JPH0672371B2 - 空気タイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ バイアスタイヤでは、カーカスとトレッドとの間にブレ
ーカと呼ばれるカーカス保護用補強層が設けられる。ラ
ジアルタイヤでは、カーカスとトレッドとの間にベルト
と呼ばれる補強層が設けられ、このベルトがカーカスを
半径方向に締付ける。これら空気タイヤにおいて、ブレ
ーカ又はベルトにスチールコードを埋設してタイヤの耐
久性を向上させることがある。

本発明は、カーカスとトレッドとの間のブレーカ又はベ
ルトと呼ばれるゴム層がスチールコードによって補強さ
れた空気タイヤに関する。

［従来の技術］ ブレーカ又はベルトは、複数の層からなる場合がある。
特に空気タイヤの耐カット性を高くする必要がある場合
には、ブレーカ又はベルトの最外層すなわちトレッド側
の層に、伸度が大きい複数本のスチールコードを適当な
間隔で埋設する。

従来のスチールコードでは、次に説明するように、複撚
構造を採用することによって大きい伸度を実現するのが
常であった。

第９図及び第10図は、ともに従来の空気タイヤに使用さ
れていた複撚スチールコードの断面図であり、第９図は
「４×４×0.23」の構成のものを、第10図は「３×７×
0.22」の構成のものをそれぞれ示す。

第９図において、スチールコード10は４本のストランド
16を撚合せたものである。各ストランド16は４本の素線
12を撚合せたものであって、各素線12は直径0.23mmのス
チール線である。素線12どおしの撚ピッチは3.5mmであ
り、ストランド16どおしの撚ピッチは5.5mmである。

第10図に示すスチールコード10は、３本のストランド16
を撚合せたものである。各ストランド16は７本の素線12
を撚合せたものであって、各素線12は直径0.22mmのスチ
ール線である。素線12どおしの撚ピッチは4.0mmであ
り、ストランド16どおしの撚ピッチは7.5mmである。

これらのスチールコード10は、低ピッチの複撚構造であ
ることから、伸度が大きく、柔軟性に富み、衝撃吸収性
が大である。したがって、これらのスチールコード10を
使用した従来の空気タイヤは、耐カット性が高かった。

［発明が解決しようとする課題］ 以上に説明した複撚構造のスチールコードを使用した従
来の空気タイヤには、次のような問題があった。

すなわち、従来の複撚構造のスチールコード10では、い
わゆる強力の「撚減り」の程度が大きく、各素線12の強
力を有効に利用することができなかった。したがって、
スチールコード10の所望の強力を得ようとすると、多数
の素線12を要するため、スチールコード10が重くなる。
更に、柔軟性が高いスチールコード10を使用しているた
めに、空気タイヤが接地部で大きく変形し、転動抵抗が
大きく燃費が悪くなるという問題があった。

また、第９図及び第10図に示すように、断面円形の素線
12が互いに密接していたために、各ストランド16のほぼ
中央に閉じた空隙18ができる。したがって、このスチー
ルコード10は、空隙18内にゴムが入りにくい。つまり、
空隙18内にゴムが充填されていないブレーカ又はベルト
ができることになる。この場合にトレッドが外傷を受
け、この外傷から水が空隙18内に侵入すると、侵入し水
がこの空隙18内をスチールコード10に沿って移動し、滞
留する。したがって、スチールコード10に錆が生じ、ゴ
ムとの間の接着力の低下を招く。この接着力低下が昂進
すると、いわゆるセパレーションを引起す。

そこで、本願出願人は、先に特許願昭和63年第79399号
において、「カーカスとトレッドとの間のゴム層が切断
時４％以上の伸びを有する単撚構造からなるスチールコ
ードで補強された空気タイヤ」を提案した。

第11図は、この未公開出願に係る空気タイヤのスチール
コードの断面図である。

このスチールコード10は、「１×５×0.38」の単撚構造
である。すなわち、直径0.38mmのスチール線である素線
12を５本撚合せたものである。撚ピッチは6.5mmであっ
て、切断時の伸びは6.5％である。

