JP2009208725A - Pneumatic radial tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくはカーカスに用いられるスチールコードの耐疲労性を改善し、タイヤの耐久性を向上した大型車両用に好適な空気入りラジアルタイヤに関するものである。 The present invention relates to a pneumatic radial tire, and more particularly to a pneumatic radial tire suitable for a large vehicle that has improved fatigue resistance of a steel cord used in a carcass and improved durability of the tire.
トラック・バス用など大型の空気入りラジアルタイヤのカーカスには、2層撚りや3層撚りなどの多層構造のスチールコードが広く使用され、中でも使用条件が過酷な重荷重用大型タイヤには図8に示す3+9+15×0.175+1構造のように素線径が細く、構成素線本数の多い3層構造スチールコード50が一般的に使用されている。
Multi-layer steel cords such as two-layer twist and three-layer twist are widely used in the carcass of large pneumatic radial tires for trucks, buses, etc. As shown in the 3 + 9 + 15 × 0.175 + 1 structure, a three-
しかし、この3層構造スチールコード50は、タイヤ使用中に素線同士及びラッピングワイヤWと外層シース素線との摩擦によるフレッチング摩耗によって素線断面積が減少し除々にコード強力の低下を進行させ、タイヤ走行中の衝撃やバットレス部に繰り返しかかる応力歪みによりコード損傷を生じるという問題や、コード内部へのゴム侵入性が劣ることから耐食疲労性が不十分であるという問題がある。
However, in the three-layer
また、その撚り構造からコード製造時に3回以上の撚線工程を要し、コード生産性が低くその製造コストを上昇させる結果タイヤのコストにも影響するものになっている。 Further, the twisted structure requires three or more twisting steps when manufacturing the cord, resulting in low cord productivity and an increase in the manufacturing cost, which also affects the tire cost.
そこで、このようなフレッチング摩耗による耐疲労性の低下とコストの問題を改善するものとして、1本のコア素線の周囲に2層のシース層を配置し、このシース層を同一方向、同一ピッチで撚り合わせて素線相互間のラインコンタクト化を図るコンパクト撚りの1+18構造(図6参照)のスチールコード(特許文献1)や、シース素線の細径化や本数を間引いてゴムの浸透性を改善し、さらにラッピングワイヤを除去した1+6+(10〜11)構造(図7参照)のスチールコード(特許文献2)が開示され、フレッチング摩耗の低減と撚線工数を減じて耐久性改良と低コスト化を図るスチールコードが提案されている。
Therefore, in order to improve the deterioration of fatigue resistance and cost due to such fretting wear, two sheath layers are arranged around one core wire, and the sheath layers are arranged in the same direction and at the same pitch. Steel cord (patent document 1) with a
また、タイヤ回転時の撓みを受けて繰り返し応力歪みがかかりやすいバットレス部において、スチールコードの材質疲労的な要因に基づく素線破断に起因しコード損傷に至らしめタイヤ強度を低下させるという問題が見られる。特に、パンクなどによる低圧走行時には極端に大きな歪みがサイドウォール〜バットレス部にかかることで、短時間の内に素線破断からカーカスコードの損傷に進行しタイヤの故障を引き起こすことが考えられる。 In addition, there is a problem that the buttress part, which is susceptible to repeated stress strain due to bending during tire rotation, leads to cord damage due to strand breakage due to the material fatigue factor of the steel cord, resulting in a decrease in tire strength. It is done. In particular, during low-pressure running due to puncture or the like, an extremely large strain is applied to the side wall to the buttress portion, so that it is considered that the breakage of the wire progresses to the damage of the carcass cord within a short time and causes a tire failure.
上記文献1に開示の1+18構造等のコンパクト撚りスチールコードは、素線のラインコンタクト化によりフレッチング摩耗が低減され耐疲労性の向上とコードコストの点で有利となるが、反面で構成素線がコード内部に充填配置されるためコード断面輪郭が非円形の多角形状になるという特徴を持ち、多角形状コードの特定位置の素線に応力歪みがかかりやすく材質疲労を起こしやすいという問題が考えられる。
The compact stranded steel cords such as the 1 + 18 structure disclosed in the above-mentioned
そこで、1+18構造の断面多角形状の頂点に位置する素線が歪みを受けやすく、またコードの曲げ剛性に異方性を持つため耐疲労性を低下させるとの考えから、直径の小さい素線を多角形状の頂点に配置してコード断面形状を円形に近づけ耐久性を向上させることが提案されている(特許文献3)。
上記の1+18構造のような同一方向、同一ピッチ撚りのコンパクトコードは、素線のラインコンタクト化により耐フレッチング性は改善されるが、ゴムの侵入性不足のためタイヤにかかる応力歪みによりコードがばらけたり、一部の素線が先行破断することがあり、また水分の浸入によって腐食疲労性やゴムとの接着性低下により耐久性を低下させる問題、また心素線がストレートであるため応力歪みが集中してかかりやすく耐疲労性に不利となり破断しやすいという問題を抱えている。また、シース素線をコア素線より細くすることも提案されているが、ゴム侵入性を十分満足させるには至っていない。 A compact cord with the same direction and the same pitch twist as in the above 1 + 18 structure is improved in fretting resistance due to the line contact of the wire, but due to insufficient rubber penetration, the cord is separated due to stress strain on the tire. In some cases, some of the strands may be pre-ruptured. In addition, moisture penetration may cause deterioration of durability due to corrosion fatigue and adhesion to rubber, and stress distortion due to the straightness of the core strand. Has a problem that it tends to be concentrated and is disadvantageous for fatigue resistance and easily breaks. In addition, it has been proposed to make the sheath wire thinner than the core wire, but the rubber penetration property has not been sufficiently satisfied.
