WO1996022892A1

WO1996022892A1 - Pneu a carcasse radiale

Info

Publication number: WO1996022892A1
Application number: PCT/JP1996/000118
Authority: WO
Inventors: Takeo Masaki; Eiji Igarashi; Yoshiki Kanehira; Toshio Kawai; Ryuzou Komatsu
Original assignee: The Yokohama Rubber Co., Ltd.
Priority date: 1995-01-24
Filing date: 1996-01-23
Publication date: 1996-08-01
Also published as: KR100247517B1; JP3777210B2; EP0752325A1; JPH08258509A; EP0752325A4; US5894875A

Description

明細嘗空気入りラジアルタイャ分

本発明は、ベルト雇にスチールコードを使用した空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは軽トラック（LT) 用ゃレクレーショナル車両（RV) 用に適した空気入りラジアルタイヤに関する。背景技術

従来、軽トラック（LT) 用ゃレクレーショナル車両（RV) 用の空気入りラジアルタイヤのベルト材には、 2 + 7、 2 + 6、 3 + 6等の燃り構造のスチールコードが広く使用されている。しかし、これら撚り構造のスチールコードは、撚り加工に 2回の撚り工程を必要とするためコスト高になると共に、スチールコード内へのゴム浸透性も不十分であるため耐蝕性が低く、タイヤの耐久性も低くなるという問題があつた。

このように 2回の撚り工程が必要なスチールコードの欠点を解消するものとして、扁平オープン構造の 1 X 4や 1 X 5燃り構造のものが開発されている。しかし、本発明者の検討結果によれば、柽トラック用ゃレクレーショナル車両用空気入りラジアルタイヤのベルト材として、上記扁平オーブン構造の 1 X 4や 1 X 5撚り構造では強度が不足し、そのため 1 X 6撚り構造にする必要があること、さらに本数の多い 1 X 7撚り構造にすることも考えられるが、 1 X 7 構造にするとコード形状が安定しなくなる欠点があることを知見した。

しかし、扁平オーブン構造の 1 X 6撚り構造を採用する場合であつても、従来構造のままでは、ゴムをスチールコードに充分に浸透させるために扁平比（短径 D _s Z長径 D i_ ) を小さくする必要があり、そのために長径 D _L が必然的に大きくなつてしまう。その結果として、コードの長径方向をベルト層の面方向に沿わせて配置した場合、スチールコード打ち込み本数を従来から適用されているベルト層と同等の本数にした場合には、コード間隔が小さくなるため、ベルトエツジの耐久性が低下するという問題が発生する。

また、 1 X 6撚り構造の場合は、 1 X 4や 1 X 5撚り構造に比べて撚り構造が不安定になつて燃り不良を起こし易いという問題も発生する。発明の開示

従って、本発明の目的は、ベルト層のスチールコードとしてコスト的に有利な 1 X 6撚り構造を採用するに当たり、ゴムの安定的なコ一ド内への浸透を可能にする範囲でコード長径を最小にすることにより撚り構造を安定化すると共に操縦安定性およびベルトエッジ部の耐久性を向上可能にした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

本発明に従えば、カーカス層のトレッド部外周に横断面扁平なスチールコ一ドからなるベルト層を、そのスチールコードの長径方向を該ベルト層の面方向に沿わせるように配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、

前記スチ一ルコ一ドを 0. 20〜0· 40i iの素線径 dのフィラメントからなる扁平オーブンの I X 6撚り構造にすると共に、タイヤから取り出した該スチールコードの長径 D _L と撚りピッチ Pとを、素線径 dに対して、

3. 67 d - 0. 04≤ D L ≤ 3. 67 d + 0. 1 6 30 d≤ P≤45 d

とし、さらに、荷重を 0. 25kgから 5. 0 kgに増加したときに生ずる前記スチールコードの伸びを 0. 25 %以下にした空気入りラジアルタイャが提供される。図面の簡単な説明

