JP2577251B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ベルト部耐久性に優れた空気入りラジアル
タイヤに関する。

〔従来の技術〕

従来、乗用車用空気入りラジアルタイヤのベルト部に
は、ゴム引きスチールコードからなるベルト層が使用さ
れている。

スチールコードは、十分な剛性と強度を有するためベ
ルト層に使用する繊維補強材としては適した材料である
が、鉄鋼材料であるが故にトレッド部が外傷を受けて外
部よりベルト層に水分が浸入した場合には、その水分が
コード中心に長手方向に沿って形成される空洞に浸入す
ることによってコードの腐食を起こし、これによりコー
ドの耐久性、ゴムとの接着の面で本来の機能が発揮され
ない場合がある。この点に鑑み、外傷を受けてもコード
に沿って水分が浸透するのを防ぐ目的で考案されたのが
ゴム浸透タイプのスチールコードである。

このスチールコードとしては、コア部に２本のフィラ
メントを有し、アウターシースのフィラメント間の間隔
をあえて大きくした２＋７、２＋６等のコードが実用に
供されているが、このようなコードはフィラメントの本
数が８本乃至９本と多いため、コード径が増大し、ベル
ト層の厚さが必要以上に大きくなって好ましくない。ま
た、フィラメント数が多いため経済的観点からも好まし
くない。このため、フィラメントの本数を４本乃至５本
にした２＋２、２＋３、２×２等の構造のものが考案さ
れているが、このようなコードはフィラメントの配位が
コード中心に対して非対称となるため、コードに曲げ変
形が加えられたときに歪が不均一に発生し、ベルト部耐
久性上好ましくない。

そこで考案されたのが、１×５、１×４、１×３等の
１×ｎ構造で撚りを甘くしてフィラメントとフィラメン
トとの間の空洞にゴムが浸透し易くしたいわゆるオープ
ンタイプのスチールコードであり（オープン撚りコー
ド）、例えば、特開昭56−43008号公報、特公昭60−494
21号公報等に開示されている。しかし、このコードは、
第４図に示すように、コード１の長手方向に対し直角な
断面内において各フィラメントが完全に離れた完全オー
プン部分２と、一部のフィラメントが接触した不完全オ
ープン部分３とがコード１の長手方向に交互に存在する
ので、第５図に示すように２層に配列して２層のベルト
層とし、これらのベルトがコード軸方向に圧縮変形を受
けた場合、コードが局部的に変形し、座屈疲労を起こし
てしまう。なお、第５図中、Ｃはコード間距離である。
これは、特開昭63−154404号公報にも示されるように、
コード断面形状がコード長手方向に不均一であるために
局部的に歪が集中するからである。

また、コード長手方向にコード径が均一なオープン撚
りコードとしては特開昭55−90692号公報に記載のもの
があるが、しかし、実質的にコードの長手方向で常に完
全オープン形状となるコードは作製できないし、かつタ
イヤの中でこのような構造を保つことも不可能である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、ベルト層に使用するスチールコード
について水の浸透による被覆ゴムとの剥離を防ぎ、コー
ド軸方向に圧縮変形を受けた場合の歪の不均一によるコ
ード折れを防止し、さらにベルト層間の剥離を防止して
ベルト部耐久性を向上させると共に、走行時の運動性能
を向上させ、かつ軽量化した空気入りラジアルタイヤを
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕 本発明は、少なくとも１枚のゴム引きスチールコード
よりなるベルト層を有する空気入りラジアルタイヤにお
いて、前記ベルト層に用いるスチールコードは、フィ
ラメント数ｎが３〜５本の１×ｎ構造であり、スチー
ルコード横断面形状が偏平であって、スチールコード長
手方向に平行な面に投影した時の最小コード径である短
径ａと最大コード径である長径ｂとの比（a/h）が0.65
〜0.85の範囲にあり、スチールコード長手方向のいず
れの箇所でもスチールコード長手方向に対し直角な断面
内においてフィラメント同士が少なくとも１ケ所で実質
的に接触しているが全部のフィラメントが接触すること
なく、かつその偏平のコード径がスチールコード長手方
向にほぼ均一となっており、スチールコードにコード
１本当り5kgの荷重を与えたときのコードの伸びが0.30
〜0.65％の範囲にあり、さらに、そのスチールコード
の長径方向が前記ベルト層の面方向に沿うように配置さ
れたことを特徴とする。

