(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、
ビード補強コードを配列したビード補強プライからなりかつ前記ビード部の内部に配されるビード補強層とを具え、
しかも前記ビード補強コードは、スチールコードから形成されるとともに、前記スチールコードは、
１本のコア素線からなるコアと、このコアの周囲に撚りピッチＰｉで撚られたＮ本（２〜５本）の内シース素線からなる内側のシースと、この内側のシースの周囲に撚りピッチＰｏで撚られたＭ本（６〜１１本）の外シース素線からなる外側のシースとからなる３層撚り構造のコード本体を具え、
前記コア素線と内シース素線と外シース素線とは直径ｄａが互いに等しく、かつ該直径ｄａは０．１５〜０．２５mmの範囲とするとともに、
前記内側のシースと外側のシースとは撚り方向が同一、
しかも前記内側のシースの撚りピッチＰｉは、前記直径ｄａの２５倍より大かつ１００倍より小とし、かつ前記外側のシースの撚りピッチＰｏは、前記撚りピッチＰｉより大しかも前記直径ｄａの４２倍より大かつ１６７倍より小とするとともに、
前記内シース素線の本数Ｎと外シース素線の本数Ｍとの差（Ｍ−Ｎ）は４〜６本の範囲とし、
しかも、前記内シース素線の撚り角度Ａｉと外シース素線の撚り角度Ａｏとの差（｜Ａｉ−Ａｏ｜）は、１°より大かつ３°より小であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
カーカスコードを配列したカーカスプライからなりかつ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を具え、
しかも前記カーカスコードは、スチールコードから形成されるとともに、前記スチールコードは、
１本のコア素線からなるコアと、このコアの周囲に撚りピッチＰｉで撚られたＮ本（２〜４本）の内シース素線からなる内側のシースと、この内側のシースの周囲に撚りピッチＰｏで撚られたＭ本（６〜１１本）の外シース素線からなる外側のシースとからなる３層撚り構造のコード本体を具え、
前記コア素線と内シース素線と外シース素線とは直径ｄａが互いに等しく、かつ該直径ｄａは０．１５〜０．２５mmの範囲とするとともに、
前記内側のシースと外側のシースとは撚り方向が同一、
しかも前記内側のシースの撚りピッチＰｉは、前記直径ｄａの２５倍より大かつ１００倍より小とし、かつ前記外側のシースの撚りピッチＰｏは、前記撚りピッチＰｉより大しかも前記直径ｄａの４２倍より大かつ１６７倍より小とするとともに、
前記内シース素線の本数Ｎと外シース素線の本数Ｍとの差（Ｍ−Ｎ）は４〜６本の範囲とし、
しかも、前記内シース素線の撚り角度Ａｉと外シース素線の撚り角度Ａｏとの差（｜Ａｉ−Ａｏ｜）は、１°より大かつ３°より小であ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、カーカスコードおよびビード補強コードとして好適なタイヤ用のスチールコードを用いた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
重荷重用タイヤでは、タイヤの骨格をなすカーカス、及び／又はビード部を補強してビード耐久性を向上させるビード補強層などに、スチールコードが使用される場合が多く、又このようなスチールコードとして、コード直径当たりのコード引張り強さを大きくかつ良好な耐疲労性を得るため、同線径の素線を最密に配置した例えば３＋９、１＋６の２層撚り構造、或いは３＋９＋１５、１＋６＋１２の３層撚り構造が広く採用されている。
【０００３】
しかしながらこのような、最密の層撚り構造では、シ−ス内の素線相互の隙間が少なくコード内部へのゴム浸透性が悪い。そのため、走行中に受けたタイヤ損傷部からの水分等によって素線に錆が発生し、コード強力を低下させる傾向がある。そこで、コア素線を、シース素線に比して太くすることで、最密の層撚り構造におけるゴム浸透性を向上させたり、或いは特許文献１の如く、コア素線に波状の型付け素線を用い、捻りながらシースと撚り合わすことで型付けを３次元化してゴム浸透性を向上させること等が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１６１４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら前者のものは、直径の異なる素線を準備する必要があり経済的ではなく、又コア素線を太くすると素線の断面積当たりの引張強さが低下する傾向にあり軽量化に悪影響を与える。又後者のものは、型付け加工によって強度低下が生じるため、コード打ちこみ数等を増やすことが必要となるなど、タイヤの軽量化に悪影響を与える。
【０００６】
