(57)【要約】【課題】ベルト層を複数の素線を引き揃えた無撚りのスチールコードで構成しながら、圧延シートの加工作業性を良好にすると共に、ベルト層の耐久性に優れた空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】ベルト層を構成するスチールコードを、直径ｄが０．１５〜０．４０ｍｍの素線を２〜５本引き揃えた無撚り構造にし、かつ該素線の残留円弧状癖の曲率半径Ｒが３５０ｍｍ以上であり、ベルト層の下記式（１）で規定される残留回転特性値Ｂが２５以下である空気入りラジアルタイヤである。Ｂ＝｜３２π（Σｄｎ４  ×Ｔｎ）｜×Ｅ    ・・・・（１）ただし、ｄｎはｎ本目の素線の直径（ｍｍ）、Ｔｎはｎ本目の素線の残留回転値（回／６ｍ）、Ｅはコード打込み密度（本／５０ｍｍ）【選択図】      図１
2004161199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スチールコードからなるベルト層を設けた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直径ｄが０．１５〜０．４０ｍｍの素線を２〜５本引き揃えた無撚り構造にし、かつ該素線の残留円弧状癖の曲率半径が３５０ｍｍ以上であり、前記ベルト層の下記（１）式で規定される残留回転特性値Ｂが２５以下である空気入りラジアルタイヤ。
Ｂ＝｜３２π（Σｄｎ４  ×Ｔｎ）｜×Ｅ        ・・・・（１）
ただし、ｄｎはｎ本目の素線の直径（ｍｍ）
Ｔｎはｎ本目の素線の残留回転値（回／６ｍ）
Ｅはコード打込み密度（本／５０ｍｍ）
【請求項２】
前記スチールコードが周囲を有機繊維又はスチールワイヤでラッピングされた構成からなる請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
乗用車用タイヤである請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
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、ベルト層が複数の素線の無撚り引き揃えスチールコードからなる空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特に乗用車用の空気入りラジアルタイヤでは、軽量化、乗心地性の向上、安価などの市場ニーズが強くなっており、このようなニーズに対応するため、ベルト層に使用するスチールコードのシンプル化が進み、その究極のシンプルコードとして単線コードを使用したベルト層が提案されている。しかしながら、単線コードによりタイヤ性能に必要なベルト剛性を確保しようとすると、コード間隔を相当に狭く配置しなければならないため、コード間ゴム層がセパレーションしやすくなるという問題があった。
【０００３】
このようなコード剥離の防止対策として、複数本のスチール素線を無撚りで引き揃えたスチールコードの使用が多数提案されている（特許文献１、特許文献２など参照）。
【０００４】
しかし、スチール素線は、ダイス径を徐々に小さくしながら伸線加工を繰り返して製造されるため、伸線加工時に生じた歪みが、図６に示すような素線軸周りの回転癖や、図７に示すような円弧状にカールする円弧状癖になって残留する。そのため複数本の素線を単に引き揃えただけの無撚り構造のスチールコードであると、カレンダー加工によって未加硫ゴムを被覆して圧延シートにしたときの平坦性が悪化し、その圧延シートの切断やタイヤ成形作業性の悪化を招く原因になっていた。また、ベルト層におけるスチールコードの配列が不均一になるため、特にベルト層エッジでセパレーションを発生しやすいという問題が生じていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−７８４１０号公報
【特許文献２】
