JP2010064689A - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 ベルト層を構成するスチールコードにおけるスチールコード本体とラッピング用フィラメントとの間に生ずるフレッティング摩耗を抑制して、スチールコードの引張り剛性の低下を極力抑制することにより、ベルト層におけるセパレーション故障を低減するようにした重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】 ベルト層４を構成するスチールコード４Ｓを複数本のスチールフィラメント４ａ、４ｂ、４ｃからなるスチールコード本体とその周囲に螺旋状に巻き付けたラッピング用フィラメント４ｚとにより構成すると共に、このラッピング用フィラメント４ｚを黄銅素線で構成した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、重荷重用空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、ベルト層を構成するスチールコードの摩損を抑制して、タイヤ耐久性を向上させるようにした重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。

一般に、トラックやバスなどの重荷重用車両に使用される空気入りラジアルタイヤにおけるベルト層にはスチールコードが使用されており、これらスチールコードが圧縮応力を受けてばらけることにより、スチールコード本体を構成するフィラメントが疲労して破断することがないように、スチールコード本体の周囲をラッピング用フィラメントにより螺旋状に巻き付けて、スチールコードの結束性を高めるような措置が施されてきた（例えば、特許文献１参照）。

ところが、この種のスチールコードでは、スチールコード本体を構成するフィラメントとラッピング用フィラメントとの間の点接触部分において、繰り返し圧縮応力に伴うフレッティング摩耗により摩損が生じ易く、この摩損によりスチールコードの引張り剛性が低下して、これに伴いタイヤの変形が大きくなってベルト層にセパレーション故障が発生し易いという問題があった。
特開２００４−６８２１３号公報

本発明の目的は、上述する従来の問題点を解消するもので、ベルト層を構成するスチールコードにおけるスチールコード本体とラッピング用フィラメントとの間に生ずるフレッティング摩耗を抑制して、スチールコードの引張り剛性の低下を極力抑制することにより、ベルト層におけるセパレーション故障を低減するようにした重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビード部間にスチールコードからなるカーカス層を装架すると共に、トレッド部における前記カーカス層の外周側にスチールコードからなるベルト層を配置した重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト層のスチールコードを複数本のスチールフィラメントからなるスチールコード本体とその周囲に螺旋状に巻き付けたラッピング用フィラメントとにより構成すると共に、該ラッピング用フィラメントを黄銅素線により構成したことを特徴とする。

また、上述する構成において、以下（１）〜（５）に記載するように構成することが好ましい。

（１）前記ラッピング用フィラメントの巻き付け間隔を４ｍｍ以下にする。この場合において、前記ラッピング用フィラメントの巻き付け間隔を２ｍｍ以上にするとよい。
（２）前記ラッピング用フィラメントの素線径を０．１０〜０．２５ｍｍにする。
（３）前記黄銅素線を銅６０〜７０重量％及び亜鉛３０〜４０重量％の合金により構成する。この場合において、前記スチールコード本体におけるスチールフィラメントの表面に黄銅メッキを施すとよい。
（４）前記ラッピング用フィラメントの巻き付け方向を前記スチールコード本体の最外層の撚り方向と逆方向にする。
（５）前記スチールコード本体の撚り構造を３＋９＋１５、３／９、３＋９、３＋８＋１３、３／８＋１３、４＋９＋１４、３＋８、１＋１８、１×２７、３＋７、１×９、７×（３＋９＋１５）から選ばれたいずれかにする。

本発明によれば、ベルト層のスチールコードを複数本のスチールフィラメントからなるスチールコード本体とその周囲に螺旋状に巻き付けたラッピング用フィラメントとにより構成すると共に、該ラッピング用フィラメントをスチールフィラメントに比して柔らかい黄銅素線により構成したので、スチールコード本体のスチールフィラメントとラッピング用フィラメントとの間に繰り返し圧縮応力に伴う摩擦が生じても、ラッピング用フィラメントが早期に摩損して、スチールコード本体におけるスチールフィラメントの摩損を抑制するため、スチールコードの引張り剛性が確保されてタイヤの変形を抑制することが可能になり、ベルト層におけるセパレーション故障が低減して、タイヤ耐久性を向上させることができる。

しかも、黄銅素線の摩損の進行に伴い、スチールコード本体とラッピング用フィラメントとの間は面接触の状態になるので、黄銅素線の摩損の進行が次第に抑制されて、長期にわたりスチールコードの結束性が確保されて、ベルト層におけるセパレーション故障を低減することができる。

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態による重荷重用空気入りラジアルタイヤの一例を示す半断面図であり、図２は図１のタイヤにおけるベルト層を構成するスチールコードの一例を示す断面図である。

図１において、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤ１は、左右一対のビード部２、２間にスチールコードからなるカーカス層３を装架すると共に、トレッド部５におけるカーカス層３の外周側にスチールコードからなるベルト層４（図では４₁ 、4 ₂ 、4 ₃ 、4 ₄ の４枚）が配置されている。

