JP3691563B2

JP3691563B2 - ゴム物品補強用スチールコードおよび空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP3691563B2
Application number: JP34288195A
Authority: JP
Inventors: 学柳沢
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: JPH09175112A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気入りタイヤや工業用ベルト等のゴム物品の補強材として使用されるスチールコードおよびこのスチールコードからなるベルトをそなえる空気入りタイヤに関し、特にゴム物品としての耐久性を向上しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
ゴム物品の典型例である、空気入りタイヤにおいて、その耐久性を低下させる要因として、カット傷などを介してタイヤの外部から内部のベルト等に浸入する水分がベルトのコードを腐食し、この腐食域の拡大によってコードとゴムが剥離して生じるセパレーションが知られている。このセパレーションを回避するには、コード内部へゴムを十分に浸入させてコードのフィラメント間に水分が伝播する隙間を形成させない構造、いわゆるゴムペネ構造が有効である。このゴムペネ構造は、コードを緩く撚ることによってフィラメント間の隙間を大きくしてゴムの浸透を実現したものであり、特に１×３や１×５構造の単撚りコードに適している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、ゴムペネ構造のコードは、フィラメント間に大きな隙間があるから、この隙間のない在来のコードと比較して弾性率は小さくなり、ゴムペネ構造のコードを適用したベルトも当然に引張剛性は低下し、タイヤの操縦安定性を低下する一因となる。なお、ベルトにおけるコードの打ち込み数を増加することによって、ベルトの引張剛性を確保することが可能であるが、タイヤの重量増の原因となる上、ベルトでの隣接コード間隔が狭くなるため、ベルト幅方向端部のコード端を起点としたゴム剥離が容易に隣接コード間に伝播して、いわゆるベルトエッジセパレーションをまねく。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、スチールコードで補強したゴム物品において、該コード周辺でのセパレーションの発生による耐久性の低下をまねくことなしに、ゴム物品の引張剛性を高めることが可能なスチールコードを提供し、とりわけ空気入りタイヤにおける、耐久性と操縦安定性とを両立させようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、３本のスチールフィラメントによるコアのまわりに、１〜４本のスチールフィラメントによるシースを巻き付けたスチールコードであって、該コアは、３本のスチールフィラメントを相互に平行に、かつコード断面においてコアの３本のフィラメントの軸心を結ぶ仮想線が直線状または鈍角三角形状となる横並び配列に揃えた配置に成ることを特徴とするゴム物品補強用スチールコードである。
【０００６】
また、この発明は、１対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスを有し、このカーカスのタイヤ径方向外側に、少なくとも１層のベルトをそなえる空気入りタイヤであって、該ベルトは、３本のスチールフィラメントを相互に平行に、かつコード断面において３本のコアフィラメントの軸心を結ぶ仮想線が直線状または鈍角三角形状となる横並び配列で揃えたコアの周りに、１〜４本のスチールフィラメントによるシースを巻き付けたスチールコードを、そのコアのスチールフィラメントの横並び方向がベルト幅方向にほぼ沿う配置で適用して成る空気入りタイヤである。
