JP2010264947A - Pneumatic radial tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スチールコードをベルト層等の補強材として用いた空気入りラジアルタイヤに関する。特には、操縦安定性と高速運転での耐久性に優れるとともに、軽量化を達成することのできる空気入りラジアルタイヤに関する。 The present invention relates to a pneumatic radial tire using a steel cord as a reinforcing material such as a belt layer. In particular, the present invention relates to a pneumatic radial tire that is excellent in handling stability and durability in high-speed driving and can achieve weight reduction.
空気入りラジアルタイヤは、一般に、カーカス・プライの外面とトレッドゴムとの間に、複数のベルトプライを交差させ積層したベルト部を備えており、このベルトプライには、優れた引張り強度や引張り弾性を有するスチールコードが使用されている。 Pneumatic radial tires generally have a belt section in which a plurality of belt plies are crossed and laminated between the outer surface of the carcass ply and the tread rubber. This belt ply has excellent tensile strength and tensile elasticity. A steel cord with
従来、乗用車用タイヤのベルトプライに用いられるスチールコードは、1×n構造(n=3〜5)のものが一般的であったが、1×n構造のスチールコードにおけるトレッド部外傷やクラックからの水分侵入に起因するベルト故障を防ぐために、フィラメントに過大な型付けを施してルーズに撚り合わせた1×n構造や、引き揃えたフィラメント束の周囲に螺旋状にフィラメントを巻き付けたm+n構造、例えば2+2、2+1構造などゴム侵入性を向上したスチールコードが多く開示され、タイヤの耐久性を向上することが行われている。 Conventionally, steel cords used for belt plies of passenger car tires are generally 1 × n structure (n = 3 to 5), but from tread damage and cracks in 1 × n structure steel cords. In order to prevent belt failure due to moisture intrusion, a 1 × n structure in which the filament is excessively molded and twisted loosely, or an m + n structure in which the filament is wound spirally around the aligned filament bundle, for example, Many steel cords having improved rubber penetration such as 2 + 2, 2 + 1 structures have been disclosed to improve tire durability.
一方、近年、地球環境汚染の問題から、車両の低燃費化が強く要望されるようになり、その一環として空気入りラジアルタイヤの軽量化は、大きな技術的課題の一つとして注目を集めている。ところが、ベルト部に用いられるスチールコードは、比重が大きく、かつ使用量も多いために、軽量化の障害となっている。そのため、上述のスチールコードの構造について種々の工夫がおこなわれているが、タイヤの耐久性と、自動車への実装時の操縦安定性とを、高く保ちつつ、軽量化を達成するのは容易でない。 On the other hand, in recent years, there has been a strong demand for lower fuel consumption of vehicles due to the problem of global environmental pollution. As part of this, weight reduction of pneumatic radial tires has attracted attention as one of the major technical issues. . However, the steel cord used for the belt portion has a large specific gravity and a large amount of use, and therefore is an obstacle to weight reduction. Therefore, various ideas have been made on the structure of the steel cord described above, but it is not easy to achieve weight reduction while maintaining high durability of the tire and driving stability when mounted on an automobile. .
例えば下記特許文献1においては、複数のスチール・フィラメント(単線ワイヤー、スチール素線)からなるスチールコードを用いる代わりに、スチール・フィラメントそのものでもってベルトプライを形成することが開示されている。スチールコードに比べて断面積を小さくできるために、スチール線の径をコンパクトにすることができるとともに、ベルトプライの厚み及びゴム量を小さくすることができる。特許文献1においては、スチールコードとしないことによる耐久性の低下をカバーすべく、各スチール・フィラメントに、長手方向に沿って二次元の波付けを行うことが提案されている。しかし、特許文献1に記載の構造であると、タイヤ成形の工程中に、波付けしたスチール・フィラメントが容易に伸びてしまうため、精度の確保が困難であり、タイヤのユニフォーミティが低下して乗り心地を損なうという問題があった。
For example,
そこで、下記特許文献2〜3においては、複数本のスチール・フィラメントを、単一の層または2層をなすように隣接させて並列し、この周囲に、より細い1本の「真直な」ラッピング・フィラメント、すなわち、波付けその他の型付けがされていないラッピングフィラメントを巻き付けている。このようにして、1層または2層に並列した主フィラメントを束ねることで、扁平なスチールコードとし軽量化を図るとともに、低荷重時の伸びによる精度の低下を防止している。
Therefore, in the following
具体的には、特許文献2によると、波付けされた3本の主フィラメントを並列して引き揃えるにあたり、これら主フィラメントの「波形の方向および/または位相を異なるようにして引き揃え」ている(0035段落)。このようにして、「スチールコードに外力が加わったときの伸びを抑制し」、この作用により精度を向上させることができるとしている。しかし、このようなスチールコードの構造であると、束ねた形状が容易に崩れるため、ころがり抵抗が増大し、操縦安定性を損なう結果となり得る。
