JPH0441081B2

JPH0441081B2 -

Info

Publication number: JPH0441081B2
Application number: JP59101642A
Authority: JP
Inventors: Yukio Tozawa; Osamu Imamya
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1984-05-22
Filing date: 1984-05-22
Publication date: 1992-07-07
Also published as: JPS60248406A

Description

[Detailed description of the invention]

〔発明の技術分野〕本発明は乗用車用ラジアルタイヤに関し、さら
に詳しくは、操縦性を損なうことなく耐久性及び
乗心地を改善した乗用車用ラジアルタイヤに関す
るものである。〔従来の技術〕乗用車の乗心地は、路面からの衝撃を如何に吸
収し、これを減衰せしめるかによつて左右され
る。従来から、乗用車用ラジアルタイヤの乗心地を
改善する対策として、ベルト層の剛性を低下させ
る手段がとられて来たが、この手段では、乗心地
を改善することはできるものの同時に操縦性を大
幅に低下せしめる欠点があつた。〔発明の目的〕本発明は、ベルト層の剛性を低下させることな
しに乗心地を改善すべくなされたものであつて、
操縦性を損なうことなく乗心地を向上させ、かつ
耐久性をも向上させた乗用車用ラジアルタイヤを
提供することを目的とする。〔発明の構成〕このため本発明は、補強コードとしてスチール
コードを用いたベルト層を有する乗用車用ラジア
ルタイヤにおいて、前記スチールコードを２本の
実質的に無撚りのコアフイラメントと該２本の実
質的に無撚りのコアフイラメントの周囲に巻回し
た２本の実質的に無撚りのストランドフイラメン
トとで構成し、（２＋２構造）、下記式で表わされ
るコアフイラメントとストランドフイラメントの
フイラメント長比を1.005〜1.040にしたことを特
徴とする。フイラメント長比＝１／cos（tan^-1R／lo）但し、 lo…コードの撚りピツチ長さ。Ｒ……１ピツチでのストランドフイラメントの
コード横断面軌跡長さ。このように本発明では、ベルト層の補強コード
として用いられるスチールコードの構造を工夫す
ることによりスチールコードの長さ方向における
剛性を不均一化してベルト層の剛性を全体的に不
均一となしたのであり、これによつて路面からの
衝撃を分散せしめ得るから乗心地を改善すること
が可能となる。また、本発明ではベルト層の剛性
を全体的に低下させてはいないので、操縦性が損
なわれることはない。さらに、本発明では、コア
フイラメントとストランドフイラメントのフイラ
メント長比を1.005〜1.040にしたため、耐久性を
も向上させることが可能となる。以下、本発明の構成を詳細に説明する。本発明の基本的思想は、ベルト層の補強コー
ド、すなわちスチールコードの剛性を場所によつ
て変えることである。つまり、スチールコードの
剛性が長さ方向において不均一に分散されている
ことが必要なのである。このようなコードを作るには、２本の実質的に
無撚りのコアフイラメントに２本の実質的に無撚
りのストランドフイラメントを巻きつけ、コード
横断面において非対称とする事である。ここで、
コアフイラメントとはコードのコアとなる芯線を
いい、ストランドフイラメントとはその外側に配
置される側線をいう。また、コードの剛性が長さ方向に不均一である
という事は、反面、コードの耐久性、すなわち、
タイヤの耐久性を損ない、また加えてタイヤのユ
ニフオーミテイをも悪化させてしまう。ところ
で、タイヤにおけるベルト層内のコードの耐久性
は、（トータル強度）＝（曲げに対する強度Fb）＋
（伸縮に対する強度Ft）で表わされ、曲げに対す
る強度Fbおよび伸縮に対する強度Ftはコードの
特性を決定する撚りピツチに依る。前述のコアフ
イラメントとストランドフイラメントをもつスチ
ールコードでは、コードの撚りピツチの長さが大
きくなると曲げに対する強度Fbは小さく、伸縮
に対する強度Ftは大きくなる。反面、コードの
撚りピツチの長さが小さくなると曲げに対する強
度Fbは大きく、伸縮に対する強度Ftは小さくな
る。そこで、本発明では、コードの撚りピツチの
長さはコアフイラメントのストランドフイラメン
トのフイラメント長比に関係することから（スト
ランドフイラメントがコアフイラメントに比して
長くなるにつれてコードの撚りピツチの長さは小
さくなる）、このフイラメント長比を特定してコ
ードの撚りピツチの長さに適正化をはかり、これ
によつて耐久性を高めるようにしたのである。次に本発明における前記スチールコードを図面
を参照して説明する。第１図は従来のスチールコードを示し、Ａは側
面図、Ｂは断面図である。このスチールコードはコンパクトタイプのスパ
イラル型１×４構造であり、それぞれの素線は同
じ長さで、かつ均一な撚りがかけられている（第
１図Ａ参照）。従つて、長さ方向のどの断面をと
つても各フイラメントが均一に並んでいる（第１
図Ｂ参照）。第２図は本発明のスチールコードを示し、Ａは
側面図、Ｂ，Ｃは断面図である。このスチールコードは２本の実質的に無撚りの
コアフイラメント１及び２本の実質的に無撚りの
ストランドフイラメント２から構成されているが
（２＋２構造）、ストランドフイラメント２はコア
フイラメント１の周囲を巻回している。つまり、ストランドフイラメント２はコアフイ
ラメント１より長さが長いのである。その結果、
ある位置の断面を見るとＢのようになつたり、Ｃ
のようになつたりして不均一である。本発明においては、このコアフイラメント１と
ストランドフイラメント２のフイラメント長比
１／cos（tan^-1R／lo）を1.005〜1.040にする必要
がある。ここで、loはコードの撚りピツチ長さであり、
第３図にこれを示している。つまり、撚りの繰返
えし単位が撚りピツチ長さloである。一方、Ｒは１ピツチでのストランドフイラメン
ト２のコード横断面内軌跡長さであり、これを第
４図で説明する。第４図はスチールコードの横断面説明図であ
り、ストランドフイラメント２はコアフイラメン
ト１の周囲を１ピツチで１周することになり、ス
トランドフイラメント２の中心点をＰとすれば、
その軌跡３は長さＲの楕円を描くことになる。こ
の長さＲがストランドフイラメント２の１ピツチ
でのコード横断面内軌跡長さである。この長さＲ
は、コアフイラメント１及びストランドフイラメ
ント２の直径をそれぞれｄとすれば、下記式によ
り得ることができる。Ｒ＝2πd＋2d＝2d（π＋１）また、前記式１／cos（tan^-1R／lo）は下記の
ようにして得ることができる。コアフイラメント１の１ピツチの長さをＳ、ス
トランドフイラメント２の１ピツチの長さをSo、
１ピツチの撚り角度をαとすると、下記式が成り
立つ。Ｓ≒lo、 So＝lo Cos α ∴ Ｓ／So＝lo／lo Cos α ＝１／cos（tan^-1R／lo）コアフイラメント１とストランドフイラメント
２のフイラメント長比１／cos（tan^-1R／lo）が
1.005未満では耐久性および耐突起衝撃力（乗心
地）が不十分であり、また1.040を越えると耐久
性がなくなる。そして好ましいのは1.010〜1.030
である。以下実施例を挙げて本発明を具体的に説明す
る。実施例１カーカス層（ポリエステルコード：２層）を共
通とし、ベルト層（スチールコード：２層）のコ
ードとしてフイラメント長比を６種類変更させた
スチールコード（２本の実質的に無撚りのコアフ
イラメントのまわりに２本の実質的に無撚りのス
トランドフイラメントが巻回した２＋２構造）を
使用したラジアルタイヤ（サイズ：195/70
HR14）を用意し、空気圧2.0Kg／cm²、荷重420
Kg／タイヤで砂利道悪路10％、舗装路90％（内30
％は屈曲路）の道路を、80000Km走行し、その後、
タイヤを切断解析してベルト層のスチールコード
の折れ本数を測定した。その時のコアフイラメント１とストランドフイ
