WO2007052603A1

WO2007052603A1 - ゴム物品補強用スチールコードおよび空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: WO2007052603A1
Application number: PCT/JP2006/321652
Authority: WO
Inventors: Shoji Hayashi
Original assignee: Bridgestone Corporation
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2006-10-30
Publication date: 2007-05-10
Also published as: EP1961860A4; EP1961860A1; US20090283193A1; US8146339B2

Abstract

　耐久性に優れたゴム物品補強用スチールコード、および、それを用いることで操縦安定性および耐久性の向上を図った空気入りラジアルタイヤを提供する。また、高性能乗用車への適用を意図した高性能ラジアルタイヤとして必要な操縦安定性、耐久性およびコスト性を良好に兼ね備えた空気入りラジアルタイヤを提供する。　複数本のスチール素線を同一方向かつ同一撚りピッチで撚り合わせてなる１×ｎ構造のゴム物品補強用スチールコードであって、スチール素線の本数が６～１２本であり、かつ、スチール素線の直径が０．０８～０．２１ｍｍである。一対のビード部１１間でトロイド状に延びるカーカス１を骨格とし、カーカスのクラウン部をベルト層２で補強した空気入りラジアルタイヤであって、ベルト層を構成するコードに上記ゴム物品補強用スチールコードが適用されてなる。

Description

ゴム物品補強用スチールコードおよび空気入りラジアルタイヤ技術分野

[0001] 本発明はゴム物品補強用スチールコードおよび空気入りラジアルタイヤ（以下、単に「コード」および「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、空気入りラジアルタイヤ等のゴム物品の補強用に好適に用いられる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。また、本発明は、高性能乗用車等に用いられる、操縦安定性に優れた空気入りラジアルタイヤに関する。

背景技術

[0002] 一般に、空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部間にトロイド状に延在するカーカスを骨格とし、そのタイヤ半径方向外側には、補強層として、ゴム引きされたスチールコードからなるベルト層が配置される。スチールコードを補強材として用いるゴム物品の典型例である空気入りラジアルタイヤにお、ては、操縦安定性の向上や耐久性の向上等の観点から、ベルト層の補強材として、可撓性が高くかつ耐久性に優れるスチールコードが求められており、従来より種々検討がなされてきている。特に、高性能ラジアルタイヤとしての操縦安定性を確保するために、ベルト層に必要な重要特性は、周方向の引っ張り剛性が高いこと、面内曲げ剛性が高いこと、および、面外曲げ剛性が低いことである。

[0003] 即ち、ベルト部材は内圧による張力を負担して、たが効果を発揮するため、周方向に大きな剛性を持つ必要がある。このため、ベルト層は第一に、高い周方向の引張剛性を有することが望ましい。また、ベルト部材はコーナリング時に面内曲げ変形を受けるため、ベルトの面内曲げ変形が小さいタイヤのほうが、大きなコーナリングフォースを発生して、良好な操縦安定性を発揮することができる。このため、ベルト層は第二に、高い面内曲げ剛性を有することが望ま、。

[0004] さらに、コーナリング限界点近傍では、ベルト層は大きな面内方向への曲げ変形を受ける。この変形により、曲げ変形内側ではベルト層は大きな圧縮変形を受けて、バックリングが発生する。しかし、ベルト層の面外曲げ剛性を低下させることにより、圧縮に伴う面外変形圧力が低下し、タイヤ内部圧力によってバックリング変形を抑えることが可能になる。これにより、接地圧力の抜けが抑制され、接地圧が均一になる。このため、ベルト層は第三に、低い面外曲げ剛性を有することが望ましい。

[0005] ベルト層の面外曲げ剛性を低減して操縦安定性を向上するために、素線径が細く曲げ剛性が低いスチールコードをベルトに適用する技術が知られており、例えば、特許文献 1には、素線径の細い（素線径 0. 06〜0. 10mm)特定のスチールコードを用いることによりコーナリング時の操縦性、安定性等を向上させる技術が記載されており、特許文献 2には、曲げ抵抗および引張り伸びによりスチールコードを規定したタィャが開示されている。また、特許文献 3には、所定のスチールフィラメントからなるスチールコードであって、ベルト曲げ剛性、コード強力およびベルトコードの空隙量により定義される値の範囲を所定に規定したタイヤが開示され、特許文献 4〜6には、所定の撚り構造を有し、コード強力、コード破断時伸びおよびコード曲げ剛性により定義される値の範囲を所定に規定したタイヤ補強用スチールコードが開示されている。これら特許文献 1〜6の技術は、極細のスチール素線を用いた複撚りコードをベルト層に適用するものである。

[0006] さらに、特許文献 7には、ベルトコードの撚り合わせ構造および素線径並びにベルトコード打ち込み数によりベルトを規定したタイヤ (4本以下の I X n構造，素線径 0. 22 mm以下）が、特許文献 8には、撚り構造、曲げ剛性 Zコード強力比、コード強力および素線径につ、て所定の要件を満足するタイヤ（1 X n構造 (η= 2〜5) ,素線径 0. 12〜0. 20mm)が、特許文献 9には、ベルトコード構造および打ち込み本数を所定に規定したベルトプライを、緩衝ゴムを介して配置したタイヤ（5本以下の 1 X n構造，素線径 0. 10〜0. 22mm)が、夫々開示されている。これら特許文献 7〜9の技術は、 5本以下の細径素線を用いた 1 X nスチールコードをベルト層に適用するものである

[0007] さらにまた、 6本以上のスチール素線を同一方向かつ同一撚りピッチで撚り合わせてなる I X n構造のスチールコードについては、特許文献 10, 11等に開示がある。特許文献 1：特開昭 59— 38102号公報 (特許請求の範囲等）

