(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスを有し、このカーカスのタイヤ径方向外側に、少なくとも１層のベルトをそなえる空気入りタイヤであって、該ベルトを形成するスチールコードは、２本のフィラメントを相互に添わせた束フィラメントの１〜３束と波形に型付けした単一フィラメントの１〜３本とをそれぞれ構成要素とし、該構成要素の２〜４を、各束フィラメントの長径の方向および各単一フィラメントの波形の高さ方向が揃った配置の下に撚り合わせて成りかつ、各束フィラメントの長径および各単一フィラメントの波形の高さ方向がベルト幅方向に並列することを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、耐久性を犠牲にすることなしに、操縦安定性を改善した空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤの耐久性を低下させる要因として、カット傷などを介してタイヤの外部から内部のベルト等に浸入する水分がベルトのコードを腐食し、この腐食域の拡大によってコードとゴムが剥離して生じるセパレーションがある。このセパレーションを回避するには、コード内部へゴムを浸透させてコードのフィラメント間に水分が伝播する隙間を形成させない構造、いわゆるゴムペネ構造が有効である。このゴムペネ構造は、コードを緩く撚ることによってフィラメント間の隙間を大きくしてゴムの浸透を実現したものであり、特に１×３や１×５構造の単撚りコードに適している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、ゴムペネ構造のコードは、フィラメント間に大きな隙間があるから、この隙間のない在来のコードと比較して弾性率は小さくなり、ゴムペネ構造のコードを適用したベルトも当然に引張剛性は低下し、タイヤの操縦安定性を低下する一因となる。なお、ベルトにおけるコードの打ち込み数を増加することによって、ベルトの引張剛性を確保することが可能であるが、タイヤの重量増の原因となる上、ベルトでの隣接コード間隔が狭くなるため、ベルト幅方向端部のコード端を起点としたゴム剥離が容易に隣接コード間に伝播して、いわゆるベルトエッジセパレーションをまねく。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、ベルトおよびその周辺でのセパレーションの発生による耐久性の低下をまねくことなしに、操縦安定性を向上した空気入りタイヤを提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、１対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスを有し、このカーカスのタイヤ径方向外側に、少なくとも１層のベルトをそなえる空気入りタイヤであって、該ベルトを形成するスチールコードは、２本のフィラメントを相互に添わせた束フィラメントの１〜３束と波形に型付けした単一フィラメントの１〜３本とをそれぞれ構成要素とし、該構成要素の２〜４を、各束フィラメントの長径の方向および各単一フィラメントの波形の高さ方向が揃った配置の下に撚り合わせて成りかつ、各束フィラメントの長径および各単一フィラメントの波形の高さ方向がベルト幅方向に並列することを特徴とする空気入りタイヤである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
さて、図１に、この発明に従う空気入りタイヤの具体例を図解する。この空気入りタイヤは、１対のビードコア１間でトロイド状に延びるカーカス２、このカーカス２のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置した、例えば２層のベルト３およびこのベルト３のタイヤ径方向外側に配置したトレッド４から成り、ベルト３に、図２に示す、スチールコード５を有利な配置の下に適用することを特徴とする。
【０００７】
すなわち、図２に示すスチールコード５は、２本のフィラメント６を相互に添わせた束フィラメント７の１束と、波形に型付けした単一フィラメント８の１本とを構成要素とし、特に同図（ｂ）  、（ｃ）  および（ｄ）  に示すように、束フィラメント７の長径の方向および単一フィラメント８の波形の高さ方向を揃えた配置の下に撚り合わせたものである。そして、このスチールコード５をベルト３に適用するに当たり、図３に示すように、コードの束フィラメント２の長径および単一フィラメント８の波形の高さ方向がベルト３の幅方向に並列する配置とする。
【０００８】
なお、図２(b)、(c)および(d)では、束フィラメント７の長径の方向および単一フィラメント８の波形の高さ方向が全て揃った配置を示したが、この発明における「各束フィラメントの長径の方向および各単一フィラメントの波形の高さ方向が揃った配置」とは、束フィラメント７の長径の方向および単一フィラメント８の波形の高さ方向が完全に一致する必要はなく、図２(a)と同様のコード長手方向各位置に対応して各コード断面を図４(a)、(b)および(c)に示すように、束フィラメント７の長径の方向ｘおよび単一フィラメント８の波形の高さ方向ｙの挟角θが90°に近づかないこと、具体的には挟角θが50°以下になる配置は許容される。これは、後述する図６〜８に示す、３〜４の構成要素からなるコードにおいても同様であり、各構成要素の長径の方向または波形の高さ方向による挟角θが50°以下になる配置は許容される。