ラメント２（各フイラメント径＝0.28mm）のフイ
ラメント長比１／cos（tan^-1R／lo）とベルトコ
ード折れ本数との関係を第５図に示す。なお、第
５図においては、従来品のフイラメント長比１／
cos（tan^-1R／lo）＝1.00を100とした指数にて表示
した。第５図の結果から、フイラメント長比１／cos
（tan^-1R／lo）が1.005〜1.040の間で耐久性が向
上していることがわかる。実施例２実施例１で使用したタイヤと同じタイヤを用
い、回転ドラム上１０Ｒの突起に衝撃させ、タイ
ヤ軸から衝撃力の大きさを測定した。その時の突起衝撃力とフイラメント長比１／
cos（tan^-1R／lo）との関係を第６図に示す。な
お、第６図においては、従来品（１×４構造）の
フイラメント長比１／cos（tan^-1R／lo）＝1.00を
100とした指数にて表示した。第６図の結果から、フイラメント長比１／cos
（tan^-1R／lo）が1.005以上で突起衝撃力が100以
下となり、乗心地が良くなることを示している。実施例３操縦安定性を調べるため、面内曲げ剛性に影響
を与えるベルトコードの力(F)と伸び(E)の関係を測
定した。本実施例として、ベルト層の補強コードとして
フイラメント長比１／cos（tan^-1R／lo）＝1.010の
スチールコードを使い、比較例として1.000のも
のを用いた。コードピツチ長loはいずれも12mm
で、フイラメント径は0.28mmであつた。補強コードの力(F)と伸び(E)の関係を第７図に示
す。第７図の曲線ａは本実施例を示し、曲線ｂは比
較例を示しているが、曲線の立上がり勾配はほぼ
等しく、操縦性能は従来品と変らないことを示し
ている。以上、乗心地向上として、補強コードの長さ方
向に不均一を持たせることを述べたが、その不均
一さを下記の表１に示す。 [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a radial tire for a passenger car, and more particularly to a radial tire for a passenger car that has improved durability and ride comfort without impairing maneuverability. [Prior Art] The comfort of a passenger car depends on how well the shock from the road surface is absorbed and attenuated. Conventionally, measures have been taken to improve the ride comfort of radial tires for passenger cars by reducing the rigidity of the belt layer, but while this method can improve the ride comfort, it also significantly reduces the maneuverability. There were some shortcomings that led to a decline in performance. [Object of the Invention] The present invention has been made to improve riding comfort without reducing the rigidity of the belt layer, and includes:
To provide a radial tire for a passenger car that improves riding comfort without impairing maneuverability and also improves durability. [Structure of the Invention] Therefore, the present invention provides a radial tire for a passenger car having a belt layer using steel cords as reinforcing cords, in which the steel cords are connected to two substantially untwisted core filaments and the two substantially non-twisted core filaments. It consists of two substantially non-twisted strand filaments wound around a non-twisted core filament (2+2 structure), and the filament length ratio of the core filament to the strand filament is 1.005, which is expressed by the following formula. It is characterized by setting it to ~1.040. Filament length ratio = 1/cos (tan ^-1 R/lo) However, lo...cord twist pitch length. R...Chord cross-sectional locus length of strand filament at 1 pitch. In this way, in the present invention, by devising the structure of the steel cord used as the reinforcing cord of the belt layer, the rigidity of the steel cord in the length direction is made non-uniform, thereby making the rigidity of the belt layer non-uniform as a whole. This allows the impact from the road surface to be dispersed, making it possible to improve riding comfort. Further, in the present invention, since the rigidity of the belt layer is not reduced as a whole, the maneuverability is not impaired. Furthermore, in the present invention, since the filament length ratio between the core filament and the strand filament is set to 1.005 to 1.040, durability can also be improved. Hereinafter, the configuration of the present invention will be explained in detail. The basic idea of the invention is to vary the stiffness of the reinforcing cords of the belt layer, ie the steel cords, depending on the location. In other words, it is necessary that the stiffness of the steel cord is distributed non-uniformly in the length direction. Such a cord is made by winding two substantially untwisted strand filaments around two essentially untwisted core filaments, making the cord asymmetrical in cross-section. here,
