DE69016130T2

DE69016130T2 - Radialer Luftreifen.

Info

Publication number: DE69016130T2
Application number: DE1990616130
Authority: DE
Inventors: Motonori Bundo; Yoshinori Kuriya
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1989-08-17
Filing date: 1990-08-16
Publication date: 1995-08-03
Anticipated expiration: 2010-08-17
Also published as: EP0413582A3; JPH0374206A; JP2892048B2; DE69016130D1; ES2069697T3; EP0413582A2; EP0413582B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf radiale Luftreifen, bei denen Stahlcordfäden, die eine hohe Festigkeit, eine niedrige Biegesteifigkeit, und eine gute Flexibilität haben, als Cordfäden für einen Gürtel verwendet werden, und speziell auf radiale Luftreifen mit guten Laufeigenschaften für PKWs, und auf radiale Luftreifen zum Fahren auf unebenen Straßen.
Es ist gut bekannt, daß Einzellitzen-Cordfäden mit 1 × n (n = 2-5) als Stahlcordfäden für einen Gürtel des radialen Reifens verwendet werden. Außerdem haben die im allgemeinen für einen solchen Zweck verwendeten Cordfäden einen Filamentdurchmesser von nicht weniger als 0,22 mm, und die Zugfestigkeit eines solchen Filaments beträgt ungefähr 2746 × 10&sup6; Pa (280 kp/mm²).
In dem ausgelegten japanischen Gebrauchsmuster Nr. 63-186798 wird eine Technik beschrieben, bei der zwölf Filamente, von denen jedes eine Zugfestigkeit von 2942-3530 × 10&sup6; Pa (300-360 kp/mm²) hat, zu einer Kernlitze verdrillt werden, und außerdem 11 bis 14 Filamente als Mantel darauf verdrillt werden. In diesem Dokument wird angegeben, daß die Haftung an Gummi und die Reibfestigkeit erhöht werden können, wenn solche Stahlcordfäden zusätzlich zu der Gewichtsreduzierung verwendet werden.
Außerdem wird in dem ausgelegten japanischen Patent Nr. 58-128902 angegeben, daß Stahlcordfäden mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,75-0,85 Gewichtsprozent und einer größeren Festigkeit als herkömmliche Cordfäden, sowie einer zurückbehaltenen Knotenfestigkeit von nicht weniger als 60% bei dem Luftreifen verwendet werden. Insbesondere wird bei dem Beispiel 1 dieses Patents angegeben, daß Stahlcordfäden mit 1 × 4 × 0,22 als Gürtelverstärkung eines PKW-Radialreifens verwendet werden, wodurch das Reifengewicht reduziert wird, so daß der Kraftstoffverbrauch und die Anzahl der Cordfadenbrüche während des Laufs reduziert werden.
Außerdem wird in dem ausgelegten japanischen Patent Nr. 59-124409 angegeben, daß die Steifigkeit des Gürtels erhöht wird, wenn der Verteilungsgrad der Filamente mit einem Durchmesser von 0,06-0,40 mm in dem Cordfaden erhöht wird, wodurch der Kraftstoffverbrauch und die Widerstandsfähigkeit gegen Gürtelfaltung verbessert werden.
Weiterhin bekannt sind Stahlcordfäden mit einem Filamentdurchmesser von 0,05-0,40 mm aus dem ausgelegten japanischen Patent Nr. 59-220403, Stahlcordfäden mit einem Filamentdurchmesser von 0,1-0,4 mm aus der japanischen Patentanmel dungsveröffentlichung Nr. 56-37002, Stahlcordfäden mit einem Filamentdurchmesser von 0,15-0,25 mm aus der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 56-9963, Stahlcordfäden mit einem Filamentdurchmesser von 0,05-0,15 mm aus dem ausgelegten japanischen Patent Nr. 49-79914, Stahlcordfäden mit einem Filamentdurchmesser von 0,10-0,40 mm aus dem ausgelegten japanischen Patent Nr. 51-31612, und Stahlcordfäden mit einem Filamentdurchmesser von 0,06-0,10 mm aus dem ausgelegten japanischen Patent Nr. 59-38102, und außerdem ist bekannt, daß eine Kombination von einem so feinen Filamentdurchmesser und der Einfachverdrillstruktur 1 × n (n = 3-5) verwendet werden kann.
