JP3170096B2 - 空気入りラジアルタイヤのベルトに用いられるスチールコード及びそれを用いたタイヤ - Google Patents

空気入りラジアルタイヤのベルトに用いられるスチールコード及びそれを用いたタイヤ

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    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/06Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
    • D07B1/0606Reinforcing cords for rubber or plastic articles
    • D07B1/062Reinforcing cords for rubber or plastic articles the reinforcing cords being characterised by the strand configuration

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は耐カットセパレーション
性や、耐ベルトエッジセパレーション性が優れた、重荷
重、悪路走行においても耐久性の大きいベルト層を構成
するスチールコード及びこれをベルト層に用いた空気入
りラジアルタイヤに関する。
【0002】x/λ≧1.5となるコードを用いたベル
ト層においては、一般的な走行によってベルト端に生じ
るゴム破壊(亀裂)が周方向につながり難いが、ベルト
層に到達するようなカット損傷を受けると、その部分か
ら水が進入し、コード内を伝わって接着剥離を起こし、
遂にはセパレーションを起こし、走行不可能なタイヤと
なる(カットセパレーション)。
【0003】2+nや1×5などのゴムペネトレーショ
ンコードでは、隣りあったコード同士の裁断部のメッキ
されていない部分(一般的にここが亀裂の起点となる)
の距離xが近く、亀裂が周方向につながり易い。一般走
行によって、亀裂が周方向につながると、ベルトエッジ
セパレーション(BES)を起こし、タイヤ故障の致命
的な要因となる。タイヤのベルトの耐久性を考えた場
合、このカットセパレーションとベルトエッジセパレー
ションの両方が起こることにより、コード打込み方向、
ベルトエッジ方向の腐食が進みベルト剥離がおきてしま
う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、重荷
重、悪路走行においても、耐カットセパレーション性や
耐ベルトエッジセパレーション性に優れたベルト層を構
成するスチールコード及びこれをベルト層に用いた空気
入りラジアルタイヤを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は空気入りラジ
アルタイヤのベルトに用いられるスチールコードの相隣
りあうスチールコードの近接した端部間の距離が近いと
裁断部のメッキされていない部分が亀裂の起点となり易
いことに基き、亀裂が周方向につながり易いことに着目
し、隣接スチールコード間の垂直距離を変えることな
く、この端部間の距離を大きくすることによりカットセ
パレーションやベルトエッジセパレーションを防ぐこと
ができることを見い出し本発明を完成した。
【0006】すなわち本発明は次の通りである。 (1) 空気入りラジアルタイヤのベルト端のコード形
状が下記の条件,,を満たし、 h:隣りあったコード・コード間の垂直距離 λ:隣りあったコード・コード間のタイヤ周方向距離 x:隣りあったコード・コード間同士の裁断部(先端
部)のコードAの周方向に対し鋭角側のフィラメント先
端部aと、a側の隣り コードBの周方向に対し鈍角側のフィラメント先端部b
との距離 θ:周方向とコード中心線がなす角度とした時(各定義
について図1参照) 5(°)≦θ≦85(°) 0.2(mm)≦h≦3.0(mm) x/λ≧1.5(但しλ=h/sinθ) かつ、該ベルトを構成するスチールコードの最外層フィ
ラメント・フィラメント間距離の平均値をav.dn
Σdn/nとすると(最外層フィラメント数n、図2参
