JPH0374206A - 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） 本発明は高強力でかつ曲げ剛性が低く、柔軟性に冨むス
チールコードかヘルドコードとして望まれるラジアルタ
イヤ、特に高性能用乗用車用ラジアルタイヤ及び不整地
走行用ラジアルタイヤに関するものである。

（従来の技術） ラジアルタイヤのヘルド用スチールコードにＩＸｎ　（
ｎ＝２〜５）の単撚りスチールコードを適用することは
公知である。また、かかる目的で一般番ご使用されてい
るスチールコードの素線径は０．２２ｍｍ以上であり、
かつ素線の抗張力は２８０　ｋｇ／ｍｍ２程度である。

実開昭６３−１８６７９８号公報では素線の抗張力を３
００〜３６０　ｋｇ／ｎ＋ｍ２とし、この素綿を１２本
撚り合せてコアストランドとし、更に１１〜１４本の素
線をシースとする技術が開示されている。この場合、か
かるスチールコードにより軽量化と共に、ゴムとの接着
性や耐フレソティング性を改良できると述べられている
。

また、特開昭５８−１２８９０２号公報では、スチール
コードの炭素含有量が０．７５〜０．８５重量％であり
、強度を従来のコードよりも高い値で特定し、かつ結節
強力保持率が６０％以上であるスチールコードを空気タ
イヤに適用することが開示されており、同公報の実施例
Ｉに於てＩ　Ｘ　４　ｘｏ、２２のスチールコードを乗
用市川ラジアルタイヤのヘルド補強材として使用し、タ
イヤの軽量化、それによる燃費の低域並びに走行コード
切れ数の低減が図れることが開示されている。

更に、特開昭５９−１２４４０９号公報では、コードの
素線径０．０６〜０．４０１１＋ｍを使用してフィラメ
ントの分散度を高めることでヘルド剛性を高め、これに
より燃費性とベルト折れ性等の耐久性を高めることが開
示されている。

その他にも、特開昭５９−２２０４０３号公報では素線
径０．０５〜０．４０ｍｍ、特公昭５６−３７００２号
公報では素線径０．］　−０，４ｍｒｒｌ、特公昭５６
−９９６３号公報では素線径０．１５〜０．２５ｍｍ、
特開昭４９−７９９１４号公報では素線径０．０５〜０
．１５＋ｎ＋ｎ、特開昭５１−３１６１２号公報では素
線径０．１０〜０．４０ｍｍ、特開昭５９−３８１０２
号公報では素線径０，０６〜０．１０ｍｍのスチールコ
ードが夫々公知であり、またこのような細い素線径をＩ
　Ｘｎ　（ｎ＝３〜５）の単撚り構造と総合せて使用す
ることも公知である。

（発明が解決しようとする課題） 実開昭６３−１８６７９８号公報によるとスチールコド
の素線強度は３６０　ｋｇ　／　ｍｍ　”を超えると靭
性が減少し、繰返しｄｌ＋げによりコードが折れ易くな
るとし、このため３６０　ｋｇ／ｍｍ２を上限値として
いる。

また、この公報ではスチールコードの構造は層撚りであ
り、単撚りについては開示していない。

次に、特開昭５８−１２８９０２号公報は、実施例１に
おいて１　ｘ　４　ｘｏ、２２構造のコードを開示して
おり、また計算式により特定したコード強力を４５．１
〜５３．３ｋｇとしている。このコード強力と素線の直
径と撚り合せ素線本数とから素線強度を求めると、３０
３〜３５４　ｋｇ／ｍｍ２となり、結局この公報でも３
６０ｋｇ　／　ｍｍ　２以上については開示していない
ことになる。

スチールコードの線材の組成を特定することにより高強
度と高靭性を得る技術は多数知られているが、この場合
線材が高価となるためゴム補強用として広く利用される
には至っていない。

一方、ｔｎ撚りスチールコードを撚り合せる前に各素線
に最密コード断面形状よりも大きい螺旋くせ付けを施し
て撚り合せたいわゆる′オープンコードとすることによ
りコード内部にゴムを侵入さセてスチールコードの発錆
を抑制する技術も知られているが、ゴムの侵入を多くす
るためには、より大きい螺旋くせ付けをした素線を撚り
合せることが必要であり、このようにして作製したコー
ドは伸びが大きくゴム製品を製造する際の加工性を困難
としていた。このような問題点を解決するものとして、
特開昭５９−１５７３９１号公報では、コードの断面を
楕円形状とし、短径／長径の比を０．４３５〜０．９１
０としてゴムの侵入性を改良する技術が開示されている
が、この公報では素線の螺旋形状および強度について全
く触れていない。