特許文献 2：特開昭 60— 185602号公報 (特許請求の範囲等）特許文献 3 :特開昭 64— 85381号公報 (特許請求の範囲等）

特許文献 4：特開昭 64 85382号公報 (特許請求の範囲等）

特許文献 5：特開昭 64— 85383号公報 (特許請求の範囲等）

特許文献 6：特開昭 64— 85384号公報 (特許請求の範囲等）

特許文献 7：特開平 1 141103号公報 (特許請求の範囲等）

特許文献 8：特開平 3— 74206号公報 (特許請求の範囲等）

特許文献 9：特開平 3— 143703号公報 (特許請求の範囲等）

特許文献 10：特開平 9 279492号公報 (特許請求の範囲等）

特許文献 11：特開平 9 279493号公報 (特許請求の範囲等）

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 上記のように、操縦安定性の向上や乗心地の向上等を目的として、可撓性が高くかつ耐久性に優れるスチールコードをタイヤのベルト層に適用する技術については、種々検討され、提案がなされてきている。

[0009] し力しながら、上記特許文献 1〜6に記載されているように、細い素線を用いた複撚スチールコードの適用により操縦安定性の向上を図る技術では、素線径が極細であり、しかも複撚なので、生産性が低くコストが高いこと、ベルトコードとして一般的に用 V、られて、る単撚コードと比べてゴムぺネ性が劣るので、耐腐食疲労性が低下しやすいなどの問題点があった。特に、特許文献 4〜6に記載の技術は、ストランド構造の改良によりゴムぺネ性を改良しょうとするものである力単撚コード並みに良好なゴムぺネ性を得ることは困難であった。そのため、レース用タイヤ等の特殊用途に限られ、高性能乗用車への適用を意図した、より一般的な高性能ラジアルタイヤへの適用は難し力つた。

[0010] また、特許文献 7〜9では、 5本以下の細径素線を用いた 1 X nスチールコードをべルト層に用いることが提案されている力このようなコードはコード 1本当たりの強度が低いので、高性能ラジアルタイヤのベルト補強材として用いた場合、高速耐久性に問題がある。さらに、 6本以上のスチール素線を同一方向かつ同一撚りピッチで撚り合わせてなる 1 X n構造のスチールコードについては特許文献 10, 11等に記載がある 1S これら文献には、このコードを高性能ラジアルタイヤのベルト補強材として用いて操縦安定性を改善する技術にっヽては開示されてヽなヽ。

[0011] そこで本発明の第一の目的は、コード構造の改良により、従来に比しより耐久性に優れたゴム物品補強用スチールコードを提供することにあり、また、それを用いることで、操縦安定性および耐久性の向上を図った空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

[0012] また、本発明者の検討により、スチールコードをベルト補強コードとしてタイヤに適用した状態では、コード単体の状態に比べて曲げ剛性が増加することが分力つた。即ち、細、素線を用いることによる曲げ剛性の低減の効果がタイヤ内では十分に発揮されておらず、改良の余地があることが分力つた。

[0013] そこで、本発明の第二の目的は、上記従来技術の問題点を解消して、高性能乗用車への適用を意図した高性能ラジアルタイヤとして必要な操縦安定性、耐久性およびコスト性を良好に兼ね備えた空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

課題を解決するための手段

[0014] 本発明者は鋭意検討した結果、下記構成とすることにより、上記第一の目的を達成しうることを見出して、本発明を完成するに至った。

[0015] 即ち、本発明のゴム物品補強用スチールコードは、複数本のスチール素線を同一方向かつ同一撚りピッチで撚り合わせてなる Ι Χ η構造のゴム物品補強用スチールコードにおいて、前記スチール素線の本数が 6〜 12本であり、かつ、該スチール素線の直径が 0. 08-0. 21mmであることを特徴とするものである。

[0016] 本発明のコードは、好適には曲げ剛性力 9〜196MPa (5. 0〜20. Okgf/mm²) である。また、本発明において好適には、前記スチール素線の、本数が 7〜10本であり、直径力 0. 10〜0. 20mmであり、引張強さ力 S3200〜4000MPaである。さらに、本発明においては、特に、コードの外郭形状が扁平であり、かつ、外郭形状の短径 D1と長径 D2との比 D1ZD2が 0. 5〜0. 8であることが好ましい。

[0017] また、本発明の第一の空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、該カーカスのクラウン部をベルト層で補強した空気入りラジアルタイヤであって、該ベルト層を構成するコードに上記本発明のゴム物品補強用スチールコードが適用されてなることを特徴とするものである。

[0018] 本発明の第一のタイヤにおいて、前記ベルト層力もゴム付きで取り出した前記ゴム物品補強用スチールコードの曲げ剛性（Ec)は、好適には 49〜196MPa(5. 0〜20 . OkgfZmm²)である。また、前記ベルト層からゴム付きで取り出した前記ゴム物品補強用スチールコードの曲げ剛性 (Ec)が、ゴムを除去した該ゴム物品補強用スチールコードの曲げ剛性 (Er)の 1. 0〜1. 27倍であることが好ましい。さらに、より好適には、前記ベルト層を構成するコードに、コードの外郭形状が扁平であって外郭形状の短径 D1と長径 D2との比 D1ZD2が 0. 5〜0. 8であるゴム物品補強用スチールコードが適用されてなり、かつ、コードの外郭形状の長径方向が該ベルト層の幅方向に沿うように配列してなるものとする。

[0019] また、本発明者は、従来の細径素線を用いた複撚スチールコードをベルト補強コードとしてタイヤに適用した際に、コード単体の状態に比べて曲げ剛性が増大する現象について解析したところ、以下のようなことを見出した。

