特許 7691610 スチールコード及びそれを用いた空気入りラジアルタイヤ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-06-04

(45)【発行日】2025-06-12

(54)【発明の名称】スチールコード及びそれを用いた空気入りラジアルタイヤ

(51)【国際特許分類】

   D07B 1/06 20060101AFI20250605BHJP

   B60C 9/00 20060101ALI20250605BHJP

【ＦＩ】

D07B1/06 A

B60C9/00 L

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021020571

(22)【出願日】2021-02-12

(65)【公開番号】P2022123333

(43)【公開日】2022-08-24

【審査請求日】2024-01-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000006714

【氏名又は名称】横浜ゴム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(72)【発明者】

【氏名】藤森 弘章

【審査官】河内 浩志

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－３１４０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１３－００５４５１２（ＫＲ，Ａ）

【文献】実開平０４－０８９５９０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｄ０７Ｂ１／００－ ９／００

Ｂ６０Ｃ１／００－１９／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１本のフィラメントからなる第１層と５本のフィラメントからなる第２層と１０本のフィラメントからなる第３層とを含む１＋５＋１０構造を有するスチールコードにおいて、前記第１層、前記第２層及び前記第３層は１回の撚り工程で撚り合わせることで形成され、前記第３層の５つの頂点位置の相互間に規定される５つの非頂点位置のうち少なくとも１つの非頂点位置にあるフィラメントに２次元の波付けが施され、前記波付けが施されたフィラメントはその振幅方向がコード径方向と一致するように配置されていることを特徴とするスチールコード。

【請求項2】

前記第３層のフィラメントの素線径Ｄｓと波付け高さＤｈとが１．０７≦Ｄｈ／Ｄｓ≦２．０の関係を満足することを特徴とする請求項１に記載のスチールコード。

【請求項3】

前記５つの非頂点位置にある全てのフィラメントに２次元の波付けが施されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスチールコード。

【請求項4】

複数本の補強コードを含む補強層を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記補強コードとして、１本のフィラメントからなる第１層と５本のフィラメントからなる第２層と１０本のフィラメントからなる第３層とを含む１＋５＋１０構造を有するスチールコードが使用され、前記第１層、前記第２層及び前記第３層は１回の撚り工程で撚り合わせることで形成され、前記第３層の５つの頂点位置の相互間に規定される５つの非頂点位置のうち少なくとも１つの非頂点位置にあるフィラメントに２次元の波付けが施され、前記波付けが施されたフィラメントはその振幅方向がコード径方向と一致するように配置されていることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。

【請求項5】

前記第３層のフィラメントの素線径Ｄｓと波付け高さＤｈとが１．０７≦Ｄｈ／Ｄｓ≦２．０の関係を満足することを特徴とする請求項４に記載の空気入りラジアルタイヤ。

【請求項6】

前記５つの非頂点位置にある全てのフィラメントに２次元の波付けが施されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の空気入りラジアルタイヤ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、１＋５＋１０構造を有するスチールコード及び該スチールコードをカーカス層に代表される補強層の補強コードとして用いた空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、ゴム浸透性を改善することを可能にしたスチールコード及びそれを用いた空気入りラジアルタイヤに関する。

【背景技術】

【0002】

トラック・バス用の空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層の補強コードとして、１本のフィラメントからなる第１層と５本のフィラメントからなる第２層と１０本のフィラメントからなる第３層とを含む１＋５＋１０構造を有するスチールコードが一般的に使用されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

上述のような１＋５＋１０構造を有するスチールコードは、３層を１回で撚ることができるため生産コストを抑えられるという利点がある一方で、フィラメント間隔が詰まるためコード内部へのゴム浸透性が悪いという欠点がある。そのため、コード内部に水分が滲み込むと、その水分がスチールコードの長手方向に沿って伝播し、広い範囲で錆が成長し、その結果として、空気入りラジアルタイヤの耐久性が低下するという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平１０－２８０２８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、ゴム浸透性を改善することを可能にしたスチールコード及びそれを用いた空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するための本発明のスチールコードは、１本のフィラメントからなる第１層と５本のフィラメントからなる第２層と１０本のフィラメントからなる第３層とを含む１＋５＋１０構造を有するスチールコードにおいて、前記第１層、前記第２層及び前記第３層は１回の撚り工程で撚り合わせることで形成され、前記第３層の５つの頂点位置の相互間に規定される５つの非頂点位置のうち少なくとも１つの非頂点位置にあるフィラメントに２次元の波付けが施され、前記波付けが施されたフィラメントはその振幅方向がコード径方向と一致するように配置されていることを特徴とするものである。

