空気入りラジアルタイヤ及びゴム補強用スチールコード
【課題】外径成長を抑制しながら、スチールコードの芯抜けによるセパレーション故障の発生を抑制することを可能にした空気入りラジアルタイヤ及びそれに使用可能なゴム補強用スチールコードを提供する。
【解決手段】互いに撚り合わされたＮ本のスチールフィラメント１１からなるコア１０と、該コア１０の周囲に該コア１０とは異なるピッチで同一方向に撚り合わされたＭ本のスチールフィラメント２１からなるシース２０とを備えたＮ＋Ｍ構造のスチールコードＳを、タイヤ構成部材の補強材として用いた空気入りラジアルタイヤにおいて、スチールコードＳのコア１０及びシース２０を構成するスチールフィラメント１１，２１のうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に螺旋状に延長する少なくとも１本の筋部３１を加工する。
【解決手段】互いに撚り合わされたＮ本のスチールフィラメント１１からなるコア１０と、該コア１０の周囲に該コア１０とは異なるピッチで同一方向に撚り合わされたＭ本のスチールフィラメント２１からなるシース２０とを備えたＮ＋Ｍ構造のスチールコードＳを、タイヤ構成部材の補強材として用いた空気入りラジアルタイヤにおいて、スチールコードＳのコア１０及びシース２０を構成するスチールフィラメント１１，２１のうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に螺旋状に延長する少なくとも１本の筋部３１を加工する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｎ＋Ｍ構造のスチールコードをタイヤ構成部材の補強材として用いた空気入りラジアルタイヤ及びゴム補強用スチールコードに関し、更に詳しくは、外径成長を抑制しながら、スチールコードの芯抜けによるセパレーション故障の発生や芯抜けにより形の崩れた部分に応力が集中してスチールコードが早期に破断する不具合を抑制することを可能にした空気入りラジアルタイヤ及びそれに使用可能なゴム補強用スチールコードに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トラック・バス用空気入りラジアルタイヤのベルト層のスチールコードとして、複数本のスチールフィラメントを撚り合わせてなる１×Ｎ構造のオープンコードが使用されている。このような１×Ｎ構造のオープンコードはゴム浸透性が良好であるため耐腐食性に優れ、しかも低コストで製造することができるという利点がある。ところが、１×Ｎ構造のオープンコードは低荷重時の伸びが大きいため、タイヤの外径成長を助長し、延いては、タイヤの耐久性を低下させるという欠点がある。
【０００３】
これに対して、癖付けを施していない１本のスチールフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に撚り合わされた複数本のスチールフィラメントからなるシースとを備えた１＋Ｎ構造やバンチド構造（一度撚り構造）のスチールコードが種々提案されている。このようなスチールコードは、低コストで製造可能であると共に、外径成長抑制の点では非常に有効であるが、芯抜けが発生し易く、その芯抜けに起因してセパレーション故障を生じ易いという問題がある。また、コアのスチールフィラメントに癖付けを施した場合、芯抜けを抑えることは可能であるものの、外径成長の抑制効果が低下することになる。そのため、外径成長の抑制と芯抜けの抑制とを両立することは困難である。
【０００４】
一方、互いに撚り合わされたＮ本のスチールフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に該コアとは異なるピッチで同一方向に撚り合わされたＭ本のスチールフィラメントからなるシースとを備えたＮ＋Ｍ構造のスチールコード（例えば、特許文献１〜３参照）においては、低荷重時の伸びが比較的小さく、芯抜けを生じ難いという利点がある。しかしながら、Ｎ＋Ｍ構造のスチールコードであっても、その製造コストを低減するために撚りピッチを長くした場合、１＋Ｎ構造やバンチド構造のスチールコードと同様に芯抜けが発生し易くなる。
【特許文献１】特開平９−１１９０８１号公報
【特許文献２】特開２００１−２３４４８６公報
【特許文献３】特開２００７−８４９３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、外径成長を抑制しながら、スチールコードの芯抜けによるセパレーション故障の発生や芯抜けにより形の崩れた部分に応力が集中してスチールコードが早期に破断する不具合を抑制することを可能にした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、低荷重時の伸びが小さく、かつ芯抜けを生じ難いゴム補強用スチールコードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤは、互いに撚り合わされたＮ本のスチールフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に該コアとは異なるピッチで同一方向に撚り合わされたＭ本のスチールフィラメントからなるシースとを備えたＮ＋Ｍ構造のスチールコードを、タイヤ構成部材の補強材として用いた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記スチールコードのコア及びシースを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に螺旋状に延長する少なくとも１本の筋部を加工したことを特徴とするものである。
【０００８】
