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JP2010120530A - Heavy load pneumatic tire - Google Patents

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JP2010120530A JP2008296496A JP2008296496A JP2010120530A JP 2010120530 A JP2010120530 A JP 2010120530A JP 2008296496 A JP2008296496 A JP 2008296496A JP 2008296496 A JP2008296496 A JP 2008296496A JP 2010120530 A JP2010120530 A JP 2010120530A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heavy load pneumatic tire capable of further reducing the rolling bearing resistance. <P>SOLUTION: In the heavy load pneumatic tire, a carcass extending toroidally between a pair of bead cores forms a skeleton, and a belt comprising a belt layer of at least three rubber-covered cords and a tread are provided on the outer side in the tire radial direction of the carcass. The belt has cord intersecting layers 4a, 4b by two layers adjacent to each other, and an outermost belt layer 4c located on the outermost side in the tire radial direction. The angle formed by a cord 4 cc of the outermost belt layer and a cord 4bc of the belt layer adjacent to the outermost belt layer is ≥10° and ≤90°, while the angle of inclination of the cord 4 cc of the outermost belt layer with respect to the tire equatorial plane is ≥30° and ≤44°. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、転がり抵抗を低減した重荷重用空気入りタイヤに関するものである。   The present invention relates to a heavy duty pneumatic tire having reduced rolling resistance.

空気入りタイヤが負荷転動する際には、トレッド接地面やタイヤ自体の変形に起因して転がり抵抗が発生し、主に熱エネルギーの形でのエネルギー損失を招く。この転がり抵抗は車両の燃費に深刻な影響を及ぼすことから、転がり抵抗を低減する様々な提案がなされている。例えば、トレッド部に損失正接(tanδ)の小さいゴムを使用すること、トレッド部の厚さを薄くすることが知られているが、損失正接の小さいゴムを使用した場合には、ゴムの物性によってウェット性能や操縦性の低下を伴うおそれがあり、また、トレッド部の厚さを薄くした場合には、耐摩耗性や乗心地性の低下を伴うおそれがあった。   When a pneumatic tire rolls under load, rolling resistance is generated due to deformation of the tread contact surface and the tire itself, which causes energy loss mainly in the form of thermal energy. Since this rolling resistance has a serious effect on the fuel consumption of the vehicle, various proposals for reducing the rolling resistance have been made. For example, it is known to use a rubber with a small loss tangent (tan δ) in the tread part, and to reduce the thickness of the tread part. However, when rubber with a small loss tangent is used, depending on the physical properties of the rubber There is a risk that wet performance and maneuverability may be reduced, and when the thickness of the tread portion is reduced, there is a risk that wear resistance and riding comfort may be reduced.

また、特許文献1に記載された空気入りタイヤでは、タイヤの断面形状を扁平化した上で、トレッド部の踏面におけるタイヤ幅方向の中心位置の高さに対するトレッド部の接地端の肩下がり量を大きくし、かつ交差ベルトの交差幅をトレッド部の接地幅よりも短くすることにより、トレッド部の接地端付近での撓みを大きくしている。これにより、トレッド部のセンター付近の偏心変形を増大させ、トレッド部のセンター付近におけるタイヤ周方向のせん断変形を抑制している。また、交差ベルトの交差幅をトレッド部の接地幅よりも短く、換言すれば、トレッド部の接地端付近のタイヤ径方向内側に交差ベルトを位置させないことにより、交差ベルトのタイヤ幅方向の縮みに起因した、トレッド部の接地端付近におけるタイヤ幅方向のせん断変形を抑制している。これにより、トレッドゴムの歪エネルギーロスを少なくして、転がり抵抗の低減を図っている。
特開2006−1360号公報
Further, in the pneumatic tire described in Patent Document 1, after the cross-sectional shape of the tire is flattened, the amount of shoulder descending of the ground contact edge of the tread portion with respect to the height of the center position in the tire width direction on the tread surface is determined. By increasing the width and making the crossing width of the crossing belt shorter than the grounding width of the tread portion, the deflection near the grounding end of the tread portion is increased. As a result, eccentric deformation near the center of the tread portion is increased, and shear deformation in the tire circumferential direction near the center of the tread portion is suppressed. In addition, the crossing width of the cross belt is shorter than the contact width of the tread portion, in other words, the cross belt is not positioned inside the tire radial direction near the contact end of the tread portion, thereby reducing the cross belt in the tire width direction. Due to this, shear deformation in the tire width direction in the vicinity of the ground contact end of the tread portion is suppressed. As a result, the strain energy loss of the tread rubber is reduced to reduce the rolling resistance.
JP 2006-1360 A

しかし、上述した特許文献1に記載の空気入りタイヤでは、トレッド部のゴムの歪エネルギーロスを低減することはできるが、ベルト部のゴムの歪エネルギーロスの低減は不十分であり、さらなる転がり抵抗低減の余地があることが分かった。
それゆえ、本発明の目的は、ベルト部のゴムの歪エネルギーロスを低減することにより、さらなる転がり抵抗の低減を達成した重荷重用空気入りタイヤを提供することにある。
However, in the pneumatic tire described in Patent Document 1 described above, the strain energy loss of the rubber of the tread portion can be reduced, but the reduction of the strain energy loss of the rubber of the belt portion is insufficient, and further rolling resistance is reduced. It turns out that there is room for reduction.
Therefore, an object of the present invention is to provide a heavy-duty pneumatic tire that achieves further reduction in rolling resistance by reducing strain energy loss of rubber in the belt portion.

