JP2006218934A

JP2006218934A - 空気入りラジアルタイヤ及びカーカス用スチールコード

Info

Publication number: JP2006218934A
Application number: JP2005032718A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Ueda; 佳生上田
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2005-02-09
Filing date: 2005-02-09
Publication date: 2006-08-24

Abstract

【課題】カーカス層の補強コードに使用される３＋（７〜１０）構造のスチールコードの形状安定生産性を向上し、操縦安定性を改善することが可能な空気入りラジアルタイヤ及びカーカス用スチールコードを提供する。
【解決手段】型付けして撚り合わせた３本のフィラメントｆｃからなるコアＣと、コアＣの外周側に型付けして撚り合わせた７〜１０本のフィラメントｆｓからなるシースＳとから構成した３＋（７〜１０）構造のスチールコード８からカーカス層４の補強コードを構成した空気入りラジアルタイヤである。コアＣを構成するフィラメントｆｃの平均型付け率が９５〜１０５％、型付け率の標準偏差が５％以下であり、かつシースＳを構成するフィラメントｆｓの平均型付け率が７５〜９５％、型付け率の標準偏差が１０％以下になっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤ及びそのカーカス層の補強コードとして使用されるカーカス用スチールコードに関し、更に詳しくは、カーカス層の補強コードに使用される３＋（７〜１０）構造のスチールコードの生産時の形状安定性を向上し、操縦安定性を改善するようにした空気入りラジアルタイヤ及びカーカス用スチールコードに関する。

従来、トラックやバスなどの重荷重車両に使用される空気入りラジアルタイヤのカーカス層の補強コードとして、３＋Ｎ＋１構造のスチールコードが周知である。３本のフィラメントからなるコアの外周側にＮ本のフィラメントを撚り合わせてシースを形成し、そのシースの外周側に１本のラッピング用フィラメントを螺旋状に巻き付けることにより拘束力を確保し、フィラメントをバラケ難くしている。

しかし、このようにラッピング用フィラメントを用いたスチールコードは、特にラッピング用フィラメントとその内周側のＮ本のフィラメントとの点接触部分にフレッティング摩耗が発生し易く、それが耐疲労性を低下させる要因になっていた。

そこで、近年、ラッピング用フィラメントを外した３＋Ｎ構造のスチールコードをカーカス層の補強コードに使用した空気入りラジアルタイヤが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。コア及びシースに型付け率を規定したフィラメントを使用することにより拘束力を確保し、フィラメントをバラケ難くしている。

しかしながら、これらのスチールコードは、型付け率のバラツキにより、シースのフィラメントに型付け率が１００％以上になる部分が多くなり、生産時にスチールコードの形状が安定せず、シースフィラメントに浮き上がりが発生する箇所が多く散見され、生産時の形状安定性（形状安定生産性）が悪い。このような形状安定性が悪いスチールコードをカーカス層に使用した空気入りタイヤは、カーカス引張剛性が低下するため、操縦安定性が低下する問題が生じる。
特開平８−１７６９７８号公報特開平１０−１３１０６５号公報

本発明は、カーカス層の補強コードに使用される３＋（７〜１０）構造のスチールコードの形状安定生産性を向上し、操縦安定性を改善することが可能な空気入りラジアルタイヤ及びカーカス用スチールコードを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の空気入りラジアルタイヤは、型付けして撚り合わせた３本のフィラメントからなるコアと、このコアの外周側に型付けして撚り合わせた７〜１０本のフィラメントからなるシースとから構成した３＋（７〜１０）構造のスチールコードからカーカス層の補強コードを構成した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記コアを構成するフィラメントの平均型付け率を９５〜１０５％、型付け率の標準偏差を５％以下にする一方、前記シースを構成するフィラメントの平均型付け率を７５〜９５％、型付け率の標準偏差を１０％以下にしたことを特徴とする。

本発明のカーカス用スチールコードは、空気入りラジアルタイヤのカーカス層の補強コードとして使用され、型付けして撚り合わせた３本のフィラメントからなるコアと、このコアの外周側に型付けして撚り合わせた７〜１０本のフィラメントからなるシースとから構成した３＋（７〜１０）構造のカーカス用スチールコードにおいて、前記コアを構成するフィラメントの平均型付け率を９５〜１０５％、型付け率の標準偏差を５％以下にする一方、前記シースを構成するフィラメントの平均型付け率を７５〜９５％、型付け率の標準偏差を１０％以下にしたことを特徴とする。

