(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッドのカーカス層外周側に配置したベルト層をスチールコードから構成した空気入りラジアルタイヤにおいて、
スチール素線からなるコアフィラメントの周りにスチール素線からなるシースフィラメントを配置し、前記スチール素線の素線径を０．２０〜０．３８ｍｍの範囲に設定し、前記コアフィラメントの本数を１〜２本にする一方、前記シースフィラメントの本数を１〜３本にし、かつ前記コアフィラメントと前記シースフィラメントとを合わせたスチール素線の合計本数を少なくとも３本にし、前記シースフィラメントを撚りピッチ間隔３０〜３００ｍｍで前記コアフィラメントの周りに撚り合わせた撚り構造にし、前記コアフィラメントの素線径Ｄｃと前記シースフィラメントの素線径Ｄｓとの比Ｄｃ／Ｄｓを１．０１〜１．０３にしたスチールコードを用いたロングピッチコードベルト層と、
スパイラル状に型付けした単線ワイヤから構成し、この単線ワイヤの直径ｄ、スパイラル径Ｄ、スパイラルのピッチ長Ｐ及びスパイラル形状を特定するパラメーターＦ＝（Ｄ−ｄ）／Ｐを、それぞれ
０．０１≦Ｆ≦０．０５
０．２８（ｍｍ）≦ｄ≦０．５０（ｍｍ）
２．０（ｍｍ）≦Ｐ≦８．０（ｍｍ）
に設定したスチールコードを用いた単線ベルト層とを
交互に配置した空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
トレッドのカーカス層外周側に配置したベルト層をスチールコードから構成した空気入りラジアルタイヤにおいて、
スチール素線からなるコアフィラメントの周りにスチール素線からなるシースフィラメントを配置し、前記スチール素線の素線径を０．２０〜０．３８ｍｍの範囲に設定し、前記コアフィラメントの本数を１〜２本にする一方、前記シースフィラメントの本数を４〜６本にし、前記シースフィラメントを撚りピッチ間隔３０〜３００ｍｍで前記コアフィラメントの周りに撚り合わせた撚り構造にし、前記コアフィラメントの素線径Ｄｃと前記シースフィラメントの素線径Ｄｓとの比Ｄｃ／Ｄｓを１．０４〜１．０７にしたスチールコードを用いたロングピッチコードベルト層と、
スパイラル状に型付けした単線ワイヤから構成し、この単線ワイヤの直径ｄ、スパイラル径Ｄ、スパイラルのピッチ長Ｐ及びスパイラル形状を特定するパラメーターＦ＝（Ｄ−ｄ）／Ｐを、それぞれ
０．０１≦Ｆ≦０．０５
０．２８（ｍｍ）≦ｄ≦０．５０（ｍｍ）
２．０（ｍｍ）≦Ｐ≦８．０（ｍｍ）
に設定したスチールコードを用いた単線ベルト層とを
交互に配置した空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記単線ベルト層をタイヤ半径方向内側の１番ベルト層として配置し、前記ロングピッチコードベルト層をタイヤ半径方向外側の２番ベルト層として配置した請求項１または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】
【発明の属する技術分野】
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、乗心地性の悪化を抑制しながら軽量化することができる空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の地球環境汚染の問題から車両の低燃費化が強く要望されるようになり、その一環として空気入りラジアルタイヤの軽量化は大きな技術的課題の一つとして注目を集めている。スチールコードは他の有機繊維コードに比べて引張強度や引張弾性率が著しく優れているため、空気入りラジアルタイヤのベルト層に使用されている。しかし、比重が非常に大きいために軽量化の障害になっていた。しかしながら、現存の有機繊維コードにはスチールコード並みのタイヤ性能を発揮できるものがないため、当面はスチールコードに依存せざるを得ないのが実情である。
