JP2004034782A

JP2004034782A - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2004034782A
Application number: JP2002192400A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Ueda; 上田　佳生
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2002-07-01
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】１＋１８構造のスチールコードをカーカス層に使用した際に、コードの耐疲労性を悪化させることなく、操縦安定性とビード部加硫故障の抑制を両立させる太径の素線の使用を可能にする。
【解決手段】中心に配置した１本のコア素線ａの外周側に１８本のシース素線ｂを配置した１＋１８構造のスチールコード８をカーカス層４に用いた空気入りラジアルタイヤにおいて、コア素線ａの素線径ｄａ　を０．２０〜０．２５ｍｍにする一方、シース素線ｂの素線径ｄｂ　を０．１７〜０．２３ｍｍの範囲にする。コア素線ａ及びシース素線ｂの表面を、内層９Ａ側をニッケル、表層９Ｂ側をブラスにしたニッケル含有量が２０〜３０重量％のニッケル・ブラスメッキ層９により厚さ０．２〜０．４μｍで被覆する。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１＋１８構造のスチールコードを使用したカーカス層を備えた空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、コードの耐疲労性を悪化させることなく、操縦安定性とビード部加硫故障の問題を解決する太径の素線を使用できるようにした空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バスやトラックなどの重荷重車両に使用される空気入りラジアルタイヤでは、カーカス層に３＋９＋１５＋１構造のスチールコードが広く使用されている。
【０００３】
しかし、３＋９＋１５＋１構造のスチールコードは、素線相互が点接触する部分が多いため、素線相互が擦れ合って磨滅を起こし易い。特に走行距離の増加に伴って磨滅量が増大し、それによってスチールコードの耐疲労性が低下するという問題があった。
【０００４】
また、かかる構造ではスチールコードの撚り工程において、撚線工数が４回必要となり、それがカーカス層（タイヤ）の製造コストを高める一因になっていた。
【０００５】
そこで、近年、上記対策として、１＋１８構造のスチールコードをカーカス層に使用する提案がある。この１＋１８構造のスチールコードは、中心に配置した１本のコア素線の周囲に１８本のシース素線を配して撚り合わせた構造になっており、このような構造の採用により、素線相互を線接触化させ、かつ撚線工数を１回にすることができる。
【０００６】
上記１＋１８構造のスチールコードは、３＋９＋１５＋１構造のスチールコードより素線数が少ないため、３＋９＋１５＋１構造のスチールコードと同じサイズの素線を使用し、同じ配列密度でカーカス層に配置すると、スチールコードの剛性が低いため、操縦安定性の低下を招く。
【０００７】
この操縦安定性の低下を回避するため、スチールコードの配列密度を高くすると、スチールコード間隔が狭くなる結果、加硫時に大きなゴム流れが起こり易いビード部において、隣接するスチールコード同志が重なり合う加硫故障が発生し易くなる。
【０００８】
そこで、上記対策して、スチールコードを構成するコア素線とシース素線の径を太くする手法がある。素線径を大きくすることにより、３＋９＋１５＋１構造のスチールコードと同レベルの剛性を得ることができるため、３＋９＋１５＋１構造のスチールコードと同様の配列密度で配置することができ、従って、上記操縦安定性と加硫故障の問題を解決することができる。
【０００９】
しかし、このようにスチールコードを太くすると、カーカス層内で局部的な応力を受けた際にスチールコードに生じる歪みの増加により、コードの耐疲労性が低下し、カーカス耐久性を悪化させる原因になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、１＋１８構造のスチールコードをカーカス層に使用した際に、コードの耐疲労性を悪化させることなく、操縦安定性とビード部加硫故障の抑制を両立させる太径の素線の使用を可能にした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、左右のビード部間に、タイヤ幅方向に延在するスチールコードをタイヤ周方向に所定の間隔で配列したカーカス層を装架し、前記スチールコードを、中心に配置した１本のコア素線と、該コア素線の外周側に配置した１８本のシース素線とからなる１＋１８構造にした空気入りラジアルタイヤにおいて、前記コア素線の素線径ｄａ　を０．２０〜０．２５ｍｍにする一方、前記シース素線の素線径ｄｂ　を０．１７〜０．２３ｍｍにし、前記コア素線及び前記シース素線の表面を、内層側をニッケル、表層側をブラスにしたニッケル含有量が２０〜３０重量％のニッケル・ブラスメッキ層により厚さ０．２〜０．４μｍの範囲で被覆したことを特徴とする。