【０００９】
さらに、スチールコード５をベルト３に適用するに当たり、図５に示すように、方向ｘおよび方向ｙのいずれか一方または両方が、ベルト３の幅方向ｚからずれる配置、具体的には幅方向ｚに対する方向ｘまたは方向ｙの傾斜角度である、ずれ角度が50°以下になる配置は許容される。すなわち、この発明における「各束フィラメントの長径および各単一フィラメントの波形の高さ方向がベルト幅方向に並列する」とは、かようなずれ角度が50°以下である配置を意味する。なお、なお、隣接するコード同士において、方向ｘ1,ｘ2,ｘ3 および／または方向ｙ1,ｙ2,ｙ3 は必ずしも一致する必要はない。これも、後述する図６〜８に示す、束フィラメントの３〜４束からなるコードにおいて、同様である。
【００１０】
また、図６および７に示すコードは、２本のフィラメント６を相互に添わせた束フィラメント７の２束または３束と波形に型付けした単一フィラメント８の１本とを、同様に各束フィラメント７の長径の方向および単一フィラメント８の波形の高さ方向をほぼ揃えた配置の下に撚り合わせたものである。これらのスチールコード５も、その各束フィラメント７の長径および単一フィラメント８の波形の高さ方向が、ベルト３の幅方向にほぼ並列する配置として、タイヤのベルトに適用することが肝要である。なお、束フィラメント７の１束に対して、２〜３本の単一フィラメント８を組み合わせたスチールコード、そして束フィラメント７の２束と単一フィラメント８の２本とを組み合わせたスチールコードも、同様に使用できることは勿論である。以上の組み合わせは、要するに、束フィラメントおよび波形単一フィラメントを含み、構成要素の和が最大で４になるということである。
【００１１】
タイヤのベルトを、２本のフィラメントを相互に添わせた束フィラメントの１〜３束と波形に型付けした単一フィラメントの１〜３本とをそれぞれ構成要素とし、該構成要素の２〜４を、各束フィラメントの長径の方向および各単一フィラメントの波形の高さ方向がほぼ揃った配置の下に撚り合わせて成るスチールコードで補強するのは、束フィラメントの長径方向または単一フィラメントの波形の高さ方向の曲げ剛性を高くかつ、これらの向きと直交する向きの曲げ剛性を低くし、コードの剛性に異方性をもたせるためである。
【００１２】
すなわち、この発明に従う構成のスチールコードは、コーナリング時ベルトに面内曲げ変形が加わった場合、長径方向の曲げ剛性が高いためタイヤの剛性感が高くなり、車輌の操縦安定性が向上されるのである。
【００１３】
そして、この発明に従うスチールコードをタイヤのベルトに適用するに当たり、各束フィラメントの長径および各単一フィラメントの波形の高さ方向がベルトの幅方向にほぼ並列する配置とすることが肝要である。なぜなら、車両コーナリング時のタイヤ接地域に生じるバックリング変形など、ベルト面と直交する向きに生じる面外曲げ変形において、コードの束フィラメントの長径または単一フィラメントの波形の高さ方向がベルトの幅方向を横切る向きにあると、その束フィラメントまたは単一フィラメントに歪みが集中する結果、コードの局部的歪みが増大し、この現象が繰り返されるとコード破断に到るからである。すなわち、コードの束フィラメントの長径および単一フィラメントの波形の高さ方向をベルトの幅方向に並べる配置とすることによって、面外曲げ変形に対して歪みが局部的に集中するのを避けることができるから、コードの耐久性、ひいてはタイヤの耐久性が向上するのである。
【００１４】
また、コードの構成要素を単一フィラメントと２本のフィラメントによる束フィラメントとの組み合わせとすることによって、特に３以上の構成要素でコードを構成する場合にあっても、フィラメント間に不可避に形成される閉鎖空間が、通常の単撚りコードのようにコード軸方向に連続することはないため、ゴムペネ構造を実現し得る。すなわち、図８に、単一フィラメントと２束の束フィラメントとによるコードを示すように、同図（ａ）  で閉鎖空間を形成する斜線で示すフィラメントは、同図（ａ）  の位置からコード長手方向に離間した同図（ｂ）  の位置では外側に位置して閉鎖空間を形成しないため、閉鎖空間がコード軸方向に連続することはなく、ゴムの浸透する隙間が必ず形成される。しかも、波形に型付けした単一フィラメントが必ず組み合わされるため、上記ゴムの浸透はより助長されるのである。
【００１５】
なお、束フィラメントを構成するフィラメント本数が３本以上になると、コードにおける束フィラメントのらせん軌道がベルト幅方向に拡がるため、ベルトの面内または面に沿って起こる面内曲げ変形において、束フィラメントに局部的に歪みが集中する不利が生じる。さらに、フィラメント本数が３本以上では、コードに張力が加わった際に、束フィラメントの横並び配列が崩れ易いため、コードの剛性低下の一因となる。