また、このゴム侵入性や材質疲労を向上するため、特許文献2、3のように異径素線や細径素線を組み合わせて撚り合わせるものは、素線の伸線性低下や素線部材の増加、撚り線工程の煩雑化がコードコストに跳ね返るという問題がある。
Moreover, in order to improve this rubber penetration | invasion property and material fatigue | exhaustion, what is twisted combining a different diameter strand and a thin strand like a
本発明は上記問題点に鑑み、コード生産性を損なうことなく、コンパクト撚り1+18構造スチールコードの上記欠点を解消し、コード内部へのゴム侵入性を確保しながら、耐フレッチング性の向上、一部素線の先行破断を防止した耐疲労性に優れるスチールコードを、カーカスに使用した耐久性能に優れる空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とするものである。 In view of the above problems, the present invention eliminates the above-mentioned drawbacks of the compact twisted 1 + 18 structure steel cord without impairing the cord productivity, and improves the fretting resistance while securing rubber penetration into the inside of the cord. An object of the present invention is to provide a pneumatic radial tire excellent in durability performance using a steel cord excellent in fatigue resistance in which a preceding wire breakage is prevented and used in a carcass.
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、カーカスを補強するスチールコードにおいて、1+6+n構造のコア素線に特定の螺旋状の型付けを施し、かつ、インナーシースとアウターシースの撚り構成を特定することで、スチールコードのゴム侵入性と耐フレッチング性をバランスよく向上し耐疲労性を改良できることを見出したものである。 As a result of intensive research in order to solve the above problems, the present inventor applied a specific spiral type to the core wire of the 1 + 6 + n structure in the steel cord that reinforces the carcass, and the inner sheath and the outer sheath. It has been found that by specifying the twisted structure, the rubber penetration and the fretting resistance of the steel cord can be improved in a well-balanced manner and the fatigue resistance can be improved.
すなわち、本発明は、カーカスがスチールコードにより補強された空気入りラジアルタイヤにおいて、前記スチールコードが、螺旋状の型付けを施した素線径(dc)が0.175〜0.22mmの1本の素線からなるコアと、該コアの周囲に配した6本のインナーシース素線からなるインナーシースと、該インナーシースの周囲に配したn本(nは10または11本)のアウターシース素線とからなるアウターシースとを備え、前記インナーシースとアウターシースが同一方向に撚り合わされた1+6+n構造であり、前記螺旋状の型付けは、螺旋の振幅(H)と前記コア素線径(dc)とが1.05≦H/dc≦1.2、螺旋ピッチ(Pc)とインナーシースの撚りピッチ(Pi)とがPi>Pcであり、前記コア素線径(dc)と、前記インナーシース及びアウターシースを構成する素線径(ds)とが、1.05≦dc/ds≦1.2であり、かつ、前記インナーシース素線の該スチールコード軸に対する撚り角度θ1と、前記アウターシース素線の該スチールコード軸に対する撚り角度θ2とのなす角度θが10°以下であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。 That is, according to the present invention, in a pneumatic radial tire in which a carcass is reinforced with a steel cord, the steel cord has a single wire diameter (dc) of 0.175 to 0.22 mm subjected to helical shaping. A core composed of a strand, an inner sheath composed of six inner sheath strands disposed around the core, and n (n is 10 or 11) outer sheath strands disposed around the inner sheath The inner sheath and the outer sheath are twisted in the same direction, and the spiral type is formed by the spiral amplitude (H) and the core wire diameter (dc). 1.05 ≦ H / dc ≦ 1.2, the helical pitch (Pc) and the inner sheath twist pitch (Pi) are Pi> Pc, and the core wire diameter (dc) The strand diameter (ds) constituting the inner sheath and the outer sheath is 1.05 ≦ dc / ds ≦ 1.2, and the twist angle θ1 of the inner sheath strand with respect to the steel cord shaft, The pneumatic radial tire is characterized in that an angle θ formed by a twist angle θ2 of the outer sheath wire with respect to the steel cord shaft is 10 ° or less.
前記インナーシース素線及びアウターシース素線の径(ds)は、全て同一径であることが好ましい。 The inner sheath wire and the outer sheath wire preferably have the same diameter (ds).
また、本発明は、タイヤサイド〜バットレス部に応力歪みが大きくかかりやすいタイヤ断面の扁平率が80%以下にあるトラックやバス用の大型重荷重用空気入りラジアルタイヤに好適であり、バットレス部に繰り返し作用する応力歪みに対するカーカスコードの耐久性を向上し、タイヤライフを延ばすものとなる。 Further, the present invention is suitable for a large-sized heavy-duty pneumatic radial tire for trucks and buses, in which the flatness of the tire cross-section where the stress distortion tends to be large between the tire side and the buttress portion is 80% or less. The durability of the carcass cord against the applied stress strain is improved and the tire life is extended.
