JP3455352B2 - ゴム補強用スチールコード及びそれを使用したラジアルタイヤ - Google Patents
ゴム補強用スチールコード及びそれを使用したラジアルタイヤInfo
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Description
性を向上させたスチールコードに関するものであり、そ
れを特にトラック・バス及びライトトラック用重荷重ラ
ジアルタイヤのカーカスプライに適用し、タイヤの耐久
性を向上させたものである。
コードはコード内のフィラメント同士のフレッティング
摩耗により、フィラメント断面積が減少し、コード強力
が低下していく。その時コード内の一部のフィラメント
だけ断面積の減少が激しければ、そのフィラメントは衝
撃引張り、繰り返し曲げに対して破断を起こしやすくな
る。一旦フィラメントが破断すると、他のフィラメント
の引張り応力が増大し、コードの疲労破壊が促進される
という問題があった。
久性を増すためには、コード内の一部のフィラメントが
先行的に早期破断することを避ける必要があり、コード
内のフィラメント強力低下は一様であることが望まし
い。
カスプライフィラメントの強力低下を、層撚り構造を持
ちスパイラルのラップフィラメントでコードをラッピン
グし安定化したコードにつき調査した結果、最外層同軸
層のフィラメントの強力低下が極度に大きいこと、また
強力低下の主要因がスパイラルのラップフィラメントと
のフレッティング摩耗であることを見いだした。
のラップフィラメントを除去し、これによるフレッティ
ングが発生しないようにしたコードにつき調査した結
果、スパイラルのラップフィラメントによるフレッティ
ングは無くなり、最外層同軸層のフィラメントの強力低
下は少なくなった。
為、コードの拘束性が悪く、コードを極端に曲げるとフ
ィラメントがバラバラになり、一部のフィラメントに異
常入力が入りフィラメントが破断する現象が2層撚りコ
ードについて見られた。この場合コードの破断寿命がス
パイラルのラップフィラメントでコードをラッピングし
安定化したコードに比べ、大幅に低下した。この現象よ
り、極端な曲げ入力によるコード寿命の低下を防止する
為に、フィラメントがなんらかの形で拘束されている必
要があることが明らかになった。
コードにおいて、フィラメントの拘束を維持し、コード
大曲げ入力時のフィラメントへの異常入力を抑制しつ
つ、スパイラルのラップフィラメントと最外層同軸層の
フィラメント間のフレッティング摩耗を軽減し、最外層
同軸層フィラメントの強力低下を防止することが早急に
解決すべき問題点として残されている。
スチールフィラメントから成る中心基本構造と、この基
本構造のまわりに配列した6本のスチールフィラメント
からなる同軸層と、さらにその同軸層の外接円上に配置
され得るだけの数より1本ないし2本少ないフィラメン
ト数を最外層同軸層に有する3層撚りスチールコードに
おいて、2つの同軸層のフィラメントの撚り方向が同一
方向撚りになるように撚り合わせ、かつピッチが異な
り、更にスパイラルのラップフィラメントが存在しな
い、いわゆるノンスパイラル構造を持ち、かつコアとシ
ースのフィラメント径が以下の関係を満たすゴム補強用
スチールコードに関するものである。 Ds < Dc ≦ 0.20 でかつ Ds ×1.06 ≦ ((Dc +Ds )×π)/6 ≦
Ds ×1.1 Ds :シースのフィラメント径(mm) Dc :コアのフィ
ラメント径(mm)
ルコードを偏平率80%以下のラジアルタイヤのカーカ
スプライに適用したことを特徴とする重荷重用ラジアル
タイヤについて関するものであり、フィラメント拘束を
維持しつつ、最外層同軸層とスパイラルとの間のフレッ
ティングによる強力低下を抑制し得ることの知見に関す
るものである。
のフィラメント強力低下の不均一性、特にタイヤ走行中
