(57)【要約】【課題】コンパクトさを維持しかつコード強力の低下を抑えながらゴム浸透性を向上させる。【解決手段】コア１１の周囲に１〜８本のシース素線Ｆｓからなるシース１２を形成した層撚り構造をなし、前記コア１１は、２本の第１のコア素線Ｆｃ１を撚りピッチＰ１で互いに撚り合わせた素線束１３と、その周囲に前記撚りピッチＰ１とは異なる巻き付けピッチＰ２で第１のコア素線Ｆｃ１の撚りと同方向で螺旋状に巻き付く１本の第２のコア素線Ｆｃ２とから形成される。ピッチＰ１，Ｐ２は以下の関係式を充足する。  ｜Ｐ２−Ｐ１｜／Ｐ１≦０．２５【選択図】図２
2008156792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３本のコア素線からなるコアと、このコアの周囲に巻き付けられる１〜８本のシース素線からなるシースとから形成される層撚り構造をなし、
前記コアは、２本の第１のコア素線を撚りピッチＰ１で互いに撚り合わせた素線束と、この素線束の周囲に前記撚りピッチＰ１とは異なる巻き付けピッチＰ２でかつ前記第１のコア素線の撚りと同方向で螺旋状に巻き付く１本の第２のコア素線とから形成されるとともに、
前記巻き付けピッチＰ２は、前記撚りピッチＰ１とは以下の関係式（１）を充足することを特徴とするタイヤ用スチールコード。
｜Ｐ２−Ｐ１｜／Ｐ１≦０．２５  −−−（１）
【請求項２】
前記シース素線の巻き付き方向は、前記第１のコア素線の撚りと同方向であり、かつこのシース素線の巻き付けピッチＰｓは、前記第１のコア素線の撚りピッチＰ１および前記第２のコア素線の巻き付けＰ２とは以下の関係式（２）、（３）を充足することを特徴とする請求項１記載のタイヤ用スチールコード。
Ｐｓ≠Ｐ２    −−−（２）
｜Ｐｓ−Ｐ１｜／Ｐ１≦０．０５  −−−（３）
【請求項３】
前記第２のコア素線の巻き付けピッチＰ２は、第１のコア素線の撚りピッチＰ１およびシース素線の巻き付けピッチＰｓより小であることを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤ用スチールコード。
【請求項４】
前記コア素線と、前記シース素線とは同径であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のタイヤ用スチールコード。
【請求項５】
前記第１のコア素線の撚りピッチＰ１は、前記第１のコア素線の直径ｄの２５〜１００倍の範囲であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のタイヤ用スチールコード。
【請求項６】
請求項１〜５に記載のスチールコードを、カーカスコード又はベルトコードに用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コードの強度低下を抑えながらコード内部へのゴム浸透性を向上させたタイヤ用スチールコード及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ用スチールコードでは、タイヤの軽量化のために、素線をコンパクトに撚り合わせた、束撚り構造や層撚り構造のものが広く使用されている。しかし、従来的な束撚り構造や層撚り構造は、コンパクトな撚り構造のために、コード内部にゴムが充分に浸透されない空隙部分が形成される。その結果、充填空気に含まれる水分等が、前記空隙部に浸入してコードに錆などの腐食を誘発せしめ、コードのゴムからの剥離やコード耐久性の低下を招くという問題がある。
【０００３】
そこで近年、ゴム浸透性を高めるために、コードを構成する素線のうちの少なくとも１本に、波状などの型付け加工を施した型付け素線を使用し、素線間に隙間を形成する技術が提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−４５１９０号公報
【特許文献２】特開２０００−５４２８１号公報
