(57)【要約】【課題】周方向ベルトに用いる型付けスチールコードの改良により、耐摩耗性を悪化させることなく耐久性を向上したゴム物品補強用スチールコード、および、これを用いることで耐摩耗性と耐疲労性との両立を図った空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】複数本の素線を撚り合わせたストランドが複数本にて撚り合わされた複撚り構造を有し、波型形状またはジグザグ形状に型付けされてなり、かつ、製品タイヤから塑性変形させることなく取り出した波型形状またはジグザグ形状の型付け内側部における曲率ρ（ｍｍ−１）が、０＜ρ＜０．０３４の範囲を満足するゴム物品補強用スチールコードおよびこれを用いた空気入りラジアルタイヤである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の素線を撚り合わせたストランドが複数本にて撚り合わされた複撚り構造を有し、波型形状またはジグザグ形状に型付けされてなり、かつ、製品タイヤから塑性変形させることなく取り出した該波型形状またはジグザグ形状の型付け内側部における曲率ρ（ｍｍ−１）が、０＜ρ＜０．０３４の範囲を満足することを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
【請求項２】
前記スチールコードの複撚りの撚りピッチが７ｍｍ以上である請求項１記載のゴム物品補強用スチールコード。
【請求項３】
前記素線の素線径が０．１２〜０．４０ｍｍの範囲であって、かつ、前記スチールコードのコード径が１．４〜２．２ｍｍの範囲である請求項１または２記載のゴム物品補強用スチールコード。
【請求項４】
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、該カーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に２層以上のベルト層を備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルト層が、波型形状またはジグザグ形状に型付けされてなり、タイヤ周方向に沿う向きに伸びる複数本のスチールコードをゴム被覆してなる周方向ベルトを少なくとも１層含み、該スチールコードが、請求項１〜３のうちいずれか一項記載のゴム物品補強用スチールコードであることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
前記ベルト層が、前記周方向ベルトを１〜４層にて含む請求項４記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項６】
前記ベルト層が、タイヤ赤道面に対し傾斜した向きに伸びるコードをゴム被覆してなる交錯ベルトを１〜３層にて含む請求項４または５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】
本発明はゴム物品補強用スチールコードおよびそれを用いた空気入りラジアルタイヤ（以下、単に「コード」および「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、コード構造の改良に係るゴム物品補強用スチールコードおよびそれを用いた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ク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１，２には、ベルト層が、タイヤ周方向に沿う向きに伸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含むタイヤにおいて、周方向ベルトに用いるスチールコードとして２層または３層の層撚りスチールコードを用いるとともに、取り出したスチールコードの型付けの曲率半径Ｒを１８ｍｍ以上１２５ｍｍ以下の範囲内に規定する技術が開示されている。これは、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、その構造上、型付け部において大きな負担がかかるため、この型付け部における型付けの曲率半径Ｒを大きく規定することで、型付けスチールコードの耐久性の向上を図っているものである。また、特許文献３には、複撚り構造のコードに係る改良技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２６４３６号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開２０１０−１５５５５３号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】特開２０１０−１８９７９６号公報（特許請求の範囲等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
タイヤの周方向ベルトに適用される２層または３層の層撚りスチールコードにおいて、上記従来技術にて規定した範囲よりも型付けの曲率半径Ｒを大きく設定すると、初期歪が足りないためにタイヤ製造が難しくなるとともに、局所部への入力が大きくなって、疲労破断が生じやすくなるという問題が生ずる。
【０００６】
一方で、型付けをせずにタイヤに対する入力を低減するために、複撚り構造と撚りの短ピッチ化との組合わせにより大きな初期伸びを実現したいわゆるエロンゲーションコードも提案されている。しかしながら、エロンゲーションコードは、タイヤのたが効果を犠牲にするものであるので、径成長しやすくなるという問題があり、結果として、摩耗性の悪化が懸念される。また、複撚りの短ピッチ構造とすると、コストが増大する傾向となるという難点もあった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、周方向ベルトに用いる型付けスチールコードの改良により、耐摩耗性を悪化させることなく耐久性を向上したゴム物品補強用スチールコード、および、これを用いることで耐摩耗性と耐疲労性との両立を図っ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】
