JP2020142678A - 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、コード内部へのゴム浸透性を改善して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補強層としてベルト層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、１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Ｎ本（Ｎ＝５〜６）のシースフィラメント１２とからなる１＋Ｎ構造を有し、ｎ本（１≦ｎ≦０．５×Ｎ）のシースフィラメント１２ａの引張強度Ｔ1（ＭＰａ）がその素線径Ｄｓ（ｍｍ）に対してＴ1≧３９００−２０００Ｄｓの関係を満たし、その他のシースフィラメント１２ｂの引張強度Ｔ2（ＭＰａ）がその素線径Ｄｓ（ｍｍ）に対してＴ2≦３８００−２０００Ｄｓの関係を満たすスチールコード１０を用いる。【選択図】図２

Description

本発明は、１＋Ｎ構造を有するスチールコードをベルト層に代表される補強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、コード内部へのゴム浸透性を改善して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、１本のコアフィラメントと、コアフィラメントの周囲に撚り合わされたＮ本（Ｎ＝５〜６）のシースフィラメントとからなる１＋Ｎ構造を有するスチールコード（例えば、特許文献１〜３参照）が使用されている。

一般に、ベルト層に使用される汎用のスチールコードはタイトコードであり、コード内部へのゴム浸透率が低いため、コード内部に水分が滲み込むと、その水分がスチールコードの長手方向に沿って伝播し、広い範囲で錆が成長し、その結果として、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。

これに対して、シースフィラメントの型付け率を異ならせることにより、フィラメント間に十分な隙間を形成し、ゴム浸透性を改善することができる。しかしながら、シースフィラメントの型付け率が異なるように選択的にプレフォーミングを行う場合、スチールコードの生産性が低下するという不都合がある。

特開２００５−１７９８７８号公報 特開２００９−７９３１２号公報 特開２０１２−７６６７２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、コード内部へのゴム浸透性を改善して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補強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、１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Ｎ本（Ｎ＝５〜６）のシースフィラメントとからなる１＋Ｎ構造を有し、ｎ本（１≦ｎ≦０．５×Ｎ）のシースフィラメントの引張強度Ｔ₁（ＭＰａ）がその素線径Ｄｓ（ｍｍ）に対してＴ₁≧３９００−２０００Ｄｓの関係を満たし、その他のシースフィラメントの引張強度Ｔ₂（ＭＰａ）がその素線径Ｄｓ（ｍｍ）に対してＴ₂≦３８００−２０００Ｄｓの関係を満たすスチールコードを用いたことを特徴とするものである。

本発明者は、１＋Ｎ構造を有するスチールコードについて鋭意研究した結果、ｎ本（１≦ｎ≦０．５×Ｎ）のシースフィラメントの引張強度Ｔ₁を選択的に高くし、その他のシースフィラメントの引張強度Ｔ₂を低くすることにより、シースフィラメントに対して撚り線に先駆けて一律のプレフォーミング加工を施した場合であっても、高い引張強度Ｔ₁を有するシースフィラメントは癖が付き難いことから、引張強度Ｔ₁，Ｔ₂の相違に起因してシースフィラメントの型付け率が相違し、その結果、シースフィラメント間に隙間が形成されることを知見し、本発明に至ったのである。

即ち、本発明では、補強層の補強コードとして、１＋Ｎ構造を有するスチールコードを採用するにあたって、一部のシースフィラメントの引張強度Ｔ₁を選択的に高くし、その他のシースフィラメントの引張強度Ｔ₂を低くすることにより、シースフィラメント間に隙間が形成されるので、コード内部へのゴム浸透性を改善し、空気入りラジアルタイヤの耐久性を改善することができる。

しかも、シースフィラメントの引張強度Ｔ₁，Ｔ₂の相違を利用してシースフィラメント間に隙間を形成することが可能であるので、シースフィラメント毎に異なる度合いのプレフォーミング加工を行う必要はなく、スチールコードの生産性を低下させるという不都合を生じることもない。

本発明において、コアフィラメントの素線径Ｄｃとシースフィラメントの素線径Ｄｓが、Ｄｃ＞Ｄｓ、Ｄｓ／Ｄｃ≧０．８の関係を満足することが好ましい。このようにコアフィラメントを太くすることにより、ゴム浸透性を更に改善することができ、また、スチールコードが座屈し難くなる。これにより、空気入りラジアルタイヤの耐久性を更に改善向上することができる。

上記スチールコードにおいて、引張強度Ｔ₁は４２００ＭＰａ以下であることが好ましい。これにより、スチールコードの撚り線工程におけるフィラメントの破断を防止し、スチールコードの生産性の低下を回避することができる。

本発明において、上記スチールコードが使用される空気入りラジアルタイヤの補強層は特に限定されるものではなく、例えば、カーカス層、ベルト層、サイド補強層を挙げることができる。しかしながら、上記スチールコードの特性を考慮すると、該スチールコードが使用される補強層はベルト層であることが好ましい。

