JP2003166185A - ゴム物品補強用の金属コード、及びそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents
ゴム物品補強用の金属コード、及びそれを用いた空気入りタイヤInfo
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Abstract
化を図りつつ耐久性を向上しうる。 【解決手段】 金属コード10は、引張り強度が400
0〜5500N/mm2 かつ直径Dが0.1〜0.35
mmの高強度フィラメントFに、2次元型付けした型付
けフィラメントFaの1〜12本を、引き揃え又は撚り
合わすことにより、コードの切断伸度を2〜6%とし
た。
Description
耐疲労性能を向上したゴム物品補強用の金属コード、及
びそれを用いた空気入りタイヤに関する。
ヤの軽量化は、転がり抵抗を減じて自動車の燃費性能を
高めるなど、自然環境の改善を図るために急務であり、
そのために、タイヤに用いる金属コードにおいては、高
強度化してその使用量を減らすことが強く要求されてい
る。
トを高強度化するには、成分中の炭素含有量を0.90
〜1.0wt%に増加した高炭素鋼材や、クロム等を添
加した低合金鋼材を適用し、熱処理プロセスの設計、お
よび伸線中の発熱や伸線フィラメントの加工状態をより
均一に近づける伸線条件の設計等の技術開発により、高
強度化が計られている。
ィラメントは延性が低いため、金属コードの耐疲労性を
損ねることが問題となる。
トに2次元型付けをして用いることを基本として、高強
度化と耐疲労性の改善とを両立でき、軽量化を図りつつ
耐久性を向上しうるゴム物品補強用の金属コード、及び
それを用いた空気入りタイヤの提供を目的としている。
に、本願請求項1の発明は、ゴム物品補強用の金属コー
ドであって、引張り強度が4000〜5500N/mm
2 かつ直径Dが0.10〜0.35mmの高強度フィラ
メントに、2次元型付けした型付けフィラメントの1〜
12本を、引き揃え又は撚り合わすことにより、コード
の切断伸度を2〜6%としたことを特徴としている。
メントは、型付けのピッチPが2.5〜10.0mm、
型付けの高さHが0.1〜0.5mmであることを特徴
としている。
メントは、1〜4つのフィラメント束に区分される複数
本からなり、かつ各フィラメント束を捻りながら撚り合
わせたことを特徴としている。
ピッチPwは10〜30mm、かつ捻りのピッチPn
は、前記撚り合わせのピッチPwの1〜20倍であるこ
とを特徴としている。
って、前記請求項1〜4の何れかに記載の金属コードを
用いたことを特徴としている。
図示例とともに説明する。図1は、本発明の金属コード
がブレーカ層のブレーカコードに採用された場合の空気
入りタイヤを例示する断面図である。図1において、空
気入りタイヤ1は、トレッド部2からサイドウォール部
3をへてビード部4のビードコア5に至るカーカス6
と、トレッド部2の内方かつ前記カーカス6の外側に配
されるブレーカ層7とを具えており、本例では、タイヤ
1が乗用車用のラジアルタイヤである場合を例示してい
る。
ヤ周方向に対して、例えば75〜90°の角度で配列し
た1枚以上、本例では1枚のカーカスプライ6Aから形
成される。このカーカスプライ6Aは、前記ビードコア
5、5間を跨るプライ本体部6aの両端に、前記ビード
コア5の廻りで内から外に折り返すプライ折返し部6b
を一体に具えるとともに、前記プライ本体部6aとプラ
イ折返し部6bとの間には、ビードコア5から半径方向
外方に先細状にのびる硬質のゴムからなるビードエーペ
ックス8が配置され、ビード部4を補強している。
は、ナイロン、レーヨン、ポリエステルなどの有機繊維
コードを採用している。
タイヤ周方向に対して、例えば10〜35°の角度で配
列した2枚以上、本例では2枚のブレーカプライ7A、
7Bから構成される。各ブレーカプライ7A、7Bは、
