JPH0679805A - ラジアル型空気タイヤの製造法 - Google Patents

ラジアル型空気タイヤの製造法

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JPH0679805A
JPH0679805A JP3124687A JP12468791A JPH0679805A JP H0679805 A JPH0679805 A JP H0679805A JP 3124687 A JP3124687 A JP 3124687A JP 12468791 A JP12468791 A JP 12468791A JP H0679805 A JPH0679805 A JP H0679805A
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JP
Japan
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steel cord
tensile strength
steel
strands
tire
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Pending
Application number
JP3124687A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Takahira
耕二 高比良
Seiichiro Heiji
誠一郎 瓶子
Noriyuki Wakai
敬之 若井
Akihito Miyoshi
章仁 三好
Ryuichi Nomura
隆一 野村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Tire Corp
Original Assignee
Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toyo Tire and Rubber Co Ltd filed Critical Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Tyre Moulding (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 タイヤの安全率を確保した上で、タイヤの軽
量化をはかり、これによって転動抵抗を改善し、車の燃
料消費量を低減すると共に、スチールコードとゴムとの
界面での剥離を発生し難くし、タイヤの高速耐久性を向
上させる。 【構成】 スチールコードとして、銅60〜70%、亜
鉛30〜40%の割合のしんちゅうで被覆された炭素含
有量0.75〜0.85重量%、直径0.15〜0.4
0mmの素線3〜50本をアンダープレフォームまたはオ
ーバープレフォームして撚り合わせて作られたゴムとの
接着性良好で、引張強力が特定範囲の大きさのスチール
コードをカーカス、ブレーカ等に使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、スチールコードで補
強されたラジアル型空気タイヤを製造する方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】近年、高速大量輸送用または建設車両用
にスチールコードで補強された空気タイヤが使用される
ようになったが、スチールコードは比重が大きいために
タイヤが重くなり、燃料消費量が大きくなるという問題
があった。その対策として特殊な配合ゴムを使用した
り、また余分な部分のゴムの厚みを減少してタイヤの軽
量化をはかっているが、スチールコードの使用量を減少
すればタイヤの安全率が低下するので、上記使用量の減
少はほとんど不可能であった。
【0003】一方、スチールコードで補強されたラジア
ル型空気タイヤにおいては、剛直なスチールコードと柔
軟なゴムとの界面に応力が集中するため、スチールコー
ド端のゴム剥離や、ブレーカ層間のゴム剥離が起き易か
った。また従来のスチールコードで補強された空気タイ
ヤは、高温多湿の条件で長く放置すると、スチールコー
ドの鉄材とその表面メッキ層との間に水分が浸透して表
面メッキ層が剥離し、これによって空気タイヤの剥離現
象が生ずるという欠点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】タイヤの安全率を低下
させることなくスチールコードの使用量を減少させる手
段として、スチールコードの引張強力を向上させること