上記他の目的を達成するための本発明のゴム補強用スチールコードは、互いに撚り合わされたＮ本のスチールフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に該コアとは異なるピッチで同一方向に撚り合わされたＭ本のスチールフィラメントからなるシースとを備えたＮ＋Ｍ構造のスチールコードにおいて、前記コア及び前記シースを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に螺旋状に延長する少なくとも１本の筋部を加工したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の空気入りラジアルタイヤでは、互いに撚り合わされたＮ本のスチールフィラメントからなるコアを備えたＮ＋Ｍ構造のスチールコードを用いることにより、タイヤの外径成長を抑制するようにしているが、その一方で、スチールコードのコア及びシースを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に螺旋状に延長する少なくとも１本の筋部を加工することにより、撚りピッチを長くした場合であっても、シースに対するコアの相対的な移動を抑制することが可能になるので、スチールコードの芯抜けによるセパレーション故障の発生を抑制することができ、更には芯抜けにより形の崩れた部分に応力が集中してスチールコードが早期に破断する不具合を抑制することができる。
【００１０】
上記スチールコードを適用するタイヤ構成部材としては、ベルト層、カーカス層、ビード部補強層等を挙げることができるが、特にベルト層に上記スチールコードを適用することが好ましい。これは、ベルト層を構成するスチールコードには外径成長の抑制と芯抜けの抑制が強く求められるからである。
【００１１】
一方、本発明のゴム補強用スチールコードでは、互いに撚り合わされたＮ本のスチールフィラメントからなるコアを含むＮ＋Ｍ構造を採用することにより、低荷重時の伸びを小さくし、その一方で、コア及びシースを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に螺旋状に延長する少なくとも１本の筋部を加工することにより、撚りピッチを長くした場合であっても、シースに対するコアの相対的な移動を抑制することが可能になるので、芯抜けを防止することができる。従って、空気入りラジアルタイヤのほか、コンベヤベルト等の各種ゴム製品の補強材として好適である。
【００１２】
本発明において、筋部は平坦面で構成することが好ましい。このような筋部はスチールフィラメントを軸廻りに回転させながらローラー等によりスチールフィラメントの周上の一部を圧延加工することで簡単に形成することができる。
【００１３】
スチールコードのコア及びシースの撚り方向と筋部の旋回方向とは同方向であることが好ましい。コア及びシースの撚り方向と筋部の旋回方向とを同方向とすることにより、シースとコアとの過度の擦れを回避し、耐フレッティング性を向上することができる。
【００１４】
スチールコードのコアを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に筋部を加工する場合、コアの撚りピッチＰ１に対して筋部の螺旋ピッチＰｘが０．３≦Ｐｘ／Ｐ１≦０．８の関係を満足することが好ましい。一方、スチールコードのシースを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に筋部を加工する場合、シースの撚りピッチＰ２に対して筋部の螺旋ピッチＰｙが０．３≦Ｐｙ／Ｐ２≦０．７の関係を満足することが好ましい。筋部の螺旋ピッチＰｘ及びＰｙをそれぞれコアの撚りピッチＰ１及びシースの撚りピッチＰ２に対して相対的に小さくすることにより、スチールコードの芯抜けをより効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架され、そのカーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層６が埋設されている。これらベルト層６は補強コードがタイヤ周方向に対して傾斜し、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。但し、最外側に位置するベルト層６は、それと隣接するベルト層６と同方向に補強コードが傾斜するように配置され、プロテクト層として機能するようになっている。ベルト層６の補強コードとしては、Ｎ＋Ｍ構造のスチールコード、より具体的には、３＋８構造のスチールコードが使用されている。Ｎ＋Ｍ構造のスチールコードにおいて、コアのフィラメント本数（Ｎ）は２〜４本とし、シースのフィラメント本数（Ｍ）は５〜９本とすることが望ましい。
【００１６】
図１はトラック・バス用の空気入りラジアルタイヤを図示するものであるが、本発明は図２に示すような乗用車用のほか、ライトトラック（小型トラック）用の空気入りラジアルタイヤにも適用することが可能である。
【００１７】
図３は本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト層に使用される３＋８構造のスチールコードを一部切り欠いて示す斜視図であり、図４は図３に示すスチールコードの断面図である。また、図５は図３のスチールコードのコアを構成するスチールフィラメントを示す斜視図であり、図６は図３のスチールコードのシースを構成するスチールフィラメントを示す斜視図である。
【００１８】
図３〜図６に示すように、スチールコードＳは、互いに撚り合わされた３本のスチールフィラメント１１からなるコア１０と、該コア１０の周囲に該コア１０とは異なるピッチで同一方向に撚り合わされた８本のスチールフィラメント２１からなるシース２０とから構成されている。ベルトコードとして、スチールコードＳのスチールフィラメント１１，２１の素線径は０．１５ｍｍ〜０．４０ｍｍの範囲にすると良い。
【００１９】
図５に示すように、コア１０を構成するスチールフィラメント１１の表面には螺旋状に延長する少なくとも１本の筋部３１が加工されている。また、図６に示すように、シース２０を構成するスチールフィラメント２１の表面には螺旋状に延長する少なくとも１本の筋部３１が加工されている。図５及び図６に示す例ではスチールフィラメント１１，２１の表面にそれぞれ２本の筋部３１が加工されているが、筋部３１の本数は３本や４本としても良い。これら筋部３１の本数が多いほどスチールコードＳの芯抜けを抑制する効果が増大するが、多過ぎるとシース２０のスチールフィラメント２１とコア１０のスチールフィラメント１１との擦れが増大し、耐フレッティング性が低下する要因となる。そのため、筋部３１の本数は２〜４本とすることが望ましい。スチールフィラメント１１，２１の表面に複数本の筋部３１を設ける場合、スチールコードＳの芯抜けをより効果的に抑制するために、複数本の筋部３１をスチールフィラメント１１，２１の周上で等間隔に配置すると良い。
