JPH07115564B2 - Radial tires for passenger cars - Google Patents
Radial tires for passenger carsInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、可撓性に優れ、かつ耐久性の高いスチールコ
ードをカーカスコードとして使用することにより、乗心
地性を損うことなく、高速耐久性、転動抵抗、操縦安定
性を向上させた乗用車用ラジアルタイヤに関する。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention uses a steel cord having excellent flexibility and high durability as a carcass cord, so that high-speed durability can be achieved without impairing riding comfort. Relates to a radial tire for a passenger car, which has improved rolling performance, rolling resistance, and steering stability.
従来、乗用車用ラジアルタイヤのカーカス材料として
は、レーヨン、ナイロン、ポリエステル等の有機繊維が
使用されてきた。これらの材料は、有機繊維であるた
め、繰り返しの伸長圧縮に伴う発熱が大きく、コードと
被覆ゴムとの間のセパレーションやコードの破断に至る
場合がある。また、有機繊維材料は、それらを構成する
フィラメントの径が数μｍ〜数10μｍと極めて小さいた
め、コードの曲げ剛性が小さい。このため、単一層で使
用した場合にはサイド部の剛性が不足し、十分な操縦安
定性が得られないという欠点もある。Conventionally, as a carcass material for radial tires for passenger cars, organic fibers such as rayon, nylon and polyester have been used. Since these materials are organic fibers, a large amount of heat is generated due to repeated stretching and compression, which may lead to separation between the cord and the coating rubber or breakage of the cord. In addition, since the diameter of the filaments forming the organic fiber material is as small as several μm to several tens of μm, the bending rigidity of the cord is small. For this reason, when used as a single layer, the rigidity of the side portion is insufficient and sufficient steering stability cannot be obtained.
ところで、トラック・バス用ラジアルタイヤにおいて
は、スチールコードが、ベルト部のみでなくカーカスに
も使用されており、耐摩耗性、耐久性の向上に役立って
いる。しかし、乗用車用ラジアルタイヤにおいては、乗
心地、耐屈曲性の点で難があるため、スチールコードを
カーカスに使用することはなかった。By the way, in radial tires for trucks and buses, steel cords are used not only in the belt portion but also in the carcass, which is useful for improving wear resistance and durability. However, in radial tires for passenger cars, steel cords have not been used in carcass because of the difficulty in riding comfort and bending resistance.
本発明は、従来の乗用車用ラジアルタイヤのカーカス材
料の問題点である、高い発熱とこれに伴う転動抵抗の上
昇および耐久性の低下、また、低い曲げ剛性に帰因する
操縦安定性の低下を避けるためになされたものであっ
て、特定のスチールコードをカーカスコードとして用い
ることにより諸欠点を伴うことのない乗用車用ラジアル
タイヤを提供することを目的とする。The present invention is a problem of conventional carcass materials for radial tires for passenger cars, that is, high heat generation, an increase in rolling resistance and a decrease in durability due to the heat generation, and a decrease in steering stability due to low bending rigidity. The purpose of the present invention is to provide a radial tire for passenger cars that does not have various drawbacks by using a specific steel cord as a carcass cord.
このため、本発明は、カーカスコードとして下記（ａ）
〜（ｄ）からなるスチールコードを用いることを特徴と
する乗用車用ラジアルタイヤを要旨とするものである。Therefore, the present invention provides the following (a) as a carcass cord.
The gist of the present invention is a radial tire for passenger cars, which is characterized by using a steel cord composed of (d) to (d).
（ａ） 上記スチールコードは２〜４本の素線より構成
される。(A) The steel cord is composed of 2 to 4 strands.
（ｂ） 各素線の直径は0.15〜0.21mmの範囲にある。(B) The diameter of each wire is in the range of 0.15 to 0.21 mm.
（ｃ） コード１本当りの破断強力Ｆ〔kgf〕は下記式
を満足する。(C) The breaking strength F [kgf] per cord satisfies the following formula.
Ｆ≧205×ｎ×ｄ1.872 n:素線数、d:素線径〔mm〕 （ｄ） 1.0mmの厚さに切り出したカーカスのコード10
本当りの曲げ剛性EI〔kgf.mm2〕は下記の範囲にある。F ≧ 205 × n × d 1.872 n: number of strands, d: strand diameter [mm] (d) Carcass cord cut out to a thickness of 1.0 mm 10
The bending rigidity EI [kgf.mm 2 ] per wire is in the following range.