本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、1+6+n構造スチールコードのゴム侵入性と耐フレッチングをバランス良く両立し向上させることができるので、タイヤ走行中の圧縮や曲げに対する素線の破断やコードのばらけ現象を防止するとともに腐食疲労性を改善し、かつ耐フレッチング性を向上してコード強力を長期間にわたり維持することでカーカスの耐久性を向上し、空気入りラジアルタイヤの使用寿命を大幅に延ばすことができる。 According to the pneumatic radial tire of the present invention, the rubber penetration of the 1 + 6 + n structure steel cord and the anti-fretting resistance can be improved in a well-balanced manner. Prevents cracking phenomenon, improves corrosion fatigue resistance, improves fretting resistance and maintains cord strength over a long period of time, improving carcass durability and greatly extending the service life of pneumatic radial tires be able to.
以下に、本発明に係る実施形態の空気入りラジアルタイヤ及びそのカーカスに用いられるスチールコードについて図面を参照し説明する。 Hereinafter, a pneumatic cord tire according to an embodiment of the present invention and a steel cord used for the carcass thereof will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の1実施形態のトラック・バス用の空気入りラジアルタイヤの1例を示すタイヤTの半断面図であり、符号3はトレッド部、5はサイドウォール部、4はビード部、CLはタイヤセンターである。
FIG. 1 is a half sectional view of a tire T showing an example of a pneumatic radial tire for trucks and buses according to an embodiment of the present invention.
タイヤTは、一対のビード部4にそれぞれ埋設されたビードコア6の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されたスチールコードからなるカーカスプライ2と、前記カーカスプライ2の径方向外側に位置するトレッド部3と、前記カーカスプライ2の両サイドに位置するサイドウォール部5と、前記トレッド部3のカーカスプライ2の外周側に4枚のスチールコードからなるベルトプライ1とを備えている。
The tire T is positioned on the outer side in the radial direction of the
ベルトプライ1には、3×0.20+6×0.35、3+9×0.23、3+9+15×0.23などの2層構造や3層構造のスチールコードが使用され、また最外層ベルトには4×2×0.23、1×5×0.38などのハイエロンゲーションコードが前記スチールコードに代えて使用されることがある。
The
本発明において、カーカスプライ2に用いられるのスチールコードは、中心に配した素線径dcが0.175〜0.22mmの1本の素線からなるコアと、該コアの周囲に配した6本のインナーシース素線からなるインナーシースと、該インナーシースの周囲に配したn本(nは10または11本)のアウターシース素線とからなるアウターシースとで構成された1+6+n構造のスチールコードである。
In the present invention, the steel cord used for the
図2は、本発明にかかる1+6+n構造スチールコードの1例を示すコード断面図であり、中心に配したコア11を構成する素線径dcの1本のコア素線12と、該コア11の周囲に配置したインナーシース13を構成する素線径d1の6本のインナーシース素線14と、該インナーシース13の周囲に配置したアウターシース15を構成する素線径d2の11本のアウターシース素線16とからなり、インナーシース13とアウターシース15とを同一方向に撚り合わせた1+6+11構造のスチールコード10である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a cord showing an example of a 1 + 6 + n structure steel cord according to the present invention. One
また、図3は、本発明にかかる1+6+10構造スチールコード20の断面図であり、中心に配したコア21を構成する素線径dcの1本のコア素線22と、該コア21の周囲に配置したインナーシース23を構成する素線径d1の6本のインナーシース素線24と、該インナーシース23の周囲に配置したアウターシース25を構成する素線径d2の10本のアウターシース素線16とから構成されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the 1 + 6 + 10
本発明において、コア11を1本の素線12とするのは、コア11が2本撚りではコード断面形状が扁平化することで応力歪みのかかり方がコード断面の縦横方向で偏り耐疲労性に劣るものとなり、3本撚り以上ではコア内に連続する空隙が形成されるので外傷等からの水分浸入による耐食性能が低下することと、またコア11を2本以上とするとその撚り線工程を必要とするが、1本とすることでインナーシース13と同時に撚ることができ撚り線工程を簡略化できるからである。また、シースが3層以上になると撚り構造が複雑化し、特に同方向撚りではコードの真直性や残留トーションが調整し難くなり製造上困難となる。
In the present invention, the
インナーシース13の素線数を6本に限定するのは、5本以下であるとインナーシース素線14の間隔が大きくなり安定した撚り形状が得られ難くなり、耐疲労性、ゴム侵入性を低下させ、インナーシースの素線数が4本以下では、コアの周囲でインナーシース素線同士の隙間S1が広がり素線が偏りやすくなりゴム侵入性が悪化し、7本以上の素線を配置するにはコアとインナーシース素線の径差を大きくする必要がありコアにかかる歪みが大きくなり耐疲労性が低下し、また、インナーシース素線14の拡張効果が得られずゴム侵入性が悪化する。
The number of strands of the
アウターシース15の素線数を10又は11本に限定するのは、インナーシース素線14とアウターシース素線16の径が類似する場合、12本の素線を配置するとアウターシース素線16間にゴムを侵入させるための隙間S2が形成されず、素線数を9本以下とすると隙間S2が大きくなりすぎるため、アウターシース撚り線時に素線が偏ってしまい均等に配されず耐疲労性、ゴム侵入性が悪化してしまう。
