JP4210101B2 - Pneumatic tire and method for manufacturing pneumatic tire - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤ、及び空気入りタイヤの製造方法にかかり、特に、サイド部表面の亀裂発生を抑えた空気入りタイヤ、及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、扁平率が55%以下の超扁平空気入りラジアルタイヤにおいては、使用条件下での荷重に伴うタイヤサイド部の変形領域の狭さに起因して、タイヤサイド部へ変形が集中し易い。
【0003】
この範囲内のタイヤサイド部表面上に文字、記号等を表す突起が存在すると、突起の付け根に歪みが集中し、ここを起点としてタイヤサイドゴム層に亀裂破壊が生じ易い。
【0004】
この問題を解決するためには、(1)サイドゴム層全体の50%弾性率を小さくし、サイドゴム層の耐亀裂破壊性を向上させる、(2)文字等の突起の付け根の仕上げRを大きくする、(3)サイド部に文字等の突起を設けないようにする、等の対策が考えられる。
【0005】
なお、従来技術として、サイド部を複数種類のゴムで形成した空気入りタイヤ(例えば、特許文献1〜3参照)、が提案されている。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−198325公報
【特許文献2】
特開2001−199209公報
【特許文献3】
特開平5−185810号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような対策でサイド部の亀裂破壊問題を解決しようとした場合には、それぞれ、以下のような問題点がある。
(1) 一般にゴムの破壊特性は、ゴムの50%弾性率(M50)と概ね関係があり、50%弾性率が小さく軟らかいゴムほど耐破壊性に優れるのが一般的である。サイドゴム層全体の50%弾性率を小さくし、サイドゴム層の耐亀裂破壊性を向上しようとした場合には、サイド部の剛性が小さくなり過ぎて、超扁平タイヤに要求されるような運動性能を達成し難くなる。
【0008】
また、サイド部の剛性が小さくなることにより、同じ条件下でもサイド部の撓み量が大きくなる。
【0009】
これに伴い、サイド部表面での歪みが増大してしまい、結果として期待したほど効果が得られなくなる。
【0010】
(2) 文字等の突起の付け根の仕上げRを大きくすることは、モールド加工の工数を増大させ、コストアップの要因となるばかりでなく、全ての突起の付け根部分の仕上げRを均一に仕上げることは工作精度上非常に難しい。
【0011】
(3) サイド部に文字等の突起を設けないようにすうる配置の変更は、重要なタイヤの構成要素であるタイヤ外観デザインに対して大幅な制約を課することになるが、超扁平タイヤでは、文字等を配置できるタイヤ断面高さ方向の範囲が非常に狭く、事実上実施は困難であることが多い。
【0012】
なお、特開2000−198325号公報に記載の発明は、タイヤゴム間の割れや剥離に起因した損傷の防止を目的としており、サイド部表面で発生する亀裂を防止する目的のものではない。
【0013】
また、特開2001−199209号公報に記載の発明は、サイド部にサイドゴム層より硬い補強ゴム層を設けているため、サイド部表面で発生する亀裂を防止することはできない。
【0014】
また、特開平5−199209号公報に記載の発明は、繊維補強材を配合した保護ゴム層をサイド部に設け、縁石などによるサイド部のカットを防止することを目的としており、引張り歪みによる亀裂の発生を防止するものではない。
【0015】
本発明は上記事実を考慮し、サイド部の表面から亀裂を発生し難い空気入りタイヤ、及びその製造方法を提供することが目的である。
【0016】
【課題を解決するための手段】
かかる問題を解決するために、発明者は種々実験検討を重ねた結果、亀裂発生の原因となる歪みの発生する領域に対してのみ的確な対応を行い、それ以外の大部分を構成するサイドゴム層については耐亀裂性以外の要求性能に対応したゴム質を配置することで、耐亀裂破壊性以外のサイド部に要求される性能を犠牲にすることなく、超扁平タイヤの耐亀裂破壊性の向上を図れることを見出した。
【0017】
また、サイド部の3次元的な歪分布解析の結果、サイド部の文字等の突起の付け根を起点とする亀裂破壊を起こす歪みは、タイヤ表面に沿ったタイヤ変形方向への引張り歪みが主原因であることが判明した。
【0018】
請求項1に記載の発明は上記事実に鑑みてなされたものであって、一対のビード部と、一方のビード部から他方のビード部に跨って延びるトロイド状のカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に位置する補強層と、前記補強層のタイヤ径方向外側に位置し、トレッド部を構成するトレッドゴム層と、前記カーカスのタイヤ軸方向外側に位置し、サイド部を構成するサイドゴム層と、を備えた空気入りタイヤであって、前記サイド部のタイヤ外表面には、前記サイドゴム層よりも50%弾性率の低いゴムからなる保護層が設けられ、前記保護層には高さ0.5mm以上の突起が設けられ、タイヤ外表面に立てた法線に沿って計測する前記保護層の厚さをt、前記法線に沿って計測する前記サイド部の厚さをT、としたときに、0.1≦t/T≦0.3を満足し、前記突起は、タイヤ断面高さの58%以上68%以下の範囲内、かつ前記保護層の端部よりも5mm以上離れた位置に設けられている、ことを特徴としている。
【0019】
次に、請求項1に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【0020】
走行により空気入りタイヤのサイド部表面には、タイヤ径方向に沿った引張り歪みを生ずるが、サイド部表面には、サイドゴム層よりも50%弾性率の低いゴムからなる保護層が設けられているため、サイド部表面の耐亀裂破壊性が向上する。
【0021】
したがって、サイド部表面に、文字等の突起等が形成されていても、該突起の付け根から亀裂が発生し、成長することを抑制することが出来る。
