JP6690283B2 - 単線コード、ゴム・コード複合体及びタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、質量増を抑制しつつ強度を向上させ得る単線コード、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、ビード補強層等の種々のタイヤ補強部材で構成されている。図５に示されるように、タイヤ補強部材ａは、複数本の素線ｄを束ねたコード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、耐久性能が充分に確保され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、湿気が侵入しやすく、とりわけ、素線ｄがスチール材料の場合、錆による強度低下が発生しやすいという傾向もあった。

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、質量増を抑制しつつ強度を向上させ得る単線コード、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、中心に位置する中空部と、実質的に一定の肉厚を有して前記中空部を囲むリング状の本体部と、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むことを特徴とする。

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、前記各突部の前記本体部からの最大高さは、前記本体部の前記肉厚よりも小さいのが望ましい。

本発明に係る単線コードは、前記横断面において、前記各突部の前記本体部からの最大高さは、コード最大径の５％〜１０％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、前記各突部は、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、表面にめっき層を有するのが望ましい。

本発明に係る単線コードは、前記突部は、４〜１２個であるのが望ましい。

本発明に係る単線コードは、前記突部は、前記本体部の回りを螺旋状にのび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からなるゴム・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を内部に具えているタイヤである。

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、中心に位置する中空部と、実質的に一定の肉厚を有して中空部を囲むリング状の本体部と、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。本実施形態の単線コードは、中空部を有する中空構造であるため、質量を小さくできる。また、突部は、単線コードの強度を大きく向上させる。さらに、本体部は、実質的に一定の肉厚であるので、突部の設けられていない本体部の円周方向において、強度が均一化されるため、さらに、強度が向上する。

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。 他の実施形態の単線コードの斜視図である。 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）を採用した重荷重用空気入りタイヤ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、重荷重用空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」という場合がある。）１に限定されるものではなく、例えば、乗用車用、自動ニ輪車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の様々なタイヤに用いることができる。

図１に示されるように、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。なお、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、各ベルトプライ７Ａ乃至７Ｄは、少なくとも１本、本実施形態では、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層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、スチールコードが好適である。

そして、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において、中空部１５と、本体部１６と、複数の突部１７とを含んで構成されている。中空部１５は、単線コード１３の中心に位置している。本体部１６は、実質的に一定の肉厚ｔを有して中空部１５を囲むリング状で形成されている。突部１７は、本体部１６から半径方向外側に突出ている。これにより、本実施形態の本体部１６は、本体部１６の半径方向外側に突部１７が設けられる複数の第１部分１６ａと、本体部１６の半径方向外側に突部１７が設けられない複数の第２部分１６ｂとで構成されている。このように、本実施形態の単線コード１３は、中空部１５を有する中空構造であるため、質量を小さくできる。また、突部１７は、単線コード１３の強度を大きく向上させる。さらに、本体部１６は、実質的に一定の肉厚ｔであるので、第２部分１６ｂの強度が本体部１６の円周方向において均一化されるので、単線コード１３全体の強度が、さらに向上する。

「実質的に一定の肉厚」とは、第２部分１６ｂにおいて、本体部１６の肉厚ｔが最大となる最大肉厚部（図示省略）と、肉厚が最小となる最小肉厚部（図示省略）との肉厚の差が、最大肉厚部の肉厚の２０％以下であるものをいう。

各突部１７は、本体部１６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、本体部１６の円周方向で強度の均一化が得られるので、より一層強度が向上する。

各突部１７の本体部１６からの最大高さＨａは、本体部１６の肉厚ｔよりも小さいのが望ましい。各突部１７の前記最大高さＨａが本体部１６の肉厚ｔよりも大きい場合、第２部分１６ｂの強度が大きく低下して、単線コード１３全体としての強度が低下するおそれがある。また、単線コード１３の質量が大きくなるおそれがある。

各突部１７の本体部１６からの最大高さＨａは、コード最大径Ｄの５％〜１０％であるのが望ましい。突部１７の前記最大高さＨａがコード最大径Ｄの５％未満の場合、突部１７による強度向上効果が小さくなるので、単線コード１３の強度が低下するおそれがある。突部１７の前記最大高さＨａがコード最大径Ｄの１０％を超える場合、本体部１６の外径Ｄａが小さくなり、単線コード１３の強度が低下するおそれがある。

