JPH1181168A - ゴム物品補強用スチ−ルコ−ド及び空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ゴム物品の補強に用いられるスチ−ルコ−ド、
及びこのコ−ドを補強材として用いた空気入りラジアル
タイヤに関する。 【解決手段】２＋６構造のスチ−ルコ−ドにおいて、コ
アは真直なスチ−ルフィラメントからなり、該コアの周
囲に６本のスチ−ルフィラメントを巻き付けてシ−スと
なし、コアスチ−ルフィラメントの直径ｄｃは０．２５
〜０．４０ｍｍの範囲にあり、コアフィラメントとシ−
ススチ−ルフィラメントの直径ｄｃ、ｄｓは、０．０５
≦０．７５ｄｃ−０．５ｄｓ≦０．１０、なる関係を満
足し、かつコ−ドの断面の偏平率が１．０を越えるゴム
物品補強用スチ−ルコ−ド。１‥スチ−ルコ−ド、２‥
コアフィラメント、３‥シ−スフィラメント、４‥コ
ア、５‥シ−ス、ｄｃ‥コアフィラメントの直径、ｄｓ
‥シ−スフィラメントの直径、ｓ‥シ−スフィラメント
の隙間。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ゴム物品の補強
に用いられるスチ−ルコ−ド、及び該スチ−ルコ−ドを
補強材として用いた空気入りラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】空気入りラジアルタイヤのベルト層に用
いられる従来のスチ−ルコ−ド構造としては、３本の細
径フラメントを撚り合わせてコアとなしその周囲に６本
の太径フィラメントをコアとは逆方向に巻き付けた最密
撚り構造が主流であった。

【０００３】しかしながら、最蜜撚り構造ではコ−ド内
部にゴムが浸透しないので、特開平６−３３３８３号公
報では（１ｘ２）＋ｎ構造でｎは複数本の素線でありコ
アは素線間に隙間をもち偏平比１．３〜２．０の一方向
に偏平断面とし、コアと同方向に長い撚りピッチに撚り
合わせたスチ−ルコ−ドによって耐久性の改善を試みる
提案されている。しかし隙間があるように撚り合わせた
コアであるために僅かの力でコ−ドが伸びやすく、タイ
ヤ成型時の精度に問題を生ずるし、コ−ド断面を極端に
偏平にすると素線表面に傷を生じて耐疲労性が低下する
欠点がある。

【０００４】又、特開平７−１９１１号公報では、同一
撚り２＋６構造コ−ドをブレ−カに用いたラジアルタイ
ヤにおいて、シ−スフィラメントはコアフィラメントに
対して１３０〜２００％増径されており、コアの撚りピ
ッチはシ−スの撚りピッチに対して６５％以下でシ−ス
フィラメントの型付け率を９０〜１１０％とし、更にシ
−スフィラメント径が０．３０〜０．４０ｍｍとするコ
−ドによってタイヤの耐久性を改善する提案がなされて
いる。しかし、シ−スフィラメント径が大きい範囲内で
はシ−スフィラメント相互が接触してコアにまでゴムの
侵入が困難であり耐腐食性が低下する問題があるし、コ
アを撚り合わせる工数が増えてしまう。しかるに、二度
撚り撚線機を用いコアとシ−スの撚り合わせを一度に行
う方法もあるが、フィラメントの供給装置がコアとシ−
スとで２個所必要となり設備費用と設置場所がかさむと
いう問題がある。