【００１２】
このようにコア素線とシース素線の素線径を従来よりも太くするため、３＋９＋１５＋１構造のスチールコードと同レベルの剛性を備えたスチールコードを得ることができ、それによりスチールコードの配列密度を増大させることなく、操縦安定性の確保が可能になる。そのため、従来の細径の素線を用いた１＋１８構造のスチールコードで生じたビード部加硫故障を招くことがない。
【００１３】
また、コア素線とシース素線を上記のように特定したニッケル・ブラスメッキ層で被覆することで、スチールコードの各素線における耐疲労性を高めることができるため、コア素線とシース素線を太径にしてもコードの耐疲労性の維持が可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の空気入りラジアルタイヤの一例を示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部、ＣＬはタイヤセンターラインである。
【００１６】
左右のビード部３間に、タイヤ幅方向に延在するスチールコードをタイヤ周方向に所定の間隔で配列したカーカス層４が装架され、その両端部４ａがビード部３に埋設されたビ−ドコア５の周りにビードフィラー６を挟み込むようにしてタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１のカーカス層４外周側には、複数のベルト層７が配置されている。
【００１７】
図２に示すように、カーカス層４のスチールコード８は、中心に配置した１本のコア素線ａと、そのコア素線ａの外周側に配置した１８本のシース素線ｂとからなる断面正６角形状の１＋１８構造の撚りコードになっている。シース素線ｂは、コア素線ａの外周側に配置した６本の第１シース素線ｂ１と、その第１シース素線ｂ１の外周側で、第１シース素線ｂ１間となる位置に配置した６本の第２シース素線ｂ２と、各第２シース素線ｂ２間に配置した６本の第３シース素線ｂ３とから構成されている。
【００１８】
コア素線ａの素線径ｄａ　は０．２０〜０．２５ｍｍ、シース素線ｂの素線径ｄｂ　は０．１７〜０．２３ｍｍの範囲にしてあり、従来よりも太い素線径になっている。シース素線ｂの１８本は同一の素線径に形成され、コア素線ａの素線径ｄａ　がシース素線ｂの素線径ｄｂ　より大きくしてある。
【００１９】
各素線ａ，ｂは、図３に示すように、その表面がニッケル・ブラスメッキ層９により被覆されている。このニッケル・ブラスメッキ層９は、内層９Ａをニッケル、表層９Ｂをブラス（銅と亜鉛の合金）から構成し、内層９Ａのニッケル含有量が、ニッケル・ブラスメッキ層９全体に対して２０〜３０重量％になっている。また、ニッケル・ブラスメッキ層９の厚さｔは、０．２〜０．４μｍの範囲に設定してある。
【００２０】
上述した本発明によれば、コア素線ａとシース素線ｂの素線径ｄａ，ｄｂ　を従来よりも太くしたので、３＋９＋１５＋１構造のスチールコードと同レベルの剛性を有するスチールコード８を作製することができる。そのため、スチールコードをゴム層に埋設した際の配列密度を高くすることなく、操縦安定性を確保することができる。その結果、スチールコード８に起因するビード部の加硫故障の問題が生じることがない。
【００２１】
また、コア素線ａとシース素線ｂを上述した構成のニッケル・ブラスメッキ層９で被覆することにより、スチールコード８における各素線ａ，ｂの耐疲労性を高めることができるので、コア素線ａとシース素線ｂを上記ように太くしてもコードの耐疲労性が悪化するようなことがない。
【００２２】
コア素線ａ及びシース素線ｂの素線径ｄａ，ｄｂ　が上記下限値より小さいと、スチールコード８の剛性が低下し、操縦安定性の確保とビード部加硫故障の抑制を両立させることが難しくなる。逆に上記上限値より大きくなると、ニッケル・ブラスメッキ層９による改善効果が打ち消されてコードの耐疲労性の悪化を招く。
【００２３】
ニッケル・ブラスメッキ層９におけるニッケル含有量が２０重量％未満であると、コード耐疲労性が悪化し、逆に３０重量％を超えると、ニッケルはブラスに比べて塑性変形能力に劣る事から、均一な湿式伸線が困難になる。
