(57)【要約】【課題】層撚り構造において、寸法安定性とゴム浸透性とを高レベルで両立させる。【解決手段】層撚り構造の金属コード１０において、コア１１は、断面略楕円状をなしかつ長手方向の各断面での短径Ａｘと長径Ｂｘとの比である短長比γ（＝Ａｘ／Ｂｘ）が、その最小比γｍと最大比γＭとを長手方向に交互に繰り返して変化する異形フィラメント２０を含む。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１〜３本のフィラメントからなるコアと、このコアの周囲に配置された１〜６本のフィラメントからなるシースとを撚り合わせた層撚り構造をなし、
前記コアは、断面略楕円状をなしかつ長手方向の各断面での短径Ａｘと長径Ｂｘとの比である短長比γ（＝Ａｘ／Ｂｘ）が、その最小比γｍとなる最小比位置と最大比γＭとなる最大比位置とを長手方向に交互に繰り返して変化する少なくとも１本の異形フィラメントを含むことを特徴とするゴム物品補強用の金属コード。
【請求項２】
前記異形フィラメントは、最小比γｍを０．５以上、最大比γＭを１．０以下、かつ最小比位置と最大比位置との間の最大最小間ピッチを略一定としたことを特徴とする請求項１記載のゴム物品補強用の金属コード。
【請求項３】
前記異形フィラメントは、最大比位置とこれに隣合う最大比位置との間の最大間ピッチ、及び最小比位置とこれに隣合う最小比との間の最小間ピッチが、５〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２記載のゴム物品補強用の金属コード。
【請求項４】
前記異形フィラメントは、前記最小比位置から最大比位置まで、及び最大比位置から最小比位置までの間において、前記短長比γは、長手方向にサインカーブに合わせて変化することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のゴム物品補強用の金属コード。
【請求項５】
前記異形フィラメントは、全長さに亘り各位置での断面積を同じとすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のゴム物品補強用の金属コード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム物品、特に自動車用タイヤの補強材として好適であり、ゴム浸透性および寸法安定性に優れたゴム物品補強用の金属コードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴム物品用の補強コードとしての要件は、必要な強度と優れた柔軟性を具備することであり、そのために複数本の細いフィラメントを撚り合わせた金属コードが多用されている。しかし金属コードは、通常、フィラメントが密に配されているため、コード内にゴムが充分に浸透し得ず、水分の影響によってコード内で錆が発生したり、またフィラメント間相互でフレッチング摩耗が生じ易い等の欠点がある。
【０００３】
そこで近年では、このような問題点を改善するため、フィラメント間に隙間が発生するように撚り合わせる所謂オープンコードや、フィラメントの数本に波状やスパイラル状等の型付けを施してから撚り合わせることによって、フィラメント間に隙間を形成し、コード内へのゴム浸透性を高めることが提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭６０−４９４２１号公報
【特許文献２】
特開平９−３１８７５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前記提案のものは、コードの寸法安定性に劣ったり、又ゴム浸透性が不十分であったりするなど、双方を高レベルで満足させることは難しいものであった。
【０００６】
そこで本発明は、断面形状を長手方向に繰り返して変化させた異形フィラメントをコアに用いることを基本として、製造が容易であり、しかも寸法安定性とゴム浸透性との双方を高レベルで満足させうるゴム物品補強用の金属コードを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、１〜３本のフィラメントからなるコアと、このコアの周囲に配置された１〜６本のフィラメントからなるシースとを撚り合わせた層撚り構造をなし、
前記コアは、断面略楕円状をなしかつ長手方向の各断面での短径Ａｘと長径Ｂｘとの比である短長比γ（＝Ａｘ／Ｂｘ）が、その最小比γｍとなる最小比位置と最大比γＭとなる最大比位置とを長手方向に交互に繰り返して変化する少なくとも１本の異形フィラメントを含むことを特徴としている。
