JPS5861006A - ラジアルタイヤ - 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】 構造を組み合わせることにより、その金属コードの高強
力性を生かし、同時に耐腐食性を改善し、これにより、
使用寿命を大幅に向上し、かつ軽量化された転り抵抗の
少いラジアルタイヤに関するものである。

スチールラジアルタイヤのベルト補強層にはグ本ないし
５本のフィラメントを撚り合わせたいわゆる／ＸＩＩ又
は／×５構造のスチールコードが従来から広く使用され
ている。近年ラジアルタイヤにおいて、転り抵抗の低減
の要求がクローズアップされて来ており、ベルト補強層
のスチールコードにおいても打込み本数をあげることな
くタイヤの重址をＩ経減するため単位面積当りの強力の
高い、いわゆる高強力糸コードを適用することが上記撚
構造に考えられている。スチールコード面より単位面積
当りの強力をめげる手段として、金属組成のカーボン含
Ｍ量を増加でせることか考えられ、現に、公知技術の範
躊となっている。しかし本発明者らは、上記高炭素鋼の
スチールコードを、軽量化された転り抵抗の小さいラジ
アルタイヤを得るために製品化適用をした場合に重大な
欠陥をもつことを見出した。

つでり上記の如きスチールコードをベルト補強層に使用
した場合、タイヤが路面上を走行する間に小石や釘など
により金属コードに到達するような外傷を受けるとその
湯口から浸入した水分がコードの中央部の空洞の中を容
易に浸透ｊ〜て行き、おけるセパレーションという現象
を引き起こすといった欠点があった。

このような欠点を改良すべく現在までに種々検討がなさ
れているが、その中で特開昭５５−９０６９２号公報に
あるように、第１図に示したような各フィラメント相互
間に空隙が全くない、もつともコンパクトなコード径を
有する従来フードよりも、コード径をや５犬きめに撚り
合せることによって各フィラメントを相互に接触させず
に各フィラメント間に空隙を設け、かつコード断面が円
に内接するような均一断面を有する第２図に示したよう
なコードが提案され、このようなフードであればゴムに
埋設後、熱入れ加硫工程において、ゴムが加硫初期の流
動状態にあるとき、ゴムがフィラメント相互間の空隙か
らコードの中央部の空洞に浸透することにより、外傷か
ら浸入した水がコードの中を拡散しないため、金属コー
ドの耐腐蝕性が改善されるとしている。

しかしながら、」二記公報に記載されたコードは、本発
明者らの経験によれば、熱入れ加硫工程は通常ｐ〜％ｋ
ＶｃＪの圧力下で行なわれるため、この圧力によりコー
ドのふくらみが押しつぶされてしまい、フィラメント相
互間の空隙がほとんど失なわれ、その結果流動状態のゴ
ムがコードの中央部の空洞にほとんど浸入できず、たと
え浸入したとしても部分的にわずかにゴムが浸入するの
みで、このようなコードを使用した製品が外傷を受ける
と、外（易から浸入した水分により、部分的に浸透した
ゴムとコードとの界面が短時間のうちに腐蝕されてしま
い、そのすき間から更に水分がコードの長さ方向に拡散
し、その結果コードとゴムとの間にセパレーションが生
じてしまうといった欠点を有していることが明らかであ
る。

かかる現況に鑑み、本発明者らは上記欠点を解決すべく
鋭意研究した結果、高炭素鋼金属コードの高強力性のメ
リットを生かし、しかも腐食疲労性に優れた実用性に充
分たえうるスチールコードを得ることができたのである
。

即ち本発明は、かかるスチールコードをベルト補強材と
して用い操縦安定性を損うことなく軽量化タイヤとして
のスチールコード向からの転り抵抗の低減とフードの耐
腐蝕疲労性を同時に満足するラジアルタイヤに関するも
ので、より具体的にはコードのカーボン量（１）が０．
７ｒ〜Ｏ，にｔ’ｌの高炭素鋼を少くとも３本の金属フ
ィラメントとして撚り合せてなるコードであって、前記
スチールコードの高強力化による耐腐食疲労性低下の欠
点を、コードの撚構造を工夫してコード表面にゴムをで
きをだけ浸透させる方法によって解決したコードをベル
ト補強材として用いたラジアルタイヤを提供するもので
ある。なおここで言う工夫した撚構造とは、コード／本
当りｓ、ｏｋｇの荷重に掛けた時の伸度（Ｐｌ）が０．
２〜／、２　％の範囲にあり、かつ２．０　Ｉｃ９の荷
重を掛けた時の伸度（Ｐ、）がＰ２＠）≦０．９’１７
ＰニーＯｏＯグ３で表わされる範囲にある金属コードと
なる撚構造である。