The core filament refers to the core wire that forms the core of the cord, and the strand filament refers to the side wires placed on the outside. In addition, the fact that the rigidity of the cord is not uniform in the length direction means that the durability of the cord, that is,
This impairs the durability of the tire and also worsens the uniformity of the tire. By the way, the durability of the cord in the belt layer of a tire is (total strength) = (strength against bending Fb) +
The strength against bending Fb and the strength against expansion and contraction Ft depend on the twist pitch which determines the characteristics of the cord. In the aforementioned steel cord having a core filament and a strand filament, as the length of the cord's twist pitch increases, the strength against bending Fb decreases and the strength against expansion and contraction Ft increases. On the other hand, as the length of the twist pitch of the cord becomes smaller, the strength against bending Fb increases and the strength against expansion and contraction Ft decreases. Therefore, in the present invention, since the length of the twist pitch of the cord is related to the filament length ratio of the strand filaments of the core filament (as the strand filament becomes longer than the core filament, the length of the twist pitch of the cord becomes smaller). By specifying this filament length ratio, the length of the twist pitch of the cord was optimized, thereby increasing durability. Next, the steel cord according to the present invention will be explained with reference to the drawings. FIG. 1 shows a conventional steel cord, with A being a side view and B being a sectional view. This steel cord has a compact spiral type 1×4 structure, and each strand has the same length and is evenly twisted (see FIG. 1A). Therefore, each filament is uniformly lined up in any cross section in the length direction (first
(See Figure B). FIG. 2 shows the steel cord of the present invention, with A being a side view and B and C being sectional views. This steel cord is composed of two substantially untwisted core filaments 1 and two substantially untwisted strand filaments 2 (2+2 structure), and the strand filaments 2 surround the core filament 1. It's rolling. That is, the strand filament 2 is longer than the core filament 1. the result,
If you look at the cross section at a certain position, it will look like B or C
It is uneven and becomes like this. In the present invention, the filament length ratio 1/cos (tan ^-1 R/lo) between the core filament 1 and the strand filament 2 needs to be 1.005 to 1.040. Here, lo is the twist pitch length of the cord,
This is shown in Figure 3. In other words, the unit of twist repetition is the twist pitch length lo. On the other hand, R is the locus length of the strand filament 2 in the cord cross section at one pitch, and this will be explained with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the steel cord. The strand filament 2 goes around the core filament 1 once at one pitch, and if the center point of the strand filament 2 is P, then
The locus 3 will draw an ellipse of length R. This length R is the length of the trajectory of the strand filament 2 in the cross section of the cord at one pitch. This length R
