JP3045732B2 - ラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ラジアルタイヤ、特にトラック・バス用ラ
ジアルタイヤに関するものである。

（従来の技術） 従来のトラック・バス用ラジアルタイヤには、タイヤ
の赤道面に対して比較的小さな角度で傾斜するスチール
コード配列を有するコード層をコードが互いに交差する
向きの積層とした少なくとも３層のゴム引きコード布の
ベルトおよび上記赤道面に対して実質的に直交するコー
ド配列になる少なくとも１層のゴム引きコード布より成
るカーカスボディ補強したラジアルタイヤがある。

しかし、スチールコードをベルトの補強要素に用いた
タイヤは、ベルト端のセパレーション（BES）が生じて
更生不能及び安全上の問題が生じることがある。

本発明者らは上記の問題の発生メカニズムについて検
討した結果、タイヤの走行によるベルト層の繰返し変
形、特にサイドフォース発生時のベルト層面内での変形
が生じたとき、ベルト層端部のコード端周辺でゴムに亀
裂が生じ、これが成長して隣接するコードの亀裂とつな
がり、セパレーションに至ることが分かった。

更に、BES発生とベルト層の構造の緒要因との関係を
検討した結果、ベルト層を補給するスチールコード単体
の曲げ剛性及び隣接するコードの間隙が、BESの大きさ
や発生時間に大きな影響を及ぼすことを見い出した。

すなわち、スチールコード単体の曲げ剛性は、コード
端の亀裂の成長に影響し、隣接コード間隙は亀裂のつな
がり易さに影響する。

そこで、このようなBESの発生を防止するために、先
に本発明者らは実開昭61−206695号公報にてスチールコ
ードを構成する各素線径を0.32〜0.42mmにすることより
コード単体の曲げ剛性を大きくすることを示している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この考案によるスチールコードは、ゴ
ム浸透性を良くする為に中心基本構造（以下「コア」と
称する）と同軸層（以下「シース」と称する）の撚り方
向とを逆にしている為、コアの素線とシースの素線とが
点接触をし、耐フレッティング疲労性に改良の余地を残
している。

そこで、本発明の目的はかかる課題を解決し、耐ベル
ト端セパレーション性（耐BES性）が改善され、タイヤ
の耐久性及び更生性が改善された空気入りラジアルタイ
ヤを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上述した課題であるフレッティング疲労は、コードが
逆撚りであるために素線が点接触をし、局所的に面圧が
高くなり、コード変形時の相対動きも大きくなることが
原因であると考えられる。このため、本発明者らは、コ
アとシースとを同方向で撚ることで耐フレッティング疲
労性を改良できると考えた。しかしながら、同方向撚り
構造ではゴム浸透性が悪く、またコアが抜け易く、走行
により飛出してタイヤチューブに突き刺さり、パンクさ
せる危険性がある。この問題を解決するためには、コア
まで十分にゴムを浸透させ、移動しないようにする必要
がある。

本発明者らはかかる見地から更に鋭意検討を重ねた結
果、スチールコードのコアとシースとを同方向で撚ると
同時に、スチールコードを構成する素線の曲げ剛性の総
和およびスチールコードの引張り強力を所定の範囲に設
定することにより上記目的を達成し得ることを見い出
し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、実質的にラジアル方向にコードが
配列されたカーカス層のタイヤ半径方向外側にタイヤ赤
道面に対して５〜20゜のコード角度でスチールコードが
配列された複数のベルトプライ層により補強されたラジ
アルタイヤにおいて、（イ）実質的にラジアル方向にコ
ードが配列されたカーカス層のタイヤ半径方向外側にタ
イヤ赤道面に対して５〜20゜のコード角度でスチールコ
ードが配列された複数のベルトプライ層により補強され
たラジアルタイヤにおいて、 （イ） 該スチールコードが２本のスチールフィラメン
トよりなるコアと、このコアを取りまく６〜８本のスチ
ールフィラメントから構成された単一のシースとの２層
撚り構造、又は、該スチールコードが３本のスチールフ
ィラメントよりなるコアと、このコアを取りまく９本の
スチールフィラメントから構成された単一のシースとの
２層撚り構造を有し、該コアの撚り方向と該シースの撚
り方向とが同一方向であり、 （ロ） 該スチールコードを構成するスチールフィラメ
ントの線径が0.20〜0.5mmで、この構成するスチールフ
ィラメントの曲げ剛性が次式、 （式中、B_iは各スチールフィラメントの曲げ剛性、D_iは
各スチールフィラメントの直径を示し、また、式中の数
値1.3は撚りによるフリクションの影響を加味した係数
であり、さらに、式中の数値20000は鉄のヤング率であ
り、単位はkg/mm²とする。）で算出される該スチールコ
ードの曲げ剛性Ｂとして100kg・mm²以上であり、 （ハ）かつ該スチールコードの引張強力Ｓ（kgf）が次
式、 Ｓ≧110×（0.6＋Ｄ） （式中のＤはスチールコードの直径を示す）で表わされ
る関係を満し、 （ニ） 該スチールコードを隣接コード間隙Ｇが0.6〜
2.0mmの範囲内となるように該ベルトプライ層に配列
し、 （ホ） 該コアのスチールフィラメント径をDc,撚ピッ
チをPc,該シースのスチールフィラメント径をDs,撚ピッ
チをPsとしたとき、 該スチールコードの該コアが２本のスチールフィラメ
ント、該シースが６〜８本のスチールフィラメントより
なる場合には、 0.20≦Dc≦0.44（mm）， 12≦Ps≦22（mm）， 1.0≦Ps/Pc≦4.0（mm） で表わされる関係を満し、 該スチールコードの該コアが３本のスチールフィラメ
ント、該シースが９本のスチールフィラメントよりなる
場合には、 0.29≦Dc≦0.44 12≦Ps≦22 で表わされる関係を満すことを特徴とするラジアルタイ
ヤに関するものである。

