JPS6341201Y2

JPS6341201Y2 -

Info

Publication number: JPS6341201Y2
Application number: JP1982083219U
Authority: JP
Priority date: 1982-06-04
Filing date: 1982-06-04
Publication date: 1988-10-28
Also published as: US4488587A; JPS58188201U

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は、カーカスプライに適用する金属コー
ドの疲労性を改善することにより、耐久寿命を大
幅に向上させたラジアルタイヤに関するものであ
る。ラジアルタイヤのカーカスプライは内圧を保持
するための静的歪と負荷転動による繰返し歪を受
けるので、カーカスプライには内圧保持のための
強力と、繰返し歪に耐える耐疲労性とが要求され
ている。一方、金属コードの生産性向上の観点より、撚
り構造が簡素化された、一般にフイラメント数が
少ない、金属コードが望ましく、最も簡素化され
た撚り構造として３＋９＋１が知られている。しかしこの撚り構造の金属コードをラジアルタ
イヤのカーカスプライ材として使用するために
は、フイラメント数を少なくしてコード強力が低
下したのを補うためフイラメント径を大きくする
必要がある。フイラメント径を大きくすると、カ
ーカスプライに使用した場合、曲げによる表面歪
が増し耐疲労性が劣るので、ラジアルタイヤへの
適用に耐え得るものとするためには、この耐疲労
性を改良する必要がある。カーカスプライの疲労性を低下させる要因とし
て、従来繰り返し歪による材質疲労、フイラ
メントの相互接触部の摩滅疲労（フレツテイング
現象）、外部から侵入する水分による腐食疲労
が考えられていて、特に腐食疲労とフレツテイン
グ現象がタイヤの耐久寿命を著しく低下させるも
のとして重要視されている。このような問題点を改善する手段として特開昭
55−90692号および特開昭56−43008号公報にはコ
ードの各フイラメントをゴムにより被覆し、接触
による摩滅を減じ、更に水分の侵入を抑える方法
が開示されている。ゴムの被覆を完壁にするため
には、フイラメント間隙をかなりあける必要があ
り、このようなコードをカーカスプライに使用す
ると引揃えが不均一となり、不均一張力のため構
成フイラメントの一部が早期に破断することが避
け難い。しかも単撚構造よりフイラメント本数の多い３
＋９＋１のような層撚構造ではゴムの被覆を完壁
にし得ない。以上に鑑み、本考案者らは層撚構造（３＋９＋
１）の金属コードのゴムの被覆度とカーカスプラ
イの疲労性を種々検討した結果、予期せぬことに
は金属コード内部、即ち、金属コード第２層（シ
ース）の内面と心部（コア）のフイラメント全表
面の両方にゴムが被覆されないとき、カーカスプ
ライの疲労性が著しく向上することを知見した。この新しい知見に基づき更に研究した結果ラジ
アルタイヤの加硫中や走行中に金属コード内部へ
の被覆ゴムの侵入を可能な限り抑え得る、金属コ
ードの有利な撚構造を見い出した。即ち本考案のラジアルタイヤは、タイヤ用補強
金属コードを、フイラメントの３本撚りのストラ
ンドを心部とし、その外周の第２層に、心部フイ
ラメントと同一線径のフイラメントを９本配置し
て撚り合わせ、さらに、その外周にフイラメント
を１本ラツピングしてなる３＋９＋１の撚り構造
とし、この第２層の撚り角αを72.0゜≦α≦78.0゜
の範囲に限定した金属コードをラジアルタイヤの
カーカスプライ材として使用したことを特徴とす
る。第１図は３＋９＋１撚構造のコード断面図であ
り、心部フイラメント径と第２フイラメント径が
同一の場合である。ここで、フイラメント断面形
状が円であるとすると以下の計算により、第２層
フイラメント間には間隙が存在することがわか
る。即ち第１図において、フイラメント線径を
ｄ、コード中心より第２層フイラメントの中心ま
での距離をＲとすると、コード中心Ｏから第２層
フイラメントへの接線OMとONとのなす角は
＝2sin^-1（ｄ／2R）で表わされる。

【式】であるから＝36.96゜となり、この値が360゜を９等分した角度40゜より小さ
いことからわかる。この第２層フイラメント間の間隙を通して、タ
イヤの加硫中にゴムがコード内部に浸透すると考
えられる。撚角が90゜の場合はフイラメント断面
形状は円となるが、実際の撚りコードにおいては
断面形状は橢円に近くなり、第２層の撚り角αを
小さくすると、第２層のフイラメント断面形状
は、第２図の点線から実線のように変化する。コード中心からシースフイラメントへの２接線
間の角度は撚り角αを小さくする程広がり、従
つて第２層フイラメント間の間隙は狭くなる。ここで撚り角αとは第３図に示す如く、第２層
フイラメントを展開した直線JKとコードの垂直
断面とのなす角である。第２層フイラメントの撚
りピツチＰ、コード中心から第２層フイラメント
の中心までの距離Ｒ、フイラメント径ｄよりα＝
tan^-1（Ｐ／2πR）ただし

