JP2005023451A - タイヤ用の金属コード、及びそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】３層撚り構造の金属コードにおいて、耐フレッテイング性を向上する。
【解決手段】コア１１の外側に、内のシース１２と外のシース１３とを形成した３層撚り構造をなす。コア１１のフィラメントＦ１と外のシース１３のフィラメントＦ３とは、引張強さＥａが互いに等しくかつ内のシース１２のフィラメントＦ２の引張強さＥｂよりも大とするとともに、前記引張強さの差（Ｅａ−Ｅｂ）を、前記引張強さＥｂの５％以上とした。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に重荷重用タイヤのカーカスコードとして好適であり、耐フレッティング性に優れタイヤの耐久性を向上させうるタイヤ用の金属コード、及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤ、中でもトラック・バス用、ライトトラック用などの重荷重用タイヤに供される金属コード、特にカーカス用の金属コードとしては、２層撚りあるいは３層撚りの層撚り構造のものが広く使用されている。なお２層撚りコードとしては、３＋８、３＋９等の撚り構造が知られており、３層撚りコードとしては、１＋６＋１２、３＋８＋１３、３＋９＋１５等の撚り構造が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そして、このような撚り構造のコードをカーカスコードに使用した場合、走行時の過酷な繰り返し変形に伴ってカーカスコードが疲労し、やがて損傷に至るという問題があり、その主原因の一つとして、フィラメント同士の擦れによる摩耗（フレッティング）が知られている。即ち、金属コードを構成するフィラメント同士が擦れ合い、フレッティングしてフィラメントの断面積が減少する結果、このフレッティングの部分に応力が集中し、その部分が先行して破断する。そして１本のフィラメントが破断すると、残る他のフィラメントの負担力が増し、破断は急速に周囲のフィラメントに伝播することとなり、コード自体の破断損傷に至ることになる。
【０００４】
そこで本発明は、３層撚り構造のコードにおいて、コアをなすフィラメントと外シースをなすフィラメントとの引張強さＥａを、内シースをなすフィラメントの引張強さＥｂよりもこの引張強さＥｂの５％以上大とすることを基本として、フレッテイングを効果的に抑制でき、コード自体及びタイヤの耐久性を向上させうるタイヤ用の金属コード、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。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６１−８９３９０号公報
【特許文献２】
特開昭５７−１６０７０２号公報
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、タイヤ用の金属コードであって、コアフィラメントからなるコアの外側に、内フィラメントからなる内のシースと、外フィラメントからなる外のシースとを形成した３層撚り構造をなし、かつコアフィラメントと外フィラメントとは、引張強さＥａが互いに等しくかつ内フィラメントの引張強さＥｂよりも大とするとともに、前記引張強さの差（Ｅａ−Ｅｂ）を、前記引張強さＥｂの５％以上としたことを特徴としている。
【０００７】
又請求項２の発明では、前記コアフィラメントと内フィラメントと外フィラメントとは、互いに同径であることを特徴としている。
【０００８】
又請求項３の発明では、前記コアフィラメントおよび外フィラメントは、前記内フィラメントよりも炭素含有量を大とすることにより、引張強さＥａを、内フィラメントの引張強さＥｂよりも大としたことを特徴としている。
【０００９】
又請求項４の発明は、空気入りタイヤであって、請求項１〜３の何れかのタイヤ用の金属コードを用いたことを特徴としている。
【００１０】
なお引張強さとは、引張試験において試験片が切断したときの応力（切断時応力）であって、例ＪＩＳ Ｇ３５１０の「スチールタイヤコード試験法」に定める６．４項の「切断荷重」の測定法に準拠して引張り速度５０ｍｍ／分にて測定した値である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明の金属コードをカーカスコードとして採用した重荷重用の空気入りタイヤを例示する子午断面図である。
【００１２】
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の半径方向外側に配されるベルト層７とを少なくとも具えて構成される。
【００１３】
前記ベルト層７は、ベルトコードを用いた２枚以上（重荷重用タイヤの場合は３枚以上）のベルトプライから形成される。本例では、ベルト層７が、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば６０±１５°の角度で配列した半径方向最内側の第１のベルトプライ７Ａと、タイヤ周方向に対して例えば１０〜３５°の小角度で配列した第２〜４のベルトプライ７Ｂ〜７Ｄとの４枚構造の場合を例示している。このベルトプライ７Ａ〜７Ｄは、ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を１箇所以上設けて重置されることにより、ベルト剛性を高めトレッド部２をタガ効果を有して補強している。
