すように、前記カーカスの最大幅CSWに対する、前記傾斜ベルト層の最外側層3aの幅BWの比BW/CSWが0.8以上0.94以下であることが好ましい。さらに望ましくは、0.84以上0.93以下である。
すなわち、本発明のタイヤではクラウン部が平坦な形状になる。このとき、当然ながら接地形状も幅方向に広がる傾向となり、それに見合った補強層の構成が必要になる。特に、摩耗を防ぐ意味合いから、接地幅は複数の補強層が存在する幅以下であることが望ましい。このため、本発明に従うタイヤ形状を採用した場合のベルト幅は通常よりも広く設定する必要があり、その幅は上記に規定に従うとよいことが分かった。一方、上記断面内のせん断変形に関して述べたとおり、接地面外に余分なベルトがあればそれは転がり抵抗に対して悪化方向に作用する。このため、摩耗のために規制する下限値と、転がり抵抗のために規制する上限値の両方が大切である。
Furthermore, as shown in FIG. 1, it is preferable that the ratio BW / CSW of the width BW of the outermost layer 3a of the inclined belt layer to the maximum width CSW of the carcass is 0.8 or more and 0.94 or less. More desirably, it is 0.84 or more and 0.93 or less.
That is, in the tire of the present invention, the crown portion has a flat shape. At this time, as a matter of course, the ground contact shape also tends to spread in the width direction, and the configuration of the reinforcing layer corresponding to that tends to be required. In particular, from the viewpoint of preventing wear, the ground contact width is desirably equal to or less than the width where a plurality of reinforcing layers exist. For this reason, it has been found that the belt width in the case where the tire shape according to the present invention is adopted needs to be set wider than usual, and the width should be in accordance with the above-mentioned regulations. On the other hand, as described regarding the shear deformation in the cross section, if there is an extra belt outside the ground plane, it acts in a worsening direction on the rolling resistance. For this reason, both the lower limit value regulated for wear and the upper limit value regulated for rolling resistance are important.

図1に示すように、前記傾斜ベルト層の最外側層3aの半幅BW/2に対する、トレッド5の幅方向中心部(タイヤ赤道面CL)と幅方向端部との径差TDの比TD/(BW/2)が、0.06以上0.11以下であることが好ましい。さらに望ましくは、0.075以上0.095以下である。
これは、傾斜ベルト層直上のトレッド表面位置についての規定である。前述のせん断変形のためにベルトを平坦にしたのは既述のとおりであるが、このとき同時にトレッド外表面も適切な位置に設定することが好ましい。トレッド表面にクラウン形状(図2参照)を残すように、ゴム厚さを分布させると、接地時の径差に起因した摩耗が発生するばかりか、ゴムの薄い部分が完全に摩耗することによって摩耗ライフが短くなる。そのため。ベルトと同様にトレッド落ち高である比TD/(BW/2)も明確に規定することが好ましく、所定の範囲とするとよい。
As shown in FIG. 1, the ratio TD / of the diameter difference TD between the center portion in the width direction of the tread 5 (tire equatorial plane CL) and the end portion in the width direction with respect to the half width BW / 2 of the outermost layer 3a of the inclined belt layer. (BW / 2) is preferably 0.06 or more and 0.11 or less. More desirably, it is 0.075 or more and 0.095 or less.
This is a regulation for the tread surface position directly above the inclined belt layer. As described above, the belt is flattened for the aforementioned shear deformation. At this time, it is preferable to set the outer surface of the tread at an appropriate position. If the rubber thickness is distributed so that the crown shape (see Fig. 2) remains on the tread surface, not only will the wear due to the diameter difference at the time of contact occur, but the thin rubber will also wear out completely. Life is shortened. for that reason. The ratio TD / (BW / 2), which is the tread drop height as well as the belt, is preferably clearly defined, and may be within a predetermined range.

ちなみに、カーカスの最大幅位置から傾斜ベルト層の最外側層3aの幅方向端部との間の領域におけるカーカスラインは、最小曲率半径が5mm以上25mm以下であることが好ましい。すなわち、さらに直接的に、カーカス最大幅位置とベルト下位置との間を円弧で近似した場合の曲率半径を規定するとよい。前述したように、タイヤ設計ではその金型の設計も重要なポイントであり、設計方法としてこの部分の曲率半径を指定することは有意義である。   Incidentally, the carcass line in the region between the maximum width position of the carcass and the end in the width direction of the outermost layer 3a of the inclined belt layer preferably has a minimum radius of curvature of 5 mm or more and 25 mm or less. That is, it is better to define the radius of curvature when the carcass maximum width position and the belt lower position are approximated by an arc. As described above, the design of the mold is also an important point in the tire design, and it is meaningful to specify the radius of curvature of this portion as a design method.

