JP3469588B2 - タイヤ用の金属コード - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タイヤの例えばベルト
プライを形成するコードとして採用することによって、
タイヤの耐久性を高めかつ走行性能を向上しうるタイヤ
用の金属コードに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年道路網の整備、車両の大型化、高性
能化に伴いトレッド部を強靱なベルト層で補強した空気
入りタイヤが多用されており、又このようなベルト層に
は、タイヤの軽量化、コストの低減を図るため金属の素
線を撚り合わせた金属コードが多用されている。

【０００３】このような金属コードは、素線の撚り構成
が１×３、１×４及び１×５の単撚構造としているが、
例えば特開昭６０−１８９６０４号公報において、開示
されているように、１×３は、前記他の撚り構成のもの
に比べて剛性が高く、コードの使用量と性能とのバラン
スが良く、タイヤ用のコードとして広く使用されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし前記１×３構造
のコードを同一の素線径からなる金属素線を用いて形成
した場合には、１×５、１×４及び１×２の構造のコー
ドに比べて曲げ剛性が高く、かつ各金属素線が互いに密
にかつ長手方向に連続して接触するため、タイヤのコー
ドとして用いた場合には、乗心地の低下、ノイズが発生
する他、図９に示すようにコードＡ内にトッピングゴム
Ｂが十分に浸透しない空所Ｈが形成されやすい。又この
空所Ｈは、その残存空気がタイヤ発熱によって膨脹し局
部的に歪を増大させる他、ゴムの劣化を促進させ、さら
にはタイヤが切開損傷を受けた際、該損傷部から浸入す
る水分等が前記空所Ｈ内で拡散しコードの腐食損傷を誘
発するなどタイヤ耐久性を著しく低下させる。

【０００５】一方、このようなゴムの浸透性を高めコー
ド内での空所の形成を防止するため、例えば特開昭５５
−９０６９２号公報に開示されかつ図１０に略示するよ
うに、素線をやや大きめに撚り合わせることにより各ス
チール素線Ｆの間に間隙Ｇを形成したいわゆるオープン
コードも提案されている。又特開昭６３−４２９８５号
公報には、前記１×３の構造において、各素線間の中心
距離の比を特定したオープンコード開示している。

【０００６】しかしこのようなオープンコードでは、ス
チール素線Ｆがゆるめに撚り合わされているため、容易
に縮径変形し、特に低荷重域（０〜５kg）での伸び率を
課題にしている。その結果、このようなオープンコード
をタイヤのベルトコードとして用いた場合には、加硫成
形時及び内圧充填時においてベルトコードが不均一に伸
長しタイヤのユニフォミティを損ねる他、ベルトの剛性
を減じ操縦安定性、転がり抵抗等が大巾に低下するとい
う問題が生じる。

【０００７】前記問題点の一端を解決すべく、特開平２
−２６９８８４号公報において、１×３の構成のコード
でコードを形成する素線をすべて異径とした提案が行わ
れているが、前記構成によりゴムの浸透性は多少向上す
るものの完全ではなく、解決には至っていない。

【０００８】本発明は、基準直径の金属素線と、それよ
りも小直径の金属素線とを用いた３本の金属素線を撚り
合わせ、しかも１〜２本の金属素線は湾曲した金属素線
とすることを基本として、タイヤの耐久性を高めかつ走
行性能を向上しうるタイヤ用の金属コードの提供を目的
としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、基準直径（ｄ
１）の金属素線と、基準直径（ｄ１）の０．５倍以上か
つ０．９５倍以下の小直径（ｄ２）の金属素線とを用い
た３本の金属素線を撚り合わせてなり、しかも１乃至２
本の金属素線は撚り合わせに先行して螺旋状に型付けさ
れることにより湾曲部を有する湾曲した金属素線とする
とともに、金属素線間の非接触の部分において、真直な
金属素線と、湾曲した金属素線との間に形成する間隙
を、該湾曲した金属素線の直径の０．６倍以下とし、 か
つ５kg荷重時のコードの伸びを０．３％以下としたこと
を特徴とするタイヤ用の金属コードである。

【００１０】なお前記金属素線の直径ｄ１、ｄ２は０．
２mm以上かつ０．３mm以下とするのが好ましい。

【００１１】

【作用】基準直径ｄ１の金属素線と、基準直径ｄ１の
０．５〜０．９５倍の小直径ｄ２の金属素線とを用いた
３本の金属素線を撚り合わせて形成している。従って１
×３の単撚構造であることによって、コードの断面積に
対する引張り強度及び剛性を高めうることが出来、タイ
ヤのベルト層に用いた場合にはタイヤの軽量化を図りう
る。又小直径の金属素線を混在させることにより、各金
属素線に加わる力を不均一として曲げ剛性が過大になる
のを防ぐ。なお前記小直径ｄ２の金属素線は基準直径ｄ
１の０．６倍以上かつ０．９倍以下の範囲とするのが単
位断面積当たりの引張り強度及び剛性をより効率よく高
めることが出来る。