本発明者らは、前述した従来のオープンタイプのスチ
ールコードはコード断面形状が第４図に示すようにコー
ド長手方向に間欠的にくびれ部を有し、不均一であるた
めに、このスチールコードをコートゴムに埋設してベル
ト層とした場合には、そのスチールコードのくびれ部に
局部的に歪部が集中してコード破断を起し易い事実を知
り、鋭意研究した結果、本発明をなすに至った。

以下、本発明の構成につき詳しく説明する。

本発明の空気入りラジアルタイヤでは、左右一対のビ
ード部間にカーカス層が装架され、カーカス層とトレッ
ドとの間に少なくとも１枚のゴム引きスチールコードよ
りなるベルト層がタイヤ周方向に環状に配置されてい
る。ここで用いるベルト層とは、複数本のスチールコー
ドを平行にならべてコートゴム（被覆ゴム）に埋設して
なるものである。

本発明では、上記ベルト層に用いるスチールコード
は、フィラメント数ｎが３〜５本の１×ｎ構造である。

ｎが２本以下では本発明の目的を達成することができ
なくなり、一方、６本以上ではコード１本当りの重量が
増すので汎用タイヤのベルト用補強コードとしては適さ
ず、また、経済的観点からも好ましくない。

また、本発明では、上記ベルト層に用いるスチール
コードは、スチールコード横断面形状が偏平であって、
スチールコード長手方向に平行な面に投影した時の最小
コード径である短径ａと最大コード径である長径ｂとの
比（a/b）が0.65〜0.85の範囲にある。

第１図（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ、スチールコード
の長手方向に対する直角断面を示す。スチールコードの
断面形状10は、第１図（Ａ）〜（Ｄ）に示すように変形
（楕円形状）であり、第１図（Ａ）に示すように短径ａ
と長径ｂとを有する。11はスチールコードを構成するフ
ィラメントである。

ここで、長径ｂはスチールコードをコード長手方向に
平行な面にコード長手方向に直交する方向に投影した時
の最大コード径であり、短径ａは同様にスチールコード
を長手方向に平行な面にコード長手方向に直交する方向
に投影した時の最小コード径である。短径ａおよび長径
ｂは、例えば、タイヤから採取したベルト層のスチール
コードのコード径を測定するか又はタイヤに対する平行
なＸ線の投影によって簡単に測定することができる。

この偏平比（a/b）が0.65未満では、短径ａが小さく
なり過ぎるので長径ｂに直交する方向の曲げ変形に対し
て長径先端付近の表面歪が大きくなり、耐久性（コード
折れ性）が劣る。また、偏平比（a/b）が0.85超になる
と、短径ａが大きくなって偏平ではなくなるので通常の
オープン撚りコードに近くなり、加硫工程中にフィラメ
ントが動いて、コードがコード長手方向で不均一にな
り、耐久性が劣る。オープン度を下げると長手方向の均
一性は保たれるが、ゴムの浸透性が乏しくなり、防錆効
果が劣るので好ましくない。

したがって、タイヤのコード折れ性と防錆効果との両
面を考えて、スチールコード長手方向投影面におけるコ
ードと偏平比（a/b）を0.65〜0.85の範囲としている。

本発明では、上記ベルトに用いるスチールコード
は、スチールコード長手方向のいずれの箇所でもスチー
ルコード長手方向に対し直角な断面内においてフィラメ
ント同士が少なくとも１ケ所で実質的に接触しているが
全部のフィラメントが接触することなく、かつその偏平
のコード径がスチールコード長手方向にほぼ均一となっ
ている。

