(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２〜１２本の金属フィラメントを撚り合わせた金属コードであって、
前記金属フィラメントは、撚り合わされる前の状態で、山部と谷部とを繰り返す２次元の波形に型付けされた型付けフィラメントを少なくとも１本含むとともに、
この型付けフィラメントは、型付けの長手方向のピッチＰ及び／又は高さＨが異なる複数種類の波部を連ねて形成されたことを特徴とする金属コード。
【請求項２】
前記型付けフィラメントは、前記複数種類の波部が連なってなる一つの波形エレメントを有し、この波形エレメントを繰り返し単位として順次繰り返すことにより形成されることを特徴とする請求項１記載の金属コード。
【請求項３】
前記金属フィラメントは、前記波形エレメントの波形が異なる複数種類の型付けフィラメントを含むことを特徴とする請求項２記載の金属コード。
【請求項４】
前記金属フィラメントは、フィラメント径ｄが０．１５〜０．３０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の金属コード。
【請求項５】
前記型付けフィラメントは、各波部の前記ピッチＰがフィラメント径ｄの３〜４０倍であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の金属コード。
【請求項６】
前記型付けフィラメントは、前記高さＨが金属フィラメントの直径ｄの０．２〜３．０倍であることを特徴とする請求項１〜５記載の金属コード。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の金属コードをカーカス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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤ等のゴム物品の補強コードとして好適であり、コード内へのゴム浸透性及び柔軟性を高く確保しつつ、耐疲労性や耐衝撃性を改善した金属コード及びそれを用た空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴム物品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、従来の金属コードは、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】
【発明が解決しようとする課題】
そこで近年、柔軟性とゴム浸透性とを充分に確保するために、複数本のフィラメントのうちの数本を、波形に型付けした型付けフィラメントで構成し、フィラメント間に隙間を形成することが提案されている。
【０００４】
しかしながら、このような型付けフィラメントは、通常、全長に亘り一様の波形で型付けが施されている。その結果、曲げ変形の際に屈曲する波形の山部や谷部の頂点が、隣り合う型付けフィラメント相互で一致し、コードとして座屈が生じやすくなるなど、耐疲労性や耐衝撃性を損ねるという問題がある。
【０００５】
そこで本発明の第１の目的は、型付けフィラメントを、型付けのピッチＰ及び／又は高さＨが異なる複数種類の波部を連ねて形成する、即ち波形形状を１本のフィラメント内で変化させることを基本として、波形の頂点を、フィラメント相互で位置ズレさせることができ、座屈の発生を効果的に抑制し、柔軟性やゴム浸透性の一層の向上を図りながら、耐疲労性や耐衝撃性を高めうる金属コードを提供することにある。
【０００６】
又本発明の第２の目的は、前記金属コードをタイヤのカーカスに用いることを基本として、乗り心地性と耐久性とを向上した空気入りタイヤを提供することにある。
【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、２〜１２本の金属フィラメントを撚り合わせた金属コードであって、前記金属フィラメントは、撚り合わされる前の状態で、山部と谷部とを繰り返す２次元の波形に型付けされた型付けフィラメントを少なくとも１本含むとともに、この型付けフィラメントは、型付けの長手方向のピッチＰ及び／又は高さＨが異なる複数種類の波部を連ねて形成されたことを特徴としている。
【０００８】
又請求項２の発明では、前記型付けフィラメントは、前記複数種類の波部が連なってなる一つの波形エレメントを有し、この波形エレメントを繰り返し単位として順次繰り返すことにより形成されることを特徴としている。