そして、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤ１では、ベルト層４を構成するスチールコードを、以下に述べるように、複数本のスチールフィラメントからなるスチールコード本体とその周囲に螺旋状に巻き付けたラッピング用フィラメントとにより構成すると共に、このラッピング用フィラメントを黄銅素線により構成している。

図２はベルト層４を構成するスチールコードの一例を示す断面図で、本実施形態では、スチールコード４Ｓが３本のスチールフィラメント４ａからなるコア４Ａと、この外周側に配置した９本のスチールフィラメント４ｂからなる第一シース４Ｂと、その外周側に配置した１５本のスチールフィラメント４ｃからなる第二シース４Ｃとからなるスチールコード本体と、その周囲に螺旋状に巻き付けられた１本の黄銅素線からなるラッピング用フィラメント４ｚとにより構成されている。

このようにスチールコード本体の周囲にスチールフィラメント４ｃに比べて柔らかい黄銅素線からなるラッピング用フィラメント４ｚを巻き付けたことにより、スチールフィラメント４ｃとラッピング用フィラメント４ｚとの間に繰り返し圧縮に伴う摩擦が生じても、ラッピング用フィラメント４ｚが早期に摩損して、スチールコード本体におけるスチールフィラメント４ｃの摩損を抑制するため、スチールコード４Ｓの引張り剛性が確保されてタイヤの変形を抑制することが可能になり、ベルト層４におけるセパレーション故障が低減して、タイヤ耐久性を向上させることができる。

しかも、黄銅素線の摩損の進行に伴い、スチールコード本体とラッピング用フィラメント４ｚとの間は面接触の状態になるので、黄銅素線の摩損の進行が次第に抑制されて、長期にわたりスチールコード４Ｓの結束性が確保されて、ベルト層４におけるセパレーション故障を低減することができる。

なお、図１の実施形態では、トレッド部５におけるカーカス層３の外周側に配置したベルト層４が４枚のベルト層４₁ 、4 ₂ 、4 ₃ 、4 ₄ からなる場合を例示したが、ベルト層４の枚数はこれに限られるものではない。また、ベルト層４を複数枚で構成する場合には、上述するスチールコード４Ｓを、全てのベルト層４に対して適用する必要はなく、ラッピング用フィラメント４ｚをスチール素線で構成した従来のベルト層と組み合わせて配置することができる。

また、図２の実施形態では、スチールコード４Ｓにおけるスチールコード本体の撚り構造が３＋９＋１５からなり、ラッピング用フィラメント４ｚが１本で構成されている場合を例示したが、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤ１のベルト層４に使用するスチールコード４Ｓの構造は、これに限られるものではなく、スチールコード本体が複数本のスチールフィラメントからなり、ラッピング用フィラメント４ｚが２本以上の黄銅素線からなるフィラメントで構成される場合が包含される。

本発明において、ラッピング用フィラメント４ｚの巻き付け間隔は、スチールコード４Ｓの構造や素線径に応じて適宜設定されるが、好ましくは４ｍｍ以下に設定するとよい。また、下限としては２ｍｍ以上に設定するとよい。ここで、巻き付け間隔を４ｍｍ超にするとスチールコード４Ｓの結束性が低下すると同時に、ベルト層４の耐圧縮疲労性が低下することになり、２ｍｍ未満にするとスチールコード４Ｓの生産性が著しく低下することになる。

なお、上述する巻き付け間隔とは、ラッピング用フィラメント４ｚを１本で構成した場合には、ラッピング用フィラメント４ｚの巻き付けピッチをいい、ラッピング用フィラメント４ｚを複数本で構成した場合には、それぞれのラッピング用フィラメント４ｚのスチールコード４Ｓの長手方向に対する間隔をいう。したがって、ラッピング用フィラメント４ｚを複数本で構成する場合には、それぞれのラッピング用フィラメント４ｚをスチールコード本体の長手方向に対して４ｍｍ以下、２ｍｍ以上の間隔を隔てて巻き付けるようにするとよい。

さらに好ましくは、上述するラッピング用フィラメント４ｚの素線径を０．１０〜０．２５ｍｍ、好ましくは０．１５〜０．２０ｍｍに設定するとよい。素線径が０．１０ｍｍ未満では撚線加工時における断線を防止することが難しくなり、０．２５ｍｍ超では黄銅素線の耐久性が低下すると同時に、スチールコード４Ｓを被覆するゴムの厚さが大きくなってタイヤ重量が増加する原因になる。

本発明において、ラッピング用フィラメント４ｚを構成する黄銅素線は、銅６０〜７０重量％及び亜鉛３０〜４０重量％の合金により構成するとよい。これにより、周囲のゴムとの良好な接着性を確保しながら、ラッピング用フィラメント４ｚの延性を確保して、撚線加工時におけるラッピング用フィラメント４ｚの断線を防止することができる。

さらに好ましくは、スチールコード本体を構成するスチールフィラメントのうち、少なくとも最外層を構成するスチールフィラメント４ｃの表面にあらかじめ黄銅メッキを施しておくとよい。これにより、スチールコード本体とラッピング用フィラメント４ｚとの密着性が向上し、スチールコード４Ｓの耐圧縮疲労性を確実に確保することができると共に、ゴムとの接着性も向上させることができる。

