(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本のスチールフィラメントを撚り合わせたストランドのＮ本を撚り合わせたスチールコードであって、コード輪郭形状が扁平となるストランド配置の下に、コード軸方向に２次元の波形状に変化する型付けを施して成り、ストランド本数に関して下記式（１)を満足するとともに、上記輪郭形状における長径Ａおよび短径Ｂと、波形状の型付けにおける高さＨｃとが、下記式(２)および(３)の関係を満足することを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
記
３≦Ｎ≦９  ……(１)
０．４０≦Ｂ／Ａ≦０．８５  ……(２)
０．７０≦（Ｈｃ＋Ｂ）／Ａ≦１．２０  ……(３)
【請求項２】
波形状の型付けにおけるピッチＰｃとストランドを撚り合わせる際のピッチＰｓとが、下記式(４) の関係を満足することを特徴とする請求項１に記載のゴム物品補強用スチールコード。
記
０．２０≦Ｐｓ／Ｐｃ≦８．００  ……(４)
【請求項３】
波形状の型付けにおける高さＨｃおよびピッチＰｃとが、下記式(5) の関係を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のゴム物品補強用スチールコード。
記
１．００５≦（Ｐｃ２＋４Ｈｃ２）1/2／Ｐｃ≦１．１５０  ……(5)
【請求項４】
一対のビード部間に跨がって延びるカーカスのクラウン部の径方向外側に、タイヤの赤道面に対して傾斜配列した多数本のスチールコードのゴム被覆層の３層以上を、その層間でコードが互いに交差する配置で重ね合わせたベルトを有するタイヤにおいて、
該ベルトの少なくとも径方向最外側の外側ベルト層を構成するスチールコードに、請求項１、２または３に記載のコードを適用することを特徴とするタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ゴム物品補強用スチールコード、特に良好な生産性を保ちつつ、ゴム浸入性と耐カット性を向上させたスチールコードおよび、このスチールコードを用いることによって耐カットセパレーション性並びに耐カット性を大幅に向上させた、とりわけ建設車両用タイヤに好適のタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建設車両用タイヤなどの、荒れ地走行に供されるタイヤは、路面から比較的鋭利なものを介して傷を受け易いことから、この外傷入力に対する抵抗力、つまり耐カット性を高めるため、ベルトの各層に使用するスチールコードには、切断荷重および切断時全伸びが共に大きいことが要求される。従来は、この要求を満足するために、図１に示すような３×（１＋６）構造、図２に示すような３×（１＋５）構造、あるいは図３に示すような４×２構造のコードが用いられている。
【０００３】
しかしながら、３×（１＋６）構造のコードは、十分な切断時全伸びを有するが、ゴムが内部に浸入し難い構造であるため、タイヤの外傷からタイヤ内に浸入した水分がコード内部の隙間を介して伝播して容易に腐食域がコードに沿って進展する、いわゆる腐食伝播が発生し易く、その結果腐食部を起点として、いわゆるカットセパレーション故障に到る、不利がある。
【０００４】
一方、３×（１＋５）構造のコード並びに４×２構造のコードは、３×（１＋６）構造のコードに比較して各ストランドのシース本数が少なく素線間に隙間ができるため、コード内部にゴムが浸入しやすい利点があるが、素線の配列が乱れ易いことから、ゴムが浸入しない部分が生じる可能性がある。また、内部に浸入したゴムがスチール素線を拘束する為、３×（１＋６）構造に比してコードの切断時全伸びが不足がちになることは不可避である。
【０００５】
同様に、図４に示すような、単なる１×Ｎ構造、あるいは図５に示される、平行に引き揃えられた複数本のコアを有するＮｃ＋Ｎｓ構造は、ゴムの浸入性が極めて良好であることが知られているが、コードの撚りピッチなどを如何様に調整しても、十分なコードの切断時全伸びを得ることは難しいものであった。
【０００６】