【特許文献３】特開２００２−１６１４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記型付け素線は、型付け加工によってダメージを受けコード強力が低下する傾向がある。そのため、型付け素線を用いないコードに比してスチール量を多く使用することが必要となるなど、タイヤの軽量化に不利をもたらしている。
【０００６】
そこで本発明は、カーカスコードやベルトコードに好適であり、コンパクトさを維持しかつコード強力の低下を抑えながら、コード内部へのゴム浸透性を向上させうるタイヤ用スチールコード及びそれを用いた空気入りタイヤを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、３本のコア素線からなるコアと、このコアの周囲に巻き付けられる１〜８本のシース素線からなるシースとから形成される層撚り構造をなし、
前記コアは、２本の第１のコア素線を撚りピッチＰ１で互いに撚り合わせた素線束と、この素線束の周囲に前記撚りピッチＰ１とは異なる巻き付けピッチＰ２でかつ前記第１のコア素線の撚りと同方向で螺旋状に巻き付く１本の第２のコア素線とから形成されるとともに、
前記巻き付けピッチＰ２は、前記撚りピッチＰ１とは以下の関係式（１）を充足することを特徴としている。
｜Ｐ２−Ｐ１｜／Ｐ１≦０．２５  −−−（１）
【０００８】
又請求項２の発明では、前記シース素線の巻き付き方向は、前記第１のコア素線の撚りと同方向であり、かつこのシース素線の巻き付けピッチＰｓは、前記第１のコア素線の撚りピッチＰ１および前記第２のコア素線の巻き付けＰ２とは以下の関係式（２）、（３）を充足することを特徴としている。
Ｐｓ≠Ｐ２    −−−（２）
｜Ｐｓ−Ｐ１｜／Ｐ１≦０．０５  −−−（３）
【０００９】
又請求項３の発明では、前記第２のコア素線の巻き付けピッチＰ２は、第１のコア素線の撚りピッチＰ１およびシース素線の巻き付けピッチＰｓより小であることを特徴としている。
【００１０】
又請求項４の発明では、前記コア素線と、前記シース素線とは同径であることを特徴としている。
【００１１】
又請求項５の発明では、前記第１のコア素線の撚りピッチＰ１は、前記第１のコア素線の直径ｄの２５〜１００倍の範囲であることを特徴としている。
【００１２】
又請求項６の発明は、空気入りタイヤであって、請求項１〜５に記載のスチールコードを、カーカスコード又はベルトコードに用いたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は叙上の如く、コアの周囲にシース素線からなるシースを設けた層撚り構造において、前記コアを、２本の第１のコア素線を撚りピッチＰ１で互いに撚り合わせた素線束と、この素線束の周囲に前記撚りピッチＰ１と異なる巻き付けピッチＰ２で螺旋状に巻き付く１本の第２のコア素線とで形成している。そのため、前記螺旋状の第２のコア素線がスぺーサの役割を果たし、コア素線に型付け加工を施すことなく、ゴムを浸透せる間隙をコア素線間に形成することができる。その結果、コンパクトさを維持しかつコード強力の低下を抑えながら、コード内部へのゴム浸透性を向上させることができる。
【００１４】
このときＰ１＝Ｐ２では、コア自体が３本のコア素線を撚りピッチＰ１で互いに撚り合わせた従来的な１×３のクローズド構造となってしまい、上記効果が発揮されない。逆に、ピッチ差｜Ｐ２−Ｐ１｜が撚りピッチＰ１の２５％を越えると、フィラメント間のこすれによる強度低下が大きくなるという不利がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は、本発明のスチールコードをカーカスコードおよびベルトコードに用いた空気入りタイヤの一実施形態を示す断面図、図２はそのスチールコードを拡大して示す断面図である。
【００１６】
図１に示すように、空気入りタイヤ１は、本例では重荷重用タイヤであって、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層７とを具える。
【００１７】