図1に示すように、前記カーカス2における、前記傾斜ベルト層の最外側層3aの幅方向中心部に対応する位置(タイヤ赤道面CL)からビードコア1直下までの経路長CSPに対する、前記傾斜ベルト層の最外側層の幅方向端部に対応する位置から前記最大幅位置までの経路長CSLの比CSL/CSPが、0.1以上0.25以下であることが好ましい。さらに望ましくは、0.12以上0.18以下である。なお、ビードコア1直下までの経路長CSPは、カーカスの実質的な経路長であり、挟み込みタイプのビードコアでは図示のようにコアをまわりこむことなく、挟み込まれた経路を長さとする。   As shown in FIG. 1, the inclined belt with respect to the path length CSP from the position (tire equatorial plane CL) corresponding to the center in the width direction of the outermost layer 3 a of the inclined belt layer in the carcass 2 directly below the bead core 1. The ratio CSL / CSP of the path length CSL from the position corresponding to the width direction end of the outermost layer of the layer to the maximum width position is preferably 0.1 or more and 0.25 or less. More desirably, it is 0.12 or more and 0.18 or less. The path length CSP just below the bead core 1 is a substantial path length of the carcass, and the sandwiched bead core has a length of the sandwiched path as shown in FIG.

これは、先に述べたカーカスが局所的に屈曲する部分のカーカス長さを規定している。すなわち、カーカスライン最大幅位置とベルト下の点をつなぐ滑らかな曲線のとり方において、その領域のカーカス長さを適正化することによって、所望の局所変形を起こさせることができる。この領域のカーカス長さが短いということは、その短さで半径方向から概略幅方向へ向きを変えることを意味するため、局所的に屈曲しているという形状特性を補強することができる。   This defines the length of the carcass where the carcass described above bends locally. That is, a desired local deformation can be caused by optimizing the length of the carcass in the region in the smooth curve connecting the maximum position of the carcass line and the point under the belt. The short carcass length in this region means that the direction is changed from the radial direction to the approximate width direction by the short length, so that the shape characteristic of being locally bent can be reinforced.

図1に示すように、トレッド表面における、タイヤ赤道CLからカーカスの最大幅CSWの0.4倍の距離を隔てた位置Pが、タイヤの断面高さSHのビードトゥ10を始端とした0.91倍以上0.97倍以下の範囲にあることが好ましい。さらに望ましくは、0.92倍以上0.96倍以下である。
ここでは、単純にタイヤ最大幅の80%位置におけるトレッド落ち高を規定している。この範囲にトレッド落ち高を設定することによって、トレッドとベルト部の幅方向断面における曲げ変形を抑制することができる。なお、完全に平らにすると、ショルダー端の接地圧が極端に上がり摩耗を悪化させるため、適切な上限値も存在する。
As shown in FIG. 1, a position P at a distance of 0.4 times the maximum width CSW of the carcass from the tire equator CL on the tread surface is 0.91 starting from a bead toe 10 having a tire cross-section height SH. It is preferably in the range of not less than twice and not more than 0.97 times. More desirably, it is 0.92 times or more and 0.96 times or less.
Here, the tread drop height at the position of 80% of the maximum tire width is simply defined. By setting the tread drop height within this range, bending deformation in the cross section in the width direction of the tread and the belt portion can be suppressed. In addition, if it is made completely flat, the contact pressure at the shoulder end is extremely increased and the wear is deteriorated, so there is an appropriate upper limit value.

図1に示すように、前記傾斜ベルト層の最外側層3aの幅方向端部におけるベルト振り
出し角度θが0°以上10°以下であることが好ましい。さらに望ましくは、3°以上7°以下である。
ここでは、ベルト端部の振り出し角度について規定している。前述のように、ベルト形状が平坦でであることが良いが、さらにはベルトの端部形状を細かく規制することが好ましい。本発明では、ベルトの中央部付近で平坦、ベルト端で急に湾曲、という形状があり得る。しかしながら、断面内のせん断変形の多くはタイヤ幅方向外側にて発生することが知られているため、ベルト端部に、特に細かく形状を規定することは意義がある。特に、ベルト端部が湾曲して振り出し角度が大きくついている場合はベルトの端部が局所的に湾曲しているので上記せん断変形を起こしやすい。この理由から、角度は理想的にはフラットに近いことが望ましい。このことを、接地形状との兼ね合いなどから規定すると、ベルト振り出し角度θが0°以上10°以下であることが好ましい。
As shown in FIG. 1, it is preferable that the belt swing angle θ at the end in the width direction of the outermost layer 3a of the inclined belt layer is 0 ° or more and 10 ° or less. More desirably, the angle is 3 ° or more and 7 ° or less.
Here, the swing angle of the belt end is defined. As described above, it is preferable that the belt shape is flat, but it is preferable to finely regulate the end shape of the belt. In the present invention, the shape may be flat near the center of the belt and suddenly curved at the belt end. However, since it is known that most of the shear deformation in the cross section occurs on the outer side in the tire width direction, it is meaningful to define the shape particularly finely at the belt end. In particular, when the belt end is curved and the swing angle is large, the end of the belt is locally curved, so the shear deformation is likely to occur. For this reason, it is desirable that the angle is ideally close to flat. If this is defined from the balance with the ground contact shape, the belt swing angle θ is preferably 0 ° or more and 10 ° or less.

