JPH08104102A

JPH08104102A - スチールラジアルタイヤ

Info

Publication number: JPH08104102A
Application number: JP6266348A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Matsumaru; 一夫松丸; Tamio Obara; 民雄小原
Original assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1994-10-05
Filing date: 1994-10-05
Publication date: 1996-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】耐久性が良好で、しかもベルト層の厚さを薄く
して軽量化を図ることができるとともに横剛性が高く操
縦性が良好なラジアルタイヤを提供する。【構成】３本のワイヤとこれらよりも径の大きな６本の
ワイヤを同一方向同一撚りピッチで撚り合わせた１×９
構造をなし、かつコード長手方向と直角の断面形状が長
径／短径の比で１．０５〜１．２０の偏平状となってい
るスチールコードをベルト層内又は／及びカーカスに埋
設している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスチールラジアルタイヤ
に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその技術的課題】ラジアルタイヤこと
にトラックやバスなどの大型車輌のラジアルタイヤにお
いては、カーカスの外周クラウン部に補強層ないし骨格
形成層としてベルト層と称するスチールコード層が２層
以上設けられるのが通例である。このベルト層はプライ
中に多数本のスチールコードを平行状にしかも所要角度
で配して埋設した帯状体であり、タイヤ周方向(コード
長手方向)の引っ張り強度を受け持つとともに、タイヤ
の曲げ剛性や寸法安定性などに寄与し、ベルト層の剛性
とくに横方向変形に対する剛性はタイヤのコーナーリン
グ特性を高め、操縦性を向上するなどの点で重要であ
る。

【０００３】しかして、大型車輌用タイヤにおけるベル
ト層として、従来、図４のようにゴムマトリックス５
に、３本の素線を撚り合わせた心ストランドＳ１のまわ
りに６本の素線からなる側ストランドＳ２を配して撚り
合わせた３＋６構造の複層コードＳを埋設したものが知
られている。しかし、このような先行技術では、心スト
ランドの３本の素線が相互に接触するため中心に閉鎖状
の空隙ｇ’が生ずることを避けられない。このためゴム
との複合時にゴムを心ストランドの中まで浸透させるこ
とができず、タイヤの亀裂から水が浸入したときに腐食
が進行したり、素線相互の接触によるフレッティング摩
耗により耐疲労性が低下する。また、コードの軸線と直
角の断面形状が真円形に近いため、プライの厚さが増し
て軽量化の妨げになるとともに、タイヤとして使用した
ときのコーナーリング時の剛性が低下し、操縦安定性が
悪くなるという問題があった。また、心ストランドと側
ストラントの撚り方向を同方向とした場合、心ストラン
ドに対する側ストランドの保持力が弱くなり、タイヤの
走行に伴う圧縮や曲げの繰り返しにより心ストランドが
ずれてコードの端から抜け出すいわゆる心抜け現象が生
じやすいという問題もあった。

【０００４】なお、他の複層コード構造としては、９本
の素線を型付けして一度により合わせた１×９構造があ
るが、やはり心ストランドに相当する３本の素線の芯抜
けが生じたりする点、３本の素線の接触によりゴム浸透
性が悪くなったりする点、さらに心ストランドの残留キ
ルが大きく、プライとしたときにコード端末での側スト
ランドのトルクが強いため、プライの反り返りが発生し
平坦性が悪くなる点に問題が生ずる。

【０００５】本発明は前記のような問題点を解消するた
めに研究して創案されたもので、その目的とするところ
は、耐久性が良好で、しかもベルト層の厚さを薄くして
軽量化を図ることができるとともに横剛性が高く操縦性
が良好なラジアルタイヤを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、ゴムマトリックス中に複層構造のスチールコ
ードを埋設したベルト層を有するラジアルタイヤにおい
て、３本のワイヤとこれらよりも径の大きな６本のワイ
ヤを同一方向同一撚りピッチで撚り合わせた１×９構造
をなしかつコード長手方向と直角の断面形状が長径／短
径の比で１．０５〜１．２０の偏平状となっているスチ
ールコードを前記ベルト層内に埋設した構成としたもの
である。また、本発明はゴムマトリックス中に複層構造
のスチールコードを埋設したカーカスを有するラジアル
タイヤにおいて、３本のワイヤとこれらよりも径の大き
な６本のワイヤを同一方向同一撚りピッチで撚り合わせ
た１×９構造をなし、かつコード長手方向と直角の断面
形状が長径／短径の比で１．０５〜１．２０の偏平状と
なっているスチールコードをカーカスに埋設した構成と
したものである。さらに本発明はベルト層とカーカスの
双方に前記スチールコードを埋設したものを含む。