【００１２】なお金属素線の直径ｄ１、ｄ２が０．１５
mm未満では、タイヤのベルトコードとして採用した場合
において、コードの強度不足に起因した耐久性が低下す
るおそれがあり、又０．３５mmをこえると金属素線自体
の表皮に作用する応力が大となり耐屈曲疲労が低下し、
ベルト層の耐久性が低下する危険がある。なお金属素線
の直径ｄ１、ｄ２を０．２〜０．３mmの範囲とするのが
耐久性向上のためにはより好ましい。

【００１３】他方、１乃至２本の金属素線は撚り合わせ
に先行して型付けされることにより湾曲部を有する湾曲
した金属素線とすることによって、湾曲した金属素線は
隣り合う金属素線と接触、非接触を繰返す。その結果、
湾曲しない残余の金属素線が柱として機能し腰折れを防
止するとともに、本願構成のコードをゴム被覆し、タイ
ヤのベルトプライとして形成した場合において、湾曲の
ない真直な金属素線が加硫中のゴムの流れで生じるコー
ドの伸びによる構成変化に対抗して安定性を保つ一方、
真直な金属素線と湾曲した金属素線との間に形成される
間隙によって金属素線間に浸入するゴムの均一性を図り
うる。即ち構造安定性を高めつつゴムの浸透性を向上で
き、ベルト層の耐久性を高めうる。

【００１４】さらに、本願構成のタイヤ用の金属コード
をタイヤのベルトコードとして採用することによって、
該タイヤは低荷重域におけるコードの伸び率を従来の密
着撚り（クローズドタイプ）のコードとほぼ同程度まで
低減でき、タイヤのユニフォミティを高めかつ操縦安定
性及び転がり抵抗等の走行性能を大巾に向上しうる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の一実施例を、タイヤ用の金属コ
ードをタイヤのベルト層のベルトプライに埋設されるベ
ルトコードとして用いた場合を例にとり、図面に基づき
説明する。

【００１６】図１〜図６においてタイヤ用の金属コード
１は、基準直径ｄ１の金属素線２Ｌと、この基準直径の
０．５倍以上かつ０．９５倍以下の小直径ｄ２の金属素
線２Ｓとを用いた３本の金属素線２、２、２を撚り合わ
せて形成しており、この３本の金属素線２、２、２の中
で１乃至２本の金属素線２は湾曲部５を有する湾曲した
金属素線２Ｂとしている。

【００１７】前記金属素線２は、本実施例では伸線加工
により形成されたスチール細線からなり、その直径は
０．１５〜０．３５mmとしている。なお金属素線２は前
記スチールの他、ニッケル一鉄合金からなる伸線材、さ
らには銅合金等の非鉄金属類を用いることができる。

【００１８】なお、本例ではタイヤ用の金属コード１を
平行に複数本配設しかつトッピングゴムで被覆すること
により、ベルト層１１のベルトプライ１１ａが形成され
る。

【００１９】このようにタイヤ用の金属コード１が採用
されるタイヤＴは、図２に示す如くトレッド部１２と、
該トレッド部１２に両端からタイヤ半径方向内方にのび
るサイドウォール部１３、１３と、各サイドウォール部
１３のタイヤ半径方向内端に位置しかつビードコア１４
が通るビード部１５とを具える。

【００２０】又ビード部１５、１５間には、トレッド部
１２からサイドウォール部１３をへてビード部１５に至
る本体部両側がビードコア１４の廻りで折返されるカー
カス１６が架け渡されるとともに、該カーカス１６の半
径方向外側かつトレッド部１２内方には前記ベルト層１
１が巻装される。

【００２１】カーカスは、本例ではカーカスコードをタ
イヤ赤道に対して７５〜９０度の角度で配列した少なく
とも１枚以上のカーカスプライ１６Ａからなり、該カー
カス１６の本体部１６ａとその両端の折返し部１６ｂと
の間には、前記ビードコア１４からタイヤ半径方向外方
に向かって先細状にのびる硬質のビードエーペックスゴ
ム１７が設けられ、ビード部１５からサイドウォール部
１３に至り補強するとともにタイヤ横剛性を高めてい
る。なおカーカス１６は、本例ではナイロン繊維コード
からなる例えば１枚のカーカスプライ１６Ａから形成さ
れるが、カーカスコードとしては他にポリエステル、レ
ーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードが好適に
使用でき、又要求するタイヤ性能に応じてスチール等の
金属コードも採用しうる。