が考えられるが、従来のスチールコードは、炭素含有量
0.65〜0.75%の鉄材からなる複数本の素線を撚
り合わせて製造されていたので、その引張強力の上昇に
限界があり、スチールコード使用量をほとんど減少させ
ることができなかった。また、引張強力を上昇させる手
段として、炭素含有量の多い鉄材からなる素線の使用が
考えられるが、この場合は引張強力の上昇と共に、硬さ
が増大し、靱性が低下してタイヤ剥離やコード折れが多
くなる危険があった。
【0005】この発明は、上記従来技術の欠点が改善さ
れたラジアル型空気タイヤを提供するものである。すな
わち、タイヤの安全率を確保した上で、タイヤの軽量化
をはかり、これによって転動抵抗を改善し、車の燃料消
費量を低減すると共に、スチールコードとゴムの界面で
の剥離を発生し難くし、タイヤの高速耐久性を向上させ
るものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の第1の手段は、スチールコードで少なくとも部分的に
補強されたラジアル型空気タイヤを製造する方法におい
て、上記のスチールコードとして、銅60〜70%、亜
鉛30〜40%の割合のしんちゅうで被覆された炭素含
有量0.75〜0.85重量%、直径0.15〜0.4
0mmの素線3〜50本をアンダープレフォームして撚り
合わせ、切断端部がほうき状に分散するように作られた
スチールコードであって、下記の式 (A+345)W/7.86<TS<(A+395)W/7.86 (1) A=−177 D−1.84N+0.02N2 (2) で算出される引張強力を備えたスチールコードを使用す
る。
【0007】上式中、Aはスチールコードの引張強さに
対する形状係数kg/mm2 、Dはスチールコードの素線径
mm、Nはスチールコードを構成する素線の本数、Wはス
チールコードの1m当たりの重さg、TSは引張強力で
あって引張りによる破断荷重kg、分母の7.86は鉄の
密度g/cm3 である。なお、上記スチールコードの切断
伸度は、2〜4%が好ましい。
【0008】第2の手段は、上記の素線3〜50本にア
ンダープレフォームを施す代わりにオーバープレフォー
ムを施して撚り合わせ、上記素線相互間に隙間を形成さ
せる。しかして、これらのスチールコードは、従来のス
チールコードと同様に、空気タイヤのカーカス部、ブレ
ーカ部、チェーファ部、サイドウォール部の適当な個所
に使用される。また、従来の低強力スチールコードと併
用してもよい。
【0009】上記の式(1)、(2)は、次のようにし
て導き出したものである。従来、スチールコードの引張
強力TS(kg) は、スチールコードの引張強さt (kg/
mm2)と1m当たりのコード重量との積を、密度(7.8
6g/cm3)で除した計算値をもって示されていたが、本
願発明者の知見によれば、スチールコードの強さ (kg/
mm2)は、第3図に示すように、素線が細いほど、また撚
合わせ本数が少ないほど大きくなる傾向を有している。
【0010】そこで、引張強度および靭性等の点で本願
発明の効果を奏すると判断されるスチールコードについ
て素線の直径、本数および引張強度を異にする多数本の
スチールコードのデータを準備し、そのデータをコンピ
ュータで演算処理してその関係を求めたところ、 t=−177 D−1.84N+0.02N2 +370 (3) という回帰式が得られ、その相関係数は0.922であ
った。
【0011】そして、コンピュータに入力された多数本
のスチールコード中の99%が含まれるように上記引張
強度tの上限値および下限値を規定すると定数370に
±25の幅が必要になり、上限値が395、下限値が3
45となった。上記の式(3)の右辺において変数項を
Aとおいたものが前記の式(2)であり、これらの式
(2)、(3)および定数370±25の関係から A+345<t<A+395 (4) の関係が得られ、この式(4)にTS=t・W/7.8
6の関係を代入することによって前記の式(1)が得ら
れる。
【0012】
【作用】スチールコードを形成する素線の鉄材中の炭素
含有量を0.75〜0.85%とすることにより、スチ
ールコードの基本強度が大幅に向上する。ただし、炭素
含有量が0.75%未満であるとその引張強力は小さ
く、この発明の目的を達成することができない。また炭
素含有量が0.85%を超えると線材の熱処理が極めて
困難になり、かつ靱性に乏しいスチールコードとなり、
空気タイヤが突起物などを踏んだ場合に折れ易くなる。
【0013】この発明において注目すべきことは、高炭
