JPH02133686A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、改良されたスチールフィラメントを用いた
いわゆるオーブン撚り構造コードにより補強されたラジ
アルタイヤに関する。

（従来の技術） スチールコードで補強された空気入りタイヤにおいては
、タイヤ内に浸入した水分によるスチールフィラメント
の腐食に伴う製品耐久寿命の低下が問題となっている。

そこでフィラメント表面に金属めっきを施したり、ゴム
がコード内部にまで浸入し得るいわゆるオーブン撚り構
造（１？Ｅｓ１ＥＡＲｃＨＤＩＳＣＬＯ５ＩＩＲＥ　、
　ＪＵＮＥ　１９７８第３３頁参照）とすることによっ
て、スヂールコード耐腐食性を改良している。

（発明が解決しようとする課題） フィラメントに金属めっきを施したゴム浸透性が悪いス
チールコードでは、スチールコードに繰返し歪が加わる
ような条件下で使用されるとコード内のフィラメント相
互の摩擦によるめっき層の急速な摩滅により鉄地の露出
で防食作用が失なわれ、またオーブン撚り構造コードで
はゴムコーティングカレンダー時にコードにわずかの張
力が加わっただけでフィラメント相互の隙間が狭くなり
コード内部へのゴムやプラスチックの浸透が困難となる
ところに問題が残る。

一方実開昭６１−１０８３９７号公報にはゴムの浸入性
を改良するために、スチールコードを略楕円つる巻き状
に撚り合せたオーブン撚り構造スチールコードについて
開示されているが、２ｋｇ荷重時の引張伸びが大きいた
めに、コードを構成している各フィラメント相互の隙間
が狭くなってゴムあるいはプラスチックのコード内部へ
の浸入が妨げられる。

また特開昭６２−１７０５９４号公報は型付率の異なる
少なくとも２つ以」二の単位に分け、型付率を最大値で
１．６５、最小値で１．０５とし、且つ最大値と最小値
の差を０．２０〜０．４０の範囲とすることが開示され
ているが、フィラメントのらせん形状が最適化されてい
ないためコードの加工性およびゴムベネ性を低下させる
問題がある。

そこでこの発明は、ゴムやプラスチックの浸入性に優れ
たオーブン撚り構造スチールコードについて捉案するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明は、トレッド部と、このトし・ラド部の両肩で
連なる一対のサイド部と、サイド部の内周に、それぞれ
形成ｊ、７た一対のビード部とを備えトレッド部の内側
に埋設したベルトで補強したカーカスを有するラジアル
タイヤにおいて、楕円−つる巻き状をなし、その楕円は
次式 ％式％） ただしｂ／ａ　：　０．７０〜０．９０で表される３〜
６本のフィラメントからなる、３〜６本をｎで表しＩＸ
ｎで示されるオーブン撚り構造を有し、コードの５ｋｇ
荷重時の引張り伸びが０．３〜１．４％の範囲であるス
チールコードで該ベルトと該カーカスとの少なくとも一
方を補強したことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ
である。

また実施に当り、コードの２　ｋｇ荷重時の引張り伸び
Ｐ２と５　ｋｇ荷重時の引張り伸びＰ、との関係がＰ３
≦０．９４７　Ｐ、−０，０４３であること、さらに好
ましくはＰ３≦０．９４７　Ｐ、−０，０８３であるこ
とおよび隣合うフィラメントの間隙のうぢ、少なくとも
１つは異なる距離にあることが有利に適合する。

この発明においては、スチールコードのフィラメント径
は好ましくは０．１５〜０．４５ｍｍ、より好ましくは
０．１５〜０．４０Ｍの範囲で、撚りピッチは好ましく
は６〜２０間の範囲で製造に供する。

この発明に従うスチールコードは、例えば、第１図に示
すように、５本のフィラメント１を楕円つる巻状に撚り
合わせ、各フィラメント１の間隔を離した、いわゆるオ
ーブン撚り構造になる。