このスチールコード10は、単撚構造であるにもかかわら
ず切断時の伸びが４％以上の高伸度であるから、複撚構
造の場合と同等の高耐カット性が実現される。また、単
撚構造であるから強力利用率が向上する。したがって、
スチールコードの総重量を低減してもこのコードの所望
の強力を得ることができ、軽い空気タイヤを実現するこ
とができる。また、スチールコード10の適度な曲げ硬さ
のために空気タイヤの剛性が向上する。したがって、タ
イヤの変形が小さくなって転動抵抗が小さくなり、燃費
が向上する。更に、長手方向のところどころで素線12間
に空隙ができ、素線12間の空隙14が開放される。したが
って、このスチールコード10を埋設したブレーカ又はベ
ルトを有する空気タイヤの加硫の際に空隙14内にゴムが
侵入し、この中がゴムで満たされる。これにより、前記
セパレーションの発生を抑制することができる。

これに対して、同じ「１×５×0.38」の単撚構造を有す
るスチールコードであっても、撚ピッチが18.0mmと大き
く、伸度が2.5％程度の小さい値である場合には、耐カ
ット性が劣る。また、第12図に示すように素線12間に閉
じた空隙18が生じる。したがって、空隙18内へのゴム侵
入が阻害される点は、前記複撚構造のものと同様であ
る。

ところが、前記先願に係る空気タイヤにおいて、同径の
全ての素線12の形付け率を同一にして撚る場合には、第
11図に示すように全素線12が共通の１つの外接円22を形
成する。したがって、セパレーションの発生が抑制され
るものの、ブレーカ又はベルトを構成するゴムに対する
スチールコードの投錨効果が小さく、一旦発生したセパ
レーションが容易に成長することから、十分に満足すべ
きものではなかった。

そこで、本願出願人は、未公開の特許願昭和63年第1246
98号において、「カーカスとトレッドとの間のゴム層が
スチールコードによって補強された空気タイヤであっ
て、前記スチールコードが、切断時４％以上の伸びの単
撚構造を有するとともに、共通の外接円を有しない構成
素線を備えることを特徴とする空気タイヤ」を更に提案
した。

ところが、このスチールコードを使用する場合であって
も、全構成素線の断面に外接する曲線の最大差渡方向が
各スチールコードにおいて任意の方向を向いている場合
には、外接曲線の最大差渡方向が最外層の厚み方向に一
致するものが生じるため、スチールコード端部間の間隔
が従来より大きくなってクギ等が入りやすくなってい
た。

本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであって、
従来と同等の高い耐カット性を維持しながら素線強力を
有効利用し、タイヤ剛性を向上させ、しかもセパレーシ
ョンの発生及び成長を抑制した空気タイヤであって、ク
ギ踏貫通性能を向上させたものを提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る空気タイヤは、カーカスとトレッドの間
に、スチールコードで補強された複数のゴム層を備えた
空気タイヤであって、前記複数のゴム層のうち少なくと
も最外層を補強するスチールコードは、それぞれ単撚構
造で切断時４％以上の伸びを有するととともに、各スチ
ールコードにおいて全構成素線の断面に外接する曲線が
真円でなく、大部分の前記スチールコードに関し外接曲
線の最大差渡方向が前記最外層の幅方向にほぼ一致して
おり、残余のゴム層を補強するスチールコードは、カー
カスを締め付ける箍として機能する破断時伸びの小さい
スチールコードであることを特徴とする。

［作用］ 全構成素線の断面に外接する曲線が真円でない各スチー
ルコードは、一部素線の形付け率を他と異ならせたり、
一部素線径を他と異ならせたりすることによって実現す
ることができる。また、真円外接曲線を有するスチール
コードにローラをかけてこれを偏平にしても良い。

スチールコード外接曲線の最大差渡方向を最外ゴム層の
幅方向にほぼ一致させるには、例えばカレンダに設けた
溝を利用してスチールコードの姿勢を揃えておいて、こ
のコードにゴムをトッピングすれば良い。

