JP2018009258A - 単線コード、ゴム・コード複合体及びタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性能を向上し得る単線コード、ゴム・コード複合体及びタイヤ。【解決手段】長手方向と直角な横断面において、中心に位置する中実の本体部１５と、本体部１５から半径方向外側に突出する複数の突部１６とを含んでいる単線コード１３であって、複数の突部１６は、長手方向において、本体部１５の回りを螺旋状にのびている単線コード１３。各突部１６は、本体部１５の円周方向に、一定の間隔で形成されているのが望ましい単線コード１３。【選択図】図３

Description

本発明は、耐久性能を向上し得る単線コード、ゴム・コード複合体及びタイヤに関する。

タイヤは、例えば、カーカス、ベルト層、ビード補強層等のタイヤ補強部材で構成されている。図６に示されるように、タイヤ補強部材ａは、有機繊維やスチールからなるコードｂと、コードｂを被覆するトッピングゴムｃとを含んで構成されている。従来、このようなコードｂとして、複数本の素線ｄを引き揃えた１つの素線束からなるコアｅと、コアｅの周囲で螺旋状に巻き付けられた複数本の素線ｄからなるシースｆとを具えたものが採用されている。

しかしながら、このようなコードｂは、トッピングゴムｃがシースｆの素線ｄ間に入り込みにくく、空隙が生じやすいため、素線ｄ、ｄ同士が擦れてフレッティング摩耗を生じさせ、耐久性能が高くないという傾向があった。また、このようなコードｂは、タイヤ製造時に、空隙に湿気が侵入しやすく、トッピングゴムｃとコードｂとの剥離や、素線ｄがスチール材料の場合では、錆によって耐久性能が低下しやすいという傾向があった。

特開２００２−４１８４号公報

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、単線コードの断面形状を改善することを基本として、耐久性能を向上しうる単線コード、ゴム・コード複合体及びタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明は、単線コードであって、長手方向と直角な横断面において、中心に位置する中実の本体部と、前記本体部から半径方向外側に突出する複数の突部とを含み、前記各突部は、前記長手方向において、前記本体部の回りを螺旋状にのびていることを特徴とする。

本発明に係る単線コードは、前記横断面において、前記各突部が、前記本体部の円周方向に、一定の間隔で形成されているのが望ましい。

本発明に係る単線コードは、前記横断面において、前記本体部が、円形状であり、前記各突部の前記本体部からの最大高さは、前記本体部の半径よりも大きいのが望ましい。

本発明に係る単線コードは、前記横断面において、前記突部の少なくとも１つが、半径方向の外端が略半円状であるのが望ましい。

本発明に係る単線コードは、前記横断面において、前記突部の少なくとも１つが、半径方向の外側が少なくとも２つに枝分かれしているのが望ましい。

本発明に係る単線コードは、前記横断面において、前記突部の少なくとも１つが、実質的に一定の幅で半径方向にのびる等幅部を含むのが望ましい。

本発明に係る単線コードは、前記横断面において、前記等幅部が、前記本体部に連通しているのが望ましい。

本発明に係る単線コードは、前記突部が、前記本体部の回りに３〜１２個設けられているのが望ましい。

本発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載された少なくとも１本の単線コードと、前記単線コードを被覆するトッピングゴム層とを含むゴム・コード複合体である。

本発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載された単線コードが内部に配されていることを特徴とするタイヤである。

本発明の単線コードは、長手方向と直角な横断面において、中心に位置する中実の本体部と、本体部から半径方向外側に突出する複数の突部とを含んでいる。このような単線コードは、例えば、トッピングゴムを、突部間に容易に浸入させうる。これにより、単線コードは、トッピングゴムで被覆された場合、空隙の生成を抑えるので、剥離や、例えば、単線コードがスチール材料の場合でも、錆の発生を抑制する。このため、耐久性が向上する。また、中実の本体部は、単線コードの剛性を大きく維持しうるので、強度を高く維持する。

各突部は、長手方向において、本体部の回りを螺旋状にのびている。即ち、突部は、長手方向にネジ状に形成されるので、例えば、被覆されるトッピングゴムにねじのような物理的な接着力を与えることができる。これにより、単線コードとトッピングゴムとの接着力が大きく高められる。従って、本発明の単線コードは、耐久性能が大きく向上する。