なお、高さ0.5mm以上の突起は、付け根付近に歪みが集中し易く、亀裂を発生し易いので、耐久性の向上を達成するためには、この突起の付け根を耐亀裂破壊性に優れた保護層で効果的にカバーする必要がある。したがって、高さ0.5mm以上の突起は、サイド部のタイヤ外表面のタイヤ断面高さの58%以上68%以下の範囲内、かつ保護層の端部よりも5mm以上離れた位置に設ける。
【0022】
なお、保護層の厚さをtとサイド部の厚さTとの比率t/Tが0.1未満では、サイド部表面から発生する亀裂を抑制する効果が不足する。
【0023】
一方、比率t/Tが0.3を越えると、サイド部の剛性が低下してタイヤ本来の性能を低下させてしまう。
【0024】
したがって、保護層の厚さをtとサイド部の厚さTとの比率t/Tは、0.1≦t/T≦0.3を満足させる必要がある。
【0025】
なお、ここでいう50%弾性率(M50)とは、50%伸び時における引張応力(単位:Pa。JIS K 6251による。)である。
【0026】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の空気入りタイヤにおいて、前記保護層は、タイヤ断面高さの55〜70%の範囲内に設けられている、ことを特徴としている。
【0027】
次に、請求項2に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【0028】
サイド部の中でも、タイヤ断面高さの55〜70%の範囲内は、特に引張り歪みの大きな部位であるので、この範囲内には耐亀裂破壊性に優れた50%弾性率の低いゴムからなる保護層を配置しておくことが好ましい。
【0029】
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の空気入りタイヤにおいて、前記サイドゴム層の50%弾性率をM50a、前記保護層のゴムの50%弾性率をM50bとしたときに、0.3≦M50b/M50a≦0.8を満足する、ことを特徴としている。
【0030】
次に、請求項3に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【0031】
サイドゴム層の50%弾性率M50aと保護層のゴムの50%弾性率M50bとの比率M50b/M50aを0.3≦M50b/M50a≦0.8としたのは、サイドゴム層と保護層とのそれぞれに要求される特性を明確にして使い分けるためである。
【0032】
ここで、比率M50b/M50aが0.3未満になると、保護層が軟らかすぎて、縁石、小石片等の外的要因でのカット等に対する耐久性が大きく劣ってしまう。
【0033】
一方、比率M50b/M50aが0.8を越えると、保護層のゴムの50%弾性率M50bがサイドゴム層の弾性率M50aに近づき過ぎ、保護層を設けた効果、即ち、従来タイヤからの耐亀裂破壊性の改良効果が殆ど見込めなくなる。
【0034】
したがって、サイドゴム層の50%弾性率M50aと保護層のゴムの50%弾性率M50bとの比率M50b/M50aは、0.3≦M50b/M50a≦0.8を満足することが好ましい。
【0035】
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記サイドゴム層の50%弾性率が1.1MPa以上2.0MPa以下、前記保護層を構成するゴムの50%弾性率が0.7MPa以上0.9MPa以下に設定されている、ことを特徴としている。
【0036】
次に、請求項4に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【0037】
サイドゴム層の50%弾性率を1.1MPa以上2.0MPa以下、保護層を構成するゴムの50%弾性率を0.7MPa以上0.9MPa以下に設定すると、例えば、扁平率が55%以下の超扁平タイヤにおいて要求される運動性能、乗心地特性等と、耐久性が最も良く両立することができる。
【0038】
ここで、サイドゴム層の50%弾性率が1.1MPa未満になると、レーンチェンジに代表されるような操縦安定性の悪化が目立ち、超扁平タイヤとしての要求性能を満足し難くなる。
【0039】
一方、サイドゴム層の50%弾性率が2.0MPaを越えると、サイドゴム層の剛性が高くなりすぎて、突起乗り越え時に代表される乗心地の大幅な悪化を招いてしまう。
【0040】
また、保護層を構成するゴムの50%弾性率が0.7MPa未満になると、サイドゴム層との剛性差が大きくなり過ぎて、サイドゴム層と保護層との境界領域での歪み分布にゆがみが生じて、かえって耐破壊性の悪化をもたらす懸念がある。
【0041】
一方、保護層を構成するゴムの50%弾性率が0.9MPaを越えると、サイドゴム層の50%弾性率と非常に近い物性となり、亀裂発生を抑える効果が期待出来なくなる。
【0042】
したがって、サイドゴム層の50%弾性率を1.1MPa以上2.0MPa以下、保護層を構成するゴムの50%弾性率を0.7MPa以上0.9MPa以下に設定することが好ましい。
【0047】
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記サイド部をタイヤ外表面に対して直角な断面で見たときに、前記突起の付け根部分は、タイヤ外側に曲率中心を有する円弧形状に形成され、前記円弧形状の曲率半径をRとしたきに、0.2mm≦R≦1.0mmを満足する、ことを特徴としている。
【0048】
次に、請求項5に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【0049】
円弧形状の曲率半径Rが0.2mm未満になると、突起の付け根に歪みが集中し易くなり好ましくない。
【0050】
一方、円弧形状の曲率半径Rが1.0mmを越えると、空気入りタイヤを加硫成形するためのモールドを加工する際の工数が増大し、コストアップの要因となる。
【0051】
また、突起の付け根の全て部分の仕上げRを均一に仕上げることは工作精度上非常に難しい。
【0052】
請求項6に記載の空気入りタイヤの製造方法は、前記サイドゴム層と前記保護層とを一体押出によって形成した、ことを特徴としている。