[0020] 即ち、スチールコードに曲げ変形を加えるとスチール素線間に相対移動が生じるが、互いに接触している素線間では、この相対移動を妨げる相互作用が生ずる。スチールコードにより補強されたベルト層を有する空気入りラジアルタイヤを製造する際、特に加硫時の拡張の際には、スチールコードに張力が加えられるため、完成したタイャ内ではスチールコードに予備張力が力かった状態になる。複数の素線力もなるスチールコードに張力が加わると、素線間の距離が縮まり、接触している素線間の圧力が高まる。このため、タイヤ内に埋設された状態では、コードを曲げた際に生じる素線間の相互作用が大きくなり、コード単体の状態 (張力ゼロ）に比べて曲げ剛性が増大する。特に、従来の細径素線を用いた複撚スチールコードでは、曲げが加わった際に素線間の相互作用とともにストランド間の相互作用も生じるので、曲げ剛性の増カロが大きくなるのである。

[0021] 上記観点から、本発明者はさらに鋭意検討した結果、下記構成とすることにより所望の操縦安定性、耐久性およびコスト性を兼ね備えたタイヤが実現でき、本発明の第二の目的が達成できることを見出して、本発明の第二の空気入りラジアルタイヤを完成するに至った。 [0022] 即ち、本発明の第二の空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、該カーカスのクラウン部ラジアル方向外側に、複数本のスチール素線力構成されるスチールコードをゴム引きしてなる少なくとも 1層のベルト層が配置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の、ベルト層に埋設された状態での曲げ剛性 (Ec)力 49MPa 以上かつ 196MPa以下であって、かつ、ベルト層に埋設されていないコード単独の状態でのコード曲げ剛性 (Er)の 1. 0〜1. 27倍であることを特徴とするものである。

[0023] 本発明の第二のタイヤにおいて、前記スチール素線の素線径は、好適には 0. 08 〜0. 21mmであり、前記スチール素線の本数は、好適には 6〜12本である。また、本発明においては、前記スチールコードが、前記複数本のスチール素線を同方向かつ同一ピッチで撚り合わされてなり、該スチール素線間にゴムが浸透した状態で、前記ベルト層内に埋設されていることが好ましぐこの場合、特には、前記スチールコードカ 1本以上の前記スチール素線が他のスチール素線により周囲を囲まれてなる芯構造を有しない。さらに、前記スチールコードが、 1本または 2本の前記スチール素線力なるコアストランドと、該コアストランドの周囲に撚り合わされた他のスチール素線力もなる 1層のシースとからなることも好ましぐこの場合、特には、前記コアストランド力無撚りで並列して配置された 2本の前記スチール素線力もなる。

発明の効果

[0024] 本発明によれば、従来に比しより耐久性に優れたゴム物品補強用スチールコードを実現することができ、それを用いることで、操縦安定性および耐久性の向上を図った空気入りラジアルタイヤを実現することが可能となった。即ち、前述したような好適なベルト層特性を実現するために、従来は細径素線を用いた複撚りスチールコードが用いられてきたが、本発明のコードは、複数本のスチール素線を同一方向かつ同一撚りピッチで撚り合わせてなる I X n構造であるため、生産性が高ぐ低コストで製造することができるメリットを有する。また、オープン構造等を採用することにより良好なゴムぺネ性を付与することができ、さらなるゴムベネの促進を図る場合には、特許文献 10、 11等に開示されているような技術を採用することも可能である。

[0025] また、本発明によれば、上記構成としたことにより、高性能乗用車への適用を意図した高性能ラジアルタイヤとして必要な操縦安定性、耐久性およびコスト性を良好に兼ね備えた空気入りラジアルタイヤを実現することが可能となった。

図面の簡単な説明

[0026] [図 1]本発明の一実施の形態に係る空気入りラジアルタイヤを示す概略断面図である

[図 2]実施例 1 1, 2— 1に係るゴム物品補強用スチールコードを示す概略断面図である。

[図 3]実施例 1 2, 2— 2に係るゴム物品補強用スチールコードを示す概略断面図である。

[図 4]実施例 1 3に係るゴム物品補強用スチールコードを示す概略断面図である。

[図 5]実施例 1—4に係るゴム物品補強用スチールコードを示す概略断面図である。

[図 6]実施例 2— 3に用いたスチールコードの概略断面図である。

[図 7]実施例 2— 4に用いたスチールコードの概略断面図である。

[図 8]実施例 2— 5に用いたスチールコードの概略断面図である。

[図 9]従来例 1 1, 2— 1に係るゴム物品補強用スチールコードの断面図である。

[図 10]従来例 1—2に係るゴム物品補強用スチールコードの断面図である。

[図 11]従来例 1— 3, 2— 2に係るゴム物品補強用スチールコードの断面図である。

[図 12]比較例 1—1に係るゴム物品補強用スチールコードの断面図である。

[図 13]比較例 1— 2, 2— 2に係るゴム物品補強用スチールコードの断面図である。

[図 14]比較例 2— 1に用いたスチールコードの概略断面図である。

符号の説明

[0027] 1 カーカス

2 (2a, 2b) 交錯ベルト層

3 ビードコア

4 キャップ層

5 レイヤー層

11 ビード部

12 トレッド部 13 サイドウォール部

発明を実施するための最良の形態

[0028] 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。

最初に、本発明のゴム物品補強用スチールコードについて説明する。本発明のゴム物品補強用スチールコードは、複数本のスチール素線を同一方向かつ同一撚りピッチで撚り合わせてなる 1 X n構造のコードである。

[0029] 本発明のスチールコードにおいては、コードを構成するスチール素線の直径力 0 . 08〜0. 21mm,好適に ίま 0. 10〜0. 20mmである。直径力 ^O. 21mmを超えるスチール素線は曲げ剛性が高過ぎるので、高性能ラジアルタイヤのベルト補強材として用いたときに、十分に低い面外曲げ剛性を確保することが困難となる。このため、素線径を 0. 2 lmm以下、好ましくは 0. 20mm以下とする。なお、スチールコードの曲げ剛性（曲げ抵抗）は、 49〜196MPa (5. 0-20. OkgfZmm²)であることが好ましい。

