JP2007314012A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】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られる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。
【解決手段】スチールコードからなる２層以上の交差ベルト層を有す空気入りラジアルタイヤであって、前記スチールコード１０が１＋ｍ＋ｎ構造であり、そのインナーシース１３とアウターシース１５の撚り方向が同一方向に撚り合わされ、インナーシース１３及びアウターシース１５を構成する各シースフィラメント１４、１６相互の隣接間の隙間Ｓ１、Ｓ２が平均０．００８ｍｍ以上であり、インナーシースフィラメント１４の該スチールコード軸に対する撚り角度θ１と、アウターシースフィラメント１６の該スチールコード軸に対する撚り角度θ２との交角θが１０°以下であり、かつ、該スチールコード１０のコード１本当たりの曲げ硬さが８〜１１．５Ｎであって、そのベルト剛性が９５０〜１４５０Ｎ／２５ｍｍである。
【選択図】図２

Description

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。

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プライには、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使用されている。

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。

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。

一方、従来よりベルトコードとして使用されている図８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、タイヤ使用中にフィラメント同士及びラッピングワイヤＷと外層シースフィラメントとの摩擦によるフレッチング摩耗によってフィラメント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。

そこで、フィラメント径を太くして、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５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、フィラメント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。

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本のコアフィラメントの周囲に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フィラメント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、シースフィラメント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７参照）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。

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、フィラメント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、反面で構成フィラメント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、一部のフィラメント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。
実公平３−２９３５５号公報 特開平８−２３２１７９号公報 特表２００３−５１９２９９号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、ベルトプライに用いられるスチールコードを安価にするとともに、そのゴム侵入性や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られる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。

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フィラメント、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良好にすることを見出したものである。

すなわち、請求項１に記載の発明は、スチールコードからなる２層以上の交差ベルト層を有す空気入りラジアルタイヤであって、前記スチールコードは、中心に配した１本のフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に配したｍ本のインナーシースフィラメント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本のアウターシースフィラメントとからなるアウターシースとを備える１＋ｍ＋ｎ構造スチールコード（ｍは５または６本、ｎは１０または１１本）で、前記インナーシースとアウターシースとの撚り方向が同一方向に撚り合わされ、前記インナーシース及びアウターシースを構成する各シースフィラメント相互の隣接間の隙間が平均０．００８ｍｍ以上であるとともに、前記インナーシースフィラメント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フィラメントの該スチールコード軸に対する撚り角度θ２との交角θが１０°以下であり、かつ、該スチールコードのコード１本当たりの曲げ硬さが８〜１１．５Ｎであって、そのベルト剛性が９５０〜１４５０Ｎ／２５ｍｍ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。

請求項２に記載の発明は、前記スチールコードのコアフィラメント径ｄｃとインナーシースフィラメント径ｄ１とが、次式（１）の関係を満たす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である。
０．０５５≧（ｄｃ＋ｄ１）ｓｉｎ（π／ｍ）−ｄ１≧０．００８（ｍｍ） （１）

請求項３に記載の発明は、前記コアフィラメント径ｄｃが０．２３ｍｍ以上、前記インナーシース及びアウターシースを構成するフィラメント径ｄｓが０．２５ｍｍ以下であり、前記ｄｃとｄｓとの比が０．８０≦ｄｃ／ｄｓ≦１．２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である。

請求項４に記載の発明は、前記インナーシースフィラメント及びアウターシースフィラメントの径が、全て同一径であることを特徴とする請求項３に記載の空気入りラジアルタイヤである。

請求項５に記載の発明は、前記インナーシースフィラメントの撚り角度θ１が１２〜２０°であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤである。

請求項６に記載の発明は、前記スチールコードの切断荷重が１８００Ｎ以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤである。

請求項７に記載の発明は、タイヤ断面幅が３００ｍｍ以上であり、その扁平率が８０％以下の大型車両用タイヤである請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤである。