特開２０００−３４３９０６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ベルト層を複数の素線を引き揃えた無撚りのスチールコードで構成しながら、圧延シートの加工作業性を良好にすると共に、ベルト層の耐久性に優れた空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、スチールコードからなるベルト層を設けた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直径ｄが０．１５〜０．４０ｍｍの素線を２〜５本引き揃えた無撚り構造にし、かつ該素線の残留円弧状癖の曲率半径が３５０ｍｍ以上であり、前記ベルト層の下記（１）式で規定される残留回転特性値Ｂが２５以下であることを特徴とするものである。
【０００８】
Ｂ＝｜３２π（Σｄｎ４  ×Ｔｎ）｜×Ｅ      ・・・・（１）
ただし、ｄｎはｎ本目の素線の直径（ｍｍ）
Ｔｎはｎ本目の素線の残留回転値（回／６ｍ）
Ｅはコード打込み密度（本／５０ｍｍ）
スチールコード及びそのベルト層を上記構成にしたことにより、ゴムで被覆した圧延シートの平坦性が向上し、従来の圧延シートで発生していた切断作業性やタイヤ成形作業性の悪化を低減し、またベルト層におけるスチールコードの配列性が向上するためベルト層エッジでのセパレーションを低減し、ベルト耐久性を向上することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態を参照して具体的に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態からなる乗用車用の空気入りラジアルタイヤを示す半断面図である。
【００１１】
図１に示す空気入りラジアルタイヤにおいて、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。タイヤ内側には、タイヤ周方向に対するコード角度を略９０°にした有機繊維コードからなるカーカス層４が配置されている。また、カーカス層４の外周側には、スチールコードからなり、かつタイヤ周方向に対して１０°〜３０°のコード角度で互いに層間で交差する２層のベルト層５，５が配置されている。
【００１２】
上記タイヤ構成において、ベルト層５のスチールコードは、２〜５本の素線が引き揃えられただけの無撚り構造からなる。図２（Ａ）〜（Ｅ）は、このように無撚りで引き揃えられたスチールコード６の横断面を示す。スチールコード６の横断面における素線７の配列は、例えば、図２（Ａ），（Ｂ）のように、一列に並べただけであってもよく、或いは図２（Ｃ）〜（Ｅ）のように、一部の素線７が互いに重なり合っていてもよく、特に限定されるものでない。また、横断面における素線７の配列は、必ずしもスチールコード６の長手方向の全長に渡って一定である必要はなく、長手方向の途中で相互に位置が入れ代わるようになっていてもよい。
【００１３】
しかし、横断面における素線７の配列状態を長手方向に一定にしたい場合には、図３に例示するように、複数本が引き揃えられた素線７の束の周囲を、有機繊維またはスチールワイヤ８により螺旋状にラッピングするとよい。このように有機繊維またはスチールワイヤ８によりラッピングすることにより、スチールコード６の長手方向全体に素線７の配列を略一定にすることができ、スチールコード６の特性を長手方向に安定化することができる。
【００１４】
本発明において、スチールコードを構成する素線の本数は、２〜５本の範囲にする。素線が１本だけの単線コードであると、ベルト層を必要な剛性にするためのコード打込み密度が増加するため、コード間ゴム層が薄くなり過ぎることによりコードセパレーションが起きやすくなる。また、素線の本数が６本以上になると、本数増加によりスチールコードに対するゴムの浸透性が悪化するため、同じくコードセパレーションが起きやすくなる。
【００１５】
また、スチールコードを構成する素線は、直径ｄを０．１５〜０．４０ｍｍの範囲にしなければならない。直径ｄが０．１５ｍｍ未満であると、ベルト層を必要な剛性にするためのコード打込み密度が増加するため、コード間ゴム層が薄くなり過ぎることによりコードセパレーションを起こしやすくなる。また、直径ｄが０．４０ｍｍよりも太くなると、素線に加わる曲げ歪みが大きくなり、ベルト折れが起きやすくなる。
【００１６】
本発明において、さらに重要なことは、スチールコードに使用する素線として、伸線加工工程の矯正加工により素線が不可避的に備えている残留回転（図６参照）や残留円弧状癖（図７参照）を一定限度まで低減したものを使用することである。すなわち、矯正加工することにより残留円弧状癖の曲率半径Ｒを３５０ｍｍ以上にし、かつ、ベルト層に埋設したときの下記（１）式で規定される残留回転特性値Ｂを２５以下にして使用することである。
