(57)【要約】【課題】特に航空機用タイヤとして用いられる高速重荷重用タイヤの補強材として好適なゴム−スチールコード複合体を得る。また、これをゴム補強材として適用することで、耐久性の向上を図った高速重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】複数本の素線１を撚り合わせたストランド２がＮ本（Ｎ＝２〜８）撚り合わされてなる複撚り構造を有し、ストランドの径をｄ（ｍｍ）、コードの外接円直径をＤ（ｍｍ）、コードの撚り合わせピッチをＰ（ｍｍ）としたとき、下記式、εc＝√（−ｂ／２＋√（ｂ2／４−ｃ））−１（式中、ｂは−１＋π2（−４Ｒ2＋ｄ2）／Ｐ2、ｃはπ2ｄ2ｋ（４π2Ｒ2＋Ｐ2）／Ｐ4、Ｒは（Ｄ−ｄ）／２、ｋはｔａｎ2（π／２−π／Ｎ）を表す）により定義されるεcがεc≧０．００５を満足し、かつ、破断までの伸度が２．５％以上であるスチールコードである。【選択図】図１
2008050709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の素線を撚り合わせたストランドがＮ本（Ｎ＝２〜８）撚り合わされてなる複撚り構造を有し、前記ストランドの径をｄ（ｍｍ）、コードの外接円直径をＤ（ｍｍ）、コードの撚り合わせピッチをＰ（ｍｍ）としたとき、下記式、
εc＝√（−ｂ／２＋√（ｂ2／４−ｃ））−１
（式中、ｂは−１＋π2（−４Ｒ2＋ｄ2）／Ｐ2、ｃはπ2ｄ2ｋ（４π2Ｒ2＋Ｐ2）／Ｐ4、Ｒは（Ｄ−ｄ）／２、ｋはｔａｎ2（π／２−π／Ｎ）を表す）により定義されるεcがεc≧０．００５を満足し、かつ、破断までの伸度が２．５％以上であることを特徴とするスチールコード。
【請求項２】
εc≧０．０１５を満足する請求項１記載のスチールコード。
【請求項３】
請求項１または２記載のスチールコードがゴムに埋設されてなることを特徴とするゴム−スチールコード複合体。
【請求項４】
前記Ｎ本のストランド間に、少なくとも一箇所隙間が存在する請求項３記載のゴム−スチールコード複合体。
【請求項５】
請求項３または４記載のゴム−スチールコード複合体を補強材として用いた保護層を備えることを特徴とする高速重荷重用タイヤ。
【請求項６】
前記保護層が、タイヤクラウン部に、前記補強材を少なくとも１周巻き付けて形成されてなる請求項５記載の高速重荷重用タイヤ。
【請求項７】
少なくとも一対のビードコア間に跨ってトロイド状に延在する少なくとも一層のカーカスを骨格とし、該カーカスの外周に、複数本のコードまたはフィラメントを補強要素とするベルト層を有する高速重荷重用タイヤにおいて、
前記ベルト層の外周に、請求項３または４記載のゴム−スチールコード複合体を全体としてタイヤ周方向に沿って配向させてなるストリップより形成された、少なくとも一層のクラウン保護層を備えることを特徴とする高速重荷重用タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスチールコード、ゴム−スチールコード複合体および高速重荷重用タイヤ（以下、それぞれ単に「コード」、「複合体」および「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、タイヤやベルト、ホースなどの各種ゴム製品の補強に好適に適用されるスチールコード、それを用いたゴム−スチールコード複合体および高速重荷重用タイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の交通機関の発達により、タイヤに対する要求もより高速高荷重の耐久性が求められている。特に、航空機に関しては、高速高荷重で離発着するために、タイヤについても発熱耐久性、カット耐久性等をより向上させることが要求されているが、タイヤサイズの大型化により、従来の構造では、これら性能の向上も限界に近づいている。
【０００３】
航空機用高速重荷重用タイヤは滑走路上を高速高荷重で走破するため、そのタイヤ構造としては、一対のビード部間でトロイド状に伸びるカーカスを骨格とし、その外周に複数本のコードまたはフィラメントからなる補強ベルト層を設けるとともに、この補強ベルト層の外周にさらに、少なくとも一層のクラウン保護層を設けることが一般的である。かかるクラウン保護層の補強材としては、従来、ナイロン、アラミドのような有機繊維や、層撚り状のスチールコードを波状に型付けしたものなどが用いられてきた。
