JP3437247B2 - スチールコード並びにこれをカーカス補強材に使用した空気入りラジアルタイヤ - Google Patents
スチールコード並びにこれをカーカス補強材に使用した空気入りラジアルタイヤInfo
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Description
イヤの補強材として有用なスチールコードの強度と靭性
の改良に関する。
イヤまたは建設車両用タイヤにはスチールコードで補強
した空気入りラジアルタイヤが多く使用されているが、
スチールコード補強のタイヤは重量が重く、その結果こ
れを装着した車両は燃料消費量が大きいという問題点が
あった。従来、この対策としては、スチールコードを構
成する鋼材の炭素含有量を高めることにより高強力化
し、これによりスチールコードの使用量を低減してタイ
ヤを軽量化し、転がり抵抗を低くするという方法が有力
な手段と考えられ、実用化に向けて多大の努力が払われ
てきた。ところが、炭素含有量を0.72%から0.8
2%に、更に0.92%に高めていくと、強度は280
kgf/mm2 程度の一般スチールコードから300〜32
0 kgf/mm2 の高強力スチールコードに、更に340〜
360 kgf/mm2 の超強力スチールコードへと向上して
いく反面、靭性が乏しくなり伸線加工や撚線加工が難し
くなって生産性が落ちるという問題があった。このよう
に強力は高いが靭性の乏しい素線からなるスチールコー
ドは耐疲労性が劣るので、これを用いてカーカスやベル
トを補強したタイヤは耐久性が劣るという欠点を有して
いた。
までも多数の提案がなされている。例えば、特開平2−
307993号においては、炭素含有量を高めて強度が
300〜320 kgf/mm2 程度の前記高強力スチールコ
ードを得るに際し、シリコンの増量と共に、ピアノ線材
にはもともと含有されていないニッケルを添加して、強
力の向上に伴う靭性の低下を防止し、また、特開平4−
221203号では、スチールコードの炭素含有量を
0.90〜1.05%の範囲に増大して強度を360 k
gf/mm2 以上に高めると同時に、これに伴う靭性の低下
を少量のクローム及びコバルトを添加して防止するとい
う方法が提案された。
度かつ高靭性を具備するスチールコードは、ニッケルや
クローム、コバルト等の重金属成分を添加した特殊鋼材
からなるものなので、従来のピアノ線材からなる一般ス
チールコードに比べると、高コスト/パフォーマンスの
材料とならざるを得ず、市販品として入手することさえ
困難で、タイヤ用補強材として実用化されるには至って
いない。
コバルト等の重金属成分を含有する従来の特殊鋼材より
も炭素含有量が低くて伸線加工の容易な鋼材からなり、
しかも前記の特殊鋼材に劣らぬ強度と靭性を備えた素線
からなるタイヤ用スチールコードを提供すること、かつ
これをタイヤのカーカス補強材として使用することによ
り、耐久性を損なうことなく軽量化された空気入りラジ
アルタイヤを提供することにある。
めこの発明は、炭素含有量0.80〜0.85%の鋼材
からなり、素線製造時の最終伸線工程の1ダイス当たり
の加工度を4.1%以下、総加工度を97.2〜98.
2%の範囲に設定して伸線加工され、引張強度が360
kgf/mm2 以上の素線で構成されたスチールコードを要
旨とするものである。すなわち、炭素含有量が従来の超
強力スチールコードの素線に比して少なく、靭性に優れ
ており、それでいて従来の超強力スチールコードの素線
と同等の強度を有する素線によってスチールコードを構
成することにより、従来の一般スチールコード、高強力
スチールコード、超強力スチールコードさらには特殊鋼
材を使用したスチールコードに見られた欠点・難点のこ
とごとくを払拭したものである。炭素含有量0.80〜
0.85%の鋼材としては、JIS規格G3502に規
定される種類のピアノ線材の内、記号SWRS82Aで
表示されるものを好適な例として挙げることができる。
を構成する素線の強度は、炭素含有量がたとえ同一であ
っても、引き抜き加工の度合いによって大幅に変化す
る。例えば、炭素含有量が0.80〜0.85%の範囲
にある上記ピアノ線材でも、総加工度を97%以上に上
げて伸線加工すると360 kgf/mm2 以上の強度は得ら
れる。しかし、これまでは、1ダイス当たりの加工度を
高くすることでこれを達成していた。これでは伸線条件
が過酷となって靭性が低下し、その結果断線が急増して
生産性が低下し、かつ、コードとしても耐疲労性が悪く
て実用に耐えないというのが実情であった。したがっ
て、この種のピアノ線材では、従来から総加工度を97
%以下に止めることで、靭性の低下を抑え、強度が30
0〜320 kgf/mm2 程度の素線を得るに止まってい
た。
における1ダイス当たりの加工度と総加工度について鋭
意検討を加えた結果、それぞれを好適な範囲に制御する
ことによって目的とする高靭性・高強度のスチールコー
ドが得られることを究明したものである。すなわち、素
線製造時の伸線加工条件として図1に概略を示したスチ
ールコード製造工程における最終伸線工程の1ダイス当
たりの加工度を従来より低く設定し、1ダイス当たりの
伸線加工条件を緩和することによって引き抜き加工に伴
う鋼材組織の変化を抑制して、靭性の低下を防止し、そ
の上で総加工度を高めることにより高強度を達成したも
