(57)【要約】【課題】車両の燃費を向上させつつ、路面から入力による空気入りタイヤ１の感受性が高くなることを抑えて、空気入りタイヤ１の操縦安定性を維持すること。【解決手段】複数本の金属素線２５，２７を撚り合わせてなる補強コード１９において、複数本の金属素線２５，２７は、高炭素鋼からなる複数本の高炭素鋼素線ＦＡと、比重又は見かけ比重が７．３以下の金属からなる適数本の低比重金属素線ＦＢ又はＦＣを含むこと。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の金属素線を撚り合わせてなる補強コードにおいて、
前記複数本の金属素線は、高炭素鋼からなる複数本の高炭素鋼素線と、比重又は見かけ比重が７．３以下の金属からなる適数本の低比重金属素線を含むことを特徴とする補強コード。
【請求項２】
前記高炭素鋼素線の引張強さが３００ｋｇｆ／ｍｍ2以上であることを特徴とする請求項１に記載の補強コード。
【請求項３】
前記複数本の金属素線の総断面積に対する前記複数本の高炭素鋼素線の断面積の占める割合が５０％以上でかつ９５％未満であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の補強コード。
【請求項４】
前記複数本の低比重金属素線がコード内部で互いに隣接しないように配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の補強コード。
【請求項５】
前記低比重金属素線が鉄の比重よりも小さい比重の軽量金属からなることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の補強コード。
【請求項６】
前記低比重金属素線が中空部を有するように中空状に構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の補強コード。
【請求項７】
補強コード層を有する空気入りタイヤにおいて、
前記補強コード層が請求項１から請求項６のうちのいずれかの請求項に記載の補強コードを複数本並列させてゴム引きしてなることを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りラジアルタイヤ等の空気入りタイヤにおけるベルト層、カーカス層等の補強コード層に用いられる補強コード、及び前記空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気入りタイヤの軽量化により車両の燃費を向上させようとするニーズが強くなってきている。また、前記空気入りタイヤにおけるベルト層等の補強コード層の重量は、タイヤ総重量に占める比率が高く、前記補強コード層の軽量化が前記空気入りタイヤ全体の軽量化にそのまま繋がるものである。ここで、前記補強コード層は、補強コードを複数本並列させてゴム引きしてなるものであって、前記補強コードは、炭素鋼（スチール）からなる複数本の炭素鋼素線を撚り合わせてなるものである。なお、前記複数本の炭素鋼素線には、ブラスめっきが施されている。
【０００３】
そして、前記補強コード層の軽量化、換言すれば、前記空気入りタイヤの軽量化を図るための対策（軽量化対策）としては、代表的なものが３つある。即ち、１つ目の軽量化対策は、前記補強コード層における前記補強コードの打ち込み本数（前記補強コード層を構成する前記補強コードの本数）を単純に減らすことである。２つ目の軽量化対策は、前記炭素鋼素線の引張強さを高めることにより、コード強力を減らさずに前記補強コード層を構成する前記補強コードの本数を減らすことである。３つ目の軽量化対策は、炭素鋼からなる前記複数本の炭素鋼素線をアラミド繊維等の有機繊維からなる複数本の有機繊維素線に代替することである。
【０００４】
なお、本発明に関連する先行技術として、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３に示すものがある。
【特許文献１】特開平６−１−２８０号公報
【特許文献２】特開２００１−３０７１１号公報
【特許文献３】特開２００１−１９２９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述のいずれの軽量化対策によっても、前記補強コード層の軽量化、前記空気入りタイヤの軽量化を図ることができるものの、前記補強コード層に含まれる金属の体積含有率が低下して、前記補強コード層の剛性（例えば引張剛性、面内曲げ剛性、剪断剛性等）を十分に保つことができない。そのため、前記空気入りタイヤの軽量化により前記車両の燃費を向上させることができても、路面から入力による前記空気入りタイヤの入力依存性が高まったり、前記空気入りタイヤに必要な剛直性が低下する等して、前記空気入りタイヤの操縦安定性が低下するという問題がある。