上述するスチールコード４Ｓにおけるラッピング用フィラメント４ｚの巻き付け方向は、スチールコード本体の最外層（図２におけるスチールフィラメント４ｃ）の撚り方向と逆方向にするとよい。これにより、スチールコード４Ｓの結束性が高められて、耐圧縮疲労性を高いレベルで確保することができる。

上述するように、図２の実施形態では、スチールコード４Ｓにおけるスチールコード本体の撚り構造が３＋９＋１５からなる場合を例示したが、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤ１におけるベルト層４では、スチールコード本体の撚り構造を、上述する３＋９＋１５のほか、３／９、３＋９、３＋８＋１３、３／８＋１３、４＋９＋１４、３＋８、１＋１８、１×２７、３＋７、１×９、７×（３＋９＋１５）などにする場合がある。

上述するように、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、ベルト層に使用するスチールコードを複数本のスチールフィラメントからなるスチールコード本体とその周囲に螺旋状に巻き付けたラッピング用フィラメントとにより構成し、このラッピング用フィラメントを黄銅素線で構成することにより、スチールコード本体のスチールフィラメントとラッピング用フィラメントとの間に生じるフレッティング摩耗を抑制して、ベルトコードの引張り剛性の低下を防いでタイヤ耐久性を向上させるもので、特に負荷荷重の大きい重荷重用空気入りラジアルタイヤに対して好ましく適用される。

タイヤサイズを２９５／８０Ｒ２２．５、タイヤ構造を図１、４枚のベルト層の仕様を表１に示すようにして、中間ベルト層４₂ 及び４₃ におけるラッピング用フィラメントの材料をスチールとした従来タイヤ（従来例）と、ラッピング用フィラメントの材料を黄銅（銅６３重量％と亜鉛３７重量％との合金）としたうえで、その素線径及び巻き付けピッチを表２のように異ならせた本発明タイヤ（実施例１〜３）と、をそれぞれ５本ずつ作製した。

なお、表２では、スチールコード本体における各フィラメントの撚りピッチを「巻き付けピッチ」として表示すると共に、タイヤ赤道線上におけるスチールコードのタイヤ周方向に対する配置角度を「コード傾斜角度」として表示した。

これら４種類のタイヤについて、以下の試験方法によりタイヤ耐久性を評価し、その結果を従来例を１００とする指数により表２に併記した。数値が大きいほど耐久性に優れていることを示す。

〔タイヤ耐久性の評価〕
各タイヤをリム組み（リムサイズ：２２．５×８．２５）して、空気圧８５０ｋＰａを充填した後、室内ドラム試験機（ドラム径：１７０７ｍｍ）にて負荷荷重を５１．５ｋＮ、速度４５ｋｍ／ｈとして２５０００ｋｍ走行させた。走行後の各タイヤを周上の６箇所において周方向長さ２０ｃｍのトレッド片に切断し、これら６つのトレッド片を解体してベルト層に発生したセパレーションの平均長さを測定した。この操作をそれぞれ５本のタイヤについて行い、その平均値の逆数を以ってタイヤ耐久性の評価とした。

表２より、本発明タイヤは、従来タイヤに比してタイヤ耐久性が優れていることがわかる。

本発明の実施形態による重荷重用空気入りラジアルタイヤの一例を示す半断面図である。 図１のタイヤにおけるベルト層を構成するスチールコードの一例を示す断面図である。

符号の説明

１ 重荷重用空気入りラジアルタイヤ
２ ビード部
３ カーカス層
４ ベルト層
４Ｓ スチールコード
４ａ、４ｂ、４ｃ スチールフィラメント
４ｚ ラッピング用フィラメント
５ トレッド部

Claims (8)

1. 左右一対のビード部間にスチールコードからなるカーカス層を装架すると共に、トレッド部における前記カーカス層の外周側にスチールコードからなるベルト層を配置した重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記ベルト層のスチールコードを複数本のスチールフィラメントからなるスチールコード本体とその周囲に螺旋状に巻き付けたラッピング用フィラメントとにより構成すると共に、該ラッピング用フィラメントを黄銅素線により構成した重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記ラッピング用フィラメントの巻き付け間隔を４ｍｍ以下にした請求項１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記ラッピング用フィラメントの巻き付け間隔を２ｍｍ以上にした請求項２に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記ラッピング用フィラメントの素線径を０．１０〜０．２５ｍｍにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記黄銅素線が銅６０〜７０重量％及び亜鉛３０〜４０重量％の合金からなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
6. 前記スチールコード本体におけるスチールフィラメントの表面に黄銅メッキが施されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
7. 前記ラッピング用フィラメントの巻き付け方向を前記スチールコード本体の最外層の撚り方向と逆方向にした請求項１〜６のいずれか１項に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
8. 前記スチールコード本体の撚り構造が３＋９＋１５、３／９、３＋９、３＋８＋１３、３／８＋１３、４＋９＋１４、３＋８、１＋１８、１×２７、３＋７、１×９、７×（３＋９＋１５）から選ばれたいずれかである請求項１〜７のいずれか１項に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

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