JPH03109104A - 重車両用ラジアルタイヤ - 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） 本発明は軽量化を図りながら、カーカスプライコードの
耐腐食疲労性を低下させず、むしろ向上したすなわち耐
久性の改良と軽量化を両立した重車両用ラジアルタイヤ
に関する。

（従来の技術） 従来重車両用タイヤにおいては、カーカスプライ補強材
としてスチールコードが多用されている。

このカーカスプライ補強材としては軽量化及びコスト低
減を可能とし、もってこれをタイヤに反映させる為特に
高強力化の要求が強いが、鋼線を高強力化すると鋼線の
耐久性、特に耐腐食疲労性が低下する現象がある。すな
わち鋼線を高強力化すると鋼線で補強されたゴム製品が
腐食環境下にて変動応力を受けた場合、製品の寿命が低
下する。という問題点があり従来から改善がなされて来
た。

例えば特開昭５７−１４９５７８号公報では金属ワイヤ
の表面の残留応力を圧縮にすることで機械的疲労特性に
優れた金属ケーブルが得られることを開示している。ま
た特開昭６０−１８３２０２号公報にはスチールコード
の素線におけるセメンタイトラメラ−間隔の平均値３０
０〜５００人であるパーライト組織とパーライト結晶粒
の微細化によって耐腐食疲労性が改善されることが開示
されている。特開昭６２−２０３６１５号公報には鋼線
にプラスめっきを施す代わりに鋼線に鉄または鉄−ニッ
ケルめっきをした上にプラスめっきを施すことにより腐
食疲労特性を改善する方法が開示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記特開昭５７−１４９５７８号公報に
おいて開示されている金属ケーブルでは機械的疲労特性
が改善されることが記載されているが、腐食疲労特性に
ついてはふれておらず、また実施例におけるようにワイ
ヤの抗張力が３３０　ｋｇ／ｍａ＋２未満であり３３０
ｋｇ／ａｍ”以上の抗張力のワイヤにおいて表面の残留
応力を圧縮にすることのみでは所望の腐食疲労特性が得
られないという欠点があった。次に特開昭６０−１８３
２０２号公報では、実施例におけるように、素線の引っ
張り強度は３００ｋｇ／ｍｍ”に満たないものであり、
重車両用ラジアルタイヤの安全率を確保するためにはス
チールコードを多量に必要としタイヤの軽量化の目的に
はそぐわない欠点と３３０ｋｇ／ｍｍ”以上の抗張力の
ワイヤにおいてパーライト組織とパーライト結晶粒の改
善のみでは所望の腐食疲労特性が得られないという欠点
を有していた。更に、特開昭５７−１４９５７８号公報
には鋼線に鉄または鉄−ニッケルめっきをした上にプラ
スめっきをして腐食に対する防護層をもうけることによ
り腐食疲労性が改善されることが開示されているが、良
好な被覆性を有す防護層を得るには１０μ以上の厚みの
鉄または鉄−ニッケルめっきを必要とし製品の抗張力の
低下および生産性の低下という欠点と、重車両用ラジア
ルタイヤでは鋼線を撚り合わせたスチールコードとして
使用することが多いために、タイヤ使用中にスチールコ
ードの素線同士のフレッチングによりプラスめっき、防
護めっきが摩滅し腐食環境からの防護作用が失われてし
まう欠点があり、軽量化を図りながら耐腐食疲労性を改
良し耐久性を向上した重車両用ラジアルタイヤが得られ
ないと言う技術的問題が存在していた。

（課題を解決するための手段） 前述のように軽量化と耐久性が両立できる重車両用タイ
ヤを作る為に高強力でかつ耐腐食疲労性に優れた鋼線に
対する要求が強いものの安価で容易に製造することは困
難であった。本発明者らは鋭意検討の結果、鋼線材を特
殊な組成とすることなしに高強度でかつ耐腐食疲労性に
優れたスチールコードを作り、これをカーカスプライの
補強コードとして用いることにより軽量化と耐久性が両
立できる・重車両用ラジアルタイヤを得るに到った。