【０００９】
又請求項３の発明では、前記金属フィラメントは、前記波形エレメントの波形が異なる複数種類の型付けフィラメントを含むことを特徴としている。
【００１０】
又請求項４の発明では、前記金属フィラメントは、フィラメント径ｄが０．１５〜０．３０ｍｍであることを特徴としている。
【００１１】
又請求項５の発明では、前記型付けフィラメントは、各波部の前記ピッチＰがフィラメント径ｄの３〜４０倍であることを特徴としている。
【００１２】
又請求項６の発明では、前記型付けフィラメントは、前記高さＨが金属フィラメントの直径ｄの０．２〜３．０倍であることを特徴としている。
【００１３】
又請求項６の空気入りタイヤの発明は、請求項１〜６の金属コードをカーカスコードに用いたことを特徴としている。
【００１４】
【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、本発明に係わる空気入りタイヤが、乗用車用ラジアルタイヤである場合の断面図を例示している。
【００１５】
図において、空気入りタイヤ（以下タイヤ１という）１は、トレッド部２と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびるサイドウォール部３と、各サイドウォール部３の内方端に位置するビード部４とを具えている。
【００１６】
又前記ビード部４、４間には、カーカス６が架け渡されるとともに、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内方には強靱なベルト層７が周方向に巻装される。
【００１７】
この前記ベルト層７は、非伸張性のベルトコードを、タイヤ周方向に対して例えば１５〜３５度の角度で配列した複数枚、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂからなり、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードがプライ間で互いに交差する向きに重置している。なお重荷重用ラジアルタイヤでは、一般的に３〜４枚のベルトプライが使用される。ベルトコードとしては、金属コードが一般的であるが、例えば芳香族ポリアミド繊維などの高弾性の有機繊維コードも好適に使用できる。
【００１８】
次に、前記カーカス６は、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に至る本体部６ａと、その両端に連なりビードコア５の周りで折り返される折返し部６ｂとを具える。この本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５から半径方向外側に先細状にのびる硬質のゴムからなるビードエーペックス８が配され、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。
【００１９】
また前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７５゜〜９０゜の角度で配列した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。
【００２０】
そして、前記カーカスコードとして、図２に示すように、複数本（ｎ本）の金属フィラメント１０を引き揃えて又は撚り合わせた１×ｎ構造の金属コード１１が用いられるとともに、該金属フィラメント１０は、少なくとも１本の型付けフィラメント１０Ａを含んで構成される。なお同図には、金属コード１１が、３本の金属フィラメント１０を撚り合わせた１×３構造をなし、かつ３本の金属フィラメント１０の全てが型付けフィラメント１０Ａである場合を例示している。
【００２１】
又前記型付けフィラメント１０Ａは、図３に示すように、引き揃えられる前又は撚り合わされる前の状態で、山部ｍと谷部ｖとを繰り返す、例えばジグザグ状及びサイン曲線状等の２次元波形で型付けされている。
【００２２】
そして本発明では、この２次元波形が、型付けの長手方向のピッチＰ、又は高さＨが異なる複数種類の波部ｊを連ねて形成されることに一つの特徴を有している。
【００２３】