本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、１＋ｍ＋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することでベルト耐久性を向上するとともに、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低価格化を図ることが出来る。

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。

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例を示すラジアルタイヤ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。

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に有している。該ベルトプライ１は、２番、３番ベルトプライ１Ｂ間でそのベルトコードが相互に交差され配置されている。

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。

前記ベルトプライ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２３°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＋ｍ＋ｎ構造スチールコードからなる２、３番ベルト１Ｂ、タイヤ周方向に対して２３°程度の角度で配された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、３番ベルト１Ｂがトレッド部３を主に補強するワーキングベルトをなしている。

上記２、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本のフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に配したｍ本のインナーシースフィラメント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本のアウターシースフィラメントとからなるアウターシースとで構成された１＋ｍ＋ｎ（ｍは５または６本、ｎは１０または１１本）構造のスチールコードである。

上記１＋ｍ＋ｎ構造のスチールコードは、ｍが５本または６本のフィラメントであり、ｎが１０本または１１本のフィラメントで構成される。すなわち、１＋５＋１０，１＋５＋１１、１＋６＋１０、１＋６＋１１構造のスチールコードが挙げられる。

ここで、コアを１本のフィラメントとするのは、コアが２本撚りではコード断面形状が扁平化することでインナーシースとアウターシースを断面形状を安定させながら同一方向に撚り合わせるのが困難であり、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耐腐食性が低下することと、またコアを１本とすることでインナーシース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、シース層が３層以上になると撚り構造が複雑化し、特に３層以上の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。

インナーシースのフィラメント数ｍが４本以下では、コアの周囲でインナーシースフィラメントが動きやすく偏りを生じてゴム侵入性が悪化し、７本以上を配置するにはコアとインナーシースフィラメント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する。アウターシースフィラメント数ｎを１０または１１本とするのも、同様の理由である。

図２は、本発明にかかる１＋ｍ＋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を構成するフィラメント径ｄｃの１本のコアフィラメント１２と、該コア１１の周囲に配置したインナーシース１３を構成するフィラメント径ｄ１の６本のインナーシースフィラメント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を構成するフィラメント径ｄ２の１１本のアウターシースフィラメント１６とからなる、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。

また、図３は、本発明にかかる１＋ｍ＋ｎ構造スチールコードの他の例を示すコード断面図であり、中心に配したフィラメント径ｄｃ’の１本のコアフィラメント２２と、該コア２１の周囲に配置したインナーシース２３を構成するフィラメント径ｄ１’の５本のインナーシースフィラメント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を構成するフィラメント径ｄ２’の１０本のアウターシースフィラメント２６とからなり、インナーシース２３とアウターシース２５とを同一方向に撚り合わせた１＋５＋１０構造のスチールコード２０である。

以下、本発明にかか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。

本発明において、コアフィラメント１２のフィラメント径ｄｃは０．２３ｍｍ以上であることが好ましく、インナーシース１３とアウターシース１５のフィラメント径ｄｓは０．２５ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、１＋ｍ＋ｎ構造においてベルトコードとしての強力を確保する上で、コア１１の周囲に配されるインナーシース１３及びアウターシース１５のフィラメント１４、１５との撚り合わせバランスを良好にするとともに、同一シース内のシースフィラメント相互の隣接間にゴムの侵入する隙間Ｓ１、Ｓ２を形成することが容易となる。

上記コアフィラメント径ｄｃの上限は特に限定されないが、０．３０ｍｍ未満、より好ましくは０．２７ｍｍ以下である。０．３０ｍｍ以上になると、コードの曲げ硬さが大きくなりベルト剛性が高くなって良好な轍ワンダリング性が得られ難くなる。また、フィラメントの耐疲労性はフィラメント径による依存性が大きいことが知られており、ｄｃが０．３５ｍｍを超えると、フィラメント表面歪みが大きくなり耐疲労性に不利になり、またコアに太いフィラメントを用いるとコードの真直性も悪くなりトッピング工程などの工程通過性が低下する。

