JP2000016016A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カーカスのコード破断を有利に回避して、タ
イヤの長寿命化を達成し、さらに軽量化をも実現した、
空気入りラジアルタイヤを提供する。 【解決手段】 １対のビード部間でトロイド状に延びる
ラジアル配列コードのプライからなるカーカスを骨格と
する空気入りラジアルタイヤであって、該カーカスは、
破断伸びが3.5 ％以上のスチールフィラメントを含むフ
ィラメントの複数本から構成した、コードを用いる。

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、空気入りラジア
ルタイヤ、中でも建設車両、トラック・バス、さらには
ライトトラックなどの比較的に重量のある車両に装着し
て使用される重荷重用空気入りラジアルタイヤに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種のタイヤは、１対のビード部間で
トロイド状に延びるラジアル配列コードのプライからな
るカーカスを骨格とし、このカーカスのクラウン部の外
側にベルトおよびトレッドを順に配置して成るのが、一
般的である。カーカスおよびベルトは、それぞれ多数本
を並列配置したコードをゴムで被覆して成り、そのコー
ドを、カーカスではタイヤ赤道に対して実質90°の角度
にて、またベルトではタイヤ赤道に対して０ないし30°
の角度にて、それぞれ配置するのが、通例である。そし
て、内圧充填によって生じる、タイヤ幅方向の張力をカ
ーカスで負担し、一方タイヤ周方向の張力をベルトで負
担している。

【０００３】ここで、カーカスを補強するコードとし
て、例えばトラック・バス用タイヤでは、スチールフィ
ラメントの３本を撚り合わせたコアのまわりに、９本の
スチールフィラメントを撚り合わせてシースを配置し、
その周囲に１本のラッピングフィラメントを巻き付け
た、３＋９＋１構造およびこのシースの外側にさらに15
本のフィラメントによるシースを設けた、３＋９＋15＋
１構造、に代表される層撚り構造が、使用されている。
また、建設車両用タイヤでは、この層撚り構造の他に、
１＋６構造の層撚りストランドの７本を同時に撚り合わ
せ、その周囲に１本のラッピングフィラメントを巻き付
けた、７×７＋１構造に代表される複撚り構造が、使用
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の省資
源および省エネルギーに対する社会的要請から、自動車
の低燃費化に寄与する、転がり抵抗の小さいタイヤの開
発、つまりタイヤの軽量化が求められている。一方、ユ
ーザー側からは、経済性を考慮して、タイヤの長寿命化
が求められている。

【０００５】前者のタイヤの軽量化には、カーカスにお
けるコード使用量を削減すること、つまりコードの打ち
込み数を減少することが有効であるが、悪路や未舗装路
などの走行において、路上の石や障害物にタイヤが乗り
上げることによって、カーカスに大きな衝撃が加わる
と、打ち込み数を減少したカーカスでは容易にコード折
れ、さらにはコード破断が発生し、カーカス強度を低下
し、ひいてはタイヤの短命化をまねくことになる。

【０００６】そこで、この発明は、カーカスのコード破
断を有利に回避して、タイヤの長寿命化を達成し、さら
に軽量化をも可能とする、空気入りラジアルタイヤを提
供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】発明者らは、種々のコー
ドおよびタイヤの試作を重ねて検討した結果、特定のフ
ィラメントから成るスチールコードをカーカスに適用す
ることにより、上記の問題点が解決されることを見出
し、この発明を完成するに到った。

【０００８】この発明の要旨構成は、次のとおりであ
る。 (1) １対のビード部間でトロイド状に延びるラジアル配
列コードのプライからなるカーカスを骨格とする空気入
りラジアルタイヤであって、該カーカスは、破断伸びが
3.5 ％以上のスチールフィラメントを含むフィラメント
の複数本から構成した、コードを用いて成ることを特徴
とする空気入りラジアルタイヤ。