の最外層同軸層フィラメントの極度の強力低下は、スパ
イラルのラップフィラメントが最外層同軸層フィラメン
トの撚り方向と異方向に撚られていることによるもので
ある。この場合は最外層同軸層フィラメントとスパイラ
ルのラップフィラメントの接触面積が小さいので単位面
積当たりの接触圧は大きくなる。
ーカスプライコードには、コード長手方向に対して捻れ
入力が生じる。仮に最外層同軸層の撚りがほぐれる方向
に捻れ入力が生じた場合、スパイラルのラップフィラメ
ントが最外層同軸層フィラメントの撚り方向と異方向に
撚られていると、スパイラルのラップフィラメントは撚
りが締まる方向に捻れ入力が生じ、両フィラメントの間
で相対的な移動が起こる。接触圧が大きい上に大きな相
対移動が起こると、スパイラルのラップフィラメントに
よって最外層同軸層フィラメントの断面積減少が進行
し、その結果、最外層同軸層フィラメントの強力低下が
生じる。
ると、その部分の層間のフィラメント同士の接触圧が高
くなり、フィラメント断面積の減少が進行し、その結
果、同軸層フィラメントの強力低下が生じる。
ング部)は、フィラメントの表面処理(メッキ)が露出
して、フィラメントが腐蝕しやすくなり、コードの腐蝕
疲労性にも悪影響を与える。
りコードをラッピングするスパイラルのラップフィラメ
ントを除去したコードでは、フィラメントの強力低下は
生じないが、各層のフィラメントが最密に配置されてい
るコードにおいては、先に述べたように大曲げ入力が生
じると、フィラメントがバラバラになり、一部のフィラ
メントに異常入力が生じフィラメントが破断して、コー
ドの破断寿命が低下する。
内側の同軸層の外接円上に配置され得る素線数より1本
ないし2本少ないコードでは、最外層の素線間にコーテ
ィングゴムが入ることにより、最外層フィラメントが拘
束されて、スパイラルと同等の効果を得られ、フィラメ
ントの強力低下を抑制した上で、大曲げ入力時のコード
破断寿命の低下を抑えることができる。
る素線数より3本以上少ない場合には、最外層の素線の
偏りが生じやすく製造上不都合が生じる。
造(図1)を取ることが好ましい。
でその周りに6本のフィラメントを撚って配置する場
合、コアと第1シースのフィラメントが同線径である
と、第1シースのフィラメントが撚り角を持ち、その断
面が楕円形状になるので、コアの周りに配置した第1シ
ースのフィラメント間の接触圧が高まり、第1シースの
フィラメント疲労性が低下する。
スのフィラメント径より太くすることにより、第1シー
ス間のフィラメントの接触圧を下げる事が疲労性の低下
に対して有効であることが判った。しかしながら、コア
と第1シースのフィラメント径の差を大きくしすぎる
と、今度は第1シースがコアの周りで動きやすくなり、
コアのフレッティング磨耗が増えて、コアの疲労性が低
下する。そこで、コアのフィラメント径と第1シースの
フィラメント径の関係が以下のようにであることが必要
である。 Ds < Dc ≦ 0.20 でかつ Ds ×1.06 ≦ ((Dc +Ds )×π)/6 ≦
Ds ×1.1 Ds :シースのフィラメント径(mm) Dc :コアのフィ
ラメント径(mm)
線径が太くなると、コードに極端な曲げ入力が入った
時、素線の破断が発生する。それを回避する為には、素
線の表面歪みを低減する事が有効である。一般に素線の
表面歪みεは、ε=D/2R(D:素線径,R:コード
を曲げた時の曲率半径)で近似される。つまり、一定の
曲げ入力Rの下で、素線の表面歪みεを低減する為に
は、素線径Dを出来るだけ細くする事が有効である。
スプライ、特に偏平率が80%以下の偏平ラジアルタイ
ヤに極端な曲げ入力が入った時、素線が破断しない素線
径は、上記の効果を加味したコードにおいて、0.20
mm以下であることが必要であるのが、出願者等の実験
によって確認されている。すなわちフィラメント径は
0.20mmより大きいと表面歪みが大きくなり好まし
