JP2904688B2 - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトラック、バスなどの重
荷重用空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは最
外層ベルト層に高伸度ワイヤを用いない場合でも高耐衝
撃性を得ることができる重荷重用空気入りラジアルタイ
ヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】重荷重用空気入りラジアルタイヤはカー
カス層上に通常複数のスチールコードからなるベルト層
を配置して、タイヤ走行中に受ける強い衝撃や荷重を負
担するよう構成されている。特に、重荷重用空気入りラ
ジアルタイヤのトレッドは、著しく大きな衝撃力を受け
るため、カット傷等の損傷を生じ易い。このような損傷
が発生すると、その損傷を通して外部の水分が内部に浸
透し、ベルト層に到達してスチールコードと接触する。
このため、スチールコードが錆びて腐食しやすくなり、
コードとゴムとの間の接着力が劣化し、トレッドとベル
ト層とのセパレーションが発生し、タイヤの耐久性を低
下させるという問題があった。

【０００３】このような重荷重用空気入りラジアルタイ
ヤのベルト層に従来使用されているスチールコードとし
ては、例えば６本の比較的太径のスチールワイヤ素線で
３本の比較的細径の素線の周りを取り囲むように撚り合
わせた、所謂３＋６のコード構造を有するものが一般に
使用されているが、かかる構造のコードは耐衝撃性及び
耐錆性に乏しく、特に耐衝撃性を付与する必要がある場
合には最外層（通常４番ベルト）のワイヤを４×４又は
１×５などの高伸度ワイヤに置き換えた構造が用いられ
ている。

【０００４】しかしながら、このようなベルト構造は、
高伸度ワイヤの撚り構造上、強度分担率が極めて低く、
ベルト層に要求される強度を満足させるためには、内層
ベルト層の打ち込み本数を大きくしたり、素線径を太く
したり、より素線本数の大きな構造にしたりする必要が
あり、結果としてタイヤ重量が増加する欠点があり、ま
たワイヤ使用量の増加や高伸度ワイヤが高価であること
から、タイヤコストが高くなるという欠点もあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は前記
した従来技術の問題点を解決して、最外層ベルト層に高
伸度ワイヤを用いない場合でも耐衝撃性が高く、また耐
錆性が改良され、更にベルトエッジセパレーションが抑
制された重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に従えば、素線径
が０．２５〜０．４０mm、素線の引張り強さが２９０Kg
f/mm² 以上で、シャルピー衝撃吸収量／切断荷重比が
０．２８ｄ＋０．０５（ここでｄは素線径）以上である
１×６構造のスチールコードであって、ベルト層中にお
ける扁平スチールコードの長径方向がベルト幅方向に対
する絶対値の平均で１０°以上であり、スチールコード
長手方向と直交するスチールコード断面におけるコード
の長径と短径の比が１．２〜２．０の範囲にあり、且つ
コードの５Kgf 荷重時の伸びが０．３０〜０．８５％で
あるスチールコードをカーカス層側から数えて、少なく
とも２番目及び３番目のベルト層に使用してなる重荷重
用空気入りラジアルタイヤが提供される。

【０００７】ベルト用コードに要求される強度、耐錆性
を満たしながら、ベルト層全体で耐衝撃性を改善できれ
ば、高伸度ワイヤの必要がなくなり、上述のような欠点
が改善できる。本発明者はトラック・バス用タイヤとし
て多用されている３＋６構造の改良により、強度性能を
確保しながら、耐錆性を付与し、かつ耐衝撃性を大きく
改善したコード構造を見出し、更にこれによってトラッ
ク・バス用タイヤの耐衝撃性を大きく改善できるタイヤ
構造を見出した。

【０００８】本発明者らの研究によれば、３＋６の１×
３の部分は衝撃に対する機能は小さいことが判った。即
ち、同一強度で耐衝撃性を高めるには、３＋６の１×３
を除去し、１×３が持っていた強度を補うために外側の
６本の素線を増径すると耐衝撃性が向上することが判っ
た。更に１×６を扁平オープンコード構造とし、扁平率
と５Kgf 荷重時の伸びを特定の範囲とすることでコード
内部にゴムを均一に入れ、素線の引張り強さを２９０Kg
f/mm² 以上に高めると耐衝撃性が３＋６のコード構造に
対し大きく改善されることが判った。

【０００９】本発明者らは、この１×６のコード構造を
カーカス層側から数えて少なくとも２番及び３番ベルト
層（２Ｂ及び３Ｂ）に使うと、従来の３＋６のコード構
造を用いたものに比べ、耐衝撃性が大きく改善されるこ
とを見出した。更に好ましくは、コードの単位強度当り
の耐衝撃性の指標としてシャルピー衝撃吸収量／切断荷
重が０．２８ｄ＋０．０５（ここではｄは素線径）以上
の１×６の扁平オープンコード構造では、この改善効果
が更に大きくなり、４番ベルト層（４Ｂ）に高伸度ワイ
ヤを使ったものと同等の耐衝撃性が得られる。

