(57)【要約】【課題】カーカスターンアップ部で生じる空気入りの不良を減らしながら、ビード部の耐久性能を改善できるようにカーカスプライ層とターンアップされた外側に隣接しているサイドウォールまたはリムフランジゴムとの粘着力とリムフランジゴムの剛性がカーカスプライ層の曲げ剛性に比べて大きくすることを目的とする。【解決手段】素線径が０．１４ｍｍ以下の極細線を有するスチールコードをカーカスプライの補強材として使用する空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカスプライのベンディング力（ＦＰ）は前記カーカスプライのターンアップの高さ（ｈ）、リムフランジゴムの物性（ＭＲＦ）及び厚さ（ｔ）に対して、下記の関係式を満たす乗用車用空気入りラジアルタイヤ。０＜  ＦＰ  ＜  （０．０２５×ｈ）  ＋  （ＭＲＦ×ｔ）【選択図】図１
2016068927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素線径が０．１４ｍｍ下の極細線を有するスチールコードをカーカスプライの補強材として使用する空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記カーカスプライのベンディング力（ＦＰ）は前記カーカスプライのターンアップの高さ（ｈ）、リムフランジゴムの物性（ＭＲＦ）及び厚さ（ｔ）に対して、下記の関係式を満たすことを特徴とする乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
０＜  ＦＰ  ＜  （０．０２５×ｈ）  ＋  （ＭＲＦ×ｔ）
【請求項２】
前記カーカスプライのベンディング力（ＦＰ）は、少なくとも有機纎維からなったカーカスプライのベンディング力（Ｆｐｆ）より大きい請求項１に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記素線径が０．０４〜０．１４ｍｍで、コードの切断力が２５〜３５ｋｇｆである請求項１又は２に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーカス用極細線スチールコードを有する乗用車用ラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用車用空気圧ラジアルタイヤは、内層に注入した空気が抜けないようにするインナーライナーゴム層があり、その上にポリエステル、レーヨン、ナイロンなどの素材から構成された１〜２層のカーカスプライが配置されている。前記カーカスプライの上側には、環状のビード束を通じてカーカスプライを回してあげるターンアップが配置されている。また、トレッド部位にはカーカスプライ層の外側に１〜４層のスチールコードまたはアラミドのような有機纎維コードで補強したベルトプライ層がある。ベルトプライの上はトレッドゴムで覆われ、ビード部は、カーカスプライの外側において、ビード補強フィラー、リムフランジ、ナイロンまたはスチールチェーファーで補強されている。
【０００３】
従来の空気入りタイヤで使うカーカスプライは、タイヤ製造に適する強度と単価を有するポリエステルコードが好適に使用されている。最近、車両の性能が向上し、高速走行が可能な道路が増加することにつれ、タイヤに対しても乗車感と調整性とに優れ、高速走行に対する耐久性が求められ、高性能タイヤに対する需要も増加している。
このようなタイヤのカーカスプライ素材は、モジュラスが高く、熱に対するコード物性変化が少ないレーヨンコードが、タイヤの設計で有効な手段となる。
しかし、レーヨンコードは切断強度が低いため、タイヤの耐久性能を維持するためにはコードとゴムとの直径を大きくするか、カーカスプライの数を増やさなければならない。よって、タイヤ重量の増加を避けられない。特に、燃費を重視する最近の傾向から見ると、タイヤの重量を減らしてタイヤの回転抵抗を小さくすることが求められているなか、レーヨンコードでは、カーカスプライ層の重量を低減するには、設計上、限界があった。
【０００４】
一方、スチールコードは、レーヨンコードに比べてモジュラスが高く、熱及び水分に対する物性変化がない。よって、これを、カーカスプライ補強用素材として使用すると、乗用車ラジアル空気圧、タイヤハンドリング、フラットスパット、乗車感などの性能を改善することができ、カーカスプライ層の重量減少による燃費向上が可能となる。
