JPH0665877A - 中、重荷重用空気入りタイヤのベルト部補強用スチールコード - Google Patents
中、重荷重用空気入りタイヤのベルト部補強用スチールコードInfo
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Abstract
した単層撚りオープン構造のスチールコードにおいて、
素線径d=0.23〜0.38mm、撚りピッチP=4
0d〜80dmm、楕円形の短径A=2d〜3dmm、
楕円形の偏平比(楕円形の長径B/楕円形の短径A)=
1.2〜2.5、剛性比(楕円形の長径軸方向の曲げ剛
性/楕円形の短径軸方向の曲げ剛性)=1.05〜1.
2にして成る。 【効果】タイヤの耐久性、走行安定性において優れた特
性を有し、かつ特に撚りコストが極めて低く経済的効果
も大きい。
Description
重荷重用空気入りタイヤのベルト部補強材として使用さ
れる新規な撚り構造のスチールコードに関する。
数本が平行に引揃えられた状態でゴム材により被覆され
て、自動車用タイヤのゴム製品の補強材として使用され
るものである。従って、スチールコードとして必要不可
欠な条件は、機械的強度に優れることは勿論のこと、ゴ
ム材との化学的な接着が良好であること、及びスチール
コード内部へのゴム材の浸入が良好であることである。
即ち、スチールコードがゴム製品の補強材としての役割
を充分に果たすためには、ゴム材との完全な複合材とな
ることが必要である。
気入りタイヤのベルト部を補強するスチールコードとし
ては、図6に示すように、略中央に配置した3本の素線
の周囲に9本の素線を配置し、これら同一線径からなる
12本の素線10を同一方向、同一ピッチで稠密に撚り
合わせた断面多角形状のスチールコード、所謂1×12
構造のスチールコード11が知られている。
本数のスチールコードとして、図7に示すように、稠密
に撚り合わせた3本の素線12からなるストランド13
の周囲に、上記撚りとは異なる方向或いはピッチで9本
の素線14を稠密に撚り合わせた、所謂3+9構造のス
チールコード15が知られている。
は、前記3+9構造のスチールコード15が二回の撚り
工程を必要とするのに対し、一回の撚り工程で生産可能
であるため、高価な撚線設備を多数保有することなく、
生産時間の短縮化も可能で、生産コストを低減できると
いう利点を有する。
ルコード11においては、各隣接する素線10同士が密
接或いは極めて近接しているため、タイヤ成形時にゴム
材が上記各素線間より内部に浸入できず、単にコードの
外周部分を被覆するのみで、ゴム材との完全な複合体を
形成できなかった。従って、上記スチールコード11を
使用したタイヤは、コードとゴム材との接着が充分でな
く、自動車の走行時にコードとゴム材とが剥離する、所
謂セパレーツ現象を起こしたり、また隣接する素線同士
の接触によるフレッティング現象によりコードの一部が
破断されてタイヤの機能を著しく阻害する。さらに、ゴ
ム材中の水分或いはタイヤの切疵より浸入した水分がコ
ード内部の空隙E内に至り、コード長手方向に伝播して
スチールコードを腐食させ、機械的強度を大巾に低下さ
せることとなる。また上記3+9構造のスチールコード
15においても、上記スチールコード11と同様に、素
線14同士が密接或いは極めて接近しているため、ゴム
材の浸入性が悪いものであった。
造のスチールコードで、ゴム材がコード内部に充分に浸
入するようにしたスチールコードが種々提案されてい
る。
ド16は、略中央に配置した稠密に撚り合わせた3本の
素線17からなるストランド18の周囲に、上記ストラ
ンド18よりも若干線径を小さくした6本の素線19
を、上記ストランド18の撚りとは異なる撚り方向或い
は異なる撚りピッチで撚り合わせて成る。上記スチール
コード16は、周囲に配列した素線19同士間に隙間C
を設け、その隙間Cよりコード内部へ充分にゴム材を浸
入させようとしたもので、所謂3+6構造のスチールコ
ードとして知られている。また、図9に示すように、同
一線径の素線を9本用い、そのうちの2本の素線20を