サイズ225/45R17の発明例タイヤ、従来例タイヤ、および比較例タイヤを、表1に示す仕様の下に試作し、各試作タイヤについて、耐摩耗性能および転がり抵抗の測定を行ったので以下に説明する。各供試タイヤの基本構造は図1に示す通りであり、傾斜ベルト層3a、3bは赤道面CL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2層からなり、さらにナイロンコードによる周方向ベルト層4を具える。
これら供試タイヤを、サイズ7.5J×17のリムに組み込み、内圧を230kPaに調整した上で、荷重を4.5kN、時速80.0km/hの条件にて転がり抵抗測定を実施した。なお、この転がり抵抗測定は、ISO18164に準拠し、スムースドラム、フォース式にて実施したものである。
Example tires of size 225 / 45R17, conventional tires, and comparative tires were prototyped according to the specifications shown in Table 1, and the wear resistance and rolling resistance of each prototype tire were measured and described below. To do. The basic structure of each test tire is as shown in FIG. 1, and the inclined belt layers 3a and 3b are made of two layers in which steel cords arranged at an inclination angle of 24 ° with respect to the equator plane CL are crossed with each other. And further comprises a circumferential belt layer 4 of nylon cord.
These test tires were assembled in a rim having a size of 7.5 J × 17, the internal pressure was adjusted to 230 kPa, and rolling resistance was measured under the conditions of a load of 4.5 kN and a speed of 80.0 km / h. Note that this rolling resistance measurement was performed with a smooth drum and a force type in accordance with ISO18164.

転がり抵抗試験は、供試タイヤを標準リムに装着し内圧を230kPaに調整したのち、直径1.7mの鉄板表面を持つドラム試験機(速度:80km/h)を用いて、車軸の転がり抵抗力を求める。なお、この転がり抵抗測定は、ISO18164に準拠し、スムースドラム、フォース式にて実施したものである。この測定結果は、例えば図2に幅方向断面を示す従来タイヤ(0.04<BD/BW≦0.07)での転がり抵抗力を100として指数化した。この指数が小さいほど、転がり抵抗が小さいことを示している。評価としては、誤差を除きなおかつ市場優位性の観点から5%以上の差異を有意差とみなす。特に、10%以上の転がり抵抗の低減が見られる場合は大きな効果であるといえる。   In the rolling resistance test, the test tire is mounted on a standard rim, the internal pressure is adjusted to 230 kPa, and then the rolling resistance of the axle is measured using a drum testing machine (speed: 80 km / h) with a steel plate surface with a diameter of 1.7 m. Ask for. This rolling resistance measurement was performed in accordance with ISO18164 using a smooth drum and a force type. The measurement results were indexed with the rolling resistance in a conventional tire (0.04 <BD / BW ≦ 0.07) whose cross-section in the width direction is shown in FIG. It shows that rolling resistance is so small that this index | exponent is small. As an evaluation, a difference of 5% or more is regarded as a significant difference from the viewpoint of market superiority excluding errors. In particular, it can be said that it is a great effect when the rolling resistance is reduced by 10% or more.