【００１７】
Ｂ＝｜３２π（Σｄｎ４  ×Ｔｎ）｜×Ｅ      ・・・・（１）
ただし、ｄｎはｎ本目の素線の直径（ｍｍ）
Ｔｎはｎ本目の素線の残留回転値（回／６ｍ）
Ｅはコード打込み密度（本／５０ｍｍ）
通常、伸線加工後の素線は伸線加工時に与えられた歪みにより、図６に示すような素線６の軸回りに捩じれようとする残留回転や、図７に示すようなカール状に湾曲する残留円弧状癖が不可避的に備わっており、これがゴムを被覆した圧延シートにしたときの平坦性を悪化し、加工作業性の悪化や、またベルト層にしたときエッジセパレーションを発生しやすくする原因になっていた。これらの問題が、上記のように素線の残留円弧状癖の曲率半径Ｒを３５０ｍｍ以上にし、かつ、ベルト層の残留回転特性値Ｂを２５以下にすることにより解消することができる。
【００１８】
本発明において、伸線加工工程の素線の矯正加工方法は特に限定されるものではなく、例えば、図４に示すような方法を使用することができる。図４の方法では、伸線加工工程の最終のダイス４０で素線７を伸線したのち巻取りロール４３に巻き取る前に、癖付けピン群４１，４２を２段階に渡り配置している。伸線加工後の素線７を２段階の癖付けピン群４１，４２に通し、その素線７を一方向以上に曲げを与えて癖付け加工による矯正を行うのである。このような矯正加工により、素線７の残留円弧状癖の曲率半径Ｒを３５０ｍｍ以上に拡大することができ、またベルト層にしたときの残留回転特性値Ｂを２５以下に縮小することができる。
【００１９】
本発明において、ベルト層の残留回転特性値Ｂの特定のために使用する素線の残留回転値（回／６ｍ）の測定は、ＡＳＴＭ  Ｄ２９６９の規定に準拠して次のようにして行う。
【００２０】
まず、図５（Ａ）に示すように、測定対象のタイヤからベルト層５０を取り出し、そのベルト層５０の一部にスチールコード６に沿って色を付け、その色付けしたスチールコードを取り出す。次いで、取り出したスチールコード６の残り３面に別の色を付けた後、そのスチールコード６から素線７を取り出す。
【００２１】
この素線７の両端部に、図５（Ｂ）に示すように、長さ４０ｃｍの間隔を開けて軽いクリップ５１、５２を取り付け、一方のクリップ５１を上方の支持部に固定し、他方のクリップ５２を垂直に吊るし、そのときにクリップ５２が回転する数を測定する。そして、その測定回転数を長さ６ｍ当たりの残留回転値（回／６ｍ）に換算すればよい。
【００２２】
なお、この残留回転値（回／６ｍ）を上記（１）式に挿入するときの値は、上面視で右側に回転する回転値は＋とし、左側に回転する回転値は−の値として挿入するものとする。
【００２３】
本発明において、素線の残留円弧状癖の曲率半径Ｒ（ｍｍ）及び残留回転値（回／６ｍ）は、加硫後のタイヤから剥離したベルト層から取り出したスチールコードについて測定するものであるが、スチールコードの金属組織は、タイヤ加硫時の加熱温度（約１４０℃〜１９０℃）では殆ど変化することがないので、タイヤ加硫成形前のスチールコードの素線について測定する場合でも、同じ曲率半径Ｒ（ｍｍ）及び残留回転値（回／６ｍ）を得ることが出来る。
【００２４】
【実施例】
タイヤサイズを２０５／６０Ｒ１５、タイヤ構造を図１とし、ベルト層を複数の素線を引き揃えた無撚り構造のスチールコードから構成し、そのプライ数・重量・コード角度・幅を共通にした以外は、スチールコードの素線の数、素線の直径ｄ、残留円弧状癖の曲率半径Ｒ（ｍｍ）及び残留回転値（回／６ｍ）をそれぞれ表１のように異ならせた従来例、実施例１〜２、比較例１〜５の空気入りラジアルタイヤを製作した。
【００２５】
なお、上記各空気入りラジアルタイヤにおいて、従来例のタイヤのスチールコードには、伸線加工しただけの素線を使用したが、実施例及び比較例のタイヤのスチールコードには、伸線加工工程にて図４に示す矯正加工を施した素線を使用した。
【００２６】
上記８種類の空気入りラジアルタイヤについて、下記の測定方法によるゴム圧延シート平坦性、ベルトエッジセパ耐久性及びベルト折れ耐久性を測定したところ、表１に記載の結果が得られた。
【００２７】
〔ゴム圧延シート平坦性〕