本発明において使用する金属コードは、例えば第３図に
示した種々の断面形状がコードの長さ方向に少なくとも
３種混在しているコードであって、！；、Ｏｋｇの荷重
を掛けた時の伸度Ｐｌが０．２〜／。２係の範囲上あり
、かつ２゜Ｑ　ｋｇの荷重を掛けた時の伸度Ｐ２（チ）
が０．９１１７Ｐよ−０．０＋！３以下、好ましくは０
゜９’１７Ｐ□−０，０１３以下、さらに好ましくは０
．ｑｌＩ７Ｐｌ−０，２０’ｌ以下であることが必要で
ある。この理由はＰｌが０．２％未満の場合は従来のコ
ンパクトコードと大差なく、本発明の目的を達成するこ
とができず、また／。、？係を越えると裁断コードの端
部が撚り乱れを生じやすく作業性上の問題があるため好
ましくないためである。このうち作業性を重視すればＰ
ｌけ０．２〜０．７チの範囲がより好ましい。

−１たＰ２が０．９’１７Ｐ１−０．０１１３を越える
とゴムに埋設された後、熱入れ加１ト１ｔされる工程で
、コードが加硫圧力で押しつぶされやすい断面形状が多
くなり、その結果ゴムが浸透しにくくなるため好ましく
ないからである。

Ｐ２とコード−＼のゴムの浸透性との関連につき以下さ
らに詳述する。

一般的にオーブン撚りコードにおいては、コードに引張
り応力を加えると各構成フィラメントはコードの中心に
向って圧縮しようとする。ここで伸度Ｐｌが一定であっ
ても、伸度Ｐ２が大きい場合と小きい場合とがある。

前者は第２図に示きれる如く、コードの断面形状が長さ
方向に均一（フイラメン！・間隙が一様）である場合で
、各構成フィラメントが自由に中心に向かって移動しよ
うとするため、Ｊｋｇ荷重時ではコードとしての伸びが
比較的大きくなるのである。これに対し後者は第３図（
／Ｘｊ）のＢ〜Ｅに不埒れる如く、コードの断面形状が
不均一で、フィラメント同士が接触している場合であり
、各フィラメントが中心に向かって移動しようとしても
接触した各２本のフィラメントに関しては互いに接触圧
（反発力）が働くため、−２”９荷重時ではコードの伸
びが小さくなるのである。

１析而形状において、フィラメント同士の接触点の数を
接点数とすれば、コードの断面形状の不均一さは接点数
で表わされる。接点数の多いコード程、断面が不均一な
のである。

単撚構造においては、フィラメント構成が／×５のとき
は接点数かり（第３図／ＸｊのＥ）、／×グ′のときは
接点数が３（第３図／×グのＤ）の場合、断面形状の不
均一性が最大となる。

本発明において使用する金属コードでは撚ピツチが６〜
／グ朋であることが好捷しい。この理由は撚ピツチが６
聞未満ではコード製造時の生産性が著しく低下し、実用
上商業ベースに乗らず、筐だ／り止を越えるとコードの
座面疲労による耐コード折れ性が大きく低下し、いずれ
の場合も好ましくないためである。

又、本発明のベルト補強材に使用する金属コードを構成
するフィラメントは、その直径が０．２０〜０．２９朋
で、しかもＣ係として０゜７．１′〜０．ｒ５チのもの
であることが必要である。これはフィラメントの直径が
Ｑ、２Ｉ＋ｍ未満であるとラジアルベルト材トシての強
力が小さすぎ且つ疲労性も劣り、一方０．２９朋をこえ
るとコード重置もふえ＠欧化のメリットがなく、才だＣ
チとして０９７ｇ多未満だと同様に軽量化ラジアルタイ
ヤのベルト補強材としてはコード打ち込みを低下させて
いるため剛性が低くラジアルタイヤの操縦安定性が大幅
に低下し、又０．ＩＪチをこえるとコードの耐腐蝕疲労
性が低下しベルトコード折れを誘因し、又伸線加工性も
低下し好しくないためである。また」二記フィラメント
は、その表面がゴムとの接着性を良好にするため、ＣＵ
。

Ｓｎ　、　Ｚｎ等あるいはこれらにＮ１やＣＯを含んだ
合金によって被覆されていてもか址わない。

更に本発明において使用する金属コードは次のように製
造することができる。すなわちあらかじめ過大にくせづ
けしたフィラメントを所定のＰｌ（ｊ−１ヅ荷重時伸度
）を持つようにコード径方向に圧縮させることにより製
造できる。

