JPH0226990A - 空気タイヤ - 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】 〔産業上の利用分野］ バイアスタイヤでは、カーカスとトレッドとの間にブレ
ーカと呼ばれるカーカス保護用補強層が設けられる。ラ
ジアルタイヤでは、カーカスとトレッドとの間にベルト
と呼ばれる補強層が設けられ、このベルトがカーカスを
半径方向に締付ける。これら空気タイヤにおいて、ブレ
ーカ又はベルトにスチールコードを埋設してタイヤの耐
久性を向上させることがある。

本発明は、カーカスとトレッドとの間のブレーカ又はベ
ルトにスチールコードを埋設した空気タイヤに関する。

［従来の技術］ ブレーカ又はベルトは、複数の層からなる場合がある。

特に空気タイヤの耐カツト性能を高くする必要がある場
合には、ブレーカ又はベルトの外層すなわちトレッド側
に伸度が大きいスチールコードを埋設する。

従来のスチールコードでは、次に説明するように、複撚
構造を採用することによって大きい伸度を実現するのが
常であった。

第５図及び第６図は、ともに従来の空気タイヤに使用さ
れていた複撚スチールコードの断面図であり、第５図は
ｒ４ｘ４ｘＯ，２３Ｊの構成のものを、第６図はｒ３Ｘ
７Ｘｏ、２２Ｊの構成のものをそれぞれ示す。

第５図において、スチールコードｌＯは４本のストラン
ド１６を撚合せたものである。各ストランド１６は４本
の素線１２を撚合せたものであって、各素線１２は直径
０．２３關のスチール線である。

素線１２どおしの撚ピツチは３．５龍であり、ストラン
ド１８どおしの撚ピツチは５．５ｍ＋ｓである。

第６図に示すスチールコードＩＯは、３本のストランド
１６を撚合せたものである。各ストランド１Ｂは７本の
素線１２を撚合せたものであって、各素線１２は直径０
．２２ｍｍのスチール線である。

素線１２どおしの撚ピツチは４．０■−であり、ストラ
ンド１６どおしの撚ピツチは７．５ｍｍである。

これらのスチールコードｌＯは、低ピツチの複撚構造で
あることから、切断時の伸びが６．５〜７．０％であっ
て大きく、柔軟性に富み、衝撃吸収性が大である。した
がって、これらのスチールコード１０を使用した従来の
空気タイヤは、耐カツト性能が高かった。

［発明が解決しようとする課題］ 以上に説明した複撚構造のスチールコードを使用した従
来の空気タイヤには、次の問題があった。

すなわち、従来の複撚構造のスチールコードＩＯでは、
いわゆる強力の「撚減り」の程度が大きく、各素線１２
の強力を有効に利用することができなかった。したがっ
て、スチールコード１Ｇの所望の強力を得ようとすると
、多数の素線１２を要するため、スチールコード１０が
重くなる。

更に、スチールコードｌＯの剛性が低いために、空気タ
イヤが接地部で大きく変形し、転勤抵抗が大きく燃費が
悪くなるという問題があった。

また、第５図及び第６図に示すように、断面円形の素線
１２が互いに密接していたために、各ストランド１６の
ほぼ中央に閉じた空隙１８ができる。したがって、この
スチールコードｌｏは、空隙１８内にゴムが入りにくい
。つまり、空隙１８内にゴムが充填されていないブレー
カ又はベルトができることになる。この場合にトレッド
が外傷を受け、この外傷から水が空隙１８内に侵入する
と、侵入した水がこの空隙１８内をスチールコードＩＯ
に沿って移動し、滞留する。したがって、スチールコー
ドｌＯに錆が生じ、ゴムとの間の接着力の低下を招く。

