JP2021167158A - Pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タイヤ内面に多孔質材料からなる吸音材を備えた空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a pneumatic tire provided with a sound absorbing material made of a porous material on the inner surface of the tire.
タイヤに起因する騒音には、発生源や音域によって様々な種類が存在する。例えば、タイヤ空洞部に充填された空気の振動によって発生する空洞共鳴音や、高速走行中にタイヤが路面の凹凸を拾った振動が車軸を通して車室内を共振させることによって発生する中周波ロードノイズが挙げられる。このような騒音のうち、空洞共鳴音を低減させる方法として、タイヤ内面(トレッド部の内周面)にスポンジ等の多孔質材料からなる吸音材を装着することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 There are various types of noise caused by tires, depending on the source and range. For example, the cavity resonance sound generated by the vibration of the air filled in the tire cavity, and the medium frequency road noise generated by the vibration of the tire picking up the unevenness of the road surface during high-speed driving resonating the passenger compartment through the axle. Can be mentioned. Among such noises, as a method of reducing the cavity resonance sound, it has been proposed to attach a sound absorbing material made of a porous material such as a sponge to the inner surface of the tire (inner peripheral surface of the tread portion) (for example, a patent). Reference 1).
しかしながら、トレッド部の内周面に吸音材が装着されると、高速走行時に吸音材の蓄熱による温度上昇が生じて、高速耐久性が低下する虞があった。また、上述の吸音材では、空洞共鳴音を低減することはできても、中周波ロードノイズに対する効果は必ずしも十分ではなく、これに対する対策も求められていた。 However, if the sound absorbing material is attached to the inner peripheral surface of the tread portion, the temperature may rise due to the heat storage of the sound absorbing material during high-speed running, and the high-speed durability may decrease. Further, although the above-mentioned sound absorbing material can reduce the cavity resonance sound, the effect on the medium frequency road noise is not always sufficient, and countermeasures against this have been required.
本発明の目的は、タイヤ内面に多孔質材料からなる吸音材を設けて騒音性能を得るにあたって、高速耐久性の低下を抑制し、且つ、騒音性能の更なる向上を図ることを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。 An object of the present invention is air that, when a sound absorbing material made of a porous material is provided on the inner surface of a tire to obtain noise performance, it is possible to suppress a decrease in high-speed durability and further improve the noise performance. It is to provide tires with tires.
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、前記一対のビード部間に装架されたカーカス層と、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側に配置された複数層のベルト層と、前記ベルト層の外周側に配置されたベルトカバー層とを有する空気入りタイヤにおいて、前記ベルトカバー層はコートゴムで被覆された有機繊維コードをタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻回することで構成され、前記有機繊維コードは100℃における2.0cN/dtex負荷時の弾性率が3.5cN/(tex・%)〜5.5cN/(tex・%)の範囲にあるポリエチレンテレフタレート繊維コードであり、前記トレッド部の内面に多孔質材料からなる吸音材が設置され、前記吸音材の断面積がタイヤ内腔の断面積に対して10%〜30%であることを特徴とする。 The pneumatic tire of the present invention for achieving the above object has a tread portion extending in the tire circumferential direction to form an annular shape, a pair of sidewall portions arranged on both sides of the tread portion, and these sidewall portions. A pair of bead portions arranged inside in the tire radial direction, a carcass layer mounted between the pair of bead portions, and a plurality of layers of belts arranged on the outer peripheral side of the carcus layer in the tread portion. In a pneumatic tire having a layer and a belt cover layer arranged on the outer peripheral side of the belt layer, the belt cover layer spirally winds an organic fiber cord coated with a coated rubber along the tire circumferential direction. The organic fiber cord is a polyethylene terephthalate fiber having an elastic coefficient in the range of 3.5 cN / (tex ·%) to 5.5 cN / (tex ·%) under a load of 2.0 cN / dtex at 100 ° C. It is a cord, and a sound absorbing material made of a porous material is installed on the inner surface of the tread portion, and the cross-sectional area of the sound absorbing material is 10% to 30% with respect to the cross-sectional area of the tire cavity.
