JP3359672B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

空気入りタイヤ

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    • 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
    • D07B1/0646Reinforcing cords for rubber or plastic articles comprising longitudinally preformed wires
    • D07B1/0653Reinforcing cords for rubber or plastic articles comprising longitudinally preformed wires in the core
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/0057Reinforcements comprising preshaped elements, e.g. undulated or zig-zag filaments

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ropes Or Cables (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水分等による腐食伝播を
抑え、耐腐食伝播性の向上、ひいてはセパレーション現
象の発生を防止し、コード強力を保持し得るスチールコ
ードをベルト層に用いた空気入りタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】スチールコードで補強されたベルト層を
もつタイヤにおいては、製品内に浸入した水分によるス
チールコードフィラメントの腐食に伴う製品耐久寿命の
低下が問題となっている。例えば、空気入りタイヤのス
チールコード内に空洞があると、タイヤトレッドがベル
トに達するほどの外傷を受けた場合、ベルトに浸入した
水分がスチールコード内の空洞を伝わってコードの長手
方向に沿って広がり、その結果水分に起因した錆も拡散
して、その部分におけるゴムとスチールコードの接着力
が低下し、結局はセパレーション現象の発生を招く。
【0003】そこで、このような腐食伝播を防止するた
めに、加圧加硫によって隣接する金属フィラメントの間
隙を通して、ゴムがコード内部に充分に浸透するコード
構造が提案されている。前記のコード構造の1つとし
て、コアフィラメント1本の周囲に、5本のシースフィ
ラメントを配置した所謂1+5構造のコードは、シース
フィラメント間に隙があり、ゴムが浸透し易く、且つ1
段階の撚り工程で撚れる生産性の高いコードとして、特
開昭60−38208号公報、特開昭59−1790号
公報に開示されている。
【0004】しかしながら、このような構造において
は、平均的なシース間隔は十分であっても、シース配置
に偏りが生じ、シースどうしが密着する部分が生じるた
め、製造時のばらつきによって、ゴムの浸透しない部分
ができてしまう欠点があった。
【0005】また、特開昭56−131404号公報に
おけるような1+5構造では、コアフィラメント径がシ
ースフィラメント径に比べて細いため、シースフィラメ
ントどうしの間隔が狭くなり、ゴムが入りにくく、また
コアフィラメントの剛性が弱くなるため、型付けの効果
が低下し、またゴムの浸透性をよくするために型付率を
大きくした場合でも、強力が低下するという欠点があっ
た。
【0006】また、コアフィラメント径をシースフィラ
メント径よりも大きくし、隣接するシースフィラメント
間に一定以上の隙間を確保し、ゴムを内部まで浸透させ
ようとする手段も、コードの重量が増加し、生産性も悪
くなること、更に部分的にシースフィラメントの配置に
偏りが生じ、シースフィラメントどうしが密着してしま
うため、ゴムが浸透せず、十分な耐腐食伝播性が得られ
ない。
【0007】実公昭56−14396号公報には、芯線
(コア)をヘリカル状に曲成し、この芯線の外周に複数
本の側線(シース)を、互いに接触しない状態で撚合し
てなるスチールコードが開示されている。しかし、本発
明者の研究によると、コアをヘリカル状に曲成し、その
外周に複数本のシースを配置すれば、この効果が得られ
るわけでなく、ゴムの浸透性を上げ、十分な耐腐食伝播
性を得るためには、シース本数によって異なる型付け率