ここで楕円つる巻とは楕円体の周囲に沿うつる巻線を指
し、その楕円が上式に従うことを特徴とする。

またこの発明に従うスチールコードは、３〜６本のフィ
ラメントを１０５〜１４０％の型付率でら線形に型付け
して撚り合わせたオーブン撚り構造コードを、曲げたわ
み率を１２．５％以」二にした矯正ローラーに通過させ
ることにより得られる。

ここで型付率は、用いるフィラメントと同一のフィラメ
ントを同数稠密に撚り合わせたときのコード径をｄｃと
し、型付は後のコード径をｄ、とし、（ｄ　ｔ／　ｄｃ
）Ｘ１００（χ）で表される。なおフィラメントが楕円
つる巻状であるときは さらに曲げたわみ率は、第２図のように配したローラー
群を用いて、曲げたわみ量δ（ｍｍ）とローラーの中心
間距離Ｌ　（ｎ＋ｍ）としたとき（δ／Ｌ）、Ｘ１００
（χ）で表わされる。

なお曲げたわみ率を１２．５％以上としたのは１２゜５
％未満ではフィラメントの巻き形状が楕円から円に近く
なり、ゴムの浸入性が劣化するためである。またローラ
ー中心間距離■、はコード撚りピッチ長さの２．０倍以
七にすると、フィラメントの楕円つる巻線の位置ずれが
起こるためか、ゴムの浸入性が改良された。

さらに矯正ローラーの操業条件を上記のように設定すれ
ば、コードを構成するフィラメントの表面に圧縮残留応
力が付与されるので、フィラメントの腐食疲労性も改り
できる。

（作　用） スチールコードを構成するフィラメントの本数を３〜６
本と限定したのは、１〜２本では補強材として同一線径
ではコード１本当りの強力が低ずぎ、コード強力と同一
にすると線径が太き（なりすぎて耐疲労性が低下し実用
には不適で、さらに１〜２本ではフィラメントを楕円型
付けすることによるゴノ、浸入性の改良効果がないから
である。

−カフィラメトが７本以上ではコード径が大きくなって
コードによる補強層が厚くなり不経済であり、フィラメ
ントがコード内部に落ち込んで２層状態になりコード内
へのゴム浸透性が悪くなり、また発熱性が悪くなるから
である。なおフィラメント径を小さ（することも考えら
れるが、伸線す■工性が悪化して好ましくない。そこで
フィラメントの直径は０．１５〜０．４５１好ましくは
０．１５〜０．４０ｍｍの範囲において、フィラメント
を経済的に製造でき、またコードとした際の機械的疲労
耐久性も実用域にあって好適である。

次に製品の補強用に使用されるスチールコード又は製品
から採り出したスチールコードは楕円つる巻状のフィラ
メントからなり、その楕円を次式％式％） ただしｂ／ａ　：　０．７０〜０．９０で表される形状
にすることによって、コードの５ｋｇ荷重時の引張り伸
びは小さくなり、とくにコード内部へのゴム浸入性の指
標となる２ｋｇ荷重時の引張り伸びも小さくなるため、
フィラメン！・相互の間隙減少は抑制されゴムの浸入性
が大幅に改良できることが、発明者らの研究によって新
たに判明した。

すなわち上式に従う楕円のつる巻状フィラメントを用い
ることで、２ｋｇ荷重時の引張り伸びを小さくできゴム
の浸入性を向上し得るわけである。

ちなみに第３図は楕円つる巻状のフィラメントからなる
矯正ローラーによって圧縮残留応力を付与したコード（
イ）とつる巻状のフィラメントからなるコード（ロ）と
を、それぞれ相対湿度９０％、温度２５°Ｃの雰囲気下
で回転曲げ疲労試験に供した結果を示したものである。