本発明では、上述のように、トレッド部の内面に適度な大きさの吸音材が設置されているので、空洞共鳴音を抑制し、騒音性能を向上することができる。一方で、上述の有機繊維コードからなるベルトカバー層を設けているので、吸音材によって低減することが懸念される高速耐久性を補うことができる。具体的には、本発明者は、PET繊維コードからなるベルトカバー層を備えた空気入りタイヤについて鋭意研究し、PET繊維コードのディップ処理を適正化し、100℃における2.0cN/dtex負荷時の弾性率を所定の範囲に設定することにより、ベルトカバー層として好適なコードの耐疲労性とタガ効果が得られることを知見した。そのため、上記のように、ベルトカバー層を構成する有機繊維コードとして、100℃での2.0cN/dtex負荷時の弾性率が3.5cN/(tex・%)〜5.5cN/(tex・%)の範囲にあるPET繊維コードを使用することで、吸音材によって低減することが懸念される高速耐久性を維持・改善することが可能になる。更に、このような低弾性のPET繊維コードからなるベルトカバー層は、その物性によって、中周波ロードノイズを低減する効果も見込めるので、騒音性能の更なる向上を図ることができる。 In the present invention, as described above, since the sound absorbing material having an appropriate size is installed on the inner surface of the tread portion, the cavity resonance sound can be suppressed and the noise performance can be improved. On the other hand, since the belt cover layer made of the above-mentioned organic fiber cord is provided, it is possible to supplement the high-speed durability that may be reduced by the sound absorbing material. Specifically, the present inventor has diligently studied a pneumatic tire provided with a belt cover layer made of PET fiber cords, optimized the dipping process of PET fiber cords, and under a 2.0 cN / dtex load at 100 ° C. It was found that by setting the elastic modulus within a predetermined range, fatigue resistance and a tagging effect of a cord suitable as a belt cover layer can be obtained. Therefore, as described above, the elastic modulus of the organic fiber cord constituting the belt cover layer under a load of 2.0 cN / dtex at 100 ° C. is 3.5 cN / (tex ·%) to 5.5 cN / (tex ·%). By using a PET fiber cord in the range of%), it becomes possible to maintain and improve high-speed durability, which is feared to be reduced by the sound absorbing material. Further, the belt cover layer made of such a low elasticity PET fiber cord can be expected to have an effect of reducing medium frequency road noise due to its physical properties, so that the noise performance can be further improved.
本発明においては、有機繊維コードの前記ベルト層と重複する領域におけるコード張力が0.9cN/dtex以上であることが好ましい。これにより、発熱を抑制してタイヤの耐久性を向上するには有利になる。 In the present invention, the cord tension in the region of the organic fiber cord overlapping with the belt layer is preferably 0.9 cN / dtex or more. This is advantageous for suppressing heat generation and improving the durability of the tire.
本発明においては、吸音材の密度が10kg/m3 〜30kg/m3 であり、吸音材のセル数が30個/25mm〜80個/25mmであることが好ましい。これにより、吸音材が低密度となって蓄熱の抑制を図ることができ、高速耐久性の向上に繋がる。また、吸音材のセル数を適度に確保することで、気泡を細かくすることができ、吸音材による吸音効果を良好に発揮することが可能になる。 In the present invention, the density of the sound absorbing material is 10kg / m 3 ~30kg / m 3 , it is preferable cell number of the sound absorbing material is 30 / 25Mm~80 pieces / 25 mm. As a result, the density of the sound absorbing material becomes low, and heat storage can be suppressed, leading to improvement in high-speed durability. Further, by securing an appropriate number of cells of the sound absorbing material, bubbles can be made finer, and the sound absorbing effect of the sound absorbing material can be satisfactorily exhibited.
本発明においては、吸音材がタイヤ周方向の少なくとも一箇所に欠落部を有することが好ましい。これにより、吸音材の放熱が促進されるので、走行中の蓄熱を抑制して、高速耐久性を向上するには有利になる。また、タイヤのインフレートによる膨張や、接地転動に起因する接着面のせん断ひずみに長期間耐えることが可能になる。 In the present invention, it is preferable that the sound absorbing material has a missing portion at at least one position in the tire circumferential direction. As a result, heat dissipation of the sound absorbing material is promoted, which is advantageous in suppressing heat storage during traveling and improving high-speed durability. In addition, it becomes possible to withstand the expansion due to the inflation of the tire and the shear strain of the adhesive surface caused by the ground rolling for a long period of time.
このとき、吸音材のタイヤ周方向に沿った総長さがタイヤ最大内周長の75%〜95%であることが好ましい。このように吸音材の総長さを十分に確保することで、吸音効果を向上するには有利になる。 At this time, the total length of the sound absorbing material along the tire peripheral direction is preferably 75% to 95% of the maximum inner peripheral length of the tire. By ensuring a sufficient total length of the sound absorbing material in this way, it is advantageous to improve the sound absorbing effect.
本発明においては、吸音材の硬度x[N/314cm2 ]と吸音材の破断伸度y[%]とが、130≦y≦500、y≦−21x+2770、およびx≧60の関係を満たすことが好ましい。このように吸音材の硬度と破断伸度の関係を適切にすることで、高荷重時または低温時であっても、吸音材の剥離や破断を効果的に防止することができる。 In the present invention, the hardness x [N / 314 cm 2 ] of the sound absorbing material and the breaking elongation y [%] of the sound absorbing material satisfy the relationships of 130 ≦ y ≦ 500, y ≦ -21x + 2770, and x ≧ 60. Is preferable. By making the relationship between the hardness of the sound absorbing material and the elongation at break appropriate in this way, it is possible to effectively prevent the sound absorbing material from peeling or breaking even under a high load or a low temperature.
