空気入りラジアルタイヤ
【課題】コード内部へのゴム侵入性を確保しながら、耐フレッチング性の向上、一部素線の先行破断を防止した耐疲労性に優れるスチールコードをカーカスに使用した耐久性能に優れる空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】螺旋状の型付けを施した素線径（ｄｃ）が０．１７５〜０．２２ｍｍの１本の素線からなるコアを備えた１＋６＋ｎ構造であり、螺旋の振幅（Ｈ）と前記コア素線径（ｄｃ）とが１．０５≦Ｈ／ｄｃ≦１．２、螺旋ピッチ（Ｐｃ）とインナーシースの撚りピッチ（Ｐｉ）とがＰｉ＞Ｐｃであり、前記コア素線径（ｄｃ）と、前記インナーシース及びアウターシースを構成する素線径（ｄｓ）とが、１．０５≦ｄｃ／ｄｓ≦１．２であり、かつ、前記インナーシース素線の撚り角度θ１と、前記アウターシース素線の撚り角度θ２とのなす角度θが１０°以下であるスチールコードをカーカスに適用する。
【解決手段】螺旋状の型付けを施した素線径（ｄｃ）が０．１７５〜０．２２ｍｍの１本の素線からなるコアを備えた１＋６＋ｎ構造であり、螺旋の振幅（Ｈ）と前記コア素線径（ｄｃ）とが１．０５≦Ｈ／ｄｃ≦１．２、螺旋ピッチ（Ｐｃ）とインナーシースの撚りピッチ（Ｐｉ）とがＰｉ＞Ｐｃであり、前記コア素線径（ｄｃ）と、前記インナーシース及びアウターシースを構成する素線径（ｄｓ）とが、１．０５≦ｄｃ／ｄｓ≦１．２であり、かつ、前記インナーシース素線の撚り角度θ１と、前記アウターシース素線の撚り角度θ２とのなす角度θが１０°以下であるスチールコードをカーカスに適用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくはカーカスに用いられるスチールコードの耐疲労性を改善し、タイヤの耐久性を向上した大型車両用に好適な空気入りラジアルタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トラック・バス用など大型の空気入りラジアルタイヤのカーカスには、２層撚りや３層撚りなどの多層構造のスチールコードが広く使用され、中でも使用条件が過酷な重荷重用大型タイヤには図８に示す３＋９＋１５×０．１７５＋１構造のように素線径が細く、構成素線本数の多い３層構造スチールコード５０が一般的に使用されている。
【０００３】
しかし、この３層構造スチールコード５０は、タイヤ使用中に素線同士及びラッピングワイヤＷと外層シース素線との摩擦によるフレッチング摩耗によって素線断面積が減少し除々にコード強力の低下を進行させ、タイヤ走行中の衝撃やバットレス部に繰り返しかかる応力歪みによりコード損傷を生じるという問題や、コード内部へのゴム侵入性が劣ることから耐食疲労性が不十分であるという問題がある。
【０００４】
また、その撚り構造からコード製造時に３回以上の撚線工程を要し、コード生産性が低くその製造コストを上昇させる結果タイヤのコストにも影響するものになっている。
【０００５】
そこで、このようなフレッチング摩耗による耐疲労性の低下とコストの問題を改善するものとして、１本のコア素線の周囲に２層のシース層を配置し、このシース層を同一方向、同一ピッチで撚り合わせて素線相互間のラインコンタクト化を図るコンパクト撚りの１＋１８構造（図６参照）のスチールコード（特許文献１）や、シース素線の細径化や本数を間引いてゴムの浸透性を改善し、さらにラッピングワイヤを除去した１＋６＋（１０〜１１）構造（図７参照）のスチールコード（特許文献２）が開示され、フレッチング摩耗の低減と撚線工数を減じて耐久性改良と低コスト化を図るスチールコードが提案されている。
【０００６】
また、タイヤ回転時の撓みを受けて繰り返し応力歪みがかかりやすいバットレス部において、スチールコードの材質疲労的な要因に基づく素線破断に起因しコード損傷に至らしめタイヤ強度を低下させるという問題が見られる。特に、パンクなどによる低圧走行時には極端に大きな歪みがサイドウォール〜バットレス部にかかることで、短時間の内に素線破断からカーカスコードの損傷に進行しタイヤの故障を引き起こすことが考えられる。
【０００７】
上記文献１に開示の１＋１８構造等のコンパクト撚りスチールコードは、素線のラインコンタクト化によりフレッチング摩耗が低減され耐疲労性の向上とコードコストの点で有利となるが、反面で構成素線がコード内部に充填配置されるためコード断面輪郭が非円形の多角形状になるという特徴を持ち、多角形状コードの特定位置の素線に応力歪みがかかりやすく材質疲労を起こしやすいという問題が考えられる。
【０００８】
そこで、１＋１８構造の断面多角形状の頂点に位置する素線が歪みを受けやすく、またコードの曲げ剛性に異方性を持つため耐疲労性を低下させるとの考えから、直径の小さい素線を多角形状の頂点に配置してコード断面形状を円形に近づけ耐久性を向上させることが提案されている（特許文献３）。
【特許文献１】実公平３−２９３５５号公報
【特許文献２】特開平８−２３２１７９号公報
【特許文献３】特開２００４−９８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の１＋１８構造のような同一方向、同一ピッチ撚りのコンパクトコードは、素線のラインコンタクト化により耐フレッチング性は改善されるが、ゴムの侵入性不足のためタイヤにかかる応力歪みによりコードがばらけたり、一部の素線が先行破断することがあり、また水分の浸入によって腐食疲労性やゴムとの接着性低下により耐久性を低下させる問題、また心素線がストレートであるため応力歪みが集中してかかりやすく耐疲労性に不利となり破断しやすいという問題を抱えている。また、シース素線をコア素線より細くすることも提案されているが、ゴム侵入性を十分満足させるには至っていない。
【００１０】
また、このゴム侵入性や材質疲労を向上するため、特許文献２、３のように異径素線や細径素線を組み合わせて撚り合わせるものは、素線の伸線性低下や素線部材の増加、撚り線工程の煩雑化がコードコストに跳ね返るという問題がある。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑み、コード生産性を損なうことなく、コンパクト撚り１＋１８構造スチールコードの上記欠点を解消し、コード内部へのゴム侵入性を確保しながら、耐フレッチング性の向上、一部素線の先行破断を防止した耐疲労性に優れるスチールコードを、カーカスに使用した耐久性能に優れる空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、カーカスを補強するスチールコードにおいて、１＋６＋ｎ構造のコア素線に特定の螺旋状の型付けを施し、かつ、インナーシースとアウターシースの撚り構成を特定することで、スチールコードのゴム侵入性と耐フレッチング性をバランスよく向上し耐疲労性を改良できることを見出したものである。
【００１３】
すなわち、本発明は、カーカスがスチールコードにより補強された空気入りラジアルタイヤにおいて、前記スチールコードが、螺旋状の型付けを施した素線径（ｄｃ）が０．１７５〜０．２２ｍｍの１本の素線からなるコアと、該コアの周囲に配した６本のインナーシース素線からなるインナーシースと、該インナーシースの周囲に配したｎ本（ｎは１０または１１本）のアウターシース素線とからなるアウターシースとを備え、前記インナーシースとアウターシースが同一方向に撚り合わされた１＋６＋ｎ構造であり、前記螺旋状の型付けは、螺旋の振幅（Ｈ）と前記コア素線径（ｄｃ）とが１．０５≦Ｈ／ｄｃ≦１．２、螺旋ピッチ（Ｐｃ）とインナーシースの撚りピッチ（Ｐｉ）とがＰｉ＞Ｐｃであり、前記コア素線径（ｄｃ）と、前記インナーシース及びアウターシースを構成する素線径（ｄｓ）とが、１．０５≦ｄｃ／ｄｓ≦１．２であり、かつ、前記インナーシース素線の該スチールコード軸に対する撚り角度θ１と、前記アウターシース素線の該スチールコード軸に対する撚り角度θ２とのなす角度θが１０°以下であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。