稠密に撚り合わせてストランド21とし、その周囲に7
本の素線22を上記ストランド21の撚りとは異なる撚
り方向或いは異なる撚りピッチで撚り合わせた、所謂2
+7構造のスチールコード23も公知である。
コード16、23は、その構造より、ストランド18、
21を先ず加工し、その後、上記ストランド18、21
の周囲に6本の素線19或いは7本の素線22をストラ
ンド18、21の撚りとは異なる撚り方向或いは異なる
撚りピッチで撚り合わせるという二工程の撚り合わせ工
程が必要となり、撚り合わせコストが高くつくという問
題があった。
ゴム材の浸入性を良くするために、6本の素線19を細
径化(例えば線径0.38mm→0.35mm)して、
素線間に大きな隙間Cを設ける試みがなされている。し
かし、この場合でも、ゴム材がコード中央の3本の素線
17からなるストランド18の素線同士の接触部や3本
の素線17によって囲まれた空隙Eには浸入せず、その
ため前述した種々の弊害を招くこととなっていた。
は、そのコードの伸び特性が小さいため、タイヤに用い
ると、タイヤの柔軟性を得るためにはタイヤのベルト部
の最外層にコードの伸び特性の大きいスチールコードを
用いる必要があり、タイヤの製造コストを高くするよう
な複雑な補強構造を採用せざるを得なかった。
安定した走行性能を得るためにベルト層の面内曲げ強さ
が必要とされており、スチールコードにおいても横方向
の剛性に優れ、かつ乗り心地(タイヤの柔軟性)にも優
れたものが要求されている。
撚りコストが安価で、ゴム材の浸入性を向上させてゴム
材との完全な複合体となり、さらにベルト層の面内曲げ
強さを向上させ、タイヤ性能を向上させた中、重荷重用
空気入りタイヤのベルト部補強用スチールコードを提供
することを目的とする。
に、本発明の中、重荷重用空気入りタイヤのベルト部補
強用スチールコードは、コードの外接円がコード長手方
向に同一向の略楕円形を有するよう複数本の素線を撚り
合した単層撚りオープン構造のスチールコードにおい
て、素線本数n=6〜8、素線径d=0.23〜0.3
8mm、撚りピッチP=40d〜80dmm、楕円形の
短径A=2d〜3dmm、楕円形の偏平比(楕円形の長
径B/楕円形の短径A)=1.2〜2.5、剛性比(楕
円形の長径軸方向の曲げ剛性/楕円形の短径軸方向の曲
げ剛性)=1.05〜1.20であるように構成した。
衝撃試験の荷重1734Kg(40Kg−cm)におけ
る衝撃吸収量が10〜40Kg−cmとなるように構成
した。
験により得られた結果に基づいて定めたものであり、そ
の概要は次の如くである。
関係もあって、機械的強度を満足させるために上記素線
径dの範囲よりも大きくしなければならず、その結果柔
軟性に劣り、また8本を超えると、撚り状態が安定せ
ず、素線の配列が乱れてゴム材の浸入性を悪くすると共
に、柔軟性に劣ることとなるので、6〜8本の範囲とし
た。
械的強度に劣り、また、0.38mmを超えると、楕円
形コードの短径、長径が大きくなると共に、柔軟性に劣
ることになるので、0.23〜0.38mmの範囲とし
た。
ると、コードの伸び特性が大きくなって、タイヤが空気
圧によって変形し、補強材としての箍効果に劣り、また
80dmmを超えると、コード伸び特性が小さくなっ
て、柔軟性に劣り、自動車の乗り心地を低下させるの
で、40〜80dmmの範囲とした。
は、3dmmより大きくなると円形に近くなり、短径軸
方向の柔軟性に劣り、かつ長径方向の曲げ剛性に劣るこ
ととなるからである。
径軸方向曲げ剛性)は、1.05未満ではタイヤのベル
ト層の面内曲げ剛性に劣り、タイヤの走行安定性の向上
が期待できず、また1.20を超えると、ベルト層の面
内曲げ剛性が大きくなり過ぎ、かえって自動車の乗り心
地を悪くするものであるので、1.05〜1.20の範
囲とした。
の短径A)は、1.2未満であると、素線が外力によっ
て容易に移動し、ゴム加硫時に発生するゴムのフローに
よる圧力によって素線間の隙間が減少して、ゴム材の浸
入性に劣るばかりか、前記剛性比が低下する。また2.
