ゴム物品補強用金属コード及びゴム物品
【課題】 コードの圧縮剛性の低下を抑制しつつ、コード内部へのゴム材の浸透度を向上させることができるゴム物品補強用金属コード及びゴム物品を提供する。
【解決手段】 ゴム物品補強用金属コード７は、コアフィラメント９と、このコアフィラメント９を包囲するようにコアフィラメント９に対して螺旋状に撚り合わされた５本のアウターシースフィラメント１０とを備えている。コアフィラメント９及びアウターシースフィラメント１０の線径は、実質的に同一径である。各アウターフィラメント１０間には、適度な空隙が形成されている。コアフィラメント９には、各アウターシースフィラメント１０の撚りピッチよりも細かいピッチを有する２次元の波付け部１２が形成されている。各アウターシースフィラメント１０には、そのような細かい波付け部１２は形成されていない。
【解決手段】 ゴム物品補強用金属コード７は、コアフィラメント９と、このコアフィラメント９を包囲するようにコアフィラメント９に対して螺旋状に撚り合わされた５本のアウターシースフィラメント１０とを備えている。コアフィラメント９及びアウターシースフィラメント１０の線径は、実質的に同一径である。各アウターフィラメント１０間には、適度な空隙が形成されている。コアフィラメント９には、各アウターシースフィラメント１０の撚りピッチよりも細かいピッチを有する２次元の波付け部１２が形成されている。各アウターシースフィラメント１０には、そのような細かい波付け部１２は形成されていない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用タイヤ等といったゴム物品の補強材として使用されるゴム物品補強用金属コード、及びゴム物品補強用金属コードを備えたゴム物品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のゴム物品補強用金属コードとしては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。この文献に記載のゴム物品補強用金属コードは、芯線と、この芯線に螺旋状に撚り合わされた複数の側線とからなり、芯線及び各側線を形成する複数の素線の少なくとも１本には、素線の軸方向に沿った屈曲部が繰り返し設けられている。この金属コードでは、屈曲部が形成された素線と屈曲部が形成されていない素線との間には隙間が形成されることになるので、金属コードをゴム材で被覆したときに、当該隙間から金属コードの内部にゴム材が十分に充填されるようになる。
【特許文献１】特開平５−２４４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば自動車用タイヤのゴム物品補強用金属コードに求められる要件としては、ゴム浸透度とコーナリング特性に影響を与える圧縮剛性とに優れていることが挙げられる。しかし、最近多用されているゴム物品補強用金属コードでは、上記２つの特性を両立させることが困難である。例えば、上記従来技術のゴム物品補強用金属コードにおいては、ゴム材の浸透度は向上するが、全ての素線に屈曲部を形成していない金属コードに比べて圧縮剛性が低下するという問題がある。その理由としては、素線に屈曲部を形成すると、屈曲部の腹部が外側に現れる部分が存在し、この部分が圧縮負荷に対して弱くなるからである。また、ゴム材の浸透度を最優先するあまり、屈曲部の高さを大きくした場合には、屈曲部の腹部が外側にあるか内側にあるかに関係なく、金属コードの全長に亘って圧縮剛性が低下してしまう。
【０００４】
本発明の目的は、コードの圧縮剛性の低下を抑制しつつ、コード内部へのゴム材の浸透度を向上させることができるゴム物品補強用金属コード及びゴム物品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のゴム物品補強用金属コードは、少なくとも１本のコアフィラメントと、コアフィラメントを包囲するようにコアフィラメントに対して螺旋状に撚り合わされた複数本のアウターシースフィラメントとを備え、少なくとも１本のコアフィラメントには、アウターシースフィラメントの螺旋ピッチよりも細かいピッチを有する波付け部が設けられており、各アウターシースフィラメント間には空隙が形成されており、コアフィラメントの本数をｍ、アウターシースフィラメントの本数をｎとしたときに、ｍ＋３≦ｎ≦ｍ＋６を満足していることを特徴とするものである。
【０００６】
このように本発明においては、少なくとも１本のコアフィラメントに、アウターシースフィラメントの螺旋ピッチ（ゴム物品補強用金属コードの撚りピッチ）よりも細かいピッチを有する波付け部を設けることにより、コアフィラメントとアウターシースフィラメントとの間には適度な隙間が形成されることになる。このため、ゴム物品補強用金属コードをゴム材で被覆するときに、コアフィラメントとアウターシースフィラメントとの間の隙間にゴム材が浸入するため、金属コードの内部にゴム材が充填（浸透）されやすくなる。このとき、全てのアウターシースフィラメント間に空隙を形成することにより、コアフィラメントと各アウターシースフィラメントとの間の隙間にゴム材がほぼ均等に且つ十分浸入するようになる。これにより、金属コードの内部にゴム材が効果的に充填されるようになる。
【０００７】
また、各アウターシースフィラメントには波付け部を設けないようにすることで、金属コードが圧縮力（圧縮負荷）を受けても、アウターシースフィラメントが金属コードの圧縮剛性に対して影響を与えることは殆ど無い。ところで、コアフィラメントには波付け部が設けられているので、金属コードが圧縮力を受けると、コアフィラメントの波付け部が外側に挫屈しやすくなるが、コアフィラメントは複数本のアウターシースフィラメントで包囲されているので、当該波付け部の挫屈はアウターシースフィラメントで受け止められることになる。このとき、アウターシースフィラメントの本数ｎがコアフィラメントの本数ｍよりも１本または２本多いだけだと、アウターシースフィラメントに対するコアフィラメントの露出領域が広くなるため、アウターシースフィラメントによるコアフィラメントの受け止め作用を有効に発揮させることは困難である。一方、アウターシースフィラメントの線径とコアフィラメントの線径とを同等とするためには、アウターシースフィラメントの本数ｎをコアフィラメントの本数ｍよりも７本以上多くすることはできない。そこで、アウターシースフィラメントの本数ｎをコアフィラメントの本数ｍよりも３〜６本だけ多くすることにより、コアフィラメントにおいてアウターシースフィラメントに覆われる領域が広くなる。これにより、コアフィラメントの波付け部の挫屈はアウターシースフィラメントで十分に受け止められるので、金属コードの圧縮剛性の低下が抑制される。
【０００８】
好ましくは、波付け部を有するコアフィラメントの撚込み係数をλｃ、アウターフィラメントの撚込み係数をλｓとしたときに、０．９９９≦λｃ／λｓ≦１．００５を満足している。
【０００９】
波付け部を有するコアフィラメントの撚込み係数をλｃとアウターフィラメントの撚込み係数λｓとの比率（λｃ／λｓ）としては、１．０が好ましい。しかし、製造条件にばらつきがあったり、ゴム材の浸透度を考慮してコアフィラメントに細かいピッチを有する波付け部を設けているので、λｃ／λｓに余裕をもたせることが必要である。このとき、撚込み係数λｃと撚込み係数λｓとが異なり過ぎると、圧縮応力に対してだけでなく、引張応力に対しても、金属コードとしての一体感（まとまり）が無くなる。そこで、０．９９９≦λｃ／λｓ≦１．００５を満足させることにより、金属コードが圧縮力または引張力を受けても、金属コードとしての一体感が確保されるようになるため、金属コード全体としての耐久性が向上する。
【００１０】
このとき、コアフィラメントの撚込み係数λｃ及びアウターシースフィラメントの撚込み係数λｓは、１．００１８〜１．００９５の範囲内であることが好ましい。
【００１１】
コアフィラメントの撚込み係数λｃを１．００１８以上とすることにより、コアフィラメントに形成される細かい波付け部の波の高さが十分確保されるようになる。これにより、コアフィラメントとアウターシースフィラメントとの間の隙間にゴム材がより浸入しやすくなるため、金属コードの内部にゴム材が更に十分に充填されるようになる。また、アウターシースフィラメントの撚込み係数λｃを１．００１８以上とすることにより、アウターシースフィラメントの端末部のばらけが抑えられるため、複数本のアウターシースフィラメントの撚線状態を確実に維持することができる。さらに、コアフィラメントの撚込み係数λｃ及びアウターシースフィラメントの撚込み係数λｃとを１．００９５以下とすることにより、金属コードの圧縮剛性の低下を更に抑制することができる。
【００１２】
また、好ましくは、コアフィラメントの本数ｍは１〜３本である。この場合には、ゴム物品補強用金属コードの外形寸法の増大が抑えられるため、ゴム物品補強用金属コードをゴム材で被覆するときに、ゴム材の使用量を必要以上に増やさなくて済む。
【００１３】
さらに、好ましくは、コアフィラメントの線径をｄｃ、アウターシースフィラメントの線径をｄｓとしたときに、０．９２≦ｄｃ／ｄｓ≦１．０８を満足している。
【００１４】