【００２２】前記ベルト層１１は、本例では２枚のベル
トプライ１１Ａからなる２層構造をなし、トレッド部２
のほぼ前巾をタガ効果を有して補強する。又各トレッド
ベルトプライ１１Ａ、１１Ａは本発明のタイヤ用の金属
コードであるベルトコード１０をタイヤ赤道に対して０
〜３５度の角度θで互いに平行に配列したコード配列体
をトッピングゴム１９によって被覆したシート状をな
し、前記トッピングゴム１９は加硫によってトレッドゴ
ム等と融合しタイヤゴムを構成する。なお２枚のベルト
プライ１１Ａ、１１Ａの各ベルトコード１０、１０は互
いに交差する向きに配される。なおトッピングゴム１９
は、その１００％モジュラスを３０〜７０kgｆ／cm² と
するのが好ましい。

【００２３】本実施例においては、ベルトコード１０、
即ち本発明に係るタイヤ用の金属コード１は図１に示す
如く２本の基準直径ｄ１の金属素線２Ｌ、２Ｌと１本の
小直径ｄ２の金属素線２Ｓとの３本を１×３の単撚構造
とする一方、小直径の金属素線２Ｓを湾曲部５を有する
湾曲した金属素線２Ｂとして形成している。又本実施例
においては、前記２本の基準直径の金属素線２Ｌ、２Ｌ
は湾曲部のない真直な金属素線２Ｆ、２Ｆとしている。

【００２４】ここで真直な金属素線２Ｆは、図３に示す
ように撚り合わせ前において、その長手中心線Ｌに沿っ
てのびる直線状をなす。他方湾曲した金属素線２Ｂは、
螺旋状に型づけしたものを採用し、螺旋部分によって長
手中心線Ｌから外れる湾曲部５を形成している。これに
より湾曲した金属素線２Ｂは真直な金属素線と接触、非
接触をくり返して撚り合わされる。

【００２５】従って前記構成のタイヤ用の金属コード１
をトッピングゴム１９によって被覆し、例えばベルトプ
ライ１１Ａを形成した場合には、図４に示すように、非
接触の部分Ｐにおいて、トッピングゴムが浸透可能な間
隙Ｇを真直な金属素線２Ｆと湾曲した金属素線２Ｂとの
間に形成でき、このような非接触の部分Ｐを設けること
によって、ゴムの浸透性を高めベルト層の耐久性を高め
る。

【００２６】なお特に湾曲部５を長手中心線Ｌに対して
ほぼ対称をなす螺旋状に形成した場合には、図６に示す
如くコード１に長手方向に規則的な同型の周期を付与し
うる。

【００２７】このようにコード１を形成した場合には、
荷重時において、真直な金属素線２Ｆと湾曲した金属素
線２Ｂとの間に接触圧が作用するため、コード１の縮径
変形が抑制され、しかも真直な素線２Ｂが少なくとも１
本存在するため特に低荷重域（０〜５kg）でのコードの
伸び率を大巾に低減しうる。

【００２８】又、金属素線２の基準直径ｄ１及び小直径
ｄ２を０．１５〜０．３５mmとするとともに、本例では
前記非接触部分Ｐにおいて前記間隙Ｇを前記湾曲した金
属素線２Ｂの直径の０．６倍以下としている。このこと
により５kg荷重時のコードの伸びを０．３％以下に低減
することが可能となり、本発明のタイヤ用の金属コード
を用いたタイヤＴにおいて、該タイヤのユニフォミテ
ィ、操縦安定性等のタイヤ走行特性を向上しうる。

【００２９】なおタイヤ用の金属コード１は、図７
（ａ）〜（ｄ）に示すように基準直径の金属素線２Ｌを
２本、小直径の金属素線２Ｓを１本撚り合わせて形成す
るものの他、図８（ａ）〜（ｄ）に示す如く基準直径の
金属素線２Ｌを１本小直径の金属素線２Ｓを２本撚り合
わせてもよい。さらにタイヤ用の金属コード１は図７
（ｂ）、図８（ｂ）に示すように小直径の金属素線２Ｓ
の１本を湾曲した金属素線２Ｂとして形成する他、図７
（ａ）、図８（ａ）に示すように基準直径の金属素線２
Ｌの内の１本を湾曲した金属素線２Ｂとしたもの、又図
７（ｄ）に示すように２本の基準直径の金属素線２Ｌ、
２Ｌをそれぞれ湾曲した金属素線２Ｂ、２Ｂとしてもよ
い。さらに図７（ｃ）、図８（ｃ）に示す如く、基準直
径の金属素線２Ｌと、小直径の金属素線２Ｓとの各一本
をそれぞれ湾曲した金属素線２Ｂ、２Ｂとして形成して
もよい。このように本発明は種々な態様のものに変形で
きる。