【0053】
請求項6に記載の空気入りタイヤの製造方法では、サイドゴム層と保護層とを、例えば、ゴムの2層押出機等を用いて一体押出して形成したので、サイドゴム層と保護層とが強固に圧着し合い、界面の耐久性を向上することができる。
【0054】
また、サイドゴム層と保護層とをタイヤ成形ドラム上で貼り合わせる場合に比較して圧着が十分であり、セメント等を使用しないことから、余分な界面を増やさずに済む利点がある。
【0055】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【0056】
図1に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ10は、一対のビード部12(図1では片側省略)をトロイド状に跨る複数枚のカーカス14プライからなるカーカス14を備えている。
【0057】
カーカス14は、ビード部12に埋設されているビードコア16をタイヤ内側から外側に向けて巻き上げられている。
【0058】
カーカス14のタイヤ径方向外側には複数のベルトプライからなるベルト18が設けられており、さらにベルト18のタイヤ径方向外側にはベルト補強層20、及びトレッドゴム層22が設けられている。
【0059】
また、カーカス14のタイヤ軸方向外側には、サイドゴム層24が設けられている。
【0060】
サイドゴム層24の表面の一部分には、サイドゴム層24とは異なるゴムからなる保護層26が、タイヤ断面高さSHの55〜70%の範囲内に設けられている。
【0061】
タイヤ外表面に立てた法線に沿って計測する保護層26の厚さをt、該法線に沿って計測するサイド部28の厚さをT、としたときに、0.1≦t/T≦0.3を満足することが好ましい。
【0062】
サイドゴム層24の50%弾性率をM50a、保護層26のゴムの50%弾性率をM50bとしたときに、0.3≦M50b/M50a≦0.8を満足することが好ましい。
【0063】
サイドゴム層24の50%弾性率M50aは1.1MPa以上2.0MPa以下、保護層26を構成するゴムの50%弾性率M50bは0.7MPa以上0.9MPa以下が好ましい。
【0064】
図2に示すように、保護層26のタイヤ外表面には、文字、数値等を構成する高さ0.5mm以上の突起30が形成されている。
【0065】
この突起30は、図1に示すように、タイヤ断面高さSHの58%以上68%以下の範囲内、かつ保護層26の端部よりも5mm以上離れた位置に設けることが好ましい。
【0066】
図2に示すように、サイド部28をタイヤ外表面に対して直角な断面で見たときに、突起30の付け根(突起30の側面とサイド部外表面との接続部分)は、タイヤ外側に曲率中心を有する円弧形状に形成されている。
【0067】
接続部分の曲率半径をRとしたきに、0.2mm≦R≦1.0mmを満足することが好ましい。
(作用)
次に、本実施形態の空気入りタイヤ10の作用を説明する。
【0068】
空気入りタイヤ10が負荷転動すると、サイド部28の表面には、タイヤ径方向に沿った引張り歪みを生じ、突起30の付け根に歪みが集中し易いが、突起30をサイドゴム層24よりも50%弾性率の低いゴムからなる保護層26のタイヤ外表面に形成したため、亀裂を発生し難い。
【0069】
サイド部28の中でも、タイヤ断面高さSHの55〜70%の範囲内は、特に引張り歪みの大きな部位であるので、この範囲内に耐亀裂破壊性に優れた50%弾性率の低いゴムからなる保護層26を配置し、この保護層26に突起30を形成した本実施形態は好ましい形態である。
【0070】
サイドゴム層24の50%弾性率を1.1MPa以上2.0MPa以下、保護層26を構成するゴムの50%弾性率を0.7MPa以上0.9MPa以下に設定したので、本実施形態のように扁平率が55%以下の空気入りタイヤ10において要求される運動性能、乗心地特性等と、耐久性が最も良く両立することができる。
【0071】
ここで、保護層26の厚さをtとサイド部28の厚さTとの比率t/Tが0.1未満では、亀裂の発生を抑制する効果が不足する。
【0072】
一方、比率t/Tが0.3を越えると、サイド部28の剛性が低下してタイヤ本来の性能を低下させてしまう。
【0073】
比率M50b/M50aが0.3未満になると、保護層26が軟らかすぎて縁石、小石片等の外的要因でのカット等に対する耐久性が大きく劣ってしまう。
【0074】
一方、比率M50b/M50aが0.8を越えると、保護層26のゴムの50%弾性率M50bがサイドゴム層24の弾性率M50aに近づき過ぎ、耐亀裂破壊性の改良効果が殆ど見込めなくなる。
【0075】
サイドゴム層24の50%弾性率が1.1MPa未満になると、レーンチェンジに代表されるような操縦安定性の悪化が目立ち、超扁平タイヤとしての要求性能を満足し難くなる。
【0076】
一方、サイドゴム層24の50%弾性率が2.0MPaを越えるとサイドゴム層24の剛性が高くなりすぎて、突起乗り越え時に代表される乗心地の大幅な悪化を招いてしまう。
【0077】
また、保護層26を構成するゴムの50%弾性率が0.7MPa未満になると、サイドゴム層24との剛性差が大きくなり過ぎて、サイドゴム層24と保護層26との境界領域での歪み分布にゆがみが生じて、かえって耐破壊性の悪化をもたらす懸念がある。
【0078】
一方、保護層26を構成するゴムの50%弾性率が0.9MPaを越えると、サイドゴム層24の50%弾性率と非常に近い物性となり、亀裂発生を抑える効果が期待出来なくなる。
【0079】
突起30の付け根の曲率半径Rが0.2mm未満になると、突起30の付け根に歪みが集中し易くなり好ましくない。
【0080】
一方、突起30の付け根の曲率半径Rが1.0mmを越えると、モールドを加工する際の工数が増大し、コストアップの要因となる。また、突起30の付け根の全て部分の仕上げRを均一に仕上げることは工作精度上非常に難しい。
【0081】
なお、サイド部28をサイドゴム層24と保護層26との弾性率の異なる2層からなる構成とし、これを別々の部材として準備した後で貼り合わせることで加硫前の生タイヤを成形する場合、仮に、圧着不足等があった場合にはサイドゴム層24と保護層26との界面で剥離を生じる懸念がある。
