JPH1095206A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スチールコードをベルト層の補強材として使
用した空気入りラジアルタイヤにおいて、外傷に対する
耐久性に優れ、しかもベルト層の厚みを薄くしタイヤの
軽量化および低燃費化を図ることができ、さらに操縦性
能が良好な空気入りラジアルタイヤを提供する。 【解決手段】 ２本のコアフィラメントと５本のシース
フィラメントからなり、コアフィラメント径Ｄｃとシー
スフィラメント径Ｄｓの比が０．５０≦Ｄｃ／Ｄｓ≦
０．６５であり、コアフィラメントとシースフィラメン
トが同一方向、同一ピッチで撚り合わされた２層からな
る２／５構造のスチールコードであって、コードの長手
方向と直交する断面が楕円形状をなし、その短軸Ｂと長
軸Ａの比が０．７０≦Ｂ／Ａ≦０．８０であり、コアの
２本が長手方向において互いに隔離しているスチールコ
ードをタイヤを補強するベルト層の少なくとも１層に埋
設している空気入りラジアルタイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、外傷からの耐久
性能に優れ、さらにタイヤの軽量化に寄与するスチール
コードでベルト部が補強された空気入りラジアルタイヤ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、空気入りラジアルタイヤのベルト
部としてタイヤの周方向に対して所定の角度でスチール
コードを埋設した、ゴム・スチールコード複合体からな
るベルト層を少なくとも２枚積層し補強された操縦性
能、耐摩耗性、高速耐久性等を改善するようにした空気
入りラジアルタイヤがある。

【０００３】トラックやバス等の空気入りラジアルタイ
ヤにおけるベルト層に使用されるスチールコードとし
て、従来は図１のような３本のフィラメントを撚り合わ
せたコアの周りにコアのフィラメントより径の太い６本
のフィラメントからなるシース層を配し撚り合わせた３
＋６構造が一般的に使用されてきた。また、近年ではス
チールコードの製造における撚線工程にてコアフィラメ
ントとシースフィラメントを同一方向、同一ピッチに撚
り合わせ、１回で撚ることができて製造コストが有利で
タイヤ材料費を低減することの可能な図２に示す１×１
２構造で表されるコンパクトな所謂、束撚構造のスチー
ルコードが使用され始めている。

【０００４】ベルト層を補強するスチールコードはタイ
ヤの周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等に寄与し、特にベルト層の剛
性向上は高速での操縦安定性や耐摩耗性を向上させる点
で有効である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記３＋６構
造のスチールコードはコアの３本のフィラメントが互い
に接触しているためコアの中心に閉鎖状の空隙が生ずる
ことが避けられず、ゴムと複合加硫される時にコアの中
までゴムが充分侵入することができない。また、１×１
２構造のような束撚スチールコードはコンパクトに撚り
合わせられるため、図２に示すように各フィラメントが
最密充填となりスチールコード内へのゴムの侵入経路が
無く、加硫中にゴムのほとんどがコ−ドの中へ入ること
ができず、閉鎖状の空隙が生ずる。これらのスチールコ
ードをベルト層に使用した場合、タイヤは走行中に受け
る外傷等による亀裂から水分等が浸入し、前記の空隙を
水分が伝播しスチールコードの金属と接触する結果、ス
チールコードの金属表面から腐食が進行し、ベルト層内
のゴムとスチールコードの接着性が低下し、ベルト層の
セパレーションの発生原因となることがある。

【０００６】また、１×１２構造のようにコアとシース
のフィラメントの撚り方向を同方向とした場合、コアに
対するシースフィラメントの拘束力が弱くなりタイヤが
走行中に受ける繰り返し圧縮や曲げによりコアフィラメ
ントがコードの切断端から抜け出す所謂心抜け現象が発
生しやすいという問題もある。