同図から、圧縮残留応力のイ」与によって疲労寿命が向
上することもわかった。

またフィラメント間へのゴムの浸入性をさらに高めるに
は、２　ｋｇ荷重時の引張り伸びＰ！（χ）と５ｋｇ荷
重時の引張り伸びＰ、（χ）との関係を、Ｐ３≦０．９
４７　Ｐ、−０，０４３とすることが好ましい。Ｐ３≦
０．９４７　Ｐｓ　　Ｏ，０８３であればさろに好まし
い。

さらにフィラメントは不規則に配置してフィラメント相
互の間隙を少なくとも１つは異ならせることによって、
２ｋｇ荷重時の伸長歪を小さくしてゴム浸入性を改良す
ることが可能である。

（実施例） 遍−＝±ジニ［構造Ｍ 直径０．２３ｍｍのフィラメントを５本引揃えてくせづ
け用目板によって最密コード構造のコード径に対して１
．１５倍の直径となるように螺旋状の型伺けを行い、引
続き、型付けされたフィラメント５本を撚り合わせてオ
ーブン撚り構造のコー１′とした。次に第２図に示した
千鳥状に配置された矯正［１−シーにコードを通過さセ
てフィラメントを円筒から楕円筒のつる巻に変化させた
。この場合の矯正ローラーの千鳥状配置は第２図に示し
た曲げたわみ量（δ）を４　、２ｍｍおよびロール中心
間圧にｔ（Ｌ、）を２４ｍｍとしロールの総数は１３個
とした。

得られたコードの断面を第４図に例示する。また第５図
（イ）に示すようにフィラメントは楕円つる巻状であり
、コード内部へのゴムの浸入率はほぼ１００％であった
。得られたスチールコードの詳細は第１表にＮａ３とし
て示す。

一方矯正ローラーの曲げたわみｉ　６．８ｍｍ、ロール
中心間圧ｆｆ１ＩＬを２４ｍｍとした場合、フィラメン
トは第５図（ロ）に示すような直線部分を含む偏平楕円
形となりコード内部へのゴムの浸入率は２０％であった
。、得られたスチールコードの詳細は第１表にＮｏ、　
２として示す。

以上に開示した製造方法の条件を若干変更することによ
り第１表に示すＮｏ、　２〜８のスチールコードを調製
した。同様な方法でタイＡ・性能評価のため、Ｉ　Ｘ　
５　Ｘｏ、２５、ｌ　Ｘ　５　Ｘｏ、２Ｂ、Ｉ　Ｘ　５
　ｘＯ，３０、ｌ　Ｘ　４　Ｘｏ、２０、ｉ　Ｘ　３　
Ｘｏ、２０構造のスチールコードを併せて調製した。こ
こで（Ｉ　Ｘ　５　Ｘｏ、２５）表示の００２５とはフ
ィラメント径が０．２５ｍｍであることを示す。

第１表に示す条件に従うフィラメントからなるオープン
撚り構造スチールコー・ド（ｌ　ｘ　５　ｘＯ，２３＋
Ｉ１ｍ　）のゴム浸入性および耐腐食疲労性について調
べた結果を同表に併記する。

なお、ゴム浸入性はカーボンブラック（ＩＩＡＦ　）５
０重量部を含む加硫性の天然ゴム組成物シートに１×５
構造のスチールコードを埋設し、圧力２０）ｃｇ／ａｆ
ｌのもと温度１４５°Ｃで３０分間加硫したのちコード
の長さ方向に５　ｍｍ間隔で切断し、コード断面１０個
を光学顕微鏡によりゴムのコード内部への浸入度合を観
察したものである。又、耐腐食疲労性は、相対湿度９０
％、温度２５°Ｃの雰囲気下でゴムを被覆しない裸コー
ドに曲げ歪０．５％を与え回転曲げ疲労試験を行い、従
来コードＮα１の疲労寿命を１００として指数表示した
。指数の大きいものほど疲労寿命が長く、耐腐食疲労性
が良好であることを示している。