【０００７】

【作用】本発明においてはベルト層内のスチールコード
が３本のワイヤとこれらよりも径の大きな６本のワイヤ
の１×９構造でかつコード長手方向と直角の断面形状が
偏平状となっており、３本の心ワイヤ間および６本の側
ワイヤ間にいずれも隙間が形成され、これら隙間を通し
てゴムが浸透するためゴムマトリックスとの接着性が良
好であり、またフレッティングが防止されるため耐疲労
性がよく、耐久性にすぐれたラジアルタイヤとすること
ができる。また、９本のワイヤが同一方向同一撚りピッ
チで撚り合わせられているが、コード長手方向と直角の
断面形状が偏平であるため、心ストランドの残留キルに
よるねじれなどの動きが抑制されるため心抜けが生じな
いとともに、残留キルがプライ切断部位で抜けないため
反り等のない形状的に安定したベルト層となり、しかも
コードが偏平であるためプライの厚さを薄くすることが
でき、これら平坦性と薄層化より適切なタイヤ軽量化を
実現できる。また、長径／短径の比で１．０５〜１．２
０の偏平率としているため、ゴム浸透のための隙間形
成、心ワイヤの残留キル抑制のための心ワイヤと側ワイ
ヤの接触バランス、耐疲労性、低荷重域での伸びを良好
なものにすることができる。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明
する。図１ないし図３は本発明によるスチールラジアル
タイヤの一実施例を示している。１はビード部、２はト
レッド２０を有するクラウン部、３はクラウン部２から
サイドウォール部を経てビード部１のビードコア１０の
周りを折り返すカーカスである。４はトレッド２０の下
方のクラウン部２に埋設されたベルト層であり、この実
施例ではベルト層４は反トレッド側からトレッド側に第
１プライ４ａ、第２プライ４ｂ、第３プライ４ｃおよび
第４プライ４ｄが重ね合わされることで構成されてい
る。前記各プライ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄはゴムマトリ
ックス(詳細には２枚のゴムシート)５間にスチールコー
ドを所定の間隔でかつ所定の角度で平行状に配して加硫
することによって構成されており、スチールコードの角
度は各プライ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄごとに交互に反対
方向となっている。

【０００９】本発明は前記プライ４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｄがその全部または一部(たとえば第３プライ４ｃある
いは第３プライ４ｃと第４プライ４ｄ)に、図２に示す
ように、３本の心ワイヤ７ａ，７ｂ，７ｃと６本の側ワ
イヤ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆからなる１×
９の偏平構造のスチールコード６を埋め込んでいる。詳
しく説明すると、まず３本の心ワイヤ７ａ，７ｂ，７ｃ
はそれぞれ同径であり、６本の側ワイヤ８ａ，８ｂ，８
ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆは心ワイヤに対して１．５〜２．
０倍に増径されたそれぞれ同径のものからなっている。
太さの範囲は０．１５〜０．４０ｍｍであり、表面には
ブラスメッキが施されている。前記心ワイヤ７ａ，７
ｂ，７ｃと側ワイヤ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８
ｆはＳ方向またはＺ方向の同一方向にかつ１０〜２０ｍ
ｍの同じ撚りピッチで一括して撚り合わされている。し
かもコード軸線と直角の断面の外接円が偏平状をなし、
この偏平形状がコード軸線方向で連続し、図３に４／５
ピッチ分を示すように、側ワイヤ８ａ，８ｂ，８ｃ，８
ｄ，８ｅ，８ｆは、隣接する少なくとも２本のワイヤ同
士が接触したり離間したりするものの、１ピッチのいず
れの断面部位においても複数個所に隙間ｇが形成されて
いる。また、心ワイヤ７ａ，７ｂ，７ｃは相互に離間し
たり隣接する２または３本のワイヤ同士がへの字状に接
触したりし、１か所以上に隙間ｇが形成されている。