上述のように御名各種スチールコードのタイプが知られ
ているが、今日では特にラジアルタイヤのベルト用スチ
ールコードとして、走行時の高速耐久性、耐ヘルド折れ
性、ヘルド端のセパレージョン耐久性、スチールコード
とゴムとの接着安定性等の耐久性と共に快適な走行性を
保証する操縦安定性、振動乗心地のような特性、緊急時
の回避性能、更には高速でより早く走行できる特性が要
求されるようになって来た。

このような操縦安定性や振動乗心地性のような特性並び
に緊急時の回避性能を満足すると共に高速でより速く走
るためには、タイヤのトレンドが路面を把握する能力に
優れていることが必要である。路面保持特性、特に不整
地のように凹凸の多い路面を保持し、快適で素早く走行
するためには柔軟でかつ均一に接地するようなヘルドコ
ードが要求される。

その一方で、タイヤは内圧容器であり、ラジアルタイヤ
のベルトには一定の強度が要求され、このヘルド強度が
不足する場合にはタイヤは路面からの入力によりスチー
ルコードの破損等を惹起し、破壊するに至る。

そこで本発明の目的は、ヘルド用スチールコードの構造
、物性および素線径を特定化することにより該コードの
曲げ剛性を低減させて、ラジアルタイヤのベルトの柔軟
性と機械的耐久性を改良すると共に、ベルト強度を実用
的範囲内に維持あるいは増加させ得る技術を提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段） 単撚り構造ｌ　Ｘｎ　（ｎ＝２〜５）は、二層撚り構造
、複撚り構造のスチールコードに比べて素線の配列が単
純であり、またスチールコードの製造工程、特に撚り線
工程も単純で、製造コストが安いというばかりでなく、
ゴムのスチールコード内部への浸透性が良好で、面４久
性に優れたスチールコードが製造し易いという利点もあ
る。

このように工業的に有利である単撚り構造１×ｎ　（ｎ
＝２〜５）を使用して、ラジアルタイヤのベルトとして
柔軟でかつベルト強度を一定以上に保ち得るヘルド補強
用スチールコードを見い出すべく鋭意検討した結果、単
撚り構造１ｘｎ（ｎ−２〜５）にてコードの強力、曲げ
剛性／コード強力の比、素線径を所定の範囲内とするこ
とにより上記目的を達威し得ることを見い出し、本発明
を完成するに至った。

すなわち本発明は、トレッド部とカーカスプライとの間
に、スチールコードより成る少なくとも一層のベルト層
が設けられたラジアルタイヤにおいて、前記スチールコ
ードが下記の要件、（１）単撚り構造：　１×ｎ　（ｎ
＝２〜５）（２）曲げ剛性／コード強力の比：　０．０
４〜０．１４（ｍｍ２）（３）コード強力：２０〜８０
ｋｇ （４）素線径：　０．１２〜０．２０＋ｎｍを満足する
ことを特徴とするラジアルタイヤに関するものである。

本発明においては、ラジアルタイヤの走行快適性（操縦
安定性、振動乗心地性）、緊急時回避性能、並びにより
速く走行する性能を改良し、かつタイヤ用ヘルドコード
の安全性を確保するために曲げ剛性／コード強力の比を
上記（２）に規定する範囲内、好ましくは０．０４〜０
．１２　（ｍｍ２）の範囲内にすることを要する。尚、
かかる性能の改善を図るために曲げ剛性／強力の比を特
定の範囲内に規定するということは従来全く知られてお
らず、本発明によって初めて試みられたものである。

また、上記特性を具現化し、かつベルト強度を実用的範
囲内に維持または向上させるには、コード強力を上記（
２）で規定する範囲内、好ましくは３５〜８０ｋｇとし
、また素線径を上記（４）で規定する範囲内とし、撚り
構造はＩＸｎのうち特に１×５が好ましい。更に、素線
の抗張力として３４０　ｋｇ／ｍｍ２以上が好ましく、
更に好ましくは３６０ｋｇ／ｎｕｎ２〜４５０　ｋｇ／
ｍｍ２の範囲内とする。かかる抗張力の範囲は従来技術
からは到底類推できない範囲である。