【0082】
したがって、サイドゴム層24と保護層26とは、押出機で一体で押し出す方が良い。
(試験例)
本発明の効果を確かめるために、本発明の適用された実施例のタイヤ、従来例のタイヤ、及び比較例のタイヤを用意し、実車操縦安定性試験、及び室内ドラム耐久試験を行った。
(1) 実車操縦安定性試験
タイヤサイズ:225/45R17
リム:7.5JJ
空気圧:フロント220kPa、リア270kPa
テスト車両:排気量3000ccのフロントエンジン/リア駆動のスポーツタイプ車
積載条件:ドライバーのみ
評価項目:乾いた路面での操縦安定性
操縦安定性は、長い直線部分を含む高速周回路、コース規制されたカーブの多いハンドリング評価路などからなるテストコース内を、低速から200km/h程度の高速までの幅広い速度領域で走行し、直進安定性能、操舵時のハンドル応答性能、路面グリップ性能について、訓練された評価ドライバー2名がフィーリング評価を行い、この平均点を評価結果とした。
【0083】
結果は、従来例1の結果を100としたときの指数で示し、数値が大きいほど良好であることを表している。
(2) 室内ドラム耐久性
タイヤサイズ:225/45R17
リム:7.5JJ
空気圧:130kPa
試験荷重:5kN
ドラム直径1.7m
速度:60km/h
本試験は、実際の市場での様々な使用条件(荷重、タイヤ空気圧、車両アライメント、路面状況)等を考慮し、最も苛酷な条件を再現するために設定したものである。したがって、本試験での故障までの走行距離は、市場での故障までの走行距離をそのまま示すものではないが、耐久性に優れるタイヤとそうでないタイヤとの比較を行うには十分である。
【0084】
結果は、故障発生までの走行距離について、従来例1の結果を100とした時の指数で示し、数値が大きいほど良好であることを表している。
【0085】
次に、試験に用いたタイヤを説明する。
【0086】
従来例1はサイドゴム層に比較的弾性率の大きいゴムを用いたもので、一方、従来例2はこれに対し比較的弾性率の小さいゴムを用いたものである。これらはいずれもサイドゴム層は1層のみで構成された従来構造のタイヤである。
【0087】
実施例1,2のタイヤは、サイドゴム層を本発明で規定した範囲において2層とし、サイドゴム層に従来例1と同じ比較的弾性率の大きいゴムを用い、その表面に従来例2のサイドゴム層と同じ弾性率を有するゴムからなる保護層を設けたものである。
【0088】
サイドゴム層、及び保護層の50%弾性率は、表に示した通りである。
【0089】
なお、実施例1は、サイドゴム層と保護層とを同時押出成形したものであり、実施例2は、タイヤ成形ドラム上にてサイドゴム層の上に保護層を貼り付けたものである。
【0090】
保護層の深さ方向の分布(断面形状)については、中心部が最も厚く、端部に近くなるにしたがって薄くなる形状とした。
【0091】
なお、表中に示した実施例は、本発明の効果を検証するための一例であるが、サイドゴム層の弾性率の選定にあたっては、請求項の範囲に示した範囲内であればほぼ同様の効果を得られる。
【0092】
【表1】
【0093】
操縦安定性能の評価ドライバーによれば、実施例の操縦安定性は、概ね従来例1の操縦安定性能と同一であり、超扁平率のタイヤに求められる運動性能を十分に満たすレベルであった。
【0094】
一方、従来例2では、主にサイド部の剛性の低さに起因して、直進安定性能、操舵時のハンドル応答性能が大幅に劣ってしまっている。
【0095】
室内ドラム耐久試験では、いずれのタイヤもサイド部の表面に存在する文字端(突起端)を起点としてサイドゴム層に亀裂が発生して故障に至り、それぞれの故障までの走行距離の指数が上表の通りであった。
【0096】
従来例2のタイヤの耐久性が実施例1ほど向上しなかったのは、サイド部の剛性が低いことにより、同じ条件下でもサイド部の撓み量が大きくなってしまったために、サイド部表面での歪みを増大させることになり、結果として期待したほど効果が得られなかったためと考えられる。
【0097】
また、実施例2は、サイドゴム層と保護層との間で割れが発生し、結果として実施例1よりは耐久性が劣ってしまったが、従来例に比較しては明らかに耐久性は向上している。
【0098】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の空気入りタイヤは上記の構成としたので、サイド部の表面から亀裂が発生し難くなる、という優れた効果を有する。
【0099】
また、本発明の空気入りタイヤの製造方法によれば、サイドゴム層と保護層との界面の耐久性を向上することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの断面図である。
【図2】保護層の拡大断面図である。
【符号の説明】
10 空気入りタイヤ
24 サイドゴム層
26 保護層
28 サイド部
30 突起[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pneumatic tire and a method for manufacturing a pneumatic tire, and more particularly to a pneumatic tire that suppresses the occurrence of cracks on the surface of a side portion, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
For example, in an ultra flat pneumatic radial tire having a flatness ratio of 55% or less, deformation tends to concentrate on the tire side portion due to the narrow deformation region of the tire side portion due to the load under the use conditions.
