(57)【要約】      （修正有）【課題】タイヤの補強材に用いた場合に制振性・静音性の向上によりロードノイズの低減を可能にするスチールコードを提供する。【解決手段】制振合金よりなるフィラメントを含み、該制振合金よりなるフィラメントが、単体又は集合体で非円形断面形状で扁平形状又は略長方形状の断面形状を示し、前記制振合金よりなるフィラメントが用いられたコアと該コアの周りに複数のフィラメントを撚り合わせたシースを有する層撚り構造であり、前記コアが無捻れであるスチールコード。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制振合金よりなるフィラメントを含み、該制振合金よりなるフィラメントが、単体又は集合体で非円形断面形状を有することを特徴とするスチールコード。
【請求項２】
前記制振合金よりなるフィラメントが、扁平形状又は略長方形状の断面形状を有する請求項１記載のスチールコード。
【請求項３】
前記制振合金よりなるフィラメントの複数が面接触で密着してなる集合体を有し、該集合体が、扁平形状又は略長方形状の断面形状を有する請求項１記載のスチールコード。
【請求項４】
前記制振合金よりなるフィラメントが用いられたコアと、該コアの周りに複数のフィラメントが撚り合わされたシースとを有する層撚り構造になる請求項１〜３のいずれか１項に記載のスチールコード。
【請求項５】
前記コアが、無捻れのものである請求項４記載のスチールコード。
【請求項６】
前記非円形断面を有する単体又は集合体の制振合金よりなるフィラメントの占有率が、円形断面の同数のフィラメントが配列された場合の占有率に比べて高いことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のスチールコード。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のスチールコードが、補強材に用いられたタイヤ。
【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スチールコードに関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤは、ロードノイズを低減することが求められている。そこで、制振合金のワイヤをスチールフィラメントに挿入した構造を有するスチールコードがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−８２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
制振合金のワイヤをスチールフィラメントに挿入した構造を有するスチールコードは、制振性、静音性を向上させることができるが、タイヤの制振性、静音性についての要求は止むことがなく、更なる制振性、静音性向上が求められている。
【０００５】
本発明は、タイヤに用いてタイヤの制振性、静音性を、従来から更に向上させることのできるスチールコードを、このスチールコードを用いたタイヤと共に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決する本発明のスチールコードは、制振合金よりなるフィラメントを含み、該制振合金よりなるフィラメントが、単体又は集合体で非円形断面形状を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明のスチールコードにおいては、制振合金よりなるフィラメントが、扁平形状又は略長方形状の断面形状を有する構成とすることができ、また、制振合金よりなるフィラメントの複数が面接触で密着してなる集合体を有し、該集合体が、扁平形状又は略長方形状の断面形状を有する構成とすることもできる。また、コード構造に関して、制振合金よりなるフィラメントが用いられたコアと、該コアの周りに複数のフィラメントが撚り合わされたシースとを有する層撚りのコード構造とすることが好ましい。この層撚りのコード構造を有する場合、コアは、無捻れのものとすることが、より好ましい。
本発明のスチールコードは、制振合金よりなるフィラメントが、単体又は集合体で非円形断面を有することから、非円形断面を有する単体又は集合体の制振合金よりなるフィラメントの占有率が、円形断面の同数のフィラメントが配列された場合の占有率に比べて高い構成とすることを容易にできる。