やピッチを規定し、らせんの方向を規定することが重要
であることがわかった。
【0008】更にこの公報の実施例である3+6構造の
スチールコードでは、コアが3本のコードからなってい
るため生産性が悪く、3本のコアフィラメントの中央部
にゴムが浸透しにくいために空間ができ易く、またこの
方法では型付けの方向が規定されていないため、ゴム浸
透性の効果に疑問があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、コア
フィラメント1本を波形に型付けし、その外周に5本の
シースフィラメントを夫々配置する構造をとり乍ら、そ
れらシースフィラメントが互いに接触しにくく、しかも
生産性がよく、ゴム浸透性が確実で、コード強力を大き
く保持しながら、耐腐食伝播性を向上させたスチールコ
ードを使用し、耐久性の高いタイヤを低コストで提供す
ることである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記の課題
を解決するために、鋭意研究を行った結果、空気入りタ
イヤのタイヤベルト層を補強するスチールコードに1+
5構造のコアスチールフィラメントに適正な型付けを施
すことにより、シースフィラメントどうしが接触しにく
く、加圧加硫後のスチールコードに十分なゴムを安定し
て浸透させることができることを見い出して、本発明を
完成した。
【0011】すなち本発明は次の通りである。 (1) 空気入りタイヤにおいて、交錯ベルト層が下記
の〜の特徴を有し、 補強しているスチールコードとタイヤ周方向となす角
度θが 12゜≦θ≦30゜ 同一層内の隣接するスチールコードの間隙Iが 0.5mm≦I≦2.0mm 層間ゲージGが 0.35mm≦G≦2.0mm かつ、該補強スチールコードが1本のコアスチールフィ
ラメントと、該コアの周囲に配置された5本のシースス
チールフィラメントよりなり、該コアフィラメントは波
形に型付けされており、該波形型付けの振幅Lcと該コ
アフィラメントの素線径dcとの比で表わされる型付け
率Rc即ちLc/dcが0.12≦Rc≦1.0の範囲
にあり、かつ該波形型付けピッチPcが3.0dc/
0.34≦Pc≦10.0dc/0.34の範囲にあ
る、スチールコードで補強した交錯ベルト層を有する空
気入りタイヤ。
【0012】(2) 補強スチールコードにスパイラル
フィラメントが付加された前項(1)記載の空気入りタ
イヤ。
【0013】(3) 補強スチールコードの炭素含有量
が0.80〜0.85重量%である前項(1)又は
(2)記載の空気入りタイヤ。
【0014】(4) 補強スチールコードのコアフィラ
メント径dcとシースフィラメント径dsが実質的にd
c=dsである前項(1),(2),(3)の何れかに
記載の空気入りタイヤ。
【0015】本発明で、埋設スチールコードがタイヤ周
方向となす角θを12゜≦θ≦30゜としたのはθ<1
2゜となると、タイヤ走行中の層間剪断歪が大きくなる
ことにより、セパレーションを起こしやすくなり、また
θ>30°となると交錯層の周方向剛性が低下し、内圧
時及び走行時にタイヤが径成長し、スチールコード周辺
のゴムに歪を生じて、セパレーションを起こしやすくな
るからである。
【0016】また同一層内の隣接するスチールコードの
間隙Iを0.5mm≦I≦2.0mmとしたのは、I<0.
5mmとなると、ベルト端に於いて発生した亀裂が隣同士
つながって周方向に拡がり、セパレーションを発生しや
すくなり、またI>2.0mmとなると交錯層の周方向の
剛性が低下して、内圧時及び走行時にタイヤが径成長
し、スチールコード周辺ゴムに歪を生じて、セパレーシ
ョンを起こしやすくなるからである。
【0017】また、層間ゲージGを、0.35mm≦G≦
2.0mmとしたのはG<0.35mmとすると、タイヤ走
行時の交錯層間ゴムの層間剪断歪が大きくなり、セパレ
ーションを発生しやすくなり、G>2.0mmとなると、
交錯層の周方向の剛性が低下して、内圧時及び走行時
に、タイヤが径成長し、スチールコード周辺ゴムに歪が
生じて、セパレーションを起こしやすくなるからであ
る。
【0018】本発明で、補強スチールコードのコアフィ
ラメントの波形型付け率Rcを0.12≦Rc≦1.0
としたのは、Rcが0.12より小さいと、シースフィ
ラメントの配置を分散させ、シース間隙を適正に確保
し、ゴムをコード内部に浸透させる効果が不足し、Rc
が1.0を超えると、コード性状が悪く、コードに引張
荷重が加わった時、応力が均一にかからず、コードの強
力が低下する為である。
【0019】また該コアの波形型付けピッチPcを3.