即ち、本発明はタイヤ赤道面に実質的９０”の角度で配
列したスチールコードで補強された少なくとも１層のカ
ーカスプライをビードコアの周りに内から外へ巻返して
備えた重車両用ラジアルタイヤにおいて、該カーカスプ
ライに適用するスチールコードがプライコードとして埋
設されたスチールコードの素線の抗張力が３３０〜４０
０　ｋｇ／ｍｍ”であって、かつ該素線の金属組織のセ
メンタイトラメラ−間隔が１２０〜１９０人であり、か
つ該素線の表面から素線直径の１０分の１を超え、５．
５分の１を超えない深さの範囲領域の残留応力が圧縮側
であることを特徴とする重車両用ラジアルタイヤに関す
るものである。

本発明においで用いる上述の耐腐食疲労性を改善したス
チールコードの製造方法は以下のとおりである。ｍ材し
とてＪＩＳ　Ｇ　３５０６に規定されるＳ畦Ｈ８２Ａま
たはそれに準するものを用い、次の工程での伸線加工性
を改善するための熱処理においては鋼材の表面層の炭素
含有量と素綿内部の炭素含有量との差を少くなくする為
、中間の熱処理回数を極力少なくし、または熱処理にお
いては温度、雰囲気、時間または鋼材表面処理を施して
脱炭が起きない条件にて溶体化処理を行い脱炭による表
面層の炭素含有量の減少を抑制し、つづいて鋼材のラメ
ラ−間隔が１０００〜１４００人となるように毎秒１４
０°Ｃ以上の速度で６３０°Ｃ以上で６６０’Ｃを超え
ない温度まで急冷した後、前述の温度に約１２秒以上保
持し、次いで通常の方法で酸洗い、めっき処理を施した
後、次の工程で所望の強力と１２０〜１９０人のラメラ
−間隔が得られるように減面加工率９７％以上で常法に
て伸線加工を行った後、鋼線の表面から深さ方向に素線
直径の１０分の１を超え５．５分の１を超えない深さの
範囲迄の領域が圧縮残留応力になるようにするために前
述の伸線加工された鋼線に７０〜１７０ｋｇ／ｆｕｌｌ
”の引張り人力を付加した状態で千鳥足状に配置したロ
ールを通過させて鋼線表面での曲げ歪みが１％以上にな
るような曲げ加工処理を繰り返して施している。

（作　用） 本発明において、使用するカーカスプライ補強コードの
線材のラメラ−間隔を１２０〜１９０人としたのは１２
０人未満になると耐腐食疲労性が極端に低下し、又１９
０人を超えると３３０ｋｇ／ｌｌｌ１ｍ２以上ノ抗張力
が得られないためである。また鋼材の炭素層を押える理
由は表面層の脱炭層が厚くなると製品素線の表面層の機
械的強度の低下、および機械的疲労性と耐腐食疲労性の
劣化が起こるからであり、素線の表面から素線直径の１
０分の１を超え５．５分の１を超えない範囲までの領域
で圧縮残留応力を付与することで亀裂伝播速度を低減さ
せることができ、タイヤの耐腐食疲労性が約２５％以上
改良できる。また素線直径の８分の１を超え、５．５分
の１を超えない領域で残留応力が圧縮であることがタイ
ヤの耐腐食性向上にとり更に好ましい。また軽量化およ
び後述する耐プライエンドセパレーション性を更に改善
するには抗張力が３５０ｋｇ／ｍｍ”以上が好ま、しい
。残留応力が表面から素線直径の１０分の１の範囲以内
で引張応力になる場合、タイヤの耐腐食疲労性に対する
圧縮応力の効果は少く、もっと深くまで圧縮応力側とし
た場合には曲げ歪付加時に断線が増加したり、線材表面
の傷が増加することによる耐腐食疲労性低下の要因が増
え、その割には亀裂が５．５分の１まだ深く成長してし
まうと、たとえ５６５分の１以上深くまで圧縮応力がか
かっていてもこの圧縮応力による入力の総和の効果がほ
とんどなくなり、前記のかね合いて結果的にはタイヤの
耐腐食疲労性は低下してしまう。

