(57)【要約】【課題】乗心地性及び静粛性を低下させることなく操縦安定性を高めた空気入りラジアルタイヤ及びそれに用いるタイヤ用素線を提供すること。【解決手段】配合ゴム４１により被覆され、その断面が楕円形状のスチールコード４０の楕円の向きが所定長さ毎に９０度捻回するように構成する。そして、このスチールコード４０を空気入りラジアルタイヤのタイヤ補強層として使用する。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面が楕円形状または長円形状の金属の線材であって、楕円または長円の向きが所定長さ毎に捻回していることを特徴とするタイヤ用素線。
【請求項２】
前記楕円または長円の向きが所定角度単位で捻回していることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用素線。
【請求項３】
前記楕円または長円の向きが９０度単位で捻回していることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用素線。
【請求項４】
前記楕円または長円の向きが連続的に捻回していることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用素線。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ用素線をタイヤ補強層に使用したことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項６】
前記タイヤ補強層がビード部補強層であることを特徴とする請求項５に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項７】
前記タイヤ補強層がベルトおよび／またはキャップベルトであることを特徴とする請求項５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】
この発明は、空気入りラジアルタイヤ及びそれに用いるタイヤ用素線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高速道路網の延長整備と、自動車の高速化及び高性能化に伴い、これに適するタイヤとして、ボディプライをラジアル方向に配置すると共に、その外側にたが効果を狙いベルト層、キャップベルトを配置したラジアルタイヤが多用されている。このラジアルタイヤの骨格をなす補強層に使用する補強材としては、近年、強度面の観点から金属よりなる線材、即ちスチールコードやスチール素線（スチール単線ワイヤ）が利用されることが多くなってきている。そして自動車の更なる高速化、高性能化及び高い操縦安定性の要求によりラジアルタイヤの扁平化が進み、扁平率が５０％や４５％のものはかなり普及してきており、扁平率が４０％や３０％のものまで見られるようになった。このようなラジアルタイヤの扁平化と共に、更にタイヤの構造面での操縦安定性対応として、ベルト構造の改良、ベルト補強層の配置に加えて、剛性アップのため、ビード周りの補強等も広く行われるようになってきている。
【０００３】
このようなタイヤ補強層に使用するスチール素線の一つとして、断面形状が略円形の単線金属コードに、断面形状が略楕円形の拡径部を所定長さ毎に形成しているものが知られている（特許文献１参照）。即ち、この金属コードは断面形状が略円形の部分と断面形状が略楕円形の拡径部とが所定長さ毎に交互に現れるように形成されている。また、ビード周りを補強したものとしては、補強層としてタイヤ周方向に螺旋巻きのワイヤチェーファ（例えばスチールコード）を設けたものが知られている（特許文献２参照）。そして、この特許文献２では、ビード部に大きな外力が加わった際のコード切断に対する耐力を高めてコードの耐久力をより向上させるために、高伸張性スチールコードとして、波形の形付けを施した、所謂ウェビィコードを推奨している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−６１６６５号公報（第３−４頁、第２図）
【特許文献２】
特開２００１−１９１７５７号公報（第４頁、第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１では、金属コードの断面楕円部の長径方向を、タイヤ回転軸方向と平行にすれば、タイヤ回転軸方向の横剛性は高まる。しかし、タイヤ半径方向の曲げ剛性は弱まる傾向にあるため、高速運転時の遠心力によるベルトの膨らみを十分に押えることができず、高速操縦安定性を十分に得ることができないおそれがあった。
【０００６】
