(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本のスチールフィラメントから成る中心基本構造（コア）と、この基本構造のまわりに配列した６本のスチールフィラメントからなる同軸層（第１シース）と、そのまわりに配列した１２本のスチールフィラメントからなる同軸層（第２シース）からなる３層撚りスチールコードにおいて、２つの同軸層のフィラメントの撚り方向が逆方向撚りになるように撚り合わせ、スパイラルのラップフィラメントが存在しない、いわゆるノンスパイラル構造を持ち、かつコアとシースのフィラメント径が以下の関係を満たすゴム補強用スチールコード。
Ｄs   ＜  Ｄc   ≦  ０．２０  でかつ
Ｄs ×１．０６  ≦  （（Ｄc ＋Ｄs ）×π）／６  ≦  Ｄs ×１．１０
Ｄs ：シースのフィラメント径(mm)  Ｄc ：コアのフィラメント径(mm)
【請求項２】
上記請求項１におけるゴム補強用スチールコードをラジアルタイヤのカーカスプライに適用したことを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は特にコード強力を保ちながら、かつフィラメント破断を起こさない耐久性の向上したスチールコード及びそれを使用した重荷重用タイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般的に、タイヤ走行中、スチールコードはコード内のフィラメント同士のフレッティング摩耗により、フィラメント断面積が減少し、コード強力が低下していく。その時コード内の一部のフィラメントだけ断面積の減少が激しければ、そのフィラメントは衝撃引張り、繰り返し曲げに対して破断を起こしやすくなる。一旦フィラメントが破断すると、他のフィラメントの引張り応力が増大し、コードの疲労破壊が促進されるという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなコードの耐久性を増すためには、コード内の一部のフィラメントが先行的に早期破断することを避ける必要があり、コード内のフィラメント強力低下は一様であることが望ましい。
【０００４】
ここで本発明者等はタイヤ走行によるカーカスプライフィラメントの強力低下を、層撚り構造を持ちスパイラルのラップフィラメントでコードをラッピングし安定化したコードにつき調査した結果、最外層同軸層のフィラメントの強力低下が極度に大きいこと、また強力低下の主要因がスパイラルのラップフィラメントとのフレッティング摩耗であることを見いだした。
【０００５】
そこで強力低下の主要因であるスパイラルのラップフィラメントを除去し、これによるフレッティングが発生しないようにしたコードにつき調査した結果、スパイラルのラップフィラメントによるフレッティングは無くなり、最外層同軸層のフィラメントの強力低下は少なくなった。
【０００６】
しかし、ラップフィラメントが無くなった為、コードの拘束性が悪く、コードを極端に曲げるとフィラメントがバラバラになり、一部のフィラメントに異常入力が入りフィラメントが破断する現象が２層撚りコードについて見られた。この場合コードの破断寿命がスパイラルのラップフィラメントでコードをラッピングし安定化したコードに比べ、大幅に低下した。この現象より、極端な曲げ入力によるコード寿命の低下を防止する為に、フィラメントがなんらかの形で拘束されている必要があることが明らかになった。
【０００７】
上述のように層撚り構造のカーカスプライコードにおいて、フィラメントの拘束を維持し、コード大曲げ入力時のフィラメントへの異常入力を抑制しつつ、スパイラルのラップフィラメントと最外層同軸層のフィラメント間のフレッティング摩耗を軽減し、最外層同軸層フィラメントの強力低下を防止することが早急に解決すべき問題点として残されている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（１）１本のスチールフィラメントから成る中心基本構造（コア）と、この基本構造のまわりに配列した６本のスチールフィラメントからなる同軸層（第１シース）と、そのまわりに配列した１２本のスチールフィラメントからなる同軸層（第２シース）からなる３層撚りスチールコードにおいて、２つの同軸層のフィラメントの撚り方向が逆方向撚りになるように撚り合わせ、スパイラルのラップフィラメントが存在しない、いわゆるノンスパイラル構造を持ち、かつコアとシースのフィラメント径が以下の関係を満たすゴム補強用スチールコードに関するものである。