【０００９】(2) 上記(1) において、コードの、切断時
全伸びが4.0 ％以上である空気入りラジアルタイヤ。

【００１０】(3) 上記(1) または(2) において、コード
は層撚り構造または複撚り構造である空気入りラジアル
タイヤ。

【００１１】(4) 上記(1) 、(2) または(3) において、
スチールフィラメントが伸線後にブルーイング処理を施
したものである空気入りラジアルタイヤ。

【００１２】(5) 上記(1) ないし(4) のいずれかにおい
て、スチールフィラメントの炭素含有量が0.6 〜1.0 wt
％である空気入りラジアルタイヤ。

【００１３】(6) 上記(1) ないし(5) のいずれかにおい
て、スチールフィラメントの径が0.10〜0.40mmである空
気入りラジアルタイヤ。

【００１４】

【発明の実施の形態】さて、図１に、この発明に従うト
ラック・バス用ラジアルタイヤの具体例を図解する。こ
のタイヤは、１対のビードコア１間でトロイド状に延び
るカーカス２、このカーカス２のクラウン部のタイヤ径
方向外側に配置した、少なくとも３層、図示例で４層の
ベルト３およびこのベルト３のタイヤ径方向外側に配置
したトレッド４から成る。そして、カーカス２に、破断
伸びが3.5 ％以上のスチールフィラメントによるコード
を適用することを、特徴とする。

【００１５】すなわち、カーカス２におけるスチールコ
ードの打ち込み数を減少した場合に問題となる、カーカ
スに加わった衝撃によるコード折れ並びにコード破断を
回避するには、破断伸びが3.5 ％以上のスチールフィラ
メントにてコードの少なくとも部分を構成することが、
肝要である。なぜなら、スチールフィラメントの破断伸
びを3.5 ％以上にすることによって、苛酷な使用条件下
で衝撃がカーカスのコードに加わった際、この衝撃力を
フィラメントの増大された破壊エネルギー内で吸収する
ことが可能となり、コード折れひいてはコード破断を回
避できるからである。

【００１６】ここで、破断伸びが3.5 ％以上のスチール
フィラメントは、コードを構成するフィラメントの少な
くとも一部に、具体的には少なくとも半数には適用する
ことが好ましく、より好ましくは全てのフィラメントに
適用することが、推奨される。また、フィラメントの破
断伸びは、好ましくは4.0 ％以上とすることが有利であ
り、一方上限は10.0％程度とすることが、望ましい。

【００１７】なお、スチールフィラメントの破断伸びを
4.0 ％以上とするには、ダイスでの引き抜きによって伸
線された当該フィラメントに、ブルーイング処理を施す
ことが有利である。具体的には、一定の減面率で複数
回、例えば３回の伸線加工を行ったのち、めっき処理、
次いで、例えば340 〜460 ℃で数秒から数十秒程度の短
時間保持する、ブルーイング処理を施す。そして、この
ブルーイング処理を施したフィラメントを用いて、例え
ば１＋ｎまたは１×ｎ構造に撚り合わせてコードとす
る。また、複数回の伸線後にめっき処理を行ったフィラ
メントを撚り合わせてコードとしたのち、該コードに対
して、上記と同様のブルーイング処理を施してよい。い
ずれの場合も、ブルーイング処理後に酸処理を行うこと
によって、ゴムとの接着性を高めることが、好ましい。

【００１８】ちなみに、フィラメントの引張り強さは、
3000MPa 以上、好ましくは3500MPa以上であることが、
コード打ち込み数の削減による、タイヤの軽量化および
転がり抵抗の低減を所期する際に、推奨される。

【００１９】次に、この発明では、コードを破断伸びが
3.5 ％以上のスチールフィラメントを用いた層撚り構造
または複撚り構造とする、ことが好ましい。すなわち、
１×ｎ（ｎ：２〜27）のような単撚り構造（多数本のフ
ィラメントを一度に撚り合わせた構造を含む）も適用可
能であるが、層撚り構造および複撚り構造は、単撚り構
造と比較して、同一コード径に換算した強力が高いため
に、特に重荷重用タイヤに好適である。

【００２０】具体的には、次に示すコード構造が有利に
適合する。すなわち、１＋ｎ（ｎ：５〜８）、２＋ｎ
（ｎ：５〜11）、３＋ｎ（ｎ：６〜12）、１＋ｎ＋ｍ
（ｎ：５〜８，ｍ：９〜15）、２＋ｎ＋ｍ（ｎ：５〜1
1，ｍ：11〜17）、３＋ｎ＋ｍ（ｎ：６〜12，ｍ：12〜1
8）の層撚り構造、またはｎ×ｍ（ｎ：２〜７，ｍ：２
〜27）の複撚り構造を採用できる。いずれの構造におい
ても、周囲にラッピングフィラメントを巻き付けること
が可能である。また、層撚り構造では、コアのフィラメ
ントに波または螺旋形の形付けを施してもよく、複数本
のフィラメントでコアを構成する場合は、フィラメント
を撚り合わせる態様以外に、単に束ねることも可能であ
る。