本発明の要旨は、以下のとおりである。
(1)1対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、このカーカスのタイヤ径方向外側に、少なくとも3層のゴム被覆コードのベルト層からなるベルトおよびトレッドを具える重荷重用空気入りタイヤにおいて、
前記ベルトは、互いに隣接する2層によるコード交差層と、タイヤ径方向最外側に位置する最外ベルト層と、を有し、
前記最外ベルト層のコードと、前記最外ベルト層に隣接するベルト層のコードとのなす角度は10°以上90°以下であり、
前記最外ベルト層のコードの、タイヤ赤道面に対する傾斜角度は30°以上44°以下である、
ことを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
The gist of the present invention is as follows.
(1) A heavy-duty pneumatic tire having a carcass extending in a toroidal shape between a pair of bead cores and having a belt and a tread comprising a belt layer of at least three rubber-coated cords on the outer side in the tire radial direction of the carcass. In
The belt has a cord crossing layer composed of two layers adjacent to each other, and an outermost belt layer located on the outermost side in the tire radial direction,
The angle formed by the cord of the outermost belt layer and the cord of the belt layer adjacent to the outermost belt layer is 10 ° or more and 90 ° or less,
The inclination angle of the cord of the outermost belt layer with respect to the tire equatorial plane is 30 ° or more and 44 ° or less,
A heavy-duty pneumatic tire characterized by that.

ここで、コード交差層とは、隣接する2層間でコード相互がタイヤ赤道面を挟み異なる方向に配列され、互いに交差するコード配列を有する傾斜ベルト層を意味する。
また、最外ベルト層のコードと、前記最外ベルト層に隣接するベルト層のコードとのなす角度とは、鋭角と鈍角のうち、鋭角を意味する。
Here, the cord crossing layer means an inclined belt layer having cord arrangements in which cords are arranged in different directions between two adjacent layers with the tire equatorial plane sandwiched therebetween and intersect each other.
In addition, the angle formed by the cord of the outermost belt layer and the cord of the belt layer adjacent to the outermost belt layer means an acute angle of an acute angle and an obtuse angle.

(2)前記最外ベルト層のコードは、前記最外ベルト層に隣接するベルト層のコードとタイヤ赤道面に対して同じ向きに傾斜することを特徴とする上記(1)に記載の重荷重用空気入りタイヤ。 (2) The cord of the outermost belt layer is inclined in the same direction with respect to the cord of the belt layer adjacent to the outermost belt layer and the tire equatorial plane. Pneumatic tire.

ここで、同じ向きに傾斜するとは、タイヤ幅方向をx軸、タイヤ周方向をy軸とした座標系において、両コードが、0座標を通るように平行移動させた場合、両コードが同一象限内に存在することを意味する。   Here, inclining in the same direction means that in a coordinate system in which the tire width direction is the x-axis and the tire circumferential direction is the y-axis, the two cords are in the same quadrant when they are translated so as to pass the 0 coordinate. It means to exist within.

(3)少なくともトレッド表面のゴムのtanδが、60℃、1%歪において0.15以下であることを特徴とする上記(1)または(2)に記載の重荷重用空気入りタイヤ。 (3) The heavy-duty pneumatic tire described in (1) or (2) above, wherein at least the tan δ of the rubber on the tread surface is 0.15 or less at 60 ° C. and 1% strain.

(4)前記ベルトを4層のベルト層から構成することを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。 (4) The heavy-duty pneumatic tire according to any one of (1) to (3), wherein the belt is composed of four belt layers.

(5)前記ベルトを構成するベルト層のうち、タイヤ径方向最内側に位置する最内ベルト層のコードと、前記最外ベルト層のコードは、タイヤ赤道面に対して互いに逆向きに交差する方向に延在することを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。 (5) Among the belt layers constituting the belt, the cord of the innermost belt layer located on the innermost side in the tire radial direction and the cord of the outermost belt layer intersect with each other in the opposite directions with respect to the tire equatorial plane. The heavy-duty pneumatic tire according to any one of (1) to (4), wherein the pneumatic tire extends in a direction.

(6)前記ベルトを構成するベルト層のうち、タイヤ径方向最内側に位置する最内ベルト層のコードのタイヤ赤道面に対する傾斜角度と、前記最外ベルト層のコードのタイヤ赤道面に対する傾斜角度との差は、5°以内であることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。 (6) The inclination angle of the cord of the innermost belt layer located on the innermost side in the tire radial direction with respect to the tire equator plane among the belt layers constituting the belt, and the inclination angle of the cord of the outermost belt layer with respect to the tire equator plane The heavy-duty pneumatic tire according to any one of the above (1) to (5), wherein the difference is within 5 °.

本発明により、転がり抵抗をさらに低減した重荷重用空気入りタイヤを提供することができ、昨今の省エネルギーの要請に対して偉効を奏する。   According to the present invention, it is possible to provide a heavy-duty pneumatic tire with further reduced rolling resistance, which is very effective for the recent demand for energy saving.