以下、本発明のラジアルタイヤを具体的に説明する。

先ず、本発明においては、コードの対称性、内圧保持
性及び素線抜け防止の観点から、コアを２本又は３本の
スチールフィラメントより構成し、コアが２本のスチー
ルフィラメントより構成されている場合には６〜８本の
スチールフィラメントから成るシースを該コアの周囲に
配列し、また、コアが３本のスチールフィラメントより
構成されている場合には９本のスチールフィラメントか
ら成るシースを該コアの周囲に配列する。コアのスチー
ルフィラメントが４本以上となると対称性が保ちにくく
なり、コード変形の際の応力の分配が均一ではなくな
り、耐疲労性の低下を招く結果となる。また、シースに
おいてスチールフィラメントが６本未満であると、内圧
保持に必要な強力を得ようとする場合にフィラメント径
を大きくしなければならず、やはり耐疲労性の低下を招
く。一方、シースのスチールフィラメントが９本を超え
ると内部へのゴム浸透性が悪くなり、素線抜けの危険性
が生じてくる。

尚、少ない素線数で、内圧保持性が十分な強度を得る
ためには、スチールフィラメントの抗張力を高めること
が好ましく、そのためには炭素含有率が0.80〜0.85重量
％であることが好ましい。

本発明においては、上述の如くコアと単一のシースと
の２層撚り構造を有し、コアとシースの撚り方向が同一
であることを要するが、これはフレッティングによるコ
ード疲労を防ぐためである。かかるスチールコードは、
シースの外側に該シースと逆方向に撚り合わされたスパ
イラルを有しても同様の効果が得られる。

次に、本発明において、スチールコードの曲げ剛性Ｂ
を100kg・mm²以上としたのは、Ｂが100kg・mm²未満では
走行によるコード亀裂の成長が大きく、耐BES性を改良
するという本発明の効果が得られないからである。

また、本発明においてはスチールコードの引張強力Ｓ
が次式、 Ｓ≧110×（0.6＋Ｄ） で表わされる関係を満すことを要するが、これはかかる
条件を満すことにより初めてタイヤの内圧が十分に保持
されるからである。重荷重でかつ悪路で使用されるトラ
ック・バス用タイヤに適用する場合は次式、 Ｓ≧130×（0.6＋Ｄ） で表わされる関係を満すようにするのが好ましい。

更に、かかるスチールコードは、隣接コード間隙Ｇが
0.6〜2.0mmの範囲内となるようにベルトプライ層に配列
する必要がある。Ｇが0.6mmに満たないと、隣接するコ
ード周囲の亀裂がつながり易く、BESを起こし易くな
る。一方、Ｇが2.0を超えるとベルトの剛性が低下して
タイヤの操縦性および耐摩耗性が悪くなる。尚、Ｇは次
式、 （式中のＴは5cm当たりのコード打込み数、Ｄはコード
の直径を示す）によって表わすことができる。

コアのスチールフィラメントが２本の場合には、コア
へのゴム浸透性を十分なものとするためにシースのスチ
ールフィラメントを６〜８本とし、コアのスチールフィ
ラメント径Dcとシースのスチールフィラメント径Dsとの
比を以下のように設定し、シースのスチールフィラメン
ト間に隙間を保つようにする。

