(57)【要約】【課題】従来よりもトリートを薄くでき、かつ、トリートカールが生じないゴム物品補強用スチールコードの製造方法、それにより得られたスチールコードおよびこれを用いた空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】撚り合わされていないＭ本のコアフィラメント１が引き揃えられてなるコア１ａの周囲に、Ｎ本のシースフィラメント２を撚り合わせるゴム物品補強用スチールコードの製造方法である。コアフィラメント１の径ｄ１（ｍｍ）を、シースフィラメント２の径ｄ２（ｍｍ）よりも大きくし、かつ、得られるゴム物品補強用スチールコードの長径の最大値をＬ、コアフィラメント１の平均螺旋型付け量をＨ（ｍｍ）としたとき、コア１ａの周囲にＮ本のシースフィラメント２を撚り合わせる前に、コアフィラメント１にＨ≧Ｌとなるように螺旋型付けを行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撚り合わされていないＭ本のコアフィラメントが引き揃えられてなるコアの周囲に、Ｎ本のシースフィラメントを撚り合わせるゴム物品補強用スチールコードの製造方法において、
前記コアフィラメントの径ｄ１（ｍｍ）を、前記シースフィラメントの径ｄ２（ｍｍ）よりも大きくし、かつ、得られるゴム物品補強用スチールコードの長径の最大値をＬ、前記コアフィラメントの平均螺旋型付け量をＨ（ｍｍ）としたとき、前記コアの周囲に前記Ｎ本のシースフィラメントを撚り合わせる前に、前記コアフィラメントにＨ≧Ｌとなるように螺旋型付けを行うことを特徴とするゴム物品補強用スチールコードの製造方法。
【請求項２】
前記螺旋型付けを複数回行う請求項１記載のゴム物品補強用スチールコードの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のゴム物品補強用スチールコードの製造方法により製造されたことを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
【請求項４】
少なくとも２枚のベルト層が積層されてなるベルトを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルトの１層目の第１ベルト層と２層目の第２ベルト層とがともに、請求項３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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム物品補強用スチールコードの製造方法、それにより得られたスチールコードおよびこれを用いた空気入りラジアルタイヤ（以下、単にそれぞれ「製造方法」、「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、従来よりもトリートを薄くでき、かつ、トリートカールが生じないゴム物品補強用スチールコードの製造方法、それにより得られたスチールコードおよびこれを用いた空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境性能の重要性が増してきており、タイヤにおいては軽量化のニーズが高まっている。タイヤの補強材であるベルトは、通常、ゴム−スチールコード複合体（トリート）からなるが、タイヤの軽量化の手法の１つとして、トリートのゴムの使用量を少なくし、ベルトを薄くすることが挙げられる。しかしながら、ゴムの使用量を少なくすると、第１ベルト層と第２ベルト層のコード間距離が短くなるため、ベルト幅方向端部のコード端を起点とした、いわゆるベルトエッヂセパレーション（ＢＥＳ）が生じやすくなり、耐久性が低下する。このＢＥＳの改善手法としてはベルト端部のゴムを通常より厚くする手法が知られているが、当然、重量増となるため、所期の目的であるタイヤの軽量化には背反することとなる。
【０００３】
トリートのゴム使用量を減らす以外のタイヤ軽量化の手法としては、スチールの使用量を減らすこと、例えば、スチールコードの打込み本数を減らすことが考えられる。しかしながら、スチールコードの打込み本数が少なくなると、ベルトの剛性が低下してしまい好ましくない。このような状況の中、タイヤの軽量化に関して、多くの提案がなされている。例えば、特許文献１にはタイヤの軽量化を目的として、Ｍ（Ｍ＝２〜５）＋Ｎ（Ｎ＝１〜３）構造でかつ、フィラメント本数がＭ≧Ｎのスチールコードが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９８４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