実施■上 前記スチールコード製造例に従って製造した３種の１×
５スチールコード及びクローズド撚りの１×５スチール
コードを、タイヤサイズ１６５ＳＲ１３の乗用車用ラジ
アルタ・イヤのベルト補強に用い第２表に示す条件にて
４種類のタイヤを試作した。

なお実施例３のタイヤは実施例１，２とベルト強度が同
じになるようにコード打込みを調整した。

これらのタイヤの接地部にベルト部の金属コードに達す
る直径３　ｍｍの穴をあげ、タイヤを１，０００ｋｍ実
地走行さセた後に、該タイヤを５％ＮａＣｉ水溶液の水
槽中に１日浸漬させ、更に一般路で合計４万ｋｍ走行さ
せ、次いで内圧を１．３　ｋｇ／　ｃｆに下げ一定山坂
路を２万ｋｍ走行させた後タイヤを解削した。

■、耐腐食性；上記タイＡ・の穴の位置に相当する金属
コードを採取し、埋設ゴムとの接着ｗ面がどの位の長さ
に渡って接着低下しているかをコードの腐食長さとして
評価し、次式によりタイヤＮＯ，１３のタイヤ金属コー
ドの腐食長さを１００として指数で表わした。

なお値が大きい程良好な結果を示す。

ニスこ、ｊＪ缶二±２リーン≧− 第３表に従って、３種の異なるカーカスを有するタイヤ
サイズ１９５／７０Ｒ１４の乗用車用ラジアルタイヤを
試作した。ベルトにはいずれも第１表の陥。

４のスチールコードを用いた。

比較例においては、カーカスとして１ｏｏｏｄ／２のポ
リエチレンテレフタレイト繊維コード（コード強力２１
．　、５　ｋｇ　）を２層、打込み５５．０本１５０　
ｍｍにてビード部折り返し高さを高くして用いた。

実施例４においてはＩ　Ｘ　３　Ｘｏ、２０（ｍｍ）の
スチールコード（コード強力２９．０ｋｇ）を−層、打
込み数６０本１５０印にてビード部折り返し高さを低く
して用いた。実施例５においてはＩ　Ｘ　４　Ｘｏ、２
０　（ｍｍ）のスチールコード（コード強力３８．０ｋ
ｇ）を−層、打込み数４５本１５０　ｍｍにて実施例４
と同じビード部折り返し高さにて用いた。

これら３種のタイヤを１０万ｋｍ走行させた後、カーカ
スプライ端部の亀裂の成長長さ及びサイドウオール部の
外傷の発生率を調査し、カーカスプライ端部耐久性及び
耐サイドウオール外傷性を指数評価した。なお指数が大
きい程良好な結果を示ず。

またＪＩＳ規格００２０２に準拠して転がり抵抗性を評
価すると共に、テストコースにて操安性と乗り心地性に
つきドライバーによるフィーリングテストを実施した。

いずれも指数が大きい程良好な結果を示す。

これらの評価結果を第３表に併記する。

実施形 第１表のＮｏ、　１およびＮｏ、６のスチールコード、
さらにＮｏ、　４と同様に製造したｌ　Ｘ　５　Ｘｏ、
３０構造（フィラメント径０．３０＋ｎｍ）のスチール
コード、すなわちフィラメントの巻形状が楕円で、楕円
の短径／長径比は０．８１．５ｋｇ荷重時の伸びは０．
５４％２　ｋｇ荷重時の伸びは０．４１％であるコード
を夫々重荷重用（トラック・バス用）ラジアルタイヤ１
０００Ｒ２０１４におけるプライのベルトのトレッド側
最外層に用いで、タイヤを試作した。

なおベルトの最外層以外の３層にはいずれも３ｘｏ、２
０＋　６　ｘｏ、３８構造のスチールコードを用いた。

最内層である第１Ｎには打込み数１８本７５０Ｍで、第
２〜３Ｎには打込み数２８本１５０　ｍｍにて埋設した
。

そしてコードＮｏ、　１のスチールコード及びＮｏ、　
６のスチールコードは夫々打込み数５２本１５０価にて
埋設し、夫々比較例３、実施例６とした。残りのスチー
ルコードは打込み数３４本１５０　ｍｍにて埋設し、実
施例７とした。