5を超えると、楕円形の長径Bが大きくなり過ぎ、タイ
ヤのベルト層に並列して配置したとき、コード同士が接
近し過ぎて接触したり、コード間をあけて並列に配置す
るとコードの使用本数が減少することとなり、タイヤの
耐久性を低下させる。よって、上記楕円形の偏平比は
1.2〜2.5の範囲とした。
(40Kg−cm)における衝撃吸収量は、10Kg−
cm未満であると、靭性に劣るため、タイヤが石や縁石
等を踏むと、コード自体が切断してタイヤ寿命が短くな
り、また40Kg−cmを超えると、コードの柔軟性が
劣り、突起物を抱き込んでしまうエンベロープ効果が充
分でなくなり走行安定性に劣ることとなるので、10〜
40Kg−cmの範囲とした。
る隣り合う素線間距離Cは、0.04未満であるとゴム
浸入性に劣り、また0.25mmを超えると、長径が大
きくなると共に、コードの伸び特性が大きくなり、タイ
ヤの補強材としての箍効果に劣るので、0.04〜0.
25mmの範囲にするのが好ましい。
イヤのベルト部補強用スチールコードの実施例を図面に
基づいて具体的に説明する。
が0.38mmで、表面に真鍮めっきを施した6本の素
線1を、撚り方向がS方向になるように撚り合わせて1
×6構造の単層撚りでオープン構造の断面円形のコード
を形成し、そして上記コードを押圧加工して、コードの
外接円がコードの長手方向において同一方向の略楕円形
を有し、短径側に位置する隣り合う素線間の隙間Cが
0.12〜0.20mmであり、撚りピッチPが16m
mで、楕円形の短径Aが0.79mmで、楕円形の長径
Bが1.66mmで、楕円形の偏平比が2.10で、衝
撃吸収量が33Kg−cmのスチールコード2を形成し
た。なお、このスチールコード2に用いた硬鋼線材は、
C:0.82重量%、Si:0.20重量%、Mn:
0.54重量%、P:0.007重量%、S:0.00
5重量%以下、残部Feおよび不可避的不純物の化学成
分を有するものである。
が0.28mmで、表面に真鍮めっきを施した8本の素
線3を撚り方向がS方向になるように撚り合わせて1×
8構造の単層撚りでオープン構造の断面円形のコードを
形成し、そして上記コードを押圧加工して、コードの外
接円がコードの長手方向に於いて同一方向の略楕円形を
有し、短径側に位置する隣り合う素線間の隙間Cが0.
09〜0.20mmであり、撚りピッチPが14mm
で、楕円形の短径Aが0.82mmで、楕円形の長径B
が1.41mmで、楕円形の偏平比が1.72で、衝撃
吸収量が22Kg−cmのスチールコード4を形成し
た。なお、このスチールコード4に用いた硬鋼線材に
は、上記実施例1と略同一の化学成分を有するものを使
用した。
が0.30mmで、表面に真鍮めっきを施した7本の素
線5を撚り方向がS方向になるように撚り合わせて1×
7構造の単層撚りでオープン構造の断面円形のコードを
形成し、そして上記コードを押圧加工して、コードの外
接円がコードの長手方向に於いて同一方向の略楕円形を
有し、短径側に位置する隣り合う素線間の間隙Cが0.