The number of strands of the
以下、本発明に係るスチールコードについて、主に図2に示す1+6+11構造のスチールコード10に基づき説明する。
Hereinafter, a steel cord according to the present invention will be described mainly based on a
本発明において、コア素線12の素線径dcは0.175〜0.22mmである。dcが0.175mm未満では、コード強力が低くなるのでカーカス強度を確保するためにコード使用量を増す必要がありコードコストが増大し、dcが0.22mmを超えると、カーカスプライに使用される場合、タイヤに極端な圧縮や曲げ応力がかかった時に素線表面歪みが大きくなり耐疲労性が不利になるからである。この理由から、使用条件の過酷な重荷重用大型ラジアルタイヤ、特に偏平率が80%以下の偏平ラジアルタイヤのカーカスコードとしては、素線径が0.22mm以下、好ましくは0.21mm以下、さらには0.20mm以下であることが好ましい。
In the present invention, the strand diameter dc of the
図2に示すように、コア素線12は螺旋状Rの型付けが施されている。ここで、螺旋状とは、3次元的波形の型付けであるヘリカル状、いわゆる朝顔のつる巻状を言う。
As shown in FIG. 2, the
コア素線12を螺旋状Rとすることで、インナーシース13の素線14を直線状コアよりもコード径方向に拡張することができ、素線14同士の間に隙間を作りやすくし、コア素線12までゴムを侵入させることができ、またコア素線12にコード軸方向に対し角度を持たせることでコア素線12への応力集中を緩和し、耐疲労性を向上することができる。
By making the
前記螺旋状Rの型付けは、図4に示すように、螺旋の振幅Hとコア素線径dcとが1.05≦H/dc≦1.2の関係にあり、かつ螺旋ピッチPcとインナーシースの撚りピッチPiとがPi>Pcの関係を満たしている。 As shown in FIG. 4, the spiral R is shaped such that the spiral amplitude H and the core wire diameter dc have a relationship of 1.05 ≦ H / dc ≦ 1.2, and the spiral pitch Pc and the inner sheath The twist pitch Pi satisfies the relationship Pi> Pc.
H/dcが1.2を超えると、螺旋の振幅形状が不安定となってインナーシース素線14をコア素線12の周囲に均等配置することが困難となり、素線14の偏り発生によりコア11までゴムが侵入しない部分が発生し、耐疲労性も悪化する。H/dcが1.05未満では、螺旋形状によりインナーシース素線14の拡張効果が得られず、コア11までゴムが侵入しなくなる。
When H / dc exceeds 1.2, the amplitude shape of the spiral becomes unstable, and it becomes difficult to evenly arrange the
また、PcがPiよりも長くなると、インナーシース素線14がコア素線12の螺旋状の型付けの中に埋もれてしまい、螺旋形状によるインナーシース素線14の拡張効果が十分に活かされなくなる。さらに、コア素線12が直線状に近くなり耐疲労性が低下する傾向を示す。
Further, when Pc is longer than Pi, the
なお、螺旋の断面形状は、その螺旋が描く外接円が通常は円形であるが、外接円が楕円形のもの、トラック形状のものであってもよい。 As for the cross-sectional shape of the spiral, the circumscribed circle drawn by the spiral is usually circular, but the circumscribed circle may be elliptical or track-shaped.
また、前記コア素線径dcと、インナーシース素線14及びアウターシース素線16を構成する素線径dsとの関係は、1.05≦dc/ds≦1.2である。
The relationship between the core wire diameter dc and the wire diameter ds constituting the
コア素線径dcをインナーシース及びアウターシース素線径dsより若干太くすることにより、コードの真直性を良好にし、インナーシース素線14相互の隣接間及びアウターシース素線16相互の隣接間に、コード10内部にゴムが侵入する隙間S1とS2を形成することができる。dc/dsが1.05未満であると、前記H/dcが1.2であってもインナーシース素線14の拡張効果が十分に得られなくなる。
By making the core wire diameter dc slightly larger than the inner sheath and outer sheath wire diameter ds, the straightness of the cord is improved, and the
また、コア素線径dcをdsより若干太くすることで、コア素線12とインナーシース素線14間の接触圧を下げて疲労性の低下を防ぐことができる。しかし、コア素線径dcとインナーシース素線径d1の差を1.2倍よりも大きくしすぎると、両者の疲労性の差が大きくなり、またインナーシース素線14がコア素線12の周りで動きやすくなり、素線14が偏ってゴム侵入性の低下やコア素線12のフレッチング摩耗が激しくなり耐疲労性が低下するので好ましくない。
Further, by making the core strand diameter dc slightly larger than ds, the contact pressure between the
この時、前記インナーシース素線14の径diとアウターシース素線16の径doは、全て同一の素線径dsであってもよく、diとdoが異なるものでもよいが、diとdoは全て同一径であることが、コード生産性、コストの点で好ましい。
At this time, the diameter di of the
また、同一シース13及び15内で異径素線を組み合わせることも考えられるが、素線部材数の増加、撚り線工程が煩雑となるなどコード生産性に影響するので、コード製造コストを抑える観点からは、少なくとも同一シース内には同一径の素線径を用いることが好ましい。
Although it is conceivable to combine different-diameter strands in the
また、本発明にかかるスチールコード10は、前記インナーシース13とアウターシース15の撚り方向が同一方向である。これにより、層撚りコードのコード強力低下の主原因である異方向撚りによるインナーシース13とアウターシース15の素線14、16の点接触によるフレッチング摩耗の問題を軽減し、素線間の接触面積を大きくすることで単位面積当たりの接触圧を小さくし耐フレッチング性を改善することができる。
In the
また、図5に示すように、スチールコード10は、インナーシース素線14の該コード軸Oに対する撚り角度θ1と、アウターシース素線16の該コード軸Oに対する撚り角度θ2とのなす角度θが10°以下である。