【００１６】
次に、コードを束フィラメントおよび単一フィラメントからなる構成要素の２〜４で構成するのは、まず１構成要素でベルト剛性を確保するには打ち込み数の増加が余儀なくされて、上述したベルトエンドセパレーションの抑制を阻害する上、フィラメントが容易にばらけてタイヤ製造時の作業性を低下する原因ともなる。一方、５構成要素以上では、フィラメント総本数が多くなってゴムの内部浸透が難しくなり、ベルト剛性が高くなり過ぎて、乗り心地性を悪化することになる。
【００１７】
ここで、２〜４の構成要素を上記の配置の下に撚り合わせる際、コードの撚りピッチＰ（ｍｍ）およびフィラメント径ｄ（ｍｍ）の比Ｐ／ｄが５０以上であることが好ましい。なぜなら、比Ｐ／ｄが５０未満になると、撚り角が大きくなってコードの弾性率が小さくなって、ベルトの引張剛性は低下し、タイヤの操縦安定性を低下する一因となるからである。
【００１８】
さらに、単一フィラメントに型付ける波形は、フィラメント径をｄとしたとき、図９に示すように、波高Ｈ≦３ｄおよび波長Ｌ≧１０ｄとすることが好ましい。なぜなら、Ｈ＜３ｄになると、波形の型付けが大きくなってコードの疲労性低下をまねく上、剛性も低下する。また、Ｌ≧１０ｄになると、波形の型付けピッチが小さくなって、やはりコードの疲労性低下をまねく上、強力も低下する。
【００１９】
【実施例】
種々のフィラメントを使用して、図２，４，６，７および図１０〜１４に示す構造のスチールコードを表１および２に示す仕様の下に作製し、各スチールコードを同表に示す打ち込み数にてベルトに適用し、図１に示した構造のタイヤをサイズ１８５  ／７０Ｒ１４で試作した。なお、図７は、１ピッチ毎に現れるコード断面を示した。ここで、ベルト３は、カーカス２上に、タイヤの赤道面に対してスチールコードが左２２°の角度で傾斜する向きで第１ベルト３ａを配置し、さらにその上にタイヤの赤道面に対してスチールコードが右２２°の角度で傾斜する向きで第２ベルト３ｂを配置して成る。
【００２０】
かくして得られたタイヤについて、適用リムに装着後に規定内圧を充填し乗用車に装着してから、舗装路を５００００  ｋｍ走行してから、タイヤを解剖してベルトにおけるコードの破断本数、ベルト端での亀裂長さ、カット傷からのコードの腐食長さをそれぞれ調査した。また、操縦安定性および乗り心地性については、５００００  ｋｍ走行を行った３人のドライバーによるフィーリング評価を行った。このフィーリング評価は１０点満点で行い、３人のドライバーの平均値を算出した。さらに、ゴム浸透性について、走行後のタイヤのコードを各構成要素に分解し、各構成要素の全長さに対するゴム被覆部分の合計長さを測定し、
【数１】
ゴム浸透率（％）
＝（ゴム被覆部分の合計長さ）／（各構成要素の全長さ）×１００
として示した。
これらの評価および調査結果を、表１および２に併記する。
【００２１】
【表１】
0003597626.tif 000002
【００２２】
【表２】
0003597626.tif 000003
【００２３】
【発明の効果】
この発明によれば、高い耐久性を維持した上でタイヤ走行時の操縦安定性を向上することができ、タイヤの高性能化を促進し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のタイヤ構造を示した図である。
【図２】この発明に従うコードの構造を示した図である。
【図３】ベルトにおけるコードの配置を示した図である。
【図４】この発明に従う他のコードの構造を示した図である。
【図５】ベルトにおけるコードの配置を示した図である。
【図６】他のコードの構造を示した図である。
【図７】他のコードの構造を示した図である。
【図８】コードの断面を示した図である。
【図９】波形の型付け形状を示した図である。
【図１０】比較コードの断面を示した図である。
【図１１】比較コードの断面を示した図である。
【図１２】比較コードの断面を示した図である。
【図１３】比較コードの断面を示した図である。
【図１４】比較コードの断面を示した図である。
【符号の説明】
１  ビードコア
２  カーカス
３  ベルト
３ａ  第１ベルト
３ｂ  第２ベルト
４  トレッド
５  スチールコード
６  フィラメント
７  束フィラメント
８  単一フィラメント
【図１】
0003597626.tif 000004
【図２】
0003597626.tif 000005
【図３】
0003597626.tif 000006
【図４】
0003597626.tif 000007
【図５】
0003597626.tif 000008
【図６】
0003597626.tif 000009
【図７】
0003597626.tif 000010
【図８】
0003597626.tif 000011
【図９】
0003597626.tif 000012
【図１０】
0003597626.tif 000013
【図１１】
0003597626.tif 000014
【図１２】
0003597626.tif 000015
【図１３】
0003597626.tif 000016
【図１４】
0003597626.tif 000017