【００１４】
又前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７０〜９０°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。該カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間に跨るプライ本体部６ａの両側に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。又、このプライ本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５から半径方向外方に向かってのびる断面三角形状のビードエーペックスゴム８が配置され、ビード部４からサイドウォール部３にかけて補強される。
【００１５】
そして本例では、前記カーカスコードに、本発明に係る金属コード１０を使用している。なお前記ベルトコードには、従来的な金属コード（図示しない）を使用しているが、要求によりベルトコードに、本発明に係る金属コード１０を使用することもできる。
【００１６】
前記金属コード１０は、図２に示すように、コアフィラメントＦ１からなるコア１１の外側に、内フィラメントＦ２からなる内のシース１２と、外フィラメントＦ３からなる外のシース１３とを順次形成した３層撚り構造をなす。本例では、コア１１、内のシース１２、外のシース１３の各フィラメント数を３本、８本、１３本とした３＋８＋１３構造のものを例示している。
【００１７】
ここで、重荷重用タイヤに使用されるカーカスコードにおいては、高い強度が要求されることから、例えば３＋８、３＋９、１＋６＋１２、３＋８＋１３、３＋９＋１５など、フィラメント数が多い層撚り構造のものが多用されてきた。その理由は、フィラメントを太くすると、その断面積当たりの引張強さが低下する傾向となるからである。従って、同じスチール量で強度を高めるためには、細いフィラメントを用いその本数を増やすことが得策であり、この観点から層撚り構造、とりわけ３層撚り構造が好適に採用される。
【００１８】
そして本発明では、この３層撚り構造において顕著となるフレッティングを抑制するため、前記コアフィラメントＦ１および外フィラメントＦ３を引張強さＥａが大な硬いフィラメントで形成するとともに、内フィラメントＦ２を引張強さＥｂが小な軟らかいフィラメントで形成している。
【００１９】
このように構成することにより、各層間では、硬いフィラメントと軟らかいフィラメントとが擦れ合うなど、硬いフィラメント同士の擦れを防止できる。その結果、摩耗自体を抑制しうるとともに、強度メンバとしての役割が大な硬いフィラメントへのダメージが抑えられ、コード自体の耐久性を大巾に向上することができる。
【００２０】
又そのためには、コアフィラメントＦ１と外フィラメントＦ２とは、引張強さＥａが互いに等しく、かつ内フィラメントの引張強さＥｂよりも大（Ｅａ＞Ｅｂ）とするとともに、前記引張強さの差（Ｅａ−Ｅｂ）を、前記引張強さＥｂの５％以上とすることが必要である。
【００２１】
前記引張強さの差（Ｅａ−Ｅｂ）が、引張強さＥｂの５％未満では、前記効果を充分に発揮することが難しく、従って、引張強さの差（Ｅａ−Ｅｂ）は、１０％以上さらには２０％以上とするのが好ましい。しかし、この引張強さの差（Ｅａ−Ｅｂ）が大きすぎると、金属コード１０の全スチール量に対するコード強力が過度に低下する問題が生じ、従って、その上限を４０％以下とするのが好ましい。
【００２２】
ここで、コア１１、内のシース１２、外のシース１３の各フィラメント数、及びコード全体でのフィラメント総数は、使用するコードとしての要求強度、例えば本例においてはカーカスコードとしての要求強度に応じて適宜設定される。
【００２３】
又前記フィラメントＦ１〜Ｆ３の線径ｄ１〜ｄ３も、使用するコードとしての要求強度との関係で設定されるが、重荷重用タイヤの場合、０．１５〜０．３０ｍｍの範囲が好ましく、０．１５ｍｍ未満であると、細すぎてコード強力の点で不利となり、逆に０．３０ｍｍをこえると、曲げ疲労性の点で不利となる。このとき各フィラメントＦ１〜Ｆ３は、互いに同径であるのが好ましく、これによって均一性を高めるとともに、伸線工程を共通化できコードを経済的に製造することができる。
【００２４】
次に、本例ではフィラメントＦ１、Ｆ３の炭素含有量を、フィラメントＦ２の炭素含有量よりも大とすることで、前記引張強さＥａを引張強さＥｂよりも大に設定している。このとき、フィラメントＦ１、Ｆ３の炭素含有量は、従来的なタイヤ用金属コードの場合と同様、０．７８〜０．９０％の範囲が好ましく、０．７８％未満では強度が不十分となり、逆に０．９０％をこえると硬度が上がり過ぎて破断し易くなり、かつ生産性を損ねる傾向となる。なおフィラメントの表面には、ゴムとの接着性を高める目的で、銅、スズ、亜鉛等あるいはこれらの合金で被覆することが好ましい。
【００２５】
