JP2010126859A

JP2010126859A - スチールコードおよびそれを用いた空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2010126859A
Application number: JP2008305504A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Onuki; 厚大貫
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2010-06-10

Abstract

【課題】コードの生産性とタイヤ耐久性とを両立することができるスチールコードおよびそれを用いた空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】ｎ本（ｎ＝１〜４）のフィラメント１１からなるコア１と、コア１の周りに形成され、ｍ本（ｍ＝ｎ＋（２〜６））のフィラメント１２からなる１層のシース２と、シース２の外周面に巻き付けられた巻き付けワイヤ３と、からなるｎ＋ｍ＋１の層撚り構造を有するスチールコード１０である。巻き付けワイヤ３の撚りピッチｐが５〜１０ｍｍの範囲内であり、巻き付けワイヤ３の型付け率ｒ（％）が、撚りピッチｐに対し下記式（１）、
（０．９８−０．０４×ｐ）×１００＜ｒ≦（１．１０−０．０５×ｐ）×１００（１）
で示される条件を満足し、かつ、エラスティシティーが５０〜７５％である。
【選択図】図１

Description

本発明は、スチールコード、および、それを補強素子として用いた空気入りラジアルタイヤ（以下、それぞれ単に「コード」および「タイヤ」とも称する）に関する。

小型トラック〜トラック・バス等に装着されるタイヤにおいては、軽量であることが重要なポイントの一つである。そのため、これらタイヤのボディプライの補強素子として用いられるスチールコードについても、可能な限り軽量化を図ったコードが用いられている。

かかるスチールコードの改良に係る技術としては、例えば、特許文献１に、フィラメントｎ本（ｎ＝１〜４）からなるコアのまわりに少なくとも１層のシースが形成され、このシース外周面に巻き付けワイヤが巻き付けられた層撚り構造のスチールコードにおいて、エラスティシティーを５０〜７５％に規定することで、タイヤケース強度の保持性の向上と、腐食疲労に基づく耐ＣＢＵ性（耐コード折れ性）の向上との両立を図る技術が開示されている。また、特許文献１には、巻き付けワイヤの巻き付けピッチを３．５〜５．０ｍｍとすることについても開示されている。
特開２０００−９６４６８号公報（特許請求の範囲等）

ところで、上記特許文献１に記載されているような、フィラメントｎ本からなるコアの周りにｍ本のフィラメントからなるシースが形成され、その外周面に巻き付けワイヤが巻き付けられた（ｎ＋ｍ＋１）の層撚り構造のスチールコードは、コアとシースとを撚り合わせた後に、巻き付けワイヤを巻き付けることにより製造される。この巻き付けワイヤの巻き付けの際には、撚りピッチが大きいほど巻き付け効率が上がるため、コードの生産性が向上することになる。

しかしながら、特許文献１記載のコードでは、エラスティシティーを保持する目的で、巻き付けワイヤの巻き付けピッチを３．５〜５．０ｍｍとしているため、コードの生産性が低いという問題があった。コードの生産性を高めるためには、巻き付けワイヤの撚りピッチを大きくするほどよいが、単にピッチを大きくしたのでは、タイヤ耐久性との両立が困難となる。したがって、コードのエラスティシティーを従来程度に確保することでタイヤ耐久性の悪化を防止しつつ、コードの生産性についても向上できる技術の確立が望まれていた。

そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、コードの生産性とタイヤ耐久性とを両立することができるスチールコードおよびそれを用いた空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、巻き付けワイヤの型付け率を所定に規定することで、その撚りピッチ（巻き付けピッチ）を大きくしても、従来程度のエラスティシティーが確保できることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のスチールコードは、ｎ本（ｎ＝１〜４）のフィラメントからなるコアと、該コアの周りに形成され、ｍ本（ｍ＝ｎ＋（２〜６））のフィラメントからなる１層のシースと、該シースの外周面に巻き付けられた巻き付けワイヤと、からなるｎ＋ｍ＋１の層撚り構造を有するスチールコードにおいて、
前記巻き付けワイヤの撚りピッチｐが５〜１０ｍｍの範囲内であり、該巻き付けワイヤの型付け率ｒ（％）が、撚りピッチｐに対し下記式（１）、
（０．９８−０．０４×ｐ）×１００＜ｒ≦（１．１０−０．０５×ｐ）×１００（１）
で示される条件を満足し、かつ、エラスティシティーが５０〜７５％であることを特徴とするものである。