上述の作用を効果的に発揮させるため、本体部１６の肉厚ｔは、本体部１６の外径Ｄａの１０％〜３０％であるのが望ましい。本体部１６の肉厚ｔが本体部１６の外径Ｄａの１０％未満の場合、第２部分１６ｂの強度が大きく低下するおそれがある。本体部１６の肉厚ｔが本体部１６の外径Ｄａの３０％を超える場合、単線コード１３の質量を低下できないおそれがある。

各突部１７は、本実施形態では、略半円状である。これにより、突部１７に作用する力が分散されるので、単線コード１３の強度を効果的に高め得る。なお、突部１７は、このような形状に限定されるものではなく、例えば、略三角形状を含む多角形状でも良い。

突部１７は、４〜１２個であるのが望ましい。突部１７が４個未満の場合、単線コード１３の強度を向上できないおそれがある。突部１７が１２個を超える場合、単線コード１３の質量を過度に大きくなるおそれがある。また、第２部分１６ｂの面積が小さくなり、トッピングゴム層１２が被覆されないおそれがある。このような観点より、突部１７は、６〜１０個であるのが、さらに望ましい。

各突部１７は、本実施形態では、本体部１６の長手方向に沿って連続してのびている。このような単線コード１３は、高い強度を維持しうる。

単線コード１３は、表面にめっき層１９を有している。めっき層１９は、トッピングゴム層１２との接着性を高めるので、フレッティング摩耗を抑制する。このようなめっき層１９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。

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又は押出装置を用いた引き抜き工程や押し出し工程により成形される。

図４には、単線コード１３の他の実施形態が示される。図４に示されるように、各突部１７は、この実施形態では、本体部１６の回りを螺旋状に連続してのびている。これにより、本体部１６の円周方向に単線コード１３の強度が均一化される。また、このような単線コード１３は、トッピングゴム層１２との接着力を高め得る。

本実施形態では、単線コード１３を含むゴム・コード複合体９が、ベルトプライ７Ａ乃至７Ｄに適用された場合を説明している。しかしながら、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を、本実施形態のゴム・コード複合体９に適用することもできる。本発明のゴム・コード複合体９にカーカスプライ６Ａが適用される場合、単線コード１３は、有機繊維であっても良い。また、本実施形態の単線コード１３は、ビードコア５を構成するビードワイヤ（図示省略）に適用することもできる。

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。

表１に示す仕様の図３の単線コード及び図５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（コードの最大径（Ｄ）< mm² > 、コード引張り強度<N> 、コード曲げ剛性< Nmm²> ）を測定し、図５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及びカーカスコードとして用いた図１に示されるタイヤサイズ１１Ｒ２０の重荷重用タイヤを試作し、耐フレッティング性能、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。

＜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（ベルトコード切れ又はカーカスコード切れ）が発生するまでの走行時間を測定した。結果は、図５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、カーカス及びベルト層を切り出して、コードとトッピングゴム層との接着状態が、タイヤの各部において、５０箇所確認された。結果は、図５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、質量が約８０％である。また、この単線コードで構成されたタイヤは、比較例のコードで構成されたタイヤに比して、接着性、耐久性に優れ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 中空部
１６ 本体部
１７ 突部
ｔ 肉厚

Claims (9)

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、中心に位置する中空部と、実質的に一定の肉厚を有して前記中空部を囲むリング状の本体部と、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、
   前記突部は、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、前記各突部の前記本体部からの最大高さは、前記本体部の前記肉厚よりも小さい請求項１又は２記載の単線コード。
4. 前記横断面において、前記各突部の前記本体部からの最大高さは、コード最大径の５％〜１０％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、前記各突部は、略半円状である請求項１乃至４のいずれかに記載の単線コード。
6. 表面にめっき層を有する請求項１乃至５のいずれかに記載の単線コード。
7. 前記突部は、４〜１２個である請求項１乃至６のいずれかに記載の単線コード。
8. 請求項１乃至７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からなるゴム・コード複合体。
9. 請求項１乃至７のいずれかに記載された単線コードを内部に具えていることを特徴とするタイヤ。

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