[0030] 一方、スチール素線の直径が 0. 08mm未満であると、素線本数 6〜12本ではコード強力が低、ので、ベルト層としての周方向剛性を確保するためにはコードの打ち込み数を大幅に増加する必要があり、ゴムとコードとのセパレーシヨンが生じやすくなる。あるいは、高速走行時の径成長により高速耐久性が損なわれるおそれがある。このため、素線径を 0. 08mm以上、好ましくは 0. 10mm以上とする。

[0031] また、本発明のスチールコードにおいては、コードを構成するスチール素線の本数力〜 12本、好適には 7〜： L0本である。コードに曲げ変形をカ卩えると素線間に相対移動が生じる力互いに接触している素線間ではこの相対移動を妨げる相互作用が生ずる。この相互作用は素線本数が多いほど大きくなりやすいので、素線本数の上限を 12本、好ましくは 10本とする。一方、素線本数が 6本未満であると、素線径 0. 0 8〜0. 2 lmmではコード強力が低いので、ベルト層としての周方向剛性を確保するためにはコードの打ち込みを大幅に増加して密にコードを配置する必要があり、ゴムとコードとのセパレーシヨンが生じやすくなる。あるいは、高速走行時の径成長により高速耐久性が損なわれるおそれがある。このため、素線本数を 6本以上、好ましくは 7本以上とする。 [0032] ここで、スチールコードの素線として用いられる直径 0. 08〜0. 21mm程度のブラスめっき鋼線の引張強さは、通常 3000MPa前後である力本発明においては、引張強さ力 S好適に ίま 3200〜4000MPa、より好適に ίま 3300〜4000MPaの素線を用いることにより、適正な打ち込み密度にてベルト層としての周方向剛性を確保することが容易になる。

[0033] また、本発明のスチールコードにおいては、コードの外郭形状を扁平ィ匕して、外郭形状の短径 D1と長径 D2との比 D1ZD2が 0. 5〜0. 8となるようにすることが好ましぐこれにより、このコードをタイヤに適用する際に、コードの外郭形状の長径方向をベルト層の幅方向に沿うように配列することで、ベルト層の面内曲げ剛性を大きくし、かつ、面外曲げ剛性を小さくすることができる。

[0034] 本発明のスチールコードにおいては、上記したように、 1 X n構造のコードにおいてコードを構成するスチール素線の直径および本数を規定する以外の点については特に制限されるものではなぐ常法に従い適宜決定することができる。例えば、コードの撚りピッチは 5. 0-15. Omm程度である。本発明のコードは、タイヤ、工業用ベルト等の各種ゴム物品の補強用として好適に適用することができるものであり、特には、高性能空気入りラジアルタイヤに好適に適用可能である。

[0035] 次に、本発明の第一の空気入りラジアルタイヤについて説明する。

図 1に、本発明の空気入りラジアルタイヤの一構成例を示す。図示するように、本発明の第一のタイヤは、一対のビード部 11間でトロイド状に延びるカーカス 1を骨格とし、そのクラウン部をベルト層 2で補強してなり、力かるベルト層 2を構成するコードに、上記ゴム物品補強用スチールコードが適用されてなるものである。これにより、ベルト層の周方向引張剛性および面内曲げ剛性を十分に確保しつつ、面外曲げ剛性を低くすることができ、このため、高速耐久性を確保しつつ良好な操縦安定性を発揮することができる。

[0036] また、スチールコードにより補強されたベルト層を有する空気入りラジアルタイヤを製造する際、特に加硫時の拡張の際に、スチールコードには張力に張力が加わって素線間の距離が縮まるので、タイヤ中のコードにおける、曲げ変形を加えた際の素線間の相対移動を妨げる相互作用は、タイヤに埋設する前のコードのそれよりも一般に大きくなる。本発明の第一のタイヤにおいては、実際にベルト層に埋設された状態でのスチールコードの曲げ剛性力 49〜196MPa (5. 0〜20. Okgf/mm²)の範囲にあることが好ま、。この実際にベルト層に埋設された状態でのコードの曲げ剛性は、ベルト層からゴム付きで取り出したコードの曲げ剛性 (Ec)を測定することにより評価することができる。

[0037] さらに、ベルト層に埋設する前後でのコードの曲げ剛性の変化は小さいことが好ましぐ具体的には、ベルト層力もゴム付きで取り出したコードの曲げ剛性 (Ec)力ゴムを除去したコードの曲げ剛性 (Er)の 1. 0〜1. 27倍程度であることが好ましい。

[0038] なお、本発明におけるコードの曲げ剛性は、市販のテーバー剛性試験機 (例えば、

(株)東洋精機製作所デジタルテーバー剛性度試験機)を用いて、コードを所定の長さに切断後、支点より 15度曲げた状態で測定することにより得られる値である。外郭形状が扁平なコードの曲げ剛性は、短径方向の曲げに対する剛性 (抵抗)とする。また、タイヤのベルト層力もゴム付きで取り出したスチールコードの曲げ剛性は、コードをゴム付きで取り出した後、コード表面の被覆ゴムを厚さ 0. 1〜0. 5mm程度まで削いだ状態で測定し、ゴムを除去したスチールコードの曲げ剛性は、ゴムを有機溶剤等で完全に除去した状態で測定する。