本発明は、トラック・バス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補強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１＋Ｎ構造を有するスチールコードの一例を示す断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は試験において使用されたスチールコードを示す断面図である。

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１＋Ｎ構造を有するスチールコードが使用されている。

図２は本発明で使用される１＋Ｎ構造を有するスチールコードを示すものである。図２に示すように、スチールコード１０は、１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Ｎ本（Ｎ＝５〜６）のシースフィラメント１２とを含んでいる。Ｎ本のシースフィラメント１２には撚り線に先駆けてスパイラル状の型付けが施されている。１＋Ｎ構造を有するスチールコード１０において、Ｎ本のシースフィラメント１２が最外層を構成する。最外層内のシースフィラメント１２は同一の素線径及び同一の型付けピッチを有している。図２のスチールコード１０は１＋６構造であるが、他の構造として１＋５構造が挙げられる。

最外層に含まれるＮ本のシースフィラメント１２のうちｎ本（１≦ｎ≦０．５×Ｎ）のシースフィラメント１２ａ（斜線付き）の引張強度Ｔ₁（ＭＰａ）はその素線径Ｄｓ（ｍｍ）に対してＴ₁≧３９００−２０００Ｄｓの関係を満たし、最外層に含まれる他のシースフィラメント１２ｂの引張強度Ｔ₂（ＭＰａ）がその素線径Ｄｓ（ｍｍ）に対してＴ₂≦３８００−２０００Ｄｓの関係を満たしている。なお、シースフィラメント１２ｂの引張強度Ｔ₂と同様に、コアフィラメント１１の引張強度Ｔ₃はその素線径Ｄｃ（ｍｍ）に対してＴ₃≦３８００−２０００Ｄｃの関係を満たすことが望ましい。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、１＋Ｎ構造を有するスチールコード１０を採用するにあたって、一部のシースフィラメント１２ａの引張強度Ｔ₁を選択的に高くし、その他のシースフィラメント１２ｂの引張強度Ｔ₂を低くしているので、シースフィラメント１２ａ，１２ｂに対して撚り線に先駆けて一律のプレフォーミング加工を施した場合であっても、高い引張強度Ｔ₁を有するシースフィラメント１２ａは癖が付き難いことから、引張強度Ｔ₁，Ｔ₂の相違に起因してシースフィラメント１２ａ，１２ｂの型付け率が相違し、最外層のシースフィラメント１２間に隙間が形成される。これにより、スチールコード１０の内部へのゴム浸透性を改善し、空気入りラジアルタイヤの耐久性を改善することができる。

しかも、シースフィラメント１２ａ，１２ｂの引張強度Ｔ₁，Ｔ₂の相違を利用して最外層のフィラメント１２間に隙間を形成することが可能であるので、シースフィラメント１２ａ，１２ｂに対して異なる度合いのプレフォーミング加工を行う必要はなく、スチールコード１０の生産性を低下させることもない。

ここで、最外層に含まれるｎ本（１≦ｎ≦０．５×Ｎ）のシースフィラメント１２ａの引張強度Ｔ₁（ＭＰａ）はその素線径Ｄｓ（ｍｍ）に対してＴ₁≧３９００−２０００Ｄｓの関係を満たすことが必要であるが、この引張強度Ｔ₁が３９００−２０００Ｄｓ（ＭＰａ）よりも小さいと、スチールコード１０の内部へのゴム浸透性を改善する効果が不十分になる。引張強度Ｔ₁は４２００ＭＰａ以下であることが望ましい。これにより、スチールコード１０の撚り線工程におけるシースフィラメント１２ａの破断を防止し、スチールコード１０の生産性の低下を回避することができる。一方、最外層に含まれる他のシースフィラメント１２ｂの引張強度Ｔ₂（ＭＰａ）はその素線径Ｄｓ（ｍｍ）に対してＴ₂≦３８００−２０００Ｄｓの関係を満たすことが必要であるが、この引張強度Ｔ₂が３８００−２０００Ｄｓ（ＭＰａ）よりも大きいとスチールコード１０の内部へのゴム浸透性を改善する効果が不十分になる。引張強度Ｔ₂はスチールコード１０の補強性能を確保するために２０００ＭＰａ以上であることが望ましい。

また、引張強度Ｔ₁を有するシースフィラメント１２ａの本数はｎ本（１≦ｎ≦０．５×Ｎ）とする必要があるが、ｎ＞０．５×Ｎであると、ゴム浸透性の改善効果が低下すると共に、スチールコード１０の端末においてシースフィラメント１２ａが跳ね上がり、端末バラケが生じ易くなる。また、ｎ≧２である場合、引張強度Ｔ₁を有するシースフィラメント１２ａは互いに隣接しないように配置されることが好ましい。引張強度Ｔ₁を有するシースフィラメント１２ａを複数本とすることでゴム浸透性を高めることができるものの、引張強度Ｔ₁を有するシースフィラメント１２ａが互いに隣接していると、スチールコード１０の端末においてシースフィラメント１２ａの跳ね上がりが生じ易くなり、端末バラケが生じ易くなる。