このようにコアフィラメントの線径ｄｃとアウターシースフィラメントの線径ｄｓとの差を８％以内とすることにより、生産性の高いバンチ撚り方式の撚線機を用いてゴム物品補強用金属コードを製造する際に、コアフィラメント及びアウターシースフィラメントの残留トーションのばらつきを抑えることができる。この場合には、ゴム物品補強用金属コードとしての残留トーションの経時変化が抑制されるため、後工程に与える影響を軽減することができる。
【００１５】
また、本発明のゴム物品は、上述したゴム物品補強用金属コードと、ゴム物品補強用金属コードを被覆するゴム材とを備えることを特徴とするものである。
【００１６】
このように上記のゴム物品補強用金属コードを具備することにより、上述したように、ゴム物品補強用金属コードをゴム材で被覆するときに、コアフィラメントとアウターシースフィラメントとの間の隙間にゴム材が浸入しやすくなるため、金属コードの内部にゴム材が十分に浸透されるようになる。また、金属コードが圧縮力を受けた時に生じるコアフィラメントの波付け部の挫屈は、細かい波付け部が形成されていないアウターシースフィラメントで十分に受け止められるので、金属コードの圧縮剛性の低下が抑制される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ゴム物品補強用金属コードの圧縮剛性の低下を抑制しつつ、ゴム物品補強用金属コードの内部へのゴム材の浸透度を向上させることができる。金属コード内へのゴム材の浸透度が高くなることにより、例えばゴム材の内部に浸入した水分による金属コードのさびの発生及び促進が抑制されるので、ゴム物品補強用金属コード及びゴム物品の耐久性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係るゴム物品補強用金属コード及びゴム物品の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係るゴム物品補強用金属コードの一実施形態を備えたゴム物品として車両用タイヤを示す断面図である。図１（ａ）は乗用車用タイヤの断面図であり、図１（ｂ）はトラック及びバス用タイヤの断面図である。
【００２０】
図１（ａ）に示す車両用タイヤ（乗用車用タイヤ）１はタイヤ本体２を備え、タイヤ本体２は、トレッド部３と、このトレッド部３の両端からタイヤ径方向内側に延びる１対のサイドウォール部４とを有している。タイヤ本体２の内部には、カーカス５及び２層のベルト部６が埋設されている。カーカス５は、例えば複数層の繊維線からなり、トレッド部３から各サイドウォール部４にかけて設けられている。ベルト部６は、トレッド部３におけるカーカス５のタイヤ径方向外側に設けられている。
【００２１】
図１（ｂ）に示す車両用タイヤ（トラック及びバス用タイヤ）１は、図１（ａ）に示す車両用タイヤよりも太いタイヤ本体２を備えている。このタイヤ本体２の内部には、カーカス５及び４層のベルト部６が埋設されている。カーカス５は、例えば複数本の金属線からなっている。
【００２２】
ベルト部６は、図２に示すように、複数本のゴム物品補強用金属コード７を並列に配置した状態で、これらのゴム物品補強用金属コード７をゴム材８により一括して被覆してなるものである。ゴム物品補強用金属コード７は、車両用タイヤ１の補強材として使用されるものである。ゴム材８としては、タイヤ本体２を形成するゴムよりも接着性の良いものを使用するのが望ましい。
【００２３】
図３はゴム物品補強用金属コード７の斜視図であり、図４はゴム物品補強用金属コード７の断面図である。各図において、ゴム物品補強用金属コード７は、コアフィラメント９と、このコアフィラメント９を包囲するようにコアフィラメント９に対して螺旋状に撚り合わされた５本のアウターシースフィラメント１０とを備えている。コアフィラメント９及びアウターシースフィラメント１０の表面には、ベルト部６のゴム材８との接着性を高めるためにブラス（Ｃｕ−Ｚｎ合金）等のめっきが施されている。
【００２４】
ここで、コアフィラメント９の線径をｄｃ、アウターシースフィラメント１０の線径をｄｓとしたときに、０．９２≦ｄｃ／ｄｓ≦１．０８を満足しているのが好ましく、コアフィラメント９の線径ｄｃとアウターシースフィラメント１０の線径ｄｓが同一径であるのが最も好ましい。なお、上記の関係を満たす場合には、コアフィラメント９の線径ｄｃとアウターシースフィラメント１０の線径ｄｓは、実質的に同一径であるとする。なお、これらの線径ｄｃ，ｄｓは、例えば０．２３ｍｍ程度である。
【００２５】
このとき、コアフィラメント９の本数（１本）に対してアウターシースフィラメント１０の本数は５本であるため、各アウターフィラメント１０間には、適度な隙間Ｗ（例えば０．０６ｍｍ）を有する空隙１１が形成されることとなる。この空隙１１は、ゴム物品補強用金属コード７をゴム材８で被覆する際に、金属コード７の内部にゴム材８を浸入させる部分となる。
【００２６】
コアフィラメント９には、図５に示すように、各アウターシースフィラメント１０の螺旋ピッチ（撚りピッチ）よりも細かいピッチを有する２次元の波状の型付け部（波付け部）１２が形成されている。なお、アウターシースフィラメント１０の撚りピッチは、例えば１２．５ｍｍであり、波付け部１２のピッチは、例えば４．５ｍｍである。各アウターシースフィラメント１０には、そのような細かい波付け部１２は形成されていない。
【００２７】
このように各アウターフィラメント１０間に所定の空隙１１がそれぞれ設けられていることに加え、コアフィラメント９に細かい波付け部１２を設けることにより、コアフィラメント９と各アウターシースフィラメント１０との間には適度な隙間１３が形成されることになる。このため、ゴム材８によりゴム物品補強用金属コード７を被覆する際に、コアフィラメント９と各アウターシースフィラメント１０との間にゴム材８が容易にかつ均等に浸透するようになる。これにより、ゴム物品補強用金属コード７の内部にゴム材８が十分に充填される。
【００２８】
ところで、仮にアウターシースフィラメント１０に細かい波付け部が形成されていると、ゴム物品補強用金属コード７が長手方向の圧縮力を受けたときに、波付け部が金属コード７の外側に膨れて挫屈し、金属コード７の長手方向に働く圧縮力に対する剛性（圧縮剛性）の低下につながる。しかし、各アウターシースフィラメント１０には、コアフィラメント９と異なり、そのような細かい波付け部が形成されていないので、アウターシースフィラメント１０自体が金属コード７の圧縮剛性に対して影響を与えることは殆ど無い。
【００２９】
ただし、コアフィラメント９には波付け部１２が設けられているので、ゴム物品補強用金属コード７が長手方向の圧縮力を受けると、コアフィラメント９の波付け部１２が金属コード７の外側に挫屈しやすくなる。しかし、コアフィラメント９の周りには複数本のアウターシースフィラメント１０が配置されているので、波付け部１２の挫屈は各アウターシースフィラメント１０で受け止められるようになる。
【００３０】
このとき、コアフィラメント９の線径ｄｃとアウターシースフィラメント１０の線径ｄｓは実質的に同一径であり、しかもアウターシースフィラメント１０の本数は５本であるため、コアフィラメント９においてアウターシースフィラメント１０に覆われる領域が多くなり、コアフィラメント９の露出領域が少なくなる。これにより、コアフィラメント９の波付け部１２の挫屈はアウターシースフィラメント１０で十分に受け止められるので、結果的にゴム物品補強用金属コード７の圧縮剛性の低下が抑制される。
【００３１】
また、ゴム物品補強用金属コード７においては、コアフィラメント９の撚込み係数をλｃ、アウターシースフィラメント１０の撚込み係数をλｓとしたときに、下記の関係を満足するように構成されているのが好ましい。
１．００１８≦λｃ≦１．００９５ …（Ａ）
１．００１８≦λｓ≦１．００９５ …（Ｂ）
０．９９９≦λｃ／λｓ≦１．００５ …（Ｃ）
【００３２】
ここで、コアフィラメント９及びアウターシースフィラメント１０は、撚り合わせ構造となっているため、撚る前のまっすぐな状態のフィラメント（素線）よりも短くなる。この撚りによるフィラメントの長さの短縮が撚込みであり、その短縮率を一般的に撚込み率という。ただし、ここでは便宜上、撚り合わせ前長さに対する撚り合わせ後長さの比率を撚込み係数として使用することにする。
【００３３】
つまり、図６に示すように、コアフィラメント９の撚り状態での長さをＬｃ１、コアフィラメント９の撚る前の長さ（素線長）をＬｃ２としたとき、コアフィラメント９の撚込み係数λｃは、下記（Ｄ）式で表される。そこで、例えば引っ張り試験により撚り合わせ後のコアフィラメント９を直線になるように引っ張って、コアフィラメント９の素線長を求め、下記（Ｄ）式を用いてコアフィラメント９の撚込み係数λｃを得る。
【数１】
【００３４】
また、同様に、アウターシースフィラメント１０の撚り状態での長さをＬｓ１、アウターシースフィラメント１０の撚る前の長さ（素線長）をＬｓ２としたときに、アウターシースフィラメント１０の撚込み係数λｓは、下記（Ｅ）式で表されるが、実際にはアウターシースフィラメント１０を１本毎に測定することはなく、アウターシースフィラメント１０の撚り合わせ状態において、ゴム物品補強用金属コード７のコード径及び撚りピッチを測定して、撚り角αｓ（図７参照）を算出し、下記（Ｆ）式で表されるのが実用的である。
