JP3204579B2 - スチールコードおよび空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

スチールコードおよび空気入りラジアルタイヤ

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JP3204579B2 JP28027093A JP28027093A JP3204579B2 JP 3204579 B2 JP3204579 B2 JP 3204579B2 JP 28027093 A JP28027093 A JP 28027093A JP 28027093 A JP28027093 A JP 28027093A JP 3204579 B2 JP3204579 B2 JP 3204579B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスチールコード、詳しく
は、タイヤ補強用としたときの、異常大曲げ入力時の破
断寿命が改善され、かつ当該タイヤの耐サイドカット性
を改善し得るスチールコードおよびそれをプライコード
として用いた空気入りラジアルタイヤに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、トラック、バス用の大型タイヤに
用いられるスチールコードにおいては、3+9+1構造
のものがよく知られている。かかる3+9+1構造は、
12本のフィラメントの外側に1本のラップフィラメン
トをスパイラルに巻き付けて、コードを安定化させてい
る。このラップフィラメントを除去すると、タイヤ走行
中におけるラップフィラメントとシースフィラメントの
フレッティング摩耗がなくなり、コードの強力低下を防
ぐことができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなラ
ップフィラメントを除去したコードは、パンク等による
低内圧走行時にコードに異常な大曲げ入力が加わると、
コードを安定化させるラップフィラメントを巻いてない
ために、フィラメントがばらばらになって各フィラメン
トに異常入力が加わり、フィラメントの破断寿命が大幅
に低下することが分かった。
【0004】上述したように、3+9+1構造は、ラッ
プフィラメントとシースフィラメント間のフレッティン
グ摩耗によるコード強力低下が大きいという欠点を持っ
ており、この点を改良するためラップフィラメントを除
去すると、確かにコード強力低下という欠点は解消され
るが、異常大曲げ入力時にフィラメントの破断寿命が大
幅に低下するという新たな問題を生じた。
【0005】一方、従来使用されていたシースフィラメ
ントの本数を減らしコード内部にゴムを侵入させ易くし
て各フィラメント間の接触を緩和したスチールコードも
知られているが(特開昭63−256782号および特
開昭64−33288号公報)、シースフィラメントの
本数を減らしただけでは異常大曲げ入力時に対する効果
はなお十分とはいえず、また新たにタイヤの耐サイドカ
ット性を損うという問題を生じた。
【0006】そこで本発明の目的は、タイヤ補強用とし
たときの耐フレッティング摩耗性および異常大曲げ入力
時の破断寿命が改善され、かつ当該タイヤの耐サイドカ
ット性を改善し得るスチールコードを提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために大曲げ入力の如き異常入力下での破断寿
命について検討を行ったところ、以下に詳述する知見を
得、それにより本発明を完成するに至った。
【0008】すなわち、従来の3+9+1構造のコード
が持っていたラップフィラメントとシースフィラメント
のフレッティングによるコード強力低下という問題を改
善するため、ラップフィラメントを除去したコードで
は、大曲げ入力時にシースフィラメントが膨らんでばら
けて、その結果フィラメント表面歪が大きくなって、耐
疲労性が落ち、破断寿命が短くなることがまず分かっ
た。
【0009】そこで本発明者はこの知見に基づき、特定
の線径において従来よりも抗張力が所定以上のフィラメ
ントを使用して、シースフィラメントの本数を7〜8本
