JPS6348725B2

JPS6348725B2 -

Info

Publication number: JPS6348725B2
Application number: JP57079737A
Authority: JP
Inventors: Koji Takahira; Ryuichi Nomura; Akihito Myoshi
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1982-05-11
Filing date: 1982-05-11
Publication date: 1988-09-30
Also published as: JPS58194604A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、スチールコードで補強された空気
タイヤに関する。近年、高速大量輸送のため、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
されているが、スチールコードは比重が大きいた
めにタイヤの重量が重くなり、その結果は燃料消
費量が大きくなるという問題があつた。この対策
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
かつているが、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、止むを得ず
スチールコード量を減少しないで使用しているの
が現状であつた。一方、スチールコードで補強された空気タイヤ
は、剛直なスチールコードと柔軟なゴムの界面に
応力集中が作用して、ラジアルタイヤにおいてス
チールコード端のゴム剥離や、ブレーカ層間のゴ
ム剥離を生起し易かつた。また従来のスチールコ
ード補強の空気タイヤは、高温多湿の条件で長く
放置しておくと、スチールコードの鉄材とその表
面メツキ層との間に水分が滲透して表面メツキ層
の剥離による空気タイヤの剥離現象が生ずるとい
う欠点があつた。この出願人は先に、従来の空気タイヤの欠点を
解決するために、スチールコードの使用量を軽減
することによつて空気タイヤの重量を軽くし、車
両の燃料消費量を減少するとともに、空気タイヤ
の剥離による故障を軽減することを目的として、
スチールコードで少なくとも部分的に補強された
空気タイヤにおいて、該スチールコードを形成す
る大部分の素線が炭素含有量0.75〜0.85重量％の
鉄材からなり、かつスチールコードが式（Ａ＋345）Ｗ／7.86＜TS＜（Ａ＋395）Ｗ／７・86(1
) Ａ＝−177D−1.84N＋、0.02N² (2) （上式中、Ｄはスチールコードの素線径mm、Ｎは
スチールコード構成の素線本数、Ｗはスチールコ
ードの１ｍ当りの重さｇ、TSは引張強力Kgにし
て分母の7.86は鉄の比重を示し、Ｎは３〜50本、
Ｄは0.15〜0.40mmの範囲である）で算出される引
張強力を有することを特徴とする空気タイヤを提
案したのである（特開昭57−51502号公報参照）。スチールコードの引張強力を上記(1)式の範囲に
向上するには、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％とし、従来の
スチールコード素線の炭素含有量0.69〜0.73％よ
り多くする。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％を越え
ると線材の熱処理が極めて困難であり、かつ靭性
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。上記の炭素含有量を有するスチールコード素線
は、ゴムとの接着を向上させるためにしんちゆう
メツキされている。しんちゆうの成分配合率は、
銅60〜70％、亜鉛30〜40％の割合が好ましい。し
んちゆう中の銅が60％未満であると、鉄材が硬い
上にしんちゆうがβ相を呈するためスチールコー
ド素線に伸線することが不可能となる。また銅が
70％を越えると、スチールコード素線を伸線する
際にピンホールを生じ、しんちゆう層の肌荒れが
できて好ましくない。上記提案の発明において注
目すべきことは、高炭素含有量のスチールコード
素線としんちゆ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−しんちゆ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、従来の低炭素含有のスチールワイヤより
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ゆうが押圧結合されるため
と考えられる。スチールコードの引張強力が上記(1)、(2)式で算
出される値より小さいと、タイヤ強度を一定とし
た場合タイヤの補強性能が低下し、このためタイ
