JPH0589494U

JPH0589494U - ゴム製品補強用スチールコード

Info

Publication number: JPH0589494U
Application number: JP3286892U
Authority: JP
Inventors: 剛高松
Original assignee: 金井宏之
Priority date: 1992-05-19
Filing date: 1992-05-19
Publication date: 1993-12-07
Anticipated expiration: 2007-05-19
Also published as: JP2600770Y2

Abstract

(57)【要約】【構成】中央に１本の芯素線とその芯素線の周囲にｎ
本（ｎ＝３〜５本）の側素線を配して撚り合わせてなる
１＋ｎ構造のスチールコードにおいて、芯素線が線径ｄ
₁＝０．２〜０．３ｍｍであり、ピッチＰ₁＝４ｄ₁〜
３５ｄ₁、見掛けの外径ｄ₀＝１．０８ｄ₁〜１．３ｄ
₁となる略スパイラル状の小さいくせを有しており、か
つ芯素線の線径ｄ₁と側素線の線径ｄ₂との比ｄ₁／ｄ
₂＝０．７５〜１．０にして成る。【効果】極低荷重時のコードの伸びが小さく、ゴム材
との完全な複合体となるため、コードの腐食が防止でき
ると共に、セパレーツ現象が防止でき、しかも繰返し曲
げ応力が加わっても座屈、フレッティング現象が発生せ
ず疲労性にも優れる。

Description

【考案の詳細な説明】

【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、多数本が平行に引揃えられた状態でゴム材により被覆されて、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十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】従来のスチールコードは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枚のゴムシートを用いて複合体シートを形成する場合、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形成できない。

【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となる。

【０００５】このため、最近、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】

【考案が解決しようとする課題】

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ためには、各素線間の隙間を、ゴム材が浸入するに充分な間隔、すなわち０．０２ｍｍ以上にする必要がある。しかし、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】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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案のゴム製品補強用スチールコードは中央に１本の芯素線とその芯素線の周囲にｎ本（ｎ＝３〜５本）の側素線を配して撚り合わせてなる１＋ｎ構造のスチールコードにおいて、芯素線が線径ｄ₁＝０．２０〜０．４０ｍｍで、ピッチＰ₁＝４ｄ₁〜３５ｄ₁、見掛けの外径ｄ₀＝１．０８ｄ₁〜１．３ｄ₁となる略スパイラル状の小さいくせを有しており、かつ芯素線の線径ｄ₁と側素線の線径ｄ₂との比ｄ₁／ｄ₂＝０．７５〜１．０にして成る。

【０００９】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。

【００１０】コードを構成する側素線の本数ｎを３〜５本としたのは、側素線が２本以下であるとコードの形状が不安定になり易く、またコードの強力が低下することとなり、６本以上であると隣接する側素線間相互の隙間が狭くなりすぎたり、芯素線の周りに均等に側素線を配置するのが困難となるからである。

【００１１】また、芯素線の線径ｄ₁は小さ過ぎると機械的強度に劣り、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０．２０〜０．４０ｍｍの範囲とするのが好ましい。

【００１２】さらに、芯素線の略スパイラル状の小さいくせピッチＰ₁が線径ｄ₁の４倍より小さいと、くせ付け時に芯素線に無理な塑性変形を加えることとなり、芯素線が折れ易くなり、生産性が低下する。また３５倍より大きくすると、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＝４ｄ₁〜３５ｄ₁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Ｐ ₁ 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、見掛けの外径ｄ₀がｄ₁の１．０８倍より小さいと、流動性の良いゴム材を使用しても加圧加硫時にスチールコード内部への浸入が充分でなく、また１．３倍より大きいと、撚りの安定性が悪くなり、耐疲労性が低下するだけでなく、極低荷重時のコード伸びが大きくなり、取扱作業性に劣るため、ｄ₀＝１．０８ｄ₁〜１．３ｄ₁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、単に波状であっても略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。

【００１５】ところで、中央の芯素線とその周囲にあるｎ本の側素線との線径比ｄ₁／ｄ₂ ＝０．７５〜１．０としたのは、線径比を０．７５より小さくすると素線間の隙間の幅が減少し、目的とする充分なゴム材の浸入が望めず、また１．０より大きくすれば形状が悪くなり、芯素線が飛び出す等の弊害を生じるためである。

【００１６】ところで、線径比を０．７５より小さくし、見掛けの外径ｄ₀を大きくすることも考えられるが、この場合は、ゴム製品として成形時にスチールコードにかかる張力により略スパイラル状の小さいくせが変形し易くなり、ゴム浸入が困難となるため好ましくない。

【００１７】

【作用】

上記構成の本考案に係るゴム製品補強用スチールコードは、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形成された芯素線と側素線間の微小隙間にゴム材が浸入し、全素線の周囲がゴム材により被覆されて、ゴム材との完全な複合体となる。

【００１８】

【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。

【００１９】（実施例１）図１において、スパイラル状の小さなくせピッチＰ₁＝３．５ｍｍ、見掛けの外径ｄ₀＝０．２４ｍｍを有する線径ｄ₁＝０．２０ｍｍの１本の芯素線２の周囲に、線径ｄ₂＝０．２０ｍｍの３本の側素線３を設け、撚りピッチＰ＝１０．５ｍｍ、Ｓ撚りで撚り合わせてスチールコード１が構成されている。本実施例を表１の本考案１に示す。