以下、図面を参照して本発明を更に詳しく説明する。

図 1 A及び図 1 Bは、それぞれ、本発明の空気入りラジアルタイャのベルト層に使用するスチールコードの横断面である。

図 2は本発明の空気入りラジアルタイヤの一例の子午線断面図である。

図 3はコード長径 D _L と素線径 d との関係図である。

図 4は本発明の空気入りラジアルタイヤの他例の子午線断面図での。発明を実施するための最良の形態

本発明に従えば、前述の如く、ベルト層を構成するスチールコード材としてコスト的に有利な 1 X 6撚り構造にするに際し、コード長径 D L と撚りピッチ Pとを上記式で特定される範囲にしたことにより、安定的なゴムのコード内への透を確保しながら燃り構造を安定化し、かつコード長径を必要最小限に小さくするためコード打ち込み本数を従来のベルト層と同等にしても、必要なコード間隔を保つことができる。その結果、ベルトエッジセバレーシヨンによる耐久性の低下を抑制することができる。また、スチールコードの低荷重域での伸びが小さいので、操縦安定性をも向上させることができる。

本発明において、さらに好ましくは、上記撚り構造においてスチ一ルコードの長径 D i« に対する短径 D _s の比で表される扁平比（D s / D L ) を、 0. 55〜0. 80の範囲とするとよく、 0. 58〜0. 75とするのが更に好ましい。このような扁平比とすることによって、上述した作用効果のさらなる向上が可能となる。

ここで、 "扁平オープン" とは、スチールコード横断面が扁平であって、スチールコードを構成するフィラメント相互間において少なくとも 1茵所が接触せずに隙間を形成していることをいう。

図 2は、本発明の一実施例に従った空気入りラジアルタイヤの子午線断面図である。

図 2において、 1 はトレッド部、 2はサイド部、 3はビード部、 4 はカーカス層である。カーカス層 4 はタイヤ周方向に対して略 90 ° に配列した繊維コードで補強され、トレツド部 1 から左右のサイド部 2 , 2へ延長すると共に、両端部を左右のビードコア 5 , 5の回りにタイヤ内側から外側へ折り返されるように構成されている。カーカス層 4を構成する繊維コ一ドとしては、ボリエステル繊維コ — ド、ナイロン繊維コード、芳香族ボリァミド織維コード、ボリビニルアルコール雄維コ一ドなどの有機繊維コードを使用することができる。

カーカス層 4のトレッド部 1 外周面には、以下に説明するような構成からなるスチールコードから構成された 2枚のベルト層 6 , 6 がタイヤ 1 周にわたり配置されている。このスチールコードは、夕ィャ周方向に対し 15° 〜60° の角度、好ましくは 1 5。〜30 ° の角度で配置されると共に、 2枚のベルト層 6 , 6間において互いに交差する関係になっている。

なお、図示の例では、ベルト層の枚数を 2枚にしたが、この枚数は 2枚に限定されることなく、要求性能に応じて 3枚や 4枚であつても差し支えない。図 1 A及び図 1 Bは、それぞれ、上記スチールコード 8を長手方向の任意の箇所で切断した横断面を示す。スチールコードは、 6本のフィラメント 9が S又は Zの方向に一体に撚り合わされた 1 X 6 構造になっており、かつ横断面扁平に押し澳された形状になっている。互いに »接するフイラメント 9 , 9同士の間は少なくとも 1箇所（図では 5 ®所）が接触せずに隙問を形成し、これによりゴムをコード内へ浸透しやすくしていて、スチールコード 8が所謂オーブン構造になっている。

また、図 1 A及び図 1 Bの二つの断面を比較すれば明らかなように、スチールコード 8の横断面におけるフィラメント 9の配列および相互間の隙間は、両断面で同じにはなっていない。すなわち、スチールコード 8の長手方向に沿ってフイラメント 9の配列が不規則に変化している。また、個々のフィラメント 9はストレートではなく、不規則な波形を有している。

本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト層に使用されるスチールコードは上記のような扁平オーブンの 1 X 6撚り構造を有していて、このスチールコードを構成するフィラメントの素線径 dは 0. 20 〜0. 40mraの範囲になつている。素線径 dを 0. 20minよりも細くすると、コード強度が不足するようになり、また素棣径 dは細くなるほど製作コストも高くなる。一方、 0. 40關ょりも太くすると、スチールコードの酎屈曲疲労性が低下する。