【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、複数本の補強コードを含む補強層を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記補強コードとして、１本のフィラメントからなる第１層と５本のフィラメントからなる第２層と１０本のフィラメントからなる第３層とを含む１＋５＋１０構造を有するスチールコードが使用され、前記第１層、前記第２層及び前記第３層は１回の撚り工程で撚り合わせることで形成され、前記第３層の５つの頂点位置の相互間に規定される５つの非頂点位置のうち少なくとも１つの非頂点位置にあるフィラメントに２次元の波付けが施され、前記波付けが施されたフィラメントはその振幅方向がコード径方向と一致するように配置されていることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0008】

本発明者は、生産コストが低い１＋５＋１０構造を有するスチールコードについて鋭意研究した結果、第３層の非頂点位置にあるフィラメントに２次元の波付けを施すことにより、ゴム浸透性が効果的に改善されることを知見し、本発明に至ったのである。

【0009】

即ち、本発明では、空気入りラジアルタイヤの補強層の補強コードとして、１本のフィラメントからなる第１層と５本のフィラメントからなる第２層と１０本のフィラメントからなる第３層とを含む１＋５＋１０構造を有するスチールコードを採用するにあたって、第１層、第２層及び第３層は１回の撚り工程で撚り合わせることで形成され、第３層の５つの頂点位置の相互間に規定される５つの非頂点位置のうち少なくとも１つの非頂点位置にあるフィラメントに２次元の波付けが施されていることにより、フィラメント間に十分な隙間が形成されるので、コード内部へのゴム浸透性を改善し、空気入りラジアルタイヤの耐久性を改善することができる。

【0010】

上記スチールコードにおいて、第３層のフィラメントの素線径Ｄｓと波付け高さＤｈとが１．０７≦Ｄｈ／Ｄｓ≦２．０の関係を満足することが好ましい。このように波付け高さＤｈを規定することにより、コード内部へのゴム浸透性を改善しつつ、コード端末のバラケを効果的に防止することができる。

【0011】

上記スチールコードにおいて、５つの非頂点位置にある全てのフィラメントに２次元の波付けが施されていることが好ましい。これにより、コード内部へのゴム浸透性を効果的に改善することができる。

【0012】

上記スチールコードにおいて、波付けが施されたフィラメントはその振幅方向がコード径方向と一致するように配置されていることが好ましい。これにより、スチールコードの形状が安定化し、コード端末のバラケを効果的に抑制することができる。

【0013】

本発明において、上記スチールコードが使用される空気入りラジアルタイヤの補強層は特に限定されるものではなく、例えば、カーカス層、ベルト層、サイド補強層を挙げることができる。しかしながら、上記スチールコードの特性を考慮すると、該スチールコードが使用される補強層はカーカス層であることが好ましい。

【0014】

本発明は、トラック・バス用の空気入りラジアルタイヤに適用することが好適であるが、上述のようなスチールコードが補強層の補強コードとして使用される限りにおいて、上記以外の用途の空気入りラジアルタイヤにも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【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】本発明で使用される１＋５＋１０構造を有するスチールコードの一例を示す断面図である。

【図3】本発明で使用される１＋５＋１０構造を有するスチールコードにおいて２次元の波付けが施された第３層のフィラメントを抽出して示す断面図である。

【図4】本発明で使用される１＋５＋１０構造を有するスチールコードにおいて２次元の波付けが施された第３層のフィラメントを抽出して示す側面図である。

【図5】従来の１＋５＋１０構造を有するスチールコードを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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間にはタイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含むカーカス層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。

【0017】

また、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はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、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。ベルト層６において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば２０°～６０°の範囲に設定されている。

【0018】

上記空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層４の補強コードとして、後述する１＋５＋１０構造を有するスチールコードが使用されている。

【0019】

図２は本発明で使用される１＋５＋１０構造を有するスチールコードを示し、図３及び図４はそのスチールコードにおいて２次元の波付けが施された第３層のフィラメントを抽出して示すものである。

【0020】

図２に示すように、スチールコード１０は、１本のフィラメント１１からなる第１層Ｌ１と５本のフィラメント１２からなる第２層Ｌ２と１０本のフィラメント１３からなる第３層Ｌ３とを含む１＋５＋１０構造を有している。この１＋５＋１０構造を有するスチールコード１０は、１本のフィラメント１１からなる第１層Ｌ１と５本のフィラメント１２からなる第２層Ｌ２と１０本のフィラメント１３からなる第３層Ｌ３とを束ねた状態で、これら３つの層Ｌ１～Ｌ３を１回で撚り合わせることで形成される。そのため、スチールコード１０の生産コストを抑えることができるという利点がある。

