(57)【要約】【課題】  ゴムペネトレーション性を向上させてセパレーションを防止することのできるゴム物品補強用スチールコードを提供する。【解決手段】  ゴム物品補強用スチールコードは、Ｍ＋Ｎで表される２層撚りのコード構造、１×Ｎで表される単撚りのコード構造を有し、コード外接円が略楕円形状になり、前記Ｎ本のスチールフィラメントは、当該フィラメントの長手方向から見て楕円形状を有する、螺旋状の型付けがされてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアのフィラメント本数をＭ、シースのフィラメント本数をＮとするとき、Ｍ本のスチールフィラメントよりなるコアと、該コアの周りに撚り合わせたＮ本のスチールフィラメントよりなるシースとにより構成されるＭ＋Ｎで表される２層撚りのコード構造、又はフィラメント本数をＮとするとき、Ｎ本のスチールフィラメントを撚り合わせてなる１×Ｎで表される単撚りのコード構造を有し、コード外接円が略楕円形状になり、
前記Ｎ本のスチールフィラメントは、当該フィラメントの長手方向から見て楕円形状を有する、螺旋状の型付けがされてなる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２】
前記Ｎ本のスチールフィラメントは、螺旋状の型付けの楕円形状における短径をＡ、スチールコード外接円の短径をａとするとき、
０．７０ａ≦Ａ≦ａの関係を満たす請求項１記載のゴム物品補強用スチールコード。
【請求項３】
前記Ｎ本のスチールフィラメントは、螺旋状の型付けの楕円形状における長径をＢ、スチールコード外接円の長径をｂとするとき、
０．７０ｂ≦Ｂ≦ｂの関係を満たす請求項１又は２記載のゴム物品補強用スチールコード。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム物品補強用スチールコードのコード外接円の短径をａ、長径をｂとするとき、短径ａと長径ｂとの比ａ／ｂが０．８０≦ａ／ｂ≦０．９８の関係を満たすゴム物品補強用スチールコード。
【請求項５】
前記Ｎ本のスチールフィラメントは、型付けのピッチＰａがスチールコードの撚りピッチＰとＰａ＝（１±０．５０）Ｐの関係を満たす請求項１〜４のいずれか１項に記載のゴム物品スチールコード。
【請求項６】
前記２層撚りのコード構造を有する場合に、コアフィラメントが無撚りである請求項１〜５のいずれか１項に記載のゴム物品補強用スチールコード。
【請求項７】
前記２層撚りのコード構造を有する場合に、コアフィラメント径がシースフィラメント径よりも大きい請求項１〜６のいずれか１項に記載のゴム物品補強用スチールコード。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のゴム物品スチールコードがゴムに埋設され、補強材として用いられてなるタイヤ部材。
【請求項９】
請求項８に記載のタイヤ部材を備えるタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの補強に好適なゴム物品補強用スチールコード、当該ゴム物品補強用スチールコードを用いたタイヤ部材及びタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ補強用スチールコードは、一般的に当該スチールコードを構成するフィラメントに対し型付けを行って、適切な形状や型付け量を与えることにより、スチールコード自体の品質を改良することができる。例えば特許文献１には、最外層シースフィラメントの螺旋外径とスチールコードの直径との比を所定の範囲にすることで最外層フィラメントと内層のフィラメントとの接触圧を増加させて、スチールコード形状を安定させ、シースフィラメントの偏りを防止することでゴムを均一にコード内部に浸透させ、耐食性を向上できるとしている。また、特許文献２では、最外層フィラメントの螺旋型付け率を当該最外層フィラメントの撚り角との関係で所定の範囲にすることで最外層シースの撚り性乱れを抑制し、コード割れやフレア性を改良できるとしている。更に、特許文献３、特許文献４では、スチールコードを偏平加工して断面楕円形状にすることで、シースフィラメント等の配置に乱れがなくなるために外層シースフィラメントの隙間が均一に保たれ、ゴム浸透性が良くなるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３２５０８８号公報
【特許文献２】特開２００９−１１４５９０号公報
【特許文献３】特開平７−１９７３８９号公報
