(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつカーカスの外側に配されるベルト層とを具えた重荷重用ラジアルタイヤであって、
前記カーカスのカーカスコードは、６〜１２本のフィラメントからなるコアと、このコア周囲に巻き付けられる８〜１５本のフィラメントからなるシースとを有する層撚り構造の金属コードからなり、
かつ前記コアは、３本のフィラメントからなる２〜４つのフィラメント束を、各フィラメント束を捻りながら互いに撚り合わすことにより形成されるとともに、前記フィラメント束は、撚り合わされる前の状態で、波の山部と谷部とを繰り返す２次元の波状に型付けされた型付けフィラメントと、非型付けフィラメントとを含むことを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記コアのフィラメントは、線径ｄが０．１５〜０．３０ｍｍでありかつ前記シースのフィラメントと、実質的に同径であることを特徴とする請求項１記載の重荷重用ラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記型付けフィラメントは、その型付けの波ピッチをＰｗ、波高さをｈとした時、下記式▲１▼〜▲２▼の関係を満足することを特徴とする請求項１、２記載の重荷重用ラジアルタイヤ。
５．０ｄ≦Ｐｗ≦３０．０ｄ            …  ▲１▼
０．２ｄ≦ｈ≦３．０ｄ                …  ▲２▼
【請求項４】
前記コアの撚りピッチＰｃは５〜３０ｍｍであり、かつ各フィラメント束の捻りのピッチＰｆは、前記撚りピッチＰｃの２倍以上かつ２０倍以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の重荷重用ラジアルタイヤ。
【請求項５】
前記シースの撚りピッチＰｓは５〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の重荷重用ラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コード径をコンパクト化しつつコード内部へのゴム浸透性を高めうる金属コードをカーカスに用いた重荷重用ラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
重荷重用ラジアルタイヤのカーカスには、複数本の金属のフィラメントを撚り合わせた金属コードが多用されている。このような金属コードは、表面にメッキ処理が施されているとはいえ、例えば図７（Ａ）に示すように、フィラメントｆ、ｆ間に隙間のないコンパクトコードａの場合、フィラメント間にゴムが浸透し得ない空間が形成されるため、水分の影響によりコード内での錆の発生ないし広がりにより、コードとゴムの接着カの低下や、コードの強度の低下、さらにはコードの破断をきたす等の問題点があった。
【０００３】
そこで、近年ではこのような問題点を改善するために、図７（Ｂ）に示すように、フィラメント間に隙間が発生するように撚り合わせた、所謂オープンコードｂや、図７（Ｃ）に示す如く、スパイラル状の３次元の型付けをしたフィラメントｆ１と、非型付けフィラメントｆ２とを撚り合わせることによってフィラメント間に隙間を形成して、ゴムの浸透性を高めた金属コードｃなどが提案されている。
【０００４】
しかしながら、前述のコードｂ、ｃでは、それぞれ十分なゴムの浸透性を確保するためには、自ずとコード径が大きくなるという不具合がある。
【０００５】
そこで本発明は、この様な実状に鑑み案出されたものであり、層撚り構造を採用する一方、コアとして、２次元の型付けフィラメントと非型付けフィラメントとを混在させた３本のフィラメントからなる束を捻りながら撚り合わせた金属コードを用いることを基本として、前記捻りによって型付けフィラメントの型付けをコア内で３次元化させることができ、コード径をコンパクト化しつつもゴム浸透性を充分に確保しうる金属コードをカーカスに使用した重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することを目的としている。
【０００６】
