JPH108387A - ゴム製品補強用スチ−ルコ−ド及び空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ゴム製品、特に空気入りラジアルタイヤのベル
ト部を補強するために使用するスチ−ルコ−ド及び空気
入りラジアルタイヤにかかわるものである。 【解決手段】２本以上のコアを捩り無く平行に配置し、
その周りに複数の素線を撚り合わせた複層撚りのスチ−
ルコ−ドで、コ−ド長手方向に垂直な面におけるコ−ド
外郭形状が、一組の平行する線と一組の互いに向かい合
う円弧を有するトラック状の形状で、このコ−ド外郭形
状が長手方向で捩りがない構造である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】ゴム製品、特に空気入りラジ
アルタイヤのベルト部を補強するために使用するスチ−
ルコ−ド及び空気入りラジアルタイヤにかかわるもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の複層撚りスチ−ルコ−ドは、コ−
ド長手方向に垂直な面における外郭形状が図１に示すよ
うな略円であり、このスチ−ルコ−ドを使用する従来の
ラジアルタイヤは、このスチ−ルコ−ドをコ−テイング
ゴムで被覆し、タイヤの赤道に対し所定の角度で配置
し、これを複数層積層させてベルトとし、カ−カスプラ
イとトレッド間に配置している。

【０００３】又、複数撚りスチ−ルコ−ドで、コ−ド長
手方向に垂直な面における外郭形状が略円とならないス
チ−ルコ−ドとしては、２＋ｎ構造の同一方向撚りオ−
プンコ−ド断面を偏平とした特開平６−３３３８３号公
報や、細長い断面を持つコアとその周囲に巻かれている
スチ−ル素線からなる特開昭６３−１３５５８４号公報
が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】自動車の高性能化に伴
い、耐久性能、操縦安定性能、乗り心地等の優れた高性
能タイヤが望まれている。一方、資源の節約及び公害等
の問題から、低転がり抵抗化及び軽量化が重要になって
いる。しかしながら、これらの性能には二律背反的な傾
向があり、例えば、タイヤの耐久性を向上させるために
補強材の量を増やすと、タイヤ重量が増加し燃費が悪く
なることが分かっている。

【０００５】又、軽量化のために補強材としてスチ−ル
コ−ドの替わりにナイロン、ポリエステル等の有機繊維
コ−ドを使用すると、有機繊維のヒステリシスロスに起
因する発熱が大きくなるため、ゴムが劣化し易くなり耐
久性能に問題が生じたり、転がり抵抗が大きくなるので
低燃費化できない。更にベルト部の引張剛性が小さくな
るので操縦安定性能も悪くなる。

【０００６】上記の点を総合すると、タイヤ重量を増大
せず若しくは軽量化して、且つベルト部の引張剛性を高
くすることが重要であることが判る。しかるに、ベルト
部の引張剛性は補強材であるスチ−ルコ−ドのヤング率
と層間に働く剪断力で決定されるが、従来のスチ−ルコ
−ドはコ−ド長手方向に垂直な面におけるコ−ド外郭形
状が略円であるためにゴムの剪断力が効果的に作用せ
ず、タイヤ重量を増大せず若しくは軽量化し、且つベル
ト部引張剛性を高くすることができないことが判った。

【０００７】本発明は、タイヤの低燃費性能や操縦安定
性能等をバランス良く両立したラジアルタイヤを現実す
るため、先述した問題を解決したスチ−ルコ−ドとこの
スチ−ルコ−ドをタイヤベルト部に適用した空気入りラ
ジアルタイヤを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のスチ−ルコ−ド
は、２本以上のコアを実質的に捩り無く平行に配置し、
その周りに複数の素線を撚り合わせた複層撚りのスチ−
ルコ−ドであって、コ−ド長手方向に垂直な面における
コ−ド外郭形状が、一組の平行する線と一組の互いに向
かい合う円弧を有するトラック状の形状で、このコ−ド
外郭形状が長手方向で捩りがないことを特徴とするもの
である。ここで少なくとも最外シ−スの素線が、コ−ド
長手方向に垂直な面において、上記の平行する線の部分
に位置するときに、隣の素線との隙間が平均で０．０２
ｍｍ以上であることがゴム浸透性の点において好まし
い。