【特許文献４】特開２００１−２８８６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のスチールコードは、断面形状が略真円形・略楕円形のコードに共通した型付け方法を規定しているため、型付けも真円形である。このような真円形のシースフィラメントの型付けを、コアの断面形状及びコード断面が共に略楕円形となる２層撚りのスチールコードに用いてコアフィラメントに撚り合わせると、コア形状とシース形状とに差ができてしまう。そのため、シースフィラメントの浮きを無くすための工程が必要となり、また、シースフィラメントに余分な負荷を与えてしまう。更に、シースフィラメントは型付けされた真円形状から撚り合わせによりコアフィラメント合わせた楕円形状にされるため、目標とする最適型付け量を得ることが困難になる。
【０００５】
特許文献２のスチールコードは、断面が真円形のスチールコードに関するものに留まり、断面が楕円形のコードに最適な型付け量とは言えない。
【０００６】
特許文献３のスチールコードは、最外層のフィラメントに型付けをすることの記載がなく、特許文献４のスチールコードは、シースフィラメントの型付けの形状についての記載がない。これらのスチールコードに、特許文献１のような真円形のシースフィラメントの型付けをした場合には、コア形状とシース形状とに差ができてしまう。そのため、シースフィラメントの浮きを無くすための工程が必要となり、また、シースフィラメントに余分な負荷を与えてしまう。
【０００７】
本発明の目的は、外側のフィラメントの型付けに工夫を加えることにより、断面形状が楕円形状になるスチールコードに最適な型付けとして、スチールコードの品質を向上させることのできるゴム物品補強用スチールコード、このゴム物品補強用スチールコードを補強材として適用したタイヤ部材及び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】
【０００８】
発明者は、スチールコードの品質の向上について鋭意研究を重ね、断面が楕円形状のスチールコードを構成する外側のフィラメントの型付けについて、当該フィラメントの長手方向から見て楕円形状を有する、螺旋状の型付けがされていることにより、スチールコードの品質を向上させることができることを見出し、本発明に至った。
【０００９】
本発明のゴム物品補強用スチールコードは、コアのフィラメント本数をＭ、シースのフィラメント本数をＮとするとき、Ｍ本のスチールフィラメントよりなるコアと、該コアの周りに撚り合わせたＮ本のスチールフィラメントよりなるシースとにより構成されるＭ＋Ｎで表される２層撚りのコード構造、又はフィラメント本数をＮとするとき、Ｎ本のスチールフィラメントを撚り合わせてなる１×Ｎで表される単撚りのコード構造を有し、コード外接円が略楕円形状になり、前記Ｎ本のスチールフィラメントは、当該フィラメントの長手方向から見て楕円形状を有する、螺旋状の型付けがされてなることを特徴とする。
【００１０】
本発明のゴム物品補強用スチールコードにおいては、前記Ｎ本のスチールフィラメントは、螺旋状の型付けの楕円形状における短径をＡ、スチールコード外接円の短径をａとするとき、０．７０ａ≦Ａ≦ａの関係を満たすことが好ましく、螺旋状の型付けの楕円形状における長径をＢ、スチールコード外接円の長径をｂとするとき、０．７０ｂ≦Ｂ≦ｂの関係を満たすことが好ましい。
【００１１】
また、本発明のゴム物品補強用スチールコードにおいては、スチールコード外接円の短径をａ、長径をｂとするとき、短径ａと長径ｂとの比ａ／ｂが０．８０≦ａ／ｂ≦０．９８の関係を満たすことが好ましい。
【００１２】
更に、本発明のゴム物品補強用スチールコードにおいて、Ｎ本のスチールフィラメントは、型付けのピッチＰａがスチールコードの撚りピッチＰとＰａ＝（１±０．５０）Ｐの関係を満たすことが、より好ましい。
【００１３】
また更に、本発明のゴム物品補強用スチールコードにおいては、当該スチールコードが前記２層撚りのコード構造を有する場合に、コアフィラメントが無撚りであること、及び／又はコアフィラメント径がシースフィラメント径よりも大きいことが好ましい。
【００１４】
本発明のタイヤ部材は、上記した本発明のゴム物品補強用スチールコードがゴムに埋設され、補強材として用いられてなるものである。
【００１５】