また、本発明において、上記スチールコードは、タイヤから取り出した状態において、その長径 D i_ の大きさがフィラメントの素線径 dに対して、

3. 67 d - 0. 04≤ D _L ≤ 3. 67 d + 0. 1 6

の範囲になるようにする。

すなわち、図 3に示すグラフにおいて、ハッチングで示す領域になるようにしてある。さらに好ましくは、

3.67d - 0.02≤ D ι ≤ 3.67d +0.16

の範囲になるようにする。ここで、 "タイヤから取り出した状態" としたのは、コードはタイヤ製造の種々の工程で力を受けて変形し、かつ製造条件、タイヤサイズ、タイヤ仕様で変形量も異なる。したがって、確実にコード内にゴムを入れるためにはタイヤになった状態でのコード径を特定する必要があるからである。

タイヤから取り出した伏態のコード径は、次のようにして特定することができる。すなわち、タイヤから取り出したコードをゴムの付いたまま樹脂に埋め込み硬化した後に断面を研磨し、 0.001 匪まで測定可能な投影機器等の光学的マイクロメーター（例えば、日本光学製 V— 12投影器）を用いて測定したコードの最大差し渡し長さを D ₂ 、最小差し渡し長さを D ₃ として定義する。

スチールコードの長径 D !_ の大きさが（3.67 d -0.04) よりも小さくなると、スチールコード内へのゴムの浸透率を 80%以上の充分量にすることが難しくなる。さらに長径 D _L の下限を（3.67d — 0. 02) よりも大きくすれば、ゴム浸透率を 90%以上に高めることがでさる ₀

しかし、長径 D L の大きさを、（3.67d +0.16) よりも大きくすると、長径が過大になりすぎることによって、従来のラジアルタイャのベルト層に適用されていたコード打ち込み本数と同じにした場合にはコード間隔が狭くなりすぎ、ベルトエツジの耐久性を低下させるようになる。

また、長径 D _L に対する短径 D _s の比で表される扁平比（D _S / D I ) は、 0.55〜0.80の範囲であるのがよい。

また、上記スチールコードは、タイヤから取り出した状態において、撚りピッチ Pが素線径 dに対して、 30 d ≤ P≤45 d

になるようにする。撚りピッチ Pが、 45 dよりも大きいと、 1 X 6 構造において 1 本のフィラメントがコード中心に落ち込み易くなり、その結果として撚り不良による形態不良を発生し、ゴムの浸透性が低下するようになる。また、撚りピッチ Pが 30 dよりも小さいと、フイラメントの強力利用率が低下するため、経済的にも不利になる。

本発明において、上記のようにスチールコードのコ一ド径をなるベく小さく抑え、かつそれによつて長径 D _L も小さく抑えるようにするには、フィラメントとして、崁素含有量が 0. 82〜0. 92 %で、引張り強さが 320 〜380kgf Z mm² の高強力材料を使用するようにするとよい。

さらに、タイヤから取り出したスチールコードは、荷重を 0. 25kg の状態から、 5. 0 kgに増加したときに生ずる伸びが 0. 25 %以下であるようにし、さらに好ましくは 0. 2 %以下であるようにするとよい。この荷重 5. 0 kg負荷時の伸びが 0. 25 %よりも大きいコードであると、初期の伸びが大きいためにハンドル応答特性が低下し、操縦安定性を低下するようになる。

上述した構造からなるスチールコードは、 6本のフィラメントを予め波形に癖つけ加工したのち、これらを通常の燃り線機により撚り加工し、さらにピンチローラに通して扁平に押しつぶすようにすることにより製作することができる。

また、本発明においては、図 4 に示されるように、最外側のベルト層 6の外周に、タイヤ周方向に対するコ一ド角度がほぼ 0 ° の有機繊維コードからなる少なくとも 1 層のベルト補強層 7を該ベルト層の全幅を覆うように配置することができる。このような構成にすることにより、例えばライトトラック等の比較的高い空気圧で使用されるような条件下において、本発明のスチールコードの有する低荷重時の伸びが小さいという効果と相まって、有効に、高空気圧によるタイヤ外周成長を抑制することができる。

ベルト補強層 7を構成する有機繳維コ一ドとしては、特に限定されるものではなく、ナイロン繳維コ一ド等の低弾性率の有機繊維コードを用いてもよいが、これよりも弾性率が大きいコード、すなわち弾性率が 800kgf Z關 ² 以上、更に 800kgf Z nnn² 〜5000kgf / mm² の有機雄維コードを用いるのが好ましい。弾性率 800kgf Z mm ² 以上の有機雄維コードとしては、例えば、ボリエステル維維コード、芳香族ポリ Ύ ミド維維コード（ァラミド織維コード）、レーヨン蛾維コード、ボリべンゾビスォキサゾール蛾維コード（PB0)、ボリェチレンナフタレート繊維コード（PEN)を挙げることができる。実施例