シースのスチールフィラメントが６本の場合： Ds/Dc≦1.65 シースのスチールフィラメントが７本の場合： Ds/Ds≦1.15 シースのスチールフィラメントが８本の場合： Ds/Ds≦0.9 更に十分な内圧保持を得るには、Dcを0.20mm以上とす
ることが必要であるが、0.44mmを超えると耐疲労性が悪
化するため、Dcは0.20〜0.44mmとする。また、有効に強
度を得るためにはシースの撚ピッチPsを12mm以上とする
ことが必要であるが、22mmを超えるとコードの性状が悪
くなり、工場作業性の低下を来すことになるため、Psは
12〜22mmとする。更に、コアとシースとの張力負担のバ
ランスを保ち、有効な強力を得るため、Psとコアの撚ピ
ッチPcとの比Ps/Pcは1.0〜4.0とする。

また、コアのスチールフィラメントが３本の場合に
は、コードの対称性維持のためにシースのスチールフィ
ラメントは９本とし、またコアへのゴムの浸透性を十分
なものとするためには次式、 また、内圧保持性と耐疲労性の両立からは次式、 0.29≦Dc≦0.44 更に、有効な強度を得かつコード性状を保つためには次
式、 12≦Ps≦22 更にまた、コアとシースの張力負担のバランスを保ち有
効な強力を得るためには次式、 1.0≦Ps/Pc≦4.0 で表わされる関係を夫々満すようにする。

本発明に係るスチールコードの一例を第１〜８図に示
す。第１図は同一径の３本のスチールフィラメントより
成るコア１と、それよりも小さい径で同一径の９本のス
チールフィラメントより成るシース２との２層撚り構造
を有するスチールコードを示す。第２図は同一径の２本
のスチールフィラメントより成るコア１と、それよりも
大きい径で同一径の６本のスチールフィラメントより成
るシース２との２層撚り構造を有するスチールコードを
示す。第３図は全て同一径のスチールフィラメントであ
って、２本のスチールフィラメントより成るコア１と７
本のスチールフィラメントより成るシース２との２層撚
り構造を有するスチールコードを示す。

第４図は同一径の２本のスチールフィラメントより成
るコア１と、それよりも小さい径で同一径の８本のスチ
ールフィラメントより成るシース２との２層撚り構造を
有するスチールコードを示す。第５〜８図は、夫々第１
〜４図に示すスチールコードにスパイラル３を設けたス
チールコードを示す。

（実施例） 以下、本発明を実施例に基づき説明する。

第９図に示す如きサイズ1000 R 20のトラック・バス
用ラジアルタイヤ４を試作し、ゴム浸透性、フレッティ
ング深さ及び耐BES性につき評価した。尚、図中、５は
ビード部、６はサイドウォール部、７はショルダー部、
８はトレッド部、９はビードワイヤ、10はカーカス層、
11はベルト部である。かかる試作タイヤのベルト部11の
コード打込み数は内圧保持性能上必要な5cm当たりの強
度5500kgで設定した。

ゴム浸透性は、新品時の試作タイヤから取り出したコ
ードのシーススチールフィラメントを除去してコアだけ
とし、拡大写真撮影により表面のゴム被覆割合を測定
し、60％以上をＡ、35〜60％をＢ、35％未満をＣとして
評価した。一般的な使用方法ではＢ以上、過酷な条件で
の使用ではＡ以上が必要であり、それ以下だとコア飛出
し、カット部からの水の侵入によるセパレーションを起
こしやすくなる。

耐フレッティング性は次のようにして評価した。先
ず、実地で10万km走行させた。タイヤからベルト層のコ
ードを引き抜き、次にゴムを溶媒で溶解して除去し、フ
ィラメント一本ずつにほぐした。そのほぐした各フィラ
メントについて強力を測定することにより得られるフィ
ラメントの破断面を真上から見られるように顕微鏡にセ
ットし、拡大写真をとり、拡大写真に方眼紙をかぶせフ
レッティングの生じていない部分のふちに合わせて円を
描き、第10図に示すフレッティングの生じない非摩滅部
分12に対しフレッティングを生じた部分13のｈ量をμｍ
単位で測定したものをコード10本分平均した値をフレッ
ティング量とした。