【０００９】又、コアは撚り線でもクセ付けされた素線
でもかまわないが、ストレ−トな素線を２乃至３本平行
に配置した２層撚りコ−ドが、本発明の形状を安定させ
る点と生産性の点で好ましく、更には長径と短径を以下
の領域にすることが本発明の目的を達成する上で好まし
い。 １．００≦ａ／（ｎｃｘｄｃ＋２ｘｄｓ）≦１．０３ １．００≦ｂ／（ｄｃ＋２ｘｄｓ）≦１．０３ ａ：コ−ド長径（ｍｍ）、ｂ：コ−ド短径（ｍｍ）、ｎ
ｃ：コア数、ｄｃ：コア径（ｍｍ）、ｄｓ：シ−ス素線
径の和（ｍｍ）

【００１０】尚、本発明のスチ−ルコ−ドを構成する素
線の径は一般に使用されている領域であり、本発明のコ
−ド外郭形状を形成することができれば、コアとシ−ス
の素線は同径でも異径でもかまわない。

【００１１】本発明のスチ−ルコ−ドを空気入りラジア
ルタイヤに使用する際は、１対のビ−ド部間でトロイド
状に延びるラジアル配列コ−ドのプライからなるカ−カ
ス上に、少なくとも１層好ましくは２層で、コ−ド外郭
形状において平行な線がベルトの幅方向に対して同じ向
きにほぼ平行に配置することがゴムの剪断力が有効に作
用するので好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】空気入りラジアルタイヤは、スチ
−ルコ−ドをコ−ティングゴムで被覆し、タイヤ赤道に
対して所定の角度で少なくとも２層積層されている。こ
の２層間のゴム（層間ゴム）に作用する層間剪断力を大
きくすることと、補強材であるスチ−ルコ−ドのヤング
率を大きくすることでベルト部の引張剛性を高めること
が可能である。しかるに、層間剪断力は層間の距離が狭
いほど大きくなるが、従来のコ−ドでは外郭形状が略円
なので層間の狭い部分が少ない。

【００１３】そこで本発明のスチ−ルコ−ドは、２本以
上のコアを実質的に捩り無く平行に配置し、その周りに
複数の素線を撚り合わせ、コ−ド外郭形状を一組の平行
な直線と対向する円弧を有するトラック形状として層間
の狭い部分を増やし、剪断力を効率よく作用させてい
る。この形状の場合コアとシ−スの層間の隙間が最小限
になるので、ゴム中でのコ−ドヤング率が低下せず、更
にコアにストレ−トの素線を平行に配置することにより
効果が高まる。

【００１４】尚、コ−ド外郭形状を上記のようにしたの
は、単に２本以上のコアを捩れなく配置しただけでは、
シ−スの断面形状がほぼ円に近い形状となり、この発明
の目的と合致しないからである。

【００１５】又、ゴム浸透性を改良した特開平６−３３
３８３号公報のようなオ−プン層撚りコ−ドにしないの
は、複層撚りコ−ドはシ−スの素線間に隙間が存在すれ
ばゴム浸透性が維持できるので、コアとシ−スの層間の
隙間を最小限にして、コ−ドのヤング率を大きくするた
めである。

【００１６】更に、本発明のスチ−ルコ−ドを構成する
素線は全て円形断面である。本発明のコ−ドの外郭形状
にするために、特開昭６３−１３５５８４号公報のよう
に細長い断面をもつコアを用いないのは、素線の断面が
円でないとスチ−ル素線の断面積当たりの強度を大きく
することが加工性の面で困難であり耐疲労性も劣るから
である。

【００１７】

【実施例】表１に示す実施例と比較例のスチ−ルコ−ド
を作成し、このコ−ドを表に示した内容でタイヤのベル
ト部の交錯層に使用したタイヤを作製した。このベルト
の交錯層は、タイヤ赤道面に対して約２０°の角度で交
差している。実施例のスチ−ルコ−ドについては以下の
方法で作製した。