As shown in FIG. 5, the
これにより、インナーシース素線14間にアウターシース素線16が落ち込むのを防いで、スチールコード10の断面形状を円に近づけることで上記の隙間S1、S2の形成をを安定して確保しゴム侵入性を確実にするとともに、断面多角形状コードの特定素線への応力集中の問題を解消することができる。
Accordingly, the
θ1とθ2とのなす角度θ(|θ1−θ2|)が10°を超えると、インナーシース素線14とアウターシース素線16とが点接触化し、両者の接触圧が大きくなってフレッチング摩耗が大きくなり、コード強力が低下しやすくなる。また、フレッティング部は、素線表面のメッキが削られ、素線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。なお、通常θ1とθ2とはθ1≧θ2の関係にあり、すなわちアウターシース15がインナーシース13よりも長いピッチP2>P1で撚られ、コード生産性の低下やコード単位質量の増加を抑えるようにしている。
When the angle θ (| θ1−θ2 |) formed between θ1 and θ2 exceeds 10 °, the
また、本発明においては、前記インナーシース素線14の撚り角度θ1が12〜20°であることが好ましい。
In the present invention, the twist angle θ1 of the
インナーシース素線の撚り角度θ1が、12°未満であるとコード軸Oに対して素線軸が平行に近づくことになり、すなわち撚りピッチP1が長くなって耐疲労性が低下し、20°を超えると撚りピッチP1が短くなりすぎ撚り効率が低下するので好ましくない。 If the twist angle θ1 of the inner sheath strand is less than 12 °, the strand axis approaches the cord axis O in parallel, that is, the twist pitch P1 becomes longer and fatigue resistance decreases, and 20 ° is reduced. If it exceeds, the twisting pitch P1 becomes too short, and the twisting efficiency is lowered.
また、上記のスチールコード10を構成する各素線は、炭素含有量が0.70〜0.95重量%程度にある高炭素鋼(例えば、JIS G3502に規定のピアノ線材)からなり、2500〜3500N/mm2程度の抗張力を有し、さらに軽量化の観点から抗張力は2700N/mm2以上が好ましく、さらに2900N/mm2以上にある高抗張力素線であることがより好ましい。しかし、抗張力が3500N/mm2を超えると伸線加工性の悪化や鋼の脆化により耐疲労性が低下するという欠点が現れるので好ましくない。
Moreover, each strand which comprises said
さらに、素線表面には、ゴムとの接着性を良好にするために銅比率が63〜67%のブラスめっきが、4〜6g/Kg程度の付着量で被覆されている。また、ブラスにコバルトやニッケルなどの第3金属を少量含む3元合金めっきでもよい。 Further, the surface of the wire is coated with brass plating having a copper ratio of 63 to 67% with an adhesion amount of about 4 to 6 g / Kg in order to improve the adhesion to rubber. Further, ternary alloy plating in which a brass contains a small amount of a third metal such as cobalt or nickel may be used.
このスチールコード10の製造は、特に限定されることはないが、例えば、予め所定の螺旋状に型付けされたコア素線12の周囲にインナーシース13の6本の素線14が集束され、通常のバンチャー式撚線機やチューブラー式撚線機に導入されて所定ピッチで撚り合わされ1+6構造が形成される。次に、一旦ボビンに巻き取った前記1+6構造を引き出しその周囲にアウターシース15の11本の素線16を集束し、通常のバンチャー式撚線機やチューブラー式撚線機に導入されて、1+6構造と同一方向に所定ピッチで撚り合わすことで、1+6+11構造のスチールコード10が2回の撚り線工程により製造することができる。撚り線加工時にコア素線12に捻れが入らないチューブラー式撚線機を使用することが好ましい。
The production of the
ここで、コア素線12の螺旋状の捻れ方向は、シース13、15の撚り方向と同一方向であっても、逆方向であってもよい。同一方向の場合は耐フレッチング性が有利となり、逆方向の場合はゴム侵入性に有利に働くようになる。
Here, the spiral twist direction of the
また、コア素線12への螺旋状の型付け方法も、特に限定されず、例えば、所定の振幅で回転する鏡板に素線12を所定速度で通過させることで、所定の螺旋振幅とピッチを備えた素線を得ることができる。
Also, there is no particular limitation on the method of spirally forming the
そして、本発明の空気入りラジアルタイヤは、上記スチールコードを補強材としてカーカスプライに用いることで、ゴム侵入性と耐フレッチング性をバランス良く向上し、カーカス耐久性に優れたロングライフ化が図られる空気入りラジアルタイヤとすることができ、特にトラックやバス、ライトトラック用などの重荷重車両に使用される扁平率が80%以下のタイヤに好適である。しかも、コード生産性を従来の3+9+15構造スチールコードより高めてコストダウンにも貢献することができる。 The pneumatic radial tire of the present invention uses the steel cord as a reinforcing material for the carcass ply, thereby improving the rubber penetration and the fretting resistance in a well-balanced manner, and achieving a long life with excellent carcass durability. It can be a pneumatic radial tire, and is particularly suitable for a tire with a flatness ratio of 80% or less used for heavy-duty vehicles such as trucks, buses, and light trucks. Moreover, the cord productivity can be increased over the conventional 3 + 9 + 15 structure steel cord, which can contribute to cost reduction.