以下に、本発明の重荷重用空気入りタイヤ(以下、タイヤと称する)の実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
図1において、タイヤ1は、1対のビードコア2間でトロイド状に延びるカーカス3を骨格とし、このカーカス3のタイヤ径方向外側に、少なくとも3層、図示例では3層のゴム被覆コードのベルト層4a、4b、4cからなるベルト4およびトレッド5を具える。
Hereinafter, an embodiment of a heavy duty pneumatic tire (hereinafter referred to as a tire) of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In FIG. 1, a tire 1 has a carcass 3 extending in a toroidal shape between a pair of bead cores 2 as a skeleton, and at least three layers, in the illustrated example, a three-layer rubber-coated belt on the outer side in the tire radial direction. It comprises a belt 4 and a tread 5 consisting of layers 4a, 4b, 4c.

図2は、図1に示すタイヤのトレッドゴムを切り取り、ステップダウンカットを施したベルト展開図であり、図2を用いて、各ベルト層のコード配列について説明する。
3層のベルト層4a、4b、4cは、この順に、タイヤ径方向内側から配置されている。ベルト層4aのコード4acのタイヤ赤道面CLに対する傾斜角度αは、ベルト層4bのコード4bcのタイヤ赤道面CLに対する傾斜角度βと同一であり、ベルト層4aのコード4acはベルト層4bのコード4bcとタイヤ赤道面CLを挟んで交差する方向に延在する。このように、ベルト層4a、4bは、互いに隣接する2層のコード交差層4a、4bを形成する。
なお、コード交差層とは、隣接する2層間でコード相互がタイヤ赤道面CLを挟み異なる方向、すなわち、図2の紙面上、右上がり方向(以下R方向という)と左上がり方向(以下L方向という)に配列され、互いに交差するコード配列を有する傾斜ベルト層を意味する。
さらに、タイヤ径方向最外側に位置する最外ベルト層であるベルト層4cのコード4ccと、ベルト層4cに隣接するベルト層4bのコード4bcとのなす角度、すなわち、傾斜角度の差|β−γ|は10°以上90°以下であり、かつ、ベルト層4cのコード4ccのタイヤ赤道面CLに対する傾斜角度γは30°以上44°以下である。
FIG. 2 is a belt development view where the tread rubber of the tire shown in FIG. 1 is cut out and subjected to a step-down cut. The cord arrangement of each belt layer will be described with reference to FIG.
The three belt layers 4a, 4b, and 4c are arranged in this order from the inner side in the tire radial direction. The inclination angle α of the cord 4ac of the belt layer 4a with respect to the tire equator plane CL is the same as the inclination angle β of the cord 4bc of the belt layer 4b with respect to the tire equator plane CL, and the cord 4ac of the belt layer 4a is the cord 4bc of the belt layer 4b. And the tire equatorial plane CL. In this way, the belt layers 4a and 4b form two adjacent cord crossing layers 4a and 4b.
The cord crossing layer is a direction in which the cords are different from each other with the tire equatorial plane CL sandwiched between two adjacent layers, that is, on the paper surface of FIG. And inclined belt layers having cord arrangements crossing each other.
Further, the angle formed by the cord 4cc of the belt layer 4c, which is the outermost belt layer located on the outermost side in the tire radial direction, and the cord 4bc of the belt layer 4b adjacent to the belt layer 4c, that is, the difference in inclination angle | β− γ | is 10 ° or more and 90 ° or less, and the inclination angle γ of the cord 4cc of the belt layer 4c with respect to the tire equatorial plane CL is 30 ° or more and 44 ° or less.

図3は、本発明の好適実施形態に係るタイヤのベルト展開図である。4層のベルト層4a、4b、4c、4dは、この順に、タイヤ径方向内側から配置されている。ベルト層4bのコード4bcのタイヤ赤道面CLに対する傾斜角度βは、ベルト層4cのコード4ccのタイヤ赤道面CLに対する傾斜角度γと同一であり、ベルト層4bのコード4bcはベルト層4cのコード4ccとタイヤ赤道面CLを挟んで交差する方向に延在し、ベルト層4b、4cはコード交差層を形成する。
また、上述した3層のベルト層の場合と同様に、タイヤ径方向最外側に位置する最外ベルト層であるベルト層4dのコード4dcと、ベルト層4dに隣接するベルト層4cのコード4ccとのなす角度、すなわち、傾斜角度の差|δ−γ|は10°以上90°以下であり、かつ、ベルト層4dのコード4dcのタイヤ赤道面CLに対する傾斜角度γは30°以上44°以下であることが肝要である。以下、この理由を説明する。
FIG. 3 is a development view of a belt of a tire according to a preferred embodiment of the present invention. The four belt layers 4a, 4b, 4c, and 4d are arranged in this order from the inner side in the tire radial direction. The inclination angle β of the cord 4bc of the belt layer 4b with respect to the tire equator plane CL is the same as the inclination angle γ of the cord 4cc of the belt layer 4c with respect to the tire equator plane CL, and the cord 4bc of the belt layer 4b is the cord 4cc of the belt layer 4c. And the belt layers 4b and 4c form a cord crossing layer.
Similarly to the case of the three belt layers described above, the cord 4dc of the belt layer 4d, which is the outermost belt layer located on the outermost side in the tire radial direction, and the cord 4cc of the belt layer 4c adjacent to the belt layer 4d, , That is, the difference in inclination angle | δ−γ | is 10 ° to 90 °, and the inclination angle γ of the cord 4dc of the belt layer 4d with respect to the tire equatorial plane CL is 30 ° to 44 °. It is important to be. Hereinafter, the reason will be described.