【００２０】
筋部３１は平坦面で構成されている。即ち、スチールフィラメント１１，２１の横断面における筋部３１の輪郭形状は実質的に直線になっている。このような筋部３１はスチールフィラメント１１，２１を軸廻りに回転させながらローラー等によりスチールフィラメント１１，２１の周上の一部を圧延加工することで形成されている。なお、スチールフィラメント１１，２１の横断面における筋部３１の輪郭形状は、芯抜け抑制効果を奏するものであれば、厳密に直線である必要はない。
【００２１】
上述した空気入りラジアルタイヤでは、互いに撚り合わされたＮ本のスチールフィラメントからなるコアを備えたＮ＋Ｍ構造のスチールコードＳを用いることにより、タイヤの外径成長を抑制するようにしている。その一方で、スチールコードＳのコア１０及びシース２０を構成するスチールフィラメント１１，２１の表面に螺旋状に延長する少なくとも１本の筋部３１を加工することにより、撚りピッチを長くした場合であっても、シース２０に対するコア１０の相対的な移動を抑制し、スチールコードＳの芯抜けによるセパレーション故障の発生や芯抜けにより形の崩れた部分に応力が集中してスチールコードが早期に破断する不具合を抑制することができる。つまり、スチールコードＳは低荷重時の伸びが小さく、かつ芯抜けを生じ難いという特長を備えている。
【００２２】
また、スチールフィラメント１１，２１の表面に平坦面で構成される複数本の筋部３１を設けることにより、ゴムがスチールフィラメント１１，２１の間に浸透し易くなり、これらフィラメントとゴムとの間の摩擦力（抵抗力）を付加的に強めることもできる。この場合には、スチールコードＳの芯抜けを一層抑制することができる。
【００２３】
上記空気入りラジアルタイヤにおいて、コア１０及びシース２０の撚り方向と筋部３１の旋回方向とは同方向であると良い。コア１０及びシース２０の撚り方向と筋部３１の旋回方向とが逆方向であるとシース２０のフィラメント２１とコア１０のフィラメント１１との擦れが増大し、耐フレッティング性が低下する要因となる。
【００２４】
また、スチールコードＳのコア１０を構成するスチールフィラメント１１のうち少なくとも１本のスチールフィラメント１１の表面に筋部３１を加工する場合、コア１０の撚りピッチＰ１（図３参照）に対して筋部３１の螺旋ピッチＰｘ（図５参照）が０．３≦Ｐｘ／Ｐ１≦０．８の関係を満足するものとする。このように筋部３１の螺旋ピッチＰｘをコア１０の撚りピッチＰ１に対して相対的に小さくすることにより、スチールコードＳの芯抜けをより効果的に抑制することができる。ここで、Ｐｘ／Ｐ１＜０．３であるとスチールコードＳの製造効率が悪くなる。また、Ｐｘ／Ｐ１＞０．８であると芯抜け抑制効果が低下する要因となる。コア１０の撚りピッチＰ１は、５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲、より好ましくは、１５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲とする。
【００２５】
スチールコードＳのシース２０を構成するスチールフィラメント２１のうち少なくとも１本のスチールフィラメント２１の表面に筋部３１を加工する場合、シース２０の撚りピッチＰ２（図３参照）に対して筋部３１の螺旋ピッチＰｙ（図６参照）が０．３≦Ｐｙ／Ｐ２≦０．７の関係を満足するものとする。このように筋部３１の螺旋ピッチＰｙをシース２０の撚りピッチＰ２に対して相対的に小さくすることにより、スチールコードＳの芯抜けをより効果的に抑制することができる。ここで、Ｐｙ／Ｐ２＜０．３であるとスチールコードＳの製造効率が悪くなる。また、Ｐｙ／Ｐ２＞０．７であると芯抜け抑制効果が低下する要因となる。シース２０の撚りピッチＰ２は、コア１０の撚りピッチＰ１よりも大きくし、１５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲、より好ましくは、２５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲とする。
【００２６】
上述した実施形態では、スチールコードのコア及びシースを構成する全てのスチールフィラメントの表面に筋部を加工した場合について説明したが、本発明ではスチールコードのコア及びシースを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に筋部を設けることにより、スチールコードの芯抜けを抑制することができる。特に、スチールコードのコアを構成する全てのスチールフィラメントの表面に筋部を加工すると良い。
【実施例】
【００２７】
タイヤサイズ２９５／７５Ｒ２２．５で、互いに撚り合わされた３本のスチールフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に該コアとは異なるピッチで同一方向に撚り合わされた８本のスチールフィラメントからなるシースとを備えた３＋８構造のスチールコード（３＋８×０．３５）を、４層のベルト層のうちカーカス層側から数えて２番目及び３番目のベルト層の補強材として用いた空気入りラジアルタイヤにおいて、コアフィラメントへの癖付け（波状）の有無、コアフィラメントにおける螺旋状の筋部の有無、シースフィラメントにおける螺旋状の筋部の有無、筋部の本数、筋部の構造、筋部の旋回方向、コアの撚り方向、シースの撚り方向、コアの撚りピッチＰ１、シースの撚りピッチＰ２、コアフィラメントにおける筋部の螺旋ピッチＰｘの比（Ｐｘ／Ｐ１）、シースフィラメントにおける筋部の螺旋ピッチＰｙの比（Ｐｙ／Ｐ２）を表１のように種々異ならせた従来例１、比較例１及び実施例１〜８の空気入りラジアルタイヤを製作した。
【００２８】
なお、実施例１〜６では全てのコアフィラメントの表面に筋部を加工し、実施例２では８本のシースフィラメントのうち３本のシースフィラメントの表面に筋部を加工し、実施例７，８では全てのシースフィラメントの表面に筋部を加工した。
【００２９】
上述した従来例１、比較例１及び実施例１〜８の空気入りラジアルタイヤについて、下記の方法により、ベルトエッジセパレーション、外径成長量を測定すると共に、耐フレッティング性を評価し、その結果を表１に併せて示した。
【００３０】
ベルトエッジセパレーション：
