JP5093323B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、複数本の素線を撚り合わせてなる１×Ｎ構造のスチールコードをゴム中に埋設してなる補強層を備えた空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、タイヤ耐久性能の向上を可能にした空気入りラジアルタイヤに関する。

一般に、空気入りラジアルタイヤのベルト部やカーカス部などの補強材として、複数本の素線を撚り合わせてなる１×Ｎ構造のスチールコードが使用されている（例えば、特許文献１参照）。

ところが、この種のスチールコードでは、タイヤ走行中にコードが繰り返し変形することにより素線同士がその点接触部分において互いに擦れ合って摩滅し、所謂フレッティング摩耗を生じ、これによりタイヤの耐久性を損なうという問題がある。

このフレッティング摩耗を抑制するためには、スチールコードの素線の撚り角を小さくすることが有効であることが知られている。つまり、素線の撚り角を小さくすることにより、素線同士の接触圧を減らすことが出来る。

しかしながら、素線の撚り角が小さくなると、素線の真直性の影響によりコードの真直性が悪化し、それに起因してタイヤ耐久性が悪化するという問題がある。つまり、ベルト部やカーカス部などの補強材を加工する場合、複数本のスチールコードを引き揃えてゴム被覆した部材を切断し、その切断片同士を側部に沿ってスプライスすることが行われているが、コードの真直性が悪化すると、スプライス精度が悪化するため、コード間隔が開き過ぎたり、コード同士が接触したりすることがある。その結果、タイヤの耐久性能が低下する。

特開平１０−３２９５０９号公報

本発明の目的は、上述する問題点を解決するもので、複数本の素線を撚り合わせてなる１×Ｎ構造のスチールコードをゴム中に埋設してなる補強層を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、タイヤ耐久性能の向上を可能にした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤは、複数本の素線を撚り合わせてなる１×Ｎ構造のスチールコードをゴム中に埋設してなる補強層を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記スチールコードの素線としてその軸廻りに予め捩りを与えた素線を用い、該素線のワイヤ表面捩り角を１°以上にすると共に、前記素線の撚り角を３〜７°にしたことを特徴とする。

本発明では、補強層を構成するスチールコードの素線として予め捩りを与えた素線を用い、そのワイヤ表面捩り角を規定することにより、素線の撚り角を従来より小さい３〜７°にしてフレッティング摩耗を抑制するようにしても、コードの真直性が改善されるので、スプライス精度を向上し、タイヤ耐久性を向上することが出来る。

本発明においては、前記スチールコードを構成する素線の本数Ｎが２〜１２本であることが好ましい。また、素線の径が０．２０〜０．４０ｍｍであることが好ましい。これにより、空気入りラジアルタイヤの補強層に適したスチールコードを形成することが出来る。

本発明においては、素線のワイヤ表面捩り角を１５°以下にすることが好ましい。コードの真直性を改善するにはワイヤ表面捩り角を大きくすることが望ましいが、それが過大であるとコードの生産性が低下する。ワイヤ表面捩り角の上限値を上記のように規定することにより、コードの生産性が低下することを回避することが出来る。

上記スチールコードを適用する補強層は特に限定されるものではないが、上記スチールコードはベルト層に適用することが好ましい。

本発明において、素線の撚り角θ１及びワイヤ表面捩り角θ２は以下のようにして測定される。先ず、空気入りタイヤからスチールコードを取り出し、そのコードを有機溶剤に浸漬して表面に付着するゴムを膨潤させた後、そのゴムを除去する。そして、スチールコードのコード径ｄ１（ｍｍ）、素線径ｄ２（ｍｍ）、及び素線の撚り長さＰ１（ｍｍ）を測定する。各寸法は少なくとも１０箇所での測定値の平均値とする。これらコード径ｄ１、素線径ｄ２、撚り長さＰ１に基づいて下記（１）式から素線の撚り角θ１を算出する。
θ１＝ＡＴＡＮ（π×（ｄ１−ｄ２）／Ｐ１）×１８０／π・・・（１）

更に、スチールコードを分解して素線を取り出し、その素線を有機溶剤に浸漬して表面に付着するゴムを膨潤させた後、そのゴムを除去する。そして、素線を直線状に固定した状態で光学顕微鏡にて素線を観察し、ワイヤ表面に形成された伸線痕から捩りピッチＰ２（ｍｍ）の１／２の値を測定し、それを２倍して捩りピッチＰ２を求める。捩りピッチＰ２は少なくとも１０箇所での測定値の平均値とする。この捩りピッチＰ２と上記素線径ｄ２に基づいて下記（２）式からワイヤ表面捩り角θ２を算出する。
θ２＝ＡＴＡＮ（π×ｄ２／Ｐ２）×１８０／π ・・・（２）

本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。 本発明で補強層を構成するスチールコードの一例を示す断面図である。 本発明で補強層を構成するスチールコードの一例を示す側面図である。 本発明でスチールコードを構成する素線を示す側面図である。 図４の一部を拡大して示す側面図である。

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。図１は本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示し、図２及び３は本発明で補強層を構成するスチールコードを示し、図４及び図５は本発明でスチールコードを構成する素線を示すものである。