また本発明では、撚り合わせる前に、フィラメントに施される型付けの波高さ、波ピッチなどをフィラメントの線径に対して特定範囲に限定することにより、コードの強度低下とゴム浸透性を両立させ、しかもコードの低荷重時の伸びを抑えてタイヤ形状の安定化を図ることも目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつカーカスの外側に配されるベルト層とを具えた重荷重用ラジアルタイヤであって、
前記カーカスのカーカスコードは、６〜１２本のフィラメントからなるコアと、このコア周囲に巻き付けられる８〜１５本のフィラメントからなるシースとを有する層撚り構造の金属コードからなり、
かつ前記コアは、３本のフィラメントからなる２〜４つのフィラメント束を、各フィラメント束を捻りながら互いに撚り合わすことにより形成されるとともに、前記フィラメント束は、撚り合わされる前の状態で、波の山部と谷部とを繰り返す２次元の波状に型付けされた型付けフィラメントと、非型付けフィラメントとを含むことを特徴としている。
【０００８】
又請求項２の発明では、前記コアのフィラメントは、線径ｄが０．１５〜０．３０ｍｍでありかつ前記シースのフィラメントと、実質的に同径であることを特徴としている。
【０００９】
又請求項３の発明では、前記型付けフィラメントは、その型付けの波ピッチをＰｗ、波高さをｈとした時、下記式▲１▼〜▲２▼の関係を満足することを特徴としている。
５．０ｄ≦Ｐｗ≦３０．０ｄ            …  ▲１▼
０．２ｄ≦ｈ≦３．０ｄ                …  ▲２▼
【００１０】
又請求項４の発明では、前記コアの撚りピッチＰｃは５〜３０ｍｍであり、かつ各フィラメント束の捻りのピッチＰｆは、前記撚りピッチＰｃの２倍以上かつ２０倍以下であることを特徴としている。
【００１１】
又請求項５の発明では、前記シースの撚りピッチＰｓは５〜３０ｍｍであることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の重荷重用ラジアルタイヤを示す子午断面である。
【００１３】
図１において、重荷重用ラジアルタイヤ１（以下タイヤ１という）は、トレッド部２と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３と、各サイドウォール部３の内方端に位置するビード部４とを具え、このビード部４、４にはトロイド状のカーカス６が架け渡されるとともに、前記トレッド部２の内方かつカーカス６の外側には強靱なベルト層７が巻装されている。
【００１４】
なお前記ベルト層７は、通常３〜４枚のベルトプライから形成される。本例では、ベルト層７が、金属コードを用いたベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば６０±１５°程度の角度で配列した最内のベルトプライ７Ａと、タイヤ周方向に対して１５〜３５°の小角度で配列したベルトプライ７Ｂ、７Ｃ、７Ｄとの４枚構造の場合を例示しており、ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を１箇所以上設けて重置している。
【００１５】
次に、前記カーカス６は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至る本体部６ａの両側に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返す折返し部６ｂを一体に設けてなり、この本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外側に先細状にのびるビードエーペックスゴム８が配置される。
【００１６】
また前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７０〜９０°の角度でラジアル配列した１枚以上のカーカスプライから形成される。本例では、カーカス６が、カーカスコードを９０゜の角度で配列した１枚のカーカスプライ６Ａからなる場合を例示している。
【００１７】
