JP2811130B2 - ゴム製品補強用スチールコード - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用タイヤ、コン
ベアベルト等のゴム製品の補強材として使用されるゴム
製品補強用スチールコードに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のスチールコードは複数
本の素線を撚り合わせた構造であり、このスチールコー
ドの複数本が所定間隔をおいて平行に引揃えられた状態
でゴム材により被覆されてゴム製品の補強材として使用
されている。したがって、スチールコードとして必要不
可欠な条件は、機械的強度に優れることは勿論のこと、
ゴム材との化学的な接着が良好であること、およびスチ
ールコード内部へのゴム材の浸入が良好であることであ
る。すなわち、スチールコードがゴム製品の補強材とし
ての役割を充分に果たすためには、ゴム材との完全な複
合体となることが必要である。

【０００３】上記スチールコードには、図３に示すよう
な、１×ｎ（ｎ＝３〜５）撚り構造のスチールコード９
が一般に使用されているが、該コード９は、コードを構
成する各素線１０を相互に密着して撚り合せた所謂クロ
ーズド撚り構造であるため、空洞部Ｄがコード中央部に
形成されている。よって、上記コード９と２枚のゴムシ
ートとを用いて複合体シートを成形する際、ゴム材は上
記空洞部Ｄまで浸入せず、単にコードの外周を被覆する
だけで、上記コード９はゴム材との完全な複合体を成形
することができない。

【０００４】したがって、上記コード９を使用したゴム
製品、たとえば自動車用タイヤでは、ゴム材とスチール
コードとの接着が不充分であり、自動車走行時にゴム材
とスチールコードとが剥離する、所謂セパレーション現
象を起こしてタイヤの機能を著しく阻害すると共に、ゴ
ム材中の水分やタイヤの切庇より浸入した水分がコード
内部の空洞部内に至り、コードの長手方向に伝播してス
チールコードを腐蝕させ、機械的強度を大幅に低下させ
ることとなる。

【０００５】また、上記コード９においては、隣接する
各素線１０，１０が互いに線接触しており、しかも該素
線間にはゴム材が殆んど浸入していないため、繰返し曲
げ応力が負荷した場合、容易にフレッティング摩耗が生
じ、疲労性を著しく低下せしめている。

【０００６】上記問題点に鑑み、図４に示すような、３
〜５本の素線１１を、各素線間に隙間Ｃを設けながら撚
り合せた所謂オープン撚りコードと称する１×ｎ（ｎ＝
３〜５）構造のスチールコード１２が提案されている
（たとえば、特開昭５５−９０６９２号公報）。

【０００７】上記オープン撚りコード１２において、コ
ード内部にゴム材を充分に浸入させるには、各素線間の
隙間Ｃが少なくとも０.0２mm以上必要である。しかる
に、隙間Ｃを充分にとると次のような問題が生ずる。す
なわち、隣接する各素線１１，１１同士は、１撚りピッ
チ中にほぼ１回しか接触していないため、素線の移動で
きる自由空間が大きくなり、素線の片寄りが生じて、撚
りが長手方向に不均一となり、繰返し曲げ応力が負荷し
た場合に座屈を生じ易い。また、低荷重域でのコード伸
びが大きいため、取扱作業性が悪い。さらに、複合体シ
ート成形時に加えられる極低荷重の張力によって上記隙
間Ｃが減少し、コード内部へゴム材が充分に浸入しない
場合も生ずる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の課題に鑑みてなしたもので、極低荷重域でのコード伸
びが小さく、取扱作業性に優れ、かつ繰返し曲げ応力に
よっても座屈、フレッティング摩耗が容易に発生せず疲
労性に優れ、しかもゴム材の浸入性が良好でゴム材との
完全な複合体となり得るゴム製品補強用スチールコード
を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のゴム製品補強用スチールコードは、３乃至
５本の素線を同一方向、同一ピッチ（８〜１６mm）で撚
り合せた１×ｎ（ｎ＝３〜５）構造のスチールコードに
おいて、少なくとも１本の素線が撚りの螺旋形状とは別
に、ｄ₁ ＝（ｄ＋２／１００mm）〜（ｄ＋２／１０mm）
（ｄ₁ ：くせ外径、ｄ：素線径）を呈する小さな略螺旋
形状のくせを有し、残余の素線が撚りの螺施形状のみの
くせを有し、かつ上記小さな略螺旋形状のくせを有する
素線と、隣接する撚りの螺旋形状のみのくせを有する各
素線とが、１撚りピッチ中に、平均接触回数Ａ＝１.4〜
４.0回略接触する構成とした。

【００１０】

【作用】上記構成になした本発明のゴム製品補強用スチ
ールコードは、小さな略螺旋形状のくせを有する素線と
隣接する素線との間に微小隙間を有し、しかも素線同士
の接触回数が良好であるため、低荷重時のコード伸びが
抑制される。したがって、上記コードを２枚のゴムシー
ト間に挾んで加圧加硫すると、素線間に形成された微小
隙間よりゴム材がコード内部に浸入し、スチールコード
は各素線の周囲がゴム材により被覆され、ゴム材との完
全な複合体となる。ところで、上記構成における数値限
定は、多数の実験により得られた結果であり、その理由
は次の通りである。