【００１０】前記偏平形状は具体的には一般に略楕円形
状であるが、場合によっては隅に曲率を持った長方形形
状であってもよい。その偏平度合いは、図３において長
径寸法(長片寸法)をＤ₁とし、短径寸法(短辺寸法)をＤ₂
とすると、Ｄ₁／Ｄ₂を１．０５〜１．２０とすることが
適当である。ここで、Ｄ₁／Ｄ₂が１．０５未満では不可
な理由は次のとおりである。すなわち、第１に前記隙間
ｇが狭くなったり、隙間の数が少なくなったりし、こと
に心ワイヤ７ａ，７ｂ，７ｃが全部接触しあう領域が多
数個所形成されてしまっい、ゴムの浸透性が劣る部分が
発生する。第２に、心ワイヤ７ａ，７ｂ，７ｃの全体で
構成される断面形状が偏平状でなく先行技術の３＋６構
造のようなひと塊の心ストランドに近くなるため、心ワ
イヤが捩じれて抜けやすくなる。第３に心ワイヤ７ａ，
７ｂ，７ｃと側ワイヤ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，
８ｆとの接触バランスが崩れ心ワイヤの残留キルがコー
ド端末で抜けやすくなり、プライに反り返りが発生す
る。また、Ｄ₁／Ｄ₂が１．２０を越える場合には、前記
隙間ｇの数と大きさは十分になり、心ワイヤ７ａ，７
ｂ，７ｃの捩じれも抑制されるが、やはり心ワイヤ７
ａ，７ｂ，７ｃと側ワイヤ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８
ｅ，８ｆとの接触バランスが不安定となり、ワイヤの残
留キルがコード端末で抜けやすくなる。また、６本の側
ワイヤ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ間での型付
け量のバラツキが大きくなるため疲労性の向上効果が乏
しくなる。さらに偏平度合いが増すことに撚り低荷重域
での伸びが大きくなり、カレンダー加工時の張力で隙間
が変化したり、プライに切断したときにコード端部に撚
り乱れが生ずる。そこで前記のようにＤ₁／Ｄ₂を１．０
５〜１．２０とするもので、この範囲であれば、ゴム浸
透性、耐疲労性、芯抜け防止、プライ平坦性の各特性を
すべて満たすことができる。

【００１１】なお、５ｋｇｆ荷重付加時の伸びは、０．
０９０〜０．１２５が好ましく、下限を下回る伸びでは
隙間が形成されなくなり、上限を越える伸びではオープ
ン度合いが過度となってし芯抜けが発生する。偏平形状
を長方形形状にした場合には、短辺側に位置するワイヤ
のコード軸線となす角度αが長辺側に位置するワイヤの
コード軸線となす角度βが異なるため、短辺側に位置す
るワイヤ同士すなわち図３(a)においてワイヤ８ａと８
ｂ、及びワイヤ８ｄと８ｅが密に接触し合い、長辺側に
位置するワイヤすなわち図３(a)においてはワイヤ８
ｃ，８ｆが隣接する他のワイヤと離間して隙間が形成さ
れる。従ってオープン構造でありながら短辺側の隣接す
るワイヤ同士の接触による拘束作用で前記隙間は安定し
たものとなる。

【００１２】上記スチールコード６は、９本のワイヤを
繰出しそれらを撚り合わせる前に心ワイヤ７ａ，７ｂ，
７ｃと側ワイヤ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆに
１００％を越える型付け率で型付けを行い、この状態で
撚り合わせてオープン構造の１×９の粗コードを作り、
これを巻取り前に多数組の成形ローラを通して圧下する
ことにより１工程で作ることができる。断面が略楕円形
状にするには成形ローラとして溝なしのフラットローラ
を用いればよい。長方形形状にするには成形ローラとし
て溝底幅寸法が長辺寸法と同等程度の溝付きローラを使
用し、それら成形ローラのロールギャップを下流に向か
うほど狭くすればよく、こうすれば円形断面の粗コード
は、まず４角形となり(この状態では各辺でのワイヤが
コード軸線となす角度はすべて同じ)、さらに進行する
ことによって溝底幅による規制を伴って圧下されるため
長方形形状となり、短辺側のワイヤは相互に平行状に接
触し、長辺側のワイヤは相互に離間する。なお、カーカ
ス３はゴムマトリックスにスチールコードを平行状に配
した１枚のプライによって構成されているが、このプラ
イについても上述したスチールコード６を使用して補強
してもよく、これも本発明に含まれる。また、もちろん
カーカスとベルト層の双方のプライに上述したスチール
コード６を使用して補強したものも含まれる。

【００１３】

【具体例】

１）本発明をタイヤサイズ１０．００Ｒ２０の大型車両
用ラジアルタイヤのベルト層に適用した。スチールコー
ドは、ブラスメッキ付きの直径０．２０ｍｍのワイヤ３
本と、ブラスメッキ付きの直径０．３５ｍｍのワイヤ６
本を使用し、ダブルツイスタにより上記ワイヤに過剰に
型付けした後、撚り方向をＳとして、撚りピッチ１８ｍ
ｍで同時に一括撚りし、成形ローラによって断面形状が
略楕円形の偏平状に成形した。比較のため、前記細径の
３本のワイヤをＺ撚り、撚りピッチ９．５ｍｍとし、太
径の６本のワイヤをＳ撚り、撚りピッチ１８．０ｍｍと
して３＋６構造のスチールコード(従来例1)と、心と側
をともにＳ撚りとした３＋６構造のスチールコード(従
来例２）を作った。また、成形ロールを使用せずに矯正
ロールを用いて偏平比1.00のコード(比較例1)を作り、
さらに、偏平比を過小にしたコードと過剰にしたコード
（比較例２〜４）を作った。ベルト層は図１において第
１プライから第４プライに適用した。ゴムシートは偏平
タイプのコードについてはコード短径のほぼ２倍、真円
形状タイプのコード(従来例1,2および比較例1)について
は直径の約2倍の厚さのものを使用した。接着ゴムは５
０％モジェラスのものを使用し、加硫条件は１５０℃×
２５ｍｉｎとし、各プライにおけるスチールコードの配
置角度はそれぞれ２０°とした。