ここで、前記山部ｍ及び谷部ｖは、基準線Ｎから一方、他方に突出する部分を意味し、隣り合う山部ｍと谷部ｖとによって一つの波部ｊが形成される。従って、前記ピッチＰは、波部ｊの基準線Ｎ上での長さであって、又前記高さＨは、山部ｍの頂点と谷部ｖの頂点との間の基準線Ｎと直角方向の距離を意味する。なお基準線Ｎとしては、波形全体に亘って山部ｍの頂点と谷部ｖの頂点との間を通過するものであれば、山部ｍの頂点側或いは谷部ｖの頂点側に偏位していても良い。
【００２４】
この複数種類の波部ｊは、不規則な順序で連なっても良いが、生産性の観点から、規則的な順序で連なるのが好ましい。即ち、複数種類の波部ｊによって一つの波形エレメントＪを形成し、この波形エレメントＪを繰り返しの最小単位として順次繰り返すことにより前記２次元波形を形成するのが好ましい。
【００２５】
具体的にいうと、本例では、前記２次元波形が、ピッチＰ及び高さＨの双方を違えた例えば３種類の波部ｊ１〜ｊ３からなり、この波部ｊ１〜ｊ３が、例えば、  ・・・ （ｊ１、ｊ２、ｊ３）、（ｊ１、ｊ２、ｊ３）・・・   とした規則的な順序で連なった場合を例示している。即ち、（ｊ１、ｊ２、ｊ３）を波形エレメントＪとし、この波形エレメントＪを順次繰り返している。前記波形エレメントＪとしては、例えば（ｊ１、ｊ２、ｊ１、ｊ３）としうるなど、波部ｊ１〜ｊ３を組み合わせた自在な配列が採用できる。この波形エレメントＪを有する２次元波形は、例えば歯の高さやピッチを変化させた歯車を用いて容易に型付けすることができる。
【００２６】
この型付けフィラメント１０Ａを用いた金属コード１１では、図４に概念的に示すように、隣り合う型付けフィラメント１０Ａの間で波形が重なり合うことがなく、各型付けフィラメント１０Ａの山部ｍ或いは谷部ｖの頂点が互いにずれて分散される。この頂点は、フィラメントが曲げ変形する際の屈曲部であり、この屈曲部が分散されることにより、コード全体がしなやかに曲げ変形する。その結果、コードとして柔軟性が高まるとともに、座屈の発生が抑えられ、耐疲労性や耐衝撃性が向上される。又フィラメント間の隙間が安定して確保されるため、ゴム浸透性にも好ましい。
【００２７】
従って、この金属コード１１をカーカスコードとして用いることにより、乗り心地性を向上しうる。又衝撃的或いは繰り返しのタイヤ変形に対して、カーカスコードの破断損傷が抑制され、又耐食性のアップと相俟って耐久性を向上しうる。
【００２８】
なお本例では、各型付けフィラメント１０Ａの２次元波形が互いに同一形状である場合を例示しているが、波形エレメントＪの波形を違えた複数種類の型付けフィラメント１０Ａを混用することができる。係る場合には、前記屈曲部が重なり難くなるため座屈抑制の点では好ましいが、経済的には不利となる。
【００２９】
ここで、金属コード１１を構成する金属フィラメント１０の本数ｎは、ゴム物品の補強コード、とりわけカーカスコードに要求される柔軟性と強度との兼ね合いから、２〜１２本とすることが必要である。１本では柔軟性に問題を有し、１２本を越えると１本のフィラメントが細くなりすぎて製造上間題がある。
【００３０】
又型付けフィラメント１０Ａを含む金属フィラメント１０のフィラメント径ｄ（直径）は、０．１５〜０．３０ｍｍの範囲が好ましく、細過ぎると強度上問題があり、又製造が困難なため経済的にも不利となる。又太過ぎると柔軟性に問題があり、タイヤの乗り心地性の低下傾向を招く。
【００３１】
なお、ｎ本の金属フィラメント１０のうち、型付けフィラメント１０Ａの本数は、少なくとも１本以上、好ましくは２本以上、さらには３０％以上（ｎ×０．３）含まれることが、本願の効果をより高く発揮する上で好ましい。又カーカスプライ６Ａは１枚であり、かつ金属コード１１の打ち込み本数は２０〜６０本／５ｃｍが好ましい。
【００３２】
又型付けフィラメント１０Ａでは、波部ｊのピッチＰを、前記フィラメント径ｄの３〜４０倍の範囲内で変化させることが好ましく、３倍未満になると型付け加工によりフィラメントが受けるダメージが大きく強度の低下傾向となる。逆に４０倍を超えると、ピッチが大きくなりすぎ、ゴム浸透性が低下傾向となる。
【００３３】
又各波部ｊの高さＨは、前記フィラメント径ｄの０．２〜３．０倍の範囲内で変化させることが好ましく、０．２倍未満になると、ゴム浸透性が低下傾向となり、逆に３．０倍を超えると、型付け加工によりフィラメントが受けるダメージが大きく強度の低下傾向となる。
【００３４】
なお異種の波部ｊの間では、ピッチＰ、高さＨの双方が異なるのが好ましいが、何れか一方のみでも良い。又波部ｊの種類数は、座屈抑制の観点から多い方が好ましいが、型付けする歯車の歯数や噛み合いなどの観点から２〜１０の範囲が好ましい。