0dc/0.34≦Pc≦10.0dc/0.34とし
たのは、Pcが10.0dc/0.34より大きいと、
シースの配置を分散させ、シース間隙を適正に確保し、
ゴムをコード内部に浸透させる効果が不足し、Pcが
3.0dc/0.34より小さいと、型付け時、コアフ
ィラメントへの負荷のためコアフィラメントの強力が低
下したり、コードへの引張荷重時に、コアフィラメント
とシースフィラメントに均一な負荷がかからず、コード
強力が低下する。
【0020】なお、補強材として、タイヤの強度を確保
し、軽量化するために炭素含有量が0.80〜0.85
重量%の高抗張力鋼材からなるスチールコードを使用す
ることが望ましい。また、スパイラルフィラメントを付
加することにより、コード切断端の形状をコントロール
することができ、生産性及びベルト端キレツの進展を改
善することができる。スパイラルフィラメントを付加し
た場合、コード径に大きな影響はなく、それよりも上記
の利点を得られることが大きい。(スパイラルフィラメ
ントはつけてもつけなくてもよい。)
【0021】また、従来の技術の項で説明した様に、コ
アフィラメントがシースフィラメントより細すぎたり、
太すぎたりすれば問題が発生すると共に、製造工程の生
産性を高める上からも、コアフィラメント径dcとシー
スフィラメント径dsとは実質的に同一径とすることが
好ましい。
【0022】即ちdcがdsより小さすぎる場合には、
シースフィラメントどうしの間隔が狭くなることによ
り、ゴムの浸透性が悪くなり、コアフィラメントの剛性
が小さいため、型付の効果が低下する。反対に、dcが
dsより大きすぎれば、コードの重量が増加し、生産性
も悪くなり、更に部分的にシースフィラメントの配置に
偏りが生じ、密着してしまうため、ゴムが浸透せず、十
分な耐腐食伝播性が得られず、タイヤが外傷を受けた時
に、接着不良部が拡散して、セパレーションを起こしや
すくなる。
【0023】また、コアフィラメントを波形に型付けし
たのは、波形型付けは生産性がよく、低コストであるた
めと、コアフィラメントが波形の型付けであるとコード
自体が偏平コードとなり、型付けによるコード厚の増加
を防ぐことができ、薄ゲージ化が可能となり、ゴム層を
薄くすることができるようになり、タイヤの発熱をおさ
えると共に軽量化できるようになり、更にはゴム浸透性
も良好となるため、耐腐食性も増加する等の利点がある
ためである。
【0024】ここで、型付けされた波形として、三角形
に近いような頂点がとがった波形は好ましくなく、正弦
波のようなゆるやかなカーブをもった波形の方が好まし
く、これによって応力が頂点のところに集中するのを防
ぐことができる。
【0025】
【実施例】以下に実施例、比較例により、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。
【0026】表1、表2、表3に規定したコアフィラメ
ント型付率Rc、コアフィラメント波形のピッチPc、
コード構造、コアフィラメント素線径dc、シースフィ
ラメント素線径ds、シースフィラメント撚りピッチP
sを有するスチールコードを埋設したベルトを備えたサ
イズ750R16ライトトラックラジアルタイヤを15
種類試作した。
【0027】それぞれのタイヤについて、耐腐食伝播
性、耐セパレーション性及びコード強力を調べた。その
結果を表1、表2、表3に併記する。なお、耐腐食伝播
性は、タイヤよりゴムが被覆したままのベルトコードを
100mm取り出し、その側面をシリコンシーラントで被
覆した後、コードの一端を10%NaOH水溶液に浸し
て切断面のみから水溶液を浸入させ、ついで24時間浸
漬後ゴムをペンチでつまんで剥し、金属が露出した部分
を腐食伝播部とし、その長さ(mm)によって評価した。
耐セパレーション性は、実車に装着し、悪路走行させて
完全摩耗したタイヤを解剖し、ベルト端セパレーション
の発生有無を確認した。
【0028】
【表1】
【表2】
【表3】
