空気入りラジアルタイヤ
【課題】ゴム侵入性と耐フレッチング性を改善しベルト耐久性を向上すると同時に良好な轍ワンダリング性を得ることができる空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】スチールコード１０により補強された２層以上のベルトを有す空気入りラジアルタイヤにおいて、スチールコード１０が、螺旋状の型付けを施した１本の素線からなるコア１１を有する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１３の撚りピッチ（Ｐｉ）とがＰｉ＞Ｐｃであり、インナーシース素線１４の該スチールコード軸に対する撚り角度θ１と、アウターシース素線１６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°以下であり、かつ、コード強力が１８００Ｎ以上、コード曲げ荷重が１１Ｎ以下である。
【解決手段】スチールコード１０により補強された２層以上のベルトを有す空気入りラジアルタイヤにおいて、スチールコード１０が、螺旋状の型付けを施した１本の素線からなるコア１１を有する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１３の撚りピッチ（Ｐｉ）とがＰｉ＞Ｐｃであり、インナーシース素線１４の該スチールコード軸に対する撚り角度θ１と、アウターシース素線１６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°以下であり、かつ、コード強力が１８００Ｎ以上、コード曲げ荷重が１１Ｎ以下である。
【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、さらに詳しくはベルトプライに用いられるスチールコードの耐疲労性を改善しベルト耐久性を向上させると同時に、良好な轍ワンダリング性を得るようにした大型車両用タイヤ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】
従来より、トラック・バス用など大型車両用の空気入りラジアルタイヤのベルトには、タイヤ強度やトレッド剛性を確保し、高いコーナリングパワーや良好な操縦安定性を得るために、スチールコードよりなる２層以上の交差ベルトがメインベルトに使用されている。
【０００３】
近年、車台の低床化に伴い扁平率を小さくした扁平タイヤが大型車両用タイヤにも普及するようになり、タイヤ高さに対してトレッド幅が広くなることによりトレッド剛性が増加して接地面の変形量が小さくなり、轍などの路面の段差を乗り越える際のワンダリング性が低下し、操縦安定性を損ねるという問題が生じている。
【０００４】
この轍ワンダリング性を改善するための手段としては、例えば、ベルトコードを細くしてベルトコードに柔軟性を付与したり、コード打ち込み密度を減じてベルト剛性を低下させる手段、トレッド面の曲率半径を小さくする手段などがあるが、前者ではベルト剛性の低下につれてタイヤ強度も低下し耐久性を損ねることになり、また後者ではトレッド接地圧が不均一になったり負荷が一部の接地部に偏り増大し、ベルト耐久性の低下や早期に偏摩耗を生じやすいという問題がある。
【０００５】
一方、従来よりベルトコードとして使用されている図９に示す３＋９＋１５×０．２３＋１構造のスチールコードは、コード強力と柔軟性とを合わせ持ち轍ワンダリング性は良好であるが、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て除々にコード強力の低下を進行させる問題や、コード内部へのゴム侵入性が劣ることからトレッドの外傷や溝底クラックから浸入する水分により耐腐食性が劣り、またコードコストが高価であるという欠点を持っている。
【０００６】
そこで、素線径を太くして、コード強力とゴム侵入性、コストの問題を解消しようとした、図６に示す３×０．２０＋６×０．３５などの２層構造スチールコードの使用が考えられるが、素線径が太いためにコード剛性が大きくなり、轍ワンダリング性に必要なコード柔軟性が損なわれるという欠点がある。
【０００７】
また、上記３層構造スチールコードの問題点を解決するものとして、１本のコア素線の周囲に２層のシースを配置し、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７参照）のスチールコード（特許文献１）や、シース素線の細径化やその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８参照）のスチールコード（特許文献２、３）が開示され、フレッチング摩耗の低減と撚線工数を減じた低コストのスチールコードが提案されている。
【０００８】
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し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、ゴムの侵入性不足のためベルトにかかる衝撃やせん断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、また外傷からの水分浸入による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という問題を抱えている。
【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】特表２００３−５１９２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑み、ゴム侵入性と耐フレッチング性を改善しベルト耐久性を向上すると同時に良好な轍ワンダリング性を得ることができ、かつ安価に供給することができるスチールコードを主ベルトに用いた大型車両用タイヤに好適な空気入りラジアルタイヤを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、ベルトプライに使用するスチールコードにおいて、１＋ｍ＋ｎ構造のコア及びシースを構成する素線、及び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向上しベルト耐久性を向上するとともに、適度の柔軟性をベルトコードに付与することでベルト剛性を最適にし轍ワンダリング性を改善できることを見出したものである。