【０００６】
一方、特許文献１に示すように、前記補強コードを扁平化することによって、前記補強コード層の剛性を維持しつつ、前記補強コード層の軽量化を図ることが可能であるが、前記補強コード層における隣接する前記補強コード層の間隔が短くなって、前記補強コード層のセパレーションが発生し易いという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、扁平させることなく、補強コード層に含まれる金属の体積含有率の低下を抑制しつつ、補強コード層の軽量化を図ることができる、新規な構成の補強コード、及び新規な構成の空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の特徴（請求項１に記載の発明の特徴）は、複数本の金属素線を撚り合わせてなる補強コードにおいて、前記複数本の金属素線は、高炭素鋼からなる複数本の高炭素鋼素線と、比重又は見かけ比重が７．３以下の金属からなる適数本（１本又は複数本）の低比重金属素線を含むことである。
【０００９】
ここで、見かけの比重とは、前記低比重金属素線が中空部を有する中空構造になっている場合に、前記低比重金属素線の質量と、前記中空部を含む前記低比重金属素線の体積と同体積のある標準物質（４℃の水）の質量との比をいう。
【００１０】
第１の特徴によると、前記複数本の金属素線は、高炭素鋼からなる前記複数本の高炭素鋼素線の他に、比重又は見かけ比重が７．３以下の金属からなる前記適数本の低比重金属素線を含んでいるため、１本の前記補強コード自体の重量を軽減することができ、補強コード層を構成する前記補強コードの本数を減らすことなく、前記補強コード層の軽量化を図ることできる。これにより、前記補強コードを扁平させることなく、前記空気入りタイヤの軽量化を図りつつ、前記補強コード層に含まれる金属の体積含有率の低下を抑制して、前記補強コード層の剛性を十分に保つことができる。
【００１１】
本発明の第２の特徴（請求項２に記載の発明の特徴）は、第１の特徴に加えて、前記高炭素鋼素線の引張強さが３００ｋｇｆ／ｍｍ2以上であることである。
【００１２】
本発明の第３の特徴（請求項３に記載の発明の特徴）は、第１の特徴又は第２の特徴に加えて、前記複数本の金属素線の総断面積に対する前記複数本の高炭素鋼素線の断面積の占める割合が、５０％以上でかつ９５％未満であることである。
【００１３】
ここで、前記複数本の高炭素鋼素線の断面積の占める割合を５０％以上としたのは、前記複数本の高炭素鋼素線の断面積の占める割合が５０％未満であると、前記補強コード自体の剛性が低下して、前記補強コード層の剛性を十分に保つことが容易でないからである。また、前記複数本の高炭素鋼素線の断面積の占める割合を９５％未満としたのは、前記複数本の高炭素鋼素線の断面積の占める割合が９５％以上であると、前記適数本の低比重金属素線の断面積の占める割合が低くなって、前記補強コード層の軽量化、前記空気入りタイヤの軽量化を十分に図ることができないからである。
【００１４】
第３の特徴によると、前記複数本の高炭素鋼素線の断面積の占める割合が５０％以上でかつ９５％未満であるため、前記補強コード層の軽量化、前記空気入りタイヤの軽量化を十分に図りつつ、前記補強コード層の剛性を十分に保つことが容易になる。
【００１５】
本発明の第４の特徴（請求項４に記載の発明の特徴）は、第１の特徴から第３の特徴のうちのいずれかの特徴に加えて、前記複数本の低比重金属素線がコード内部で互いに隣接しないように配置されていることである。
【００１６】
第４の特徴によると、前記複数本の低比重金属素線がコード内部で互いに隣接しないように配置されているため、前記補強コード自体の剛性のバラツキを抑えて、前記補強コード層の剛性を十分に安定した状態で保つことができる。
【００１７】
本発明の第５の特徴（請求項５に記載の発明の特徴）は、第１の特徴から第４の特徴のうちのいずれかの特徴に加えて、前記低比重金属素線が鉄よりも小さい比重の軽量金属からなることである。
【００１８】
ここで、鉄（比重７．８）よりも小さい比重の軽量金属とは、例えばチタン（比重４．５１）、アルミ（比重２．７）、亜鉛（比重７．１）、スズ（比重７．３）等のことをいう。
【００１９】
本発明の第６の特徴（請求項６に記載の発明の特徴）は、第１の特徴から第４の特徴のうちのいずれかの特徴に加えて、前記低比重金属素線が中空部を有するように中空状に構成されていることである。
【００２０】