ここで、トラック・バス用等の重荷重用タイヤに使用されるカーカスコードとしては、従来、高い強度が要求されることから、例えば３＋９構成や、３＋９＋１５構成など、フィラメント数が多い層撚り構造のものが多用されてきた。これは、フィラメントを太くすると、その断面積当たりの引張強さが低下する傾向となり、従って、同じスチール量で強度を高めるためには、細いフィラメントを用いその本数を増やすことが必要となるからである。
【００１８】
そこで本発明では、とりわけこの重荷重用ラジアルタイヤのカーカスに多用されていた前記３＋９、３＋９＋１５構成等の金属コードの代替となり、かつ耐疲労性も十分に加味した上で好ましく実施しうるよう、図２に示すように、カーカスコードとして、６〜１２本のフィラメントＦａからなるコア１０と、このコア１０の周囲に巻き付けられる８〜１５本のフィラメントＦｂからなるシース１１とを有する層撚り構造の金属コード１２を用いている。
【００１９】
又この金属コード１２では、コード径をコンパクト化しつつゴム浸透性を充分に確保するために、前記コア１０を以下の如く形成することに大きな特徴を有している。
【００２０】
即ち、前記コア１０は、３本のフィラメントＦａを引き揃えてなる２〜４つのフィラメント束１３から構成される。従って、コア１０をなすフィラメントＦａの総数は３の倍数、即ち６本、９本、又は１２本であり、本例では１２本の場合を例示している。
【００２１】
又各フィラメント束１３には、図４に示すように、その軸心廻りで捻りが加えられた後、或いは捻りと同時に、各フィラメント束１３を互いに撚り合わすことにより１本のコア１０を形成する。
【００２２】
このとき、フィラメント束１３をなす前記３本のフィラメントＦａは、型付けフィラメント２０と非型付けフィラメント２１とから構成される。本例では、２本の型付けフィラメント２０と１本の非型付けフィラメント２１とからなるフィラメント束１３Ａと、１本の型付けフィラメント２０と２本の非型付けフィラメント２１とからなるフィラメント束１３Ｂとが混在する場合を例示しているが、フィラメント束１３Ａ・・・ のみ、或いはフィラメント束１３Ｂ・・・ のみで、コア１０を形成することができる。
【００２３】
なお前記非型付けフィラメント２１は、撚り合わされる前の状態では略直線状をなす従来的なフィラメントである。
【００２４】
これに対して、前記型付けフィラメント２０は、図３の如く、撚り合わされる前の状態において、波の山部Ｙ１と谷部Ｙ２とを繰り返す２次元の波状に型付けされており、本例では、前記山部Ｙ１と谷部Ｙ２との間に直線部Ｙ３を介在させたジグザグ状をなす場合を例示している。なお曲線のみからなるサイン曲線状等の型付けであっても良い。
【００２５】
そして、この２次元の型付けフィラメント２０は、フィラメント束１３に前記捻りを施すことによって、２次元の波が３次元化する。
【００２６】
ここで、２次元の波の３次元化は、以下の如く説明される。即ち、図６（Ａ）に概念的に示する如く、フィラメント束Ａに捻りＫ１を加えると、その捻りＫ１は、各フィラメントＢに同様の捻りＫ２となって反映される。このとき、前記フィラメント束Ａに型付けフィラメントＢ１が含まれる場合には、図６（Ｂ）に略示するように、各型付けフィラメントＢ１が前記捻りＫ２によって中心廻りで捻られ、２次元の波が３次元化するのである。
【００２７】
このように２次元の波を捻りによって３次元化することにより、フィラメントＦａ間及びフィラメントＦｂ間に充分な隙間を安定して確保でき、低荷重時の伸びを抑えつつ、ゴム浸透性を大巾に向上しうるのである。又前記隙間の確保により、フレッティング（フィラメント間に相対的な繰返し微少滑りが生じて摩耗する現象）が抑制されるため、耐疲労性も一層改善される。
【００２８】
又この３次元化は、例えば初めから３次元のスパイラル状に型付されたものに比してコードをコンパクト化できるという利点がある。特に、本例の如く、直線部Ｙ３を有する波状とした場合には、型付けの波高さｈが比較的小さくても、撚り合わせた際のフィラメント間の隙間を確保するのが容易となるため好ましい。又２次元の型付けは、スパイラル状等の３次元の型付けに比して、加工が容易であり、しかも寸法精度が高くかつ形状安定性に優れるとともに、その取り扱いが簡便であるため、この面からも有利である。
【００２９】