【０００３】
スチールコードの使用を前提にして軽量化を達成する対策としては、ワイヤ使用量の削減及びゴムゲージの減少が考えられる。その手段の一つとして、複数のワイヤを撚り線にしていたスチールコードを、単線ワイヤだけで構成することが提案できる。このように単線ワイヤのコードにすれば、撚り線に比べて同一ワイヤ断面積でのコード径をコンパクトにすることができ、それによってトレッドの溝下ゲージ（ゴムゲージ）やベルト層のコード間ゲージ（ゴムゲージ）を小さくできるためゴム量を減らし、軽量化を可能にするのである。
【０００４】
しかしながら、このような特長を有する単線ワイヤのコードも、撚りがないため剛直であり、振動減衰特性が悪いためにタイヤの乗心地性が悪化してしまうという問題があった。また、剛直な単線ワイヤのコードは、繰り返し荷重による曲げ変形や圧縮変形に対する耐久性が低いという欠点がある。そして、この耐久性不足が撚り線コード使用のタイヤに比べワイヤ折れを多発し、ベルト耐久性低下の原因になる。
【０００５】
また、単線ワイヤのコードを用いたベルト層と、１×Ｎ構造の撚りコードを用いたベルト層とを組み合わせたタイヤが提案されているが、この撚りコードの振動減衰特性が悪く、乗心地性が十分であるとは言えなかった（特開２０００−２７２３０６号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、乗心地性の悪化を抑制しながら軽量化することができる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】
本発明によれば、トレッドのカーカス層外周側に配置したベルト層をスチールコードから構成した空気入りラジアルタイヤにおいて、
スチール素線からなるコアフィラメントの周りにスチール素線からなるシースフィラメントを配置し、前記スチール素線の素線径を０．２０〜０．３８ｍｍの範囲に設定し、前記コアフィラメントの本数を１〜２本にする一方、前記シースフィラメントの本数を１〜３本にし、かつ前記コアフィラメントと前記シースフィラメントとを合わせたスチール素線の合計本数を少なくとも３本にし、前記シースフィラメントを撚りピッチ間隔３０〜３００ｍｍで前記コアフィラメントの周りに撚り合わせた撚り構造にし、前記コアフィラメントの素線径Ｄｃと前記シースフィラメントの素線径Ｄｓとの比Ｄｃ／Ｄｓを１．０１〜１．０３にしたスチールコードを用いたロングピッチコードベルト層と、
スパイラル状に型付けした単線ワイヤから構成し、この単線ワイヤの直径ｄ、スパイラル径Ｄ、スパイラルのピッチ長Ｐ及びスパイラル形状を特定するパラメーターＦ＝（Ｄ−ｄ）／Ｐを、それぞれ
０．０１≦Ｆ≦０．０５
０．２８（ｍｍ）≦ｄ≦０．５０（ｍｍ）
２．０（ｍｍ）≦Ｐ≦８．０（ｍｍ）
に設定したスチールコードを用いた単線ベルト層とを
交互に配置した空気入りラジアルタイヤが提供される。
【０００８】
また、本発明によれば、トレッドのカーカス層外周側に配置したベルト層をスチールコードから構成した空気入りラジアルタイヤにおいて、
スチール素線からなるコアフィラメントの周りにスチール素線からなるシースフィラメントを配置し、前記スチール素線の素線径を０．２０〜０．３８ｍｍの範囲に設定し、前記コアフィラメントの本数を１〜２本にする一方、前記シースフィラメントの本数を４〜６本にし、前記シースフィラメントを撚りピッチ間隔３０〜３００ｍｍで前記コアフィラメントの周りに撚り合わせた撚り構造にし、前記コアフィラメントの素線径Ｄｃと前記シースフィラメントの素線径Ｄｓとの比Ｄｃ／Ｄｓを１．０４〜１．０７にしたスチールコードを用いたロングピッチコードベルト層と、
スパイラル状に型付けした単線ワイヤから構成し、この単線ワイヤの直径ｄ、スパイラル径Ｄ、スパイラルのピッチ長Ｐ及びスパイラル形状を特定するパラメーターＦ＝（Ｄ−ｄ）／Ｐを、それぞれ
０．０１≦Ｆ≦０．０５