のである。
チールコードは、炭素含有量0.80〜0.85%の鋼
材からなり、素線製造時の最終伸線工程の1ダイス当た
りの加工度を4.1%以下、総加工度を97.2〜9
8.2%の範囲に設定して伸線加工した素線で構成され
ている。このような構成に係る素線は、クロームやコバ
ルト等の重金属成分を含有する前記特殊鋼材に劣らぬ靭
性と強度を付与することが可能であり、引張強度が36
0 kgf/mm2 以上で、しかも高靭性を保有しており、カ
ーカス補強材としてのスチールコードに好適である。
工度が4.1%を越えると、素線の靭性が低下し、コー
ドの撚線性及び耐疲労性が低下して実用的でない。ま
た、上記加工度を4.1%以下に設定した場合でも、素
線の総加工度が97.2%未満では強度が低くなり、逆
に総加工度が98.2%を越えると靭性が低下し、目的
とするコードは得られない。なお、得られた素線の強度
が360 kgf/mm2 未満であると、タイヤ重量の軽量化
が不十分となって好ましくない。
は、360 kgf/mm2 を越える強度を有しながら高靭性
を備えた素線より構成されているので、従来の高強力ス
チールコードに劣らぬ撚線性と耐疲労性を有する。ま
た、このスチールコードでカーカス層を補強すると、コ
ードの使用量が減少できるので軽量化が可能となり、か
つ、従来にない高耐久性の空気入りラジアルタイヤが提
供できる。また、この発明に係るスチールコードは、特
定範囲の炭素含有量を有する鋼材を用い、これを従来の
スチールコード製造工程における伸線工程の加工条件を
特定することによって得られるものなので、重金属成分
を添加して製造する特殊鋼材からなるスチールコードに
比較して、製造コストが安く経済的かつ実用的である。
を詳細に説明する。まず、表1に示した3種類のピアノ
線材を準備した。表中、線材記号77CはJIS記号S
WRS77A、82Cは同SWRS82A、87Cは同
SWRS87Aのピアノ線材であり、それぞれ表示の化
学成分を含有してなる。なお、これら3種類のピアノ線
材の径はいずれも 5.5 mm φである。
1にその概略を示す工程に従い、洗線、1次伸線、熱処
理、2次伸線、熱処理後、Cu65%、Zn35%で電
気メッキし、熱拡散により真鍮メッキした。この時点で
の各素線径(メッキ径)は、それぞれ 1.23 〜1.74 mm
φの範囲で仕上げられる。
終伸線工程において湿式伸線するに当たり適用された加
工条件と加工時の断線の有無、並びに仕上げ素線の特性
を示したものである。得られた素線の仕上径はいずれも
0.22 mmである。上記の各素線を用いて、コード構造3
+8×0.22のカーカス用スチールコードをバンチャ
ー型撚線機で作成すると共に、これらのスチールコード
でカーカス層を補強してなるトラック・バス用空気入り
ラジアルタイヤを定法により構成した。得られたスチー
ルコードの特性とカーカス補強層としてのコード使用量
を表2と表3に合わせて示す。
次の方法により測定される素線の捻り回数値を指標とし
たものである。すなわち、素線の両端を固定チャツクと
回転チャック間に該素線径の100倍の長さで把持して
捻り、素線が切断する捻り回数を求め、比較例1の値を
100として指数表示したもので、数値が大きいほど良
好である。また、スチールコードの耐疲労性は、130
kg/mm2 の応力負荷の条件下で回転曲げ疲労テストを行
ない、スチールコードが切断するまでのサイクル数を測
定し、これを指標とした。この場合も数値の大きいほど
良好である。カーカスコード使用量は、タイヤ幅当たり
のコード強力を同一とするに要するスチールコード重量
(単位: g/5 cm幅/m ) を求め、比較例1の値を基準
として指数表示したものであり、数値の小さい方がコー
ド使用量が少なくタイヤの軽量化にとって有利である。
〜0.85%の鋼材からスチールコードを製造するに当
たり、この発明の要件を満たす条件のもとで最終伸線加
工して得られた素線(実施例1及び2)は、360 kgf
/mm2 以上の強度を備え、かつ、高い靭性に基づく良好
な伸線性を有する。
有量0.82%のピアノ線材(SWRS82A)を通常
の加工条件により伸線加工した高強力スチール素線に関
するものであり、これを特性評価のコントロールとし
た。比較例2は比較例1における最終伸線工程の総加工
度を97.5%に高めた以外は比較例1と同等の条件で
伸線加工したものである。この場合、素線強度は360
kgf/mm2 以上に高まるが、靭性が著しく低下し、これ
に伴ってコードの撚線性、耐疲労性が低下してしまう。
また比較例3のように上記総加工度を98.4%まで高
めると、伸線時の断線が多発しコードの撚線加工も不可
能になる。
最終伸線工程における1ダイス当たりの加工度を4.0
6%に抑えると共に、この工程での総加工度を97.5
%に高めて伸線加工したところ、比較例1に劣らぬ靭性
を有し、かつ強度の高いスチール素線が得られた。この
素線を用いるコードの撚線性と耐疲労性は、比較例1の
素線よりなる高強力スチールコード並みに良好である。
また、得られたコードのコード強力は149kgf と高い
ので、これをトラック・バス用タイヤカーカスの補強層
コードとして使用した場合、タイヤ幅当たりのコード使
用量を約14%減少し得て、タイヤを軽量化することが
できた。
を3.87%に抑え、かつ総加工度を98.2%に設定