以下、実施例に従って本発明を更に詳しく説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまでもない ο

実施例 1 〜 3及び比較例 1 〜 5

素線径 dがそれぞれ 0. 25mm、 0. 32mm. 0. 37匪の 3種類のスチールフィラメントを使用し、表 1 に示すように、扁平比、コード長径 D _L 、撚りピッチ P、 0. 25〜5. 0 kg荷重時の伸びを相互に異ならせた扁平オープン構造で、 1 X 6構造の 8種類のスチールコードを製作した（実施例 1 〜 3及び比較例 1 〜 5 ) 。また、これら 8種類のスチールコードの素線径 d とコード長径 Dしとの関係について、図 3 にプロットした。図 3中、「秦」は素線径 d とコード長径との関係が本発明内の場合を、「▲」は本発明外の場合をそれぞれ示すこれら 8種類のスチールコードについて、その撚り状況を観察したところ、比較例 3のコードは撚りピッチが大きすぎて撚り不良が発生していた。

上記から比較例 3のコードを除く 7種類のスチールコードを、それぞれ表 1 に示すような打ち込み本数にしたベルト履に加工して 7 種類の空気入りラジアルタイヤを製作し、これらタイヤについて、それぞれ操縦安定性、走行後にベルト端部での亀裂発生の有無、スチールコード内のゴム浸透性を測定したところ、表 1 に示すような結果が得られた。

表 1 から、比較例 1 では、コードの長径が大きすぎて、表記の打ち込み数ではエッジセパレーシヨンが発生（亀裂発生）しゃすくなることがわかる。反対に、比較例 2および比較例 5では、コードの長径が小さすぎるため、ゴム浸透性が悪いことがわかる。

また、比較例 4では、 0. 25〜5. 0 kg荷重時の伸びが大きすぎて、操縦安定性が悪化していることがわかる。

なお、これら測定値は、次のような方法により得た値である。

( 1 ) 操縦安定性

実車に装着し、 5人のテストドライバーによるフィーリングテストの平均値によって優劣を評価した。

(2) ベルト端部の亀裂発生の有無

6万 kmを実地走行後にタイヤを解剖し、ベルト端部の亀裂発生の有無を目視により調べた。

(3) ゴム浸透性

新品タイヤからスチールコードを取り出し、そのコードの素線を 3本ずつ引き裂き、コード内部へのゴム浸透度を目視観察し、観察した長さに対して素棣間に完全にゴムが浸透している部分の長さの比率で示した。表 1 実施例 1 実施例 2 実施例 3 比較例 1 比較例 2 比較例 3 比較例 4 比較例 5 素径 d ( mm; 0.25 0.32 0.37 0.32 0.25 0.25 0.25 0.37 扁平比 0.70 0.70 0.66 0.65 0.78 0.70 0.70 0.70 コ一ド； ¾径 (讓) 0.92 1.25 1.41 1.35 0.86 0.91 1.00 1.30 撚りピッチ（國） 10 12 16 12 10 12 10 16

0.25〜5. Okg 0.17 0.14 0.12 0.15 0.17 0.17 0.30 0.11 荷直時伸ひ {%)

打込み本数 35 30 25 30 35 35 35 25

(本 Z50唧）

燃り不良状況良良良良良不良良良ゴム浸透性（％) 100 100 100 100 50 100 10 操縦安定性良良良良良不良良亀裂発生の有無無無無有無無無

実施例 4 〜 6

素線径 dが 0. 32nunのスチールフイラメントを使用し、表 2に示すように、扁平比、コード長径 D _L 、撚りピッチ Pで扁平オーブンの 1 X 6構造のスチールコードを作製した。これらのスチールコードを用いて、図 4 に示すベルト構造の 4種類の空気入りラジアルタイャを作製した（実施例 2、及び実施例 4 〜 6 ) 。実施例 2は表 1 における実施例 2 と同じである。これらのタイヤのベルト層のコード打ち込み本数、ベルト補強層の有無、ベルト補強層のコード材質、そのコード材質の弾性率を表 2に示す。なお、表 2中、 66 Nは 66ナイロンを、 PET はボリエチレンテレフタレートを、 ARAM I Dは芳香族ボリアミドをそれぞれ表わす。