耐摩耗性試験は、転がり抵抗試験と同様のリム組み供試タイヤを、直径1.7mの室内ドラム試験機(表面にセーフティウォーク有)にて、ストリップ角およびチャンバー角を共に0°、速度80km/hで試験を実施した。入力は制駆動なしで10分、そして制動方向に0.1G10分、を交互に繰り返す。この条件にて、1200km走行後の摩耗重量(摩耗したゴムの量)を従来例対比で指数化して評価した。この磨耗重量は少ないほど良く、5%未満の違いなら同等とみなし、さらに、10%以上の違いがある場合は顕著な差あるといえる。なお、この試験法では摩耗した重量を比較するため、耐摩耗試験の意味合いが強い。しかし偏摩耗性能が悪いタイヤでは早期に摩耗が進むため、本試験でも検出が可能である。つまり、この見方は耐偏摩耗並びに耐摩耗の両面からの見方を行うことができるものであるが、ここでは耐摩耗性能として総称する。   In the wear resistance test, a rim-assembled test tire similar to the rolling resistance test was tested with an indoor drum tester (with a safety walk on the surface) having a diameter of 1.7 m, with a strip angle and a chamber angle of 0 °, and a speed of 80 km. The test was carried out at / h. The input is alternately repeated for 10 minutes without braking / driving and 0.1G10 minutes in the braking direction. Under these conditions, the wear weight (amount of worn rubber) after traveling 1200 km was indexed and evaluated in comparison with the conventional example. The smaller the wear weight, the better. If the difference is less than 5%, it is regarded as equivalent, and if there is a difference of 10% or more, it can be said that there is a significant difference. In this test method, since the worn weight is compared, the meaning of the wear resistance test is strong. However, tires with poor partial wear performance wear early, and can be detected in this test. That is, this view can be viewed from both sides of uneven wear resistance and wear resistance, but here is collectively referred to as wear resistance performance.

Figure 2009279948
Figure 2009279948

表1の結果より、本発明に従うタイヤ形状および構造を有し、さらに、トレッドの幅方向中央域のゴムの弾性率を該中央域の両側域のゴムの弾性率より高くすることにより、従来例タイヤ、比較例タイヤと比較して、転がり抵抗を低減でき、耐摩耗性能を向上できたことが分かる。   From the results shown in Table 1, the conventional example has the tire shape and structure according to the present invention, and further, the elastic modulus of the rubber in the central region in the width direction of the tread is higher than the elastic modulus of the rubber in both side regions of the central region. It can be seen that the rolling resistance can be reduced and the wear resistance can be improved as compared with the tire and the comparative example tire.

以上により、傾斜ベルト層の最外側層の幅BWに対する、最外側層の幅方向中心部と幅方向端部との径差BDの比BD/BWを0.01以上0.04以下とするとともに、トレッドの幅方向中央域のゴムの弾性率を該中央域の両側域のゴムの弾性率より高くすることにより、耐摩耗性能に優れかつ転がり抵抗の低い空気入りタイヤを提供することができる。   As described above, the ratio BD / BW of the diameter difference BD between the center portion in the width direction of the outermost layer and the end portion in the width direction with respect to the width BW of the outermost layer of the inclined belt layer is set to 0.01 to 0.04. By making the elastic modulus of the rubber in the central region in the width direction of the tread higher than the elastic modulus of the rubber in both side regions of the central region, it is possible to provide a pneumatic tire having excellent wear resistance and low rolling resistance.

本発明に従うタイヤの幅方向断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the width direction of the tire according to this invention. 従来タイヤの幅方向断面を示す図である。It is a figure which shows the width direction cross section of the conventional tire. 比BD/BWが転がり抵抗並びに耐磨耗性能に与える影響を示す図である。It is a figure which shows the influence which ratio BD / BW has on rolling resistance and abrasion resistance performance. 本発明に従うタイヤのトレッドショルダー部に発生する歪エネルギーについて、有限要素法を用いて詳細に解析した結果を示す図である。It is a figure which shows the result analyzed in detail using the finite element method about the distortion energy which generate | occur | produces in the tread shoulder part of the tire according to this invention. 各断面内のせん断歪を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shear strain in each cross section.

符号の説明Explanation of symbols

1 ビードコア
2 カーカス
3a 傾斜ベルト層(最外側層)
3b 傾斜ベルト層
4 周方向ベルト層
5 トレッド
5C トレッドセンター部
5S、5S トレッドショルダー部
CL タイヤ赤道
1 Bead core 2 Carcass 3a Inclined belt layer (outermost layer)
3b slant belt layer 4 circumferential belt layer 5 a tread 5C tread center portion 5S 1, 5S 2 tread shoulder portion CL tire equatorial

Claims (8)

