JP2642989B2 - タイヤ用のスチールプライ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、外接楕円に実質的に内接する複数本の鋼条
を配したスチールコードの並列体を用いることを基本と
して、ゲージ厚さを減じ軽量化を計るとともに、スチー
ルコード内へのゴムの侵入が容易となり、耐久性、乗心
地、操縦安定性を向上しうるタイヤとして採用しうるタ
イヤ用のスチールプライに関する。

〔従来の技術〕

近年、乗用車用、ライトトラック用、バン用タイヤな
どを初めとして、各種車両のタイヤには、強度に優れる
スチールコードを並列したスチールプライが、カーカス
プライ、ベルトプライ、ベルトをホールドするホールド
層、ビード補強層などに多用されている。

しかしながら、従来のスチールコードには、例えば１
×５構造、第17図に示す３＋９構造、１×12構造のもの
などがあるが、いずれも、各スチールコードを形成する
鋼条Ａは、真円である外接円Ｂの内面に内接して配置さ
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、第17図に示すごとく、このようなスチ
ールコードＣを並列した並列体にゴム引きしたスチール
プライＥは、該スチールコードＣの外接円Ｂが真円であ
ることにより、その厚さTaは、前記外接円Ｂの直径より
も大となる。

さらに、スチールプライＥでは、所望の強度をうるべ
く、一般にスチールコードＣ間に、間隙Ｇが設けられる
が、この結果、プライＥの面内方向には、コードＣと間
隙Ｇの交互配列による剛性の段差が大きくなる。しかも
外接円Ｂが真円である以上、各スチールコードＣは、ス
チールプライＥの面内剛さ、それと直角な面外剛さに対
して等しい機能しか発揮しえない。

しかも、従来の各スチールコードでは、最外層の鋼条
Ａ、Ａが互いに密接し、ゴム引きに際して、ゴムが内部
に侵入することが困難となり、その結果生じる空隙に水
分、空気が浸透しやすく、又鋼条Ａ、Ａが直接接触する
こととなる。その結果、空間に錆が発生し、又はタイヤ
の使用に伴う鋼条Ａの摩損によってスチールコードＣの
強度を使用とともに低下させる。又前記した錆の発生
は、スチールコードに沿って、例えばベルトの端部まで
成長し、その結果、ベルト縁のルーズが発生し、耐久性
を阻害するという問題がある。

本発明は、鋼条を楕円に配することを基本として、ス
チールプライのゲージ厚さを低減でき、軽量化しうると
ともに、ゴムの内部への侵入を容易とし、錆の発生、摩
損等を防止でき、タイヤの耐久性をも高めうるタイヤ用
のスチールプライの提供を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、長径d2の短径d1に対する長径比d2/d1が1.1
以上かつ2.2以下の楕円を外接楕円として、該外接楕円
の内側かつこの外接楕円に実質的に内接する複数本の鋼
条を少なくとも一対の隣り合う鋼条間に間隙を有して配
してなり、しかも前記外接楕円の長軸方向最外部に位置
する少なくとも一本の鋼条は隣り合う鋼条に接するスチ
ールコードが、前記長径方向に並列されるとともに、こ
の並列体にゴム引きしてなるタイヤ用のスチールプライ
である。

〔作用〕

複数本の鋼条が、長径比d2/d1が1.1以上かつ2.2以下
の楕円からなる外接楕円の内側に該外接楕円に実質的に
内接して配されている。

これにより、外接円を真円としかつ同数の鋼条を用い
る場合に比べて、短径d1に相当して高さを減じる。なお
長径比d2/d1が1.1よりも小であるときには、この効果に
劣り、かつ2.2よりも大であるときには、外接楕円が過
度に偏平化し、撚り合わせなど製造を困難とする他、コ
ードの保形性を低下させ、かつ長径d2が過大となり、所
望のスチールコードの並列本数がえられない場合が生じ
る。