又各層を撚り合わすに際して、コードのバラケを抑えるため、少なくとも内のシース１２と外のシース１３とはその撚り方向を互いに相違させることが好ましく、又コア１１と内のシース１２とは、フレッティング抑制のために、その撚り方向を一致させるのが好ましい。又前記コア１１、内のシース１２、外のシース１３の各撚りピッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３は、曲げ変形における各フィラメントの伸びを考慮して、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３とするのが好ましい。
【００２６】
なお本例では、前記金属コード１０として、外のシース１３の外側にバラケ防止用のラッピングフィラメントを設けない場合を例示しているが、要求によりラッピングフィラメントを設ることもできる。
【００２７】
又このような前記金属コード１０は、カーカスコード以外にも、ベルトコードとして、或いはビード補強層２０（図１に示す）の補強コードとしても使用することができる。
【００２８】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、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うる。
【００２９】
【実施例】
本発明の効果を確認すべく、表１の仕様で試作した金属コードをカーカスコードとして用いた重荷重用タイヤ（タイヤサイズ１１Ｒ２２．５）を作成し、長距離を走行した後のカーカスコードの耐フレッティング性及びフィラメントの破断状況を測定し比較した。なお表１以外のカーカス、ベルト層の仕様は、以下の如く同一である。
・ベルト層
コード：１×９×０．３８ＨＴ（スチール）、
撚りピッチ：２６．０ｍｍ、
フィラメント：９本中３本に、撚り合わせ前の状態にて波状の２次元型付けを有する。（波の型付け高さ０．１９ｍｍ、型付けピッチ５．０ｍｍ）、
プライ数：４枚、
コード角：＋６５度／＋２０度／−２０度／−２０度
コード打込み数：２０本／５ｃｍ、
・カーカス
プライ数：１枚、
コード角：９０度、
コード打込み数：３０本／５ｃｍ、
【００３０】
（１）耐フレッティング性；
ドラム走行試験機を用い、ＪＩＳに規定された内圧、ＪＩＳに規定された最大荷重の条件にて、時速８０ｋｍ／ｈで１０万ｋｍ走行させた。その後、タイヤを解体して得たカーカスコードを分解し各フィラメントのフレッティング量を顕微鏡で観察し、各フィラメントをフレッティングのない状態を５点、半分まで削れた状態を０点とする５点法で採点するとともに、その結果を比較例１を１００とする指数で評価した。数値が大きいほど摩耗が少なく耐フレッティング性に優れている。
【００３１】
（２）フィラメントの破断状況；
前記した１０万ｋｍ走行後のタイヤから、カーカスコードを１０本取り出し、破断したフィラメント数を調査し、比較例１を１００とする指数で評価した。数値が小さいほど破断本数が少なく耐久性に優れている。
【００３２】
【表１】

【００３３】
表の如く実施例のコードは、耐フレッティング性に優れるなどフィラメントが破断しにくく、タイヤの耐久性を向上しうるのが確認できる。
【００３４】
【発明の効果】
叙上のごとく本発明に係る金属コードは、３層撚り構造において、コアをなすフィラメントと外シースをなすフィラメントとの引張強さＥａを、内シースをなすフィラメントの引張強さＥｂよりも所定の割合で大としている。そのため、耐フレッテイング性を向上しうるなど、フィラメントの破断を抑制するすることができ、コード自体及びタイヤの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属コードをカーカスコードとして用いた空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。
【図２】金属コードの断面図である。
【符号の説明】
１ 空気入りタイヤ
１０ 金属コード
１１ コア
１２ 内のシース
１３ 外のシース
Ｆ１ コアフィラメント
Ｆ２ 内フィラメント
Ｆ３ 外フィラメント

Claims (4)

1. コアフィラメントからなるコアの外側に、内フィラメントからなる内のシースと、外フィラメントからなる外のシースとを形成した３層撚り構造をなし、
   かつコアフィラメントと外フィラメントとは、引張強さＥａが互いに等しくかつ内フィラメントの引張強さＥｂよりも大とするとともに、前記引張強さの差（Ｅａ−Ｅｂ）を、前記引張強さＥｂの５％以上としたことを特徴とするタイヤ用の金属コード。
2. 前記コアフィラメントと内フィラメントと外フィラメントとは、互いに同径であることを特徴とする請求項１記載のタイヤ用の金属コード。
3. 前記コアフィラメントおよび外フィラメントは、前記内フィラメントよりも炭素含有量を大とすることにより、引張強さＥａを、内フィラメントの引張強さＥｂよりも大としたことを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤ用の金属コード。
4. 請求項１〜３の何れかのタイヤ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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