素含有量のスチールコード素線としんちゅう被覆間の結
合が強化され、タイヤを高温多湿中に放置しておいて
も、従来のような鉄ーしんちゅう間の破壊がないことで
ある。これは、スチールワイヤを潤滑油剤中で湿式伸線
するには、従来の低炭素含有量のスチールワイヤと同じ
減面率にする場合、従来よりも高い圧力で伸線されるの
で、伸線ダイス中でスチールワイヤにしんちゅうが押圧
結合されるためと考えられる。
【0014】ただし、しんちゅう内の銅が60%未満で
あると、鉄材が硬い上にしんちゅうがβ相を呈するため
スチールコード素線を伸線することが不可能になる。ま
た銅が70%を超えると、スチールコード素線を伸線す
る際にピンホールを生じ、しんちゅう層に肌荒れができ
る。
【0015】また、上記素線の径が0.15mm未満の場
合は、その工業的生産性が低く、コスト高になるため実
用的でなく、反対に0.40mm超の場合は、スチールコ
ードの剛性が過大になってタイヤが剥離し易くなり、耐
疲労性が低下する。また、スチールコードを構成する素
線の本数が3本未満のときは、コードの曲げ硬さが長手
方向に不均一になり、曲げ硬さの低い部分がタイヤ走行
時に集中的に曲げられて疲労によって破壊し易くなり、
反対に50本超のときは、コードが剛直になり過ぎ、ベ
ルトやプライの切断端部に曲げ変形が生じた際、その切
断端部に跳ね上がり現象が生じてセパレーションが発生
し易く、故障の原因となる。
【0016】上記(1)、(2)式で算出される範囲の
引張強力を有するスチールコードは、従来のスチールコ
ードに比べて引張強力が15%以上大きいので、空気タ
イヤのカーカス部、ブレーカ部、チェーファ部、サイド
ウォール部等を作る際、スチールコードの使用量を大幅
に減少させることができ、そのためタイヤ重量が軽減さ
れ、、しかも適度な靱性を有しているため、走行中の折
損が防止される。
【0017】そして、素線の撚り合わせに際してアンダ
ープレフォームを施し、スチールコードの切断端部をほ
うき状に分散させた場合は(第2図参照)、切断端部の
付近におけるゴムとの接着面積が増大すると共に、ゴム
との剛性差が少なくなるため、ゴムが剥離し難くなって
高速耐久性が向上する。また、オーバープレフォームを
施し、素線相互間に隙間を生じさせた場合は(図1参
照)、この隙間にゴムが侵入し、素線相互の接触が防止
されるため、高速耐久性が著しく向上する。
【0018】ただし、スチールコードの引張強力が上記
の式で算出される下限値よりも小さいと、タイヤの補強
性能が不足するため、タイヤ重量の軽減効果および低燃
料費効果が従来のスチールコードを使用したタイヤと余
り変わらず、この発明の目的を達成することができず、
反対に引張強力が上記算出値より大きいと、靱性を維持
し、切断伸度を保持することが困難になり、タイヤ走行
中にコード折れが発生し易くなる。そして、タイヤ強度
を低下させずにスチールコード使用量を減少することが
できるが,この場合タイヤの剛性、ゴムスチールコード
複合物の剛性が不足し、その結果タイヤの耐磨耗性が低
下する。
【0019】
【実施例】JISーG3502のSWRS82A材(炭
素含有量0.80〜0.85%)およびSWRS72A
材(炭素含有量0.69〜0.73%)にそれぞれ下記
第1表のようにしんちゅうメッキを施した。ただし、A
0 は鉄材の断面積、aは素線の断面積である。そして、
減面率は、下記の式で算出した。 減面率(%)=(A0 −a)×100/A0
【0020】
【表1】
【0021】タイヤ製造に使用したゴムの組成(重量
部)は下記のとおりである。 天然ゴム 100 HAF 55 ZnO 7 ステアリン酸 1 トリメチルジヒドロキノン重合体 2 SiO2 8 レゾルシン 2.5 メラミン誘導体 2.5 ナフテン酸コバルト 2.5 いおう 4 ジシクロヘキシルベンズチアジルスルフェンアミド 0.8
【0022】表1の線材H22Aからなる素線4本を使
用し、チューブラー型撚線機でプレフォーム率の異なる
3種類のスチールコード1×4×0.22mmを製造し、
このスチールコードをブレーカ層とし、ポリエステルコ
ードをカーカス層としたラジアルタイヤ165−13を
製造した。なお、比較のため、線材L22Aを使用して
上記同様のタイヤを製造した。得られたスチールコード
の性能を表2に、またタイヤの試験結果を表3にそれぞ
れ示す。
【0023】
【表2】
【0024】上記の表2において、R/R0 はコード端
直径とコード直径の比である(図2参照)。空気透過率
は、上記ゴム組成物を長さ6cm、幅2.5cm、厚さ1.