[0039] 本発明のコードは素線本数が 6〜12本、好ましくは 7〜10本と少ないので、素線間の相互作用は小さいが、好ましくは下記のような構成とすることにより、ベルト層に埋設する前後でのコードの曲げ剛性の変化を小さくすることができる。（1)コード構造として、素線間にゴムが浸透しやすいオープン構造等を採用する。ゴムベネの促進を図るにあたって ίま、特許文献 10, 11のま力、特開平 5— 302283,特開平 6— 1028 1,特開平 6— 73673, ^ 7- 279067,特開平 7— 33158 特開平 8— 9288 4,特開平 8— 113886、特開平 9— 209283,特開平 9— 268485,特開平 10— 25 0310,特開平 10— 292277,特開平 10— 298880,特開平 11— 335985,特開平 11— 350367等に開示されて、るような技術を採用してもよ!/、。素線間にゴムを介在させることにより、素線同士が直接接触する場合よりも相互作用が小さくなる。 (2) コード断面において、ゴムが浸透し難い中心構造 (即ち、他の素線により周囲を囲まれた構造)を有しない単層構造にする。この場合、素線間のゴム介在が確実に実現しゃすくなるとともに、隣接する素線本数も両側合わせて 2本と最低限の本数となる。

[0040] なお、本発明の第一のタイヤは、ベルト層に、上記本発明のゴム物品補強用スチールコードが適用されているものであればよぐこれにより操縦安定性および耐久性の向上効果を得ることができるものであり、それ以外の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。

[0041] 次に、本発明の第二の空気入りラジアルタイヤについて説明する。

図 1に示すように、本発明の第二のタイヤは、一対のビード部 11間でトロイド状に延びるカーカス 1を骨格とし、そのクラウン部ラジアル方向外側に、複数本のスチール素線力も構成されるスチールコードをゴム引きしてなる少なくとも 1層、図示する例では 2 層の交錯ベルト層 2 (2a, 2b)が配置されてなる。

[0042] 本発明の第二のタイヤにおいては、ベルト層 2に埋設された状態でのスチールコードの曲げ剛性（Ec)を、 49MPa (5. OkgfZmm²)以上かつ 196MPa (20. Okgf/m m²)以下とすることにより、高性能ラジアルタイヤとして十分な操縦安定性を確保するとともに、ベルト層 2に埋設された状態でのスチールコードの曲げ剛性 (Ec)を、ベルト層 2に埋設されていないコード単独の状態でのコード曲げ剛性 (Er)の 1. 0-1. 27 倍と規定することにより、コード単独の状態でのしなや力さをタイヤ中で有効に利用するものである。

[0043] ここで、上記スチールコードの曲げ剛性についても、前述と同様に、市販のテーバ一剛性試験機 (例えば、（株)東洋精機製作所デジタルテーバー剛性度試験機)を用いて測定することができる。具体的には例えば、コードを所定の長さに切断後、支点より 15度曲げた状態で測定した値であり、外郭形状が扁平なコードの場合には、短径方向の曲げに対する剛性とする。また、タイヤのベルト層 2からゴム付きで取り出したスチールコードの曲げ剛性については、コードをゴム付きで取り出した後、コード表面の被覆ゴムを厚さ 0. 1〜0. 5mm程度まで削いだ状態で測定を行う。一方、ベルト層に埋設されて!、な、状態でのスチールコードの曲げ剛性につ!、ては、タイヤのベルト層からゴム付きで取り出したスチールコード表面のゴムを、有機溶剤等で完全に除去した状態で測定するか、または、タイヤに埋設する前の生コードで測定してもよい。 [0044] 本発明の第二のタイヤにおいては、スチールコードとしての曲げ剛性が上記条件を満足するものであれば、操縦安定性の向上等の所期の効果が得られるものであり、スチールコードのコード構造については特に制限されるものではないが、スチールコードを構成するスチール素線としては、例えば、素線径 0. 08〜0. 21mm,好ましくは 0. 10〜0. 20mmのものを用いる。

[0045] スチール素線の素線径を 0. 21mm以下、好ましくは 0. 20mm以下とすることにより、ベルト層 2に埋設された状態でのスチールコードの曲げ剛性 (Ec)を 196Pa以下とすることが容易になる。一方、素線径 0. 08mm未満では、後述する好適な素線本数ではコード強力が低いので、ベルト層 2としての周方向剛性を確保するためにはコードの打ち込みを大幅に増加して密にコードを配置する必要があり、ゴムとコードとのセパレーシヨンが生じやすくなる。あるいは、周方向剛性が不足して、高速耐久性が損なわれるおそれがある。

[0046] また、スチールコードを構成するスチール素線の本数は、 6〜12本、好ましくは 7〜 10本とする。素線本数の上限を 12本、好ましくは 10本とするのは、コードを曲げた際の素線間相互作用は素線本数が多いほど大きくなりやすいためである。一方、素線本数が 6本未満であると、上記好適素線径ではコード強力が低いので、ベルト層 2としての周方向剛性を確保するためにはコードの打ち込みを大幅に増加して密にコ一ドを配置する必要があり、ゴムとコードとのセパレーシヨンが生じやすくなる。あるいは、周方向剛性が不足し、高速耐久性が損なわれるおそれがある。

[0047] 本発明の第二のタイヤにおいては、全スチール素線を同方向かつ同一ピッチで撚り合わされてなる 1 X n構造のスチールコードを、素線間にゴムが浸透した状態でベルト層 2内に埋設して用いることが好適である。スチールコードを、素線間にゴムが浸透した状態で埋設することにより、素線間にゴムが介在するため、素線同士が直接接触する場合に比べて曲げた際の素線間相互作用が小さくなる。この 1 X nの単撚り構造においては、コード内部にゴムが浸透可能な構造とすることが容易であり、例えば、過大型付けした素線をルーズに撚り合わせたオープン構造や、小波クセを施した素線を撚り合わせた構造等を適用することにより、ゴム浸透性を付与することができる [0048] 力かる 1 X n構造のスチールコードを適用する場合、さらに好ましくは、 1本以上のスチール素線が他のスチール素線により周囲を囲まれてなる芯構造を有しないコード構造とする。芯構造を有しないコード構造の場合、芯構造がある場合に比べて隣接する素線本数が少ないので、曲げた際の素線間相互作用が小さくなる。また、芯構造がない方力コード内部へのゴム浸透をより完全にすることができる。