【０００８】
更に、本発明のタイヤは、上述したスチールコードが、補強材に用いられたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、制振合金よりなるフィラメントが、単体又は集合体で非円形断面を有することから、円形断面を有する場合に比べて、コード断面内における、制振合金よりなるフィラメントの断面積の割合を向上させることができる。このことにより、制振合金が具備する制振性を向上させることができ、ひいてはタイヤの静音性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】非円形断面形状のフィラメント例の模式的断面図である。
【図２】非円形断面形状のフィラメント例の模式的断面図である。
【図３】本発明の実施形態のスチールフィラメントの模式的断面図である。
【図４】非円形ダイス孔を有するダイスの模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を用いつつ本発明のスチールコードの実施形態及びタイヤについて具体的に説明する。
【００１２】
本発明のスチールコードは、制振合金よりなるフィラメントが、単体又は集合体で非円形断面形状を有する。非円形断面形状とは、フィラメントの横断面において真円以外の形状を有するものである。これは、スチールフィラメントが通常は、ダイを用いた伸線加工により横断面が真円形状になっているものであることから、このような横断面が真円形状のフィラメントを含まないことを意味する。
【００１３】
非円形断面形状の例を図１に断面図で示す。図１（ａ）〜（ｄ）は、制振合金よりなるフィラメント単体が非円形断面形状を有している例である。図１（ａ）に示すフィラメント１は、扁平形状、より具体的にはトラック形状の断面形状を有している。図１（ｂ）に示すフィラメント２は、略長方形の断面形状を有している。図１（ｃ）に示すフィラメント３は、楕円形の断面形状を有している。図１（ｄ）に示すフィラメント４は、三角形の断面形状を有している。図１（ｅ）に示すフィラメント１０１は、比較例であり、真円の断面形状を有している。
【００１４】
図１（ａ）〜（ｄ）に示した、非円形断面形状のなかでも図１（ａ）のトラック形状や、図１（ｂ）の略長方形の断面形状を有するフィラメントが好ましい。制振合金よりなるフィラメントを含むスチールコードをタイヤのゴム部材に埋設した場合に、ゴム使用量の増加を抑制できるからである。
【００１５】
非円形断面形状の別の例を図２に断面図で示す。図２（ａ）〜（ｄ）は、制振合金よりなる複数のフィラメントの集合体が非円形断面形状を有している例である。図２（ａ）に示すフィラメント５は、曲面の外面を有する２本のフィラメント５ａ、５ｂが互いに面接触で密接していることでフィラメント５全体としてトラック形状の断面を有している。図２（ｂ）に示すフィラメント６は、略長方形断面を有する２本のフィラメント６ａ、６ｂが、互いに面接触で密接していることでフィラメント６全体として略長方形の断面を有している。図２（ｃ）に示すフィラメント７は、曲面又は平面の外面を有する３本のフィラメント７ａ、７ｂ及び７ｃが互いに面接触で密接していることでフィラメント７全体としてトラック形状の断面を有している。図２（ｄ）に示すフィラメント８は、略長方形断面を有する３本のフィラメント８ａ、８ｂ及び８ｃが、互いに面接触で密接していることでフィラメント８全体として略長方形の断面を有している。
【００１６】
図２（ｅ）及び図２（ｆ）に示すフィラメントは比較例であり、図２（ｅ）のフィラメント１０２は、円形断面の２本のフィラメント１０２ａ、１０２ｂが並列に配列された例、図２（ｆ）のフィラメント１０３は、円形断面の３本のフィラメント１０３ａ、１０３ｂ及び１０３ｃが並列に配列された例である。
【００１７】
図１（ａ）〜（ｄ）に示したフィラメント１〜４及び、図２（ａ）〜（ｄ）に示したフィラメント５〜８は非円形の断面形状を有していることから、これらのフィラメントをスチールコードに用いることにより、広範囲の周波数域で制振性を有するスチールコードとすることができ、このスチールコードを用いたタイヤは、より静音性に優れたタイヤとなる。
【００１８】