【式】と算出される。第４図は第１図に示す金属コードの第２層撚り
角αを種々変更して第２層の撚り角とコード内部
へのゴムの侵透度（％）との関係を実験的に求め
たものである。ここでコード内部へのゴムの浸透度とは、加硫
後のタイヤからとり出したスチールコードの心部
フイラメント表面のゴム付着面積比率（％）とし
た。第４図より第２層の撚り角αを78゜以下とすれ
ば、コード内部へのゴム浸透を防止できることが
わかる。しかしながら撚り角を小さくし過ぎて、72゜以
下とすると第２層のフイラメント同士が重なり合
い、コードの断面形状が明らかに不均一となり、
耐フレツテイング性が大幅に低下する。従つてコ
ードの摩滅疲労を抑えながら、コード内部へのゴ
ム浸透を防ぎ、コードの疲労性を向上させるため
には、金属コードの第２層の撚り角を72゜から78゜
の範囲内とすることが重要である。この撚り角の
限定は撚り構造３＋９＋１ばかりでなく３＋９構
造においても同様の効果を奏する。また本考案をさらに有利に実施するためには、
この撚り構造３＋９＋１の金属コードの心部及
び／または第２層のフイラメントの形付け率Ｆを
0.90〜1.15の範囲内とするのがより好ましい。ここで形付け率Ｆは第５図に３＋９の例を示す
如くコード径loとコードをほぐしたフイラメント
のうねり径ｌとからＦ＝ｌ／loにより算出され
る。本考案における金属コードは、第２層フイラメ
ント同士、心部と第２層フイラメント、心部フイ
ラメント同士にそれぞれ接触点、接触線を有する
ので、ラジアルタイヤのカーカスプライ材として
使用する場合、その接触部で摩擦を生じ、エネル
ギーロスを発生する。この摩擦ロスを小さくすれ
ばフレツテイング現象を抑えられる。本考案者ら
は従来この種のスチールコードの形付け率Ｆが
0.85以下と低い値であり、特に撚りピツチの長い
コドにおいては0.5以下であつた点に注目し、こ
れを形付け率を0.90〜1.15にすれば摩擦ロスを抑
え、フレツテイングによる疲労を軽減するので、
第２層の撚り角限定の効果をさらに高めることを
見い出したのである。形付け率を0.90〜1.15に限定する理由は、0.9未
満であつても1.15を越えてもいずれも摩擦ロスが
大きくなるからである。第１図に示す撚り構造で、心部と第２層のフイ
ラメント径が0.15mmラツピングフイラメント径が
0.12mm、第２層の撚り角が75゜のスチールコード
において、心部と第２層いずれの形付け率も同一
とし、形付け率を0.55〜1.3まで種々変更して摩
擦ロスを測定した結果が第７図である。ここで摩擦ロスとは三点支持中央荷重による曲
げ試験により第６図のたわみ一横荷重のヒステリ
シスループOAPBXCPを求め面積XCPBと面積
XCPYとの比面積XCPB／面積×CPY×100＝摩
擦ロス（％）とする。第７図より形付け率が0.9未満あるいは1.15を
越えると急激に摩擦ロスが大きくなることがわか
る。以上説明した本考案における金属コードをラジ
アルタイヤのカーカスプライ材５に適用すること
によりタイヤの耐久寿命を向上できる。またベル
ト材６としても同様の効果が享受し得る。以下本考案を実施例によりさらに詳述する。実施例１サイズ750R16，８プライレーテイングの軽ト
ラツク用スチールラジアルタイヤのカーカスプラ
イ材として第１表のように第２層の撚り角を変更
した６種のスチールコードを打込みエンド数40
本／５cmにて適用した。撚り構造はいずれも３＋
９＋１で心部フイラメント径と第２層フイラメン
ト径は0.15mmで、ラツピングフイラメント径は
0.12mmで、心部・第２層とも形付け率は1.0とし
た。各スチールコードは配合ゴム〔天然ゴム90重
量部、合成ポリイソブレンゴム10重量部、カーボ
ンブラツクHAF50重量部、老化防止剤（Ｎ−フ
エニル−N′−イソプロピル−Ｐ−フエニレンジ
アミン）１重量部、アロマテイツクオイル２重量
部、ZnO50重量部、促進剤（Ｎ−オキシジエチレ
ン−２−ベンゾチアゾールスルフエンアミド）
0.5重量部、硫黄５重量部〕にて被覆して用いた。
この６種のタイヤを耐腐食疲労性、耐フレツテイ
ング性、及びコード内部へのゴムの浸透度を評価
した。評価方法を以下に述べる。タイヤを温度80℃、相対湿度（RH）100％雰
囲気中に２週間放置した後、通常の室内ドラム試
験機により内圧7.0Kg／cm²、荷重1.5トンにて７万
Km走行させた後、カーカスプライ材スチールコー
ドを取り出し、耐腐食疲労性及び耐フレツテイン
グ性を評価した。〈耐腐食疲労性〉取り出したスチールコードを回転曲げテストに
供試し曲げ歪と繰り返し寿命のいわゆるＳ−Ｎ曲
線から疲労限を求め次式により耐腐食疲労性指数
を表示した指数大程良好である。耐腐食疲労性指数＝供試タイヤの疲労限／タイヤNo.６
の疲労限×100 〈耐フレツテイング性〉取り出したスチールコードの被覆ゴムを溶解除
去した後、フイラメントをほぐし、第２層のフイ
ラメント９本を１本づつ金属顕微鏡により観察
し、最も深いフレツテイング箇所を選びその深さ
を、フレツテイング深さとして次式により指数表
示した。指数大程良好である。供試タイヤの耐フレツテイング指数＝タイヤNo.６のフ
レツテイング深さ／供試タイヤのフレツテイング深さ×
100 〈コード内部へのゴムの浸透度〉加硫後のタイヤよりカーカスプライ材スチール
コードを取り出し、ラツピングフイラメントと第
２層フイラメントを除去し、心部のみとした後、
金属顕微鏡により、心部ストランドの表面を観察
し、その拡大写真より、心部ストランド表面の全
表面積に対するゴム付着部分の面積の割合を求
め、浸透度とした。