一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、タイヤの赤道面に対して傾斜した向きに延びるコードの多数本をゴムで被覆した、少なくとも2層の傾斜ベルト層とを順に配置して成るベルトを有し、該ベルトの径方向外側にトレッドを配置した空気入りタイヤであって、
該タイヤを適用リムに装着した状態のタイヤ幅方向断面において、前記傾斜ベルト層の最外側層の幅BWに対する、当該最外側層の幅方向中心部と幅方向端部との径差BDの比BD/BWが0.01以上0.04以下であり、
前記トレッドは、幅方向中央域のゴムの弾性率が、該中央域の両側域のゴムの弾性率より高い、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
A carcass straddling a toroidal shape between a pair of bead portions, and a large number of cords extending in a direction inclined with respect to the equatorial plane of the tire are coated with rubber on the radially outer side of the crown portion of the carcass. A pneumatic tire having a belt formed by sequentially arranging an inclined belt layer of a layer, and a tread disposed on a radially outer side of the belt,
In a tire width direction cross-section in a state where the tire is mounted on an applicable rim, a ratio of a diameter difference BD between a width direction center portion and a width direction end portion of the outermost layer to a width BW of the outermost layer of the inclined belt layer BD / BW is 0.01 or more and 0.04 or less,
In the tread, the elastic modulus of the rubber in the central region in the width direction is higher than the elastic modulus of the rubber in both side regions of the central region.
A pneumatic tire characterized by that.
カーカスの径方向最外側とビードトゥとの間のタイヤ径方向の距離CSHに対する、前記カーカスの最大幅位置にタイヤの回転軸と平行に引いた線分とビードトゥにタイヤの回転軸と平行に引いた線分との最短距離CSWhの比CSWh/CSHが0.6以上0.9以下であることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。   With respect to the distance CSH in the tire radial direction between the outermost radial direction of the carcass and the bead toe, the line segment drawn parallel to the tire rotation axis at the maximum width position of the carcass and the bead toe are drawn parallel to the tire rotation axis. 2. The pneumatic tire according to claim 1, wherein a ratio CSWh / CSH of the shortest distance CSWh to the line segment is 0.6 or more and 0.9 or less. 前記タイヤの断面高さSHに対する、タイヤの最大幅位置にタイヤの回転軸と平行に引いた線分とビードトゥにタイヤの回転軸と平行に引いた線分との最短距離SWhの比SWh/SHが0.5以上0.8以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。   Ratio SWh / SH of the shortest distance SWh between the line segment drawn parallel to the tire rotation axis at the maximum width position of the tire and the line segment drawn parallel to the tire rotation axis at the bead toe with respect to the tire cross-section height SH The pneumatic tire according to claim 1 or 2, wherein is 0.5 or more and 0.8 or less. 前記カーカスの最大幅CSWに対する、前記傾斜ベルト層の最外側層の幅BWの比BW/CSWが0.8以上0.94以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。   The ratio BW / CSW of the width BW of the outermost layer of the inclined belt layer to the maximum width CSW of the carcass is 0.8 or more and 0.94 or less. Pneumatic tires. 前記傾斜ベルト層の最外側層の半幅BW/2に対する、前記トレッドの幅方向中心部と幅方向端部との径差TDの比TD/(BW/2)が、0.06以上0.145以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。   The ratio TD / (BW / 2) of the diameter difference TD between the center portion in the width direction of the tread and the end portion in the width direction with respect to the half width BW / 2 of the outermost layer of the inclined belt layer is 0.06 or more and 0.145. The pneumatic tire according to any one of claims 1 to 4, wherein: 前記カーカスにおける、前記傾斜ベルト層の最外側層の幅方向中心部に対応する位置からビードコア直下までの経路長CSPに対する、前記傾斜ベルト層の最外側層の幅方向端部に対応する位置から前記最大幅位置までの経路長CSLの比CSL/CSPが、0.1以上0.25以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。   From the position corresponding to the end in the width direction of the outermost layer of the inclined belt layer to the path length CSP from the position corresponding to the center in the width direction of the outermost layer of the inclined belt layer to the position just below the bead core in the carcass. The pneumatic tire according to any one of claims 1 to 5, wherein a ratio CSL / CSP of the path length CSL to the maximum width position is 0.1 or more and 0.25 or less. トレッド表面における、タイヤの赤道から前記カーカスの最大幅CSWの0.4倍の距離を隔てた位置が、前記タイヤの断面高さSHのビードトゥを始端とした0.91倍以上0.97倍以下の範囲にあることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の空気入りタイヤ。   The position on the tread surface that is separated from the tire equator by 0.4 times the maximum width CSW of the carcass is 0.91 times or more and 0.97 times or less starting from a bead toe having a cross-sectional height SH of the tire. The pneumatic tire according to any one of claims 1 to 6, wherein the pneumatic tire is in the range. 前記傾斜ベルト層の最外側層の幅方向端部におけるベルト振り出し角度が0°以上10°以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の空気入りタイヤ。   The pneumatic tire according to any one of claims 1 to 7, wherein a belt swing angle at an end portion in the width direction of the outermost layer of the inclined belt layer is not less than 0 ° and not more than 10 °.
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