また、シースフィラメント径ｄｓの下限は特に制限されないが、０．１８〜０．２４ｍｍ、さらには０．２０〜０．２３ｍｍであるものが好ましい。０．１８ｍｍ未満では、１＋ｍ＋ｎ構造において大型タイヤ用途のベルトコードとしての強力を確保することが困難となり、またフィラメント伸線性が低下し、すなわち伸線速度の低下や断線の増加で生産性が悪くベルト用コードとしてコスト的に見合わなくなる。

また、前記コアフィラメント径ｄｃと、インナーシースフィラメント１４及びアウターシースフィラメント１６を構成するフィラメント径ｄｓとの関係は、１＜ｄｃ／ｄｓ≦１．２であることが好ましい。

図２に示す１＋６＋１１構造の場合、コアフィラメント径ｄｃをインナーシース及びアウターシースフィラメント径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、インナーシースフィラメント１４相互の隣接間及びアウターシースフィラメント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。この隙間Ｓ１、Ｓ２は共に平均０．００８ｍｍ以上である必要があり、好ましくは０．０１ｍｍ以上、より好ましくは０．０２〜０．０６ｍｍである。

また、コアフィラメント径ｄｃを若干太くすることで、コアフィラメント１２とインナーシースフィラメント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、コアフィラメント径ｄｃとインナーシースフィラメント径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フィラメント１４がコアフィラメント１２の周りで動きやすくなり、フィラメント１４が偏ってゴム侵入性の低下やコアフィラメント１２のフレッチング摩耗が増えて耐疲労性が低下するので好ましくない。

この時、前記インナーシースフィラメント１２の径ｄ１とアウターシースフィラメント１６の径ｄ２は、全て同一のフィラメント径ｄｓであってもよく、ｄ１とｄ２が異なるものでもよい。また、同一シース１３及び１５内で異径フィラメントを組み合わせてもよいが、フィラメント部材数の増加、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同一シース内には同一径のフィラメントを用いることが好ましい。

また、図３に示す１＋５＋１０構造の場合は、コアフィラメント径ｄｃとシースフィラメント径ｄｓは上記０．８０≦ｄｃ／ｄｓ≦１．２の関係を満たす範囲でコアフィラメント径ｄｃがシースフィラメント径ｄｓよりも細径であってもよく、インナーシースフィラメント２４相互の隣接間及びアウターシースフィラメント２６相互の隣接間に、コード２０内にゴムが侵入する隙間Ｓ３とＳ４を形成することができるフィラメント径ｄｓを選択すればよい。この場合も、前記隙間Ｓ３、Ｓ４は共に平均０．００８ｍｍ以上である必要があり、好ましくは０．０１ｍｍ以上、より好ましくは０．０２〜０．０６ｍｍである。

本発明では、上記コアフィラメント１２とシースフィラメント１４、１６を組み合わせてスチールコード１０を構成するに際し、コアフィラメント径ｄｃとインナーシースフィラメント径ｄ１とが、次式（１）の関係を満たすことが好ましい。
０．０５５≧（ｄｃ＋ｄ１）ｓｉｎ（π／ｍ）−ｄ１≧０．００８（ｍｍ） （１）

上記式（１）から求められる値は、コード断面におけるフィラメント断面を真円として、幾何学的にインナーシースフィラメント１４、１４間の最短距離の平均値Ｔを求めたものである。

実際には、シースフィラメント１４はコア１１の周囲に巻き付けられるので、フィラメント断面は楕円状を有しインナーシースフィラメント１４、１４間の実隙間Ｓ１は上記式（１）で得られる値よりも若干小さくなり、また楕円径状は厳密にはシースフィラメントの撚りピッチにより異なってくる。