くない。
ード強力を確保する為には、中心基本構造の回りに2層
以上の同軸層を有することが必要であるが、3層以上に
なると撚り構造が複雑化し、特に同方向撚りは製造上困
難となる。さらには素線の単位断面積当たりの強力(抗
張力)を330kg/cm2 以上にした、いわゆる高強
力鋼材を用いる事が好ましい。
体的に説明するが、本発明はこの実施例によってなんら
限定されるものではない。 タイヤサイズ :11/70R22.5 14PR (トラックバス用偏平ラジアルタイヤ:偏平率) 打ち込み数 :22.0 本/5cm ドラム走行条件:速度 60km/h 内圧 8 kgf/cm2 (通常時) 1 kgf/cm2 (大曲げ入力時) 荷重 JIS 100% 荷重(通常時) JIS 40% 荷重(大曲げ入力時) の試験条件を共通にして実験を行った。
ラルゴムペネコードとして、1+6+11構造(実施例
1)と対比して、新品時のコード強力を100とする指
数表示により表す各コードの通常走行後のコード強力保
持性及び、大曲げ入力走行後のフィラメント破断率、フ
レッティング深さについて実験を行った。
コードである撚り構造1+6+12+1(比較例1:図
2)、3層撚りノンスパイラル構造である1+6+12
構造(比較例2)、コアとシースのフィラメント径が本
願の関係を満たさない1+6+11構造(比較例3、比
較例4、比較例5)について実験を行った。その結果を
表1、表2に示した。
取り出したカーカスコード10本をインストロン式引っ
張り試験機にて破断破断強力を測定し、その平均値を、
新品タイヤより引き抜いたコード10本の破断強力の平
均値で除したものをコード強力保持率とした。
ード1本の各層の素線を2本づつ取り出し、そのコード
におけるタイヤの中心に配置されていた点から両側に1
4.5cm±2cmの範囲のフレッティング摩耗による
素線径の減少量Df(図3)を測定し、その最大値を比
較した。
ーカスコード10本分を取り出して、破断したフィラメ
ントの本数を数え、コード10本分のフィラメント総数
で除したものを百分率表示したものをフィラメント破断
率とした。フィラメント破断率は低い方が良い。
ールコードによれば、最外層同軸層フィラメントのスパ
イラルのラップフィラメントによるフレッティング摩耗
が低減され、かつコード内フィラメントの強力低下が抑
制されるため、コードの寿命が向上する。またそれを使
用した空気入りタイヤも、タイヤの耐久性が向上すると
いう効果が得られる。
構造の層撚りコードの断面図である。
+1構造の層撚りコードの断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 1本のスチールフィラメントから成る中
心基本構造(コア)と、この基本構造のまわりに配列し
た6本のスチールフィラメントからなる同軸層(第1シ
ース)と、さらにその同軸層の外接円上に配置され得る
だけの数より1本ないし2本少ないフィラメント数を最
外層同軸層(第2シース)に有する3層撚りスチールコ
ードにおいて、2つの同軸層のフィラメントの撚り方向
が同一方向撚りになるように撚り合わせ、かつピッチが
異なり、更にスパイラルのラップフィラメントが存在し
ない、いわゆるノンスパイラル構造を持ち、かつコアと
シースのフィラメント径が以下の関係を満たすゴム補強
用スチールコード。 Ds < Dc ≦ 0.20 でかつ Ds ×1.06 ≦ ((Dc +Ds )×π)/6 ≦
Ds ×1.1 Ds :シースのフィラメント径(mm) Dc :コアのフィ
ラメント径(mm) - 【請求項2】 上記請求項1におけるゴム補強用スチー
ルコードを偏平率80%以下のラジアルタイヤのカーカ
スプライに適用したことを特徴とする重荷重用ラジアル
タイヤ。
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