前記カーカス６は、前記ビードコア５、５間を跨るトロイド状のカーカス本体６ａと、その両端に連なり前記ビードコア５の廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返される折返し部６ｂとを具える１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。なおこのカーカス本体６ａと折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外方に向かって先細状にのびるビードエーペックスゴム８が充填され、ビード部４からサイドウォール部３にかけて補強している。
【００１８】
前記カーカスプライ６Ａは、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７５〜９０度の角度で引き揃えたコード配列体を、トッピングゴムで被覆したシート状をなし、本例では、従来タイヤと同様、プライ巾５ｃｍ当たりのカーカスコードの打ち込み数を、３０〜４０本／５ｃｍの範囲に設定している。
【００１９】
そして前記カーカスコードとして、本発明のスチールコード１０を採用している。このスチールコード１０は、図２にその断面を示すように、３本のコア素線Ｆｃからなるコア１１と、このコア１１の周囲に巻き付けられるＮ本（１〜８本）のシース素線Ｆｓからなるシース１２とからなる層撚り構造を具える。なおコア素線Ｆｃとシース素線Ｆｓとは同径であり、カーカスコードとして使用する場合、その直径ｄを０．１５〜０．２５ｍｍの範囲とするのが好ましい。又コア素線Ｆｃおよびシース素線Ｆｓには、ゴムとの接着性を高める目的で、黄銅メッキ、亜鉛メッキなどの従来的なメッキ処理を施すことができる。
【００２０】
又前記コア１１は、図３、４に示すように、２本の第１のコア素線Ｆｃ１を撚りピッチＰ１で互いに撚り合わせた素線束１３と、この素線束１３の周囲に、前記撚りピッチＰ１とは異なる巻き付けピッチＰ２でかつ前記素線束１３の撚りと同方向で螺旋状に巻き付く１本の第２のコア素線Ｆｃ２とから形成される。このように構成したコア１１では、素線束１３の周囲に巻き付く螺旋状の第２のコア素線Ｆｃ２がスぺーサの役割を果たし、図２の如く、コア素線Ｆｃに型付け加工を施すことなく、ゴムを浸透せる間隙をコア素線Ｆｃ間に形成することができる。その結果、後述する表１、２のテスト結果からも明らかなように、クローズドな束撚り構造に匹敵するコンパクトさを維持し、しかも型付け加工によるコード強力の低下を抑えながら、コード内部へのゴム浸透性を向上させることができる。
【００２１】
このとき、前記巻き付けピッチＰ２と撚りピッチＰ１とは以下の関係式（１）を充足することが必要である。
｜Ｐ２−Ｐ１｜／Ｐ１≦０．２５  −−−（１）
【００２２】
即ち、ピッチ差｜Ｐ２−Ｐ１｜が撚りピッチＰ１の２５％以下であることが必要であり、２５％を越えると、フィラメント間のこすれが発生して強度低下をまねくという不利が生じる。又撚りピッチＰ１と巻き付けピッチＰ２とが等しい場合には、コア自体が３本のコア素線を撚りピッチＰ１で互いに撚り合わせたクローズドの１×３構造となってしまい、ゴム浸透性が向上されない。このような観点から、ピッチ差｜Ｐ２−Ｐ１｜の下限値を、撚りピッチＰ１の１０％以上とするのが好ましく、上限値を２０％以下とするのが好ましい。
【００２３】
又前記撚りピッチＰ１は、前記コア素線Ｆｃの直径ｄの２５〜１００倍の範囲であることが好ましく、２５未満では、撚り角度が大きくなりすぎてコードの伸びが大きくなり、寸法安定性が悪くなるという不利が生じ、逆に１００倍を越えると、コードとしてのまとまりがなくなり、疲労性が低下するという不利が生じる。従って、撚りピッチＰ１の下限値を前記直径ｄの４０倍以上であるのがより好ましく、上限値を８０倍以下とするのがより好ましい。
【００２４】
次に、前記シース１２は、前記コア１１の周囲に巻き付くＮ本（１〜８本）のシース素線Ｆｓからなり、このシース素線Ｆｓの本数Ｎは、要求するコード強力等に応じて適宜設定される。なお前記シース素線Ｆｓの巻き付き方向は、第１のコア素線Ｆｃ１の撚りと同方向であり、かつこのシース素線の巻き付けピッチＰｓは、前記第１のコア素線の撚りピッチＰ１および前記第２のコア素線の巻き付けＰ２とは以下の関係式（２）、（３）を充足している。