本発明者は鋭意検討した結果、複撚り構造を有する型付けスチールコードにおいて、その型付け内側部における曲率の範囲を小さく規定し、これを周方向ベルトに用いることで、上記課題を解決できることを見出した。
【０００９】
すなわち、本発明のゴム物品補強用スチールコードは、複数本の素線を撚り合わせたストランドが複数本にて撚り合わされた複撚り構造を有し、波型形状またはジグザグ形状に型付けされてなり、かつ、製品タイヤから塑性変形させることなく取り出した該波型形状またはジグザグ形状の型付け内側部における曲率ρ（ｍｍ−１）が、０＜ρ＜０．０３４の範囲を満足することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明のコードにおいては、前記スチールコードの複撚りの撚りピッチが７ｍｍ以上であることが好ましい。また、前記素線の素線径が０．１２〜０．４０ｍｍの範囲であって、かつ、前記スチールコードのコード径が１．４〜２．２ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００１１】
また、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、該カーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に２層以上のベルト層を備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルト層が、波型形状またはジグザグ形状に型付けされてなり、タイヤ周方向に沿う向きに伸びる複数本のスチールコードをゴム被覆してなる周方向ベルトを少なくとも１層含み、該スチールコードが、上記本発明のゴム物品補強用スチールコードであることを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、本発明のタイヤにおいては、前記ベルト層が、前記周方向ベルトを１〜４層にて含むことが好ましい。さらにまた、前記ベルト層が、タイヤ赤道面に対し傾斜した向きに伸びるコードをゴム被覆してなる交錯ベルトを１〜３層にて含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、上記構成としたことにより、耐摩耗性を悪化させることなく耐久性を向上したゴム物品補強用スチールコードを得ることができ、これを用いることで、耐摩耗性と耐疲労性との両立を図っ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】
【００１４】
【図１】本発明の空気入りラジアルタイヤの一例の幅方向断面図である。
【図２】波型形状に加工されたスチールコードを示す概略図である。
【図３】スチールコードの歪−荷重曲線を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の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１に、本発明の空気入りラジアルタイヤの一例の幅方向断面図を示す。図示するように、本発明のタイヤ１０は、左右一対のビード部１１と、ビード部１１からタイヤ半径方向外側に延びるサイドウォール部１２と、両サイドウォール部１２間に連なるトレッド部１３とを有している。また、本発明のタイヤ１０は、一対のビード部１１内にそれぞれ埋設された少なくとも一対のビードコア１間にわたりトロイド状に延在するカーカス２を骨格とし、カーカス２のクラウン部タイヤ半径方向外側に、２層以上、好適には２〜４層、図示例では４層のベルト層３を備えている。
【００１６】
本発明においては、ベルト層３が、波型形状またはジグザグ形状に型付けされてなり、タイヤ周方向に沿う向きに伸びる複数本のスチールコードをゴム被覆してなる周方向ベルトを少なくとも１層含んでいる。また、かかる周方向ベルトを構成するスチールコードとして、複数本の素線を撚り合わせたストランドが複数本にて撚り合わされた複撚り構造を有するとともに、スチールコードの波型形状またはジグザグ形状の型付け内側部における曲率ρ（ｍｍ−１）が、０＜ρ＜０．０３４の範囲を満足する本発明のゴム物品補強用スチールコードを用いる点が重要である。周方向ベルトに対し、特許文献１，２に開示された範囲よりも型付けの曲率半径Ｒが大きく、すなわち、曲率の小さい型付け層撚りコードを用いた場合、製造性の悪化や疲労破断の発生の問題があったが、本発明においては、層撚りではなく複撚り構造であって、従来対比型付け内側部の曲率の小さい波型形状またはジグザグ形状の型付けを施したスチールコードを用いたことで、摩耗性能に影響を与えることなく、入力の増大に起因するスチールコードの疲労破断を抑制して、ベルトの耐疲労性を向上させることが可能となった。型付けの曲率ρが小さいほど応力集中が低減して、コードの疲労性は向上する。一方、複撚り短ピッチのハイエロンゲーションコードでは、歪−荷重曲線の傾きが小さく伸びやすいために、タイヤ周方向のタガ効果が小さくなってタイヤの径成長が大きくなり、結果として耐摩耗性が悪化する。本発明においては、複撚り構造のコードに曲率ρの小さい型付けを施したことで、この二律背反の関係を解決したものである。
【００１７】
上記スチールコードの曲率ρが０．０３４以上であると、本発明の所期の効果が得られない。上記スチールコードの曲率ρは、好適には、０．００１≦ρ＜０．００８の範囲である。ここで、本発明において型付け部の曲率ρとは、図２に示すように、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（振幅ａ，波長λ）の型付け部を、円弧で近似して測定した曲率として定義される。具体的には、理想的な曲率ρは、振幅ａおよび波長λより、ρ＝ａ（λ／２π）２とする。なお、曲率ρ（ｍｍ−１）と曲率半径Ｒ（ｍｍ）とは、（曲率ρ）＝１／（曲率半径Ｒ）の関係を有する。また、本発明において、上記スチールコードの曲率ρは、製品タイヤからコードを塑性変形させることなく引き抜き、測定した値である。
【００１８】