本発明においては、吸音材のガラス転移温度が−60℃〜−45℃であることが好ましい。また、吸音材がポリウレタン発泡樹脂で構成されていることが好ましい。このような材料で吸音材を構成することで、吸音性能を効果的に高めることができる。尚、吸音材のガラス転移温度は示差走査熱量計(DSC)によって測定することができる。 In the present invention, the glass transition temperature of the sound absorbing material is preferably −60 ° C. to −45 ° C. Further, it is preferable that the sound absorbing material is made of polyurethane foam resin. By constructing the sound absorbing material with such a material, the sound absorbing performance can be effectively improved. The glass transition temperature of the sound absorbing material can be measured by a differential scanning calorimeter (DSC).
本発明において、吸音材の硬度、吸音材の破断伸度、吸音材の密度及び吸音材のセル数は、JIS−K6400に準拠して測定されるものである。吸音材の硬度について、吸音材の硬さ試験ではD法を採用する。また、タイヤの各種寸法や内腔体積は、タイヤを正規リムにリム組みして正規内圧を充填した状態で測定したものである。特に、タイヤの内腔体積は、この状態におけるタイヤとリムとの間に形成される空洞部の体積である。「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えば、JATMAであれば標準リム、TRAであれば“Design Rim”、或いはETRTOであれば“Measuring Rim”とする。但し、タイヤが新車装着タイヤの場合には、このタイヤが組まれた純正ホイールを用いて空洞部の体積を求めることとする。「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMAであれば最高空気圧、TRAであれば表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”に記載の最大値、ETRTOであれば“INFLATION PRESSURE”であるが、タイヤが新車装着タイヤの場合には、車両に表示された空気圧とする。 In the present invention, the hardness of the sound absorbing material, the breaking elongation of the sound absorbing material, the density of the sound absorbing material and the number of cells of the sound absorbing material are measured in accordance with JIS-K6400. Regarding the hardness of the sound absorbing material, the D method is adopted in the hardness test of the sound absorbing material. In addition, various dimensions and lumen volume of the tire are measured in a state where the tire is rim-assembled on a regular rim and the regular internal pressure is applied. In particular, the lumen volume of the tire is the volume of the cavity formed between the tire and the rim in this state. A "regular rim" is a rim defined for each tire in a standard system including a standard on which a tire is based. For example, a standard rim for JATTA, a "Design Rim" for TRA, or ETRTO. If so, it is set to "Measuring Rim". However, if the tire is a tire installed on a new car, the volume of the cavity will be calculated using the genuine wheel on which this tire is assembled. "Regular internal pressure" is the air pressure defined for each tire in the standard system including the standard on which the tire is based. If it is JATTA, it is the maximum air pressure, and if it is TRA, it is the table "TIRE LOAD LIMITED AT VARIOUS". The maximum value described in "COLD INFLATION PRESSURES", if it is ETRTO, it is "INFRATION PRESSURE", but if the tire is a new car tire, it is the air pressure displayed on the vehicle.
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1に示すように、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部1と、このトレッド部1の両側に配置された一対のサイドウォール部2と、サイドウォール部2のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部3とを備えている。図1において、符号CLはタイヤ赤道を示す。図1は子午線断面図であるため描写されないが、トレッド部1、サイドウォール部2、ビード部3は、それぞれタイヤ周方向に延在して環状を成しており、これにより空気入りタイヤのトロイダル状の基本構造が構成される。以下、図1を用いた説明は基本的に図示の子午線断面形状に基づくが、各タイヤ構成部材はいずれもタイヤ周方向に延在して環状を成すものである。
As shown in FIG. 1, the pneumatic tire of the present invention is arranged inside the tread portion 1, a pair of
図示の例では、トレッド部1の外表面にタイヤ周方向に延びる複数本(図示の例では4本)の主溝が形成されているが、主溝の本数は特に限定されない。また、主溝の他にタイヤ幅方向に延びるラグ溝を含む各種の溝やサイプを形成することもできる。 In the illustrated example, a plurality of main grooves (4 in the illustrated example) extending in the tire circumferential direction are formed on the outer surface of the tread portion 1, but the number of main grooves is not particularly limited. Further, in addition to the main groove, various grooves and sipes including a lug groove extending in the tire width direction can be formed.