[0003]
If there are protrusions representing characters, symbols, etc. on the surface of the tire side portion within this range, distortion concentrates at the base of the protrusions, and the tire side rubber layer is liable to crack.
[0004]
In order to solve this problem, (1) the 50% elastic modulus of the entire side rubber layer is reduced to improve the crack fracture resistance of the side rubber layer, and (2) the finish R of the base of the projection of characters and the like is increased. (3) Measures such as preventing projections such as letters on the side portions are conceivable.
[0005]
In addition, as a prior art, a pneumatic tire (see, for example, Patent Documents 1 to 3) in which a side portion is formed of a plurality of types of rubber has been proposed.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2000-198325 A [Patent Document 2]
JP 2001-199209 A [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-185810
[Problems to be solved by the invention]
However, when trying to solve the cracking problem of the side part by the measures as described above, there are the following problems respectively.
(1) Generally, the fracture characteristics of rubber are generally related to the 50% elastic modulus (M50) of the rubber, and the softer rubber having a smaller 50% elastic modulus is generally superior in fracture resistance. When attempting to improve the crack resistance of the side rubber layer by reducing the 50% elastic modulus of the entire side rubber layer, the rigidity of the side part becomes too small and the motion performance required for ultra flat tires is achieved. It becomes difficult to achieve.
[0008]
Further, since the rigidity of the side portion is reduced, the amount of bending of the side portion is increased even under the same conditions.
[0009]
Along with this, the distortion on the surface of the side portion increases, and as a result, the effect cannot be obtained as expected.
[0010]
(2) Increasing the finishing radius R of the protrusions of characters, etc. not only increases the number of mold processing steps, but also increases the cost, and evenly finishes the finishing radius R of all protrusions. Is very difficult in terms of accuracy.
[0011]
(3) Changing the arrangement so that no protrusions such as letters are provided on the side portion imposes significant restrictions on the tire appearance design, which is an important component of the tire. Then, the range in the tire cross-section height direction in which characters and the like can be arranged is very narrow, and it is often difficult to implement in practice.
[0012]
The invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-198325 is intended to prevent damage caused by cracking or peeling between tire rubbers, and is not intended to prevent cracks occurring on the surface of the side portion.
[0013]
In the invention described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-199209, since a reinforcing rubber layer harder than the side rubber layer is provided on the side portion, it is impossible to prevent cracks generated on the surface of the side portion.
[0014]
In addition, the invention described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-199209 is intended to provide a protective rubber layer containing a fiber reinforcing material on the side part to prevent the side part from being cut by curbstones and the like. It does not prevent the occurrence of.
[0015]
In view of the above facts, an object of the present invention is to provide a pneumatic tire that hardly generates cracks from the surface of the side portion, and a method for manufacturing the same.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the inventor has conducted various experimental studies, and as a result, the side rubber layer that constitutes most of the other part of the other part of the other part of the present invention, which performs an accurate response only to the region where the strain that causes cracking occurs. By placing rubber that meets the required performance other than crack resistance, it is possible to improve the crack resistance of ultra flat tires without sacrificing the performance required for side parts other than crack resistance. I found that I can plan.
[0017]
In addition, as a result of the three-dimensional strain distribution analysis of the side portion, the strain that causes crack fracture starting from the root of the protrusion of the side portion is mainly due to the tensile strain along the tire surface in the tire deformation direction. It turned out to be.