すなわち、第１図（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、スチ
ールコード長手方向のいずれの箇所でも、スチールコー
ド長手方向に対し直角な断面内においてフィラメント11
同士が接触する箇所と接触しない箇所とが存在する。換
言すれば、スチールコード長手方向いずれの箇所でもス
チールコード横断面形状が不完全オープン形状をしてい
る。したがって、第１図（Ｄ）におけるＡ方向から見る
と第２図（Ａ）に示されるようにスチールコード１はフ
ィラメント11同士が実質的に接触しており、また、第１
図（Ｄ）におけるＢ方向から見ると第２図（Ｂ）示され
るようにフィラメント11間に間隙がみられる。これによ
り、この間隙からタイヤ加硫時にゴムが内部に浸透し、
コード内部の中空部を満たし、水分等の浸入を防ぐこと
ができる。

また、スチールコードの偏平のコード径（短径ａ、長
径ｂ）は、スチールコード長手方向にほぼ均一となって
いる。すなわち、第１図（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、
スチールコード長手方向いずれの箇所においてもコード
横断面の短径ａと長径ｂとはそれぞれ同じ長さであって
同方向を向いている。

このように、スチールコード横断面形状が不完全オー
プン形状となっていることに加えて、スチールコードの
偏平のコード径がスチールコード長手方向にほぼ均一と
なっているために、スチールコードに長手方向の圧縮変
形力が加えられた場合に歪の局部的集中を避けることが
できるので、スチールコードが局部的に変形しないから
コード破断が生じることがでく、かつコードとコートゴ
ムとの剥離を防ぐことができる。

本発明では、上記ベルト層に用いるスチールコード
は、スチールコードにコード１本当り5kgの荷重を与え
たときのコードの伸びが0.30〜0.65％の範囲にある。

0.3％未満であるとコードがコンパクトに撚られるた
めに、フィラメント間の間隙が小さすぎてゴムの浸透性
が不十分となり、水の浸入による錆の発生および進行を
防止することができない。また0.65％超になるとコード
が過度にルーズに撚られるので、フィラメント同士が完
全に離散した部分が発生し易く、スチールコード長手方
向の圧縮時に不均一歪が発生するからである。

さらに、本発明では上記ベルト層のスチールコード
は、その長径方向がベルト層の面方向に沿うように配置
されている。

第３図に示すようにスチールコードを２列に平行に配
列して２層のベルト層を形成した場合にベルト層間にお
いてコードの最大径（長径）に相当する箇所が互いに近
接するように、換言すればベルト層間においてコードの
長径方向が互いに同一となるように、具体的にはコード
の長径方向をベルト層の面方向に沿わせるようにスチー
ルコードを配置する。これにより、ベルト層間における
コード間のゴムの厚みＣ（コード間距離）を極めて合理
的に均一に設定できるので、ベルト層間に応力が集中す
る箇所がなくなるから層間のセパレーションを防止する
ことができる。また、コードの長径方向がベルト層の面
方向に沿っているためコードがベルト層の幅方向に平べ
ったくなるので、ベルト層の厚さ方向の曲げ剛性を低く
することができるコーナリングパワーの増大を可能なら
しめ、トレッド部のエンベロープ性の増大を可能ならし
めるため走行時のタイヤの運動性能が向上する。さら
に、コードの長径方向がベルト層の面方向に沿っている
ためコードがベルト層の幅方向に平べったくなるので、
ベルト層の厚さを減少できるからタイヤの軽量化をはか
ることが可能となる。

なお、コートゴムに埋設されてベルト層を構成する
前の状態のスチールコードは、予め過大に型付けされた
ルーズ撚りオープンコードを一対の矯正ローラ群で一方
向に押しつぶすことにより製造することができる。

実施例 （１） 表１に示すタイヤNo.1〜８の空気入りラジアル
タイヤにつき、ベルト層のゴム浸透性、走行試験（走行
後コード破断の有無）、錆発生長さ、およびコーナリン
グパワーを評価した。この結果を表１に示す。なお、各
タイヤは、タイヤサイズ195/70 R14で、スチールコード
からなる２枚のベルト層を有し、コード間距離Ｃが0.70
mmである。

ゴム浸透性： タイヤから取り出したベルト層のコードの内部を観察
し、観察した長さに対してゴムが浸透している長さの比
をパーセント表示した。

走行後コード破断： 空気圧2kg/cm²でタイヤを試験車に装着し、一般路を
総走行距離６万km走行後、ベルト層のスチールコードの
故障状態を評価することによった。また、この評価にあ
たっては、予めトレッドにベルト層に到達する穴をタイ
ヤ周上に２ケ所あけ、走行時に外からの空気の浸入を容
易にした。