Specifically, according to
そこで、特許文献3では、主フィラメントの断面形状を正六角形とすることで、主フィラメントの側面同士が接触するようにして、「束形状を確実に保持」し、これにより、ころがり抵抗を小さくして操縦安定性を確保することが開示されている。しかし、特許文献3に記載のスチールコードの構造であると、主フィラメントの製造、及び、その引き揃えの工程が煩雑となる。
Therefore, in
一方、下記特許文献4においては、タイヤの耐久性向上や軽量化などに対応すべく、「引張強度が4000MPa以上の高強度で、かつ絞り値が40%以上の延性に優れた高強度極細鋼線を安定して得る」方法が開示されている。すなわち、炭素等の添加元素の含量を最適化するとともに、パテンティング処理及び伸線加工の条件を最適化することが記載されている。しかし、引張強度を4000MPa以上とした場合、脆性の回避は必ずしも十分でなく、耐久性を低下させるおそれもある。 On the other hand, in Patent Document 4 below, in order to cope with improvement in tire durability and weight reduction, “a high-strength ultra-fine steel with a high tensile strength of 4000 MPa or more and excellent ductility with a drawing value of 40% or more A method of stably obtaining a line is disclosed. That is, it is described that the content of additive elements such as carbon is optimized and the conditions for patenting and wire drawing are optimized. However, when the tensile strength is 4000 MPa or more, avoidance of brittleness is not always sufficient, and durability may be reduced.
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、スチールコードをベルトプライに用いた空気入りラジアルタイヤにおいて、操縦安定性や乗り心地性、耐久性に優れるとともに軽量化を実現することができる空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and in a pneumatic radial tire using a steel cord as a belt ply, it is excellent in handling stability, riding comfort, durability and light weight. An object of the present invention is to provide a pneumatic radial tire that can be used.
本発明者は、上記課題に鑑み、スチールコードの構造、及びスチール・フィラメントの特性について、鋭意検討していく中で、偶然に、ある特定の条件を採用することにより、非常に優れた効果が得られることを見い出し、本発明を完成するに至った。 In view of the above problems, the present inventor has intensively studied the structure of the steel cord and the characteristics of the steel filament, and by chance, by adopting certain conditions, a very excellent effect can be obtained. As a result, the present invention has been completed.
すなわち、本発明に係る空気入りラジアルタイヤは、波状に型付け(波付け)された同一の径の2〜6本の主フィラメントを、撚り合わせることなく単一の層をなすように並列させて、この周囲に、主フィラメントより小径で型付けされていない(真直の)1本のラッピングフィラメントを巻き付けてなるスチールコード(n+1構造:n=2〜6)を、トレッド部の補強コードとして備え、前記主フィラメントは、波付けの二次元面及び並列の二次元面がトレッド面に平行に配置されており、波付けの高さ及びピッチが互いに同一であり、径が0.15〜0.40mm、波付け高さ(波高)が0.03〜0.11mm、波付けピッチ(波長)が3.0mm〜30.0mmであり、前記主フィラメント及び前記ラッピングフィラメントとして、炭素含有量が0.90〜1.10重量%、クロム含有量が0.05〜1.0重量%で、引張り強度が3700〜4000MPaであるスチールフィラメントを用いたものである。 That is, in the pneumatic radial tire according to the present invention, two to six main filaments having the same diameter that are wave-shaped (corrugated) are arranged in parallel so as to form a single layer without being twisted, Around this, a steel cord (n + 1 structure: n = 2 to 6) formed by wrapping a single (straight) wrapping filament with a smaller diameter than the main filament is provided as a reinforcing cord for the tread, The main filament has a corrugated two-dimensional surface and a parallel two-dimensional surface arranged in parallel to the tread surface, the corrugated height and pitch being the same, and a diameter of 0.15 to 0.40 mm. The corrugation height (wave height) is 0.03 to 0.11 mm, the corrugation pitch (wavelength) is 3.0 mm to 30.0 mm, and the main filament and the wrapping filament contain carbon. A steel filament having an amount of 0.90 to 1.10% by weight, a chromium content of 0.05 to 1.0% by weight and a tensile strength of 3700 to 4000 MPa is used.