In dem ausgelegten japanischen Gebrauchsmuster Nr. 63-186798 ist die Filamentfestigkeit bei dem Stahlcordfaden auf 3530 × 10&sup6; Pa (360 kp/mm²) begrenzt, weil bei einer Filamentfestigkeit von mehr als 3530 × 10&sup6; Pa (360 kp/mm²) die Zähigkeit abnimmt, und der Cordfaden durch wiederholtes Biegen gebrochen werden können. Außerdem haben der in diesem Dokument beschriebene Stahlcordfaden eine Schichtbauweise und keine Einfachverdrillbauweise.
In dem Beispiel 1 des ausgelegten japanischen Patents Nr. 58-128902 wird ein Cordfaden mit der Struktur 1 × 4 × 0,22 angegeben, und auch für die Cordfadenzähigkeit wird mittels einer Berechnungsgleichung der Bereich 442,7-522,7 N (45,1-53,3 kp) spezifiziert. Wenn die Filamentfestigkeit aus der Cordfadenzähigkeit, dem Filamentdurchmesser und der Anzahl der verdrillten Filamente bestimmt wi rd, ergibt sich der Bereich 2971-3471 × 10&sup6; Pa (303-354 kp/mm²). Daher wird in diesem Patent eine Filamentfestigkeit von nicht weniger als 3530 × 10&sup6; Pa (360 kp/mm²) überhaupt nicht angegeben.
Es sind viele Techniken bekannt, um eine hohe Festigkeit und eine hohe Zähigkeit durch Spezifizierung der Zusammensetzung des Filamentmaterials bei dem Stahlcordfaden zu erhalten. In diesem Fall wird das Filamentmaterial teuer, so daß ein solches Filament nicht häufig für eine Gummiverstärkung verwendet wird.
Andererseits ist bekannt, daß jedes Filament vor dem Verdrillen zu einem einfachverdrillten Stahlcordfaden einer schraubenförmigen Formung mit einem größeren Querschnitt als bei dem kompakten Cordfaden unterworfen wird, um einen sogenannten offenen Cordfaden zu bilden, wodurch Gummi in das Innere des Cordfaden eindringt, um das Auftreten von Rost in dem Stahlcordfaden zu beherrschen. Um zu bewirken, daß viel Gummi eindringt, ist es erforderlich, die mit großem Querschnitt schraubenförmig geformten Filamente zu verdrillen. Der so erhaltene Cordfaden hat jedoch eine große Dehnung, so daß die Verarbeitbarkeit bei der Produktion von Gummiartikeln schwierig ist. Als Mittel zum Lösen des obigen Problems wird in dem ausgelegten japanischen Patent Nr. 59-157391 eine Technik angegeben, um dem Querschnitt des Cordfadens die Form einer Ellipse mit einem Verhältnis von kleiner Achse zu großer Achse von 0,435-0,910 zu geben, um das Eindringvermögen von Gummi zu verbessern, aber die schraubenförmige Form und die Festigkeit des Filaments werden überhaupt nicht festgelegt.
Wie oben erwähnt wurde, sind bisher Stahlcordfäden verschiedener Typen bekannt. Wenn Stahlcordfäden für den Gürtel des radialen Reifens verwendet werden, ist es insbesondere erforderlich, daß verschiedene Haltbarkeitsanforderungen erfüllt werden, wie die Hochgeschwindigkeits- Haltbarkeit während des Laufs, die Widerstandsfähigkeit gegen Gürtelbruch, die Widerstandsfähigkeit gegen Ablösung an dem Gürtelrand, und die Haftungsstabilität zwischen dem Stahlcordfaden und dem Gummi, und daß Eigenschaften erhalten werden, wie Lenkstabilität, die komfortable Fahreigenschaften sicherstellt, sowie Vibrationskomfort, ein gutes Kurvenverhalten in Notsituationen, und gute Laufeigenschaften bei hoher Geschwindigkeit.
Um die Eigenschaften, wie beispielsweise Lenkstabilität und Vibrationskomfort, ein gutes Kurvenverhalten in Notsituationen, und gute Laufeigenschaften bei hoher Geschwindigkeit zu erhalten, muß die Lauffläche des Reifens eine ausgezeichnete Straßengriffigkeit haben. Um die Reifenhaftung sicherzustellen, und insbesondere, um sicherzustellen, daß der Reifen auf einer ungleichmäßigen Straßenoberfläche, wie beispielsweise einer unebenen Straße, komfortabel und schnell gefahren werden kann, muß der Gürtelcordfaden die Funktion erfüllen, daß der Reifen flexibel und gleichmäßig in Kontakt mit dem Boden kommt.
Andererseits steht der Reifen unter Druck, so daß der Gürtel des radialen Reifens eine gleichbleibende Festigkeit haben muß, weil dann, wenn die Festigkeit des Gürtels ungenügend ist, ein Bruch der Stahlcordfäden leicht vorkommen kann.