【数２】
【数３】
ただし、（Ｆ）式において、Ｌｓは、撚り合わせ前のアウターシースフィラメント１０の長さに相当し、Ｐｓは、コード７の撚りピッチ、即ち撚り合わせ後のアウターシースフィラメント１０の長さに相当する。
【００３５】
このとき、上述したように、コアフィラメント９には細かい波付け部１２が形成され、アウターシースフィラメント１０には細かい波付け部が形成されていない。このため、図６に示すように、コアフィラメント９の撚り状態での長さＬｃ１とアウターシースフィラメント１０の撚り状態での長さＬｓ１とが等しくても、コアフィラメント９の素線長Ｌｃ２はアウターシースフィラメント１０の素線長Ｌｓ２よりも長くなる。
【００３６】
ここで、コアフィラメント９の撚込み係数λｃを１．００１８以上とすることにより、コアフィラメント９に形成される細かい波付け部１１の波の高さが最適化される。これにより、ゴム材８によりゴム物品補強用金属コード７を被覆する際に、コアフィラメント９とアウターシースフィラメント１０との間の隙間１３にゴム材８が一層浸透しやすくなる。
【００３７】
また、アウターシースフィラメント１０の撚込み係数λｃを１．００１８以上とすることにより、アウターシースフィラメント１０の撚り角αｓ（図７参照）が必要以上に小さくならずに済むため、アウターシースフィラメント１０の端末部のばらけが抑えられる。これにより、各アウターシースフィラメント１０の撚線状態を確実に維持することができる。
【００３８】
さらに、コアフィラメント９の撚込み係数λｃとアウターシースフィラメント１０の撚込み係数λｃとを１．００９５以下とすることにより、コアフィラメント９の撚り角（ｍ＝１につき無し）及びアウターシースフィラメント１０の撚り角θｓ（図７参照）が必要以上に大きくならずに済むため、金属コード７の圧縮剛性の低下をより確実に抑制することができる。
【００３９】
また、コアフィラメント９の撚込み係数λｃとアウターシースフィラメント１０の撚込み係数λｓとが異なり過ぎると、ゴム物品補強用金属コード７が長手方向の圧縮力または引張力を受けたときに、金属コード７としての一体感（まとまり）が無くなってしまう。コアフィラメント９の撚込み係数λｃとアウターシースフィラメント１０の撚込み係数λｓとの関係として、０．９９９≦λｃ／λｓ≦１．００５を満足させることにより、金属コード７が長手方向の圧縮力または引張力を受けても、金属コード７としての一体感が十分確保されるようになる。これにより、ゴム物品補強用金属コード７の耐久性が向上する。
【００４０】
ゴム物品補強用金属コード７は、図８に示すようなバンチ撚り方式の撚線機１４によって製造される。
【００４１】
具体的には、サプライボビン１５から繰り出されたコアフィラメント９は、１対の歯車１６ａからなる型付け装置１６により２次元に細かく波付けされた状態で繰り出され、ガイドプレート１９の中心穴へ導かれる。また、５つのサプライボビン１８からそれぞれ繰り出された各アウターシースフィラメント１０は、ガイドプレート１９の周囲穴を通って撚り合わせ装置１７の撚り口ダイス２０に送られる。そして、撚り口ダイス２０において、コアフィラメント９の周りに５本のアウターシースフィラメント１０の螺旋状の撚り合わせが開始される。このとき、コアフィラメント９及び各アウターシースフィラメント１０は、まとめて束ねた状態で、ねじりを与えながら撚られる。これにより、コアフィラメント９及び５本のアウターシースフィラメント１０からなるゴム物品補強用金属コード７が得られる。そして、このゴム物品補強用金属コード７は、引取キャプスタン２１を介して巻取ボビン２２に巻き取られる。
【００４２】
このようなバンチ撚り方式の撚線機１４を使用する場合、コアフィラメント９の線径ｄｃとアウターシースフィラメント１０の線径ｄｓとが異なっていると、コアフィラメント９及びアウターシースフィラメント１０の単位長さ当たりのねじり量が一定であっても、コアフィラメント９及びアウターシースフィラメント１０の永久歪み量が異なることになる。このため、金属コード７としての残留トーションは０でも、コアフィラメント９及びアウターシースフィラメント１０がそれぞれ持つ残留トーションは、全く逆で異なる値を示す。この値の差は、両者の線径差が大きいほど顕著となる。この場合には、金属コード７としての残留トーションが経時変化を起こし、後工程において種々のトラブルを起こす可能性がある。
【００４３】
コアフィラメント９の線径ｄｃとアウターシースフィラメント１０の線径ｄｓとの関係を、上述したように０．９２≦ｄｃ／ｄｓ≦１．０８となるように構成することにより、コアフィラメント９及びアウターシースフィラメント１０の単位長さ当たりのねじり量に対するコアフィラメント９及びアウターシースフィラメント１０の永久歪み量をほぼ同等とすることができる。この場合には、コアフィラメント９及びアウターシースフィラメント１０がそれぞれ持つ残留トーションの差が少なくなるため、金属コード７としての残留トーションの経時変化が抑制されるようになる。これにより、金属コード７としての残留トーションが安定化するため、後工程において種々のトラブルを起こすことを防止できる。
【００４４】
以上のように本実施形態によれば、ゴム物品補強用金属コード７の内部へのゴム材８の浸透度の向上と、ゴム物品補強用金属コード７の圧縮剛性低下の抑制とを両立させることができる。
【００４５】
このようにゴム物品補強用金属コード７の内部へのゴム材８の浸透度が高くなるので、車両用タイヤ１のベルト部６内への水分の入り込みによる金属コード７のさびの発生及び促進を抑えることができる。また、コアフィラメント９とアウターシースフィラメント１０との擦れを低減することもできる。これにより、ゴム物品補強用金属コード７の腐食等を抑制し、当該金属コード７及び車両用タイヤ１の耐久性を高くすることが可能となる。
【００４６】
また、ゴム物品補強用金属コード７の圧縮剛性の低下が抑制されるので、車両用タイヤ１を装着した車両のコーナリング特性を向上させることができる。
【００４７】
本発明に係るゴム物品補強用金属コードの他の実施形態を図９及び図１０により説明する。図中、上述した実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４８】
図９は、本実施形態のゴム物品補強用金属コードの斜視図であり、図１０は、そのゴム物品補強用金属コードの断面図である。各図において、本実施形態のゴム物品補強用金属コード３０は、コアフィラメント３１，３２と、これらのコアフィラメント３１，３２を包囲するようにコアフィラメント３１，３２に対して螺旋状に撚り合わされた７本のアウターシースフィラメント３３とを備えている。
【００４９】
コアフィラメント３１，３２同士は、互いに撚り合わせた状態となっている。また、各アウターシースフィラメント３３は、コアフィラメント３１，３２を包むようにしてその外層で撚り合わせた状態となっている。ここで、コアフィラメント３１，３２の撚りピッチは、各アウターシースフィラメント３３の撚りピッチよりも短いのが望ましい。
【００５０】
コアフィラメント３１，３２及びアウターシースフィラメント３３の材料・寸法は、上述したコアフィラメント９及びアウターシースフィラメント１０と同様である。このとき、コアフィラメント３１，３２に対してアウターシースフィラメント３３の本数は７本であるため、各アウターフィラメント３３間には、適度な空隙３４が形成されることとなる。
【００５１】
コアフィラメント３１には、コアフィラメント３１，３２の撚りピッチ及び各アウターシースフィラメント３３の撚りピッチよりも細かいピッチを有する２次元の波付け部３５が形成されている。コアフィラメント３２及び各アウターシースフィラメント３３には、そのような細かい波付け部３５は形成されていない。
【００５２】
また、ゴム物品補強用金属コード３０において、コアフィラメント３１，３２の撚込み係数をλｃ、各アウターシースフィラメント３３の撚込み係数をλｓとしたときに、上述した（Ａ）〜（Ｃ）の関係を満足するように構成されているのが好ましい。このとき、コアフィラメント３１，３２の撚込み係数λｃの算出は、上述した実施形態におけるアウターシースフィラメント１０の撚込み係数λｓの算出と同様の方法で行う。
【００５３】
このようなゴム物品補強用金属コード３０は、図１１に示すような撚線機６０によって製造される。撚線機６０は、コアフィラメント３１，３２を撚り合わせるコア撚り合わせ部６１を有している。このコア撚り合わせ部６１では、サプライボビン１５から繰り出されたコアフィラメント３１が型付け装置１６により２次元に細かく波付けされた状態で、ガイドプレート６２を通ると共に、サプライボビン６３から繰り出されたコアフィラメント３２がガイドプレート６２を通る。そして、ダイス６４においてコアフィラメント３１，３２同士の撚り合わせが開始され、撚り合わせた状態でコアフィラメント３１，３２が導出される。
【００５４】
