(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビード部間にわたりトロイド状に延在するカーカスを骨格とし、該カーカスのタイヤ半径方向外側に、ベルト層およびトレッド層が順次積層配置されてなる空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルト層が、タイヤ周方向に沿う向きに延びる複数本の波型形状またはジグザグ形状の型付けスチールコードからなる周方向ベルトを少なくとも１層含み、かつ、該周方向ベルトのスチールコードを取り出した場合の取り出したスチールコードの型付け内側部と外側部において、少なくともシース部のフィラメントの型付け内側部の残留応力をＬ１、外側部の残留応力をＬ２としたとき、下記関係式、
−０．５×Ｌ２≦Ｌ１≦０．５×Ｌ２、
Ｌ２≦０
（ここで、前記残留応力が引張応力の場合を＋値、圧縮応力の場合を−値とする）
で表される関係を満足することを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記周方向ベルトのスチールコードを取り出した際の取り出したスチールコードの型付けの曲率半径Ｒが、１８ｍｍ〜１２５ｍｍの範囲内である請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記スチールコードが、０．１２ｍｍ〜０．４５ｍｍの範囲のフィラメント径を有するフィラメントからなる撚りコードであり、１．２０ｍｍ〜３．００ｍｍの範囲のコード径を有し、かつ、０．３％〜３．０％の範囲の初期伸び歪量を有する請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記ベルト層が、前記周方向ベルトを１〜４層含む請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
前記ベルト層が、タイヤ周方向に対し傾斜した向きに延びるコードからなる交錯ベルトを１〜３層含む請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りラジアルタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、タイヤ周方向に沿う向きに延びる複数本の波型形状またはジグザグ形状のスチールコードからなる周方向ベルト層を有する空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気入りラジアルタイヤのベルト層として、タイヤ周方向に沿う周方向ベルトを設けることが行われており、かかる周方向ベルトに、波型形状またはジグザグ形状に型付けしたコードを適用することも公知である。【０００３】
例えば、特許文献１には、トラックおよびバス用並びにオフザロード用など高内圧で使用される重荷重用ラジアルタイヤ、特に扁平のタイヤにおいて、波形またはジグザグ形をなしてタイヤの赤道面に沿って延びる多数本のコードまたはフィラメントを補強素子として、これら補強素子をゴムで被覆したプライの複数層を、傾斜配置したコードによるベルトに代えて、または該ベルトに追加して用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１‐２４５６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、波型形状またはジグザグ形状に加工されたスチールコードでは、その型付け内側部において、残留応力が引張応力になってしまうため、この部分でタイヤ転動時に引張歪がかかりやすいという問題があった。これは、スチールコード耐久性能低下の要因となる。【０００６】
また、波型形状またはジグザグ形状の型付けスチールコードからなる周方向ベルトを有するタイヤでは、その構造から型付け部において大きな負担がかかる。周方向ベルトはタイヤ転動時の歪を直接受けるため、タイヤ転動時には型付け部において繰り返しの歪変形を受けることになる。したがって、今後のタイヤサイズの大型化や偏平化による負担増大に伴い、入力の増大に起因するセパレーション発生等の耐久性の低下が懸念されており、周方向ベルトの耐久性向上を図ることが急務となっている。【０００７】
そこで、本発明の目的は、周方向ベルトに波型形状またはジグザグ形状の型付けスチールコードを用いた空気入りラジアルタイヤにおいて、特に今後の入力増大時に懸念されるスチールコードの疲労破断を防止し、かかる周方向ベルトの耐久性が向上した空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、波型形状またはジグザグ形状の型付けスチールコードの型付け部における残留応力を制御することにより、スチールコードの耐久性を向上させることが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。【０００９】