本発明者は、スチールコード被覆用ゴムの未加硫時特性、すなわち、加硫時温度、圧力でのゴム流動性とフィラメント間の距離、及びコード内部へのゴム侵入性について鋭意研究を行った結果、ｄｃとｄ１とが式（１）により得られる値が０．００８ｍｍ以上の関係にあれば、コアまで達するゴム侵入性が可能であること見出したものである。

すなわち、式（１）の値が０．００８ｍｍ以上であればタイヤ加硫時にコード内部のコア１１まで十分に被覆ゴムが侵入することができ、０．００８ｍｍ未満ではコード内部へのゴム侵入性が不十分となり、本発明が十分達成できないという知見を得たものである。

また、式（１）の範囲が、０．０５５ｍｍを超えるとシースフィラメントの偏りがコード製造過程やトッピング工程で生じやすくなり本発明を達成することが困難となる。

本発明にかかるスチールコード１０は、図２に示すようにコアフィラメント１２の周囲に６本のアウターシースフィラメント１４全てが密接し撚り合わされることはなく、実際には一部のフィラメント１４は密接し、他のフィラメント１４は少しコアフィラメント１２から浮いた状態になっている。従って、実際の隙間Ｓ１、Ｓ２は上記式（１）で得られる値よりも大きく形成されており、該実隙間は０．０１ｍｍ以上、さらには０．０１５ｍｍ以上であることが好ましい。

また、十分なゴム侵入が確保できる隙間Ｓ１、Ｓ２を形成するために、シースフィラメント１４、１６の型付け率を通常より若干大きくし、例えば、９５〜１２０％にして故意にコア１１からシースフィラメント１４、１６を浮き気味にして撚り合わせてもよい。さらに、コアフィラメント１２の長手方向にコアフィラメント径ｄｃの１．０５〜１．２倍程度の振幅でらせん状や波状のくせ付けを施して見掛けフィラメント径を大として用いてもよい。

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基づくフィラメントの点接触によるフレッチング摩耗の問題を軽減し、フィラメント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。

また、図４に示すように、スチールコード１０は、インナーシースフィラメント１４の該コード軸Ｏに対する撚り角度θ１と、アウターシースフィラメント１６の該コード軸Ｏに対する撚り角度θ２との交角θが１０°以下である。

これにより、インナーシースフィラメント１４、１４間の谷間にアウターシースフィラメント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フィラメントへの応力集中の問題を解消することができる。

θ１とθ２との交角θが１０°を超えると、インナーシースフィラメント１４とアウターシースフィラメント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、フィラメント表面のメッキが削られ、フィラメント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。特に、ベルトプライでは、外傷からの水分がメッキ削れ部を腐食のイニシエーションとする接着低下からベルトセパレーションを誘発することがあり、むしろ強力低下現象よりもメッキ削れを防止して腐食疲労性を向上する観点で耐フレッチング性が重要になる。

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で撚り合わされ、耐疲労性、及び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。

また、本発明においては、前記インナーシースフィラメント１４の撚り角度θ１が１２〜２０°であることが好ましい。

インナーシースフィラメントの撚り角度θ１が、１２°未満であるとコード軸Ｏに対してフィラメント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。

上記構成による本発明にかかる１＋ｍ＋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８〜１１．５Ｎであり、そのコードを用いたベルトプライのベルト剛性が９５０〜１４５０Ｎ／２５ｍｍの範囲である。

コード１本当たりの曲げ硬さが８Ｎ未満ではスチール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。また、１１．５Ｎを超えるとコードが剛直になり過ぎ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りトレッド部の耐外傷性、特に釘などに鋭利な金属による耐カット性が低下する。

本発明においては、スチールコード１本当たりの曲げ硬さが上記範囲であり、そのコードを用いたベルトプライのベルト剛性が９５０〜１４５０Ｎ／２５ｍｍの範囲に設計することで、コーナリング特性や操縦安定性などのタイヤ特性を損なうことなく、ベルト耐久性を向上するとともに、良好な轍ワンダリング性を得ることができる。