15〜0.20mmであり、撚りピッチPが16mm
で、楕円形の短径Aが0.80mmで、楕円形の長径B
が1.56mmで、楕円形の偏平比が1.95で、衝撃
吸収量が28Kg−cmのスチールコード6を形成し
た。なお、このスチールコード6に用いた硬鋼線材に
も、上記各実施例と略同一の化学成分を有するものを使
用した。
め図示は省略するが、素線径dが0.25mmで、表面
に真鍮めっきを施した6本の素線を撚り方向がS方向に
なるように撚り合わせて1×6構造の単層撚りでオープ
ン構造の断面円形のコードを形成し、そして上記コード
を押圧加工して、コードの外接円がコードの長手方向に
於いて同一方向の略楕円形を有し、短径側に位置する隣
合う素線間の隙間Cが0.04〜0.10mmであり、
撚りピッチPが12mmで、楕円形の短径Aが0.68
mmで、楕円形の長径Bが0.95mmで、楕円形の扁
平比が1.40で、衝撃吸収量が16Kg−cmのスチ
ールコードを形成した。なお、この実施例のスチールコ
ードには、C:0.85重量%、Si:0.68重量
%、Mn:0.54重量%、P:0.004重量%、
S:0.005重量%以下、Ni:0.19重量%、残
部Feおよび不可避的不純物の化学成分からなる硬鋼線
材を使用した。
を確認するため、表1に示すようなスチールコードを作
成し、シャルピー衝撃試験による衝撃吸収量、ゴム材の
浸入性、長径方向と短径方向の剛性、およびその剛性
比、疲労性、撚りコスト、破断強力について評価した。
試験No.1〜3は従来例、試験No.4〜11は実施
例、試験No.12〜16は比較例である。そして、そ
の結果を表2に示す。
件、評価方法を用いた。
衝撃試験による衝撃吸収量であり、荷重=1734Kg
(40Kg−cm)、持ち上げ角度=150度、支持距
離=90mmとしたときの値を示すものである。
gの引張荷重をかけた状態で、100%モジュラスが3
5Kg/cm2のゴム材中に埋め込んで加硫した後、ス
チールコードを取り出し、そのコードを分解して各素線
間の一定長さを観察し、観察した長さに対してゴム材と
接触した形跡のある長さの比を百分率で求め、その平均
値を表示した。
験により、テストピース7のスパン(L)=20mmに
おける5mm押さえ込み時の荷重Gを計算し、楕円形の
長径軸方向の曲げ剛性(荷重G)/楕円形の短径軸方向
の曲げ剛性(荷重G)より算出したものである。そして
テストピース7は、図5に示すように、5本のテストコ
ード8を横一列に100%モジュラスが35Kg/cm
2よりなる所要寸法のゴムシート9に埋め込んで作成し
た。上記ゴムシート9の寸法は厚み4mm、巾15m
m、長さ100mmとした。なお短径方向の曲げ剛性の
測定は、図5(イ)に示すように、テストコード8を横
に倒して埋め込み、長径方向の曲げ剛性の測定は、図5
(ロ)に示すように、コード8を立てて埋め込んだ。
ュラスが35Kg/cm2のゴム材よりなるゴムシート
に埋め込み、このシートを用いて三点プーリ曲げ疲労試
験機により、フレッティング摩耗、座屈等を経てコード
が破断するに至るまでの繰り返し回数を求め、実施例の
試験No.4を100として指数で表示した。
たもので、従来の3+6構造を100として指数で表示
した。
o.4〜11の本発明のスチールコードは、試験No.
1、2、3の従来例のものと比較して、ゴム材の浸入
性、疲労性、撚りコストに優れており、特に撚りコスト
においては半減した。また衝撃吸収量においても、本発
明のスチールコードは、従来例より強度が若干低くても
比較的高い水準を示しており、衝撃吸収量に優れてい
た。さらに、比較例である試験No.15、16では、
素線本数を9本と多くしたもので、撚り上がり状態をチ
ェックしたところ、本発明には見られない部分的に素線
配列の乱れる現象があり、素線間の隙間が殆ど存在しな
い箇所を有するものとなり、ゴム材の浸入を悪くして疲
労性を低下させることとなった。また試験No.12の
比較例のものは、偏平比を小さくしたため、ゴム加硫時
に素線間の隙間が減少し、ゴム材の浸入を悪くして疲労
性を低下させることとなった。
ールコードは、剛性比(長径方向の剛性/短径方向の剛
性)が1.06〜1.19の値を示し、長径方向には強
い剛性を有しながらも、短径方向は柔軟性を有すること
が判明した。
ドの断面形状が楕円形状であるため、楕円形の短径が従
来例の円形の直径よりも小さくなり、タイヤに使用する
際、ベルト層の厚み方向と楕円の短径の方向を一致させ
るように配置することで、ベルト層の厚みを薄くするこ
とができ、タイヤの軽量化が可能となる。また、スチー
ルコードの材料として、実施例4でも使用しているよう
なC、Si等の化学成分を増量した高強度用鋼線材(例
えばC:0.85重量%、Si:0.68重量%、M
n:0.54重量%、P:0.004重量%、S:0.