他方、特に高強度が必要とされるトラック・バス用やダンプカー用のタイヤのカーカスコード及び／又はビード補強コードでは、３層撚り構造のスチールコードが用いられる場合が多いが、この３層撚り構造の場合、内側のシースと外側のシースとの間で、素線同士に擦れ（フレッティング）が発生し、タイヤ走行によって強度低下が発生するという問題もある。
【０００７】
そこで本発明は、この３層撚り構造のスチールコードにおいて、素線同士の擦れを減じ、走行によるコード強度の低下を抑制するとともに、ゴム浸透性を高め、タイヤの耐久性を向上した空気入りタイヤの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、ビード補強コードを配列したビード補強プライからなりかつ前記ビード部の内部に配されるビード補強層とを具え、しかも前記ビード補強コードは、スチールコードから形成されるとともに、前記スチールコードは、１本のコア素線からなるコアと、このコアの周囲に撚りピッチＰｉで撚られたＮ本（２〜５本）の内シース素線からなる内側のシースと、この内側のシースの周囲に撚りピッチＰｏで撚られたＭ本（６〜１１本）の外シース素線からなる外側のシースとからなる３層撚り構造のコード本体を具え、前記コア素線と内シース素線と外シース素線とは直径ｄａが互いに等しく、かつ該直径ｄａは０．１５〜０．２５mmの範囲とするとともに、前記内側のシースと外側のシースとは撚り方向が同一、しかも前記内側のシースの撚りピッチＰｉは、前記直径ｄａの２５倍より大かつ１００倍より小とし、かつ前記外側のシースの撚りピッチＰｏは、前記撚りピッチＰｉより大しかも前記直径ｄａの４２倍より大かつ１６７倍より小とするとともに、前記内シース素線の本数Ｎと外シース素線の本数Ｍとの差（Ｍ−Ｎ）は４〜６本の範囲とし、しかも、前記内シース素線の撚り角度Ａｉと外シース素線の撚り角度Ａｏとの差（｜Ａｉ−Ａｏ｜）は、１°より大かつ３°より小であることを特徴とする空気入りタイヤである。また、請求項２記載の発明は、１本のコア素線からなるコアと、このコアの周囲に撚りピッチＰｉで撚られたＮ本（２〜４本）の内シース素線からなる内側のシースと、この内側のシースの周囲に撚りピッチＰｏで撚られたＭ本（６〜１１本）の外シース素線からなる外側のシースとからなる３層撚り構造のコード本体を具え、前記コア素線と内シース素線と外シース素線とは直径ｄａが互いに等しく、かつ該直径ｄａは０．１５〜０．２５mmの範囲とするとともに、前記内側のシースと外側のシースとは撚り方向が同一、しかも前記内側のシースの撚りピッチＰｉは、前記直径ｄａの２５倍より大かつ１００倍より小とし、かつ前記外側のシースの撚りピッチＰｏは、前記撚りピッチＰｉより大しかも前記直径ｄａの４２倍より大かつ１６７倍より小とするとともに、前記内シース素線の本数Ｎと外シース素線の本数Ｍとの差（Ｍ−Ｎ）は４〜６本の範囲とし、しかも、前記内シース素線の撚り角度Ａｉと外シース素線の撚り角度Ａｏとの差（｜Ａｉ−Ａｏ｜）は、１°より大かつ３°より小であることを特徴とする空気入りタイヤである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は叙上の如く、カーカスコード又はビード補強コードとして用いる３層撚り構造のスチールコードにおいて、コアを１本の素線で形成するため、コア内へのゴム浸透性不良を回避できる。又内側のシースを２〜５本の素線で形成し、かつ外側のシースを６〜１１本の素線で形成しているため、各素線を同径としながらも、又素線に型付け加工を施すことなく、各シ−ス内の素線間に充分な隙間を確保でき、ゴム浸透性を高め錆に起因するコード強力の低下を抑制しうる。なお各素線を同径とすることで、コア素線を太くすることに起因する引張強さの低下、及び型付け加工を施すことに起因する強度低下を防止できる。
【００１１】
又内側のシースと外側のシースとの撚り方向を同一とすることにより、シース間相互における素線同士の接触面積が高まり、素線間の単位面積当たりの接触圧を低減しうる。特に本発明では、内側のシースの素線の撚り角度Ａｉと外側のシースの素線の撚り角度Ａｏとの差（｜Ａｉ−Ａｏ｜）を、１°より大かつ３°より小の範囲に規制している。これにより前記接触圧を大幅に減じることができ、フレッティングの発生を高レベルで抑制し、前記ゴム浸透性の向上と相俟って、タイヤの耐久性を向上しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は本発明の空気入りタイヤの子午断面図である。
【００１３】