また、７つのサプライボビン１８からそれぞれ繰り出された各アウターシースフィラメント３３は、コアフィラメント３１，３２と共にガイドプレート１９を通って撚り合わせ装置１７の撚り口ダイス２０に送られる。そして、撚り口ダイス２０において、コアフィラメント３１，３２の周りに７本のアウターシースフィラメント１０の螺旋状の撚り合わせが開始され、ゴム物品補強用金属コード３０が得られる。
【００５５】
以上のような本実施形態においては、各アウターフィラメント３３間に適度な空隙３４を形成し、更にコアフィラメント３１に細かい波付け部３５を形成することで、コアフィラメント３１，３２間、コアフィラメント３１と各アウターシースフィラメント３３との間に隙間３６を形成するようにしたので、ゴム物品補強用金属コード３０の内部にゴム材を十分に充填させることができる。
【００５６】
また、細かい波付け部が形成されていない７本のアウターシースフィラメント３３を、コアフィラメント３１，３２を包むように螺旋状に撚り合わせたので、ゴム物品補強用金属コード３０が長手方向の圧縮力を受けたときに、コアフィラメント３１の波付け部３５の挫屈がアウターシースフィラメント３３で確実に受け止められる。これにより、ゴム物品補強用金属コード３０の圧縮剛性の低下を抑制することができる。
【００５７】
なお、本実施形態では、コアフィラメント３１のみに細かい波付け部３５を形成したが、そのような波付け部３５をコアフィラメント３１，３２にそれぞれ形成しても良い。
【００５８】
本発明に係るゴム物品補強用金属コードの更に他の実施形態を図１２及び図１３により説明する。図中、上述した実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００５９】
図１２は、本実施形態のゴム物品補強用金属コードの斜視図であり、図１３は、そのゴム物品補強用金属コードの断面図である。各図において、本実施形態のゴム物品補強用金属コード４０は、コアフィラメント４１と、２本のコアフィラメント４２と、これらのコアフィラメント４１，４２を包囲するようにコアフィラメント４１，４２に対して螺旋状に撚り合わされた８本のアウターシースフィラメント４３とを備えている。
【００６０】
コアフィラメント４１，４２同士は、互いに撚り合わせた状態となっている。また、各アウターシースフィラメント４３は、コアフィラメント４１，４２を包むようにしてその外層で撚り合わせた状態となっている。各アウターフィラメント４３間には、適度な空隙４４が形成された状態となっている。
【００６１】
各コアフィラメント４２には、コアフィラメント４１，４２の撚りピッチ及び各アウターシースフィラメント４３の撚りピッチよりも細かいピッチを有する２次元の波付け部４５が形成されている。コアフィラメント４１及び各アウターシースフィラメント４３には、そのような細かい波付け部４５は形成されていない。
【００６２】
以上のような本実施形態においても、ゴム物品補強用金属コード４０の内部にゴム材を十分に充填させることができると共に、ゴム物品補強用金属コード４０の圧縮剛性の低下を抑制することができる。
【００６３】
なお、本実施形態では、３本のコアフィラメントのうちの２本（コアフィラメント４２）に細かい波付け部４５を形成したが、そのような波付け部４５を、３本のコアフィラメントのうちの１本のみに形成しても良いし、３本全てのコアフィラメントに形成しても良い。
【００６４】
以上、本発明に係るゴム物品補強用金属コードの好適な実施形態について幾つか説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００６５】
例えば上記実施形態では、少なくとも１本のコアフィラメントに２次元の波付け部を形成したが、当該コアフィラメントに３次元の波付け部を形成しても良い。なお、３次元の波付け部の形成は、図８及び図１１に示す撚線機における１対の歯車１６ａの代わりに、専用の回転波付け装置を用いて行う。このような３次元の波付け部が形成されたコアフィラメントを有するゴム物品補強用金属コードを図１４に示す。
【００６６】
図１４（ａ）に示すゴム物品補強用金属コード５０は、３次元の波型付け部が形成されたコアフィラメント５１と、４本のアウターシースフィラメント５２とを備えている。図１４（ｂ）に示すゴム物品補強用金属コード５０は、３次元の波型付け部が形成された２本のコアフィラメント５１と、８本のアウターシースフィラメント５２とを備えている。図１４（ｃ）に示すゴム物品補強用金属コード５０は、３次元の波型付け部が形成された３本のコアフィラメント５１と、９本のアウターシースフィラメント５２とを備えている。
【００６７】
また、上記実施形態のゴム物品補強用金属コードでは、使用するコアフィラメントを３本以下としたが、コアフィラメントの本数をｍ、アウターシースフィラメントの本数をｎとしたときに、ｍ＋３≦ｎ≦ｍ＋６を満たすように構成されていれば良い。ただし、コアフィラメントを４本以上とすると、ゴム物品補強用金属コードの寸法が大きくなる。このため、ゴム物品補強用金属コードをゴム材で被覆するときに、ゴム材の使用量が増大するだけでなく、ゴム物品補強用金属コードの中心部の空隙が大きくなるので、当該空隙にゴム材を浸透させるには波付け部の波の高さを大きくする必要がある。従って、コアフィラメントの本数ｍとしては、３本以下であるのが好ましい。
【００６８】
さらに、上記実施形態は、ゴム物品補強用金属コードを車両用タイヤ１のタイヤ本体２の中に埋設するものであるが、本発明のゴム物品補強用金属コードは、車両用タイヤの他に、搬送ベルトやホース等といったゴム物品の補強材としても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係るゴム物品補強用金属コードの一実施形態を備えたゴム物品として車両用タイヤを示す断面図である。
【図２】図１に示すベルト部の拡大断面図である。
【図３】図１に示すゴム物品補強用金属コードの斜視図である。
【図４】図３に示すゴム物品補強用金属コードの断面図である。
【図５】図３に示すコアフィラメントの側面図である。
【図６】図３に示すコアフィラメント及びアウターシースフィラメントを撚る前後の状態を示す図である。
【図７】図３に示すアウターシースフィラメントの撚り角を示す図である。
【図８】図３に示すゴム物品補強用金属コードを製造するためのバンチ撚り方式の撚線機を示す概略図である。
【図９】本発明に係るゴム物品補強用金属コードの他の実施形態を示す斜視図である。
【図１０】図９に示すゴム物品補強用金属コードの断面図である。
【図１１】図９に示すゴム物品補強用金属コードを製造するためのバンチ撚り方式の撚線機を示す概略図である。
【図１２】本発明に係るゴム物品補強用金属コードの更に他の実施形態を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示すゴム物品補強用金属コードの断面図である。
【図１４】本発明に係るゴム物品補強用金属コードの実施形態の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１…車両用タイヤ（ゴム物品）、６…ベルト部（ゴム物品）、７…ゴム物品補強用金属コード、８…ゴム材、９…コアフィラメント、１０…アウターシースフィラメント、１１…空隙、１２…波付け部、３０…ゴム物品補強用金属コード、３１，３２…コアフィラメント、３３…アウターシースフィラメント、３４…空隙、３５…波付け部、４０…ゴム物品補強用金属コード、４１，４２…コアフィラメント、４３…アウターシースフィラメント、４４…空隙、４５…波付け部、５０…ゴム物品補強用金属コード、５１…コアフィラメント、５２…アウターシースフィラメント。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用タイヤ等といったゴム物品の補強材として使用されるゴム物品補強用金属コード、及びゴム物品補強用金属コードを備えたゴム物品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のゴム物品補強用金属コードとしては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。この文献に記載のゴム物品補強用金属コードは、芯線と、この芯線に螺旋状に撚り合わされた複数の側線とからなり、芯線及び各側線を形成する複数の素線の少なくとも１本には、素線の軸方向に沿った屈曲部が繰り返し設けられている。この金属コードでは、屈曲部が形成された素線と屈曲部が形成されていない素線との間には隙間が形成されることになるので、金属コードをゴム材で被覆したときに、当該隙間から金属コードの内部にゴム材が十分に充填されるようになる。
【特許文献１】特開平５−２４４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば自動車用タイヤのゴム物品補強用金属コードに求められる要件としては、ゴム浸透度とコーナリング特性に影響を与える圧縮剛性とに優れていることが挙げられる。しかし、最近多用されているゴム物品補強用金属コードでは、上記２つの特性を両立させることが困難である。例えば、上記従来技術のゴム物品補強用金属コードにおいては、ゴム材の浸透度は向上するが、全ての素線に屈曲部を形成していない金属コードに比べて圧縮剛性が低下するという問題がある。その理由としては、素線に屈曲部を形成すると、屈曲部の腹部が外側に現れる部分が存在し、この部分が圧縮負荷に対して弱くなるからである。また、ゴム材の浸透度を最優先するあまり、屈曲部の高さを大きくした場合には、屈曲部の腹部が外側にあるか内側にあるかに関係なく、金属コードの全長に亘って圧縮剛性が低下してしまう。
