JP2005193777A - 空気入りラジアルタイヤ及びカーカス用スチールコード - Google Patents

Abstract

【課題】カーカス層の補強コードに使用される３＋９＋１５構造のスチールコードの形状安定生産性を向上し、かつ操縦安定性を改善することが可能な空気入りラジアルタイヤ及びカーカス用スチールコードを提供する。
【解決手段】３本のフィラメントｆｃからなるコアＣと、コアＣの外周側に型付けして撚り合わせた９本のフィラメントｆ１からなる第１シースＳ１と、第１シースＳ１の外周側に型付けして撚り合わせた１５本のフィラメントｆ２からなる第２シースＳ２とから構成した３＋９＋１５構造のスチールコード８からカーカス層の補強コードを構成した空気入りラジアルタイヤであり、第１シースＳ１のフィラメントｆ１の平均型付け率が９５〜１０５％、第２シースＳ２のフィラメントｆ２の平均型付け率が７０〜９５％の範囲になっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤ及び空気入りラジアルタイヤのカーカス層の補強コードとして使用されるカーカス用スチールコードに関し、更に詳しくは、スチールコードの形状安定生産性を向上しかつ操縦安定性を改善するようにした空気入りラジアルタイヤ及びカーカス用スチールコードに関する。

従来、トラックやバス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のカーカス層の補強コードとして、３＋９＋１５＋１構造のスチールコードが周知である。３本のフィラメントからなるコアの外周側に９本のフィラメントを撚り合わせ、その外周側に１５本のフィラメントを撚り合わせたコードの外周側に、１本のラッピング用フィラメントを螺旋状に巻き付けることにより拘束力を確保し、フィラメントをバラケ難くしている。

しかし、このようにラッピング用フィラメントを用いたスチールコードは、特にラッピング用フィラメントとその内周側の１５本のフィラメントとの点接触部分にフレッティング摩耗が発生し易く、耐疲労性を低下させる要因になっていた。

そこで、近年、上記対策として、ラッピング用フィラメントを外した３＋９＋１５構造のスチールコードをカーカス層の補強コードに使用した空気入りラジアルタイヤが提案されている（例えば、特許文献１参照）。第１シースを構成する９本のフィラメント及び第２シースを構成する１５本のフィラメントの型付け率を規定することにより、フィラメントの拘束力を確保しながらフレッティング摩耗を改善するものである。

しかしながら、型付け率のばらつきにより、第２シースのフィラメントの型付け率が１００％以上になる部分（フィラメント）が多くなると、それによって生産時にスチールコードの形状が安定せず、形状安定生産性が悪化するという問題がある。また、このようなスチールコードをカーカス層に使用した空気入りタイヤは、カーカス引張剛性が低下するため、操縦安定性が低下する問題が生じる。
特開平７−２９２５８５号公報

本発明は、カーカス層の補強コードに使用される３＋９＋１５構造のスチールコードの形状安定生産性を向上し、かつ操縦安定性を改善することが可能な空気入りラジアルタイヤ及びカーカス用スチールコードを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の空気入りラジアルタイヤは、３本のフィラメントからなるコアと、このコアの外周側に型付けして撚り合わせた９本のフィラメントからなる第１シースと、この第１シースの外周側に型付けして撚り合わせた１５本のフィラメントからなる第２シースとから構成した３＋９＋１５構造のスチールコードからカーカス層の補強コードを構成した空気入りラジアルタイヤにおいて、第１シースを構成するフィラメントの平均型付け率を９５〜１０５％、第２シースを構成するフィラメントの平均型付け率を７０〜９５％にしたことを特徴とする。

本発明のカーカス用スチールコードは、空気入りラジアルタイヤのカーカス層の補強コードとして使用され、３本のフィラメントからなるコアと、このコアの外周側に型付けして撚り合わせた９本のフィラメントからなる第１シースと、この第１シースの外周側に型付けして撚り合わせた１５本のフィラメントからなる第２シースとから構成した３＋９＋１５構造のカーカス用スチールコードにおいて、前記第１シースを構成するフィラメントの平均型付け率を９５〜１０５％、前記第２シースを構成するフィラメントの平均型付け率を７０〜９５％にしたことを特徴とする。

第１シースを構成するフィラメントにおいて型付け率の標準偏差を５％以下、第２シースを構成するフィラメントにおいて型付け率の標準偏差を１５％以下にするのがよく、また、スチールコードは、第１，２シースのフィラメントをハラハラ撚り方式によって撚り合わせるのがよい。