Ｍ＋Ｎ構造のスチールコードは、従来より、生産性の観点からバンチャー型の撚線機で製造されている。Ｍ＋Ｎ構造のスチールコードをバンチャー型の撚線機を用いて製造すると、コアフィラメントとシースフィラメントには、それぞれ逆向きの捻じりが加わる。そのため、Ｍ＋Ｎ構造のスチールコ−ドは、それぞれ大きく異なるト−ション（捻じれ）を有したコアフィラメントとシースフィラメントにより構成されていることになる。このようなＭ＋Ｎ構造のスチールコードを多数本並行に引きそろえ、この上下に未加硫ゴムを配置して、トリートを製造した場合、このトリートを才断工程にて才断すると、コアフィラメントのトーションが解放されトリート端部が跳ね上がってカールしてしまい、作業性が悪化するという問題を有していた。このように、トリートの軽量化とトリートカールの抑制を同時に満足することは困難であった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、従来よりもトリートを薄くでき、かつ、トリートカールが生じないゴム物品補強用スチールコードの製造方法、それにより得られたスチールコードおよびこ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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解消するためにスチールコードの製造工程につき鋭意検討した結果、Ｍ＋Ｎ構造のスチールコードにおいて、コアフィラメントおよびシースフィラメントの径を所定のものとし、かつ、所定の条件でコアとシースフィラメントを撚り合わせることで、軽量性に優れ、かつ、トリートカールを抑制することができるスチールコードを得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明のゴム物品補強用スチールコードの製造方法は、撚り合わされていないＭ本のコアフィラメントが引き揃えられてなるコアの周囲に、Ｎ本のシースフィラメントを撚り合わせるゴム物品補強用スチールコードの製造方法において、
前記コアフィラメントの径ｄ１（ｍｍ）を、前記シースフィラメントの径ｄ２（ｍｍ）よりも大きくし、かつ、得られるゴム物品補強用スチールコードの長径の最大値をＬ、前記コアフィラメントの平均螺旋型付け量をＨ（ｍｍ）としたとき、前記コアの周囲に前記Ｎ本のシースフィラメントを撚り合わせる前に、前記コアフィラメントにＨ≧Ｌとなるように螺旋型付けを行うことを特徴とするものである。ここで、Ｌは、下記式で表される。
Ｌ（ｍｍ）＝（ｄ１×Ｍ）＋ｄ２
【０００９】
本発明の製造方法においては、前記螺旋型付けを複数回行うことが好ましい。
【００１０】
また、本発明のゴム物品補強用スチールコードは、上記本発明のゴム物品補強用スチールコードの製造方法により製造されたことを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、本発明の空気入りラジアルタイヤは、少なくとも２枚のベルト層が積層されてなるベルトを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルトの１層目の第１ベルト層と２層目の第２ベルト層とがともに、上記本発明の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。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、従来よりもトリートを薄くでき、かつ、トリートカールが生じないゴム物品補強用スチールコードの製造方法、それにより得られたスチールコードおよびこれを用いた空気入りラジアルタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のゴム物品補強用スチールコードの製造方法の一好適例を示す概略説明図である。
【図２】本発明の製造方法に係るＭ＋Ｎ構造のゴム物品補強用スチールコードの一例の断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、スチールコードの短径の比較図であり、（ａ）はｄ１＝ｄ２の場合、（ｂ）および（ｃ）はｄ１＞ｄ２の場合を表す。
【図４】コアフィラメントの振幅を示す説明図である。
【図５】トリートの部分断面図であり、（ａ）は、Ｈ＜Ｌの場合、（ｂ）はＨ≧Ｌの場合である。