左右一対のビード部3間にはタイヤ径方向に延びる複数本の補強コード(カーカスコード)を含むカーカス層4が装架されている。各ビード部には、ビードコア5が埋設されており、そのビードコア5の外周上に断面略三角形状のビードフィラー6が配置されている。カーカス層4は、ビードコア5の廻りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返されている。これにより、ビードコア5およびビードフィラー6はカーカス層4の本体部(トレッド部1から各サイドウォール部2を経て各ビード部3に至る部分)と折り返し部(各ビード部3においてビードコア5の廻りに折り返されて各サイドウォール部2側に向かって延在する部分)とにより包み込まれている。カーカス層4を構成するカーカスコードとしては、例えばポリエステルコードが好ましく使用される。
A carcass layer 4 including a plurality of reinforcing cords (carcass cords) extending in the tire radial direction is mounted between the pair of left and
一方、トレッド部1におけるカーカス層4の外周側には複数層(図示の例では2層)のベルト層7が埋設されている。各ベルト層7は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コード(ベルトコード)を含み、かつ層間でベルトコードが互いに交差するように配置されている。これらベルト層7において、ベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば10°〜40°の範囲に設定されている。ベルト層7を構成するベルトコードとしては、例えばスチールコードが好ましく使用される。 On the other hand, a plurality of layers (two layers in the illustrated example) of belt layers 7 are embedded on the outer peripheral side of the carcass layer 4 in the tread portion 1. Each belt layer 7 includes a plurality of reinforcing cords (belt cords) that are inclined with respect to the tire circumferential direction, and is arranged so that the belt cords intersect each other between the layers. In these belt layers 7, the inclination angle of the belt cord with respect to the tire circumferential direction is set in the range of, for example, 10 ° to 40 °. As the belt cord constituting the belt layer 7, for example, a steel cord is preferably used.
更に、ベルト層7の外周側には、後述の吸音材10の蓄熱に起因して低下する虞がある高速耐久性を補うことや、中周波ロードノイズの低減を目的として、ベルトカバー層8が設けられている。ベルトカバー層8は、タイヤ周方向に配向する補強コード(カバーコード)を含む。本発明では、カバーコ―ドとして有機繊維コードが使用される(以下の説明では、このカバーコ―ドを「有機繊維コード」という場合がある)。ベルトカバー層8において、カバーコードはタイヤ周方向に対する角度が例えば0°〜5°に設定されている。本発明では、ベルトカバー層8は、ベルト層7の全域を覆うフルカバー層8aを必ず含み、任意でベルト層7の両端部を局所的に覆う一対のエッジカバー層8bを含む構成にすることができる(図示の例では、フルカバー層8aおよびエッジカバー層8bの両方を含む)。ベルトカバー層8は、少なくとも1本の有機繊維コードを引き揃えてコートゴムで被覆したストリップ材をタイヤ周方向に螺旋状に巻回して構成するとよく、特にジョイントレス構造とすることが望ましい。
Further, on the outer peripheral side of the belt layer 7, a
本発明では、ベルトカバー層8を構成する有機繊維コードとして、100℃における2.0cN/dtex負荷時の弾性率が3.5cN/(tex・%)〜5.5cN/(tex・%)の範囲にあるポリエチレンテレフタレート繊維コード(PET繊維コード)が使用される。このようにベルトカバー層8を構成する有機繊維コードとして、特定のPET繊維コードを用いることで、後述の吸音材10の蓄熱に起因して低下する虞がある高速耐久性を補って、これを良好に維持しながら、中周波ロードノイズを効果的に低減することができる。このPET繊維コードの100℃における2.0cN/dtex負荷時の弾性率が3.5cN/(tex・%)未満であると、中周波ロードノイズを十分に低減することができない。PET繊維コードの100℃における2.0cN/dtex負荷時の弾性率が5.5cN/(tex・%)を超えると、コードの耐疲労性が低下してタイヤの耐久性が低下する。尚、本発明において、100℃での2.0cN/dtex負荷時の弾性率[N/(tex・%)]は、JIS−L1017の「化学繊維タイヤコード試験方法」に準拠し、つかみ間隔250mm、引張速度300±20mm/分の条件にて引張試験を実施し、荷重‐伸び曲線の荷重2.0cN/dtexに対応する点における接線の傾きを1tex当たりの値に換算することで算出される。
In the present invention, as the organic fiber cord constituting the
更に、この有機繊維コード(PET繊維コード)は、ベルトカバー層8として用いるにあたって、ベルト層7と重複する領域におけるコード張力が好ましくは0.9cN/dtex以上、より好ましくは1.5cN/dtex〜2.0cN/dtexであるとよい。このようにタイヤ内におけるコード張力を設定することで、発熱を抑制し、タイヤの耐久性を向上することができる。この有機繊維コード(PET繊維コード)のベルト層7と重複する領域におけるコード張力が0.9cN/dtex未満であると、tanδのピークが上昇してしまい、タイヤの耐久性を向上する効果が充分に得られない。尚、ベルトカバー層8を構成する有機繊維コード(PET繊維コード)のベルト層7と重複する領域におけるコード張力は、ベルトカバー層8を構成するストリップ材の末端よりも2周以上タイヤ幅方向内側において測定するものとする。