以上の条件を満足したスチールコードを用いると、また
ケース強度を同一にしたままでコードの打込み数を減す
ることができ、結果的にＴＢＲの如き重車両用ラジアル
タイヤの主たる故障である耐ブライエンドセパレーショ
ン性も向上させることができる。

またスチールコードがプライコードとして埋設された素
線の抗張力が３３０ｋｇ／ａｍ”未満であると軽量化の
効果が少く、耐プライエンドセパレーション性改善効果
も少い。逆に抗張力が４００ｋｇ／ｍｎ＋”を超えると
上記耐腐食疲労性改善の手法を用いてもラメラ−間隔が
狭くなりすぎたり、伸線がしにくくなり、伸線傷が増え
、どうしてもタイヤの耐腐食疲労性は低下してしまう。

（実施例） 次に本発明を実施例および比較例により説明する。

１〜５　　　　　　１〜７ ＴＩＩＲ２８５／７５　　Ｒ２４，５１４ＰＲおよびＴ
ＢＲ１００ＯＲ２０１４ＰＲのタイヤサイズでベルトコ
ードとして３Ｘ０．２０＋　６　Ｘｏ、３５撚で鋼材と
して０％０．７５％のものを使用し、カーカスプライコ
ードとしては第１表および第２表に示す内容のものを夫
々適用し実施例１〜５および比較例１〜７の供試タイヤ
を作った。これ等のタイヤにつき軽量化、耐腐食疲労性
および耐ブライエンドセパレーション性を次に示す評価
方法で測定し、得たタイヤの性能の結果をＴＢＲ２８５
／７５　　Ｒ２４，５１４ＰＲのタイヤについては第１
表に、ＴＢＲ１０００Ｒ２０１４ＰＦＩ（Ｄタイヤニつ
いては第２表にそれぞれ併記する。尚スチールコードの
素線の抗張力、内部残留応力（マニキュア法）、ラメラ
−間隔およびコード強力の測定に当っては、タイヤから
採取したスチールコードを用いて測定した。

（評価方法） （イ）重量軽減効果 試作タイヤから採取したスチールコードを比較例１また
は比較例６のコントロールタイヤのブライドリートと同
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数ダウンによる重量の低減効果を
、タイヤ１本当りに使用するスチールコード重量にてコ
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。

（ロ）耐腐食疲労性（低下度合） 試験方法は、第３図に示すようにタイヤから取り出した
ゴム付きコード１を直径Ｃ４Ｑｍｍのプリー２の３個に
図示するように掛け、固定プーリー３を介して新品コー
ド破断荷重の１０％に相当するおもり４に引張荷重資掛
け、３ブー９−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
ード破断に至る繰り返し回数を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、耐腐食疲労
性低下度合である。第１表および第２表に示す耐腐食疲
労性は、前記の値を比較例１または比較例６のコントロ
ールタイヤを１００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。

（ハ）耐プライエンドセパレーシゴン性試作タイヤのト
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と一ド耐久性を評価する。具体的に
は各試作タイヤを荷重ＪＩＳ　２００％、速度６０　Ｋ
ｍ／ｈｒ　、内圧８．２５ｋｇ／＋１１１”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、振動が太き（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または比較例６のコ
ントロールタイヤのものと対比し指数にて表示した。値
が大きい程ビード耐久性が良好なことを示す。

（ニ）線材のラメラ−間隔の測定方法 伸線された鋼線のラメラ−間隔は該鋼線を電解研磨して
薄膜を作成し透過型電子顕微鏡を用いて観察測定した。

もちろん最も狭く見える部分を測定するのは言うまでも
ない。測定個所は線材のほぼ中央部分である。

第−スー表 比較例１は従来のコードを使用した場合であり抗張力が
低いため実施例に比べてスチールコードの使用量が大き
く打込みが密なため、耐ブライエンドセパレーション性
も悪い。

比較例２は比較例１の素線の低い抗張力を単に従来技術
の手法により改善した場合であり、たしかに抗張力が改
善され、軽量化および耐プライエンドセパレーション性
は向上し目標の値に到達しているが、ラメラ−間隔が狭
くなり、この程度の圧縮応力では耐腐食疲労性は大幅に
低下している。