【００１１】
すなわち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、スチールコードにより補強された２層以上のベルトを有す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°以下であり、かつ、該スチールコードのコード強力が１８００Ｎ以上、コード曲げ荷重が１１Ｎ以下であることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、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）が０．２５ｍｍ以下であって、前記コア素線径（ｄｃ）とｄｓとが１．０５≦ｄｃ／ｄｓ≦１．２であることが好ましい。また、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）が、全て同一径であることが好ましい。
【００１３】
そして、前記ベルトが２層以上の交差ベルト層からなる該タイヤの主ベルトであることが好ましく、さらに、タイヤ断面幅が３００ｍｍ以上であり、タイヤ断面の扁平率が８０％以下の大型車両用タイヤに好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、螺旋状の型付けを施したコア素線を有す１＋６＋ｎ構造スチールコードを用いることで、ゴム侵入性と耐フレッチングをバランス良く両立しベルト耐久性を向上するとともに、適度な柔軟性を主ベルトに付与することで轍乗り越し時に轍の段差にトレッド部が追従し良好な轍ワンダリング性を得ることができ、しかもスチールコードの生産性を向上しその低価格化を図ることがきる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態にかかる空気入りラジアルタイヤ及びそのベルトプライ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。
【００１６】
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。
【００１７】
タイヤＴは、トレッド部３と、該トレッド部３の両ショルダー部で連なる一対のサイドウォール部５と該サイドウォール部５に続くビード部４とを備え、ラジアル配列されたスチールコードの端部を左右一対のビードコア６で折り返して係止したカーカスプライ２と、スチールコードをタイヤ周方向に対して傾斜し配列した４層のベルトプライからなるベルト１をカーカスプライ２のタイヤ径方向外側のトレッド部３に配している。
【００１８】
カーカスプライ２には３＋９＋１５×０．１７５、３＋９＋１５×０．２２、３＋９×０．２２、３＋８×０．２２などのスチールコードが１プライで使用される。また、スチールコードの代わりに、ポリエステル、アラミドなどの有機繊維タイヤコードを使用してもよい。
【００１９】
前記ベルト１は、カーカスプライ２のタイヤ径方向外側のカーカス側から、タイヤ周方向に対して６０°程度の角度で配列された、例えば３×０．２０＋６×０．３５構造のスチールコードからなる１番ベルト１Ａと、タイヤ周方向に対して１５〜３０°程度の角度で相互にベルトコードを交差して配された本発明にかかる１＋６＋ｎ構造スチールコードからなる２番、３番ベルト１Ｂ、タイヤ周方向に対して１５〜３０°程度の角度で配された、例えば３×０．２０＋６×０．３５や１×５×０．３８構造スチールコードからなる４番ベルト１Ｃで構成され、２番、３番ベルト１Ｂがトレッド部３を主に補強する主ベルトを構成している。もちろん、１＋６＋ｎ構造スチールコードを１番〜４番の全てのベルト層に使用してもよい。
【００２０】
上記２番、３番ベルト１Ｂに用いられるのスチールコードは、中心に配した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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【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】
本発明において、インナーシース及びアウターシースの素線１４、１６の素線径ｄｓは０．２５ｍｍ以下であることが好ましい。ｄｓが０．２５ｍｍを超えるとコードの剛性が大きくなり主ベルトの柔軟性が失われ轍ワンダリング性が損なわれる。ｄｓの下限は特に限定されないが、０．２０ｍｍ未満では、コード強力が低くなるのでベルト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、タイヤ重量増にもなる。
【００２８】
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であることが好ましい。
【００２９】
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ことがある。
【００３０】
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倍よりも大きくすると、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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までゴムが十分侵入しなくなる。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
上記構成による１＋６＋ｎ構造スチールコードのコード強力は、１８００Ｎ以上であることを必要とする。コード強力が１８００Ｎ未満であると、大型タイヤのベルトプライに使用する際に、単位幅当たりの打ち込み本数が多くなってセパレーションを生じやすくし、タイヤ耐久性の低下原因となるからである。コード強力の上限は、特に制限されないが、強力を高くするには太い素線を必要とし、コード剛性の上昇に伴い轍ワンダリング性が悪化し、耐疲労性も低下するようになる。
【００４６】