【０００４】
高速重荷重用タイヤの耐久性の向上に係る技術としては、例えば、特許文献１に、トレッド両端がサイドウォール部を通ってビード部のビードコアで折返すカーカスを具える骨格構造体と、その半径方向外側に位置し、トレッド部の破損から骨格構造体を保護する保護層とを配した高速重荷重用タイヤにおいて、保護層の保護コードを、フィラメント径０．１５〜０．３５ｍｍ以下の複数本のスチールフィラメントを撚りピッチ３〜７．５ｍｍで撚り合わせ、直径を０．４〜１．２ｍｍとした撚り合わせ体に、波高さが１．３〜１０ｍｍ、波長さが波高さの２．０〜５．０倍の波状折曲げ部を連続に形成した型付けコードを用い、かつ、この保護コードの波状折曲げ部を伸長により直線とした仮想直線がタイヤ赤道に対してなす角度を０°以上かつ１５°以下とすることで、異物踏込時など局部変形の時に生ずる保護層自体の破損を防止して、タイヤの耐久向上を図る技術が開示されている。
【特許文献１】特開平６−３２１０９号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年の航空機の大型化による高速高荷重化に伴い、発熱耐久性や耐カット性などに対する要求はより厳しくなってきている。この場合、有機繊維の補強材についてはゴムとの接着性の点でスチールコードに劣ることが、また、層撚りスチールコードについてはカット受傷時に水分が浸入、伝播することが懸念となる。また、単純に補強材としてスチールコードを配置しただけでは、タイヤ製造時の拡張あるいは高速転動時の歪集中等の点から実現性に乏しい。したがって、初期の伸びや加硫後の弾性を確保しつつ、完全にゴムでペネトレーションされたスチールコードを保護層の補強材として適用することが必要となってくる。
【０００６】
そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、スチールコード構造を改良することで、特に航空機用タイヤとして用いられる高速重荷重用タイヤの補強材として好適なゴム−スチールコード複合体を得ることにあり、また、これをゴム補強材として適用することで、耐久性の向上を図った高速重荷重用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】
本発明者は鋭意検討した結果、所定の複撚りオープン構造を有するスチールコードを用いることで、発熱時でも高い接着性を確保し、高いカット性を発揮できる補強材を得ることができ、さらには上記従来の問題についても解消できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明のスチールコードは、複数本の素線を撚り合わせたストランドがＮ本（Ｎ＝２〜８）撚り合わされてなる複撚り構造を有し、前記ストランドの径をｄ（ｍｍ）、コードの外接円直径をＤ（ｍｍ）、コードの撚り合わせピッチをＰ（ｍｍ）としたとき、下記式、
εc＝√（−ｂ／２＋√（ｂ2／４−ｃ））−１
（式中、ｂは−１＋π2（−４Ｒ2＋ｄ2）／Ｐ2、ｃはπ2ｄ2ｋ（４π2Ｒ2＋Ｐ2）／Ｐ4、Ｒは（Ｄ−ｄ）／２、ｋはｔａｎ2（π／２−π／Ｎ）を表す）により定義されるεcがεc≧０．００５を満足し、かつ、破断までの伸度が２．５％以上であることを特徴とするものである。本発明のスチールコードは、好適には、εc≧０．０１５を満足する。
【０００９】
また、本発明のゴム−スチールコード複合体は、上記本発明のスチールコードがゴムに埋設されてなることを特徴とするものである。本発明の複合体においては、前記Ｎ本のストランド間に、少なくとも一箇所隙間が存在することが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明の高速重荷重用タイヤは、上記本発明のゴム−スチールコード複合体を補強材として用いた保護層を備えることを特徴とするものであり、好適には、前記保護層が、タイヤクラウン部に、前記補強材を少なくとも１周巻き付けて形成されてなる。
【００１１】
より具体的には、本発明のタイヤは、少なくとも一対のビードコア間に跨ってトロイド状に延在する少なくとも一層のカーカスを骨格とし、該カーカスの外周に、複数本のコードまたはフィラメントを補強要素とするベルト層を有する高速重荷重用タイヤにおいて、