本発明の第７の特徴（請求項７に記載の発明の特徴）は、補強コード層を有する空気入りタイヤにおいて、前記補強コード層は、第１の特徴から第６の特徴のうちのいずれかの特徴を有する補強コードを複数本並列させてゴム引きしてなることである。
【００２１】
ここで、前記補強コード層には、ベルト層、カーカス層が含まれる。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１から請求項７に記載の発明によれば、前記補強コードを扁平させることなく、前記空気入りタイヤの軽量化を図りつつ、前記補強コード層に含まれる金属の体積含有率の低下を抑制して、前記補強コード層の剛性を十分に保つことができるため、前記補強コード層のセパレーションの発生を抑えることができると共に、車両の燃費を向上させつつ、路面から入力による前記空気入りタイヤの感受性が高くなることを抑えて、前記空気入りタイヤの操縦安定性を維持することができる。
【００２３】
請求項４から請求項７に記載の発明によれば、前記補強コード自体の剛性のバラツキを抑えて、前記補強コード層の剛性を十分に安定した状態で保つことができるため、前述の効果を更に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施形態について図１から図３を参照して説明する。
【００２５】
ここで、図１は、本発明の実施形態に係わる空気入りラジアルタイヤの部分断面図であって、図２（ａ）は、本発明の実施形態の第１態様に係わる補強コードの断面図であって、図２（ｂ）は、本発明の実施形態の第２態様に係わる補強コードの断面図であって、図３（ａ）は、本発明の実施形態の第３態様に係わる補強コードの断面図であって、図３（ｂ）は、本発明の実施形態の第４態様に係わる補強コードの断面図である。
【００２６】
図１に示すように、本発明の実施形態に係わる空気入りラジアルタイヤ（空気入りタイヤの一例）１は、リム３に嵌合可能な環状の一対のビードフィラ５を備えており、各々のビードフィラ５には、ビードコア７がそれぞれ内蔵されている。また、一対のビードフィラ５の間には、骨格部材としてのカーカス層９が一体に設けられており、このカーカス層９の断面形状は、コロイド状を呈している。ここで、カーカス層９の一縁部は、一方のビードコア７に折り返すように連結されてあって、カーカス層９の他縁部は、他方のビードコア７に折り返すように連結されている。更に、カーカス層９の外周面には、二層のベルト層１１が設けられており、ベルト層１１は、カーカス層９と同様に、補強コード層の１つであって、ベルト層１１の具体的な構成については後述する。
【００２７】
カーカス層９の外周面には、接地可能なトレッド１３がベルト層１１を覆うように一体に設けられており、カーカス層９の一側面及び他側面には、カーカス層９を保護するサイドトレッド１５がそれぞれ一体に設けられている。また、カーカス層９の内側面（内周面も含む）には、タイヤ１の内部に充填された空気の漏れを防ぐインナーライナー１７が一体に設けられている。
【００２８】
次に、補強コード層の１つであるベルト層１１について詳細に説明する。
【００２９】
図１及び図２（ａ）に示すように、ベルト層１１は、補強コード１９を複数本並列させてゴム引きしてなるものであって、補強コード１９は、コード中心に位置するコア部２１と、このコア部２１を囲むシース部２３とを備えている。また、コア部２１は、１本のコア部用金属素線２５からなるものであって、シース部２３は、コア部用金属素線２５を中心として撚り合わせた複数本（本発明の実施形態にあっては６本）のシース部用金属素線２７からなるものである。換言すれば、本発明の実施形態にあっては、補強コード１９は、１×６のコード構造になっている。ここで、本発明の実施形態にあっては、コア部用金属素線２５及びシース部用金属素線２７の外径は、０．２２５ｍｍである。
【００３０】
なお、補強コード１９のコード構造は、１×６に限られるものでなく、種々のコード構造を選択することができるものである。また、コア部用金属素線２５及びシース部用金属素線２７の外径等も、適宜に変更しても差し支えない。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、本発明の実施形態の第１態様にあっては、複数本（本発明の実施形態にあっては６本）のシース部用金属素線２７は、高炭素鋼からなる複数本（本発明の実施形態にあっては６本）の高炭素鋼素線ＦＡであって、高炭素鋼素線ＦＡの引張強さは、３００ｋｇｆ／ｍｍ2以上である。また、コア部用金属素線２５は、例えばチタン（比重４．５１）、アルミ（比重２．７）、亜鉛（比重７．１）、スズ（比重７．３）等、比重が７．３以下の軽量金属からなる低比重金属素線ＦＢ（図中においてハッチングを施した部位）である。更に、高炭素金属素線ＦＡ及び低比重金属素線ＦＢには、ブラスめっきが施されている。