【００２０】（実施例２）図２において、スパイラル状の小さなくせピッチＰ₁＝３．５ｍｍ、見掛けの外径ｄ₀＝０．２６ｍｍを有する線径ｄ₁＝０．２２ｍｍの１本の芯素線５の周囲に、線径ｄ₂＝０．２２ｍｍの５本の側素線６を設け、ピッチＰ＝１０．５ｍｍ、Ｓ撚り方向で撚り合わされてスチールコード４が構成されている。本実施例を表１の本考案２に示す。また、Ｐ₁＝３．５ｍｍ、ｄ₀＝０．２６ｍｍの線径ｄ₁＝０．２２ｍｍの１本の芯素線の周囲にｄ₂＝０．２８ｍｍの５本の側素線を同一方向、同一ピッチで撚り合わせた場合を表１の本考案３に示す。更に、Ｐ₁＝４．０ｍｍ、ｄ₀＝０．４０ｍｍの線径ｄ₁＝０．３５ｍｍの１本の芯素線の周囲にｄ₂＝０．３８ｍｍの４本の側素線を同様に撚り合わせた場合を表１の本考案４に示す。

【００２１】ところで、芯素線２、５への略スパイラル状の小さいくせ付けは、特公昭６３ −６３２９３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と見掛けの外径ｄ₀を付与するものである。このとき所望のくせピッチＰ₁と見掛けの外径ｄ₀を付与するためには、くせ付けピンの間隔、寸法および素線を軸芯として回転する回転数を調整する。

【００２２】また、スチールコードを構成する素線には、通常炭素含有量０．７０〜０．９０ｗｔ％の鋼線が用いられるが、スチールコードに高強力および良好な靱性をもたせるため、各素線には炭素含有量が０．８０〜０．８５ｗｔ％の鋼線を用いることがより好ましい。

【００２３】さらに、ゴム材とスチールコードとの接着を良好にするため、上記各素線には、ブラスメッキ、ブロンズメッキ等のメッキを施したものを使用することが好ましい。尚、テストに供した各コードを構成する素線は、全て炭素含有量を０．８２ｗｔ％とし、その表面にはブラスメッキを施している。

【００２４】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１〜４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、破断荷重、ゴム浸入率、圧縮疲労性、取扱作業性について評価したところ表１に示すような結果を得た。

【００２５】なお、表中ＢＬは破断荷重、ＲＰはゴム浸入性、ＲＦは圧縮疲労性、ＨＷは取扱作業性、Ｐ₁は略スパイラル状の小さいくせ付素線のくせピッチ、ｄ₀は見掛けの外径、ｄ₁は芯素線の線径、ｄ₂は側素線の線径を示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】この評価に際して、破断荷重ＢＬ（ｋｇｆ）は、スチールコードのみの破断荷重を示し、この種のスチールコードとしては少なくとも４０ｋｇｆ以上必要である。

【００２８】ゴム材の浸入率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用ブレーカー用として使用される通常のゴム材）中に埋め込み、加圧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。

【００２９】圧縮疲労性ＲＦ（％）は、各スチールコードを複数本、１００％モジュラスが３５ｋｇ／ｃｍ²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。

【００３０】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。

【００３１】また図３において、本考案１のスチールコードと、従来例２のスチールコードとの荷重に対する伸びの比をグラフに表した。

【００３２】表１において、従来例１は１×５×０．２５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、圧縮疲労性及び取扱作業性は良好であるがゴム浸入率に劣る。

【００３３】従来例２は１×５×０．２５オープン撚り構造のスチールコードであり、ゴム浸入率及び圧縮疲労性は優れるが、取扱作業性には劣る。また図３において、荷重に対する伸びも本考案１に比べると大きい。

【００３４】また、比較例１は各線径が本考案のものよりも細く、比較例２は側素線の線径ｄ₂が０．３ｍｍよりも大きい。また、比較例３は、略スパイラル状の小さいくせを有する芯素線のピッチＰ₁の値が芯素線の線径ｄ₁の３５倍よりも大きく、比較例４は側素線の本数が６本であり、また比較例５では略スパイラル状の小さいくせを有する芯素線の見掛けの外径ｄ₀が芯素線の線径ｄ₁の１．３倍よりも大きくなっているため、テスト結果はいずれの評価項目も全て満足することができなかった。

【００３５】これに対し、本考案１〜４のスチールコードは、破断荷重、ゴム浸入率、圧縮疲労性、取扱作業性のいずれをも満足しており、ゴム製品の補強材として最適であることが判明した。

【００３６】

【考案の効果】

本考案のゴム製品補強用スチールコードは、コード長手方向の略全域に亘って、コード内部に空洞部を有さず、かつ極低荷重時のコードの伸びが小さく、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、コードの腐食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る。よって、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。

【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】本考案１のスチールコードと、従来例２のスチ
ールコードとの荷重に対する伸びの比をグラフに表した
ものである。

【符号の説明】

１，４スチールコード２，５略スパイラル状の小さいくせを有する芯素線３，６側素線

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】中央に１本の芯素線とその芯素線の周囲
にｎ本（ｎ＝３〜５本）の側素線を配して撚り合わせて
なる１＋ｎ構造のスチールコードにおいて、芯素線が線
径ｄ₁＝０．２０〜０．４０ｍｍで、ピッチＰ₁＝４ｄ
₁〜３５ｄ₁、見掛けの外径ｄ₀＝１．０８ｄ₁〜１．
３ｄ₁となる略スパイラル状の小さいくせを有してお
り、かつ芯素線の線径ｄ₁と側素線の線径ｄ₂との比ｄ
₁／ｄ₂＝０．７５〜１．０であることを特徴とするゴ
ム製品補強用スチールコード。