また、上記１＋６＋ｎ構造スチールコードは、コード１本当たりの曲げ硬さが１１Ｎ以下であり、好ましくは７〜１０Ｎである。これにより、適度な柔軟性をベルトに付与することで轍乗り越し時に轍の段差にトレッド部が追従し良好な轍ワンダリング性を得ることができる。
【００４７】
コード１本当たりの曲げ硬さが１１Ｎを超えると、コードが剛直になって轍ワンダリング性を良好にすることが困難となり、そのためにコード打ち込み数を減少するとコード間隔が大になるためトレッド部の耐外傷性、特に釘などの鋭利な金属による耐カット性が低下する。また、曲げ硬さが低下するとコードが柔軟になりベルト剛性が確保できすコーナリング性能や操縦安定性が低下し、ベルト剛性を確保するためにコード打ち込み数を増加するとタイヤ重量増や接着性低下の問題が生じてくるので、轍ワンダリング性とを両立させるために曲げ硬さは７Ｎ程度以上が好ましい。
【００４８】
なお、コード１本当たりの曲げ硬さとは、スチールコード１本を支点間距離２５ｍｍにて、その中央部を曲げた時の最大荷重（Ｎ）で定義される値である。
【００４９】
本発明にかかるスチールコード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ので好ましくない。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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、所定の振幅で偏心しながら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。
【００５４】
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ベルトに用いることで、ゴム侵入性と耐フレッチング性をバランス良く向上し、ベルト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用などの大型車両に使用されるタイヤ断面幅が３００ｍｍ以上であり、その扁平率が８０％以下のタイヤに用いられ、特に主ベルトに適用することで轍ワンダリング性を向上することができる。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】
【００５５】
次に本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００５６】
表１、表２に記載のコード仕様に従い、実施例、比較例の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。
【００５７】
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。
【００５８】
従来例１、２、３のスチールコードは上記と同様にして得た素線を用いて、常法によりチューブラー式撚線機を使用し製造したものである。
【００５９】
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フレッチング性、ゴム侵入性、主ベルトに該スチールコードを使用したタイヤの耐久性及び轍ワンダリング性を、下記の試験法により評価した。結果を表１、表２に示す。
【００６０】
［耐フレッチング性（ベルト疲労試験）］
コード打ち込み本数を１２本／２５．４ｍｍ（比較例１１は１４本／２５．４ｍｍ）として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）を作製した。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、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。
【００６１】
［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。
【００６２】
［タイヤ耐久性］
コード打ち込み本数を１２本／２５．４ｍｍとしてゴム被覆した各トッピングシートを作製し、所定幅、角度にて裁断したものを２番、３番の交差ベルト層（主ベルト）に適用した、図１に示すサイズ３１５／７０Ｒ２２．５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、カーカスは３＋９＋１５×０．１７５スチールコード（打ち込み数１５本／２５．４ｍｍ）の１プライ、１番ベルトは３×０．２０＋６×０．３５スチールコード（打ち込み数８本／２５．４ｍｍ）、４番ベルトは１×５×０．３８スチールコード（打ち込み数１１本／２５．４ｍｍ）とし、その他の各部位には全て共通の部材を使用した。
【００６３】
〈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、負荷荷重４５００ｋｇで一定とし、速度５６ｋｍ／ｈから１２時間ごとに８ｋｍ／ｈずつ速度を増加させ、タイヤ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１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。
【００６４】
［轍ワンダリング性］
各試作タイヤの内圧を９００ｋＰａとし、大型トレーラートラックの前輪に装着し、轍（幅４０ｃｍ、深さ５ｃｍ、轍斜面傾斜角３５°の断面略逆台形状）を設けた試験路面を走行し、轍から脱出する時の乗り越し性をテストドライバー３名によるフィーリングテストにより評価した。轍をスムーズに乗り越し、乗り越し後のハンドル操作にふらつきを感じないものを「○」、やや轍を乗り越しにくく、乗り越し後のハンドル操作にふらつき感が感じられるものを「△」、轍の乗り越しが困難で、乗り越し後のハンドル操作にふらつきが大きいものを「×」、と評価し、表に示した。
【００６５】
【表１】
【００６６】
【表２】
【００６７】
従来例１は、ゴム侵入性が不十分であり、インナーシースとアウターシースの撚り方向が異方向であり耐フレッチング性が劣りタイヤ耐久性が劣るが、コードの曲げ硬さが適度でベルト剛性に柔軟さあり轍ワンダリング性は良好である。従来例２は、コード曲げ硬さを従来例１並みに維持し、轍ワンダリング性を良好にするが、コンパクト撚りでゴム侵入性が非常に悪く、コードのばらけや腐食疲労による耐久性低下が見込まれる。従来例３は、素線径が太くコード曲げ硬さが大きくなり、ベルト剛性の上昇により轍ワンダリング性が悪化した。