錆発生長さ（mm）： 走行後、上記穴の端から錆が発生しているコード長さ
（mm）で評価した。

コーナリングパワー： コーナリングパワーの評価（指数）は、空気圧2.0kg/
cm²、荷重、450kg、装着リム5 1/2×14の測定条件で常
法により行った。

表１において、タイヤNo.1は、すべてのフィラメント
が相互に接触している、いわゆるクローズド撚りコード
であり、ゴムの浸透性に乏しい。このタイヤは、走行後
水浸入が原因となり錆を発生し、コード破断が走った。
タイヤNo.2は、従来のオープン撚りコードを使用した例
で、ゴムの浸透性は良好であるが、走行試験でコード破
断を起こした。

タイヤNo.3は、本発明タイヤで、a/bが0.75であり、5
kg荷重時の伸びは0.40％である。ゴム浸透は良好で、走
行後のコード破断は発生しない。

タイヤNo.4は、a/bが0.60で、非常に偏平度を高くし
たコードを用いたものである。走行後にフィラメント破
断が見られた。タイヤNo.5は、a/bが0.75、5kg荷重時の
伸びが0.20％のコードを用いたもので、ゴムの浸透性に
乏しい。このタイヤは通常の走行後のコード破断は見ら
れなかったが、水の浸入による錆でコード破断を起こし
た。

No.6、７、８は、１×４（0.25）を用いたタイヤであ
るが、本発明のタイヤNo.8だけが満足できる結果であっ
た。

コーナリングパワーは、タイヤNo.1の１×５（0.25）
クローズド撚りコードを使用したタイヤを100とした指
数で示した。タイヤNo.2は、比較例でa/bが0.95、5kg荷
重時の伸びが0.70％であるが、タイヤNo.1に対しコーナ
リングパワーは95に低下する。

タイヤNo.3は、a/bが0.75、5kg荷重時の伸びが0.40％
のコードを用いた本発明タイヤで、コーナリングパワー
は105となり、タイヤNo.1に対し向上した。

上述の如く、本発明タイヤは従来タイヤに比較してコ
ーナリングパワーが改善されることがわかる。

（２） 表２に示すタイヤNo.9〜16の空気入りラジアル
タイヤ（タイヤサイズ195/70 R14、スチールコードから
なる２枚のベルト層を有し、コード間距離Ｃが0.70mm）
につき前記（１）におけると同様にしてゴム浸透性、走
行後コード破断、錆発生長さ、およびコーナリングパワ
ーを評価した。この結果を表２に示す。なお、これらの
タイヤは、5kg荷重時伸び（％）を0.50に固定し、a/bを
0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85、0.90と変
化させたものである。

表２において、タイヤNo.11〜15は、a/bが0.65〜0.85
の範囲内のタイヤであり（本発明タイヤ）、ゴム浸透は
良好で、走行後のコード破断の発生はない。また、錆の
発生も殆んどなく、コーナリングパワーが良好である。

（３） 表３に示すタイヤNo.17〜24の空気入りラジア
ルタイヤ（タイヤサイズ195/70 R14、スチールコードか
らなる２枚のベルト層を有し、コード間距離Ｃが0.70m
m）につき前記（１）におけると同様にしてゴム浸透
性、走行後コード破断、錆発生長さを評価した。この結
果を表３に示す。

なお、これらのタイヤは、a/bを0.70に固定し、5kg荷
重時伸び（％）を0.20、0.25、0.30、0.40、0.50、0.6
0、0.65、0.70と変化させたものである。

表３において、タイヤNo.19〜23は、5kg荷重時伸び
（％）が0.30〜0.65の範囲内のタイヤであり（本発明タ
イヤ）、ゴム浸透は良好で、走行後のコード破断の発生
はない。また、錆の発生も殆んどない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ベルト層のスチ
ールコードについて上記のように規定したために、下記
の効果を奏することができる。

