(57)【要約】【課題】周方向ベルトにスチールコードを適用した際におけるタイヤの接地性の悪化を防止して、高速耐久性および運動性能と、方向転換時における操作性とを両立させた乗用車用空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】トレッド部１１と、サイドウォール部１２と、ビード部１３とからなり、これら各部をビード部内に埋設されたビードコア相互間にわたり補強するカーカス層２２と、互いに交差する２層の交錯ベルト２３ａ，２３ｂと、タイヤ赤道面に対して実質上平行に螺旋巻き形成されてなる少なくとも１層の周方向ベルト２４ａ，２４ｂと、を具備する乗用車用空気入りラジアルタイヤである。周方向ベルトが、実質的に同一ピッチで螺旋型付けされたスチール線状体の複数本を、略同位相で撚り合わせずに束ねたスチールコードがゴムに埋設されてなるゴム−スチールコード複合体からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部と、該トレッド部の両縁部からタイヤ半径方向内側に配設された一対のサイドウォール部と、該サイドウォール部のタイヤ半径方向内側に連なるビード部とからなり、これら各部をビード部内に埋設されたビードコア相互間にわたり補強し、かつ、タイヤ赤道面に対して６０〜９０°をなすコードをゴムで被覆した少なくとも１層のカーカスプライからなるカーカス層と、該カーカス層のタイヤ半径方向外側に配置され、互いに交差する２層の交錯ベルトと、該交錯ベルトのタイヤ半径方向外側に、タイヤ赤道面に対して実質上平行に螺旋巻き形成されてなる少なくとも１層の周方向ベルトと、を具備する乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、                    
前記周方向ベルトが、実質的に同一ピッチで螺旋型付けされたスチール線状体の複数本を、略同位相で撚り合わせずに束ねたスチールコードがゴムに埋設されてなるゴム−スチールコード複合体からなることを特徴とする乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記スチール線状体の任意の１本と、少なくとも１本の他のスチール線状体との、型付け螺旋の外接円同士が重なり合う請求項１記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記複数本のスチール線状体の構造および型付け量が、全て同一である請求項１または２記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記スチール線状体が、略円形断面を有するスチールフィラメントである請求項１〜３のうちいずれか一項記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
前記スチール線状体が、複数本のスチールフィラメントを撚り合わせたスチールストランドである請求項１〜３のうちいずれか一項記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項６】
前記スチール線状体の型付け螺旋の外接円直径をＤ、該スチール線状体の外径をｄとしたとき、下記式、
Ｄ＞２．５ｄ
を満足する請求項１〜５のうちいずれか一項記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項７】
前記周方向ベルトを構成するスチールコードの破断強力と幅１２ｍｍあたりのコード打ち込み本数との積が、１９６１Ｎ・本以上である請求項１〜６のうちいずれか一項記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項８】
前記ゴム−スチールコード複合体が、別個のリールに巻かれた複数本の前記スチール線状体を一つの口金に通して束ねて前記スチールコードとし、該スチールコードを、ゴムにより被覆した後、ゴム複合体に埋設して製造されてなる請求項１〜７のうちいずれか一項記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は乗用車用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、交錯ベルトの外周側に周方向ベルトを備える乗用車用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においては、一対のビードコア間にわたりトロイド状に延びるカーカスのクラウン部を複数層のベルトにて補強している。かかるベルトは、通常、タイヤの赤道面に対して傾斜して延びる複数本のコードを互いに平行に配列したゴム引き層の少なくとも２層からなり、コードが積層間で互いに交差する方向に配列した交錯ベルトと、タイヤの赤道面に沿って延びるコードを平行に配列したゴム引き層の少なくとも１層からなる周方向ベルトとを、カーカスの径方向外側へ順次配列して構成されるのが一般的である。
【０００３】
このうち周方向ベルトの機能としては、タイヤの周方向剛性を高め、操縦安定性を改善するとともに、タイヤ回転時の遠心力による交錯ベルト両端のせり上がりにより誘発されるエッジセパレーション現象を防止する役割を果たすことが挙げられる。
【０００４】