【００２１】また、フィラメントの径は、0.10〜0.40mm
とすることが好ましい。なぜなら、フィラメント径が0.
10mm未満では、カーカス強度が小さくなるため、カーカ
スにおけるコード打ち込み数を増加する必要が生じ、タ
イヤの軽量化を阻害する他、カーカスプライの端部に露
出するコード端面の相互間隔が狭くなってコードとゴム
との剥離がコード端面の相互で連結してセパレーション
に進展し、耐プライエンドセパレーション性が低下する
原因となる。一方、フィラメント径が0.40mmをこえる
と、コードに極端な曲げ入力があった際の曲げ歪み量が
増大する結果、コード破断が発生し易くなり、耐コード
折れ性が悪化する。

【００２２】さらに、スチールフィラメントの炭素含有
量を0.6 〜1.0 wt％とすることが、好ましい。すなわ
ち、フィラメントの炭素含有量が0.6 wt％未満では、フ
ィラメントの引張り強さが小さくなって、所定のカーカ
ス強度を確保するには、カーカスでの打ち込み数を増加
しなくてはならないため、上記のようにタイヤの軽量化
および耐プライエンドセパレーション性が阻害される。
一方、フィラメントの炭素含有量が1.0 wt％をこえる
と、フィラメントの延性が低下し、伸線加工性が劣化す
るため実際的ではない。さらにまた、スチールコードの
切断時全伸びを4.0 ％以上とすることが、より一層の耐
衝撃破壊性を向上させる上で好ましい。

【００２３】

【実施例】実施例１ 図１に示した構造のトラック・バス用ラジアルタイヤの
カーカス２に、表１に示す仕様の下に作製したスチール
コードを適用し、サイズ11Ｒ22.5 14PRのタイヤを試作
した。なお、スチールコードには、図２に示す３＋９＋
１構造を採用した。また、ベルト３は、カーカス２上
に、タイヤの赤道面に対して１＋６構造のスチールコー
ドを用いた、４層構造に成る。

【００２４】かくして得られたタイヤについて、耐衝撃
破壊性、カーカスプライにおけるコード折れ性および耐
プライエンドセパレーション性、そして伸線加工性につ
いて調査した。これらの調査結果を表１に併記する。

【００２５】ここで、耐衝撃破壊性は、カーカスに用い
るスチールコードをゴム中に並列に埋め込んだ、厚さ：
３mm、幅：50mmおよび長さ300 mmの試料に、スチールコ
ード強力×打ち込み数の１割の引張り力をコードの軸方
向に付与し、試料の上方から重さ20kgの刃型を、コード
の軸方向と直角の向きに自然落下させ、試料が切断する
刃型の落下高さを測定し、次式にて求めた耐衝撃破壊指
数にて評価した。 （耐衝撃破壊指数）＝（各試料の切断時の重り高さ）／
（比較例の切断時の重り高さ）×100

【００２６】コード折れ性は、上記の供試タイヤを標準
リムに組み込み、内圧100kPaを充填してから、ドラム上
にタイヤを配置し、該タイヤに1000kgの荷重を負荷した
後、60km／ｈの速度で１万km走行させ、しかる後タイヤ
を解剖してカーカスからコード10本を取り出し、破断し
たフィラメント本数を測定し、その破断本数をコード10
本分のフィラメント総本数で除した値（フィラメント破
断率）を、比較例の値を100 としたときの指数で表示し
た。この指数が小さいほど、フィラメントの破断本数が
少なく、耐コード折れ性に優れることを示している。

【００２７】耐プライエンドセパレーション性は、カー
カスプライの端部における亀裂長さに支配されるから、
この亀裂長さを耐プライエンドセパレーション性の指標
とした。すなわち、上記の供試タイヤを標準リムに組み
込み、内圧800kPaを充填してから実車に装着し、最大負
荷能力に対応する負荷の下に、一般路を10万km走行さ
せ、しかる後タイヤを解剖してタイヤ周上の等分４箇所
のカーカスプライの両端において、それぞれコード10本
分の端面、従ってプライの両側で合計80端面にて観察
し、コード間で亀裂が連続した端面の80端面における割
合を亀裂つながり率として求め、比較例の亀裂つながり
率を100 としたときの指数で表示した。この指数が小さ
いほど亀裂長さが小さく、耐プライエンドセパレーショ
ン性に優れることを示している。