各試験タイヤを車両に装着し、一般の舗装路を１５万ｋｍ走行した後、各試験タイヤを分解し、３番ベルト層のエッジにおける剥離量を全周にわたって測定し、その最大剥離量（ｍｍ）を求め、従来例１を１００とする指数で示した。この指数値が小さいほど、耐ベルトエッジセパレーション性が優れていることを意味する。
【００３１】
外径成長量：
各試験タイヤを車両に装着し、一般舗装路を１５万ｋｍ走行した後、タイヤ周長と残溝高さを測定し、その測定されたタイヤ周長を摩耗が生じなかった場合のタイヤ周長に換算し、その換算値から外径成長量を算出した。評価結果は、従来例１の外径成長量を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど外径成長抑制効果に優れていることを意味する。
【００３２】
耐フレッティング性：
各試験タイヤを車両に装着し、一般の舗装路を１５万ｋｍ走行した後、各試験タイヤを分解し、３番ベルト層から１本のスチールコードを該ベルト層の一方の端部から他方の端部までの長さで取り出し、該スチールコードを構成する全ての側素線に付いたフレッティングによる傷の深さを計測し、最も深い傷の深さに基づいて耐フレッティング性を５点満点で評価した。この値が大きいほど耐フレッティング性が優れていることを意味する。
【００３３】
【表１】
【００３４】
この表１から明らかなように、実施例１〜８のタイヤは、耐ベルトエッジセパレーション性、外径成長抑制効果、耐フレッティング性がいずれも優れていた。これに対して、従来例１のタイヤは、コアフィラメントやシースフィラメントの表面に螺旋状の筋部が加工されていないので、スチールコードに芯抜けを生じ易く、その結果として、耐ベルトエッジセパレーション性が悪いものであった。比較例１のタイヤは、ベルト層を構成するスチールコードのコアフィラメントに波状の癖付けが施されているため、耐ベルトエッジセパレーション性が良好であるものの、外径成長抑制効果が不十分になっていた。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。
【図３】本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト層に使用される３＋８構造のスチールコードを示す斜視図である。
【図４】図３に示すスチールコードの断面図である。
【図５】図３のスチールコードのコアを構成するスチールフィラメントを示す斜視図である。
【図６】図３のスチールコードのシースを構成するスチールフィラメントを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ベルト層
１０ コア
１１ コアのスチールフィラメント
２０ シース
２１ シースのスチールフィラメント
３１ 筋部
Ｓ スチールコード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｎ＋Ｍ構造のスチールコードをタイヤ構成部材の補強材として用いた空気入りラジアルタイヤ及びゴム補強用スチールコードに関し、更に詳しくは、外径成長を抑制しながら、スチールコードの芯抜けによるセパレーション故障の発生や芯抜けにより形の崩れた部分に応力が集中してスチールコードが早期に破断する不具合を抑制することを可能にした空気入りラジアルタイヤ及びそれに使用可能なゴム補強用スチールコードに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トラック・バス用空気入りラジアルタイヤのベルト層のスチールコードとして、複数本のスチールフィラメントを撚り合わせてなる１×Ｎ構造のオープンコードが使用されている。このような１×Ｎ構造のオープンコードはゴム浸透性が良好であるため耐腐食性に優れ、しかも低コストで製造することができるという利点がある。ところが、１×Ｎ構造のオープンコードは低荷重時の伸びが大きいため、タイヤの外径成長を助長し、延いては、タイヤの耐久性を低下させるという欠点がある。
【０００３】
これに対して、癖付けを施していない１本のスチールフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に撚り合わされた複数本のスチールフィラメントからなるシースとを備えた１＋Ｎ構造やバンチド構造（一度撚り構造）のスチールコードが種々提案されている。このようなスチールコードは、低コストで製造可能であると共に、外径成長抑制の点では非常に有効であるが、芯抜けが発生し易く、その芯抜けに起因してセパレーション故障を生じ易いという問題がある。また、コアのスチールフィラメントに癖付けを施した場合、芯抜けを抑えることは可能であるものの、外径成長の抑制効果が低下することになる。そのため、外径成長の抑制と芯抜けの抑制とを両立することは困難である。
【０００４】
一方、互いに撚り合わされたＮ本のスチールフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に該コアとは異なるピッチで同一方向に撚り合わされたＭ本のスチールフィラメントからなるシースとを備えたＮ＋Ｍ構造のスチールコード（例えば、特許文献１〜３参照）においては、低荷重時の伸びが比較的小さく、芯抜けを生じ難いという利点がある。しかしながら、Ｎ＋Ｍ構造のスチールコードであっても、その製造コストを低減するために撚りピッチを長くした場合、１＋Ｎ構造やバンチド構造のスチールコードと同様に芯抜けが発生し易くなる。
【特許文献１】特開平９−１１９０８１号公報
【特許文献２】特開２００１−２３４４８６公報
【特許文献３】特開２００７−８４９３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、外径成長を抑制しながら、スチールコードの芯抜けによるセパレーション故障の発生や芯抜けにより形の崩れた部分に応力が集中してスチールコードが早期に破断する不具合を抑制することを可能にした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、低荷重時の伸びが小さく、かつ芯抜けを生じ難いゴム補強用スチールコードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤは、互いに撚り合わされたＮ本のスチールフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に該コアとは異なるピッチで同一方向に撚り合わされたＭ本のスチールフィラメントからなるシースとを備えたＮ＋Ｍ構造のスチールコードを、タイヤ構成部材の補強材として用いた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記スチールコードのコア及びシースを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に螺旋状に延長する少なくとも１本の筋部を加工したことを特徴とするものである。