この接着力低下が昂進すると、いわゆるセパレーション
を引起す。

本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであって、
従来の複撚構造のスチールコードを使−用した場合と同
等の高い耐カツト性能を維持しながら、単撚構造の採用
によって素線強力の利用率向上とスチールコードの剛性
向上とをはかり、しかもセパレーションの発生及び進行
を抑制した空気タイヤを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る空気タイヤは、カーカスとトレッドとの間
のゴム層が単撚構造のスチールコードによって補強され
た空気タイヤであって、素線の撚角度θがスチールコー
ドの長手方向に対して２６〜３２°であってスチールコ
ードが切断時４％以上の伸びを有するとともに、スチー
ルコードを構成する素線間に０．０２ｍ＋ｓ以上の幅の
間隙が保持されていることを特徴とする。

ただし、スチールコードの長手方向に対する素線の撚角
度θはθ−ｔａｎ−１（πＤ／Ｐ）で表される。ここに
、スチールコードに関して、Ｄはコード径を、Ｐは撚ピ
ツチをそれぞれ表す。

つまり、撚角度θは撚ピツチＰに対するコード径りの比
率すなわちＤ／Ｐに応じて決定される。

なお、撚角度θの２６〜３２＠の範囲は、比率Ｄ／Ｐに
ついては０．１５〜ｏ、２ｏの範囲にほぼ相当し、この
比率の逆数Ｐ／Ｄについては５．０３〜６．４４の範囲
にほぼ相当する。

素線間の０．０２關以上の幅の間隙は、素線の形付は率
Ｆを１１０％以上とすることによって実現することがで
きる。ここに、形付は率Ｆは、素線を螺旋状に形付けす
る場合の形付けの程度を表す値であって、次のように定
義される。

すなわち、撚合せ前の形付けされた素線径ｄの各素線の
螺旋径をＡとする。螺旋径Ａの素線を撚合せてスチール
コードとした場合のコード径は実際には前記の値りとな
るが、素線径ｄを有する素線を密着させた場合のコード
径をＢとする。このとき、形付は率ＦはＡ／ＢＸ１００
（％）で表される。したがって、形付は率Ｆが１００％
以下である場合にはコード径りは前記の値Ｂに一致する
が、形付は率Ｆの値が１００％より大きい場合にはコー
ド径りが前記の値Ｂより大きくなって素線間に間隙がで
きる。

［作　用コ 単層構造のスチールコードにおける撚角度θと切断時の
伸びとの関係を第４図に示す。

この関係は実験によって得られたものであって、撚角度
θが２６〜３２ｍの範囲ではスチールコードが切断時は
ぼ４〜８％の大きい伸びを有し、空気タイヤの高耐カツ
ト性能が実現される。また、スチールコードが単撚構造
であるから、素線強力利用率が向上するとともに、コー
ドの剛性が高くなる。撚角度θが２６＠より小さい場合
には伸度が４％以上になり得ず、逆にθが３２°を越え
て大きくなると、伸度が大になる半面撚線時に素線切れ
が発生しやすくなって生産性が低下する。また、撚角度
θが３２″より大きい場合には、単位長さ当りのコード
重量が過大となってタイヤ重量に影響を及ぼすだけでな
く、スチールコードの剛性が低くなり過ぎる。

素線間に保持された０、０２ｍｍ以上の幅の間隙は、空
気タイヤの加硫の際のスチールコードのゴム侵入性を高
め、コード内の空隙への均一なゴム侵入の実現に寄与す
る。０．０２ｍｍ以上の幅の間隙は素線の形付は率Ｆを
１１０％以上にすることで得られるが、ゴム侵入性、コ
ード強力及びタイヤ製造時の作業性の観点から、形付は
率Ｆは１１０〜１５０％の範囲が好ましい。

すなわち、形付は率Ｆが１５０％を超えると、撚線時に
コードの撚り乱れが起きやすくなるばかりでなく、スチ
ールコードを被覆するゴムが厚くなってタイヤ重量の増
加を招くので好ましくない０なお、スチールコードを構
成する各素線の形付は率Ｆは必ずしも同一にする必要は
・ないが、素線間において形付は率Ｆが大きく異なると
素線強力利用率が低下する。