５本の鋼索線よりなる本発明のラジアルタイヤのベルト
補強用スチールコードにおいて、各素線の直径が０．２
０ｍｍ以下であり、また偏平螺旋形状に型付けされてお
り、その偏平度が０．８５以下でかつ平均型付率が１２
０％以上であり、更に素線の強度が３４０　ｋｇ／ｍｍ
２以上、特に３６０　ｋｇ／ｍｍ２以上、４５０ｋｇ　
／　ｍｍ　２以下であるスチールコードを、少くとも一
層のベルトに適用することが好ましい。

特に好ましくは、かかるスチールコードは、炭素含有量
が０．７８〜０．８６重量％の高炭素鋼線材をパ０ テンティング工程での脱炭を抑制することにより直径０
．２０ｍｍ以下の素線の表層部の炭素含有量を０．７０
重貴兄以上とし、かつ真歪が４．０以上の伸線加工を施
した素線を、５本実質的に捩りが入らないようにして撚
り合せ、次いで千鳥足状に配置した小径ローラー群によ
り素線の螺旋形状を８５％以下の偏平率とする。

（作　用） 素線の強度を高めることによりスチールコードの使用量
を低減してゴム製品の軽量化を図ること、層撚りコード
のシース素綿強度を高くしてそれに対応してシース素線
本数を減少させシース素線間に隙間をもたせゴムとの接
着性や耐フレツテイング性を改良すること、単撚りコー
ドの素線間に隙間をもたせてコード内部にゴムが侵入す
るようにして水分によるスチールコードの耐腐食性を改
良すること、および素線径として０．０５〜０．４０ｍ
ｍのものを用いることは夫々既知であるが、ラジアルタ
イヤのベルトの剛性と柔軟性とを同時に改良し、かつベ
ルト強度を一定以上に保つことについては今まで全く触
れられていない。

高強度の鋼線を得るには細線径にすることにより達成さ
れ、ＪＩＳ　Ｇ　３５２１硬鋼線では０．０８ｍｍの線
径で最大３２０ｋｇｆ／ｍｍ２の引張強さが、またＪＩ
Ｓ　Ｇ　３５２２ピアノ線では０．０８ｍｍの線径で最
大３５５　ｋｇｆ／■ｍ２の引張強さが得られる。特開
昭６２−１９２５３２号公報では、パテンティング処理
中ワイヤの変態完了後、５秒以内変態温度に保持しかつ
３以−ヒの真歪に相当する加工を行うことにより、同公
報の実施例２の表３に於てＣ＝０．７４重量％の汎用鋼
線材を得、これを真歪み４．１４で伸線加工することに
より、強度が３６８　ｋｇ／ｍｍ”　、捻回値４８の鋼
線を得ている。

しかし、強度と捻回値との関係を同公報の実施例に基づ
いて図示すると第２図のようになり、強度が３５６　ｋ
ｇ／ｍｍ２附近から捻回値は急激に低下しはしめており
、外挿すると３７６　ｋｇ／ｍｍ”で捻回値は２０にな
るものと推定される。また、この公報では高強度の鋼線
をどのようなコードとしてゴム補強に使用するかについ
ては一切開示されていない。

ラジアルタイヤのヘルド曲げ剛性を低減するには、ヘル
ド用スチールコードのみの改良からはスチールコードを
構成する素線の直径を小さくすることが最も有効である
。しかし、素線の直径を小さくすると素線１本当りの強
力が低くなり、スチールコードの強力を一定レベルに維
持するためには素線の本数を増加した方が右利である。

ところが、素線を６本以上撚り合せると芯を有するコー
ド断面となり、コードの断面積が減少し、素線本数当り
の面内曲げ剛性が低下してしまうことになる。このため
、素線本数は５本以下としなければならない。