図１（ａ）〜（ｄ）に示したフィラメント１〜４及び、図２（ａ）〜（ｄ）に示したフィラメント５〜８は、フィラメントの占有率が、円形断面の同数のフィラメントが配列された場合の占有率に比べて高いことが好ましい。この占有率の定義を、代表的に図２を用いて説明する。なお、図１に示したフィラメント１〜４でも同様にして占有率を求めることができる。
【００１９】
図２（ａ）〜（ｆ）に示したフィラメント５〜８、１０２、１０３について、フィラメントの輪郭を仮想的に四角の枠で囲んだ領域として、「フィラメントの配列領域」を定義する。図２（ａ）のフィラメント５におけるフィラメントの配列領域は、図示した破線内の領域５Ａである。図２（ｂ）のフィラメント６におけるフィラメントの配列領域は、フィラメント６の輪郭内の領域と同じである。図２（ｃ）のフィラメント７におけるフィラメントの配列領域は、図示した破線内の領域７Ａである。図２（ｄ）のフィラメント８におけるフィラメントの配列領域は、フィラメント８の輪郭内の領域と同じである。図２（ｅ）のフィラメント１０２におけるフィラメントの配列領域は、図示した破線内の領域１０２Ａである。図２（ｆ）のフィラメント１０３におけるフィラメントの配列領域は、図示した破線内の領域１０３Ａである。
【００２０】
図２（ａ）〜（ｆ）に示した各フィラメントにおける「フィラメントの占有率」を、上述した「フィラメントの配列領域」の面積に対するフィラメントの断面積の総和の百分率で定義する。計算式で表すと［（フィラメントの断面積の総和）／（フィラメントの配列領域の面積）］×１００である。
【００２１】
図２（ａ）、図２（ｂ）に示した、２本のフィラメントよりなるフィラメント５、６は、同じく２本のフィラメントよりなる図２（ｅ）に示した比較例のフィラメント１０２よりも、フィラメントの占有率が高い。また、図２（ｃ）、図２（ｄ）に示した、３本のフィラメントよりなるフィラメント７、８は、同じく３本のフィラメントよりなる図２（ｆ）に示した比較例のフィラメント１０３よりも、フィラメントの占有率が高い。
【００２２】
上記のようにして定義されたフィラメントの占有率について、図２（ａ）〜（ｄ）に示したフィラメント５〜８は、上述のとおり、円形断面の同数のフィラメントが配列された比較例のフィラメント１０２、１０３の占有率よりも高い。フィラメントの占有率が高いことにより、フィラメントの単位長さ当たりでは、制振合金の使用量が、比較例のフィラメントよりも多いことになる。したがって、図１及び図２に示した制振合金のフィラメントを有するスチールコードにおいて、フィラメントの占有率が高いものは、真円の断面形状で１本のみの制振合金のフィラメントを有する従来のスチールコードよりも、制振合金の使用量の増加に従って制振性に優れ、静音性を向上させることができる。
【００２３】
また、図２に示したフィラメント５〜８は、隣接するフィラメントが互いに面接触していることから、フィラメントの形状を安定して維持することができる。このことは、フィラメントの３本以上を並列に配列した図２（ｃ）や（ｄ）の場合に効果が顕著である。しかも、フィラメント５〜８は、横断面において扁平な輪郭を有していて、これらのフィラメント５〜８を用いたスチールコード、ひいてはこのスチールコードを埋設して補強をしたゴム部材の薄厚化に寄与する。
【００２４】
図１及び図２に示した制振合金よりなるフィラメントを含む本実施形態のスチールコードの例を、図３（ａ）〜（ｅ）に示す。また、比較例のスチールコードを図３（ｆ）〜（ｈ）に示す。図３に示した本実施形態のスチールコードは、図１又は図２に示した制振合金よりなり、非円形断面形状を有するフィラメントをコアとし、このコアの周りにシースフィラメントとして複数のスチールフィラメントが撚り合わされた、いわゆるｎ＋ｍのコード構造を有する層撚りのスチールコードである。
【００２５】
具体的には、図３（ａ）のスチールコード１０は、コアが図１（ａ）に示された１本のフィラメント１からなるトラック形状の断面形状を有し、シースフィラメント１２が８本である１＋８のコード構造を有するものである。図３（ｂ）のスチールコード２０は、コア２１が図２（ａ）に示された２本のフィラメント５ａ、５ｂからなるトラック形状の断面形状を有し、シースフィラメント２２が８本である２＋８のコード構造を有するものである。図３（ｃ）のスチールコード３０は、コア３１が図２（ｂ）に示された２本のフィラメント６ａ、６ｂからなる略長方形の断面形状を有し、シースフィラメント３２が８本である２＋８のコード構造を有するものである。図３（ｄ）のスチールコード４０は、コア４１が図２（ｃ）に示された３本のフィラメント７ａ、７ｂ、７ｃからなるトラック形状の断面形状を有し、シースフィラメント４２が１０本である３＋１０のコード構造を有するものである。図３（ｅ）のスチールコード５０は、コア５１が図２（ｄ）に示された３本のフィラメント８ａ、８ｂ、８ｃからなる略長方形の断面形状を有し、シースフィラメント５２が１０本である３＋１０のコード構造を有するものである。