上述したように、第１シース及び第２シースのフィラメントの型付け率を上記のように規定することにより、第２シースのフィラメントの型付け率が１００％以上になるフィラメントを低減することが可能になる。そのため、生産時にスチールコードの形状が安定するので、形状安定生産性を改善することができる。また、カーカス層の引張剛性が高まるので、操縦安定性を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の空気入りラジアルタイヤの一実施形態を示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。

左右のビード部３間に、タイヤ径方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に沿って所定の間隔で配置してゴム層に埋設したカーカス層４が延設され、その両端部４ａがビード部３に埋設したビードコア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の外周側には、複数のベルト層７が配置されている。

カーカス層４の補強コードは、図２に示すように、３本のフィラメントｆｃからなるコアＣ、このコアＣの外周側に配置した９本のフィラメントｆ１からなる第１シースＳ１、この第１シースＳ１の外周側に配置した１５本のフィラメントｆ２からなる第２シースＳ２とからなる３＋９＋１５構造のスチールコード（カーカス用スチールコード）８から構成されている。

コアＣの３本のフィラメントｆｃが撚り方向を一方向にして撚り合わされ、第１シースＳ１の波形の型付けが施された９本のフィラメントｆ１が撚り方向をコアＣと同様に一方向にしてコアＣの外周側に撚り合わされ、第２シースＳ２の波形の型付けが施された１５本のフィラメントｆ２が撚り方向を逆方向にして第１シースＳ１の外周側に撚り合わされ、コアＣと第１シースＳ１とを構成するフィラメントｆｃ，ｆ１をＳ撚り、第２シースＳ２を構成するフィラメントｆ２をＺ撚りにした構造になっている。

第１シースＳ１を構成する９本のフィラメントｆ１の平均型付け率は９５〜１０５％の範囲、第２シースＳ２を構成する１５本のフィラメントｆ２の平均型付け率は７０〜９５％の範囲に設定してある。

第１シースＳ１のフィラメントｆ１の平均型付け率が９５％未満であると、スチールコード８の端末が広がり易くなる（端末フレアー性が悪化する）ため、作業性の問題が発生する。逆に１０５％を超えると、第１シースＳ１のフィラメントｆ１の配置が不均一になるため、形状安定生産性と操縦安定性を改善することが難しくなる。好ましくは、９７〜１０３％がよい。

第２シースＳ２のフィラメントｆ２の平均型付け率が７０％より小さくても、スチールコード８の端末フレアー性が悪化し、また９５％より大きいと型付け率が１００％以上となる第２シースＳ２のフィラメントｆ２が多くなるため、形状安定生産性と操縦安定性を改善することができなくなる。好ましくは、７２〜９２ ％がよい。

また、第１シースＳ１を構成する９本のフィラメントｆ１において、型付け率の標準偏差を５％以下、第２シースＳ２を構成する１５本のフィラメントｆ２において、型付け率の標準偏差を１５％以下にしている。

第１シースＳ１のフィラメントｆ１の型付け率の標準偏差が５％を超えても、第２シースＳ２のフィラメントｆ２の型付け率の標準偏差が１５％より大きくなっても、形状安定生産性と操縦安定性を改善することが難しくなる。好ましくは、第１シースＳ１のフィラメントｆ１の型付け率の標準偏差を３％以下、第２シースＳ２のフィラメントｆ２の型付け率の標準偏差を１０％以下にするのがよい。

なお、空気入りラジアルタイヤのカーカス層４内に埋設された状態にあるスチールコードの平均型付け率と型付け率の標準偏差は、以下のようにして求めるものとする。カーカス層４から取り出したスチールコードを長さ１０ｃｍのコード片に切断し、そのコード片外側のゴムをカッターナイフで取り除く。そのコード片をアセトン中に浸漬して十分加熱した後、アセトン中から取り出してフィラメントを塑性変形させずにコード片を全てばらす。

他方、カーカス層４に使用される前の裸コードの状態にあるスチールコードの場合には、スチールコードを長さ１０ｃｍのコード片に切断し、フィラメントを塑性変形させずにコード片を全てばらす。

