JPH0577299U - ゴム製品補強用スチールコード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 同一線径を有する４本の素線１、２、３、３
を撚り合わせて構成されるスチールコード４であって、
２本の素線１、２を中央に撚り合わせてその両側部に各
１本の素線３、３を配置し、この各１本の素線３、３が
前記撚り合わせた線の夫々の素線１、２と少許の隙間を
有し、かつ同一方向、同一ピッチで撚り合わせたスチー
ルコード４において、中央に撚り合わせた素線１、２の
少なくとも１本の素線１がＰ₁ ＝６ｄ〜３０ｄ、ｄ₁ ＝
（ｄ＋２／１００ｍｍ）〜（ｄ＋２／１０ｍｍ）（ただ
しＰ₁ ＝くせピッチ、ｄ₁ ＝くせ外径、ｄ＝素線径）を
満足する略スパイラル状の小さいくせを有するようにし
て構成する。 【効果】 極低荷重時におけるコード伸びが少なく、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、しかもゴム材との
完全な複合体となり得る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は自動車用タイヤ、コンベヤ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平行に引揃えられた状態でゴム材で以て被覆され 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】 従来スチールコードは、４〜５本の素線を相互に密着して撚り合わせた、所謂 クローズド撚り構造である。この種のスチールコードは、空洞部がコード中央部 に存在しているため、スチールコードと２枚のゴムシートとを用いて複合体シー トを成形する場合、ゴム材が上記空洞部まで浸入せず、単にコードの外周を被覆 するだけでゴム材との完全な複合体を成形できない。

【０００４】 したがって、上記スチールコード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充分でなく、自動車の走行時に、ゴ ム材とスチールコードとが剥離する、所謂セパレーツ現象を起こして、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疵より浸入した水分 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 腐食させ、機械的強度を大幅に低下させることになる。

【０００５】 このため、最近ではゴム材がスチールコードの内部まで浸入し、しかも各素線 の全周に接着するようにしたスチールコードが考えられている。このスチールコ ードは各素線間に隙間を設けながら撚り合わせた所謂オープン撚り構造である。

【０００６】 しかし、オープン撚り構造のスチールコードにおいて、ゴム材が各素線の全周 に接着し、かつコード内部まで充分に浸入するようにするためには、各素線間の 隙間は、ゴム材が浸入するに充分な隙間、すなわち０．０２ｍｍ以上とする必要 がある。しかしながらこのように隙間を各素線間に充分にとると、スチールコー ドの製造時において撚り構造が不安定になりやすく、素線のかた寄りが生じたり 、撚りがスチールコードの長手方向に不均一になるという欠点がある。

【０００７】 そこで、図３に示すような、２本の素線８、８を中央に密着させて撚り合わせ 、その両側部に各１本の素線９、９を配置し、この各１本の素線が前記撚り合わ せた線の夫々の素線と少許の隙間を有し、かつ同一方向同一ピッチで撚り合わせ たスチールコード１０が提案されている。（実公昭６１−３９３号公報） このスチールコードにおいては、中央の２本の素線８、８がコード長手方向に 亘って互いに接触しているため、撚りは安定し、両側部の素線９、９は完全にゴ ムに被覆される。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、このスチールコード１０は、ゴム材が中央の２本の素線８、８の接触 部分において浸入しないため、耐腐蝕性に劣るばかりか、スチールコードに繰返 し圧縮曲げ応力が負荷した場合にフレッティング摩耗を生じ易く、疲労寿命を低 下させるという問題がある。

【０００９】 本考案は上記問題を解決するためになしたものであり、ゴム材が各素線間に確 実に浸入して完全な複合体となって、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、疲労性に優れたゴム製品補強用スチールコード を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案のスチールコードは同一線径を有する４本 の素線を撚り合わせて構成されるスチールコードであって、２本の素線を中央に 撚り合わせてその両側部に各１本の素線を配置し、この各１本の素線が前記撚り 合わせた線の夫々の素線と少許の隙間を有し、かつ同一方向、同一ピッチで撚り 合わせたスチールコードにおいて、中央に撚り合わせた素線の少なくとも１本の 素線がＰ₁ ＝６ｄ〜３０ｄ、ｄ₁ ＝（ｄ＋２／１００ｍｍ）〜（ｄ＋２／１０ｍ ｍ）（ただしＰ₁ ＝くせピッチ、ｄ₁ ＝くせ外径、ｄ＝素線径）を満足する略ス パイラル状の小さいくせを有して成る。

【００１１】 ところで、上記構成における数値限定は夫々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。