とし、シースフィラメントとコアフィラメントの間隙に
ゴムが浸入し得るようにしたところ、浸入したゴムとシ
ースフィラメントとの接着によりシースフィラメントが
拘束され、シースフィラメントが膨らんでばらけるのを
ある程度抑えることができ、これにより異常大曲げ入力
時の破断寿命を改良することができることを見出した。
【0010】なおここで、従来の3+9+1構造のコー
ドから単にフィラメントの本数を減らした3+8構造の
コードにおいては、圧力容器として必要なコード強力が
得られず、タイヤのプライトリートとして使用したとき
の耐サイドカット性が大幅に低下するか、若しくは異常
大曲げ入力時の破断寿命の改善が見られなかった。すな
わち、フィラメント径を0.20〜0.23mmとし、
かつ従来の鋼材(Ts300kg/mm2 程度)よりも
高い抗張力(Ts350kg/mm2 以上)の鋼材を使
用することによって初めて、必要なコード強力を確保す
ることができ、その結果タイヤとしての圧力容器の機能
を落とさず、異常大曲げ入力時の破断寿命を大きく改良
することができたのである。
【0011】上記知見に基づき本発明のスチールコード
は、3本のスチールフィラメントを撚り合わせたコア
と、その周りに7〜8本のスチールフィラメントをコア
と異なるピッチで撚り合わせたシースとの2層構造から
なり、この2層構造の周りにラップフィラメントを巻い
ていないスチールコードにおいて、上記全てのフィラメ
ントが0.20〜0.23mmの線径であり、中央の3
本のコアフィラメント径はその周りの7〜8本のシース
フィラメント径と等しいかそれよりも太く、全てのフィ
ラメントの抗張力が350kg/mm2 以上であり、
かつ上記全てのフィラメントの表面がブラスメッキで被
覆されており、その平均メッキ厚さが0.15μm以上
であることを特徴とするものである。
【0012】上記平均メッキ厚は、好ましくは0.20
〜0.22μmである。
【0013】また、本発明は、上記スチールコードをプ
ライコードとして使用した空気入りタイヤに関するもの
である。
【0014】350kg/mm2 以上の従来よりも高い
抗張力の鋼材の製造方法としては、鋼中の炭素含有量を
従来の0.7%程度から0.8%程度の高炭素量にし、
更に最終伸線率を高くして加工硬化度を高めることによ
り得られる。その際の断線率の増大を抑制するためには
伸線のダイスシリーズや潤滑剤の最適化等がある。
【0015】
【作用】上述の特開昭63−256782号や特開昭6
4−33288号公報に開示されているように、従来使
用されていたシースフィラメントの本数を減らしてスチ
ールコード内部にゴムを侵入させ易くしたスチールコー
ドでは、従来の抗張力を有する鋼材を使用しているため
に、大曲げ入力に対して十分な効果が得られなかった。
【0016】コード強力の低いコードでも打ち込み数を
多くすればタイヤケースとしての強力を上げることがで
き、耐サイドカット性は維持できるが、打ち込み数を上
げた分だけタイヤの重量が増加するので好ましくない。
【0017】本発明のスチールコードは、先に述べたよ
うな高抗張力のフィラメントを使用する効果、コード内
部へのゴム侵入によるシースフィラメントの拘束効果、
また適切なメッキ厚のメッキを施した場合にはその効果
も含め、これら効果の相乗効果により、ラップフィラメ
ントのないコードであるにもかかわらず、必要なコード
強力を確保したまま、従来の3+9+1のコードと同等
の異常大曲げ入力時の破断寿命を維持しつつ、耐サイド
カット性の改善を可能とする。
【0018】従来、本発明で使用するような高抗張力の
鋼材は耐腐蝕性が劣るため、タイヤのプライコードに使
用するには問題があった。しかし、本発明においては、
ラップフィラメントを除去することによりこの問題を解
決することができた。すなわち、ラップフィラメントを
除去したことにより各フィラメント同士の接触圧が低減
し、フィラメント同士の接触部分から生じる腐蝕クラッ
クの進展が抑制されることによる。コード強力低下の問
題も合わせて解消されることはもちろんのことである。
【0019】ここで、コアフィラメントが2本の場合は
楕円コードとなり、タイヤ転動時に入るねじり入力によ