本発明によれば、特には、波付けの配向面をトレッド面に平行とし、かつ、全てのフィラメントに特定の高強度のスチールフィラメントを用いることにより、操縦安定性や乗り心地性、耐久性に優れるとともに軽量化を実現することができる。 According to the present invention, in particular, by making the corrugated orientation plane parallel to the tread surface and using a specific high-strength steel filament for all the filaments, steering stability, ride comfort, and durability are improved. It is excellent and light weight can be realized.
本発明の空気入りラジアルタイヤの要部をなす、ベルトプライ用の各スチールコードは、スチールフィラメントのみからなり、同一の径の2〜6本の主フィラメントと、これを束ねる1本のラッピングフィラメントとからなる。主フィラメントの径は、0.15〜0.40mm、好ましくは、0.25〜0.40mmである。主フィラメントの径が0.15mm未満であると、伸線加工が難しいことから製造コストが増大し、0.40mmを超えると剛直になり過ぎて、圧縮変形に伴う表面歪みが増加するため、ベルトプライの耐疲労性が悪化し、タイヤの耐久性が低下する。ラッピングフィラメントの径は、主フィラメントの径より小さく、例えば、主フィラメントの径の0.4〜0.6倍である。ラッピングフィラメントの径が、この範囲より大きいと、スチールコードの径が増大するために好ましくなく、一方、この範囲より小さいと、結束力が不充分となるおそれがあるので好ましくない。 Each steel cord for belt ply, which is a main part of the pneumatic radial tire of the present invention, consists of only steel filaments, 2 to 6 main filaments having the same diameter, and one wrapping filament for bundling them. Consists of. The diameter of the main filament is 0.15 to 0.40 mm, preferably 0.25 to 0.40 mm. If the diameter of the main filament is less than 0.15 mm, the wire drawing process is difficult, which increases the manufacturing cost. If the diameter exceeds 0.40 mm, the main filament becomes too stiff and the surface distortion accompanying compression deformation increases. The fatigue resistance of the ply deteriorates and the durability of the tire decreases. The diameter of the wrapping filament is smaller than the diameter of the main filament, for example, 0.4 to 0.6 times the diameter of the main filament. When the diameter of the wrapping filament is larger than this range, the diameter of the steel cord increases, which is not preferable. On the other hand, when the diameter is smaller than this range, the binding force may be insufficient.
これらの主フィラメントは、一つの平面に沿って1層をなすように並列される。すなわち、スチールコードに垂直の断面にて、一列をなすように引き揃えられる。そのため、各スチールコードは、扁平であり、長径/短径の比が、例えば1.5〜5倍である。なお、主フィラメントの数が6本を越えると、一列をなすように並列させるのが困難となり、束としての形状が不揃いになる。 These main filaments are juxtaposed so as to form one layer along one plane. In other words, the steel cords are aligned in a row in a cross section perpendicular to the steel cord. Therefore, each steel cord is flat and the ratio of major axis / minor axis is, for example, 1.5 to 5 times. When the number of main filaments exceeds six, it becomes difficult to align the main filaments in a row, and the shape as a bundle becomes uneven.
また、主フィラメントは、いずれも、スチールコードの長径方向にのみ波付けされている。すなわち、長径方向及び長さ方向に沿った平面内にて、二次元的に波付けされる。特に、スチールコードをなす複数の主フィラメントが、同一の波付け高さ(波高)及び同一の波付けピッチ(波長)を有する。このように、全ての主フィラメントについて同一の波付けを行うことにより、スチールコードに引張り荷重が加わった際に、並列される主フィラメント間で、ほぼ同一の伸び挙動を行うようになる。すなわち、応力が集中することなく、均等に作用するため、各スチールフィラメントの抗張力を最大限に利用することができ、スチールコードの抗張力が増大する。 Moreover, all the main filaments are corrugated only in the major axis direction of the steel cord. That is, the wave is two-dimensionally waved in a plane along the major axis direction and the length direction. In particular, the plurality of main filaments forming the steel cord have the same corrugation height (wave height) and the same corrugation pitch (wavelength). Thus, by performing the same corrugation for all the main filaments, when a tensile load is applied to the steel cord, substantially the same elongation behavior is performed between the parallel main filaments. That is, since the stress acts evenly without concentration, the tensile strength of each steel filament can be utilized to the maximum, and the tensile strength of the steel cord increases.