この値をコントロールタイヤを100としてフレッティ
ング量の少ない方が大きくなるように指数表示したのが
第１表に示す耐フレッティング性である。

耐BES性は、実地走行後のタイヤを解剖し、ベルト端
で亀裂がつながったりしたものは不可（×）とすること
により評価した。

得られた結果を第１表に併記する。

（発明の効果） 第１表の試験結果からも分かるように、本発明のラジ
アルタイヤにおいては、ベルト補強用スチールコードの
ゴム浸透性が良好でかつ耐フレッティング性も大幅に改
善され、しかも耐BES性にも優れていることから、耐久
性及び更生性に優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１〜８図は夫々本発明に係る一例ベルト補強用スチー
ルコードの断面図、 第９図はトラック・バス用ラジアルタイヤの部分断面
図、 第10図は、耐フレッティング性の評価方法を示す説明図
である。 １……コア、２……シース ３……スパイラル、４……トラック・バス用ラジアルタ
イヤ ５……ビード部、６……サイドウォール部 ７……ショルダー部、８……トレッド部 ９……ビードワイヤ、10……カーカス層 11……ベルト部、12……非摩滅部分 13……フレッティングを生じた部分

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実質的にラジアル方向にコードが配列され
   たカーカス層のタイヤ半径方向外側にタイヤ赤道面に対
   して５〜20゜のコード角度でスチールコードが配列され
   た複数のベルトプライ層により補強されたラジアルタイ
   ヤにおいて、 （イ） 該スチールコードが２本のスチールフィラメン
   トよりなるコアと、このコアを取りまく６〜８本のスチ
   ールフィラメントから構成された単一のシースとの２層
   撚り構造、又は、該スチールコードが３本のスチールフ
   ィラメントよりなるコアと、このコアを取りまく９本の
   スチールフィラメントから構成された単一のシースとの
   ２層撚り構造を有し、該コアの撚り方向と該シースの撚
   り方向とが同一方向であり、 （ロ） 該スチールコードを構成するスチールフィラメ
   ントの線径が0.20〜0.5mmで、この構成するスチールフ
   ィラメントの曲げ剛性が次式、 （式中、B_iは各スチールフィラメントの曲げ剛性、D_iは
   各スチールフィラメントの直径を示し、また、式中の数
   値1.3は撚りによるフリクションの影響を加味した係数
   であり、さらに、式中の数値20000は鉄のヤング率であ
   り、単位はkg/mm²とする。）で算出される該スチールコ
   ードの曲げ剛性Ｂとして100kg・mm²以上であり、 （ハ）かつ該スチールコードの引張強力Ｓ（kgf）が次
   式、 Ｓ≧110×（0.6＋Ｄ） （式中のＤはスチールコードの直径を示す）で表わされ
   る関係を満し、 （ニ） 該スチールコードを隣接コード間隙Ｇが0.6〜
   0.2mmの範囲内となるように該ベルトプライ層に配列
   し、 （ホ） 該コアのスチールフィラメント径をDc,撚ピッ
   チをPc,該シースのスチールフィラメント径をDs,撚ピッ
   チをPsとしたとき、 該スチールコードの該コアが２本のスチールフィラメン
   ト、該シースが６〜８本のスチールフィラメントよりな
   る場合には、 0.20≦Dc≦0.44（mm）， 12≦Ps≦22（mm）， 1.0≦Ps/Pc≦4.0（mm） で表わされる関係を満し、 該スチールコードの該コアが３本のスチールフィラメン
   ト、該シースが９本のスチールフィラメントよりなる場
   合には、 0.29≦Dc≦0.44 12≦Ps≦22 で表わされる関係を満すことを特徴とするラジアルタイ
   ヤ。
2. 【請求項２】該スチールコードが該シースの外側に該シ
   ースと逆方向に撚りあわされたスパイラルを有する請求
   項１記載のラジアルタイヤ。
3. 【請求項３】該スチールコードの引張強力Ｓ（kgf）が
   次式、 Ｓ≧130×（0.6＋Ｄ） で表わされる関係を満す請求項１記載のラジアルタイ
   ヤ。
4. 【請求項４】該スチールコードの該シースのスチールフ
   ィラメント本数が６のとき次式、 で表わされる関係を満す請求項１記載のラジアルタイ
   ヤ。
5. 【請求項５】該スチールコードの該シースのスチールフ
   ィラメント本数が７のとき次式、 で表わされる関係を満す請求項１記載のラジアルタイ
   ヤ。
6. 【請求項６】該スチールコードの該シースのスチールフ
   ィラメント本数が８のとき次式、 で表わされる関係を満す請求項１記載のラジアルタイ
   ヤ。