can be obtained by the following formula, where d is the diameter of the core filament 1 and the strand filament 2, respectively. R=2πd+2d=2d(π+1) Moreover, the above formula 1/cos(tan ⁻¹ R/lo) can be obtained as follows. The length of one pitch of core filament 1 is S, the length of one pitch of strand filament 2 is So,
When the twist angle of one pitch is α, the following formula holds true. S≒lo, So=lo Cos α ∴ S/So=lo/lo Cos α = 1/cos (tan ^-1 R/lo) Filament length ratio of core filament 1 and strand filament 2 1/cos (tan ^-1 R /lo) is
If it is less than 1.005, durability and protrusion impact resistance (riding comfort) will be insufficient, and if it exceeds 1.040, durability will be lost. And preferred is 1.010-1.030
It is. The present invention will be specifically explained below with reference to Examples. Example 1 The carcass layer (polyester cord: 2 layers) is common, and the belt layer (steel cord: 2 layers) has steel cords (2 substantially untwisted cores) with different filament length ratios in 6 different cords. Radial tire (size: 195/70) using a 2+2 structure in which two essentially untwisted strand filaments are wound around a filament.
HR14), air pressure 2.0Kg/cm ² , load 420
Kg/tire: 10% gravel road, 90% paved road (30% of the time)
After driving for 80,000 km on a road (% is a curved road),
The tire was cut and analyzed to measure the number of bent steel cords in the belt layer. FIG. 5 shows the relationship between the filament length ratio 1/cos (tan ^-1 R/lo) of the core filament 1 and the strand filament 2 (each filament diameter = 0.28 mm) and the number of belt cord breaks at that time. In addition, in Fig. 5, the filament length ratio of the conventional product is 1/
Expressed as an index with cos (tan ^-1 R/lo) = 1.00 as 100. From the results in Figure 5, the filament length ratio 1/cos
It can be seen that the durability is improved when (tan ^-1 R/lo) is between 1.005 and 1.040. Example 2 Using the same tire as used in Example 1, an impact was applied to a 10R protrusion on a rotating drum, and the magnitude of the impact force from the tire shaft was measured. At that time, the protrusion impact force and filament length ratio 1/
Figure 6 shows the relationship with cos (tan ^-1 R/lo). In addition, in Fig. 6, the filament length ratio 1/cos (tan ^-1 R/lo) = 1.00 of the conventional product (1 x 4 structure) is shown.
Expressed as an index set to 100. From the results in Figure 6, the filament length ratio 1/cos
When (tan ^-1 R/lo) is 1.005 or more, the protrusion impact force is 100 or less, indicating that the riding comfort is improved. Example 3 In order to examine steering stability, the relationship between force (F) and elongation (E) of the belt cord, which affects in-plane bending rigidity, was measured. In this example, a steel cord with a filament length ratio of 1/cos (tan ^-1 R/lo) = 1.010 was used as the reinforcing cord of the belt layer, and as a comparative example, a steel cord with a filament length ratio of 1/cos (tan -1 R/lo) = 1.000 was used. Cord pitch length lo is 12mm for both
The filament diameter was 0.28 mm. Figure 7 shows the relationship between force (F) and elongation (E) of the reinforcing cord. Curve a in FIG. 7 shows the present example, and curve b shows the comparative example. The rising slopes of the curves are almost the same, indicating that the maneuverability is the same as that of the conventional product. As mentioned above, in order to improve riding comfort, it has been described that the reinforcing cord is made non-uniform in the length direction, and the non-uniformity is shown in Table 1 below.

