(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
素線径ｄが０．１０〜０．２５ｍｍの範囲にある２〜６本のスチール素線のうち少なくとも１本に螺旋状の波付けを行い、これらスチール素線を撚らずに引き揃えてスチール素線束とし、該スチール素線束をゴムに埋め込んでカーカス層を構成し、かつ前記波付けの螺旋ピッチＰを素線径ｄに対して１０ｄ〜５６ｄの関係にすると共に、該波付けの螺旋径Ｄと螺旋ピッチＰと素線径ｄから求まるパラメータＦを（Ｄ−ｄ）／Ｐとしたとき、該パラメータＦを０．０１〜０．０３の範囲にした乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記カーカス層のタイヤ幅方向両端部をそれぞれビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げ、その巻き上げ高さをリムラインよりも低くした請求項１に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記スチール素線の引張り強さが３５００ＭＰａ以上である請求項１又は２に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記スチール素線を構成する線材の炭素量が０．９〜１．１重量％である請求項１、２又は３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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カーカス層にスチール素材を用いた空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、製造コストを抑制しながら乗用車用として十分な耐久性を付与した空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビード部間に複数本のカーカスコードをラジアル方向に配列したカーカス層を装架し、このカーカス層のタイヤ幅方向両端部をそれぞれビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げた構成になっている。
【０００３】
従来、タイヤのカーカス層にスチールコードを使用することは、重荷重用では頻繁に行われているが、乗用車用では提案がなされているものの殆ど行われていない。これは、乗用車用空気入りラジアルタイヤでは耐久性の観点から細いスチール素線を使うことが要求され、このように細いスチール素線を多数撚り合わせたコードは製造コストが極めて高くなるからである。
従って、乗用車用空気入りラジアルタイヤのカーカス層にスチール素材を使用するにあたって、耐久性の確保と製造コストの低減とを同時に達成することが要求されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、カーカス層にスチール素材を使用するに際し、製造コストを抑制しながら十分な耐久性を確保することを可能にした乗用車用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤは、素線径ｄが０．１０〜０．２５ｍｍの範囲にある２〜６本のスチール素線のうち少なくとも１本に螺旋状の波付けを行い、これらスチール素線を撚らずに引き揃えてスチール素線束とし、該スチール素線束をゴムに埋め込んでカーカス層を構成し、かつ前記波付けの螺旋ピッチＰを素線径ｄに対して１０ｄ〜５６ｄの関係にすると共に、該波付けの螺旋径Ｄと螺旋ピッチＰと素線径ｄから求まるパラメータＦを（Ｄ−ｄ）／Ｐとしたとき、該パラメータＦを０．０１〜０．０３の範囲にしたことを特徴とするものである。
【０００６】
このように上記素線径を有するスチール素線を撚らずに引き揃えてスチール素線束とし、該スチール素線束を用いてカーカス層を構成することにより、コード撚り工程を省略して製造コストを抑制すると共に、乗用車用として十分な耐久性を確保することができる。
しかも、上記スチール素線のうち少なくとも１本に螺旋状の波付けを行い、その波付けの螺旋ピッチＰ及びパラメータＦを上記範囲に特定することにより、無撚りのスチール素線束に対するゴムの浸透性を改善し、耐腐食性や耐腐食疲労性を向上することができる。
【０００７】
本発明において、カーカス層のタイヤ幅方向両端部をそれぞれビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げ、その巻き上げ高さをリムラインよりも低くすることが好ましい。このようにカーカス層の巻き上げ高さをリムラインよりも低くすることにより、カーカス層にスチール素材を使用した場合の耐久性及び操縦安定性を更に向上することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態からなる乗用車用空気入りラジアルタイヤを例示するものである。図において、左右一対のビード部１，１間には複数本のスチール素線束２０をゴムに埋め込んで構成した１プライ構成のカーカス層２が装架されている。このカーカス層２はスチール素線束２０のタイヤ周方向Ｅ，Ｅ’に対する角度が実質的に９０°となるように配置され、そのタイヤ幅方向両端部がビードコア３の廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。カーカス層２の巻き上げ端２ａはリムラインＲよりもタイヤ径方向内側に位置している。