【００１１】撚りピッチは、小さ過ぎると生産性に劣
り、またコード強力が低下し、一方、大き過ぎるとコー
ドの撚りが安定せず、柔軟性、疲労性および取扱作業性
に劣るため、８〜１６mmの範囲を好適とした。

【００１２】くせ外径ｄ₁ は、ｄ＋２／１００mmより小
さいと、流動性のよいゴム材を使用しても、加圧加硫時
にコード内部へゴム材が充分に浸入せず、一方、ｄ＋２
／１０mmより大きいと、撚りの安定性が悪くなり、疲労
性が低下すると共に、極低荷重時のコード伸びが大きく
なり、取扱作業性が悪くなる。したがって、ｄ₁ ＝（ｄ
＋２／１００mm）〜（ｄ＋２／１０mm）の範囲とした。

【００１３】平均接触回数Ａは、小さな略螺旋形状のく
せを有する素線と、隣接する素線との１０撚りピッチ中
の接触回数を求め、１撚りピッチ当りに換算した値であ
り、この数値が小さく１に近づくと、従来のオープン撚
り構造のコードと同様、極低荷重時のコード伸びが大き
く、取扱作業性に劣るばかりか、ゴム製品成形時のゴム
材のフローによる引張力、あるいはコード表面に負荷さ
れるしごき力によって素線間の隙間が減少し、ゴム材の
浸入性が不充分となる。一方、大き過ぎると、生産性が
悪く、またゴム材の浸入性が低下する。このため、平均
接触回数Ａは、１.4〜４.0の範囲とした。

【００１４】なお、上記構成において、各素線の線径
は、小さ過ぎると機械的強度に劣り、一方、大き過ぎる
と柔軟性に劣るため、０.1０〜０.5０mmの範囲とするこ
とが好ましい。

【００１５】

【００１６】以下、本発明のゴム製品補強用スチールコ
ードの一実施例を図面に基づき説明する。

【００１７】

【実施例】図１に、本発明のゴム製品補強用スチールコ
ードを構成する小さな略螺旋形状のくせを有する素線１
の概略図を示す。なお、図中、ｄは素線径、ｄ₁ はくせ
外径である。上記素線１に小さな略スパイラル状のくせ
を施す手段としては、くせ付け装置上に設けられた複数
個のピンの間に素線を通し、かつその素線を軸芯として
そのくせ付け装置を高速回転させ、通過する素線に小さ
なスパイラル状のしせを施し、その後撚りの集合点直前
に設けられた複数のくせ付けコーンピン間を通すことに
より撚りのためのスパイラル状のくせ付けを行った。そ
の他の手段として、特公昭６３−６３２９３号公報で示
されるように、供給される素線を軸芯として回転するく
せ付け装置で以って、二度撚り撚線機に供給される素線
に予め一定のくせ付けを施すことも可能である。

【００１８】上記素線１と撚りの螺施形状のみのくせを
有する素線２とからなる本発明のスチールコード３〜８
の概略断面図を図２（イ）〜（ヘ）に示す。図２（イ）
〜（ハ）は１×３のスチールコードで、（ロ）は素線径
ｄとｄ₀ を異ならせたもの、（ニ）は１×４、（ホ）
（ヘ）は１×５のスチールコードである。上記スチール
コード３〜８における素線１のくせ外径ｄ₁ は、ｄ₁ ＝
（ｄ＋２／１００mm）〜（ｄ＋２／１０mm）の範囲であ
り、また素線１と、隣接する１本の素線２との平均接触
回数Ａは、Ａ＝１.4〜４.0の範囲である。なお、上記平
均接触回数Ａは、小さな略螺旋形状のくせを施した素線
のくせピッチ等を調整して行うものである。

【００１９】次に、表１に示すような１×３撚り構造の
スチールコードを作成し、ゴム材の浸入性、５kg荷重時
のコード伸び（初期荷重伸び）、疲労性および取扱作業
性について評価した。結果は同表に示す。なお、この評
価において、各素線には表面にブラスメッキを施した炭
素含有量８０％の硬鋼細線を使用し、また表中、Ｐは撚
りピッチ、ＮＳは小さな螺旋状のくせを有する素線の本
数、ｄは該素線の線径ｄ₁ は該素線のくせ外径、ｄ₀ は
撚りの螺旋形状のみのくせを有する素線の線径、Ａは平
均接触回数、ＲＰはゴム材の浸入性、ＳＬは５kg荷重時
のコード伸び、ＲＦは疲労性およびＨＷは取扱作業性を
表す。