［実施例］ 第１図は、本発明の実施例であるラジアルタイヤに使用
されるスチールコードの断面図である。

このスチールコードｌＯはｒｌｘ５ｘＯ，３８Ｊの構成
の単撚構造である。すなわち、直径０゜３８ｍ＋ａのス
チール素線１２を５本撚合せたものである。撚ピツチＰ
は６，５ｓｎ、コード径りは１゜１５龍、撚角度θは２
９．１＠であって、切断時の伸びは６．５％である。形
付は率Ｆは１３０％であって、素線１２間に０．０３■
ｌの幅の間隙が均一に形成され、素線１２によって囲ま
れる空隙１４がスチールコードｌＯの長手方向のいたる
ところで開放されている。したがって、加硫の際に素線
１２間の間隙を通して空隙１４内にゴムが均一に侵入し
、空隙１４内が完全にゴムで充填される。

第２図は、以上に説明したスチールコード１０が埋設さ
れたベルトを備えるラジアルタイヤの一部断面図であり
、第３図は、そのベルトの一部拡大断面図である。ただ
し、第２図ではスチールコードＩＯの図示を省略してい
る。

第２図のラジアルタイヤ２は１１Ｒ２２，５であって、
カーカス４とトレッドＢとの間に４枚のベルト８ａ、８
ｂ、８ｃ、８ｄを有する。カーカス側の３枚のベルト８
ａ、８ｂ、８ｃには、ｒ３ＸＯ，２０＋６Ｘ０．３５Ｊ
の構成のスチールコードが埋設されている。つまり、こ
のスチールコードは、直径０．２０龍の３本のスチール
線と直径０゜３５ｍｍの６本のスチール線とからなる。

コード打込は、２．５ｃｍ当り１２本である。これら３
枚のベルト８ａ、８ｂ、８ｃは、ポリエステル・ブライ
からなるカーカス４を半径方向に締付ける。最外層のベ
ルト８ｄには、前記のスチールコード１０が埋設される
。すなわち、ベルト８ｄは、平行に配設したスチールコ
ードｌＯの両側からゴムをトツピングしてゴム層１１と
し、このゴム層１１に更に加硫を施したものである。こ
のベルト８ｄでもコード打込は２．５ｃｍ当り１２本で
ある。なお、全てのスチール線には、ゴムとの接着性を
良くするためにしんちゅうメツキが施されている。

３枚のベルト８ａ、８ｂ、８ｃはカーカス４の「たが」
として機能する。最外層のベルト８ｄは、以下に説明す
るようにラジアルタイヤ２の高耐カツト性能に寄与する
。

以上に説明した本発明の実施例に係るラジアルタイヤ２
のスチールコードｌＯの特性と、タイヤ自体の特性とを
第１表に示す。第１表には３つの比較例に関する特性を
あわせて示し、第２表には他の３つの比較例の特性を示
す。

（以　下　余　白） 比較例１は、実施例と同一のコード径ｐに対して撚ピツ
チＰを大きくして撚角度θを２６゜より小さくしたもの
である。逆に、比較例２は、撚ピツチＰを小さくして撚
角度θを３２＠より大きくしたものである。これら比較
例１及び２の形付は率Ｆは実施例と同じく１３０％であ
って、素線間の間隙の幅は０．０３＋ｎである。比較例
３は、撚角度θを２６〜３２″の範囲内の値としている
が、形付は率Ｆを１０８％として素線間の間隙を０．０
２ｍｍより小さくしたものであって、素線によって囲ま
れた空隙がスチールコードの長手方向のところどころで
開放されるだけである。