しかし、既存のスチールコードは、線径が０．１５ｍｍ以上と大きいため、ビードを通じてカーカスプライを付けてあげる成形のターンアップ工程において、ターンアップできないことがある。また、タイヤが作れても、ビード部に高いプライテンションが作用するため、サイドウォールまたはリムフランジのゴムの厚さを増加して補強しなければならず、重量の増加が余儀なくされ、タイヤの設計上、限界がある。
【０００５】
これを解決するために、韓国特許ＫＲ１９９７−００１６６８６（１９９７．６．３０）は、スチールコードを構成する素線の直径が０．０４〜０．１４ｍｍである極細線のスチールコードカーカスプライを使うことを提案している。また、韓国特許ＫＲ２００５−００６３８６３（２００５．６．２９）は１本の鋼素線心線と、心線の外周面に軸方向に沿って螺旋状に巻かれて線径が０．０４〜０．１４ｍｍであると同時に、前記心線より細い４〜７本の鋼素線心線から構成され、撚線された最終直径が０．２〜０．５ｍｍ、切断力は２５〜３５ｋｇｆであることに技術的特徴がある、スチールコードをカーカスプライのラジアル空気圧タイヤを提案している。
このような従来の技術を適用したタイヤは、高いサイドウォールの剛性によって調整安定性が向上し、バルジまたはデントの側面でタイヤのユニフォミティーが良好となるため、乗車感も向上するなど、性能的に長所が多い。また、走行中に発生する熱によって温度が上昇してもコードの物性が変化されないため、長期間走行してもタイヤの性能は低下しない。
【０００６】
しかし、調整安定性に指向するタイヤ構造設計の動向では、トレッドの幅が広くなり、リム径が増加してタイヤの扁平比が小さくなるにつれ、極細線スチールコードのカーカス補強層を有するタイヤは、成形及び加硫過程で、カーカスターンアップ部位が浮き上がるという製造不良が生じることがある。さらに、ターンアップの高さの低いタイヤでは、より容易に浮き上がるという問題が発生する。
このような場合、タイヤはビードの耐久性能が急激に低減するため、扁平比が小さく、カーカスターンアップの高さが低い構造のタイヤでは、極細線スチールコードをカーカスの補強材として使用することが制限されてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国特許第１０−０３４６０６７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、素線径が細い極細線で作られたスチールコードをカーカス補強材として使うタイヤにおいて、カーカスターンアップによってカーカスプライが浮き上がることを抑制し、扁平比が小さいタイヤでも、極細線スチールコードプライを使用できるようにカーカスプライのベンディング強度、極細線プライの粘着力、リムフランジゴムの剛性との関係を満たすようにタイヤを設計し、タイヤの調整安定性を向上するなど、性能を向上すると同時に、ビード耐久性能を改善できるカーカス用極細線スチールコードを有する乗用車用ラジアル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】
【０００９】
前述の目的を果たすための本発明は、素線径が０．１４ｍｍ下の極細線を持つスチールコードをカーカスプライの補強材として使う空気入りのラジアルタイヤにおいて、前記カーカスプライのベンディング力（ＦＰ）が、前記カーカスプライのターンアップの高さ（ｈ）、リムフランジゴムの物性（ＭＲＦ）及び厚さ（ｔ）に対して次の関係式を満たすことを特徴とする。
０＜  ＦＰ  ＜  （０．０２５×ｈ）  ＋  （ＭＲＦ×ｔ）
前記カーカスプライのベンディング力（ＦＰ）は、少なくとも有機纎維からなるカーカスプライのベンディング力（Ｆｐｆ）より大きいことを特徴とする。