又少なくとも隣り合う一対の鋼条間に間隙を設ける。
これにより、ゴム引きに際してゴムが内部に容易に侵入
し、内部空気を除去することにより、錆の発生を防ぐと
ともに、鋼条間の使用に伴う摩損をなくし、耐久性を高
める。又このようなスチールコードを長径方向に並列し
た並列体にゴム引きすることにより、外接円が真円のス
チールコードを用いるスチールプライに比してゲージ厚
さを低減すると同時に、スチールプライの巾方向、即ち
内面方向の剛さを向上し、面内剛さを面外剛さに比して
増加させる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１〜３図において、タイヤ１には、トレッド部２か
らサイドウオール部３、３をへてビード部４のビードコ
ア５で折返すカーカス６と、トレッド部２の内方かつカ
ーカス６の半径方向外側に配したベルト層７と、端部を
折返したホールド層８と、ビード部４に設けるビード補
強層９とを具えており、前記カーカス６、ベルト層７、
ホールド層８、ビード補強層９などに、本発明のスチー
ルプライ10が採用されうる。なおホールド層８を、ベル
ト層７の下部に位置させるとともに、ベルト層７の端部
を囲んで上に折返すこともできる。

スチールプライ10のスチールコード11には、長径d2の
短径d1に対する長径比d2/d1が1.1以上かつ2.2以下の外
接楕円12に実質的に内接する複数本、本例では６本の鋼
条13A、13B、13C、13D、13E、13F（総称するとき鋼条13
という）が配設される。

前記長径比d2/d1が1.1よりも小であるときには、外接
楕円12が真円に近づき、従来のスチールコードと大差が
なく、かつ偏平化による効果を奏しえない。又2.2より
も大であるときには、スチールコードが過度に偏平化す
る。その結果、鋼条13の撚り合わせが困難となる他、長
径d2が大となることによって、スチールコード11を長径
d2の方向に並列するエンズ数を減じさせる。従って、長
径比d2/d1を前記範囲に設定している。

又鋼条13は、本例では、単線であるスチール素線を用
いており、又その直径は、0.1〜0.5mm程度であって、断
面円形の他、該鋼条13自体も、断面楕円等、真円以外の
ものを用いうる。

又鋼条13…は、互いに撚り合わされ、又撚り合わせに
際して、前記外接楕円12を維持し保形性、安定性を高め
るべく、鋼条13…を、型付けしつつ撚り合わせるのがよ
い。

又保形性、安定性を高めるべく、撚り合わされる鋼条
13…において、長径d2の方向、即ち長軸方向最外部に位
置する少なくとも１本の鋼条13Aと、該鋼条13Aに隣り合
う最も近い鋼条13Bとを当接する当接位置S1を具える。
なお鋼条13Aに加えて長軸方向の他の最外部に位置する
鋼条13Dも本例では、該鋼条13Dに最も近い鋼条13Eに当
接する当接位置S2を有して撚り合わせる。又前記鋼条13
A、13B又は鋼条13D、13Eが当接する当接範囲は、前記鋼
条13A、13Dが長軸Ｘ上にある当接位置S1、S2の他、該位
置S1を中心として、鋼条13の前記撚り合わせピッチＬ
（図示せず）の約0.04倍、好ましくは約0.08倍の長さ
を、長さ方向前後に隔てる範囲内とするのがよい。

６本の鋼条24…を用いる本実施例においては、前後に
約0.04倍の範囲内とすることによって、撚りピッチＬの
約0.5倍の長さにおいて、いずれかの鋼条13が、その長
軸Ｘ近傍において隣り合う鋼条と当接する。又前後約0.
08倍の長さを当接範囲とすることにより、撚りピッチＬ
において、常にいずれかの隣り合う鋼条13、13が全長さ
において当接している。