また、上記本発明のスチールコードは、具体的には、複数本の素線を単撚り（１×Ｎ）または２層若しくは３層の層撚りにて撚り合わせたストランドが複数本にて撚り合わされた複撚り構造を有している。かかる複撚りの撚りピッチは、７ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０〜２０ｍｍである。従来のエロンゲーションコード対比複撚りの撚りピッチを長くして、すなわち、コードのヤング率を高めることで、走行時のタイヤの径成長を抑制して、耐摩耗性を向上することができるため、好ましい。また、撚りピッチを長くすることで、コード製造時の生産性が向上して、コードコストの低減も実現することができる。
【００１９】
本発明において、上記スチールコードを構成する素線の素線径としては、耐疲労性の観点から、０．１２〜０．４０ｍｍ、特には０．１２〜０．２３ｍｍの範囲が好ましい。また、上記スチールコードのコード径は、トリート強力と重量とのバランスの観点から、好適には１．４〜２．２ｍｍ、より好適には１．５〜２．１ｍｍの範囲である。さらに、上記スチールコードの初期伸び歪量は、０．３％以上３．０％以下、特には０．４〜２．９％の範囲であることが好ましい。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、コードの歪−荷重曲線において定義される。さらにまた、上記周方向ベルトにおける上記スチールコードの打込み本数は、好適には、１５〜３０本／５０ｍｍの範囲である。
【００２０】
本発明のタイヤにおいて、ベルト層３は、上記周方向ベルトを少なくとも１層、好適には１〜４層にて含む。周方向ベルトを５層以上とすると、全体のゲージが厚くなりすぎて、重量増や発熱耐久性の悪化を招くので、周方向ベルトの層数は１〜４層とすることが望ましい。
【００２１】
また、ベルト層３は、好適には、上記周方向ベルトに加えて、タイヤの赤道面に対し、例えば、１５〜５５°の角度で傾斜した向きに伸びるコードをゴム被覆してなる交錯ベルトを、１〜３層にて含むものとする。通常は、層間で互いに交錯する交錯ベルトを、２層にて配置する。交錯ベルトを配置しない場合、タイヤ幅方向の変形を抑えられずに、偏摩耗性の悪化を生ずる場合がある。一方で、交錯ベルトを４層以上配置すると、全体のゲージが厚くなりすぎて、重量増や発熱耐久性の悪化をもたらすおそれがある。
【００２２】
本発明においては、２層以上のベルト層３が少なくとも１層の周方向ベルトを含むものであればよく、ベルト層３の具体的構成については、特に制限されない。図示する例では、ベルト層３は４層のベルト３ａ〜３ｄからなるが、この場合には、例えば、タイヤ半径方向内側から、周方向ベルト３ａ，３ｂと、交錯ベルト３ｃ，３ｄとを積層配置することができる。なお、交錯ベルト３ｄは、図示する例では、交錯ベルト３ｃの０．５倍の幅で配置されているが、これには限られず、例えば、交錯ベルト３ｃの０．５倍〜１．０倍の幅で配置することができる。
【００２３】
本発明のタイヤにおいては、上記ベルト層以外のタイヤ構造の詳細や各部材の材質などについては特に制限されず、従来公知のもののうちから適宜選択して構成することができる。
【００２４】
例えば、カーカス２は、スチールコードまたは有機繊維コードをゴム被覆してなり、少なくとも１枚にて配置することが必要であるが、２枚以上で配置してもよく、通常は図示するように、ビードコア１の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止される。また、トレッド部１３の表面には適宜トレッドパターンが形成されており、最内層にはインナーライナー（図示せず）が形成されている。さらに、タイヤ内に充填する気体としては、通常の若しくは酸素分圧を変えた空気、または、窒素等の不活性ガスを用いることができる。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
タイヤサイズ４９５／４５Ｒ２２．５の空気入りラジアルタイヤを、下記表中に示す条件に従い作製した。ベルト層は、タイヤ半径方向内側から、２層の周方向ベルトと２層の交錯ベルト（コード角度：タイヤ周方向に対し±４２°）とを順次積層した４層構成とした。得られた各供試タイヤにつき、以下の評価を実施した。
【００２６】
＜ベルトの耐疲労性＞
各供試タイヤにおける周方向ベルトの耐疲労性を、正規内圧、正規荷重の１２０％の負荷条件下で、速度６０ｋｍ／ｈで１０万ｋｍ走行させる室内試験を行った後に、Ｘ線検査を実施することにより評価した。Ｘ線観察で、比較例１のベルト切れ数を１００として比較し、１００を超えるものを×、９０〜１００を〇、９０未満を◎とした。
【００２７】
＜耐摩耗性＞
各供試タイヤの耐摩耗性を、正規荷重、正規内圧の条件下で、５万ｋｍの実地走行試験を実施して、評価した。比較例１の摩耗量を１００として比較し、１００を超えるものを×、９０〜１００を〇、９０未満を◎とした。
【００２８】
また、ベルトの耐疲労性および耐摩耗性の評価結果から、総合評価として、全て◎の場合を◎、◎と○もしくは〇と〇の場合を〇、一つでも×がある場合を×とした。
これらの結果を、下記の表中に併せて示す。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
【表２】
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【００３１】
上記表中に示すように、周方向ベルトに、曲率ρの条件を満足する複撚りの波型型付けコードを用いた各実施例の供試タイヤにおいては、耐摩耗性を損なうことなく、ベルトの破断が防止されていることが確かめられた。
【符号の説明】
【００３２】
１  ビードコア、２  カーカス、３  ベルト層、１１  ビード部、１２  サイドウォール部、１３  トレッド部、１０  空気入りラジアルタイヤ、２０  スチールコード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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