【０００５】更に、特開平９−１５８０６６号公報で
は、２＋６構造のスチ−ルコ−ドにおいてコアの撚りピ
ッチが３０ｍｍ以上であり、コアフィラメントの直径ｄ
ｃとシ−スフィラメント直径ｄｓとが０．５８＜ｄｓ／
ｄｃ＜１．６１５となるようにすることによってコ−ド
内部へのゴム侵入性が改善されるという提案がなされて
いる。しかしこの提案によるコ−ドではシ−スフィラメ
ント間の隙間が狭い場合にはコ−ド内部へのゴムの侵入
が低下して耐食性が劣化するし、シ−ス間の隙間が広過
ぎる場合には、シ−スフィラメントの配置が乱れること
によりゴムの侵入が非均一となってコ−ド端末からのコ
ア飛び出しを防止することができない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記したよう
な従来のスチ−ルコ−ドに比べて耐腐食疲労性に優れた
スチ−ルコ−ドを経済的に製造でき、これを空気入りタ
イヤの補強材に用いてタイヤの軽量化を図ることを課題
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の課題を解
決するためになされたものであって、その発明の第１は
ゴム物品の補強用スチ−ルコ−ドであって、コアとなる
２本のスチ−ルフィラメントとそのコアその周囲に６本
のスチ−ルフィラメントを撚り合わせた単層のシ−スか
らなる２＋６構造のスチ−ルコ−ドにおいて、コアは撚
り合わせていない２本の真直なスチ−ルフィラメントか
らなり、該コアの周囲に６本のスチ−ルフィラメントを
巻き付けてシ−スとなし、コアスチ−ルフィラメントの
直径ｄｃは０．２５ｍｍ〜０．４０ｍｍの範囲にあり、
コアフィラメントとシ−ススチ−ルフィラメントの夫々
の直径ｄｃ、ｄｓは、０．０５≦０．７５ｄｃ−０．５
ｄｓ≦０．１０、なる関係を満足し、かつコ−ドの断面
の偏平率が１．０を越えることを特徴とするもので、好
ましくは、コアスチ−ルフィラメントの直径ｄｃとシ−
スフィラメントの直径ｄｓとの関係が０．０５≦０．７
５ｄｃ−０．５ｄｓ≦０．０７を満足するものである。

【０００８】一方、発明の第２は空気入りラジアルタイ
ヤであって、１対のビ−ド部間でトロイド状に延びるカ
−カスと、前記カ−カスのクラウン部をベルト層で補強
した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カ−カス及
び／又はベルト層を構成するスチ−ルコ−ドに発明の第
１におけるゴム物品補強用スチ−ルコ−ドを用い、当該
コ−ド断面の長軸が補強層の幅方向に一定の向きで埋設
されているカ−カス及び／又はベルト層であることを特
徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】先ず、図１は本発明の第１におけ
るスチ−ルコ−ド１の撚りピッチの１／４毎のコ−ドの
断面図である。図中、符号２は２本の平行するコアフィ
ラメント、３はシ−スフィラメント、４はコア、５はシ
−ス部を示す。ｓはシ−スフィラメント３、３間の隙間
を示し、ゴムの侵入部である。そして、図のａ／ｂがコ
−ド断面の偏平率を表すものである。

【００１０】本発明の第１にあって、コアは撚り合わせ
ず、同一平面上に平行に引き揃えた２本のスチ−ルフィ
ラメントで構成したのはコ−ドに曲げ剛性の異方性をも
たせるためである。

【００１１】コ−ドに曲げ剛性に異方性をもたせる理由
は、第２発明の空気入りラジアルタイヤのカ−カスコ−
ドとして用いる際、曲げ剛性の低い両側にゴム被覆した
カ−カスプライはビ−ド部の折り返し作業性が改善さ
れ、更にサイドウオ−ル部の曲げ剛性が低下するので乗
り心地も改善されるからである。又、ベルトコ−ドとし
て用いる際には、ベルト層の厚さ方向に曲げ剛性が低い
側を配置するようにすると乗り心地が改善されると共に
ベルト幅方向の剛性は高くなってタイヤの操縦性も改善
されるからである。

【００１２】図２は空気入りラジアルタイヤの断面図で
あり、６はカ−カス、７はビ−ド部、８はベルト層、９
はトレッド部である。本発明の第１のスチ−ルコ−ド１
はカ−カス６或いはベルト層８に採用されるものであ
る。

【００１３】又、コ−ド断面を偏平とすることによって
コア上にまでゴムが侵入しやすくなり、繰り返し曲げ変
形によるコアのコ−ド端末からの飛び出しを防止でき、
更にコアは撚り合わせていないのでコアの撚り工程を省
略でき、撚りの生産性が向上するしコアを撚るための設
備も不要となる等の効果もある。

【００１４】そして、コアを２本のスチ−ルフィラメン
トとしたのは、１本のスチ−ルフィラメントでは曲げ剛
性の異方性が得難く、３本以上のスチ−ルフィラメント
で三角形、四角形或いは多角形断面のコアを構成すると
コアの中心部に形成される空洞部によって水分が伝播さ
れ耐腐食性が低下し、一平面上に３本以上のスチ−ルフ
ィラメントを引き揃えたコアとすると圧縮特性が低下す
るからである。