Es ist daher ein Ziel der Erfindung, eine Technik vorzuschlagen, bei der die Flexibilität und die mechanische Haltbarkeit des Gürtels bei dem radialen Reifen verbessert sind, und die Gürtel festigkeit durch Spezifizierung der Struktur, der Eigenschaften und des Filamentdurchmessers des für den Gürtel verwendeten Stahlcordfadens innerhalb eines praktischen Bereichs gehalten oder erhöht werden kann, um die Biegesteifigkeit des Stahlcordfadens zu reduzieren.
Der Stahlcordfaden mit der Einfachverdrillstruktur 1 × n (n = 2-5) weist eine einfache Anordnung der Filamente auf im Vergleich zu den Stahlcordfäden mit einer Doppelverdrillstruktur und einer Litzenstruktur. Außerdem ist der Produktionsschritt des Stahlcordfadens mit der Einfachverdrillstruktur, insbesondere der Filamentverdrillschritt, einfach, und die Produktion ist leicht, und die Produktionskosten sind niedrig, und die Eindringung des Gummis in das Innere des Cordfadens ist gut, und die Haltbarkeit ist ausgezeichnet.
Die Erfinder haben verschiedene Untersuchungen durchgeführt über Stahlcordfäden, die flexibel sein können und die Gürtel festigkeit auf einem festen Wert oder darüber halten können, als Gürtelverstärkung von radialen Reifen unter Verwendung der obigen industriell vorteilhaften Einfachverdrillstruktur 1 × n (n = 2-5), und festgestellt, daß das obige Ziel der Erfindung erreicht werden kann, wenn die Cordfadenzähigkeit, das Verhältnis von Biegesteifigkeit zu Cordfadenzähigkeit, und der Filamentdurchmesser bei der Einfachverdrillstruktur 1 × n (n = 2-5) innerhalb vorgegebener Bereiche spezifiziert werden, und als Ergebnis wurde die Erfindung erhalten.
Gemäß der Erfindung wird ein radialer Luftreifen vorgeschlagen, mit mindestens einer Gürtelschicht aus Stahlcordfäden zwischen einem Laufflächenbereich und einer Karkassenlage, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlcordfaden die folgenden Bedingungen erfüllt:
(1) Einfachverdrillstruktur: 1 × n (n = 2-5);
(2) Verhältnis von Biegesteifigkeit zu Cordfadenzähigkeit: 0,04-0,14 (mm²);
(3) Cordfadenzähigkeit: 196,1-784,5 N (20-80 kp); und
(4) Filamentdurchmesser: 0,12-0,20 mm.
Der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die Folgendes darstellen:
Die Figur 1 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen dem Abflachungsgrad der Schraube und dem Zwischenraum zwischen den Filamenten wiedergibt.
Die Figur 2 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Filamentfestigkeit und der Anzahl der Verdrillumdrehungen wiedergibt.
Um den Fahrkomfort von radialen Reifen (Lenkstabilität und Vibrationskomfort), das Kurvenverhalten in Notsituationen, und die Hochgeschwindigkeits-Laufeigenschaften zu verbessern, ist es gemäß der Erfindung erforderlich, daß das Verhältnis von Biegesteifigkeit zu Cordfadenzähigkeit innerhalb eines bei der obigen Bedingung (2) festgelegten Bereichs, vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 0,04-0,12 (mm²) liegt. Außerdem ist das Merkmal, daß das Verhältnis von Biegesteifigkeit zu Zähigkeit zur Verbesserung der obigen Leistungsfähigkeit auf den speziellen Bereich begrenzt ist, aufgrund der herkömmlichen Techniken nicht bekannt.
Um die Gürtel festigkeit innerhalb eines praktischen Bereichs zu halten oder zu erhöhen, während die Verbesserung der obigen Eigenschaften verwirklicht wird, liegt weiterhin die Cordfadenzähigkeit innerhalb des bei der obigen Bedingung (3) festgelegten Bereichs, vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 343,2-784,5 N (35-80 kp), und der Filamentdurchmesser innerhalb des bei der obigen Bedingung (4) festgelegten Bereichs, und 1 × 5 wird als Verdrillstruktur 1 × n besonders bevorzugt. Weiterhin ist die Zugfestigkeit des Filaments vorzugsweise nicht kleiner als 3334 × 10&sup6; Pa (340 kp/mm²), und sie liegt noch besser in dem Bereich von 3530-4413 × 10&sup6; Pa (360-450 kp/mm²). Ein solcher Bereich für die Zugfestigkeit ist aufgrund der herkömmlichen Techniken nicht leicht vorstellbar.
