JPH01298288A - 空気タイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ バイアスタイヤでは、カーカスとトレッドとの間にブレ
ーカと呼ばれるカーカス保護用補強層が設けられる。ラ
ジアルタイヤでは、カーカスとトレッドとの間にベルト
と呼ばれる補強層が設けられ、このベルトがカーカスを
半径方向に締付ける。これら空気タイヤにおいて、ブレ
ーカ又はベルトにスチールコードを埋設してタイヤの耐
久性を向上させることがある。

本発明は、カーカスとトレッドとの間のブレーカ又はベ
ルトと呼ばれるゴム層がスチールコードによって補強さ
れた空気タイヤに関する。

［従来の技術］ ブレーカ又はベルトは、複数の層からなる場合がある。

特に空気タイヤの耐カット性を高くする必要がある場合
には、ブレーカ又はベルトの外層すなわちトレッド側に
伸度が大きいスチールコードを埋設する。

従来のスチールコードでは、次に説明するように、複撚
構造を採用することによって大きい伸度を実現するのが
常であった。

第８図及び第９図は、ともに従来の空気タイヤに使用さ
れていた複撚スチールコードの断面図であり、第８図は
ｒ４ｘ４ｘＯ，２３Ｊの構成のものを、第９図はｒ３ｘ
７ｘＯ，２２Ｊの構成のものをそれぞれ示す。

第８図において、スチールコード１０は４本のストラン
ド１６を撚合せたものである。各ストランド１６は４本
の素線１２を撚合せたものであって、各素線１２は直径
０．２３ｍｍのスチール線である。

索線１２どおしの撚ピツチは３．５關であり、ストラン
ド１６どおしの撚ピツチは５．５寵である。

第９図に示すスチールコードｌＯは、３本のストランド
１６を撚合せたものである。各ストランド１６は７本の
素線１２を撚合せたものであって、各素線１２は直径０
．２２ｍｍのスチール線である。

素線１２どおしの撚ピツチは４．０■であり、ストラン
ド１６どおしの撚ピツチは７．５ｍ＋＊である。

これらのスチールコード１０は、低ピツチの複撚構造で
あることから、伸度が大きく、柔軟性に富み、衝撃吸収
性が大である。したがって、これらのスチールコード１
０を使用した従来の空気タイヤは、耐カット性が高かっ
た。

【発明が解決しようとする課題〕

以上に説明した複撚構造のスチールコードを使用した従
来の空気タイヤには、次のような問題があった。

すなわち、従来の複撚構造のスチールコード１０では、
いわゆる強力の「撚減り」の程度が大きく、各素線１２
の強力を有効に利用することができなかった。したがっ
て、スチールコード１０の所望の強力を得ようとすると
、多数の素線１２を要するため、スチールコード１０が
重くなる。

更に、柔軟性が高いスチールコード１０を使用している
ために、空気タイヤが接地部で大きく変形し、転勤抵抗
が大きく燃費が悪くなるという問題があった。

また、第８図及び第９図に示すように、断面円形の素線
１２が互いに密接していたために、各ストランド１６の
ほぼ中央に閉じた空隙１８ができる。したがって、この
スチールコードＩＯは、空隙１８内にゴムが入りにくい
。つまり、空隙１８内にゴムが充填されていないブレー
カ又はベルトができることになる。この場合にトレッド
が外傷を受け、この外傷から水が空隙１８内に侵入する
と、侵入した水がこの空隙１８内をスチールコードＩＯ
に沿って移動し、滞留する。したがって、スチールコー
ドＩＯに錆が生じ、ゴムとの間の接着力の低下を招く。

この接着力低下が昂進すると、いわゆるセパレーション
を引起す。

そこで、本願出願人は、先に特許願昭和６３年第７９３
９９号において、「カーカスとトレッドとの間のゴム層
が切断時４％以上の伸びを有する単撚構造からなるスチ
ールコードで補強された空気タイヤ」を提案した。

第１０図は、この未公開出願に係る空気タイヤのスチー
ルコードの断面図である。

このスチールコードｌＯは、ｒｌＸ５ＸＯ，３８」の単
撚構造である。すなわち、直径０．３８　ｍ１１のスチ
ール線である素線１２を５本撚合せたものである。撚ピ
ツチは６．５關であって、切断時の伸びは６．５％であ
る。