【０００８】
上記他の目的を達成するための本発明のゴム補強用スチールコードは、互いに撚り合わされたＮ本のスチールフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に該コアとは異なるピッチで同一方向に撚り合わされたＭ本のスチールフィラメントからなるシースとを備えたＮ＋Ｍ構造のスチールコードにおいて、前記コア及び前記シースを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に螺旋状に延長する少なくとも１本の筋部を加工したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の空気入りラジアルタイヤでは、互いに撚り合わされたＮ本のスチールフィラメントからなるコアを備えたＮ＋Ｍ構造のスチールコードを用いることにより、タイヤの外径成長を抑制するようにしているが、その一方で、スチールコードのコア及びシースを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に螺旋状に延長する少なくとも１本の筋部を加工することにより、撚りピッチを長くした場合であっても、シースに対するコアの相対的な移動を抑制することが可能になるので、スチールコードの芯抜けによるセパレーション故障の発生を抑制することができ、更には芯抜けにより形の崩れた部分に応力が集中してスチールコードが早期に破断する不具合を抑制することができる。
【００１０】
上記スチールコードを適用するタイヤ構成部材としては、ベルト層、カーカス層、ビード部補強層等を挙げることができるが、特にベルト層に上記スチールコードを適用することが好ましい。これは、ベルト層を構成するスチールコードには外径成長の抑制と芯抜けの抑制が強く求められるからである。
【００１１】
一方、本発明のゴム補強用スチールコードでは、互いに撚り合わされたＮ本のスチールフィラメントからなるコアを含むＮ＋Ｍ構造を採用することにより、低荷重時の伸びを小さくし、その一方で、コア及びシースを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に螺旋状に延長する少なくとも１本の筋部を加工することにより、撚りピッチを長くした場合であっても、シースに対するコアの相対的な移動を抑制することが可能になるので、芯抜けを防止することができる。従って、空気入りラジアルタイヤのほか、コンベヤベルト等の各種ゴム製品の補強材として好適である。
【００１２】
本発明において、筋部は平坦面で構成することが好ましい。このような筋部はスチールフィラメントを軸廻りに回転させながらローラー等によりスチールフィラメントの周上の一部を圧延加工することで簡単に形成することができる。
【００１３】
スチールコードのコア及びシースの撚り方向と筋部の旋回方向とは同方向であることが好ましい。コア及びシースの撚り方向と筋部の旋回方向とを同方向とすることにより、シースとコアとの過度の擦れを回避し、耐フレッティング性を向上することができる。
【００１４】
スチールコードのコアを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に筋部を加工する場合、コアの撚りピッチＰ１に対して筋部の螺旋ピッチＰｘが０．３≦Ｐｘ／Ｐ１≦０．８の関係を満足することが好ましい。一方、スチールコードのシースを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に筋部を加工する場合、シースの撚りピッチＰ２に対して筋部の螺旋ピッチＰｙが０．３≦Ｐｙ／Ｐ２≦０．７の関係を満足することが好ましい。筋部の螺旋ピッチＰｘ及びＰｙをそれぞれコアの撚りピッチＰ１及びシースの撚りピッチＰ２に対して相対的に小さくすることにより、スチールコードの芯抜けをより効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架され、そのカーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層６が埋設されている。これらベルト層６は補強コードがタイヤ周方向に対して傾斜し、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。但し、最外側に位置するベルト層６は、それと隣接するベルト層６と同方向に補強コードが傾斜するように配置され、プロテクト層として機能するようになっている。ベルト層６の補強コードとしては、Ｎ＋Ｍ構造のスチールコード、より具体的には、３＋８構造のスチールコードが使用されている。Ｎ＋Ｍ構造のスチールコードにおいて、コアのフィラメント本数（Ｎ）は２〜４本とし、シースのフィラメント本数（Ｍ）は５〜９本とすることが望ましい。
【００１６】
図１はトラック・バス用の空気入りラジアルタイヤを図示するものであるが、本発明は図２に示すような乗用車用のほか、ライトトラック（小型トラック）用の空気入りラジアルタイヤにも適用することが可能である。
【００１７】
図３は本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト層に使用される３＋８構造のスチールコードを一部切り欠いて示す斜視図であり、図４は図３に示すスチールコードの断面図である。また、図５は図３のスチールコードのコアを構成するスチールフィラメントを示す斜視図であり、図６は図３のスチールコードのシースを構成するスチールフィラメントを示す斜視図である。
【００１８】
図３〜図６に示すように、スチールコードＳは、互いに撚り合わされた３本のスチールフィラメント１１からなるコア１０と、該コア１０の周囲に該コア１０とは異なるピッチで同一方向に撚り合わされた８本のスチールフィラメント２１からなるシース２０とから構成されている。ベルトコードとして、スチールコードＳのスチールフィラメント１１，２１の素線径は０．１５ｍｍ〜０．４０ｍｍの範囲にすると良い。