[0018]
The invention according to claim 1 has been made in view of the above-described facts, and includes a pair of bead portions, a toroidal carcass extending from one bead portion to the other bead portion, and a tire diameter of the carcass. A reinforcing layer positioned on the outer side in the direction, a tread rubber layer positioned on the outer side in the tire radial direction of the reinforcing layer and constituting a tread portion, and a side rubber layer positioned on the outer side in the tire axial direction of the carcass and forming a side portion , Wherein a protective layer made of rubber having a modulus of elasticity 50% lower than that of the side rubber layer is provided on the tire outer surface of the side portion, and the protective layer has a height of 0. 0. When a protrusion of 5 mm or more is provided, and the thickness of the protective layer measured along the normal line standing on the outer surface of the tire is t, and the thickness of the side part measured along the normal line is T And 0.1 ≦ t Satisfy T ≦ 0.3, wherein the projection is provided at a position apart more than 5mm from the end in the range of 68% 58% or more of the tire section height, and the protective layer, that It is a feature.
[0019]
Next, the operation of the pneumatic tire according to claim 1 will be described.
[0020]
A tensile strain is generated along the tire radial direction on the surface of the side portion of the pneumatic tire by running, but a protective layer made of rubber having a modulus of elasticity 50% lower than that of the side rubber layer is provided on the surface of the side portion. For this reason, the crack fracture resistance of the side surface is improved.
[0021]
Therefore, even if a projection such as a character is formed on the surface of the side portion, it is possible to suppress the generation and growth of a crack from the base of the projection.
In addition, since the protrusion with a height of 0.5 mm or more tends to concentrate strain near the base and easily crack, the base of this protrusion has excellent crack fracture resistance in order to achieve improved durability. It is necessary to cover effectively with a protective layer. Accordingly, the protrusion having a height of 0.5 mm or more is provided in a range of 58% or more and 68% or less of the tire cross-sectional height of the tire outer surface of the side portion, and at a position 5 mm or more away from the end of the protective layer.
[0022]
If the ratio t / T between the thickness t of the protective layer and the thickness T of the side portion is less than 0.1, the effect of suppressing cracks generated from the surface of the side portion is insufficient.
[0023]
On the other hand, when the ratio t / T exceeds 0.3, the rigidity of the side portion is lowered and the original performance of the tire is lowered.
[0024]
Therefore, the ratio t / T between the thickness t of the protective layer and the thickness T of the side portion needs to satisfy 0.1 ≦ t / T ≦ 0.3.
[0025]
In addition, 50% elasticity modulus (M50) here is the tensile stress (unit: Pa. According to JIS K 6251) at the time of 50% elongation.
[0026]
According to a second aspect of the present invention, in the pneumatic tire according to the first aspect, the protective layer is provided in a range of 55 to 70% of a tire cross-sectional height.
[0027]
Next, the operation of the pneumatic tire according to claim 2 will be described.
[0028]
Among the side portions, the range of 55 to 70% of the tire cross-sectional height is a portion having a particularly large tensile strain. Therefore, the range is made of rubber having a low 50% elastic modulus and excellent crack fracture resistance. It is preferable to arrange a protective layer.
[0029]
The invention according to claim 3 is the pneumatic tire according to claim 1 or 2, wherein the 50% elastic modulus of the side rubber layer is M50a, and the 50% elastic modulus of the rubber of the protective layer is M50b. Further, 0.3 ≦ M50b / M50a ≦ 0.8 is satisfied.
[0030]
Next, the operation of the pneumatic tire according to claim 3 will be described.
[0031]
The ratio M50b / M50a between the 50% elastic modulus M50a of the side rubber layer and the 50% elastic modulus M50b of the protective layer rubber is set to 0.3 ≦ M50b / M50a ≦ 0.8. This is to clarify and properly use the characteristics required for each.
[0032]
Here, when the ratio M50b / M50a is less than 0.3, the protective layer is too soft and the durability against cuts due to external factors such as curbstones and pebbles is greatly inferior.
[0033]
On the other hand, when the ratio M50b / M50a exceeds 0.8, the 50% elastic modulus M50b of the rubber of the protective layer becomes too close to the elastic modulus M50a of the side rubber layer, that is, the effect of providing the protective layer, that is, crack resistance from conventional tires. Almost no effect of improving destructibility can be expected.
[0034]
Therefore, the ratio M50b / M50a between the 50% elastic modulus M50a of the side rubber layer and the 50% elastic modulus M50b of the rubber of the protective layer preferably satisfies 0.3 ≦ M50b / M50a ≦ 0.8.
[0035]
The invention according to claim 4 is the pneumatic tire according to any one of claims 1 to 3, wherein the 50% elastic modulus of the side rubber layer is 1.1 MPa or more and 2.0 MPa or less, and the protective layer. The 50% elastic modulus of the rubber constituting is set to 0.7 MPa or more and 0.9 MPa or less.
[0036]
Next, the operation of the pneumatic tire according to claim 4 will be described.
[0037]
When the 50% elastic modulus of the side rubber layer is set to 1.1 MPa to 2.0 MPa and the 50% elastic modulus of the rubber constituting the protective layer is set to 0.7 MPa to 0.9 MPa, for example, the flatness is 55% or less. It is possible to achieve the best balance between the durability and the performance required for the ultra-flat tire.
[0038]
Here, if the 50% elastic modulus of the side rubber layer is less than 1.1 MPa, the deterioration of the steering stability as represented by the lane change is conspicuous, and it becomes difficult to satisfy the required performance as an ultra flat tire.
[0039]
On the other hand, if the 50% elastic modulus of the side rubber layer exceeds 2.0 MPa, the rigidity of the side rubber layer becomes too high, resulting in a significant deterioration in riding comfort typified by overcoming the protrusion.