周方向ベルトに用いられるコードとしては、従来より、ナイロン、ケブラーなどの有機繊維コードやスチールコード等が知られているが、一般的には有機繊維コードが用いられている。これに対し、周方向ベルトにスチールコードを使用することも提案されており（例えば、特許文献１に記載）、例えば、特許文献２においては、周方向ベルトの幅１２ｍｍあたりのコード打ち込み本数との積が１９６１Ｎ・本以上であるタイヤが提案されている。
【特許文献１】特開平１１−１９８６０５号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開２００６−５６３５１号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スチールコードは有機繊維コードと比較して高剛性であるため、上記のように、スチールコードを周方向ベルトに適用することで、タイヤの高速耐久性や運動性能等を向上することが可能である。その一方で、この場合、タイヤの周方向剛性が高くなるためにタイヤの接地形状が変化してしまい、具体的には、タイヤの接地長が短くなる。このタイヤの接地性の悪化に起因して、最大コーナリングパワー（Ｃｐ）時のスリップアングルの低下や、セルフアライニングトルク（垂直軸周りのモーメント，ＳＡＴ）の低下等が引き起こされ、方向転換時の操作性についても低下する結果となる。
【０００６】
従って、周方向ベルトにスチールコードを適用した際における上記接地性の悪化を防止して、高速耐久性および運動性能と、方向転換時における操作性とを両立させることのできる技術が求められていた。
【０００７】
そこで本発明の目的は、周方向ベルトにスチールコードを適用した際におけるタイヤの接地性の悪化を防止して、高速耐久性および運動性能と、方向転換時における操作性とを両立させた乗用車用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、周方向ベルトに用いる補強コードとして、従来のナイロンに代表される有機繊維コードに代えて、所定の構造を有する高剛性のスチールコードを適用することで、上記問題を解決することが可能となることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤは、トレッド部と、該トレッド部の両縁部からタイヤ半径方向内側に配設された一対のサイドウォール部と、該サイドウォール部のタイヤ半径方向内側に連なるビード部とからなり、これら各部をビード部内に埋設されたビードコア相互間にわたり補強し、かつ、タイヤ赤道面に対して６０〜９０°をなすコードをゴムで被覆した少なくとも１層のカーカスプライからなるカーカス層と、該カーカス層のタイヤ半径方向外側に配置され、互いに交差する２層の交錯ベルトと、該交錯ベルトのタイヤ半径方向外側に、タイヤ赤道面に対して実質上平行に螺旋巻き形成されてなる少なくとも１層の周方向ベルトと、を具備する乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記周方向ベルトが、実質的に同一ピッチで螺旋型付けされたスチール線状体の複数本を、略同位相で撚り合わせずに束ねたスチールコードがゴムに埋設されてなるゴム−スチールコード複合体からなることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明においては、前記スチール線状体の任意の１本と、少なくとも１本の他のスチール線状体との、型付け螺旋の外接円同士が重なり合うことが好ましい。また、好適には、前記複数本のスチール線状体の構造および型付け量が、全て同一である。本発明において、前記スチール線状体は、略円形断面を有するスチールフィラメントまたは複数本のスチールフィラメントを撚り合わせたスチールストランドのいずれであってもよい。
【００１１】
本発明においては、前記スチール線状体の型付け螺旋の外接円直径をＤ、該スチール線状体の外径をｄとしたとき、下記式、
Ｄ＞２．５ｄ
を満足することが好ましい。また、本発明において好適には、前記周方向ベルトを構成するスチールコードの破断強力と幅１２ｍｍあたりのコード打ち込み本数との積が、１９６１Ｎ・本以上である。
【００１２】
本発明のゴム−スチールコード複合体は、別個のリールに巻かれた複数本の前記スチール線状体を一つの口金に通して束ねて前記スチールコードとし、該スチールコードを、ゴムにより被覆した後、ゴム複合体に埋設して製造することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、周方向ベルトに対し、コード剛性について生コードと同様の剛性変化を持たせた特定のスチールコードを適用することとしたことで、高速耐久性や運動性能等のタイヤ性能と、接地性および操縦性とを両立させた乗用車用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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図１に、本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤの一例の概略断面図を示す。図示するように、本発明のタイヤは、トレッド部１１と、その両縁部からタイヤ半径方向内側に配設された一対のサイドウォール部１２と、そのタイヤ半径方向内側に連なるビード部１３とからなり、これら各部をビード部１３内に埋設されたビードコア２１相互間にわたり補強し、かつ、タイヤ赤道面に対して６０〜９０°をなすコードをゴムで被覆した少なくとも１層のカーカスプライからなるカーカス層２２と、そのタイヤ半径方向外側に配置され、互いに交差する２層の交錯ベルト２３ａ，２３ｂと、交錯ベルトのタイヤ半径方向外側に、タイヤ赤道面に対して実質上平行に螺旋巻き形成されてなる少なくとも１層の周方向ベルト２４と、を具備する。周方向ベルト２４は、図示する例では中央部２４ａと端部２４ｂとに分割して配設されているが、このような構造には限られず、分割されずに一体として配設されていてもよい。
