JPS6239303A - 自動車用タイヤ - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、耐久性が向上した、窒素ガスを封入して使用
する自動車用タイヤに関する。

〔従来技術〕

内部に空気を封入して使用する自動車用タイヤでは、タ
イヤウオール部等からの空気洩れのため、空気補充の保
全が必要である。この保全の頻度を少なくし、かつタイ
ヤを安全に保つためには、空気に代えて不活性ガスを封
入するのが有効であり、なかでも価格的にも有利な窒素
ガスを封入することが行われている。

しかしながら、窒素ガスを封入して走行する場合、スチ
ールワイヤからなるベルト層を有するタイヤでは、耐久
性に問題がある（ベルト層端部でセパレーションが発生
し易い）。したがって、窒素ガスの封入は、必ずしも有
利でないことが判った。

〔発明の目的〕

本発明は、スチールワイヤからなるベルト層を有するタ
イヤであって、そのベルＩ−Ｆｉ端部でのセパレーショ
ンの発生を防止することにより耐久性を向上させた、窒
素ガスを封入して使用する自動車用タイヤを提供するこ
とを目的とする。

〔発明の構成〕

このため、本発明は、スチールワイヤを被覆ゴムに埋設
してなるベルト層を有するタイヤにおいて、（１）前記
被覆ゴムの１００％モジュラスは７５〜９５ｋｇ／ｃｎ
ｉであり、（２）前記スチールワイヤは、その強力／素
線数の値が１１．２ｋｇを越えており、その引張剛性／
素線数の値が１１２０ｋｇ未満であり、その強力×（ワ
イヤ打込み数）の値が６００ｋｇ　７ｃｍ以上であるこ
とを特徴とする、窒素ガスを封入して使用する自動車用
タイヤを要旨とするものである。

以下、本発明の構成について詳しく説明する。

（１）　　ヘルド層を構成する被覆ゴム（コートゴム）
の１００％モジュラスは７５〜９５ｋｇ／ＣＩＩ！であ
ること。

一般的に、スチールベルト層においては、スチールワイ
ヤを取り巻くコートゴムのモジュラスは１００％モジュ
ラス５０〜７０ｋｇ／ｃｎｌであるが、窒素ガスを封入
して走行すると走行に伴ってモジュラスが低下し、最終
的には２５〜４５ｋｇ／ＣＩＡとなってしまうことが判
った。このモジュラスの低下で、ワイヤ端とコートゴム
との相対的剛性差が大きくなり、これによりワイヤ端に
おいてワイヤを取り巻くコートゴムにクランクが生じ（
初期クラック）、このクラックが原因でベルト層端部で
セパレーションが発生してしまう。

この対策としては、走行の最終的な状態においてワイヤ
端とそれを取り巻くコートゴムとの相対的剛性差を小と
するために、コートゴムの１００％モジュラスが５０〜
７０ｋｇ　／　ｃａｌであればよい。

このために、本発明においては、コートゴムの１００％
モジュラスを７５〜９５ｋｇ／ｃ［Ｉ！とじたのである
。なお、従来においては、このように高いモジュラスの
コートゴムは用いられていない。

（２）ベルト層を構成するスチールワイヤは、その強力
／素線数の値が１１．２ｋｇを越えており、その引張剛
性／素線数の値が１１２０ｋｇ未満であり、その強力×
（ワイヤ打込み数）の値が６００ｋｇ　／ａｍ以上であ
ること。

コートゴムのモジュラスのみを増加させた場合には、タ
イヤに負荷が加わり、たわみが生じ、そのたわみ状態に
よってはヘルド層に生しるバックリング現象によりコー
トゴムのモジュラス環のための波長が大きくなり、これ
によりワイヤ負荷応力が増し、ワイヤ破損が生じてしま
う。

このワイヤ破損を避けるためには、ワイヤの強力増が必
要であるが、強力増と同時にワイヤの引張剛性（モジュ
ラス）増が伴うと、ワイヤ端とそれを取り巻（コートゴ
ムとの相対的剛性差が大となるので、初期クラックの改
良にはならない。

ワイヤの強力が高く、ワイヤのモジュラスが低いワイヤ
（強度増でモジュラスが殆ど変化しない）として、ハイ
テンション化ワイヤが有効である。また、耐初期クラン
ク性の保持のためには、ワイヤを取り巻くコートゴムが
、ワイヤを構成する素線を１本１本取り巻いている状態
がより効果的である。このためには、オープンタイプの
ワイヤが好ましい。

そこで、本発明では、強力をＦｔ、素線数をｎ、引張剛
性を（ＡＥ）。、ワイヤ打込み数をＥとしたとき、ワイ
ヤが下記式を満足しなければならないとしたのである。

Ｆｔ／ｎ　＞１１．２ｋｇ （八Ｅ）　　ｃ　　／ｎ　　＜１１２０ｋｇＦｔＸＥ≧
６００　ｋｇ／ｃｍ また、ワイヤのモジュラス（八”　ｃ　　（ｋｇ／ｍｍ
／ｍｍ）は、素線数（ｎ　）および断面積〔（π／４）
φ２〕に比例するが、初期クラックは素線に依るとして
、（八Ｅ）　ｃ　／ｎ　”φ２である。（八Ｅ）　ｃ／
ｎがある値以下となるφ（素線径）をもつワイヤが有効
であり、φ≦Ｊ−σ丁）ｃ／（ｒ−ｎである（αは比例
定数）。