このスチールコード１０は、単撚構造であるにもかかわ
らず切断時の伸びが４％以上の高伸度であるから、複撚
構造の場合と同等の高耐カット性が実現される。また、
単撚構造であるから強力利用率が向上する。したがって
、スチールコードの総重量を低減してもこのコードの所
望の強力を得ることができ、軽い空気タイヤを実現する
ことができる。また、スチールコード１０の適度な曲げ
硬さのために空気タイヤの剛性が向上する。したがって
、タイヤの変形が小さくなって転勤抵抗が小さくなり、
燃費が向上する。

更に、長手方向のところどころで素線Ｉ２間に隙間がで
き、素線１２間の空隙１４が開放される。したがって、
このスチールコード１０を埋設したブレーカ又はベルト
を有する空気タイヤの加硫の際に空隙１４内にゴムが侵
入し、この中がゴムで満たされる。これにより、前記セ
パレーションの発生を抑制することができる。

これに対して、同じｒｌＸ５ＸＯ，３８］の単撚構造を
有するスチールコードであっても、撚ピツチが１８．０
ｍ＋＊と大きく、伸度が２．５％程度の小さい値である
場合には、耐カット性が劣る。また、第１１図に示すよ
うに素線１２間に閉じた空隙１８が生じる。したがって
、空隙１８内へのゴム侵入が阻害される点は、前記複撚
構造のものと同様である。

ところが、前記先願に係る空気タイ、ヤでは、スチール
コードが切断時４％以上の伸びの単撚構造を有するから
、以上に説明したように従来の複撚構造のスチールコー
ドを有する空気タイヤの種々の問題を解決することがで
きるものの、次の問題があった。

すなわち、同径の全ての素線１２の形付は率を同一にし
て撚っていたために、第１０図に示すように全素線１２
が共通の１つの外接円２２を形成していた。したがって
、セパレーションの発生が抑制されるものの、ブレーカ
又はベルトを構成するゴムに対するスチールコードの投
錨効果が小さく、−旦セバレージョンが発生すると、こ
れが容易に成長する。

本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであって、
従来と同等の高い耐カット性を維持しながら素線強力を
有効利用し、タイヤ剛性を向上させ、しかもセパレーシ
ョンの発生及び成長を抑制した空気タイヤを提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る空気タイヤは、カーカスとトレッドとの間
のゴム層すなわちブレーカ又はベルトの部分がスチール
コードによって補強されたものであって、スチールコー
ドが、切断時４％以上の伸びの単撚構造を有するととも
に、共通の外接円を有しない構成素線を備えることを特
徴とする。

共通の外接円を有しない構成素線を備えるスチールコー
ドは、一部素線の形付は率を他と異ならせたり、一部素
線径を他と異ならせたりすることによって実現すること
ができる。

［作　用］ 本発明に係る空気タイヤは、スチールコードの切断時の
伸びが４％以上の高伸度であるから、複撚構造の場合と
同等の高耐カット性が実現される。また、スチールコー
ドが単撚構造であるから強力利用率が向上し、適度な曲
げ硬さのゆえにタイヤ剛性が向上する。更に、素線間の
空隙がところどころで開放し、この空隙内へのゴムの侵
入を許容する。したがって、セパレーションの発生を抑
制することができる。しかも、共通の外接円をａしない
構成素線を備えるから、スチールコード表面に凹凸が生
じる。したがって、スチールコードとゴムとの接着界面
が分散されて、タイヤ走行中に加わるスチールコードと
ゴムとの間の剪断歪が分散される。つまり、小さいセパ
レーションが生じても、その伝搬すなわち成長が抑制さ
れる。

［実施例］ 第１図は、本発明の実施例に係る空気タイヤのスチール
コードの断面図である。

同図に示すスチールコード１０は、「１×５×０．３８
」の単撚構造すなわち直径０．３８ｍｍのスチール線で
ある素線を５本撚合せたものである。同径の５本の素線
のうち、１本の素線１３は他の４本の素線１２より形付
は率が大である。