【００１４】
前記インナーシース素線及びアウターシース素線の径（ｄｓ）は、全て同一径であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、タイヤサイド〜バットレス部に応力歪みが大きくかかりやすいタイヤ断面の扁平率が８０％以下にあるトラックやバス用の大型重荷重用空気入りラジアルタイヤに好適であり、バットレス部に繰り返し作用する応力歪みに対するカーカスコードの耐久性を向上し、タイヤライフを延ばすものとなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、１＋６＋ｎ構造スチールコードのゴム侵入性と耐フレッチングをバランス良く両立し向上させることができるので、タイヤ走行中の圧縮や曲げに対する素線の破断やコードのばらけ現象を防止するとともに腐食疲労性を改善し、かつ耐フレッチング性を向上してコード強力を長期間にわたり維持することでカーカスの耐久性を向上し、空気入りラジアルタイヤの使用寿命を大幅に延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る実施形態の空気入りラジアルタイヤ及びそのカーカスに用いられるスチールコードについて図面を参照し説明する。
【００１８】
図１は、本発明の１実施形態のトラック・バス用の空気入りラジアルタイヤの１例を示すタイヤＴの半断面図であり、符号３はトレッド部、５はサイドウォール部、４はビード部、ＣＬはタイヤセンターである。
【００１９】
タイヤＴは、一対のビード部４にそれぞれ埋設されたビードコア６の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されたスチールコードからなるカーカスプライ２と、前記カーカスプライ２の径方向外側に位置するトレッド部３と、前記カーカスプライ２の両サイドに位置するサイドウォール部５と、前記トレッド部３のカーカスプライ２の外周側に４枚のスチールコードからなるベルトプライ１とを備えている。
【００２０】
ベルトプライ１には、３×０．２０＋６×０．３５、３＋９×０．２３、３＋９＋１５×０．２３などの２層構造や３層構造のスチールコードが使用され、また最外層ベルトには４×２×０．２３、１×５×０．３８などのハイエロンゲーションコードが前記スチールコードに代えて使用されることがある。
【００２１】
本発明において、カーカスプライ２に用いられるのスチールコードは、中心に配した素線径ｄｃが０．１７５〜０．２２ｍｍの１本の素線からなるコアと、該コアの周囲に配した６本のインナーシース素線からなるインナーシースと、該インナーシースの周囲に配したｎ本（ｎは１０または１１本）のアウターシース素線とからなるアウターシースとで構成された１＋６＋ｎ構造のスチールコードである。
【００２２】
図２は、本発明にかかる１＋６＋ｎ構造スチールコードの１例を示すコード断面図であり、中心に配したコア１１を構成する素線径ｄｃの１本のコア素線１２と、該コア１１の周囲に配置したインナーシース１３を構成する素線径ｄ１の６本のインナーシース素線１４と、該インナーシース１３の周囲に配置したアウターシース１５を構成する素線径ｄ２の１１本のアウターシース素線１６とからなり、インナーシース１３とアウターシース１５とを同一方向に撚り合わせた１＋６＋１１構造のスチールコード１０である。
【００２３】
また、図３は、本発明にかかる１＋６＋１０構造スチールコード２０の断面図であり、中心に配したコア２１を構成する素線径ｄｃの１本のコア素線２２と、該コア２１の周囲に配置したインナーシース２３を構成する素線径ｄ１の６本のインナーシース素線２４と、該インナーシース２３の周囲に配置したアウターシース２５を構成する素線径ｄ２の１０本のアウターシース素線１６とから構成されている。
【００２４】
本発明において、コア１１を１本の素線１２とするのは、コア１１が２本撚りではコード断面形状が扁平化することで応力歪みのかかり方がコード断面の縦横方向で偏り耐疲労性に劣るものとなり、３本撚り以上ではコア内に連続する空隙が形成されるので外傷等からの水分浸入による耐食性能が低下することと、またコア１１を２本以上とするとその撚り線工程を必要とするが、１本とすることでインナーシース１３と同時に撚ることができ撚り線工程を簡略化できるからである。また、シースが３層以上になると撚り構造が複雑化し、特に同方向撚りではコードの真直性や残留トーションが調整し難くなり製造上困難となる。
【００２５】
インナーシース１３の素線数を６本に限定するのは、５本以下であるとインナーシース素線１４の間隔が大きくなり安定した撚り形状が得られ難くなり、耐疲労性、ゴム侵入性を低下させ、インナーシースの素線数が４本以下では、コアの周囲でインナーシース素線同士の隙間Ｓ１が広がり素線が偏りやすくなりゴム侵入性が悪化し、７本以上の素線を配置するにはコアとインナーシース素線の径差を大きくする必要がありコアにかかる歪みが大きくなり耐疲労性が低下し、また、インナーシース素線１４の拡張効果が得られずゴム侵入性が悪化する。
【００２６】
アウターシース１５の素線数を１０又は１１本に限定するのは、インナーシース素線１４とアウターシース素線１６の径が類似する場合、１２本の素線を配置するとアウターシース素線１６間にゴムを侵入させるための隙間Ｓ２が形成されず、素線数を９本以下とすると隙間Ｓ２が大きくなりすぎるため、アウターシース撚り線時に素線が偏ってしまい均等に配されず耐疲労性、ゴム侵入性が悪化してしまう。
【００２７】
以下、本発明に係るスチールコードについて、主に図２に示す１＋６＋１１構造のスチールコード１０に基づき説明する。
【００２８】
本発明において、コア素線１２の素線径ｄｃは０．１７５〜０．２２ｍｍである。ｄｃが０．１７５ｍｍ未満では、コード強力が低くなるのでカーカス強度を確保するためにコード使用量を増す必要がありコードコストが増大し、ｄｃが０．２２ｍｍを超えると、カーカスプライに使用される場合、タイヤに極端な圧縮や曲げ応力がかかった時に素線表面歪みが大きくなり耐疲労性が不利になるからである。この理由から、使用条件の過酷な重荷重用大型ラジアルタイヤ、特に偏平率が８０％以下の偏平ラジアルタイヤのカーカスコードとしては、素線径が０．２２ｍｍ以下、好ましくは０．２１ｍｍ以下、さらには０．２０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
図２に示すように、コア素線１２は螺旋状Ｒの型付けが施されている。ここで、螺旋状とは、３次元的波形の型付けであるヘリカル状、いわゆる朝顔のつる巻状を言う。
【００３０】
コア素線１２を螺旋状Ｒとすることで、インナーシース１３の素線１４を直線状コアよりもコード径方向に拡張することができ、素線１４同士の間に隙間を作りやすくし、コア素線１２までゴムを侵入させることができ、またコア素線１２にコード軸方向に対し角度を持たせることでコア素線１２への応力集中を緩和し、耐疲労性を向上することができる。
【００３１】
前記螺旋状Ｒの型付けは、図４に示すように、螺旋の振幅Ｈとコア素線径ｄｃとが１．０５≦Ｈ／ｄｃ≦１．２の関係にあり、かつ螺旋ピッチＰｃとインナーシースの撚りピッチＰｉとがＰｉ＞Ｐｃの関係を満たしている。
【００３２】
Ｈ／ｄｃが１．２を超えると、螺旋の振幅形状が不安定となってインナーシース素線１４をコア素線１２の周囲に均等配置することが困難となり、素線１４の偏り発生によりコア１１までゴムが侵入しない部分が発生し、耐疲労性も悪化する。Ｈ／ｄｃが１．０５未満では、螺旋形状によりインナーシース素線１４の拡張効果が得られず、コア１１までゴムが侵入しなくなる。