本発明に係る空気タイヤは、トレッドとカーカスとの間
にある複数のゴム層のうちの最外層を補強するスチール
コードの切断時の伸びが４％以上の高伸度であるから、
複撚構造の場合と同等の高耐カット性が実現される。ま
た、スチールコードが単撚構造であるから強力利用率が
向上し、適度な曲げ硬さのゆえにタイヤ剛性が向上す
る。更に、各スチールコードにおいて全構成素線の断面
に外接する曲線が真円でないから、素線間の空隙がとこ
ろどころで開放し、この空隙内へのゴムの侵入を許容す
る。したがって、セパレーションの発生を抑制すること
ができる。しかも、スチールコードに凹凸が生じ、スチ
ールコードとゴムとの接着界面が分散されて、タイヤ走
行中に加わるスチールコードとゴムとの間の剪断歪が分
散される。つまり、小さいセパレーションが生じても、
その伝搬すなわち成長が抑制される。しかも、大部分の
スチールコードに関し外接曲線の最大差渡方向がゴム層
の最外層幅方向にほぼ一致するから、スチールコード同
士間の間隔が小さく、走行中にクギを踏んでも、クギが
素線間を擦り抜けてタイヤ内面に達したり、あるいは箍
として機能する内側ゴム層のスチールコードを傷つけて
タイヤの強度低下をもたらすことがなくなり、耐クギ踏
貫通性能が向上する。

また、複数のゴム層のうち残余のゴム層を補強するスチ
ールコードは、前記最外層のスチールコードより切断時
伸びが小さく、カーカスを締め付ける箍として機能する
スチールコードとしているため、全てのゴム層のスチー
ルコードが伸びの大きいものの場合のように、内圧によ
る径方向膨張が増大しトレッドが緊張状態になって耐摩
耗性が低下する、といったおそれもない。

［実施例］ 第１図は、本発明の実施例に係る空気タイヤのベルト等
の補強層を構成する複数のゴム層のうちの最外層を補強
するスチールコードの断面図である。

同図に示すスチールコード10は、「１×５×0.38」の単
撚構造すなわち直径0.38mmのスチール線である素線を５
本撚合せたものである。同径の５本の素線のうち、１本
の素線13は他の４本の素線12より形付け率が大である。
したがって、素線13の外接円23は、スチールコード10の
中心と同心であるが、半径が他の素線12の共通外接円よ
りｄだけ大きい。この外径差ｄは0.06mmである。素線1
2,13の撚ピッチは6.5mmであって、スチールコード10の
切断時の伸びは6.7％である。また、長手方向のところ
どころで素線間に少なくとも0.02mm程度の幅の隙間がで
き、素線間の空隙14が開放される。したがって、このス
チールコード10を埋設したゴム層、いわゆるベルトを有
するラジアルタイヤの加硫の際に素線間の隙間を通して
空隙14内にゴムが侵入することができ、空隙14内にゴム
が充填される。

第２図〜第５図は、スチールコード10の変形例を示す断
面図である。

これらのスチールコード10は、いずれも５本の素線から
なる単撚構造である点は第１図に示したものと同様であ
る。

ただし、第２図に示すスチールコード10は、１本の素線
13の形付け率を他の４本の素線12より小さくしたもので
ある。第３図のスチールコード10は、１本の素線13aの
形付け率が３本の素線12より大であって、残りの素線13
bの形付け率が素線13aより更に大である。以上のように
一部素線の形付け率を他と異ならせることによって、全
構成素線の断面に対する真円でない外接曲線を実現する
ことができる。また、真円外接曲線を有するスチールコ
ードにローラをかけてこれを偏平にしても良い。

一部素線径を他と異ならせることによって、同様のスチ
ールコード10を実現することもできる。第４図に示すス
チールコード10は、５本の素線の形付け率が同一である
が、１本の素線13を他の４本の素線12より太くしたもの
である。第５図のスチールコード10では、１本の素線13
が他の４本の素線12より細い。