ここで、前記コア１０のフィラメントＦａの総数、及び前記シース１１のフィラメントＦｂの総数は、それぞれカーカスコードに使用したときの要求強度に応じて前述の範囲から設定されるが、トラック・バス用等の重荷重用タイヤを想定したとき、フィラメントＦａでは９本又は１２本が好ましい。
【００３０】
又前記フィラメントＦａの線径ｄ、及びフィラメントＦｂの線径ｄも、カーカスコードに要求される強度との関係で設定されるが、重荷重用タイヤでは０．１５〜０．３０ｍｍの範囲が好ましく、０．１５ｍｍ未満であると、細すぎてコード強力の点で不利となり、逆に０．３０ｍｍをこえると、曲げ疲労性の点で不利となる。
【００３１】
又このフィラメントＦａとフィラメントＦｂとは、互いに同径のものを使用するのが望ましく、これによって伸線工程を共通化でき、コードを経済的に製造することができる。
【００３２】
なおフィラメントＦａ、Ｆｂは、炭素含有量が０．７８〜０．８６％の硬鋼線材を用いるのが好ましく、０．７８％未満では強度が低下する傾向にあり、０．８６％をこえると硬度が高すぎて型付けの際、強度低下が大きくなる傾向がある。
【００３３】
次に、前記型付けフィラメント２０では、前記図３の如く、撚り合わされる前の状態における型付けの波ピッチをＰｗ、波高さをｈとした時、下記式▲１▼〜▲２▼の関係を満足することが好ましい。なお前記波ピッチＰｗは、前記山部Ｙ１、Ｙ１間の長手方向の距離であり、波高さｈは山部Ｙ１と谷部Ｙ２との間の振幅方向の距離である。
５．０ｄ≦Ｐｗ≦３０．０ｄ            …  ▲１▼
０．２ｄ≦ｈ≦３．０ｄ                …  ▲２▼
【００３４】
これは、もし前記波高さｈが、前記線径ｄの０．２倍未満になると、ゴム浸透性を確保するのが難しくなり、逆に３．０倍を超えると、型付け加工により型付けフィラメント２０が受けるダメージが大きくフィラメントの強度低下の原因となるからである。
【００３５】
又前記波ピッチＰｗが、前記線径ｄの５．０倍未満になると、波ピッチＰｗが小さくなりすぎ、型付け加工によるダメージが大きくフィラメントの強度低下の原因となるからであり、逆に３０倍を超えると、波ピッチＰｗが大きくなりすぎ、ゴム浸透性が低下してしまう。
【００３６】
又フィラメント束１３を撚り合わせて１本のコア１０を形成する際の撚りピッチＰｃ（図４に示す）は、５．０〜３０．０ｍｍが好ましく、又各フィラメント束１３に加える前記捻りの捻りピッチＰｆ（図４に示す）は、前記撚りピッチＰｃの２倍〜２０倍と比較的長いピッチとすることが好ましい。
【００３７】
なお前記撚りピッチＰｃが、５．０ｍｍより小では、コードの初期の伸びが大きくなりタイヤに適用された際の形状変化が大となるとともに、コード強力が低下するという不都合があり、逆に撚りピッチＰｃが３０．０ｍｍをこえると、フィラメントがバラケやすくなりコードの形状保持性が悪くなるという不都合がある。
【００３８】
又前記捻りピッチＰｆが撚りピッチＰｃの２．０倍未満では、フィラメント間の隙間が少なくなってゴム浸透性を低下させ、逆に２０倍をこえると、３次元化の効果が少なくなり、かつフィラメント束１３、１３間において、型付けフィラメント同士で型付けが重なり易くなる不具合も生じる。従って、捻りピッチＰｆは撚りピッチＰｃの３〜１０倍の範囲がより好ましい。
【００３９】
又前記シース１１をなすフィラメントＦｂの撚りピッチＰｓは、５．０〜３０．０ｍｍの範囲が好ましく、５．０ｍｍ未満では、コードの低荷重時の伸びが大きくなってしまい、逆に３０．０ｍｍをこえると、フィラメントがバラケやすくなり、コードの形状保持性が悪くなる。なおこの撚りピッチＰｓは、前記撚りピッチＰｃよりも大に設定するのがコードの形状安定性の観点から好ましい。
【００４０】
又前記シース１１の撚り方向は、本例では、コア２の撚り方向と相違する場合を例示しているが、一致させても良く、又フィラメント束１３の捻り方向も、本例では、コア２の撚り方向と一致させた場合を例示しているが、相違させても良い。
【００４１】
なお図５（Ａ）、（Ｂ）に、前記コア１０の他の実施例を示す。図５（Ａ）では、コア１０が、３つの前記フィラメント１３Ａから構成された場合を例示してなり、図５（Ｂ）では、コア１０が、２つの前記フィラメント１３Ａと１つの前記フィラメント１３Ｂから構成された場合を例示している。