【００３３】
また、ＰｃがＰｉよりも長くなると、インナーシース素線１４がコア素線１２の螺旋状の型付けの中に埋もれてしまい、螺旋形状によるインナーシース素線１４の拡張効果が十分に活かされなくなる。さらに、コア素線１２が直線状に近くなり耐疲労性が低下する傾向を示す。
【００３４】
なお、螺旋の断面形状は、その螺旋が描く外接円が通常は円形であるが、外接円が楕円形のもの、トラック形状のものであってもよい。
【００３５】
また、前記コア素線径ｄｃと、インナーシース素線１４及びアウターシース素線１６を構成する素線径ｄｓとの関係は、１．０５≦ｄｃ／ｄｓ≦１．２である。
【００３６】
コア素線径ｄｃをインナーシース及びアウターシース素線径ｄｓより若干太くすることにより、コードの真直性を良好にし、インナーシース素線１４相互の隣接間及びアウターシース素線１６相互の隣接間に、コード１０内部にゴムが侵入する隙間Ｓ１とＳ２を形成することができる。ｄｃ／ｄｓが１．０５未満であると、前記Ｈ／ｄｃが１．２であってもインナーシース素線１４の拡張効果が十分に得られなくなる。
【００３７】
また、コア素線径ｄｃをｄｓより若干太くすることで、コア素線１２とインナーシース素線１４間の接触圧を下げて疲労性の低下を防ぐことができる。しかし、コア素線径ｄｃとインナーシース素線径ｄ１の差を１．２倍よりも大きくしすぎると、両者の疲労性の差が大きくなり、またインナーシース素線１４がコア素線１２の周りで動きやすくなり、素線１４が偏ってゴム侵入性の低下やコア素線１２のフレッチング摩耗が激しくなり耐疲労性が低下するので好ましくない。
【００３８】
この時、前記インナーシース素線１４の径ｄｉとアウターシース素線１６の径ｄｏは、全て同一の素線径ｄｓであってもよく、ｄｉとｄｏが異なるものでもよいが、ｄｉとｄｏは全て同一径であることが、コード生産性、コストの点で好ましい。
【００３９】
また、同一シース１３及び１５内で異径素線を組み合わせることも考えられるが、素線部材数の増加、撚り線工程が煩雑となるなどコード生産性に影響するので、コード製造コストを抑える観点からは、少なくとも同一シース内には同一径の素線径を用いることが好ましい。
【００４０】
また、本発明にかかるスチールコード１０は、前記インナーシース１３とアウターシース１５の撚り方向が同一方向である。これにより、層撚りコードのコード強力低下の主原因である異方向撚りによるインナーシース１３とアウターシース１５の素線１４、１６の点接触によるフレッチング摩耗の問題を軽減し、素線間の接触面積を大きくすることで単位面積当たりの接触圧を小さくし耐フレッチング性を改善することができる。
【００４１】
また、図５に示すように、スチールコード１０は、インナーシース素線１４の該コード軸Ｏに対する撚り角度θ１と、アウターシース素線１６の該コード軸Ｏに対する撚り角度θ２とのなす角度θが１０°以下である。
【００４２】
これにより、インナーシース素線１４間にアウターシース素線１６が落ち込むのを防いで、スチールコード１０の断面形状を円に近づけることで上記の隙間Ｓ１、Ｓ２の形成をを安定して確保しゴム侵入性を確実にするとともに、断面多角形状コードの特定素線への応力集中の問題を解消することができる。
【００４３】
θ１とθ２とのなす角度θ（｜θ１−θ２｜）が１０°を超えると、インナーシース素線１４とアウターシース素線１６とが点接触化し、両者の接触圧が大きくなってフレッチング摩耗が大きくなり、コード強力が低下しやすくなる。また、フレッティング部は、素線表面のメッキが削られ、素線が腐蝕しやすくなり、コードの腐蝕疲労性にも悪影響を与える。なお、通常θ１とθ２とはθ１≧θ２の関係にあり、すなわちアウターシース１５がインナーシース１３よりも長いピッチＰ２＞Ｐ１で撚られ、コード生産性の低下やコード単位質量の増加を抑えるようにしている。
【００４４】
また、本発明においては、前記インナーシース素線１４の撚り角度θ１が１２〜２０°であることが好ましい。
【００４５】
インナーシース素線の撚り角度θ１が、１２°未満であるとコード軸Ｏに対して素線軸が平行に近づくことになり、すなわち撚りピッチＰ１が長くなって耐疲労性が低下し、２０°を超えると撚りピッチＰ１が短くなりすぎ撚り効率が低下するので好ましくない。
【００４６】
また、上記のスチールコード１０を構成する各素線は、炭素含有量が０．７０〜０．９５重量％程度にある高炭素鋼（例えば、ＪＩＳ Ｇ３５０２に規定のピアノ線材）からなり、２５００〜３５００Ｎ／ｍｍ２程度の抗張力を有し、さらに軽量化の観点から抗張力は２７００Ｎ／ｍｍ２以上が好ましく、さらに２９００Ｎ／ｍｍ２以上にある高抗張力素線であることがより好ましい。しかし、抗張力が３５００Ｎ／ｍｍ２を超えると伸線加工性の悪化や鋼の脆化により耐疲労性が低下するという欠点が現れるので好ましくない。
【００４７】
さらに、素線表面には、ゴムとの接着性を良好にするために銅比率が６３〜６７％のブラスめっきが、４〜６ｇ／Ｋｇ程度の付着量で被覆されている。また、ブラスにコバルトやニッケルなどの第３金属を少量含む３元合金めっきでもよい。
【００４８】
このスチールコード１０の製造は、特に限定されることはないが、例えば、予め所定の螺旋状に型付けされたコア素線１２の周囲にインナーシース１３の６本の素線１４が集束され、通常のバンチャー式撚線機やチューブラー式撚線機に導入されて所定ピッチで撚り合わされ１＋６構造が形成される。次に、一旦ボビンに巻き取った前記１＋６構造を引き出しその周囲にアウターシース１５の１１本の素線１６を集束し、通常のバンチャー式撚線機やチューブラー式撚線機に導入されて、１＋６構造と同一方向に所定ピッチで撚り合わすことで、１＋６＋１１構造のスチールコード１０が２回の撚り線工程により製造することができる。撚り線加工時にコア素線１２に捻れが入らないチューブラー式撚線機を使用することが好ましい。
【００４９】
ここで、コア素線１２の螺旋状の捻れ方向は、シース１３、１５の撚り方向と同一方向であっても、逆方向であってもよい。同一方向の場合は耐フレッチング性が有利となり、逆方向の場合はゴム侵入性に有利に働くようになる。
【００５０】
また、コア素線１２への螺旋状の型付け方法も、特に限定されず、例えば、所定の振幅で回転する鏡板に素線１２を所定速度で通過させることで、所定の螺旋振幅とピッチを備えた素線を得ることができる。
【００５１】
そして、本発明の空気入りラジアルタイヤは、上記スチールコードを補強材としてカーカスプライに用いることで、ゴム侵入性と耐フレッチング性をバランス良く向上し、カーカス耐久性に優れたロングライフ化が図られる空気入りラジアルタイヤとすることができ、特にトラックやバス、ライトトラック用などの重荷重車両に使用される扁平率が８０％以下のタイヤに好適である。しかも、コード生産性を従来の３＋９＋１５構造スチールコードより高めてコストダウンにも貢献することができる。
【実施例】
【００５２】
次に本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００５３】
表１、表２に記載のコード仕様に従い、実施例、比較例のコア素線に予め螺旋状の型付けを施した、１＋ｍ＋ｎ構造（ｍは５〜７、ｎは９〜１２）の各スチールコードを通常のチューブラー式撚線機を用いて２回の撚り線工程により製造した。
【００５４】
これらのスチールコードに用いた各素線は、ＪＩＳ Ｇ３５０２に規定のピアノ線材ＳＷＲＳ８２Ａ材の５．５ｍｍロッドから、パテンティング、伸線加工を繰り返し所定径の中間線に乾式伸線し、この中間線の表面にブラスめっき（銅比率６４％、めっき付着量４．５ｇ／Ｋｇ）を施した後、通常の湿式伸線機を用いて最終伸線加工して得たものである。