【0021】

スチールコード１０において、第３層Ｌ３には５つの頂点位置Ｐ１が存在する。頂点位置Ｐ１とは、第１層Ｌ１のフィラメント１１と第２層Ｌ２のフィラメント１２と第３層Ｌ３のフィラメント１３がコード径方向に沿って直列に並ぶ位置である。そして、５つの頂点位置Ｐ１の相互間には５つの非頂点位置Ｐ２が規定される。第３層Ｌ３において、頂点位置Ｐ１にあるフィラメント１３をフィラメント１３Ａとし、非頂点位置Ｐ２にあるフィラメント１３をフィラメント１３Ｂとする。これら５つの非頂点位置Ｐ２のうちの少なくとも１つの非頂点位置Ｐ２にあるフィラメント１３Ｂ、より好ましくは、５つの非頂点位置Ｐ２にある全てのフィラメント１３Ｂには、図２～図４に示すように、２次元の波付けが施されている。これとは対照的に、５つの頂点位置Ｐ１にあるフィラメント１３Ａには、２次元の波付けが施されていない。

【0022】

上述した空気入りラジアルタイヤでは、カーカス層４の補強コードとして、１本のフィラメント１１からなる第１層Ｌ１と５本のフィラメント１２からなる第２層Ｌ２と１０本のフィラメント１３からなる第３層Ｌ３とを含む１＋５＋１０構造を有するスチールコード１０を採用するにあたって、第３層Ｌ３の５つの頂点位置Ｐ１の相互間に規定される５つの非頂点位置Ｐ２のうち少なくとも１つの非頂点位置Ｐ２にあるフィラメント１３Ｂに２次元の波付けが施されているので、フィラメント１２，１３間に十分な隙間が形成される。これにより、スチールコード１０の内部へのゴム浸透性を改善し、空気入りラジアルタイヤの耐久性を改善することができる。

【0023】

図５は従来の１＋５＋１０構造を有するスチールコードを示すものである。図５において、スチールコード２０は、１本のフィラメント２１からなる第１層Ｌ１と５本のフィラメント２２からなる第２層Ｌ２と１０本のフィラメント２３からなる第３層Ｌ３とを含む１＋５＋１０構造を有している。スチールコード２０において、５つの頂点位置Ｐ１にあるフィラメント２３Ａ及び５つの非頂点位置Ｐ２にあるフィラメント２３Ｂには、２次元の波付けが施されていない。そのため、非頂点位置Ｐ２にあるフィラメント２３Ｂとその両側に位置するフィラメント２３Ａ，２３Ａが直線的に並んでおり、スチールコード２０の断面形状が概ね五角形になっている。この場合、第３層Ｌ３において非頂点位置Ｐ２にあるフィラメント２３Ｂが第２層Ｌ２のフィラメント２２，２２間の隙間を閉塞するように配置されるためゴム浸透性が悪い。

【0024】

これに対して、上述したスチールコード１０では、第３層Ｌ３において非頂点位置Ｐ２にあるフィラメント１３Ｂに２次元の波付けが施されているので、ゴム浸透性の改善効果が極めて高いのである。これにより、生産コストが低いという１＋５＋１０構造を有するスチールコード１０の利点を活かしながら、そのゴム浸透性を改善することが可能になる。なお、１＋５＋１０構造を有するスチールコード１０では、第３層Ｌ３において頂点位置Ｐ１にあるフィラメント１３Ａに２次元の波付けが施されていても、ゴム浸透性の改善効果は殆ど得られない。

【0025】

上記スチールコード１０において、第３層Ｌ３のフィラメント１３（１３Ｂ）の素線径Ｄｓと波付け高さＤｈとは１．０７≦Ｄｈ／Ｄｓ≦２．０の関係を満足していると良い。このように波付け高さＤｈを規定することにより、スチールコード１０の内部へのゴム浸透性を改善しつつ、スチールコード１０のバラケを防止することができる。ここで、Ｄｈ／Ｄｓ＜１．０７であるとゴム浸透性の改善効果が低下し、Ｄｈ／Ｄｓ＞２．０であるとコード形状が不安定になり、コード端末のバラケを生じ易くなる。

【0026】

上記スチールコード１０において、第１層Ｌ１を構成するフィラメント１１の素線径Ｄｃ、第２層Ｌ２を構成するフィラメント１２の素線径Ｄｍ及び第３層Ｌ３を構成するフィラメント１３の素線径Ｄｓは、同一であっても良く、或いは、互いに異なっていても良いが、その素線径Ｄｃ，Ｄｍ，Ｄｓが例えば０．１５ｍｍ～０．２５ｍｍの範囲に設定されることが好ましい。