一方、ヘルド強度として現在一般に実用されているレベ
ルに対し、実用的に許容できるレベルは、３０％低下す
る範囲である。このベルト強度はコード強力×打込数で
規定されるのであるが、打込数が余りに多くなるとラジ
アルタイヤの製造工程で使用するスチールコードの整列
治具を適用することが困難となり、実質的にラジアルタ
イヤの製造が困難となる。これに対し、コード強力が２
０ｋｇ以下となると路面の石等の障害物を踏んだ場合に
折れ易くなる。従って、これを防止するに特に好ましい
範囲は３５ｋｇ以上である。

素線の強度は、現在汎用されている素線で２８０ｋｇ　
／　ｍｍ　”程度でありその直径は０．２３ｍｍ程度で
ある。

ラジアルタイヤの路面把握性を高め、トレッドの接地性
を向上するためには曲げ剛性とコード強力の比は０．０
４〜０．１４　（ｍｍ２）、特に好ましくは０．０４〜
０．１２　（ｍｍ２）であるので、素線径は０．１２〜
０．２０ｍｍであり、素線径の抗張力は３４０　ｋｇ／
ｍｍ２以上、特に３６０　ｋｇ／ｎｕｎ２以上が好まし
いということになる。

スチールコードを構成する素線はなるべく多い方が好ま
しいので、５本が最も好適であるが、このため、コード
強力を汎用コード近くに保つためには上述のように素線
の強度を３４０　ｋｇ　／　ｍｍ　２程度以上にするの
が好ましい。素線の強度は高くなるほど素線の直径を減
少でき、コードの曲げ剛性を低減できるのであるが、強
度が４５０　ｋｇ／ｍｍ２を超えると耐疲労性が著しく
低下してくる。

一方、ラジアルタイヤの耐久性を高めるためには、スチ
ールコード単体で考えるとスチールコード３ ４ １・の断面積を大きくし、最密なコート断面よりも素線
間に隙間を持たせたいわゆるオープン型スチールコード
を採用することが好ましい。

オープン型スチールコートの素線の平均型イ：１率が１
４０％を超えるとタイヤの製造工程に於゛ζわずかの力
が加わっても伸びやすくなり、製品の外観不良を来した
り、コードの引揃えが不均一・となったり、コード強力
の利用率が低下したりし、またゴムがコード内部に侵入
するカレンダー工程、加硫工程においてコートに力が加
わりコードの断面積が減少してタイヤのへルトコードへ
のゴム浸透性が低下する。

ヘルドコートへのゴム浸透性を高めるには、素線の螺旋
形状の平均型付率は大きいほどよいが、上述の問題があ
るために平均型何事の上限は１４０％とし、下限はコー
ド内部にゴムが侵入しスチールコードの水分に対する耐
腐食疲労性をイ」与するに十分な１１０％以」−を必要
とする。

また更に、コード内部へのゴム侵入性を改良するために
は素線の螺旋形状は偏平とすることが好ましい。特に、
本発明では素線の直径を小さくして、ゴム製品の機械的
耐久性を向上させているので、水分の侵入に対するスチ
ールコードの腐食耐久性の向上も必要になってくるが、
素線の螺旋形状を偏平にすることにより素線間の隙間が
広くなる。素線径０．１８ｍｍの素線を螺旋形状の直径
が０．６５ｍｍとなるように型付けをし、それを５本撚
り合せた後偏平加工したときの偏平率と素線間の隙間の
大きさの関係を具体的に示すと第１図のようになる。

次に、本発明においては炭素含有量が０．７８〜０．８
６重量％である高炭素鋼線祠を使用するのが好ましい。

工業的に使用するにはＪＴＳ　Ｇ　３５０６に現定され
た５ＷＲ１＋８２Ａ　、　５ＷＲＩ＋８２ＢおよびＪＩ
Ｓ　Ｇ　３５０２に規定された５ＷＲ５８０Ａ、８０Ｂ
、　８２Ａ、　８２Ｂなどから選択すればよい。

また、最終線径にまで伸線された素綿の表層部の炭素含
有量は、耐疲労性の維持あるいは向上のために０．７０
重量％以上であることが好ましい。

尚、本発明で規定するスチールコードの曲げ剛性は、下
記の式より算出される。

ただし、式中、 Ｂ：曲げ剛性（ｋｇ・ｍｍ２） ｎ：フィラメント数〔本〕 α：撚り角〔度〕 Ｅ：ヤング率（２１，０００）　（ｋｇ／ｍｍ２）π Ｉ：断面２次モーメント（１＝　　　　　ｄ’）４ ｄ：フィラメント直径〔帥〕 Ｇ：剛性率（８，４００）　　（ｋｇ／ｍｍ”　〕（実
施例） 次に本発明を実施例により具体的に説明する。