【００１８】先ずスチ−ル素線を撚り合わせる前に、特
別な装置を用いてシ−スとなる素線を形付けする。この
形付け装置は、図２にて例示するように断面が円の２本
の固定ピン間の直線上中央に、断面が一組の平行な面を
有するトラック形状の回転可能なピンを１本配置したも
のである。そして、チュブラ−型の撚り線機に対し、こ
の装置を撚り合わせ前に所定の素線分備えることによっ
てスチ−ル素線を本発明の形状に形付けした。更に、断
面が円の２本の固定ピン間隔によって、回転ピンが回転
不良や、過度な形付けが無いように調節した。

【００１９】次に、撚り合わせた後に図３に示す千鳥足
状に配列された溝を有するロ−ラ−Ｒ₁ 群と溝を有しな
いロ−ラ−Ｒ₂ 群でコ−ドを矯正する装置で、本発明の
トラック形状のコ−ド形状とした。更にこの溝を有する
ロ−ラ−群の片側の高さをもう片方と変化させることに
よって、及び先の２本の固定ピンの間隔を調整してコ−
ド長手方向の捩りや撚り形態の安定性を調節した。

【００２０】尚、図４は本発明のスチ−ルコ−ドの撚線
装置の略図を示すものであり、符号１は巻き出しボビ
ン、２は例えば図２に示す素線の形付け装置、３は例え
ば図３に示すコ−ド矯正装置であり、これらを経てスチ
−ルコ−ドは巻取りスプ−ル４に巻き取られることにな
る。

【００２１】

【表１】

【００２２】尚、表１に記載したスチ−ルコ−ドの一例
を示すと、図５は本発明のスチ−ルコ−ドを示す側面図
とその各部位の断面図であり、図６は比較例１−１、比
較例１−２、実施例１におけるスチ−ルコ−ドの各断面
を示すものであり、図７は同様に比較例４−１、比較例
４−２、実施例４におけるスチ−ルコ−ドの各断面を示
すものである。

【００２３】ベルト部の剛性試験用として、タイヤから
クラウンセンタ−部のベルト部交錯層を、タイヤ周方向
に長さ４００ｍｍ、幅５０ｍｍで切り出し、サンプルを
作製した。

【００２４】（引張剛性測定）表１の各タイヤのクラウ
ンセンタ−部から切り出したベルトサンプルで引張剛性
を測定した。引張試験機に、サンプルのタイヤ赤道線が
引張軸方向になるようにチャッキングし、１０ｍｍ／ｍ
ｉｎの速度で引っ張り、上下のチャック間の中央の標点
間距離５０ｍｍで変位を測定し、引張剛性を求め評価し
た。

【００２５】（コ−ナリングフォ−ス測定）各タイヤで
車両の操縦安定性能を左右するコ−ナリングフォ−スを
測定した。コ−ナ−リングフォ−スの測定は、規定リム
に装着後に表１に示す内圧及び荷重で、フラットベルト
式コ−ナ−リング特性試験機を用いて、速度５０Ｋｍ／
ｈ及びスリップ角±２°におけるコ−ナ−リングフォ−
スを測定し、測定値を平均化して評価した。

【００２６】（転がり抵抗測定）各タイヤにおける燃費
性能を左右する転がり抵抗を測定した。外径１７０８ｍ
ｍのドラム上に、表１に示す内圧及び荷重で試験タイヤ
を設置し、８０Ｋｍ／ｈで３０分間予備走行させ、空気
圧を再調整し、２００Ｋｍ／ｈの速度までドラム回転数
を上昇させ、ドラムを惰行させ、１８５Ｋｍ／ｈから２
０Ｋｍ／ｈまでドラム回転数が低下するまでの時間を測
定し、この時間を転がり抵抗のメジャ−とした。時間が
長いほど転がり抵抗が小さい。