０．２８（ｍｍ）≦ｄ≦０．５０（ｍｍ）
２．０（ｍｍ）≦Ｐ≦８．０（ｍｍ）
に設定したスチールコードを用いた単線ベルト層とを交互に配置した空気入りラジアルタイヤが提供される。
【０００９】
前記ロングピッチコードベルト層に用いられるスチールコードは、一般的な撚りコードに比べ、撚り構造を採用しながら、その撚りピッチ間隔を上記のように大きくしてシースフィラメントを無撚りのストレート構造に近づける構成にするため、コード張力を効果的に高めることができ、ベルト層を高剛性とすることができる。したがって、ベルト層中に配置されるコードの数であるエンド数を減らすことができれば、従来に比べベルト剛性を低下させずに、ベルト層を軽量化することができる。また、撚りピッチ間隔を大きくすることによって、コードの生産性を向上させることもできる。
【００１０】
また、このコードは、コアフィラメントを有する撚りコードにするため、１×Ｎ構造の従来スチールコードに対して、振動減衰特性を大きく改善することができるので、乗心地性を高めることができる。また、単線ワイヤからなるスチールコードに比べ、圧縮特性が向上してスチールコードの耐コード折れ性を高めることができる。
【００１１】
一方、前記単線ベルト層は、コード径が小さいので、ベルト層の厚さを小さくでき、タイヤの軽量化に有効である。しかも、この単線ワイヤをスパイラル状に型付けしたことによって、単線ワイヤ自体の剛直性を和らげ、繰り返し曲げ変形や圧縮変形に対して優れたワイヤ耐久性（ベルト耐久性）を示すことができる。しかし、単線ワイヤの型付けが大きすぎても、引張弾性率の低下によってタイヤのコーナリングパワー（操縦安定性）を低下させる。単線ワイヤ直径ｄ、そのスパイラル径Ｄ、スパイラルピッチ長Ｐから特定されるパラメーターＦを、上記のように０．０１〜０．０５の範囲にすることによって、上記両特性を調和させることができる。
【００１２】
したがって、本発明は、上記のロングピッチコードベルト層と単線ベルト層とを組み合わせることによって、乗心地性を低下させずにタイヤの軽量化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明によれば、前記単線ベルト層をタイヤ半径方向内側の１番ベルト層として配置し、前記ロングピッチコードベルト層をタイヤ半径方向外側の２番ベルト層として配置した前記空気入りラジアルタイヤが提供される。
【００１４】
このように、圧縮変形に対する耐久性に優れるロングピッチコードベルト層をタイヤ外側の２番ベルト層に配置することによって、コーナリング時等に発生するベルト層のバックリング変形に対しても、ワイヤ折れを有効に防止することができ、タイヤのベルト耐久性が向上するのでより好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について図面を参照しながら詳細に説明する。図１に、本発明の空気入りラジアルタイヤの一例を子午線方向部分断面図として示す。１１はトレッド部、１２はサイドウォール部、１３はビード部である。タイヤ内側には左右のビード部１３間にカーカス層１４が装架され、その両端部１４ａがビード部１３に埋設されたビードコア１５の周りに、ビードフィラー１６を挟み込むようにしてタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１１のカーカス層１４外周側には、複数のベルト層１７が設けられている。ベルト層１７は、タイヤ半径方向内側の１番ベルト層１７ａと、タイヤ半径方向外側の２番ベルト層１７ｂを成している。
【００１６】