また、前記素線径が０．０４〜０．１４ｍｍで、コードの切断力が２５〜３５ｋｇｆであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によって、極細線スチールコードプライとカーカス被覆ゴムの粘着力、リムフランジゴムの強度を、特定の関係式を満たすように製品を設計することができる。これによって、扁平比が小さいタイヤでも極細線スチールコードカーカスプライについて、プライが浮き上がることによる問題を回避することができ、これを使うことにより、調整安定性及び乗車感など全般的性能を改善したタイヤが得られる。つまり、極細線スチールコードの素線直径が小さくなって極細線スチールコードプライのベンディング力が小さくなるにつれて、これに比例してプライのターンアップの高さを低め又はリムフランジゴムの厚さを薄くすることが可能となる。従って、タイヤの重量を小さくしながらも、カーカスプライが浮き上がること及びビードの耐久力が低下することを防止した製品を設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例による極細線スチールコードの部分斜視図である。
【図２】図１の極細線スチールコードの断面図である。
【図３】本発明で言及した比較例による極細線スチールコードの部分斜視図である。
【図４】図３の極細線スチールコードの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を好ましい実施例を添付した図面を参照して説明する。下記の各図面の構成要素に参照符号を付加することにおいて、同一な構成要素に限ってはたとえ他の図面上に表示されても、できる限り同一の符号を持つようにして、本発明の要旨を不必要に曖昧にすることができると判断される公知機能及び構成に対する詳細な説明は省略する。
【００１３】
本発明では、極細線スチールコードプライがタイヤ成形のプライターンアップ以後、浮き上がったり、ビード部の耐久性能が落ちるなどの問題を解決するために、極細線スチールコードカーカスプライのベンディング力より高い極細線スチールコードプライの接着力とリムフランジゴムの強度をもつように製品を設計する方法を提案する。よって、下記式１のような関係が成立する。
［数１］
ＦＰ  ＜  ＦＡ  ＋  ＦＲ
ここで、ＦＰは極細線スチールコードプライのベンディング力であり、ＦＡは極細線スチールコードプライの粘着力であり、ＦＲはリムフランジゴムの強度である。
【００１４】
極細線スチールコードカーカスプライのベンディング力（ＦＰ）は、極細線スチールコードのベンディング力（ＦＳ）とコード数（Ｎ）とに比例する。スチールコードのベンディング力（ＦＳ）は、素線の数（ｎ）と素線の直径（ｄ）とによって、下記式２のように決定される。
［数２］
ＦＰ  ＝  Ｎ  ×  ＦＳ  ＝  Ｎ  ×  ２４００  （ｎ  ×  ｄ４）
スチールコードの強度は、材料の弾性率（Ｙｏｕｎｇ’ｓ  ｍｏｄｕｌｕｓ）、素線の撚り角度、素線数に比例し、直径の４乗に比例（ワイヤの断面モーメントに比例）する。式２は、素線数と直径とを除いた残りを定数に単純化した式である。
【００１５】
極細線スチールコードカーカスプライの粘着力（ＦＡ）及びリムフランジゴムの強度（ＦＲ）は、カーカスプライターンアップの高さ（ｈ）、リムフランジゴムの５０％伸張時の引張強度（ＭＲＦ）及びリムフランジゴムの厚さ（ｔ）に対して、式３、４のような関係にある。
［数３］
ＦＡ  ≧  ０．０２５  ×  ｈ
式３は、タイヤの設計で経験をもとに得られた式であり、粘着力とプライターンアップの高さの関係を比例式としたものである。
［数４］
ＦＲ  ≧  ＭＲＦ  ×  ｔ
【００１６】
したがって、極細線スチールコードカーカスプライのベンディング力（ＦＰ）は、下記の式５のとおりである。
［数５］
ＦＰ  ＜  （０．０２５×ｈ）  ＋  （ＭＲＦ×  ｔ）
Ｆｐの値が０になると、カーカスプライのバックテンションが０になるので、理想の状態となる。スチールプライは、基本的に材料剛性があり、厚さを有する材料であるため、実際に０の状態は可能ではなくなる。よって、式５は次のように示すことができる。
［数６］
０＜  ＦＰ  ＜  （０．０２５×ｈ）  ＋  （ＭＲＦ×ｔ）
ここで、Ｆｐの値が０ということは、ターンアップした時、反撥力なしにその状態を維持することができることを意味するため、最適な状態である。その一方、スチールカーカスプライのベンディング力（ＦＰ）は、既存の有機纎維からなるカーカスプライのベンディング力（Ｆｐｆ）が大きいため考案されたものであるため、これを有機纎維からなるカーカスプライはＦＰ以上に規定することができる。よって、式６は次のように修正することができる。
［数７］
Ｆｐｆ  ＜  ＦＰ  ＜  （０．０２５×ｈ）  ＋  （ＭＲＦ×ｔ）
【００１７】