ここで、コアを構成するスチールフィラメントの少なくとも１本に、波形の型付けを施すことが、とくにコア内部へのゴムの浸入を促進するのに有利である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、図１〜図３に、この発明に従って、タイヤのベルトに適用するスチールコードの断面を、３＋２構造について示す。すなわち、図示のコードは、３本のスチールフィラメント1a〜1cからなるコア１のまわりに、斜線を引いて示した、２本のスチールフィラメント2aおよび2bからなるシース２を巻き付けてなり、特にコア１を構成する３本のスチールフィラメント（以下、コアフィラメントと示す）1a〜1cは、相互に平行にかつ横並び配列で揃えた配置に成ることを特徴とする。なお、シース２を構成するシースフィラメント2aおよび2bは、コア１に巻き付けられるから、コアに対するシースフィラメントの配置は、図示例に限るものでないのは勿論である。
【０００８】
ここで、コアフィラメントの横並び配列とは、図１に二点鎖線にて示すように、コード断面において、各コアフィラメントの軸心を結ぶ仮想線が基本的に直線状となる配列を意味し、さらに基本的に直線状とは、各コアフィラメントの軸心が同一直線上にない場合も含み、この場合、図２および図３に二点鎖線にて示すように、上記仮想線が描く図形が鈍角の三角形になる配置までは許容される。換言すると、仮想線が描く図形が鋭角三角形になるコアフィラメントの配置は、基本的に直線状となる配列に含まないことが肝要である。
【０００９】
また、コアフィラメントの配置は、同一コードの長手方向に不変である必要はなく、例えば図１〜図３に示したコアフィラメントの各配置が、同一コードの長手方向に、交互にまたは連続して現出することもある。ここで重要になるのは、コアフィラメントの横並び方向の相互配置が入れ替わらないこと、すなわちコアはそのフィラメントが相互に平行で延びる、撚りのない構造とすることである。
【００１０】
上記コードは、そのコアフィラメントが横並び配列になるところから、コアフィラメントで囲まれた閉鎖空間が形成されることがなく、従ってゴムがコアフィラメント相互間に容易に浸入するため、上述したベルトエッジセパレーションを回避することが可能になる。
【００１１】
さて、図１〜３に例示したコードは、その複数本を互いに並行に揃えてゴムシートに埋設してなるプライを、タイヤのベルトに適用してカーカスの補強に供するもので、タイヤの構造としては、在来の空気入りタイヤに則るものでよく、例えば、図４に示すタイヤ構造が有利に適合する。
なお、同図において、符号３がビードコア、４がこのビードコア３にタイヤの内側から外側に巻き回したカーカス、５がこのカーカス４上に配置する少なくとも２層構造のベルトおよび６はカーカス４のクラウン部に配置するトレッドである。
【００１２】
ここで、上記コードをベルト５に適用するに当たり、コアフィラメントの横並び方向がベルト幅方向に沿う配置とすることが肝要である。すなわち、コアフィラメントの横並び方向をベルト幅方向に沿う配置とすることは、コードの長径をベルト幅方向に揃えることになり、ベルトにおける打ち込み数が同じ場合は、在来の円形断面コードに比較してコード間隔が狭くなるから、結果として、ベルト面に沿う向きに生じる面内曲げ変形に対する剛性が高くなり、タイヤの操縦安定性が向上する。すなわち、コアフィラメント３本が横並び配列となっておりかつコアフィラメント同士が横並びで接触しているため、コードの横曲げ変形に対してコアフィラメント同士のフリクションが働いて横方向のコード曲げ剛性が高くなるから、本コードの横並び方向がベルト幅方向に略揃ったタイヤのベルトは、その面内曲げ剛性が高くなるのである。なお、この発明のコードは、従来コードに比べて面内剛性が高いため、従来コードのように必要以上にコード間隔を狭くする必要はなく、一定コード間隔が保たれるから、ベルトエッジセパレーションは発生しない。
【００１３】
なお、コードのコアを構成するフィラメント本数を３本としたのは、２本以下になるとコード径を横に拡げることが難しく、上記のベルト面内剛性を高めるには、コードの打ち込み数を増加しなくてはならず、その結果、隣接コード間隔が狭くなってベルトエッジセパレーションをまねくことになる。一方、コアフィラメントが４本以上になると、横並び配列を実現することが難しくなり、その結果コアフィラメントによる閉鎖空間が形成されてゴム浸入が不十分になって、腐食によるセパレーションをまねくことになる。
【００１４】
また、シースのフィラメント本数を１〜４本としたのは、５本以上になると、ベルト重量が増加して、タイヤの転がり抵抗の増加から燃費の悪化を招き、またコア内部へのゴムの浸入が阻害されるためである。ちなみに、３＋１構造、３＋３構造および３＋４構造のコードの典型例を、図５〜７に示す。
【００１５】