本発明のロングピッチコードベルト層や単線ベルト層が、交互に配置してベルト層１７を構成している。すなわち、ロングピッチコードベルト層と単線ベルト層のいずれか一方が１番ベルト層１７ａであり、他方が２番ベルト層１７ｂとなるようになっている。上述したように、単線ベルト層を１番ベルト層として配置し、ロングピッチコードベルト層を２番ベルト層として配置するのがより好ましい。また、ベルト層１７は、２層構造に限らず、３層以上であってもよい。３層以上の場合には、ロングピッチコードベルト層と単線ベルト層を交互に配置することは部分的に行ってもよく、例えば、１番ベルト層＝単線ベルト層、２番ベルト層＝単線ベルト層、３番ベルト層＝ロングピッチコードベルト層、のように構成してもよい。
【００１７】
図２は、本発明のロングピッチコードベルト層に用いられるスチールコードの一例を示し、このスチールコードは、１本のスチール素線からなるコアフィラメント１の周りにＮ本のスチール素線からなるシースフィラメント２を配置した１＋Ｎ構造になっている。Ｎは２〜６の範囲であり、コアフィラメント１とシースフィラメント２とを合わせたスチール素線の合計本数は、コード打込み本数の点から少なくとも３本有するようになっている。
【００１８】
シースフィラメント２の本数Ｎが６本より多いと、最密充填構造に近くなるためシースフィラメント２間に隙間を形成し難くなり、その結果、コード内部へのゴム浸透性が低下してしまい、ベルト耐久性に悪影響を及ぼす。
【００１９】
コアフィラメント１及びシースフィラメント２のスチール素線には、素線径（直径）が０．２０〜０．３８ｍｍのものが使用されている。シースフィラメント２は、コアフィラメント１の周りに撚り合わせた撚り構造になっており、その撚りピッチ間隔は３０〜３００ｍｍ、好ましくは３０〜１００ｍｍの範囲にしてあり、従来より大幅に大きくなっている。
【００２０】
スチール素線の素線径が０．２０ｍｍより小さいと、タイヤ強度を保持するためにコードの打込み本数を多くしなければならず、耐ベルトセパレーション性が低下し、逆に０．３８ｍｍを超えると素線径が太くなり過ぎ、ワイヤ折れが発生しやすくなり耐疲労性が低下してしまうとともに、乗心地性も悪化してしまう。
【００２１】
シースフィラメント２の撚りピッチ間隔が３０ｍｍより小さいと、撚り数が多くなりすぎてコード張力を十分に発揮できず、エンド数を減らすことによる軽量化を達成することができないうえに、コードの生産性も低下してしまうという欠点もある。逆に３００ｍｍを超えると、素線がばらけやすくなってしまい撚りコードとして一体的に作用し難くなるためタイヤを製造しにくくなってしまうとともに、コード減衰性の低下のため乗心地性が低下する。
【００２２】
コアフィラメント１の素線径Ｄｃとシースフィラメント２の素線径Ｄｓとの比Ｄｃ／Ｄｓは、シースフィラメント２の本数が１〜３本の時は１．０１〜１．０３、４〜６本の時は１．０４〜１．０７にしてある。この比Ｄｃ／Ｄｓが、シースフィラメント２の本数Ｎが１〜３本の時に１．０１未満、または４〜６本の時に１．０４未満であると、コード内部にゴムが浸透し難くなるため、ベルト耐久性に悪影響を及ぼす。逆にシースフィラメント２の本数Ｎが１〜３本の時に１．０３を超えると、または４〜６本の時に１．０７より大きいと、結果的にコアの素線径が太くなってしまい、乗心地性を改善することが困難になる。
【００２３】
図３は、本発明のロングピッチコードベルト層に用いられるスチールコードの他の例を示し、このスチールコードは、上述した図２のスチールコードについて、コアフィラメント１を２本のスチール素線から構成し、２＋Ｎ構造にしたものである。ここでは、Ｎは１〜６の範囲であり、コアフィラメント１とシースフィラメント２とを合わせたスチール素線の合計本数を少なくとも３本有するようにしている。
【００２４】
本発明において、上述したコアフィラメント１は、無撚りであっても、撚り構造であってもよい。撚り構造にする場合、シースフィラメント２の撚りピッチ間隔と同じ撚りピッチ、或いはそれ以下の撚りピッチ間隔で撚るのがよい。
【００２５】
本発明の単線ベルト層を構成する単線ワイヤからなるスチールコードは、図４に示すようなスパイラル状に型付けされている。すなわち、直径ｄの単線ワイヤ４０が、その直径ｄよりも大きなスパイラル径Ｄとスパイラルピッチ長Ｐを以って型付けされている。スパイラル径Ｄとは、ワイヤ長手方向に対する直交面に投影されたスパイラル形状の外周円に相当している。