ブレーカコードがプライ間相互で交差するように傾斜の
向きを違えて重置され、これによってブレーカ剛性を高
め、トレッド部2の略全巾をタガ効果を有して強固に補
強している。
束力を高めて高速耐久性能等を向上させる目的で、ブレ
ーカ層7の外側にバンド層9を配した場合を例示してい
る。このバンド層9は、タイヤ周方向に対して例えば5
°以下の角度で螺旋巻きしたバンドコードを有し、少な
くとも前記ブレーカ層7のタイヤ軸方向外端部を覆って
延在する。なおバンドコードとして、本例では、ナイロ
ン等の有機繊維コードを採用している。
図る目的で、前記ブレーカコードに、高強度フィラメン
トを用いた金属コード10を採用している。
一例を略示するように、引張り強度を4000〜550
0N/mm2 の範囲にまで高めた直径Dが0.10〜
0.35mmの高強度フィラメントFを用い、この高強
度フィラメントFに2次元型付けを施して型付けフィラ
メントFaとした後、その1〜12本を互いに引き揃え
又は撚り合わせることにより形成される。
ように、3本の型付けフィラメントFaを用い、各型付
けフィラメントFaに捻りを加えながら互いに撚り合わ
せた1×3構造の場合を例示している。なお型付けフィ
ラメントの本数は限定的でないが、少なくとも1本であ
り全フィラメントの1/4以上が好ましい。
度が非常に高い高強度フィラメントFを採用しているた
め、必要なブレーカ強度を確保しながらコード使用量、
即ちスチール量を低減できる。特に、引張り強度を40
00N/mm2 以上としたため、前記コード使用量の低
減効果が十分に発揮され、ブレーカ層7の大幅な軽量化
が達成される。なお、引張り強度が5500N/mm2
を越えると、フィラメント自体の製造が難しくなり、又
コスト的にも不利となる。このような観点から、引張り
強度を4000〜5500N/mm2 の範囲とすること
が必要であり、好ましくは4500〜5500N/mm
2 の範囲とするのがよい。
10mm未満ではフィラメント1本当たりの強度が低く
なり過ぎ、又製造上にも問題が生じる傾向となり、逆に
0.35mmを越えると、1本当たりの強度が必要以上
に高くなりすぎて軽量化に不利となる。
には、前述の如く、成分中の炭素含有量を0.90〜
1.0wt%に増加した高炭素鋼材や、クロム等を添加
した低合金鋼材を適用し、熱処理プロセスの設計、およ
び伸線中の発熱や伸線フィラメントの加工状態をより均
一に近づける伸線条件の設計などにより得ることができ
る。一般に、タイヤに使用される従来的なスチールコー
ドにおいては、フィラメントの引張り強度が2400〜
2800N/mm2 程度であって、従って本願では、非
常に高強度のものを使用していることになる。
において問題となる、延性不足に起因するコードの耐疲
労性の低下を防止するため、前記高強度フィラメントF
に、図4に示すように、波の山部Y1と谷部Y2とを繰
り返す波状の2次元型付けを施している。本例では、2
次元型付けとして、前記山部Y1と谷部Y2との間に直
線部Y3を介在させたジグザグ状をなす場合を例示して
いるが、曲線のみからなるサイン曲線状等であっても良
い。
り、高強度化によるフィラメントFの延性不足にも係わ
らず、金属コード10の切断伸度を、タイヤ用補強コー
ドとして適切な2〜6%の範囲まで高めることができ、
コードの耐疲労性を高め耐久性を向上しうる。又この2
次元の型付けは、例えばスパイラル状などの3次元型付
けに比して、加工が容易であり、寸法精度が高くかつ安
定性に優れるとともに、その取り扱いが簡便であるとい
う利点も有する。
ード耐久性を十分確保することができず、またタイヤ成
形、加硫時の伸びに対する対応が不十分という不具合が
生じる。逆に6%を越えると、ブレーカ層7の伸縮が過
大となり、走行時のタイヤ変形を大きくする他、ブレー
カ端でセパレーションが発生する危険がある。
前記2次元型付けの型付けのピッチPを2.5〜10.