図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。また、ビードコア５の外周上にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４の本体部分と折り返し部分により包み込まれている。

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のベルト層７が埋設されている。これらベルト層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を含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７において、補強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。

上記空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層４及びベルト層７から選ばれる少なくとも１つの補強層（好ましくは、ベルト層７）を構成する補強コードとして、複数本の素線９を撚り合わせてなる１×Ｎ構造のスチールコード８が使用されている（図２参照）。図２において、スチールコード８は６本の素線９を撚り合わせて構成した１×６構造に形成されている。尚、本発明において、撚り構造は図示した１×６構造に限定されず、Ｎ本の素線を撚り合わせて構成した１×Ｎ構造とすることが出来る。ここで、素線の本数Ｎは２〜１２本とすることが好ましい。

本発明では、このスチールコード８の素線９の撚り角θ１を従来より小さい３〜７°に設定することでフレッティング摩耗を抑制するようにしている（図３参照）。図３においては、理解を容易にするために、撚り角θ１が実際よりも大きくなるように描写している。しかし、単に撚り角θ１を小さくするだけではコードの真直性が低下するという問題があるため、本発明においては、スチールコード８を構成する素線９に、その軸廻りに予め捩りを与えた素線（図４及び５参照）を用いている。図５において、素線９の表面には伸線加工に起因する伸線痕１０が形成されているが、その伸線痕１０に基づいて判定される捩りピッチＰ２（ｍｍ）と素線９の素線径ｄ２（ｍｍ）とから算出される素線９の軸方向に対するワイヤ表面捩り角θ２が１°以上、好ましくは１°以上１５°以下の範囲に設定されている。

このように素線９として軸廻りに捩りを与えた素線を用い、この素線９の軸方向に対するワイヤ表面捩り角θ２を規定することにより、素線９の真直性を改善し、スチールコード８全体の真直性を向上することが出来る。そのため、コードの真直性を低下させることなく素線９の撚り角θ１を従来よりも小さい範囲に設定してタイヤ耐久性能を向上することが出来る。

ここで、素線９の撚り角θ１が３°未満であると素線９が動き易くなるためフレッティング摩耗が誘発され易くなる。逆に７°を超えると充分なフレッティング摩耗防止効果が得られない。

また、ワイヤ表面捩り角θ２が１°未満であると素線９の真直性の改善効果が不充分になる。逆に１５°を超えると真直性は良化するものの過剰な捩りに起因してコードの生産性が低下する。

上記空気入りラジアルタイヤにおいて、素線９の径が０．２０〜０．４０ｍｍであることが好ましい。素線９の径が０．２０ｍｍ未満であるとベルトエッジセパレーションが広い範囲に伝播し易くなる。逆に０．４０ｍｍを超えるとスチールコードが折損し易くなる。

尚、上記空気入りタイヤにおいて、カーカス層４及びベルト層７の補強コードとして上記スチールコード８を適用しない部分については、タイヤ業界において通常使用される補強コードを用いることが出来る。そのような補強コードとして、例えば、複数本のフィラメントを撚り合わせてなるスチールコードや、ナイロン及びポリエステルに代表される有機繊維コードが挙げられる。

タイヤサイズを３０５／５０Ｒ２０で共通にし、複数本の素線を撚り合わせてなる１×Ｎ構造のスチールコードをゴム中に埋設してなるベルト層を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、スチールコードの撚り構造、素線径、コード径、素線の撚り長さ、素線の撚り角θ１、素線のワイヤ表面捩り角θ２を表１のように設定した従来例、比較例１、実施例１〜５のタイヤを製作した。

これらの試験タイヤについて、下記の評価方法によりタイヤ耐久性能を評価し、その結果を表１に併せて示した。

タイヤ耐久性能
試験タイヤをリムサイズ２０×９ １／２Ｊのホイールに組み付けて、空気圧１７０ｋＰａを充填し、荷重とスリップ角を０．０６７Ｈｚで矩形波変動させながら速度２５ｋｍ／ｈで、直径１７０７ｍｍの回転ドラム上で走行させ、タイヤが故障するまでの走行距離を測定した。尚、荷重は１０．０３±６．４６ｋＮ、スリップ角は０±４°の範囲で変動させた。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど走行距離が長くタイヤ耐久性能が優れていることを意味する。

この表１から判るように、実施例１〜５はいずれも従来例との対比において、スチールコードの真直性が向上しタイヤ耐久性能を改善した。一方、比較例１はコードの真直性が悪化したためタイヤ耐久性能の改善効果が不充分であった。

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 スチールコード
９ 素線
１０ 伸線痕

Claims (5)

1. 複数本の素線を撚り合わせてなる１×Ｎ構造のスチールコードをゴム中に埋設してなる補強層を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記スチールコードの素線としてその軸廻りに予め捩りを与えた素線を用い、該素線のワイヤ表面捩り角を１°以上にすると共に、前記素線の撚り角を３〜７°にしたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記スチールコードを構成する前記素線の本数Ｎが２〜１２本であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記素線の径が０．２０〜０．４０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記素線のワイヤ表面捩り角を１５°以下にしたことを特徴とする請求項１，２又は３に記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記補強層がベルト層であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
   
   

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