【００４２】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００４３】
【実施例】
本発明の効果を確認すべく、金属コードを表１の仕様で試作するとともに、試供コードの特性及び試供コードをカーカスコードに用いたときのタイヤ性能について比較評価を行った。なおタイヤの仕様は表２に示し、カーカスコード以外は全て同一である。
なお表中の用語の定義は次の通りである。
【００４４】
（１）ゴム浸透性：
試供の金属コードを用いたカーカスを具えるタイヤを製造し、そのタイヤから金属コードをトッピングゴムが付着した状態で取出す。このゴム付コードの表面からできる限りゴムを除去した後、断面からナイフを入れて８〜１２本のフィラメントの内、隣り合う２本のフィラメントを除去し、除去された２本のフィラメントと残りのフィラメント束との間に形成されている空隙にゴムが完全に充填されている部分の長さを約１０ｃｍにわたり測定し、ゴムが充填されている部分の長さの全長さに対する比率をもってゴムの浸透率とする。上記測定を１０本のコードについて行い、平均値をもってコードの測定値とする。
【００４５】
（２）コードの曲げ剛性：
テーバ社（米国）製の「Ｖ−５剛性試験機」を用いて金属コードの曲げ剛性を測定した。
【００４６】
（３）走行後の錆発生：
タイヤを約２０万ｋｍ走行させた後、タイヤを解体して金属コードの錆の発生状況を観察して比較対象コードを１００とする指数で表示している。数値が小さいほど錆の発生が少なく良好である。
【００４７】
（４）走行後の強度保持率：
タイヤを約２０万ｋｍ走行させた後、タイヤを解体して金属コードを取り出し、走行前のコードの強度を１００とする指数で表示している。数値が大きいほど良好である。
テストの結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
0004044279.tif 000002
【００４９】
【表２】
0004044279.tif 000003
【００５０】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、カーカスのコード径をコンパクト化しつつも、このコード内での錆の発生に起因するコードとゴムの接着カの低下やコードの強度低下、さらにはコードの破断等の損傷を効果的に防止でき、しかも耐疲労性を高め強度保持率を高く維持しうるなど優れた耐久性を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のタイヤの断面図である。
【図２】カーカスコードとして好適な金属コードの一例の断面図である。
【図３】型付けフィラメントの一例を示す側面図である。
【図４】コアの形成過程を説明する線図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、コアの他の例を示す断面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は捻りによる２次元の波の３次元化を説明する線図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、従来技術を説明する金属コードの断面図である。
【符号の説明】
２      トレッド部
３      サイドウォール部
４      ビード部
５      ビードコア
６      カーカス
７      ベルト層
１０    コア
１１    シース
１２    金属コード
１３、１３Ａ、１３Ｂ    フィラメント束
２０    型付けフィラメント
２１    非型付けフィラメント
Ｆａ、Ｆｂ      フィラメント
Ｙ１    山部
Ｙ２    谷部
【図１】
0004044279.tif 000004
【図２】
0004044279.tif 000005
【図３】
0004044279.tif 000006
【図４】
0004044279.tif 000007
【図５】
0004044279.tif 000008
【図６】
0004044279.tif 000009
【図７】
0004044279.tif 000010