次に本発明を実施例によって具体的に説明する。 Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.
表1、表2に記載のコード仕様に従い、実施例、比較例のコア素線に予め螺旋状の型付けを施した、1+m+n構造(mは5〜7、nは9〜12)の各スチールコードを通常のチューブラー式撚線機を用いて2回の撚り線工程により製造した。 Each steel cord of 1 + m + n structure (m is 5 to 7, n is 9 to 12) in which the core wire of the example and the comparative example is preliminarily spiral-shaped according to the cord specifications described in Tables 1 and 2 Was manufactured by two stranded wire processes using an ordinary tubular stranded wire machine.
これらのスチールコードに用いた各素線は、JIS G3502に規定のピアノ線材SWRS82A材の5.5mmロッドから、パテンティング、伸線加工を繰り返し所定径の中間線に乾式伸線し、この中間線の表面にブラスめっき(銅比率64%、めっき付着量4.5g/Kg)を施した後、通常の湿式伸線機を用いて最終伸線加工して得たものである。 Each wire used in these steel cords is dry-drawn from a 5.5 mm rod of piano wire material SWRS82A specified in JIS G3502 to an intermediate wire of a predetermined diameter by repeating patenting and wire drawing. This was obtained by subjecting the surface to brass plating (copper ratio: 64%, plating adhesion amount: 4.5 g / Kg), followed by final wire drawing using an ordinary wet wire drawing machine.
なお、従来例1、2のスチールコードは上記と同様にして得た所定径の素線を用い、チューブラー式撚線機を使用し常法により製造したもので、従来例1は3+9+15×0.175、従来例2は1回の撚り工程で製造した0.20+18×0.18のコンパクト撚りコードである。 The steel cords of the conventional examples 1 and 2 were manufactured by a conventional method using a tubular twisting machine using a strand having a predetermined diameter obtained in the same manner as described above, and the conventional example 1 was 3 + 9 + 15 × 0. .175, Conventional Example 2 is a 0.20 + 18 × 0.18 compact twisted cord manufactured in a single twisting process.
これらのスチールコードについて、ベルト疲労試験による耐疲労性と耐フレッチング性、ゴム侵入性、及びタイヤ耐久性を、下記の試験法により評価した。結果を表1、表2に示す。 These steel cords were evaluated for fatigue resistance and fretting resistance, rubber penetration, and tire durability by a belt fatigue test by the following test methods. The results are shown in Tables 1 and 2.
[ベルト疲労性]
コード打ち込み本数を17本/25.4mmとしゴム中に埋設したベルトストリップ状の加硫サンプル(幅3×長さ45cm)を作製し、ファイアストーン型ベルト疲労試験機にて2インチプーリー(負荷荷重40Kg)を用いて50000サイクル屈曲疲労させた後、サンプルからコードを取り出しコード強力を測定し、疲労試験前のコード強力に対する保持率を求めた。コード10本の平均値を、従来例2を100とする指数で示す。指数が大きいほど耐疲労性は良好である。
[Belt fatigue]
A belt strip vulcanized sample (width 3 x length 45 cm) embedded in rubber with the number of cords to be driven 17 / 25.4 mm was prepared, and a 2-inch pulley (load load) using a firestone belt fatigue tester 40 kg), the cord was taken out of the sample, the cord strength was measured, and the retention rate with respect to the cord strength before the fatigue test was determined. The average value of 10 cords is shown as an index with the conventional example 2 as 100. The greater the index, the better the fatigue resistance.