Bei dem aus fünf Stahlfilamenten bestehenden Stahlcordfaden, der als Gürtelverstärkung bei dem erfindungsgemäßen radialen Reifen verwendet wird, ist der Durchmesser jedes Filaments nicht größer als 0,20 mm, und außerdem ist das Filament zu einer flachen schraubenförmigen Form geformt, bei der der Abflachungsgrad vorzugsweise nicht größer als 0,85 ist, und das mittlere Formungsverhältnis vorzugsweise nicht kleiner als 120% ist. Außerdem werden die Stahlcordfäden, die aus Filamenten mit einer Festigkeit von vorzugsweise nicht weniger als 3334 × 10&sup6; Pa (340 kp/mm²), noch besser von 3530-4413 × 10&sup6; Pa (360-450 kp/mm²) bestehen, vorzugsweise bei mindestens einer Gürtelschicht des Gürtels vorgesehen.
Vorzugsweise wird der Stahlcordfaden erhalten durch Steuerung der Entkohlung eines kohlenstoffreichen Stahlfilaments mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,78-0,86 Gewichtsprozent bei einem Patentierschritt, bei dem der Kohlenstoffgehalt des Oberflächenschicht-Bereichs des Filaments, das einen Durchmesser von nicht mehr als 0,20 mm hat, auf nicht weniger als 0,70 Gewichtsprozent vermindert wird, Strecken des Filaments bis zu einer wahren Dehnung von nicht weniger als 4,0, Verdrillen von fünf Filamenten ohne wesentliche Formänderung, und Hindurchführen dieser verdrillten Filamente durch eine Gruppe von zickzackförmig angeordneten, kleinen Walzen, um bei der schraubenförmigen Form des Filaments ein Abflachungsverhältnis von nicht mehr als 85% zu verwirklichen.
Es ist bekannt, daß die Stärke des Filaments erhöht werden kann, um den Anteil des verwendeten Stahlcordfadens zu reduzieren und dadurch das Gewicht des Gummiartikels zu vermindern; daß die Filamentstärke des Mantels bei dem aus Schichten aufgebauten Cordfaden erhöht werden kann, um die Anzahl der bei dem Mantel verwendeten Filamente zu reduzieren, wodurch bei den Filamenten des Mantels ein Zwischenraum gebildet wird, um die Haftung an Gummi und die Reibfestigkeit zu erhöhen; daß bei den Filamenten des einfachverdrillten Cordfadens ein Zwischenraum gebildet werden kann, damit der Gummi in das Innere des Cordfadens eindringen kann, um dadurch die Korrosionsfestigkeit gegenüber Wasser zu verbessern; und daß Filamente mit einem Durchmesser von 0,05-0,40 mm verwendet werden können. Bisher war jedoch nicht bekannt, daß die Steifigkeit und die Flexibilität des Gürtels bei dem radialen Reifen gleichzeitig verbessert werden können, und die Gürtel festigkeit auf einem festen Wert oder darüber gehalten werden kann.
Die Bildung von hochfesten Stahlfilamentenwird dadurch erreicht, daß der Filamentdurchmesser klein gemacht wird. Beispielsweise hat ein Hartstahlfilament gemäß JIS G3521 eine Zugfestigkeit von maximal 3138 × 10&sup6; Pa (320 kp/mm²) bei einem Filamentdurchmesser von 0,08 mm, und ein Klavierdraht hat eine Zugfestigkeit von maximal 3481 × 10&sup6; Pa (355 kp/mm²) bei einem Filamentdurchmesser von 0,08 mm, In dem ausgelegten japanischen Patent Nr. 62-192532 werden Stahlfilamente mit einer Festigkeit von 3609 × 10&sup6; Pa (368 kp/mm²) und einer Verdrillumdrehungszahl von 48 erhalten durch Aufrechterhalten einer Umwandlungstemperatur während fünf Sekunden nach der Beendigung der Drahtumwandlung während der Patentierung, und Ausführen einer Streckung, die einer wahren Dehnung von nicht weniger als 3 entspricht, um Allzweck-Stahlfilamente mit 0,74 Gewichtsprozent Kohlenstoff zu erhalten, wie dies bei dem Beispiel 2, Tabelle 