転がり抵抗を低減するためには、タイヤの転動時に偏心変形させる必要がある。まず、この偏心変形について、図4を用いて説明する。タイヤの転動時には、図4(a)に示す偏心変形と図4(b)に示すリング変形という2つの変形が複合している。図中、点線は変形前のタイヤの外形、実線は転動時のタイヤの外形を表す。図4(a)に示す偏心変形の場合、回転中心が偏るため、トレッド部の変形は少なくなり、エネルギーロスが小さい。一方、図4(b)に示すリング変形の場合、トレッド部の変形が大きいためエネルギーロスが大きい。このように、トレッド部の変形量を小さくして、ゴムのエネルギーロスを低減するために、タイヤの転動時に偏心変形させる必要がある。   In order to reduce rolling resistance, it is necessary to perform eccentric deformation when the tire rolls. First, this eccentric deformation will be described with reference to FIG. When the tire rolls, two deformations, that is, eccentric deformation shown in FIG. 4 (a) and ring deformation shown in FIG. 4 (b) are combined. In the figure, the dotted line represents the outer shape of the tire before deformation, and the solid line represents the outer shape of the tire during rolling. In the case of the eccentric deformation shown in FIG. 4A, since the rotation center is biased, the tread portion is less deformed and the energy loss is small. On the other hand, in the case of the ring deformation shown in FIG. 4B, the energy loss is large because the tread portion is largely deformed. Thus, in order to reduce the amount of deformation of the tread portion and reduce the energy loss of rubber, it is necessary to perform eccentric deformation when the tire rolls.

そこで、本発明者らが、タイヤの転動時に偏心変形を大きくするために扁平化した従来例タイヤを、有限要素法(FEM)を用いて詳細に解析すると、この従来例タイヤでは、最外ベルト層からトレッド表面までのトレッドゴム部では転がり抵抗に対応する歪エネルギーロスが小さくなっているが、ベルト層間のゴムの歪エネルギーロスは小さくならないことが分かった。それゆえ、ベルトのゴムの歪エネルギーロスを低減することにより、さらなる転がり抵抗の低減が達成可能であると考え、本発明の目的とした。
この原因を解析するために、図5に示すような、4層のベルト層からなるベルトを有するタイヤにおいて、各ベルトのコード角度を検討した。図5は、タイヤ1を横から見たときのベルト4およびトレッド5を示し、矢印がタイヤの進行方向を表す。無負荷時には曲率を持っていたベルト層4a、4b、4c、4dは、図5に示す負荷転動時には平坦な路面10に押し付けられて曲げ変形をする。このとき曲げの中立面(図中点線で示す)はコード交差層4b、4cの間にあるため、このコード交差層4b、4cのタイヤ径方向内側にあるベルト層4aはタイヤ周方向に引張され、タイヤ径方向外側にあるベルト層4dはタイヤ周方向に圧縮される。表1に示す、従来のタイヤの各ベルトのコード傾斜角度を参照すると、ベルト層4c、4dのコード傾斜角度は同一であり、タイヤ径方向最外側に位置する最外ベルト層であるベルト層4dのコード傾斜角度がタイヤ周方向に近いため、曲げ変形により荷重時に周方向圧縮を受けてもコードの剛性が高く圧縮されない。このため、ベルト層4c、4d間で大きなせん断が発生し、これが歪エネルギーのロスを発生させていることが分かった。
これを改良するためには、ベルト層4dを周方向に圧縮されやくすれば良く、このためには周方向(タイヤ赤道面)に対するベルト層4dのコードの傾斜角度を大きくすることで、コードの剛性に影響されにくくすればよいことに想到した。一例として、本発明に従うタイヤの各ベルトのコード傾斜角度を表1に併せて示す。
Therefore, when the inventors analyzed in detail the conventional tire flattened in order to increase the eccentric deformation at the time of rolling of the tire using the finite element method (FEM), It was found that the strain energy loss corresponding to the rolling resistance is small in the tread rubber portion from the belt layer to the tread surface, but the strain energy loss of the rubber between the belt layers is not small. Therefore, it was considered that a further reduction in rolling resistance can be achieved by reducing the strain energy loss of the rubber of the belt, and the object of the present invention.
In order to analyze this cause, the cord angle of each belt was examined in a tire having a belt composed of four belt layers as shown in FIG. FIG. 5 shows the belt 4 and the tread 5 when the tire 1 is viewed from the side, and the arrows indicate the traveling direction of the tire. The belt layers 4a, 4b, 4c, and 4d, which have a curvature when no load is applied, are pressed against the flat road surface 10 during the load rolling shown in FIG. At this time, the neutral plane of bending (indicated by the dotted line in the figure) is between the cord crossing layers 4b and 4c, so the belt layer 4a inside the cord crossing layers 4b and 4c in the tire radial direction is pulled in the tire circumferential direction. The belt layer 4d on the outer side in the tire radial direction is compressed in the tire circumferential direction. Referring to the cord inclination angles of the belts of the conventional tire shown in Table 1, the belt layers 4c and 4d have the same cord inclination angle, and the belt layer 4d, which is the outermost belt layer located on the outermost side in the tire radial direction. Since the cord inclination angle is close to the tire circumferential direction, even if it is subjected to circumferential compression at the time of load due to bending deformation, the cord has high rigidity and is not compressed. For this reason, it was found that a large shear was generated between the belt layers 4c and 4d, which caused a loss of strain energy.
In order to improve this, the belt layer 4d may be easily compressed in the circumferential direction, and for this purpose, the inclination angle of the cord of the belt layer 4d with respect to the circumferential direction (tire equatorial plane) is increased, thereby I came up with the idea that it should be made less susceptible to rigidity. As an example, the cord inclination angle of each belt of the tire according to the present invention is also shown in Table 1.