さらに、コア内部へのゴムの浸入を促進するために、図８〜10に３＋２構造について示すように、コアフィラメント1a〜1cの１本、２本または３本に波形の型付けを施すことが有効である。ここで、各フィラメントに型付ける波形は、その波高の向きがコアフィラメントの横並び方向を横切る向きとすることが好ましく、具体的には、図11に示す波長Ｌ：10d 〜40d （ｄ：フィラメント径）および波高Ｈ：1.1d〜2.0dの波形が推奨される。
【００１６】
【実施例】
種々のフィラメントを使用して、図１、図５〜７および図10、さらに図12〜15に示す構造のスチールコードを表１に示す仕様の下に作製し、各スチールコードを同表に示す打ち込み数にてベルトに適用し、図４に示した構造のタイヤをサイズ185 ／70Ｒ14で試作した。なお、ベルト５は、カーカス４上に、タイヤの赤道面に対してスチールコードが左２２°の角度で傾斜する向きで内側の第１ベルト層を配置し、さらにその上にタイヤの赤道面に対してスチールコードが右２２°の角度で傾斜する向きで第２ベルト層を配置して成る。
【００１７】
かくして得られたタイヤについて、適用リムに装着後に規定内圧を充填し乗用車に装着してから、舗装路を50000 km走行してから、タイヤを解剖してベルト端での亀裂長さ、カット傷からのコードの腐食長さをそれぞれ調査した。また、操縦安定性については、特定試験路を同一走行モードで各タイヤを装着して走行した、３人のドライバーによるフィーリング評価を行った。このフィーリング評価は10点満点で行い、３人のドライバーの平均値で算出した。これらの評価および調査結果を、表１に併記する。
【００１８】
【表１】

【００１９】
【発明の効果】
この発明のスチールコードによれば、ゴム物品におけるコード周辺でのセパレーションの発生による耐久性の低下をまねくことなしに、ゴム物品の引張剛性を高めることができるため、このコードを特にタイヤに適用することによって、タイヤの耐久性と操縦安定性とを両立することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のコードを示す断面図である。
【図２】この発明のコードを示す断面図である。
【図３】この発明のコードを示す断面図である。
【図４】この発明に好適のタイヤ構造を示す断面図である。
【図５】この発明のコードを示す断面図である。
【図６】この発明のコードを示す断面図である。
【図７】この発明のコードを示す断面図である。
【図８】この発明のコードを示す断面図である。
【図９】この発明のコードの断面を示す図である。
【図１０】この発明のコードの断面を示す図である。
【図１１】フィラメント形状を示す図である。
【図１２】従来のコードの断面を示す図である。
【図１３】比較コードの断面を示す図である。
【図１４】比較コードの断面を示す図である。
【図１５】比較コードの断面を示す図である。
【符号の説明】
１コア
1a コアフィラメント
1b コアフィラメント
1c コアフィラメント
２シース
2a シースフィラメント
2b シースフィラメント
３ビードコア
４カーカス
５ベルト
６トレッド

Claims

３本のスチールフィラメントによるコアのまわりに、１〜４本のスチールフィラメントによるシースを巻き付けたスチールコードであって、該コアは、３本のスチールフィラメントを相互に平行に、かつコード断面においてコアの３本のフィラメントの軸心を結ぶ仮想線が直線状または鈍角三角形状となる横並び配列に揃えた配置に成ることを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
コアを構成するスチールフィラメントの少なくとも１本に、波形の型付けを施した請求項１に記載のゴム物品補強用スチールコード。
１対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスを有し、このカーカスのタイヤ径方向外側に、少なくとも１層のベルトをそなえる空気入りタイヤであって、該ベルトは、３本のスチールフィラメントを相互に平行に、かつコード断面において３本のコアフィラメントの軸心を結ぶ仮想線が直線状または鈍角三角形状となる横並び配列で揃えたコアの周りに、１〜４本のスチールフィラメントによるシースを巻き付けたスチールコードを、そのコアのスチールフィラメントの横並び方向がベルト幅方向にほぼ沿う配置で適用して成る空気入りタイヤ。
コアを構成するスチールフィラメントの少なくとも１本に、波形の型付けを施した請求項３に記載の空気入りタイヤ。