(57)【要約】【課題】３＋９＋１５構造のスチールコードをカーカスコードとして使用したタイヤにおける操縦安定性を低下させることなく、カーカス層の耐久性を向上させた空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】３＋９＋１５構造のスチールコードＳをカーカスコードとして使用した空気入りラジアルタイヤ１において、スチールコードＳを構成する各層Ｃ、Ｐ、Ｑの撚り長さを１５〜４０ｍｍにすると共に、各層Ｃ、Ｐ、ＱのスチールフィラメントＳ１、Ｓ２、Ｓ３をそれぞれ、（１）素線径が０．１５〜０．２６ｍｍ、（２）コア層Ｃの素線径と第１シース層Ｐの素線径との比が１．１０〜１．７０、（３）第１シース層Ｐの素線径と第２シース層Ｑの素線径との比が１．００〜１．２０、となるように設定する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右のビード部間に、タイヤ幅方向に延在するスチールコードをタイヤ周方向に所定の間隔で配列したカーカス層を装架し、前記スチールコードを、３本のスチールフィラメントを撚り合わせたコア層の周囲に９本のスチールフィラメントからなる第１シース層を撚り合わせ、さらに該第１シース層の周囲に１５本のスチールフィラメントからなる第２シース層を撚り合わせてなる３＋９＋１５構造にし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構成する各層の撚り長さを１５〜４０ｍｍにすると共に、各層のスチールフィラメントをそれぞれ以下のように設定したことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
（１）素線径が０．１５〜０．２６ｍｍ
（２）コア層の素線径と第１シース層の素線径との比が１．１０〜１．７０
（３）第１シース層の素線径と第２シース層の素線径との比が１．００〜１．２０
【請求項２】
前記スチールフィラメントの撚り方向を、前記コア層と前記第１シース層との間で異ならせると共に、前記第１シース層と前記第２シース層との間で異ならせた請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記第１シース層及び／又は第２シース層を構成するスチールフィラメントに、スパイラル形の型付けを施した請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記スチールフィラメントの型付率を、前記第１シース層では９０〜１０５％とし、前記第２シース層では７５〜９０％とした請求項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３＋９＋１５構造のスチールコードをカーカスコードとして使用した空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、タイヤ走行時の操縦安定性を低下させることなく、カーカス層の耐久性を向上させた空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空気入りラジアルタイヤ、特に負荷荷重の大きい重荷重用タイヤ等のカーカスコードには、３＋９＋１５＋１構造からなる多層撚りスチールコードが使われてきた。しかしながら、３＋９＋１５＋１構造は、構造中にスチールフィラメント同士が互いに点接触する部分が多く、特に最外層のラッピングワイヤと１５本層との間の点接触部分には、タイヤが走行を重ねて行くに従い大きなフレッティング摩耗を生じ、カーカスコードの耐疲労性が低下するという問題があった。
【０００３】
かかる問題を解消するために、ラッピングワイヤを取り除いた３＋９＋１５構造のスチールコードをカーカス層やベルト層に適用する提案が種々なされている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２９２５８５号公報（第１−５頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ラッピングワイヤを取り除いた３＋９＋１５構造のスチールコードは、スチールコードの一体性が弱くなり、タイヤ中での曲げ剛性が大きく低下することから、タイヤのカーカス層に使用するスチールコードの重量を同等にした場合には、タイヤの操縦安定性が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、かかる従来の問題点を解消し、３＋９＋１５構造のスチールコードをカーカスコードとして使用したタイヤにおける操縦安定性を低下させることなく、カーカス層の耐久性を向上させ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ための本発明の空気入りラジアルタイヤは、左右のビード部間に、タイヤ幅方向に延在するスチールコードをタイヤ周方向に所定の間隔で配列したカーカス層を装架し、前記スチールコードを、３本のスチールフィラメントを撚り合わせたコア層の周囲に９本のスチールフィラメントからなる第１シース層を撚り合わせ、さらに該第１シース層の周囲に１５本のスチールフィラメントからなる第２シース層を撚り合わせてなる３＋９＋１５構造にし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構成する各層の撚り長さを１５〜４０ｍｍにすると共に、各層のスチールフィラメントをそれぞれ、（１）素線径が０．１５〜０．２６ｍｍ、（２）コア層の素線径と第１シース層の素線径との比が１．１０〜１．７０、（３）第１シース層の素線径と第２シース層の素線径との比が１．００〜１．２０、となるように設定したことを特徴とする。