Figure 2010120530
Figure 2010120530

次に、タイヤ(サイズ:11R22.5)に内圧700kPa、荷重2.45kNを与えて、リム(サイズ:7.50)に組み付けてタイヤ車輪として、転がり抵抗をFEM解析した結果を図6、7に示す。
図6において、横軸は、ベルト層4cのコード4ccのタイヤ赤道面CLに対する傾斜角度γと、ベルト層4dのコード4dcのタイヤ赤道面CLに対する傾斜角度δとの角度差(δ−γ)であり、縦軸は、この角度差を−20°〜120°まで変化させたときの転がり抵抗を指数で表したものである。すなわち、この角度差がマイナスになるときは、γ>δのときである。指数は、ベルト層4cのコード4ccの傾斜角度γとベルト層4dのコード4ddの傾斜角度δが等しいとき(γ=δ)の転がり抵抗を100として指数で表し、数値が小さいほうが転がり抵抗が小さいことを表す。
Next, an internal pressure of 700 kPa and a load of 2.45 kPa were applied to the tire (size: 11R22.5), and the result of FEM analysis of the rolling resistance as a tire wheel assembled to the rim (size: 7.50) is shown in FIGS. Shown in
In FIG. 6, the horizontal axis represents the angle difference (δ−γ) between the inclination angle γ of the belt layer 4 c with respect to the tire equator plane CL of the cord 4 cc and the inclination angle δ with respect to the tire equator plane CL of the cord 4 dc of the belt layer 4 d. Yes, the vertical axis represents the rolling resistance when this angular difference is changed from −20 ° to 120 ° as an index. That is, when this angle difference becomes negative, γ> δ. The index is expressed as an index with the rolling resistance when the inclination angle γ of the cord 4cc of the belt layer 4c is equal to the inclination angle δ of the cord 4dd of the belt layer 4d (γ = δ) as 100, and the rolling resistance is smaller when the numerical value is smaller. Represents that.

図6より、角度差が10°の場合は転がり抵抗は2%低減しており、角度差が10°〜98°の範囲では効果的に転がり抵抗を低減できていることが分かる。特に、角度差が20°〜95°の範囲では、実タイヤでの転がり抵抗の計測ばらつき2%を大きく超えて改良されており、効果が大きいことが分かる。なお、角度差が90°超の場合、転がり抵抗低減の観点からは好ましいが、ベルト層4cと4dとの間で荷重時のせん断歪が増加し、ベルト層間のセパレーションが発生しやすくなるという不具合が生じるおそれがあるため、本発明において、角度差を10°〜90°の範囲に規定した。   FIG. 6 shows that the rolling resistance is reduced by 2% when the angular difference is 10 °, and the rolling resistance can be effectively reduced when the angular difference is in the range of 10 ° to 98 °. In particular, when the angle difference is in the range of 20 ° to 95 °, it can be seen that the measurement variation of the rolling resistance in the actual tire is greatly improved over 2%, and the effect is great. In addition, when the angle difference is more than 90 °, it is preferable from the viewpoint of reducing rolling resistance, but there is a problem in that the shear strain during loading increases between the belt layers 4c and 4d, and separation between the belt layers is likely to occur. Therefore, in the present invention, the angle difference is defined in the range of 10 ° to 90 °.

図7において、横軸は、ベルト層4dのコード4dcのタイヤ赤道面CLに対する傾斜角度δであり、縦軸は、この傾斜角度δを変化させたときの転がり抵抗を指数で表したものである。指数は、従来タイヤの傾斜角度である18°を100として指数で表し、数値が小さいほうが転がり抵抗が小さいことを表す。
図7より、傾斜角度δが30°の場合は転がり抵抗は3%低減しており、傾斜角度δが30°〜44°の範囲では、実タイヤでの転がり抵抗の計測ばらつき2%を超えて、効果的に転がり抵抗を低減できていることが分かる。なお、最も好ましい傾斜角度は40°である。
In FIG. 7, the horizontal axis represents the inclination angle δ of the cord 4dc of the belt layer 4d with respect to the tire equatorial plane CL, and the vertical axis represents the rolling resistance when the inclination angle δ is changed, expressed as an index. . The index is expressed as an index with the inclination angle of the conventional tire being 18 ° as 100, and the smaller the numerical value, the smaller the rolling resistance.
From FIG. 7, when the inclination angle δ is 30 °, the rolling resistance is reduced by 3%, and when the inclination angle δ is in the range of 30 ° to 44 °, the measurement variation of the rolling resistance in the actual tire exceeds 2%. It can be seen that the rolling resistance can be effectively reduced. The most preferable inclination angle is 40 °.