【００１２】 素線のスパイラル状の小さいくせ形状について、くせピッチＰ₁ が素線径ｄの ６倍より小さいと、くせ付け時に素線に無理な塑性変形が加わるため、素線が折 れ易くなり、一方３０倍より大きいと、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、ゴム材の浸入が充分でなくなるためＰ₁ ＝６ｄ〜３０ｄとした。なお、スチ ールコードのコード撚りピッチＰは撚りの安定性、生産性の面より８〜１２ｍｍ であることが好ましく、この範囲におけるＰ₁ は上記理由とほぼ同様の理由から ０．３Ｐ〜０．７Ｐとするのが好ましい。

【００１３】 また、くせ外径ｄ₁ がｄ＋２／１００ｍｍより小さいと、流動性のよいゴム材 を使用してもゴム材が加圧加硫時にコード内部へ充分に浸入せず、一方ｄ＋２／ １０ｍｍより大きいと、撚りの安定性が悪くなり、疲労性が低下するだけでなく 、極低荷重時のコードの伸びが大きくなり、取扱作業性に劣るためｄ₁ ＝（ｄ＋ ２／１００ｍｍ）〜（ｄ＋２／１０ｍｍ）とした。

【００１４】 ここで略スパイラル状の小さいくせとは正確な螺旋状だけでなく、略波状であ ってもほぼ同等の効果が得られるため、このような形状も含むものとする。 ところで、各素線の線径ｄは小さ過ぎると機械的強度に劣り、一方大き過ぎる と柔軟性に劣ると共にコード径が増大するので、０．１〜０．４ｍｍの範囲とす るのが好ましい。

【００１５】

【作用】

上記構成になした本考案のゴム製品補強用スチールコードを、２枚のゴムシー ト間に挟んで加圧加硫すると、略スパイラル状の小さいくせによって成形された 中央の素線間の微小隙間へゴム材が浸入し、各素線の周囲がゴム材により被覆さ れて、スチールコードはゴム材との完全な複合体となる。

【００１６】

【実施例】

以下、本考案のゴム製品補強用スチールコードを実施例により具体的に説明す る。 （実施例１） 図１において、スパイラル状の小さいくせピッチＰ₁ ＝７．０ｍｍ、くせ外径 ｄ₁ ＝０．３０ｍｍを有する１本の素線１と略真直な１本の素線２とを中央に撚 り合わせて（撚り方向Ｓ撚り、撚りピッチＰ＝１０ｍｍ）、その両側部に各１本 の素線３、３を配置し、この各１本の素線が前記撚り合わせた線の夫々の素線と 少許の隙間を有し、かつ同一方向、同一ピッチで撚り合わせてスチールコード４ が構成されている。 本実施例を表１の本考案１に示す。また、Ｐ₁ ＝２．０ｍｍ、ｄ₁ ＝０．４２ ｍｍの場合を本考案３に、Ｐ₁ ＝４．０ｍｍ、ｄ₁ ＝０．３５ｍｍの場合を本考 案５に示す。

【００１７】 （実施例２） 図２において、スパイラル状の小さいくせピッチＰ₁ ＝７．０ｍｍ、くせ外径 ｄ₁ ＝０．３０ｍｍを有する２本の素線５、５を実施例１と同様に中央に撚合わ せ、その両側部に同一線径を有する各１本の素線６を配置し、この各１本の素線 が前記撚合わせた線の夫々の素線と少許の隙間を有し、かつ同一方向、同一ピッ チで撚合わせてスチールコード７が構成されている。 本実施例を表１の本考案２に示す。またＰ₁ ＝２．０ｍｍ、ｄ₁ ＝０．４２ｍ ｍの場合を本考案４に、Ｐ₁ ＝４．０ｍｍ、ｄ₁ ＝０．３５ｍｍの場合を本考案 ６に示す。 ところで、上記実施例１、２の素線１、２、３、５及び６の各素線径ｄはいず れも０．２５ｍｍである。 上記スチールコード４、７の製造に関してその概要を説明すると、既知の撚線 装置によって中央の２本の素線を先撚りし、次いでその両側部の素線をピン等で 撚くせを付けながら撚り合わせてスチールコードを製造するものである。

【００１８】 ところで、素線１、５へのスパイラル状の小さいくせ付けは、特公昭６３−６ ３２９３号公報に示されるように、供給される素線を軸芯として回転するくせ付 装置で以て所望のくせピッチＰ₁ とくせ外径ｄ₁ を付与するものである。

【００１９】 次に、本考案のスチールコードの性能特性を確認するため、上記実施例に記載 の本考案１〜６のスチールコードと従来のスチールコードとの比較試験を行い、 ゴム材の浸入性、５ｋｇ荷重時の伸び、疲労性、フレッティング量および取扱作 業性について評価したところ、以下の表１に示すような結果を得た。 なお、表中ＮＳは中央２本の素線のうちのスパイラル状の小さいくせ付素線の 本数、ｄ₁ はそのくせ外径、Ｐ₁ はそのくせピッチ、ＲＰはゴム材の浸入性、Ｓ Ｌは５ｋｇ荷重時の伸び、ＲＦは疲労性、ＱＦはフレッティング量および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１００％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、そのコードを分解して各素線間の一定長 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 率で求め、その平均値を表示した。なお、この値は６０以上必要である。