[0049] また、コアストランドの周囲にシース素線を撚り合わせた n+m構造のスチールコードを適用する場合には、コアストランドの素線本数 (n)を 1本または 2本とし、シースは 1層とする。コアストランドの素線本数 (n)が 3本以上であると、コードの中心にコア素線に囲まれてゴムが浸透しない閉鎖空間が生じやすくなり、また、シースが 2層以上であると、内側シースの内部までゴムを浸透させることが難しくなる。この場合、さらに好ましくは、シース素線本数 (m)を 5〜8本とし、シース素線間に隙間を設けた構造とする。

[0050] 力かる n+m構造のスチールコードを適用する場合、さらに好ましくは、コアストランドを、無撚りで並列して配置された 2本の素線にて構成する。この場合、コア素線同士が撚り合わされて、な、ので、曲げた際のコア素線間の相互作用が小さくなる。

[0051] なお、本発明の第二のタイヤにおけるスチールコードの好適撚りピッチは、 5〜18 mm程度である。撚りピッチが 5mm未満であると撚り線時に断線が生ずるおそれがあり、また、生産性が悪ィ匕してコスト増となる。一方、撚りピッチが 18mmを超えると、撚り角度が小さくなり、撚り性状が悪ィ匕するおそれがある。また、ゴムベネしに《なる難点もめる。

[0052] また、本発明の第二のタイヤにおいては、スチールコードの外郭形状を扁平にして、扁平断面の長径方向をベルト層の幅方向に沿わせて配置することが好ましい。これにより曲げ剛性に異方性が生じるので、扁平でないスチールコードを配置した場合に比べ、面内曲げ剛性が大きぐ面外曲げ剛性が小さいベルト層を構成することができる。

[0053] なお、スチールコードに用いるスチール素線としては、引張強さが、通常 3200〜4 OOOMPa、特には 3300〜4000MPa程度のブラスめつき鋼線を好適に用いることができ、これにより、前述した好適素線径および好適素線本数の範囲内にて、適正な打ち込み密度でベルト層としての周方向剛性を確保することが容易になる。

[0054] 本発明の第二のタイヤにおいては、上記スチール素線およびコード構造に係る条件を適宜調整することにより上記条件を満足するスチールコードを得ることができ、か力るスチールコードをベルト層 2に対し適用することで、操縦安定性および耐久性に優れた空気入りラジアルタイヤを実現することができるものであり、タイヤを構成する他部材の構造や具体的な材質等については、特に制限されるものではない。

[0055] 本発明の第一および第二のタイヤのいずれにおいても、例えば、図示するように、本発明のタイヤの一対のビード部 11には夫々ビードコア 3が埋設され、カーカス 1はこのビードコア 3の周りにタイヤ内側力も外側に折り返して係止されている。また、ベルト層 2のクラウン部外周にはトレッド部 12が、カーカス 1のサイド部にはサイドウォール部 13が、夫々配置されている。また、交錯ベルト層 2a, 2bのクラウン部外周には、周方向剛性を高める目的で、少なくともベルト層 2を覆う幅方向長さを有し、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列されたゴム引き補強コードからなるキャップ層 4 (図示する例では 2層）と、夫々ベルト層の片側幅方向端部を覆う幅方向長さを有し、タイャ周方向に対し実質的に平行に配列されたゴム引き補強コードからなる一対のレイヤー層 5を配置することができる。

実施例

[0056] 以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。

<従来例 1 ,実施例 1 ,比較例 1 >

下記の表 1,表 2に示す条件に従い、各ゴム物品補強用スチールコードを製造して、得られたコードをベルト層に適用したタイヤサイズ 225Z45ZR17の空気入りラジアルタイヤを製造した（図 1参照)。図示するように、ベルト構成は、 2層の交錯スチールベルト層 2a, 2b (角度： ±60° )と、タイヤ周方向に対し略平行に配列した補強コードからなる 2層のキャップ層 4および 1対のレイヤー 5 (材質：ナイロン）とからなる。

[0057] (ゴム浸透性評価）

各供試コードをゴムにより被覆、加硫した後、 NaOH— 10%水溶液に片端を浸して、 24時間放置後、「ゴムの剥離長さ」を測定した。コードの内部までゴムが浸透していれば、ゴムは剥離しない。ここでは、剥離長さが 10mm以下程度であれば、実用上問題を生じない。

[0058] (操縦安定性評価）

各供試タイヤを空気圧 205. 8kPa (2. lkgfZcm²)で乗用車の 4輪に装着し、このテスト車輛にてテストドライバーがテストコースを走行させ、テストドライバーによる操縦安定性についてのフィーリング結果を、コントロールタイヤ (従来例 1 1)との対比にて評点付けを行うことにより評価した。評価の基準点は以下のとおりである。

+ 3 :良い

+ 2 :やや良い

+ 1 :やや良いと思われる

±0 :変わらない

1 :やや悪いと思われる

—2 :やや悪い

3 :悪い

[0059] (高速耐久性評価）

高速耐久試験は、各供試タイヤをリムサイズ 7. 5J X 17のリムに空気圧 300kPaにて装着し、 JATMA規格のテスト法に準じてステップスピード法で行った。結果は、従来例 1—1の供試タイヤの故障時の速度を 100として、指数にて示した。数値が大なるほど結果は良好である。

[0060] (腐食耐久性評価）

各供試タイヤを、 JATMA規格に定める標準リムに装着後、 JATMA YEAR BO OKにおける最大負荷能力に対応する内圧を充填し、乗用車に装着した。舗装路を 50000km走行した後、タイヤを解剖してカット傷力ゝらのコードの腐食長さを調査した。結果は、従来例 1—1の供試タイヤの腐食長さを 100として、指数にて示した。数値力、なるほど結果は良好である。