なお、ベルトプライを形成する際、スチールコードの長径が、いずれの部位でも、必ず、ベルト面に平行になるように配置される。したがって、スチールコードの主フィラメントが二次元的に波付けされる方向は、トレッド面に平行である。そのため、ベルトプライの厚みを小さくできるとともに、タイヤ走行の際、波付けの波形が、接地時にトレッド面に沿って周方向へとスムーズに押し広げられることとなる。 When forming the belt ply, the long diameter of the steel cord is always arranged so as to be parallel to the belt surface at any part. Therefore, the direction in which the main filament of the steel cord is waved two-dimensionally is parallel to the tread surface. Therefore, the thickness of the belt ply can be reduced, and the corrugated waveform can be smoothly spread in the circumferential direction along the tread surface when the vehicle is in contact with the ground.
一方、ラッピングフィラメントとしては、波付けが施されず、いわゆる「真直」のものが用いられる。巻き付けを容易にし、巻き付けの拘束力を、一様に高いものとする上で好ましいからである。なお、ラッピングフィラメントには、断面が円形のものが用いられるが、主フィラメントは、必ずしも断面が円形でなくても良い。例えば、主フィラメントとして、扁平なものを用いれば、スチールコードをさらに扁平にすることができる。 On the other hand, as the wrapping filament, a so-called “straight” one is used which is not corrugated. This is because it is preferable for facilitating winding and for uniformly increasing the binding force of winding. The wrapping filament has a circular cross section, but the main filament does not necessarily have a circular cross section. For example, if a flat filament is used as the main filament, the steel cord can be further flattened.
主フィラメントの波付け高さは、0.03〜0.11mm、好ましくは0.05〜0.10mmである。波付けピッチは、3.0mm〜30.0mm、好ましくは3.0mm〜5.0mmである。一方、ラッピングフィラメントを巻き付けるピッチ(巻き付けピッチ)は、3.0mm〜30.0mm、好ましくは3.0mm〜5.0mmであり、波付けピッチの1.0〜2.0倍である。 The corrugated height of the main filament is 0.03 to 0.11 mm, preferably 0.05 to 0.10 mm. The corrugated pitch is 3.0 mm to 30.0 mm, preferably 3.0 mm to 5.0 mm. On the other hand, the pitch for winding the wrapping filament (winding pitch) is 3.0 mm to 30.0 mm, preferably 3.0 mm to 5.0 mm, which is 1.0 to 2.0 times the corrugated pitch.
各スチールコードをなす複数の主フィラメントは、波付けについて、互いに位相をずらすような操作をおこなっていない。すなわち、基本的に同一の位相をなし、スチールコードの長径方向にて、互いに、山の箇所同士、谷の箇所同士が重なりあって、相互の隙間が比較的小さい構造をなしている。そのため、各スチールコードは、長さ方向に沿った部位ごとで、主フィラメントの束の長径方向寸法にばらつきが少なく、ラッピングフィラメントによる結束が強力に行われるのに有利な構造となっている。また、後述のように、ラッピングフィラメントにも高強度のスチールフィラメントを用いている。したがって、スチールコード内へのゴムの浸入を容易にせずとも、耐疲労性や耐食性を高く保つことができる。 The plurality of main filaments forming each steel cord are not operated so as to be out of phase with respect to the corrugation. That is, they have basically the same phase, and in the major axis direction of the steel cord, the mountain portions and the valley portions overlap each other, so that the gap between them is relatively small. Therefore, each steel cord has a structure that is advantageous in that the bundle of the main filaments is strongly bound by the wrapping filaments with little variation in the dimension in the major axis direction of the bundle of the main filaments for each part along the length direction. Further, as described later, a high-strength steel filament is also used as the wrapping filament. Therefore, high fatigue resistance and corrosion resistance can be maintained without facilitating rubber penetration into the steel cord.