図１に示すように、空気入りタイヤ１は、本例ではトラック、バス用等の重荷重用タイヤであって、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に至るカーカス６と、トレッド部２の内部かつ前記カーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７と、ビード部４の内部に配されるビード補強層９とを具備して構成される。
【００１４】
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例えば７０〜９０°の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。該カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間に跨るプライ本体部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されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。このプライ本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５から半径方向外方に向かってのびる断面三角形状のビードエーペックスゴム８が配置され、ビード部４からサイドウォール部３にかけて補強される。
【００１５】
又前記ベルト層７は、ベルトコードを用いた２枚以上（重荷重用タイヤの場合は通常３枚以上）のベルトプライから形成される。本例では、ベルト層７が、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば６０±１５°の角度で配列した半径方向最内側の第１のベルトプライ７Ａと、タイヤ周方向に対して例えば１０〜３５°の小角度で配列した第２〜４のベルトプライ７Ｂ〜７Ｄとの４枚構造の場合を例示している。このベルトプライ７Ａ〜７Ｄは、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されることにより、ベルト剛性を高めトレッド部２のほぼ全巾をタガ効果を有して強固に補強している。
【００１６】
次に、前記ビード補強層９は、ビード補強コードをタイヤ周方向に対して１０〜５０°の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のビード補強プライ９Ａから形成される。このビード補強層９は、本例では、前記プライ本体部６ａのタイヤ軸方向内側面に沿って立上がる内側部９ｉと、前記プライ折返し部６ｂのタイヤ軸方向外側面に沿って立上がる外側部９ｏとを連ねた断面Ｕ字状をなし、本例では、前記内側部９ｉ、外側部９ｏは、プライ折返し部６ｂよりもタイヤ半径方向内側で終端している。このビード補強層９は、ビード部４の曲げ剛性を高め、かつ荷重負荷時におけるプライ折返し部６ｂに作用する圧縮応力及びプライ本体部６ａに作用する引張応力を緩和してビード耐久性を向上させることができる。
【００１７】
そして本実施形態の空気入りタイヤ１では、前記ビード補強層９に用いるビード補強コード９Ｃとして、図２、３に示す構造のスチールコード１５を採用している。
【００１８】
このスチールコード１５は、１本のコア素線ｆ１からなるコア１６と、このコア１６の周囲に撚りピッチＰｉで撚られたＮ本（２〜５本）の内シース素線ｆ２からなる内側のシース１７と、この内側のシース１７の周囲に撚りピッチＰｏで撚られたＭ本（６〜１１本）の外シース素線ｆ３からなる外側のシース１８とからなる３層撚り構造のコード本体１９を具える。そして本例では、前記コード本体１９の外側に、１本のラッピングワイヤ２０が螺旋状に巻き付けられた場合が例示されている。
【００１９】
詳しくは、前記コア素線ｆ１と内シース素線ｆ２と外シース素線ｆ３とは直径ｄａが互いに等しく、かつその直径ｄａは０．１５〜０．２５mmの範囲に設定されている。なおコア素線ｆ１、内シース素線ｆ２及び外シース素線ｆ３を総称して素線ｆという場合がある。
【００２０】
ここで、素線ｆが太いと、その断面積当たりの引張強さが低下する傾向にあり、又大きな曲げ変形に対しても曲げ外側での表面歪みが大となる。従って、各素線ｆを同径とすることで、太い一部の素線ｆに荷重や歪みが集中するのを抑えることができ、応力負担を均衡化して強力利用率を高めるため、コード耐久性に有利となる。又直径の異なる素線を準備する必要がなく経済的であり、かつコードの撚り作業性を向上しうる。又前記素線ｆの直径ｄａが０．１５ｍｍ未満では、カーカスコード６Ｃやビード補強コード９Ｃとして使用する場合、細すぎて耐カット性に劣るなど充分なコード強力を得ることが難しくなる。逆に直径ｄａが０．２５ｍｍを超えると、前述の如く大きな曲げ変形に対しての表面歪みが大となって破断損傷しやすくなるなど耐久性の低下を招く。
【００２１】