【０００８】
このように、カーカスコードを３＋９＋１５構造の多層撚りのスチールコードとし、コードの内側に位置するフィラメントほど素線径を太くすると共に、フィラメントの撚り長さを従来のスチールコードに比して大きく設定したことで、コード内部にゴムが浸透し易くなり、フィラメント間のフレッティング摩耗を減少し、各フィラメントの周囲をゴムが包囲することにより、スチールコードの一体性を高めて、コードの曲げ剛性を向上することができる。これにより、カーカスコードの耐疲労性が向上すると共に、タイヤの操縦安定性が維持される。
【０００９】
【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。
【００１０】
図１は本発明の空気入りタイヤの一例を示す半断面図である。空気入りタイヤ１は、一対のビード部２，２間に一層のカーカス層３が装架され、その両端部３ａがビード部２、２に埋設したビードコア４，４の周りに、ビードフィラー５，５を挟み込むようにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部６のカーカス層３の外周側には、４層のベルト層７，８、９，１０が設けられている。
【００１１】
カーカス層３は、タイヤ周方向に対して略９０°の角度で配置されたスチールコードにゴムを被覆したプライで構成される。該スチールコードＳは、図２に示すように、３本のスチールフィラメントＳ１を撚り合わせたコア層Ｃの周囲に９本のスチールフィラメントＳ２からなる第１シース層Ｐを撚り合わせ、さらに該第１シース層Ｐの周囲に１５本のスチールフィラメントＳ３からなる第２シース層Ｑを撚り合わせた３＋９＋１５構造で構成されている。
【００１２】
各スチールフィラメントＳ１、Ｓ２及びＳ３の素線径はそれぞれ０．１５〜０．２６ｍｍの範囲内で、コア層Ｃの素線径と第１シース層Ｐの素線径との比は１．１０〜１．７０に、第１シース層Ｐの素線径と第２シース層Ｑの素線径との比は１．００〜１．２０に調整されている。また、各層Ｃ、Ｐ及びＱにおけるスチールフィラメントＳ１、Ｓ２及びＳ３の撚り長さはそれぞれ１５〜４０ｍｍに設定される。
【００１３】
従来の３＋９＋１５構造のスチールコードでは、各層の撚り長さは１５ｍｍ未満に設定されていたが、上述するように、スチールコードＳの内部に位置する素線径を太くすると共に、各層Ｃ、Ｐ及びＱの撚り長さを従来のスチールコードに比して大きく設定することにより、コード内部へのゴムの浸透を助長させてフィラメント間のフレッティング摩耗を減少し、フィラメント間の一体性を向上してコードの曲げ剛性を向上させることができる。これにより、コードの耐疲労性を向上させると共に、タイヤの操縦安定性の維持を図ることができる。
【００１４】
コア層Ｃの素線径と第１シース層Ｐの素線径との比が１．１０未満ではコード内部へのゴムの浸透が不充分となりコードの曲げ剛性の向上効果が得難く、１．７０超ではコア層Ｃの素線径が太くなり過ぎ、コード耐久性が低下する。一方、第１シース層Ｐの素線径と第２シース層Ｑの素線径との比が１．００未満では前記と同様にコード内部へのゴムの浸透が不充分になるためコードの曲げ剛性の向上効果が得難く、１．２０超ではコード耐久性と操安性とを両立させることができない。また、各層Ｃ、Ｐ及びＱにおけるスチールフィラメントＳ１、Ｓ２及びＳ３の撚り長さが１５ｍｍ未満ではコード内部へゴムが浸透した後のコードの曲げ剛性の向上効果が得難く、４０ｍｍ超ではフィラメントに掛る歪が大きくなるためにコードの耐久性が低下する。
【００１５】
上述したスチールコードＳにおける各スチールフィラメントＳ１、Ｓ２及びＳ３は、その撚り方向を、コア層Ｃと第１シース層Ｐとの間で互いに異ならせることが好ましく、さらには、第１シース層Ｐと第２シース層Ｑとの間で互いに異ならせることが好ましい。これにより、各層Ｃ、Ｐ及びＱのスチールフィラメントＳ１、Ｓ２及びＳ３の撚り長さを長くしたことに伴なうコードのバラケを防止することができると共に、コードの曲げ剛性を一層向上させることができる。
【００１６】
また、上述したスチールコードＳは、各フィラメントＳ１、Ｓ２及びＳ３の撚り長さを大きく設定しているために、各層Ｃ、Ｐ及びＱ間における各フィラメントＳ１、Ｓ２及びＳ３相互間の接触状態が点接触から面接触に近くなることから、各フィラメント間のフレッティング摩耗の発生を低減させてコードの耐疲労性を向上させることができる。
【００１７】
また、第１シース層Ｐ及び／又は第２シース層Ｑを構成するスチールフィラメントＳ２及び／又はＳ３には、予めスパイラル形の型付けを施しておくとよい。これにより、スチールコードＳの形状の安定性が確保される。