Ｐｓ≠Ｐ２    −−−（２）
０≦｜Ｐｓ−Ｐ１｜／Ｐ１≦０．０５  −−−（３）
【００２５】
ここで、前記シース素線Ｆｓの巻き付き方向が、第１のコア素線Ｆｃ１の撚り方向、および第２のコア素線Ｆｃ２の巻き付き方向と同方向であることにより、素線間の間隙がコードの長さ方向に沿って長く形成されることとなり、ゴム浸透性をより高めることができる。このとき、上記関係式（２）を充足しない、即ちＰｓ＝Ｐ２の場合には、第１のコア素線Ｆｃ１が、シース素線Ｆｓとともにシース１２を構成してしまう結果、本願のゴム浸透性の向上効果が得られなくなる。上記関係式（３）を充足しない、即ち、ピッチ差｜Ｐｓ−Ｐ１｜が撚りピッチＰ１の５％を越えると、コア素線Ｆｃとシース素線Ｆｓの接する角度が大きくなりフィラメント間のこすれによる摩滅が発生して強度が低下するという不利が生じる。このような観点から、ピッチ差｜Ｐｓ−Ｐ１｜の上限値を、撚りピッチＰ１の３％以下とするのがより好ましい。なおピッチ差｜Ｐｓ−Ｐ１｜の下限値は０％、即ちＰｓ＝Ｐ１であっても良い。
【００２６】
又前記ゴム浸透性をより向上させるためには、前記第２のコア素線Ｆｃ２の巻き付けピッチＰ２を、前記撚りピッチＰ１および巻き付けピッチＰｓより小とするのが好ましい。
【００２７】
次に、前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して１０〜７０°の角度で配列した２枚以上（乗用車用タイヤでは通常２枚、重荷重用タイヤでは通常３，４枚）のベルトプライからなる。本例では、コード角度を４５〜７０°とした半径方向最内側の第１のベルトプライ７Ａと、その外側に順次配置されるコード角度が１０〜３０°の第２〜第４のベルトプライ７Ｂ〜７Ｄとからなる４枚構造のものを例示している。このベルト層７は、ベルトコードがプライ間相互で互いに交差する箇所を１以上有することによりベルト剛性を高めトレッド部２を強固に補強している。
【００２８】
そして本例では、このベルトコードにも本発明のスチールコード３０（図５に示す）を採用している。このスチールコード３０も、前記スチールコード１０と同構成であり、３本のコア素線Ｆｃからなるコア３１と、このコア３１の周囲に配されるシース３２とからなる層撚り構造を具える。前記コア３１は、２本の第１のコア素線Ｆｃ１を撚りピッチＰ１で互いに撚り合わせた素線束３３と、その周囲に前記撚りピッチＰ１と異なる巻き付けピッチＰ２でかつ前記コア素線の撚りと同方向で螺旋状に巻き付く１本の第２のコア素線Ｆｃ２とから形成され、前記シース３２は、前記第１のコア素線Ｆｃ１の撚りと同方向に巻き付けられるＮ本（１〜８本）のシース素線Ｆｓから形成される。
【００２９】
なおコア素線Ｆｃとシース素線Ｆｓとは同径であり、ベルトコードとして使用する場合、その直径ｄを０．２０〜０．４５ｍｍの範囲で、前記カーカスコードの素線よりも太いものを使用する。
【００３０】
又前記巻き付けピッチＰｓ、Ｐ２、撚りピッチＰ１も、前記スチールコード１０の場合と同様であり、前記関係式（１）〜（３）を充足している。
｜Ｐ２−Ｐ１｜／Ｐ１≦０．２５  −−−（１）
Ｐｓ≠Ｐ２    −−−（２）
｜Ｐｓ−Ｐ１｜／Ｐ１≦０．０５  −−−（３）
【００３１】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明のスチールコードを、カーカスコードのみの使用し、ベルトコードに例えば１×９構造（束撚り構造）等の従来的なスチールコードを採用しても良く、又本発明のスチールコードを、ベルトコードのみの使用し、カーカスコードに例えば１×９構造（束撚り構造）等の従来的なスチールコード、或いはナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードを採用しても良いなど、図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【実施例】
【００３２】