[0061] 上記各測定結果を、下記表 1,表 2中に併せて示す。なお、表中、各供試コードの曲げ剛性は、テーバー剛性試験機 ( (株)東洋精機製作所デジタルテーバー剛性度試験機)を用い、コードを 90〜95mmに切断後、支点より 15度曲げた状態で測定した。外郭形状が扁平なコードの曲げ剛性は、短径方向の曲げに対する剛性とした。また、タイヤのベルト層力もゴム付きで取り出したコードの曲げ剛性 (Ec)は、コードをゴム付きで取り出した後、コード表面の被覆ゴムを厚さ 0. 1〜0. 5mm程度まで削いだ状態で測定し、ゴムを除去したコードの曲げ剛性 (Er)は、ゴムを有機溶剤により完全に除去した状態で測定した。

[表 1]

* 1)扁平率 D1ZD2:D1は扁平断面の短径、 D2は長径を示す。

[表 2] 実施例ト 3実施例 1—4比翻 1—1比棚 1一 2

コ-ド構造 1 X8X0.175 1X 12X0.15 1 X8X0.22 2+6X0.175 撚りピッチ (mm) 11.0 11.0 11.0 -/11.0 撚り方向 S S S ー/s コ-ド断面対応図図 4 図 5 図 12 図 13 扁平率 D1/D2*¹ 1.0 0.69 0.75 0.81 素線引張強さ

3571 3271 3217 3571

(MPa)

コ-ド強力（N) 667 693 979 658 打ち込み数 (本 Z50mm) 40.65 40.65 30.1 40.65

曲げ剛性 Ec 194.0 182.7 335.2 2485 (MPa) Er 185.0 172.6 300.1 204.4

Ec/Er 1.05 1.06 1.12 1.21

コ'ム (mm) 5.2 7.7 5.7 7.2

定性（評点） +2 +3 0 -1

高速耐久性 120 115 115 105

腐食耐久性（指数） 100 95 100 90

[0064] 上記表 1,表 2に示すように、直径 0. 08〜0. 21mmのスチール素線 6〜12本を同一方向かつ同一撚りピッチで撚り合わせてなる I X n構造とした各実施例のタイヤにおいては、この条件を満足しない従来例および比較例のタイヤに比し、操縦安定性および耐久性の、ずれにっ、ても良好な結果が得られることが確かめられた。

[0065] <従来例 2,実施例 2,比較例 2>

図 1に示すような、カーカスのクラウン部ラジアル方向に、ゴム引きスチールコードからなる 2層の交錯ベルト層 2a, 2bと、 2層のキャップ層 4および一対のレイヤー層 5を順次備える空気入りラジアルタイヤを作製した。スチールコードとしては、夫々下記表 3,表 4中の条件を満足するものを用いた。タイヤサイズは 225Z45R17とし、交錯べルト層 2a, 2bの角度は、タイヤ幅方向に対し ±60° とした。また、キャップ層 4およびレイヤー層 5にはナイロンコードを適用した。得られた各供試タイヤにつき、下記に従い評価を行った。その結果を、下記の表 3,表 4中に併せて示す。 [0066] (曲げ剛性 Ec, Erの測定）

(株)東洋精機製作所製のデジタルテーバー剛性度試験機を用いて、コードを所定の長さに切断後、支点より 15度曲げた状態で測定した。外郭形状が扁平なコードの場合には、短径方向の曲げに対する剛性とした。ベルト層に埋設された状態での曲げ剛性 (Ec)については、供試タイヤ力も切出したゴム付きコードの表面を、薄さ 0. 1 〜0. 5mmまでゴムを削いだ状態で測定した。また、ベルト層に埋設されていないコード単独の状態でのコード曲げ剛性 (Er)については、供試タイヤ力も切り出したゴム付きコード表面のゴムを有機溶媒で溶解除去した状態で測定した。

[0067] (ゴム浸透性評価）

NaOH— 10%水溶液にコードを浸し、 24時間後に NaOHの侵食度合いを見ることにより、各スチールコードのゴム浸透性を評価した。通常ゴムぺネコードであれば浸食量は 0となり（従来例 2—1)、これを 100とした指数にて示した。指数が大きくなるほど結果が良好である。

[0068] (操縦安定性評価）

各供試タイヤを空気圧 205. 8kPa (2. lkgfZcm²)にて乗用車の 4輪に装着し、このテスト車輛にてテストドライバーがテストコース走行を行った。テストドライバーによる各供試タイヤの操縦安定性および乗り心地についてのフィーリング結果につき、コントロールタイヤ (従来例 2— 1)との対比にて、以下に示す評価基準に従!、評点付けを行った。

+ 3 :良い

+ 2 :やや良い

+ 1 :やや良いと思われる

±0 :変わらない

1 :やや悪いと思われる

—2 :やや悪い

1 :悪い

[0069] (高速耐久性評価）

高速耐久試験は、各供試タイヤをリムサイズ 7. 5J X 17のリムに空気圧 300kPaにて組み付け、 JATMA規格のテスト法に準じ、ステップスピード法で行った。結果は、従来例 2—1の供試タイヤの故障時の速度を 100として、指数表示した。数値が大なるほど結果は良好である。

[0070] (腐食耐久性評価）

各供試タイヤを、 JATMA規格に定める標準リムに装着後、 JATMA YEAR BO OKにおける最大負荷能力に対応する内圧を充填し、乗用車に装着した。舗装路を 50000km走行した後、タイヤを解剖して、カット傷力ものコードの腐食長さを調査した。結果は、比較例 2—1を 100として、指数表示した。数値が小なるほど腐食長さは小さぐ良好である。

