(57)【要約】      （修正有）【課題】ベルト層に使用するスチールコードの生産性を向上しながら、操縦安定性の向上とベルト層の耐腐食性の向上を可能にした空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】並列に配向した複数のスチールコード６にゴムを被覆したベルト層５を有する空気入りラジアルタイヤ１において、スチールコード６を、複数のスチール素線Ｐを２＋Ｍ（Ｍ＝１〜７）構造に撚り合わせたストランド７をＮ（Ｎ＝２〜５）本実質的に無撚りで引き揃えて扁平な外郭形状Ｒを有する集束コードとして形成し、該スチールコード６の外郭形状Ｒにおけるベルト層５の厚さ方向に測定した短径Ｄｓと幅方向に測定した長径Ｄｌとの扁平比Ｄｓ／Ｄｌを１／Ｎ〜２／３にする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に配向した複数のスチールコードにゴムを被覆したベルト層を有する空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記スチールコードを、複数のスチール素線を２＋Ｍ（Ｍ＝１〜７）構造に撚り合わせたストランドをＮ（Ｎ＝２〜５）本実質的に無撚りで引き揃えて扁平な外郭形状を有する集束コードとして形成し、該スチールコードの外郭形状における前記ベルト層の厚さ方向に測定した短径Ｄｓと幅方向に測定した長径Ｄｌとの扁平比Ｄｓ／Ｄｌを１／Ｎ〜２／３にした空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記ベルト層における６０％以上のスチールコードが、前記外郭形状における扁平比の値を満たしている請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記スチール素線の線径が０．１０〜０．２５ｍｍである請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記ストランドの撚りピッチが４０〜１００ｍｍである請求項１、２又は３に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、ベルト層に使用するスチールコードの生産性を向上しながら、操縦安定性及び耐ベルト腐食性を一層向上するようにした空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、空気入りラジアルタイヤ、特に乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいては、軽量化、乗心地性の向上、低価格化、等といった市場からの要請が強く、これを受けて、ベルト層に用いるスチールコードの単純化への動きが加速している。
【０００３】
中でも高性能乗用車用空気入りラジアルタイヤのベルト層に使用するスチールコードは、ベルト層の面外曲げ剛性を低下させて操縦安定性を確保すると共にスチールコードの強力を確保する観点から、素線径を細くしながら素線数を増やして撚りを加えた所謂「細素線・複撚り構造コード」がこれまで広く使用されてきた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
しかし、かかるスチールコードは、撚り線工数が多くなることからスチールコードの生産性を悪化させるという問題を含んでおり、操縦安定性の向上を追及して素線径を細くするにも限界があった。
【０００５】
また、従来の「細素線・複撚り構造コード」は１×Ｎ構造のストランドを使用しており、コードを構成する素線間隔が狭いためにゴムの浸透性が悪くなり、水分の透過に伴うスチールコードの腐蝕の進行が避けられず、これにより耐久性が低下するという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−１８６９７６号公報（第１〜９頁、図１〜５）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、かかる従来の問題点を解消し、ベルト層に使用するスチールコードの生産性を向上しながら、しかも操縦安定性の向上とベルト層の耐腐食性の向上を可能にした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤは、並列に配向した複数のスチールコードにゴムを被覆したベルト層を有する空気入りラジアルタイヤにおいて、前記スチールコードを、複数のスチール素線を２＋Ｍ（Ｍ＝１〜７）構造に撚り合わせたストランドをＮ（Ｎ＝２〜５）本実質的に無撚りで引き揃えて扁平な外郭形状を有する集束コードとして形成し、該スチールコードの外郭形状における前記ベルト層の厚さ方向に測定した短径Ｄｓと幅方向に測定した長径Ｄｌとの扁平比Ｄｓ／Ｄｌを１／Ｎ〜２／３にしたことを特徴とするものである。
【０００９】
このように、スチールコードを構成するストランドには若干の撚りは与えるが、Ｎ本のストランドは実質的に無撚りで引き揃えただけで構成したため、撚り線工数を低減し、生産性を向上することができる。また、スチールコードを構成するストランドを素線間の空隙の多い２＋Ｍ構造としたので、ストランド内へのゴムの浸透性が確保されてベルト層の耐腐蝕性を向上させ、更には、ベルト層におけるスチールコードの厚さ方向の径を短くすることにより細い素線を使用することなくベルト層の面外曲げ剛性を低下させて操縦安定性を向上させる。
【００１０】