【００３５】
本例の金属コード１１では、ｎ本の金属フィラメント１０が撚り合わされることにより、型付けフィラメント１０Ａの２次元波形は、図２の如く３次元化し、フィラメント間に隙間が充分に形成されるため、ゴム浸透性の点で好ましいが、撚り合わすことなく引き揃えることでコードを形成することもできる。
【００３６】
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。
【００３７】
【実施例】
表１に示す仕様の金属コードを試作し、各金属コードのゴム浸透性、及び耐疲労性をテストした。又この金属コードをカーカスコードとして使用し、図１の構造をなす乗用車ラジアルタイヤ（タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１４）を試作するとともに、各試供タイヤの乗り心地性、操縦安定性、及び耐久性をテストした。なおテスト方法は以下の通りであり、又テスト結果を表１に記載している。
【００３８】
（１）ゴム浸透性：
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、加熱加圧状態で加硫した。得られた既加硫のゴムシートからテストコードを取出し、その表面から出来る限りゴムを除去した後、該テストコードを解体し、コード内の空隙にゴムが充填されている部分の長さを約１０ｃｍにわたり測定し、この長さの全長さに対する比率をもってゴム浸透率とする。上記測定を１０本のコードについて行い、平均値をもってそのコードの測定値とする。数値が大きい方が優れている。
【００３９】
（２）耐疲労性：
前記既加硫のゴムシートから、ＪＩＳ  Ｌ１０１７に準じた繰り返し曲げ疲労試験（デマチア法）により、既加硫のゴムシートが破断するまで、繰り返し曲げを与え、その曲げ回数を測定した。上記測定を１０枚のゴムシートについて行い、その平均値を比較例１の値を１００として指数表示によって評価した。数値が大きい方が耐疲労性が高く優れていることを示す。
【００４０】
（３）乗り心地性：
テストタイヤをリム（６ＪＪ×１４）、内圧（２００ｋＰａ）で車両（乗用車２０００ｃｃ／ＦＦ）の全輪に装着し、ドライアスファルト路の段差路、ベルジャソ路（石畳の路面）、ビッツマン路（小石を敷き詰めた路面）等において、ゴツゴツ感、突き上げ、ダンピングに関してドライバーの官能評価を行い、比較例１を５とした１０点法にて評価した。数値が大きいほど乗り心地性に優れている。
【００４１】
（４）操縦安定性：
前記車両を用いて、ドライアスファルト路のテストコースを走行し、ハンドル応答性、剛性感、グリップ等に関する特性についてドライバーの官能評価を行い、比較例１を５とした１０点法で評価した。数値が大きいほど操縦安定性に優れている。
【００４２】
（５）耐久性：
ドラム耐久試験機を用い、ＪＩＳによる最大荷重の１５０％の荷重、ＪＩＳに規定された内圧の８０％の圧力、走行速度（８０ｋｍ／ｈ）の下で１５０００ｋｍ走行させた後、タイヤを解体してカーカスコードの破断損傷の発生箇所の数を計測した。
【００４３】
【表１】
0004392139.tif 000002
【００４４】
【発明の効果】
叙上の如く本発明の金属コードは、型付けフィラメントを、複数種類の波部を連ねて形成しているため、柔軟性やゴム浸透性の一層の向上を図りながら、座屈の発生を効果的に抑制でき、耐疲労性や耐衝撃性を向上しうる。又この金属コードをタイヤのカーカスに用いることにより、乗り心地性と耐久性とに優れる空気入りタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のタイヤの断面図である。
【図２】金属コードを示す断面図である。
【図３】型付けフィラメントを説明する側面図である。
【図４】本願の作用効果の一例を概念的に説明する線図である。
【符号の説明】
１０    金属フィラメント
１０Ａ  型付けフィラメント
１１    金属コード
ｊ      波部
Ｊ      波形エレメント
ｍ      山部
ｖ      谷部
【図１】
0004392139.tif 000003
【図２】
0004392139.tif 000004
【図３】
0004392139.tif 000005
【図４】
0004392139.tif 000006