前記ベルト層の外周に、上記本発明のゴム−スチールコード複合体を全体としてタイヤ周方向に沿って配向させてなるストリップより形成された、少なくとも一層のクラウン保護層を備え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、上記構成としたことにより、発熱時でも高い接着性を確保し、高いカット性を発揮できる、特に航空機用タイヤとして用いられる高速重荷重用タイヤの補強材用途に有用なスチールコードおよびゴム−スチールコード複合体を得ることができ、これを補強材として適用することで、耐久性の向上を図った高速重荷重用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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
図１に、本発明のスチールコードの一例の断面図を示す。図示するように、本発明のスチールコードは、複数本の素線１を撚り合わせたストランド２がＮ本（Ｎ＝２〜８）、図示する例では５本撚り合わされてなる複撚り構造を有し、ストランドの径をｄ（ｍｍ）、コードの外接円直径をＤ（ｍｍ）、コードの撚り合わせピッチをＰ（ｍｍ）としたとき、下記式、
εc＝√（−ｂ／２＋√（ｂ2／４−ｃ））−１
（式中、ｂは−１＋π2（−４Ｒ2＋ｄ2）／Ｐ2、ｃはπ2ｄ2ｋ（４π2Ｒ2＋Ｐ2）／Ｐ4、Ｒは（Ｄ−ｄ）／２、ｋはｔａｎ2（π／２−π／Ｎ）を表す）により定義されるεcがεc≧０．００５を満足するとともに、破断までの伸度が２．５％以上であるものである。
【００１４】
上記式により定義されたεcがεc≧０．００５、好適にはεc≧０．０１５を満足するものとしたことで、図示するように、スチールコード内でＮ本のストランド２の間に少なくとも一箇所、図示する例では全てのストランド２間に、一定以上の隙間が形成され、これをゴム等のマトリックス中に埋設した際においてもストランド２間に隙間が存在することとなるため、マトリックスが柔らかい状態にあるときは、コードへの引っ張り歪に対してある程度の歪までは容易に伸びることができるものとなる。これにより、タイヤ製造時における拡張に対応する初期伸び性が確保され、結果として製品の成型加工が容易となるとともに、タイヤ製造時の加硫拡張時の猶予が大きくなるため、製造が容易であるというメリットが得られる。
【００１５】
一方、加硫後のゴムのようにマトリックスの流動性が小さくなると、上記のようにストランド２の間に隙間があっても、スチールコードはこの隙間を小さくするようなコイルバネ的変形ができなくなり、隙間がないときのようにスチールの持つ剛性が発揮されるようになる。このため、製品となった際の本発明のスチールコードの引っ張り剛性は、加工工程でスチールコードに加わる歪の大きさの影響を受けにくく、常に高剛性となる。また、製品中ではストランド間に隙間が残った状態の方が疲労性の点で好ましいが、上記のように本発明のコードでは、このような状態であっても、ストランド２同士が密着した際に比較して引っ張り剛性が大きく低下することはない。
【００１６】
また、本発明のコードはストランド２間に隙間を有するオープン構造を有するためゴムペネ性に優れ、受傷時における水分の伝播を効果的に防止することができる。さらに、破断までの伸度を２．５％以上、好適には４〜６％として、加硫後における伸びを確保したことで、高速転動時の遠心力によるトレッドゴム間との歪集中を解消する効果も得られる。
【００１７】
従って本発明によれば、タイヤに適用した際に、発熱耐久性やカット耐久性に優れるとともに水分の伝播による故障を誘発することがなく、製造上必要な初期伸び性と製品タイヤ内で必要な加硫後の伸び性とをいずれも兼ね備えたスチールコード、および、これをゴムに埋設してなるゴム−スチールコード複合体を実現することができる。
【００１８】
また、本発明のタイヤは、かかる本発明のゴム−スチールコード複合体を補強材として用いた保護層を備えるものであればよく、これにより、保護層において所望の高剛性を発揮させて、高速高荷重走行に耐え得る耐久性を備えた高速重荷重用タイヤを実現することができる。特には、本発明は、滑走路上を高速高荷重で走破する航空機用タイヤに適用した際に有用である。本発明のタイヤは、好適には、タイヤクラウン部に、上記ゴム−スチールコード複合体からなる補強材が、少なくとも１周巻き付けられて形成されてなる保護層を備える。
【００１９】