【図６】本発明の空気入りラジアルタイヤの一好適例の片側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明のゴム物品補強用スチールコードの製造方法の一好適例を示す概略説明図である。図示する例は、バンチャー型撚線機１０を用いたスチールコードの製造方法の概略説明図であり、Ｍ本、好適には図示するように２本のコアフィラメント１を外部に配置されたボビン１１ａから巻き出し、第１フライヤー１２ａで最終的に得られるスチールコードと逆方向に撚り合わせて、コア１ａを形成する。次に、バンチャー型撚線機１０の内部に配置されたボビン１１ｂから巻き出したＮ本、好適には図示するように３本のシースフィラメント２を、第２フライヤー１２ｂにて第１フライヤー１２ａと逆方向にコア１ａと共に撚り合わせることで、コア１ａの撚りを戻しつつＭ＋Ｎ構造のスチールコード３を製造し、その後、撚り合わされたスチールコード３をボビン１１ｃで巻き取っている。
【００１５】
図２に、本発明の製造方法に係るＭ＋Ｎ構造（図示例においては２＋３構造）のゴム物品補強用スチールコードの一例の断面図を示す。図示するように、本発明の製造方法においては、コアフィラメント１の径ｄ１（ｍｍ）、シースフィラメント２の径ｄ２（ｍｍ）を、ｄ１＞ｄ２とし、コア１ａの周囲にシースフィラメント２を撚り合わせる前に、最終的に得られるスチールコード３の長径の最大値であるＬ（Ｌ（ｍｍ）＝（ｄ１×Ｍ）＋ｄ２）と、コアフィラメント１の平均螺旋型付け量Ｈ（ｍｍ）とが、Ｈ≧Ｌとなるようにコアフィラメント１に螺旋型付けを行う。図１に示す製造方法の一好適例においては、コアフィラメント１をボビン１１ａから巻き出した後であって、コアフィラメント１を束ねてコア１ａとする直前に、型付け装置１３を配置し、この型付け装置１３にて、コアフィラメント１に螺旋型付けを行っている。なお、本発明においては、コアフィラメント１の型付けは螺旋型付けとしているが、これは、波形型付けのような２次元型付けではトリートカールは生じないためである。トリートカールの発生のメカニズムについては、後に詳細に説明する。
【００１６】
図３（ａ）〜（ｃ）は、スチールコードの短径の比較図であり、（ａ）はｄ１＝ｄ２の場合、（ｂ）および（ｃ）はｄ１＞ｄ２の場合を表す。図示するように、Ｍ＋Ｎ構造（図示例においては２＋３構造）のスチールコード３の短径はシースフィラメント２の径に支配されている。したがって、ｄ１＝ｄ２の場合と比較してｄ２をｄ１よりも小さくすることで、スチールコード３の短径を小さくすることができる。したがって、本発明の製造方法により得られるスチールコード３を、例えば、タイヤを構成するベルトの第１ベルト層および第２ベルト層の補強材に適用すれば、第１ベルト層のスチールコードと第２ベルト層のスチールコードとの距離を保ちつつ、ベルト層の厚みを薄くすることができる。これにより、ＢＥＳに対する耐性である、いわゆる耐ＢＥＳ性を低下させることなく、ベルトの軽量化が可能となる。同時に、スチールの使用量を減らすことができるため、さらにタイヤの軽量化を図ることができる。
【００１７】
上述したように、タイヤを構成するベルト層の材料であるトリートは、一般に、スチールコードを多数本並行に引きそろえ、この上下に未加硫ゴムを配置して、スチールコードをゴム被覆することにより製造される。上述の例に基づいてＭ＋Ｎ構造のスチールコード３を製造する場合、ｄ１＝ｄ２であれば、トリートカールは発生しないが、ｄ１＞ｄ２の場合は、コアフィラメント１のトーションとシースフィラメント２のトーションに差が生じるため、トリートカールが発生しやすい。
【００１８】
そこで、本発明の製造方法においては、最終的に得られるスチールコード３の長径の最大値であるＬ（図２参照）と、コアフィラメント１の平均螺旋型付け量Ｈ（ｍｍ）とが、Ｈ≧Ｌとなるように、コア１ａの周囲にＮ本のシースフィラメント２を撚り合わせる前に、コアフィラメント１に螺旋型付けを行う。ここで、Ｌは、Ｌ（ｍｍ）＝（ｄ１×Ｍ）＋ｄ２で表され、コアフィラメント１の平均螺旋型付け量Ｈ（ｍｍ）は、スチールコード３を解した後、コアフィラメント１における振幅を測定し、その最大値Ｈ１と最小値Ｈ２の平均を意味する。図４に、コアフィラメントの振幅を示す説明図を示す。
【００１９】
図５は、トリートの部分断面図であり、（ａ）は、Ｈ＜Ｌの場合、（ｂ）はＨ≧Ｌの場合である。図５（a）に示すように、Ｈ＜Ｌの場合、コアフィラメント１は上下方向にほとんど変化しないため、コアフィラメント１はスチールコード３の上下に配置された被覆ゴム４ａ、４ｂと接触することはなく、シースフィラメント２のみが被覆ゴム４ａ、４ｂと接触している状態となる。このような状態においては、シースフィラメント２は被覆ゴム４ａ、４ｂにより、トーションによる回転が抑制されるが、コアフィラメント１は被覆ゴム４ａ、４ｂとの接触がないため、トリートの才断時にコアフィラメント１のトーションに起因する回転が生じ、これにより、トリートにカールが発生する。