ばらした後、投影機を用いてフィラメント片ｆａ（図３参照）の振幅Ｈ（ｍｍ）を測定する。

第１シースＳ１を構成するフィラメントｆ１の型付け率をＡ１（％）、フィラメントｆ１のフィラメント片ｆａの振幅をＨ１（ｍｍ）、第２シースＳ２を構成するフィラメントｆ２の型付け率をＡ２（％）、フィラメントｆ２のフィラメント片ｆａの振幅をＨ２（ｍｍ）とすると、型付け率Ａ１，Ａ２は下記式により求める。
Ａ１＝（Ｈ１／Ｄ１）×１００
Ａ２＝（Ｈ２／Ｄ２）×１００
なお、Ｄ１は９本のフィラメントｆ１が互いに接しながら真円状に配列した時の直径（外径）（ｍｍ）であり、またＤ２は１５本のフィラメントｆ２が互いに接しながら真円状に配列した時の直径（外径）（ｍｍ）であり、下記式により求める。
Ｄ１＝（２×３^1/2 ／３＋１）×ｒｃ＋２×ｒ１
Ｄ２＝（２×３^1/2 ／３＋１）×ｒｃ＋２×ｒ１＋２×ｒ２
但し、ｒｃはコアＣのフィラメントｆｃの直径（ｍｍ）、ｒ１は第１シースＳ１のフィラメントｆ１の直径（ｍｍ）、ｒ２は第２シースＳ２のフィラメントｆ２の直径（ｍｍ）である。

第１シースＳ１の９本のフィラメントｆ１について上記の方法により型付け率Ａ１をそれぞれ求め、その９本のフィラメントｆ１の型付け率Ａ１の平均を第１シースＳ１を構成するフィラメントｆ１の平均型付け率とする。同様に、第２シースＳ２の１５本のフィラメントｆ２について上記の方法により型付け率Ａ２をそれぞれ求め、その１５本のフィラメントｆ２の型付け率Ａ２の平均を第２シースＳ２を構成するフィラメントｆ２の平均型付け率とする。

また、型付け率の標準偏差は、上記スチールコードを長さ１０ｃｍの４本のコード片に切断して得られた第１シースＳ１の３６本のフィラメントｆ１の型付け率の標準偏差、第２シースＳ２の６０本のフィラメントｆ２の型付け率の標準偏差である。

型付け率の標準偏差を上記のような小さい範囲にするには、スチールコード８は、少なくともフィラメントｆ１，ｆ２をハラハラ撚りにしたハラハラ撚り方式によって撚り合わせるのがよい。なお、ここで言うハラハラ撚り方式とは、図４に示すように、フィラメントｆｘを位置ａから位置ｂ，ｃ，ｄを経て位置ａまで１回転（公転）撚る毎にフィラメントｆｘを１回転自転させる撚り方である。なお、図中ｘは、フィラメントｆｘの一方側部分を示している。

このハラハラ撚り構造のスチールコードは、フィラメントに捩じれを加えるため、大きな型付け率（約７０〜３００％）であっても均一な型付けが可能になり、またコードをバラケ難くすることができる。

ハラハラ撚り構造に代えて、スチールコードの撚り工程における撚り線速度やフィラメント張力などを適宜調整することにより、型付け率の標準偏差を小さくすることもできる。

上記フィラメントｆｃ，ｆ１，ｆ２は、直径が０．１５〜０．２６ｍｍのものを好ましく用いることができる。

上述した本発明によれば、第１シースＳ１及び第２シースＳ２のフィラメントｆ１，ｆ２の型付け率を上記のように特定することで、第２シースＳ２のフィラメントｆ２の型付け率のばらつきを小さくして１００％以上になるフィラメントｆ２を低減することが可能になるので、生産時にスチールコード８の形状が安定し、形状安定生産性を改善することができる一方、カーカス層４における引張剛性が向上するため、操縦安定性を高めることができる。また、スチールコード８の端末フレアー性が悪化して扱い難くなることがないので、作業性の問題を招くこともない。

本発明は、特にトラックやバス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、それに限定されない。

サイズ２７５／７０Ｒ２２．５、図１の構成の空気入りラジアルタイヤのカーカス層の補強コードに使用する３＋９＋１５構造のスチールコードとして、第１シース及び第２シースのフィラメントの平均型付け率、型付け率の標準偏差を表１のように変えたスチールコード（実施例１，２、比較例１〜４、従来例）をそれぞれ作製した。

スチールコードに使用した各フィラメントの径は０．１８ｍｍであり、コアの３本のフィラメントを５ｍｍピッチ撚り（５Ｓ）、第１シースの９本のフィラメントを１０ｍｍピッチ撚り（１０Ｓ）、第２シースの１５本のフィラメントを１５ｍｍピッチ撚り（１５Ｚ）にし、実施例１，２、比較例１〜４、従来例ともに同一である。また、実施例１，２、比較例１〜４のスチールコードはハラハラ撚りにより作製した。従来例のスチールコードは、図５に示すように、フィラメントｆｘを自転させずにフィラメントｆｘを撚る、ハラセ撚りにより作製した。

これら各試験スチールコードを以下に示す測定方法により、端末フレアー性及び形状安定生産性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。

また、各試験スチールコードを用いたカーカス層を使用した上記サイズと構成のタイヤをそれぞれ作製した。これら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、積載量１０ｔのトラックに装着し、以下に示す測定方法により、操縦安定性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。