Further, when this organic fiber cord (PET fiber cord) is used as the
ベルトカバー層8を構成する有機繊維コードとして用いるPET繊維コードは、更に、100℃における熱収縮応力が0.6cN/tex以上であることが好ましい。このように100℃における熱収縮応力を設定することで、より効果的に空気入りタイヤの耐久性を良好に維持しながら、ロードノイズを効果的に低減することができる。PET繊維コードの100℃における熱収縮応力が0.6cN/texよりも小さいと走行時のタガ効果を充分に向上することができず、高速耐久性を十分に維持することが難しくなる。PET繊維コードの100℃における熱収縮応力の上限値は特に限定されないが、例えば2.0cN/texにするとよい。尚、本発明において、100℃での熱収縮応力(cN/tex)は、JIS‐L1017の「化学繊維タイヤコード試験方法」に準拠し、試料長さ500mm、加熱条件100℃×5分の条件にて加熱したときに測定される試料コードの熱収縮応力である。
The PET fiber cord used as the organic fiber cord constituting the
上述のような物性を有するPET繊維コードを得るために、例えばディップ処理を適正化すると良い。つまり、カレンダー工程に先駆けて、PET繊維コードには接着剤のディップ処理が行われるが、2浴処理後のノルマライズ工程において、雰囲気温度を210℃〜250℃の範囲内に設定し、コード張力を2.2×10-2N/tex〜6.7×10-2N/texの範囲に設定することが好ましい。これにより、PET繊維コードに上述のような所望の物性を付与することができる。ノルマライズ工程におけるコード張力が2.2×10-2N/texよりも小さいとコード弾性率が低くなり、中周波ロードノイズを十分に低減することができず、逆に6.7×10-2N/texよりも大きいとコード弾性率が高くなり、コードの耐疲労性が低下する。 In order to obtain a PET fiber cord having the above-mentioned physical characteristics, for example, it is advisable to optimize the dip treatment. That is, prior to the calendar process, the PET fiber cord is subjected to an adhesive dip treatment, but in the normalization process after the two-bath treatment, the ambient temperature is set within the range of 210 ° C to 250 ° C, and the cord tension is applied. Is preferably set in the range of 2.2 × 10 −2 N / tex to 6.7 × 10 −2 N / tex. This makes it possible to impart the desired physical properties as described above to the PET fiber cord. If the cord tension in the normalization process is smaller than 2.2 × 10 −2 N / tex, the cord elastic modulus becomes low, and the medium frequency road noise cannot be sufficiently reduced, and conversely, 6.7 × 10 − If it is larger than 2 N / tex, the elastic modulus of the cord becomes high and the fatigue resistance of the cord decreases.
本発明の空気入りタイヤでは、図1に示すように、タイヤ内面のトレッド部1に対応する領域に、タイヤ周方向に沿って吸音材10が装着されている。吸音材10は、例えば、接着剤や両面接着テープからなる接着層11を介してタイヤ内面に固定される。吸音材10は、連続気泡を有する多孔質材料から構成され、その多孔質構造に基づく所定の吸音特性を有している。吸音材10を構成する多孔質材料としては、例えばポリウレタン発泡樹脂(発泡ポリウレタン)を用いるとよい。吸音材10のガラス転移温度は、低温下でもポリウレタン発泡樹脂の柔軟性を維持し、吸音効果を発揮して空洞共鳴音を低減する観点から好ましくは−60℃〜−45℃であるとよい。また、タイヤ内面に対する接着性の観点から吸音材10は撥水剤を含有しないことが望ましい。図1の実施形態において、吸音材10は、長方形の断面形状を有する1枚の帯状体からなる。
In the pneumatic tire of the present invention, as shown in FIG. 1, the
吸音材10の体積は、タイヤとリムとの間に形成される空洞部の体積(内腔体積)に対して10%〜30%、好ましくは10%〜20%である。また、吸音材10の幅は、タイヤ接地幅に対して好ましくは30%〜90%、より好ましくは40%〜70%であるとよい。これにより、吸音材10の吸音効果を十分に確保することでき、静穏性の向上に繋がる。このとき、吸音材10の体積がタイヤの内腔体積の10%未満であると、吸音効果を適切に得ることができない。吸音材10の体積がタイヤの内腔体積の30%を超えると、走行時の蓄熱が多くなり、高速耐久性が低下する虞がある。
The volume of the
吸音材10の密度は、好ましくは10kg/m3 〜30kg/m3 であり、より好ましくは15kg/m3 〜25kg/m3 である。また、吸音材10のセル数は、好ましくは30個/25mm〜80個/25mm、より好ましくは40個/25mm〜70個/25mmである。このように吸音材10の密度を設定することで、吸音材10が低密度となって蓄熱が抑制されるので、高速耐久性の維持・向上に繋がる。また、吸音材10が低密度になると軽量化を図ることもできるので、転がり抵抗を低減することも可能になる。一方、吸音材10のセル数を上記のように適度に確保することで、気泡を細かくすることができるので、吸音材の吸音性能を効果的に発揮することができる。吸音材10の密度が10kg/m3 未満であると、吸音材10自体の耐久性が低下する虞がある。吸音材10の密度が30kg/m3 を超えると、低密度化を図ることができず、蓄熱を抑制する効果が十分に得られない。吸音材10のセル数が30個/25mm未満であると、気泡を十分に細かくすることができず、吸音性能の更なる向上が見込めなくなる。吸音材10のセル数が80個/25mmを超えると、個々の気泡が細かくなりすぎて、却って吸音性能が確保しにくくなる虞がある。