【００５５】
なお、従来例１、２のスチールコードは上記と同様にして得た所定径の素線を用い、チューブラー式撚線機を使用し常法により製造したもので、従来例１は３＋９＋１５×０．１７５、従来例２は１回の撚り工程で製造した０．２０＋１８×０．１８のコンパクト撚りコードである。
【００５６】
これらのスチールコードについて、ベルト疲労試験による耐疲労性と耐フレッチング性、ゴム侵入性、及びタイヤ耐久性を、下記の試験法により評価した。結果を表１、表２に示す。
【００５７】
［ベルト疲労性］
コード打ち込み本数を１７本／２５．４ｍｍとしゴム中に埋設したベルトストリップ状の加硫サンプル（幅３×長さ４５ｃｍ）を作製し、ファイアストーン型ベルト疲労試験機にて２インチプーリー（負荷荷重４０Ｋｇ）を用いて５００００サイクル屈曲疲労させた後、サンプルからコードを取り出しコード強力を測定し、疲労試験前のコード強力に対する保持率を求めた。コード１０本の平均値を、従来例２を１００とする指数で示す。指数が大きいほど耐疲労性は良好である。
【００５８】
［耐フレッチング性］
上記ベルト疲労試験後のサンプルからコードを取り出し、インナーシースとアウターシースのフレッチング摩耗レベルを、顕微鏡で素線を２０倍に拡大し観察した。ほとんどフレッチングが認められないものを「◎」、素線径減少率が最大で直径の１／８まで達したものを「○」、素線径減少率が最大で直径の１／６まで達したものを「△」、素線径減少率が最大で直径の１／４まで達したものを「×」、素線径減少率が最大で直径の１／２まで達したものを「××」、として評価し、表に示す。
【００５９】
［ゴム侵入性］
ベルト疲労試験用サンプルから取り出したコードを、そのアウターシースとインナーシースを２５ｃｍにわたり丁寧に取り除きコア素線の周囲のゴム付着長さを測定した。コア素線の外周が２５ｃｍ全長にわたりゴム付着している場合をゴム付着率１００％として評価した。コード５本の平均値で表に示す。数値が大きいほどゴム侵入性は良好である。
【００６０】
［タイヤ耐久性］
コード打ち込み本数を１７本／２５．４ｍｍとして両面をゴム被覆した各コードのトッピング反を作製しカーカスプライに適用した、サイズ２６５／６０Ｒ２２．５のラジアルタイヤを試作した。タイヤ耐久性を下記条件のドラム試験にて評価した。なお、ベルトプライは１番ベルトを３×０．２０＋６×０．３５（打ち込み数８本／２５．４ｍｍ）、２、３番ベルトを３＋９＋１５×０．２３（打ち込み数１２本／２５．４ｍｍ）、４番ベルトを１×５×０．３８（打ち込み数１２本／２５．４ｍｍ）のスチールコードとし、カーカス以外の各部位には全て共通の部材を使用した。
【００６１】
〈ドラム試験条件〉
表面が平滑な鋼製の直径１７００ｍｍの回転ドラムを有するドラム試験機により、周辺温度３８±３℃、タイヤ内圧９００ｋＰａ、速度５６ｋｍ／ｈで一定として、ＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の６６％で４時間、次ぎに最大荷重の８４％で１６時間、最大荷重の１０１％で２４時間、さらに最大荷重の１１０％で２４時間走行させた後、１２時間毎に荷重を１０％ずつ増しながら故障が発生するまで走行させた。故障発生までの走行距離を、従来例２を１００とする指数で表に示す。指数が大きいほど耐久性に優れる。
【００６２】
【表１】
【００６３】
【表２】
【００６４】
表に示す通り、従来例１は耐フレッチング性、ベルト疲労性、タイヤ耐久性が共に劣り、従来例２は耐フレッチング性は良好であるが、ゴム侵入性が悪く耐食疲労性のおそれが大きい。これに対して、本発明にかかる実施例１〜２はゴム侵入性と耐疲労性とをバランス良く向上し、タイヤ耐久性を向上することができる。
【００６５】
一方、比較例１はコア素線が直線状のためゴム侵入性が劣り、タイヤ耐久性が実施例に及ばない。比較例２はＰｃ＞Ｐｓため、インナーシース素線がコア素線に埋もれてゴム侵入性が改善されない。比較例３はＨ／ｄｃが１．２より大のためインナーシースの撚り形状が不安定となり、ベルト疲労性、タイヤ耐久性が劣る。比較例４はコア素線が太いため歪みが集中しやすくベルト疲労性、タイヤ耐久性が低下傾向にある。比較例５はｄｃ／ｄｓが１．０５未満のためゴム侵入性が不足し、比較例６はインナーシースの素線数が５本のためインナーシース、アウターシース共に撚り形状が安定せずベルト疲労性、タイヤ耐久性の向上が得られない。比較例７はインナーシースが７本の素線からなりゴム侵入性が劣り、比較例８はアウターシース素線が９本のためゴム侵入性は良いが素線の偏り均等配置できずベルト疲労性、タイヤ耐久性が低下し、比較例９はアウターシース素線が１２本でありゴム侵入性が悪く、コアに螺旋状素線を用いた効果が得られない。比較例１０はθが１０°以上のためインナーシースとアウターシースとが点接触化し、耐フレッチング性が低下しベルト疲労性、タイヤ耐久性が劣る結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上説明したように、本発明による空気入りラジアルタイヤは、カーカスがスチールコードにより補強された空気入りラジアルタイヤに適用でき、特に扁平率が８０％以下のトラックやバス用の重荷重用空気入りラジアルタイヤに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】実施形態の空気入りラジアルタイヤの半断面図である。
【図２】実施形態の１＋６＋１１構造スチールコードの断面図である。
【図３】実施形態の１＋５＋１０構造スチールコードの断面図である。
【図４】コアの螺旋状の型付けを説明する素線の側面図である。
【図５】シース素線の撚り角度を説明するシース側面図である。
【図６】１＋１８構造スチールコードの断面図である。
【図７】従来の１＋６＋１１構造スチールコードの断面図である。
【図８】３＋９＋１５構造スチールコードの断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０……スチールコード
１１……コア
１２……コア素線
１３……インナーシース
１４……インナーシース素線
１５……アウターシース
１６……アウターシース素線
Ｓ１、Ｓ２……素線間の隙間
ｄｃ……コア素線径
ｄｓ……シース素線径
Ｈ……螺旋の振幅
Ｐｃ……螺旋のピッチ
Ｐｉ……インナーシースの撚りピッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくはカーカスに用いられるスチールコードの耐疲労性を改善し、タイヤの耐久性を向上した大型車両用に好適な空気入りラジアルタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トラック・バス用など大型の空気入りラジアルタイヤのカーカスには、２層撚りや３層撚りなどの多層構造のスチールコードが広く使用され、中でも使用条件が過酷な重荷重用大型タイヤには図８に示す３＋９＋１５×０．１７５＋１構造のように素線径が細く、構成素線本数の多い３層構造スチールコード５０が一般的に使用されている。
【０００３】
しかし、この３層構造スチールコード５０は、タイヤ使用中に素線同士及びラッピングワイヤＷと外層シース素線との摩擦によるフレッチング摩耗によって素線断面積が減少し除々にコード強力の低下を進行させ、タイヤ走行中の衝撃やバットレス部に繰り返しかかる応力歪みによりコード損傷を生じるという問題や、コード内部へのゴム侵入性が劣ることから耐食疲労性が不十分であるという問題がある。
【０００４】
また、その撚り構造からコード製造時に３回以上の撚線工程を要し、コード生産性が低くその製造コストを上昇させる結果タイヤのコストにも影響するものになっている。