照)、下記を満足するスチールコード。 av.dn≧0.02(mm)
【0007】(2) コアフィラメント2本、シースフ
ィラメントn本(n:6〜8本の何れか)及びスパイラ
ルフィラメント1本を有する、所謂2+n+1(n=6
〜8)構造をとるスチールコード(但し最外層フィラメ
ントはnの層とする)を前項(1)を満足するようにベ
ルト層に用いた空気入りラジアルタイヤ。
【0008】(3) コアフィラメント1本、内層シー
スフィラメントp本(pは5本又は6本)、外層シース
フィラメントm本(mは9〜11本の何れか)、及びス
パイラルフィラメント1本を有する、所謂1+p+m+
1(p=5〜6,m=9〜11)構造をとるスチールコ
ード(但し最外層フィラメントはmの層とする)を前項
(1)を満足するようにベルト層に用いた空気入りラジ
アルタイヤ。
【0009】θは周方向とコード中心線がなす角度
(°)である。θが5°より小さいと、ベルトの剛性が
高くなり、タイヤにタガがはまったような形に近づくた
め、加硫時の拡張ができない。またタイヤ転動時の層間
剪断歪が大きくなる。
【0010】θが85°より大きくなると、逆にベルト
の剛性が低くなり、ベルトとしてのタガの効果がなくな
る。従って5(°)≦θ≦85(℃)である必要があ
る。
【0011】hは隣り合ったコードとコード間の垂直距
離である。hが0.2mmより小さいと、コードとコード
との間隔が近くなり過ぎ、コード端の形状を変えても亀
裂がつながってしまい、亀裂がつながらなくする効果が
なくなる。
【0012】hが3.0mmより大きいと、コードとコー
ド間の間隔が広くなり過ぎやはりベルトとしての剛性を
保てない。
【0013】xは図1において、隣り合ったコードとコ
ード同士の裁断部(先端部)のコードAの周方向に対し
鋭角側のフィラメント先端部aと、コードBの周方向に
対し鈍角側のフィラメント先端部bとの距離である。λ
は隣り合ったコードとコードの周方向の距離である。x
/λが1.5より小さくなると、隣り合ったコード同士
の裁断部のメッキされていない部分(一般的にここが亀
裂の起点となる)の距離xが小さくなり、亀裂が周方向
につながり易くなる。
【0014】亀裂が周方向につながると、ベルト端部に
ベルト層に到達するようなカットを受けた時、水分が侵
入し、この亀裂の通路(パス)を通って、周方向に水分
が拡散し、促進剤となって、セパレーションが進む。
【0015】またx/λが1.5未満であっても、pを
大きくすれば、xも大きくできるわけであるが、そうす
るとベルトのタガとしての効果が薄れ、径成長を起し、
偏摩耗、操縦安定性不良などの問題が起きる。
【0016】av.dnは、ベルトを構成するスチール
コードの最外層フィラメントとフィラメントの距離dn
の平均値(Σdn/n)である。最外層がスパイラルフ
ィラメント1本となっている時は、これを除いた最外層
とする。図2において、av.dn=(d1+d2+……
+dn)/nである。av.dnが0.02mmより小さい
と、加硫時、最外層フィラメントの間からゴムが侵入で
きず、ゴムペネトレーションコードとならない。する
と、ベルト層に到達するようなカット損傷を受けた時、
その部分から水分が侵入し、カットセパレーションを起
こす。
【0017】x/λが1.5以上であれば、隣り合った
コード同士の裁断によって、メッキされていない部分間
の距離が大きくなり、一般走行による亀裂が周方向につ
ながり難い。従って耐ベルトエッジセパレーション性
(耐BES性)が向上する。その結果、ベルト端部にベ
ルト層に到達するようなカットを受けた時、水分が周方
向に拡散しない。
【0018】またav.dn≧0.02(mm)によっ
て、ゴムペネトレーションコードとなるので、コード内
にも水分が浸透しないので、耐カットセパレーション性
も向上する。
【0019】x/λを1.5以上としているので、λは
小さくできるので、ベルトとしてのタガ効果を保持で
き、走行による径成長、偏摩耗等を抑えることができ
る。よってかかるタイヤの耐久性は飛躍的に向上する。
ベルト端のコード形状を本願の範囲にするためには、特
に手段は限定しないが、一般的には各撚り構造における