【００６８】
実施例１〜２は、コード曲げ硬さを従来例１並みに維持し、轍ワンダリング性を良好にするとともに、ゴム侵入性と耐フレッチング性を両立し、タイヤ耐久性に優れることがわかる。
【００６９】
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コア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未満のためコアの螺旋振幅を大きくしても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ず、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。比較例１１はコード強力が１８００Ｎ未満のため、コード打ち込み本数が増しベルトエッジセパによりタイヤ耐久性が低下し、比較例１２はコード曲げ荷重が１１Ｎを超え、轍ワンダリング性が劣り、タイヤ耐久性も低下し、比較例１３はシース素線径ｄｓが０．２５を超え、コード曲げ荷重が上昇し轍ワンダリング性が悪化する結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上説明したように、本発明は、トラックやバスなどの大型車両用の空気入りラジアルタイヤに適用しタイヤ耐久性、轍ワンダリング性を共に向上することができ、特にタイヤ断面幅が３００ｍｍ以上、その扁平率が８０％以下の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】
【００７１】
【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＋６＋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】３＋６構造スチールコードの断面図である。
【図７】１＋１８構造スチールコードの断面図である。
【図８】従来例の１＋６＋１１構造スチールコードの断面図である。
【図９】３＋９＋１５構造スチールコードの断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくはベルトプライに用いられるスチールコードの耐疲労性を改善しベルト耐久性を向上させると同時に、良好な轍ワンダリング性を得るようにした大型車両用タイヤ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】
従来より、トラック・バス用など大型車両用の空気入りラジアルタイヤのベルトには、タイヤ強度やトレッド剛性を確保し、高いコーナリングパワーや良好な操縦安定性を得るために、スチールコードよりなる２層以上の交差ベルトがメインベルトに使用されている。
【０００３】
近年、車台の低床化に伴い扁平率を小さくした扁平タイヤが大型車両用タイヤにも普及するようになり、タイヤ高さに対してトレッド幅が広くなることによりトレッド剛性が増加して接地面の変形量が小さくなり、轍などの路面の段差を乗り越える際のワンダリング性が低下し、操縦安定性を損ねるという問題が生じている。
【０００４】
この轍ワンダリング性を改善するための手段としては、例えば、ベルトコードを細くしてベルトコードに柔軟性を付与したり、コード打ち込み密度を減じてベルト剛性を低下させる手段、トレッド面の曲率半径を小さくする手段などがあるが、前者ではベルト剛性の低下につれてタイヤ強度も低下し耐久性を損ねることになり、また後者ではトレッド接地圧が不均一になったり負荷が一部の接地部に偏り増大し、ベルト耐久性の低下や早期に偏摩耗を生じやすいという問題がある。
【０００５】
一方、従来よりベルトコードとして使用されている図９に示す３＋９＋１５×０．２３＋１構造のスチールコードは、コード強力と柔軟性とを合わせ持ち轍ワンダリング性は良好であるが、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て除々にコード強力の低下を進行させる問題や、コード内部へのゴム侵入性が劣ることからトレッドの外傷や溝底クラックから浸入する水分により耐腐食性が劣り、またコードコストが高価であるという欠点を持っている。
【０００６】
そこで、素線径を太くして、コード強力とゴム侵入性、コストの問題を解消しようとした、図６に示す３×０．２０＋６×０．３５などの２層構造スチールコードの使用が考えられるが、素線径が太いためにコード剛性が大きくなり、轍ワンダリング性に必要なコード柔軟性が損なわれるという欠点がある。
【０００７】
また、上記３層構造スチールコードの問題点を解決するものとして、１本のコア素線の周囲に２層のシースを配置し、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７参照）のスチールコード（特許文献１）や、シース素線の細径化やその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８参照）のスチールコード（特許文献２、３）が開示され、フレッチング摩耗の低減と撚線工数を減じた低コストのスチールコードが提案されている。
【０００８】
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し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、ゴムの侵入性不足のためベルトにかかる衝撃やせん断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、また外傷からの水分浸入による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という問題を抱えている。