又第３図に示すように、２ケ所の当接位置S1、S2が存
在するときには、さらに当接範囲を増し、保形性を向上
する。

このように、前記外接楕円12に内接する鋼条13…がｎ
本であるときには、前記長軸Ｘ上に鋼条13の中心が存在
する当接位置Ｓを中心として、前後に、好ましくは撚り
ピッチＬのL/4nを隔てる範囲内とすることにより、撚り
ピッチＬの1/2長さで、又L/2nとすることによって撚り
ピッチＬのほぼ全長さにおいて、少なくとも１つの当接
箇所が存在する。従って、保形性の観点から、前記前後
の範囲をL/4n以上、好ましくはL/2nとするのがよい。

又各隣り合う鋼条13…間の少なくとも１つ、本例にお
いては、鋼条13B、13C間、鋼条24C、24D間、鋼条24E、2
4F間及び鋼条13F、13A間に間隙ｇを形成している。この
間隙ｇを具えることによってゴム付けに際して、ゴム14
が、その中心まで侵入し、内部の空気溜まりをなくし、
鋼条13をゴム14により被覆するのが容易となる。

さらに、当接範囲が前記長軸Ｘ上の当接位置Ｓを中心
として生じるべく、各鋼条13は、各撚り合わせピッチＬ
の長さ方向に隣り合う鋼条13が近離することにより、前
記間隙ｇは長さ方向に変化し、このことにより、前記ゴ
ム14の流入をさらに容易としかつ空気溜まりを減じる。
なお間隙ｇとして、0.03mm以上かつ2mm以下とする。

さらに撚り合わせに伴うコードの保形性、安定性を高
めるべく、第４図に略示するように、芯材15を用いう
る。

芯材15は、スチールの他、真鍮などの不錆金属、硬質
ゴム、合成樹脂などを利用でき、又その外周面は、前記
外接楕円12に内接して転動する鋼条13の軌跡に近似する
形状を有する。

さらに、各鋼条24と接する部分における空気溜まりを
防ぐべく、芯材15には、その外周面に、例えば長手方向
にのびる条溝などの空気抜き16を設けるのもよい。

このようなスチールコード11は、長径d2方向に並列さ
れるとともに、この並列体にゴム引きすることによっ
て、スチールプライ10が形成され、又このように、スチ
ールコード11は、短径d1が厚さ方向に揃うことにより、
スチールプライ10の厚さＴが、内接円から真円である従
来のスチールコードを用いる場合に比べて、低減しうる
のである。

第３図に示すスチールコード11は、長径比d2/d1が1.4
1の外接楕円12を具え、又その鋼条13の直径daは、第５
図に示す、直径ｄが d1×d2であって、前記外接楕円12と等しい面積を有す
る真円の外接円17において密に内接する６本の鋼条18…
の直径da4と同一に設定している。

又第３図における短径d1と、第５図の直径ｄとの比d1
/dは比d/d2と等しく、このように、外接円が真円である
場合に比して、同一直径daの鋼条13を用いたときにも、
前記比d1/d（本例では約1/1.2）にスチールコード11は
高さを低減でき、スチールプライ10の厚さＴを減じう
る。

又第６図は長径比d2/d1が1.72である外接楕円12を用
いる場合を示し、又該外接楕円12には、第７図に示す、
この外接楕円12と同一面積の外接円17に密に配される鋼
条18と同一直径daの鋼条13を配した場合を例示し、同様
に約1/1.3倍に高さを減じる。

第３図と同様に、鋼条13A、13B、鋼条13D、13Eが接す
るとともに、鋼条13Bと鋼条13Cとの間などには前記間隙
ｇを隔てる。

第８、９図は、５本の鋼条13A〜13Eを用いる場合を示
している。第８図は、長径比d2/d1が1.41の外接楕円12
を有し、又その鋼条13の直径daは、第10図に示す、前記
外接楕円12と同一面積の外接円17に密に内接する５個の
鋼条18の直径daと等しく設定している。なお第８図のス
チールコード11において、鋼条13D、13E間に間隙ｇが保
持され、同様に強さを減じることなくその高さを減少で
きる。