以上に説明したいずれの変形例の場合も、素線間の空隙
14が開放している点は、第１図の場合と同様である。

第６図は、以上に説明したスチールコード10が埋設した
ゴム層を最外層とするベルトを備えるラジアルタイヤの
一部断面図であり、第７図は、ベルト最外層の一部拡大
断面図である。ただし、第６図ではスチールコード10の
図示を省略している。

第６図のラジアルタイヤ２の寸法は285/75R24.5であっ
て、カーカス４とトレッド６との間に４枚のベルト8a,8
b,8c,8dを有する。カーカス側の３枚のベルト8a,8b,8c
は、「３×0.20＋６×0.35」の構成の破断時伸びが小さ
いスチールコードを埋設して補強されている。つまり、
このスチールコードは、直径0.20mmの３本のスチール線
と直径0.35mmの６本のスチール線とからなる。コード打
込は、2.5cm当り12本である。これら３枚のベルト8a,8
b,8cは、ポリエステル・プライからなるカーカス４を半
径方向に締付ける箍（タガ）として機能する。

最外層のゴム層となるベルト8dには、例えば第４図に構
造を示したスチールコード10が、外接曲線の最大差渡方
向が最外層ベルト8dの幅方向にほぼ一致するように埋設
される。スチールコード10の外接曲線の最大差渡方向を
最外層ベルト8dの幅方向にほぼ一致させるには、例えば
カレンダに設けた溝を利用してスチールコード10の姿勢
を揃えておき、このコード10の両側からゴムをトピング
してゴム層11とすれば良い。このゴム層11には更に加硫
を施す。スチールコード10は、例えば最大差渡寸法Ｄを
1.38mmとし、最小差渡寸法を1.05mmとする。このベルト
8dでもコード打込は2.5cm当り12本であって、コード端
部間の間隔を一律に0,73mmとすることができる。なお、
全てのスチール線には、ゴムとの接着性を良くするため
に、しんちゅうメッキが施されている。

３枚のベルト8a,8b,8cは、カーカス４の「たが」として
機能する。最外層のベルト8dは、以下に説明するように
ラジアルタイヤ２の高耐カット性等に寄与する。

以上に説明した本発明の実施例に係るラジアルタイヤ２
について、スチールコード10、最外層ベルト8d及びタイ
ヤ２の各特性を、第１表に「実施例１」として示す。同
表には、２つの比較例の特性をも示す。比較例１では、
実施例１の場合と同様に第４図に構造を示したスチール
コード10を使用しているものの、第８図に最外層ベルト
8eの断面を示すように、全構成素線の断面に外接する曲
線の最大差渡方向が各スチールコード10において任意の
方向を向いている。したがって、コード端部間の間隔が
0.73〜1.07mmの広い範囲に分布している。比較例２は、
素線が共通の外接円を有する第11図の前記スチールコー
ドを最外層ベルトに使用したものである。各比較例の空
気タイヤも実施例１と同じ285/75R24.5の寸法のラジア
ルタイヤであって、カーカス４及び３枚のベルト8a,8b,
8cは実施例１と同一である。

実施例１及び比較例１の最外層ベルトは、比較例２の場
合に比べてベルト構成ゴムに対するスチールコードの投
錨効果が大きいばかりでなく、ゴム侵入性が良好であ
る。したがって、セパレーションの発生と成長とを有効
に抑制することができる。同表には、10万Km走行中のク
ギ踏時のベルト貫通回数をも示す。実施例１の場合には
この貫通が皆無であった。なお、実施例１の空気タイヤ
は、同表には示さないが、複撚構造の場合と同等の高耐
カット性が実現されるとともに、複撚構造の場合に比べ
て素線強力利用率が向上する。

スチールコード10を埋設するベルトの数は必要に応じて
適宜増やしてもよい。例えばトレッド側の２枚のベルト
8c,8dとする。また、以上はラジアルタイヤについて説
明したが、本発明はバイアスタイヤにおいてブレーカに
適用することもできる。