【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】特表２００３−５１９２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑み、ゴム侵入性と耐フレッチング性を改善しベルト耐久性を向上すると同時に良好な轍ワンダリング性を得ることができ、かつ安価に供給することができるスチールコードを主ベルトに用いた大型車両用タイヤに好適な空気入りラジアルタイヤを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、ベルトプライに使用するスチールコードにおいて、１＋ｍ＋ｎ構造のコア及びシースを構成する素線、及び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向上しベルト耐久性を向上するとともに、適度の柔軟性をベルトコードに付与することでベルト剛性を最適にし轍ワンダリング性を改善できることを見出したものである。
【００１１】
すなわち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、スチールコードにより補強された２層以上のベルトを有す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°以下であり、かつ、該スチールコードのコード強力が１８００Ｎ以上、コード曲げ荷重が１１Ｎ以下であることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、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）が０．２５ｍｍ以下であって、前記コア素線径（ｄｃ）とｄｓとが１．０５≦ｄｃ／ｄｓ≦１．２であることが好ましい。また、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）が、全て同一径であることが好ましい。
【００１３】
そして、前記ベルトが２層以上の交差ベルト層からなる該タイヤの主ベルトであることが好ましく、さらに、タイヤ断面幅が３００ｍｍ以上であり、タイヤ断面の扁平率が８０％以下の大型車両用タイヤに好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、螺旋状の型付けを施したコア素線を有す１＋６＋ｎ構造スチールコードを用いることで、ゴム侵入性と耐フレッチングをバランス良く両立しベルト耐久性を向上するとともに、適度な柔軟性を主ベルトに付与することで轍乗り越し時に轍の段差にトレッド部が追従し良好な轍ワンダリング性を得ることができ、しかもスチールコードの生産性を向上しその低価格化を図ることがきる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態にかかる空気入りラジアルタイヤ及びそのベルトプライ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。
【００１６】
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。
【００１７】
タイヤＴは、トレッド部３と、該トレッド部３の両ショルダー部で連なる一対のサイドウォール部５と該サイドウォール部５に続くビード部４とを備え、ラジアル配列されたスチールコードの端部を左右一対のビードコア６で折り返して係止したカーカスプライ２と、スチールコードをタイヤ周方向に対して傾斜し配列した４層のベルトプライからなるベルト１をカーカスプライ２のタイヤ径方向外側のトレッド部３に配している。
【００１８】
カーカスプライ２には３＋９＋１５×０．１７５、３＋９＋１５×０．２２、３＋９×０．２２、３＋８×０．２２などのスチールコードが１プライで使用される。また、スチールコードの代わりに、ポリエステル、アラミドなどの有機繊維タイヤコードを使用してもよい。
【００１９】
前記ベルト１は、カーカスプライ２のタイヤ径方向外側のカーカス側から、タイヤ周方向に対して６０°程度の角度で配列された、例えば３×０．２０＋６×０．３５構造のスチールコードからなる１番ベルト１Ａと、タイヤ周方向に対して１５〜３０°程度の角度で相互にベルトコードを交差して配された本発明にかかる１＋６＋ｎ構造スチールコードからなる２番、３番ベルト１Ｂ、タイヤ周方向に対して１５〜３０°程度の角度で配された、例えば３×０．２０＋６×０．３５や１×５×０．３８構造スチールコードからなる４番ベルト１Ｃで構成され、２番、３番ベルト１Ｂがトレッド部３を主に補強する主ベルトを構成している。もちろん、１＋６＋ｎ構造スチールコードを１番〜４番の全てのベルト層に使用してもよい。
【００２０】
上記２番、３番ベルト１Ｂに用いられるのスチールコードは、中心に配した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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【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】
本発明において、インナーシース及びアウターシースの素線１４、１６の素線径ｄｓは０．２５ｍｍ以下であることが好ましい。ｄｓが０．２５ｍｍを超えるとコードの剛性が大きくなり主ベルトの柔軟性が失われ轍ワンダリング性が損なわれる。ｄｓの下限は特に限定されないが、０．２０ｍｍ未満では、コード強力が低くなるのでベルト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、タイヤ重量増にもなる。
【００２８】
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であることが好ましい。
【００２９】
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ことがある。
【００３０】
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倍よりも大きくすると、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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までゴムが十分侵入しなくなる。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