トレッド部４におけるカーカス層２の外周側には２層のベルト層５がタイヤ１周にわたって配置されている。これらベルト層５は補強コードがタイヤ周方向Ｅ，Ｅ’に対して５°〜４０°の範囲で傾斜し、かつ層間で補強コードが互いに交差するようになっている。ベルト層５の補強コードとしてはスチールコード等を使用することができる。
【０００９】
図２に示すように、カーカス層２を補強するスチール素線束２０は２〜６本（図では３本）のスチール素線２１からなり、このうち少なくとも１本、より好ましくは全素線に螺旋状の波付けを行い、これらスチール素線２１を撚らずに平行に引き揃えたものである。スチール素線２１の素線径ｄは０．１０〜０．２５ｍｍの範囲とする。この素線径ｄが０．１０ｍｍ未満であると強度が不足し、逆に０．２５ｍｍを超えると急激に曲げ剛性が増大し、耐疲労性が低下する。スチール素線２１の素線径ｄは上記範囲において一定であることが好ましい。これは、スチール素線束２０に撚りが付与されていないため、スチール素線２１の素線径ｄが一定でないと、スチール素線束２０に対して荷重が不均一に負荷されて部分的な破断を生じやすくなるからである。また、各スチール素線束２０におけるスチール素線２１の本数は６本以下にする。この本数が６本を超えると素線数が多くなり過ぎてスチール素線束２０の引き揃えが困難になる。
【００１０】
上記スチール素線２１の引張り強さは３５００ＭＰａ以上にすることが好ましい。これは、スチールコードの比重は７．８６と有機繊維に比べて遙かに大きいため、素線強度が低いと線材使用量が増加して重量増加を招くからである。従って、できるだけ高強度の材料を使うことが好ましい。このような引張り強さは、スチール素線を構成する線材の炭素量を０．９〜１．１重量％程度まで高めたり、炭素に加えてクロム、バナジウム、珪素、コバルト等の合金元素を単体で、或いは複数を組み合わせで加えても達成できる。また、最終伸線の伸線加工度を９７％以上に高めることによっても達成できる。
【００１１】
図３（ａ），（ｂ）において、Ｐはスチール素線２１に対する波付けの螺旋ピッチ、Ｄは螺旋径である。この波付けの螺旋ピッチＰはスチール素線２１の素線径ｄに対して１０ｄ〜５６ｄの関係にする。螺旋ピッチＰが１０ｄ未満であると過度の癖付けにより耐疲労性が低下し、逆に５６ｄを超えるとカーカスプライのゲージが必要以上に厚くなる。また、螺旋径Ｄと螺旋ピッチＰと素線径ｄから求まる波付けのパラメータＦを（Ｄ−ｄ）／Ｐとしたとき、そのパラメータＦを０．０１〜０．０３の範囲にする。このパラメータＦが０．０１未満であるとスチール素線束２０に対するゴム浸透性が不十分になり、逆に０．０３を超えるとカーカスプライのゲージが必要以上に厚くなる。
図４は上記タイヤにおけるカーカス層の断面を示すものである。この図４に示すように、カーカス層２において複数本のスチール素線２１が束となってスチール素線束２０を形成している。スチール素線２１に対してはゴムとの接着性を付与するため、Ｃｕ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ｃｏ等の中から２元素以上を合金化した合金メッキ処理が施されることが好ましい。
【００１２】
上述のようにスチール素線２１を撚らずに引き揃えてスチール素線束２０とし、これらスチール素線束２０を用いてカーカス層２を構成することにより、コード撚り工程を省略して製造コストを低減することができる。また、スチール素線２１の素線径を０．１０〜０．２５ｍｍの範囲にすることにより、乗用車用として十分な耐久性を確保することができる。
しかも、スチール素線２１のうち少なくとも１本に螺旋状の波付けを行い、その波付けの螺旋ピッチＰを素線径ｄに対して１０ｄ〜５６ｄの関係にすると共に、パラメータＦを０．０１〜０．０３の範囲に特定することにより、無撚りのスチール素線束２１に対するゴムの浸透性を改善し、耐腐食性や耐腐食疲労性を向上することができる。
【００１３】
上記空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層２の巻き上げ端２ａの高さをリムラインＲよりも低くすることが好ましい。即ち、乗用車用タイヤでカーカス層にスチール素材を使用した場合、カーカス層の巻き上げ端を従来のままリムラインよりも高い位置に配置すると、ビード部周辺の剛性が大きくなり過ぎるため巻き上げ端にセパレーションが発生し易く、しかも操縦安定性が低下してしまう。これに対して、カーカス層２の巻き上げ端２ａの高さをリムラインＲよりも低くすることにより、カーカス層２にスチール素材を使用した場合でもビード部周辺の剛性を適正化することが可能になるので、ターンナップエッジにおけるセパレーションの発生を防止し、操縦安定性を良好に保つことができる。巻き上げ端高さはリムラインＲよりも低ければいくら低くても良く、カーカス層を全く巻き上げずにビード部の横で留めたり、カーカス端をビードワイヤ間に挟み込む等の構造でも良いことは言うまでもない。