主フィラメント及びラッピングフィラメントは、いずれも、下記のような適度に超高強度のスチールフィラメントである。まず、これらフィラメントの材料となるスチールは、炭素含有量が0.90〜1.10重量%、クロム含有量が0.05〜1.0重量%である。また、その他に適宜添加される元素や、適当なパテンティング処理により、引張り強度が3700〜4000MPaになるように調整される。炭素含有量は、0.90重量%未満であると必要な引張り強度が得られず、1.10重量%を越えると、伸線加工性が劣化し伸線加工中に断線の原因となる。クロム含有量が0.05重量%未満であると、スチール材の靭性が低下する。そのため、クロム添加によるパテンティング処理後の引っ張り強さを高め、加工硬化率を向上させる効果が得られない。一方、クロム含有量が1.0重量%を越えるとパテンティング処理時のパーライト変態終了に要する時間が長くなり、生産性が低下する。引張り強度は、3700MPa未満であるとベルトプライの剛性が下がり、タイヤの耐久性が低下し、4000MPaを超えると、スチールフィラメントの製造コストが高くなるか、または、脆くなるために耐久性が低下してしまう。 Both the main filament and the wrapping filament are moderately super high strength steel filaments as described below. First, the steel used as the material of these filaments has a carbon content of 0.90 to 1.10% by weight and a chromium content of 0.05 to 1.0% by weight. Moreover, it adjusts so that tensile strength may be set to 3700-4000 Mpa by the element added suitably, and a suitable patenting process. If the carbon content is less than 0.90% by weight, the required tensile strength cannot be obtained. If the carbon content exceeds 1.10% by weight, the wire drawing workability deteriorates and causes wire breakage during wire drawing. When the chromium content is less than 0.05% by weight, the toughness of the steel material decreases. Therefore, the effect of increasing the tensile strength after the patenting treatment by adding chromium and improving the work hardening rate cannot be obtained. On the other hand, if the chromium content exceeds 1.0% by weight, the time required to complete the pearlite transformation during the patenting process becomes long, and the productivity is lowered. If the tensile strength is less than 3700 MPa, the rigidity of the belt ply decreases and the durability of the tire decreases, and if it exceeds 4000 MPa, the manufacturing cost of the steel filament increases, or the durability decreases due to brittleness. End up.
本発明の空気入りラジアルタイヤは、各ベルトプライの幅寸法中におけるスチールコードの占有率(「コード占有率」)が、好ましくは50〜75%である。スチールコードの占有率は、50%未満であると、スチールコード間の距離が開き過ぎることから、曲げ剛性の低下、及びこれによる操縦安定性の低下を招く。一方、75%を超えると、スチールコード間の距離が過度に小さくなることから、スチールコード間の応力をゴム層により充分に吸収し得ない箇所が生じ、「コードセパレーション」と呼ばれる、スチールコード間の分離・剥離が生じやすくなる。その結果、タイヤの耐久性が低下する。また、ベルトプライが剛直になりすぎて、轍乗り越し性(轍(わだち)への進入及び脱出を行った際の、スムーズさ、及び、轍からの反撥によるハンドルの取られ)が損なわれる。ここで、コード占有率(%)とは、コードを所定の打ち込み密度で引き揃えて配列しゴム被覆された、いわゆるトッピング反において、次式で計算される値を使用する。コード占有率(%)=(コード径(mm)×コード打ち込み本数(本/25mm))×100/25(mm)。 In the pneumatic radial tire of the present invention, the steel cord occupancy (“cord occupancy”) in the width dimension of each belt ply is preferably 50 to 75%. If the steel cord occupancy is less than 50%, the distance between the steel cords is too wide, which leads to a decrease in bending rigidity and a decrease in steering stability. On the other hand, when it exceeds 75%, the distance between the steel cords becomes excessively small, and there is a place where the stress between the steel cords cannot be sufficiently absorbed by the rubber layer, which is called “code separation”. Separation / peeling tends to occur. As a result, the durability of the tire decreases. In addition, the belt ply becomes too rigid, and the overriding property of the saddle (smoothness when the vehicle enters and exits the rudder and the removal of the handle due to repulsion from the saddle) is impaired. Here, the code occupancy (%) uses a value calculated by the following formula in a so-called topping reaction in which the cords are arranged at a predetermined driving density and are covered with rubber. Code occupancy (%) = (Cord diameter (mm) × Number of cords driven (lines / 25 mm)) × 100/25 (mm).
本発明の各実施例(実施例1〜2)におけるスチールコード及びベルトプライの構成について、図1〜3を参照しつつ簡単に説明する。本実施形態では、各スチールコード1が、断面が円形の4本の主フィラメント2−1,2−2,2−3,2−4からなり、これらの主フィラメント2の間で、正弦波状の波付けの位相が互いにほぼ等しい。図1に示す具体的な形態において、主フィラメント2の波付けのピッチと、ラッピングフィラメント3を巻き付けるピッチとが、いずれも同一のピッチPとなっている。そして、主フィラメント2がなす束の側面には、波付けによって湾入状の凹部が形成されるが、ラッピングフィラメント3は、この凹部の箇所に巻き付くことで、スチールコード1の左右へと方向転換をおこなう。また、図3に示すように、ベルトプライ4の厚みは、スチールコード1の短径(厚み)Tよりも少し大きい。
The structure of the steel cord and the belt ply in each example (Examples 1 and 2) of the present invention will be briefly described with reference to FIGS. In this embodiment, each
各実施例で用いた他の構成及び条件は、下記表1に示すとおりである。 Other configurations and conditions used in each example are as shown in Table 1 below.