上述した本発明によれば、コア及びシースのフィラメントの平均型付け率と標準偏差を上記のように規定することにより、コア及びシースのフィラメントの型付け率のばらつきを小さくしてシースフィラメントに浮き上がりが発生するのを抑制することができるので、生産時にスチールコードの形状を安定させることができる。これにより、カーカス層の引張剛性を高めることができるので、操縦安定性を改善することができる。

以下、本発明の実施の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、本発明の空気入りラジアルタイヤの一実施形態を示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。

左右のビード部３間に、タイヤ径方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に沿って所定の間隔で配置してゴム層に埋設したカーカス層４が延設され、その両端部４ａがビード部３に埋設したビードコア５の周りにビードフィラー６を挟み込むようにしてタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１のカーカス層４の外周側には、複数のベルト層７が配置されている。

カーカス層４の補強コードは、図２に示すように、同径の３本のフィラメントｆｃからなるコアＣと、このコアＣの外周側に配置した同径の９本のフィラメントｆｓからなるシースＳとからなる３＋９構造のスチールコード（カーカス用スチールコード）８から構成されている。

フィラメントｆｃ，ｆｓは、それぞれ波形の型付けが施され、コアＣを構成する３本のフィラメントｆｃの平均型付け率が９５〜１０５％の範囲、型付け率の標準偏差が５％以下になっている。また、シースＳを構成する９本のフィラメントｆｓの平均型付け率は７５〜９５％の範囲、型付け率の標準偏差は１０％以下にしてある。

コアＣの型付けした３本のフィラメントｆｃが撚り方向を一方向にして撚り合わされ、シースＳの型付けした９本のフィラメントｆｓが撚り方向をコアＣと同じ方向にしてコアＣの外周側に撚り合わされ、スチールコード８はコアＣを構成するフィラメントｆｃ及びシースＳを構成するフィラメントｆｓをそれぞれＳ撚りにした構造になっている。

コアＣのフィラメントｆｃの平均型付け率が９５％未満であると、スチールコード８の端末が広がり易くなる（端末フレアー性が悪化する）ため、作業性の問題が発生する。逆に１０５％を超えると、コアＣのフィラメントｆｃの配置が不均一になるため、その外側に撚り合わされたシースＳのフィラメントｆｓの形状安定生産性が悪化し、操縦安定性を改善することが難しくなる。好ましくは、９７〜１０３％にするのがよい。

シースＳのフィラメントｆｓの平均型付け率が７５％より小さくても、スチールコード８の端末フレアー性が悪化する。逆に９５％より大きいと、シースＳのフィラメントｆｓに浮き上がりが発生する箇所が多くなり、形状安定生産性を向上して操縦安定性を改善することができなくなる。好ましくは、８０〜９０％にするのがよい。

コアＣのフィラメントｆｃの型付け率の標準偏差が５％を超えても、シースＳのフィラメントｆｓの型付け率の標準偏差が１０％より大きくなっても、形状安定生産性を改善して操縦安定性を向上することが難しくなる。好ましくは、コアＣのフィラメントｆｃの型付け率の標準偏差を３％以下、シースＳのフィラメントｆｓの型付け率の標準偏差を８％以下にするのがよい。

なお、空気入りラジアルタイヤのカーカス層４内に埋設された状態にあるスチールコードの平均型付け率と型付け率の標準偏差は、以下のようにして求めるものとする。カーカス層４から取り出したスチールコードを任意の位置で長さ１０ｃｍのコード片に切断し、そのコード片外側のゴムをカッターナイフで取り除く。そのコード片をアセトン中に浸漬して十分加熱した後、アセトン中から取り出してフィラメントを塑性変形させずにコード片を全てばらす。

他方、カーカス層４に使用される前の裸コードの状態にあるスチールコードの場合には、スチールコードを任意の位置で長さ１０ｃｍのコード片に切断し、フィラメントを塑性変形させずにコード片を全てばらす。