[0040]
Further, if the 50% elastic modulus of the rubber constituting the protective layer is less than 0.7 MPa, the difference in rigidity between the side rubber layer and the side rubber layer becomes too large, and the strain distribution in the boundary region between the side rubber layer and the protective layer is distorted. On the contrary, there is a concern that the deterioration of the fracture resistance is caused.
[0041]
On the other hand, if the 50% elastic modulus of the rubber constituting the protective layer exceeds 0.9 MPa, the physical properties are very close to the 50% elastic modulus of the side rubber layer, and the effect of suppressing cracking cannot be expected.
[0042]
Therefore, it is preferable to set the 50% elastic modulus of the side rubber layer to 1.1 MPa to 2.0 MPa and the 50% elastic modulus of the rubber constituting the protective layer to 0.7 MPa to 0.9 MPa.
[0047]
According to a fifth aspect of the present invention, in the pneumatic tire according to any one of the first to fourth aspects, the protrusion is formed when the side portion is viewed in a cross section perpendicular to the tire outer surface. The base portion of is formed in an arc shape having a center of curvature on the outer side of the tire, and satisfies 0.2 mm ≦ R ≦ 1.0 mm, where R is the radius of curvature of the arc shape.
[0048]
Next, the operation of the pneumatic tire according to claim 5 will be described.
[0049]
If the radius of curvature R of the arc shape is less than 0.2 mm, distortion tends to concentrate at the base of the protrusion, which is not preferable.
[0050]
On the other hand, if the radius of curvature R of the arc shape exceeds 1.0 mm, the number of steps for processing a mold for vulcanizing a pneumatic tire increases, which causes an increase in cost.
[0051]
In addition, it is very difficult in terms of work accuracy to finish the finish R of all the bases of the protrusions uniformly.
[0052]
The method for manufacturing a pneumatic tire according to claim 6 is characterized in that the side rubber layer and the protective layer are formed by integral extrusion.
[0053]
In the method for manufacturing a pneumatic tire according to claim 6 , since the side rubber layer and the protective layer are integrally formed using, for example, a rubber two-layer extruder, the side rubber layer and the protective layer are firmly formed. It is possible to improve the durability of the interface by pressure bonding.
[0054]
Further, compared with the case where the side rubber layer and the protective layer are bonded on the tire molding drum, the pressure bonding is sufficient, and since cement or the like is not used, there is an advantage that an extra interface is not increased.
[0055]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0056]
As shown in FIG. 1, the
[0057]
The carcass 14 is wound up with a
[0058]
A
[0059]
A
[0060]
A
[0061]
When the thickness of the
[0062]
When the 50% elastic modulus of the
[0063]
The 50% elastic modulus M50a of the
[0064]
As shown in FIG. 2, a
[0065]
As shown in FIG. 1, the
[0066]
As shown in FIG. 2, when the
[0067]
When the radius of curvature of the connecting portion is R, it is preferable that 0.2 mm ≦ R ≦ 1.0 mm is satisfied.
(Function)
Next, the effect | action of the
[0068]
When the
[0069]
Among the
[0070]
Since the 50% elastic modulus of the
[0071]
Here, when the ratio t / T between the thickness t of the
[0072]
On the other hand, if the ratio t / T exceeds 0.3, the rigidity of the
[0073]
If the ratio M50b / M50a is less than 0.3, the
[0074]
On the other hand, if the ratio M50b / M50a exceeds 0.8, the 50% elastic modulus M50b of the rubber of the
[0075]
When the 50% elastic modulus of the
[0076]
On the other hand, if the 50% elastic modulus of the
[0077]
If the 50% elastic modulus of the rubber constituting the
[0078]
On the other hand, if the 50% elastic modulus of the rubber constituting the
[0079]
If the radius of curvature R of the base of the
[0080]
On the other hand, if the curvature radius R of the base of the
[0081]
When the
[0082]
Therefore, it is better to extrude the
(Test example)
In order to confirm the effect of the present invention, the tire of the example to which the present invention was applied, the tire of the conventional example, and the tire of the comparative example were prepared, and an actual vehicle handling stability test and an indoor drum durability test were performed.
(1) Actual vehicle handling stability test tire size: 225 / 45R17
Rim: 7.5JJ
Air pressure: Front 220kPa, Rear 270kPa
Test vehicle: 3000cc engine with front engine / rear drive Sport type Vehicle loading conditions: Only driver Evaluation item: Steering stability on dry road Steering stability is controlled by high speed circuit including long straight part, course regulation Trained in a wide range of speeds from low speeds to high speeds of around 200 km / h on a test course consisting of handling evaluation roads with many curves, etc., and was trained in straight-line stability performance, steering wheel response performance, and road surface grip performance. Two evaluation drivers performed a feeling evaluation, and this average score was used as an evaluation result.
[0083]
The results are shown as an index when the result of Conventional Example 1 is set to 100, and the larger the value, the better.
(2) Indoor drum durable tire size: 225 / 45R17
Rim: 7.5JJ
Air pressure: 130kPa
Test load: 5kN
Drum diameter 1.7m
Speed: 60km / h
This test was set up to reproduce the most severe conditions in consideration of various usage conditions (load, tire pressure, vehicle alignment, road surface conditions), etc. in the actual market. Therefore, the mileage until failure in this test does not directly represent the mileage until failure in the market, but is sufficient to compare a tire with excellent durability with a tire that does not.