【００２６】
図３（ｆ）の比較例のスチールコード１１０は、コアが図１（ｅ）に示された１本のフィラメント１０１からなる円形の断面形状を有し、シースフィラメント１１２が６本である１＋６のコード構造を有するものである。図３（ｇ）の比較例のスチールコード１２０は、コア１２１が図２（ｅ）に示された円形断面の２本のフィラメント１０２ａ、１０２ｂが並列に配列され、シースフィラメント１２２が８本である２＋８のコード構造を有するものである。図３（ｈ）のスチールコード１３０は、コア１３１が図２（ｆ）に示された円形断面の３本のフィラメント１０３ａ、１０３ｂ及び１０３ｃが並列に配列され、シースフィラメント１３２が１０本である３＋１０のコード構造を有するものである。
【００２７】
図３（ａ）〜（ｅ）に示した本実施形態のスチールコード１０〜５０は、コアに上述した制振合金よりなり、非円形断面形状を有するフィラメントが用いられていることにより、広範囲の周波数域で制振性を有し、制振性に優れ、静音性を高めることができ、また、シースにスチールフィラメントが用いられていることにより、スチールコードの強度、剛性は保持しつつ、タイヤの補強に用いた場合にユニフォーミティの悪化などを招くことなく、効果的に制振合金による制振性、静音性を発揮させることができる。
【００２８】
また、図３（ａ）〜（ｅ）に示した本実施形態のスチールコード１０〜５０は、層撚りのコード構造を有し、かつ、コアが扁平形状又は略長方形状である輪郭形状を有することにより、スチールコードの輪郭が扁平形状を有することになり、よってタイヤの補強に用いた場合に、ゴム部材のゴム使用量の増加を抑制することができる。
【００２９】
コアは、フィラメントの長手方向に捻れが生じていない、換言すれば無捻れのフィラメントであることが好ましい。フィラメントの長手方向に捻れが生じている場合には、これらのフィラメントを用いることによりスチールコードを扁平化して、スチールコードを使用したゴム部材の薄厚化を図る効果が、スチールコードの長手方向で低下する部分が生じるからである。
【００３０】
コアに用いられる制振合金からなるフィラメントは、双晶型の制振合金を用いることが好適である。双晶型の制振合金は、マルテンサイトの双晶構造を利用した制振合金であり、外部入力で容易に変形し、その際にヒステリシスによるエネルギーロスが生ずることにより、振動を減衰させる。双晶型の制振合金は、外部入力を受けたときの塑性変形で転位が発生する材料ではなく、原子の位置関係が可逆的に変化するだけなので、外力を繰り返して受けても疲労破壊しないためである。双晶型の制振合金の中でもＣｕ系合金が好ましい。その理由は、スチールコードがゴム部材の補強に用いられたときにフィラメントの周りに存在するゴム中に存在するＳ（硫黄）と架橋反応し、ゴムと強固な接着が得られるためである。
【００３１】
この双晶型の制振合金としては、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ合金、Ｍｇ−Ｚｒ合金、Ｍｎ−Ｃｕ合金、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ合金、Ｔｉ−Ｎｉ合金、Ａｌ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金、Ｍｇ合金、Ｃｕ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｔｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｃｏ合金、Ｎｉ−Ａｌ合金のうちのいずれかを選択することができる。
【００３２】
図１（ａ）〜（ｄ）に示した非円形断面形状を有するフィラメント１〜４は、非円形のダイス孔を有するダイスを用いた伸線加工や、圧延加工によって製造することができる。