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。

また、ベルト剛性とは、上記コード１本当たりの曲げ硬さ（Ｎ）にベルトプライのコード打ち込み数（本／２５ｍｍ）を乗じた値で定義する。

上記構成による１＋ｍ＋ｎ構造スチールコードの切断荷重は、１８００Ｎ以上であることが好ましい。コード切断荷重が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。

本発明にかかるスチールコードを構成する各フィラメントは、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／ｍｍ^２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／ｍｍ^２以上が好ましく、さらに２９００Ｎ／ｍｍ^２以上にある高抗張力フィラメントであることがより好ましい。しかし、抗張力が３５００Ｎ／ｍｍ^２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。

さらに、フィラメント表面には、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。

このスチールコードの製造は、例えばスチールコード１０では、コアフィラメント１２の周囲に配されたインナーシース１３の６本のフィラメント１４が鏡板から集合ボイスに集束され、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本のフィラメント１６を配し鏡板から集合ボイスに集束し、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されることで、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される。

また、同一ライン上に連結された２台のバンチャー式撚線機を用い、第１のアウト−イン−アウト式バンチャー式撚線機で１＋６構成のインナーシースを撚り合わせ、これに連続して前記１＋６構造の周囲に１１本のアウターシースフィラメント１６を配置して鏡板から集合ボイスに集束して第２のアウト−イン式バンチャー式撚線機に導入し１＋６＋１１構造スチールコード１０を１工程で製造することができる。

また、上記バンチャー式撚線機に代えて、上記同一ライン上に連結された２台のチューブラー式撚線機を用いても同様に１＋６＋１１構造スチールコード１０を１工程で製造することができる。ここで、第１撚線機をバンチャー式撚線機、第２撚線機をチューブラー式撚線機としても、またその逆に配置したものでもよい。

上記のスチールコードの製造方法によると、インナーシース１３の撚りピッチＰ１とアウターシース１６の撚りピッチＰ２を任意に設定することができ、すなわちそれぞれの撚り角度θ１、θ２が自在にコントロールできるので、θ１とθ２との交角θの設定が容易に可能となる。

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、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。

次に本発明を実施例によって具体的に説明する。

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４〜６、ｎは９〜１１）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。

これらのスチールコードに用いた各フィラメントは、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。

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フィラメントを用いて、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。

これらのスチールコードについて、ゴム侵入性、ベルト疲労試験による耐フレッチング性、ワーキング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。

［耐フレッチング性（ベルト疲労試験）］
従来例１のコード打ち込み本数を１０．５本／２５ｍｍとし、これとベルト強力が同等になるように各スチールコードのコード打ち込み本数を調整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）を作製した。ファイアストーン型ベルト疲労試験機にて、１インチプーリーを用いて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、顕微鏡でフィラメントを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「◎」、フィラメント径減少率が最大で直径の１／８まで達したものを「○」、フィラメント径減少率が最大で直径の１／６まで達したものを「△」、フィラメント径減少率が最大で直径の１／４まで達したものを「×」、フィラメント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１に示す。

［ゴム侵入性］
ベルト疲労試験用の加硫サンプルから取り出したコードを、そのアウターシースを２５ｃｍにわたり丁寧に取り除きインナーシースのゴム付着長さを測定した。インナーシースの外周が２５ｃｍ全長にわたりゴム付着している場合を１００点として評価した。コード５本の平均値で表１に示す。指数が大きいほどゴム侵入性は良好である。

［タイヤ耐久性］
従来例１のコード打ち込み本数を１０．５本／２５ｍｍとし、これとベルト強力が同等になるように各スチールコードのコード打ち込み本数を調整し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番の交差ベルトプライ（ワーキングベルト）に適用した、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／２５ｍｍ）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／２５ｍｍ）、４番ベルトは１×５×０．３８スチールコード（打ち込み数１１本／２５ｍｍ）とし、その他の各部位には全て共通の部材を使用した。