[耐フレッチング性]
上記ベルト疲労試験後のサンプルからコードを取り出し、インナーシースとアウターシースのフレッチング摩耗レベルを、顕微鏡で素線を20倍に拡大し観察した。ほとんどフレッチングが認められないものを「◎」、素線径減少率が最大で直径の1/8まで達したものを「○」、素線径減少率が最大で直径の1/6まで達したものを「△」、素線径減少率が最大で直径の1/4まで達したものを「×」、素線径減少率が最大で直径の1/2まで達したものを「××」、として評価し、表に示す。
[Fretting resistance]
The cord was taken out from the sample after the belt fatigue test, and the fretting wear level of the inner sheath and the outer sheath was observed with a microscope by magnifying the
[ゴム侵入性]
ベルト疲労試験用サンプルから取り出したコードを、そのアウターシースとインナーシースを25cmにわたり丁寧に取り除きコア素線の周囲のゴム付着長さを測定した。コア素線の外周が25cm全長にわたりゴム付着している場合をゴム付着率100%として評価した。コード5本の平均値で表に示す。数値が大きいほどゴム侵入性は良好である。
[Rubber penetration]
The cord taken out from the belt fatigue test sample was carefully removed over 25 cm of the outer sheath and inner sheath, and the rubber adhesion length around the core wire was measured. The case where the outer periphery of the core wire adhered to the rubber over the entire length of 25 cm was evaluated as a rubber adhesion rate of 100%. The average value of five cords is shown in the table. The larger the value, the better the rubber penetration.
[タイヤ耐久性]
コード打ち込み本数を17本/25.4mmとして両面をゴム被覆した各コードのトッピング反を作製しカーカスプライに適用した、サイズ265/60R22.5のラジアルタイヤを試作した。タイヤ耐久性を下記条件のドラム試験にて評価した。なお、ベルトプライは1番ベルトを3×0.20+6×0.35(打ち込み数8本/25.4mm)、2、3番ベルトを3+9+15×0.23(打ち込み数12本/25.4mm)、4番ベルトを1×5×0.38(打ち込み数12本/25.4mm)のスチールコードとし、カーカス以外の各部位には全て共通の部材を使用した。
[Tire durability]
A radial tire having a size of 265 / 60R22.5 was manufactured by making the topping of each cord covered with rubber on both sides with the number of cords to be driven 17 / 25.4 mm and applying it to the carcass ply. Tire durability was evaluated by a drum test under the following conditions. The belt ply is 3 × 0.20 + 6 × 0.35 for the No. 1 belt (8 shots / 25.4 mm), 3 + 9 + 15 × 0.23 for the No. 3 belt (12 shots / 25.4 mm) The No. 4 belt was a steel cord of 1 × 5 × 0.38 (number of driven 12 wires / 25.4 mm), and a common member was used for each part other than the carcass.
〈ドラム試験条件〉
表面が平滑な鋼製の直径1700mmの回転ドラムを有するドラム試験機により、周辺温度38±3℃、タイヤ内圧900kPa、速度56km/hで一定として、JATMA規定の最大荷重の66%で4時間、次ぎに最大荷重の84%で16時間、最大荷重の101%で24時間、さらに最大荷重の110%で24時間走行させた後、12時間毎に荷重を10%ずつ増しながら故障が発生するまで走行させた。故障発生までの走行距離を、従来例2を100とする指数で表に示す。指数が大きいほど耐久性に優れる。
<Drum test conditions>
Using a drum tester having a 1700 mm diameter rotating drum made of steel with a smooth surface, the ambient temperature is 38 ± 3 ° C., the tire internal pressure is 900 kPa, and the speed is 56 km / h, and the load is 66% of JATMA maximum load for 4 hours. Next, after running at 84% of the maximum load for 16 hours, at 101% of the maximum load for 24 hours, and further at 110% of the maximum load for 24 hours, until the failure occurs while increasing the load by 10% every 12 hours I drove it. The travel distance until the occurrence of the failure is shown in the table as an index with the conventional example 2 as 100. The larger the index, the better the durability.
表に示す通り、従来例1は耐フレッチング性、ベルト疲労性、タイヤ耐久性が共に劣り、従来例2は耐フレッチング性は良好であるが、ゴム侵入性が悪く耐食疲労性のおそれが大きい。これに対して、本発明にかかる実施例1〜2はゴム侵入性と耐疲労性とをバランス良く向上し、タイヤ耐久性を向上することができる。 As shown in the table, Conventional Example 1 is inferior in fretting resistance, belt fatigue, and tire durability, and Conventional Example 2 has good fretting resistance, but has poor rubber penetration and a high risk of corrosion fatigue resistance. On the other hand, Examples 1-2 according to the present invention can improve rubber penetration and fatigue resistance in a well-balanced manner and improve tire durability.