【００１５】更に、シ−スを６本のスチ−ルフィラメン
トでコアの周囲に巻き付ける構造としたのはシ−ス内の
隣接フィラメント間に隙間をもたせるためで、タイヤ加
硫時にこの隙間にゴムが侵入してコアフィラメントと接
着することにより、タイヤ走行時のコ−ドの繰り返し変
形によるコ−ド端末からのコアフラメントの飛び出しが
防止できタイヤの損傷を低減できる。

【００１６】尚、コアフィラメントの直径ｄｃとシ−ス
フィラメントの直径ｄｓとの関係は、０．０５≦０．７
５ｄｃ−０．５ｄｓ≦０．１０、なる関係を満たすよう
にすることによってシ−ス内で隣接するスチ−ルフィラ
メント間の隙間が確保され、コア外周を取り巻くように
ゴムが侵入しコ−ドの耐腐食性が改善されると共に、コ
−ド端末からのコア飛び出しを低減でき、しかもコアと
シ−スとのフレッテイングを低減できることになる。シ
−スフィラメント相互の隙間を均一とすることによりゴ
ムの侵入性を均一に、また耐疲労性を改善するために、
好ましくは、０．０５≦０．７５ｄｃ−０．５ｄｓ≦
０．０７、とすることによって本発明のスチ−ルコ−ド
の特徴が顕著となる。

【００１７】コ−ド強力を高めるためにフィラメントの
直径は０．２５ｍｍ以上が好ましく、又、コ−ドの耐曲
げ疲労性を著しく悪化させないために０．４０ｍｍ未満
が望ましい。

【００１８】タイヤの軽量化を図る点から言えば、スチ
−ルフィラメントの引張強度は３０００Ｎ／ｍｍ² 以上
とすることが望ましい。スチ−ルフィラメントの引張強
度を３０００Ｎ／ｍｍ² 以上とするには炭素含有量が
０．８０重量％以上のスチ−ルコ−ド線材を最終パテン
ティングから総減面率を９５．５％以上に伸線すること
によって得られる。スチ−ルフィラメントの延性を維持
するために最終湿式伸線時の線温は１５０℃以下とす
る。１５０℃以下とするには、伸線速度を遅くする、水
性潤滑剤の温度を低温で制御する、伸線ダイの形状を選
択する、伸線パススケジュ−ルの適正化等の手段を単独
或いは組み合わせることによって達成できる。

【００１９】シ−スフィラメントはコアに巻き付ける前
に予め撚りの螺旋型付けを行うが、その螺旋の半径Ｒは
コアフィラメントの直径ｄｃとシ−スフィラメントの直
径ｄｓとに対し、Ｒ＝（３ｄｃ／２）＋２ｄｓとなるよ
うにする。螺旋のピッチは撚りピッチと同じである。図
３は本発明のスチ−ルコ−ドを構成するシ−スフィラメ
ントの撚り型付け率を説明する図である。

【００２０】このように螺旋型付けを行うことにより、
シ−スフィラメントはコアの周囲をほぼ等間隔の隙間を
保ちながら巻き付けられる。シ−スを巻き付けた後に、
スチ−ルコ−ドの撚り性状を良好にするために矯正治具
を通過させる。この矯正治具のコ−ド入口側のロ−ルの
間隔をＰｂ及び出口側のロ−ル間隔をＰｃとして、コ−
ドの撚りピッチＰに対して１．２Ｐ≦Ｐｂ≦２．２Ｐ及
び２．４Ｐ≦Ｐｃ≦４．０Ｐの関係を満足するようなロ
−ル間隔とすることによって、コアの周りにシ−スフィ
ラメントが規則正しく配置されることになる。図４は矯
正治具のロ−ル間隔を説明する図である。図中、１０は
矯正治具であって、１１はコ−ド入口側ロ−ル、１２は
出口側ロ−ルである。

【００２１】即ち、矯正治具のコ−ド入口側ロ−ル間隔
Ｐｂを１．２Ｐ≦Ｐｂ≦２．２Ｐとすることによって、
シ−スフィラメントの軸方向の動きを拘束して矯正加工
を行うためにシ−スフィラメントの撚りピッチの変化を
抑制し、又、出口側ロ−ル間隔Ｐｃを２．４Ｐ≦Ｐｃ≦
４．０Ｐとすることによって、シ−スフィラメントの軸
方向の動きを拘束しない状態で矯正加工を行うために、
シ−スフィラメント相互の間隔を均一にすることができ
る。