また、特許文献２では、波形付けスチールコード作成に手間がかかることに加えて、高伸張性スチールコードに波形付けを施すことによって剛性が弱まるだけでなく、該波形付けスチールコード同士が重ならないようにこれらの間隔を広げる必要があった。このため、この波形付けスチールコードを所望の範囲内に配置することができないので、所定の補強効果を得ることができなかった。
【０００７】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、高速運転時の耐久性を高めることができ、乗心地性及び車内静寂性を低下させることなく操縦安定性を高めることができるラジアルタイヤを提供すること及びそれに用いるタイヤ補強用スチール素線を提供することにある。しかも、このスチール素線は、転造や鍛造、或いは回転ダイスにより、作業が容易で作業工程を増やすことなく製造できるものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明においては、断面が楕円形状または長円形状の金属の線材であって、楕円または長円の向きが所定長さ毎に捻回していることを要旨とするものである。
【０００９】
従って、このような線材をタイヤ補強層として使用する場合、補強しようとする位置にかかる応力に応じて、楕円または長円の向きを合わせることができるので、タイヤの剛性向上と柔軟性確保との両立を図ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明においては、請求項１において、前記楕円または長円の向きが所定角度単位で捻回していることを要旨とするものである。
従って、請求項１と同様の効果が、前記角度を規定することで容易に得られる。
【００１１】
請求項３に記載の発明においては、請求項１において、前記楕円または長円の向きが９０度単位で捻回していることを要旨とするものである。
従って、請求項１と同様の効果が容易に得られる。
【００１２】
請求項４に記載の発明においては、請求項１において、前記楕円または長円の向きが連続的に捻回していることを要旨とするものである。
従って、請求項１と同様の効果が得られる。
【００１３】
請求項５に記載の発明においては、請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ用素線をタイヤ補強層に使用したことを要旨とするものである。
従って、タイヤにかかる応力の方向に対して直角に楕円の長径側または長円の長手方向側を配置すると、線材が容易に屈曲するため、タイヤの柔軟性を確保することができる。逆に、タイヤにかかる応力の方向に対して平行に楕円の長径側または長円の長手方向側を配置すると、線材が屈曲し難くなるため、タイヤの剛性を向上させることができる。即ち、タイヤの剛性向上と柔軟性確保との両立を図ることができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明においては、請求項５において、前記タイヤ補強層がビード部補強層であることを要旨とするものである。
従って、タイヤ半径方向に配置された楕円の長径側または長円の長手方向側でタイヤ半径方向の縦剛性を保ち、タイヤ半径方向に配置された楕円の短径側または長円の幅方向側でタイヤ半径方向の柔軟性を確保することができる。この結果、乗心地性及び静粛性を低下させることなく、優れた操縦安定性を得ることができる。
【００１５】
請求項７に記載の発明においては、請求項５において、前記タイヤ補強層がベルトおよび／またはキャップベルトであることを要旨とするものである。
従って、このような線材をベルトに使用する場合、タイヤ半径方向に対して直角に線材の楕円の長径側または長円の長手方向側が配置されることにより、タイヤ半径方向の縦剛性を高めることなく、タイヤ回転軸方向の横剛性及びタイヤ回転方向の前後剛性を高めることができる。このため、操縦安定性を高めながら、乗心地性及び車内静寂性を維持することができる。さらに、タイヤ半径方向に対して平行に配置される楕円の長径側または長円の長手方向側の働きにより、高速運転時の遠心力によるタイヤセンター部及びショルダ部のタイヤ半径方向の外方への飛び出しを防止することができるので、高速運転時の操縦安定性と耐久性とを向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。
【００１７】
はじめに、この実施形態の空気入りラジアルタイヤ１１の構成について説明する。