ばらした後、投影機を用いてフィラメント片ｆａ（図３参照）の振幅Ｈ（ｍｍ）を測定する。

コアＣを構成するフィラメントｆｃの型付け率をＡ１（％）、そのフィラメントｆｃのフィラメント片ｆａの振幅をＨ１（ｍｍ）、シースＳを構成するフィラメントｆｓの型付け率をＡ２（％）、そのフィラメントｆｓのフィラメント片ｆａの振幅をＨ２（ｍｍ）とすると、型付け率Ａ１，Ａ２は下記式により求める。
Ａ１＝（Ｈ１／Ｄ１）×１００
Ａ２＝（Ｈ２／Ｄ２）×１００
なお、Ｄ１はコアＣの３本のフィラメントｆｃの外接円の直径（ｍｍ）、Ｄ２はシースＳの９本のフィラメントｆｓの外接円の直径（ｍｍ）であり、下記式により求める。
Ｄ１＝（２×３^1/2／３＋１）×ｒｃ
Ｄ２＝（２×３^1/2／３＋１）×ｒｃ＋２×ｒｓ
但し、ｒｃはコアＣのフィラメントｆｃの直径（ｍｍ）、ｒｓはシースＳのフィラメントｆｓの直径（ｍｍ）である。

シースＣの３本のフィラメントｆｃについて上記の方法により型付け率Ａ１をそれぞれ求め、その３本のフィラメントｆｃの型付け率Ａ１の平均をコアＣを構成する３本のフィラメントｆｃの平均型付け率とする。同様に、シースＳの９本のフィラメントｆｓについて上記の方法により型付け率Ａ２をそれぞれ求め、その９本のフィラメントｆｓの型付け率Ａ２の平均をシースＳを構成する９本のフィラメントｆｓの平均型付け率とする。

また、型付け率の標準偏差は、上記スチールコードを任意の位置で長さ１０ｃｍの４本のコード片に切断して得られたコアＣの１２本のフィラメントｆｃの部分（フィラメント片）の型付け率の標準偏差、シースＳの３６本のフィラメントｆｓの部分（フィラメント片）の型付け率の標準偏差である。

型付け率の標準偏差を上記のような小さい範囲にするには、スチールコード８は、フィラメントｆｃ，ｆｓをハラハラ撚り方式によって撚り合わせるのがよい。なお、ここで言うハラハラ撚り方式とは、図４に示すように、フィラメントｆｘを位置ａから位置ｂ，ｃ，ｄを経て位置ａまで１回転（公転）撚る毎にフィラメントｆｘを１回転自転させる撚り方である。なお、図中ｘは、フィラメントｆｘの一方側部分を示している。

このハラハラ撚り構造のスチールコードは、フィラメントに捩じれを加えるため、大きな型付け率（約７０〜３００％）であっても均一な型付けが可能になり、またスチールコードをバラケ難くすることができる。

ハラハラ撚り構造に代えて、スチールコードの撚り工程における撚り線速度やフィラメント張力などを適宜調整することにより、型付け率の標準偏差を小さくすることもできる。

上記フィラメントｆｃ，ｆｓは、直径が０．１５〜０．２６ｍｍの範囲のものを好ましく用いることができる。

上述した本発明によれば、コアＣ及びシースＳのフィラメントｆｃ，ｆｓの平均型付け率と標準偏差を上記のように特定することで、フィラメントｆｃ，ｆｓの型付け率のばらつきを小さくしてシースＳのフィラメントｆｓが浮き上がるのを抑制することができる。そのため、生産時にスチールコード８の形状を安定させることができ、これにより、カーカス層４における引張剛性が向上するので、操縦安定性を高めることが可能になる。しかも、スチールコード８の端末フレアー性が悪化して扱い難くなることがないので、作業性の問題を招くこともない。

カーカス層４の補強コードとして、上述したように３＋９構造のスチールコード８を好ましく用いることができるが、それに限定されず、シースＳを構成するフィラメントｆｓの数を７〜１０本にした３＋（７〜１０）構造のスチールコードであればよい。

本発明は、特にトラックやバスなどの重荷重車両に使用される重荷重用の空気入りラジアルタイヤに好ましく用いることができるが、それに限定されない。

サイズ２２５／８０Ｒ１７．５の図１に示す構成の空気入りラジアルタイヤのカーカス層の補強コードに使用する３＋９構造のスチールコードとして、コア及びシースのフィラメントの平均型付け率（％）と標準偏差（％）を表１のように変えたスチールコード（実施例１，２、比較例１〜４、従来例）をそれぞれ作製した。

各スチールコードには、直径０．１８ｍｍのフィラメントを使用し、コアの３本のフィラメントを５ｍｍピッチでＳ撚りにし、シースの９本のフィラメントを１０ｍｍピッチでＳ撚りとした。また、実施例１，２、比較例１〜４のスチールコードはハラハラ撚りにより作製した。従来例のスチールコードは、図５に示すように、フィラメントｆｘを自転させずにフィラメントｆｘを撚る、ハラセ撚りにより作製した。