第２表に示す比較例４及び５は、それぞれ第５図及び第
６図に断面を示した従来の複撚構造のスチールコードを
使用したものである。比較例６は、実施例と同じ＜　ｒ
ｌＸ５ＸＯ，３８Ｊの構成の単撚構造であるが、１．０
３ｍｍのコード径りに比して撚ピツチＰが１８．０龍と
非常に大であって、撚角度θが１０．２°である。

形付は率Ｆは１００％であって、第７図に示すように素
線１２間に閉じた空隙１８が生じる。

各比較例１〜６の空気タイヤも実施例と同じ１１Ｒ２２
，５のラジアルタイヤであって、カーカス４及び３枚の
ベルト８ａ、８Ｌ８ｃは同一である。最外層のベルト８
ｄには、各比較例特有のスチールコードが埋設される。

本実施例並びに比較例２及び３の場合は、撚角度θが２
６’以上であるから、単撚構造であるにもかかわらず切
断時の伸びが４％以上であって、複撚構造である比較例
４及び５の場合のスチールコードとほぼ同等の高伸度が
得られる。

シャルピー試験の結果、本実施例並びに比較例２．３．
４及び５は、同等の衝撃吸収性が得られている。

各ラジアルタイヤを大形ダンプカーに装着して行なった
砕石場内での３万一の悪路走行テストの結果、本実施例
並びに比較例２．３．４及び５において同等の耐カツト
性能が得られている。耐カツト性能の測定は、次のよう
にして行った。すなわち、トレッド６を貫通してベルト
８ｄに至るカットが生じても、このベルトに埋設された
スチールコードＩＯの切断が生じる場合と生じない場合
とがある。コード切れ率とは、全カット数に対するコー
ド切れ数である。

これに対して比較例１及び６の場合の単撚構造のスチー
ルコードは、撚角度θが２６＠より小さいために切断時
の伸びが４％未満となっており、本実施例に比べてスチ
ールコードの衝撃吸収性及び空気タイヤの耐カツト性能
が劣る。

次に、単撚構造のスチールコードを採用した実施例並び
に比較例１〜３及び比較例６の場合の素線強力利用率は
、比較例４，５に示す従来の復権構造の場合より向上し
ている。したがって、単撚構造の採用によってスチール
コードの所望の強力を得るためのコードの総重量を従来
より減少させ、タイヤ重量を減少させることができる。

また、スチールコードの曲げ硬さすなわち剛性が比較例
４，５より向上し、空気タイヤの転勤抵抗が小さくなる
。

ただし、撚角度θが３２°より大である比較例２の場合
は、以上に説明したようにコード特性及びタイヤ特性が
良好であるものの、スチールコードの製造工程において
、素線が永久変形しにくくなって加工性が低下するばか
りでなく、撚線時に素線切れが多発する。したがって、
スチールコードの生産性が悪く、実用化に耐えない。ま
た、同一コード径で撚ピツチが大である本実施例の場合
に比べてスチールコードの重量が大きく、タイヤ重量が
大になる点も問題である。スチールコードの剛性低下も
見られる。

形付は率Ｆが１００％である実施例６の場合は、スチー
ルコードの素線１２どおしが密着して素線間に閉じた空
隙１８が形成されるので、復権構造の比較例４．５の場
合と同様にゴム侵入性が悪く、タイヤにおいてセパレー
ションが発生する。形付は率Ｆが１１０％より小さい比
較例３の場合は、素線間の間隙幅が０．０２ｍより小さ
く、素線によって囲まれた空隙がスチールコードの長手
方向のところどころで開放されるだけであるため、素線
の間隙幅が偶然に大きくなった位置では加硫の際に空隙
内に確かにゴムが侵入するが、間隙幅が小さい位置では
やはり・ゴムの侵入が阻害される。したがって、ゴム未
充填の空隙が残存し、この空隙内に水が滞留してコード
に錆が発生するから、このスチールコードを使用した空
気タイヤではセパレーションの発生及び進行を確実には
抑制することができない。