本発明の一実施形態の単線コードを具えたタイヤの断面図である。 単線コードを具えたゴム・コード複合体の断面図である。 単線コードの横断面図である。 単線コードの斜視図である。 他の実施形態の単線コードの断面図である。 従来例のコードを具えたゴム・コード複合体の断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本発明の一実施形態の単線コード１３（図２に示す）が使用されているタイヤ１のタイヤ子午線断面図である。本実施形態の単線コード１３は、例えば、乗用車用、自動ニ輪車用や重荷重用の空気入りタイヤ、及び、タイヤの内部に加圧された空気が充填されない非空気式タイヤ等に用いられる。図１に示されるように、本実施形態では、単線コード１３が、重荷重用空気タイヤに用いられている。なお、単線コード１３は、タイヤの使用に限定されるものではなく、種々のゴム材料に使用される。

本実施形態のタイヤ１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に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７とを少なくとも具えて構成される。本実施形態のタイヤ１は、ビードコア５廻りで略Ｕ字状に配されるビード補強層８を、さらに具えている。

カーカス６は、タイヤ周方向に対して、例えば、７５〜９０度の角度で配列したカーカスコードの配列体をトッピングゴムで被覆した１枚以上、本実施形態では１枚のカーカスプライ６Ａから形成されている。カーカスプライ６Ａは、ビードコア５、５間に跨るトロイド状のプライ本体部６ａと、その両端に連なりビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂとを具えている。カーカスコードとしては、スチールが好適であるが、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードでも良い。

ベルト層７は、タイヤ周方向に対して、例えば、１０〜４５度の角度で配列したベルトコード（図２に示す）１０を有する２枚以上、本実施形態では４枚のベルトプライ７Ａ乃至７Ｄから形成されている。図２に示されるように、本実施形態では、各ベルトプライ７Ａ乃至７Ｄは、複数本のベルトコード１０の配列体１１と、この配列体１１を被覆するトッピングゴム１２とを含むゴム・コード複合体９として形成されている。ベルトコード１０としては、例えば、スチールコードが好適である。

本実施形態では、ベルトコード１０に、本発明に係る単線コード１３が使用されている。

図３に示されるように、本実施形態の単線コード１３は、長手方向と直角な横断面（端面）において、本体部１５と、複数の突部１６とを含んで構成されている。本体部１５は、単線コード１３の中心に位置し、中実で形成されている。突部１６は、本体部１５から半径方向外側に突出している。即ち、本実施形態の単線コード１３には、突部１６、１６間で形成する凹部１７がタイヤ周方向に複数形成されている。このような単線コード１３は、トッピングゴム１２を、凹部１７に容易に浸入させうる。これにより、トッピングゴム１２で被覆された場合、単線コード１３は、空隙の生成を抑えるので、単線コード１３とトッピングゴム１２との剥離や、例えば、単線コード１３がスチール材料の場合でも、錆の発生を抑制する。このため、耐久性能が向上する。また、中実の本体部１５は、単線コード１３の剛性を大きく維持しうるので、強度を高く維持する。

図４に示されるように、本実施形態の単線コード１３は、各突部１６が、長手方向において、本体部１５の回りを螺旋状にのびている。このように、各突部１６は、長手方向にネジ状に形成されるので、トッピングゴム１２にねじのような物理的な接着力を与えることができる。これにより、単線コード１３とトッピングゴム１２との接着力が大きく高められる。従って、本実施形態の単線コード１３は、耐久性能を大きく向上する。

１つの突部１６が周方向に３６０度回転するときの単線コード１３の長手方向の長さＬは、単線コード１３の最大径Ｄ（図３に示す）の１．０〜４．５倍が望ましい。前記長さＬが単線コード１３の最大径Ｄの１．０倍未満の場合、凹部１７が小さくなり、凹部１７にトッピングゴム１２が浸入しづらくなる。前記長さＬが単線コード１３の最大径Ｄの４．５倍を超える場合、上記物理的な接着力が小さくなり、単線コード１３とトッピングゴム１２との接着力を高められないおそれがある。単線コード１３の最大径Ｄは、単線コード１３の外接円Ｃ１で特定される。

図３に示されるように、本実施形態の本体部１５は、円形状で形成されている。このような本体部１５は、さらに強度を高く維持しうる。本体部１５は、本実施形態では、単線コード１３の内接円Ｃ２として特定される。本体部１５の形状は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、楕円状でも良い。

各突部１６は、本体部１５の円周方向に、一定の間隔θで形成されている。このような単線コード１３は、各凹部１７の半径方向のピッチを等しくするので、トッピングゴム１２を均等に被覆することができるため、さらに、空隙の発生を抑制し得る。

突部１６は、本実施形態では、実質的に一定の幅で半径方向にのびる等幅部１９と、半径方向の外端が半円状の端部２０とを含んでいる。このような等幅部１９は、突部１６が螺旋状にのびていることにより、トッピングゴム１２に、より効果的に接着力を与える。また、半円状の端部２０は、端部２０上に被覆されたトッピングゴム１２に作用する外力を緩和して、強固な接着を維持させる。端部２０は、本実施形態では、等幅部１９に連通している。