【０００４】
本発明の目的は、コードの圧縮剛性の低下を抑制しつつ、コード内部へのゴム材の浸透度を向上させることができるゴム物品補強用金属コード及びゴム物品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のゴム物品補強用金属コードは、少なくとも１本のコアフィラメントと、コアフィラメントを包囲するようにコアフィラメントに対して螺旋状に撚り合わされた複数本のアウターシースフィラメントとを備え、少なくとも１本のコアフィラメントには、アウターシースフィラメントの螺旋ピッチよりも細かいピッチを有する波付け部が設けられており、各アウターシースフィラメント間には空隙が形成されており、コアフィラメントの本数をｍ、アウターシースフィラメントの本数をｎとしたときに、ｍ＋３≦ｎ≦ｍ＋６を満足していることを特徴とするものである。
【０００６】
このように本発明においては、少なくとも１本のコアフィラメントに、アウターシースフィラメントの螺旋ピッチ（ゴム物品補強用金属コードの撚りピッチ）よりも細かいピッチを有する波付け部を設けることにより、コアフィラメントとアウターシースフィラメントとの間には適度な隙間が形成されることになる。このため、ゴム物品補強用金属コードをゴム材で被覆するときに、コアフィラメントとアウターシースフィラメントとの間の隙間にゴム材が浸入するため、金属コードの内部にゴム材が充填（浸透）されやすくなる。このとき、全てのアウターシースフィラメント間に空隙を形成することにより、コアフィラメントと各アウターシースフィラメントとの間の隙間にゴム材がほぼ均等に且つ十分浸入するようになる。これにより、金属コードの内部にゴム材が効果的に充填されるようになる。
【０００７】
また、各アウターシースフィラメントには波付け部を設けないようにすることで、金属コードが圧縮力（圧縮負荷）を受けても、アウターシースフィラメントが金属コードの圧縮剛性に対して影響を与えることは殆ど無い。ところで、コアフィラメントには波付け部が設けられているので、金属コードが圧縮力を受けると、コアフィラメントの波付け部が外側に挫屈しやすくなるが、コアフィラメントは複数本のアウターシースフィラメントで包囲されているので、当該波付け部の挫屈はアウターシースフィラメントで受け止められることになる。このとき、アウターシースフィラメントの本数ｎがコアフィラメントの本数ｍよりも１本または２本多いだけだと、アウターシースフィラメントに対するコアフィラメントの露出領域が広くなるため、アウターシースフィラメントによるコアフィラメントの受け止め作用を有効に発揮させることは困難である。一方、アウターシースフィラメントの線径とコアフィラメントの線径とを同等とするためには、アウターシースフィラメントの本数ｎをコアフィラメントの本数ｍよりも７本以上多くすることはできない。そこで、アウターシースフィラメントの本数ｎをコアフィラメントの本数ｍよりも３〜６本だけ多くすることにより、コアフィラメントにおいてアウターシースフィラメントに覆われる領域が広くなる。これにより、コアフィラメントの波付け部の挫屈はアウターシースフィラメントで十分に受け止められるので、金属コードの圧縮剛性の低下が抑制される。
【０００８】
好ましくは、波付け部を有するコアフィラメントの撚込み係数をλｃ、アウターフィラメントの撚込み係数をλｓとしたときに、０．９９９≦λｃ／λｓ≦１．００５を満足している。
【０００９】
波付け部を有するコアフィラメントの撚込み係数をλｃとアウターフィラメントの撚込み係数λｓとの比率（λｃ／λｓ）としては、１．０が好ましい。しかし、製造条件にばらつきがあったり、ゴム材の浸透度を考慮してコアフィラメントに細かいピッチを有する波付け部を設けているので、λｃ／λｓに余裕をもたせることが必要である。このとき、撚込み係数λｃと撚込み係数λｓとが異なり過ぎると、圧縮応力に対してだけでなく、引張応力に対しても、金属コードとしての一体感（まとまり）が無くなる。そこで、０．９９９≦λｃ／λｓ≦１．００５を満足させることにより、金属コードが圧縮力または引張力を受けても、金属コードとしての一体感が確保されるようになるため、金属コード全体としての耐久性が向上する。
【００１０】
このとき、コアフィラメントの撚込み係数λｃ及びアウターシースフィラメントの撚込み係数λｓは、１．００１８〜１．００９５の範囲内であることが好ましい。
【００１１】
コアフィラメントの撚込み係数λｃを１．００１８以上とすることにより、コアフィラメントに形成される細かい波付け部の波の高さが十分確保されるようになる。これにより、コアフィラメントとアウターシースフィラメントとの間の隙間にゴム材がより浸入しやすくなるため、金属コードの内部にゴム材が更に十分に充填されるようになる。また、アウターシースフィラメントの撚込み係数λｃを１．００１８以上とすることにより、アウターシースフィラメントの端末部のばらけが抑えられるため、複数本のアウターシースフィラメントの撚線状態を確実に維持することができる。さらに、コアフィラメントの撚込み係数λｃ及びアウターシースフィラメントの撚込み係数λｃとを１．００９５以下とすることにより、金属コードの圧縮剛性の低下を更に抑制することができる。
【００１２】
また、好ましくは、コアフィラメントの本数ｍは１〜３本である。この場合には、ゴム物品補強用金属コードの外形寸法の増大が抑えられるため、ゴム物品補強用金属コードをゴム材で被覆するときに、ゴム材の使用量を必要以上に増やさなくて済む。
【００１３】
さらに、好ましくは、コアフィラメントの線径をｄｃ、アウターシースフィラメントの線径をｄｓとしたときに、０．９２≦ｄｃ／ｄｓ≦１．０８を満足している。
【００１４】
このようにコアフィラメントの線径ｄｃとアウターシースフィラメントの線径ｄｓとの差を８％以内とすることにより、生産性の高いバンチ撚り方式の撚線機を用いてゴム物品補強用金属コードを製造する際に、コアフィラメント及びアウターシースフィラメントの残留トーションのばらつきを抑えることができる。この場合には、ゴム物品補強用金属コードとしての残留トーションの経時変化が抑制されるため、後工程に与える影響を軽減することができる。
【００１５】
また、本発明のゴム物品は、上述したゴム物品補強用金属コードと、ゴム物品補強用金属コードを被覆するゴム材とを備えることを特徴とするものである。
【００１６】
このように上記のゴム物品補強用金属コードを具備することにより、上述したように、ゴム物品補強用金属コードをゴム材で被覆するときに、コアフィラメントとアウターシースフィラメントとの間の隙間にゴム材が浸入しやすくなるため、金属コードの内部にゴム材が十分に浸透されるようになる。また、金属コードが圧縮力を受けた時に生じるコアフィラメントの波付け部の挫屈は、細かい波付け部が形成されていないアウターシースフィラメントで十分に受け止められるので、金属コードの圧縮剛性の低下が抑制される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ゴム物品補強用金属コードの圧縮剛性の低下を抑制しつつ、ゴム物品補強用金属コードの内部へのゴム材の浸透度を向上させることができる。金属コード内へのゴム材の浸透度が高くなることにより、例えばゴム材の内部に浸入した水分による金属コードのさびの発生及び促進が抑制されるので、ゴム物品補強用金属コード及びゴム物品の耐久性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係るゴム物品補強用金属コード及びゴム物品の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係るゴム物品補強用金属コードの一実施形態を備えたゴム物品として車両用タイヤを示す断面図である。図１（ａ）は乗用車用タイヤの断面図であり、図１（ｂ）はトラック及びバス用タイヤの断面図である。
【００２０】
図１（ａ）に示す車両用タイヤ（乗用車用タイヤ）１はタイヤ本体２を備え、タイヤ本体２は、トレッド部３と、このトレッド部３の両端からタイヤ径方向内側に延びる１対のサイドウォール部４とを有している。タイヤ本体２の内部には、カーカス５及び２層のベルト部６が埋設されている。カーカス５は、例えば複数層の繊維線からなり、トレッド部３から各サイドウォール部４にかけて設けられている。ベルト部６は、トレッド部３におけるカーカス５のタイヤ径方向外側に設けられている。
【００２１】
図１（ｂ）に示す車両用タイヤ（トラック及びバス用タイヤ）１は、図１（ａ）に示す車両用タイヤよりも太いタイヤ本体２を備えている。このタイヤ本体２の内部には、カーカス５及び４層のベルト部６が埋設されている。カーカス５は、例えば複数本の金属線からなっている。
【００２２】
ベルト部６は、図２に示すように、複数本のゴム物品補強用金属コード７を並列に配置した状態で、これらのゴム物品補強用金属コード７をゴム材８により一括して被覆してなるものである。ゴム物品補強用金属コード７は、車両用タイヤ１の補強材として使用されるものである。ゴム材８としては、タイヤ本体２を形成するゴムよりも接着性の良いものを使用するのが望ましい。