【００２４】
ニッケル・ブラスメッキ層９の厚さｔが０．２μｍより薄いと、ニッケルの不動態皮膜による保護効果が低下してコードの耐疲労性が改善せず、逆に０．４μｍより厚くなると、メッキ層内破壊が起こり易くなる為、コードの耐疲労性・接着性が低下する。
【００２５】
ニッケル・ブラスメッキ層９の内層９Ａをブラス、表層９Ｂをニッケルと逆にすると、均一な湿式伸線が出来ないため、コードの耐疲労性の悪化を招く。
【００２６】
本発明において、スチールコード８に起因するビード部の加硫故障を抑制するため、カ−カス層４のビードコア周りにおけるスチ−ルコ−ド８の間隔を０．５ｍｍ以上にするのがよい。
【００２７】
また、操縦安定性を確保する観点から、カ−カス層４におけるスチ−ルコ−ド８の間隔を１ｍｍ以下にするのがよい。
【００２８】
なお、ここで言うスチ−ルコ−ドの間隔とは、ビードコアに沿って測定したスチ−ルコ−ドの側端間の最も狭い距離（カーカス層の表面に沿って測定した距離）である。
【００２９】
上記実施形態では、スチ−ルコ−ド８をコア素線ａがシース素線ｂより太く、また各シース素線ｂが同一の素線径であるように構成したが、コア素線ａとシース素線ｂを以下のようにしたスチ−ルコ−ド８であってもよい。
【００３０】
コア素線ａの素線径ｄａ　と第１〜３シース素線の素線径ｄｂ１，　ｄｂ２，ｄｂ３との関係をｄａ　≧ｄｂ１≧ｄｂ２＞ｄｂ３にし、かつ素線径ｄａ　，ｄｂ１，ｄｂ２，ｄｂ３を少なくとも３種類の異なる太さを有するようにする。
【００３１】
従来の１＋１８構造のスチールコードは、断面が正６角形状になっているため、６角形の頂点に位置する第３シース素線間の対角線距離と第２シース素線間の対角線距離が相違し、素線径が同じ場合には、第３シース素線に大きな歪みが加わる。また、断面が正６角形状の為、頂点方向に曲げる場合と辺方向に曲げる曲げ場合で曲げ剛性が異なっており、剛性に異方性を有する。
【００３２】
このように曲げ剛性に異方性をもつスチールコードがカーカス層内で局部的な歪応力を受けると、スチールコードが曲げ剛性が小さい方向に向けて回転しようとし、それによりカーカス層ゴムに歪みが加わる。
【００３３】
上記のようなコア素線ａの素線径ｄａ　と第１〜３シース素線の素線径ｄｂ１，　ｄｂ２，ｄｂ３との関係をｄａ　≧ｄｂ１≧ｄｂ２＞ｄｂ３にし、かつ素線径ｄａ　，ｄｂ１，ｄｂ２，ｄｂ３を少なくとも３種類の異なる太さを有するようにする構成にすることで、第３シース素線に加わる歪み低減によるコードの耐疲労性向上と、曲げ剛性の異方度低減によるカーカス層ゴムに加わる歪み低減ができ、上述したニッケル・ブラスメッキ層９との相乗効果により、カーカス耐久性を更に向上させることが可能になる。好ましくは、素線径ｄａ　，ｄｂ１，ｄｂ２，ｄｂ３を全て異ならせるのがよい。
【００３４】
上述した２層構造のニッケル・ブラスメッキ層９は、一般に、素線の表面に内層９Ａとなるニッケルを塗布し、続いて表層９Ｂとなるブラスを塗布した後、加熱して成形されるが、その場合、図３に示すように内層９Ａと表層９Ｂとが明確に分かれた状態にはならずに、内層側がニッケル多量組成、表層側がブラス多量組成の状態となるが、本発明はそのようなメッキ層も本発明のニッケル・ブラスメッキ層９に含むものとする。
【００３５】
本発明は、特にバスやトラックなどの重荷重車両に使用される重荷重用の空気入りラジアルタイヤに好ましく用いることができるが、それに限定されず、乗用車用など他の空気入りラジアルタイヤにも好適に使用することができる。
【００３６】
【実施例】
タイヤサイズを２７５／７０Ｒ２２．５で共通にし、カ−カス層に使用したスチ−ルコ−ドのコード構造とニッケル・ブラスメッキ層を表１のようにした図１に示す構成の本発明タイヤ（実施例）と比較タイヤ１〜５（比較例１〜５）、及び従来タイヤ１，２（従来例１，２）をそれぞれ作製した。
【００３７】
比較タイヤ１はコア素線の素線径を本発明の範囲より大きくしたタイヤ、比較タイヤ２はコア素線とシース素線の素線径を本発明の範囲より小さくしたタイヤ、比較タイヤ３はニッケル・ブラスメッキ層に代えてブラスメッキ層のみで被覆したタイヤ、比較タイヤ４は内層をブラス、表層をニッケルにしたブラス・ニッケルメッキ層で被覆したタイヤ、比較タイヤ５はニッケル・ブラスメッキ層の厚さを本発明の範囲より大きくしたタイヤである。
【００３８】
また、各試験タイヤにおけるカ−カス層のスチールコ−ドの総重量は同一である。
【００３９】
これら各試験タイヤを以下に示す測定条件により、ビード部加硫故障、操縦安定性、コードの耐疲労性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。