1a beschrieben ist, und anschließendes Strecken dieser Filamenten bei einer wahren Dehnung von 4,14. Der Zusammenhang zwischen der Festigkeit und der Anzahl der Verdrillumdrehungen aufgrund der Daten der Beispiele ist jedoch in der Figur 2 wiedergegeben, wobei die Anzahl der Verdrillumdrehungen rasch abnimmt, wenn die Festigkeit ungefähr 3491 × 10&sup6; (356 kp/mm²) ist, und folglich wird extrapoliert, daß die Anzahl der Verdrillumdrehungen bei der Festigkeit von 3687 × 10&sup6; Pa (376 kp/mm²) gleich 20 ist. Außerdem wird in diesem Patent nicht erwähnt, wie ein Filament aus hochfestem Stahl als Cordfaden zur Gummiverstärkung verwendet werden soll.
Um die Biegesteifigkeit des Gürtels bei den radialen Reifen zu vermindern, ist es sehr wirksam, den Durchmesser des Stahlfilaments, aus dem der Stahlcordfaden besteht, klein zu machen, wenn nur die Verbesserung des Stahlcordfadens für den Gürtel betrachtet wird. Wenn der Durchmesser des Filaments klein gemacht wird, ist jedoch die Zähigkeit pro Filament niedrig, so daß es, um die Zähigkeit des Stahlcordfadens auf einem festen Wert zu halten, vorteilhaft wird, die Anzahl der Filamente zu erhöhen. Wenn 6 oder mehr Filamente verdrillt werden, hat der sich ergebende Cordfaden bei Betrachtung seines Querschnitts einen Kern, so daß die Querschnittsfläche des Cordfadens vermindert ist und die Biegesteifigkeit in der Ebene pro Anzahl der Filamente abnimmt. Daher sollte die Anzahl der Filamente nicht größer als 5 sein.
Andererseits liegt das praktisch annehmbare Niveau der Gürtel festigkeit innerhalb eines Bereichs, der um 30% niedriger als das im allgemeinen verwendete Niveau ist. Die Gürtel festigkeit ist definiert als Cordfadenzähigkeit × Fadendichte. Wenn die Fadendichte zu groB ist, ist es schwierig, eine Ausrichtvorrichtung für den bei dem Produktionsschritt des radialen Reifens verwendeten Stahlcordfaden anzuwenden, und es wird 5schwierig, radiale Reifen tatsächlich zu produzieren. Wenn dagegen die Cordfadenzähigkeit niedriger als 196,1 N (20 kp) ist, bricht der Cordfaden leicht, wenn der Reifen über Hindernisse, wie auf der Straßenoberfläche verstreute Steine läuft. Um Cordfadenbruch zu verhindern, ist die Cordfadenzähigkeit daher vorzugsweise nicht niedriger als 342,2 N (35 kp).
Die gewöhnlich verwendeten Filamente haben eine Festigkeit von ungefähr 2746 × 10&sup6; Pa (280 kp/mm²) und einen Durchmesser von ungefähr 0,23 mm. Um die Straßengriffigkeit des radialen Reifens zu erhöhen und die Bodenberührung der Lauffläche zu verbessern, sollte jedoch das Verhältnis von Biegesteifigkeit zu Cordfadenzähigkeit 0,04-0,14 (mm²), vorzugsweise 0,04-0,12 (mm²) betragen, so daß der Filamentdurchmesser 0,12-0,20 mm beträgt, und die Zugfestigkeit des Filaments vorzugsweise nicht niedriger als 3334 × 10&sup6; Pa (340 kp/mm²), insbesondere nicht niedriger als 3530 × 10&sup6; Pa (360 kp/mm²) ist.
Da die Anzahl der Filamente, die den Stahlcordfaden bilden, vorzugsweise so weit wie möglich erhöht werden soll, ist die Verwendung von fünf Filamenten sehr zu empfehlen, aber in diesem Fall sollte die Festigkeit des Filaments vorzugsweise nicht niedriger als ungefähr 3334 × 10&sup6; Pa (340 kp/mm²) sein, um die Cordfadenzähigkeit nahe bei derjenigen des Allzweck-Cordfadens zu halten. Wenn die Filamentfestigkeit hoch wird, können der Filamentdurchmesser und die Biegesteifigkeit des Cordfadens vermindert werden, aber wenn die Festigkeit 4413 × 10&sup6; Pa (450 kp/mm²) übersteigt, nimmt die Ermüdungsfestigkeit beträchtlich ab.
Um die Haltbarkeit des radialen Reifens zu erhöhen, wird andererseits, wenn nur der Stahlcordfaden betrachtet wird, vorzugsweise ein sogenannter Stahlcordfaden vom offenen Typ verwendet, bei dem im Vergleich zu dem Querschnitt des kompakten Cordfadens die Querschnittsfläche des Stahlcordfadens groB gemacht ist und ein Zwischenraum zwischen den Filamenten gebildet ist.