なお、本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト層に使用するスチールコードがなす扁平な外郭形状とは、集束されたストランドからなるスチールコードの横断面における外輪郭が真円でない状態をいい、その形状は略楕円形状である場合に限られることなく、短径Ｄｓと長径Ｄｌとを有する全ての形状が含まれる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。各図において共通する構成については同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１２】
図１は本発明の実施形態として乗用車用の空気入りラジアルタイヤの一例を示す半断面図である。空気入りラジアルタイヤ１は一対のビード部２間でトロイド状に延びるカーカス層３を骨格として、クラウン部４におけるカーカス層３の外周には複数のスチールコードを並列に配向してゴムを被覆した２層のベルト層５が配置される。
【００１３】
ベルト層５のうちの少なくとも１層には、線径が０．１０〜０．２５ｍｍのスチール素線を２＋Ｍ（Ｍ＝１〜７）構造に撚り合わせ、これをＮ（Ｎ＝２〜５）本引き揃えて扁平な外郭形状を有する集束コードに形成し、その外郭形状におけるベルト層５の厚さ方向に測定した短径Ｄｓと幅方向に測定した長径Ｄｌとの扁平比Ｄｓ／Ｄｌを１／Ｎ〜２／３にしたスチールコードが使用される。
【００１４】
図２（ａ）及び（ｂ）は２＋Ｍ（Ｍ＝２）構造に撚られたストランドをＮ（Ｎ＝３）本引き揃えて集束させたスチールコードの断面の一例をそれぞれ示している。図に示すように、スチールコード６はスチール素線Ｐを２＋Ｍ（Ｍ＝２）構造に撚り合わせたストランド７を隣接させてＮ（Ｎ＝３）本実質的に無撚りで引き揃えて集束させて、その外郭形状Ｒが扁平になるように形成されている。ここで、スチールコード６の外郭形状Ｒにおける短径Ｄｓと長径Ｄｌとの扁平比Ｄｓ／Ｄｌは１／Ｎ〜２／３の範囲になるように調整される。このように形成されたスチールコード６の長径Ｄｌはベルト層５の面方向Ｗに沿う幅方向の寸法で定義される。
【００１５】
図３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は２＋Ｍ（Ｍ＝１）構造のストランド７をＮ（Ｎ＝４）本引き揃えて集束させたスチールコード６の断面の一例をそれぞれ示している。図に示すように、スチールコード６は２＋Ｍ（Ｍ＝１）構造に撚られたストランド７を隣接させてＮ（Ｎ＝４）本引き揃えて集束させて、その外郭形状Ｒが扁平になるように形成する。その他の構成については図２（ａ）及び（ｂ）と同様であるため重複した説明を省略する。
【００１６】
本発明において、扁平比Ｄｓ／Ｄｌが１／Ｎ未満ではベルト層に配置するコード間隔が狭くなり過ぎてコード間剥離により耐久性が低下し、２／３超ではベルト層の面外曲げ剛性が高くなり過ぎて操縦安定性が改善されない。
【００１７】
本発明の空気入りラジアルタイヤ１のベルト層５におけるスチールコード６の外郭形状Ｒにおける短径Ｄｓと長径Ｄｌとの扁平比Ｄｓ／Ｄｌは、並列に配向した全てのスチールコード６において１／Ｎ〜２／３に調整されることが望ましいが、ベルト層５における少なくとも６０％、好ましくは７０％以上、のスチールコード６について満たされるようにするのがよい。６０％未満では本発明の効果が充分達せられない。
【００１８】
本発明は、乗用車用の空気入りラジアルタイヤに好ましく適用され、特に高性能乗用車用空気入りラジアルタイヤに好ましく適用されるが、トラック・バス等の重荷重用の空気入りラジアルタイヤに適用することを妨げるものではない。スチールコード６を構成するスチール素線Ｐとしては、通例、線径が０．１０〜０．２５ｍｍのスチールが使用されるが、トラック・バス用のタイヤに本発明のスチールコード６を適用する場合には０．２５〜０．４０ｍｍの線径を有するスチール素線Ｐが使用される。
【００１９】
スチールコード６を構成するストランド７の撚りピッチは４０〜１００ｍｍにすることが好ましい。４０ｍｍ未満ではストランド７の撚線速度向上によってスチールコード６の生産性を大きく向上することが出来ず、１００ｍｍ超ではベルト層５の面外曲げ剛性が高くなり過ぎて操縦安定性が低下する。このように、ストランド７の撚りピッチを４０〜１００ｍｍに設定することにより、生産性に優れたスチールコード６のベルト層５への適用が可能になる。
【００２０】
本発明の空気入りラジアルタイヤ１のベルト層５における各スチールコード６の間隔は、タイヤの要求特性に応じて、通例０．５ｍｍ以上に設定される。
【００２１】
このように、本発明の空気入りラジアルタイヤ１のベルト層５に適用するスチールコード６は、これを構成するストランド７の構造を素線間の空隙の多い２＋Ｍ構造としたので、ストランド７内へのゴムの浸透性が確保されてベルト層５の耐腐蝕性を向上させ、更には、ベルト層５におけるスチールコード６の厚さ方向の径を短くすることにより細い素線を使用することなくベルト層５の面外曲げ剛性を低下させて操縦安定性を向上させる。
【００２２】
【実施例】
実施例１〜２、比較例１〜５
本発明の空気入りラジアルタイヤにおけるベルト層に使用するスチールコードが、タイヤの操縦安定性及び耐ベルト腐食性に及ぼす影響を調べるために、図１の構造を有するタイヤのベルト層に使用するスチールコードを除く全ての仕様を共通にして、ベルト層に使用するスチールコードを３×４構造とした従来タイヤ１種（従来例）と、ベルト層に使用するスチールコードの構造を表１に示す通りにした本発明タイヤ２種（実施例１、２）及び比較タイヤ５種（比較例１〜５）とを、それぞれ作製した。