「実質的に一定の幅」とは、等幅部１９の幅が最大となる最大幅部（図示省略）の幅と、等幅部１９の幅が最小の幅となる最小幅部（図示省略）の幅との差が、最大幅部の幅の１０％以下の幅をいう。

等幅部１９は、本実施形態では、本体部１５に連通している。このような突部１６は、上述の物理的な接着効果をより効果的に発揮し得る。本実施形態では、各突部１６に１本の等幅部１９が形成されている。

等幅部１９の幅Ｗ１は、単線コード１３の最大径Ｄの５％〜２０％が望ましい。等幅部１９の幅Ｗ１が単線コード１３の最大径Ｄの５％未満の場合、突部１６の剛性が小さくなり、強度が小さくなるおそれがある。等幅部１９の幅Ｗ１が単線コード１３の最大径Ｄの２０％を超える場合、突部１６の剛性が過度に高められ、螺旋状に形成できないおそれがある。

突部１６は、３〜１２個であるのが望ましい。突部１６が３個未満の場合、物理的な接着力が低下して、単線コード１３の耐久性能が小さくなるおそれがある。突部１６が１２個を超える場合、凹部１７のピッチが小さくなり、トッピングゴム１２を均一に被覆できないおそれがある。このような観点より、突部１６は、６〜１０個であるのが、さらに望ましい。

各突部１６の本体部１５からの最大高さＨは、本体部１５の半径Ｒよりも大きいのが望ましい。このような単線コード１３は、トッピングゴム１２に上述の物理的な接着力を、効果的に与えることができる。

上述の作用を効果的に発揮させるため、単線コード１３の最大径Ｄは、本体部１５の半径Ｒの５倍を超えるのが望ましい。なお、単線コード１３の最大径Ｄが本体部１５の半径Ｒよりも過度に大きくなる場合、単線コード１３自体の強度が低下するおそれがある。このため、単線コード１３の最大径Ｄは、本体部１５の半径Ｒの７倍以下が望ましい。

このような単線コード１３の最大径Ｄは、０．３〜３．５mmが望ましい。

単線コード１３は、本実施形態では、表面にめっき層（図示省略）が形成されている。めっき層は、単線コード１３とトッピングゴム１２との接着性を高めるので、耐久性能がさらに向上し得る。このようなめっき層としては、例えば、黄銅めっきや青銅めっきなどが望ましい。

図５には、単線コード１３の他の実施形態が示される。図５に示されるように、各突部１６は、突部１６の半径方向の外側が枝分かれしている。突部１６は、本実施形態では、本体部１５からのびる主部２１と、主部２１から枝分かれする副部２２、２２とで構成されている。このような突部１６は、トッピングゴム１２との接触面積を大きくして、一層、接着力を向上しうる。

本実施形態の主部２１は、実質的に一定の幅Ｗ１で半径方向にのびる主等幅部２１ａと、主等幅部２１ａに連通しかつ半径方向外側に幅が漸増する漸増部２１ｂとを含んでいる。このような主部２１は、突部１６の枝分かれによる単線コード１３の剛性低下を抑制して、強度を維持しうる。

本実施形態の副部２２は、主部２１に連通しかつ実質的に一定の幅Ｗ２で半径方向にのびる副等幅部２２ａと、副等幅部２２ａに連通して半円状で終端する端部２２ｂとで形成されている。

副等幅部２２ａの幅Ｗ２は、主等幅部２１ａの幅Ｗ１の８０〜１００％が望ましい。副等幅部２２ａの幅Ｗ２が主等幅部２１ａの幅Ｗ１の８０％未満の場合、副部２２の剛性が低下し、強度低下を抑制できないおそれがある。副等幅部２２ａの幅Ｗ２が主等幅部２１ａの幅Ｗ１の１００％を超える場合、凹部１７が小さくなり、凹部１７にトッピングゴム１２を充填することができず、空隙の生成を抑えられないおそれがある。

この実施形態では、全ての突部１６が、主部２１と副部２２とを具えているが、このような態様に限定されるものではなく、例えば、１本の突部１６のみが主部２１と副部２２とを具えている態様でも良い。

なお、単線コード１３を含むゴム・コード複合体９は、ベルトプライ７Ａ乃至７Ｄに適用されるのに限定されるものではなく、例えば、カーカスプライ６Ａ、ビード補強層８のプライなどの他のコードプライに適用されても良い。カーカスプライ６Ａに適用される場合、単線コード１３は、例えば、有機繊維であっても良い。