これらのタイヤにつき、下記によりベルト層のスチールコード内のゴム浸透性（％) 、ベルト層の耐エツジセパレーシヨン性、および走行に伴うタイヤ外周成長量を評価した。この結果を表 2に示す ο

ゴム浸透性（％) ：

新品タイヤからベルト層のスチールコードを取り出し、そのコードの素線を 3本ずつ引き裂き、コード内部へのゴム浸透度を目視観察し、観察した長さに対して素線間に完全にゴムが浸透している部分の長さの比率で示した。

耐エツジセノヽ 'レーション性：

6万 kmを実地走行後にタイヤを解剖した。ベルト層端部に亀裂発生がない場合を「良」、ある場合を「不良」とした。

タイヤ外周成長量：

J I S D-4230による。室内ドラム上で速度および荷重を変化させた耐久試験前後のタイヤにて、ベルト層の外周寸法を計測し、それを実施例 2を 100 として指数表示した。数値の小さい方が外周成長量が小さい（優れている）

表 2

表 2から、ベルト補強層を設けない場合（実施例 2 ) に比して設けた場合（実施例 4 6 ) がタイヤ外周成長量が小さく、この順序はベルト補強層のコード材質として弾性率 3300kgf Z圆 ² の ARAMID を用いた場合（実施例 5 ) く弾性率 800kgf 關 ² の PET を用いた場合（実施例 4 ) <弾性率 400kgfZ關 ² の 66Nを用いた場合（実施例 6 ) となっている。

上述したように、本発明の空気入りラジアルタイヤは、ベルト層を構成するスチールコード材としてコスト的に有利な 1 X 6構造にする際に、コード長径 D _L と燃りピッチ P とを前述した式で特定される範囲にしたことにより、安定的なゴムの浸透を確保しながら撚り構造を安定化し、かつド長径を必要最小限に小さくするため、コード打ち込み本数を従来のベルト層と同等にしても、必要なコ一ド間隔を保つことができるので、ベルトエツジセパレーシヨンの発生を抑制することができる。また、スチールコードの低荷重域での伸びを小さくしたために、操縱安定性も向上させることができる

Claims

請求の範囲

1. カーカス雇のトレッド部外周に横断面扁平なスチールコードからなるベルト層を、そのスチールコードの長径方向を該ベルト層の面方向に沿わせるように配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、

前記スチールコードを 0.20〜0.40隱の素棣径 dのフィラメントからなる扁平オーブンの 1 X 6撚り構造にすると共に、タイヤから取り出した該スチールコードの長径と撚りピッチ Pとを、素線径 dに対して、

3.67d - 0.04≤ D L ≤ 3.67d + 0.16

30d ≤ P≤45d

とし、さらに、荷重を 0.25kgから 5.0 kgに増加したときに生ずる前記スチールコードの伸びを 0.25%以下にした空気入りラジアルタイャ。

2. 前記スチールコードの長径 D に対する短径 D _s の比で表される扁平比（D s /D L ) を 0.55〜0.80にした請求の範囲第〗項に記載の空気入りラジアルタイヤ。

3. 前記スチールコードを構成するフイラメントの炭素含有量が 0.82〜0.92%で、引張り強さが 320 〜 380kgf Ζππη² である請求の範囲第 1 項又は第 2項に記載の空気入りラジアルタイヤ。

4. 前記ベルト層の外周に、タイヤ周方向に対するコード角度がほぼ 0 ° の有機繊維コードからなる少なくとも 1 層のベルト補強層を該ベルト層の全幅を覆うように配置した請求の範囲第 1 項〜第 3 項のいずれか 1 項に記載の空気入りラジアルタイヤ。

5. 前記有機織維コードの弾性率が 800kgfZ匪² 以上である請求の範囲第 4項に記載の空気入りラジアルタイヤ。

6. 前記有機維維コードが、ボリエステル雄維コード、芳香族ボリァミド織維コード、レーヨン繳維コード、ボリべンゾビスォキサブール雄維コード、ボリエチレンナフタレート雄維コードからなる群から選ばれた少なくとも 1種の維維コードである請求の範囲第 4 項に記載の空気入りラジアルタイヤ。