【０００５】
そこで、このようなフレッチング摩耗による耐疲労性の低下とコストの問題を改善するものとして、１本のコア素線の周囲に２層のシース層を配置し、このシース層を同一方向、同一ピッチで撚り合わせて素線相互間のラインコンタクト化を図るコンパクト撚りの１＋１８構造（図６参照）のスチールコード（特許文献１）や、シース素線の細径化や本数を間引いてゴムの浸透性を改善し、さらにラッピングワイヤを除去した１＋６＋（１０〜１１）構造（図７参照）のスチールコード（特許文献２）が開示され、フレッチング摩耗の低減と撚線工数を減じて耐久性改良と低コスト化を図るスチールコードが提案されている。
【０００６】
また、タイヤ回転時の撓みを受けて繰り返し応力歪みがかかりやすいバットレス部において、スチールコードの材質疲労的な要因に基づく素線破断に起因しコード損傷に至らしめタイヤ強度を低下させるという問題が見られる。特に、パンクなどによる低圧走行時には極端に大きな歪みがサイドウォール〜バットレス部にかかることで、短時間の内に素線破断からカーカスコードの損傷に進行しタイヤの故障を引き起こすことが考えられる。
【０００７】
上記文献１に開示の１＋１８構造等のコンパクト撚りスチールコードは、素線のラインコンタクト化によりフレッチング摩耗が低減され耐疲労性の向上とコードコストの点で有利となるが、反面で構成素線がコード内部に充填配置されるためコード断面輪郭が非円形の多角形状になるという特徴を持ち、多角形状コードの特定位置の素線に応力歪みがかかりやすく材質疲労を起こしやすいという問題が考えられる。
【０００８】
そこで、１＋１８構造の断面多角形状の頂点に位置する素線が歪みを受けやすく、またコードの曲げ剛性に異方性を持つため耐疲労性を低下させるとの考えから、直径の小さい素線を多角形状の頂点に配置してコード断面形状を円形に近づけ耐久性を向上させることが提案されている（特許文献３）。
【特許文献１】実公平３−２９３５５号公報
【特許文献２】特開平８−２３２１７９号公報
【特許文献３】特開２００４−９８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の１＋１８構造のような同一方向、同一ピッチ撚りのコンパクトコードは、素線のラインコンタクト化により耐フレッチング性は改善されるが、ゴムの侵入性不足のためタイヤにかかる応力歪みによりコードがばらけたり、一部の素線が先行破断することがあり、また水分の浸入によって腐食疲労性やゴムとの接着性低下により耐久性を低下させる問題、また心素線がストレートであるため応力歪みが集中してかかりやすく耐疲労性に不利となり破断しやすいという問題を抱えている。また、シース素線をコア素線より細くすることも提案されているが、ゴム侵入性を十分満足させるには至っていない。
【００１０】
また、このゴム侵入性や材質疲労を向上するため、特許文献２、３のように異径素線や細径素線を組み合わせて撚り合わせるものは、素線の伸線性低下や素線部材の増加、撚り線工程の煩雑化がコードコストに跳ね返るという問題がある。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑み、コード生産性を損なうことなく、コンパクト撚り１＋１８構造スチールコードの上記欠点を解消し、コード内部へのゴム侵入性を確保しながら、耐フレッチング性の向上、一部素線の先行破断を防止した耐疲労性に優れるスチールコードを、カーカスに使用した耐久性能に優れる空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、カーカスを補強するスチールコードにおいて、１＋６＋ｎ構造のコア素線に特定の螺旋状の型付けを施し、かつ、インナーシースとアウターシースの撚り構成を特定することで、スチールコードのゴム侵入性と耐フレッチング性をバランスよく向上し耐疲労性を改良できることを見出したものである。
【００１３】
すなわち、本発明は、カーカスがスチールコードにより補強された空気入りラジアルタイヤにおいて、前記スチールコードが、螺旋状の型付けを施した素線径（ｄｃ）が０．１７５〜０．２２ｍｍの１本の素線からなるコアと、該コアの周囲に配した６本のインナーシース素線からなるインナーシースと、該インナーシースの周囲に配したｎ本（ｎは１０または１１本）のアウターシース素線とからなるアウターシースとを備え、前記インナーシースとアウターシースが同一方向に撚り合わされた１＋６＋ｎ構造であり、前記螺旋状の型付けは、螺旋の振幅（Ｈ）と前記コア素線径（ｄｃ）とが１．０５≦Ｈ／ｄｃ≦１．２、螺旋ピッチ（Ｐｃ）とインナーシースの撚りピッチ（Ｐｉ）とがＰｉ＞Ｐｃであり、前記コア素線径（ｄｃ）と、前記インナーシース及びアウターシースを構成する素線径（ｄｓ）とが、１．０５≦ｄｃ／ｄｓ≦１．２であり、かつ、前記インナーシース素線の該スチールコード軸に対する撚り角度θ１と、前記アウターシース素線の該スチールコード軸に対する撚り角度θ２とのなす角度θが１０°以下であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。
【００１４】
前記インナーシース素線及びアウターシース素線の径（ｄｓ）は、全て同一径であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、タイヤサイド〜バットレス部に応力歪みが大きくかかりやすいタイヤ断面の扁平率が８０％以下にあるトラックやバス用の大型重荷重用空気入りラジアルタイヤに好適であり、バットレス部に繰り返し作用する応力歪みに対するカーカスコードの耐久性を向上し、タイヤライフを延ばすものとなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、１＋６＋ｎ構造スチールコードのゴム侵入性と耐フレッチングをバランス良く両立し向上させることができるので、タイヤ走行中の圧縮や曲げに対する素線の破断やコードのばらけ現象を防止するとともに腐食疲労性を改善し、かつ耐フレッチング性を向上してコード強力を長期間にわたり維持することでカーカスの耐久性を向上し、空気入りラジアルタイヤの使用寿命を大幅に延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る実施形態の空気入りラジアルタイヤ及びそのカーカスに用いられるスチールコードについて図面を参照し説明する。
【００１８】
図１は、本発明の１実施形態のトラック・バス用の空気入りラジアルタイヤの１例を示すタイヤＴの半断面図であり、符号３はトレッド部、５はサイドウォール部、４はビード部、ＣＬはタイヤセンターである。
【００１９】
タイヤＴは、一対のビード部４にそれぞれ埋設されたビードコア６の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されたスチールコードからなるカーカスプライ２と、前記カーカスプライ２の径方向外側に位置するトレッド部３と、前記カーカスプライ２の両サイドに位置するサイドウォール部５と、前記トレッド部３のカーカスプライ２の外周側に４枚のスチールコードからなるベルトプライ１とを備えている。
【００２０】
ベルトプライ１には、３×０．２０＋６×０．３５、３＋９×０．２３、３＋９＋１５×０．２３などの２層構造や３層構造のスチールコードが使用され、また最外層ベルトには４×２×０．２３、１×５×０．３８などのハイエロンゲーションコードが前記スチールコードに代えて使用されることがある。
【００２１】