【0029】比較例1はコアフィラメントの型付け率が
0.12より小さい場合に、耐腐食伝播性が85mmと悪
いことを示す。比較例2はコアフィラメントの波形のピ
ッチが3.0mmより小さい場合に、コード強力が155
kgfと低下することを示す。比較例3はコアフィラメン
トの型付け率が1.0より大きい場合に、コード強力が
153kgfと低下することを示す。比較例4はコアフィ
ラメントの波形のピッチが10.0mmより大きい場合
に、耐腐食伝播性が100mmと悪いことを示す。
【0030】比較例5はベルト角θが12°より小さい
場合、タイヤ走行によりセパレーションが発生すること
を示す。比較例6はベルト角θが30°より大きい場
合、タイヤ走行によりセパレーションが発生することを
示す。比較例7はコード間隙Iが0.5mmより小さい場
合、タイヤ走行によりセパレーションが発生することを
示す。比較例8はコード間隙Iが2.0mmより大きい場
合、タイヤ走行によりセパレーションが発生することを
示す。比較例9は層間ゲージGが0.35mmより小さい
場合、タイヤ走行によりセパレーションが発生すること
を示す。比較例10は層間ゲージGが2.0mmより大き
い場合、タイヤ走行によりセパレーションが発生するこ
とを示す。
【0031】
【発明の効果】本発明の空気入りタイヤは使用している
スチールコードの生産性が良く、製造工程のバラツキに
影響されず、コード強力を保持しながら、耐腐食伝播性
が良好であり、かつベルト端の亀裂が進展しにくい構造
となっている為、タイヤの耐久性が向上し、その使用寿
命を大幅に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明のスチールコードの1断面図であ
る。
【図2】図2は従来の1+5スチールコードの1断面図
である。
【図3】図3は本発明のコアフィラメントの波形面で截
った断面図である。(dc,Lc,Pcの定義の説明
図)
【図4】図4はタイヤを一方の交錯層ベルトゲージに垂
直に切ったクラウンセンター部の断面図で、隣接コード
間隙I、層間ゲージGの説明図である。
【符号の説明】
1,3 コアフィラメント 2,4 シースフィラメント dc コア素線径 Lc コア波形の振幅 Pc コア波形のピッチ I 隣接コード間隙 G 層間ゲージ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気入りタイヤにおいて、交錯ベルト層
    が下記の〜の特徴を有し、 補強しているスチールコードとタイヤ周方向となす角
    度θが 12゜≦θ≦30゜ 同一層内の隣接するスチールコードの間隙Iが 0.5mm≦I≦2.0mm 層間ゲージGが 0.35mm≦G≦2.0mm かつ、該補強スチールコードが1本のコアスチールフィ
    ラメントと、該コアの周囲に配置された5本のシースス
    チールフィラメントよりなり、該コアフィラメントは波
    形に型付けされており、該波形型付けの振幅Lcと該コ
    アフィラメントの素線径dcとの比で表わされる型付け
    率Rc即ちLc/dcが0.12≦Rc≦1.0の範囲
    にあり、かつ該波形型付けピッチPcが3.0dc/
    0.34≦Pc≦10.0dc/0.34の範囲にあ
    る、スチールコードで補強した交錯ベルト層を有する空
    気入りタイヤ。
  2. 【請求項2】 補強スチールコードにスパイラルフィラ
    メントが付加された請求項1記載の空気入りタイヤ。
  3. 【請求項3】 補強スチールコードの炭素含有量が0.
    80〜0.85重量%である請求項1又は2記載の空気
    入りタイヤ。
  4. 【請求項4】 補強スチールコードのコアフィラメント
    径dcとシースフィラメント径dsが実質的にdc=d
    sである請求項1,2,3の何れかに記載の空気入りタ
    イヤ。
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