したがって、素線１３の外接円２３は、スチールコード
１０の中心と同心であるが、半径が他の素線１２の共通
外接円よりｄだけ大きい。この外径差ｄは０．０６＋＋
＋ｍである。素線１２，１３の撚ピツチは６．５ｍ＋ｓ
であって、スチールコード１ｏの切断時の伸びは６．７
％である。また、長手方向のところどころで素線間に少
なくとも０゜０２＋ｎ１１程度の幅の隙間ができ、素線
間の空隙１４が開放される。したがって、このスチール
コード１０を埋設したベルトを有するラジアルタイヤの
加硫の際に素線間の隙間を通して空隙１４内にゴムが侵
入することができ、空隙１４内にゴムが充填される。

第２図は、以上に説明したスチールコード１゜が埋設さ
れたベルトを備えるラジアルタイヤの一部断面図であり
、第３図は、そのベルトの一部拡大断面図である。ただ
し、第２図ではスチールコードｌＯの図示を省略してい
る。

第２図のラジアルタイヤ２は１１Ｒ２２，５であって、
カーカス４とトレッド６との間に４枚ノヘルト８ａ、　
８ｂ　、　８ｃ　、　８ｄを有する。カーカス側の３枚
のベルト８ａ、８ｂ、８ｅには、ｒ３ＸＯ，２０＋６Ｘ
０．３５Ｊの構成のスチールコードが埋設されている。

つまり、このスチールコードは、直径０．２０ｍｍの３
本のスチール線と直径０゜３５止の６本のスチール線と
からなる。コード打込は、２．５ｃ＋ｎ当り１２本であ
る。これら３枚のベルト８ａ、８ｂ、８ｃは、ポリエス
テル・ブライからなるカーカス４を半径方向に締付ける
。最外層のベルト８ｄには、第１図に構造を示したスチ
ールコードｌＯが埋設される。すなわち、ベルト８ｄは
、平行に配設したスチールコードＩ（ｌの両側からゴム
をトピングしてゴムＩ’Ｗｌｌとし、このゴム層１１に
更に加硫を施したものである。このベルト８ｄでもコー
ド打込は２．５ｃｍ当り１２本である。なお、全てのス
チール線には、ゴムとの接着性を良くするために、しん
ちゅうメツキが施されている。

３枚のベルト８ａ、８ｂ、８ｃは、カーカス４の「たが
」として機能する。最外層のベル）８ｄは、以下に説明
するようにラジアルタイヤ２の高耐カット性に寄与する
。

以上に説明した本発明の実施例に係るラジアルタイヤ２
について、スチールコード１０の特性を第１表に、最外
層ベルト８ｄの特性とタイヤ自体の特性とを第２表に、
それぞれ「実施例１」として示す。

画表には、４つの比較例の特性をも示す。比較例１は第
１０図の単撚構造、比較例２は第８図の複撚構造、比較
例３は第９図の複撚構造、比較例４は第１１図の単撚構
造の前記各スチールコードを使用したものである。各比
較例の空気タイヤも実施例１と同じ１１Ｒ２２，５のラ
ジアルタイヤであって、カーカス４及び３枚のベルト８
ａ、８ｂ、８ｃは実施例１と同一である。最外層のベル
ト８ｄには、各比較例特有の前記スチールコードが埋設
される。

（以　下　余　白） 実施例１のスチールコード１０は、単撚構造であるにも
かかわらず撚ピツチが６．５ｍ＋＊と小さく、切断時の
伸びが６．７％であって、複撚構造の比較例２，３と同
等の高伸度である。また、シャルピー試験の結果、第１
表に示すように、比較例２．３と同等の衝撃吸収性が得
られる。

したがって、本実施例では複撚構造の場合と同等の耐カ
ツト性能が期待されるが、実際に各ラジアルタイヤを大
型ダンプカーに装着して行なった砕石場内での３万ｋｍ
の悪路走行テストの結果でも比較例２．３と同等以上の
耐カツト性能が得られている。耐カツト性能の測定は、
次のようにして行なった。すなわち、トレッド６を貫通
してベルト８ｄに至るカットが生じても、このベルトに
埋設されたスチールコード■０の切断が生じる場合と生
じない場合とがある。第２表に示すコード切れ率は、全
カット数に対するコード切れ数である。なお、比較例４
のスチールコード１０は、撚ピツチが従来品程度の１８
．０ｍｍと大きいために伸度が２．５％程度の小さい値
であって、耐カット性が劣る。