【００２６】
このように単線ワイヤ４０がスパイラル状に型付けされていることによって、その剛直性が緩和され、ストレートな単線ワイヤに比べて引張弾性率が低下する。そのため、撚り線コードではない単線ワイヤであっても、繰り返し曲げ荷重や圧縮荷重に対する耐久性（耐疲労性）が向上し、ベルト層にしたときの耐久性を撚り線コード使い並み、又はそれ以上に向上させることができる。しかし、この単線ワイヤ４０の型付けの度合があまり大きすぎると，引張弾性率の低下が著しくなるため、ベルト剛性が低下する。それによってコーナリングパワーが低下してしまうため、撚り線コード使い並みの操縦安定性を維持することは困難になる。
【００２７】
単線ワイヤ４０に型付けされたスパイラル形状は、スパイラル円内において空間が形成される量（Ｄ−ｄ）と、スパイラルのピッチ長Ｐとの２要素によって特徴づけることができるが、本発明のように上記（Ｄ−ｄ）とＰの比からなるパラメーターＦ＝（Ｄ−ｄ）／Ｐを以って表せば、上述したワイヤの耐疲労性や引張弾性率との相関性をより明確にすることができ、延いてはベルト層の耐久性やコーナリングパワー（操縦安定性）との相関性を明確にする。本発明において、このパラメーターＦは０．０１≦Ｆ≦０．０５の範囲にする。
【００２８】
さらに、本発明において、単線ワイヤ直径ｄとスパイラルのピッチ長Ｐは、それぞれ
０．２８（ｍｍ）≦ｄ≦０．５０（ｍｍ）
２．０（ｍｍ）≦Ｐ≦８．０（ｍｍ）
の範囲に設定されている。単線ワイヤの直径ｄを０．２８ｍｍ以上にし、スパイラルのピッチ長Ｐを２．０ｍｍ以上にすることにより単線ワイヤの引張弾性率Ｅの低下を抑制すると共に、直径ｄを０．５０ｍｍ以下にし、ピッチ長Ｐを８．０ｍｍ以下にすることにより単線ワイヤの耐疲労性をより一層向上するようにしている。ベルト層１７を構成するスチールコードとして単線ワイヤ４０を使用すると、その周囲がコートゴムで完全に被覆され、耐錆性に優れたものにすることができる。また、単線ワイヤであるため、撚り線コードに比べて同一ワイヤ断面積にしたときのコード径を小さくすることができ、それによってゴム量を低減し、軽量化することが可能になる。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものではない。
実施例１〜２、比較例１〜２及び従来例
タイヤサイズを１５５／６５Ｒ１３で共通にし、図１に示す構成の空気入りラジアルタイヤについて、１番ベルト層１７ａと２番ベルト層１７ｂの補強コードに使用するスチールコードの構造および素線径、シースフィラメントや１×３構造コードの撚りピッチ間隔、比Ｄｃ／Ｄｓ、エンド数を表１のようにした各タイヤをそれぞれ作製した。エンド数は、各タイヤのベルト層の剛性がほぼ同一になるように変化させてある。
【００３０】
これら各試験タイヤを以下に示す測定条件により、乗心地性、軽量化指数、ベルト折れ耐久性、ベルトエッジセパレーション耐久性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。
乗心地性
各試験タイヤをリムサイズ１３×４．００  Ｂのリムに取り付け、空気圧を２１０ｋＰａにして１３００ｃｃの車両に装着し、テストコースにおいて、テストドライバーによるフィーリングテストを実施し、「乗心地性（硬さ）」（目路（ジョイント）のある舗装路を通過した時の突き上げ感など）と「乗心地性（減衰）」（小突起などの障害物を通過した後の減衰収束性など）を評価した。それらの結果を従来タイヤを１００とする指数値で評価した。これらの値が大きい程、乗心地性が優れている。
軽量化指数
従来タイヤのベルト重量を基準としたときの各タイヤのベルト重量を、従来タイヤを１００とする指数で表示した。この指数値が小さいほど軽量であることを示す。