上記構成による１＋６＋ｎ構造スチールコードのコード強力は、１８００Ｎ以上であることを必要とする。コード強力が１８００Ｎ未満であると、大型タイヤのベルトプライに使用する際に、単位幅当たりの打ち込み本数が多くなってセパレーションを生じやすくし、タイヤ耐久性の低下原因となるからである。コード強力の上限は、特に制限されないが、強力を高くするには太い素線を必要とし、コード剛性の上昇に伴い轍ワンダリング性が悪化し、耐疲労性も低下するようになる。
【００４６】
また、上記１＋６＋ｎ構造スチールコードは、コード１本当たりの曲げ硬さが１１Ｎ以下であり、好ましくは７〜１０Ｎである。これにより、適度な柔軟性をベルトに付与することで轍乗り越し時に轍の段差にトレッド部が追従し良好な轍ワンダリング性を得ることができる。
【００４７】
コード１本当たりの曲げ硬さが１１Ｎを超えると、コードが剛直になって轍ワンダリング性を良好にすることが困難となり、そのためにコード打ち込み数を減少するとコード間隔が大になるためトレッド部の耐外傷性、特に釘などの鋭利な金属による耐カット性が低下する。また、曲げ硬さが低下するとコードが柔軟になりベルト剛性が確保できすコーナリング性能や操縦安定性が低下し、ベルト剛性を確保するためにコード打ち込み数を増加するとタイヤ重量増や接着性低下の問題が生じてくるので、轍ワンダリング性とを両立させるために曲げ硬さは７Ｎ程度以上が好ましい。
【００４８】
なお、コード１本当たりの曲げ硬さとは、スチールコード１本を支点間距離２５ｍｍにて、その中央部を曲げた時の最大荷重（Ｎ）で定義される値である。
【００４９】
本発明にかかるスチールコード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ので好ましくない。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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、所定の振幅で偏心しながら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。
【００５４】
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ベルトに用いることで、ゴム侵入性と耐フレッチング性をバランス良く向上し、ベルト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用などの大型車両に使用されるタイヤ断面幅が３００ｍｍ以上であり、その扁平率が８０％以下のタイヤに用いられ、特に主ベルトに適用することで轍ワンダリング性を向上することができる。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】
【００５５】
次に本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００５６】
表１、表２に記載のコード仕様に従い、実施例、比較例の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。
【００５７】
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。
【００５８】
従来例１、２、３のスチールコードは上記と同様にして得た素線を用いて、常法によりチューブラー式撚線機を使用し製造したものである。
【００５９】
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フレッチング性、ゴム侵入性、主ベルトに該スチールコードを使用したタイヤの耐久性及び轍ワンダリング性を、下記の試験法により評価した。結果を表１、表２に示す。
【００６０】
［耐フレッチング性（ベルト疲労試験）］
コード打ち込み本数を１２本／２５．４ｍｍ（比較例１１は１４本／２５．４ｍｍ）として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）を作製した。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、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。
【００６１】
［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。
【００６２】
［タイヤ耐久性］
コード打ち込み本数を１２本／２５．４ｍｍとしてゴム被覆した各トッピングシートを作製し、所定幅、角度にて裁断したものを２番、３番の交差ベルト層（主ベルト）に適用した、図１に示すサイズ３１５／７０Ｒ２２．５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、カーカスは３＋９＋１５×０．１７５スチールコード（打ち込み数１５本／２５．４ｍｍ）の１プライ、１番ベルトは３×０．２０＋６×０．３５スチールコード（打ち込み数８本／２５．４ｍｍ）、４番ベルトは１×５×０．３８スチールコード（打ち込み数１１本／２５．４ｍｍ）とし、その他の各部位には全て共通の部材を使用した。
【００６３】
〈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、負荷荷重４５００ｋｇで一定とし、速度５６ｋｍ／ｈから１２時間ごとに８ｋｍ／ｈずつ速度を増加させ、タイヤ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１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。
【００６４】
［轍ワンダリング性］
各試作タイヤの内圧を９００ｋＰａとし、大型トレーラートラックの前輪に装着し、轍（幅４０ｃｍ、深さ５ｃｍ、轍斜面傾斜角３５°の断面略逆台形状）を設けた試験路面を走行し、轍から脱出する時の乗り越し性をテストドライバー３名によるフィーリングテストにより評価した。轍をスムーズに乗り越し、乗り越し後のハンドル操作にふらつきを感じないものを「○」、やや轍を乗り越しにくく、乗り越し後のハンドル操作にふらつき感が感じられるものを「△」、轍の乗り越しが困難で、乗り越し後のハンドル操作にふらつきが大きいものを「×」、と評価し、表に示した。
【００６５】
【表１】
【００６６】