本発明のタイヤは，上記タイヤ部材を備えるものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、コードの外側に位置するフィラメントが、フィラメントの長手方向から見て楕円形状を有する、螺旋状の型付けがされてなることから、楕円形状を有するスチールコードの型付けとして最適な型付けとなっており、スチールコードの特性を向上させることができ、ひいてはスチールコードを用いたタイヤの特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のゴム物品補強用スチールコードの断面の模式図である。
【図２】本発明のゴム物品補強用スチールコードに用いられる型付けされたフィラメントを、その長手方向に直交する方向から見た時の形状を示す図である。
【図３】本発明のゴム物品補強用スチールコードを適用可能なコード構造の例を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を用いて本発明のゴム物品補強用スチールコードの実施形態について具体的に説明する。
【００１９】
本発明のゴム物品補強用スチールコードは、コード外接円が略楕円形状になるスチールコードである。このコード外接円が略楕円形状になるスチールコードの代表例は、波形の型付けがされた又は無撚りの単数又は複数のコアフィラメントの周りに複数本のシースフィラメントが撚り合わせされた２層撚りのコード構造を有するフィラメントである。
【００２０】
そして、本発明のゴム物品補強用スチールコードは、２層撚りの場合にはシースフィラメントに相当する、外側のスチールフィラメントが、当該フィラメントの長手方向から見て楕円形状を有する、螺旋状の型付けがされてなることを特徴としている。
【００２１】
図１に、本発明のゴム物品補強用スチールコードの断面の模式図を示す。図１は、２層撚りのスチールコードの例であるが、本発明の特徴部分の理解を容易にするために、コアフィラメント及びシースフィラメントの図示を省略し、スチールコードの外接円を実線で、シースフィラメントの型付けを破線で示している。図１から分かるように、本発明のゴム物品補強用スチールコードは、当該スチールコードの外接円が楕円形状を有し、シースフィラメントの螺旋状の型付けが、図示した断面において楕円形状を有している。かつ、その型付けの楕円形状は、スチールコードの外接円の楕円形状とは、長径の方向、短径の方向が同一になっている。
【００２２】
図１に示したようなシースフィラメントの型付けを有する本発明のゴム物品補強用スチールコードは、単数又は複数本からなるフィラメントに、予め楕円形状の螺旋型付けを与えたシースフィラメントを撚り合わせてなることから、無理なく撚り合わせることができる。詳述すれば、従来のように真円形状の螺旋型付けを与えたシースフィラメントを撚り合わせたスチールコードとの対比で、本発明のゴム物品補強用スチールコードは、コア形状とシース形状に大きな相違が生じないので、シースフィラメントの浮きが生じない。よってシースフィラメントに余計な負荷がかからないのである。また、本発明のゴム物品補強用スチールコードは、真円形状の螺旋型付けになる従来のシースフィラメントのように撚り合わせで楕円形状にされることがなく、目標とする最適な型付け量を容易に得ることができる。以上のことから、シースフィラメントの割れ性、フレア性、トーション、ゴムペネトレーション性、コード形状の安定性といった、スチールコードの品質を確保することが可能となる。
【００２３】
図１において、シースフィラメントは、螺旋状の型付けの楕円形状における短径をＡ、スチールコード外接円の短径をａとするとき、０．７０ａ≦Ａ≦ａの関係を満たすことが好ましい。また、シースフィラメントは、螺旋状の型付けの楕円形状における長径をＢ、スチールコード外接円の長径をｂとするとき、０．７０ｂ≦Ｂ≦ｂの関係を満たすことが好ましい。図２に、シースフィラメントをその長手方向に直交する方向から見た時の形状を示す。螺旋形状の型付けがされたシースフィラメントが、図２では波長がλである波形に表されている。図２で実線で示した波形が、Ａ＝ａ、Ｂ＝ｂの場合であり、太い破線で示した波形が、Ａ＝０．７０ａ、Ｂ＝０．７０ｂの場合であり、本発明で好適な範囲は、これらの波形の間の範囲である。上記の不等式の関係を満たすときに、シースフィラメントを無理なく撚り合わせることが可能となり、コード割れ性、コードフレア性、トーションの品質を向上させることができる。更にはコード形状を安定させることが可能となり、同時に、シース型付けピッチとコードの撚りピッチ関係を満たしゴムペネトレーション性を確保することができる。しかしながら、Ａが０．７０ａよりも小さな値の場合、又はＢが０．７０ｂよりも小さな値の場合は、いずれも型付け量が小さ過ぎるためにコードフレア性が悪化し、更に撚り戻りによるトーションが悪化してしまう。また、Ａがａよりも大きい値の場合、又はＢがｂよりも大きい値の場合は、コアとシースとの間隔が開き過ぎ、外部からシースフィラメントに負荷がかかったときに、コード割れ性が悪化してしまう。