Density of the
吸音材10を設けるにあたって、図2に示すように、タイヤ周方向の少なくとも1箇所に欠落部12を設けることが好ましい。欠落部12とはタイヤ周上で吸音材10が存在しない部分である。このように欠落部12を設けることにより、欠落部12からの放熱が期待できるので、吸音材10の蓄熱を抑制して、高速耐久性を向上するには有利になる。また、タイヤのインフレートによる膨張や接地転動に起因する接着面の剪断歪みに長時間耐えることができ、吸音材10の接着面に生じる剪断歪みを効果的に緩和することが可能になる。このような欠落部12はタイヤ周上で1箇所または3〜5箇所設けるとよい。欠落部12をタイヤ周上の2箇所に設けると質量アンバランスに起因してタイヤユニフォミティの悪化が顕著になり、欠落部12をタイヤ周上の6箇所以上に設けると製造コストの増大が顕著になる。
In providing the
このように欠落部12を設ける場合、吸音材10のタイヤ周方向に沿った総長さがタイヤ最大内周長の好ましくは75%〜95%、より好ましくは80%〜90%であるとよい。このように欠落部12が存在する場合であっても、吸音材10の総長さを十分に確保することで、吸音効果を確実に確保することができる。尚、複数の欠落部12が存在する場合は、欠落部12によって分断された個々の吸音材10のタイヤ周方向に沿った長さの総和が「総長さ」である。吸音材10のタイヤ周方向に沿った総長さがタイヤ最大内周長の75%未満であると、吸音材10の総量が減少するため、吸音性能を十分に確保することが難しくなる。吸音材10のタイヤ周方向に沿った総長さがタイヤ最大内周長の95%を超えると、欠落部12が十分に確保できず、欠落部12からの放熱によって蓄熱を抑制する効果が十分に見込めなくなる。
When the missing
本発明では、吸音材10の硬度x[N/314cm2 ]と吸音材10の破断伸度y[%]とが、130≦y≦500、y≦−21x+2770、およびx≧60の関係を満たすことが好ましい。より好ましくは、80<x≦120、140≦y≦490、および/またはy≦−21x+2700の関係を満たすとよく、更に好ましくは、80<x≦100、150≦y≦480、および/またはy≦−21x+2600の関係を満たすとよい。これら吸音材10の硬度xおよび破断伸度yは、標準状態(温度23℃、相対湿度50%)において測定された硬度および破断伸度である。
In the present invention, the hardness x [N / 314 cm 2 ] of the
具体的には、図3に示す斜線部の領域Sが、上述の吸音材10の物性として好ましい範囲を示している。図3において、吸音材10の硬度xが、上記関係式により特定される上限値を超えると荷重耐久時においてタイヤの変形に追従することができず、吸音材10の剥離を生じる傾向があり、80N/314cm2 以下であると高速走行時において吸音材10が圧縮永久歪により変形し、吸音効果を十分に得ることができない。また、吸音材10の破断伸度yが130%より小さくなると、タイヤの高変形時において吸音材10の破断が生じ易くなる傾向があり、特に、低温下においてはその傾向が顕著になる。
Specifically, the shaded area S shown in FIG. 3 indicates a preferable range as the physical characteristics of the
本発明は、上述のベルトカバー層8と吸音材10との協働によって、高速耐久性と騒音性能をバランスよく高度に両立するものである。即ち、本発明は、吸音材10によって空洞共鳴音に起因する騒音を抑制する一方で、吸音材10の蓄熱で低下することが懸念される高速耐久性をベルトカバー層8によって維持・向上し、更に、ベルトカバー層8の物性によって中周波ロードノイズを抑制する(騒音性能の更なる向上を図る)ものである。そのため、上述のベルトカバー層8および吸音材10のそれぞれの好適な物性や構造等の特徴は、適宜組み合わせて採用することができる。
According to the present invention, the
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited to these Examples.
タイヤサイズが225/60R18であり、図1に例示する基本構造を有し、ベルトカバー層を構成する有機繊維コード(ナイロン繊維コード(表中は「N66」と表示)またはポリエチレンテレフタレート繊維コード(表中は「PET」と表示))の100℃における2.0cN/dtex負荷時の弾性率[cN/(tex・%)]、およびベルト層と重複する領域におけるコード張力[cN/dtex]、タイヤ内腔の断面積に対する吸音材の断面積の割合[%]、吸音材の密度[kg/m3 ]、吸音材のセル数[個/25mm]、間欠部の数を表1〜2のように異ならせた従来例1、比較例1〜6、実施例1〜6のタイヤを製作した。 The tire size is 225 / 60R18, has the basic structure illustrated in FIG. 1, and constitutes an organic fiber cord (nylon fiber cord (indicated as "N66" in the table) or polyethylene terephthalate fiber cord (table). (Indicated as "PET")) Elastic modulus [cN / (tex ·%)] under 2.0 cN / dtex load at 100 ° C., cord tension [cN / dtex] in the region overlapping the belt layer, tire Tables 1 and 2 show the ratio of the cross-sectional area of the sound absorbing material to the cross-sectional area of the lumen [%], the density of the sound absorbing material [kg / m 3 ], the number of cells of the sound absorbing material [pieces / 25 mm], and the number of intermittent parts. The tires of Conventional Example 1, Comparative Examples 1 to 6, and Examples 1 to 6 were produced.