【００２２】この際、ロ−ル回転軸に平行にコアの長軸
を通過させることによって偏平断面を有するコ−ドとす
ることができる。偏平の度合いは、偏平にしすぎるとシ
−スフィラメントの配置が乱れてコアの周囲にゴムが均
一に侵入し難くなり、又、円形の断面でもシ−スフィラ
メント間の隙間が小さくなってコアへのゴム侵入性が低
下する。

【００２３】コ−ドの多数本を平行に等間隔に並べてゴ
ムを被覆したタイヤ補強用シ−トにおいて、コ−ドが隣
接する方向にコアの長軸が位置するように配列させると
補強シ−トの厚さが薄くなりタイヤの軽量化が図れる。
又、螺旋のピッチはコ−ドの撚りピッチに対して９５％
から９９％程度とすることによってコアとシ−スとの接
触圧が高められ、コ−ドのト−ションとカ−ルの発生を
防止できる。

【００２４】

【実施例】

（Ａ）第１発明のスチ−ルコ−ドの製造 重量％で、炭素が０．８２、マンガン０．５０、シリコ
ンが０．２０、硫黄が０．００９、燐が０．００９、残
部は鉄と不可避的な不純物からなる直径が５．５ｍｍの
スチ−ルコ−ド用線材を乾式伸線で所望の直径に縮径し
た後、パテンティング処理、ゴムとの接着を確保するた
めのメッキ処理を施した後に湿式伸線により仕上げてフ
ィラメントとした。湿式伸線において高減面率加工が生
産性よく実施できるように、湿式伸線をする前の流動床
によるパテンティング処理において、溶体化温度まで急
速加熱して溶体化し、次いでパ−ライト変態温度以下で
極く短時間で急冷した後、パ−ライト変態温度で変態完
了させることによって線材表面部のパ−ライトブロック
サイズを微細化した。

【００２５】又、湿式伸線後のスチ−ルフィラメントに
張力を加えながら繰り返し曲げ処理を施し、スチ−ルフ
ィラメントの表面部に圧縮側の残留応力を与えて耐疲労
性を改善することもできる。特にゴム浸透性が完全では
ないコアフィラメントに上記の処理を施すことによって
耐腐食性が改善されることになる。

【００２６】撚線はチュ−ブラ−撚線機或いはバンチャ
−撚線機いずれでもかまわない。コアフィラメントは撚
線機の一端の外から供給し、シ−スフィラメントは撚線
機の内部から供給し、ピンが他の型付け治具によって撚
りの型付けを行い、型付けピッチは９５から１００％未
満の範囲にすることによってコアとの接触圧が高くなり
シ−スフィラメントの長手方向の移動が抑制されて隣接
シ−スフィラメントの隙間が均一となる。コアとシ−ス
との接触圧を高めすぎるとフレッティングをおこして耐
疲労性が低下するし、コアとシ−スの隙間が小さくなっ
てゴムが侵入し難くなり、又、接触圧を低くしすぎると
シ−スフィラメントが長手方向に移動することによって
隣接シ−スフィラメント間の隙間が不均一となる。コア
のシ−ス巻付けは集合ダイスで行ってコ−ドとし、矯正
治具によってコ−ドの撚り性状を適正にした後リ−ルに
巻き取る。

【００２７】（Ｂ）第２発明の空気入りラジアルタイヤ 上記実施例にて製造したコ−ドをタイヤサイズ１０．０
０Ｒ２０の空気入りラジアルタイヤのベルト層に用いて
評価した。

【００２８】（Ｃ）各種試験 ａ：ゴムの侵入性 成形した空気入りラジアルタイヤのベルト層からスチ−
ルコ−ドを取り出し、シ−スフィラメントの撚りを解し
てコアに接着しているゴムの量を測定した。図５はコア
を取り巻くゴム侵入性を説明する図であり、測定はコア
の長軸両端部ａ側及び短軸両端部ｂ側でのゴム量を観察
した。

【００２９】ｂ：耐回転曲げ疲労性 ある曲げ歪みでのコ−ドが破断するまでの回転数を疲労
寿命として、曲げ歪みに対する疲労寿命曲線を求め疲労
寿命曲線の変曲点の歪みを疲労限とした。結果を従来例
のコ−ドの疲労限を１００として指数表示した。指数が
大きいほど疲労限が大きく曲げ疲労寿命にすぐれている
ことを示す。