表１に示す仕様のスチールコードを試作し、そのコード特性（コード径< ｍｍ> 、コード強力<N> 、コード断面積< ｍｍ2 > 、断面積当たりのコード強度< Ｎ／ｍｍ2 > 、断面積当たりのコード強度指数）を測定し、互いに比較した。表中、実施例ｎ（ｎ＝１〜６）は、本発明に係わるスチールコードであり、そのうちの実施例２の断面図を図５に例示する。又比較例ｎ-1（ｎ＝１〜６）は、実施例ｎに用いた素線と同一のもの用いて束撚りしたものであり、そのうちの比較例２-1の断面図を図６（Ａ）に例示する。又比較例ｎ-2（ｎ＝１〜６）は、実施例ｎに用いた素線のうちの１本に、波状の２次元型付け（波ピッチ＝５．０mm、波高さ＝０．３mm）を施して束撚りしたものであり、そのうちの比較例２-2の断面図を図６（B ）に例示する。
【００３３】
なお、前記断面積当たりのコード強度指数は、それぞれ実施例ｎに対する比較例ｎ-1、ｎ-2の断面積当たりのコード強度を、実施例ｎの断面積当たりのコード強度を１００とした指数で表示している。
【００３４】
又実施例ｎ、比較例ｎ-1、比較例ｎ-2のうちのｎ＝１〜４のスチールコードをベルトコードとして用い、又ｎ＝５〜６のスチールコードをカーカスコードとして用いたタイヤサイズ１１Ｒ２２．５の重荷重用タイヤを試作し、その時のゴム浸透性、走行後の錆発生、走行後の強度保持性をテストし比較した。
【００３５】
＜ゴム浸透性＞
試供タイヤから対象となるスチールコードをトッピングゴムが付着した状態で取り出し、その表面からできる限りゴムを除去した後、コード断面からナイフを入れて、隣り合う２本の素線を除去する。そして、除去された２本の素線と残りの素線の束と間に形成されている空隙にゴムが完全に充墳されている部分の長さを約１０ｃｍに亘って測定し、ゴムが充填されている部分の長さの全長さに対する比率をもってゴム浸透率とした。上記測定を１０本のコードについて行い、平均値を持って、そのコードのゴム浸透性とする。
【００３６】
＜走行後の錆発生＞
タイヤを約２０万ｋｍ走行させた後、タイヤを解体して対象となるスチールコードの錆の発生状況を観察して指数で表示している。数値が小さいほど錆の発生が少なく良好である。
【００３７】
＜走行後の強度保持性＞
タイヤを約２０万ｋｍ走行させた後、タイヤを解体して対象となるスチールコードを取り出し、走行前のコードの強度（破断強度）を１００とする指数で表示している。数値が大きいほど良好である。
【００３８】
【表１】
2008156792.tif 000003
【００３９】
【表２】
2008156792.tif 000004
【００４０】
表１，２に示すように、実施例のスチールコードは、クローズドな束撚り構造に匹敵するコンパクトさを維持しながらも、コード内部へのゴム浸透性を向上させることができる。又型付け加工によるコード強力の低下がなく、走行後の強度保持性を高く確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のスチールコードを用いた空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。
【図２】スチールコードの一例を示す断面図である。
【図３】そのコアを拡大して示す斜視図である。
【図４】スチールコードの形成過程を概念的に示す図面である。
【図５】スチールコードの他の例を示す断面図である。
【図６】（Ａ）は比較例ｎ-1のスチールコードの一例、（Ｂ）は比較例ｎ-2のスチールコードの一例をそれぞれ示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１１            コア
１２    シース
１３    素線束
Ｆｃ１，Ｆｃ２  コア素線
Ｆｓ    シース素線
【図１】
2008156792.tif 000005
【図２】
2008156792.tif 000006
【図３】
2008156792.tif 000007
【図４】
2008156792.tif 000008
【図５】
2008156792.tif 000009
【図６】
2008156792.tif 000010