【００２０】
これに対して、本発明の製造方法においては、コア１ａにシースフィラメント２を撚り合わせる前に、コア１ａに対してＨ≧Ｌとなるような型付けを行っている。すなわち、本発明に係るスチールコード３の長径の最大値Ｌ（図２参照）以上の型付けがコアフィラメント１になされているため、図５（ｂ）に示すように、スチールコード３の長手方向において、コアフィラメント１と被覆ゴム４ａ、４ｂとが接触する部分が現れる。これにより、コアフィラメント１のトーションに起因する回転を防止し、トリート才断時に発生するトリートのカールを防止している。本発明の製造方法においては、Ｈ≧Ｌの関係を満足すれば、上記効果を得ることができるスチールコードを製造することができるため、平均螺旋型付けＨの上限については特に制限はないが、生産性の観点から、Ｈ／Ｌは好適には１．０〜１．２とする。
【００２１】
本発明の製造方法においては、コア１ａにシースフィラメント２を撚り合わせる前に行うコアフィラメント１への螺旋型付けは、複数回行うことが好ましい。図１に示す例では、型付け装置１３として型付けピンを用い、この型付けピンにボビン１１ａから巻き出されたコアフィラメント１を巻き付けることで螺旋型付けを行い、その後コアフィラメント１を束ねてコア１ａとしている。この場合、型付けピンを複数本配置し、各型付けピンに順次コアフィラメント１を巻き付けることで複数回螺旋型付けを行うことが好ましい。螺旋型付けを複数回行うことによって、コアフィラメント１に十分な螺旋型付けを行うことができるからである。なお、本発明の製造方法においては、型付け装置１３は、コアフィラメントに対して螺旋型付けをすることができるものであれば特に制限はなく、既知の型付け装置を用いることができる。例えば、複数個の型付けピンを千鳥足状に配置し、型付けピンの間にコアフィラメント１を通すことで螺旋型付けを行ってもよい。
【００２２】
本発明の製造方法により製造したスチールコードは、乗用車用空気入りラジアルタイヤのベルトトリートの補強材として好適であり、この場合、コアフィラメント１の径ｄ１は０．１６〜０．３２ｍｍであり、かつ、シースフィラメント２の径ｄ２は０．１２〜０．２９ｍｍであることが好ましい。フィラメント径が上記範囲を超えると、本発明の製造方法により製造したスチールコード３を用いたトリートを乗用車用タイヤのベルトに用いた場合、十分な軽量効果が得られない場合がある。一方、フィラメント径が上記範囲未満であると、ベルト強度不足の懸念がある。
【００２３】
本発明の製造方法により製造したスチールコード３を用いたトリートを、乗用車用空気入りラジアルタイヤのベルトに用いる場合は、引張り強さが２７００Ｎ／ｍｍ２以上のスチールフィラメントを用いることが好ましい。高い抗張力を有するスチールフィラメントとしては、少なくとも０．７２質量％、特には少なくとも０．８２質量％の炭素を含有するものを、好適に用いることができる。なお、本発明の製造方法においては、シースフィラメント２の撚り方向、撚りピッチ等の条件については、特に制約されるものではなく、常法に従い適宜構成することが可能である。
【００２４】
本発明の製造方法においては、コアフィラメント１およびシースフィラメント２の径ｄ１、ｄ２が上記関係を満足し、かつ、コア１ａにシースフィラメント２を撚り合わせる前に、ＬとＨとが、Ｈ≧Ｌとなる関係を満足するようにコアフィラメント１ａに螺旋型付けを行うことのみが重要であり、それ以外に特に制限はない。例えば、本発明の製造方法はバンチャー型撚線機１０を用いる場合に好適であるが、これに限られるものではなく、Ｍ＋Ｎ構造のスチールコードの製造の際に、コアフィラメントにトーションが加わるのであれば、いずれの製造方法にも適用することができる。
【００２５】
次に、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。
本発明のスチールコードは、上記本発明の製造方法にて製造されたものであり、その構造はＭ＋Ｎ構造であり、コアフィラメントの径ｄ１（ｍｍ）が、シースフィラメントの径ｄ２（ｍｍ）よりも大きく、かつ、最終的に得られるスチールコードの長径の最大値（ｄ１×Ｍ）＋ｄ２をＬ（ｍｍ）、コアフィラメントの平均螺旋型付け量をＨ（ｍｍ）としたとき、コアの周囲にＮ本のシースフィラメントを撚り合わせる前に、コアフィラメントにＨ≧Ｌとなるように螺旋型付けを施されたものである。上述の通り、上記関係を満足することで、ゴム被覆した後のトリートを薄くすることができ、かつ、トリートカールを抑制することができる。本発明のスチールコードは、上述のとおり、乗用車用空気入りラジアルタイヤのベルトの補強材に好適である。