又前記コード本体１９では、コア１６を１本の素線ｆ１で形成するため、コア１６内へのゴム浸透性不良を回避できる。又内側のシース１７をＮ本（２〜５本）の素線ｆ２で形成し、かつ外側のシース１８をＭ本（６〜１１本）の素線ｆ３で形成しているため、各素線ｆを同径としながらも、各シ−ス内の素線間に充分な隙間を確保でき、ゴム浸透性を高め錆に起因するコード強力の低下を抑制できる。又素線への型付け加工が不要であるため、該型付け加工に起因するコード強力の低下も防止できる。
【００２２】
又このとき前記内シース素線ｆ２の本数Ｎと外シース素線ｆ３の本数との差（Ｍ−Ｎ）が４〜６本の範囲であることが必要である。前記差（Ｍ−Ｎ）が４本未満では、外シース素線ｆ３間の間隔が広すぎて、コードが不安定な形状となる線という問題が生じ、逆に差（Ｍ−Ｎ）が６本を超えると、外シース素線ｆ３間の隙間がなくなる。なお外シース素線ｆ３間の間隔を適正に保ち、コードの形状を安定化させるために、前記本数Ｎは３〜５本が好ましく、４〜５本がさらに好ましい。
【００２３】
又前記コード本体１９では、内側のシース１７と外側のシース１８とは撚り方向が同一であり、しかも内側のシース１７の撚りピッチＰｉは、前記直径ｄａの２５倍より大かつ１００倍より小とし、かつ前記外側のシース１８の撚りピッチＰｏは、前記撚りピッチＰｉよりも大しかも前記直径ｄａの４２倍より大かつ１６７倍より小としている。このシース１７、１８の撚り方向を同一とすることで、シース間相互における素線同士の接触面積を高めることができ、素線ｆ、ｆ間の単位面積当たりの接触圧を低減しうる。又撚りピッチＰｉ、Ｐｏを前記の範囲に規制することで、コードの耐疲労性と強度を確保できるという効果がある。なお前記撚りピッチＰｉが素線ｆの直径ｄａの２５倍以下では、コードの強度が低下するという問題があり、逆に１００倍を超えると、コードの耐疲労性の低下を招くという問題がある。又前記撚りピッチＰｏが素線ｆの直径ｄａの４２倍以下では、コードの強度が低下するという問題があり、逆に１６７倍を超えると、コードの耐疲労性の低下を招くという問題がある。
【００２４】
又本実施形態のコード本体１９では、さらに、前記内側のシース１７の素線ｆ２の撚り角度Ａｉと外側のシース１８の素線ｆ３の撚り角度Ａｏとの差（｜Ａｉ−Ａｏ｜）を、１°より大かつ３°より小の範囲に規制している。なお前記撚り角度Ａｉ、Ａｏは、図３に示すように、コードの軸方向に対する素線ｆ２、ｆ３の傾き角度を意味し、撚りピッチＰｉ、Ｐｏとの間には以下の関係がある。式中の符号Ｄｉは内側のシース１７の直径、Ｄｏは外側のシース１８の直径を意味する。
tan Ａｉ＝π・Ｄｉ／Ｐｉ
tan Ａｏ＝π・Ｄｏ／Ｐｏ
【００２５】
前記撚り角度の差（｜Ａｉ−Ａｏ｜）を前記範囲に規制することにより、素線ｆ２、ｆ３間の接触圧を大幅に減じることができ、素線ｆ２、ｆ３間のフレッティングの発生を高レベルで抑制しうる。なお差（｜Ａｉ−Ａｏ｜）が３°以上では、例え前記シース１７、１８の撚り方向を同一としたとしても、フレッティング抑制効果の充分な確保は望めない。逆に、差（｜Ａｉ−Ａｏ｜）が１°以下では、内シース素線ｆ２、ｆ２間に、外シース素線ｆ３が落ち込んでゴム浸透性を悪化させるなど、安定したゴム浸透性の確保が難しくなる。又落ち込み部分でコードの曲げ剛性が局部的に変化し、新たな損傷の起点となりうる。
【００２６】
又前記スチールコード１５をビード補強コード９Ｃとして使用する場合、前記コード本体１９の外側に、１本のラッピングワイヤ２０を螺旋状に巻き付け、コード本体１９の素線ｆを集束することが好ましい。これは、タイヤ走行時、ビード部４に大きな曲げ変形が繰り返し作用するからであり、もしラッピングワイヤ２０がないと、曲げ変形時、素線ｆがバラバラになって局部的な異常圧縮入力が素線ｆに加わり、素線ｆが座屈を起こし、フレッティングによる破断よりも早期に、破断に至る傾向を招くからである。従って、ビード補強コード９Ｃでは、これを防ぐため、ラッピングワイヤ２０によって前記コード本体１９の素線ｆを集束している。このとき、前記ラッピングワイヤ２０の直径ｄｒは前記素線ｆの直径ｄａより小であり、又その巻き付けピッチＰｒは、前記撚りピッチＰｏの１５〜３０％と、小ピッチに設定される。なお巻き付けピッチＰｒが撚りピッチＰｏの１５％未満では、ゴム浸透性を損ねる傾向となり、逆に３０％を超えると、素線ｆの集束性を不充分とする。
【００２７】
又ラッピングワイヤ２０の巻き付け方向は、前記シース１７、１８の撚り方向と同一であり、これにより、ラッピングワイヤ２０と外シース素線ｆ３との接触圧を減じて、該外シース素線ｆ３へのフレッティングを軽減している。
【００２８】
なお前記素線ｆ、及びラッピングワイヤ２０としては、特に規制されないが、例えば炭素含有量が０．６５〜０．８８ｗｔ％の硬鋼線材が好適に採用しうる。
