JP2014189091A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 スチールコードの生産性を低下させることなく耐久性を改善することを可能にした空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】 複数本の補強コードを含むベルト層６を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルト層６の補強コードとして、撚りが与えられていないｎ本（ｎ＝１〜３）のコアフィラメント１１と、該コアフィラメント１１の周囲に撚り合わされたｍ本（ｍ＝５〜７）のシースフィラメント１２とからなり、コアフィラメント１１の引張強度が３８００ＭＰａ以上であり、シースフィラメント１２の引張強度が２８００ＭＰａ〜３６００ＭＰａであるスチールコード１０を用いる。
【選択図】図３

Description

本発明は、撚りが与えられていないｎ本のコアフィラメントと該コアフィラメントの周囲に撚り合わされたｍ本のシースフィラメントとからなるスチールコードをベルト層の補強コードとして用いた空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、スチールコードの生産性を低下させることなく耐久性を改善することを可能にした空気入りラジアルタイヤに関する。

トラック・バス用又はライトトラック用の空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルト層の補強コードとして、ｎ本のコアフィラメントと該コアフィラメントの周囲に配置されたｍ本のシースフィラメントとを一括して撚り合わせてなる所謂ｎ／ｍ構造のスチールコード（例えば、特許文献１〜３参照）が使用されている。

ｎ／ｍ構造のスチールコードにおいて、例えば、２本のコアフィラメントと該コアフィラメントの周囲に撚り合わされた５本のシースフィラメントとからなり、そのコアフィラメントを無撚りとしたものがある。コアフィラメントを無撚りとした場合、形状安定性に優れたスチールコードが形成されるという利点がある。

しかしながら、コアフィラメントを無撚りとした場合、タイヤの転動に伴ってベルト層のスチールコードが圧縮応力を受けた際にコアフィラメントが屈曲し易くなり、コアフィラメントに疲労破断を生じ易くなり、その結果、空気入りラジアルタイヤの耐久性が低下するという問題がある。

このような不都合に鑑みて、本発明者がｎ／ｍ構造のスチールコードの疲労破断について鋭意研究したところ、スチールコードを構成するフィラメントの引張強度を高くすることにより、耐疲労性の改善が可能であることを知見した。ところが、フィラメントの引張強度を高くした場合、スチールコードの撚り合わせが困難になり、その生産性が低下するという不都合を生じることになる。

特開２０００−２７３７７８号公報 特開２００１−１１７８３号公報 特開２００１−２８８６８５号公報

本発明の目的は、スチールコードの生産性を低下させることなく耐久性を改善すること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。

上記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤは、複数本の補強コードを含むベルト層を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記補強コードとして、撚りが与えられていないｎ本（ｎ＝１〜３）のコアフィラメントと、該コアフィラメントの周囲に撚り合わされたｍ本（ｍ＝５〜７）のシースフィラメントとからなり、前記コアフィラメントの引張強度が３８００ＭＰａ以上であり、前記シースフィラメントの引張強度が２８００ＭＰａ〜３６００ＭＰａであるスチールコードを用いたことを特徴とするものである。

本発明では、ベルト層の補強コードとして、撚りが与えられていないｎ本のコアフィラメントと該コアフィラメントの周囲に撚り合わされたｍ本のシースフィラメントとを含むスチールコードを構成するにあたって、無撚りとなるコアフィラメントの引張強度を高くすることにより、コアフィラメントの疲労破断を抑制し、空気入りラジアルタイヤの耐久性を向上することができる。その一方で、シースフィラメントの引張強度を低くすることにより、スチールコードの撚り合わせを容易にし、その生産性を良好に維持することができる。また、コアフィラメントの周囲に撚り合わされるシースフィラメントの引張強度を低くしても、スチールコードにおいて疲労破断が生じ易くなることはない。

本発明において、コアフィラメントの素線径Ｄｃは０．１７ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲にあり、シースフィラメントの素線径Ｄｓは１．７Ｄｃ〜２．０Ｄｃの範囲にあることが好ましい。また、シースフィラメントの撚りピッチλは該シースフィラメントの素線径Ｄｓに対して４５≦λ／Ｄｓ≦６０の関係を満足することが好ましい。これにより、スチールコードの疲労破断を効果的に抑制し、空気入りラジアルタイヤの耐久性を更に向上することができる。