いずれの例においても、ベルトカバー層は、1本の有機繊維コード(ナイロン繊維コードまたはポリエチレンテレフタレート繊維コード)をコートゴムで被覆してなるストリップをタイヤ周方向に螺旋状に巻回したジョイントレス構造を有している。ストリップにおけるコード打ち込み密度は50本/50mmである。また、有機繊維コードはいずれの場合も1100dtex/2の構造を有する。 In each example, the belt cover layer has a jointless structure in which a strip formed by coating one organic fiber cord (nylon fiber cord or polyethylene terephthalate fiber cord) with coated rubber is spirally wound in the tire circumferential direction. Have. The cord driving density in the strip is 50 lines / 50 mm. Further, the organic fiber cord has a structure of 1100 dtex / 2 in each case.
各例において、100℃における2.0cN/dtex負荷時の弾性率[cN/(tex・%)]は、JIS−L1017の「化学繊維タイヤコード試験方法」に準拠し、つかみ間隔250mm、引張速度300±20mm/分の条件にて引張試験を実施し、荷重‐伸び曲線の荷重2.0cN/dtexに対応する点における接線の傾きを1tex当たりの値に換算することで算出した。また、タイヤ内におけるコード張力[cN/dtex]は、トレッド部1からトレッドゴムを取り除いてベルトカバー層を露出させ、ベルトカバー層の所定の長さ範囲から有機繊維コードを引き剥がし、その採取後の長さを測定し、採取前の長さに対する収縮量を求めた。特に、最外側のベルト層のセンター部に位置する5本の繊維コードについて収縮量の平均値を求めた。そして、その収縮量(%)に対応する荷重をS−S曲線から求め、1dtex当たりの値に換算することにより測定した。 In each example, the elastic modulus [cN / (tex ·%)] under a load of 2.0 cN / dtex at 100 ° C. conforms to the “chemical fiber tire cord test method” of JIS-L1017, and has a grip interval of 250 mm and a tensile speed. A tensile test was carried out under the condition of 300 ± 20 mm / min, and the calculation was made by converting the slope of the tangent line at the point corresponding to the load 2.0 cN / dtex of the load-elongation curve into a value per tex. Further, for the cord tension [cN / dtex] in the tire, the tread rubber is removed from the tread portion 1 to expose the belt cover layer, the organic fiber cord is peeled off from the predetermined length range of the belt cover layer, and after the collection thereof. The length of the tire was measured, and the amount of shrinkage with respect to the length before collection was determined. In particular, the average value of the shrinkage amount was calculated for the five fiber cords located at the center of the outermost belt layer. Then, the load corresponding to the shrinkage amount (%) was obtained from the SS curve and measured by converting it into a value per 1 dtex.
これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、ロードノイズ、高速耐久性を評価し、その結果を表1,2に併せて示した。 Road noise and high-speed durability were evaluated for these test tires by the following evaluation methods, and the results are also shown in Tables 1 and 2.
ロードノイズ
各試験タイヤをリムサイズ18×7Jのホイールに組み付けて、排気量2.5Lの乗用車(前輪駆動車)の前後車輪として装着し、空気圧を230kPaとし、運転席の窓の内側に集音マイクを設置し、アスファルト路面からなるテストコースを平均速度50km/hの条件で走行させた際の周波数315Hz付近の音圧レベルを測定した。評価結果としては、従来例1を基準とし、その基準に対する変化量(dB)を示した。変化量の数値が負の値であればロードノイズが低減していることを意味する。
Road noise Each test tire is assembled to a wheel with a rim size of 18 x 7J, mounted as the front and rear wheels of a passenger car (front wheel drive vehicle) with a displacement of 2.5L, the air pressure is set to 230kPa, and the sound collecting microphone is inside the driver's seat window. The sound pressure level near the frequency of 315 Hz was measured when the test course composed of the asphalt road surface was run under the condition of an average speed of 50 km / h. As the evaluation result, the amount of change (dB) with respect to the standard was shown with reference to the conventional example 1. If the value of the amount of change is negative, it means that the road noise is reduced.
高速耐久性
各試験タイヤをリムサイズ18×7Jのホイールに組み付け、内圧230kPaを充填し、鋼製で表面が平滑な直径1707mmのドラムを備えたドラム試験機に装着し、周辺温度を38±3℃に制御し、速度120km/hから24時間に50km/hずつ加速し、タイヤに故障が生じるまでの走行距離を計測した。評価結果は、走行距離の測定値を用い、従来例1を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど、故障が生じるまでの走行距離が長く、高速耐久性が優れていることを意味する。尚、指数値が「105」未満では、高速耐久性を向上する効果が不十分である。
High-speed durability Each test tire is assembled to a wheel with a rim size of 18 x 7J, filled with an internal pressure of 230 kPa, mounted on a drum tester equipped with a steel drum with a smooth surface and a diameter of 1707 mm, and the ambient temperature is 38 ± 3 ° C. The speed was increased from 120 km / h to 50 km / h in 24 hours, and the mileage until the tire failed was measured. The evaluation result is shown by an index with Conventional Example 1 as 100 using the measured value of the mileage. The larger the index value, the longer the mileage until a failure occurs, and the better the high-speed durability. If the index value is less than "105", the effect of improving high-speed durability is insufficient.