ビ−ド部加硫故障
各試験タイヤからビ−ドコア周りのカ−カス層の部分を取り出し、隣接するスチールコ−ドの重なり合い具合を調べ、スチールコ−ド１０００本当たりの重なり本数で評価した。その結果を従来タイヤ１を１００とする指数値で示す。この値が小さいほどビ−ド部加硫故障の度合いが大きいことを示す。
【００４０】
操縦安定性
各試験タイヤをリムサイズ２２．５×８．２５のリムに装着し、空気圧を９００ｋＰａにして１０ｔのトラックに取り付け、時速６０ｋｍ／ｈでテストコースを走行し、テストドライバーによるフィーリングテストを実施した。その結果を５点法により示す。この値が大きいほど操縦安定性が優れている。
【００４１】
コ−ドの耐疲労性
各試験タイヤをリムサイズ２２．５×８．２５のリムに装着し、空気圧を９００ｋＰａにしてドラム試験機に取り付け、直径１７０７ｍｍの回転ドラム上を荷重４０ｋＮ、時速４０ｋｍ／ｈの条件下で１００００ｋｍ走行させた後、カ−カス層のスチールコ−ドを採取し、回転曲げ疲労試験により採取した各スチールコ−ドの疲労限応力保持率を測定した。その結果を従来タイヤ１を１００とする指数値で評価した。この値が大きいほどコ−ドの耐疲労性が優れている。
【００４２】
【表１】

【００４３】
表１から、太径の素線を使用した本発明タイヤは、コードの耐疲労性を、細径の素線を用いた同じ１＋１８構造のスチールコードを使用した従来タイヤ２と同レベルに維持しながら、操縦安定性とビード部加硫故障を３＋９＋１５＋１構造のスチールコードを使用した従来タイヤ１と同等にできることがわかる。
【００４４】
【発明の効果】
上述したように本発明は、１＋１８構造のスチールコードを使用したカーカス層を有する空気入りラジアルタイヤにおいて、スチールコードを構成する素線の表面を上記のように特定したニッケル・ブラスメッキ層で被覆したので、コードの耐疲労性を悪化させることなく、操縦安定性とビード部加硫故障の抑制を両立させる太径の素線の使用が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りラジアルタイヤの一例を示すタイヤ子午線半断面図である。
【図２】図１のカーカス層に使用されるスチールコードの拡大断面図である。
【図３】ニッケル・ブラスメッキ層を施した素線の拡大断面図である。
【符号の説明】
１　トレッド部　　　　　　　　　２　サイドウォール部
３　ビ−ド部　　　　　　　　　　４　カ−カス層
５　ビードコア　　　　　　　　　６　ビードフィラー
７　ベルト層　　　　　　　　　　８　スチ−ルコ−ド
９　ニッケル・ブラスメッキ層　　９Ａ　内層
９Ｂ　表層　　　　　　　　　　　ＣＬ　タイヤセンターライン
ａ　コア素線　　　　　　　　　　ｂ　シース素線
ｂ１　第１シース素線　　　　　　ｂ２　第２シース素線
３　第３シース素線　　　　　　　ｄａ，ｄｂ１，　ｄｂ２，　ｄｂ３　　素線径

Claims

左右のビード部間に、タイヤ幅方向に延在するスチールコードをタイヤ周方向に所定の間隔で配列したカーカス層を装架し、前記スチールコードを、中心に配置した１本のコア素線と、該コア素線の外周側に配置した１８本のシース素線とからなる１＋１８構造にした空気入りラジアルタイヤにおいて、前記コア素線の素線径ｄａ　を０．２０〜０．２５ｍｍにする一方、前記シース素線の素線径ｄｂ　を０．１７〜０．２３ｍｍにし、前記コア素線及び前記シース素線の表面を、内層側をニッケル、表層側をブラスにしたニッケル含有量が２０〜３０重量％のニッケル・ブラスメッキ層により厚さ０．２〜０．４μｍの範囲で被覆した空気入りラジアルタイヤ。
前記空気入りラジアルタイヤを前記カーカス層の両端部を前記ビード部に埋設したビードコアの周りにタイヤ内側から外側に折り返した構成にし、該カ−カス層のビードコア周りにおけるスチ−ルコ−ドの間隔を０．５ｍｍ〜１ｍｍにした請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記コア素線の素線径ｄａ　を前記シース素線の素線径ｄｂ　より大きくした請求項１または２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記シース素線が、コア素線の外周側に配置した６本の第１シース素線と、該第１シース素線の外周側に配置した６本の第２シース素線と、該第２シース素線間に配置した６本の第３シース素線とから構成され、前記コア素線の素線径ｄａ　と前記第１〜３シース素線の素線径ｄｂ１，　ｄｂ２，ｄｂ３との関係をｄａ　≧ｄｂ１≧ｄｂ２＞ｄｂ３にし、かつ前記素線径ｄａ　，ｄｂ１，ｄｂ２，ｄｂ３を少なくとも３種類の異なる太さを有するようにした請求項１，２または３に記載の空気入りラジアルタイヤ。