端末フレアー性
各試験スチールコードの端末をペンチで切断した際の状況により、下記の判断基準で４段階評価した。数字が大きい程、耐端末フレアー性が優れている。なお、下記で言う「バラケる」とは、切り口から５０ｍｍを超えてバラケが発生することを意味し、それ以下のバラケの発生は「バラケない」とする。
１：切り口に隣接する位置を手で持ってペンチで切断し、３回切断して１回以上バラケ る。
２：切り口に隣接する位置を手で持ってペンチで切断し、３回切断して３回共バラケな い。
３：切り口から７０ｍｍ離れた位置を手で持ってペンチで切断し、バラケない。
４：切り口から７０ｍｍ離れた位置を手で持ってペンチで切断し、切り口を軽く叩いて もバラケない。

形状安定生産性
各試験スチールコードを１ｍの長さの試験片に溶断し、投影機（倍率２０倍）を用いて第２シースのフィラメントの浮きを観察し、下記の判断基準で４段階評価した。評価結果は、各試験スチールコードにおいて５本行った際の平均であり、小数点以下は四捨五入した。数字が大きい程、形状安定生産性が優れている。
１：第２シースのフィラメントに７ヶ所以上の浮きが有る。
２：第２シースのフィラメントに４〜６ヶ所の浮きが有る。
３：第２シースのフィラメントに１〜３ヶ所の浮きが有る。
４：第２シースのフィラメントに１ヶ所の浮きも無い。

操縦安定性
乾燥路テストコースにおいて、訓練した５名のテストドライバーによるフィーリング試験を実施し、その結果を４段階評価した。評価結果は、テストドライバー５名の平均であり、小数点以下は四捨五入した。この値が大きい程、操縦安定性が優れている。

表１から、本発明（実施例１，２）は、操縦安定性を改善することができ、かつカーカス層の補強コードに使用するスチールコードの形状安定生産性を改善できることがわかる。また、端末フレアー性も従来と同等以上に維持できることがわかる。

本発明の空気入りラジアルタイヤの一実施形態を示すタイヤ子午線半断面図 である。 カーカス層の補強コードに使用されるスチールコードの拡大断面図である。 スチールコードのコード片から取り出したフィラメント片の要部拡大側面図 である。 ハラハラ撚りの説明図である。 ハラセ撚りの説明図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
８ スチールコード（カーカス用スチールコード）
Ｃ コア
Ｓ１ 第１シース
Ｓ２ 第２シース
ｆｃ，ｆ１，ｆ２ フィラメント

Claims (8)

1. ３本のフィラメントからなるコアと、このコアの外周側に型付けして撚り合わせた９本のフィラメントからなる第１シースと、この第１シースの外周側に型付けして撚り合わせた１５本のフィラメントからなる第２シースとから構成した３＋９＋１５構造のスチールコードからカーカス層の補強コードを構成した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記第１シースを構成するフィラメントの平均型付け率を９５〜１０５％、前記第２シースを構成するフィラメントの平均型付け率を７０〜９５％にした空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記第１シースを構成するフィラメントにおいて、型付け率の標準偏差が５％以下、前記第２シースを構成するフィラメントにおいて、型付け率の標準偏差が１５％以下である請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記スチールコードの９本と１５本のフィラメントをハラハラ撚り方式によって撚り合わせた請求項１または２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記コアと前記第１シースとを構成するフィラメントをＳ撚り、前記第２シースを構成するフィラメントをＺ撚りにした請求項１，２または３に記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 空気入りラジアルタイヤのカーカス層の補強コードとして使用され、３本のフィラメントからなるコアと、このコアの外周側に型付けして撚り合わせた９本のフィラメントからなる第１シースと、この第１シースの外周側に型付けして撚り合わせた１５本のフィラメントからなる第２シースとから構成した３＋９＋１５構造のカーカス用スチールコードにおいて、前記第１シースを構成するフィラメントの平均型付け率を９５〜１０５％、前記第２シースを構成するフィラメントの平均型付け率を７０〜９５％にしたカーカス用スチールコード。
6. 前記第１シースを構成するフィラメントにおいて、型付け率の標準偏差が５％以下、前記第２シースを構成するフィラメントにおいて、型付け率の標準偏差が１５％以下である請求項５に記載のカーカス用スチールコード。
7. 前記スチールコードの９本と１５本のフィラメントをハラハラ撚り方式によって撚り合わせた請求項５または６に記載のカーカス用スチールコード。
8. 前記コアと前記第１シースとを構成するフィラメントをＳ撚り、前記第２シースを構成するフィラメントをＺ撚りにした請求項５，６または７に記載のカーカス用スチールコード。

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