0mm、型付けの高さHを0.1〜0.5mmとするの
が好ましく、ピッチPが10.0mmより大及び高さH
が0.5mmより大では、型付けが過小となって2%以
上の切断伸度を得るのが難しくなる。逆にピッチPが
2.5mmより小及び高さHが0.5mmより小では、
型付けが過大となって、型付け加工によるダメージが大
きくなる。
メントFaに捻りを加えながら互いに撚り合わすことに
より金属コード10を形成した好ましい場合を例示して
いる。このような捻りを加えことにより、前記2次元型
付けを容易に3次元化することができる。又これによっ
て、最低限の型付け加工で、前記範囲の切断伸度を適正
に確保することが可能となり、型付け加工によるダメー
ジを極力抑えうるなど、コードの耐久性により好ましい
ものとなる。
0〜30mm、また捻りのピッチPnを前記撚り合わせ
のピッチPwの1〜20倍の範囲とするのが、型付けの
波の重なりを防止し、フィラメント間のすき間を多く形
成するうえで好ましい。
ード、或いはカーカスコードとして使用する場合、コー
ド1本当たりの型付けフィラメントFaの本数は、1〜
12本が好ましい。また複数本(n本)の場合には、n
本の型付けフィラメントFaを、1〜4つのフィラメン
ト束Bに区分し、各フィラメント束Bに捻りを加えなが
ら撚り合わせて金属コード10を形成するのが好まし
い。このときフィラメント束B内の型付けフィラメント
Faの本数は1〜4本とするのが良い。
けフィラメントFaから構成されるフィラメント束Bの
3つに、夫々捻りを加えながら互いに撚り合わせたコー
ドということができる。
いて詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定される
ことなく、種々の態様に変形して実施しでき、例えばタ
イヤとしても、乗用車用タイヤの他、小型トラック用タ
イヤ、重荷重用タイヤなど種々のカテゴリのタイヤとし
て形成しうる。また金属コードを、ブレーカコード以外
の、例えばカーカスコード、バンドコードとして採用す
ることもでき、さらにはタイヤ以外の種々なゴム物品の
補強のために使用することができる。
コードを有する乗用車タイヤ(タイヤサイズ195/6
5R15)を試作するとともに、各試供タイヤの耐久性
及びタイヤ重量を測定し、その結果を表1に記載した。
なおカーカスには、ポリエステル繊維コード(1670
dtex/2)をタイヤ周方向に対し89゜で配列した1枚
のプライを使用し、又ブレーカ層には、表1のブレーカ
コードをタイヤ周方向に対して20°で配列した2枚の
プライを使用している。なお表1以外の仕様は各タイヤ
とも同じである。
Sによる最大荷重の150%の荷重を加え、かつJIS
に規定された内圧の80%の内圧で、80km/hの走
行速度で走行させ、タイヤが破壊に至るまでの走行距離
を、比較例1を100とする指数で表示した。指数が大
きい方が耐久性に優れている。
を示す。マイナス(−)表示は比較例より軽量である。
りつつ耐久性を向上しうるのが確認できる。
ラメントに2次元型付けをして用いているため、高強度
化と耐疲労性の改善とを両立でき、例えば空気入りタイ
ヤなどのゴム物品において、その軽量化を図りつつ耐久
性を向上しうる。
示す断面図である。
る。
す側面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】引張り強度が4000〜5500N/mm
2 かつ直径Dが0.10〜0.35mmの高強度フィラ
メントに、2次元型付けした型付けフィラメントの1〜
12本を、引き揃え又は撚り合わすことにより、コード
の切断伸度を2〜6%としたことを特徴とするゴム物品
補強用の金属コード。 - 【請求項2】前記型付けフィラメントは、型付けのピッ
チPが2.5〜10.0mm、型付けの高さHが0.1
〜0.5mmであることを特徴とする請求項1記載のゴ
ム物品補強用の金属コード。 - 【請求項3】前記型付けフィラメントは、1〜4つのフ
ィラメント束に区分される複数本からなり、かつ各フィ
ラメント束を捻りながら撚り合わせたことを特徴とする
請求項1又は2記載のゴム物品補強用の金属コード。 - 【請求項4】前記撚り合わせのピッチPwは10〜30
mm、かつ捻りのピッチPnは、前記撚り合わせのピッ
チPwの1〜20倍であることを特徴とする請求項3記
載のゴム物品補強用の金属コード。 - 【請求項5】請求項1〜4の何れかに記載のゴム物品補
強用の金属コードを用いたことを特徴とする空気入りタ
イヤ。
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