本発明において、カーカスプライ２に用いられるのスチールコードは、中心に配した素線径ｄｃが０．１７５〜０．２２ｍｍの１本の素線からなるコアと、該コアの周囲に配した６本のインナーシース素線からなるインナーシースと、該インナーシースの周囲に配したｎ本（ｎは１０または１１本）のアウターシース素線とからなるアウターシースとで構成された１＋６＋ｎ構造のスチールコードである。
【００２２】
図２は、本発明にかかる１＋６＋ｎ構造スチールコードの１例を示すコード断面図であり、中心に配したコア１１を構成する素線径ｄｃの１本のコア素線１２と、該コア１１の周囲に配置したインナーシース１３を構成する素線径ｄ１の６本のインナーシース素線１４と、該インナーシース１３の周囲に配置したアウターシース１５を構成する素線径ｄ２の１１本のアウターシース素線１６とからなり、インナーシース１３とアウターシース１５とを同一方向に撚り合わせた１＋６＋１１構造のスチールコード１０である。
【００２３】
また、図３は、本発明にかかる１＋６＋１０構造スチールコード２０の断面図であり、中心に配したコア２１を構成する素線径ｄｃの１本のコア素線２２と、該コア２１の周囲に配置したインナーシース２３を構成する素線径ｄ１の６本のインナーシース素線２４と、該インナーシース２３の周囲に配置したアウターシース２５を構成する素線径ｄ２の１０本のアウターシース素線１６とから構成されている。
【００２４】
本発明において、コア１１を１本の素線１２とするのは、コア１１が２本撚りではコード断面形状が扁平化することで応力歪みのかかり方がコード断面の縦横方向で偏り耐疲労性に劣るものとなり、３本撚り以上ではコア内に連続する空隙が形成されるので外傷等からの水分浸入による耐食性能が低下することと、またコア１１を２本以上とするとその撚り線工程を必要とするが、１本とすることでインナーシース１３と同時に撚ることができ撚り線工程を簡略化できるからである。また、シースが３層以上になると撚り構造が複雑化し、特に同方向撚りではコードの真直性や残留トーションが調整し難くなり製造上困難となる。
【００２５】
インナーシース１３の素線数を６本に限定するのは、５本以下であるとインナーシース素線１４の間隔が大きくなり安定した撚り形状が得られ難くなり、耐疲労性、ゴム侵入性を低下させ、インナーシースの素線数が４本以下では、コアの周囲でインナーシース素線同士の隙間Ｓ１が広がり素線が偏りやすくなりゴム侵入性が悪化し、７本以上の素線を配置するにはコアとインナーシース素線の径差を大きくする必要がありコアにかかる歪みが大きくなり耐疲労性が低下し、また、インナーシース素線１４の拡張効果が得られずゴム侵入性が悪化する。
【００２６】
アウターシース１５の素線数を１０又は１１本に限定するのは、インナーシース素線１４とアウターシース素線１６の径が類似する場合、１２本の素線を配置するとアウターシース素線１６間にゴムを侵入させるための隙間Ｓ２が形成されず、素線数を９本以下とすると隙間Ｓ２が大きくなりすぎるため、アウターシース撚り線時に素線が偏ってしまい均等に配されず耐疲労性、ゴム侵入性が悪化してしまう。
【００２７】
以下、本発明に係るスチールコードについて、主に図２に示す１＋６＋１１構造のスチールコード１０に基づき説明する。
【００２８】
本発明において、コア素線１２の素線径ｄｃは０．１７５〜０．２２ｍｍである。ｄｃが０．１７５ｍｍ未満では、コード強力が低くなるのでカーカス強度を確保するためにコード使用量を増す必要がありコードコストが増大し、ｄｃが０．２２ｍｍを超えると、カーカスプライに使用される場合、タイヤに極端な圧縮や曲げ応力がかかった時に素線表面歪みが大きくなり耐疲労性が不利になるからである。この理由から、使用条件の過酷な重荷重用大型ラジアルタイヤ、特に偏平率が８０％以下の偏平ラジアルタイヤのカーカスコードとしては、素線径が０．２２ｍｍ以下、好ましくは０．２１ｍｍ以下、さらには０．２０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
図２に示すように、コア素線１２は螺旋状Ｒの型付けが施されている。ここで、螺旋状とは、３次元的波形の型付けであるヘリカル状、いわゆる朝顔のつる巻状を言う。
【００３０】
コア素線１２を螺旋状Ｒとすることで、インナーシース１３の素線１４を直線状コアよりもコード径方向に拡張することができ、素線１４同士の間に隙間を作りやすくし、コア素線１２までゴムを侵入させることができ、またコア素線１２にコード軸方向に対し角度を持たせることでコア素線１２への応力集中を緩和し、耐疲労性を向上することができる。
【００３１】
前記螺旋状Ｒの型付けは、図４に示すように、螺旋の振幅Ｈとコア素線径ｄｃとが１．０５≦Ｈ／ｄｃ≦１．２の関係にあり、かつ螺旋ピッチＰｃとインナーシースの撚りピッチＰｉとがＰｉ＞Ｐｃの関係を満たしている。
【００３２】
Ｈ／ｄｃが１．２を超えると、螺旋の振幅形状が不安定となってインナーシース素線１４をコア素線１２の周囲に均等配置することが困難となり、素線１４の偏り発生によりコア１１までゴムが侵入しない部分が発生し、耐疲労性も悪化する。Ｈ／ｄｃが１．０５未満では、螺旋形状によりインナーシース素線１４の拡張効果が得られず、コア１１までゴムが侵入しなくなる。
【００３３】
また、ＰｃがＰｉよりも長くなると、インナーシース素線１４がコア素線１２の螺旋状の型付けの中に埋もれてしまい、螺旋形状によるインナーシース素線１４の拡張効果が十分に活かされなくなる。さらに、コア素線１２が直線状に近くなり耐疲労性が低下する傾向を示す。
【００３４】
なお、螺旋の断面形状は、その螺旋が描く外接円が通常は円形であるが、外接円が楕円形のもの、トラック形状のものであってもよい。
【００３５】
また、前記コア素線径ｄｃと、インナーシース素線１４及びアウターシース素線１６を構成する素線径ｄｓとの関係は、１．０５≦ｄｃ／ｄｓ≦１．２である。
【００３６】
コア素線径ｄｃをインナーシース及びアウターシース素線径ｄｓより若干太くすることにより、コードの真直性を良好にし、インナーシース素線１４相互の隣接間及びアウターシース素線１６相互の隣接間に、コード１０内部にゴムが侵入する隙間Ｓ１とＳ２を形成することができる。ｄｃ／ｄｓが１．０５未満であると、前記Ｈ／ｄｃが１．２であってもインナーシース素線１４の拡張効果が十分に得られなくなる。
【００３７】
また、コア素線径ｄｃをｄｓより若干太くすることで、コア素線１２とインナーシース素線１４間の接触圧を下げて疲労性の低下を防ぐことができる。しかし、コア素線径ｄｃとインナーシース素線径ｄ１の差を１．２倍よりも大きくしすぎると、両者の疲労性の差が大きくなり、またインナーシース素線１４がコア素線１２の周りで動きやすくなり、素線１４が偏ってゴム侵入性の低下やコア素線１２のフレッチング摩耗が激しくなり耐疲労性が低下するので好ましくない。
【００３８】
この時、前記インナーシース素線１４の径ｄｉとアウターシース素線１６の径ｄｏは、全て同一の素線径ｄｓであってもよく、ｄｉとｄｏが異なるものでもよいが、ｄｉとｄｏは全て同一径であることが、コード生産性、コストの点で好ましい。
【００３９】
また、同一シース１３及び１５内で異径素線を組み合わせることも考えられるが、素線部材数の増加、撚り線工程が煩雑となるなどコード生産性に影響するので、コード製造コストを抑える観点からは、少なくとも同一シース内には同一径の素線径を用いることが好ましい。
【００４０】
また、本発明にかかるスチールコード１０は、前記インナーシース１３とアウターシース１５の撚り方向が同一方向である。これにより、層撚りコードのコード強力低下の主原因である異方向撚りによるインナーシース１３とアウターシース１５の素線１４、１６の点接触によるフレッチング摩耗の問題を軽減し、素線間の接触面積を大きくすることで単位面積当たりの接触圧を小さくし耐フレッチング性を改善することができる。
【００４１】