【０００８】
又請求項２の発明では、前記異形フィラメントは、最小比γｍを０．５以上、最大比γＭを１．０以下、かつ最小比位置と最大比位置との間の最大最小間ピッチを略一定としたことを特徴としている。
【０００９】
又請求項３の発明では、前記異形フィラメントは、最大比位置とこれに隣合う最大比位置との間の最大間ピッチ、及び最小比位置とこれに隣合う最小比との間の最小間ピッチが、５〜３０ｍｍであることを特徴としている。
【００１０】
又請求項４の発明では、前記異形フィラメントは、前記最小比位置から最大比位置まで、及び最大比位置から最小比位置までの間において、前記短長比γは、長手方向にサインカーブに合わせて変化することを特徴としている。
【００１１】
又請求項５の発明では、前記異形フィラメントは、全長さに亘り各位置での断面積を同じとすることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
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、本発明の金属コードにより補強されたゴム物品を例示する断面図である。
図１において、ゴム物品１は、本例では空気入りタイヤであって、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、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７とを少なくとも具えて構成される。
【００１３】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７０〜９０度の角度で配列した１枚以上のカーカスプライ６Ａからなり、カーカスコードとして、本例では、ナイロン、ポリエステル、レーヨン等の有機繊維コードが使用される。なお前記カーカスプライ６Ａは、ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両端に、ビードコア５の周りで折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に設けている。
【００１４】
又前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５゜程度で配列した２枚以上のベルトプライ７Ａからなり、各ベルトコードがプライ間相互で交差することにより、ベルト剛性を高め、トレッド部２を強固に補強している。
【００１５】
そして、前記ベルトコードに、本発明の金属コード１０を採用している。この金属コード１０は、図２にその一例を示すように、１〜３本のフィラメントＦａからなるコア１１と、このコアの周囲に配置された１〜６本のフィラメントＦｂからなるシース１２とを撚り合わせた層撚り構造をなす。同図には、コア１１のフィラメント数を１本、シース１２のフィラメント数を３本とした１＋３構造のものを例示している。
【００１６】
このとき、前記コア１１のフィラメントＦａを、その断面形状が長手方向で繰り返して変化する異形フィラメント２０で構成する。なおコア１１のフィラメント数が２本或いは３本のとき、少なくともその１本を前記異形フィラメント２０で構成する。
【００１７】
この異形フィラメント２０は、詳しくは、図３に示すように、断面略楕円状をなし、しかも長手方向の各断面における短径Ａｘと長径Ｂｘとの比である短長比をγ（＝Ａｘ／Ｂｘ）としたとき、この短長比γが最小比γｍとなる最小比位置Ｊｍと、最大比γＭとなる最大比位置ＪＭとを長手方向に交互に繰り返して、断面形状を滑らかに変化させている。図３（Ａ）は、異形フィラメント２０の平面図、図３（Ｂ）、（Ｃ）は、その最小比位置Ｊｍ、および最大比位置ＪＭにおける断面図を示している。
【００１８】
なお前記「略楕円状」とは、楕円形状の他、図４に示すように、長円形状、及び矩形形状の各コーナを円弧としたものを含むことができる。
【００１９】
このような異形フィラメント２０は、一方では、従来的な型付けフィラメントと同様に、他のフィラメントＦａ、Ｆｂとの間に隙間を安定して形成することができ、金属コード１０をコンパクトな層撚り構造としながらも、ゴム浸透性を大巾に向上させることができる。又他方では、型付けフィラメントと異なり、フィラメント中心ｉが直線状をなすため、引張りに対する伸びが小さくかつ全長さに亘って伸びが一定となり、従って、金属コード１０の寸法安定性を高く確保することができる。なお前記伸びをより一定化させるためには、前記異形フィラメント２０において、その長手方向の各位置における断面積を、互いに同一とするのが好ましい。