【００１５】
本発明においては、かかる周方向ベルト２４が、所定のゴム−スチールコード複合体からなる点に特徴を有する。図２に、本発明に係るゴム−スチールコード複合体の一例のコード構造を示す概略断面図を示す。図示するゴム−スチールコード複合体は、実質的に同一ピッチで螺旋型付けされたスチール線状体１の複数本を、略同位相で撚り合わせずに束ねたスチールコードがゴムに埋設されてなる。
【００１６】
前述したように、一般に、周方向ベルト２４にスチールコードを用いると、タイヤ剛性を高めることができ、タイヤ性能や高速耐久性等を向上させることができるが、その反面、路面との接地性が悪くなり、タイヤの操作性が悪化する。これは、タイヤの接地時における微小な変形の際にはしなやかさ、低剛性が求められる一方、コーナリング時等の高入力時には、逆に高い剛性が求められるためである。即ち、周方向ベルトには、低負荷時にはゴムのしなやかさが発揮されてタイヤ接地性を良くするとともに、高負荷時にはスチールの持つ高い剛性が発揮されるような特性が求められることになる。
【００１７】
一般に、スチールフィラメントまたはスチールフィラメントを撚り合わせたスチールストランドに過大な型付けを付与して撚り合わせたスチールコードは、引っ張り荷重を加えると、フィラメントまたはストランド間に隙間がある低歪み時においては撚り絞られることでばねのような低剛性を示すが、さらに歪みを与えることでこれらが接して隙間がなくなると、急激に剛性が高くなるという特性を示す。しかし、これをゴムに埋設して加硫すると、コード内部のゴムの体積変化がほとんどないために、隙間があっても撚り絞まることができなくなって初期から高い剛性を示すようになり、ゴムの存在しないときのような、途中から大きく剛性が変化するような物理特性を示さなくなる。
【００１８】
そこで本発明においては、前記したように、型付けしたスチール線状体を撚り合わせずにほぼ同位相で束ねてゴムに埋設してなるゴム−スチールコード複合体を、周方向ベルトに用いるものとした。即ち、型付けをしたフィラメントまたはストランドを撚り合わせないことで、ゴムをコード内部に閉じ込めずにコード外に逃げられるようにすることができ、これにより、加硫後でも生コードと同様の剛性変化を得ることが可能となったものである。
【００１９】
また、本発明においては、図示するように、スチール線状体の任意の１本と、少なくとも１本の他のスチール線状体との、型付け螺旋の外接円同士が重なり合うことが好ましい。即ち、スチールコードを構成する各スチール線状体を、互いの型付けの外接円同士が重なり合う状態に配置することで、高負荷時における高い剛性強度を得ることができる。
【００２０】
さらに、本発明においては、スチールコードを構成する全てのスチール線状体の構造および型付け量を同一とすることも好ましく、これにより、応力が各スチール線状体に均一にかかることになり、強度効率を向上することができる。
【００２１】
なお、本発明においてスチールコードを構成するスチール線状体は、必要な強度・剛性に応じて、略円形断面を有するスチールフィラメントであっても、複数本のスチールフィラメントを撚り合わせたスチールストランドであってもよく、また、これらを組み合わせたものであってもよい。
【００２２】
また、本発明においては、スチール線状体１の、型付け螺旋の外接円直径をＤ、外径をｄとしたとき（図１参照）、下記式、
Ｄ＞２．５ｄ
を満足することが好ましい。スチール線状体１の、型付けによる外接円の直径Ｄを、スチール線状体１の直径ｄの２．５倍より大きくすることで、初期の剛性と、一定入力以上で発揮される高剛性部分との剛性差が大きくなり、本発明のゴム−スチールコード複合体の特徴をいっそう強く出すことができる。
【００２３】
さらに、本発明においては、周方向ベルトに用いるスチールコードの破断強力と幅１２ｍｍあたりのコード打ち込み本数との積が、１９６１Ｎ・本以上、特には２８１３〜４７３８Ｎ・本の範囲内程度であることが好適である。周方向ベルトにおけるスチールコードの破断強力とコード打ち込み本数との積が１９６１Ｎ・本未満では、時速３００ｋｍ以上の高速度走行時において、タイヤの回転とトレッドの重量により遠心力が周方向ベルトの強度を上回るため、バーストにつながるおそれがある。
【００２４】
なお、かかるゴム−スチールコード複合体を、安定して効率的に作製する方法としては、例えば、別個のリールに巻かれた複数本の前記スチール線状体を一つの口金に通して束ねてスチールコードとし、このスチールコードを、ゴムにより被覆した後、ゴム複合体に埋設する方法が有用である。