表1,2から判るように、実施例1〜6のタイヤは、基準となる従来例1との対比において、ロードノイズを低減し、且つ、高速耐久性を向上した。一方、比較例1,2のタイヤは、ベルトカバー層を構成するポリエチレンテレフタレート繊維コードの100℃での2.0cN/dtex負荷時の弾性率が高く、且つ、吸音材の断面積の割合が大きいため、高速耐久性が低下した。比較例3のタイヤは、ベルトカバー層を構成するポリエチレンテレフタレート繊維コードの100℃での2.0cN/dtex負荷時の弾性率が小さいため、ベルトカバー層によるロードノイズ低減効果が見込めず、吸音性能が十分に得られなかった。また、吸音材の断面積の割合が大きいため、高速耐久性が低下した。比較例4のタイヤは、吸音材の断面積の割合が小さいため、吸音性能が十分に得られなかった。比較例5のタイヤは、吸音材の断面積の割合が大きいため、高速耐久性を向上する効果が十分に得られなかった。比較例6のタイヤは、ベルトカバー層がナイロン繊維コードで構成されるため、ベルトカバー層による高速耐久性の向上効果が得られなかった。 As can be seen from Tables 1 and 2, the tires of Examples 1 to 6 reduced road noise and improved high-speed durability in comparison with the standard Conventional Example 1. On the other hand, in the tires of Comparative Examples 1 and 2, the elastic modulus of the polyethylene terephthalate fiber cord constituting the belt cover layer under a load of 2.0 cN / dtex at 100 ° C. is high, and the ratio of the cross-sectional area of the sound absorbing material is large. Therefore, the high-speed durability was lowered. In the tire of Comparative Example 3, since the elastic modulus of the polyethylene terephthalate fiber cord constituting the belt cover layer under a 2.0 cN / dtex load at 100 ° C. is small, the road noise reduction effect of the belt cover layer cannot be expected, and the sound absorption performance is not expected. Was not obtained sufficiently. In addition, since the ratio of the cross-sectional area of the sound absorbing material is large, the high-speed durability is lowered. In the tire of Comparative Example 4, the ratio of the cross-sectional area of the sound absorbing material was small, so that the sound absorbing performance could not be sufficiently obtained. Since the tire of Comparative Example 5 has a large proportion of the cross-sectional area of the sound absorbing material, the effect of improving high-speed durability could not be sufficiently obtained. In the tire of Comparative Example 6, since the belt cover layer was composed of a nylon fiber cord, the effect of improving the high-speed durability by the belt cover layer could not be obtained.
1 トレッド部
2 サイドウォール部
3 ビード部
4 カーカス層
5 ビードコア
6 ビードフィラー
7 ベルト層
8 ベルトカバー層
8a フルカバー層
8b エッジカバー層
10 吸音材
11 接着層
12 間欠部
CL タイヤ赤道
1 Tread
Claims (8)
前記ベルトカバー層はコートゴムで被覆された有機繊維コードをタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻回することで構成され、前記有機繊維コードは100℃における2.0cN/dtex負荷時の弾性率が3.5cN/(tex・%)〜5.5cN/(tex・%)の範囲にあるポリエチレンテレフタレート繊維コードであり、
前記トレッド部の内面に多孔質材料からなる吸音材が設置され、前記吸音材の断面積がタイヤ内腔の断面積に対して10%〜30%であることを特徴とする空気入りタイヤ。 A tread portion extending in the tire circumferential direction to form an annular shape, a pair of sidewall portions arranged on both sides of the tread portion, and a pair of bead portions arranged inside the tire radial direction of these sidewall portions. A carcass layer mounted between the pair of bead portions, a plurality of belt layers arranged on the outer peripheral side of the carcass layer in the tread portion, and a belt cover arranged on the outer peripheral side of the belt layer. In pneumatic tires with layers
The belt cover layer is formed by spirally winding an organic fiber cord coated with coated rubber along the tire circumferential direction, and the organic fiber cord has an elastic modulus at 100 ° C. under a 2.0 cN / dtex load. A polyethylene terephthalate fiber cord in the range of 3.5 cN / (tex ·%) to 5.5 cN / (tex ·%).
A pneumatic tire in which a sound absorbing material made of a porous material is installed on the inner surface of the tread portion, and the cross-sectional area of the sound absorbing material is 10% to 30% with respect to the cross-sectional area of the tire lumen.
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