【００１０】タイヤのベルト層はトレッド層の直ぐ下に
あり、タイヤトレッドが外傷を受けるとそこから水が浸
入するため錆びやすい。これを防ぐためにはゴム浸透の
良好なコードを使用すると効果的であるが、１×６の扁
平オープンコード構造はこの点でも、ベルト用コードと
して最適である。

【００１１】本発明において、１×６のコード構造に限
定したのは、３＋６のコード構造の代替として１×５の
コード構造では強度が不足し、１×７以上のコード構造
では素線ワイヤがコードの中心部に落ち込み易く、撚り
が不安定になるため、１×６のコード構造でなければな
らない。１×６のコード構造で素線径が０．２５mm未満
では必要な強度が確保できず、素線径が０．４０mmを超
えると疲労性が低下するため、素線径は０．２５〜０．
４０mmである必要がある。

【００１２】コードの扁平率（即ちスチールコード長手
方向と直交するスチールコード断面におけるコードの長
径と短径の比）が１．２未満ではコード長手方向のコー
ド径に太い部分と細い部分が周期的にでき、疲労性が低
下し、扁平率が２．０を超えると過度の扁平化によりや
はり疲労性が低下するため、扁平率は１．２〜２．０で
なければならない。好ましくは、扁平率は１．３以上が
好ましい。コードの５Kgf 荷重時の伸びが０．３０％未
満では、コード内部にゴムを均一に入れることが難し
く、逆に０．８５％を超えるとフィラメントが完全に離
散した部分が発生し易く、圧縮を受けた時に歪みが不均
一となり疲労耐久性が低下するので好ましくない。

【００１３】本発明の１×６扁平コード構造は、コード
の扁平率が１．２〜２．０と扁平のため長径と短径が異
なる。図１に示すように、この扁平スチールコード１を
図１に示すように、長軸方向（図の一点破線参照）がベ
ルト２の幅方向に一致するように配置すると、コード／
コード間隔ｔが小さくなりベルトエッジセパレーション
を発生し易い場合がある。そこで、図２に示すように、
ベルト２中でのコード１の長軸方向（図の一点破線参
照）を適度に分散させると、長軸端での歪みが緩和さ
れ、ベルトエッジセパレーションの抑制に効果がある。
この目的を満たすには、ベルト２中でのコード１の長軸
方向とベルト幅方向のなす角が絶対値の平均（時計回
り、反時計回りを問わないの意味）で１０°以上に分散
していると効果がある。

【００１４】１×６のコード構造で３＋６のコード構造
相当の強度を得るためには、素線径を太くする必要があ
るが、素線径を太くし過ぎるとコード重量が増加するた
め、素線の引張り強さを２９０Kgf/mm² 以上にする必要
がある。本発明に従ったラジアルタイヤはシャルピー衝
撃吸収量／切断荷重が０．２８ｄ＋０．０５（ここでｄ
は素線径）以上であるのが好ましい。これはシャルピー
衝撃吸収量／切断荷重が０．２８ｄ＋０．０５（ここで
ｄは素線径）以上になると、タイヤとしての耐衝撃性の
改善効果が著しいからである。この比の上限は特にな
く、高い程好ましい。なお、１×６コード構造及び３＋
６コード構造におけるシャルピー衝撃吸収量／コード切
断荷重と素線径との関係は図３のグラフ図に示すとおり
である。図３において、２本の１点鎖線の間が１×６コ
ード構造の範囲であり、２本の実線の間が３＋６コード
構造の範囲である。

【００１５】本発明に係る空気入りラジアルタイヤに用
いられるコードのスチールワイヤの線材材質は特に限定
されるものではないが、炭素量が０．７７重量％未満で
は所定の引張り強さを得るのが難しいため、炭素量は
０．７７重量％以上、更に好ましくは０．８０重量％以
上が好適である。なお炭素量が１重量％を超えると、素
線が脆くなり、工業的な製造が難しい。

【００１６】ベルト層を構造するコートゴムの厚さは限
定されるものではないが、短径の２．０倍以上で、長径
の１．８倍以下が好ましい。短径の２倍未満では、コー
ドの長軸がベルト厚み方向に配向した際に、上下のコー
ド間隔が小さくなり、セパレーションを発生し易い。長
径の１．８倍を超えると、ベルト層間の距離が大きくな
りすぎ、ベルト剛性が低下して、操縦安定性が低下する
傾向にあるので好ましくない。