Wenn das mittlere Formungsverhältnis des Filaments bei dem Stahlcordfaden vom offenen Typ 140% übersteigt, ist das Filament bei dem Reifenproduktionsschritt selbst bei Einwirkung einer geringen Kraft dehnbar, und folglich ergibt sich ein schlechtes Aussehen des Reifenprodukts, eine ungleichmäßige Ausrichtung der Cordfäden, ein niedrigeres Verwendungsverhältnis für die Cordfadenzähigkeit, und eine reduzierte Querschnittsfläche des Cordfadens bei dem Kalanderschritt, bei dem Gummi in das Innere des Cordfadens eindringt, und bei einem Vulkanisationsschritt, bei dem eine Kraft auf den Cordfaden ausgeübt wird, um das Eindringen von Gummi in den Cordfaden für den Gürtel des Reifens zu vermi ndern.
Um das Eindringen von Gummi in die Gürtelcordfäden zu erhöhen, wird vorzugsweise das mittlere Formungsverhältnis des schraubenförmig geformten Filaments erhöht, aber die obere Grenze des mittleren Formungsverhältnisses sollte wegen der obenerwähnten Probleme möglichst 140% betragen, während die untere Grenze vorzugsweise 110% betragen sollte, damit Gummi in das Innere des Cordfadens eindringt, um eine genügende Ermüdungskorrosionfestigkeit gegenüber Wasser zu erhalten.
Weiterhin sollte vorzugsweise eine flache schraubenförmige Form des Filaments vorgesehen werden, um das Eindringen von Gummi in das Innere des Cordfadens zu verbessern. Bei der Erfindung wird die mechanische Haltbarkeit des Gummiartikels in besonderem Maße verbessert, wenn der Durchmesser des Filaments klein gemacht wird, so daß es auch erforderlich ist, die Korrosionsfestigkeit des Stahlcordfadens gegenüber Wasser zu verbessern. Zu diesem Zweck wird eine flache schraubenförmige Form des Filaments vorgesehen, wodurch der Zwischenraum zwischen den Filamenten vergrößert wird. Der Zusammenhang zwischen dem Abflachungsverhältnis und dem Zwischenraum zwischen den Filamenten, wenn fünf Filamente mit einem Filamentdurchmesser von 0,18 mm so geformt werden, daß der Durchmesser der schraubenförmigen Form 0,65 mm ist, und danach zusammengedrilt und einer Abflachung unterworfen werden, ist in der Figur 1 konkret wiedergegeben.
Gemäß der Erfindung wird vorzugsweise ein Filament aus kohlenstoffreichem Stahl verwendet, das einen Kohlenstoffgehalt von 0,78-0,86 Gewichtsprozent hat. Als Stahlfilament kann das in JIS G3506 festgelegte Filament SWRH82A und SWRH82B, das in JIS G3502 festgelegte Filament SWRS80A, SWRS80B, SWRS82A und SWRS82B verwendet werden.
Weiterhin ist der Kohlenstoffgehalt in dem Oberflächenschichtbereich des bis auf einen vorgegebenen Enddurchmesser gezogenen Filaments vorzugsweise nicht kleiner als 0,70 Gewichtsprozent, um die Ermüdungsfestigkeit zu halten oder zu vergrößern.
Außerdem wird die Biegesteifigkeit des in der Erfindung festgelegten 10 Stahlcordfadens mit Hilfe der folgenden Formel berechnet:
B: Biegesteifigkeit (kg mm²)
n: Anzahl der Filamente
α: Verdrillwinkel (Grad)
E: Elastizitätsmodul (206.100 × 10&sup6; Pa; 21.000 kp/mm²)
I: sekundäres Schnitt-Trägheitsmoment (I = π/64 d&sup4;)
d: Filamentdurchmesser (mm)
G: Steifigkeitsmodul (82370 × 10&sup6; Pa; 8400 kp/mm²)
Die nachfolgenden Beispiele werden zur Veranschaulichung der Erfindung wiedergegeben und stellen keine Begrenzung der Erfindung dar.
Gemäß den in der nachfolgenden Tabelle 1 wiedergegebenen Entwurfsmerkmalen wurden verschiedene Stahlcordfäden für die Gürtelverstärkung hergestellt, die dann als Gürtelcordfaden verwendet wurden, um verschiedene radiale Reifen mit den Reifengrößen 185/65 R15, 185/70 R14 und 195/65 R15 herzustellen.
Die Leistungsfähigkeit dieser Reifen wurde mit Hilfe der nachfolgenden Tests bestimmt.