15≦EI≦30 以下、本発明の構成につき詳しく説明する。15 ≦ EI ≦ 30 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail.
カーカスコードとしてスチールコードを使用すること
は、次の点で有機繊維コードに比較して、本質的に有利
である。熱伝導率、動的エネルギ損失、弾性率。The use of the steel cord as the carcass cord is essentially advantageous as compared with the organic fiber cord in the following points. Thermal conductivity, dynamic energy loss, elastic modulus.
しかし、スチールコードの本質的な問題は大きな比重で
ある。また、スチールコードは、有機繊維コードに比較
して、曲げ剛性がはるかに大きく、乗用車用ラジアルタ
イヤのカーカスに使用した場合、カーカスの柔軟性が乏
しくなり、耐屈曲疲労性、乗心地性の面で好ましくな
い。この点に鑑み、従来、例えば３×３の複撚り構造
で、かつ、素線の径を0.08〜0.15mmとすることでカーカ
スの柔軟性を得ている（特開昭58−221703号公報）。し
かしながら、スチールコードに使用される素線は、直径
数mmの線材から伸線加工によって細線化されるため、素
線径が小さければ小さいほど加工コストがかかる。した
がって、特開昭58−221703号公報に示される0.08〜0.15
mmのφの素線は、経済的な観点から汎用乗用車用ラジア
ルタイヤのカーカス材としては好ましくない。However, the essential problem with steel cords is a great deal of weight. In addition, steel cords have much higher flexural rigidity than organic fiber cords, and when used in the carcass of radial tires for passenger cars, the carcass becomes less flexible, and the flex fatigue resistance and ride comfort are reduced. Is not preferable. In view of this point, conventionally, a carcass flexibility is obtained by, for example, a 3 × 3 multi-twisted structure and setting the diameter of the wire to 0.08 to 0.15 mm (Japanese Patent Laid-Open No. 58-221703). . However, since the wire used for the steel cord is thinned from a wire material having a diameter of several mm by drawing, the smaller the wire diameter, the higher the processing cost. Therefore, 0.08 to 0.15 shown in JP-A-58-221703 is disclosed.
A wire having a diameter of mm is not preferable as a carcass material for radial tires for general-purpose passenger cars from an economical point of view.
そこで、本発明者らは、乗用車用ラジアルタイヤとして
適切な柔軟性を有し、かつ、汎用乗用車用ラジアルタイ
ヤとして十分な経済性を兼ね備えたスチールコードのカ
ーカスの構造を鋭意研究した結果、前記（ａ）〜（ｄ）
からなるスチールコードがカーカスコードとして好適で
あることを知り、本発明をなすに至ったのである。Therefore, the present inventors have earnestly studied the structure of a steel cord carcass having appropriate flexibility as a radial tire for passenger cars, and having sufficient economic efficiency as a radial tire for general-purpose passenger cars. a) to (d)
The inventors have found out that the steel cord made of is suitable as a carcass cord, and thus completed the present invention.
（ａ） コード構成する素線の数ｎは下記の範囲とす
る。(A) The number n of the wires constituting the code is in the following range.
２≦ｎ≦４ 素線の数が５本以上になると、コード１本当りの曲げ剛
性が大きくなり過ぎ、タイヤの耐久性、乗心地が悪化す
る。１本では撚りによる柔軟性を得ることができないの
で、耐久性上好ましくない。2 ≦ n ≦ 4 If the number of strands is 5 or more, the bending rigidity per cord becomes too large, and the durability and riding comfort of the tire deteriorate. Since it is not possible to obtain flexibility due to twisting with one strand, it is not preferable in terms of durability.
（ｂ） スチールコードを構成する素線の径ｄ〔mm〕を
次の範囲とする。(B) The diameter d [mm] of the wire constituting the steel cord is within the following range.
0.15≦ｄ≦0.21 素線径が0.15mmより小さいとコードの柔軟性は増すが、
生産加工費が著しく高くなるので好ましくない。また、
素線径が0.21mmより大きくなると、タイヤがたわんだと
きにワイヤ素線に発生する歪が大きくなり、座屈を生じ
易くなる。0.15 ≦ d ≦ 0.21 If the wire diameter is smaller than 0.15mm, the flexibility of the cord will increase,
This is not preferable because the production processing cost will be significantly increased. Also,
If the wire diameter is larger than 0.21 mm, the strain generated in the wire wire when the tire is bent becomes large, and buckling easily occurs.