【０００７】コード内へのゴム侵入性の改善や心抜け現
象を防止するため、従来よりスチールコードの改善を試
みた技術が公知であり、例えば予め波状やスパイラル
状の型付けを施したフィラメントを撚り込んだり（特開
平４−３５２８８７）型付け率の大きいフィラメント
を撚り合わせる所謂ルーズオープン撚りにする（特公昭
６０−４９４２１）する等でフィラメント間にゴムの侵
入する隙間を形成して前記の空隙が発生するのを少なく
したスチールコードなどが提案されているがいずれも欠
点がある。すなわち、のコードは予め波状やスパイラ
ル状の型付けを施す工程が必要であり、またコード径の
増加を伴い圧延時のゴム厚みを増す必要がありタイヤの
軽量化に不利である。のコードはコードを引っ張ると
低荷重でも伸びやすく、これを防ぐためタイヤ部材とし
てスチールコードをゴムで圧延加工する際に厳重なコー
ド張力の調整を必要とする。またスチールコード表面に
凹凸があるため圧延加工後のゴム表面にも凹凸が残り、
ベルト部材として積層すると貼り合わせ部に空気溜まり
が生ずることがあり、これを防ぐために圧延時のゴム厚
みを増す必要からタイヤの軽量化に不利となる。

【０００８】また、前記の各スチールコードはコードの
軸線と直角の断面形状が真円形に近いため、ベルト層の
ゴム厚さを薄くすることができず軽量化の妨げになると
とも、タイヤになった時のベルト部巾方向の剛性が充分
発揮されず、使用するスチールコードの構造に基づいて
タイヤのコーナリング時等の操縦安定性を改善するには
限度があった。

【０００９】本発明の目的は前記のような問題点を解消
するもので、本発明の課題は、耐久性が良好で、しかも
ベルト層の厚みを薄くすることができタイヤの軽量化お
よび低燃費化を図ることができるとともに横剛性が高く
操縦安定性が良好である空気入りラジアルタイヤを提供
するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記の課題を
解決するため検討を行った結果、２本のコアフィラメン
トと５本のシースフィラメントを同一方向、同一ピッチ
で撚り合わせた後に一定の断面形状に偏平加工を施すこ
とにより、スチールコードの内部に安定的に充分なゴム
の侵入が得られることを見いだし本発明に至った。

【００１１】すなわち本発明は、２本のコアフィラメン
トと５本のシースフィラメントからなり、コアフィラメ
ント径Ｄｃとシースフィラメント径Ｄｓとの比Ｄｃ／Ｄ
ｓが０．５０≦Ｄｃ／Ｄｓ≦０．６５であり、コアフィ
ラメントとシースフィラメントが同一方向、同一ピッチ
で撚り合わされた２／５構造のスチールコードであっ
て、該コードの長手方向と直交する断面が楕円形をな
し、該楕円形はその短軸Ｂと長軸Ａとの比Ｂ／Ａが０．
７０≦Ｂ／Ａ≦０．８０であり、コアの２本のフィラメ
ントが長手方向で互いに隔離しているスチールコードを
タイヤの複数のベルト層の少なくとも１層に埋設してい
ることを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。こ
こでコアとシースのフィラメント径が異径でＭ≧２の場
合、Ｍ本のコアフィラメントとＮ本のシースフィラメン
トが同ー方向、同ーピッチで撚り合わされたスチールコ
ードをＭ／Ｎ構造と表示する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に使用される２／５構造の
スチールコードは２本のコアフィラメントと５本のシー
スフィラメントからなり、コアフィラメントはシースフ
ィラメントよりフィラメント径が細くその比は０．５０
≦Ｄｃ／Ｄｓ≦０．６５の範囲にあり、さらに、コード
は楕円形の断面形状をなし、短軸Ｂと長軸Ａとの比は
０．７０≦Ｂ／Ａ≦０．８０の範囲にある。

