JP2001130214A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイヤの製造工程において作業を複雑化する
ことなく成形でき、しかもコードの錆発生を軽減し、か
つタイヤの走行後の強度保持率の高い空気入りラジアル
タイヤを提供する。 【解決手段】 本発明は断面が略円形の複数本の金属素
線を撚り合わせることなく引き揃えた束を、融点が５０
℃〜２００℃の高分子材料の結束材で保形した金属コー
ドをカーカスに用いた空気入りラジアルタイヤである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製造工程を簡素化
でき、しかもカーカスコードに用いた金属コードの錆発
生、強力低下を軽減した空気入りラジアルタイヤ、特に
トラック、バス用空気入りラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、空気入りラジアルタイヤ、特に
トラック、バス用空気入りラジアルタイヤでは、カーカ
ス層の補強材としてスチールコードが用いられている。
トラック、バス用のラジアルタイヤのカーカスは操縦安
定性を維持するため、横剛性を高めるとともに、高荷重
下での高速走行に伴い、繰返し変形を受けることになる
が、カーカスコードは、係る歪曲変形に十分絶える強力
と耐久性が要求される。

【０００３】そして従来、この種のタイヤのカーカスコ
ードとして、７×４、３＋７、３＋８＋１３の単層撚
り、あるいは複層撚りの構造が採用されている。これら
のコードはスチール素線が相互に密に充填されているた
め、カーカスゴムに埋設する際、ゴムがスチールコード
の内部まで十分浸透しない。したがって、たとえば、走
行時に鋭い岩石等でサイドウォール部が損傷を受けた
際、その部分から水が浸透し、該部分が起点となってス
チールコードの内部の空隙に水分が拡散し、錆が広がっ
ていくことになる。その結果、スチールコードとゴムの
接着不良、さらにスチールコードの破断を招来し、タイ
ヤの耐久性を低下させる。

【０００４】さらに上記スチールコードの構造も複雑で
あることから製造上も複雑な工程を必要とし、金属コー
ドの製造コストも高くつく。

【０００５】これらの問題を解決するため、スチール素
線の間に隙間が発生するように撚り合わせたいわゆるオ
ープンコードや、スチール素線を型付したものを撚り合
わせ、素線間に隙間を形成し、コード内部へのゴムの浸
透性を高めたスチールコードが提案されている。しかし
ながら、これらのスチールコードはスチール素線の型付
工程、さらに撚り合わせ工程を必要とし、スチールコー
ドの製造コストが高くなる他、タイヤの成形工程中、ス
チール素線が相互にばらけ、製品タイヤの均一性および
耐久性を損なうことになる。

【０００６】一方、タイヤの走行時の繰返し変形に伴う
コード折れの問題を解決するため、たとえば特開平１０
−２９２２７６、特開平１０−２９２２７５に開示され
るごとく、無撚りの金属コードが用いられている。これ
らの技術は無撚りで、コードとして保形されていないた
め、タイヤの成形工程でコード線材が相互にばらけてし
まい、製造工程上問題を生じていた。

【０００７】また、特開平１１−２１７７６には、無撚
りのコードをラッピングワイヤによって結束する例が開
示されている。しかし、ラッピングワイヤにより複数本
のスチール素線を束ねて保形しているので、ラッピング
ワイヤによりスチール素線が局部的に擦損されて耐久性
低下の一因となっている。コードを緩く束ねると保形性
能が低下するなどその擦損の防止には限界がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はコードの製造
が簡略化され、しかもゴムとコードの接着性に優れた金
属コードをカーカスに用いるものである。それによっ
て、タイヤの製造工程を簡略化し、しかも均一なタイヤ
の成形を可能とし、金属コードの防錆工程を高めてタイ
ヤの耐久性を一層改善した空気入りラジアルタイヤ、特
にトラック、バス用空気入りラジアルタイヤを提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は１対のビード部
間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、該カーカ
スのクラウン部を複数のプライよりなるベルト層で補強
した空気入りラジアルタイヤであって、前記カーカスの
少なくとも１つのプライは、断面が略円形の複数本の金
属素線を撚り合わせることなく引き揃えた束を、融点が
５０℃〜２００℃の高分子材料の結束材で保形した金属
コードをゴムに埋設したことを特徴とする空気入りラジ
アルタイヤである。