（ｃ） コード１本当りの破断強力Ｆ〔kgf〕を下記式
の範囲とする。(C) The breaking strength F [kgf] per cord is within the range of the following formula.
Ｆ≧205×ｎ×ｄ1.872 但し、n:コードを構成する素線数、d:素線の直径〔m
m〕。F ≧ 205 × n × d 1.872 where, n is the number of strands forming the cord, d is the diameter of the strand [m
m].
タイヤは一種の圧力容器であるから、カーカス層の総強
力が低下することは好ましくない。しかしながら、スチ
ールコードの比重は7.86と有機繊維に比較してはるかに
大きい。このため、通常のスチールコードではカーカス
部の重量が大きくなり過ぎて、タイヤユニフォーミティ
ー、転動抵抗などが悪化する。したがって、乗用車用ス
チールラジアル用のカーカスコードとしては上式を満足
するような、高強力材料を使用しなければならない。Since the tire is a kind of pressure vessel, it is not preferable that the total strength of the carcass layer is lowered. However, the specific gravity of steel cord is 7.86, which is much larger than that of organic fiber. As a result, the weight of the carcass portion becomes too large with a normal steel cord, and tire uniformity, rolling resistance, etc. deteriorate. Therefore, a high-strength material satisfying the above formula must be used as a carcass cord for steel radials for passenger cars.
（ｄ） コード10本を埋設したゴム／スチールコード複
合体の曲げ剛性EI〔kgf・mm2〕が下記の範囲にあるこ
と。(D) The bending rigidity EI [kgf · mm 2 ] of the rubber / steel cord composite with 10 cords embedded is within the following range.
15≦EI≦30 ただし、ゴム／スチールコード複合体の形状及び寸法は
第１図による。第１図において、厚さｔは1.0mm、長さ
ｌは60mmであり、ｗはコード10本分を表わす。測定は、
オルセン式曲げ剛性試験機で行った。曲げ剛性EIの算出
は下記の式による。15 ≦ EI ≦ 30 However, the shape and dimensions of the rubber / steel cord composite shall be as shown in FIG. In FIG. 1, the thickness t is 1.0 mm, the length l is 60 mm, and w represents 10 cords. The measurement is
An Olsen type bending stiffness tester was used. Bending rigidity EI is calculated by the following formula.
但し、S:スパン間隔（mm） M:ウェイト重量（kgf） L:ドラム回転軸中心とウェイト中心との距離（m
m） φ：偏位角（rad） このように（ａ）〜（ｄ）からなるスチールコードのカ
ーカスを、例えば、第２図〜第７図に示すベルト構造と
組合わせて用いればよい。 However, S: Span spacing (mm) M: Weight weight (kgf) L: Distance between drum rotation axis center and weight center (m
m) φ: Deflection angle (rad) The steel cord carcass composed of (a) to (d) as described above may be used in combination with, for example, the belt structure shown in FIGS. 2 to 7.
第２図はゴム引きスチールコードの下側ベルト層１とゴ
ム引きスチールコードの上側ベルト層２からなるベルト
構造を、第３図は下側ベルト層１と上側ベルト層２とゴ
ム引きナイロンコードのベルト層３からなるベルト構造
を、第４図は下側ベルト層１と上側ベルト層２とゴム引
きナイロンコードのベルト層3,4からなるベルト構造
を、第５図は下側ベルト層１の両端部を上方に折り曲げ
て上側ベルト層２の両端部を被覆したフォールデッド構
造のベルト構造を、第６図は下側ベルト層１の両端部は
折り曲げずに上側ベルト層２の両端部だけを上方に折り
曲げて折り返したフォールデッド構造のベルト構造を、
第７図は下側ベルト層１の一端部を上方に折り曲げて折
り返すと共に上側ベルト層２の他端部を上方に折り曲げ
て折り返したフォールデッド構造のベルト構造をそれぞ
れ表わす。FIG. 2 shows a belt structure composed of a lower belt layer 1 of a rubberized steel cord and an upper belt layer 2 of a rubberized steel cord, and FIG. 3 shows a belt structure of a lower belt layer 1, an upper belt layer 2 and a rubberized nylon cord. A belt structure composed of a belt layer 3 is shown in FIG. 4, a belt structure composed of a lower belt layer 1, an upper belt layer 2 and belt layers 3 and 4 made of rubberized nylon cord, and FIG. FIG. 6 shows a folded belt structure in which both ends of the upper belt layer 2 are covered by bending both ends of the upper belt layer 2 upward. Belt structure of folded structure folded back and folded up,
FIG. 7 shows a belt structure having a folded structure in which one end of the lower belt layer 1 is bent upward and folded back, and the other end of the upper belt layer 2 is bent upward and folded back.