【００３２】
そして、複数本の金属素線２５，２７の総断面積に対する複数本の高炭素鋼素線ＦＡの断面積の占める割合が５０％以上でかつ９５％未満である。ここで、複数本の高炭素鋼素線ＦＡの断面積の占める割合を５０％以上としたのは、複数本の高炭素鋼素線ＦＡの断面積の占める割合が５０％未満であると、補強コード１９自体の剛性が低下して、ベルト層１１の剛性を十分に保つことが容易でないからである。また、複数本の高炭素鋼素線ＦＡの断面積の占める割合を９５％未満としたのは、複数本の高炭素鋼素線ＦＡの断面積の占める割合が９５％以上であると、低比重金属素線ＦＢの断面積の占める割合が低くなって、ベルト層１１の軽量化、空気入りタイヤ１の軽量化を十分に図ることができないからである。
【００３３】
図２（ｂ）に示すように、本発明の実施形態の第２態様にあっては、コア部用金属素線２５は、高炭素鋼素線ＦＡであって、複数本（本発明の実施形態にあっては６本）のシース部用金属素線２７は、複数本（本発明の実施形態にあっては２本）の高炭素鋼素線ＦＡと、複数本（本発明の実施形態にあっては４本）の低比重金属素線ＦＢである。
【００３４】
そして、本発明の実施形態の第２態様にあっても、複数本の金属素線２５，２７の総断面積に対する複数本の高炭素鋼素線ＦＡの断面積の占める割合が５０％以上でかつ９５％未満である。
【００３５】
図３（ａ）に示すように、本発明の実施形態の第３態様にあっては、本発明の実施形態の第２態様と同様に、コア部用金属素線２５は、高炭素鋼素線ＦＡであって、複数本（本発明の実施形態にあっては６本）のシース部用金属素線２７は、複数本（本発明の実施形態にあっては２本）の高炭素鋼素線ＦＡと、複数本（本発明の実施形態にあっては４本）の低比重金属素線ＦＢである。更に、複数本の低比重金属素線ＦＢがコード内部で互いに隣接しないように配置されている。
【００３６】
そして、本発明の実施形態の第３態様にあっても、複数本の金属素線２５，２７の総断面積に対する複数本の高炭素鋼素線ＦＡの断面積の占める割合が５０％以上でかつ９５％未満である。
【００３７】
図３（ｂ）に示すように、本発明の実施形態の第４態様にあっては、複数本（本発明の実施形態にあっては６本）のシース部用金属素線２７は、複数本（本発明の実施形態にあっては６本）の高炭素鋼素線ＦＡであって、コア部用金属素線２５は、中空部ＦＣｈを有するよう中空状に構成された低比重金属素線ＦＣ（図中ハッチングを施した部位）であって、低比重金属素線ＦＣは、見かけ比重が７．３以下の高炭素鋼からなるものである。更に、低比重金属素線ＦＣには、高炭素金属素線ＦＡ及び低比重金属素線ＦＢと同様に、ブラスめっきが施されている。
【００３８】
ここで、見かけの比重とは、低比重金属素線ＦＣの質量と、中空部ＦＣｈを含む低比重金属素線ＦＣの体積と同体積のある標準物質（４℃の水）の質量との比をいう。また、本発明の実施形態にあっては、低比重金属素線ＦＣの内径（換言すれば、低比重金属素線ＦＣにおける中空部ＦＣｈの内径）は、０．１００ｍｍである。なお、複数本のシース部用金属素線２７は、複数本の高炭素鋼素線ＦＡの他に、適数本（１本又は複数本）の低比重金属素線ＦＣを含むようにしても差し支えない。
【００３９】
そして、本発明の実施形態の第４態様にあっても、複数本の金属素線２５，２７の総断面積に対する複数本の高炭素鋼素線ＦＡの断面積の占める割合が５０％以上でかつ９５％未満である。なお、複数本の金属素線２５，２７の総断面積は、低比重金属素線ＦＣにおける中空部ＦＣｈの断面積も含むものである。
【００４０】
次に、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。
【００４１】
複数本の金属素線２５，２７は、高炭素鋼からなる複数本の高炭素鋼素線ＦＡの他に、比重が７．３以下の軽量金属からなる適数本の低比重金属素線ＦＢ、又は見かけ比重が７．３以下の高炭素鋼からなる適数本の低比重金属素線ＦＣを含んでいるため、１本の補強コード１９自体の重量を軽減することができ、ベルト層１１を構成する補強コード１９の本数を減らすことなく、ベルト層１１の軽量化を図ることできる。これにより、補強コード１９を扁平させることなく、空気入りタイヤ１の軽量化を図りつつ、ベルト層１１に含まれる金属の体積含有率の低下を抑制して、ベルト層１１の剛性を十分に保つことができる。
【００４２】