なお、上述の説明では、図3に示すような4層のベルト構成であって、ベルト層4b、4cがコード交差層を構成する例を参照してきたが、図8に示すような4層のベルト構造であって、ベルト層4a、4bがコード交差層を構成する場合も同様である。
さらに、4層のベルト構成の場合だけでなく、図1、2に示すような3層のベルト層4a、4b、4cからなるベルト構成の場合も同様に、タイヤ径方向最外側に位置する最外ベルト層であるベルト層4cが周方向に圧縮されにくく、ベルト層4b、4c間で大きなせん断歪を発生し、歪エネルギーロスが大きくなる。よって、ベルト層4cを周方向に圧縮されやすいようにベルト層4cのコードの傾斜角度を大きくすることが有効である。
In the above description, reference has been made to an example in which the belt structure has four layers as shown in FIG. 3 and the belt layers 4b and 4c form a cord crossing layer. The same applies to the belt structure in which the belt layers 4a and 4b constitute a cord crossing layer.
Further, not only in the case of the four-layer belt configuration, but also in the case of the belt configuration including the three-layer belt layers 4a, 4b, and 4c as shown in FIGS. The belt layer 4c which is the outer belt layer is hardly compressed in the circumferential direction, and a large shear strain is generated between the belt layers 4b and 4c, resulting in a large strain energy loss. Therefore, it is effective to increase the inclination angle of the cord of the belt layer 4c so that the belt layer 4c is easily compressed in the circumferential direction.

以下、本発明のタイヤのさらなる好適実施形態について説明する。
ベルト4を構成するベルト層4a、4b、4cのうち、タイヤ径方向最外側に位置する最外ベルト層4cのコード4ccは、最外ベルト層4cに隣接するベルト層4bのコード4bcとタイヤ赤道面CLに対して同じ向きに傾斜することがベルト耐久性向上のために好適である。
なお、同じ向きに傾くとは、タイヤ幅方向をx軸、タイヤ周方向をy軸とした座標系において、両コードが、0座標を通るように平行移動させた場合、両コードが同一象限内に存在することを意味する。
Hereinafter, further preferred embodiments of the tire of the present invention will be described.
Of the belt layers 4a, 4b and 4c constituting the belt 4, the cord 4cc of the outermost belt layer 4c located on the outermost side in the tire radial direction is the same as the cord 4bc of the belt layer 4b adjacent to the outermost belt layer 4c and the tire equator. Inclination in the same direction with respect to the surface CL is suitable for improving belt durability.
Note that, in the coordinate system in which the tire width direction is the x-axis and the tire circumferential direction is the y-axis, when the two cords are translated so as to pass the 0 coordinate, the two cords are in the same quadrant. Means to exist.

少なくともトレッド表面のゴム(いわゆるキャップゴム)のtanδが、60℃、1%歪において0.15以下であることが好適である。上述したとおり、ベルト部のゴムのエネルギーを低減した上で、トレッド部の表面にtanδの低いゴムを使うことにより、さらなる転がり抵抗の低減が達成できる。なお、上記の範囲に規定したのは、tanδが0.15超の場合、エネルギーロスの低減の効果が低いおそれがあるためである。   At least the tan δ of the rubber on the tread surface (so-called cap rubber) is preferably 0.15 or less at 60 ° C. and 1% strain. As described above, the rolling resistance can be further reduced by using the rubber having a low tan δ on the surface of the tread portion while reducing the energy of the rubber of the belt portion. The reason why the above range is specified is that when tan δ exceeds 0.15, the effect of reducing energy loss may be low.

ベルトを構成するベルト層のうち、タイヤ径方向最内側に位置する最内ベルト層のコードと、タイヤ径方向最外側に位置する最外ベルト層のコードは、タイヤ赤道面に対して互いに逆向きに交差する方向に延在することが好適である。
図2を参照して説明すると、最内ベルト層4aのコード4acと、最外ベルト層4cのコード4ccは、タイヤ赤道面CLに対して互いに逆向きに交差する方向に延在している。また、図3、8を参照して説明すると、最内ベルト層4aのコード4acと、最外ベルト層4dのコード4dcは、タイヤ赤道面CLに対して互いに逆向きに交差する方向に延在している。この構成により、ベルト層4aが4bを、ベルト層4dが4cを効果的に変形抑制することで、ベルト層4bと4cとの間のせん断歪を低減でき、ベルト耐久性を向上させることができる。
Among the belt layers constituting the belt, the cord of the innermost belt layer located on the innermost side in the tire radial direction and the cord of the outermost belt layer located on the outermost side in the tire radial direction are opposite to each other with respect to the tire equatorial plane. It is preferable to extend in a direction intersecting with.
Referring to FIG. 2, the cord 4ac of the innermost belt layer 4a and the cord 4cc of the outermost belt layer 4c extend in directions intersecting with the tire equatorial plane CL in opposite directions. 3 and 8, the cord 4ac of the innermost belt layer 4a and the cord 4dc of the outermost belt layer 4d extend in directions opposite to each other with respect to the tire equatorial plane CL. is doing. With this configuration, the belt layer 4a effectively suppresses deformation of the belt layer 4b and the belt layer 4d of 4c effectively suppresses the shear strain between the belt layers 4b and 4c, thereby improving the belt durability. .