更に、実施例１の素線強力利用率は、比較例４はどは高
くないものの、比較例２．３より向上している。したが
って、スチールコード１０の所望の強力を得るためのコ
ードの総重量が比較例２，３より小さく、タイヤ重量を
減少させることができる。また、実施例１では、スチー
ルコード１０の適度な曲げ硬さのゆえにタイヤ剛性が比
較例２．３より向上し、転勤抵抗が小さくなる。したが
って、実施例１によれば、燃費が良くなることが期待さ
れる。

また、実施例１では、素線１２間の空隙１４内にゴムが
円滑に侵入するため、比較例２〜４とは違ってベル）８
ｄのセパレーション発生は皆無であった。これは、比較
例１と同様である。

各タイヤについて行なった動的剥離試験の結果も第２表
に示す。この試験は、第３図と同様の構造のベルトを２
枚積層し、これに加硫を施した後、これら２層間を巾２
．５ｃｍにわたって予め剥離したものについて行なった
。１００℃において振巾３ｍｍ、　３３０ＲＰＭで剥離
を進行させた結果、この剥離部分が１０ｃｍ長まで成長
するのに要した時間を動的剥離寿命とした。同表には、
比較例４の動的剥離寿命を１００とする寿命比を示した
。動的剥離カバレージは、剥離した１０ｃｍ長の部分を
観察して得たスチールコード１０のゴム付着率である。

この試験の結果、実施例１の場合には、ベルト８ｄを構
成するゴムに対するスチールコード１０の投錨効果が大
きく、比較例１と比べてセパレーションの進行が抑制さ
れることがわかる。

第４図〜第７図は、スチールコード１０の変形例を示す
断面図である。

これらのスチールコード１０は、いずれも５本の素線か
らなる単撚構造である点は第１図に示したものと同様で
ある。

ただし、第４図に示すスチールコード１０は、１本の素
線１３の形付は率を他の４本の素線１２より小さくした
ものである。第５図のスチールコード１０は、１本の素
線１３ａの形付は率が３本の素線１２より大であって、
残りの素線１３ｂの形付は率が素線１３ａより更に大で
ある。以上のように一部素線の形付は率を他と異ならせ
ることによって、共通の外接円を有しない構成素線を備
えるスチールコードＩＯを実現することができる。

また、一部素線径を他と異ならせることによって、同様
のスチールコード１０を実現することもできる。第６図
に示すスチールコード１０は、５本の素線の形付は率が
同一であるが、１本の素線１３を他の４本の素線１２よ
り太くしたものである。第７図のスチールコードＩＯで
は、１本の素線１３が他の４本の素線１２より細い。

以上に説明したいずれの変形例の場合も、素線間の空隙
１４が開放している点は、前記の実施例１と同様である
。

さて、第１図、第６図及び第７図に示す本発明の実施例
に係る各スチールコード１０を作成して、再度動的剥離
試験を行なった。この試験結果を「実施例２」、「実施
例３」及び「実施例４」として、それぞれ第３表に示す
。ただし、実施例２のスチールコードＩＯは、直径０．
３８ｍｍの同径の５本の素線を撚合せたものであって、
１本の素線１３が他の４本の素線１２より形付は率が大
である。外径差ｄは０．０９１１！１である。実施例３
のスチールコード１０は、４本の素線１２の直径が０．
３８關であり、他の１本の素線１３の直径が０．４５關
である。外径差ｄは０，０７ｍｍである。実施例４では
、４本の素線１２の直径を０．３８ｍｍ、他の１本の素
線１３の直径を０゜３０１１Ｉ＋１とした。外径差ｄは
０．０８ｍｍである。