【００２０】
又前記異形フィラメント２０における前記最小比γｍは、０．５以上であることが好ましく、０．５を下回ると、短径方向の曲げ剛性及び曲げ強度が過度に低下するなど物性に強い方向性が発生し、補強効果が不均一化する傾向となる。又前記最大比γＭが、１．０以下であるのは当然であるが、生産性の観点から、最大比γＭを１．０、即ち最小比位置Ｊｍでの断面形状を略円形状とするのが好ましい。なおゴム浸透性の観点から、最大比γＭと最小比γｍと比γＭ／γｍを１．２５以上とするのが好ましい。
【００２１】
前記異形フィラメント２０は、ダイスによって引き抜きされた一定断面形状のフィラメント素材に、圧延加工を施すことにより容易に形成することができる。
このとき、フィラメント素材の断面形状を円形とするのが取扱い上好ましく、特に、このフィラメント素材の断面形状を前記最小比位置Ｊｍでの断面形状と一致させることが、圧延加工の加工量を低く抑える上で好ましい。
【００２２】
ここで、図５に、長手方向に対する、前記短長比γ（＝Ａｘ／Ｂｘ）の変化の状態を例示する。図５の如く、短長比γは、その最小値である最小比γｍと、最大値である最大比γＭとを交互に繰り返しながら、長手方向に変化する。このとき、短長比γが、前記最小比γｍの位置Ｊｍから最大比γＭの位置ＪＭまで、及び最大比γＭの位置ＪＭから最小比γｍの位置Ｊｍまでサインカーブに合わせて滑らかに変化するのが好ましい。これにより、応力が局部的に集中するのを抑制でき、強度及び耐久性を高く確保することができる。
【００２３】
特に本例の如く、最小比γｍの位置Ｊｍと最大比γＭの位置ＪＭとの間の最大最小間ピッチＫを略一定とすることが、前記強度及び耐久性をより高く確保するために、及びゴム浸透性をより均一に高めるために好ましい。なお前述のピッチＫが「略一定」とは、ピッチＫの最大値と最小値との差が、最小値の１０％以下であることを意味する。かかる場合には、隣合う最大比γＭの位置ＪＭの間の最大間ピッチＰＭと、隣合う最小比γｍの位置Ｊｍの間の最小間ピッチＰｍとが等しい値となる。
【００２４】
この最大間ピッチＰＭ、或いは最小間ピッチＰｍは、５〜３０ｍｍの範囲が好ましく、３０ｍｍを越えるとゴム浸透性を損ねる傾向となる。逆に５ｍｍ未満では、断面形状の変化の度合いが大きすぎ、強度及び耐久性を充分に確保することが難しくなる。
【００２５】
次ぎに、金属コード１０では、前記異形フィラメント２０以外のフィラメントＦａ、Ｆｂには、断面円形状をなしかつ断面形状が長手方向に変化しない従来的な非異形のフィラメントが用いられる。
【００２６】
この非異形のフィラメントＦａ、Ｆｂには、互いに同径のものを使用するのが好ましく、これによって伸線工程を共通化でき、コードを経済的に製造することができる。このとき、フィラメント本数を適正化し、優れたコード強力及び曲げ疲労性を得るために、非異形のフィラメントＦａ、Ｆｂの直径Ｄ０（図２）を、０．２０〜０．４５ｍｍの範囲とするのが好ましい。前記直径Ｄ０が０．２０ｍｍ未満では細すぎてコード強力の点で不利となり、逆に０．４５ｍｍをこえると、曲げ疲労性の点で不利となる。
【００２７】
なお異形フィラメント２０では、圧延加工前のフィラメント素材の直径Ｄ１、或いは、本例の如く最大比位置ＪＭでの断面形状が円形（即ちγ＝１．０）の場合にはその直径Ｄ１は、前記０．２０〜０．４５ｍｍの範囲内でかつ前記直径Ｄ０より大（Ｄ１＞Ｄ０）とするのが、ゴム浸透性を高める上で好ましい。なお最大比位置ＪＭでの断面形状が楕円状の場合には、同じ断面積を有する円形の直径をＤ１とする。
【００２８】
又コア１１とシース１２とを撚り合わす際、シース１２の撚りピッチＹ２（図示しない）を７〜３０ｍｍとするのが好ましく、７ｍｍより小では、コードの初期の伸びが大きくなり補強効果に劣るとともに、フィラメントＦａ、Ｆｂ間での線長が大きく相違するため、応力の分担が不均衡となり破断時の強力が低下する傾向となる。又撚りピッチＹ２が３０ｍｍをこえると、フィラメントがバラケやすくなり、コードの形状保持性が悪くなる
【００２９】
なおコア１１の撚りピッチＹ１（図示しない）は、特に規制しないが、コア１１のフィラメント数が１本の場合には無撚り（Ｙ１＝∞）とするのが好ましく、又フィラメント数が２〜３本の場合には、撚りピッチＹ１を５〜２５ｍｍの範囲とするのが、ゴム浸透性及びフィラメントのバラケ等の観点から好ましい。
【００３０】