また、最内ベルト層のコードのタイヤ赤道面に対する傾斜角度と、最外ベルト層のコードのタイヤ赤道面に対する傾斜角度との差は、5°以内であることが好適である。
図2を参照して説明すると、最内ベルト層4aのコード4acのタイヤ赤道面CLに対する傾斜角度αと、最外ベルト層4cのコード4ccのタイヤ赤道面CLに対する傾斜角度γとの差|α−γ|≦5°であり、また、図3、8を参照して説明すると、最内ベルト層4aのコード4acのタイヤ赤道面CLに対する傾斜角度αと、最外ベルト層4dのコード4dcのタイヤ赤道面CLに対する傾斜角度δとの差|α−δ|≦5°である。この構成により、ベルト層4aと4dの部材準備が容易になり、製造コストを下げることができる。
Further, the difference between the inclination angle of the cord of the innermost belt layer with respect to the tire equator plane and the inclination angle of the cord of the outermost belt layer with respect to the tire equator plane is preferably within 5 °.
Referring to FIG. 2, the difference between the inclination angle α of the cord 4ac of the innermost belt layer 4a with respect to the tire equator plane CL and the inclination angle γ of the cord 4cc of the outermost belt layer 4c with respect to the tire equator plane CL | α −γ | ≦ 5 °, and with reference to FIGS. 3 and 8, the inclination angle α of the cord 4ac of the innermost belt layer 4a with respect to the tire equatorial plane CL, and the cord 4dc of the outermost belt layer 4d. The difference from the inclination angle δ with respect to the tire equatorial plane CL is | α−δ | ≦ 5 °. With this configuration, the member preparation of the belt layers 4a and 4d is facilitated, and the manufacturing cost can be reduced.

本発明のタイヤおよび従来のタイヤを、後述する仕様のもとに試作し、転がり抵抗指数を測定したので以下に説明する。
各供試タイヤは、いずれも、図3に示すように4層のベルト層4a、4b、4c、4dを有し、この順にタイヤ径方向内側から配置されている。各供試タイヤの各ベルト層のコード傾斜角度は表2に示す通りである。
また、各供試タイヤのトレッド表面(キャップ)のゴム材料について、表2中、「従来」とあるのはゴムのtanδが、60℃、1%歪において0.20であることを意味し、「低ロス」とあるのはゴムのtanδが、60℃、1%歪において0.12であることを意味している。
The tire of the present invention and the conventional tire were prototyped according to the specifications described later, and the rolling resistance index was measured.
Each of the test tires has four belt layers 4a, 4b, 4c, and 4d as shown in FIG. 3, which are arranged in this order from the inner side in the tire radial direction. Table 2 shows the cord inclination angle of each belt layer of each test tire.
Moreover, regarding the rubber material of the tread surface (cap) of each test tire, “Conventional” in Table 2 means that the tan δ of the rubber is 0.20 at 60 ° C. and 1% strain, “Low loss” means that the tan δ of the rubber is 0.12 at 60 ° C. and 1% strain.

各供試タイヤ(サイズ:11R22.5)をリム(サイズ:7.50)に組み付けてタイヤ車輪とし、タイヤ内圧を700kPaに調整した後、新品時の断面幅を計測すると、いずれも283mmであった。上記タイヤを荷重2.45kN、速度80km/hにてドラム試験機(外径:1.7m、スムーススチール)にて転がり抵抗計測を実施した。この転がり抵抗計測は、ISO18164に準拠している。測定結果は、従来例タイヤ1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。   Each test tire (size: 11R22.5) was assembled to a rim (size: 7.50) to form a tire wheel. It was. The rolling resistance of the tire was measured with a drum tester (outer diameter: 1.7 m, smooth steel) at a load of 2.45 kN and a speed of 80 km / h. This rolling resistance measurement is based on ISO18164. The measurement results were indexed with the rolling resistance of the conventional tire 1 as 100. It shows that rolling resistance is so small that this index | exponent is small.

Figure 2010120530
Figure 2010120530

表2より分かるように、発明例タイヤ1、3は従来例タイヤ1に比較して、転がり抵抗指数が減少していることが分かる。また、tanδの小さいゴムをトレッド表面に用いた場合、発明例タイヤ2は、従来例タイヤ2に比較して、転がり抵抗指数が減少していることが分かる。   As can be seen from Table 2, it can be seen that the invention example tires 1 and 3 have a reduced rolling resistance index compared to the conventional example tire 1. Moreover, when rubber | gum with small tan-delta is used for the tread surface, it turns out that the rolling resistance index of the invention example tire 2 is reducing compared with the conventional example tire 2. FIG.