Ｄs   ＜  Ｄc   ≦  ０．２０  でかつ
Ｄs ×１．０６  ≦  （（Ｄc ＋Ｄs ）×π）／６  ≦  Ｄs ×１．１０
Ｄs ：シースのフィラメント径(mm)  Ｄc ：コアのフィラメント径(mm)
【０００９】
（２）また上記（１）におけるゴム補強用スチールコードを好ましくはラジアルタイヤのカーカスプライに適用したことを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤについて関するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
層撚りコードのフィラメント強力低下の不均一性、特にタイヤ走行中の最外層同軸層フィラメントの極度の強力低下は、スパイラルのラップフィラメントが最外層同軸層フィラメントの撚り方向と異方向に撚られていることによるものである。この場合は最外層同軸層フィラメントとスパイラルのラップフィラメントの接触面積が小さいので単位面積当たりの接触圧は大きくなる。
【００１１】
また、断面積が減少した部分（フレッティング部）は、フィラメントの表面処理（メッキ）が露出して、フィラメントが腐蝕しやすくなり、コードの腐蝕疲労性にも悪影響を与える。
【００１２】
本発明はスパイラルのラップフィラメントを除去することにより、強力の低下を抑え耐疲労性を改善したものである。
【００１３】
また、３層撚り以上の層撚りコードで、最外層同軸層の撚り方向と、最外層同軸層の１層内側の同軸層の撚り方向が異方向撚りの場合、最外層フィラメントがその内層に対し拘束力として働き、スパイラルと同等の効果を得られる。この最外層同軸層による拘束は、スパイラルによる拘束に比べ、本数が多くかつ撚りピッチ長いので接触圧が低く、フレッティングによるフィラメントの強力低下も問題にならない。
【００１４】
更に、スチールコードの最外層フィラメントの振幅Ｈ2 ／コード理想直径Ｄ2 で表されるところのフィラメント型付け率Ｆ2 が０．８５〜０．９５の範囲にあり、また、最外層の１層内層のフィラメントの振幅Ｈ1 ／最外層フィラメントを除いたコードの理想直径Ｄ1 で表わされるところのフィラメント型付け率Ｆ1 が０．８５〜０．９５の範囲にあり、かつＦ2 ＞Ｆ1 の関係にあると、コードの拘束がより強固なものとなり、また、コード単体のねじれ安定性（ねじれにくさ・ほぐれにくさ）も良くなる方向にあり、スパイラル付きのコードと同等の効果が得られるので、工場作業性（製品不良率，生産性）の低下がなく、より効果的である。
【００１５】
もし、コードの拘束が適正でない場合、コードがねじれ易くなるので、コードにゴムをコーティングしたトリートに反りやねじれが生じ、製品不良率の増加や生産性の低下を招く。
【００１６】
以上の効果については、２層撚りコードでも存在するが、中心基本構造と最外層同軸層の素線数が大きく異なるので最外層同軸層の撚り開きを抑止する力が少なく、効果が小さい。以上の理由によって、３層以上の層撚りで最外層同軸層とその１層内層が異方向撚りコードは、大曲げ入力によるコードの極端な寿命低下も問題にならず、その構造は、１＋６＋１２構造が好ましい。
【００１７】
また、中心基本構造が１本のフィラメントでその回りに６本のフィラメントを撚って配置する場合、コアのフィラメント径を第１シースのフィラメント径より太くすることにより、第１シース間のフィラメントの接触圧を下げる事が疲労性の低下に対して有効であることが判った。しかしながら、コアと第１シースのフィラメント径の差を大きくしすぎると、今度は第１シースがコアの周りで動きやすくなり、コアのフレッティング磨耗が増えて、コアの疲労性が低下する。そこで、コアのフィラメント径と第１シースのフィラメント径の関係が以下のようにであることが必要である。
Ｄs   ＜  Ｄc   ≦  ０．２０  でかつ
Ｄs ×１．０６  ≦  （（Ｄc ＋Ｄs ）×π）／６  ≦  Ｄs ×１．１
Ｄs ：シースのフィラメント径(mm)  Ｄc ：コアのフィラメント径(mm)
【００１８】