【表】第１表より撚り角72゜〜78゜範囲内のコードはい
ずれも耐腐食疲労性、耐フレツテイング性が良好
であり、タイヤの耐久寿命を向上することが可能
となつた。実施例２サイズ1000R20，14プライレーテイングの大型
トラツク用スチールラジアルタイヤのカーカスプ
ライ材として第２表のように第２層の撚り角を変
更した４種のスチールコードを打込みエンド数30
本／５cmにて適用した。撚り構造はいずれも３＋
９＋１で、心部フイラメント径と第２層フイラメ
ント径は0.23mmで、ラツピングフイラメント径は
0.19mmとした。この６種のスチールコードを実施例１と同じ配
合処方の被覆ゴムにて被覆して用いた。試作した
３種のタイヤを実施例１と同じ評価方法により、
耐腐食疲労性、耐フレツテイング性及びコード内
部へのゴムの浸透度を評価した。得た結果を第２
表に示す。ただし耐腐食疲労性、耐フレツテイン
グ性の指数表示の基準タイヤとして、タイヤNo.６
でなく、タイヤNo.12を用いた。なおドラム走行条
件は内圧7.25Kg／cm²、荷重2.5トンとした。走行
距離は７万Kmである。

【表】第２表より、タイヤNo.10，11，12を比較すれば
明らかな如く、フイラメント径が0.23mmと太い場
合においても第２層撚り角限定の効果は発揮され
る。また、タイヤNo.７〜10から形付け率を0.90〜
1.15範囲内にすれば疲労性がさらに向上すること
が理解できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は３＋９＋１撚構造のコード断面図、第
２図は本考案における第２層のフイラメントの断
面図、第３図は金属コードの第２層フイラメント
の展開図、第４図は第１図に示す金属コードの第
２層撚り角とコード内部へのゴムの浸透度の関係
を示す曲線図、第５図はコード径とコードをほぐ
したフイラメントのうねり径の説明図、第６図は
横荷重とたわみの関係を示す線図、第７図は形付
け率と摩擦ロスの関係を示す曲線図、第８図は本
発明の一例のラジアルタイヤの断面図である。１……心部フイラメント、２……第２層フイラ
メント、３……ラツピングフイラメント、４……
タイヤ、５……カーカス、６……ベルト、７……
スチールコード。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

タイヤ用補強金属コードを、フイラメントの３
本撚りのストランドを心部とし、その外周の第２
層に、心部フイラメントと同一線径のフイラメン
トを９本配置して撚り合わせ、さらに、その外周
にフイラメントを１本ラツピングしてなる３＋９
＋１の撚り構造とし、この第２層の撚り角αを
72.0゜≦α≦78.0゜の範囲に限定した金属コードを
ラジアルタイヤのカーカスプライ材として使用し
たことを特徴とするラジアルタイヤ。