これら３種のタイヤを１５万ｋｍ走行後、耐腐食性を評
価したところ、比較例３タイヤのベルト最外層には随所
にコード内部腐食の進行が見られたが、実施例６、実施
例７の夕・イヤには腐食の進行がみられず良好な結果を
示した。

実Ｊｉ■↓ 評価用タイＡ・とし２て重荷重用トラック・バス用ラジ
アルタイヤ１０００Ｒ２０−１４ＰＲを使用した。この
り・イヤのベルト構造は、下記の第４表に示す如く３Ｘ
　Ｏ，２０ｍｍ　＋　６　Ｘ　０．３８ｍｍのスチール
コードを第１層には打込み密度９木、／２５ｍｍで、ま
た第２〜４層には１４本／２５　ｍｍで夫々適用し、か
つタイヤの周方向に対し第１層は２３°で、また第２〜
４層は７０°で打ち込んでいる。またカーカスプライ構
造は、第４表に示す如く比較例４のコンｌ−ロールタイ
ヤにおいては３＋９Ｘ　Ｏ，２３ｎｖａ＋１のスチール
コードをタイヤ周方向に対して９０°の角度で、打ち込
み密度８本／２５薗にて配列させ、実施例のタイＡ・に
おいては第４表に示す各カーカスプライ適用のスチール
コードを周方向に対し同じ角度で、かつ比較例４のコン
トロールタイヤのケース強度に適合するように夫々決定
しまた打ち込み数にて配列さゼた。

かかる試作タイヤにつき以下に示す各性能評価を行った
。

爾夕）仁ムケイング」１ 試作タイヤから（走行タイヤも新品タイヤも同じ方法）
、一方のビードから他方のビードまでのゴム付きカーカ
スコード層のコードを引き抜き、クラウンセンタ一部で
半分に切断する。次にゴムを溶媒で溶解して除去し、フ
ィラメント１本ずつにほぐす。そのほぐした各フィラメ
ントについてクラウンセンター側端部とビード側端部を
チャックではさみ引張試験機でコードを破断し、その破
断面を真上から見られるように顕微鏡にセットし、拡大
写真をとり、拡大写真に方眼紙をかぶせフレッティング
の生じていない部分のふちに合わせて円を描き、フレッ
ティングの生じない非摩滅部分に対しフレッティングを
生じた部分をμｍ単位で測定したものをコード１０本分
平均した値がフレ・７テイング量である。

この値を比較例４のコントロールタイヤを１００として
フレッティング量の少ない方が大きくなるように指数表
示したのが第４表の耐フレツテイング性である。

腐文皮〃低玉度 試験方法は、第６図に示すようにタイヤから取り出した
ゴム付きコード３を直径４０ＩＩｌｌ１１のプーリー４
の３個に図のように掛ＬＪ、固定プーリー５を介して新
品コード破断荷重の１０％に相当するおもり６に引張荷
重を掛け、３つのプーリーを左右に繰り返し２０ｃｍ移
動させコードに繰り返し曲げ歪を与えてコードを疲労破
断させ、コード破断に至る操り返し回数を１０本のコー
ドの平均破断回数として求め、新品タイヤのコードのそ
れを１００として新品対比の低下度合いを求めた値が、
腐食疲労性低下度である。第４表に示す腐食疲労性低下
度は、前記の値を比較例４のコントロールタイヤを１０
０として指数値で示したものであり、値が大きい程耐腐
食疲労性が良好なことを示す。