【００３０】

【具体例】本発明に係るタイヤ用の金属コードを用いて
ベルトプライを形成しかつそのベルトプライを用いてタ
イヤを試作するとともに該タイヤのコード内へのゴム浸
入度、コード耐腐食性、急旋回性の耐コード切れ性、操
縦安定性及び乗心地を従来タイヤと比較した。

【００３１】

【表１】

【００３２】なお表１において、 コード内へのゴム
浸入度は、タイヤから任意に取出した４本のベルトコー
ドの夫々に対して、１本のスチール素線をカッターによ
って分離し、残りの２本のスチール素線を目視すること
によりゴム浸入と有無を判定する。該判定はコードの撚
りピッチ毎に行い、スチール素線の内側面が少しでも露
出していればゴム浸入無しと判断。そして次式1)を算出
しこれらの４本の平均値としてゴム浸入度を表してい
る。

【００３３】（ゴム浸入有りのピッチ数／コード体中の
ピッチ総数）×１００…… 1)

【００３４】 コード耐腐食性は、タイヤ内側から外
のベルトプライに達する穴を８ケ所形成しかつタイヤ内
に塩水を注入した後、速度：６０km／Ｈ、荷重：ＪＩＳ
規格の１．２倍の条件下で３万km走行させ、その時の外
のベルトプライの腐食面積を、従来タイヤ２を１００と
した指数で表示している。指数が小なほど優れている。

【００３５】 急旋回時の耐コード切れ性は、タイヤ
を車両（２０００ｃｃ）装着して、２実車走行し、急旋
回した時のコード切れ総長さを従来タイヤ２を１００と
して指数で表示している。指数が小なほど優れている。

【００３６】 操縦安定性及び乗心地性は、前記実車
走行におけるドライバーのフィーリングによって５点評
価した。３．０を標準とし値が大なほど優れている。

【００３７】

【発明の効果】叙上の如く本発明のタイヤ用の金属コー
ドは、基準直径の金属素線と、基準直径の０．５〜０．
９５倍の小直径の金属素線とを用いた３本の金属素線を
撚り合わせて、しかも１本〜２本の金属素線は、湾曲し
た金属素線としているため、タイヤのベルトプライのコ
ードとして用いることによって該タイヤの耐久性を高め
かつ走行性能を向上しうるとともに、タイヤの重量軽減
を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す正面図である。

【図２】本発明のタイヤ用の金属コードを用いて形成さ
れたタイヤの一例を示す断面図である。

【図３】真直な金属素線を例示する正面図である。

【図４】非接触部分における断面図である。

【図５】接触部分における断面図である。

【図６】金属コードの一実施例の平面図である。

【図７】複数の他の構成例をそれぞれ示す断面図であ
る。

【図８】複数の他の構成例をそれぞれ示す断面図であ
る。

【図９】従来技術を説明する断面図である。

【図１０】従来技術を説明する断面図である。

【符号の説明】

２ 金属素線 ２Ｂ 湾曲した金属素線 ２Ｌ 基準直径の金属素線 ２Ｓ 小直径の金属素線 ５ 湾曲部 ｄ１ 基準直径 ｄ２ 小直径

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基準直径（ｄ１）の金属素線と、基準直径
   （ｄ１）の０．５倍以上かつ０．９５倍以下の小直径
   （ｄ２）の金属素線とを用いた３本の金属素線を撚り合
   わせてなり、しかも１乃至２本の金属素線は撚り合わせ
   に先行して螺旋状に型付けされることにより湾曲部を有
   する湾曲した金属素線とするとともに、 金属素線間の非接触の部分において、真直な金属素線
   と、湾曲した金属素線との間に形成する間隙を、該湾曲
   した金属素線の直径の０．６倍以下とし、 かつ５kg荷重時のコードの伸びを０．３％以下と したこ
   とを特徴とするタイヤ用の金属コード。
2. 【請求項２】前記金属素線の直径（ｄ１、ｄ２）は０．
   １５mm以上かつ０．３５mm以下とした請求項１記載のタ
   イヤ用の金属コード。