【００１９】
図５に示すように、コア１０を構成するスチールフィラメント１１の表面には螺旋状に延長する少なくとも１本の筋部３１が加工されている。また、図６に示すように、シース２０を構成するスチールフィラメント２１の表面には螺旋状に延長する少なくとも１本の筋部３１が加工されている。図５及び図６に示す例ではスチールフィラメント１１，２１の表面にそれぞれ２本の筋部３１が加工されているが、筋部３１の本数は３本や４本としても良い。これら筋部３１の本数が多いほどスチールコードＳの芯抜けを抑制する効果が増大するが、多過ぎるとシース２０のスチールフィラメント２１とコア１０のスチールフィラメント１１との擦れが増大し、耐フレッティング性が低下する要因となる。そのため、筋部３１の本数は２〜４本とすることが望ましい。スチールフィラメント１１，２１の表面に複数本の筋部３１を設ける場合、スチールコードＳの芯抜けをより効果的に抑制するために、複数本の筋部３１をスチールフィラメント１１，２１の周上で等間隔に配置すると良い。
【００２０】
筋部３１は平坦面で構成されている。即ち、スチールフィラメント１１，２１の横断面における筋部３１の輪郭形状は実質的に直線になっている。このような筋部３１はスチールフィラメント１１，２１を軸廻りに回転させながらローラー等によりスチールフィラメント１１，２１の周上の一部を圧延加工することで形成されている。なお、スチールフィラメント１１，２１の横断面における筋部３１の輪郭形状は、芯抜け抑制効果を奏するものであれば、厳密に直線である必要はない。
【００２１】
上述した空気入りラジアルタイヤでは、互いに撚り合わされたＮ本のスチールフィラメントからなるコアを備えたＮ＋Ｍ構造のスチールコードＳを用いることにより、タイヤの外径成長を抑制するようにしている。その一方で、スチールコードＳのコア１０及びシース２０を構成するスチールフィラメント１１，２１の表面に螺旋状に延長する少なくとも１本の筋部３１を加工することにより、撚りピッチを長くした場合であっても、シース２０に対するコア１０の相対的な移動を抑制し、スチールコードＳの芯抜けによるセパレーション故障の発生や芯抜けにより形の崩れた部分に応力が集中してスチールコードが早期に破断する不具合を抑制することができる。つまり、スチールコードＳは低荷重時の伸びが小さく、かつ芯抜けを生じ難いという特長を備えている。
【００２２】
また、スチールフィラメント１１，２１の表面に平坦面で構成される複数本の筋部３１を設けることにより、ゴムがスチールフィラメント１１，２１の間に浸透し易くなり、これらフィラメントとゴムとの間の摩擦力（抵抗力）を付加的に強めることもできる。この場合には、スチールコードＳの芯抜けを一層抑制することができる。
【００２３】
上記空気入りラジアルタイヤにおいて、コア１０及びシース２０の撚り方向と筋部３１の旋回方向とは同方向であると良い。コア１０及びシース２０の撚り方向と筋部３１の旋回方向とが逆方向であるとシース２０のフィラメント２１とコア１０のフィラメント１１との擦れが増大し、耐フレッティング性が低下する要因となる。
【００２４】
また、スチールコードＳのコア１０を構成するスチールフィラメント１１のうち少なくとも１本のスチールフィラメント１１の表面に筋部３１を加工する場合、コア１０の撚りピッチＰ１（図３参照）に対して筋部３１の螺旋ピッチＰｘ（図５参照）が０．３≦Ｐｘ／Ｐ１≦０．８の関係を満足するものとする。このように筋部３１の螺旋ピッチＰｘをコア１０の撚りピッチＰ１に対して相対的に小さくすることにより、スチールコードＳの芯抜けをより効果的に抑制することができる。ここで、Ｐｘ／Ｐ１＜０．３であるとスチールコードＳの製造効率が悪くなる。また、Ｐｘ／Ｐ１＞０．８であると芯抜け抑制効果が低下する要因となる。コア１０の撚りピッチＰ１は、５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲、より好ましくは、１５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲とする。
【００２５】
スチールコードＳのシース２０を構成するスチールフィラメント２１のうち少なくとも１本のスチールフィラメント２１の表面に筋部３１を加工する場合、シース２０の撚りピッチＰ２（図３参照）に対して筋部３１の螺旋ピッチＰｙ（図６参照）が０．３≦Ｐｙ／Ｐ２≦０．７の関係を満足するものとする。このように筋部３１の螺旋ピッチＰｙをシース２０の撚りピッチＰ２に対して相対的に小さくすることにより、スチールコードＳの芯抜けをより効果的に抑制することができる。ここで、Ｐｙ／Ｐ２＜０．３であるとスチールコードＳの製造効率が悪くなる。また、Ｐｙ／Ｐ２＞０．７であると芯抜け抑制効果が低下する要因となる。シース２０の撚りピッチＰ２は、コア１０の撚りピッチＰ１よりも大きくし、１５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲、より好ましくは、２５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲とする。
【００２６】
上述した実施形態では、スチールコードのコア及びシースを構成する全てのスチールフィラメントの表面に筋部を加工した場合について説明したが、本発明ではスチールコードのコア及びシースを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に筋部を設けることにより、スチールコードの芯抜けを抑制することができる。特に、スチールコードのコアを構成する全てのスチールフィラメントの表面に筋部を加工すると良い。
【実施例】
【００２７】
