(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前記カーカスの外側に配される３枚以上の複数のベルトプライからなるベルト層とを有する重荷重用ラジアルタイヤであって、
前記ベルト層は、半径方向最外側のベルトプライを含む２枚のベルトプライのベルトコードに、
コードに撚り合わさせ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１本の型付けフィラメントと、２本の非型付けフィラメントとからなる線径ｄが０．３０〜０．４５mmの３本の金属フィラメントを１０〜４０mmの撚りピッチＰｃで撚り合わせた金属コードを用いるとともに、
前記型付けフィラメントの前記線径ｄ、型付けの波ピッチＰｗ、波高さｈは、下記式(1)、(2)、(3)の関係を満足することを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
５．０ｄ≦Ｐｗ≦３０．０ｄ                        …  (1)
０．２ｄ≦ｈ≦３．０ｄ                            …  (2)
０．０１４≦ｄ×ｈ／Ｐｗ≦０．０２８              …  (3)
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィラメントの線径を大にし、その本数を減じることにより、切れにくく経済性に優れ、さらに型付けフィラメントを混在させることによりフィラメント内へのゴム浸透性を高めたコードをベルト層に用いた、耐外傷性、耐破断性に優れ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】
各種のゴム材料、例えば空気入りラジアルタイヤのベルト層には、複数本の金属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、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力の低下や、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、金属フィラメント間に隙間が発生する様に撚り合わせたいわゆるオープンコードや、コードを構成する金属フィラメントの１ないし複数本に３次元のスパイラル状の型付けをしてから撚り合わせることによって、金属フィラメント間に隙間を形成して、コード内部にゴムの浸透性を高めることが提案されている。
【０００４】
しかしながら、前記のコードでは、充分なゴムの浸透性を確保するためには、おのずとコード径が大きくなるという不具合がある。
【０００５】
本発明は、このような実状に鑑み案出なされたもので、１本の特定形状をなす２次元の波状に型付けした型付けフィラメントを、２本の非型付けフィラメントと撚り合わせてコードを構成することによりフィラメント間へのゴムの浸入性を確保しうる金属コードをベルト層に用いた重荷重用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、最終的に撚り合わされたコードの強度低下とゴム浸入性を両立させることも目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、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前記カーカスの外側に配される複数のベルトプライからなるベルト層とを有する重荷重用ラジアルタイヤであって、
前記ベルト層は、半径方向最外側のベルトプライを含む少なくとも２枚のベルトプライのベルトコードに、
コードに撚り合わさせ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１本の型付けフィラメントと、２本の非型付けフィラメントとからなる線径ｄが０．３０〜０．４５mmの３本の金属フィラメントを１０〜４０mmの撚りピッチＰｃで撚り合わせた金属コードを用いるとともに、
前記型付けフィラメントの前記線径ｄ、型付けの波ピッチＰｗ、波高さｈは、下記式▲１▼、▲２▼の関係を満足することを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤである。
５．０ｄ≦Ｐｗ≦３０．０ｄ                        …  ▲１▼
０．２ｄ≦ｈ≦３．０ｄ                            …  ▲２▼
【０００８】
また請求項１記載の発明では、前記型付けフィラメントは、下記式(3)の関係をも満足している。