線径、ピッチ、型付率を最適化すればよい。
【0020】2+n+1構造(n=6〜8)のコードを
空気入りタイヤのベルト層に用いる場合を考えてみる。
5(°)≦θ≦85(°)であって、x/λ≧1.5か
つ、av.dn≧0.02(mm)となるにはフィラメン
ト径dが0.15≦d≦0.48(mm)であり、コアと
シースが同方向に撚られ、シースのピッチPSとコアの
ピッチPCとの比PS/PCが1.8≦PS/PC≦2.2
であり、かつ、コアとシースの型付率(下記RC,RS
が40〜90%程度であることが望ましい。
【0021】(コア型付率RC) dC:コアフィラメント径 AC:コア型付量 (図5参照)とすると RC:AC/2dC×100=60〜90(%) (シース型付率RS) dS:シースフィラメント径 AS:シース型付量 (図6参照) RS:AS/2(dC+dS)×100=40〜90(%)
【0022】1+p+m構造(p=5,6,m=9〜1
1)のコードを空気入りタイヤのベルト層に用いる場合
を考えてみる。5(°)≦θ≦85(°)であって、x
/λ≧1.5かつ、av.dn≧0.02(mm)となる
には、フィラメント径dが0.15(mm)≦d≦0.4
8(mm)であり、コアフィラメントが波型に型付けさ
れ、その波型型付けの振幅Hは1.2d≦H≦2.0d
であり、かつ波型型付けの波長Lは5d≦L≦30dで
あることが望ましく、またインナーシースの撚ピッチP
2に対する、アウターシースの撚ピッチP3の比P3/P2
は1.4〜2.5であり、かつインナーシースとアウタ
ーシースの型付率(下記RI,RO)が40〜90%程度
であることが望ましい。
【0023】(コア波型型付け) H,Lの定義:図7
参照 (インナーシース型付率RI) 図8参照 dC:コアフィラメント径 dI:インナーシースフィラメント径 AI:インナーシース型付量 RI:AI/(dC+2dI)×100(%) (アウターシース型付率RO) 図9参照 dO:アウターシースフィラメント径 AO:アウターシース型付量 RO=AO/{dC+2(dI+dO)}×100(%)
【0024】これらのスチールコードの内、ゴムペネト
レーションの効率、時間当りの生産性、強度同等とした
時の重量を考えると2+7+1構造が最も適している。
【0025】
【実施例】以下に実施例によって、本発明を更に具体的
に説明するが、本発明はこの実施例によって何等限定さ
れるものではない。 実施例1,2として2+7+1構造のスチールコード 実施例3,4として2+8+1構造のスチールコード 実施例5として1CR+6+11+1構造のスチールコー
ドをとった。実施例5のコアフィラメントはクリンプト
(波形)型付けを行った。 H:クリンプト型付け振幅量=0.37mm L:クリンプト型付け波長=2.5mm 比較例2として2+7+1構造で、x/λ=1.2<
1.5のスチールコード 比較例1として3+9+15+1構造でav.dn
0.01(mm)<0.02(mm)のスチールコードをと
った。
【0026】これらのコードをベルト層に用いて、重荷
重用空気入りラジアルタイヤを試作し、実地テストに
て、その結果を調べた。評価法はタイヤサイズ1000
R20とし、悪路実地走行7万Kmを行って、次の耐BE
S性と耐カットセパレーション性を調べた。
【0027】(1)耐BES性 7万Km悪路走行後の第3ベルト層端部の亀裂のつながり
率を測定した。 耐BES性(亀裂つながり率)=(コート゛・コート゛間の亀裂の
つながっている数)/(コート゛・コート゛間全数) (%) この値が小さい程良好である。(図3参照)
【0028】(2)耐カットセパレーション性 7万Km悪路実地走行後、第3ベルト層の到達カット部の
サビ長さ(図4参照)の平均を取った。この値が小さい
程良好である。
【0029】この結果を〔表1〕に示す。
【表1】
【0030】
【発明の効果】実施例、比較例より明らかな如く、本発
明において特に重要な要件であるx/λ、av.dn
本発明の範囲内にある実施例では何れも耐BES性、耐
カットセパレーション性ともに低い値を示している。こ
れに対しx/λが小さい比較例では、av.dnが大き
いので耐カットセパレーション性は良好であるが、耐B