炭素含有量等に関して共通の所定の特性を有し、径のみが互いに異なる2種のスチールフィラメントを、主フィラメント2及びラッピングフィラメント3として用いた。まず、直径0.37mmのスチールフィラメントについて、正弦波状かつ二次元状に所定の波付けを行って主フィラメント2を得た。そして、4本の主フィラメント2について、撚りをかけることなく、波付け方向に並列させ、互いに山同士及び谷同士が重なり合うようにして扁平な束とした。この後、波付け等を行わないままのラッピングフィラメント3を、主フィラメント2の束に、所定ピッチにて巻き付けた。この巻き付けの際、主フィラメント2の束には、撚りがかからないようにした。
Two types of steel filaments having predetermined characteristics common to the carbon content and the like but having different diameters were used as the
JIS G3510に準じて、波付け及び巻き付けの前の主フィラメント2及びラッピングフィラメント3の径を測定するとともに、波付け後における主フィラメント2の波付けの高さ及びピッチを測定した。また、得られたスチールコード1について、JIS G3510に準じて、長径(幅)W及び短径(厚み)Tを測定するとともに、引張試験機(島津製作所(株)オートグラフ)で、引張り強度、及び0.5%伸長時のモジュラスを測定した。さらに、スチールコード1の断面形状を観察し、主フィラメント2同士が、一層に、ほぼ同一平面に並んでいるかどうかについて判断し、良好なものを○、不良のものを×とした。
According to JIS G3510, the diameters of the
一方、比較対象の基準とした従来例は、0.25mm径の断面が円形のスチールフィラメントを、コアフィラメント及びシースフィラメントに用い、2本の、撚り合わせない状態(無撚り)のコアフィラメントの周りに、2本のシースフィラメントを巻き付けたものである。巻き付け(撚り)のピッチは、14.0mmである。なお、ここでの従来例は、高強度でない、一般的なスチール材を用いた。 On the other hand, in the conventional example used as a reference for comparison, a steel filament having a circular cross-section of 0.25 mm diameter is used for the core filament and the sheath filament, and the core filament and the sheath filament are untwisted (no twist) around the core filament. In addition, two sheath filaments are wound. The winding (twisting) pitch is 14.0 mm. In addition, the conventional example here used the general steel material which is not high intensity | strength.
次ぎに、各スチールコードを10本/25.4mm(インチ)の打ち込み数で、コード上下のゴム被覆厚みを一定として反幅1mにてカレンダー装置を用いてトッピング反を作製した。この後、トッピング反をベルトプライ(裁断角度21°、2プライ)に適用し、得られた2プライのベルト層を得た。そして、厚み、及び重量を測定するとともに、0.5%伸長時のトータルベルトモジュラスについて、JIS G 3510に準拠して得られたコード単体のモジュラス値に、コードエンド数を乗じて算出した。重量は、表1中に、タイヤ1本あたりの重量に換算した後、従来例を100とする指数で表示した。なお、タイヤ全体に占めるベルト層の重量比率は、約20%である。 Next, each steel cord was made into 10 pieces / 25.4 mm (inches), the top and bottom of the cord were made constant using a calender device with a rubber coating thickness above and below the constant width of 1 m. Thereafter, the topping was applied to a belt ply (cutting angle 21 °, 2 plies) to obtain a two-ply belt layer. The thickness and weight were measured, and the total belt modulus at 0.5% elongation was calculated by multiplying the modulus value of a single cord obtained in accordance with JIS G 3510 by the number of cord ends. In Table 1, after converting the weight to the weight per tire in Table 1, the weight is displayed as an index with the conventional example being 100. The weight ratio of the belt layer to the entire tire is about 20%.
一方、カーカスプライはポリエステルコード1670dtex/2、打ち込み数24本/25mmを1プライとした。このようにして、各タイヤで共通にしたサイズ245/55R19の乗用車タイヤを製造し、下記評価を行った。 On the other hand, the carcass ply is a polyester cord 1670 dtex / 2, and the number of drivings 24/25 mm is one ply. Thus, the passenger car tire of the size 245 / 55R19 made common by each tire was manufactured, and the following evaluation was performed.