【００２５】
本発明に用いるゴム−スチールコード複合体としては、上記コード構造に係る条件について満足するものであれば、それ以外の、具体的なコード構造、スチール線状体の本数や線径、具体的構造、スチールおよびゴムの材質等については、特に制限されるものではない。
【００２６】
また、本発明のタイヤにおいては、上記ゴム−スチールコード複合体をタイヤの周方向ベルトに適用したものであれば、それ以外のタイヤ構造、各構成部材の材質等については、特に制限されるものではなく、これにより、本発明の所期の効果を得ることが可能である。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
下記表１に示す条件に従い、スチールフィラメント（ブラスめっき）：Ｃｕ６３重量％，Ｚｎ３７重量％）を用いて、各実施例および比較例のゴム−スチールコード複合体を作製した。コーティングゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）１００重量部と、カーボンブラック（ＨＡＦ）５５重量部と、酸化亜鉛（ＺｎＯ）７重量部と、硫黄５重量部と、Ｃｏ塩（ナフテン酸コバルト）０．１重量部とからなるゴム組成物を使用した。なお、各実施例のコードは、実質的に同一ピッチで螺旋型付けされた複数本のスチールフィラメントが、略同位相で撚り合わせずに束ねられてなる無撚りコードである。
【００２８】
得られた各ゴム−スチールコード複合体を、図１のタイヤ構造を有するタイヤサイズ２２５／４５ＺＲ１７の乗用車用空気入りラジアルタイヤの周方向ベルト２４ａ，２４ｂに適用して、各供試タイヤを作製した。比較例１については、下記表１中に示す条件のナイロンコードを用いた。各タイヤは、交錯ベルト２３をそれぞれ複数本のスチールコードから構成し、その外周側に、補強コードをタイヤ赤道面に対して実質的に０°で螺旋巻き形成した周方向ベルト２４ａ，２４ｂを設けた構造を有する。
【００２９】
各供試タイヤの接地長、操作性、運動性能および高速耐久性につき、下記に従い評価を行った。これらの結果を、下記の表１中に併せて示す。  なお、表中、コードの初期伸び歪は、タイヤ成型前については生コード、成型後については加硫タイヤから取り出したゴムつきコードの引っ張り試験を行い、Ｓ−Ｓカーブの５０Ｎ時の歪を読み取って得られた値である。
【００３０】
＜接地長＞
各供試タイヤに正規内圧を付与し、正規荷重を負荷した状態で、接地幅の８０％部での接地長さ／センター部での接地長さの比を求め、この比の値が８０〜１１０の場合を「○」、７０〜８０または１１０〜１２０の場合を「△」、７０未満または１２０を超える場合を「×」とした。
【００３１】
＜操作性＞
各供試タイヤを実車に装着して実車フィーリングテストを行い、方向転換時の操作性につき評価して、操作性が良好な場合を「○」、操作性にやや劣る場合を「△」、操作性が悪い場合を「×」とした。
【００３２】
＜運動性能＞
各供試タイヤを実車に装着して実車フィーリングテストを行い、汎用品レベルを「△」、高級品レベルを「○」、スポーツマニュアルレベルを「◎」とした。
【００３３】
＜高速耐久性＞
各供試タイヤをリムサイズ７Ｊ×１７のリムに組み込み、空気圧を３００ｋＰａに調整して、ＪＡＴＭＡ規格のテスト法に準じてステップスピード法にてタイヤ故障が発生するまでの速度を測定し、３００ｋｍ〜３５０ｋｍの場合を「○」、３５０ｋｍを超える場合を「◎」とした。
【００３４】
【表１】
2008155757.tif 000003
【００３５】
上記表１の結果から分かるように、同一ピッチで螺旋型付けしたスチール線状体を略同位相で撚り合わせずに束ねたスチールコードをゴム被覆してなるゴム−スチールコード複合体を用いた実施例１，２のタイヤにおいては、接地長、操作性、運動性能および高速耐久性の全ての性能につき、バランスよく良好な結果が得られることが確かめられた。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一例の乗用車用空気入りラジアルタイヤを示す片側概略断面図である。
【図２】実施例１に用いたゴム−スチールコード複合体に係るコード部を示す断面図である。
【図３】実施例２に用いたゴム−スチールコード複合体に係るコード部を示す断面図である。
【図４】比較例１に用いたゴム−スチールコード複合体に係るコード部を示す断面図である。
【図５】比較例２に用いたゴム−スチールコード複合体に係るコード部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  スチール線状体
１１  トレッド部
１２  サイドウォール部
１３  ビード部
２１  ビードコア
２２  カーカス層
２３ａ，２３ｂ  交錯ベルト
２４（２４ａ，２４ｂ）  周方向ベルト（中央部，端部）
【図１】
2008155757.tif 000004
【図２】
2008155757.tif 000005
【図３】
2008155757.tif 000006
【図４】
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【図５】
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