このような非円形の単線コード１３は、例えば、周知構造の引抜装置を用いた引き抜き工程や、周知構造の押出装置を用いた押し出し工程により成形される。

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されうる。

図３に示される単線コード及び図６に示されるコードを同じスチール材料で試作し、そのコード特性（コード引張り強度<N> 、コード曲げ剛性< Nmm＾2 >、 ）が測定され、図６に示されるコードのテスト結果を１００とする指数で表示している。また、これらのコードをベルトコードとして用いた図１に示されるタイヤサイズ１１Ｒ２０の重荷重用空気入りタイヤを試作し、ゴム浸透性、耐フレッティング性能、及び、接着性をテストし比較した。コード引張り強度は、ＪＩＳ−Ｚ２２４１（「金属材料引張試験方法」）に基づいて測定した。

＜ゴム浸透性＞
試供タイヤからベルトコードをトッピングゴムが付着した状態で取り出された。次に、図３に示される単線コードでは、トッピングゴムが完全に充墳されている部分の長さを約１０cmに亘って測定し、トッピングゴムが充填されている部分の長さの全長さに対する比率が計測された。図６に示されるコードでは、ベルトコードの表面からできる限りゴムを除去した後、コード断面からナイフを入れて、隣り合う２本の素線を除去する。そして、除去された２本の素線と残りの素線の束との間にトッピングゴムが完全に充墳されている部分の長さを約１０cmに亘って測定し、トッピングゴムが充填されている部分の長さの全長さに対する比率が計測された。結果は、結果は１０本のコードにおける平均値であり、図３に示される単線コードの前記比率を、図６に示されるコードの前記比率を１００とする指数で表示している。数値が大きい方が優れている。

＜耐フレッティング性能＞
テストタイヤを下記の条件下にて、周知構造のドラム試験機上を走行させ、フレッティングによる損傷（ベルトコード切れ）が発生するまでの走行時間を測定した。結果は、図６のコードを使用したタイヤの結果を１００とする指数で表示している。数値が大きい方が優れている。
リム：８．５×２０
内圧：１０００kPa
縦荷重：１３１kN（規格荷重の３５０％に相当）
速度：６０km/h

＜接着性＞
テストタイヤを耐フレッティング性能テストの条件下にて、上記ドラム試験機上を５時間走行させた後、ベルト層を切り出して、コードとトッピングゴムとの接着状態が、タイヤの各部において、５０箇所確認された。結果は、図６のコードを使用したタイヤの剥離箇所との比で表示している。数値が小さい方が優れている。

テストの結果、実施例の単線コードは、比較例のコードに比して、引張強度及び曲げ剛性が実質的に同じであるのに、ゴム浸透性、接着性、耐フレッティング性に優れ、高い耐久性能を有していることが確認できた。また、タイヤ寸法や、カーカス又はベルト層のトッピングゴムの仕様、単線コードの形状を好ましい範囲内で変更してテストしたが、同じ結果であった。

１３ 単線コード
１５ 本体部
１６ 突部

Claims (10)

1. 単線コードであって、
   長手方向と直角な横断面において、中心に位置する中実の本体部と、前記本体部から半径方向外側に突出する複数の突部とを含み、
   前記各突部は、前記長手方向において、前記本体部の回りを螺旋状にのびていることを特徴とする単線コード。
2. 前記横断面において、前記各突部は、前記本体部の円周方向に、一定の間隔で形成されている請求項１記載の単線コード。
3. 前記横断面において、前記本体部は、円形状であり、
   前記各突部の前記本体部からの最大高さは、前記本体部の半径よりも大きい請求項１又は２記載の単線コード。
4. 前記横断面において、前記突部の少なくとも１つは、半径方向の外端が略半円状である請求項１乃至３のいずれかに記載の単線コード。
5. 前記横断面において、前記突部の少なくとも１つは、半径方向の外側が少なくとも２つに枝分かれしている請求項１乃至４のいずれかに記載の単線コード。
6. 前記横断面において、前記突部の少なくとも１つは、実質的に一定の幅で半径方向にのびる等幅部を含む請求項１乃至５のいずれかに記載の単線コード。
7. 前記横断面において、前記等幅部は、前記本体部に連通している請求項６記載の単線コード。
8. 前記突部は、前記本体部の回りに３〜１２個設けられている請求項１乃至７のいずれかに記載の単線コード。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載された少なくとも１本の単線コードと、前記単線コードを被覆するトッピングゴム層とを含むゴム・コード複合体。
10. 請求項１乃至８のいずれかに記載された単線コードが内部に配されていることを特徴とするタイヤ。

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