他方、第９図は前記鋼条13の直径daに比して、1.05倍
の比率で小さい直径dbの鋼条13を用いた場合を示し、こ
の小径化により、引張り強さは、約1/1.1となるのに比
して、高さを前記のごとく、約1/1.2に減じることがで
き、かつ鋼条13…間に大きい間隙ｇを保持できる。

第11図は長径比d2/d1が約1.72の外接楕円12に８本の
鋼条13…を配した場合であり、又偏平な芯材15を用いて
いる。この鋼条13の直径daとして、第12図に示す、同面
積の外接円17に密に内接する８本の鋼条18の直径daと等
しく設定している。

さらに鋼条13は、単線からなるスチール素線の他、第
８図に一点鎖線で示すように、スチール素線を撚り合わ
せたストランド20を用いることもでき、又このとき、ス
トランド20の外接円をも楕円とすることもできる。

さらに第13図は３本の鋼条13を外接楕円12内に配した
場合を示し、又同面積の真円の外接円内に同径、同数の
鋼条18を配した場合を第14図に示している。なお鋼条1
3、18として４本のフィラメントを用いたストランドを
採用している。

又スチールコード11は、第15図に示すように、６＋９
などの複層撚りとすることもできる。

さらに前記撚りピッチＬは、前記短径d1に対する比で
あるピッチ比L/d1を６以上かつ20以下としている。前記
比L/d1が６よりも小であるとき、単位長さ当たりの撚り
回数が過度に増し、強力を低下させる。又20を越えると
きには、撚り合わせがルーズとなり、保形性に劣る。

なお単線からなるスチール素線を用いるときであっ
て、その直径が0.22〜0.45mm程度であるとき、前記撚り
ピッチＬは５〜20mm程度に設定するのがよい。

さらに切断時の伸びは３％以上かつ10％以下程度とす
る。スチールを用いるとき、３％よりも小とすることが
一般に困難であり、又10％をこえるときには、縦剛性に
劣り、タイヤの補強機能に劣る。

又スチールプライ10において、スチールコード11は、
前記したごとく、その長径d2の方向に並列され、この並
列体が、前記ゴム14に埋設されている。従って外接円が
真円であるものに比して、直径d2の方向即ち面内方向に
おける曲げ剛性を高める反面、それに直角な面外方向に
対する曲げ剛さを低減できる。

従って、前記ベルト層７、ホールド層８に使用するこ
とによって、タイヤの操縦安定性を高めるとともに、タ
イヤの乗心地性をも向上する。

又カーカス６として用いたときにも、縦剛さを減じる
ことによって、乗心地をさらに向上でき、かつ面内剛さ
の増加によりトラクション性を高める。なおいずれの場
合にも、ゲージ厚さを低減でき、軽量化に役立つ。

なお前記ホールド層８として用いるとき、第16図に示
すように、スチールコード11がＺ撚りであるときには、
同図に矢印Ｒで示すように、右捩りによって鋼条13は弛
緩する。従って、ホールド層８の形成に際しては、３点
鎖線で示すごとく、スチールコードが右捩れとなるよう
に折返すのがよい。なおＳ撚りのときには左捩りに折返
す。

これによって、ホールド層８の折曲げ部分8Aのスチー
ルコードの長径d2の方向が、プライ10の長手方向に平行
に近づき、折曲げを容易とするとともに、逆の折曲げに
よるコードの過度の捩りを減じ、耐久性を高めうる。

〔具体例〕

第１表〜第３表に示すスチールコードを用いて、同表
に示すスチールプライ及びそれを用いたタイ ヤを試作した。

各表において、スチールプライのゴム浸入度はコード
の長手方向でのゴムの浸入割合を示す。

プライ厚さの比（T/Ta）は、同種の真円のコードを用
いた場合のプライ厚さ（Ta）に対する各例のプライ厚さ
（Ｔ）を表す。

タイヤについての数値は、サイズに応じた車両に各例
のタイヤを装着し、走行させたもの、又は室内台上試験
機で走行させたものである。操縦安定性、乗心地は、テ
ストコースを走行させた時のドライバーの官能評価で、
５点法により、数値の大きい方が良好な結果であること
を表す。転動抵抗は、室内台上試験機による測定で数値
の小さい方が、低燃費であることを表す。又、耐久性
は、実車または室内台上試験機で所定の条件によって走
行させた後、解体調査により異常が発生していないもの
をOKと記入し、異常が見られるものについては、その内
容を記入した。