以上の問題を解決する為、出願人は、特開平８−８１８８９号公報にてゴム浸入性に優れるコードを、また特開平１１−６１６６６号各公報にて撚りピッチを適正化して切断時全伸びをも改良したコードを、それぞれ提案したが、更なるゴム浸入性並びに切断時全伸びの改善が求められている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は、ゴム浸入性が良好であることから上記した腐食伝播に対する耐性（以下、耐腐食伝播性という）に優れ、かつゴム被覆状態での切断時全伸びを大幅に向上させたスチールコードについて提供することを目的とする。また、この発明の別の目的は、ベルトに適切なコードを適切に用いることにより、耐カットセパレーション性並びに耐カット性を大幅に向上したタイヤについて提供することになる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上記した課題の下、特にタイヤのベルトに適用するスチールコードの構造について鋭意究明したところ、コードの輪郭形状および型付けを規制することが所期した特性の改善に有効であり、さらにベルトに適用した際のコード相互の配置を規制することが特に耐カット性の向上に有効であることを見出し、この発明を完成するに到った。
【０００９】
すなわち、この発明の要旨構成は、次のとおりである。
(i)２本のスチールフィラメントを撚り合わせたストランドのＮ本を撚り合わせたスチールコードであって、コード輪郭形状が扁平となるストランド配置の下に、コード軸方向に２次元の波形状に変化する型付けを施して成り、ストランド本数に関して下記式（１)を満足するとともに、上記輪郭形状における長径Ａおよび短径Ｂと、波形状の型付けにおける高さＨｃとが、下記式(２)および(３)の関係を満足することを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
記
３≦Ｎ≦９  ……(１)
０．４０≦Ｂ／Ａ≦０．８５  ……(２)
０．７０≦（Ｈｃ＋Ｂ）／Ａ≦１．２０  ……(３)
【００１０】
(ii)波形状の型付けにおけるピッチＰｃとストランドを撚り合わせる際のピッチＰｓとが、下記式(４) の関係を満足することを特徴とする上記(i)に記載のゴム物品補強用スチールコード。
記
０．２０≦Ｐｓ／Ｐｃ≦８．００  ……(４)
【００１１】
(iii)波形状の型付けにおける高さＨｃおよびピッチＰｃとが、下記式(5) の関係を満足することを特徴とする上記(i)または(ii)に記載のゴム物品補強用スチールコード。
記
１．００５≦（Ｐｃ２＋４Ｈｃ２）1/2／Ｐｃ≦１．１５０  ……(5)
【００１２】
(iv)一対のビード部間に跨がって延びるカーカスのクラウン部の径方向外側に、タイヤの赤道面に対して傾斜配列した多数本のスチールコードのゴム被覆層の３層以上を、その層間でコードが互いに交差する配置で重ね合わせたベルトを有するタイヤにおいて、
該ベルトの少なくとも径方向最外側の外側ベルト層を構成するスチールコードに、上記(i)、(ii)または(iii)に記載のコードを適用することを特徴とするタイヤ。
【００１３】
【発明の実施の形態】
さて、この発明に従うゴム物品補強用スチールコードの軸線に直交する断面を図６に示すように、２本のスチールフィラメント１を撚り合わせたストランド２のＮ本、図示例で６本のストランド２を、図６（ａ）に示すように、コード輪郭形状、すなわちコード軸方向と直交する断面における全ストランドが共通して内接する仮想線分で定義される、輪郭形状が扁平な楕円形となる配置の下に、図６（ｂ）に示すように、コード軸方向に２次元の波形状に変化する型付けを施して成る。
【００１４】
ここで、ストランド２の本数は、上記式（1)を満足すること、つまり３〜９本であることが必要である。
すなわち、ストランドの本数が２本以下では、コードの輪郭形状が扁平となる、撚り合わせを実現することが困難であり、一方ストランド本数が１０本以上になると、ストランドがストランド相互間をコード内部側へ入り込み、所定のストランド配置を維持できずコードの形態が安定しないために、所期したコード性能を得ることが難しくなる。
【００１５】
また、ストランド２を１×２構造としたのは、フィラメント数が３本以上になると、フィラメントに挟まれた空間ができ、この空間へのゴムの浸入が十分に得られないためである。
【００１６】
さて、コードの耐腐食伝播性を改良するには、Ｎ本のフィラメントを単撚りにて撚りあげた１×Ｎ構造、あるいは平行に引き揃えられたＮｃ本のフィラメントの周りにＮｓ本のフィラメントをシースとして撚り合わせてなる、層撚り構造（Ｎｃ＋Ｎｓ構造）で扁平形状のスチールコードが優れている。しかしながら、これらのスチールコードは十分な伸びを得ることができないところに問題を残していたのである。
【００１７】