また、複数本の金属素線２５，２７の総断面積に対する複数本の高炭素鋼素線ＦＡの断面積の占める割合が５０％以上でかつ９５％未満であるため、ベルト層１１の軽量化、空気入りタイヤ１の軽量化を十分に図りつつ、ベルト層１１の剛性を十分に保つことが容易になる。
【００４３】
更に、本発明の実施形態の第３態様にあっては、複数本の低比重金属素線ＦＢがコード内部で互いに隣接しないように配置されているため、補強コード１９自体の剛性のバラツキを抑えて、ベルト層１１の剛性を十分に安定した状態で保つことができる。
【００４４】
以上の如き、本発明の実施形態によれば、補強コード１９を扁平させることなく、空気入りタイヤ１の軽量化を図りつつ、ベルト層１１に含まれる金属の体積含有率の低下を抑制して、ベルト層１１の剛性を十分に保つことができるため、ベルト層１１のセパレーションの発生を抑えることができると共に、車両の燃費を向上させつつ、路面から入力による空気入りタイヤ１の感受性が高くなることを抑えて、空気入りタイヤ１の操縦安定性を維持することができる。
【００４５】
特に、本発明の実施形態の第３態様にあっては、補強コード１９自体の剛性のバラツキを抑えて、ベルト層１１の剛性を十分に安定した状態で保つことができるため、前述の効果を更に高めることができる。
【００４６】
なお、本発明は、前述の実施形態の他に、例えばベルト層１１に適用した構成をカーカス層９にそのまま適用する等、その他、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。
【実施例】
【００４７】
低比重金属素線（ＦＢ，ＦＣ）を構成要素とする補強コードのコード軽量化指数、補強コードの打ち込み数を２８本／５０ｍｍとしてゴム引きされたベルト層１１を用いた空気入りタイヤにおける操縦安定性フィーリング指数について、まとめると、後記の表１に示すようになる。
【００４８】
ここで、実施例１及び実施例２は、本発明の実施形態の第１態様に係わる補強コード１９を用いた場合であって、実施例３は、本発明の実施形態の第２態様に係わる補強コード１９を用いた場合であって、実施例３は、本発明の実施形態の第３態様に係わる補強コード１９を用いた場合であって、実施例３は、本発明の実施形態の第４態様に係わる補強コード１９を用いた場合であって、比較例は、高炭素鋼素線ＦＡのみからなる補強コードを用いた場合である。なお、実施例１から実施例４、比較例において、高炭素鋼素線の引張強さは３００ｋｇｆ／ｍｍ2  とする。
【００４９】
また、補強コードのコード軽量化指数は、数値が大きいほど補強コードの軽量化が進んでいることを示している。
【００５０】
更に、操縦安定性フィーリング指数は、訓練された５名のドライバーが空気入りタイヤ（サイズ２３５／５０Ｒ１８、内圧２．０ｋｇｆ／ｃｍ2）を装着した乗用車を運転した際に、操縦安定性のフィーリング評価を指数で表したものであって、数値が大きいほど空気入りタイヤの操縦安定性が高いことを示している。
【表１】
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【００５１】
即ち、実施例１から実施例４によれば、比較例に比べて、補強コードの軽量化を図ることができると共に、比較例の同程度に、空気入りタイヤの操縦安定性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係わる空気入りラジアルタイヤの部分断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の実施形態の第１態様に係わる補強コードの断面図であって、図２（ｂ）は、本発明の実施形態の第２態様に係わる補強コードの断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の実施形態の第３態様に係わる補強コードの断面図であって、図３（ｂ）は、本発明の実施形態の第４態様に係わる補強コードの断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１        空気入りタイヤ
９        カーカス層
１１        ベルト層
１９        補強コード
２１        コア部
２３        シース部
２５        コア部用金属素線
２７        シース部用金属素線
ＦＡ        高炭素鋼素線
ＦＢ        低比重金属素線
ＦＣ        低比重金属素線
ＦＣｈ      中空部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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