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とシースフィラメント１２の素線径Ｄｓは、Ｄｃ＞Ｄｓ、Ｄｓ／Ｄｃ≧０．８の関係を満足すると良い。このようにコアフィラメント１１を太くすることにより、ゴム浸透性を更に改善することができる。また、コアフィラメント１１を太くした場合、スチールコード１０が座屈し難くなる。これにより、空気入りラジアルタイヤの耐久性を更に改善向上することができる。ここで、Ｄｓ／Ｄｃ＜０．８であると、シースフィラメント１２が適正な位置に配置されないため耐久性の改善効果が低下する。フィラメント１１，１２の素線径Ｄｃ，Ｄｓは、特に限定されるものではないが、ベルト層６の補強コードとして好適な補強効果を得るために、０．２０ｍｍ〜０．４０ｍｍの範囲から適宜選択することができる。フィラメント１１，１２の素線径Ｄｃ，Ｄｓが太過ぎると、耐疲労性が悪化することになる。

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、ベルト層の補強コードだけを異ならせた従来例、比較例１〜３及び実施例１〜５のタイヤを製作した。

即ち、従来例、比較例１〜３及び実施例１〜５において、ベルト層の補強コードとして、１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６本のシースフィラメントとからなる１＋６構造を有するスチールコードを使用した。従来例１ではスチールコードを標準フィラメントで構成する一方で、比較例１〜２及び実施例１〜５では標準フィラメントの少なくとも一部を高強力フィラメントに置き換え、比較例３では標準フィラメントの少なくとも一部を低強力フィラメントに置き換えた。コード打ち込み密度、各フィラメントの素線径Ｄｃ，Ｄｓ、素線径の比Ｄｓ／Ｄｃ、高強力フィラメントの本数、高強力フィラメントの比率（ｎ／Ｎ）、各フィラメントの引張強度、高強力フィラメントの配置［図３（ａ）〜（ｅ）］は、表１のように設定した。図３（ａ）〜（ｅ）において、斜線付きのフィラメントが高強力フィラメントである。但し、比較例３では、図３（ｂ）において高強力フィラメントの位置に低強力フィラメントを配置した。

これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、ゴム浸透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。

ゴム浸透性：
各試験タイヤにおいてカーカス層側から数えて３番目のベルト層からスチールコードを取り出し、カッターナイフでスチールコードの外側のゴムを除去した後、シースフィラメントを１本除去し、コード内のゴム浸透率を目視にて測定した。タイヤ周上の８箇所にて同様の測定を実施し、８本のスチールコードのゴム浸透率の平均値を求め、これをゴム浸透率とした。

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。なお、故障形態はいずれもベルトエッジセパレーションであった。

表１から明らかなように、実施例１〜５のタイヤは、従来例との対比において、ベルト層を構成するスチールコードの内部へのゴム浸透性が改善された結果、耐久性を改善することができた。特に、実施例３では、コアフィラメントの増径により素線径の比Ｄｓ／Ｄｃが適正化されているため、ゴム浸透性が改善され、耐久性の改善効果が顕著であった。一方、実施例４では、素線径の比Ｄｓ／Ｄｃが小さいため、耐久性の改善効果が低下する傾向が見られた。実施例５では、最外層に配置された高強力フィラメントの引張強度が高いためスチールコードの生産性が低下する傾向が見られた。

これに対して、比較例１のタイヤは、最外層に４本の高強力フィラメントを配置した結果、スチールコードの端末バラケが生じ易くなっており、タイヤ耐久性の改善効果が損なわれていた。比較例２のタイヤは、コアフィラメントを高強力フィラメントとしたため、ゴム浸透性の改善効果が得られなかった。比較例３のタイヤは、最外層に低強力フィラメントを配置したため、低強力フィラメントの浮きが発生し、タイヤ耐久性の改善効果が得られなかった。

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補強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、１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Ｎ本（Ｎ＝５〜６）のシースフィラメントとからなる１＋Ｎ構造を有し、ｎ本（１≦ｎ≦０．５×Ｎ）のシースフィラメントの引張強度Ｔ₁（ＭＰａ）がその素線径Ｄｓ（ｍｍ）に対してＴ₁≧３９００−２０００Ｄｓの関係を満たし、その他のシースフィラメントの引張強度Ｔ₂（ＭＰａ）がその素線径Ｄｓ（ｍｍ）に対してＴ₂≦３８００−２０００Ｄｓの関係を満たす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と前記シースフィラメントの素線径Ｄｓが、Ｄｃ＞Ｄｓ、Ｄｓ／Ｄｃ≧０．８の関係を満足す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. 前記引張強度Ｔ₁が４２００ＭＰａ以下であ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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