【００１３】コアフィラメントを２本で構成した場合、
図４に示すように２本のコアフィラメントの間にシース
フィラメントの１本が割り込む形で塑性加工され、楕円
状の断面形状に安定して加工されシースフィラメント間
の隙間を維持し、その結果コード中心部までゴムが充分
に侵入する。コアが１本のフィラメントからなる場合
は、図３(a) のようにシースフィラメント間にゴムが侵
入する隙間が形成されるように撚られても、例えばゴム
圧延加工等の作業中に図３(b) のように、シースフィラ
メントの配置がずれてフィラメント間の隙間を安定的に
維持することが困難である。コアが３本以上のフィラメ
ントで構成される場合はコアストランドの中心に空隙が
形成されゴムの侵入ができず、たとえルーズオープン撚
り等のオープン撚りをコアに使用しても、加硫時の圧力
によりコアのオープン状態が押し潰されてしまい、コー
ドの中心に空隙が形成されてゴムが侵入しなくなる。シ
ース層はベルト部の強度と剛性を維持するためにコアフ
ィラメントより径が大きい５本のフィラメントから構成
される。コード自体の強力と剛性を必要とすることか
ら、シースフィラメントが４本以下ではコード強力を同
等にするには太いフィラメント径のものを使用する必要
があり耐疲労性に問題がある。６本以上の場合はゴムを
侵入させるためのシースフィラメント間の隙間を形成す
るために、フィラメント径の小さいものを使用しなけれ
ばならず、コード強力を維持するにはフィラメント本数
が増加し製造上で工数がかかるとともに、コードの剛性
はフィラメント径の２乗に比例することから、フィラメ
ント径の小さいものを使用したコードは剛性を確保する
ことが困難となる。

【００１４】本発明はコアフィラメントとシースフィラ
メントのフレッチング現象によるフィラメント表面の摩
滅防止とコードの撚線生産性の向上の点から、コアとシ
ースを同一方向、同一ピッチで撚る束撚構造とする。そ
して、コアフィラメントにはシースフィラメントよりも
細い径のフィラメントを使用する。その理由はコードの
耐疲労性を考慮したもので、すなわち２／５構造のコー
ドでＤｃ／Ｄｓ≧１とした場合、コアフィラメントの撚
り角度がシースフィラメントの撚り角度より小さくな
り、コードの耐疲労性が低下するからである。

【００１５】さらに、ゴム侵入性の観点からＤｃとＤｓ
の関係を検討した結果、偏平加工後のＤｃ／Ｄｓの値が
０．５０未満ではシースフィラメント間にゴムの侵入の
ための充分な隙間が得られず、また、０．６５を越える
と、図５に示すようにシースフィラメントに偏りが起こ
り、シースフィラメント間に隙間の広い部分と狭い部分
が生じてコード内に均一にゴムが侵入しない。

【００１６】前記のＤｃ／Ｄｓの範囲において、コード
断面を楕円形状とし、その短軸Ｂと長軸Ａとの比Ｂ／Ａ
が０．７０≦Ｂ／Ａ≦０．８０であるスチールコードは
シースフィラメント間に隙間が形成され、２本のコアフ
ィラメントが隔離状態にあることにより、各フィラメン
ト間の隙間は安定的に維持されゴム侵入性が充分確保さ
れる。さらに、このスチールコードの長軸Ａをベルト層
の巾方向に、短軸Ｂをベルト層の厚さ方向としてベルト
層に埋設することにより、ベルト層のゴム厚みが薄くで
きタイヤの軽量化になり低燃費化に寄与し、さらに、厚
み減少分のゴムが節約され省資源にもつながる。Ｂ／Ａ
が０．７０未満ではコードが偏平になりすぎ、コアフィ
ラメントとシースフィラメントが接触してしまいゴム侵
入性が悪化する。また、０．８０を越えると撚線上がり
時のシースフィラメント同志の接触状態が維持されたま
まの部分が残り、隙間の形成が不充分でゴム侵入性が劣
るとともにベルト厚みの低減効果が発揮されない。

【００１７】

【実施例】以下に実施例ならびに比較例によって本発明
を説明する。ＪＩＳ Ｇ３５０２に記載のピアノ線材Ｓ
ＷＲＳ８２Ａを使用し、組成が銅６４％、亜鉛３６％で
付着量４ｇ／Ｋｇの黄銅めっきを施した中間線を湿式で
伸線加工し、表１のスチールコード構造欄に記載のそれ
ぞれに必要な線径を有するフィラメントを得た。コアと
して２本、シースとして５本のフィラメントを図６に示
す撚り合わせダイスに同時に収束してバンチャー型撚線
機に導入し、撚線機のモーターを１５００回転／分の回
転速度で運転し、表１の２／５構造のスチールコードに
撚りピッチ１８mmおよび２２mmでコアとシースを同ー方
向、同ーピッチに一度に撚った後、撚線機に連続する工
程で千鳥状に配置された複数個の押さえロール（図示せ
ず）により、５本のシースフィラメントの内１本が２本
のコアフィラメント間に割り込むように所定のＢ／Ａ値
を得る加工を施したスチールコードを得た。比較例５は
３本の０．２０mmのフィラメントをピッチ１０mmでＳ方
向に撚り、その周りに６本の０．３５mmのフィラメント
をピッチ１８mmでＳ方向に撚り合わせ３＋６構造のスチ
ールコードを得た。比較例６は１２本の０．２５mmのフ
ィラメントをピッチ１８mmで一度でＳ方向に撚り合わせ
１×１２構造のスチールコードを得た。