（１） スチールコードが長手方向のいずれの箇所でも
スチールコード長手方向に対し直角な断面内においてフ
ィラメント同士が少なくとも１ケ所で実質的に接触して
いるが全部のフィラメントが接触していないために、す
なわち、コード長手方向に対し直角な断面内においてフ
ィラメント同士が接触する箇所と接触しない箇所とが存
在するために、換言すれば、スチールコード長手方向い
ずれの箇所でもスチールコード横断面形状が不完全オー
プン形状をしているために、タイヤ加硫時にゴムのコー
ド内部の浸透を十分に確保できるので、タイヤ走行時に
トレド踏面に受けたカット傷よりベルト層内部に浸入し
た水がコードに沿ってコード長手方向に浸透するのを防
止できる。これにより、ベルト層における腐食（錆）に
起因するコード折れやコードと被覆ゴムとの剥離（セパ
レーション）を防ぐことが可能となる。

さらに、スチールコード横断面形状が不完全オープン
形状をしていることに加えて、コード長手方向にコード
の短径ａ、長径ｂがそれぞれほぼ均一となっているため
に、ベルト層がコード軸方向に圧縮変形を受けた場合に
コードが局部的に変形しないので歪の局部的集中を避け
ることができる。したがって、圧縮変形によるベルト層
のコード折れを防止することが可能となる。

（２） 横断面が偏平なコードをその長径方向がベルト
層の面方向に沿うように配置したため、ベルト層間にお
けるコード間のゴムの厚みを極めて合理的に均一に設定
できるから、ベルト層間に応力が集中する箇所がなくな
るので層間のセパレーションを防止することが可能とな
る。

（３） 横断面が偏平なコードの長径方向がベルト層の
面方向に沿っているためコードがベルト層の幅方向に平
べったくなるので、ベルト層の幅方向曲げ剛性を高める
ことができるからコーナリングパワーの増大を可能なら
しめ、トレッド部のエンベロープ性の増大を可能ならし
めるため走行時のタイヤの運動性能が向上する。

（４） 横断面が偏平なコードの長径方向がベルト層の
面方向に沿っているためコードがベルト層の幅方向に平
べったくなるので、ベルト層の厚さを減少できるからタ
イヤの軽量化をはかることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ本発明で用いるスチー
ルコードの一例のコード長手方向に対する直角断面を示
す説明図、第２図（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ第１図
（Ｄ）におけるＡ方向およびＢ方向の側面視説明図、第
３図はこのスチールコードを２列に平行に配列して２層
のベルト層を形成した場合の断面説明図である。 第４図はフィラメント同士が完全に離散した完全オープ
ン部分と一部のフィラメントが接触した不完全オープン
部分とが長手方向に交互に現れる従来のスチールコード
の一例を示した模式説明図、第５図はこのスチールコー
ドを２列に平行に配列して２層のベルト層を形成した場
合の断面説明図である。 １……スチールコード、２……完全オープン部分、３…
…不完全オープン部分、10……スチールコードの断面形
状、11……フィラメント。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−125084（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−66388（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−43866（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−157391（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１枚のゴム引きスチールコード
   よりなるベルト層を有する空気入りラジアルタイヤにお
   いて、前記ベルト層に用いるスチールコードは、フィ
   ラメント数ｎが３〜５本の１×ｎ構造であり、スチー
   ルコード横断面形状が偏平であって、スチールコード長
   手方向に平行な面に投影した時の最小コード径である短
   径ａと最大コード径である長径ｂとの比（a/b）が0.65
   〜0.85の範囲にあり、スチールコード長手方向のいず
   れの箇所でもスチールコード長手方向に対し直角な断面
   内においてフィラメント同士が少なくとも１ケ所で実質
   的に接触しているが全部のフィラメントが接触すること
   なく、かつその偏平のコード径がスチールコード長手方
   向にほぼ均一となっており、スチールコードにコード
   １本当り5kgの荷重を与えたときのコードの伸びが0.30
   〜0.65％の範囲にあり、さらに、そのスチールコード
   の長径方向が前記ベルト層の面方向に沿うように配置さ
   れた空気入りラジアルタイヤ。