【００１０】そして、前記高分子材料は特に低密度ポリ
エチレン、または中密度ポリエチレン等が用いられる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の空気入りラジアル
タイヤのカーカスに用いる金属コードの一実施例の概略
図である。金属コード１は金属素線、たとえばスチール
素線２を複数本、たとえば２〜１５本、好ましく２〜１
０本（図１では５本）撚り合わせることなく束ねて、高
分子材料の結束材３で保形している。そしてスチール素
線２は型付を施さないまま、または波形状またはスパイ
ラル状等に形成される。図では各素線はすべて同一ピッ
チの波形状またはスパイラル状に形成されている。さら
に、スチール素線の波形状やスパイラル形状を異なる形
状で、しかも異なるピッチ位相（ピッチ長さ、ピッチ高
さ）のものを必要に応じて任意に組合せることもでき
る。この場合、スチール素線相互間に一定の空隙が形成
されるため、カーカスのコードとして埋設した場合、ゴ
ムの浸透は一層改善され、ゴムと金属コードとの接着力
が強化される。

【００１２】次に、金属コードを構成するスチール素線
の断面形状は略円形、すなわち円形、楕円形、、長円形
等のものを使用することができる。そして、金属素線の
線径は０．１５〜０．３ｍｍのものが好適である。ここ
で、断面が楕円形、長円形のスチール素線に関しては長
径と短径の平均が０．１５〜０．３ｍｍの範囲である。
上記線径の範囲とすることにより、カーカスに適度の横
剛性を付与し、高速走行時の操縦安定性を維持すること
ができる。なお、スチール素線の線径は上記範囲内で異
なるものを複数組合せて使用することも可能である。

【００１３】次に、金属コードは複数のスチール素線を
撚り合わせることなく束ねた後、高分子材料の結束材で
保形される。ここで、高分子材料の結束材は、融点が５
０℃〜２００℃の、好ましくは熱可塑性樹脂、たとえば
低密度ポリエチレン（融点１０２〜１１２℃）、中密度
ポリエチレン（融点１１０〜１２０℃）、ポリプロピレ
ン（融点約１６５℃）が使用できる。タイヤは成形後、
加硫金型で１５０℃〜２００℃の温度条件下におかれ
る。したがって、前記高分子材料の結束材はタイヤの成
形工程においてはスチール素線が相互にばらけないよう
に保形し、一方加硫条件下で融解し、スチール素線が相
互に拘束から解放され、スチール素線の間隙にゴムが浸
透しやすくなる。そして結束材の高分子材料は加硫工程
で周囲のゴムに拡散する。したがって結束材の融点が２
００℃を超えると加硫条件下においても結束材が融解せ
ず十分にゴムが金属コードに浸透せず、所期の効果は期
待できない。一方高分子材料の結束材３の融点が５０℃
未満の場合、タイヤ製造工程の少しの昇温によっても、
結束材３が流動し、保形機能を果たし得ない。結束材３
の融点は好ましくは１００℃〜２００℃である。

【００１４】ここで結束材は、上記高分子材料を、幅５
〜２０ｍｍのテープ状としたもの、繊維状のもの、ある
いは繊維状材料を複数本撚り合わせてコードとしたも
の、紐状のものの他、各種の形状のものが使用できる。

【００１５】次に、結束材３で複数のスチール素線を保
形するには図１のごとく束ねた複数のスチール素線を長
手方向に螺旋状に巻回して結束する方法があるが、長手
方向に部分的に結束することもできる。