下記の第１表に示す設計要因に基づく各種ベルト補強用
スチールコードを製造し、これらベルトコードを用いて
タイヤサイズ１８５／６５１？１５．１８５／７０Ｒ１
４，１９５／６５Ｒ１５の各種ラジアルタイヤを試作し
た。

これらタイヤにつき下記に示す内容のタイヤ性能評価試
験を行った。

ラ　プ　イム　フィーリングの 試験条件 タイヤサイズ：　１８５／７０Ｒ１４ 車輌：ギヤラン４ＷＤ テストコース：丸和オートランド那須１．８ｈ（ダート
コース） （ドライ硬質路） ラップタイム評価法 コントロールクイヤ（比較例１）のラップタイム１分１
７秒４０からの短縮タイムにて評価した。

フィーリング評価法 コントロール性、グリツプ性およびトラクション性を中
心に、プロドライバーによる実車走行にて評価し、次の
３段階にて表示した。

Ａ：良好なレベル Ｂ：コントロール対比はぼ同等 Ｃ：劣るレベル ７ ８ カ　　ハース　の テスト条件 タイヤサイズ：　１８５／７０Ｒ１４，１８５／６５Ｒ
１５，１９５／６５１７１５ 車輌：ギヤラン４ＷＤ　、パルサまたはレガシーテスト
コース：国内、海外での悪路ラリ−カットバースト評価
法 ラリ−走行後のタイヤのベルト補強用スチールコードの
破砕状態をＸ線にて確認した。

得られた結果を下記の第１表に示す。

（発明の効果） 第１表に示す評価試験結果からも判るように、本発明の
ラジアルタイヤは、高強力でかつ萌げ剛性が低く、柔軟
性に冨むスチールコードをヘルドコードとして使用した
ことにより、耐久性能、操縦安定性能、振動乗心地特性
等の性能に優れ、しかも高速走行性能にも優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は螺旋の偏平度と素線間の隙間との関係を示すグ
ラフ、 第２図は素線の強度と捻回値との関係を示すグラフであ
る。 ■ 逃 魅回￥（回雫）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、トレッド部とカーカスプライとの間に、スチールコ
   ードより成る少なくとも一層のベルト層が設けられたラ
   ジアルタイヤにおいて、前記スチールコードが下記の要
   件、 （１）単撚り構造：１×ｎ（ｎ＝２〜５） （２）曲げ剛性／コード強力の比：０．０４〜０．１４
   （ｍｍ＾２）（３）コード強力：２０〜８０ｋｇ （４）素線径：０．１２〜０．２０ｍｍ を満足することを特徴とするラジアルタイヤ。 ２、前記スチールコードの素線の抗張力が３４０〜４５
   ０ｋｇ／ｍｍ＾２である請求項１記載のラジアルタイヤ
   。 ３、前記スチールコードの曲げ剛性／コード強力の比が
   ０．０４〜０．１２（ｍｍ＾２）である請求項１記載の
   ラジアルタイヤ。 ４、前記スチールコードの強力が３５〜８０ｋｇである
   請求項１記載のラジアルタイヤ。５、前記スチールコー
   ドの素線の抗張力が３６０〜４５０ｋｇ／ｍｍ＾２であ
   る請求項２記載のラジアルタイヤ。 ６、前記スチールコードの撚構造が１×５である請求項
   １または５記載のラジアルタイヤ。 ７、前記スチールコードの平均型付率が１２０％以上で
   ある請求項２記載のラジアルタイヤ。 ８、前記スチールコードが偏平螺旋状に型付けされてお
   り、その偏平度が０．８５以下であり、かつ平均型付率
   が１２０％以上である請求項２記載のラジアルタイヤ。 ９、前記スチールコードの炭素含有率が０．７８〜０．
   ８６重量％の高炭素鋼線材であり、素線の表層部の炭素
   含有量が０．７０重量％以上である請求項１、２、７ま
   たは８記載のラジアルタイヤ。