【００２３】
図３はゴム物品補強用金属コード７の斜視図であり、図４はゴム物品補強用金属コード７の断面図である。各図において、ゴム物品補強用金属コード７は、コアフィラメント９と、このコアフィラメント９を包囲するようにコアフィラメント９に対して螺旋状に撚り合わされた５本のアウターシースフィラメント１０とを備えている。コアフィラメント９及びアウターシースフィラメント１０の表面には、ベルト部６のゴム材８との接着性を高めるためにブラス（Ｃｕ−Ｚｎ合金）等のめっきが施されている。
【００２４】
ここで、コアフィラメント９の線径をｄｃ、アウターシースフィラメント１０の線径をｄｓとしたときに、０．９２≦ｄｃ／ｄｓ≦１．０８を満足しているのが好ましく、コアフィラメント９の線径ｄｃとアウターシースフィラメント１０の線径ｄｓが同一径であるのが最も好ましい。なお、上記の関係を満たす場合には、コアフィラメント９の線径ｄｃとアウターシースフィラメント１０の線径ｄｓは、実質的に同一径であるとする。なお、これらの線径ｄｃ，ｄｓは、例えば０．２３ｍｍ程度である。
【００２５】
このとき、コアフィラメント９の本数（１本）に対してアウターシースフィラメント１０の本数は５本であるため、各アウターフィラメント１０間には、適度な隙間Ｗ（例えば０．０６ｍｍ）を有する空隙１１が形成されることとなる。この空隙１１は、ゴム物品補強用金属コード７をゴム材８で被覆する際に、金属コード７の内部にゴム材８を浸入させる部分となる。
【００２６】
コアフィラメント９には、図５に示すように、各アウターシースフィラメント１０の螺旋ピッチ（撚りピッチ）よりも細かいピッチを有する２次元の波状の型付け部（波付け部）１２が形成されている。なお、アウターシースフィラメント１０の撚りピッチは、例えば１２．５ｍｍであり、波付け部１２のピッチは、例えば４．５ｍｍである。各アウターシースフィラメント１０には、そのような細かい波付け部１２は形成されていない。
【００２７】
このように各アウターフィラメント１０間に所定の空隙１１がそれぞれ設けられていることに加え、コアフィラメント９に細かい波付け部１２を設けることにより、コアフィラメント９と各アウターシースフィラメント１０との間には適度な隙間１３が形成されることになる。このため、ゴム材８によりゴム物品補強用金属コード７を被覆する際に、コアフィラメント９と各アウターシースフィラメント１０との間にゴム材８が容易にかつ均等に浸透するようになる。これにより、ゴム物品補強用金属コード７の内部にゴム材８が十分に充填される。
【００２８】
ところで、仮にアウターシースフィラメント１０に細かい波付け部が形成されていると、ゴム物品補強用金属コード７が長手方向の圧縮力を受けたときに、波付け部が金属コード７の外側に膨れて挫屈し、金属コード７の長手方向に働く圧縮力に対する剛性（圧縮剛性）の低下につながる。しかし、各アウターシースフィラメント１０には、コアフィラメント９と異なり、そのような細かい波付け部が形成されていないので、アウターシースフィラメント１０自体が金属コード７の圧縮剛性に対して影響を与えることは殆ど無い。
【００２９】
ただし、コアフィラメント９には波付け部１２が設けられているので、ゴム物品補強用金属コード７が長手方向の圧縮力を受けると、コアフィラメント９の波付け部１２が金属コード７の外側に挫屈しやすくなる。しかし、コアフィラメント９の周りには複数本のアウターシースフィラメント１０が配置されているので、波付け部１２の挫屈は各アウターシースフィラメント１０で受け止められるようになる。
【００３０】
このとき、コアフィラメント９の線径ｄｃとアウターシースフィラメント１０の線径ｄｓは実質的に同一径であり、しかもアウターシースフィラメント１０の本数は５本であるため、コアフィラメント９においてアウターシースフィラメント１０に覆われる領域が多くなり、コアフィラメント９の露出領域が少なくなる。これにより、コアフィラメント９の波付け部１２の挫屈はアウターシースフィラメント１０で十分に受け止められるので、結果的にゴム物品補強用金属コード７の圧縮剛性の低下が抑制される。
【００３１】
また、ゴム物品補強用金属コード７においては、コアフィラメント９の撚込み係数をλｃ、アウターシースフィラメント１０の撚込み係数をλｓとしたときに、下記の関係を満足するように構成されているのが好ましい。
１．００１８≦λｃ≦１．００９５ …（Ａ）
１．００１８≦λｓ≦１．００９５ …（Ｂ）
０．９９９≦λｃ／λｓ≦１．００５ …（Ｃ）
【００３２】
ここで、コアフィラメント９及びアウターシースフィラメント１０は、撚り合わせ構造となっているため、撚る前のまっすぐな状態のフィラメント（素線）よりも短くなる。この撚りによるフィラメントの長さの短縮が撚込みであり、その短縮率を一般的に撚込み率という。ただし、ここでは便宜上、撚り合わせ前長さに対する撚り合わせ後長さの比率を撚込み係数として使用することにする。
【００３３】
つまり、図６に示すように、コアフィラメント９の撚り状態での長さをＬｃ１、コアフィラメント９の撚る前の長さ（素線長）をＬｃ２としたとき、コアフィラメント９の撚込み係数λｃは、下記（Ｄ）式で表される。そこで、例えば引っ張り試験により撚り合わせ後のコアフィラメント９を直線になるように引っ張って、コアフィラメント９の素線長を求め、下記（Ｄ）式を用いてコアフィラメント９の撚込み係数λｃを得る。
【数１】
【００３４】
また、同様に、アウターシースフィラメント１０の撚り状態での長さをＬｓ１、アウターシースフィラメント１０の撚る前の長さ（素線長）をＬｓ２としたときに、アウターシースフィラメント１０の撚込み係数λｓは、下記（Ｅ）式で表されるが、実際にはアウターシースフィラメント１０を１本毎に測定することはなく、アウターシースフィラメント１０の撚り合わせ状態において、ゴム物品補強用金属コード７のコード径及び撚りピッチを測定して、撚り角αｓ（図７参照）を算出し、下記（Ｆ）式で表されるのが実用的である。
【数２】
【数３】
ただし、（Ｆ）式において、Ｌｓは、撚り合わせ前のアウターシースフィラメント１０の長さに相当し、Ｐｓは、コード７の撚りピッチ、即ち撚り合わせ後のアウターシースフィラメント１０の長さに相当する。
【００３５】
このとき、上述したように、コアフィラメント９には細かい波付け部１２が形成され、アウターシースフィラメント１０には細かい波付け部が形成されていない。このため、図６に示すように、コアフィラメント９の撚り状態での長さＬｃ１とアウターシースフィラメント１０の撚り状態での長さＬｓ１とが等しくても、コアフィラメント９の素線長Ｌｃ２はアウターシースフィラメント１０の素線長Ｌｓ２よりも長くなる。
【００３６】
ここで、コアフィラメント９の撚込み係数λｃを１．００１８以上とすることにより、コアフィラメント９に形成される細かい波付け部１１の波の高さが最適化される。これにより、ゴム材８によりゴム物品補強用金属コード７を被覆する際に、コアフィラメント９とアウターシースフィラメント１０との間の隙間１３にゴム材８が一層浸透しやすくなる。
【００３７】
また、アウターシースフィラメント１０の撚込み係数λｃを１．００１８以上とすることにより、アウターシースフィラメント１０の撚り角αｓ（図７参照）が必要以上に小さくならずに済むため、アウターシースフィラメント１０の端末部のばらけが抑えられる。これにより、各アウターシースフィラメント１０の撚線状態を確実に維持することができる。
【００３８】
さらに、コアフィラメント９の撚込み係数λｃとアウターシースフィラメント１０の撚込み係数λｃとを１．００９５以下とすることにより、コアフィラメント９の撚り角（ｍ＝１につき無し）及びアウターシースフィラメント１０の撚り角θｓ（図７参照）が必要以上に大きくならずに済むため、金属コード７の圧縮剛性の低下をより確実に抑制することができる。
【００３９】
また、コアフィラメント９の撚込み係数λｃとアウターシースフィラメント１０の撚込み係数λｓとが異なり過ぎると、ゴム物品補強用金属コード７が長手方向の圧縮力または引張力を受けたときに、金属コード７としての一体感（まとまり）が無くなってしまう。コアフィラメント９の撚込み係数λｃとアウターシースフィラメント１０の撚込み係数λｓとの関係として、０．９９９≦λｃ／λｓ≦１．００５を満足させることにより、金属コード７が長手方向の圧縮力または引張力を受けても、金属コード７としての一体感が十分確保されるようになる。これにより、ゴム物品補強用金属コード７の耐久性が向上する。
【００４０】
ゴム物品補強用金属コード７は、図８に示すようなバンチ撚り方式の撚線機１４によって製造される。
【００４１】