【００１７】

【実施例】以下、実施例及び比較例に従って本発明を更
に詳しく説明するが、本発明の技術的範囲をこれらの実
施例に限定するものでないことは言うまでもない。

【００１８】実施例１〜３並びに比較例１及び対照例１
〜２ 表１に示すコード構造のスチールコードを作成し、表に
示すような構成のベルト層を用い、コード構造３＋９＋
１５×０．１７５＋１×０．１５で打込み数２８のスチ
ールコードを用いた共通のカーカス層と組み合わせてサ
イズが同じ１０００Ｒ２０ １４ＰＲタイヤを製作し
た。これらのタイヤにつき、ＪＩＳ １００％荷重で悪
路１０万km走行後の４番ベルトのワイヤの折れを目視観
測し、結果を表１に示した。なお、シャルピー衝撃吸収
量はＪＩＳ Ｚ２２４２に準拠して測定した。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１において、１×６×０．３７の素線の
引張り強さは２９５Kgf/mm² であり、コードの５Kgf 荷
重時の伸びは０．４０％である。

【００２１】表１において、対照例１は１Ｂ＝１６，２
Ｂ＝２２，３Ｂ＝２２，４Ｂ＝２０の打ち込み数／５０
mmであり、対照例２並びに比較例１及び実施例１〜３は
１Ｂ＝１６，２Ｂ＝２７，３Ｂ＝２７，４Ｂ＝２０の打
ち込み数／５０mmとした。対照例１〜２は従来の典型例
で、対照例１は４番ベルト（４Ｂ）に高伸度ワイヤを使
用したものである。

【００２２】悪路走行後の試験結果は、悪路１０万km走
行後、タイヤを解体して４Ｂワイヤの折れを下記基準で
目視観察した。 ◎：折れなし ○：多少折れが認められるが実用上問題なし ×：折れ本数非常に多い

【００２３】実施例３〜５（シャルピー衝撃値／切断荷
重とワイヤ折れとの関係） 前記実施例３のコード構造において、シャルピー衝撃吸
収量／切断荷重の異なるワイヤを用いて実施例３と同様
に悪路走行試験を行った。結果は表２に示す。

【００２４】

【表２】

【００２５】実施例６〜７及び比較例２ 前記実施例３のコード構造において、１番ベルト（１×
６×０．３７、打ち込み本数１６、扁平率１．６）、２
番ベルト（１×６×０．３７、打ち込み本数２６、扁平
率１．６）、３番ベルト（１×６×０．３７、打ち込み
本数２７、扁平率１．６）及び４番ベルト（１×６×
０．３７、打ち込み本数２０、扁平率１．６）として、
表３に示すように平均配向度を変えてエッジセパレーシ
ョンを評価した。結果は表３に示す。

【００２６】

【表３】

【００２７】表３においてエッジセパレーションは以下
の通りにして評価した。悪路１０万km走行後、タイヤの
トレッドを最外ベルト層の上で剥ぎ、更に、２番・３番
ベルト層のコード端を露出させ、亀裂の入っている長さ
を測定した。従来タイヤと同等もしくは同等以上のもの
を良、従来タイヤ以下のものを悪とした。

【００２８】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明に従えば、耐
衝撃性に優れた１×６扁平コード構造を少なくとも２、
３番ベルトに用いることにより、最外層ベルト層に高伸
度ワイヤを用いない場合でも、高い耐衝撃性を付与する
ことができ、又、ゴム浸透性にも優れているため、耐錆
性をも向上できる。更に、ベルト中でのコードの長軸方
向を適度に分散させることでベルトエッジセパレーショ
ンを効果的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例におけるベルト層での扁平コードの配置
を示す説明図である。

【図２】本発明におけるベルト層での扁平コードの配置
の一例を示す説明図である。

【図３】１×６のコード構造及び３＋６のコード構造に
おけるシャルピー衝撃吸収量／コード切断荷重と素線径
との関係を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１…コード ２…ベルト層 ｔ…コード間隔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60C 9/00 - 9/20 D07B 1/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 素線径が０．２５〜０．４０mm、素線の
   引張り強さが２９０Kgf/mm² 以上で、シャルピー衝撃吸
   収量／切断荷重比が０．２８ｄ＋０．０５（ここでｄは
   素線径）以上である１×６構造のスチールコードであっ
   て、ベルト層中における扁平スチールコードの長径方向
   がベルト幅方向に対する絶対値の平均で１０°以上であ
   り、スチールコード長手方向と直交するスチールコード
   断面におけるコードの長径と短径の比が１．２〜２．０
   の範囲にあり、且つコードの５Kgf 荷重時の伸びが０．
   ３０〜０．８５％であるスチールコードをカーカス層側
   から数えて、少なくとも２番目及び３番目のベルト層に
   使用してなる重荷重用空気入りラジアルタイヤ。