〈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１に示す。指数が大きいほど耐久性に優れる。

［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。

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、フィラメント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。

実施例１〜３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。

一方、比較例１はコアフィラメントがシースフィラメントに対して１．２倍を超えて太くこあに歪みが集中しやすく実施例ほどの耐久性が得られず、比較例２はインナーシースが４本であるためコードの形状が安定しないため耐久性が低下し、比較例３はアウターシースフィラメントの偏りを生じ耐久性が不十分であり、比較例４はアウターシースフィラメントが１２本であるので、ゴム侵入性が劣り、従来例２と同様の結果となった。比較例５は交角θが１０°を超えインナーシースとアウターシースフィラメントが点接触し耐フレッチングが劣り、比較例６はコード強力が１８００Ｎ未満でありベルトコードの打ち込み数が増す必要があり、ベルトエッジセパレーションによりタイヤ耐久性の低下が見られ、比較例７はコード曲げ硬さが大きく轍ワンダリング性が低下し、比較例８はアウターシースフィラメントを０．２５超としたためコード曲げ硬さがさらに大きくなり轍ワンダリング性が悪化した。

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轍ワンダリング性、タイヤ耐久性を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。

実施形態の空気入りラジアルタイヤの半断面図である。 実施形態の１＋６＋１１構造スチールコードの断面図である。 実施形態の１＋５＋１０構造スチールコードの断面図である。 フィラメント撚り角度を説明するシース側面図である。 ３＋６構造スチールコードの断面図である。 １＋１８構造スチールコードの断面図である。 １＋６＋１１構造スチールコードの断面図である。 ３＋９＋１５構造スチールコードの断面図である。

符号の説明

１０……スチールコード
１１……コア
１２……コアフィラメント
１３……インナーシース
１４……インナーシースフィラメント
１５……アウターシース
１６……アウターシースフィラメント
Ｓ１、Ｓ２……フィラメント間の隙間

Claims (7)

1. スチールコードからなる２層以上の交差ベルト層を有す空気入りラジアルタイヤであって、
   前記スチールコードは、中心に配した１本のフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に配したｍ本のインナーシースフィラメント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本のアウターシースフィラメントとからなるアウターシースとを備える１＋ｍ＋ｎ構造スチールコード（ｍは５または６本、ｎは１０または１１本）で、前記インナーシースとアウターシースとの撚り方向が同一方向に撚り合わされ、
   前記インナーシース及びアウターシースを構成する各シースフィラメント相互の隣接間の隙間が平均０．００８ｍｍ以上であるとともに、
   前記インナーシースフィラメント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フィラメントの該スチールコード軸に対する撚り角度θ２との交角θが１０°以下であり、かつ、
   該スチールコードのコード１本当たりの曲げ硬さが８〜１１．５Ｎであって、そのベルト剛性が９５０〜１４５０Ｎ／２５ｍｍである
   ことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記スチールコードのコアフィラメント径ｄｃとインナーシースフィラメント径ｄ１とが、次式（１）の関係を満たす
   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。
   ０．０５５≧（ｄｃ＋ｄ１）ｓｉｎ（π／ｍ）−ｄ１≧０．００８（ｍｍ） （１）
3. 前記コアフィラメント径ｄｃが０．２３ｍｍ以上、前記インナーシース及びアウターシースを構成するフィラメント径ｄｓが０．２５ｍｍ以下であり、前記ｄｃとｄｓとの比が０．８０≦ｄｃ／ｄｓ≦１．２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。
4. 前記インナーシースフィラメント及びアウターシースフィラメントの径が、全て同一径である
   ことを特徴とする請求項３に記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記インナーシースフィラメントの撚り角度θ１が１２〜２０°である
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
6. 前記スチールコードの切断荷重が１８００Ｎ以上である
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
7. タイヤ断面幅が３００ｍｍ以上であり、その扁平率が８０％以下の大型車両用タイヤである
   請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
   

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