具体的には、サプライボビン１５から繰り出されたコアフィラメント９は、１対の歯車１６ａからなる型付け装置１６により２次元に細かく波付けされた状態で繰り出され、ガイドプレート１９の中心穴へ導かれる。また、５つのサプライボビン１８からそれぞれ繰り出された各アウターシースフィラメント１０は、ガイドプレート１９の周囲穴を通って撚り合わせ装置１７の撚り口ダイス２０に送られる。そして、撚り口ダイス２０において、コアフィラメント９の周りに５本のアウターシースフィラメント１０の螺旋状の撚り合わせが開始される。このとき、コアフィラメント９及び各アウターシースフィラメント１０は、まとめて束ねた状態で、ねじりを与えながら撚られる。これにより、コアフィラメント９及び５本のアウターシースフィラメント１０からなるゴム物品補強用金属コード７が得られる。そして、このゴム物品補強用金属コード７は、引取キャプスタン２１を介して巻取ボビン２２に巻き取られる。
【００４２】
このようなバンチ撚り方式の撚線機１４を使用する場合、コアフィラメント９の線径ｄｃとアウターシースフィラメント１０の線径ｄｓとが異なっていると、コアフィラメント９及びアウターシースフィラメント１０の単位長さ当たりのねじり量が一定であっても、コアフィラメント９及びアウターシースフィラメント１０の永久歪み量が異なることになる。このため、金属コード７としての残留トーションは０でも、コアフィラメント９及びアウターシースフィラメント１０がそれぞれ持つ残留トーションは、全く逆で異なる値を示す。この値の差は、両者の線径差が大きいほど顕著となる。この場合には、金属コード７としての残留トーションが経時変化を起こし、後工程において種々のトラブルを起こす可能性がある。
【００４３】
コアフィラメント９の線径ｄｃとアウターシースフィラメント１０の線径ｄｓとの関係を、上述したように０．９２≦ｄｃ／ｄｓ≦１．０８となるように構成することにより、コアフィラメント９及びアウターシースフィラメント１０の単位長さ当たりのねじり量に対するコアフィラメント９及びアウターシースフィラメント１０の永久歪み量をほぼ同等とすることができる。この場合には、コアフィラメント９及びアウターシースフィラメント１０がそれぞれ持つ残留トーションの差が少なくなるため、金属コード７としての残留トーションの経時変化が抑制されるようになる。これにより、金属コード７としての残留トーションが安定化するため、後工程において種々のトラブルを起こすことを防止できる。
【００４４】
以上のように本実施形態によれば、ゴム物品補強用金属コード７の内部へのゴム材８の浸透度の向上と、ゴム物品補強用金属コード７の圧縮剛性低下の抑制とを両立させることができる。
【００４５】
このようにゴム物品補強用金属コード７の内部へのゴム材８の浸透度が高くなるので、車両用タイヤ１のベルト部６内への水分の入り込みによる金属コード７のさびの発生及び促進を抑えることができる。また、コアフィラメント９とアウターシースフィラメント１０との擦れを低減することもできる。これにより、ゴム物品補強用金属コード７の腐食等を抑制し、当該金属コード７及び車両用タイヤ１の耐久性を高くすることが可能となる。
【００４６】
また、ゴム物品補強用金属コード７の圧縮剛性の低下が抑制されるので、車両用タイヤ１を装着した車両のコーナリング特性を向上させることができる。
【００４７】
本発明に係るゴム物品補強用金属コードの他の実施形態を図９及び図１０により説明する。図中、上述した実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４８】
図９は、本実施形態のゴム物品補強用金属コードの斜視図であり、図１０は、そのゴム物品補強用金属コードの断面図である。各図において、本実施形態のゴム物品補強用金属コード３０は、コアフィラメント３１，３２と、これらのコアフィラメント３１，３２を包囲するようにコアフィラメント３１，３２に対して螺旋状に撚り合わされた７本のアウターシースフィラメント３３とを備えている。
【００４９】
コアフィラメント３１，３２同士は、互いに撚り合わせた状態となっている。また、各アウターシースフィラメント３３は、コアフィラメント３１，３２を包むようにしてその外層で撚り合わせた状態となっている。ここで、コアフィラメント３１，３２の撚りピッチは、各アウターシースフィラメント３３の撚りピッチよりも短いのが望ましい。
【００５０】
コアフィラメント３１，３２及びアウターシースフィラメント３３の材料・寸法は、上述したコアフィラメント９及びアウターシースフィラメント１０と同様である。このとき、コアフィラメント３１，３２に対してアウターシースフィラメント３３の本数は７本であるため、各アウターフィラメント３３間には、適度な空隙３４が形成されることとなる。
【００５１】
コアフィラメント３１には、コアフィラメント３１，３２の撚りピッチ及び各アウターシースフィラメント３３の撚りピッチよりも細かいピッチを有する２次元の波付け部３５が形成されている。コアフィラメント３２及び各アウターシースフィラメント３３には、そのような細かい波付け部３５は形成されていない。
【００５２】
また、ゴム物品補強用金属コード３０において、コアフィラメント３１，３２の撚込み係数をλｃ、各アウターシースフィラメント３３の撚込み係数をλｓとしたときに、上述した（Ａ）〜（Ｃ）の関係を満足するように構成されているのが好ましい。このとき、コアフィラメント３１，３２の撚込み係数λｃの算出は、上述した実施形態におけるアウターシースフィラメント１０の撚込み係数λｓの算出と同様の方法で行う。
【００５３】
このようなゴム物品補強用金属コード３０は、図１１に示すような撚線機６０によって製造される。撚線機６０は、コアフィラメント３１，３２を撚り合わせるコア撚り合わせ部６１を有している。このコア撚り合わせ部６１では、サプライボビン１５から繰り出されたコアフィラメント３１が型付け装置１６により２次元に細かく波付けされた状態で、ガイドプレート６２を通ると共に、サプライボビン６３から繰り出されたコアフィラメント３２がガイドプレート６２を通る。そして、ダイス６４においてコアフィラメント３１，３２同士の撚り合わせが開始され、撚り合わせた状態でコアフィラメント３１，３２が導出される。
【００５４】
また、７つのサプライボビン１８からそれぞれ繰り出された各アウターシースフィラメント３３は、コアフィラメント３１，３２と共にガイドプレート１９を通って撚り合わせ装置１７の撚り口ダイス２０に送られる。そして、撚り口ダイス２０において、コアフィラメント３１，３２の周りに７本のアウターシースフィラメント１０の螺旋状の撚り合わせが開始され、ゴム物品補強用金属コード３０が得られる。
【００５５】
以上のような本実施形態においては、各アウターフィラメント３３間に適度な空隙３４を形成し、更にコアフィラメント３１に細かい波付け部３５を形成することで、コアフィラメント３１，３２間、コアフィラメント３１と各アウターシースフィラメント３３との間に隙間３６を形成するようにしたので、ゴム物品補強用金属コード３０の内部にゴム材を十分に充填させることができる。
【００５６】
また、細かい波付け部が形成されていない７本のアウターシースフィラメント３３を、コアフィラメント３１，３２を包むように螺旋状に撚り合わせたので、ゴム物品補強用金属コード３０が長手方向の圧縮力を受けたときに、コアフィラメント３１の波付け部３５の挫屈がアウターシースフィラメント３３で確実に受け止められる。これにより、ゴム物品補強用金属コード３０の圧縮剛性の低下を抑制することができる。
【００５７】
なお、本実施形態では、コアフィラメント３１のみに細かい波付け部３５を形成したが、そのような波付け部３５をコアフィラメント３１，３２にそれぞれ形成しても良い。
【００５８】
本発明に係るゴム物品補強用金属コードの更に他の実施形態を図１２及び図１３により説明する。図中、上述した実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００５９】
図１２は、本実施形態のゴム物品補強用金属コードの斜視図であり、図１３は、そのゴム物品補強用金属コードの断面図である。各図において、本実施形態のゴム物品補強用金属コード４０は、コアフィラメント４１と、２本のコアフィラメント４２と、これらのコアフィラメント４１，４２を包囲するようにコアフィラメント４１，４２に対して螺旋状に撚り合わされた８本のアウターシースフィラメント４３とを備えている。
【００６０】
コアフィラメント４１，４２同士は、互いに撚り合わせた状態となっている。また、各アウターシースフィラメント４３は、コアフィラメント４１，４２を包むようにしてその外層で撚り合わせた状態となっている。各アウターフィラメント４３間には、適度な空隙４４が形成された状態となっている。
【００６１】
各コアフィラメント４２には、コアフィラメント４１，４２の撚りピッチ及び各アウターシースフィラメント４３の撚りピッチよりも細かいピッチを有する２次元の波付け部４５が形成されている。コアフィラメント４１及び各アウターシースフィラメント４３には、そのような細かい波付け部４５は形成されていない。
【００６２】
以上のような本実施形態においても、ゴム物品補強用金属コード４０の内部にゴム材を十分に充填させることができると共に、ゴム物品補強用金属コード４０の圧縮剛性の低下を抑制することができる。
【００６３】
なお、本実施形態では、３本のコアフィラメントのうちの２本（コアフィラメント４２）に細かい波付け部４５を形成したが、そのような波付け部４５を、３本のコアフィラメントのうちの１本のみに形成しても良いし、３本全てのコアフィラメントに形成しても良い。
【００６４】