図１及び図２に示すように、この実施形態の空気入りラジアルタイヤ１１は、ボディプライ１６に沿ってトレッド部１２と、サイドウォール部１３と、そのサイドウォール部１３のタイヤ内径側に連なるビード部１４とを備えている。そして、このラジアルタイヤ１１は両側のビード部１４において、車両のリム１５のリムフランジ１５ａに嵌合装着されるようになっている。前記トレッド部１２は、図６に示すように、断面が楕円形状の線材からなる複数のスチールコード４０によって構成された２枚のベルト１７と、１枚のキャップベルト１８とを配置することによって補強されている。
【００１８】
また、トレッド部１２の両側のショルダ部は、ナイロンコードよりなるショルダ補強層１９を周方向に巻回添着することによって補強されている。
図３に示すように、前記両ビード部１４にはビード３０が埋設配置され、そのビード３０はビードコア２０と、各ビードコア２０のタイヤ外径側に硬質ゴムよりなる断面ほぼ三角形状のビードフィラー２１とを備えている。ビードフィラー２１の外側にはスチールコード４０よりなるビード部補強層２２が埋設配置され、必要に応じてビードフィラー内腔側にもスチールコード４０よりなるビード部補強層２２ａが埋設配置されている。
【００１９】
そして、ボディプライ１６の両端部がビードコア２０及びビードフィラー２１の外周面に沿って折り返されて、ボディプライ１６によりビード３０が包被されている。
【００２０】
ここでスチールコード４０は図６に示すように、断面が楕円形状であり所定長さ（通常２〜２０ｍｍ、好ましくは５〜１５ｍｍ）毎にこの楕円の向きが楕円の中心を軸として９０度捻回するように構成されている。そしてその表面にはブラスめっき等（図示しない）が施され、さらにその上から配合ゴム４１によって被覆されている。
【００２１】
スチールコード４０をベルト１７又はキャップベルト１８として用いる場合、隣接するスチールコード４０間では、図４に示すようにその楕円断面の長径部の向きが、タイヤ半径方向とタイヤ回転軸方向とに交互に９０度異なるように配列されている。また、スチールコード４０をビード部補強層２２として用いる場合、隣接するスチールコード４０間では、図５に示すようにその楕円断面の長径部及び短径部の方向がランダムに配列されている。
【００２２】
また、単線のスチールコードの直径が０．２５〜０．７ｍｍであるコードに圧力を加えることで、長径・短径の比が略１．７５である長径０．４８ｍｍ、短径０．２７５ｍｍのコードや長径０．６１ｍｍ、短径０．３５ｍｍのコードを得ることができる。またさらに長径・短径の比が略２である長径０．５ｍｍ、短径０．２５ｍｍのコードも圧力条件を変えることで容易に得ることができる。
【００２３】
次に空気入りラジアルタイヤ１１のビード部補強層２２、ベルト１７又はキャップベルト１８としてスチールコード４０を用いることによる作用効果について説明する。
【００２４】
スチールコード４０の断面形状は楕円であるので、楕円断面の長径に沿う方向においては剛性に優れ、楕円断面の短径に沿う方向においては柔軟性（クッション性）に優れている。したがって、スチールコード４０を空気入りラジアルタイヤ１１のビード部補強層２２として用いた場合、タイヤ半径方向に配置された楕円の長径部でタイヤ半径方向の縦剛性を保ち、タイヤ半径方向に配置された楕円の短径部でタイヤ半径方向の柔軟性を得ることができる。この結果、乗心地性及び静粛性を低下させることなく、優れた操縦安定性を得ることができる。
【００２５】
また、スチールコード４０を空気入りラジアルタイヤ１１のベルト１７又はキャップベルト１８として用いた場合、タイヤ半径方向に対して直角に線材の楕円の長径側が配置されることにより、タイヤ半径方向の縦剛性を高めることなく、タイヤ回転軸方向の横剛性及びタイヤ回転方向の前後剛性を高めることができる。このため、操縦安定性を高めながら、乗心地性及び車内静寂性を維持することができる。さらに、タイヤ半径方向に対して平行に配置される楕円の長径側の働きにより、高速運転時の遠心力によるタイヤセンター部及びショルダ部のタイヤ半径方向の外方への飛び出しを防止することができるので、高速運転時の操縦安定性と耐久性とを向上させることができる。
【００２６】
以上詳述した実施形態によれば次のような効果が発揮される。
・  スチールコード４０を空気入りラジアルタイヤ１１のビード部補強層２２として用いた場合、タイヤ半径方向に配置された楕円の長径部でタイヤ半径方向の縦剛性を保ち、タイヤ半径方向に配置された楕円の短径部でタイヤ半径方向の柔軟性を得ることができる。この結果、乗心地性及び静粛性を低下させることなく、優れた操縦安定性を得ることができる。
【００２７】