Rundenzeit/Gefühl-Test

Testbedingungen

Reifengröße: 185/70 R14
Fahrzeug: Gallant 4WD, hergestellt von Mitsubishi Motor Co. Ltd.
Teststrecke: Maruwa Autoland in Nasu 1,8 km (Schmutzstrecke) (trockene, harte Strecke)

Rundenzeit-Bestimmung

Die Rundenzeit wurde als Verkürzung gegenüber einer Rundenzeit von 1 Minute 17,40 Sekunden bei dem Kontrollreifen (Vergleichsbeispiel 1) bestimmt.

Gefühl-Beurteilung

Um die Steuerbarkeit, die Griffigkeit und das Zugvermögen zu beurteilen,, wurden die Reifen von einem Testfahrer tatsächlich gefahren und gemäß den nachfolgenden drei Stufen bewertet:
A: Gutes Gefühl
B: Gefühl ungefähr wie bei dem Kontrollreifen
C: Schlechtes Gefühl

Bruchberstungs-Test

Testbedingungen

Reifengröße: 185/70 R14, 185/65 R15, 195/65 R15.
Fahrzeug: Gallant 4Wd, hergestellt von Mitsubishi Motor Co. Ltd. Pulsar, hergestellt von Nissan Motor Co. Ltd. Legacy, hergestellt von Fuji Heavy Industries, Ltd.
Teststrecke: Schlechte Straßen in Japan und in anderen Ländern.