以上、本発明に係るゴム物品補強用金属コードの好適な実施形態について幾つか説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００６５】
例えば上記実施形態では、少なくとも１本のコアフィラメントに２次元の波付け部を形成したが、当該コアフィラメントに３次元の波付け部を形成しても良い。なお、３次元の波付け部の形成は、図８及び図１１に示す撚線機における１対の歯車１６ａの代わりに、専用の回転波付け装置を用いて行う。このような３次元の波付け部が形成されたコアフィラメントを有するゴム物品補強用金属コードを図１４に示す。
【００６６】
図１４（ａ）に示すゴム物品補強用金属コード５０は、３次元の波型付け部が形成されたコアフィラメント５１と、４本のアウターシースフィラメント５２とを備えている。図１４（ｂ）に示すゴム物品補強用金属コード５０は、３次元の波型付け部が形成された２本のコアフィラメント５１と、８本のアウターシースフィラメント５２とを備えている。図１４（ｃ）に示すゴム物品補強用金属コード５０は、３次元の波型付け部が形成された３本のコアフィラメント５１と、９本のアウターシースフィラメント５２とを備えている。
【００６７】
また、上記実施形態のゴム物品補強用金属コードでは、使用するコアフィラメントを３本以下としたが、コアフィラメントの本数をｍ、アウターシースフィラメントの本数をｎとしたときに、ｍ＋３≦ｎ≦ｍ＋６を満たすように構成されていれば良い。ただし、コアフィラメントを４本以上とすると、ゴム物品補強用金属コードの寸法が大きくなる。このため、ゴム物品補強用金属コードをゴム材で被覆するときに、ゴム材の使用量が増大するだけでなく、ゴム物品補強用金属コードの中心部の空隙が大きくなるので、当該空隙にゴム材を浸透させるには波付け部の波の高さを大きくする必要がある。従って、コアフィラメントの本数ｍとしては、３本以下であるのが好ましい。
【００６８】
さらに、上記実施形態は、ゴム物品補強用金属コードを車両用タイヤ１のタイヤ本体２の中に埋設するものであるが、本発明のゴム物品補強用金属コードは、車両用タイヤの他に、搬送ベルトやホース等といったゴム物品の補強材としても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係るゴム物品補強用金属コードの一実施形態を備えたゴム物品として車両用タイヤを示す断面図である。
【図２】図１に示すベルト部の拡大断面図である。
【図３】図１に示すゴム物品補強用金属コードの斜視図である。
【図４】図３に示すゴム物品補強用金属コードの断面図である。
【図５】図３に示すコアフィラメントの側面図である。
【図６】図３に示すコアフィラメント及びアウターシースフィラメントを撚る前後の状態を示す図である。
【図７】図３に示すアウターシースフィラメントの撚り角を示す図である。
【図８】図３に示すゴム物品補強用金属コードを製造するためのバンチ撚り方式の撚線機を示す概略図である。
【図９】本発明に係るゴム物品補強用金属コードの他の実施形態を示す斜視図である。
【図１０】図９に示すゴム物品補強用金属コードの断面図である。
【図１１】図９に示すゴム物品補強用金属コードを製造するためのバンチ撚り方式の撚線機を示す概略図である。
【図１２】本発明に係るゴム物品補強用金属コードの更に他の実施形態を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示すゴム物品補強用金属コードの断面図である。
【図１４】本発明に係るゴム物品補強用金属コードの実施形態の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１…車両用タイヤ（ゴム物品）、６…ベルト部（ゴム物品）、７…ゴム物品補強用金属コード、８…ゴム材、９…コアフィラメント、１０…アウターシースフィラメント、１１…空隙、１２…波付け部、３０…ゴム物品補強用金属コード、３１，３２…コアフィラメント、３３…アウターシースフィラメント、３４…空隙、３５…波付け部、４０…ゴム物品補強用金属コード、４１，４２…コアフィラメント、４３…アウターシースフィラメント、４４…空隙、４５…波付け部、５０…ゴム物品補強用金属コード、５１…コアフィラメント、５２…アウターシースフィラメント。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１本のコアフィラメントと、
前記コアフィラメントを包囲するように前記コアフィラメントに対して螺旋状に撚り合わされた複数本のアウターシースフィラメントとを備え、
前記少なくとも１本のコアフィラメントには、前記アウターシースフィラメントの螺旋ピッチよりも細かいピッチを有する波付け部が設けられており、
前記各アウターシースフィラメント間には空隙が形成されており、
前記コアフィラメントの本数をｍ、前記アウターシースフィラメントの本数をｎとしたときに、ｍ＋３≦ｎ≦ｍ＋６を満足していることを特徴とするゴム物品補強用金属コード。
【請求項２】
前記波付け部を有する前記コアフィラメントの撚込み係数をλｃ、前記アウターフィラメントの撚込み係数をλｓとしたときに、０．９９９≦λｃ／λｓ≦１．００５を満足していることを特徴とする請求項１記載のゴム物品補強用金属コード。
【請求項３】
前記コアフィラメントの撚込み係数λｃ及び前記アウターシースフィラメントの撚込み係数λｓは、１．００１８〜１．００９５の範囲内であることを特徴とする請求項２記載のゴム物品補強用金属コード。
【請求項４】
前記コアフィラメントの本数ｍは１〜３本であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のゴム物品補強用金属コード。
【請求項５】
前記コアフィラメントの線径をｄｃ、前記アウターシースフィラメントの線径をｄｓとしたときに、０．９２≦ｄｃ／ｄｓ≦１．０８を満足していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のゴム物品補強用金属コード。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項記載のゴム物品補強用金属コードと、
前記ゴム物品補強用金属コードを被覆するゴム材とを備えることを特徴とするゴム物品。
【請求項１】
少なくとも１本のコアフィラメントと、
前記コアフィラメントを包囲するように前記コアフィラメントに対して螺旋状に撚り合わされた複数本のアウターシースフィラメントとを備え、
前記少なくとも１本のコアフィラメントには、前記アウターシースフィラメントの螺旋ピッチよりも細かいピッチを有する波付け部が設けられており、
前記各アウターシースフィラメント間には空隙が形成されており、
前記コアフィラメントの本数をｍ、前記アウターシースフィラメントの本数をｎとしたときに、ｍ＋３≦ｎ≦ｍ＋６を満足していることを特徴とするゴム物品補強用金属コード。
【請求項２】
前記波付け部を有する前記コアフィラメントの撚込み係数をλｃ、前記アウターフィラメントの撚込み係数をλｓとしたときに、０．９９９≦λｃ／λｓ≦１．００５を満足していることを特徴とする請求項１記載のゴム物品補強用金属コード。
【請求項３】
前記コアフィラメントの撚込み係数λｃ及び前記アウターシースフィラメントの撚込み係数λｓは、１．００１８〜１．００９５の範囲内であることを特徴とする請求項２記載のゴム物品補強用金属コード。
【請求項４】
前記コアフィラメントの本数ｍは１〜３本であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のゴム物品補強用金属コード。
【請求項５】
前記コアフィラメントの線径をｄｃ、前記アウターシースフィラメントの線径をｄｓとしたときに、０．９２≦ｄｃ／ｄｓ≦１．０８を満足していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のゴム物品補強用金属コード。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項記載のゴム物品補強用金属コードと、
前記ゴム物品補強用金属コードを被覆するゴム材とを備えることを特徴とするゴム物品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−１９７８６１（Ｐ２００７−１９７８６１Ａ）
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６７８４（Ｐ２００６−１６７８４）
【出願日】平成１８年１月２５日（２００６．１．２５）
【出願人】（３０２０６１６１３）住友電工スチールワイヤー株式会社 (163)
【出願人】（５０４２１１４２９）栃木住友電工株式会社 (50)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２５日（２００６．１．２５）
【出願人】（３０２０６１６１３）住友電工スチールワイヤー株式会社 (163)
【出願人】（５０４２１１４２９）栃木住友電工株式会社 (50)
【Ｆターム（参考）】
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