【００１８】

【表１】

【００１９】試作した各スチールコードの特性を表１に
示す。各スチールコードを用いて比較例６（コントロー
ル）と同ーベルト強度になるように設計されたエンド数
（表１に記載）でコードを配列し、ベルト用配合ゴムを
用いてコードの両面をゴム引き圧延しベルト部材とし
た。ベルト層重量とは、ゴム引き圧延したベルト材の１
m²当たりの重量であり、比較例６を１００とした指数で
表した。このベルト材を２２度の角度で３層構成のベル
トに用いられる所定のベルト幅に裁断しベルト材とし３
層の交差ベルトとして、３＋９×０．２２のスチールコ
ード層１枚からなるカーカスと他のタイヤ部材とを組合
せ常法により、１１Ｒ２２．５ １４ＰＲのチューブレ
スタイヤを製造した。

【００２０】表１に記載されている試験方法は以下の通
りである。 コード剛性比（長／短軸比）：スチールコードの偏平断
面に対して長軸方向と短軸方向で、支点間距離を２５mm
とした三点曲げ硬さを測定しその比をとった。 ゴム侵入性：タイヤ中のベルトコードを取り出し、コー
ド全長に渡りコードをフィラメントにほぐしコード内部
に侵入したゴムの程度を１００点満点法で評価した。 高速耐久性：ＦＭＶＳＳ１１９に規定のドラム耐久試験
の基準による。 塩水ドラム耐久試験：５mm径のドリルを用いて最外層ベ
ルトに達する穴をタイヤの内側から周上６ヶ所に開け
る。リム組みした後５％食塩水１リットルをタイヤ内部
に入れ、ＪＡＴＭＡ規定の空気圧に調整する。ドラム試
験機にてＪＩＳ規定１００％の荷重をかけ、速度４０km
／Ｈで５００時間の走行試験を行う。走行終了後タイヤ
を解体し、穴部近傍から剥離接着試験用のサンプルを作
製し接着力を測定し、同試験後サンプルのゴム付着率を
１００点満点法で観察する。接着保持率は走行前の接着
力を１００とした指数で表した。また、剥離接着試験用
のサンプルの作成時に錆によるセパレーションの発生の
有無も同時に観察する。心抜け現象はドラム試験中１０
０時間毎に走行を停止して、トレッド表面からのコアフ
ィラメントの抜け出しの有無を調査した。

【００２１】本発明のスチールコードの断面形状は図４
に示す通りである。撚線後押さえロールにより０．７０
≦Ｂ／Ａ≦０．８０の範囲に偏平加工を施した実施例１
〜３のスチールコードはシースフィラメント間に安定的
に隙間が形成されるとともにコアフィラメントも隔離状
に塑性加工され、スチールコードの内部までゴムが充分
に侵入している。実施例４は撚りピッチが２２mmで他の
実施例より長く、撚線効率が向上する。ただし、スチー
ルコードの長手方向で部分的にシースフィラメント同志
が接触する所が発生し、ゴムの侵入がやや低下するが実
用には問題の無い程度にある。本発明のスチールコード
をベルト層に使用したタイヤは従来の比較例５に比べ、
塩水ドラム試験後のドリル穴周辺の接着性の低下は少な
く、また錆に起因するベルト層間およびベルトとプライ
間でのセパレーションの発生もなく優れた耐久性能を有
すことが判る。