【0027】

特に、第１層Ｌ１のフィラメント１１の素線径Ｄｃと第２層Ｌ２のフィラメント１２の素線径Ｄｍと第３層Ｌ３のフィラメント１３の素線径ＤｓとがＤｃ＜Ｄｍ＜Ｄｓの関係を満足していると良い。このように第１層Ｌ１のフィラメント１１の素線径Ｄｃ、第２層Ｌ２のフィラメント１２の素線径Ｄｍ及び第３層Ｌ３のフィラメント１３の素線径Ｄｓをコード径方向外側に向かって順次大きくするより、１＋５＋１０構造を有するスチールコード１０の形状が安定化し、コード端末のバラケを効果的に抑制することができる。

【0028】

上述したスチールコード１０において、図２に示すように、波付けが施されたフィラメント１３Ｂはその振幅方向がコード径方向と一致するように配置されていると良い。これにより、スチールコード１０の形状が安定化し、コード端末のバラケを効果的に抑制することができる。つまり、波付けが施されたフィラメント１３Ｂの振幅方向をコード径方向と一致させることにより、非頂点位置Ｐ２にあるフィラメント１３Ｂが頂点位置Ｐ１にあるフィラメント１３Ａを変位させることなく、図示のような安定した配置構造を実現することができる。

【実施例】

【0029】

タイヤサイズ１１Ｒ２２．５の空気入りラジアルタイヤのカーカス層を構成する補強コードとして、従来例、比較例１及び実施例１～６のスチールコードを製作した。

【0030】

即ち、従来例、比較例１及び実施例１～６において、カーカス層の補強コードとして、１本のフィラメントからなる第１層と５本のフィラメントからなる第２層と１０本のフィラメントからなる第３層とを含む１＋５＋１０構造を有するスチールコードを使用した。そして、第３層において波付けが施されたフィラメントの本数（波付け本数）、第３層のフィラメントの素線径と波付け高さとの比Ｄｈ／Ｄｓを表１のように設定した。なお、第１層のフィラメントの素線径Ｄｃは０．１５ｍｍとし、第２層のフィラメントの素線径Ｄｍは０．２０ｍｍとし、第３層のフィラメントの素線径Ｄｓは０．２２ｍｍとした。

【0031】

そして、下記の評価方法により、スチールコードのゴム付き率、端末バラケ、耐疲労性を評価し、その結果を表１に併せて示した。

【0032】

スチールコードのゴム付き率：
カーカス層に使用されるスチールコードをゴム中に埋設して加硫することで試験片を作製した後、スチールコードの切断端が露出するように試験片を切断し、その試験片のスチールコードの切断端を濃度２５％、温度２５℃の塩水に浸して１４日間放置した。その後、試験片からスチールコードを引き抜き、コード表面におけるゴム付き率（％）を測定した。ゴム付き率が高いほどコード内部へのゴム浸透性が良好であることを意味する。

【0033】

スチールコードの端末バラケ：
カーカス層に使用されるスチールコードを切り口から７０ｃｍ離れた位置で把持しながらペンチで切断し、その切断端におけるフィラメントのバラケを観察した。評価結果は、切断後にバラケを生じない場合を「Ａ」にて示し、バラケの長さが５０ｍｍ以下である場合を「Ｂ」にて示し、バラケの長さが５０ｍｍ超である場合を「Ｃ」にて示した。

【0034】

スチールコードの耐疲労性：
カーカス層に使用されるスチールコードをゴム中に埋設して加硫することで試験片を作製した後、その試験片をローラー径が３５ｍｍである３点ローラー式の回転曲げ疲労試験機に装着し、コード張力１８０Ｎの条件で試験片中のスチールコードが破断するまで曲げ回数の対数値を記録した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどスチールコードの耐疲労性が優れていることを意味する。

【0035】

【表1】

【0036】

表１から明らかなように、実施例１～６は、従来例との対比において、カーカス層を構成するスチールコードのゴム付き率が高く、即ち、コード内部へのゴム浸透性が良好であった。但し、実施例３は、第３層のフィラメントの素線径と波付け高さとの比Ｄｈ／Ｄｓが小さいため、ゴム浸透性の改善効果が少なかった。実施例６は、第３層のフィラメントの素線径と波付け高さとの比Ｄｈ／Ｄｓが大きいため、ゴム浸透性の改善効果が大きいものの、スチールコードの端末バラケが生じ易いものであった。

【0037】

一方、比較例１は、第３層の頂点位置にあるフィラメントに波付けが施されているものの、第３層の非頂点位置にあるフィラメントには波付けが施されていないため、コード内部へのゴム浸透性が不十分であった。

【符号の説明】

【0038】

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 スチールコード
１１ 第１層のフィラメント
１２ 第２層のフィラメント
１３ 第３層のフィラメント
１３Ａ 頂点位置にあるフィラメント
１３Ｂ 非頂点位置にあるフィラメント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】