例えば、１×Ｎ構造でコード長手方向に略２次元の型付けが形成されたスチールコードは、耐腐食伝播性及び切断時全伸びという観点からは真に優れたスチールコードではあるが、コードの中央部に隙間が大きくフィラメントを撚り合わせる際に細心の注意が必要であり、スチールコードを撚りあげる速度を落とさざるを得ないため、工業的規模での生産には不向きであった。一方で、この撚り合わせが不良であると、本来の性能を発揮することが難しいことも問題であった。
【００１８】
そこで、この発明では、上記したように、コードの輪郭形状を規制し、かつコード軸方向に２次元の波形状に変化する型付けを施すことによって、十分な切断時全伸びをも付与することができる。なお、波形の型付けとは、曲線状に変化する以外にも、いわゆるジグザグ状に変化する場合も含むものとする。
【００１９】
すなわち、コードの輪郭形状に関して、上記式(２)におけるＢ／Ａは、コードの扁平の度合いを示すものであり、この値が小さいほど扁平度合が強く、１に近いほど真円に近いことになる。そして、この値が０．４０未満であると、扁平になりすぎて型が崩れてしまい、所期したコード性能が得られなくなる。一方、０．８５を超えると、スチールコード内部の隙間が大きくなりすぎて、これもまたコードの型が崩れてしまう。
【００２０】
また、上記式(３)における値（Ｈｃ＋Ｂ）／Ａは、コード長径に対するコードの短径と型付け振幅の和の比をとったものであり、この値が０．７０未満であると、型付けの効果がなく十分な切断時全伸びが得られず、一方１．２０を超えると型付けが大きくなり過ぎて、ゴムで被覆した時に隙間が出来易く、ゴムの浸透が十分でなく、耐腐食伝播性を向上させることが難しくなる。
【００２１】
上記(１)〜(３)の関係式を満足することにより、十分な耐腐食伝播性と十分な切断時全伸びを有する、スチールコードが得られる。
【００２２】
次に、波形状の型付けにおけるピッチ、つまり型付けピッチＰｃとストランドを撚り合わせる際の撚りピッチＰｓとが、上記式(４)の関係を満足することが好ましい。すなわち、Ｐｓ／Ｐｃが０．２０未満であると、３〜９本のストランドを撚り合わせる際に、コードの外側寄りに配置されるフィラメントに強い加工が集中し、金属の特性により切断時全伸びが低下する不利をまねくことになり、一方Ｐｓ／Ｐｃが８．００をこえると、波形状の型付けを付与する際に、該波形の山および谷に対応する部分に配置されるフィラメントに強い加工が集中する結果、やはり切断時全伸びの低下をまねくことになる。
【００２３】
さらに、上記式(４)における（Ｐｃ２＋４Ｈｃ２）1/2は、型付けされたコードの長さに対する、元のコードの長さのおおよその比をあらわし、つまりこの値が大きいほど伸びが大きく、小さいほど伸びが小さくなる。そして、Ｐｃが小さいほど、Ｈｃが大きいほど、この値は大きくなる。すなわち、この値が１．００５未満であると、十分な切断時全伸びが得られない。なお、本来は、この値が大きくなるほど、伸びが大きくなるはずであるが、１．１５０を超えるとスチールフィラメントへの加工が強くなりすぎて逆に十分な伸びが得られないことが判明した。従って、上限を１．１５０とする。
【００２４】
以上述べたように、上記式(１)〜(３)、さらには上記式（４）および(５)を満たすスチールコードを、タイヤの径方向外側のベルト層に配置することによって、タイヤの耐カット性と耐カットセパレーション性を大幅に向上させることができる。
【００２５】
以下、この発明のタイヤについて、図面を参照して詳しく説明する。
図７に示す建設車両用タイヤは、一対のビード部３間に跨がってトロイダル状に延びるカーカス４のクラウン部の径方向外側に、少なくとも３層、図示例で３層のベルト５およびトレッド６を順にそなえる。
【００２６】
ベルト５は、タイヤの赤道面Ｏに対して斜めの並行配列をなす、多数本のスチールコードのゴム被覆層の３層を、その隣接層間でコードが交差する向きに配置したものであり、コードのタイヤの赤道面Ｏに対する傾斜角度は、23〜30°とすることが好ましい。
【００２７】
そして、ベルト５の少なくとも径方向最外側のベルト層５ａを構成するスチールコードとして、図６に示した、この発明に従うコードを用いる。
【００２８】
さて、タイヤの各ベルト層において、タイヤ外部からの比較的鋭利な異物による外傷入力は不可避であり、耐カット性と耐カットセパレーション性を向上させるには、ベルトを構成するスチールコードが十分な切断時全伸びと十分な耐腐食伝播性を有することが有利であり、さらにこのコードは外側にあるベルト層に適用するほど効果が大きい。
【００２９】