ヤ重量の軽減効果および低燃料消費効果が従来の
スチールコードを使用したタイヤと余り変らず、
この発明の目的を達成することができず、また反
対に引張強力が上記算出値より大きいと、タイヤ
強度を一定とした場合従来のスチールコード使用
のタイヤと同じ強度を保持するためには、引張強
力の向上した分だけ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
果タイヤの耐摩耗性が低下する。上記提案の空気タイヤは、従来のタイヤに比べ
て軽量であり、転動抵抗性、燃料消費量が小さく
なり、湿熱カバレージが優れているが、タイヤが
釘などの突起物を踏んだときにベルト部のスチー
ルコードが切れてベルト部の強力が低下し、コー
ド切断部からセパレーシヨンを発生することがあ
つた。この現象は、スチールコードの引張強力の
増加に伴つて結節強力が低下する傾向にあるため
とみられる。本発明者らは一歩進めてスチールコードの結節
強力について研究し、上記提案発明におけるスチ
ールコードの引張強力のほかに、さらにスチール
コードの引張強力に対して60％以上の結節強力保
持率を有することを特徴とする空気タイヤ（特願
昭57−12103号明細書参照）を出願した。上記の引張強力を有するスチールコードにおい
て、60％以上の結節強力保持率を有するために
は、スチールコードを形成する鉄材を素線に伸線
したときの減面率が97.3％以下であり、かつ鉄材
中に存在する非延伸の酸化アルミニウム、シリカ
などの非金属介在物の大きさが10ミクロン以下で
あることが要求される。なお、スチールコードの
結節強力はJIS−L1017による測定値、減面率は
下記の式にて算出された値である。減面率（％）＝a₀−ａ／a₀×100 ただしa₀は鉄材の断面積、ａは素線の断面積で
ある。なおまた非金属介在物の大きさはJIS−
G0555に準拠する値である。しかしながら上記先願の発明は、スチールコー
ドの靭性がなお乏しいために、タイヤ走行中にス
チールコードが折れ易く、特に急旋回を繰返すと
スチールコードの折損が大きくなるという欠点が
あつた。本発明者らは更に研究を進め、上記先願の発明
において、直径0.15〜0.40mmの１本の合成繊維モ
ノフイラメントのまわりにスチールからなる素線
を撚り合わせたスチールコードを形成することに
よつて、スチールコードの靭性を向上させたもの
である。すなわちこの発明は、スチールコードで少なく
とも部分的に補強された空気タイヤにおいて、該
スチールコードは１本の合成繊維モノフイラメン
トのまわりに炭素含有量0.75〜0.85重量％の鉄材
からなる素線の３〜５本を該素線間の間隙が0.03
〜0.20mmをもつて撚り合わせてなり、かつスチー
ルコードが式（Ａ＋345）Ｗ／7.86＜TS＜（Ａ＋395）Ｗ／7.86 (1) Ａ＝−177D−1.84N＋0.02N² (2) （上式中、Ｄはスチール素線の直径mm、Ｎはスチ
ール素線の本数、Ｗはスチールコード１ｍ当りの
重さｇ、TSは引張強力Kgにして分母の7.86は鉄
の比重を示し、Ｄは0.15〜0.40mmの範囲である）
で算出される引張強力を有するとともに、60％以
上の結節強力保持率を有することを特徴とする空
気タイヤである。この発明のスチールコードの一例を図面によつ
て説明すると、１は合成繊維モノフイラメントで
あり、２は合成繊維モノフイラメント１のまわり
に撚り合わされた４本のスチール素線である。ス
チール素線２，２間の間隙Ｇは、スチール素線
２，２の中心を結ぶ線上における間隙をいい、こ
の間隙Ｇ（mm）は次式(3)によつて示される。Ｇ＝（Ｄ＋ｄ）sin180／Ｎ−ｄ (3) (3)式中、Ｄはスチール素線の直径mm、ｄは合成
繊維モノフイラメントの直径mm、Ｎはスチール素
線の本数である。(3)式でみられるように、間隙Ｇ
は、スチール素線の太さ、本数および合成繊維モ
ノフイラメントの太さによつて設定され、間隙Ｇ
は0.03mm以上、好ましくは0.03〜0.20mmである。
間隙Ｇが0.03mm未満であると結節強力保持率で代
表される靭性が60％以上を達成できず、８字旋回
テストにおいてスチールコードが折損する。また
間隙Ｇが余り大き過ぎると芯となる合成繊維モノ
フイラメントが間隙Ｇの隙間から外へはみ出し
て、スチールコードの靭性は極端に低下する。この発明におけるスチール素線Ｎの本数は３〜
５本、直径Ｄは0.15〜0.40mmの範囲であり、また
合成繊維モノフイラメントの直径ｄは0.15〜0.40
mmの範囲である。合成繊維としては、ナイロン、ポリエステル、
ビニロンなどが適当である。以下にこの発明の実施例を説明する。実施例スチール素線は、JIS−G3502に規定する
SWRS82A材（炭素含有量0.82％）および従来品
のSWRS72A材（炭素含有量0.71％）にしんちゆ
うメツキを施したものを使用し、その構造を第１
表に示す。