【００２３】
なお、各タイヤのサイズは２１５／４５ＺＲ１７とし、ベルト層のスチールコードを構成するスチール素線の線径（０．１５ｍｍ）、ベルト層に使用したスチールコードの重量及び配置角度、並びにベルト層の幅はそれぞれ共通にした。
【００２４】
上記８種類のタイヤについて、以下の試験方法により操縦安定性及びベルト耐腐食性を調べた結果を表１に併せて記載した。
［操縦安定性評価試験方法］  リムサイズ１７×７ＪＪ、空気圧２２０ｋＰａで組込んだ試験タイヤを２．０Ｌ  のＦＦ乗用車に装着し、訓練された５名のドライバーにより１０段階によるフィーリング評価を実施した。その結果を平均し四捨五入して表１に表示した。数値が大きい程優れていることを示している。
［耐ベルト腐食性評価試験方法］  試験タイヤの接地部にベルト層に達する直径３ｍｍの穴をあけ、リムサイズ１７×７ＪＪ、空気圧２２０ｋＰａ、２．０Ｌ  ＦＦ乗用車装着で１０００ｋｍ実車走行させた後、試験タイヤを５％のＮａＣｌ水溶液に１日浸漬させた後、更に３００００ｋｍ走行させた。その後、試験タイヤを解体してベルト層におけるスチールコードの腐食伝播長さを測定し、その結果を逆数にして従来タイヤを１００とする指数により表１に表示した。数値が大きい程優れていることを示している。
【００２５】
【表１】
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表１から判るように、本発明タイヤ（実施例１、２）は従来タイヤ（従来例）に比して操縦安定性及び耐ベルト腐食性が向上することを確認した。
【００２６】
比較タイヤ（比較例１）はスチールコードをストランド６本で構成したためスチールコードへのゴム透過性が低下し過ぎて耐ベルト腐食性が従来タイヤ（従来例）に比して低下する結果となった。
【００２７】
比較タイヤ（比較例２）はストランドを１×４構造にしたため従来タイヤ（従来例）に比して操縦安定性がやや改善したが、耐ベルト腐食性が同等であるため本発明タイヤとしての適格性がない。
【００２８】
比較タイヤ（比較例３）はストランドを２＋８構造にしたためストランドへのゴム透過性が低下し過ぎて耐ベルト腐食性が従来タイヤ（従来例）に比して低下する結果となった。
【００２９】
比較タイヤ（比較例４）はスチールコードの扁平比Ｄｓ／Ｄｌを２／３超としたのため従来タイヤ（従来例）に比して耐ベルト腐食性はやや改善したが、操縦安定性が改善されないため本発明タイヤとしての適格性がない。
【００３０】
比較タイヤ（比較例５）はストランドを１×１構造にしたため従来タイヤ（従来例）に比して操縦安定性がやや改善したが、ストランドへのゴム浸透性が低下するため耐ベルト腐食性が低下する結果となった。
【００３１】
【発明の効果】
上述したように、本発明の空気入りラジアルタイヤは、ベルト層に使用するスチールコードを２＋Ｍ（Ｍ＝１〜７）構造のストランドをＮ（Ｎ＝２〜５）本実質的に無撚りに引き揃えて扁平な外郭形状を有する集束コードに形成したので、ストランドが素線間の空隙の多い２＋Ｍ構造であることから、ストランド内へのゴムの浸透性が確保されてベルト層の耐腐蝕性を向上させる効果がある。
【００３２】
更には、スチールコードの扁平な外郭形状における短径Ｄｓと長径Ｄｌとの扁平比Ｄｓ／Ｄｌを１／Ｎ〜２／３にすると共に、前記長径Ｄｌをベルト層の面方向に沿わせて配置したので、ベルト層におけるスチールコードの厚さ方向の径を短くすることができたことから、細い素線を使用することなくベルト層の面外曲げ剛性を低下させて操縦安定性を向上させる効果がある。
【００３３】
また、スチールコードを構成するストランドが２＋Ｍ構造であるが、このストランドのＮ本をスチールコードに結束する際には実質的に撚りを与えていないことから、従来の「細素線・複撚り構造コード」に比較してスチールコードを生産する際の撚り工数が低減されるため、生産性に優れたスチールコードを使用できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りラジアルタイヤの一例を示す半断面図である。
【図２】本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト層に使用するスチールコードの一例を示す断面図で、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ２＋２構造に撚られたストランドを３本引き揃えて集束させたスチールコードの断面の一例を示している。
【図３】本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト層に使用するスチールコードの他の例を示す断面図で、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ２＋１構造に撚られたストランドを４本引き揃えて集束させたスチールコードの断面の一例を示している。
【符号の説明】
１  空気入りラジアルタイヤ
２  ビード部
３  カーカス層
４  クラウン部
５  ベルト層
６  スチールコード
７  ストランド
Ｐ  スチール素線
Ｒ  外郭形状
Ｗ  面方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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