【００２２】比較例１はＤｃ／Ｄｓが大きくシースフィ
ラメント間に隙間は形成されるが、ゴムの圧延加工等の
作業中にスチールコードに力がかかり、シースフィラメ
ントの配置に偏りが起こり、フィラメント間に隙間の広
い部分と狭い部分が生じてコード内に均一にゴムが侵入
しない。比較例２はＤｃ／Ｄｓが小さくシースフィラメ
ント間に形成される隙間が小さくゴムの侵入は不充分で
ある。比較例３はＢ／Ａが大きく、隙間の形成が不充分
でフィラメント間に密閉状になる部分があり、ゴム侵入
は不充分である。比較例４はＢ／Ａが小さくコアとシー
スのフィラメントが接触する部分があり、ゴム侵入が不
充分であり、比較例１〜４のタイヤはいずれもドラム成
績が劣る。

【００２３】本発明のベルト層重量は比較例５の円形断
面を有す３＋６構造に比べ、ゴム圧延時のゴム厚みを減
少することができ、数％程度の重量減が可能であり、タ
イヤの軽量化に寄与する。

【００２４】さらに、ゴム侵入性が悪く、かつコアフィ
ラメントの拘束力の弱い１×１２構造を使用した比較例
６のタイヤは、塩水ドラム試験中にコアのフィラメント
がトレッド表面から抜け出す心抜け現象が走行３００時
間の時点で観測された。

【００２５】断面形状が偏平なスチールコードを使用し
た実施例および比較例１〜４のタイヤはコードの長軸方
向の曲げ剛性が高いことから、ベルト層の巾方向にコー
ドの長軸が配列されること（図８）によりベルト層の巾
方向変形に対する剛性が増加し、その結果タイヤの横剛
性が高くなりコーナリング特性や操縦安定性能が向上す
る。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、ベルト層に２本のコア
フィラメントと５本のシースフィラメントを同一方向、
同一ピッチで撚り合わせた２／５構造でコアフィラメン
ト径Ｄｃとシースフィラメント径Ｄｓとが０．５０≦Ｄ
ｃ／Ｄｓ≦０．６５であり、その断面が０．７０≦Ｂ／
Ａ≦０．８０の範囲の偏平加工を施されたスチールコー
ドの長軸をベルト層の巾方向に埋設されているため、コ
ード内部へのゴム侵入性が良好でありベルト層中への水
分の浸透に起因する故障に対する耐久性に優れるととも
に心抜け現象の発生が無く、またベルトの薄層化を実現
できるためタイヤの軽量化を図ることができ、コードが
偏平のためタイヤの横剛性が向上しコーナリング特性や
操縦安定性能を向上するなど優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の３＋６構造のスチールコード断面図であ
る。

【図２】従来の１×１２構造のスチールコード断面図で
ある。

【図３(a) 】コアが１本のフィラメントからなるスチー
ルコードの撚線後の断面図である。

【図３(b) 】図３(a) のシースフィラメントの配置がず
れたものである。

【図４】実施例の２／５構造のスチールコード断面図で
ある。

【図５】比較例の２／５構造のスチールコード断面図で
ある。

【図６】撚線機にフィラメントを収束する撚り合わせダ
イスの代表図である。

【図７】本発明を適用した空気入りラジアルタイヤの一
例を示す左側半分の断面図である。

【図８】ベルト層内のスチールコード配列の模式図であ
る。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ コアフィラメント ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ シースフィラメント ３ 撚り合わせダイス ４ コアフィラメント用孔 ５ シースフィラメント用孔 ６ 空気入りラジアルタイヤ ７ クラウン部 ８ ベルト層 ９ プライ層 １０ ビードワイヤ １１ スチールコード １２ ベルト用ゴム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２本のコアフィラメントと５本のシース
   フィラメントからなり、コアフィラメント径Ｄｃとシー
   スフィラメント径Ｄｓとの比Ｄｃ／Ｄｓが０．５０≦Ｄ
   ｃ／Ｄｓ≦０．６５であり、コアフィラメントとシース
   フィラメントが同ー方向、同ーピッチで撚り合わされた
   ２層からなる２／５構造のスチールコードであって、該
   コードの長手方向と直交する断面が楕円形をなし、該楕
   円形はその短軸Ｂと長軸Ａとの比Ｂ／Ａが０．７０≦Ｂ
   ／Ａ≦０．８０であり、コアの２本のフィラメントが長
   手方向で互いに隔離しているスチールコードをタイヤを
   補強するベルト層の少なくとも１層に埋設していること
   を特徴とする空気入りラジアルタイヤ。