以下に実施例および比較例を示す。Examples and comparative examples are shown below.
実施例、比較例 表１は、乗用車用ラジアルタイヤ165SR13についての実
験結果である。供試タイヤのベルト部はスチールコード
よりなり、第２図のベルト構造である。Examples and Comparative Examples Table 1 shows the experimental results for the radial tire 165SR13 for passenger cars. The belt portion of the test tire is made of steel cord and has the belt structure shown in FIG.
比較例１は通常のタイヤであり、カーカス部はポリエス
テル1500d/2が52本/50mmの割合で打ち込まれた１プライ
のゴムびき層よりなる。Comparative Example 1 is an ordinary tire, and the carcass part is composed of a one-ply rubber-impregnated layer in which polyester 1500d / 2 is injected at a rate of 52 pieces / 50 mm.
実施例１、２、３は本発明タイヤで、各々１×２（0.2
0）、１×３（0.175）、１×４（0.15）の高強力スチー
ルコードを使用したものである。Examples 1, 2, and 3 are tires of the present invention, each of which has a size of 1 × 2 (0.2
0) 1 × 3 (0.175), 1 × 4 (0.15) high strength steel cord is used.
比較例２は１×２（0.20）の破断強力18kgfのスチール
コードを使用したもので、タイヤトータルの総強力を合
わせるためコード打込本数を60本に増したものである。
また、カーカス層の曲げ剛性が32kgf・mm2となり、本発
明以外のものである。Comparative Example 2 uses a steel cord with a breaking strength of 1 × 2 (0.20) and a breaking strength of 18 kgf, and the number of driven cords is increased to 60 in order to match the total strength of the tires.
Moreover, the bending rigidity of the carcass layer is 32 kgf · mm 2 , which is other than the present invention.
比較例３は、１×２（0.25）の破断強力27kgfのスチー
ルコードを使用したものである。素線径が0.25mmで、カ
ーカスの曲げ剛性も42.7kgf・mm2と大きく、本発明外の
ものである。Comparative Example 3 uses a steel cord with a breaking strength of 1 × 2 (0.25) of 27 kgf. The wire diameter is 0.25 mm, and the bending rigidity of the carcass is as large as 42.7 kgf · mm 2 , which is outside the scope of the present invention.
現行の通常タイヤである比較例１のタイヤを基準に各タ
イヤの特性を見ると、実施例１、２、３の本発明タイヤ
は、JIS D4230に準拠した高速耐久性（ドラム走行距離
の比較例１を100とした指数）、転動抵抗（空気圧2.0kg
/cm2、20km/h〜150km/hの平均値：比較例１を100とした
指数、低いほど良）、操縦安定性（比較例１を100点と
したフィーリングテスト値）に優れており、乗心地（比
較例１を100とした指数）は、ほぼ同等であった。 Looking at the characteristics of each tire on the basis of the tire of Comparative Example 1 which is a current normal tire, the tires of the present invention of Examples 1, 2 and 3 show high-speed durability (comparative example of drum mileage) in accordance with JIS D4230. 1 is 100), rolling resistance (air pressure 2.0kg)
/ cm 2 , average value of 20 km / h to 150 km / h: Index with Comparative Example 1 as 100, the lower the value is), and excellent handling stability (feeling test value with Comparative Example 1 as 100 points) The riding comfort (index with Comparative Example 1 as 100) was almost the same.