本発明のコードにおいては、前記コアとシースとの、撚りピッチおよび撚り方向のうちのいずれか一方または双方が異なっていても、撚りピッチおよび撚り方向が同一であってもよい。また、前記コアおよびシースを構成するフィラメントの線径は、好適には、０．１〜０．２５ｍｍの範囲内である。

また、本発明の空気入りラジアルタイヤは、上記本発明のスチールコードを補強素子として用いたことを特徴とするものである。

本発明によれば、上記構成としたことにより、コードの生産性とタイヤ耐久性とを両立することができるスチールコードおよびそれを用いた空気入りラジアルタイヤを実現することが可能となった。

以下、本発明の好適実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明のスチールコードは、ｎ本（ｎ＝１〜４）のフィラメントからなるコアと、その周りに形成され、ｍ本（ｍ＝ｎ＋（２〜６））のフィラメントからなる１層のシースと、その外周面に巻き付けられた巻き付けワイヤと、からなるｎ＋ｍ＋１の層撚り構造を有する。

図１に、本発明の一好適実施形態に係るスチールコード１０の断面図を示す。図示するスチールコード１０は、３本のフィラメント１１からなるコア１と、その周りに形成され、９本のフィラメント１２からなる１層のシース２と、その外周面に巻き付けられた巻き付けワイヤ３と、からなる３＋９＋１構造のコードである。

本発明のコードにおいては、巻き付けワイヤ３の撚りピッチｐが５〜１０ｍｍの範囲内であり、このように巻き付けワイヤ３の撚りピッチを大きくすることで、高い生産性を確保している。一方で、前述したように、タイヤ耐久性の確保のためにはコードのエラスティシティーを従来範囲程度とする必要があるが、撚りピッチを大きくするのみであると、所望のエラスティシティーが得られない。そこで、本発明においては、巻き付けワイヤ３の型付け率ｒ（％）を、撚りピッチｐに対し下記式（１）、
（０．９８−０．０４×ｐ）×１００＜ｒ≦（１．１０−０．０５×ｐ）×１００（１）
で示される条件を満足するよう規定している。型付け率を上記範囲とすることで、撚りピッチが長い領域においても、所望のエラスティシティー、具体的には５０〜７５％のエラスティシティーを確保することができ、結果として、コード生産性とタイヤ耐久性能とを両立することが可能となったものである。

ここで、コードのエラスティシティーとは、以下の定義に従うものとする。すなわち、図２に示すように、スチールコード２０を直径２０ｃｍの円をなすように自由状態で１周周回した後、コードが交差した点Ｐ１に対し、円の中心を挟んで対称となる位置の点Ｐ２が点Ｐ１に当接するように、円を同一面内でつぶして、その直後に点Ｐ２を解放したときの、点Ｐ１と点Ｐ２との間の距離の変化率（（解放後の距離Ｌ２／初期の距離Ｌ１）×１００）（％）をエラスティシティーと定義する。これは、巻き付けワイヤのコードの締め付け程度の指標となる。

また、巻き付けワイヤ３の撚りピッチｐとは、図３に示すように、巻き付けワイヤ３をシース２に対し巻きつけたときの長さをいう。さらに、巻き付けワイヤ３の型付け率ｒとは、巻き付けワイヤ３がシース２の外周面上にあるときのらせん径Ｓ_Ａ（図１参照）と、巻き付けワイヤ３のみ外した状態で測定したらせん径Ｓ_Ｂ（図４参照）との比Ｓ_Ｂ／Ｓ_Ａにより定義される。

巻き付けワイヤ３の型付け率ｒが上記式（１）の範囲より大である場合、エラスティシティーを確保することができず、強力保持性が低下してしまう。一方、型付け率が上記式（１）の範囲より小である場合も、エラスティシティーを上記範囲内に確保することができず、腐食疲労性が低下してしまう。なお、巻き付けワイヤ３の撚りピッチｐが上記範囲より大である場合には、型付け率ｒを調整してもエラスティシティーを確保することができず、強力保持率が低下してしまう。また、巻き付けワイヤ３の撚りピッチｐが上記範囲より小さいと、十分なコード生産性が得られない。

本発明のコードにおいては、上記条件を満足するものであれば、それ以外のコード構造に係る条件については特に制限されるものではない。例えば、コア１の撚りピッチとしては、好適には５．０〜７．０ｍｍとすることができ、また、シース２のよりピッチとしては、好適には１２．０〜１４．０ｍｍとすることができる。また、撚り方向は、いずれか一方または双方を異なるものとしてもよく、または、双方を同一としてもよい。