り不均一な歪がプライコードに生じる。また、かかる場
合、コード内部へのゴムの侵入性を確保するためにシー
スフィラメントの本数が6〜7本となり、必要なコード
強力を維持するためには3+7や3+8構造に比べフィ
ラメント径を太くしなければならず、異常大曲げ入力時
の破断寿命は3+7や3+8構造に比べ大幅に低下す
る。
【0020】コアのフィラメントが3本でシースフィラ
メントが6本以下の場合、シースフィラメントに偏りが
生じ、前述と同様なことが起こり、またシースフィラメ
ントが9本の場合、コード内部へゴムが侵入しにくくな
り、フィラメント径を細くできてもやはり、異常大曲げ
入力時の破断寿命が維持できない。よって、本発明にお
いては、特定の線径においてTs350kg/mm2
上の抗張力を有する鋼材を使用した3+7、3+8構造
のスチールコードとした。
【0021】本発明において、各フィラメントの素線径
を0.20〜0.23mmとする。この素線径が0.2
0mmよりも細いと、タイヤのプライコードとして使用
した場合にタイヤサイド部の単位面積当りの強度、すな
わち安全率を十分に保つことができず、耐サイドカット
性に劣り、一方0.23mmよりも太いと異常大曲げ入
力時のフィラメントの曲げ外側の引っ張り表面歪が大き
くなるため、破断寿命を維持できなくなる。好ましく
は、各フィラメントの素線径を0.21〜0.23mm
とする。
【0022】上述のように、かかるフィラメントの表面
が厚さ0.15μm以上のブラスメッキで被覆されてい
ることが好ましいが、この理由は、フィラメントとゴム
との間の接着性を改善するためである。すなわち、本発
明においてはシースフィラメントの本数を7〜8本とす
ることにより、コア−シース間に侵入したゴムがフィラ
メントを拘束するが、この際メッキによりゴムとフィラ
メントとの間の接着性が改善されると、異常大曲げ入力
時の破断寿命が大幅に改善されることになる。
【0023】なお、平均メッキ厚さが0.15μm未満
であると、メッキ層厚が均一になりにくく、特に素地が
露出してしまう可能性もあり、ゴムとの接着が安定化し
なくなる。この結果、コア−シース間に侵入したゴムが
シースフィラメントを拘束する際のメッキによる効果が
弱くなる。
【0024】本発明においては、コア−シース間へのゴ
ム侵入を良好に確保するためにコアフィラメントのピッ
チとシースフィラメントのピッチとを異ならしめる。好
ましくはコアピッチ:シースピッチを1:2程度とす
る。また、すべてのフィラメントはほぼ同一線径である
ことが好ましい。コード内で多数種のフィラメント径を
組み合わせて用いると製造コストが上がるからである。
【0025】さらに、コアとシースの撚り方向は同一方
向であることが好ましい。異方向ではコアとシースの接
触部分での接触角が大きくなり、コアとシース間の接触
圧が増加し、コードの耐疲労性が低下するからである。
【0026】
【実施例】次に本発明を実施例および比較例により具体
的に説明する。下記の表1に従うスチールコードを試作
した。これらスチールコードのうち、本発明の一例スチ
ールコードである実施例1のスチールコードの断面図を
図1に示す。図1に示すスチールコード1は、3本のス
チールフィラメントを撚り合わせたコアフィラメント3
と、その周りに8本のスチールフィラメントをコアと異
なるピッチで撚り合わせたシースフィラメント2との2
層構造からなり、この2層構造の周りにはラップフィラ
メントを巻いていない。
【0027】試作した各種スチールコードを打ち込み数
30本/5cmにてカーカスプライに適用して、サイズ
10.00R20のトラック、バス用ラジアルタイヤを
作製し、夫々のタイヤについてフレッティング量、異常
大曲げ入力時の破断寿命および耐サイドカット性を下記
のようにして調べた。
【0028】フレッティング量 100,000kmの実地走行後のタイヤからカーカス
コードを取り出し、そのコードを熱硬化性樹脂に封入後
硬化させてサンプルを作製した。そのサンプルを1mm
ごとに研磨機でバフし35個のコード断面写真を撮影し
て、その写真から各シースフィラメントのフレッティン
グ深さを測定し、各シースフィラメントの最大フレッテ
ィング深さの平均値を求めてそのコードのフレッティン