なお図６（Ａ）、（Ｂ）に、異形フィラメント２０における、短長比γ（＝Ａｘ／Ｂｘ）の長手方向に対する変化の状態の他の例を示す。
図６（Ａ）では、最大間ピッチＰＭ或いは最小間ピッチＰｍの少なくとも一方、例えば最小間ピッチＰｍを複数種類（例えば２種類）のピッチＰｍ１、Ｐｍ２とし、これによって最大間ピッチＰＭと最小間ピッチＰｍとを相違させた場合を例示している。又図６（Ｂ）では、最大最小間ピッチＫを複数種類（例えば２種類）のピッチＫ１、Ｋ２とする、即ち最大最小間ピッチＫを不均一（一定でない）としながらも、最大間ピッチＰＭと最小間ピッチＰｍとを等しく設定する場合を例示している。何れの場合の異形フィラメント２０も本発明の金属コード１０に好適に採用しうる。
【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、本発明は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。
【００３２】
【実施例】
表１の仕様に基づき、層撚り構造の金属コードを試作するとともに、各試供品について、コードの寸法安定性、及びゴム浸透性をテストした。又この金属コードをベルト層に用いた空気入りタイヤ（タイヤ仕様を表２に示す）を、従来的なタイヤ形成方法に準じて形成し、このタイヤにおけるゴム浸透性をテストした。
表１以外の仕様は、実質的に同一である。
【００３３】
（１）コードの寸法安定性：
金属コードの両端をチャック間距離２５０ｍｍで保持し、引っ張り速度５０ｍｍ／分にて、荷重２．５Ｎから５０．０Ｎまで負荷したときの伸び（初期伸び）を測定した。伸びが小なほど寸法安定性に優れている。
【００３４】
（２）ゴム浸透性Ａ：
金属コードを２枚の未加硫ゴムシートの間に等間隔で並列に引きそろえて埋設し、温度（１５０℃）、時間（３０分）、圧力（２５．０ｋｇ／ｃｍ２  ）の条件にて加硫した。得られた既加硫のゴムシートから金属コードを取り出し、その表面から出来る限りゴムを除去した後、コードを解体し、顕微鏡でコード内側を１０ｃｍの長さに亘って観察し、金属露出部分の長さ（単位ｃｍ）を測定し、以下の式で換算した。
ゴム浸透度（％）＝｛（１０ー金属露出部分長さ）／１０｝×１００
【００３５】
（３）ゴム浸透性Ｂ：
タイヤを解体し、ベルト層から取り出した金属コ一ドを、前記ゴム浸透性Ａに準じて、顕微鏡を用いてコード内側を１０ｃｍの長さに亘って観察し、上記換算式によりゴム浸透度（％）を求めた。
【００３６】
【表１】
2004225218.tif 000003
【００３７】
【表２】
2004225218.tif 000004
【００３８】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、層撚り構造において、略楕円状の断面形状を長手方向に繰り返して変化させた異形フィラメントをコアに用いているため、寸法安定性とゴム浸透性との双方を高レベルで満足させることができ、ゴム物品を高品質かつ能率良く生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属コードを用いたゴム物品の一実施例を示す断面図である。
【図２】金属コードの一実施例を示す断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、金属コードに用いる異形フィラメントを示す平面図、
並びに最小比位置および最大比位置における断面図である。
【図４】略楕円状を説明する線図である。
【図５】異形フィラメントにおける短長比γの長手方向に対する変化の状態を示す線図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、短長比γの変化の状態の他の例を示す線図である。
【図７】表１における比較例１のコード断面図である。
【符号の説明】
１０    金属コード
１１    コア
１２    シース
２０    異形フィラメント
Ｆａ、Ｆｂ      フィラメント
Ｊｍ    最小比位置
ＪＭ    最大比位置
Ｋ      最大最小間ピッチ
Ｐｍ    最小間ピッチ
ＰＭ    最大間ピッチ
【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】
2004225218.tif 000009
【図６】
2004225218.tif 000010
【図７】
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