スチールコードを未加硫ゴムでカレンダー加工してゴム圧延シートを作製し、このゴム圧延シートから長さ１０００ｍｍ×幅８０ｍｍのサンプルを切り出し、そのサンプルの長手方向の一端を垂直な壁に固定し、壁からの最大離間距離を測定する。
【００２８】
評価は、従来例に使用したゴム圧延シートの測定値を１００とする指数で示した。指数が小さいほどゴム圧延シート平坦性が優れていることを意味する。
【００２９】
〔ベルトエッジセパ耐久性〕
評価タイヤをリムサイズ１５×６ＪＪのリムに装着し、空気圧２００ｋＰａを充填して排気量２０００ｃｃの乗用車に装着し、３万ｋｍを走行する。走行後のタイヤからベルト層の内側層と外側層との間を剥離し、その外側層の端部のセパレーション長さをタイヤ周方向に均等割りした１０箇所でそれぞれ測定し、その平均値を求める。
【００３０】
評価は測定値の逆数で行い、従来例の測定値の逆数を１００とする指数で示した。指数が大きいほどベルトエッジセパ耐久性が優れていることを意味する。
【００３１】
〔ベルト折れ耐久性〕
評価タイヤをリムサイズ１５×６ＪＪのリムに装着し、空気圧２００ｋＰａを充填して排気量２０００ｃｃの乗用車に装着し、３万ｋｍを走行する。走行後のタイヤからベルト層の内側層と外側層との間を剥離し、それぞれの層のコード折れ本数を測定する。
【００３２】
評価は測定値の逆数で行い、従来例の測定値の逆数を１００とする指数で示した。指数が大きいほどベルト折れ耐久性が優れていることを意味する。
【００３３】
【表１】
2004161199.tif 000003
【００３４】
表１から、比較例１のタイヤは、スチールコードを構成する素線の本数が上限の５本よりも多いためゴム浸透性が悪く、エッジセパレーションが多く発生している。
【００３５】
比較例２のタイヤは、スチールコードを構成する素線の直径ｄが下限の０．１５ｍｍよりも小さいためコード間隔が狭くなり、コード間ゴム層が薄くなり過ぎることによりエッジセパレーションが多く発生している。
【００３６】
比較例３のタイヤは、スチールコードを構成する素線の直径ｄが上限の０．４０ｍｍよりも大きいため、素線に加わる曲げ歪みが大きく折れやすくなり、ベルト折れが多くなっている。
【００３７】
比較例４のタイヤは、ベルト層の残留回転特性値Ｂが上限の２５を超えているためゴム圧延シートの平坦性が十分でなく、加工作業性の改善が不十分である。
【００３８】
比較例５のタイヤは、スチールコードを構成する素線の円弧状癖の曲率半径Ｒが３５０ｍｍよりも小さいため、同じくゴム圧延シートの平坦性が十分でなく、加工作業性の改善が不十分である。
【００３９】
【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によれば、ゴムで被覆した圧延シートの平坦性が向上し、従来の圧延シートで発生していた切断作業性やタイヤ成形作業性の悪化を低減し、またベルト層におけるスチールコードの配列性が向上するためベルト層エッジでのセパレーションを低減し、ベルト耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤの半断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は、それぞれ本発明に使用されるスチールコードの横断面図である。
【図３】本発明に使用されるスチールコードの一例を示す斜視図である。
【図４】本発明に使用されるスチールコードの素線矯正加工方法の一例を示す説明図である。
【図５】本発明に使用されるスチールコードの素線の残留回転値を測定する方法の説明図である。
【図６】スチール素線の残留回転性を示す説明図である。
【図７】スチール素線の残留円弧状癖を示す説明図である。
【符号の説明】
１  トレッド部
２  サイドウォール部
３  ビード部
４  カーカス層
５  ベルト層
６  スチールコード
７  素線
８  有機繊維又はスチールワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004161199.tif 000008
【図６】
2004161199.tif 000009
【図７】
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