また、コア１およびシース２の各層を構成するフィラメントの線径ｄは、好ましくは０．１〜０．２５ｍｍ、より好ましくは０．１５〜０．２０ｍｍの範囲内である。使用するフィラメントの線径が、０．１ｍｍ未満では鋼線製造効率が悪く、一方、０．２５ｍｍを超えると、ランフラット走行時にカーカスプライコードへの過大な曲げ入力によりフィラメントが疲労破断しやすくなり、結果的にランフラット走行時の耐コード破断性が低下する。なお、巻き付けワイヤ３の線径については、０．１〜０．１５ｍｍの範囲内とすることが好ましい。

本発明の空気入りラジアルタイヤは、上記本発明のスチールコードをカーカスプライ等の補強素子として用いたものであればよく、その具体的構成については、常法に従い適宜選定することができ、特に制限されるものではない。本発明は特には、小型トラック〜トラック・バス用のタイヤにおいて有用である。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
３本のフィラメントからなるコアと、９本のフィラメントからなる１層のシースと、その外周面に巻き付けられた巻き付けワイヤとからなる３＋９×０．１７５ｍｍ＋０．１５ｍｍ構造のコードを、巻き付けワイヤの撚りピッチｐおよび型付け率ｒを下記表１中に示すように変えて作製した。巻き付けワイヤの撚りピッチｐおよび型付け率ｒは、巻き付けワイヤにつき、巻き付ける前にあらかじめ型付けをすることで変化させた。

各供試コードにつき、前述に従いエラスティシティーを測定した。また、各供試コードのコード生産性を、巻き付けワイヤを巻きつける工程において単位時間当たりに製造されるコード長さにより評価して、比較例１を１００とした指数で表した。値が大きいほど、結果が良好である。

さらに、各供試コードをカーカスプライに用いたタイヤをタイヤサイズ２４５／７０Ｒ１９．５にて作製して、新品時および５万ｋｍ走行後のカーカスプライコードのコード強力および腐食疲労性につき評価した。走行後強力保持率は、新品時のコード強力を１００として、それぞれ走行後を指数にて表示したものである。また、耐腐食疲労性（疲労限界歪）については、フィラメントの表面歪として、次式、
ε（％）＝ｄ／２Ｒ
で表示した。ここで、Ｒは曲げ疲労試験時の曲率半径を表す。値が大きいほど、結果が良好である。
これらの結果を、下記の表１中に併せて示す。

上記表１中に示すように、本発明の条件を満足するコードを用いた各実施例のタイヤにおいては、従来に比しコード生産性を向上できるとともに、走行後の強力保持率よおび耐腐食疲労性についても向上できることが確かめられた。

本発明の一好適実施形態に係るスチールコードの幅方向断面図である。コードのエラスティシティーの定義に係る説明図である。巻き付けワイヤの撚りピッチに係る説明図である。巻き付けワイヤを外した状態を示す説明図である。

符号の説明

１コア
２シース
３巻き付けワイヤ
１０スチールコード
１１，１２フィラメント
２０スチールコード

Claims

ｎ本（ｎ＝１〜４）のフィラメントからなるコアと、該コアの周りに形成され、ｍ本（ｍ＝ｎ＋（２〜６））のフィラメントからなる１層のシースと、該シースの外周面に巻き付けられた巻き付けワイヤと、からなるｎ＋ｍ＋１の層撚り構造を有するスチールコードにおいて、
前記巻き付けワイヤの撚りピッチｐが５〜１０ｍｍの範囲内であり、該巻き付けワイヤの型付け率ｒ（％）が、撚りピッチｐに対し下記式（１）、
（０．９８−０．０４×ｐ）×１００＜ｒ≦（１．１０−０．０５×ｐ）×１００（１）
で示される条件を満足し、かつ、エラスティシティーが５０〜７５％であることを特徴とするスチールコード。
前記コアとシースとの、撚りピッチおよび撚り方向のうちのいずれか一方または双方が異なる請求項１記載のスチールコード。
前記コアとシースとの、撚りピッチおよび撚り方向が同一である請求項１記載のスチールコード。
前記コアおよびシースを構成するフィラメントの線径が、０．１〜０．２５ｍｍの範囲内である請求項１〜３のうちいずれか一項記載のスチールコード。
請求項１〜４のうちいずれか一項記載のスチールコードを補強素子として用いたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。