[0071] [表 3]

* 1)扁平率 D1ZD2 : D1は扁平断面の短径、 D2は長径を示す。

[0072] [表 4] 〜、、、実施例 2—3 実施例 2— 4 実施例 2- 5比麵 2—1比麵 2— 2 コ-ド構造 2x0.12+6x0.17 2x0.15+6x0.175 1x10x0.12 3+6x0.175 2+6x0.175 撚りピッチ（mm) 12.0 11.0 10.5 12.0 11.0 コ-ド断面対応図図 6 図 7 図 8 図 14 図 13 扁平率 D1/D2*¹ 0.79 0.71 0.75 1.0 0.81 素線引張強さ

3571 3571 3822 3571 3571 (MPa)

コ-ド強力（N) 566 610 443 748 658 打ち込み数

42.2 40.65 63.7 37 37 (本 Z50mm)

Ec (MPa) 184.4 191.0 58.7 263.8 248.5

Er (MPa) 166.3 176.5 49.7 197.0 204.4

EC ΈΓ 1.11 1.08 1.18 1.34 1.21 ゴム浸透性（指数） 98 99 100 80 90 操定性（評点） +2 +3 +3 土 0 -1 高速耐久性（指数） 107 112 108 100 105 腐食耐久性（指 !¾) 100 100 100 80 90 上記表 3,表 4に示すように、ベルト層に埋設された状態での曲げ剛性 (Ec) 1S 49 MPa以上かつ 196MPa以下であり、かつ、ベルト層に埋設されていないコード単独の状態でのコード曲げ剛性 (Er)の 1. 0〜1. 27倍であるスチールコードを用いた実施例のタイヤにおいては、この条件を満足しない比較例のタイヤに比し、優れた操縦安定性および耐久性が得られることが確かめられた。

Claims

請求の範囲

[1] 複数本のスチーノレ素線を同一方向かつ同一撚りピッチで撚り合わせてなる 1 Xn構造のゴム物品補強用スチールコードにおいて、前記スチール素線の本数が 6〜 12本であり、かつ、該スチール素線の直径が 0. 08-0. 21mmであることを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。

[2] 曲げ岡 IJ性力 9〜196MPa (5. 0〜20. OkgfZmm²)である請求項 1記載のゴム物品補強用スチールコード。

[3] 前記スチール素線の本数が 7〜： L0本である請求項 1または 2記載のゴム物品補強用スチーノレコード。

[4] 前記スチール素線の直径が 0. 10〜0. 20mmである請求項 1〜3のうちいずれか一項記載のゴム物品補強用スチールコード。

[5] 前記スチール素線の弓 I張強さが 3200〜4000MPaである請求項 1〜4のうちいずれか一項記載のゴム物品補強用スチールコード。

[6] コードの外郭形状が扁平であり、かつ、外郭形状の短径 D1と長径 D2との比 D1Z

D2が 0. 5〜0. 8である請求項 1〜5のうちいずれか一項記載のゴム物品補強用スチ一ノレコード。

[7] 一対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、該カーカスのクラウン部をベルト層で補強した空気入りラジアルタイヤであって、該ベルト層を構成するコードに請求項 1〜6のうちいずれか一項記載のゴム物品補強用スチールコードが適用されてなることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。

[8] 前記ベルト層からゴム付きで取り出した前記ゴム物品補強用スチールコードの曲げ剛性（Ec)力 49〜196MPa(5. 0〜20. OkgfZmm²)である請求項 7記載の空気入りラジアルタイヤ。

[9] 前記ベルト層からゴム付きで取り出した前記ゴム物品補強用スチールコードの曲げ剛性 (Ec)が、ゴムを除去した該ゴム物品補強用スチールコードの曲げ剛性 (Er)の 1 . 0〜： L 27倍である請求項 7または 8記載の空気入りラジアルタイヤ。

[10] 前記ベルト層を構成するコードに請求項 6記載のゴム物品補強用スチールコードが適用されてなり、かつ、コードの外郭形状の長径方向が該ベルト層の幅方向に沿うように配列してなる請求項 7〜9のうち、ずれか一項記載の空気入りラジアルタイヤ。

[11] 一対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、該カーカスのクラウン部ラジアル方向外側に、複数本のスチール素線力構成されるスチールコードをゴム Iきしてなる少なくとも 1層のベルト層が配置された空気入りラジアルタイヤにお！、て前記スチールコードの、ベルト層に埋設された状態での曲げ剛性 (Ec)力 49MPa 以上かつ 196MPa以下であって、かつ、ベルト層に埋設されていないコード単独の状態でのコード曲げ剛性 (Er)の 1. 0〜1. 27倍であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。

[12] 前記スチール素線の素線径が 0. 08〜0. 2 lmmである請求項 11記載の空気入りラジアルタイヤ。

[13] 前記スチール素線の本数が 6〜 12本である請求項 11または 12記載の空気入りラジアルタイヤ。

[14] 前記スチールコードが、前記複数本のスチール素線を同方向かつ同一ピッチで撚り合わされてなり、該スチール素線間にゴムが浸透した状態で、前記ベルト層内に埋設されて!/、る請求項 11〜 13のうち、ずれか一項記載の空気入りラジアルタイヤ。

[15] 前記スチールコードが、 1本以上の前記スチール素線が他のスチール素線により周囲を囲まれてなる芯構造を有しない請求項 14記載の空気入りラジアルタイヤ。

[16] 前記スチールコードが、 1本または 2本の前記スチール素線力なるコアストランドと、該コアストランドの周囲に撚り合わされた他のスチール素線力もなる 1層のシースと力なる請求項 13記載の空気入りラジアルタイヤ。

[17] 前記コアストランド力無撚りで並列して配置された 2本の前記スチール素線力なる請求項 16記載の空気入りラジアルタイヤ。