【００２４】
スチールコード外接円の短径をａ、長径をｂとするとき、短径ａと長径ｂとの比ａ／ｂが０．８０≦ａ／ｂ≦０．９８の関係を満たすことが好ましい。この範囲にある場合に、シースフィラメントを無理なく撚り合わせることが可能となる。この範囲を外れる場合には、コード性能向上効果が小さい。
【００２５】
図１のシースフィラメントは、横断面で楕円形状になる螺旋状型付けのピッチＰａがスチールコードの撚りピッチＰとＰａ＝（１±０．５０）Ｐの関係を満たすことが好ましい。この範囲にある場合に、シースフィラメントを無理なく撚り合わせることが可能となる。この範囲を外れる場合には、コード性能向上効果が小さい。
【００２６】
図３に、本発明のゴム物品補強用スチールコードを適用可能なコード構造の例を示す。図３（ａ）に示す本実施形態のスチールコード１０は、複数本のコアフィラメント１１と、このコアフィラメント１１の周りに撚り合わせた複数本のシースフィラメント１２とを備えている、２層撚りのコード構造を有している。コアフィラメント１１は、１本のフィラメントよりなるか、又は複数本のフィラメントが無撚りで若しくは撚り合わされるものであり、図１に示した例では２本のフィラメントを撚らずに引き揃えた、無撚りのコアフィラメントの構成となっている。また、シースフィラメント１２は、複数本のフィラメントが撚り合わされるものであり、図示した例では、６本のフィラメントがコアフィラメント１１の周りに撚り合わされている。
【００２７】
図３（ｂ）に示すスチールコード２０は，コアフィラメント１１が１本、当該コアフィラメント１１の周りに６本のシースフィラメント１２が撚り合わされた１＋６のコード構造を備える例である。図４（ｃ）に示すスチールコード３０は，コアフィラメント１１が２本、当該コアフィラメント１１の周りに７本のシースフィラメント１２が撚り合わされた２＋７のコード構造を備える例である。図４（ｄ）に示すスチールコード４０は，コアフィラメント１１が３本、当該コアフィラメント１１の周りに８本のシースフィラメント１２が撚り合わされた３＋８のコード構造を備える例である。図４（ｅ）に示すスチールコード５０は，コアフィラメント１１が１本、当該コアフィラメント１１の周りに７本のシースフィラメント１２が撚り合わされた１＋７のコード構造を備える例である。図４（ｆ）に示すスチールコード６０は，３本のフィラメント１３が撚り合わされた１×３のコード構造を備える例である。
【００２８】
図３（ａ）〜（ｆ）に示したスチールコード１０〜５０は、二層撚りのスチールコードである。これらのスチールコード１０〜５０は、コアのフィラメント本数をＭ、該コアの周りに撚り合わせたシースのフィラメント本数をＮとするとき、Ｍ＋Ｎのコード構造を有している。ここに、Ｍは１〜３の整数、Ｎは２〜８の整数である。
【００２９】
二層撚りのスチールコードのコアフィラメント１１は、複数のコアフィラメント１１を撚ったものでもよいし、撚らずに引き揃えたものであってもよい。もっとも、コアフィラメントを撚らずに引き揃えた、いわゆる無撚りフィラメントである場合は、スチールコードの外接円が楕円形状になり易く、本発明を適用可能であり、また、無撚りフィラメントである場合は、撚った場合に比べて、ゴムペネトレーション性が低く、本発明を適用することによる効果が大きいので、好ましい態様である。
【００３０】
図４（ｆ）に示したスチールコード６０は単撚りのスチールコードである。このスチールコード６０は、フィラメント本数をＮとするとき、１×Ｎのコード構造を有している。ここに、Ｎは２〜６の整数である。
【００３１】
これらの図面に示されたスチールコードは、上述したＭ＋Ｎのコード構造及びＬ×Ｎのコード構造におけるコード外接円が略楕円形状になり、外側に位置するＮ本のスチールフィラメントが、当該フィラメントの長手方向から見て楕円形状を有する、螺旋状の型付けがされてなる。
【００３２】
本発明のスチールコードにおいて、外側に位置するＮ本のスチールフィラメントの波長λは、１０〜１８ｍｍの範囲の一定波長であることが好ましい。波長が１０ｍｍに満たないと、ピッチが短くなり過ぎ、コードの重量が増してしまい、１８ｍｍを超えると、ゴムの浸透性が悪化する。
【００３３】