【００１６】次に、図２に本発明に用いられる金属コー
ドの他の実施例を示す。図において金属コード１１は金
属素線たとえばスチール素線１２のストレート状のもの
を５本引き揃え、これを撚ることなく束ねている。そし
て、スチール素線１２の長手方向に所定間隔をおいて結
束材３で保形されている。

【００１７】ここでスチール素線の断面形状、線径は前
述の範囲のものが使用され、さらに異径のスチール素線
の組合せ、あるいはストレート形状のスチール素線と螺
旋状、波状のスチール素線を組合せることができる。

【００１８】次に本発明の空気入りラジアルタイヤはこ
れらの金属コードをカーカスに埋設して製造される。

【００１９】図３は、本発明のトラック、バス用空気入
りラジアルタイヤの断面の右半分を示す。図において、
トラック、バス用空気入りラジアルタイヤ４は１対のビ
ード部５間でトロイド状に延びるカーカス６を骨格と
し、該カーカスのクラウン部を４枚のプライよりなるベ
ルト層７で補強し、さらに、ベルト層７のタイヤ径方向
外側にトレッド部８を、さらにカーカス６とその折返し
部の間にビードエーペックス９を配置している。そして
カーカスのプライは、前述の金属コードで構成される。
金属コードは好ましくは２〜１５本の金属素線で構成さ
れるが、トラック、バス用空気入りラジアルタイヤのカ
ーカスには通常５〜１０本が好適である。カーカスに所
定の剛性を付与するにはプライ内での金属コードの打込
数を調整する必要があるが、金属コードを構成する素線
の本数が少ないと金属コードの間隔が狭くなり、コード
間の摩滅あるいはカーカスコード端末６ａを起点とした
ゴム剥離が生じやすくなる。そして、これが金属コード
の隣接相互間で伝播して、カーカス折返し端部でのプラ
イ剥離を誘発する原因となりやすい。

【００２０】一方、金属素線が１５本を超えると、コー
ドの中心部分まで、ゴムの浸透が、難しくなる。２〜１
０本の金属素線で金属コードを構成する場合、カーカス
中の金属コードの打込数は５０ｍｍ幅あたり１０〜５５
本、好ましくは２０〜４０本である。

【００２１】なお、金属コードをゴムに埋設するにはト
ッピング工程を経ることになるが、この工程では、５０
℃〜１２０℃のゴムが金属コードに被覆される。この
際、前述の結束材が融解し、金属コードを構成する金属
素線の空隙にゴムは容易に浸透していく。そして、この
ようにして得られたカーカスのプライは、その後の作業
工程において金属素線相互がばらけるといった支障は生
じない。

【００２２】なお、本発明において、カーカスは埋設さ
れる金属コードがタイヤ周方向に対して、７０°〜９０
°の方向に配置される少なくとも１枚のプライで構成さ
れる。そして、カーカスの内側または外側には、ビード
部もしくはサイドウォール部の補強等のため、スチール
コード、アラミド繊維コード、ポリエステル繊維コード
またはナイロン繊維コード等の補強層を配置することが
できる。

【００２３】さらに、カーカス６とその折返し部の間に
配置されるビードエーペックス９は、従来一般に用いら
れている硬質ゴム、軟質ゴムまたはこれらの組合せで構
成することができる。さらにカーカスの折返し上端付近
にはゴムと金属との剥離を軽減するため、フィラーを配
置することができる。

【００２４】次に本発明の空気入りラジアルタイヤのベ
ルト層７は４枚のプライで構成されている。従来、トラ
ック、バス用ラジアルタイヤに用いられる構成、たとえ
ばコード角度は通常タイヤ周方向に対して５〜３０°の
範囲で積層されるが、カーカスに隣接するプライのコー
ド角度を４０〜７０°とし、他の３枚のコード角度を通
常５〜３０°で構成することもできる。ここでベルト層
のコードはスチールコード、ガラスファイバの他、これ
らの無機繊維コードとアラミド繊維コード、ナイロン繊
維コードあるいはポリエステル繊維コードとの組合せを
用いることもできる。