Beurteilung der Bruchberstung

Der gebrochene Zustand des Stahlcordfadens für die Gürtelverstärkung des Reifens wird nach dem Lauf durch eine Röntgenaufnahme bestätigt.
Die gemessenen Ergebnisse sind in der Tabelle 1 wiedergegeben. Tabelle 1(a) Vergl. beispiel Beispiel Entwurfsmerkmale Verdrillstruktur Filamentdurchmesser (mm) Cordfadenzähigkeit N (kp) Zugfestigkeit Pa × 10&sup6; (kp/mm²) Biegesteifigkeit/Cordfadenzähigkeit Mittleres Formungsverhältnis Abflachungsgrad Fadendichte (Cordfaden/5 cm) TABELLE 1(b) Vergl. beispiel Beispiel Reifenleistungsfähigkeit Verkürzung der Rundenzeit Gefühlstest Bruchberstung (Lauf auf einer uneben Straße) Gesamtbeurteilung Absolute Beurteilung der Griffigkeit, der Steurbarkeit, und des Zugvermögens Relative Bewertung Zeit des Kontrollreifens (1 min 17,40 s) schlecht Die Steuerbarkeit ist zufriedenstellend, aber die Griffigkeit und das Zugvermögen sind ziemlich schlecht Kontrollreifen keine Die Steuerbarkeit, die Griffigkeit und das Zugvermögen sind nicht zufriedenstellend gut Die Griffigkeit und das Zugvermögen sind gut, aber die Grenzsteurbarkeit ist instabil Die Griffigkeit, das Zugvermögen und die Steuerbarkeit sind sehr gut Die Griffigkeit, das Zugvermögen und die Steuerbarkeit sind gut
Wie aus den Testergebnissen der Tabelle 1 ersichtlich ist, werden bei den erfindungsgemäßen radialen Reifen die Stahlcordfäden, die eine hohe Zähigkeit, eine niedrige Biegesteifigkeit und eine gute Flexibilität haben, als Gürtelcordfäden verwendet, so daß die Haltbarkeit, die Lenkstabilität, der Vibrationskomfort und die Hochgeschwindigkeits-Laufeigenschaften ausgezeichnet sind.

Claims

1. Radialer Luftreifen, der mindestens eine Gürtelschicht aus Stahlcordfäden zwischen einem Laufflächenbereich und einer Karkassenlage saufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlcordfaden die folgenden Bedingungen erfüllt:

(1) Einzelverdrillings-Struktur: 1 × n (n = 2-5);

(2) Verhältnis von Biegesteifigkeit zu Cordfaden-Reißlast: 0,04-0,14 mm²;

(3) Cordfaden-Reißlast: 196,1-784,5 N (20-80 kg); und

(4) Filamentdurchmesser: 0,12-0,20 mm.

2. Reifen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente des Stahlcordfadens eine Zugfestigkeit von 3334-4413 × 10&sup6; Pa (340-450 kg/mm²) haben.

3. Reifen gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugfestigkeit 3530-4413 × 10&sup6; Pa (360-450 kg/mm²) beträgt.

4. Reifen gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Biegesteifigkeit zu Cordfaden- Reißlast bei dem Stahlcordfaden 0,04-0,12 mm² beträgt.

5. Reifen gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlcordfaden eine Cordfaden-Reißlast von 343,2- 784,5 N (35-80 kg) hat.

6. Reifen gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrillungsstruktur des Stahlcordfadens 1 × 5 ist.

7. Reifen gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlcordfaden-Filament ein mittleres Formungsverhältnis von nicht weniger als 120% hat.

8. Reifen gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlcordfaden-Filament bei einem mittleren Formungsverhältnis von nicht weniger als 120% zu einer schraubenförmig flachen Form geformt ist, und das Abflachungsverhältnis nicht größer als 0,85 ist.

9. Reifen gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlcordfaden-Filament ein Filament aus kohlenstoffreichem Stahl ist, das einen Kohlenstoffgehalt von 0,78-0,86 Gewichtsprozent hat, und bei dem der Kohlenstoffgehalt eines Oberflächenschicht-Bereichs nicht niedriger als 0,70 Gewichtsprozent ist.