［発明の効果］ 以上に説明したように、本発明に係る空気タイヤは、ス
チールコードが切断時４％以上の伸びの単撚構造を有す
るから、複撚構造の場合と同等の高耐カット性が実現さ
れる。

スチールコードが単撚構造であるから、素線の強力利用
率が向上する。したがって、スチールコードの総重量を
低減してもこのコードの所望の強力を得ることができ、
軽いタイヤを実現することができる。

また、本発明によれば、スチールコードの適度な曲げ硬
さのためにタイヤの剛性が向上する。したがって、タイ
ヤの変形が小さくなって転動抵抗が小さくなり、燃費が
向上する。

更に、各スチールコードにおいて全構成素線の断面に外
接する曲線が真円でないから、素線間の空隙がところど
ころで開放し、この空隙内へのゴムの侵入を許容する。
したがって、ゴム層すなわちブレーカやベルトのセパレ
ーションの発生を抑制することができる。しかも、スチ
ールコード表面が凹凸を有する。したがって、ゴム層へ
のスチールコードの投錨効果が向上し、セパレーション
の成長が抑制される。

しかも、大部分のスチールコードに関し外接曲線の最大
差渡方向がゴム層の最外層幅方向にほぼ一致するから、
スチールコード同士間の間隔が小さくなり、耐クギ踏貫
通性能が向上する。

またカーカス側の残りのゴム層のスチールコードを切断
時伸びが小さく、カーカスを締め付ける箍として機能す
るスチールコードとしたことで、トレッドの耐摩耗性の
低下も防止できる。

以上のことから、本発明によれば、従来と同等の高い耐
カット性を維持しながら素線強力を有効利用し、タイヤ
剛性を向上させ、しかもセパレーションの発生及び成長
を抑制した空気タイヤであって、耐クギ踏貫通性能を向
上させたものを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る空気タイヤのスチール
コードの断面図、 第２図は、本発明の他の実施例に係る空気タイヤのスチ
ールコードの断面図、 第３図は、本発明の更に他の実施例に係る空気タイヤの
スチールコードの断面図、 第４図は、本発明の更に他の実施例に係る空気タイヤの
スチールコードの断面図、 第５図は、本発明の更に他の実施例に係る空気タイヤの
スチールコードの断面図、 第６図は、第４図のスチールコードによってカーカスと
トレッドとの間の最外ゴム層が補強された本発明の実施
例に係る空気タイヤの一部断面図、 第７図は、前図の最外ゴム層の一部拡大断面図、 第８図は、前図の最外ゴム層の比較例を示す一部拡大断
面図、 第９図は、従来のスチールコードの断面図、 第10図は、従来の他のスチールコードの断面図、 第11図は、本願出願人の未公開の先願に係る空気タイヤ
のスチールコードの断面図、 第12図は、前図のスチールコードの比較例の断面図であ
る。 符号の説明 ２…ラジアルタイヤ、４…カーカス、６…トレッド、8
a,8b,8c,8d…ベルト、10…スチールコード、11…ゴム
層、12,13,13a,13b…素線、16…ストランド、22,23,23
a,23b…素線の外接円、Ｄ…最大差渡寸法、ｄ…外径
差。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カーカスとトレッドの間に、スチールコー
   ドで補強された複数のゴム層を備えた空気タイヤであっ
   て、 前記複数のゴム層のうち少なくとも最外層を補強するス
   チールコードは、それぞれ単撚構造で切断時４％以上の
   伸びを有するととともに、各スチールコードにおいて全
   構成素線の断面に外接する曲線が真円でなく、大部分の
   前記スチールコードに関し外接曲線の最大差渡方向が前
   記最外層の幅方向にほぼ一致しており、残余のゴム層を
   補強するスチールコードは、カーカスを締め付ける箍と
   して機能する破断時伸びの小さいスチールコードである ことを特徴とする空気タイヤ。