JP5455180B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ゴム物品補強用スチールコードおよびそれを用いた空気入りラジアルタイヤ（以下、それぞれ単に「スチールコード」および「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、腐食耐久性能を向上したゴム物品補強用スチールコードおよびそれを用いた空気入りラジアルタイヤに関する。

タイヤ、特に、高い荷重を支え長時間走行するようなトラックやバス用のタイヤにおいては、長期間の過酷な使用に耐え、安定した性能を発揮するために、高い強度、剛性、寸法安定性が重要である。特に、タイヤのクラウン部は、使用時常に内圧により周方向に引張入力を受け、使用によるクリープから周長が伸びることにより、歪が生じ、耐久性を悪化させたり、タイヤの断面形状を変化させ、摩耗特性を悪化させたりする。

その対策として、例えば、特許文献１には、カーカスの周りのトレッド部に、２層の交錯ベルト層と、その下層に少なくとも１層の波形（またはジグザグ形）をなす多数のコード（またはフィラメント）の補強要素からなるストリップ状のクラウン強化層であって、タイヤ周方向に沿って当該コードが配向するクラウン強化層を配設し、タイヤの重量を増加させることなくセパレーションを有効に防止する技術が開示されている。

しかしながら、タイヤ周方向に沿って配向するストリップ状のクラウン強化層中のコード等は、通常、周方向スパイラル状に巻き付けられるため、外傷等がタイヤ周方向に沿ったクラウン強化層近傍にまで達した場合、外部から水分が浸入し、その水分が、周上長手方向に伝播しやすいといった懸念があった。従って、シースフィラメント同士のフィラメント‐フィラメント間隔を必要以上に確保し、スチールコードの内部にゴムを侵入させ、水分の伝播を防止する必要があった。

スチールコードの内部にゴムを侵入させる技術としては、特許文献２において、タイヤのベルト層に埋設した状態でのスチールコードの型付けの曲率半径Ｒを２３ｍｍ程度としたスチールコードおよび該スチールコードをベルト層に適用した空気入り大型ラジアルタイヤが開示されている。
特許第２６２３００３号公報 特許第３４４４９２５号公報

特許文献２記載の手法を用いることにより、腐食耐久性能を向上させた空気入りラジアルタイヤを得ることは可能となったが、今日、さらなる腐食耐久性能の向上が望まれている。

そこで本発明の目的は、上記課題を克服し、腐食耐久性能がこれまで以上に向上したゴム物品補強用スチールコードおよびそれを用いた空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、複数本のスチールフィラメントからなるスチールコードに特定の加工を加えることにより、腐食耐久性能を向上させることが可能であるという知見を得、これにより得られたスチールコードをベルト層に適用することで上記目的を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、少なくとも一対のビードコア間に跨ってトロイド状に延在する少なくとも一層のカーカスを骨格とし、該カーカスの外周にベルト層を２〜４層有する空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト層のうち１〜３層が、複数本のスチールフィラメントを２層または３層に撚り合わせた層撚りスチールコードを波型形状またはジグザグ形状に型付けしてなるゴム物品補強用スチールコードであって、少なくともシースフィラメント同士のフィラメント‐フィラメント間隔ΔＬとシースフィラメント径ｄｆとの比ΔＬ／ｄｆが、０．０８〜１．００であるゴム物品補強用スチールコードをタイヤの赤道面に対して傾斜した向きに埋設してなる交錯ベルト層であることを特徴とするものである。

また、本発明の空気入りラジアルタイヤは、前記ベルト層のうち１〜３層が複数本のスチールフィラメントを２層または３層に撚り合わせた層撚りスチールコードを波型形状またはジグザグ形状に型付けしてなるゴム物品補強用スチールコードであって、少なくともシースフィラメント同士のフィラメント‐フィラメント間隔ΔＬとシースフィラメント径ｄｆとの比ΔＬ／ｄｆが、０．０８〜１．００であるゴム物品補強用スチールコードを全体としてタイヤ周方向に沿って配向させてなるストリップより形成されたクラウン強化層であることが好ましい。

本発明の空気入りラジアルタイヤにおいては、前記ゴム物品補強用スチールコードをタイヤ中から取り出した際の型付けの曲率半径Ｒが１８ｍｍ〜１２５ｍｍであることが好ましい。