左：功ノじ６乞進端部洒Ｉ久牲 試作タイヤのトレッドゴムをパフして、ベルト層の発熱
によるベルト層の故障のない状態でビード耐久性を評価
する。具体的には各試作タイヤを荷重ＪＩＳ２００％、
速度６０ｋｍ／ｈ、内圧７．２５ｋｇ／　ｅＩｉｌの条
件下でドラム上で回し、カーカスプライコード先端にセ
パレーションが発生し、振動が大きくなった時のドラム
走行距離を夫々の走行距離として比較例１のコントロー
ルタイヤのものと対比し指数にて表示しまた。値が大き
い程カーカスプライ端部耐久性が良好なことを示す。

１２−で（−一ドコ５４−むプクトイ１（４１試作タイ
ヤに用いたスチールコードをゴム中に紺に平行に埋め込
んだ厚さ３柵、幅５０印、長さ３００胴の大きさの試料
にスチールコード強力×打込み数（すなわちトリート強
力）の１割の引張をかけ、。

重さ２０ｋｇの刃型をコード方向と直角に上から自然落
下させて、その切断時の高さで耐サイドウオール外傷性
を比較する。第１表には比較例１のコントロールタイヤ
のそれを１００としてこの性質を示し、数値が大きい程
耐サイド外傷性が良好であることを示す。

垂旦−軽−へＪ課 試作タイヤに用いたスチールコードをカーカスコーティ
ングゴムで埋め合わせたプライドリー１−複合体とし、
複合体として比較例１のコントローｔｔ＝タイヤのブラ
イトリートと同一強度が得られるよう、各試作トリート
の打ち込み本数を変えた時の打ち込み故ダウンによる重
量の低減効果を、タイヤ１本当りに使用するトリート重
量にてコントロールタイヤ対比指数で表示した。値が小
さい程重量軽減効果が良好であることを示す。

以−トの評価結果を第４表に併記する。

第 表 第４表から実施例は比較例に比し全ての評価が優れ、と
くに耐フレツテイング性において著しい効果を示すこと
がわかる。

（発明の効果） この発明によれば、コード内部のゴムやプラスチックの
浸入性を大幅に向上するとともにフィラメント自身の腐
食疲労性も向上するので、極めて優れた耐腐食疲労性を
有し、とくに乗用車用又はトラックバス用空気入りラジ
アルタイヤのベルト又はカーカスの補強用に好適なコー
ドを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に従うスチールコードの断面図、 第２図は矯正ローラーの模式図、 第３図はコード構造と疲労寿命の関係を示すグラフ、 第４図（イ）〜（ハ）はスチールコードの断面図、 第５図（イ）（ロ）はフィラメントの断面図、第６図は
耐腐食疲労低下度試験法の説明図である。 １・・・フィラメント

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、トレッド部と、このトレッド部の両肩で連なる一対
   のサイド部と、サイド部の内周に、それぞれ形成した一
   対のビード部とを備えトレッド部の内側に埋設したベル
   トで補強したカーカスを有するラジアルタイヤにおいて
   、楕円つる巻き状をなし、その楕円は次式 （ｘ／ａ）＾２＋（ｙ／ｂ）＾２＝１ ただしｂ／ａ：０．７０〜０．９０ で表される３〜６本のフィラメントからなる、３〜６本
   をｎで表し１×ｎで示されるオープン撚り構造を有し、
   コードの５ｋｇ荷重時の引張り伸びが０．３〜１．４％
   の範囲であるスチールコードで該ベルトと該カーカスと
   の少なくとも一方を補強したことを特徴とする空気入り
   ラジアルタイヤ。 ２、スチールコードの２ｋｇ荷重時の引張り伸びＰ＿２
   と５ｋｇ荷重時の引張り伸びＰ＿５との関係がＰ＿３≦
   ０．９４７Ｐ＿５−０．０４３を満足することを特徴と
   する請求項１に記載のタイヤ。 ３、スチールコードの隣合うフィラメントの間隙のうち
   、少なくとも１つは異なる距離にある請求項１又は２に
   記載のタイヤ。