また、図５に示すように、スチールコード１０は、インナーシース素線１４の該コード軸Ｏに対する撚り角度θ１と、アウターシース素線１６の該コード軸Ｏに対する撚り角度θ２とのなす角度θが１０°以下である。
【００４２】
これにより、インナーシース素線１４間にアウターシース素線１６が落ち込むのを防いで、スチールコード１０の断面形状を円に近づけることで上記の隙間Ｓ１、Ｓ２の形成をを安定して確保しゴム侵入性を確実にするとともに、断面多角形状コードの特定素線への応力集中の問題を解消することができる。
【００４３】
θ１とθ２とのなす角度θ（｜θ１−θ２｜）が１０°を超えると、インナーシース素線１４とアウターシース素線１６とが点接触化し、両者の接触圧が大きくなってフレッチング摩耗が大きくなり、コード強力が低下しやすくなる。また、フレッティング部は、素線表面のメッキが削られ、素線が腐蝕しやすくなり、コードの腐蝕疲労性にも悪影響を与える。なお、通常θ１とθ２とはθ１≧θ２の関係にあり、すなわちアウターシース１５がインナーシース１３よりも長いピッチＰ２＞Ｐ１で撚られ、コード生産性の低下やコード単位質量の増加を抑えるようにしている。
【００４４】
また、本発明においては、前記インナーシース素線１４の撚り角度θ１が１２〜２０°であることが好ましい。
【００４５】
インナーシース素線の撚り角度θ１が、１２°未満であるとコード軸Ｏに対して素線軸が平行に近づくことになり、すなわち撚りピッチＰ１が長くなって耐疲労性が低下し、２０°を超えると撚りピッチＰ１が短くなりすぎ撚り効率が低下するので好ましくない。
【００４６】
また、上記のスチールコード１０を構成する各素線は、炭素含有量が０．７０〜０．９５重量％程度にある高炭素鋼（例えば、ＪＩＳ Ｇ３５０２に規定のピアノ線材）からなり、２５００〜３５００Ｎ／ｍｍ２程度の抗張力を有し、さらに軽量化の観点から抗張力は２７００Ｎ／ｍｍ２以上が好ましく、さらに２９００Ｎ／ｍｍ２以上にある高抗張力素線であることがより好ましい。しかし、抗張力が３５００Ｎ／ｍｍ２を超えると伸線加工性の悪化や鋼の脆化により耐疲労性が低下するという欠点が現れるので好ましくない。
【００４７】
さらに、素線表面には、ゴムとの接着性を良好にするために銅比率が６３〜６７％のブラスめっきが、４〜６ｇ／Ｋｇ程度の付着量で被覆されている。また、ブラスにコバルトやニッケルなどの第３金属を少量含む３元合金めっきでもよい。
【００４８】
このスチールコード１０の製造は、特に限定されることはないが、例えば、予め所定の螺旋状に型付けされたコア素線１２の周囲にインナーシース１３の６本の素線１４が集束され、通常のバンチャー式撚線機やチューブラー式撚線機に導入されて所定ピッチで撚り合わされ１＋６構造が形成される。次に、一旦ボビンに巻き取った前記１＋６構造を引き出しその周囲にアウターシース１５の１１本の素線１６を集束し、通常のバンチャー式撚線機やチューブラー式撚線機に導入されて、１＋６構造と同一方向に所定ピッチで撚り合わすことで、１＋６＋１１構造のスチールコード１０が２回の撚り線工程により製造することができる。撚り線加工時にコア素線１２に捻れが入らないチューブラー式撚線機を使用することが好ましい。
【００４９】
ここで、コア素線１２の螺旋状の捻れ方向は、シース１３、１５の撚り方向と同一方向であっても、逆方向であってもよい。同一方向の場合は耐フレッチング性が有利となり、逆方向の場合はゴム侵入性に有利に働くようになる。
【００５０】
また、コア素線１２への螺旋状の型付け方法も、特に限定されず、例えば、所定の振幅で回転する鏡板に素線１２を所定速度で通過させることで、所定の螺旋振幅とピッチを備えた素線を得ることができる。
【００５１】
そして、本発明の空気入りラジアルタイヤは、上記スチールコードを補強材としてカーカスプライに用いることで、ゴム侵入性と耐フレッチング性をバランス良く向上し、カーカス耐久性に優れたロングライフ化が図られる空気入りラジアルタイヤとすることができ、特にトラックやバス、ライトトラック用などの重荷重車両に使用される扁平率が８０％以下のタイヤに好適である。しかも、コード生産性を従来の３＋９＋１５構造スチールコードより高めてコストダウンにも貢献することができる。
【実施例】
【００５２】
次に本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００５３】
表１、表２に記載のコード仕様に従い、実施例、比較例のコア素線に予め螺旋状の型付けを施した、１＋ｍ＋ｎ構造（ｍは５〜７、ｎは９〜１２）の各スチールコードを通常のチューブラー式撚線機を用いて２回の撚り線工程により製造した。
【００５４】
これらのスチールコードに用いた各素線は、ＪＩＳ Ｇ３５０２に規定のピアノ線材ＳＷＲＳ８２Ａ材の５．５ｍｍロッドから、パテンティング、伸線加工を繰り返し所定径の中間線に乾式伸線し、この中間線の表面にブラスめっき（銅比率６４％、めっき付着量４．５ｇ／Ｋｇ）を施した後、通常の湿式伸線機を用いて最終伸線加工して得たものである。
【００５５】
なお、従来例１、２のスチールコードは上記と同様にして得た所定径の素線を用い、チューブラー式撚線機を使用し常法により製造したもので、従来例１は３＋９＋１５×０．１７５、従来例２は１回の撚り工程で製造した０．２０＋１８×０．１８のコンパクト撚りコードである。
【００５６】
これらのスチールコードについて、ベルト疲労試験による耐疲労性と耐フレッチング性、ゴム侵入性、及びタイヤ耐久性を、下記の試験法により評価した。結果を表１、表２に示す。
【００５７】
［ベルト疲労性］
コード打ち込み本数を１７本／２５．４ｍｍとしゴム中に埋設したベルトストリップ状の加硫サンプル（幅３×長さ４５ｃｍ）を作製し、ファイアストーン型ベルト疲労試験機にて２インチプーリー（負荷荷重４０Ｋｇ）を用いて５００００サイクル屈曲疲労させた後、サンプルからコードを取り出しコード強力を測定し、疲労試験前のコード強力に対する保持率を求めた。コード１０本の平均値を、従来例２を１００とする指数で示す。指数が大きいほど耐疲労性は良好である。
【００５８】
［耐フレッチング性］
上記ベルト疲労試験後のサンプルからコードを取り出し、インナーシースとアウターシースのフレッチング摩耗レベルを、顕微鏡で素線を２０倍に拡大し観察した。ほとんどフレッチングが認められないものを「◎」、素線径減少率が最大で直径の１／８まで達したものを「○」、素線径減少率が最大で直径の１／６まで達したものを「△」、素線径減少率が最大で直径の１／４まで達したものを「×」、素線径減少率が最大で直径の１／２まで達したものを「××」、として評価し、表に示す。
【００５９】
［ゴム侵入性］
ベルト疲労試験用サンプルから取り出したコードを、そのアウターシースとインナーシースを２５ｃｍにわたり丁寧に取り除きコア素線の周囲のゴム付着長さを測定した。コア素線の外周が２５ｃｍ全長にわたりゴム付着している場合をゴム付着率１００％として評価した。コード５本の平均値で表に示す。数値が大きいほどゴム侵入性は良好である。
【００６０】
［タイヤ耐久性］
コード打ち込み本数を１７本／２５．４ｍｍとして両面をゴム被覆した各コードのトッピング反を作製しカーカスプライに適用した、サイズ２６５／６０Ｒ２２．５のラジアルタイヤを試作した。タイヤ耐久性を下記条件のドラム試験にて評価した。なお、ベルトプライは１番ベルトを３×０．２０＋６×０．３５（打ち込み数８本／２５．４ｍｍ）、２、３番ベルトを３＋９＋１５×０．２３（打ち込み数１２本／２５．４ｍｍ）、４番ベルトを１×５×０．３８（打ち込み数１２本／２５．４ｍｍ）のスチールコードとし、カーカス以外の各部位には全て共通の部材を使用した。
【００６１】
〈ドラム試験条件〉