【００２０】

【表１】

【００２１】この評価に際して、ゴム材の浸入性ＲＰ
（％）は、各コードに５kgの引張荷重をかけた状態で１
００％モジュラスが３５kg／cm² のゴム材（スチールコ
ードを埋設するタイヤのブレーカー用として使用される
通常のゴム材）中に埋込み、加硫した後、スチールコー
ドを取出し、そのスチールコードを分解して一定長さを
観察し、観察した長さに対してゴム材と接触した形跡の
ある長さの比を百分率で表示した。なお、この値は６０
以上必要である。

【００２２】５kg荷重時のコード伸びＳＬ（％）は、各
コードの伸びを示し、取扱作業性および撚りの安定性上
０.4０％以下であることが好ましい。

【００２３】疲労性ＲＦは、スチールコードを複数本、
１００％モジュラスが３５kg／cm² のゴム材よりなるゴ
ムシートに埋込み、このシートを用いて３点プーリ曲げ
疲労試験機で以て、フレッティング摩耗、座屈等により
破断に至るまでの繰返し回数を求め、従来例１のクロー
ズド撚りコードを１００として指数で表示した。

【００２４】取扱作業性ＨＷは、スチールコード製造
時、複合本シート成形時のスチールコードの取扱作業性
を示すものであり、従来例のクローズド撚りコードと比
較して非常に劣るものを×、少し劣るものを△、差がな
いものを○として評価した。

【００２５】表１において、従来例１は、クローズド撚
りコードであり、撚りの安定性に優れ、極低荷重時のコ
ード伸びが小さく、取扱作業性が良好であるが、ゴム材
の浸入性に乏しい。

【００２６】従来例２は、平均形付率（各素線間に隙間
を設けて撚り合せたときのコード径／各素線を稠密に撚
り合せたときのコード径×１００）１３０％のオープン
撚りコードであり、ゴム材の浸入性および疲労性に優れ
るが、極低荷重時のコード伸びが大きく、取扱作業性に
劣る。

【００２７】比較例１〜４は、小さな螺旋形状のくせを
有する素線を用いた１×３撚り構造のスチールコードで
あるが、上記素線のくせ外径ｄ₁ 、平均接触回数Ａが本
発明のものと異なるものであり、ゴム材の浸入性、５kg
荷重時のコード伸び、疲労性および取扱作業性の全てを
満足することができない。

【００２８】表１より明らかなように、本考案１〜４の
スチールコードは、評価項目を全て満足し、特に疲労性
が非常に高く、ゴム製品の補強材として最適である。

【００２９】次に、上記評価と同様にして、１×４と１
×５撚り構造のスチールコードについても評価したとこ
ろ、上記評価とほぼ同様の傾向を示し、本発明のスチー
ルコードは評価項目全てを満足し、ゴム製品の補強材と
して最適であることが判明した。

【００３０】

【発明の効果】本発明のゴム製品補強用スチールコード
は、コード長手方向の全域にわたって外部より内部に通
ずるゴム材の浸入経路を有し、かつ撚りが安定してお
り、しかも極低荷重時のコード伸びが小さく、取扱作業
性に優れる。また、スチールコードをゴム材により被覆
したとき、スチールコードを構成する各素線間にゴム材
が略確実にいきわたるため、ゴム材との完全な複合体と
なり、コードの腐蝕が防止できると共に、ゴム材とコー
ドとのセパレーツ現象、素線同士のフレッティング摩耗
が防止できる。さらに、撚りの形態が良好であるため、
繰返し曲げ応力が加わっても、座屈が容易に発生せず、
疲労性が著しく向上する。しかも、極低荷重時のコード
伸びが大きいと、スチールコードをリールに巻取る際に
リールがパンクしたり、複合体シートを成形する際に、
シートが波打つ等の弊害があるが、これ等を解消できる
等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスチールコードを構成する素線の概略
説明図である。

【図２】（イ）〜（ヘ）は、本発明の実施例のスチール
コードを示す概略横断面図である。

【図３】（イ）〜（ハ）は、従来の１×ｎ（ｎ＝３〜
５）クローズド撚りコードを示す概略横断面図である。

【図４】（イ）〜（ハ）は、従来の１×ｎ（ｎ＝３〜
５）オープン撚りコードを示す概略横断面図である。

【符号の説明】

１，２，１０，１１ 素線 ３，４，５，６，７，８，９，１２ スチールコード Ｄ 空洞部 Ｃ 隙間

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３乃至５本の素線を同一方向、同一ピッ
   チ（８〜１６mm）で撚り合せた１×ｎ（ｎ＝３〜５）構
   造のスチールコードにおいて、少なくとも１本の素線が
   撚りの螺旋形状とは別に、ｄ₁ ＝（ｄ＋２／１００mm）
   〜（ｄ＋２／１０mm）（ｄ₁ ：くせ外径、ｄ：素線径）
   を呈する小さな略螺旋形状のくせを有し、残余の素線が
   撚りの螺旋形状のみのくせを有し、かつ上記小さな略螺
   旋形状のくせを有する素線と、隣接する撚りの螺旋形状
   のみのくせを有する各素線とが、１撚りピッチ中に平均
   接触回数Ａ＝１.4 〜４.0回略接触することを特徴とす
   るゴム製品補強用スチールコード。