【００３０】ｃ：腐食伝播長さ ベルト層から取り出したスチ−ルコ−ドの一端を一定長
さで塩水中に一定時間浸した後、コ−ドの撚りを解しな
がらゴムが剥離しなくなるまでの長さを測定した。長さ
が短いほど耐腐食性に優れていることを示す。

【００３１】ｄ：セパレ−ション発生の有無 供試タイヤを１０ｔトラックに装着し、悪路走行させて
完全摩耗したタイヤを解剖し、スチ−ルコ−ド内部の水
分伝播によるコ−ドとゴムとの接着劣化によって発生し
た大きなセパレ−ションの有無を調べた。その結果をま
とめて表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】耐腐食疲労性に優れたスチ−ルコ−ドを
経済的に製造でき、空気入りタイヤの補強材 に用いる
とタイヤの軽量化が図れると共にタイヤの耐久性も向上
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明のスチ−ルコ−ド断面図である。

【図２】図２は空気入りラジアルタイヤの断面図であ
る。

【図３】図３は本発明のスチ−ルコ−ドを構成するシ−
スフィラメントの撚り型付け率を説明する図である。

【図４】図４は矯正治具のロ−ル間隔を説明する図であ
る。

【図５】図５はコアを取り巻くゴム侵入性を説明する図
であり、測定はコアの長軸両端部ａ側及び短軸両端部ｂ
側でのゴム量を観察した。

【符号の説明】

１‥‥スチ−ルコ−ド、 ２‥‥コアフィラメント、 ３‥‥シ−スフィラメント、 ４‥‥コア、 ５‥‥シ−ス、 ６‥‥カ−カス、 ７‥‥ビ−ド部、 ８‥‥ベルト層、 ９‥‥トレッド、 １０‥‥矯正治具、 １１‥‥コ−ド入口側ロ−ル、 １２‥‥コ−ド出ロ側ロ−ル、 ｄｃ‥‥コアフィラメントの直径、 ｄｓ‥‥シ−スフィラメントの直径、 ｓ‥‥シ−スフィラメントの隙間、 Ｐｂ‥‥矯正治具のコ−ド入口側のロ−ルの間隔、 Ｐｃ‥‥矯正治具のコ−ド出口側のロ−ルの間隔、 Ｒ‥‥螺旋の半径。

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【手続補正書】

【提出日】平成９年１２月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】追加

【補正内容】

【図５】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コアとなる２本のスチ−ルフィラメント
   とそのコアその周囲に６本のスチ−ルフィラメントを撚
   り合わせた単層のシ−スからなる２＋６構造のスチ−ル
   コ−ドにおいて、コアは撚り合わせていない２本の真直
   なスチ−ルフィラメントからなり、該コアの周囲に６本
   のスチ−ルフィラメントを巻き付けてシ−スとなし、コ
   アスチ−ルフィラメントの直径ｄｃは０．２５ｍｍ〜
   ０．４０ｍｍの範囲にあり、コアフィラメントとシ−ス
   スチ−ルフィラメントの夫々の直径ｄｃ、ｄｓは、０．
   ０５≦０．７５ｄｃ−０．５ｄｓ≦０．１０、なる関係
   を満足し、かつコ−ドの断面の偏平率が１．０を越える
   ことを特徴とするゴム物品補強用スチ−ルコ−ド。
2. 【請求項２】 コアスチ−ルフィラメントの直径ｄｃと
   シ−スフィラメントの直径ｄｓとの関係が０．０５≦
   ０．７５ｄｃ−０．５ｄｓ≦０．０７を満足する請求項
   第１項記載の空気入りゴム物品補強用スチ−ルコ−ド。
3. 【請求項３】 １対のビ−ド部間でトロイド状に延びる
   カ−カスと、前記カ−カスのクラウン部をベルト層で補
   強した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カ−カス
   及び／又はベルト層を構成するスチ−ルコ−ドに請求項
   第１項に記載のタイヤ補強用スチ−ルコ−ドを用い、当
   該コ−ド断面の長軸が補強層の幅方向に一定の向きで埋
   設されているカ−カス及び／又はベルト層であることを
   特徴とする空気入りラジアルタイヤ。