【００２２】 ５ｋｇ荷重時の伸びＳＬ（％）は、各コードの伸びを示し、取扱作業性及び撚 りの安定性上０．４０％以下であることが必要である。

【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／ｃ ｍ² のゴム材中に埋込んで複合体シートを形成し、このシートを用いて３点プー リ曲げ疲労試験機により、フレッティング摩耗、座屈等を経て、コードが破断す るに至るまでの繰返し回数を求め、従来例１のコードを１００として指数で表示 した。

【００２４】 フレッティング量ＱＦ（μ）は、上記３点プーリ曲げ疲労試験機のコードを分 解して、各素線の破断面の顕微鏡写真をとり、その破断面におけるフレッティン グ発生部分の最大摩耗深さを測定した。そして各素線の平均値を算出して表示し た。

【００２５】 取扱作業性ＨＷは、スチールコード製造時、複合体シート成形時の作業の煩雑 さならびにコードの取扱性の評価であり、また製造時の加工難易度も考慮して従 来例１の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。

【００２６】 表１において、従来例１は１×４×０．２５クローズド撚り構造のスチールコ ードであり、撚りが非常に安定しており、５ｋｇ荷重時伸び、取扱作業性は良好 であるがゴム材の浸入性に劣る。

【００２７】 従来例２は平均形付率（各素線間に隙間を設けて撚り合わせたときのコード径 ／各素線を稠密に撚り合わせた時のコード径×１００）１３０％の１×４×０． ２５オープン撚り構造のスチールコードであり、ゴム材の浸入性および疲労性に 優れるが、５ｋｇ荷重時の伸びが大きく取扱作業性に劣る。

【００２８】 従来例３は、略真直な素線のみで構成される２＋１＋１構造のスチールコード であり、５ｋｇ荷重時の伸びは少なく、取扱作業性は良好であるが、中央に撚り 合わされた２本の素線間へのゴム材の浸入性が未だ充分でなく、フレッティング 摩耗量も多く、疲労性に劣る。

【００２９】 比較例１〜３はスパイラル状の小さいくせを有する素線を用いた２＋１＋１構 造のスチールコードであるが、くせ形状が本考案のものと異なり、評価項目をす べて満足することができない。

【００３０】 これに対し、本考案１〜６のスチールコードは、ゴム材の浸入性、５ｋｇ荷重 時の伸び、疲労性、フレッティング量および取扱作業性のいずれをも満足し、ゴ ム製品の補強材として最適であることが判明した。

【００３１】

【考案の効果】

本考案のゴム製品補強用スチールコードは、コード長手方向のほぼ全域に亘っ てコード内部に空洞部を有さず、かつ極低荷重時のコード伸びが小さく、取扱作 業性も良好である。また、スチールコードをゴム材にて被覆したとき、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 現象が防止でき、ゴム製品の疲労寿命が延長できる。しかも、繰返し曲げ応力が 加わっても、座屈が容易に発生せず、またフレッティング現象による摩耗量も少 ないため、疲労性に優れる。さらに、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、複合体シート成形の際 にシートが波打つ等の弊害があるが、これが解消される等の優れた効果を奏する 。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のスチールコードを示す断面図であ
る。

【図２】実施例２のスチールコードを示す断面図であ
る。

【図３】従来の２＋１＋１構造のスチールコードを示す
断面図である。

【符号の説明】

１、５…略スパイラル状の小さいくせを有する素線 ２、３、６…素線 ４、７…スチールコード

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一線径を有する４本の素線を撚り合わ
   せて構成されるスチールコードであって、２本の素線を
   中央に撚り合わせてその両側部に各１本の素線を配置
   し、この各１本の素線が前記撚り合わせた線の夫々の素
   線と少許の隙間を有し、かつ同一方向、同一ピッチで撚
   り合わせたスチールコードにおいて、中央に撚り合わせ
   た素線の少なくとも１本の素線がＰ₁ ＝６ｄ〜３０ｄ、
   ｄ₁ ＝（ｄ＋２／１００ｍｍ）〜（ｄ＋２／１０ｍｍ）
   （ただしＰ₁ ＝くせピッチ、ｄ₁＝くせ外径、ｄ＝素線
   径）を満足する略スパイラル状の小さいくせを有するこ
   とを特徴とするゴム製品補強用スチールコード。