本発明によれば、上記構成としたことにより、腐食耐久性能が向上したスチールコードを得ることが可能となり、また本発明のスチールコードをベルト層に適用することにより、腐食耐久性能が向上した空気入りラジアルタイヤを得ることが可能となる。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図１は、シースフィラメント同士のフィラメント‐フィラメント間隔ΔＬおよびフィラメント径ｄｆを示す説明図である。本発明のゴム物品補強用スチールコードは、複数本のスチールフィラメントを２層または３層に撚り合わせた層撚りスチールコードを波型形状またはジグザグ形状に型付けしてなるゴム物品補強用スチールコードにおいて、少なくともシースフィラメント同士のフィラメント‐フィラメント間隔ΔＬとシースフィラメント径ｄｆとの比ΔＬ／ｄｆが０．０８〜１．００であることを要し、好ましくは０．２０〜０．７０の範囲である。

ΔＬ／ｄｆの値を０．０８〜１．００とすることで、スチールコードの内部にゴムが十分に侵入し、ゴムがコード内に充填されることになる。その結果、たとえ外部から水分が浸入したとしても、水分が長手方向に伝播することを防止することができる。これに対し、ΔＬ／ｄｆの値が１．００を超えると、繰り返し引張り入力時にフィラメント毎の張力バランスが崩れてしまい、スチールコードの耐久性が低下するという問題が生じ、一方、ΔＬ／ｄｆの値が０．０８未満であると、スチールコードの内部にゴムが侵入しにくくなり、本発明の所望の効果を得ることができなくなってしまう。

また、本発明においては、ｄｆの値は０．１５ｍｍ〜０．３６ｍｍの範囲であることが望ましい。ｄｆの値が０．１５ｍｍ未満であるとスチールコードの耐久性の確保が困難となってしまい、一方、ｄｆの値が０．３６ｍｍを超えるとスチールコードの内部へのゴムの侵入が困難になり、本発明の効果を良好に得ることができなくなってしまう。

フィラメント‐フィラメント間隔ΔＬは、例えば、シース部のフィラメントの本数を減らす、またはコア部のフィラメント本数を増やすことにより調整することができる。その他、シース部のフィラメント径のみを細くする、またはコア部のフィラメント径のみを太くする、フィラメントの撚りピッチを小さくする、型付け時の張力を小さくするなどの手法あるいはこれらの手法を組み合わせることでも調整することができる。

図２は、本発明に用いるスチールコードの説明図であり、波型形状またはジグザグ形状に加工されたスチールコードの型付けの曲率半径Ｒ、波長λ、振幅ａを示している。本発明の効果を良好に得るためには、タイヤ中から取り出した波型形状またはジグザグ形状に加工されたスチールコードの波長λは２０ｍｍ〜１２０ｍｍ、かつ、振幅ａをλで割った値が次式、
０．０２５≦ａ／λ≦０．０６５
で表される関係を満足することが好ましい。さらに、次式
１８≦１／ａ（λ／２π）^２≦１２５
で表される関係を満足することが好ましい。

次に本発明の空気入りラジアルタイヤについて説明する。
本発明の空気入りラジアルタイヤは、少なくとも一対のビードコア間に跨ってトロイド状に延在する少なくとも一層のカーカスを骨格とし、該カーカスの外周にベルト層を２〜４層有する空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト層のうち１層以上に、本発明のスチールコードを埋設してなるものである。本発明のスチールコードをベルト層に適用することにより、これまで以上に腐食耐久性能が向上したタイヤの提供が可能となる。なお、本発明においては、ベルト層が５枚以上になると、全体のゲージが厚くなりすぎ、タイヤ重量の増加および発熱耐久性の悪化を招くので、ベルト層は２〜４層とする。

本発明のタイヤは、２〜４層のベルト層のうち１層以上に補強材として上記本発明のスチールコードが適用されているものであればよく、これにより本発明の所期の効果を得ることができる。

また、本発明のタイヤにおいては、前記ベルト層のうち１〜４層を、本発明のスチールコードを全体としてタイヤ周方向に沿って配向させてなるストリップより形成されたクラウン強化層とすることができる。本構成とすることで、より優れた腐食耐久性能を得ることができる。

但し、前記ベルト層のうち１〜３層を、本発明のスチールコードをタイヤの赤道面に対して傾斜した向きに埋設してなる交錯ベルト層とすることが好ましい。このように交錯ベルト層を配置することにより、走行時におけるタイヤの幅方向の変形を抑え、タイヤの偏摩耗を防止することができる。

上記本発明の空気入りラジアルタイヤにおいては、タイヤ中から取り出したスチールコードの型付けの曲率半径Ｒは１８ｍｍ〜１２５ｍｍの範囲内であることが望ましい。型付けの曲率半径Ｒを上記範囲内とすることにより、腐食耐久性能が向上するだけでなく、コード疲労性に関しても確保することができる。スチールコードの型付けの曲率半径Ｒが１８ｍｍ未満であると、型付け部に歪が集中しやすくなりコード疲労性の低下につながる。一方、Ｒが１２５ｍｍより大きくなると、タイヤ製造時に必要な初期歪の確保が難しくなり、バックリング不良等を起こしやすくなる。