表面が平滑な鋼製の直径１７００ｍｍの回転ドラムを有するドラム試験機により、周辺温度３８±３℃、タイヤ内圧９００ｋＰａ、速度５６ｋｍ／ｈで一定として、ＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の６６％で４時間、次ぎに最大荷重の８４％で１６時間、最大荷重の１０１％で２４時間、さらに最大荷重の１１０％で２４時間走行させた後、１２時間毎に荷重を１０％ずつ増しながら故障が発生するまで走行させた。故障発生までの走行距離を、従来例２を１００とする指数で表に示す。指数が大きいほど耐久性に優れる。
【００６２】
【表１】
【００６３】
【表２】
【００６４】
表に示す通り、従来例１は耐フレッチング性、ベルト疲労性、タイヤ耐久性が共に劣り、従来例２は耐フレッチング性は良好であるが、ゴム侵入性が悪く耐食疲労性のおそれが大きい。これに対して、本発明にかかる実施例１〜２はゴム侵入性と耐疲労性とをバランス良く向上し、タイヤ耐久性を向上することができる。
【００６５】
一方、比較例１はコア素線が直線状のためゴム侵入性が劣り、タイヤ耐久性が実施例に及ばない。比較例２はＰｃ＞Ｐｓため、インナーシース素線がコア素線に埋もれてゴム侵入性が改善されない。比較例３はＨ／ｄｃが１．２より大のためインナーシースの撚り形状が不安定となり、ベルト疲労性、タイヤ耐久性が劣る。比較例４はコア素線が太いため歪みが集中しやすくベルト疲労性、タイヤ耐久性が低下傾向にある。比較例５はｄｃ／ｄｓが１．０５未満のためゴム侵入性が不足し、比較例６はインナーシースの素線数が５本のためインナーシース、アウターシース共に撚り形状が安定せずベルト疲労性、タイヤ耐久性の向上が得られない。比較例７はインナーシースが７本の素線からなりゴム侵入性が劣り、比較例８はアウターシース素線が９本のためゴム侵入性は良いが素線の偏り均等配置できずベルト疲労性、タイヤ耐久性が低下し、比較例９はアウターシース素線が１２本でありゴム侵入性が悪く、コアに螺旋状素線を用いた効果が得られない。比較例１０はθが１０°以上のためインナーシースとアウターシースとが点接触化し、耐フレッチング性が低下しベルト疲労性、タイヤ耐久性が劣る結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上説明したように、本発明による空気入りラジアルタイヤは、カーカスがスチールコードにより補強された空気入りラジアルタイヤに適用でき、特に扁平率が８０％以下のトラックやバス用の重荷重用空気入りラジアルタイヤに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】実施形態の空気入りラジアルタイヤの半断面図である。
【図２】実施形態の１＋６＋１１構造スチールコードの断面図である。
【図３】実施形態の１＋５＋１０構造スチールコードの断面図である。
【図４】コアの螺旋状の型付けを説明する素線の側面図である。
【図５】シース素線の撚り角度を説明するシース側面図である。
【図６】１＋１８構造スチールコードの断面図である。
【図７】従来の１＋６＋１１構造スチールコードの断面図である。
【図８】３＋９＋１５構造スチールコードの断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０……スチールコード
１１……コア
１２……コア素線
１３……インナーシース
１４……インナーシース素線
１５……アウターシース
１６……アウターシース素線
Ｓ１、Ｓ２……素線間の隙間
ｄｃ……コア素線径
ｄｓ……シース素線径
Ｈ……螺旋の振幅
Ｐｃ……螺旋のピッチ
Ｐｉ……インナーシースの撚りピッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーカスがスチールコードにより補強された空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記スチールコードが、螺旋状の型付けを施した素線径（ｄｃ）が０．１７５〜０．２２ｍｍの１本の素線からなるコアと、該コアの周囲に配した６本のインナーシース素線からなるインナーシースと、該インナーシースの周囲に配したｎ本（ｎは１０または１１本）のアウターシース素線とからなるアウターシースとを備え、前記インナーシースとアウターシースが同一方向に撚り合わされた１＋６＋ｎ構造であり、
前記螺旋状の型付けは、螺旋の振幅（Ｈ）と前記コア素線径（ｄｃ）とが１．０５≦Ｈ／ｄｃ≦１．２、螺旋ピッチ（Ｐｃ）とインナーシースの撚りピッチ（Ｐｉ）とがＰｉ＞Ｐｃであり、
前記コア素線径（ｄｃ）と、前記インナーシース及びアウターシースを構成する素線径（ｄｓ）とが、１．０５≦ｄｃ／ｄｓ≦１．２であり、かつ、
前記インナーシース素線の該スチールコード軸に対する撚り角度θ１と、前記アウターシース素線の該スチールコード軸に対する撚り角度θ２とのなす角度θが１０°以下である
ことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記インナーシース素線及びアウターシース素線の径（ｄｓ）が、全て同一径である
ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
タイヤ断面の扁平率が８０％以下の大型車両用タイヤである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項１】
カーカスがスチールコードにより補強された空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記スチールコードが、螺旋状の型付けを施した素線径（ｄｃ）が０．１７５〜０．２２ｍｍの１本の素線からなるコアと、該コアの周囲に配した６本のインナーシース素線からなるインナーシースと、該インナーシースの周囲に配したｎ本（ｎは１０または１１本）のアウターシース素線とからなるアウターシースとを備え、前記インナーシースとアウターシースが同一方向に撚り合わされた１＋６＋ｎ構造であり、
前記螺旋状の型付けは、螺旋の振幅（Ｈ）と前記コア素線径（ｄｃ）とが１．０５≦Ｈ／ｄｃ≦１．２、螺旋ピッチ（Ｐｃ）とインナーシースの撚りピッチ（Ｐｉ）とがＰｉ＞Ｐｃであり、
前記コア素線径（ｄｃ）と、前記インナーシース及びアウターシースを構成する素線径（ｄｓ）とが、１．０５≦ｄｃ／ｄｓ≦１．２であり、かつ、
前記インナーシース素線の該スチールコード軸に対する撚り角度θ１と、前記アウターシース素線の該スチールコード軸に対する撚り角度θ２とのなす角度θが１０°以下である
ことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記インナーシース素線及びアウターシース素線の径（ｄｓ）が、全て同一径である
ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
タイヤ断面の扁平率が８０％以下の大型車両用タイヤである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２０８７２５（Ｐ２００９−２０８７２５Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５６４１１（Ｐ２００８−５６４１１）
【出願日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【出願人】（０００００３１４８）東洋ゴム工業株式会社 (2,711)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【出願人】（０００００３１４８）東洋ゴム工業株式会社 (2,711)
【Ｆターム（参考）】
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