【００２５】ベルト層の外側にはコード角度がタイヤ周
方向に５°以下のいわゆるバンド層を配置することもで
きる。

【００２６】

【実施例】スチール素線で種々のスチールコードを作製
し、結束材を表１に示す仕様で図３の構造でサイズ１１
Ｒ２２．５のトラック、バス用タイヤを試作した。ここ
でカーカスのコードは周方向に対して９０°である。そ
のタイヤの性能評価を以下の方法で行ない、その結果を
併せて表１に示している。

【００２７】（１） ゴム浸透度 タイヤから金属コードをトッピングゴムが付着した状態
で取出す。このゴム付コードの表面からできる限りゴム
を除去した後、断面からナイフを入れて２〜１５本のフ
ィラメントのうち、隣り合う２本発明のフィラメントを
除去し、除去された２本のフィラメントと残りのフィラ
メントの束との間に形成されている空隙にゴムが完全に
充填されている部分の長さを約１０ｃｍにわたり測定
し、ゴムが充填されている部分の長さの全長に対する比
率をもってゴムの浸透度とする。

【００２８】（２） タイヤの走行後の錆発生指数 タイヤを約２０万ｋｍ走行させた後、タイヤを解体して
金属コードの錆の発生状況を観察して比較対象コードを
１００とする指数で表示している。数値が小さいほど錆
の発生が少なく良好である。

【００２９】（３） タイヤ走行後の強度保持率 タイヤを約２０万ｋｍ走行させた後、タイヤを解体して
金属コードを取出し、走行前のコードの強度を１００と
する指数で表示している。数値が大きいほど良好であ
る。

【００３０】（４） 経済性 コードの素線かせ撚り合わされていないものは、スチー
ルコードの撚り工程が省略できるので〇とし、撚り合わ
されているものは、撚りが省略できないので×とした。

【００３１】（５） 作業性 コードが束としてまとまっているものは、成形工程中、
スチール素線がばらけることなく作業が容易となるので
〇とし、束としてまとまっていないものは×とした。

【００３２】表１から本発明の実施例１〜３はゴムの浸
透度に優れ、錆発生指数、強度保持率、さらにタイヤの
作業性および経済性に優れていることがわかる。

【００３３】

【表１】

【００３４】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【００３５】

【発明の効果】上述のごとく、本発明では金属素線の複
数本を撚り合わせることなく束ね、かつトッピング工程
または加硫工程で融解する結束材で保形して金属コード
を構成し、これをカーカスコードに用いたため、金属コ
ードへのゴムの浸透が改善され、金属コードの錆発生が
軽減でき、さらに金属コードの強度保持が図れる。しか
も、タイヤの製造工程での作業性、経済性も改善され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に用いられる金属コードの概
略図である。

【図２】 本発明の他の金属コードの概略図である。

【図３】 本発明の空気入りラジアルタイヤの断面図の
右半分である。

【符号の説明】

１，１１ 金属コード、２，１２ 金属素線、３，１３
結束材、４ 空気入りラジアルタイヤ、５ ビード
部、６ カーカス、７ ベルト層、８ トレッド部。

Claims (4)

【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
   カーカスを骨格とし、該カーカスのクラウン部を複数の
   プライよりなるベルト層で補強した空気入りラジアルタ
   イヤであって、前記カーカスの少なくとも１つのプライ
   は、断面が略円形の複数本の金属素線を撚り合わせるこ
   となく引き揃えた束を、融点が５０℃〜２００℃の高分
   子材料の結束材で保形した金属コードをゴムに埋設した
   ことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 【請求項２】 高分子材料は低密度ポリエチレン、また
   は中密度ポリエチレンである請求項１記載の空気入りラ
   ジアルタイヤ。
3. 【請求項３】 金属素線の線径が０．１５〜０．３ｍｍ
   である請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 【請求項４】 結束材はコード、テープ状材または紐状
   材である請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。