一方、コード打込数の多い比較例２はタイヤ重量の増加
のため、転動抵抗が悪化し、また、カーカスの曲げ剛性
が大きくなるため、乗心地が悪化する。On the other hand, in Comparative Example 2 in which the number of cords to be driven is large, the rolling resistance is deteriorated due to the increase in the tire weight, and the bending rigidity of the carcass is increased, so that the riding comfort is deteriorated.
また、素線径が0.25mmと太い比較例３は、コードの疲労
寿命が低く、耐久性上問題がある。Further, in Comparative Example 3 in which the wire diameter is as thick as 0.25 mm, the fatigue life of the cord is low and there is a problem in durability.
さらに、カーカスの曲げ剛性が大きくなるので、乗心地
も悪化する。Furthermore, since the bending rigidity of the carcass is increased, the riding comfort is also deteriorated.
なおコードの疲労寿命は、回転曲げ疲労試験機によるも
ので、曲げ半径は20mmである。The fatigue life of the cord is measured by a rotating bending fatigue tester, and the bending radius is 20 mm.
以上のように本発明の条件を満足したタイヤだけが耐久
性、転動抵抗、乗心地、操縦安定性のすべてにバランス
のとれた特性を示した。As described above, only the tires satisfying the conditions of the present invention showed the characteristics balanced in durability, rolling resistance, riding comfort, and steering stability.
上述したようにスチールコードは、熱伝導率、動的エネ
ルギロス、弾性率の面でタイヤ用補強材として非常に有
効な材料である。しかしながら、比重が大きいことから
重量が大きくなることと、曲げ剛性が大きいことによる
タイヤの柔軟性に乏しいため、乗用車用ラジアルタイヤ
のカーカスに使用されなかった。本発明では、特定のコ
ード破断強力と特定のカーカス曲げ剛性を規定すること
で上記欠点をカバーし、スチールコード本来の利点を発
揮させたものである。したがって、本発明によれば、カ
ーカス部の耐屈曲性、乗心地を損うことなく、高速耐久
性、転動抵抗、操縦安定性に優れた乗用車用ラジアルタ
イヤを提供することができる。As described above, the steel cord is a very effective material as a reinforcing material for tires in terms of thermal conductivity, dynamic energy loss, and elastic modulus. However, since the specific gravity is large, the weight is large, and the flexural rigidity is large, so that the tire has poor flexibility. Therefore, it has not been used for a carcass of a radial tire for passenger cars. In the present invention, the above-mentioned drawbacks are covered by defining the specific breaking strength of the cord and the specific bending rigidity of the carcass, and the original advantages of the steel cord are exhibited. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a radial tire for a passenger car, which is excellent in high-speed durability, rolling resistance, and steering stability without impairing the bending resistance of the carcass portion and the riding comfort.
第１図はゴム／スチールコード複合体の一例を示す説明
図、第２図乃至第７図は各種ベルト構造を示す説明図で
ある。 １……下側ベルト層、２……上側ベルト層、3,4……ゴ
ム引きナイロンコードのベルト層。FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a rubber / steel cord composite, and FIGS. 2 to 7 are explanatory views showing various belt structures. 1 ... Lower belt layer, 2 ... Upper belt layer, 3, 4 ... Rubberized nylon cord belt layer.
Claims (1)
からなるスチールコードを用いることを特徴とする乗用
車用ラジアルタイヤ。 （ａ） 上記スチールコードは２〜４本の素線より構成
される。 （ｂ） 各素線の直径は0.15〜0.21mmの範囲にある。 （ｃ） コード１本当りの破断強力Ｆ〔kgf〕は下記式
を満足する。 Ｆ≧205×ｎ×ｄ1.872 n:素線数、d:素線径〔mm〕 （ｄ） 1.0mmの厚さに切り出したカーカスのコード10
本当りの曲げ剛性EI〔kgf.mm2〕は下記の範囲にある。 15≦EI≦301. A carcass cord having the following (a) to (d):
A radial tire for passenger cars characterized by using a steel cord made of. (A) The steel cord is composed of 2 to 4 strands. (B) The diameter of each wire is in the range of 0.15 to 0.21 mm. (C) The breaking strength F [kgf] per cord satisfies the following formula. F ≧ 205 × n × d 1.872 n: number of strands, d: strand diameter [mm] (d) Carcass cord cut out to a thickness of 1.0 mm 10
The bending rigidity EI [kgf.mm 2 ] per wire is in the following range. 15 ≦ EI ≦ 30
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