さらに、極細線スチールコードカーカスプライを、小さい扁平比の乗用車タイヤに使用するための本発明の技術を詳しく説明すると、下のとおりである。
本発明による実施例でカーカスプライ補強材として使用した極細線スチールコード１００は、図１及び図２に図示されたとおりである。全ての素線１０６の線径が０．０４〜０．１４ｍｍであり、互いに捻った２本の素線を中心に配置して、７〜９個の素線が２本の心線１０２、１０４がなす外周円の外方へ螺旋状に捻られる２＋ｎの構造である。ここで、極細線スチールコード１００を構成する素線径は、通常０．１５ｍｍ以上であるため、極細線スチールコードに使われる素線径の範囲を０．１４ｍｍ以下と限定した。スチールコードの高炭素鋼線材で、０．０４ｍｍ以下は、現在の技術で引抜加工が不可能であるため、下限として限定した。
【００１８】
作製された極細線スチールコード１００の直径は０．３〜０．５ｍｍであり、切断力は２５〜３５ｋｇｆである。ここで、切断力は、乗用車用ラジアルタイヤで荷重を支持するためのカーカスプライを構成するために必要なスチールコードの強度である。荷重の支持に要求される最小限の極細線スチールコードの強度は２５ｋｇｆ以上であることが好ましく、３５ｋｇｆより大きい場合には、カーカスプライの強度が必要以上に高くて過剰設計になる。
しかし、コードの構造は１＋ｎ、ｍ＋ｎ、１＋ｍ＋ｎなど特定せず、プライ強度とベンディング応力の範囲内で、特定せずに多様な形態の極細線スチールコード構造を使うことができる。
【００１９】
表１は、本発明の実施例による極細線スチールコード１００である２＋７×０．０９５と、比較例である従来の極細線スチールコード２００との物性、試製品タイヤの耐久性能の比較を示す。
極細線カーカスプライを使用した試製品は、２４５／４０  Ｒ１８サイズで評価し、試製品タイヤはカーカスプライターンアップの高さとリムフランジの厚さとを本発明に従って製造した。
極細線カーカスプライのベンディング力は、カーカスプライの両端を支持台の上に置いて、中央を上から押してカーカスプライが受ける力を測定して評価した。また、カーカスプライの粘着力は、隣接するカーカスプライとゴムシーツとを一定の力で張り合わせた後、これを引き離すために必要な力を測定することにより評価した。さらに、製品の性能を、ベルト及びビードの耐久性能と、車両の走行感性（乗車感、調整性）とによって評価した。
【００２０】
極細線スチールコード１００のベンディング力が小さくなるために、素線の直径を小さくする２＋７×０．０９５極細線スチールコードをカーカスプライとして使用する実施例で、カーカスプライのターンアップの高さを低くし、リムフランジゴムの厚さを薄くしても、製品の耐久性能及びその他の性能は充分に確保することができる。
一方、１個の心線２０２と６個の素線２０６を使用して１×０．１３＋６×０．１２の構造を有する極細線スチールコード２００をカーカスプライとして使用するタイヤでは、リムフランジのゴムの厚さが薄いと、ビードの耐久性能が８％低減する結果を招く。ビードの耐久性能のためにリムフランジの厚さを２ｍｍ大きくすると、耐久性能だけでなく諸般走行性能が向上され、カーカスプライのベンディング力が高くなっても製品を設計することが可能となる。
【００２１】
【表１】
2016068927.tif 000003
【００２２】
本発明のカーカス用極細線スチールコードを有する乗用車用ラジアルタイヤによれば、カーカスターンアップ（ｔｕｒｎ−ｕｐ）部位で生じる空気入り不良を低減しながら、ビード部の耐久性能を改善することができる。
【００２３】
上記においては、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当業者であれば特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び範囲から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正及び変更できることが理解できるであろう。
【符号の説明】
【００２４】
１００、２００    極細線スチールコード
１０２、１０４、２０２    心線
１０６、２０４    素線
【図１】
2016068927.tif 000004
【図２】
2016068927.tif 000005
【図３】
2016068927.tif 000006
【図４】
2016068927.tif 000007