【００２８】伸線加工性は、フィラメントの伸線時に発
生した断線回数を測定し、比較例の値を100 としたとき
の指数で表示した。この指数が小さいほど断線回数が少
なく、伸線加工性に優れることを示している。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１における発明例と比較例との比較か
ら、この発明に従って破断伸びが3.5％以上のフィラメ
ントによるコードでコーカスを構成することによって、
特に衝撃に対する耐性が向上することがわかる。なお、
比較例のスチールコードでは、そのフィラメントの破断
伸びが1.6 ％程度であったが、この発明では、比較例の
スチールコードを構成するのと同じフィラメントにブル
ーイング処理を施すことによって、その破断伸びを格段
に上昇させて3.5 ％以上とした。また、発明例２は、フ
ィラメント径が0.08mmの例、発明例３はフィラメント径
が0.44mmの例、発明例４は炭素含有量が0.50wt％の例、
そして発明例５は炭素含有量が1.10wt％の例である。

【００３１】実施例２ 図３に示す、１対のビードコア１間でトロイド状に延び
るカーカス２、このカーカス２のクラウン部のタイヤ径
方向外側に配置した、６層のベルト３およびこのベルト
３のタイヤ径方向外側に配置したトレッド４から成る、
建設車両用ラジアルタイヤのカーカス２に、表２に示す
仕様の下に作製したスチールコードを適用し、サイズ2
1.00 Ｒ35のタイヤを試作した。なお、スチールコード
には、図４に示す７×７＋１構造を採用した。また、ベ
ルト３は、カーカス２上に、タイヤの赤道面に対して７
×７＋１構造のスチールコードを用いた、６層構造に成
る。

【００３２】かくして得られたタイヤについて、耐衝撃
破壊性および伸線加工性について、実施例１と同様に調
査した。また、カーカスプライにおけるコード折れ性
は、21.00 Ｒ35の建設車両用タイヤでは評価が困難であ
るから、11Ｒ22.5 14PRのトラック・バス用タイヤのカ
ーカスに各コードを適用し、実施例１と同様の条件にて
評価を行った。さらに、耐プライエンドセパレーション
性は、試作タイヤの内圧を500kPaに調整し、悪路を５万
km走行させた以外は実施例１と同様の評価を行った。こ
れらの調査結果を表２に併記する。

【００３３】

【表２】

【００３４】表２における発明例と比較例との比較か
ら、この発明に従って破断伸びが3.5％以上のフィラメ
ントによるコードでコーカスを構成することによって、
特に衝撃に対する耐性が向上することがわかる。なお、
比較例のスチールコードでは、そのフィラメントの破断
伸びが1.6 ％程度であったが、この発明では、比較例の
スチールコードを構成するのと同じフィラメントにブル
ーイング処理を施すことによって、その破断伸びを格段
に上昇させて3.5 ％以上とした。また、発明例２は、フ
ィラメント径が0.08mmの例、発明例３はフィラメント径
が0.44mmの例、発明例４は炭素含有量が0.50wt％の例、
そして発明例５は炭素含有量が1.10wt％の例である。

【００３５】

【発明の効果】この発明は、乗用車用タイヤは勿論、特
に重荷重用空気入りラジアルタイヤにおける、耐久性、
とくにカーカスプライの衝撃破壊に対する耐久性の改善
を有利に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に従うトラック・バス用タイヤの構
造を示した図である。

【図２】 層撚り構造の一例を示した図である。

【図３】 この発明に従う建設車両用タイヤの構造を示
した図である。

【図４】 複撚り構造の一例を示した図である。

【符号の説明】

１ ビードコア ２ カーカス ３ ベルト ４ トレッド

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １対のビード部間でトロイド状に延びる
   ラジアル配列コードのプライからなるカーカスを骨格と
   する空気入りラジアルタイヤであって、該カーカスは、
   破断伸びが3.5 ％以上のスチールフィラメントを含むフ
   ィラメントの複数本から構成した、コードを用いて成る
   ことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 【請求項２】 請求項１において、コードの、切断時全
   伸びが4.0 ％以上である空気入りラジアルタイヤ。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、コードは層
   撚り構造または複撚り構造である空気入りラジアルタイ
   ヤ。
4. 【請求項４】 請求項１、２または３において、スチー
   ルフィラメントが伸線後にブルーイング処理を施したも
   のである空気入りラジアルタイヤ。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項におい
   て、スチールフィラメントの炭素含有量が0.6 〜1.0 wt
   ％である空気入りラジアルタイヤ。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか１項におい
   て、スチールフィラメントの径が0.10〜0.40mmである空
   気入りラジアルタイヤ。