・タイヤ高速耐久性:FMVSS109(UTQG)に準拠し、表面が平滑な鋼製の直径1700mmの回転ドラムを有するドラム試験機により、次のようにして測定した。試験タイヤを内圧220kPa(2.2kgf/cm2 )で、JIS規定の標準リムに組み付け、荷重は、JATMA規定の最大荷重の88%とした。80km/hrの速度で慣らし走行させた後、一旦放冷し、再度空気圧を調整した後に、本走行を行った。本走行は、120km/hrから開始し、以降、30分間経過毎に走行速度を8km/hrずつ増加させつつ、故障が発生するまで走行させた。故障発生までの、本走行の総走行距離について、従来例を100とする指数で表1に示す。この指数値が大きいほど高速耐久性に優れる。 High-speed tire durability: Measured as follows using a drum tester having a 1700 mm diameter rotating drum made of steel with a smooth surface in accordance with FMVSS109 (UTQG). The test tire was assembled to a standard rim specified by JIS at an internal pressure of 220 kPa (2.2 kgf / cm 2 ), and the load was 88% of the maximum load specified by JATMA. After running in at a speed of 80 km / hr, the vehicle was allowed to cool, and after adjusting the air pressure again, the main run was performed. The main running started from 120 km / hr, and thereafter, the running speed was increased by 8 km / hr every 30 minutes until the failure occurred. The total travel distance of the main travel until the occurrence of the failure is shown in Table 1 as an index with the conventional example being 100. The higher the index value, the better the high speed durability.
・実車操縦安定性:各タイヤをJIS規定の標準リムを用いて内圧200kPaに調整し、排気量2000ccの乗用車に装着した。そして、操縦安定性評価用のテストコースにて、訓練された3名のテストドライバーにより、ハンドル応答性、剛性感、グリップ感等の操縦安定性を総合的に官能評価した。この際、従来例を6点として10点満点で相対比較にて行い、3名の平均点を、従来例を100とする指数で示した。数値の大きいほど操縦安定性が良好であることを示している。 Actual vehicle handling stability: Each tire was adjusted to an internal pressure of 200 kPa using a JIS standard rim and mounted on a passenger car with a displacement of 2000 cc. Then, in the test course for evaluating steering stability, three trained test drivers performed a comprehensive sensory evaluation of steering stability such as steering response, rigidity, and grip. At this time, the conventional example was set to 6 points and relative comparison was performed with a maximum of 10 points. The larger the value, the better the steering stability.
・轍(わだち)乗り越し性:実車操縦安定性と同様の条件にて、試験車両の前輪に試験タイヤを装着し、轍乗り越し性評価用テストコースにて3名のテストドライバーにより轍乗り越し性を官能評価した。スムーズに載り越せるものを「○」、乗り越しにくいものを「×」とした。 ・ Waddle ride-over: Test tires are mounted on the front wheels of the test vehicle under the same conditions as in actual vehicle handling stability, and the ride-over performance is sensual by three test drivers on the test course for pass-by evaluation evaluated. The ones that can be carried over smoothly are marked with “○”, and those that are difficult to get over are marked with “x”.
表1の結果に示すとおり、実施例1〜2では、ベルト層の重量を小さく抑えつつ、良好なタイヤ高速耐久性及び実車操縦安定性が得られた。また、轍乗り越し性においても、従来例と同等の結果が得られた。実施例1と実施例2とでは、波付けの波高さのみが異なっているが、波高さをより大きくした実施例2において、タイヤ高速耐久性に更なる向上が見られるとともに、実車操縦安定性には少し劣る傾向にあった。これは、実施例2の場合、接地時にタイヤ周方向へと波形が押し広げられる余地が大きいことに起因して、応力が、より分散し、タイヤ故障が生じ難くなっているとともに、変形の生じ易さから操縦安定性が低下したものと考えられる。 As shown in the results of Table 1, in Examples 1 and 2, good tire high speed durability and actual vehicle handling stability were obtained while keeping the weight of the belt layer small. Moreover, the same result as the conventional example was obtained also in the overpass performance of the kite. Example 1 and Example 2 differ only in the wave height of the corrugation, but in Example 2 in which the wave height is increased, further improvement in tire high-speed durability is seen, and actual vehicle handling stability is also achieved. Tended to be a little inferior. This is because, in the case of Example 2, there is a large room for the waveform to be pushed and expanded in the tire circumferential direction at the time of ground contact, so that the stress is more dispersed and the tire failure is less likely to occur and the deformation occurs. It is considered that the handling stability has decreased due to the ease.