ES性が大幅に悪化している。又av.dnが小さい従
来例では耐BES性と共に、耐カットセパレーション性
も大幅に悪化している。これによって、本発明のスチー
ルコードを使用した空気入りラジアルタイヤは耐久性が
飛躍的に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】空気入りラジアルタイヤのベルト層の隣りあっ
たスチールコード間の各種の距離関係の説明図。
【図2】2+n構造のスチールコード断面を例にとった
最外層フィラメント・フィラメント間距離とその平均値
の説明図。
【図3】耐BES性試験のベルト端の亀裂のつながりの
有無の説明図。
【図4】耐カットセパレーション試験のカット部のサビ
長さの説明図。
【図5】2+n+1構造のコードのコア型付率RCの定
義における2dCとコア型付量ACの定義の説明図。
【図6】2+n+1構造のコードのシース型付率RS
定義における(コア+シース)径2(dC+dS)とシー
ス型付量ASの定義の説明図。
【図7】1+p+m構造のコアの波形型付けの振幅Hと
波長Lの定義の説明図。
【図8】1+p+m構造のコードのインナーシース型付
率RIの定義におけるインナーシース径(dC+2dI
とインナーシース型付量AIの定義の説明図。
【図9】1+p+m構造のコードのアウターシース型付
率ROの定義におけるアウターシース径dC+2(dI
O)とアウターシース型付量AOの定義の説明図。
【符号の説明】
h 隣りあったコード・コード間垂直距離 λ 隣りあったコード・コード間の周方向距離 x コードAの鋭角側のフィラメント先端部aとコード
Bの鈍角側のフィラメント先端部bとの距離 θ 周方向とコード中心線のなす角度 av.dn スチールコードの最外層フィラメント−フ
ィラメント間距離の平均値 p 内層シースフィラメント本数 m 外層シースフィラメント本数 dC コア線径 dS シース線径 AC コア型付量 AS シース型付量 H 波形型付コアの振幅 L 波形型付コアの波長 dI インナーシース線径 dO アウターシース線径 AI インナーシース型付量 AO アウターシース型付量

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気入りラジアルタイヤのベルト端のコ
    ード形状が下記の条件,,を満たし、 h:隣りあったコード・コード間の垂直距離 λ:隣りあったコード・コード間のタイヤ周方向距離 x:隣りあったコード・コード間同士の裁断部(先端
    部)のコードAの周方向に対し鋭角側のフィラメント先
    端部aと、a側の隣り コードBの周方向に対し鈍角側のフィラメント先端部b
    との距離 θ:周方向とコード中心線がなす角度とした時(各定義
    について図1参照) 5(°)≦θ≦85(°) 0.2(mm)≦h≦3.0(mm) x/λ≧1.5(但しλ=h/sinθ) かつ、該ベルトを構成するスチールコードの最外層フィ
    ラメント・フィラメント間距離の平均値をav.dn
    Σdn/nとすると(最外層フィラメント数n、図2参
    照)、下記を満足するスチールコード。 av.dn≧0.02(mm)
  2. 【請求項2】 コアフィラメント2本、シースフィラメ
    ントn本(n:6〜8本の何れか)及びスパイラルフィ
    ラメント1本を有する、所謂2+n+1(n=6〜8)
    構造をとるスチールコード(但し最外層フィラメントは
    nの層とする)を請求項1を満足するようにベルト層に
    用いた空気入りラジアルタイヤ。
  3. 【請求項3】 コアフィラメント1本、内層シースフィ
    ラメントp本(pは5本又は6本)、外層シースフィラ
    メントm本(mは9〜11本の何れか)、及びスパイラ
    ルフィラメント1本を有する、所謂1+p+m+1
    (p:5〜6,m=9〜11)構造をとるスチールコー
    ド(但し最外層フィラメントはmの層とする)を請求項
    1を満足するようにベルト層に用いた空気入りラジアル
    タイヤ。
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