また、上記の対策を施したコードでも、素線径が太くなると、コードに極端な曲げ入力が入った時、素線の破断が発生する。それを回避する為には、素線の表面歪みを低減する事が有効である。一般に素線の表面歪みεは、ε＝Ｄ／２Ｒ（Ｄ：素線径，Ｒ：コードを曲げた時の曲率半径）で近似される。つまり、一定の曲げ入力Ｒの下で、素線の表面歪みεを低減する為には、素線径Ｄを出来るだけ細くする事が有効である。
【００１９】
ここで、重荷重用ラジアルタイヤのカーカスプライに極端な曲げ入力が入った時、素線が破断しない素線径は、上記の効果を加味したコードにおいて、０．２０ｍｍ以下であることが必要であるのが、出願者等の実験によって確認されている。すなわちフィラメント径は０．２０ｍｍより大きいと表面歪みが大きくなり好ましくない。
【００２０】
また出来るだけ線径を細くして、必要なコード強力を確保する為には、中心基本構造の周りに２層以上の同軸層を有することが必要であるが、３層以上になると撚り構造が複雑化し、特に同方向撚りは製造上困難である。さらには素線の単位断面積当たりの強力（抗張力）を３３０ｋｇ／ｃｍ2 以上にした、いわゆる高強力鋼材を用いる事が好ましい。
【００２１】
【実施例】
以下に実施例、比較例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこの実施例によってなんら限定されるものではない。
0003816567.tif 000002
の試験条件を共通にして実験を行った。
【００２２】
この発明に従う３層同方向撚りノンスパイラルコードとして、１＋６＋１２構造（実施例１）と対比して、新品時のそれぞれのコード強力を１００とする指数表示により表す各コードの通常走行後のコード強力保持性、フレッティング深さ、及び大曲げ入力走行後のフィラメント破断率について実験を行った。
【００２３】
また比較例として３層撚りスパイラルつきコードである撚り構造１＋６＋１２＋１（比較例１図２）、３層撚りノンスパイラル構造で同方向撚りである１＋６＋１２構造（比較例２）、コアとシースのフィラメント径が本願の関係を満たさない１＋６＋１２構造（比較例３、比較例４、比較例５）について実験を行った。その結果を表１表２にまとめて示す。
【００２４】
コード強力保持率
コード強力保持率は、通常条件のドラム走行タイヤより取り出したカーカスコード１０本をインストロン式引っ張り試験機にて破断破断強力を測定し、その平均値を、新品タイヤより引き抜いたコード１０本の破断強力の平均値で除したものを百分率表示して、コード強力保持率とした。
【００２５】
フレッティング深さ
通常条件のドラム走行タイヤより取り出したカーカスコード１本の各層の素線を２本づつ取り出し、そのコードにおけるタイヤの中心に配置されていた点から両側に１３ｃｍ±２ｃｍの範囲のフレッティング摩耗による素線径の減少量Ｄｆ図３を測定し、その最大値を比較した。
【００２６】
フィラメント破断率
大曲げ入力条件で１万ｋｍドラム走行させたタイヤのカーカスコード１０本分を取り出して、破断したフィラメントの本数を数え、コード１０本分のフィラメント総数で除したものを百分率表示したものをフィラメント破断率とした。フィラメント破断率は低い方が良い。
【００２７】
【表１】
0003816567.tif 000003
【００２８】
【表２】
0003816567.tif 000004
【００２９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明のスチールコードによれば、最外層同軸層フィラメントのスパイラルのラップフィラメントによるフレッティング摩耗が低減され、かつコード内フィラメントの強力低下が抑制されるため、コードの寿命が向上し、かつ十分な弾性率を持つ。またそれを使用した空気入りタイヤも、タイヤの耐久性が向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１図は、本発明の実施例である１＋６＋１２構造の層撚りコードの断面図である。
【図２】第２図は、本発明の比較例である１＋６＋１２＋１構造の層撚りコードの断面図である。
【図３】第３図は、フレッティング深さを表す。
【符号の説明】
１  …コアフィラメント
２  …第１シースフィラメント
３  …第２シースフィラメント
４  …スパイラルのラップフィラメント
Ｄf   …フレッティング深さ
【図１】
0003816567.tif 000005
【図２】
0003816567.tif 000006
【図３】
0003816567.tif 000007