したものであり、コントロール並みに良好な靭性指数と
最高の素線強度が得られた。この素線よりなるコードの
撚線性と耐疲労性は、実施例1と同様に良好であり、こ
れを用いると同カーカスのコード使用量を約17%減少
することができる。
抑えた場合にも、総加工度が97.2〜98.2%の範
囲から外れた条件下では、所望の特性を有する素線は得
られない。すなわち、比較例4は、1ダイス当たりの加
工度は4.06%に設定されているが総加工度が低いた
めに、320 kgf/mm2 の強度しか得られない。また、
比較例5のように、総加工度が高すぎると靭性が低下
し、コードとしても耐疲労性が劣るようになって好まし
くない。
ノ線材(SWRS77A)を通常の加工条件で伸線加工
した一般スチール素線であり、靭性が高く伸線性は良好
であるが、強度は270 kgf/mm2 前後と低い。このピ
アノ線材は炭素含有量が0.80%以下と低いので、比
較例7と8に示すように、最終伸線工程の総加工度をそ
れぞれ97.2%以上に高く設定した場合、伸線性は比
較的良好であるが、目的とする強度が得られない。
アノ線材(SWRS87A)を通常の加工条件で伸線し
てなるスチール素線であり、比較例1に比べると、強度
は高いが靭性が低い。したがって、これを用いたスチー
ルコードの耐疲労性が低下する。また、比較例10と1
1に示すように、このピアノ線材につき最終伸線工程の
総加工度を97.2%以上に高く設定すると、断線が多
発して伸線加工はもとよりコード撚線加工も不可能とな
る。そこで、比較例12において、1ダイス当たりの加
工度を4.06%に抑え、かつ総加工度を97.5%に
設定して伸線したところ、伸線時の破断はなく370 k
gf/mm2 強度の素線が得られたが、靭性はさほど向上せ
ず、これより得られるコードの耐疲労性は、比較例1の
それに比して、かなり低下した。
素含有量が0.80〜0.85%の高靭性の素線で、し
かも360 kgf/mm2 を越える強度を有する素線によっ
て構成されたスチールコードを提供し得たのであり、耐
疲労性に優れ、かつ、高強力を保有している。したがっ
て、このスチールコードをカーカス補強材として使用し
た空気入りラジアルタイヤは、コードの使用量が減少で
きるので軽量化が可能であり、しかも耐久性に富んでお
り、耐久性を損なうことなく軽量化された空気入りラジ
アルタイヤを提供することができるものである。また、
コバルト、クローム、ニッケル等の重金属成分を含有す
る特殊鋼材と異なり、炭素含有量が0.80〜0.85
%の鋼材を選定し、従来のスチールコード製造工程にお
ける素線の最終伸線条件を制御することによって製造さ
れるので、材料の入手が容易であると共に製造コストの
大幅な低減を図り得る利点も有している。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 炭素含有量0.80〜0.85%の鋼材
からなり、素線製造時の最終伸線工程の1ダイス当たり
の加工度を4.1%以下、総加工度を97.2〜98.
2%の範囲に設定して伸線加工され、引張強度が360
kgf/mm2 以上の素線で構成されたことを特徴とするス
チールコード。 - 【請求項2】 請求項1記載のスチールコードをカーカ
ス補強材として使用したことを特徴とする空気入りラジ
アルタイヤ。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP06848894A JP3437247B2 (ja) | 1994-04-06 | 1994-04-06 | スチールコード並びにこれをカーカス補強材に使用した空気入りラジアルタイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP06848894A JP3437247B2 (ja) | 1994-04-06 | 1994-04-06 | スチールコード並びにこれをカーカス補強材に使用した空気入りラジアルタイヤ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07279068A JPH07279068A (ja) | 1995-10-24 |
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Family
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Family Applications (1)
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JP06848894A Expired - Fee Related JP3437247B2 (ja) | 1994-04-06 | 1994-04-06 | スチールコード並びにこれをカーカス補強材に使用した空気入りラジアルタイヤ |
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- 1994-04-06 JP JP06848894A patent/JP3437247B2/ja not_active Expired - Fee Related
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