タイヤサイズ２９５／７５Ｒ２２．５で、互いに撚り合わされた３本のスチールフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に該コアとは異なるピッチで同一方向に撚り合わされた８本のスチールフィラメントからなるシースとを備えた３＋８構造のスチールコード（３＋８×０．３５）を、４層のベルト層のうちカーカス層側から数えて２番目及び３番目のベルト層の補強材として用いた空気入りラジアルタイヤにおいて、コアフィラメントへの癖付け（波状）の有無、コアフィラメントにおける螺旋状の筋部の有無、シースフィラメントにおける螺旋状の筋部の有無、筋部の本数、筋部の構造、筋部の旋回方向、コアの撚り方向、シースの撚り方向、コアの撚りピッチＰ１、シースの撚りピッチＰ２、コアフィラメントにおける筋部の螺旋ピッチＰｘの比（Ｐｘ／Ｐ１）、シースフィラメントにおける筋部の螺旋ピッチＰｙの比（Ｐｙ／Ｐ２）を表１のように種々異ならせた従来例１、比較例１及び実施例１〜８の空気入りラジアルタイヤを製作した。
【００２８】
なお、実施例１〜６では全てのコアフィラメントの表面に筋部を加工し、実施例２では８本のシースフィラメントのうち３本のシースフィラメントの表面に筋部を加工し、実施例７，８では全てのシースフィラメントの表面に筋部を加工した。
【００２９】
上述した従来例１、比較例１及び実施例１〜８の空気入りラジアルタイヤについて、下記の方法により、ベルトエッジセパレーション、外径成長量を測定すると共に、耐フレッティング性を評価し、その結果を表１に併せて示した。
【００３０】
ベルトエッジセパレーション：
各試験タイヤを車両に装着し、一般の舗装路を１５万ｋｍ走行した後、各試験タイヤを分解し、３番ベルト層のエッジにおける剥離量を全周にわたって測定し、その最大剥離量（ｍｍ）を求め、従来例１を１００とする指数で示した。この指数値が小さいほど、耐ベルトエッジセパレーション性が優れていることを意味する。
【００３１】
外径成長量：
各試験タイヤを車両に装着し、一般舗装路を１５万ｋｍ走行した後、タイヤ周長と残溝高さを測定し、その測定されたタイヤ周長を摩耗が生じなかった場合のタイヤ周長に換算し、その換算値から外径成長量を算出した。評価結果は、従来例１の外径成長量を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど外径成長抑制効果に優れていることを意味する。
【００３２】
耐フレッティング性：
各試験タイヤを車両に装着し、一般の舗装路を１５万ｋｍ走行した後、各試験タイヤを分解し、３番ベルト層から１本のスチールコードを該ベルト層の一方の端部から他方の端部までの長さで取り出し、該スチールコードを構成する全ての側素線に付いたフレッティングによる傷の深さを計測し、最も深い傷の深さに基づいて耐フレッティング性を５点満点で評価した。この値が大きいほど耐フレッティング性が優れていることを意味する。
【００３３】
【表１】
【００３４】
この表１から明らかなように、実施例１〜８のタイヤは、耐ベルトエッジセパレーション性、外径成長抑制効果、耐フレッティング性がいずれも優れていた。これに対して、従来例１のタイヤは、コアフィラメントやシースフィラメントの表面に螺旋状の筋部が加工されていないので、スチールコードに芯抜けを生じ易く、その結果として、耐ベルトエッジセパレーション性が悪いものであった。比較例１のタイヤは、ベルト層を構成するスチールコードのコアフィラメントに波状の癖付けが施されているため、耐ベルトエッジセパレーション性が良好であるものの、外径成長抑制効果が不十分になっていた。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。
【図３】本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト層に使用される３＋８構造のスチールコードを示す斜視図である。
【図４】図３に示すスチールコードの断面図である。
【図５】図３のスチールコードのコアを構成するスチールフィラメントを示す斜視図である。
【図６】図３のスチールコードのシースを構成するスチールフィラメントを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ベルト層
１０ コア
１１ コアのスチールフィラメント
２０ シース
２１ シースのスチールフィラメント
３１ 筋部
Ｓ スチールコード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに撚り合わされたＮ本のスチールフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に該コアとは異なるピッチで同一方向に撚り合わされたＭ本のスチールフィラメントからなるシースとを備えたＮ＋Ｍ構造のスチールコードを、タイヤ構成部材の補強材として用いた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記スチールコードのコア及びシースを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に螺旋状に延長する少なくとも１本の筋部を加工したことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記筋部を平坦面で構成したことを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記スチールコードのコア及びシースの撚り方向と前記筋部の旋回方向とが同方向であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記スチールコードのコアを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に前記筋部を加工し、前記コアの撚りピッチＰ１に対して前記筋部の螺旋ピッチＰｘが０．３≦Ｐｘ／Ｐ１≦０．８の関係を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
前記スチールコードのシースを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に前記筋部を加工し、前記シースの撚りピッチＰ２に対して前記筋部の螺旋ピッチＰｙが０．３≦Ｐｙ／Ｐ２≦０．７の関係を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項６】
前記タイヤ構成部材がベルト層であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項７】