バックリングによるワイヤ強力（Ｆｔ）については、同
様に素線数および断面積により、Ｆｔｏｃφ２ｎである
。強力（Ｆｔ）は素線に依るとして、Ｆ　ｔ　／　ｎが
ある値以上となるφをもつワイヤが有効であり、φ≧　
ｔ　７フーｎである（βは比例定数）。ただし、ここで
は素線の強力であり、ワイヤ自身のバックリング強さは
考慮されない。

そこで、α、βについて種々検討した結果、ワイヤの素
線径φは下記式を満足するのが好ましいことが判った。

、／ＴＥ−ニアｒコ○−一−−ｎ゛　　≦　φ　≦　　
　　八Ｅ　　ｃ　　　　　　　　　−ｎ以下に実施例、
比較例を示す。

実施例、比較例 下記第１表に示すタイヤ（イ）〜（す）を作成した。

タイヤ（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（チ）、（す
）は、タイヤサイズ１５５５Ｒ１３のもので、２枚のス
チールベル）７Ｎを有する。タイヤ（ホ）は、タイヤサ
イズ１９５　／７０　ＨＲ１４のもので、２枚のスチー
ルベルトＦｔを有する。タイヤ（へ）、（ト）は、タイ
ヤサイズ１０００１？２０のもので、４枚のスチールベ
ルト層を有する。ワイヤを取り巻（コートゴムの１００
％モジュラスは、第１表に示すように、８３ｋｇ／ｃｎ
ｔ、８７ｋｇ／ｃｕｔとした。

本発明タイヤは、タイヤ（ロ）、（ニ）、（ホ、）、（
へ）であり、比較夕、イヤはタイヤ（イ）、（ハ）、（
ト）である。

（本頁以下余白） これらの本発明タイヤ之比較タイヤについて、窒素を密
封し、タイヤ（へ）、（＋−）では最大圧、最大荷重、
他は標準圧、対応する最大荷重にて、舗装路９０％、砂
利道悪路１０％、舗装路のうち３０％は屈曲路でその他
のごく一部にコンクリートの破損のあるコースを８万ｋ
ｍ走行させ、その後、タイヤを切断解析して、ワイヤ折
れとワイヤ端クラックから生じたセパレーション量を捜
査した。この結果を第１図および第２図に示す。

第１図は、Ｆｔ／ｎ　　（強力／素線数）とＦｔＸＥ（
強力×（ワイヤ打込み数））との関係図である。第１図
中、○はワイヤ折れのないものを、・はワイヤ折れの認
められたものを表わす。この第１図から、ワイヤ折れの
ないものはＦｔＸＥが６００ｋｇ　／ｃｍ以上で、Ｆ　
ｔ　／　ｎが１１．２ｋｇを越えるものであることが判
る。

なお、ワイヤ折れのないものの素線径φは、おおよそφ
≧、１丁７７ワ「Ｔの式を満足する。

タイヤ（ト）では、この式に直接光てはまらないが、φ
を平均的にみて０．３３としてとらえてもよい。一般的
には、素線を細かく加工することによって引張強さは高
くなり、強力的にも有利となる。しかし、タイヤのハ、
７クリングによる応力に対する抵抗（ワイヤの破損は局
部的な曲げ疲労）でみると、素線は太い方がよく、この
ためには上記φ≧Ｊ酉７７丁＝了の式を満足するのが好
ましい。

第２図は、φ２　（素線径の２乗）と（ＡＥ）　ｃ／ｎ
（引張４１１性／素線数）との関係図である。

第２図中、○はセパレーションのないものを、・はセパ
レーションの認められたものを表わす。

この第２図から、セパレーションのないものは（ＡＥ）
　Ｃ／ｎが１１２０ｋｇ未満のものであることが判る。

この場合、セパレーションのないものの素線径φは、φ
≦　　八Ｅ　ｃ　１４　　・ｎである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、スチールワイヤを
コートゴムに埋設してなるベルト層を有する、窒素ガス
を封入して使用する自動車用タイヤにおいて、スチール
ワイヤおよびコートゴムをそれぞれ特定したために、ワ
イヤ折れの防止およびベルト層端部でのセパレーション
の発生を抑制できるので、耐久性の向上を十分にはかる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は強力／素線数と強力×（ワイヤ打込み数）との
関係図、第２図は素線径の２乗と引張Ｍ１１性／素線数
との関係図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スチールワイヤを被覆ゴムに埋設してなるベルト層を有
   するタイヤにおいて、（１）前記被覆ゴムの１００％モ
   ジュラスは７５〜９５ｋｇ／ｃｍ＾２であり、（２）前
   記スチールワイヤは、その強力／素線数の値が１１．２
   ｋｇを越えており、その引張剛性／素線数の値が１１２
   ０ｋｇ未満であり、その強力×（ワイヤ打込み数）の値
   が６００ｋｇ／ｃｍ以上であることを特徴とする、窒素
   ガスを封入して使用する自動車用タイヤ。