よって、ベルト層のコードの傾斜角度を規定することにより、転がり抵抗の低減が達成でき、さらに、tanδの小さいゴムをトレッド表面に用いることで、よりこの効果を高めたタイヤを提供可能であることが分かった。   Therefore, by defining the inclination angle of the cord of the belt layer, it is possible to achieve a reduction in rolling resistance, and furthermore, by using rubber with a small tan δ on the tread surface, it is possible to provide a tire with further enhanced this effect. I understood.

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. 図1に示すタイヤのベルト展開図である。FIG. 2 is a belt development view of the tire shown in FIG. 1. 本発明の好適実施形態に係るタイヤのベルト展開図である。It is a belt development view of a tire concerning a suitable embodiment of the present invention. 偏心変形とリング変形を説明するための図である。It is a figure for demonstrating eccentric deformation and ring deformation. 負荷転動時のベルト変形を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the belt deformation | transformation at the time of load rolling. ベルト層のコードの角度差(δ−γ)に対する転がり抵抗指数を表すグラフである。It is a graph showing the rolling resistance index | exponent with respect to the angle difference ((delta)-(gamma)) of the code | cord | chord of a belt layer. 最外ベルト層のコードの傾斜角度に対する転がり抵抗指数を表すグラフである。It is a graph showing the rolling resistance index with respect to the inclination angle of the cord of the outermost belt layer. 本発明のその他の好適実施形態に係るタイヤのベルト展開図である。It is a belt development view of a tire concerning other suitable embodiments of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 タイヤ
2 ビードコア
3 カーカス
4 ベルト
4a、4b、4c、4d ベルト層
4ac、4bc、4cc、4dc ベルト層のコード
10 路面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tire 2 Bead core 3 Carcass 4 Belt 4a, 4b, 4c, 4d Belt layer 4ac, 4bc, 4cc, 4dc Belt layer cord 10 Road surface

Claims (6)

1対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、このカーカスのタイヤ径方向外側に、少なくとも3層のゴム被覆コードのベルト層からなるベルトおよびトレッドを具える重荷重用空気入りタイヤにおいて、
前記ベルトは、互いに隣接する2層によるコード交差層と、タイヤ径方向最外側に位置する最外ベルト層と、を有し、
前記最外ベルト層のコードと、前記最外ベルト層に隣接するベルト層のコードとのなす角度は10°以上90°以下であり、
前記最外ベルト層のコードの、タイヤ赤道面に対する傾斜角度は30°以上44°以下である、
ことを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
In a heavy duty pneumatic tire comprising a carcass extending in a toroidal shape between a pair of bead cores, and a belt composed of at least three rubber-coated belt layers and a tread on the outer side in the tire radial direction of the carcass,
The belt has a cord crossing layer composed of two layers adjacent to each other, and an outermost belt layer located on the outermost side in the tire radial direction,
The angle formed by the cord of the outermost belt layer and the cord of the belt layer adjacent to the outermost belt layer is 10 ° or more and 90 ° or less,
The inclination angle of the cord of the outermost belt layer with respect to the tire equatorial plane is 30 ° or more and 44 ° or less,
A heavy-duty pneumatic tire characterized by that.
前記最外ベルト層のコードは、前記最外ベルト層に隣接するベルト層のコードとタイヤ赤道面に対して同じ向きに傾斜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。   The heavy load pneumatic tire according to claim 1, wherein the cord of the outermost belt layer is inclined in the same direction with respect to the cord of the belt layer adjacent to the outermost belt layer and the tire equatorial plane. 少なくともトレッド表面のゴムのtanδが、60℃、1%歪において0.15以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の重荷重用空気入りタイヤ。   3. The heavy duty pneumatic tire according to claim 1, wherein at least the tan δ of the rubber on the tread surface is 0.15 or less at 60 ° C. and 1% strain. 4. 前記ベルトを4層のベルト層から構成することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。   The heavy duty pneumatic tire according to any one of claims 1 to 3, wherein the belt is composed of four belt layers. 前記ベルトを構成するベルト層のうち、タイヤ径方向最内側に位置する最内ベルト層のコードと、前記最外ベルト層のコードは、タイヤ赤道面に対して互いに逆向きに交差する方向に延在することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。   Of the belt layers constituting the belt, the cord of the innermost belt layer located on the innermost side in the tire radial direction and the cord of the outermost belt layer extend in directions intersecting with the tire equatorial plane in opposite directions. The heavy-duty pneumatic tire according to any one of claims 1 to 4, wherein the pneumatic tire is used. 前記ベルトを構成するベルト層のうち、タイヤ径方向最内側に位置する最内ベルト層のコードのタイヤ赤道面に対する傾斜角度と、前記最外ベルト層のコードのタイヤ赤道面に対する傾斜角度との差は、5°以内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重荷重用空気入りタイヤ。   Of the belt layers constituting the belt, the difference between the inclination angle of the cord of the innermost belt layer located on the innermost side in the tire radial direction with respect to the tire equator plane and the inclination angle of the cord of the outermost belt layer with respect to the tire equator plane Is within 5 °, the heavy duty pneumatic tire according to any one of claims 1 to 5.
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