【００１４】２）テスト条件について説明する。「伸
び」はスチールコードに引張り試験機により５kg荷重を
付加した時の測定値である。「芯抜け」は、前記モジェラ
スのゴムブロックにコード８０ｍｍ深さで埋め込んで加
硫し、コード片端の側ワイヤを除去し、心ワイヤをつか
んで引き抜いたときの引抜き力を求め、従来例１の値を
１００とする指数である。「空気透過量」は、上記条件で
作成したタイヤからゴム付きのままのスチールコードを
５０ｍｍ長さ分取出し、これを水中の容器に配し、一端
から０．５ｋｇｆ／ｃｍ²の空気を導入し、他端から漏
れる空気量を測定したもので、比較例１の場合を100と
して指数表示した。「腐食性」は、湿潤下におけるタイ
ヤドラム試験を行い、トレッドが主溝の深さの６０％ま
で摩耗した初回ライフ終了タイヤの５か所からコードを
採取し、３〜４ｍ間隔で錆の有無を目視し、３段階で評
価した。○は腐食なし、△は部分的に腐食あり、×は腐
食が激しいをそれぞれ示す。「コード折れ」は初回ライ
フ終了タイヤの５か所からコードを採取し、折れの有無
を目視した結果である。「プライ平坦性」はプライの異
常立上りのあったものを×とし、異常立上りのなかった
ものを○で評価した。上記テスト結果を表１に示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】この表１から、本発明のラジアルタイヤは
スチールコードが所定範囲で偏平であるため、伸び、プ
ライ平坦性、ゴム浸透性、腐食性、耐疲労性が良好であ
ることがわかる。また、プライないしベルト層の厚さを
薄くすることができるため、適切な軽量化を図ることが
できることがわかる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、ベルト層
に３本のワイヤとこれらよりも径の大きな６本のワイヤ
を同一方向同一撚りピッチで撚り合わせた１×９構造を
なしかつコード長手方向と直角の断面形状が長径／短径
の比で１．０５〜１．２０の偏平状となっている複層ス
チールコードを埋設しているため、スチールコード内へ
のゴムの浸透性と耐疲労性が良好であるとともにコード
の芯抜けがなく、したがってこのベルト層を使用するこ
とで耐久性が高いタイヤとすることができ、またプライ
平坦性とプライの薄層化を実現できるためタイヤ軽量化
を図ることができ、さらにコードが偏平のためタイヤの
横剛性が向上し、コーナーリング特性を向上することが
できるなどのすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したラジアルタイヤの一例を示す
断面図である。

【図２】図１におけるひとつのプライの拡大部分断面図
である。

【図３】本発明に用いるスチールコードの１撚りピッチ
の４／５分を示す拡大断面図である。

【図４】従来のベルト層を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

４ベルト層５ゴムマトリックス６スチールコード７ａ，７ｂ，７ｃ心ワイヤ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ側ワイヤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゴムマトリックス中に複層構造のスチール
コードを埋設したベルト層を有するラジアルタイヤにお
いて、３本のワイヤとこれらよりも径の大きな６本のワ
イヤを同一方向同一撚りピッチで撚り合わせた１×９構
造をなし、かつコード長手方向と直角の断面形状が長径
／短径の比で１．０５〜１．２０の偏平状となっている
スチールコードをベルト層内に埋設していることを特徴
とするスチールラジアルタイヤ。
【請求項２】ゴムマトリックス中に複層構造のスチール
コードを埋設したカーカスを有するラジアルタイヤにお
いて、３本のワイヤとこれらよりも径の大きな６本のワ
イヤを同一方向同一撚りピッチで撚り合わせた１×９構
造をなし、かつコード長手方向と直角の断面形状が長径
／短径の比で１．０５〜１．２０の偏平状となっている
スチールコードをカーカスに埋設していることを特徴と
するスチールラジアルタイヤ。
【請求項３】ゴムマトリックス中に複層構造のスチール
コードを埋設したラジアルタイヤにおいて、３本のワイ
ヤとこれらよりも径の大きな６本のワイヤを同一方向同
一撚りピッチで撚り合わせた１×９構造をなし、かつコ
ード長手方向と直角の断面形状が長径／短径の比で１．
０５〜１．２０の偏平状となっているスチールコードを
ベルト層とカーカスにそれぞれ埋設していることを特徴
とするスチールラジアルタイヤ。