最後に本発明において、金属コードを埋設するゴムは天
然ゴムまたは合成ゴムであるが本発明の金属コードをラ
ジアルタイヤのベルト補強層に使用する場合、埋設ゴム
のＳθチモジュラスば／θ〜ｐｋｇ、／Ｃ：ｍ２である
ことが好捷しい。この理由はｓ−０％モジュラスが／θ
に９／、、２未満の場合は金属コードエンド部の歪が大
きくなり耐ベルトエンドセパレーション（ヘルドコード
端よりのベルトコーティングゴムの亀裂成長をいう）性
が低下し、一方ｐｋｇ／Ｃ，ｍ２を越えると、ベルトコ
ードの耐久性すなわちコード折れが発生しやすくなり同
時に加工性も著しく低下し、いずれの場合も好−ましく
ないためである。

以上のような構成から々る本発明の金属コードを欧州し
たラジアルタイヤにおいては、ゴムがコードの長手方向
及び断面方向に十分に浸透しているため、外１易による
水分の浸入に起因する金属コード表面の錆の拡散が防止
される。このため金属コードの腐蝕によるコードとゴム
との接着力低下によるセパレーション現象が大幅に改善
され、本発明の金属コードを使用したラジアルタイヤは
耐久寿命が著しく改善される。また本発明に用いる金属
コードはＩ経世化タイヤのベルト補強材としての効果を
奏するばかりでなく、農業用λす［転機用として又ベル
ト等工業用品軽量化製品等広範囲に用いることができる
。

尚本発明を、特定の金属コードをベルト補強材トシテ用
いたラジアルタイヤにつき記載したが、該金属コードは
カーカスプライ補強材として適用することも可能である
。

実施例１ 真鍮メッキを施したスチールフィラメントを撚り合せる
ことによって第１表に示す７９種類の金属コードを作成
した。これらの金属コードをタイヤのベルトコーティン
グゴムとして用いるＳθチモジュラスΔｋｇＡ、ｍ２の
ゴムにて埋設し、加硫した後、金属コードを採取してコ
ード中央部にゴムがほぼ完全に浸透している部分の長さ
を測定し、ゴム浸透度合いをコード全長に対する比率を
指数で評価した。また比較のために第１図に示したよう
な従来の金属コードについても同様に評価した。結果を
合せて第コー表に示す。ここでＰ□およびＰ２は全長）
０〜３０ｃｍの金属コードに、各々Ｓ。Ｏｋｇ、λ。Ｑ
　ｋｇの荷重を掛けた場合の伸度（（６）であり、断面
形状とは、コードの長さ方向に、Ｓ’　ｉｉ＋間隔の位
置におけるコードの断面形状を拡大鏡で観察し、第３図
に示した記号で表示したものである。

上記第１表の実験Ｊ’ｌＥｒ　ｌ〜１９のコードについ
て、Ｐ□を横軸、Ｐ２を縦軸にとり、ゴム浸透度合いが
ｒＯ〜　１００　は○、　　６０〜７９　は◇、’１９
　〜！；９　　は口１．２９〜３９ケ△およびθ〜／９
＄：としてプロットしたのが第１図である。

第１表および第１図から明らかなように、Ｐ２≦０．９
１１７Ｐ］、−０，０１Ｉ３　（好ましくはＰ２≦０．
９’１７Ｐよ−０，０１３、きらに好ましくはＰ２≦０
．９グアＰ１−０．．２０グ）の範囲にある実験黒］−
〜８（好甘しくけ実験Ａ１〜５、をらに好ましくけ実験
Ａ　１　＋　２　＋　５　）の金属コード・はゴムの浸
透度合が３以上（好捷しくけ１０以上、さらに好捷しく
けｇｏ以上）であって、金属フードにゴムが良くｖ透し
ているのに対し、Ｐ２〉０．９’１７　Ｐ□−０，０’
１３の範囲にある実験Ａ９〜１２の金Ｍコードは各フィ
ラメントが互いに接触しない均一な断面形状のコードに
近いものであり、ゴムの浸透度合いが劣っていることが
わかる。

次に第１表の実験Ａ１〜Ａ１９の金属コードをベルト補
強層（埋設ゴムの５θ係モジユラスＢ”Ｋｍ２　）に用
い、又一部カーカスプライ補強材にも使用したラジアル
タイヤ、ザイズ１’７５　ＳＲ１４を作成し、以下第１
表の各程合（４コード内容に対応する試駆タイヤの特性
値を測定し、結果を第２表に示す。