【００２９】
次に、本例では、カーカスコード６Ｃにも、図４、５に示す構造のスチールコード２１を採用している。このスチールコード２１は、前記スチールコード１５とほぼ同構成であり、前記スチールコード１５とはラッピングワイヤ２０が除外されていることのみ相違している（ただし、Ｎ＝２〜４とする）。即ち、スチールコード２１は、コード本体１９のみによって構成されており、従って本明細書では、スチールコード２１の説明を省略する。なお前記スチールコード２１において、ラッピングワイヤ２０を除外できる理由は、カーカスコード６Ｃは、その両端がビードコア５によって係止されるため、常時、充填内圧によってテンション力が負荷されているからである。従って、カーカスコード６Ｃでは、タイヤの曲げ変形時にも素線ｆがバラけることなく集束されているため、ラッピングワイヤ２０を除外しうるのである。
【００３０】
なお空気入りタイヤ１では、ビード補強コード９Ｃに本発明に係わる前記スチールコード１５を採用するとともに、カーカスコード６Ｃに、従来的なスチールコード或いは有機繊維コードを採用することもできる。又逆に、ビード補強コード９Ｃに従来的なスチールコードを採用するとともに、カーカスコード６Ｃに本発明に係わる前記スチールコード２１を採用することもできる。
【００３１】
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。
【実施例】
【００３２】
本発明の効果を確認すべく、図１の構造を有しかつ表１の仕様のビード補強コード用いた重荷重用タイヤA（タイヤサイズ１１Ｒ２２．５）、及び表２の仕様のカーカスコードを用いた重荷重用タイヤB（タイヤサイズ１１Ｒ２２．５）をそれぞれ作成し、前記ビード補強コード、及びカーカスコードのゴム浸透性、走行後の錆発生、走行後の強度保持性をそれぞれテストした。なお比較例１Ａ、１Ｂのコードの断面図形状は図６（Ａ）に示され、比較例２Ａ、２Ｂのコードの断面図形状は図６（Ｂ）に示されている。
【００３３】
（１）ゴム浸透性：
タイヤからビード補強コード、及びカーカスコードをトッピングゴムが付着した状態で取出し、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、コードを解体した。そして、コードを長さ方向に１０ｃｍにわたり観察し、素線間にゴムが完全に充填されている部分の長さを測定する。そしてゴムが完全に充填されている部分の長さの前記１０ｃｍ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。
【００３４】
（２）走行後の錆発生：
タイヤを約２０万ｋｍ走行させた後、タイヤを解体してビード補強コード、及びカーカスコードの錆の発生状況を観察した。評価は指数で示し、数値が小さいほど錆の発生が少なく良好である。
【００３５】
（３）走行後の強度保持率：
タイヤを約２０万ｋｍ走行させた後、タイヤを解体してビード補強コード、及びカーカスコードを取り出し、それぞれ走行前のコードの強度（コード強力）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。
【００３６】
【表１】
0004340314.tif 000002
【００３７】
【表２】
0004340314.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。
【図２】ビード補強コードを概念的に示す断面図である。
【図３】ビード補強コードを概念的に示す側面図である。
【図４】カーカスコードを概念的に示す断面図である。
【図５】カーカスコードを概念的に示す側面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は表１、２の比較例１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂのコード断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
６Ｃ   カーカスコード
９Ｃ   ビード補強コード
１５、２１    スチールコード
１６   コア
１７   内側のシース
１８   外側のシース
１９   コード本体
ｆ１   コア素線
ｆ２   内シス素線
ｆ３   外シース素線
【図１】
0004340314.tif 000004
【図２】
0004340314.tif 000005
【図３】
0004340314.tif 000006
【図４】
0004340314.tif 000007
【図５】
0004340314.tif 000008
【図６】
0004340314.tif 000009