【００３１】
ベルト折れ耐久性
各試験タイヤを空気圧１７０ｋＰａで１３×４．００  Ｂのリムにリム組みし、７０℃×９８％ＲＨ（相対湿度）の雰囲気中に３０日間放置することにより湿潤した後、直径１７０７ｍｍのドラム上をスリップ角０±５°、ＪＡＴＭＡで規定された空気圧条件に対応する荷重の７３±４７％の変動荷重条件下に、荷重とスリップ角を０．０６７Ｈｚの矩形波で変動させて３００ｋｍ走行させた。走行後に試験タイヤを切開し、ベルト部のワイヤ折れの有無を調べ、折れの度合いを５段階で評価した。折れが全く見られないときを５とした。
【００３２】
ベルトエッジセパレーション耐久性
各試験タイヤをリムサイズ１３×４．００  Ｂのリムに装着し、空気圧をＪＡＴＭＡ最大空気圧の７５％とした低圧条件かつ同最大荷重の１４０％とした高荷重条件において、速度約８０ｋｍ／ｈｒのドラム上をタイヤ故障（ベルト部セパレーション）が発生するまで継続して走行させ、その合計走行距離を相対的に５段階で評価して、その結果を点数表示した、この点数が大きいほど耐ベルトエッジセパレーション性が優れていることを示している。
【００３３】
【表１】
0004097448.tif 000002
【００３４】
上記表１に示すように、単線ワイヤのコードを用いたベルト層と、１×Ｎ構造の撚りコードを用いたベルト層とを組み合わせた比較例１〜２のタイヤは、軽量化が従来タイヤよりも悪化するうえに、乗心地性（減衰）の改善も不充分なものであった。２番ベルト層コードのシースフィラメントの撚りピッチ間隔が小さすぎる比較例３のタイヤは、コード張力が低下するためにベルト剛性を確保する為にはエンド数を増やさなければならず軽量化が不十分となってしまった。また、２番ベルト層コードの素線径が小さすぎる比較例４のタイヤは、ベルト剛性を確保するためにエンド数を増やさなければならず、その結果コード間隔が密になり過ぎ、耐ベルトセパレーション性が悪化した。逆に、２番ベルト層コードの素線径が大きすぎる比較例５のタイヤは、ワイヤ折れ性が悪化してしまった。
【００３５】
これらに対して、本発明の実施例１〜２のタイヤは、従来例に比較して、乗心地性を改善しながら、単線ワイヤのみを用いた従来例のタイヤ並みに軽量化が達成され、極めて良好な結果が得られた。
【００３６】
【発明の効果】
本発明に従って、空気入りラジアルタイヤに、特定のスチールコードを用いたロングピッチコードベルト層と、特定の単線ワイヤからなるスチールコードを用いた単線ベルト層とを交互に配置することによって、乗心地性の悪化を抑制しながら軽量化することができる空気入りラジアルタイヤを得ることができる。
【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子午線方向部分断面図である。
【図２】ロングピッチコードベルト層のスチールコードの一例を示す拡大断面図である。
【図３】ロングピッチコードベルト層のスチールコードの一例を示す拡大断面図である。
【図４】スパイラル状に型付けした単線ワイヤからなるスチールコードである。
【符号の説明】
１  コアフィラメント            ２  シースフィラメント
１１  トレッド部                １２  サイドウォール部
１３  ビード部                  １４  カーカス層
１４ａ  両端部                  １７  ベルト層
１７ａ  １番ベルト層            １７ｂ  ２番ベルト層
４０  単線ワイヤ                ｄ  単線ワイヤ直径
Ｄ  スパイラル径                Ｐ  スパイラルピッチ長
【図１】
0004097448.tif 000003
【図２】
0004097448.tif 000004
【図３】
0004097448.tif 000005
【図４】
0004097448.tif 000006