互いに撚り合わされたＮ本のスチールフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に該コアとは異なるピッチで同一方向に撚り合わされたＭ本のスチールフィラメントからなるシースとを備えたＮ＋Ｍ構造のスチールコードにおいて、前記コア及び前記シースを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に螺旋状に延長する少なくとも１本の筋部を加工したことを特徴とするゴム補強用スチールコード。
【請求項８】
前記筋部を平坦面で構成したことを特徴とする請求項７に記載のゴム補強用スチールコード。
【請求項９】
前記コア及び前記シースの撚り方向と前記筋部の旋回方向とが同方向であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のゴム補強用スチールコード。
【請求項１０】
前記コアを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に前記筋部を加工し、前記コアの撚りピッチＰ１に対して前記筋部の螺旋ピッチＰｘが０．３≦Ｐｘ／Ｐ１≦０．８の関係を満足することを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載のゴム補強用スチールコード。
【請求項１１】
前記シースを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に前記筋部を加工し、前記シースの撚りピッチＰ２に対して前記筋部の螺旋ピッチＰｙが０．３≦Ｐｙ／Ｐ２≦０．７の関係を満足することを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載のゴム補強用スチールコード。
【請求項１】
互いに撚り合わされたＮ本のスチールフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に該コアとは異なるピッチで同一方向に撚り合わされたＭ本のスチールフィラメントからなるシースとを備えたＮ＋Ｍ構造のスチールコードを、タイヤ構成部材の補強材として用いた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記スチールコードのコア及びシースを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に螺旋状に延長する少なくとも１本の筋部を加工したことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記筋部を平坦面で構成したことを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記スチールコードのコア及びシースの撚り方向と前記筋部の旋回方向とが同方向であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記スチールコードのコアを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に前記筋部を加工し、前記コアの撚りピッチＰ１に対して前記筋部の螺旋ピッチＰｘが０．３≦Ｐｘ／Ｐ１≦０．８の関係を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
前記スチールコードのシースを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に前記筋部を加工し、前記シースの撚りピッチＰ２に対して前記筋部の螺旋ピッチＰｙが０．３≦Ｐｙ／Ｐ２≦０．７の関係を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項６】
前記タイヤ構成部材がベルト層であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項７】
互いに撚り合わされたＮ本のスチールフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に該コアとは異なるピッチで同一方向に撚り合わされたＭ本のスチールフィラメントからなるシースとを備えたＮ＋Ｍ構造のスチールコードにおいて、前記コア及び前記シースを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に螺旋状に延長する少なくとも１本の筋部を加工したことを特徴とするゴム補強用スチールコード。
【請求項８】
前記筋部を平坦面で構成したことを特徴とする請求項７に記載のゴム補強用スチールコード。
【請求項９】
前記コア及び前記シースの撚り方向と前記筋部の旋回方向とが同方向であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のゴム補強用スチールコード。
【請求項１０】
前記コアを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に前記筋部を加工し、前記コアの撚りピッチＰ１に対して前記筋部の螺旋ピッチＰｘが０．３≦Ｐｘ／Ｐ１≦０．８の関係を満足することを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載のゴム補強用スチールコード。
【請求項１１】
前記シースを構成するスチールフィラメントのうち少なくとも１本のスチールフィラメントの表面に前記筋部を加工し、前記シースの撚りピッチＰ２に対して前記筋部の螺旋ピッチＰｙが０．３≦Ｐｙ／Ｐ２≦０．７の関係を満足することを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載のゴム補強用スチールコード。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１１５９７５（Ｐ２０１０−１１５９７５Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８９１４１（Ｐ２００８−２８９１４１）
【出願日】平成２０年１１月１１日（２００８．１１．１１）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１１日（２００８．１１．１１）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]