本発明は、トラック・バス用又はライトトラック用の空気入りラジアルタイヤに適用することが好適であるが、上述のようなスチールコードがベルト層の補強コードとして使用される限りにおいて、上記以外の用途の空気入りラジアルタイヤにも適用可能である。

本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。 本発明で使用されるｎ／ｍ構造を有するスチールコードの一例を示す側面図である。 図２に示すスチールコードの断面図である。

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。図１は本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示し、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。左右一対のビード部３，３間にはタイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含むカーカス層４が装架され、そのカーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。

また、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層６が埋設されている。これらベルト層６はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層６において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば２０°〜６０°の範囲に設定されている。

上記空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルト層６の補強コードとして、後述するｎ／ｍ構造を有するスチールコードが使用されている。

図２及び図３は本発明で使用されるｎ／ｍ構造を有するスチールコードを示すものである。図２及び図３に示すように、スチールコード１０は、撚りが与えられていないｎ本（ｎ＝１〜３）のコアフィラメント１１と、該コアフィラメント１１の周囲に撚り合わされたｍ本（ｍ＝５〜７）のシースフィラメント１２とを含んでいる。より具体的には、スチールコード１０は２本のコアフィラメント１１と５本のシースフィラメント１２とから構成されている。つまり、２／５構造である。そして、コアフィラメント１１の引張強度は３８００ＭＰａ以上に設定され、シースフィラメント１２の引張強度は２８００ＭＰａ〜３６００ＭＰａの範囲に設定されている。これらフィラメント１１，１２の引張強度は、スチールの炭素含有量や伸線加工度に基づいて適宜調整することが可能である。

上述した空気入りラジアルタイヤでは、ベルト層６の補強コードとして、撚りが与えられていないｎ本のコアフィラメント１１と該コアフィラメント１１の周囲に撚り合わされたｍ本のシースフィラメント１２とを含むスチールコード１０を構成するにあたって、無撚りとなるコアフィラメント１１の引張強度を高くすることにより、コアフィラメント１１の疲労破断を抑制し、空気入りラジアルタイヤの耐久性を向上することができる。その一方で、シースフィラメント１２の引張強度を低くすることにより、スチールコード１０の撚り合わせを容易にし、その生産性を良好に維持することができる。また、コアフィラメント１１の周囲に撚り合わされるシースフィラメント１２の引張強度を低くしても、スチールコード１０において疲労破断が生じ易くなることはない。

ここで、コアフィラメント１１の引張強度が３８００ＭＰａ未満であるとスチールコード１０の疲労破断を抑制して耐久性を改善する効果が不十分になる。コアフィラメント１１の引張強度の上限値は特に限定されるものではないが、その上限値は例えば５０００ＭＰａとすれば良い。一方、シースフィラメント１２の引張強度が２８００ＭＰａ未満であるとスチールコード１０に基づく補強効果が不十分になり、逆に３６００ＭＰａを超えるとスチールコード１０の撚り合わせが困難になり、その生産性が低下する。

上記空気入りラジアルタイヤにおいて、コアフィラメント１１の素線径Ｄｃは０．１７ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲に設定され、シースフィラメント１２の素線径Ｄｓは１．７Ｄｃ〜２．０Ｄｃの範囲に設定されている。これにより、スチールコード１０の疲労破断を効果的に抑制し、空気入りラジアルタイヤの耐久性を更に向上することができる。

ここで、コアフィラメント１１の素線径Ｄｃが０．１７ｍｍよりも小さいと剛性低下によりコアフィラメント１１が屈曲し易くなり、耐久性の改善効果が低下する。また、コアフィラメント１１の素線径Ｄｃが０．２５ｍｍよりも大きいと、ベルト層６において許容されるスチールコード１０の外径との関係から、シースフィラメント１２の素線径Ｄｓを上記範囲に設定することが困難になる。一方、シースフィラメント１２の素線径Ｄｓが１．７Ｄｃよりも小さいとシースフィラメント１２を所定の位置に配置し難くなってスチールコード１０の形状安定性が低下し、逆に２．０Ｄｃよりも大きいとコアフィラメント１１が動き易くなるためスチールコード１０において疲労破断を生じ易くなる。