〔発明の効果〕

複数本の鋼条が、長径比d2/d1が1.1以上かつ2.2以下
の楕円からなる外接楕円の内側に該外接楕円に実質的に
内接して配されることにより、外接円を真円としかつ同
数の鋼条を用いる場合に比べて、矩径d1に相当して高さ
を減じる。又少なくとも隣り合う一対の鋼条間に間隙を
設けることによって、ゴム引きに際してゴムが内部に容
易に侵入し、内部空気を除去することにより、錆の発生
を防ぐとともに、鋼条間の使用に伴う摩損をなくし、耐
久性を高める。又スチールコードは長径方向に並列され
ているため、ゲージ厚さを低減すると同時に、スチール
コード間の真隙を減じ、スチールプライの巾方向、即ち
面内方向の剛さを向上でき、又面内剛さを面外剛さに比
して増加させ、これにより、タイヤの諸性能を改善しう
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のタイヤを例示する断面図、第２図はそ
のスチールプライを例示する断面図、第３、４図はスチ
ールコードを例示する断面図、第５図は外接円が真円の
スチールコードを例示する断面図、第６図はさらに他の
スチールコードを例示する断面図、第７図は外接円が真
円のスチールコードを例示する断面図、第８、９図はさ
らに他のスチールコードを例示する断面図、第10図は外
接円が真円のスチールコードを例示する断面図、第11図
はさらに他のスチールコードを例示する断面図、第12図
は外接円が真円のスチールコードを例示する断面図、第
13図はさらに他のスチールコードを例示する断面図、第
14図は外接円が真円のスチールコードを例示する断面
図、第15図は他のスチールコードを例示する断面図、第
16図はホールド層として用いるスチールプライを例示す
る斜視図、第17、18図は従来のスチールプライを例示す
る断面図である。 10……スチールプライ、11……スチールコード、 12……外接楕円、13……鋼条、14……ゴム、 d1……短径、d2……長径、 d2/d1……長径比、ｇ……間隙。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−157391（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−143297（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−108397（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長径d2の短径d1に対する長径比d2/d1が1.1
   以上かつ2.2以下の楕円を外接楕円として、該外接楕円
   の内側かつこの外接楕円に実質的に内接する複数本（ｎ
   本）の鋼条の撚り合わせからなるスチールコードを前記
   長径方向に並列し、かつゴム引きしたスチールプライを
   含んだタイヤ用のスチールプライであって、 前記スチールコードは、少なくとも一対の隣り合う鋼条
   間に間隙を有し、しかも前記外接楕円の長軸方向最外部
   に位置する最外の鋼条は、この最外の鋼条と隣り合う一
   方側の鋼条と接点Ｓで接するとともに、この２本の鋼条
   間の接触は、前記撚り合わせのピッチ長さＬの1/4n倍以
   上かつ1/2n倍以下の距離を前記接点Ｓの位置から、コー
   ド長さ方向の前後に隔たる範囲で行われることを特徴と
   するタイヤ用のスチールプライ。
2. 【請求項２】前記スチールコードは、前記外接楕円と略
   相似状の断面形状をなす芯材を有し、前記複数本の鋼条
   は、この芯材の外周面に実質的に外接して配されるとと
   もに、該外周面には、コード長さ方向にのびる空気抜き
   用の複数の条溝を形成したことを特徴とする請求項１記
   載のタイヤ用のスチールプライ。
3. 【請求項３】前記芯材は、硬質ゴム又は合成樹脂からな
   ることを特徴とする請求項２記載のタイヤ用のスチール
   プライ。