なお、リムラインＲは一般にタイヤビード部のリムフランジとの接触部の外周側に描かれた輪郭線又は突条である。このリムラインＲが無い場合は、カーカス層２の巻き上げ端２ａの高さをそのタイヤに適用されるリムのフランジ高さよりも低くすることが好ましい。
【００１４】
【実施例】
タイヤサイズを２０５／６０Ｒ１５で共通にし、表１のようにカーカス構造だけを種々異ならせた従来例、比較例１〜２、実施例１〜３の乗用車用空気入りラジアルタイヤをそれぞれ製作した。表において、カーカス巻き上げ端位置はリムラインからタイヤ径方向外側への高さで示したものである。
これら試験タイヤについて、カーカス層のコード疲労性、スチール素線束へのゴム浸透性、荷重耐久性を評価し、その結果を表１に示した。コード疲労性としては、カーカスコードに対して曲げ半径Ｒが２２．５ｍｍの曲げ変形を断続的に加え、破断が生じるまでの曲げ回数を測定した。ゴム浸透性はスチール素線束をタイヤから切り出してゴムの浸透状態を調べ、その全長に対するゴムが十分に浸透している領域の長さの百分率（％）で示した。荷重耐久性はＪＩＳ  Ｄ４２３０に準拠した試験方法により評価した。
【００１５】
【表１】
0003837249.tif 000002
【００１６】
この表１から判るように、実施例１〜３のタイヤはいずれもカーカスコードとしてスチール素線束を使用することにより製造コストの抑制が可能であるだけでなく、従来タイヤと同等の荷重耐久性を備えており、しかもスチール素線束へのゴム浸透性も良好であった。これに対して、比較例１はスチール素線の素線径が細過ぎるため所定のコード間隔で必要本数のスチール素線束を打ち込むことができず、タイヤを製作することができなかった。また、比較例２のタイヤは波付けのパラメータＦが小さ過ぎるためスチール素線束へのゴム浸透性が悪かった。
【００１７】
次に、タイヤサイズを２０５／６０Ｒ１５で共通にし、表２のようにカーカス構造だけを種々異ならせた実施例４〜６の乗用車用空気入りラジアルタイヤをそれぞれ製作した。
これら試験タイヤについて、カーカス層のターンナップエッジセパレーションの発生状況と操縦安定性を評価し、その結果を表２に示した。ターンナップエッジセパレーションの発生状況は上記と同様の荷重耐久性試験を行った後にカーカス層の巻き上げ端における剥離長さを測定したものである。操縦安定性は試験タイヤを空気圧２００ｋＰａとして排気量２０００ｃｃの乗用車に装着し、テストドライバーにてフィーリングにより評価したものであり、従来タイヤと比較して良好である場合を○で示し、劣る場合を×で示した。
【００１８】
【表２】
0003837249.tif 000003
【００１９】
この表２から判るように、実施例４〜５のタイヤはいずれもカーカス層の巻き上げ端にセパレーションが生じておらず、しかも操縦安定性が良好であった。一方、実施例６のタイヤはカーカス巻き上げ端位置がリムラインよりもタイヤ径方向外側であり、ビード部周辺の剛性が高過ぎるため、カーカス層の巻き上げ端にセパレーションが生じ、操縦安定性も劣っていた。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、素線径が０．１０〜０．２５ｍｍの範囲にある２〜６本のスチール素線を撚らずに引き揃えてスチール素線束とし、該スチール素線束をゴムに埋め込んでカーカス層を構成したことにより、コード撚り工程を省略して製造コストを抑制しながら、乗用車用として十分な耐久性を確保することができる。しかも、上記スチール素線のうち少なくとも１本に螺旋状の波付けを行い、その波付けの螺旋ピッチＰを素線径ｄに対して１０ｄ〜５６ｄの関係にすると共に、螺旋径Ｄと螺旋ピッチＰと素線径ｄから求まるパラメータＦを０．０１〜０．０３の範囲にすることにより、無撚りのスチール素線束に対するゴムの浸透性を改善し、耐腐食性や耐腐食疲労性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる乗用車用空気入りラジアルタイヤを一部切り欠いて示す斜視断面図である。
【図２】本発明においてカーカス層を構成するスチール素線束を例示する斜視図である。
【図３】本発明において波付けを施したスチール素線を例示するものであり、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。
【図４】図１におけるカーカス層の断面図である。
【符号の説明】
１  ビード部
２  カーカス層
３  ビードコア
４  トレッド部
５  ベルト層
２０  スチール素線束
２１  スチール素線
Ｒ  リムライン
【図１】
0003837249.tif 000004
【図２】
0003837249.tif 000005
【図３】
0003837249.tif 000006
【図４】
0003837249.tif 000007