比較例３はラメラ−間隔が広すぎるため抗張力が改善さ
れず、耐腐食疲労性は大幅に改善されているが、軽量効
果や耐ブライエンドセパレーション性の改善効果が得ら
れていない。

比較例４は残留応力が深くまでかかっていない例であり
ラメラ−間隔が本発明の規定範囲内に入っていても耐腐
食疲労性は目標値まで達していない。

比較例５は圧縮応力をかけすぎた場合であり、表面傷の
問題が作用してタイヤの耐腐食疲労性が低下している。

実施例１〜３は本発明に係るコードであり、重量軽減効
果、耐腐食疲労性および耐プライエンドセパレーション
性が同時に改善されている。

また比較例６，７の結果を実施例４，５と対比すると、
実施例４，５は実施例１〜３と同様に比較例６．７と比
べてタイヤ性能が著しく優れている。

第１図は実施例４および比較例７で用いた線材の圧縮残
留応力深さ（μｍ）と耐腐食疲労性指数との関係を示す
図で、曲線ｌは実施例４で用いた線材、曲線２は比較例
７で用いた線材の結果を示し、素線のラメラ−間隔と深
さ方向に対する圧縮残留応力と組合せると、その相乗効
果により曲線１で素線の耐腐食疲労性が著しく改善され
ることがわかる０図面中規定範囲とは素線の表面から素
線直径の１／ｌＯを超え、１１５．５を超えない深さの
範囲領域を示し、好適範囲とはその１／８を超え１１５
．５を超えない範囲領域を意味する。

また第２図は実施例４で用いた線材の表面からの深さ（
対素線直径比）と残留応力レベルの関係を示す図で、線
材の深さ方向に対して規定する領域の幅（素線の表面か
ら素線直径の１／１０を超え、１１５．５を超えない深
さの領域）を通過する残留応力曲線が圧縮側にあれば本
発明の効果を有する。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の重車両用ラジアルタ
イヤは、カーカスプライに適用するコードとして、埋設
されたスチールコードの素線の抗張力が３３０〜４４０
　ｋｇ／ｌｔｍ”であって、かつ該素線の金属組織のセ
メンタイトラメラ−間隔が１２０〜１９０人であり、か
つ該素線の表面から素線直径の１０分の１を超え、５．
５分の１を超えない深さの範囲領域の残留応力が圧縮側
にあるコードを用いて補強したことにより耐久性と軽量
化を両立させ改善することができたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例４と比較例７で用いたカーカスプライ補
強コードの線材の圧縮残留応力深さと耐腐食疲労性指数
の関係を示す線図、 第２図は実施例４で用いたカーカスプライ補強コードの
線材の表面からの深さ（対素線直径比）と残留応力レベ
ルとの関係を示す線図、第３図は耐腐食疲労性試験用３
点プーリ試験の説明図である。 １・・・ゴム付きコード　　２・・・プーリー３・・・
固定ブーＩノー　　　４・・・おもり第１図 圧ｊｌｉｒ＾９ぴぼさυ帽２ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、タイヤ赤道面に実質的９０°の角度で配列したスチ
   ールコードで補強された少なくとも１層のカーカスプラ
   イを、ビードコアの周りに内から外へ巻返して備えた重
   車両用ラジアルタイヤにおいて、 該カーカスプライに適用するスチールコードがプライコ
   ードとして埋設されたスチールコードの素線の抗張力が
   ３３０〜４００ｋｇ／ｍｍ＾２であって、かつ該素線の
   金属組織のセメンタイトラメラー間隔が１２０〜１９０
   Åであり、かつ該素線の表面から素線直径の１０分の１
   を超え、５．５分の１を超えない深さの範囲領域の残留
   応力が圧縮側であることを特徴とする重車両用ラジアル
   タイヤ。 ２、プライコードとして埋設された素線の抗張力が３５
   ０〜３９０ｋｇ／ｍｍ＾２であって、かつ該素線の表面
   から素線直径の８分の１を超え、５．５分の１を超えな
   い深さの範囲までの領域の残留応力が圧縮側であること
   を特徴とする請求項１記載の重車両用ラジアルタイヤ。