すなわち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビード部間にわたりトロイド状に延在するカーカスを骨格とし、該カーカスのタイヤ半径方向外側に、ベルト層およびトレッド層が順次積層配置されてなる空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルト層が、タイヤ周方向に沿う向きに延びる複数本の波型形状またはジグザグ形状の型付けスチールコードからなる周方向ベルトを少なくとも１層含み、かつ、該周方向ベルトのスチールコードを取り出した場合の取り出したスチールコードの型付け内側部と外側部において、少なくともシース部のフィラメントの型付け内側部の残留応力をＬ１、外側部の残留応力をＬ２としたとき、下記関係式、
−０．５×Ｌ２≦Ｌ１≦０．５×Ｌ２、
Ｌ２≦０
（ここで、前記残留応力が引張応力の場合を＋値、圧縮応力の場合を−値とする）
で表される関係を満足することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の空気入りラジアルタイヤにおいては、前記周方向ベルトのスチールコードを取り出した際の取り出したスチールコードの型付けの曲率半径Ｒが、１８ｍｍ〜１２５ｍｍの範囲内であることが好ましく、また、前記スチールコードが、０．１２ｍｍ〜０．４５ｍｍの範囲のフィラメント径を有するフィラメントからなる撚りコードであり、１．２０ｍｍ〜３．００ｍｍの範囲のコード径を有し、かつ、０．３％〜３．０％の範囲の初期伸び歪量を有することが好ましい。さらに、本発明の空気入りラジアルタイヤにおいては、前記ベルト層が、前記周方向ベルトを１〜４層含むことが好ましく、さらにまた、前記ベルト層が、タイヤ周方向に対し傾斜した向きに延びるコードからなる交錯ベルトを１〜３層含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、上記構成としたことにより、スチールコードの疲労破断を効果的に防止することが可能となり、周方向ベルトの耐久性が向上した空気入りラジアルタイヤを実現することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】波型形状に型付けされたスチールコードを示す概略図である。
【図２】本発明において測定する応力方向σ２２についての説明図である。
【図３】スチールコードの歪−荷重曲線を示すグラフである。
【図４】本発明の一例の空気入りラジアルタイヤのトレッド部近傍を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図４に、本発明の一例の空気入りラジアルタイヤのトレッド部の拡大断面図を示す。図示する本発明の空気入りラジアルタイヤ１０は、左右一対のビード部（図示せず）間にわたりトロイド状に延在するカーカス１を骨格とし、そのタイヤ半径方向外側に、ベルト層２およびトレッド層５が順次積層配置されてなるものである。
【００１４】
本発明においては、ベルト層２が、タイヤ周方向に沿う向きに延びる複数本の波型形状またはジグザグ形状の型付けスチールコードからなる周方向ベルト３を少なくとも１層、図示する例では２層含み、かつ、周方向ベルト３のスチールコードを取り出した場合の取り出したスチールコードの型付け内側部と外側部において、少なくともシース部のフィラメントの型付け内側部の残留応力をＬ１、外側部の残留応力をＬ２としたとき、下記関係式、
−０．５≦Ｌ１／Ｌ２≦０．５、
Ｌ２≦０
（ここで、前記残留応力が引張応力の場合を＋値、圧縮応力の場合を−値とする）
で表される関係を満足することが重要である。型付けフィラメントの型付け内側部の残留応力Ｌ１、および外側部の残留応力Ｌ２の位置関係を図示すると図１のように表される。
【００１５】
前述したように、波型形状またはジグザグ形状の型付けスチールコードでは型付け部に曲げ歪の集中が起こり、今後のタイヤサイズの大型化等に伴う入力の増大によっては、そこを起点としてスチールコードの疲労破断が発生してしまう懸念がある。それを防ぐためには、＋（引張）側になっている型付け部内側のフィラメントの残留応力Ｌ１を−（圧縮）側にできる限りシフトさせることが有効である。この残留応力Ｌ１の＋（引張）側から−（圧縮）側へのシフトは、コードを引っ張ることで、引張残留応力を圧縮側にシフトさせるプレセッチングにより、行うことができる。本発明は、残留応力に関して規定することにより、疲労破断の発生を防止することを可能にしたものである。
【００１６】
残留応力に関しては、ＸＲＤ装置を用いてσ２２成分を測定した。σ２２とは、スチールコード２０を構成するフィラメント（シースフィラメント）２１の直径方向に対して垂直方向に働く応力である（図２参照）。また、タイヤ中から取り出したコードに対して、溶剤でゴムとメッキを溶かし、ＸＲＤ装置（コリメータ：５０μｍφ、測定回折面：α−Ｆｅ（２１１）、回折角２θ：約１５６°、線源：Ｃｒ）で残留応力を測定した。