いずれの実施例のスチールコード１０も、撚ピツチは６
．５ｍｍであり、切断時の伸びは実施例１と同程度であ
る。

同表には、２つの比較例の特性をも示す。比較例５は第
１０図の単撚構造、比較例６は第１１図の単撚構造の前
記各スチールコードを使用したものである。

（以　下　余　白） この試験結果から、影付は率を変更した実施例２と同様
に、素線径を変更した実施例３．４も有用であることが
わかる。

なお、スチールコード１０の切断時の伸びを４％以上と
するためには、撚ピツチＰとコード径りとの関係をＰ／
Ｄ−４〜８とすれば良い。このようにすることによって
素線間隔が開き、ゴムが入りやすくなる。また、スチー
ルコードＩＯの凹凸の程度すなわち外径差ｄは、スチー
ルコード径の５％〜５０％が適当である。５％より小さ
い場合には投錨効果がなく、５０％より大きい場合には
スチールコード１０が太くなりすぎて隣のコードとの間
隔が狭くなり、セパレーションの伝播が早くなる。

スチールコード１０を埋設するベルトの数は必要に応じ
て適宜増やしてもよい。例えばトレッド側の２枚のベル
ト８ｃ、８ｄとする。また、以上はラジアルタイヤにつ
いて説明したが、本発明はバイアスタイヤにおいてブレ
ーカに適用することもできる。

［発明の効果］ 以上に説明したように、本発明に係する空気タイヤは、
スチールコードが切断時４％以上の伸びの単撚構造を有
するから、複撚構造の場合と同等の高耐カット性が実現
される。

スチールコードが単撚構造であるから、素線の強力利用
率が向上する。したがって、スチールコードの総重量を
低減してもこのコードの所望の強力を得ることができ、
軽いタイヤを実現することができる。

また、本発明によれば、スチールコードの適度な曲げ硬
さのためにタイヤの剛性が向上する。

したがって、タイヤの変形が小さくなって転勤抵抗が小
さくなり、燃費が向上する。

更に、素線間の空隙がところどころで開放し、この空隙
内へのゴムの侵入を許容する。したがって、ゴム層すな
わちブレーカやベルトのセパレーションの発生を抑制す
ることができる。しかも、共通の外接円を有しない構成
素線を備えるから、スチールコード表面が凹凸を有する
。

したがって、ゴム層へのスチールコードの投錨効果が向
上し、セパレーションの成長が抑制される。

以上のことから、本発明によれば、従来と同等の高い耐
カット性を維持しながら素線強力を有効利用し、タイヤ
剛性を向上させ、しかもセパレーションの発生及び成長
を抑制した空気タイヤを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る空気タイヤのスチール
コードの断面図、 第２図は、前回のスチールコードによってカーカスとト
レッドとの間のゴム層が補強された本発明の実施例に係
る空気タイヤの一部断面図、第３図は、前回のゴム層の
一部拡大断面図、第４図は、本発明の他の実施例に係る
空気タイヤのスチールコードの断面図、 第５図は、本発明の更に他の実施例に係る空気タイヤの
スチールコードの断面図、 第６図は、本発明の更に他の実施例に係る空気タイヤの
スチールコードの断面図、 第７図は、本発明の更に他の実施例に係る空気タイヤの
スチールコードの断面図、 第８図は、従来のスチールコードの断面図、第９図は、
従来の他のスチールコードの断面図、 第１０図は、本願出願人の未公開の先願に係る空気タイ
ヤのスチールコードの断面図、第１１図は、前回のスチ
ールコードの比較例の断面図である。 符号の説明 ２・・・ラジアルタイヤ、４・・・カーカス、６・・・
トレッド、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ・・・ベルト、１ｏ
・・・スチールコード、ｌ　ｌ−・・ゴム層、１２，１
３．１３ａ、１３ｂ　−・・素線、１６　・・・ストラ
ンド、２２，２３．２３ａ、２３ｂ　−リ素線の外接円
、ｄ・・・外径差。 第３図 第　８　図　　　　　　　　　　第　９７１第１０図　
　　　　第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、カーカスとトレッドとの間のゴム層がスチールコー
   ドによって補強された空気タイヤであって、前記スチー
   ルコードが、切断時４％以上の伸びの単撚構造を有する
   とともに、共通の外接円を有しない構成素線を備えるこ
   とを特徴とする空気タイヤ。