[0084]
The result is shown by an index when the result of Conventional Example 1 is set to 100 with respect to the travel distance until the failure occurs, and indicates that the larger the numerical value, the better.
[0085]
Next, the tire used for the test will be described.
[0086]
Conventional Example 1 uses a rubber having a relatively large elastic modulus for the side rubber layer, while Conventional Example 2 uses a rubber having a relatively small elastic modulus. These are all tires having a conventional structure in which the side rubber layer is composed of only one layer.
[0087]
The tires of Examples 1 and 2 have two side rubber layers within the range specified in the present invention, the side rubber layer is made of rubber having a relatively large elastic modulus as in Conventional Example 1, and the side rubber layer of Conventional Example 2 is formed on the surface thereof. And a protective layer made of rubber having the same elastic modulus.
[0088]
The 50% elastic modulus of the side rubber layer and the protective layer is as shown in the table.
[0089]
In Example 1, a side rubber layer and a protective layer were co-extruded, and in Example 2, a protective layer was attached on the side rubber layer on a tire molding drum.
[0090]
About the distribution (cross-sectional shape) of the protective layer in the depth direction, the central portion is the thickest, and the shape becomes thinner as it approaches the end portion.
[0091]
In addition, although the Example shown in the table | surface is an example for verifying the effect of this invention, in selecting the elastic modulus of a side rubber layer, if it is in the range shown in the claim, it is substantially the same. The effect can be obtained.
[0092]
[Table 1]
[0093]
According to the evaluation driver of steering stability performance, the steering stability of the example was almost the same as the steering stability performance of the conventional example 1, and it was a level that sufficiently satisfied the motion performance required for the tire having a super flat rate.
[0094]
On the other hand, in the conventional example 2, the straight running stability performance and the steering wheel response performance during steering are greatly deteriorated mainly due to the low rigidity of the side portion.
[0095]
In the indoor drum endurance test, all tires start from the character end (projection end) on the surface of the side part and cause cracks in the side rubber layer, leading to failures. It was as follows.
[0096]
The durability of the tire of Conventional Example 2 did not improve as much as in Example 1, because the side part surface had a large amount of deflection under the same conditions due to the low rigidity of the side part. This is thought to be due to the fact that the effect was not obtained as much as expected.
[0097]
Further, in Example 2, cracking occurred between the side rubber layer and the protective layer, and as a result, the durability was inferior to that of Example 1, but the durability was clearly improved as compared with the conventional example. is doing.
[0098]
【The invention's effect】
As described above, since the pneumatic tire of the present invention has the above-described configuration, it has an excellent effect that cracks are hardly generated from the surface of the side portion.
[0099]
Moreover, according to the manufacturing method of the pneumatic tire of this invention, it has the outstanding effect that durability of the interface of a side rubber layer and a protective layer can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a pneumatic tire according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a protective layer.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
一方のビード部から他方のビード部に跨って延びるトロイド状のカーカスと、
前記カーカスのタイヤ径方向外側に位置する補強層と、
前記補強層のタイヤ径方向外側に位置し、トレッド部を構成するトレッドゴム層と、
前記カーカスのタイヤ軸方向外側に位置し、サイド部を構成するサイドゴム層と、を備えた空気入りタイヤであって、
前記サイド部のタイヤ外表面には、前記サイドゴム層よりも50%弾性率の低いゴムからなる保護層が設けられ、前記保護層には高さ0.5mm以上の突起が設けられ、
タイヤ外表面に立てた法線に沿って計測する前記保護層の厚さをt、前記法線に沿って計測する前記サイド部の厚さをT、としたときに、0.1≦t/T≦0.3を満足し、
前記突起は、タイヤ断面高さの58%以上68%以下の範囲内、かつ前記保護層の端部よりも5mm以上離れた位置に設けられている、ことを特徴とする空気入りタイヤ。A pair of beads,
A toroidal carcass extending from one bead portion to the other bead portion;
A reinforcing layer located on the outer side in the tire radial direction of the carcass;
A tread rubber layer that is located on the outer side in the tire radial direction of the reinforcing layer and that constitutes a tread portion;
A pneumatic tire comprising a side rubber layer that is located on the outer side in the tire axial direction of the carcass and constitutes a side part,
The tire outer surface of the side portion is provided with a protective layer made of rubber having a modulus of elasticity 50% lower than that of the side rubber layer, and the protective layer is provided with a projection having a height of 0.5 mm or more.
When the thickness of the protective layer measured along the normal line standing on the outer surface of the tire is t, and the thickness of the side portion measured along the normal line is T, 0.1 ≦ t / T ≦ 0.3 is satisfied,
The pneumatic tire according to claim 1, wherein the protrusion is provided within a range of 58% or more and 68% or less of a tire cross-sectional height and at a position 5 mm or more away from an end of the protective layer .
0.3≦M50b/M50a≦0.8を満足する、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の空気入りタイヤ。When the 50% elastic modulus of the side rubber layer is M50a and the 50% elastic modulus of the rubber of the protective layer is M50b,
The pneumatic tire according to claim 1, wherein 0.3 ≦ M50b / M50a ≦ 0.8 is satisfied.
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