図２（ａ）〜（ｄ）に示したフィラメント５〜８は、複数本のスチールフィラメントを用意し、これらのスチールフィラメントを非円形のダイス孔を有するダイスの当該ダイス孔に通して伸線加工をすることによって製造することができる。
また、図３（ａ）〜（ｄ）に示したスチールコード１０〜５０は、上記の圧延加工又は伸線加工が行われたフィラメントをコアとして、撚線機によってコアの周りに複数のシースフィラメントフィラメントを巻き付ける撚線加工を行って、スチールコードを得る。
【００３３】
伸線加工に用いる非円形のダイス孔を有するダイスの例を図４に示す。図４（ａ）のダイスｄ１のダイス孔は、図４に示した扁平形状、具体的には、円を直径方向に押しつぶして平行な二線分とそれらの両端を外側に向けて凸になる曲線で接続してなる楕円形状、換言すればトラック形状であり、図４（ｂ）のダイスｄ２のダイス孔は略長方形である。
【００３４】
図４（ａ）のダイスｄ１に単数のフィラメントを通して図１（ａ）のフィラメント１を得ることができ、複数のフィラメントを通して図２（ａ）、（ｃ）のフィラメント５、７を得ることができる。また、図４（ｂ）のダイスｄ２に単数のフィラメントを通して図１（ｂ）のフィラメント２を得ることができ、複数のフィラメントを通して図２（ｂ）、（ｄ）のフィラメント６、８を得ることができる。
【００３５】
上記非円形のダイス孔を有するダイスで複数本のフィラメントを伸線加工することにより、スチールコードのコアとなるフィラメントを一度に扁平形状等の所定形状に無捻れの状態で配列させることができ、この配列した状態でフィラメントを撚線機に導くことができる。したがって、扁平なコアを容易に得ることができる。また、伸線加工によりフィラメントが互いに塑性変形して隣接するフィラメントと面接触して密着するので、後の工程で行う撚線機を用いた撚線においては、コアフィラメントの並びが不揃いになるのを防止することができる。
【００３６】
伸線加工を終えたフィラメントは、一旦、一つのスプールに巻き取ることができる。そして撚線機により撚線を行う際は、巻き取られた一つのスプールから、伸線加工を終えた複数本のフィラメントを一度に巻き出して撚線機に供給する。この撚線機によりコアとなるフィラメントの周りに複数のシースフィラメントを巻き付けて、扁平なスチールコードを得る。この撚線機は、バンチャー撚線機を用いることもできるが、チューブラー撚線機が好ましい。チューブラー撚線機は、本質的にコアに捻れが生じることがないからである。
【００３７】
本発明のタイヤは、本発明のスチールコードを補強材として用いたものである。上述したスチールコードは、タイヤのベルト、カーカスプライ、ビード等に用いることができる。
本発明のスチールコードを用いたタイヤは、制振性が高く、ロードノイズが低い静音性に優れたタイヤとすることができる。
【実施例】
【００３８】
表１に示す種々のコード構造を有するスチールコードを製造した。コアフィラメントは同一組成の双晶型制振合金とした。各実施例は、複数のコアフィラメントを図４（ａ）に示した非円形ダイス孔に通して伸線加工をし、隣接するフィラメントが互いに面接触で密接する集合体とした。この集合体に、スチールフィラメントをチューブラー撚線機を用いて巻き付けて撚り合わせた。比較例は、コアフィラメントが真円断面形状のフィラメントであり、そのフィラメントを単体で、又は並列に配列してなるものである。
【００３９】
【表１】
2014234571.tif 000003
【００４０】
これらのスチールコードのコアの配列領域の面積、コアフィラメントの断面積の総和、コアのフィラメント占有率、制振材の量及び制振性能を表１に併記した。なお、面外剛性比率、面内剛性比率は比較例１を１００とした場合の相対評価で示した。
表１より、各実施例は、比較例と比べて制振性能に優れていた。なお、各実施例はスチールコードに要求される強度、剛性を有していて、タイヤに使用した場合にユニフォーミティの悪化はなかった。
【符号の説明】
【００４１】
１〜８  フィラメント
１０、２０、３０、４０、５０  スチールフィラメント
１１、２１、３１、４１、５１  コア
１２、２２、３２、４２、５２  シースフィラメント
【図１】
2014234571.tif 000004
【図２】
2014234571.tif 000005
【図３】
2014234571.tif 000006
【図４】
2014234571.tif 000007