０．０１４≦ｄ×ｈ／Ｐｗ≦０．０２８                  …  (3)
【０００９】
【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、本発明がトラック・バス用等の重荷重用ラジアルタイヤである場合の子午断面を示す。
【００１０】
図１において、重荷重用ラジアルタイヤ（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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
次に、前記ベルト層７は、複数枚、通常は３〜４枚、本発明では３枚以上のベルトプライから形成される。なお本例では、ベルト層７がカーカス６側から半径方向外側に向かって順次重置される第１〜第４のベルトプライ７Ａ〜７Ｄから形成される場合を例示している。
【００１４】
半径方向最内側に配される前記第１のベルトプライ７Ａは、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば５０±２０°程度の角度で配列するとともに、第２、第３、第４のベルトプライ７Ｂ〜７Ｄは１５〜３５゜程度の角度でベルトコードを配列している。なお第２、第３のベルトプライ７Ｂ、７Ｃ間でタイヤ赤道Ｃに対するコードの傾斜方向が相違し、これによって強固なトラス構造を構成し、タガ効果を有してトレッド部２を補強している。
【００１５】
そして本願では、前記ベルトプライ７Ａ〜７Ｄのうち、半径方向最外側である第４のベルトプライ７Ｄを含む２枚のベルトプライ、本例では、第４と第１のベルトプライ７Ｄ、７Ａのベルトコードに、図２、３に示すように、１本の型付けフィラメントＦＡと、２本の非型付けフィラメントＦＢとからなる線径ｄが０．３０〜０．４５mmの３本の金属フィラメントＦを１０〜４０mmの撚りピッチＰｃで撚り合わせた１×３構成の金属コード１０を用いている。
【００１６】
なお従来、トラック、バスなどに使用される重荷重用ラジアルタイヤのベルト層に用いられている金属コードとしては、３＋６構成（トータルフィラメント本数９本、２種類のフィラメントの線径を含む）、２＋７構成（トータルフィラメント本数９本、フィラメントの線径１種類）、３＋９＋１５構成（トータルフィラメント本数２７本、フィラメントの線径１種類）等が多く使用されてきた。
【００１７】
一般にフィラメントの線径を大きくし、その本数を減らすことは、コード製造時のコストや生産性の面で有利であり、かつ耐破断性にも優れている。またフィラメント本数が少ない方がゴムのコード内部への浸透度を上げやすいという利点がある。
【００１８】
そこで本発明では、とりわけ重荷重用ラジアルタイヤのベルト層に多用されている前記３＋６、２＋７構成（フィラメント合計９本）の金属コードの代替となり、フィラメント本数を減じたものとして特に好ましく実施しうるよう、線径ｄを０．３０〜０．４５mmとした金属フィラメントＦを３本用いた金属コード１０を使用している。
【００１９】
なお前記金属フィラメントＦの線径ｄが０．３０mm未満の場合、フィラメントが３本では重荷重用ラジアルタイヤのベルト層の補強コード材として必要な剛性を得ることが難しくなり、かつ後述のようにフィラメントに波状の型付けを行ってもコードに撚る前に付けた型付けが撚り時に元に戻りやすく、ゴム浸透度が不充分になりやすい。逆に線径ｄが０．４５mmを超える場合には、波状の型付けを施した際の歪みが大きくなりすぎてフィラメントの強度の低下が大きく、タイヤ製造時に必要となるコードのしなやかさも得られない。
【００２０】
前記金属フィラメントは、ゴム組成物との加硫接着を可能とするため、通常金属のメッキが施されているものが好ましく、また本実施形態ではコードを構成する全てのフィラメントが同じ線径からなるものを例示している。
【００２１】
また図２〜４に示すように、金属フィラメントＦは、撚り合わされる前の状態で、波ピッチＰｗ、波高さｈでしかも波の山部Ｕと谷部Ｄとを交互に繰り返す２次元の波状に型付けされた１本の型付けフィラメントＦＡと、残余（２本）の非型付けフィラメントＦＢ（図２、３等に示す）とから構成される。なお本例では、型付けとして前記山部Ｕと谷部Ｄとの間に直線部１３を介在したジグザグ状のものを例示しているが、曲線のみからなるサイン曲線状等であっても良い。なお前記波ピッチＰｗおよび波高さｈは、図４に示すように測定する。
【００２２】
また本発明では、前記型付けフィラメントＦＡの型付けを２次元の波状に限定することによって、例えばスパイラル状に型付けされたものに比してコード径をコンパクト化でき、特に本例の如く直線部１３を有するジグザグ状の型付けである場合には、該波の高さｈなど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り、コード内部へのゴムの浸透性がより向上するため好ましい。