〔Effect of the invention〕

本発明は上述したように構成したから、次のよ
うな効果を奏する。すなわち、 (a) 本発明のタイヤは従来のタイヤに比べ耐久性
を向上させることができる。 (b) 本発明のタイヤは従来のタイヤに比べ乗心地
を向上させることができ、悪路での衝撃を小さ
くすることができる。 (c) 本発明のタイヤは操縦安定性も従来のタイヤ
に比べ遜色がない。 Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. That is, (a) the tire of the present invention can have improved durability compared to conventional tires. (b) The tire of the present invention can improve ride comfort compared to conventional tires, and can reduce impact on rough roads. (c) The tire of the present invention is comparable in handling stability to conventional tires.

[Brief explanation of drawings]

第１図は従来の乗用車用ラジアルタイヤにおけ
るベルト層の補強コードを示し、Ａは側面図、Ｂ
は断面図であり、また第２図は本発明の乗用車用
ラジアルタイヤにおけるベルト層の補強コードを
示し、Ａは側面図、Ｂ及びＣは断面図、第３図は
コードピツチを示す側面図、第４図はコードの横
断面説明図、第５図は耐久性を示すグラフ、第６
図は乗心地を示すグラフ、第７図はコードの力と
伸びの関係を示すグラフである。１…コアフイラメント、２…ストランドフイラ
メント、lo…撚りピツチ長さ、Ｐ…中心点、Ｒ…
点Ｐの軌跡長さ。 Figure 1 shows the reinforcing cord of the belt layer in a conventional radial tire for passenger cars, where A is a side view and B is a side view.
2 is a cross-sectional view, and FIG. 2 shows the reinforcing cord of the belt layer in the radial tire for passenger cars of the present invention, A is a side view, B and C are sectional views, FIG. 3 is a side view showing the cord pitch, and FIG. Figure 4 is a cross-sectional diagram of the cord, Figure 5 is a graph showing durability, and Figure 6 is a graph showing durability.
The figure is a graph showing riding comfort, and FIG. 7 is a graph showing the relationship between cord force and elongation. 1... Core filament, 2... Strand filament, lo... Twisting pitch length, P... Center point, R...
Locus length of point P.

Claims

[Scope of Claims] 1. A radial tire for a passenger car having a belt layer using steel cords as reinforcing cords, wherein the steel cords are combined with two substantially non-twisted core filaments and two substantially non-twisted core filaments. two substantially untwisted strand filaments wound around a core filament,
The filament length ratio of the core filament and strand filament expressed by the following formula is 1.005~
A radial tire for passenger cars characterized by a tire size of 1.040. Filament length ratio = 1/cos (tan ^-1 R/lo) However, lo...cord twist pitch length. R...Trajectory length of the strand filament in the cross section of the cord at one pitch.