これら各試験スチールコードを以下に示す測定方法により、端末フレアー性及び形状安定生産性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。

また、各試験スチールコードを用いたカーカス層を使用した上記サイズと構成のタイヤをそれぞれ作製した。これら各試験タイヤをリムサイズ１７．５×６．０のリムに装着し、空気圧を７００kPa にして、積載量４ｔのトラックに装着し、以下に示す測定方法により、操縦安定性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。

端末フレアー性
各試験スチールコードの端末部をペンチで切断した際の状況により、下記の判断基準で４段階評価した。数字が大きい程、耐端末フレアー性が優れている。なお、下記で言う「バラケる」とは、切り口から５０ｍｍを超えてバラケが発生することを意味し、それ以下のバラケの発生は「バラケない」とする。
１：切り口に隣接する位置を手で持ってペンチで切断し、３回切断して１回以上バラケる。
２：切り口に隣接する位置を手で持ってペンチで切断し、３回切断して３回共バラケない。
３：切り口から７０ｍｍ離れた位置を手で持ってペンチで切断し、バラケない。
４：切り口から７０ｍｍ離れた位置を手で持ってペンチで切断し、切り口を軽く叩いてもバラケない。

形状安定生産性
各試験スチールコードを任意の位置で１ｍの長さの試験片に溶断し、投影機（倍率２０倍）を用いてシースのフィラメントの浮きを観察し、下記の判断基準で４段階評価した。評価結果は、各試験スチールコードにおいて５本行った際の平均であり、小数点以下は四捨五入した。数字が大きい程、形状安定生産性が優れている。
１：シースのフィラメントに７ヶ所以上の浮きが有る。
２：シースのフィラメントに４〜６ヶ所の浮きが有る。
３：シースのフィラメントに１〜３ヶ所の浮きが有る。
４：シースのフィラメントに１ヶ所の浮きも無い。

操縦安定性
乾燥路テストコースにおいて、訓練した５名のテストドライバーによるフィーリング試験を実施し、その結果を４段階評価した。評価結果は、テストドライバー５名の平均であり、小数点以下は四捨五入した。この値が大きい程、操縦安定性が優れている。

表１から、本発明（実施例１，２）は、カーカス層の補強コードに使用するスチールコードの形状安定生産性を改善し、操縦安定性を高めることができるのがわかる。また、端末フレアー性も従来と同等以上に維持できることがわかる。

本発明の空気入りラジアルタイヤの一実施形態を示すタイヤ子午線要部断面図である。カーカス層の補強コードに使用されるスチールコードの拡大断面図である。スチールコードのコード片から取り出したフィラメント片の要部拡大側面図である。ハラハラ撚りの説明図である。ハラセ撚りの説明図である。

符号の説明

１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
４カーカス層
５ビードコア
６ビードフィラー
７ベルト層
８スチールコード（カーカス用スチールコード）
Ｃコア
Ｓシース
ｆｃ，ｆｓフィラメント

Claims

型付けして撚り合わせた３本のフィラメントからなるコアと、このコアの外周側に型付けして撚り合わせた７〜１０本のフィラメントからなるシースとから構成した３＋（７〜１０）構造のスチールコードからカーカス層の補強コードを構成した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記コアを構成するフィラメントの平均型付け率を９５〜１０５％、型付け率の標準偏差を５％以下にする一方、前記シースを構成するフィラメントの平均型付け率を７５〜９５％、型付け率の標準偏差を１０％以下にした空気入りラジアルタイヤ。
前記コア及びシースを構成するフィラメントがハラハラ撚り方式によって撚り合わされてなる請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記シースが９本のフィラメントからなる請求項１または２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
空気入りラジアルタイヤのカーカス層の補強コードとして使用され、型付けして撚り合わせた３本のフィラメントからなるコアと、このコアの外周側に型付けして撚り合わせた７〜１０本のフィラメントからなるシースとから構成した３＋（７〜１０）構造のカーカス用スチールコードにおいて、前記コアを構成するフィラメントの平均型付け率を９５〜１０５％、型付け率の標準偏差を５％以下にする一方、前記シースを構成するフィラメントの平均型付け率を７５〜９５％、型付け率の標準偏差を１０％以下にしたカーカス用スチールコード。
前記コア及びシースを構成するフィラメントがハラハラ撚り方式によって撚り合わされてなる請求項４に記載のカーカス用スチールコード。
前記シースが９本のフィラメントからなる請求項４または５に記載のカーカス用スチールコード。