第２表のタイヤ扁は、金属コード扁に対応する。

尚測定法等については下記の通り、タイヤの接地部にベ
ルト部の金属コードに達する直径３闘の穴をあけ、タイ
ヤを八〇００　ｋｍ実地走行させた後に、該タイヤを、
５’　％　Ｎａ０７水溶液の水槽中に７日浸漬さぜ、更
に一般路で合計ｌ万ｋｍ走行させ、次いで内圧を八３ｋ
ｇ／ｃ、ｎ２に下げ一定山坂路を２万ｋｍ走行させた後
タイヤを解剖した。

ｌ耐腐蝕性；」二記タイヤの穴の位置に相当する金属コ
ードを採取し、埋設ゴムとの接着界面がどの位の長さに
渡って接着低下しているかをコードの腐蝕長きとして評
価し、次式によりタイヤＡ１．３のタイヤ金属コードの
腐食長きをｉｏｏとして指数で表わした。

タイヤ況１３のタイヤの金属コードの腐蝕長さ値が小な
る程良好である。

２耐疲労性（耐ベルトコード折れ性） 」二記耐腐蝕性試験にて採取した金属コードの折れ本数
を求め、次式により指数表示した。

指数が犬なる程、折れ本数が少なく良好である。

８操縦安定性（コーナリングパワー） タイヤに横すべり角を与えて路面との摩擦抵抗に起因す
る横方向力（コーナリングフォース）を発生させ、この
時車両の進行方向と直角に働く分力を縦軸に、横軸に横
ずべり角をプロットしたときの直線領域の勾配（コーナ
リングパワー）を求め、次式により指数表示とした。

惰行法にて測定、測定条件は径／７０７．ｌ　ｍｍ、幅
３５０龍のスチール製ドラム上において、Ｊ工５１００
チ荷重にて内圧へ７　”９Ａｒｎ２のタイヤに掛け、ド
ラムをモータ駆動により回転させ、速度ざ０ｋｍ／ｈに
て３θ分間慣らし走行を行なった後、速度を２００にシ
ｈ丑で上昇させ左。次いでモータ駆動クラッチを切って
惰行させ、ドラム減速度と時間変化を基にして速度３０
　ｋｍ／ｈにおけるタイヤとドラムの転がり抵抗を算出
した。この値から予め算出しておいたドラム抵抗を差し
引いて正味のタイヤの転がり抵抗を求めた。次式により
転がり抵抗性を指数表示とした。

（／に　） 本発明の実施例Ａｌ〜Ａ８　、Ａ　１４．４１５のタイ
ヤをみてもわかるように本発明の目的であるタイヤの操
縦安定性を損うことなく耐腐蝕疲労性及び転り抵抗を両
立化できた。

尚、耐腐蝕疲労性の効果に比べて転り抵抗性の改良効果
は少いように思えるが転り抵抗を現行対比５チ上昇させ
ることはタイヤ技術にとっては至難のわざに近いもので
あり、その点本発明のものは顕著な効果をなｌ−だもの
と充分判断ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はコンバク）・型の従来の金属コードの断面図、
第２図は特開昭５５−９０６９２号公報に記載されてい
る金属コードの断面図、第３図は本発明に用いる金属コ
ードの断面図、第Ｖ図けＰ工、Ｐ２とのゴムの浸透度合
いの関係を示す線図である。 ／・・・コード、ノ・・・フィラメント、３・・・接触
点。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、トレッド部と、このトレッド部の両肩で連なる一対
   のサイド部と、サイド部の内周に、それぞれ形成した一
   対のビード部とを備えトレッド部の内側に埋設したベル
   トで補強したカーカスを有するラジアルタイヤにおいて
   、該ベルトが素線径ｏ、２ｏ〜０．２９關の３〜ｊ本の
   スチールフィラメントからなるコードで、フィラメント
   組成のカーボン量が０．７ｆ〜ｏ、Ｉｒｓチの範囲のも
   のであり、しかもゴムに埋設する前の状態でコード／本
   当り３．０ｋｇの荷重をかけた時の伸度（Ｐ工）が０．
   ２〜／、２係の範囲にあり且つ！。Ｑ　ｋｇの荷重をか
   けた時の伸度（Ｐ２）がＰ２（％）≦０．９１１７Ｐ９
   ．−０．０１１３で表わきれる範囲にある金属コードで
   構成されたことを特徴とするラジアルタイヤ。 ２　前記伸度（Ｐ２）がＰ、（％）≦０．９’１７Ｐ□
   −０，０１３で表わされる範囲にある金属コードでベル
   ト部を構成する特許請求の範囲第１項記載のラジアルタ
   イヤ。 ３　前記ベルトスチールコードを埋設するゴムとして３
   ０　％モジュラスが／θ〜！０　”！７／／ＣＪのゴム
   である特許請求の範囲第１項又は第２項記載のラジアル
   タイヤ。