【００１７】
Ｌ２≦０において、Ｌ１／Ｌ２が、−０．５未満である場合には、残留応力Ｌ１が＋方向へ大きくシフトしてしまうため、疲労性低下の要因となってしまう。一方、Ｌ１／Ｌ２が０．５を超える場合では、後述するが、スチールコードの波型形状もしくはジグザグ形状は殆ど形状をなさないため、好適な初期歪量０．３％〜３．０％を確保できなくなってしまう。なお、上述の本発明の効果をより良好に得るためには、
０≦Ｌ１／Ｌ２≦０．５、
Ｌ２≦−４００
で表される関係を満たすことが望ましい。
【００１８】
本発明においては、周方向ベルト３のスチールコードを取り出した場合の取り出したスチールコードの型付けの曲率半径Ｒが、１８ｍｍ〜１２５ｍｍの範囲内であることが好ましい。曲率半径Ｒが１８ｍｍ未満であると、曲げ歪の緩和が不十分となり、一方、１２５ｍｍを超えると、タイヤに必要なスチール量が確保できなくなるため、多くの性能面での懸念が生じる。ここで、曲率半径Ｒとは、波型形状またはジグザグ形状に加工されたスチールコード２０の型付け部を、円弧で近似して測定した曲率半径を意味する（図１参照）。
【００１９】
また、周方向ベルト３を構成する上記スチールコード２０は、フィラメント径０．１２ｍｍ〜０．４５ｍｍ、特には０．１５ｍｍ〜０．３６ｍｍの範囲のフィラメントからなる撚りコードであり、コード径が１．２０ｍｍ〜３．００ｍｍ、特には１．２０ｍｍ〜２．００ｍｍの範囲であって、かつ、初期伸び歪量が０．３％〜３．０％、特には０．９％〜２．０％の範囲であることが好ましい。このようなスチールコードを用いることで、コード耐久性をより良好に確保することができる。
【００２０】
上記スチールコードの初期伸び歪量が３．０％を超えると、内圧による径成長が大きくなり過ぎてしまう。それにより、タイヤ表面のトレッドゴムが引張り状態となり、耐磨耗性、耐カット性悪化をまねくことになる。一方、０．３％未満では、内圧時および径成長時にコードが伸びきってしまい、タイヤがバックリングして正常な形状にならず、偏磨耗性悪化の原因となる。ここで、スチールコードの初期伸び歪量は、図３に示すように、スチールコードの歪‐荷重曲線において定義される。
【００２１】
本発明の空気入りラジアルタイヤにおいては、ベルト層２が、周方向ベルト３を１〜４層含むことが好ましい。周方向ベルト３が５枚以上になると、全体のゲージが厚くなりすぎ、タイヤ重量増、発熱耐久性の悪化を招くことになる。
【００２２】
また、本発明の空気入りラジアルタイヤにおいては、タイヤ周方向に対し傾斜した向きに延びるコードからなる交錯ベルト４を１〜３層有することが望ましい。交錯ベルト４を持たない場合、タイヤ幅方向の変形を抑えられないため偏磨耗性の悪化をもたらし、一方、交錯ベルト４が４層以上となると全体のゲージが厚くなりすぎ、タイヤ重量増、発熱耐久性の悪化をもたらすことになる。
【００２３】
なお、本発明の空気入りラジアルタイヤは、ベルト層に埋設するスチールコードの改良に係るものであり、その他の構造および材料については特に制限されるべきものではなく、既知の構造および材料を適宜採用することができる。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明の空気入りラジアルタイヤを実施例を用いて具体的に説明する。
（実施例１〜７、比較例１〜３）
下記表１、２に従い、残留応力比Ｌ１／Ｌ２を変えたスチールコード（３層撚り：３＋９＋１５）にて、タイヤサイズ４９５／４５Ｒ２２．５の供試タイヤを製造し、得られた供試タイヤについてタイヤ中コードの疲労耐久性を評価した。【００２５】
＜疲労耐久性試験＞
評価条件として、正規内圧、正規荷重の１２０％負荷、速度６０ｋｍ／ｈにて７．０万ｋｍ走行させた後に、Ｘ線検査を実施することにより疲労耐久性を評価した。疲労耐久性に優れていれば◎、コード切れは若干見られるが実用上の問題はない場合を○、コード切れありの場合を×とした。得られた結果を表１、２中に併せて示す。【００２６】
【表１】
0005431330.tif 000002
【００２７】
【表２】
0005431330.tif 000003
【００２８】
上記表１、２に示すように、本発明に係る条件を満足する波型付けスチールコードを周方向ベルトに用いた実施例の空気入りラジアルタイヤでは、スチールコードの耐久性を向上できることが確かめられた。
【符号の説明】
【００２９】
１  カーカス
２  ベルト層
３  周方向ベルト
４  交錯ベルト
５  トレッド層
１０  空気入りラジアルタイヤ
２０  スチールコード
２１  シースフィラメント
Ｒ  曲率半径
Ｌ１  型付け内側部の残留応力
Ｌ２  型付け外側部の残留応力
【図１】
0005431330.tif 000004
【図２】
0005431330.tif 000005
【図３】
0005431330.tif 000006
【図４】
0005431330.tif 000007