【表】上記スチール素線を、440デニールのナイロン
モノフイラメント（直径0.234mm）のまわりに、
バンチヤー型ダブルツイスターをもつて4000rpm
で加撚して撚ピツチ10mmのスチールコードを製造
し、このスチールコードの構造および性能を第２
表に示す。

【表】構造中、Ｍはナイロンモノフイラメントを示
す。上記の各スチールコードからなる２枚のベルト
を用いてブレーカ層とし、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。タイヤ製造に使用したスチールコード用ゴ
ム組成物は下記のとおりの重量部である。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エンアミ
ド 0.8 上記ラジアルタイヤの構造および性能は下記第
３表に示す。

【表】

【表】上記第３表における高速耐久性は、米国
FMVSSNo.109に規定するドラムテストによる結
果である。転動抵抗比は、上記試験タイヤを取付
けた1600cc乗用車を、出願人所有の宮崎県都農町
走行テストコースで60Km／時の速度で走行し、一
定場所にさしかかるとクラツチを切りエンジンを
停止して惰性で走行した距離を測定し、従来のタ
イヤのT7の惰性走行距離を100とした時の値であ
る。燃料消費量比は、上記の走行テストコースの
40Kmを走行するに要した燃料消費量比を、タイヤ
T7の燃料消費量比を100としたときの値である。
湿熱カバレージは、各タイヤを70℃、95％RHの
ふんいき中に２週間放置後、分解し、ブレーカ間
を剥離したときのスチールコードへのゴム付着率
である。走行コード切れ数は、上記走行テストコースに
おいて、平均の一片の長さ３cmの砕石を全面に撒
設した悪路テストコースで1600cc乗用車を速度30
Km／時で5000Km走行後のタイヤのベルト部スチー
ルコードをＸ線写真撮影してコード切れ数を測定
した値である。８字旋回テストは、半径30ｍの円形コースを２
個接続した８字形旋回コースを、タイヤ空気圧
1.7Kg／cm²、荷重JIS100％の自動車を時速25Kmで
走行し、100旋回毎にタイヤを取外ずしてベルト
部スチールコードのコード切れをＸ線写真撮影し
てコード切れを生じたときの旋回回数、およびコ
ード切れのためタイヤが故障し旋回不能となつた
ときに至るまでの旋回回数をもつて表示した。上記第３表でみられるように、この発明のタイ
ヤT1、T2は、合成繊維モノフイラメントを使用
しないコードのタイヤT3、T4に比べて８字旋回
テストが著しく優れており、また従来の低強力の
コードのタイヤT5、T6に比べて優れた性能を有
している。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明のスチールコードの一例を示す
断面図である。１：合成繊維モノフイラメント、２：スチール
素線、Ｇ：スチール素線間の間隙。

Claims

【特許請求の範囲】１スチールコードで少なくとも部分的に補強さ
れた空気タイヤにおいて、該スチールコードは直
径0.15〜0.40mmの１本の合成繊維モノフイラメン
トのまわりに炭素含有量0.75〜0.85重量％の鉄材
からなる素線の３〜５本を該素線間の間隙が0.03
〜0.20mmをもつて撚り合わせてなり、かつスチー
ルコードが式（Ａ＋345）Ｗ／7.86＜TS＜（Ａ＋395）Ｗ／7.86 (1) Ａ＝−177D−1.84N＋0.02N² (2) （上式中、Ｄはスチール素線の直径mm、Ｎはスチ
ール素線の本線、Ｗはスチールコード１ｍ当りの
重さｇ、TSは引張強力Kgにして分母の7.86は鉄
の比重を示し、Ｄは0.15〜0.40mmの範囲である）
で算出される引張強力を有するとともに、60％以
上の結節強力保持率を有することを特徴とする空
気タイヤ。２スチールフイラメントが銅60〜70％、亜鉛30
〜40％の割合のしんちゆうで被覆されている特許
請求の範囲第１項記載の空気タイヤ。３スチールコードをブレーカ層に使用した特許
請求の範囲第１項または第２項記載の空気タイ
ヤ。