【００２３】
このように型付けフィラメントＦＡは、コード内部へのゴムの浸透性を確保する為に重要な役割を果たすが、本発明のように比較的太めの線径ｄを有する金属フィラメントＦを用いてコードを形成する場合には、波状の型付けを施すと金属フィラメントＦの強力低下が生じやすい。
【００２４】
そこで本発明では、このような不具合を最小限に抑えるために、金属コード１０に用いる型付けフィラメントＦＡを１本に限定している。
【００２５】
また本実施形態の金属コード１０は、前記１０〜４０mmの最終の撚りピッチＰｃにて撚り合わせて形成されることも特徴としている。
【００２６】
なお１本の型付けフィラメントＦＡと２本の非型付けフィラメントＦＢとを組み合わせること、及び波状の型付けの形状を限定することにより、効率良くゴムの浸透性を確保できる為、金属コード１０は、最終の撚りに際してゴム浸透を確保する為に短い撚りピッチにする必要は無く、１０mm〜４０mmというフィラメントの線径ｄに比して長い撚りピッチを採用することができ、ひいてはコードの生産性をも向上しうる。
【００２７】
また本発明者らの種々の実験の結果、限定された線径ｄを有しかつ特定本数の型付けフィラメントＦＡを含むコードを製造する場合には前記型付けフィラメントＦＡの前記線径ｄ、型付けの波ピッチＰｗ、波高さｈは下記の式▲１▼、▲２▼の関係を満足することが重要であることを見出した。
５．０ｄ≦Ｐｗ≦３０．０ｄ            …  ▲１▼
０．２ｄ≦ｈ≦３．０ｄ                …  ▲２▼
【００２８】
これは、もし前記波ピッチ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、その型付け加工により型付けフィラメントＦＡ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、ゴムの浸透性が低下してしまうからである。従って、好ましくは１０．０〜２５．０倍の範囲である。
【００２９】
又前記波高さ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困難となり、逆に３．０倍を超えると、その型付け加工により型付けフィラメントＦＡ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。従って、好ましくは０．５〜２．０倍の範囲である。
【００３０】
他方、本発明者らは、前記線径ｄ、型付けの波ピッチＰｗ、および波高さｈからなるｄ×ｈ／Ｐｗの値をパラメータとし、この値を種々変化させてコードの強度低下率（％）とゴム浸透度（％）とを調べたところ、ｄ×ｈ／Ｐｗの値を０．０１４〜０．０２８の範囲に限定することにより、より顕著な効果が発揮されることを見出した。
【００３１】
図５には、コードの強度低下率（％）、ゴム浸透率（％）と、前記パラメータｄ×ｈ／Ｐｗの関係を示している。この図から明らかなように、ｄ×ｈ／Ｐｗが大きくなるとコードの強度低下率が大きく性能が悪化する反面、ゴムの浸透率が向上することが判る。従って、コードの強度低下率を許容範囲内に抑え、同時にゴムの浸透度を高めるためには、前記ｄ×ｈ／Ｐｗ値を、０．０１４〜０．０２８、さらには０．０２０〜０．０２５とするのが好ましい。なお、ここでいう強度低下率（％）、ゴム浸透度（％）は実施例（後述）での定義に従っている。
【００３２】
また前記金属フィラメントＦは、例えば炭素含有量が０．６５〜０．９５ｗｔ％の硬鋼線材を用いるのが好ましい。金属フィラメントＦの炭素含有量が０．６５％を下回ると、フィラメントの強度が低下する傾向があり、逆に０．９５ｗｔ％を超えるとフィラメントの硬度が高すぎて型付けの際に強度低下が大きくなる傾向がある。
【００３３】
また前記金属コード１０は、等間隔で並列されかつトッピングゴムで被覆されることにより、前述の如く、前記ベルトプライ７Ａ〜７Ｄのうち、半径方向最外側である第４のベルトプライ７Ｄを含む２枚のベルトプライ、本例では、第４と第１のベルトプライ７Ｄ、７Ａを形成する。
【００３４】
これは、前記金属コード１０を最外側のベルトプライ７Ｄに使用することにより、この金属コード１０の特性がより有効に発揮され、タイヤの耐外傷性、耐破断性が高まりかつ経済性も向上するからである。又最内側のベルトプライ７Ａにも使用することにより、経済性をさらに向上させることができるのである。
【００３５】
なお、本例では、第２、第３のベルトプライ７Ｂ、７Ｃは、非型付けのフィラメントを用いた例えば２＋７構成などの従来のベルトコードを用いて形成している。