スチールコードの耐腐食伝播性の改善のためには、例えば１×Ｎ構造のようにコードの素線間に隙間を設けることによって、コード内部までゴムが侵入し十分な耐腐食性能が得られることが知られている。しかしながら、そのようなコードは内部に侵入したゴムが素線を相互に強く拘束する為、切断時全伸びが低下することは避けられないものであった。その他のスチールコード構造にても同様である。
【００３０】
そこで、この発明では、上記問題を解決する為に、ゴムの浸入経路となる隙間を素線間に有するスチールコードを扁平化し、その扁平化に応じてコードの長手方向に２次元の波型付けを施した、上述した発明コードを用いることとしたのである。その際、このスチールコードは、少なくとも最外側のベルト層に適用することによって、ベルトにおける耐カット性および耐カットセパレーション性の向上に寄与する。
【００３１】
さらに、少なくとも最外側のベルト層に、この発明のスチールコードを適用するに当り、スチールコードは、その長径方向がベルトの幅方向に揃う配置にて埋設することが、上述の効果を享受する上で好ましい。これはコードの長径方向をベルト幅方向に揃えることにより、外傷による入力時の歪みが緩和されるため、更なる耐カット性の向上が期待できるからである。
【００３２】
【実施例】
図７に示した基本構造を同じくして、６層のベルトを有するサイズ27.00 Ｒ49の建設車両用ラジアルタイヤにおいて、そのベルト３の径方向外側の２層に、表１に示す仕様の種々のスチールコードを、打ち込み数20本／50mmで適用して、供試タイヤを作製した。なお、表１における、発明例１〜４は図８に示した４×２構造のコードをコードの長径方向がベルト幅方向に揃う配置の下に外側ベルト層２層に適用したものである。また、比較例１は図１に示した３×（１＋６）構造、比較例２は図２に示した３×（１＋５）構造および比較例３は図３に示した４×２構造のコードを、それぞれ外側ベルト層２層に適用したものである。
【００３３】
発明例１〜４および比較例１〜３の各タイヤについて、標準リムに組み込み最高空気圧に調整してから、ダンプトラックに装着し、それぞれ同一鉱山で平均時速４０ｋｍ／ｈにて約１０００時間走行後、最外側のベルトに達したカット個所数を供試タイヤの周上等分１／５相当の部分で数え、同時にカット個所のスチールコード層を取出して、耐腐食伝播性を以下のように求めた。
【００３４】
すなわち、耐腐食伝播性は、ゴム付きのまま１００ｍｍ長さ取出し、側面をシリコンシーラントで被覆の後、コードカット端を１０％ＮａＯＨに浸して２４時間後に端のゴムを剥がしてその剥離長さを計測し評価した。
【００３５】
これらの評価結果を表１に示すように、発明例１〜４のタイヤは耐カット性が著しく向上しており、また耐カットセパレーション性についても十分向上できていることが耐腐食伝播性の評価結果からわかる。
【００３６】
【表１】
0004035337.tif 000002
【００３７】
【発明の効果】
この発明によれば、耐腐食伝播性が良好であり、かつ切断時全伸びを大幅に向上させたスチールコードを提供でき、さらに該スチールコードをタイヤの外側ベルト層に適切に配置することができるため、耐カットセパレーション性並びに耐カット性に極めて優れるタイヤの提供が可能にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  在来のコードを示す断面図である。
【図２】  在来のコードを示す断面図である。
【図３】  在来のコードを示す断面図である。
【図４】  在来のコードを示す断面図である。
【図５】  在来のコードを示す断面図である。
【図６】  この発明のコードを示す断面図である。
【図７】  この発明のタイヤを示す断面図である。
【図８】  この発明に従うコードを示す断面図である。
【符号の簡単な説明】
１  フィラメント
２  ストランド
３  ビード部
４  カーカス
５  ベルト
５ａ  外側ベルト層
６  トレッド
【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】
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【図６】
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【図７】
0004035337.tif 000009
【図８】
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