【００２６】
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。
図６に、本発明の空気入りラジアルタイヤ１００の一好適例の片側断面図を示す。図示するタイヤは、接地部を形成するトレッド部１０１と、このトレッド部１０１の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部１０２と、各サイドウォール部１０２の内周側に連続するビード部１０３とを備えている。
【００２７】
トレッド部１０１、サイドウォール部１０２およびビード部１０３は、一方のビード部１０３から他方のビード部１０３にわたってトロイド状に延びる一枚のカーカス層からなるカーカス１０４により補強されている。また、トレッド部１０１は、カーカス１０４のクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設した少なくとも２層、図示する例では２層の第１ベルト層１０５ａと第２ベルト層１０５ｂとからなるベルトにより補強されている。ここで、カーカス１０４のカーカス層は複数枚としてもよく、タイヤ周方向に対してほぼ直交する方向、例えば、７０〜９０°の角度で延びる有機繊維コードを好適に用いることができる。
【００２８】
本発明のタイヤ１００においては、第１ベルト層１０５ａ、第２ベルト層１０５ｂがともに、上記本発明のスチールコード３を用いたトリートからなる。本発明のスチールコード３を用いたトリートには、カールが生じず、また、コード自体の性状が安定しているため、タイヤ製造時の作業性に優れている。また、本発明のスチールコード３を用いることにより、第１ベルト層１０５ａのスチールコードと第２ベルト層１０５ｂのスチールコードの距離を保ちつつ、ベルト層の厚みを薄くすることができる。これにより、ＢＥＳに対する耐性である、いわゆる耐ＢＥＳ性を低下させることなく、ベルトの軽量化が可能となる。また、スチールの使用量を減らすことができるため、さらにタイヤの軽量化を図ることができる。
【００２９】
本発明の空気入りラジアルタイヤ１００は、ベルトの構造が上記要件を満足するものであれば、それ以外の具体的なタイヤ構造については、特に制限されるものではない。また、本発明の空気入りラジアルタイヤ１００は、乗用車用タイヤに好適に用いることができる。なお、タイヤに充填する気体としては、通常のあるいは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜実施例１〜５、従来例および比較例１〜３＞
コアフィラメントを巻き出した直後に型付け装置を配置した、図１に示すタイプのバンチャー型撚線機にて、下記表１に示す構造のスチールコードを製造した。型付け装置としては型付けピンを用い、同表に示す平均螺旋型付け量Ｈとなるように型付けピンの径を調整した。得られたスチールコードを、同表に示す打込み数となるように複数本並行に引き揃えて、上下から未加硫ゴムを被覆してトリートを作製した。トリートの厚みは１．２０ｍｍとした。得られたトリートにつき、下記手順に従い、トリートカール性につき評価した。
【００３１】
＜トリートカール性＞
得られた各トリートを才断し、トリートに浮き上がりが生じるかについて観察した。結果は、従来例を基準として、トリートカールが生じていないものを○、トリートカールが生じているが実用上問題のないレベルであるものを△、トリートカールが発生し、作業に支障を来すレベルを×とした。得られた結果を表１に併記する。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１より、本発明のゴム物品補強用スチールコードの製造方法により製造したスチールコードは、トリートの補強材として用いた場合、トリートカールが生じていないことがわかる。
【符号の説明】
【００３４】
１  コアフィラメント、  １ａ  コア、  ２  シースフィラメント、  ３  スチールコード、  ４  被覆ゴム、  １０  バンチャー型撚線機、  １１  ボビン、  １２  フライヤー  １３  型付け装置、  １００  空気入りラジアルタイヤ、  １０１  トレッド部、  １０２  サイドウォール部、  １０３  ビード部、  １０４  カーカス、  １０５ａ  第１ベルト層、  １０５ｂ  第２ベルト層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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