図３（ａ）〜（ｅ）に示すように２層撚りのコード構造を有するスチールコードにおいては、コアフィラメント１１の径に比べて、シースフィラメント１２の径が大きい態様することができる。コアフィラメント１１の径に比べて、シースフィラメント１２の径が大きい場合には、ゴムペネトレーション性が低く、本発明を適用することによる効果が大きいためである。一例としては、２＋（５〜７）のコード構造を有する２層撚りのスチールコードに関して、コアフィラメント径は０．１２〜０．２５ｍｍ、シースフィラメントは０．１８〜０．２７ｍｍとすることができる。
【００３４】
補強するゴム物品の強度を確保するために、本発明のゴム物品補強用スチールコードに使用するフィラメントとしては、炭素含有０．７５〜０．９５質量％のいわゆる高抗張力鋼を用いることが好適である。フィラメントの抗張力、例えば３５０ｋｇｆ／ｍｍ２以上とすることができる。
【００３５】
本発明のゴム物品補強用スチールコードに使用するフィラメントを、螺旋状でかつ断面が楕円形状になるように型付けするには、例えば、楕円形状の型付けフォーマーを用いて型付けを行えばよい。
【００３６】
本実施形態のスチールコードは、タイヤ部材としてのベルト又はプライに埋設させて、ベルトを補強するために用いることができる。もっとも、本実施形態のスチールコードは、タイヤの他の部材を補強するために用いることもできる。ベルトやプライに埋設されたときに、本実施形態のスチールコードは、外側のフィラメント、例えば２層撚りの場合はシースフィラメントが、ランダムな振幅を有している。
【実施例】
【００３７】
表１に示す種々のスチールコードを用意した。これらのスチールコードをゴムに埋設し、スチールコード補強ゴムの試料を作成し、ゴム浸透性（ゴムペネトレーション性）、コード割れ性、コードフレア性、トーション及びコード形状安定性を調査した。これらの特性についても表１に併記した。
【００３８】
ゴム浸透性は、各供試タイヤからゴム−スチールコード複合体を摘出し、外層（シース）のフィラメントを全て取り除いてコア部を取り出したあと、４方向から見てゴムに被覆された部分の長さを測定して、次式よりゴム浸透率を求めた。
ゴム浸透率＝（ゴム被覆長／試料長）×１００（％）
このゴム浸透率が、７５〜１００％の結果のものを○印、３５〜７４％の結果のものを△印、０〜３４％の結果のものを×印で評価した。
【００３９】
コード割れ性は、各供試タイヤからゴム−スチールコード複合体を摘出し、繰り返し疲労を与えることができる疲労試験を行ったあと、被覆したゴムを取り除いたとき、コードを構成するフィラメントが何本割れたかを測定し、次式によりコード割れ率を求めた。
コード割れ性＝（フィラメント割れ総本数／試験フィラメント本数）×１００（％）
ここに０〜２５％の結果のものを○印、２６〜７５％の結果のものを△印、７６〜１００％の結果のものを×印で評価した。
【００４０】
コードフレア性は、ゴムが被覆していない状態のコード端を切った時の、撚り戻りの有無を確認した。撚り戻りの長さが、撚りの１ピッチ以内の結果のものを○印、撚り戻り長さが１ピッチ以上２ピッチ未満の範囲の結果のものを△印、撚り戻り長さが２ピッチ以上の結果のものを×印で評価した。
【００４１】
トーションは、ゴムが被覆していない状態の一定長さのコードを用い、端部を９０度に折り曲げ、折り曲げ箇所を支える力を緩めた時の、折り曲げ箇所の回転数および角度を測定することによって調べ、一定長さの中で３回転までの結果のものを○印、一定長さの中で３回転を上回る結果のものを×印で評価した。
【００４２】
コード形状安定性は、各供試タイヤの切断面からコード径を測定することによって調べ、コード径の縦径／横径比を保持する結果のものを○印、目視上コード形状が原形をとどめていない場合、およびコード径の縦径／横径比を維持できていない結果のものを×印で評価した。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
表１から、スチールコードのシースフィラメントの螺旋型付けを、フィラメントの長手方向から見て楕円形状を有するものとした各実施例は、真円形状の比較例１に比べて、ゴム浸透性に優れ、よって耐腐食性や耐セパレーション性に優れていた。
【符号の説明】
【００４５】
１０  スチールコード
１１  コアフィラメント
１２  シースフィラメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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