図２に、本発明のゴム−スチールコード複合体を補強材として用いた本発明の高速重荷重用タイヤの一例の断面図を示す。図示するタイヤ１０は、少なくとも一対のビードコア１１間に跨ってトロイド状に延在する少なくとも一層のカーカス１２を骨格とし、その外周に、複数本のコードまたはフィラメントを補強要素とする少なくとも一層のベルト層１３を有し、このベルト層１３の外周に、上記ゴム−スチールコード複合体を全体としてタイヤ周方向に沿って配向させてなるストリップより形成された、少なくとも一層のクラウン保護層１４を備えている。
【００２０】
なお、本発明のタイヤは、保護層、特には図示するようなクラウン保護層１４の補強材として、上記本発明のゴム−スチールコード複合体が適用されているものであればよく、これにより本発明の所期の効果を得ることができるものであり、具体的なコード径や撚りピッチ、補強層における補強材の打ち込み数の他、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。例えば図示するように、本発明のタイヤは、一対のビード部２１と、それに連なる一対のサイドウォール部２２と、両サイドウォール部２２間にトロイド状をなして連なるトレッド部２３とを備えており、トレッド部２２の表面には適宜トレッドパターンが形成されている。また、最内層にはインナーライナー（図示せず）が形成されている。  
【実施例】
【００２１】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
（実施例および比較例）
下記の表１中に示す条件にて、各比較例および実施例のゴム−スチールコード複合体を作製した。得られた各複合体のストランド径ｄ、コードの外接円直径Ｄ、コードの撚り合わせピッチＰ、εcおよび破断伸度の値を下記の表１中に示す。
【００２２】
次に、図２に示すタイヤ構造にて、作製した複合体をクラウン保護層の補強材として適用して、タイヤサイズ１４００×５３０Ｒ２３の航空機用ラジアルタイヤを作製した。補強材の打込み数およびクラウン保護層の層数を、下記表１中に示す。
【００２３】
（接着力評価）
接着力は、各供試タイヤから補強材サンプルを取り出したのち、コード１本を引き起こしながら剥離させ、そのときの強力値を測定した。測定は３回行い、平均値を、比較例１を１００として指数表示した。数値が大なるほど接着力に優れ良好である。
【００２４】
（耐腐食性評価）
耐腐食性は、各供試タイヤから補強材サンプルを取り出したのち、湿度９０％以上、温度７０℃で１週間放置し、その後、コード１本を引き起こして、目視により評価した。結果は、比較例１を１００として指数表示した。数値が大なるほど耐腐食性に優れ良好である。
【００２５】
（高速耐久試験）
高速耐久試験は、各供試タイヤをリムサイズ１４００×５３０Ｒ２３のリムに組んで正規内圧、荷重条件の下で、速度３８０ｋｍ／ｈまで約１分で加速させる試験を繰り返すことにより行った。５０回を完走とした。
これらの結果を、下記の表１中に併せて示す。
【００２６】
【表１】
2008050709.tif 000003
【００２７】
上記表１の結果に示すように、所定の複撚りオープン構造を有するスチールコードを補強材として用いた各実施例のタイヤにおいては、有機繊維の補強材を用いた比較例１および波状型付けされたスチールコードを用いた比較例２に比し、接着力、耐腐食性および高速耐久性のいずれについても、バランス良く良好な性能が得られていることが確かめられた。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るスチールコードを示す概略断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る高速重荷重用タイヤを示す幅方向断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係るスチールコードを示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  素線
２  ストランド
１０  高速重荷重用タイヤ
１１  ビードコア
１２  カーカス
１３  ベルト層
２１  ビード部
２２  サイドウォール部
２３  トレッド部
【図１】
2008050709.tif 000004
【図２】
2008050709.tif 000005
【図３】
2008050709.tif 000006