これに対して形付は率Ｆが１３０％である本実施例及び
比較例１，２では、０．０２ｍ＋ｓ以上の幅の間隙を通
して素線１２間の空隙■４内にゴムが円滑に侵入し、１
００％のゴム侵入性が得られる。したがって、比較例３
〜６とは違ってベルト８ｄのセパレーション故障の発生
は皆無であった。

なお、以上の実施例ではスチールコード１０を最外層の
ベルト８ｄにのみ埋設した場合について説明したが、こ
のスチールコードｌＯを埋ａするベルトの数は必要に応
じて適宜増やしてもよい。

例えばトレッド側の２枚のベルト８ｃ、８ｄとする。

また、本発明は、バイアスタイヤにおいてブレーカに適
用することもできる。

［発明の効果］ 以上に説明したように、本発明に係る空気タイヤは、カ
ーカスとトレッドとの間のゴム層すなわちブレーカ又は
ベルトが単撚構造のスチールコードによって補強された
空気タイヤであって、しかも素線の撚角度がスチールコ
ードの長手方向に対して２６〜３２°であり、スチール
コードが単撚構造であるにもかかわらず切断時４％以上
の高伸度を有するから、従来の復権構造のスチールコー
ドを使用した場合と同等の高い耐カツト性能を維持しな
がら、素線強力の利用率向上とスチールコードの剛性向
上とをはかることができる。したがって、本発明によれ
ば、素線強力の利用率向上により、スチールコード総重
量を低減してもコードの所望の強力を得ることができ、
軽い空気タイヤを実現することができる。また、スチー
ルコードの剛性向上によリ、本発明に係る空気タイヤは
、トレッドの変形が小さくなって転勤抵抗が小さくなり
、燃費が向上する。しかも、撚角度を３２″以下に限定
しているから、撚線加工時の生産上の問題とスチールコ
ードの重量増大の問題とを生じることがなく、スチール
コードの適度の剛性が実現される。

以上の点に加えて、スチールコードを構成する素線の形
付け率を１１０％以上とすること等によって素線間に０
．０２＋＋ｕｓ以上の幅の間隙が保持され、加硫の際に
この間隙を通してスチールコード内部の空隙にゴムが良
く侵入する。したがって、本発明によれば、ゴム未充填
の空隙が残存せず、セパレーションの発生及び進行が確
実に抑制される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例であるラジアルタイヤに使用
されるスチールコードの断面図、第２図は、前回のスチ
ールコードが埋設されたベルトを備えるラジアルタイヤ
の一部断面図、第３図は、第１図のスチールコードが埋
設されたベルトの一部拡大断面図、 第４図は、単層構造のスチールコードにおける撚角度と
切断時の伸びとの関係を示す図、第５図は、従来の空気
タイヤに使用されていた復権構造のスチールコードの断
面図、第６図は、従来の空気タイヤに使用されていた他
の構成の復権構造スチールコードの断面図、第７図は、
第１図のスチールコードの比較例である単撚構造のスチ
ールコードを示す断面図である。 符号の説明 ２・・・ラジアルタイヤ、４・・・カーカス、６・・・
トレッド、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ・・・ベルト、ｌＯ
・・・スチールコード、１１・・・ゴム層、１２・・・
素線。 特許出願人　東洋ゴム工業株式会社 第１図 第３図 杯！！！４及（ｅ） 第４図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、カーカスとトレッドとの間のゴム層が単撚構造のス
   チールコードによって補強された空気タイヤであって、
   素線の撚角度がスチールコードの長手方向に対して２６
   〜３２°であってスチールコードが切断時４％以上の伸
   びを有し、スチールコードを構成する素線間に０．０２
   ｍｍ以上の幅の間隙が保持されていることを特徴とする
   空気タイヤ。 ２、素線の形付け率が１１０％以上であることを特徴と
   する請求項１記載の空気タイヤ。