また、上記空気入りラジアルタイヤにおいて、シースフィラメント１２の撚りピッチλは該シースフィラメント１２の素線径Ｄｓに対して４５≦λ／Ｄｓ≦６０の関係を満足することが望ましい。これにより、スチールコード１０の疲労破断を効果的に抑制し、空気入りラジアルタイヤの耐久性を更に向上することができる。

ここで、λ／Ｄｓが４５よりも小さいとコアフィラメント１１の応力分担が過大になるためスチールコード１０の耐疲労性が低下し、逆に６０よりも大きいとコアフィラメント１１が動き易くなるためスチールコード１０において疲労破断を生じ易くなる。なお、シースフィラメント１２の撚りピッチλは実数値として１０ｍｍ〜２５ｍｍの範囲に設定すると良い。

スチールコード１０は、図示のような扁平構造とすることが好ましい。この場合、扁平構造を有するスチールコード１０の長径方向がベルト層６の面方向と一致するようにスチールコード１０を配列することにより、ベルト層６を薄肉化してタイヤの軽量化に寄与する。特に、コアフィラメント１１の本数を２本とし、これら２本のコアフィラメント１１を無撚りでスチールコード１０の長手方向に沿って延在させた場合、扁平構造を有するスチールコード１０の形状安定性を良好にし、かつスチールコード１０の疲労破断を効果的に防止することが可能になる。

タイヤサイズ１１Ｒ２２．５で、４層のベルト層を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層側から数えて１番目及び４番目のベルト層の構造を共通にする一方で、カーカス層側から数えて２番目及び３番目のベルト層の補強コードだけを異ならせた従来例、比較例１及び実施例１〜７のタイヤを製作した。

即ち、従来例、比較例１及び実施例１〜７において、２番目及び３番目のベルト層の補強コードとして、撚りが与えられていない２本のコアフィラメントと該コアフィラメントの周囲に撚り合わされた５本のシースフィラメントとからなるスチールコードを使用し、各フィラメントの引張強度、素線径Ｄｃ，Ｄｓ、Ｄｓ／Ｄｃ、シースフィラメントの撚りピッチλ、λ／Ｄｓを表１のように設定した。

これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、コード生産性及びタイヤ耐久性を評価し、その結果を表１に併せて示した。

コード生産性：
各試験タイヤに使用されるスチールコードを生産するにあたって、その生産性を評価した。評価結果は、撚り線工程を従来例と同等の速度で実施可能である場合を「○」で示し、安定した撚り線を実現するために撚り線工程の速度を従来例に比べて１０％以上低下させる必要がある場合を「△」で示し、撚り線工程が実施不能である場合を「×」で示した。

タイヤ耐久性：
各試験タイヤをリムサイズ２２．５×７．５０のホイールに組み付けて室内ドラム試験機に装着し、空気圧８００ｋＰａ、荷重２９．４２ｋＮ、速度８１ｋｍ／ｈの条件にて走行試験を開始し、２４時間毎に荷重を２０％ずつ増加させ、タイヤが故障するまでの走行距離を計測した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐久性が優れていることを意味する。

表１から明らかなように、実施例１〜７のタイヤは、従来例との対比において、スチールコードの生産性を低下させることなく耐久性を改善することができた。これに対して、比較例１のタイヤは、コアフィラメントの引張強度のみならずシースフィラメントの引張強度も高くしているため、耐久性の改善効果が認められるものの、コード生産性が低下していた。

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 ベルト層
１０ スチールコード
１１ コアフィラメント
１２ シースフィラメント

Claims (3)

1. 複数本の補強コードを含むベルト層を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記補強コードとして、撚りが与えられていないｎ本（ｎ＝１〜３）のコアフィラメントと、該コアフィラメントの周囲に撚り合わされたｍ本（ｍ＝５〜７）のシースフィラメントとからなり、前記コアフィラメントの引張強度が３８００ＭＰａ以上であり、前記シースフィラメントの引張強度が２８００ＭＰａ〜３６００ＭＰａであるスチールコードを用いたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記コアフィラメントの素線径Ｄｃが０．１７ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲にあり、前記シースフィラメントの素線径Ｄｓが１．７Ｄｃ〜２．０Ｄｃの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記シースフィラメントの撚りピッチλが該シースフィラメントの素線径Ｄｓに対して４５≦λ／Ｄｓ≦６０の関係を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。

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