【００３６】
又コードの長手方向と直角な方向のプライの単位長さ当たりに含まれる金属コード１０の本数、所謂コード打ち込み本数は、要求されるタイヤの仕様に応じて種々設定されるが、このコード打ち込み本数が少なすぎると、加硫成形時などにコード間隔が不均一になるなどコード配列に乱れが生じやすく、逆にコードの間隔が小さくなりすぎるとタイヤ走行時に隣り合うコードとの間に挟まれたゴムの歪が大きくなり、ゴム層内の亀裂等の発生によるタイヤの耐久性能の低下を起こしやすくなる。
【００３７】
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。
【００３８】
【実施例】
本発明の効果を確認すべく、種々の金属コードを表１、２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ベルト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３に示し、表以外の仕様は全て同一である。
なお表中の用語の定義は次の通りである。
【００３９】
＜強度低下率＞
同一組成（炭素含有量等の組成が同一）の材料かつ同じ本数の金属フィラメントを使い、同じ撚りピッチで撚ったコンパクト構造のコード（以下、「比較対象コード」という）に対する強度の低下率であり、タイヤに使用する前の状態で測定したものである。数値が小さいほど強度の低下が少なく良好である。
【００４０】
＜荷重時伸度＞
コード１本に５０Ｎの荷重を加えた時のコードの伸び率。
【００４１】
＜曲げ剛性＞
テーバ社（米国）製の「Ｖ−５剛性試験機」を用いてコードの曲げ剛性を測定した。
【００４２】
＜ゴムの浸透率＞
試供金属コードを用いたベルト層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。このゴム付き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５〜６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の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、平均値をもってそのコードの測定値とする。
【００４３】
＜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。
【００４４】
＜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、２に示す。
【００４５】
【表１】
0004263835.tif 000002
【００４６】
【表２】
0004263835.tif 000003
【００４７】
【表３】
0004263835.tif 000004
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の重荷重用ラジアルタイヤは、ベルト層に用いる金属コードにおいて、フィラメントの線径を大にし、コストや生産面での有利性を確保するとともに、コード径をコンパクト化しつつもコード内部へのゴム浸透率を高めることができる。従って、金属コードのタイヤ内部で錆の発生を抑制でき、コードの強度低下や破断などを効果的に防止し、タイヤの耐久性を向上しうる。またコードの強度、強度低下率、荷重時伸度（５０Ｎ時）、コードの曲げ剛性についてもコンパクトコードと遜色のない良好な特性を発揮しうる。又特に最外側のベルトプライを含む２枚のベルトプライに使用しているため、タイヤの耐外傷性、耐破断性、及び経済性を効果的に向上しうる。
【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】ベルトコードとして好適な金属コードの一例の斜視図である。
【図３】その断面図である。
【図４】型付けフィラメントの一例を示す平面図である。
【図５】コードの強度低下率、ゴム浸透度と、ｄ×ｈ／Ｐｗの関係を示すグラフである。
【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
７Ａ〜７Ｄベルトプライ
１０  金属コード
Ｆ  金属フィラメント
ＦＡ  型付けフィラメント
ＦＢ  非型付けフィラメント
Ｕ  山部
Ｄ  谷部
【図１】
0004263835.tif 000005
【図２】
0004263835.tif 000006
【図３】
0004263835.tif 000007
【図４】
0004263835.tif 000008
【図５】
0004263835.tif 000009