005重量%以下、Ni:0.19重量%)を用いるこ
とで、素線の強力を増して細径化が可能となり、コード
の重量を軽くすることができ、タイヤの軽量化が可能と
なる。
形の短径方向の柔軟性に優れているため、上記コードの
配列によってタイヤ接地面の凹凸に対しエンベロープ効
果に優れ、さらに、コードの長径方向がベルト部の面内
曲げ方向に向いているため、ベルト部補強材として重要
なベルト層の面内曲げ剛性を高くすることができる。ま
た本発明のものは、破断強力を測定する際の引張り試験
の結果、4〜7%の伸びを有するため、従来技術のよう
にベルト部の最外層にコードの伸び特性が大きいスチー
ルコードを用いることなく、タイヤの柔軟性を確保する
ことができる。なお、コード破断強力は、コードの補強
本数を必要最小限にするにはその数値が高い程良いが、
通常中、重荷重用空気入りタイヤのベルト部補強用コー
ドにはコード破断強力60〜120Kgfのものが使用
されているので、特に中、重荷重用空気入りタイヤのベ
ルト部補強用に使用する場合は80Kgf以上あれば充
分である。
ルト部補強用スチールコードは、単層撚り構造であるた
め、撚りコストが低く、ベルト部に要求される補強特性
である柔軟性、衝撃吸収量、剛性、軽量に優れ、トラッ
ク、バス等の中、重荷重用の空気入りタイヤに使用する
と、従来技術の3+6構造および2+7構造のスチール
コードと比較して、タイヤの耐久性、走行安定性におい
て優れた特性を有し、かつ特に撚りコストが極めて低い
点より経済的効果も大きい等の優れた効果を有するもの
である。
る。
る。
る。
(イ)は短径方向の曲げ剛性に、(ロ)は長径方向の曲
げ剛性にそれぞれ用いたテストピースの概略図である。
面図である。
図である。
図である。
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】コードの外接円がコード長手方向に同一向
の略楕円形を有するよう複数本の素線を撚り合した単層
撚りオープン構造のスチールコードにおいて、素線本数
n=6〜8、素線径d=0.23〜0.38mm、撚り
ピッチP=40d〜80dmm、楕円形の短径A=2d
〜3dmm、楕円形の偏平比(楕円形の長径B/楕円形
の短径A)=1.2〜2.5、曲げ方向による剛性比
(楕円形の長径軸方向の曲げ剛性/楕円形の短径軸方向
の曲げ剛性)=1.05〜1.20であることを特徴と
する中、重荷重用空気入りタイヤのベルト部補強用スチ
ールコード。 - 【請求項2】シャルピー衝撃試験の荷重1734Kg
(40Kg−cm)における衝撃吸収量が10〜40K
g−cmである請求項1記載の中、重荷重用空気入りタ
イヤのベルト部補強用スチールコード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5136938A JP2995709B2 (ja) | 1992-06-17 | 1993-05-17 | 重荷重用空気入りタイヤのベルト部補強用スチールコード |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15806692 | 1992-06-17 | ||
JP4-158066 | 1992-06-17 | ||
JP5136938A JP2995709B2 (ja) | 1992-06-17 | 1993-05-17 | 重荷重用空気入りタイヤのベルト部補強用スチールコード |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0665877A true JPH0665877A (ja) | 1994-03-08 |
JP2995709B2 JP2995709B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=26470387
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5136938A Expired - Lifetime JP2995709B2 (ja) | 1992-06-17 | 1993-05-17 | 重荷重用空気入りタイヤのベルト部補強用スチールコード |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2995709B2 (ja) |
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