25cmに成型し、この成型物を2個重ね合わせた間に1
本のスチールコードを長さ方向にして挟み、モールド中
で160℃、20分間加硫し、しかるのち長さ方向の両
端を0.5cmずつグラインダで研削したものを試料と
し、この試料の長さ方向の一端に圧力2kg/cm2 の空気
を圧入し、他端から洩れてくる空気量を流量計にて測定
した値である。
【0025】
【表3】
【0026】上記の表3において、ドラムテスト比は、
周速度182km/時のドラムテストによるタイヤ破壊に
至るまでの走行距離を、従来タイヤTL22Aの走行距
離を100としたときの値であって高速耐久性を表示す
る。
【0027】上記の表3でわかるように、H22Aの素
線を使用したベルトは、L22Aの素線を使用したベル
トよりもスチールコードの湿熱カバレージおよび剥離力
が優れている。また、TH22A60のようにアンダープ
レフォームしたものは、スチールコード切断端が分散
し、切断端近辺においてゴムとの接着面積が増すと共に
ゴムとの剛性差が少なくなるため、ブレーカ層の端部が
剥離し難く、高速耐久性が向上する。また、TH22A
120 のようにオーバープレフォームしたものは、素線間
にゴムが侵入し、最高の高速耐久性が得られる。
【0028】湿熱カバレージは、各タイヤを70℃、9
5%RHの雰囲気中に2週間放置したのち分解し、ベル
ト間を剥離したときのスチールコードへのゴム付着率で
あり、剥離力比は、そのときの剥離力を、TL22A
100 の剥離力を100とする指数で示した。
【0029】
【発明の効果】上記のとおり、この発明で得られたラジ
アル型空気タイヤは、使用するスチールコードの引張強
力が大きいので、タイヤ重量を軽くして燃料消費量を低
下させることができ、しかもスチールコードとゴムとの
結合力を高めてタイヤの剥離を減少する。そして、請求
項1記載の発明は、スチールコード切断端が分散して剥
離し難くなるため、高速耐久性が向上する。また、請求
項2に記載の発明は、素線相互間に隙間が形成され、こ
の隙間にゴムが侵入するため、素線相互の接触が減少し
て高速耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】スチールコードの断面図である。
【図2】コード端がほうき状に分散したコードの側面図
である。
【図3】スチールコードの素線本数N、素線径Dおよび
スチールコードの引張強さt間の関係を示すグラフであ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スチールコードで少なくとも部分的に補
    強されたラジアル型空気タイヤを製造する方法におい
    て、上記のスチールコードとして、銅60〜70%、亜
    鉛30〜40%の割合のしんちゅうで被覆された炭素含
    有量0.75〜0.85重量%、直径0.15〜0.4
    0mmの素線3〜50本をアンダープレフォームして撚り
    合わせ、切断端部がほうき状に分散するように作られた
    スチールコードであって、下記の式 (A+345)W/7.86<TS<(A+395)W/7.86 (1) A=−177 D−1.84N+0.02N2 (2) (上式中、Aはスチールコードの引張強さに対する形状
    係数kg/mm2 、Dはスチールコードの素線径mm、Nはス
    チールコードを構成する素線の本数、Wはスチールコー
    ドの1m当たりの重さg、TSは引張強力であって引張
    りによる破断荷重kg、分母の7.86は鉄の密度g/cm
    3 )で算出される引張強力を備えたスチールコードを使
    用することを特徴とするラジアル型空気タイヤの製造
    法。
  2. 【請求項2】 スチールコードで少なくとも部分的に補
    強されたラジアル型空気タイヤを製造する方法におい
    て、上記のスチールコードとして、銅60〜70%、亜
    鉛30〜40%の割合のしんちゅうで被覆された炭素含
    有量0.75〜0.85重量%、直径0.15〜0.4
    0mmの素線3〜50本をオーバープレフォームして撚り
    合わせ、上記素線相互間に隙間が形成されるように作ら
    れたスチールコードであって、下記の式 (A+345)W/7.86<TS<(A+395)W/7.86 (1) A=−177 D−1.84N+0.02N2 (2) (上式中、Aはスチールコードの引張強さに対する形状
    係数kg/mm2 、Dはスチールコードの素線径mm、Nはス
    チールコードを構成する素線の本数、Wはスチールコー
    ドの1m当たりの重さg、TSは引張強力であって引張
    りによる破断荷重kg、分母の7.86は鉄の密度g/cm
    3 )で算出される引張強力を備えたスチールコードを使
    用することを特徴とするラジアル型空気タイヤの製造
    法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100430660B1 (ko) * 1995-10-18 2004-07-31 더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니 미세직경의스틸코드로강화된타이어플라이패브릭,이의조립방법및이를포함하는공기타이어

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