一方、比較例1はコア素線が直線状のためゴム侵入性が劣り、タイヤ耐久性が実施例に及ばない。比較例2はPc>Psため、インナーシース素線がコア素線に埋もれてゴム侵入性が改善されない。比較例3はH/dcが1.2より大のためインナーシースの撚り形状が不安定となり、ベルト疲労性、タイヤ耐久性が劣る。比較例4はコア素線が太いため歪みが集中しやすくベルト疲労性、タイヤ耐久性が低下傾向にある。比較例5はdc/dsが1.05未満のためゴム侵入性が不足し、比較例6はインナーシースの素線数が5本のためインナーシース、アウターシース共に撚り形状が安定せずベルト疲労性、タイヤ耐久性の向上が得られない。比較例7はインナーシースが7本の素線からなりゴム侵入性が劣り、比較例8はアウターシース素線が9本のためゴム侵入性は良いが素線の偏り均等配置できずベルト疲労性、タイヤ耐久性が低下し、比較例9はアウターシース素線が12本でありゴム侵入性が悪く、コアに螺旋状素線を用いた効果が得られない。比較例10はθが10°以上のためインナーシースとアウターシースとが点接触化し、耐フレッチング性が低下しベルト疲労性、タイヤ耐久性が劣る結果となった。 On the other hand, in Comparative Example 1, since the core wire is linear, the rubber penetration is inferior, and the tire durability is not as good as that of the example. Since the comparative example 2 is Pc> Ps, the inner sheath wire is buried in the core wire and the rubber penetration is not improved. In Comparative Example 3, since the H / dc is larger than 1.2, the twisted shape of the inner sheath becomes unstable, and the belt fatigue and tire durability are inferior. In Comparative Example 4, since the core wire is thick, the strain tends to concentrate, and the belt fatigue and tire durability tend to decrease. In Comparative Example 5, the dc / ds is less than 1.05, so that the rubber penetration is insufficient. In Comparative Example 6, the number of strands of the inner sheath is 5, so that the twisted shape of both the inner sheath and the outer sheath is not stable, and the belt fatigues. Improvement of tire performance and tire durability cannot be obtained. In Comparative Example 7, the inner sheath is composed of seven strands and the rubber penetration is poor, and in Comparative Example 8, the rubber penetration is good because of the nine outer sheath strands, but the bias of the strands cannot be evenly arranged and the belt fatigue The tire durability is lowered, and Comparative Example 9 has 12 outer sheath wires, which has poor rubber penetration, and the effect of using a spiral wire for the core cannot be obtained. In Comparative Example 10, since θ was 10 ° or more, the inner sheath and the outer sheath were brought into point contact, resulting in a decrease in fretting resistance and inferior belt fatigue and tire durability.
以上説明したように、本発明による空気入りラジアルタイヤは、カーカスがスチールコードにより補強された空気入りラジアルタイヤに適用でき、特に扁平率が80%以下のトラックやバス用の重荷重用空気入りラジアルタイヤに好適である。 As described above, the pneumatic radial tire according to the present invention can be applied to a pneumatic radial tire in which a carcass is reinforced with a steel cord, and particularly a heavy-duty pneumatic radial tire for trucks and buses having a flatness ratio of 80% or less. It is suitable for.
10……スチールコード
11……コア
12……コア素線
13……インナーシース
14……インナーシース素線
15……アウターシース
16……アウターシース素線
S1、S2……素線間の隙間
dc……コア素線径
ds……シース素線径
H……螺旋の振幅
Pc……螺旋のピッチ
Pi……インナーシースの撚りピッチ
10 ……
Claims (3)
前記スチールコードが、螺旋状の型付けを施した素線径(dc)が0.175〜0.22mmの1本の素線からなるコアと、該コアの周囲に配した6本のインナーシース素線からなるインナーシースと、該インナーシースの周囲に配したn本(nは10または11本)のアウターシース素線とからなるアウターシースとを備え、前記インナーシースとアウターシースが同一方向に撚り合わされた1+6+n構造であり、
前記螺旋状の型付けは、螺旋の振幅(H)と前記コア素線径(dc)とが1.05≦H/dc≦1.2、螺旋ピッチ(Pc)とインナーシースの撚りピッチ(Pi)とがPi>Pcであり、
前記コア素線径(dc)と、前記インナーシース及びアウターシースを構成する素線径(ds)とが、1.05≦dc/ds≦1.2であり、かつ、
前記インナーシース素線の該スチールコード軸に対する撚り角度θ1と、前記アウターシース素線の該スチールコード軸に対する撚り角度θ2とのなす角度θが10°以下である
ことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。 In pneumatic radial tires with carcass reinforced with steel cords,
The steel cord has a core made of a single strand having a strand diameter (dc) of 0.175 to 0.22 mm, which is spirally shaped, and six inner sheath elements disposed around the core. An inner sheath comprising a wire and an outer sheath comprising n (n is 10 or 11) outer sheath wires arranged around the inner sheath, and the inner sheath and the outer sheath are twisted in the same direction. A combined 1 + 6 + n structure,
In the spiral molding, the spiral amplitude (H) and the core wire diameter (dc) are 1.05 ≦ H / dc ≦ 1.2, the spiral pitch (Pc) and the inner sheath twist pitch (Pi). And Pi> Pc,
The core wire diameter (dc) and the wire diameter (ds) constituting the inner sheath and outer sheath are 1.05 ≦ dc / ds ≦ 1.2, and
A pneumatic radial tire characterized in that an angle θ formed by a twist angle θ1 of the inner sheath wire with respect to the steel cord shaft and a twist angle θ2 of the outer sheath wire with respect to the steel cord shaft is 10 ° or less. .
ことを特徴とする請求項1に記載の空気入りラジアルタイヤ。 2. The pneumatic radial tire according to claim 1, wherein the inner sheath wire and the outer sheath wire all have the same diameter (ds).
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の空気入りラジアルタイヤ。 The pneumatic radial tire according to claim 1 or 2, wherein the tire has a flat section with a flatness ratio of 80% or less.
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CN109338769A (en) * | 2018-12-03 | 2019-02-15 | 江苏兴达钢帘线股份有限公司 | A kind of wirerope that structural stability is high and its preparation process |
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- 2008-03-06 JP JP2008056411A patent/JP2009208725A/en not_active Withdrawn
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