グ量とした。比較例1を100とする指数で表示した。
数値の小さいほど耐フレッティング摩耗性に優れている
ことを示す。
【0029】異常大曲げ入力時の破断寿命 100,000km実地走行後のタイヤを取り外し、内
圧0kg/cm2 でトラックの複輪の1本に装着し、テ
ストコースにおいて時速60kmにて1,000km走
行させたときの各コード中のフィラメントの破断率を次
式、 破断率(%)=〔(破断したフィラメントの本数)/
(コード中のフィラメントの総本数)〕×100 より求め、比較例1を100とする指数で表示した。数
値が小さいほど異常大曲げ入力時の破断寿命に優れてい
ることを示す。
【0030】耐サイドカット性 夫々のコードを用いたタイヤを試作し、悪路走行させた
たときの夫々の廃品タイヤのうちサイドカットバースト
によって壊れた比率から、次式、 耐サイドカット性=〔(供試タイヤがサイドカットバー
ストよって壊れた比率)/(比較例1のタイヤがサイド
カットバーストによって壊れた比率)〕×100 に従い、指数化して表した。数値が小さいほど耐サイド
カット性に優れていることを示す。得られた結果を下記
の表1に併記する。
【0031】
【表1】
【0032】上記表1から明らかなように、本発明のス
チールコードは、従来例である比較例1および比較例
2、また他の比較例に比べてフレッティング摩耗が低減
し、異常大曲げ入力時の破断寿命および耐サイドカット
性を満足するコードであることが分かる。
【0033】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明のスチー
ルコードにおいては、ラップフィラメントを除去したこ
とでシースフィラメントとラップフィラメントとのフレ
ッティング摩耗がなくなり、コード内における強力低下
が均等になってコード寿命が向上する。よって、これを
用いた本発明の空気入りラジアルタイヤは、その耐久性
が著しく改善される。
【0034】また、本発明のスチールコードは、従来の
鋼材よりも高い抗張力(Ts350kg/mm2 以上)
の鋼材を使用したことにより、必要なコード強力を確保
することができ、パンク等による低内圧走行時にコード
に異常な大曲げ入力が加わったときの破断寿命およびタ
イヤの耐サイドカット性も大幅に改善することができ
る。
【0035】さらに、コード強力に寄与しないラップフ
ィラメントを除去することができたことにより、鋼材の
使用量が減少し製造コストが低減するという利点も合せ
持つ。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一例スチールコードの断面図である。
【符号の説明】 1 スチールコード 2 シースフィラメント 3 コアフィラメント

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3本のスチールフィラメントを撚り合わ
    せたコアと、その周りに7〜8本のスチールフィラメン
    トをコアと異なるピッチで撚り合わせたシースとの2層
    構造からなり、この2層構造の周りにラップフィラメン
    トを巻いていないスチールコードにおいて、上記全ての
    フィラメントが0.20〜0.23mmの線径であり、
    中央の3本のコアフィラメント径はその周りの7〜8本
    のシースフィラメント径と等しいかそれよりも太く、全
    てのフィラメントの抗張力が350kg/mm2 以上
    であり、かつ上記全てのフィラメントの表面がブラスメ
    ッキで被覆されており、その平均メッキ厚さが0.15
    μm以上であることを特徴とするスチールコード。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のスチールコードをプライ
    コードとして使用した空気入りラジアルタイヤ。
JP28027093A 1993-10-14 1993-10-14 スチールコードおよび空気入りラジアルタイヤ Ceased JP3204579B2 (ja)

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