【００２７】（ゴム浸透性測定）タイヤから取り出した
コ−ドのゴム浸透性を評価した。

【００２８】以上の引張剛性、コ−ナ−リングフォ−
ス、転がり抵抗、ゴム浸透性の評価結果を表２に示す。
評価は夫々の比較例を１００として指数で表してあり、
数値が高い方が性能がよいことを示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】

【発明の効果】各実施例は夫々の比較例に対し、ベルト
の引張剛性が大きくなっている。そしてタイヤのコ−ナ
−リングフォ−スが高くなっているので、操縦安定性が
向上したタイヤとなっている。更に転がり抵抗も小さく
なっているので、燃費性能が向上したタイヤとなってい
る。勿論、ゴムの浸透性も保証されている。このよう
に、本発明のスチ−ルコ−ドをタイヤのベルト部に使用
すると、タイヤに要求される性能を高次元に両立できる
ことが証明された。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は従来のスチ−ルコ−ドの側面図及びその
各部位の断面図である。

【図２】図２は本発明のスチ−ルコ−ドを製造する際に
用いられる形付け装置の一例を示す斜視図である。

【図３】図３は本発明のスチ−ルコ−ドを製造する際に
用いられる矯正する装置の一例を示す平面図である。

【図４】図４は本発明のスチ−ルコ−ドの撚線装置の略
図を示すものである。

【図５】図５は本発明のスチ−ルコ−ドの側面図及びそ
の各部位の断面図である。

【図６】図６は比較例１−１、比較例１−２、実施例１
におけるスチ−ルコ−ドの各断面である。

【図７】図７は比較例４−１、比較例４−２、実施例４
におけるスチ−ルコ−ドの各断面である。

【符号の説明】

１‥‥巻き出しボビン、 ２‥‥素線の形付け装置、 ３‥‥コ−ド矯正装置、 ４‥‥巻取りスプ−ル、 Ｃ‥‥スチ−ルコ−ド、 Ｒ₁ ‥‥溝付きロ−ラ−、 Ｒ₂ ‥‥溝なしロ−ラ−。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２本以上のコアを実質的に捩り無く平行
   に配置し、その周りに複数の素線を撚り合わせた複層撚
   りのスチ−ルコ−ドであって、コ−ド長手方向に垂直な
   面におけるコ−ド外郭形状が、一組の平行する線と一組
   の互いに向かい合う円弧を有するトラック状の形状で、
   このコ−ド外郭形状が長手方向で捩りがないことを特徴
   とするスチ−ルコ−ド。
2. 【請求項２】 少なくとも最外シ−スの素線が、コ−ド
   長手方向に垂直な面において、上記の平行する線の部分
   に位置するときに、隣の素線との隙間が平均で０．０２
   ｍｍ以上である請求項第１項記載のスチ−ルコ−ド。
3. 【請求項３】 コ−ドの長径、短径（平行な面間の距
   離）が以下の領域である請求項第１項記載のスチ−ルコ
   −ド。 １．００≦ａ／（ｎｃｘｄｃ＋２ｘｄｓ）≦１．０３ １．００≦ｂ／（ｄｃ＋２ｘｄｓ）≦１．０３ ａ：コ−ド長径（ｍｍ）、ｂ：コ−ド短径（ｍｍ）、ｎ
   ｃ：コア素線数、ｄｃ：コア素線径（ｍｍ）、ｄｓ：シ
   −ス素線径の和（ｍｍ）
4. 【請求項４】 １対のビ−ド部間でトロイド状に延びる
   ラジアル配列コ−ドのプライからなるカ−カスと、この
   カ−カス上に、少なくとも１層のスチ−ルベルト層を備
   える空気入りラジアルタイヤであって、該ベルト層に請
   求項第１項記載のスチ−ルコ−ドを適用した空気入りラ
   ジアルタイヤ。
5. 【請求項５】 スチ−ルコ−ドの長軸がベルトの幅方向
   に対して同じ向きにほぼ平行に配置されている請求項第
   ４項記載の空気入りラジアルタイヤ。