比較例1〜5の空気入りラジアルタイヤは、下記に言及する構成を除き、実施例1〜2のタイヤと同一である。比較例1のタイヤは、主フィラメント2の波付けを省いた結果、各実施例よりもベルト層を軽量化する程度が、やや大きいものの、タイヤ高速耐久性において、著しく劣っていた。但し、データは示さないが、操縦安定性は高かった。比較例2のタイヤは、波付けの波高さを0.15mmと、過大なものとした結果、ベルト層軽量化の程度は実施例と同様であったものの、ベルトトータルモジュラスが低下し、この結果、操縦安定性が低下した。
The pneumatic radial tires of Comparative Examples 1 to 5 are the same as the tires of Examples 1 and 2 except for the configurations mentioned below. As a result of omitting the corrugation of the
比較例3では、並列される主フィラメント2の数を7としたところ、ラッピングフィラメント3を巻き付けた際に、主フィラメント2が一層に整列する形状が崩れ、このため、操縦安定性が低下した。また、コード占有率が75%を超えるため、ベルト層のエッジ部にて、スチールコード1間に、部分的に分離・剥離が生じていた。この結果、高速耐久性が大きく低下した。また、轍乗り越し性も不良となった。
In Comparative Example 3, when the number of the
比較例4では、主フィラメント2の径を0.42mmと大きくしたところ、実施例と同様の軽量化効果が得られるものの、高速耐久性が著しく低下してしまった。波状の波形が接地時に押し広げられるのに対する抵抗性(剛性)が大きいために、トレッド部の変形に対する追随性が低下することから、耐疲労性が低下したものと考えられる。比較例5では、主フィラメント2及びラッピングフィラメント3をなすスチール材について、炭素含有量及び引張り強度が従来例と同等のものを用いた結果、ある程度の軽量化効果は得られるものの、ベルトプライの剛性(モジュラス)が過度に低下した。また、これにより、高速耐久性が低下し、轍乗り越し性も不良となった。
In Comparative Example 4, when the diameter of the
最後に、図4を用いて、スチールコードの構成の変形例について説明する。変形例のスチールコード1’は、主フィラメント2の断面が、円形でなく、扁平な形状となっている。各主フィラメント2における、径Dに対する厚みDTの比は、例えば、0.6〜0.8倍である。変形例によると、スチールコードの厚みをより小さくできる。但し、並列される主フィラメントの数は、例えば5以下または4以下である。
Finally, a modified example of the structure of the steel cord will be described with reference to FIG. In the modified
以上の通り、本発明の空気入りラジアルタイヤは、操縦安定性や乗り心地性、耐久性に優れるとともに軽量化を実現するもので、特には各種乗用車用タイヤに好適である。 As described above, the pneumatic radial tire of the present invention is excellent in handling stability, ride comfort, and durability and realizes weight reduction, and is particularly suitable for various types of passenger car tires.
1 スチールコード 2 主フィラメント 3 ラッピングフィラメント
4 ベルトプライ 5 ベルト結合ゴム材 D 主フィラメントの径
DT 変形例の主フィラメントの厚み H 波付けの高さ
P 波付け及び巻き付けのピッチ T スチールコードの短径(厚み)
W スチールコードの長径(幅)
DESCRIPTION OF
P Corrugation and winding pitch T Steel cord minor diameter (thickness)
W Long diameter of steel cord (width)
Claims (3)
前記主フィラメントは、波付けの二次元面及び並列の二次元面がトレッド面に平行に配置されており、波付けの高さ及びピッチが互いに同一であり、径が0.15〜0.40mm、波付け高さ(波高)が0.03〜0.11mm、波付けピッチ(波長)が3.0mm〜30.0mmであり、
前記主フィラメント及び前記ラッピングフィラメントとして、炭素含有量が0.90〜1.10重量%、クロム含有量が0.05〜1.0重量%で、引張り強度が3700〜4000MPaであるスチールフィラメントを用いてなる空気入りラジアルタイヤ。 Two to six main filaments of the same diameter shaped in a wavy shape are juxtaposed to form a single layer without twisting, and around this one piece that is not typed with a smaller diameter than the main filament In a pneumatic radial tire using a steel cord of a structure (n + 1 structure: n = 2 to 6) formed by wrapping a wrapping filament as a belt ply,
The main filament has a corrugated two-dimensional surface and a parallel two-dimensional surface arranged parallel to the tread surface, the corrugated height and pitch being the same, and a diameter of 0.15 to 0.40 mm. The corrugation height (wave height) is 0.03 to 0.11 mm, the corrugation pitch (wavelength) is 3.0 mm to 30.0 mm,
As the main filament and the wrapping filament, a steel filament having a carbon content of 0.90 to 1.10% by weight, a chromium content of 0.05 to 1.0% by weight, and a tensile strength of 3700 to 4000 MPa is used. Pneumatic radial tire.
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