なお、ベルト層における補強材の打ち込み数の他、具体的なタイヤ構造や材質等については、常法に従い適宜設定することができ、特に制限されるものではない。

以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。
（実施例１〜５および比較例１〜４）
下記表１、２中に示すコード構造、フィラメント径を有するスチールコードを所定の型付け曲率半径およびΔＬ／ｄｆとなるように加工し、実施例１〜５および比較例１〜４のスチールコードを作製した。

次に、得られたそれぞれのスチールコードを適用したベルト層（全層数：４枚、交錯ベルト層：２枚、およびベルト補強層：２枚）でタイヤサイズ４９５／４５Ｒ２２５のタイヤをそれぞれ作製した。その後、得られたタイヤを用いてゴム浸透率、水分伝播率およびコード疲労性について評価を行った。結果を表１に併記する。なお、ゴム浸透率、水分伝播率およびコード疲労性の定義は以下の通りである。

（ゴム浸透率）
実施例１〜５および比較例１〜４のスチールコードを適用して作製した各タイヤからスチールコードを摘出し、外層のフィラメントを全て取り除き、コア部を取り出した後、４方向からみてゴムに被覆されたコアフィラメントの長さを測定し、下記の式（１）により算出した。
ゴム浸透率（％）＝ゴム被覆長（ｍｍ）／試料長（ｍｍ）×１００ （１）

（水分伝播率）
実施例１〜５および比較例１〜４のスチールコードを適用して作製した各タイヤからスチールコードを摘出し、初期荷重＝強力×０．２、繰返し荷重＝強力×０．０５、環境湿度９０％の条件下、繰返し歪を１０００万回加えた際の水分伝播率を測定した。水分伝播率は腐食痕の最大長さを求め、下記の式（２）により算出した。
水分伝播率（％）＝最大腐食長さ（ｍｍ）／チャック間隔長（ｍｍ）×１００ （２）

（コード疲労性）
実施例１〜５および比較例１〜４のスチールコードを適用して作製した各タイヤを正規内圧、正規荷重１２０％負荷の条件で走行させる実車試験を実施した後、Ｘ線検査により評価した。ベルト層端部のスチールコードに関して、疲労性がよいものを○、悪いものを×とした。

上記表１、２より、本発明のゴム物品補強用スチールコードをベルト層に適用することにより、ゴム浸透率が増加し、水分伝播率が改善され、腐食耐久性が向上することがわかる。また、併せてタイヤ中のコード疲労性も向上している。

シースフィラメント径ｄｆおよびフィラメント‐フィラメント間隔ΔＬの説明図である。 本発明におけるスチールコードの型付けの曲率半径Ｒの説明図である。

符号の説明

１ シースフィラメント
２ スチールコード
Ｒ スチールコードの型付けの曲率半径
ｄｆ シースフィラメント径
ΔＬ フィラメント‐フィラメント間隔
ａ 振幅
λ 波長

Claims (3)

1. 少なくとも一対のビードコア間に跨ってトロイド状に延在する少なくとも一層のカーカスを骨格とし、該カーカスの外周にベルト層を２〜４層有する空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト層のうち１〜３層が、複数本のスチールフィラメントを２層または３層に撚り合わせた層撚りスチールコードを波型形状またはジグザグ形状に型付けしてなるゴム物品補強用スチールコードであって、少なくともシースフィラメント同士のフィラメント‐フィラメント間隔ΔＬとシースフィラメント径ｄｆとの比ΔＬ／ｄｆが、０．０８〜１．００であるゴム物品補強用スチールコードをタイヤの赤道面に対して傾斜した向きに埋設してなる交錯ベルト層であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記ベルト層のうち１〜３層が複数本のスチールフィラメントを２層または３層に撚り合わせた層撚りスチールコードを波型形状またはジグザグ形状に型付けしてなるゴム物品補強用スチールコードであって、少なくともシースフィラメント同士のフィラメント‐フィラメント間隔ΔＬとシースフィラメント径ｄｆとの比ΔＬ／ｄｆが、０．０８〜１．００であるゴム物品補強用スチールコードを全体としてタイヤ周方向に沿って配向させてなるストリップより形成されたクラウン強化層である請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記ゴム物品補強用スチールコードをタイヤ中から取り出した際の型付けの曲率半径Ｒが１８ｍｍ〜１２５ｍｍである請求項１または２記載の空気入りラジアルタイヤ。
   

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