【表２】
【００６７】
従来例１は、ゴム侵入性が不十分であり、インナーシースとアウターシースの撚り方向が異方向であり耐フレッチング性が劣りタイヤ耐久性が劣るが、コードの曲げ硬さが適度でベルト剛性に柔軟さあり轍ワンダリング性は良好である。従来例２は、コード曲げ硬さを従来例１並みに維持し、轍ワンダリング性を良好にするが、コンパクト撚りでゴム侵入性が非常に悪く、コードのばらけや腐食疲労による耐久性低下が見込まれる。従来例３は、素線径が太くコード曲げ硬さが大きくなり、ベルト剛性の上昇により轍ワンダリング性が悪化した。
【００６８】
実施例１〜２は、コード曲げ硬さを従来例１並みに維持し、轍ワンダリング性を良好にするとともに、ゴム侵入性と耐フレッチング性を両立し、タイヤ耐久性に優れることがわかる。
【００６９】
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コア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未満のためコアの螺旋振幅を大きくしても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ず、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。比較例１１はコード強力が１８００Ｎ未満のため、コード打ち込み本数が増しベルトエッジセパによりタイヤ耐久性が低下し、比較例１２はコード曲げ荷重が１１Ｎを超え、轍ワンダリング性が劣り、タイヤ耐久性も低下し、比較例１３はシース素線径ｄｓが０．２５を超え、コード曲げ荷重が上昇し轍ワンダリング性が悪化する結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上説明したように、本発明は、トラックやバスなどの大型車両用の空気入りラジアルタイヤに適用しタイヤ耐久性、轍ワンダリング性を共に向上することができ、特にタイヤ断面幅が３００ｍｍ以上、その扁平率が８０％以下の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】
【００７１】
【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＋６＋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】３＋６構造スチールコードの断面図である。
【図７】１＋１８構造スチールコードの断面図である。
【図８】従来例の１＋６＋１１構造スチールコードの断面図である。
【図９】３＋９＋１５構造スチールコードの断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スチールコードにより補強された２層以上のベルトを有す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°以下であり、かつ、
該スチールコードのコード強力が１８００Ｎ以上、コード曲げ荷重が１１Ｎ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及びアウターシースを構成する素線径（ｄｓ）が０．２５ｍｍ以下であって、前記コア素線径（ｄｃ）とｄｓとが１．０５≦ｄｃ／ｄｓ≦１．２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】
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）が、全て同一径である
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４】
前記ベルトが２層以上の交差ベルト層からなる該タイヤの主ベルトである
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
タイヤ断面幅が３００ｍｍ以上であり、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１〜４のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項１】
スチールコードにより補強された２層以上のベルトを有す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°以下であり、かつ、
該スチールコードのコード強力が１８００Ｎ以上、コード曲げ荷重が１１Ｎ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及びアウターシースを構成する素線径（ｄｓ）が０．２５ｍｍ以下であって、前記コア素線径（ｄｃ）とｄｓとが１．０５≦ｄｃ／ｄｓ≦１．２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】
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）が、全て同一径である
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４】
前記ベルトが２層以上の交差ベルト層からなる該タイヤの主ベルトである
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
タイヤ断面幅が３００ｍｍ以上であり、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１〜４のいずれか１項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９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２０８７２６（Ｐ２００９−２０８７２６Ａ）
【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２００８−５６４２０（Ｐ２００８−５６４２０）
【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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