・  スチールコード４０を空気入りラジアルタイヤ１１のベルト１７又はキャップベルト１８として用いた場合、タイヤ半径方向に対して直角に線材の楕円の長径側が配置されることにより、タイヤ半径方向の縦剛性を高めることなく、タイヤ回転軸方向の横剛性及びタイヤ回転方向の前後剛性を高めることができる。このため、操縦安定性を高めながら、乗心地性及び車内静寂性を維持することができる。さらに、タイヤ半径方向に対して平行に配置される楕円の長径側の働きにより、高速運転時の遠心力によるタイヤセンター部及びショルダ部のタイヤ半径方向の外方への飛び出しを防止することができるので、高速運転時の操縦安定性と耐久性とを向上させることができる。
【００２８】
（第２実施形態）
次にこの発明の第２実施形態を図７に基づいて説明する。
この第２実施形態は第１実施形態において、スチールコード４０を図７に示すようなスチールコード４２に変更しただけであり、その他の構成は第１実施形態と同様であるので、この変更点のみについて説明する。
【００２９】
図７に示すように、スチールコード４２は断面が楕円形状であり所定長さ毎にこの楕円の向きが楕円の中心を軸として連続的に捻回するように構成されている。
【００３０】
従って、ラジアルタイヤ１１に対してどのような方向から応力が働いたとしても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第３実施形態）
次にこの発明の第３実施形態を図８に基づいて説明する。
【００３１】
この第３実施形態は第１実施形態において、スチールコード４０を図８に示すようなスチールコード４４に変更しただけであり、その他の構成は第１実施形態と同様であるので、この変更点のみについて説明する。
【００３２】
図８に示すように、スチールコード４４は断面が楕円形状であり所定長さ毎にこの楕円の向きが楕円の中心を軸として９０度捻回するように構成されている。この場合、一方向で楕円の向きを所定距離Ａだけ保ち、この状態から楕円の中心を軸として９０度捻回させた他方向で楕円の向きを所定距離Ｂだけ保ち、所定距離Ａと所定距離Ｂとが異なるように構成されている。
【００３３】
従って、距離Ａや距離Ｂを変更することによって、スチールコード４４を使用する場所や要求品質に対する対応が容易にできる。例えば、このスチールコード４４を、操縦安定性が高度に要求されるベルト１７やキャップベルト１８として使用する場合には、Ａ＝２Ｂとするとともに、距離Ａの部分の楕円長径部をタイヤ半径方向に対して直角に配置する。このようにすれば、タイヤ回転軸方向の横剛性が大きく高まるので、操縦安定性をより強く得ることができる。同様に、高速運転時の操縦安定性が要求される場合には、Ｂ＝２Ａとするとともに、距離Ｂの部分の楕円長径部をタイヤ半径方向に対して平行に配置する。このようにすれば、高速運転時の遠心力に抗する力が高まるので、高速操縦安定性を得ることができる。
【００３４】
従って、第１実施形態の効果に加えて、要求品質に対して柔軟に対応することができるという効果がある。
なお、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
【００３５】
・  タイヤ補強層に用いる前記３種類のスチールコード４０，４２，４４のうち２種類以上を１本の空気入りラジアルタイヤ１１に用いてもよい。
・  第１実施形態において、ベルト１７を３枚以上にしてもよい。
【００３６】
・  前記スチールコード４０、４２、４４をショルダ補強層１９に用いてもよい。
・  前記スチールコード４０、４２、４４の断面形状は長円であってもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明は、乗心地性及び静粛性を低下させることなく操縦安定性を高めた空気入りラジアルタイヤ及びそれに用いるタイヤ用素線を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の空気入りラジアルタイヤの断面図
【図２】図１のショルダ部の拡大図
【図３】図１のビード部の拡大図
【図４】スチールコードの配列状態を表す説明図
【図５】スチールコードの配列状態を表す説明図
【図６】第１実施形態のスチールコードを表す説明図
【図７】第２実施形態のスチールコードを表す説明図
【図８】第３実施形態のスチールコードを表す説明図
【符号の説明】
１１…ラジアルタイヤ、１２…トレッド部、１３…サイドウォール部、１４…ビード部、１５…リム、１６…ボディプライ、１７…タイヤ補強層としてのベルト、１８…タイヤ補強層としてのキャップベルト、１９…ショルダ補強層、２０…ビードコア、２１…ビードフィラー、２２,２２ａ…タイヤ補強層としてのビード部補強層、３０…ビード、４０,４２,４４…スチールコード、４１,４３,４５…配合ゴム
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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