【００１８】
上記によるスチールフィラメントＳ２及びＳ３に型付けるスパイラル型付率は、第１シース層ＰのスチールフィラメントＳ２では９０〜１０５％とし、第２シース層ＱのスチールフィラメントＳ３では７５〜９０％とすることが好ましい。これにより、スチールコードＳの形状の安定性がさらに確保される。ここで、上記型付率は、スチールフィラメントＳ２及びＳ３に型付けたスパイラル形における振幅が、第１シース層Ｐ及び第２シース層Ｑにおける理想外径に対して占める比率、として定義される。
【００１９】
コア層Ｃを構成するスチールフィラメントＳ１並びに上述したスパイラル型付けを施したスチールフィラメントＳ２及びＳ３には、さらに加えて、微小なスパイラル形又は波形の型付けを施しておくと、スチールコードＳにおける各フィラメントの一体性が高められると共に、各フィラメント相互間に間隙を生じさせてスチールコードＳ内部へのゴムの侵入を促進させて、コードの曲げ剛性を一層向上させることができる。
【００２０】
上述する本発明の空気入りタイヤ１は、カーカスコードとして３＋９＋１５構造の多層撚りのスチールコードＳを使用することから、特に荷重負荷の大きいトラック、バス等の重荷重用タイヤ、建設車両用タイヤ、航空機用タイヤ等に広く使用される。したがって、その用途によってはカーカス層３が複数層で構成される場合が含まれ、全てのカーカス層３に本発明のスチールコードＳが使用されることが好ましい。
【００２１】
【実施例】
タイヤサイズ（２７５／７０Ｒ２２．５）及びカーカスコードを除く全ての仕様を共通にして、カーカスコードを構成するスチールコードの仕様を表１に示すように異ならせた従来タイヤ（従来例１、２）、本発明タイヤ（実施例１〜４）及び比較タイヤ（比較例１〜７）をそれぞれ製作した。なお、各タイヤは図１に示す構造とし、カーカス層に使用したスチールコードの重量は共通にした。また、実施例３及び４のタイヤにおけるカーカスコードの第１シース層には、振幅０．１８ｍｍ、波長１０ｍｍの微小なスパイラル形の型付けを施し、型付率を９５％にしたスチールフィラメントを使用した。
【００２２】
上記１３種類のタイヤについて、以下の方法により耐久性及び操縦安定性の評価を行い、その結果を表１に併記した。
〔耐久性の評価方法〕
各タイヤを、リムサイズ２２．５×８．２５、空気圧９００ｋＰａ、荷重４０ｋＮ、速度４０ｋｍ／ｈの条件下で、直径１７０７ｍｍの回転ドラム上を１０００ｋｍ走行させた後、タイヤを解体してカーカスコードを取り出し、回転曲げ疲労試験機にて疲労限応力を測定した。その値を新品時のタイヤのカーカスコードの疲労限応力と対比させて疲労限応力保持率を算出し、これを耐久性の指標として、従来例１を１００とする指数により評価した。数値が大きいほど優れていることを示す。
〔操縦安定性の評価方法〕
リムサイズ２２．５×８．２５、空気圧９００ｋＰａで組み込んだ各タイヤを、１０ｔｏｎトラックの前後車輪に装着してテストコースを走行し、訓練された５名のドライバーにより５点法に基づくフィーリング評価を実施した。その結果を最も評価点の集中した点数により表示した。数値が大きいほど優れていることを示す。
【００２３】
【表１】
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表１より、本発明タイヤ（実施例１〜４）は、ラッピングワイヤを備えたスチールコードを用いた従来例１に比し、操縦安定性を低下させることなく耐久性を向上させることがわかる。なお、従来例２は耐久性には優れるが操縦安定性が低下している。
【００２４】
【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、カーカスコードを３＋９＋１５構造の多層撚りのスチールコードとし、コードの内側に位置するフィラメントほど素線径を太くすると共に、フィラメントの撚り長さを従来のスチールコードに比して大きく設定したことで、コード内部にゴムが浸透し易くなり、フィラメント間のフレッティング摩耗を減少し、各フィラメントの周囲をゴムが包囲することにより、スチールコードの一体性を高めてコードの曲げ剛性を向上することができる。これにより、カーカスコードの耐疲労性が向上すると共に、タイヤの操縦安定性が維持される。
【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カーカスコードの断面図である。
【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  ビードコア
５  ビードフィラー
６  トレッド部
７、８、９，１０  ベルト層
Ｓ  スチールコード
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３  スチールフィラメント
Ｃ  コア層
Ｐ  第１シース層
Ｑ  第２シース層
【図１】
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【図２】
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