JPH0638157Y2 - ゴム物品補強用スチ−ルコ−ド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 空気入りタイヤをはじめとしてその他工業用ベルトなど
のゴム物品成形体の補強に有用な、ゴム物品補強用スチ
ールコードに関してこの明細書には、スチールコードを
構成する素線相互すき間へのゴムペネトレーションを有
利に適切化する撚り構造の改良に係わる開発研究の成果
について述べる。

（従来の技術） 特開昭55-30499号公報には、同方向、同ピッチに撚り合
わせた同径素線９本〜52本により断面が多角形の最密充
填構造をしている、いわゆるコンパクトコードが提案さ
れている。また、特開昭55-30499号公報においてはコン
パクトコードの目的として、すぐれた引張り強さ及び耐
疲れ性を組み合わせ、すぐれた密集性を有することが記
されている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来のコンパクトコードを空
気入りラジアルタイヤの例えばベルト部に用いると、下
記のような問題点が発生していた。

（１）良路走行における入力及び熱によるベルトエンド
セパレーション以外に、悪路走行におけるトレッドのカ
ットからの水分によるベルトエンドセパレーションも発
生する。

（２）サイドフォースの大きいトレーラ遊輪軸装着タイ
ヤにおいてコアのフィラメントの飛び出しが発生する。

（問題点を解決するための手段） 前記問題点の改良を図るためにこの考案においては、コ
ア並びに、インナー及びアウター各シースに十分な型付
けを施して撚りコードをオープン構造とし、これによっ
てコード内にゴムを浸透させ、前記（１），（２）の各
問題点を解決した。

この考案は線径0.20〜0.45mmφの範囲内で同径のスチー
ルフィラメントを素線とするコア、インナーシース及び
アウターシースよりなり、全素線に型付けを施して８〜
30mmの範囲内の同一撚りピッチ、同一撚り方向に撚り合
わせた、１×12構造のスチールコードにして、コア、イ
ンナー及びアウター各シースの撚り角θ_Ｃ，θ_Ｉ及びθ
_Ｏにつき次式 ここにd:スチールフィラメントの線径、S:撚りピッチ の関係を満たすゴム物品補強用スチールコードである。

さて前記した問題点（２）の走行中のコアのフィラメン
ト飛び出し防止に対してはコアの外側へのゴム浸透量を
５％以上にすることが必要である。また前記問題点
（１）のトレッドカットからの水分によるベルトエンド
セパレーション防止に対してはゴムによる封鎖型の浸透
形態つまりコアの外側及び内部のゴム浸透量を５％以上
とする必要がある。

ここに、コアの撚り角度はコア内部のゴム浸透量が５％
以上を、またインナー及びアウター各シースの撚り角度
については、コアの外側のゴム浸透量が５％以上を確保
できる、撚り角度をそれぞれ必要とする。コアのフィラ
メント飛び出し防止に加えトレッドカットからの水分に
よるエンドセパレーション防止の両者を図るのに必要な
コアの撚り角度はコンパクト構造を仮定したときのコア
の撚り角度をθ_１で示してθ_Ｌ＋2.0°以上にするを要
する。

以下第１図にて、この考案に従う１×12構造の場合にお
けるコード断面の一例を示した、コア１及びインナーシ
ース２、アウターシース３の各撚り角度の限定について
述べる。

ゴム浸透量を規定する因子は素線間のすき間であり、こ
のすき間量の代わりに撚り角度を用いる。

ここで第２図に３本撚りの場合の撚り角度θを示すが一
般的にｒでコア並びにインナー及びアウター各シースの
半径を代表させ、Ｓを撚りピッチとすると次式 の関係に従い、撚り角度は で与えられる。

なおコード垂直方向においてフィラメント断面は楕円と
なるがここでは真円と仮定した。

いま最密充填状態時の撚り角度は第３図に従いコア並び
にインナー、アウター各シースについて次のように求め
られる。

（１）コアの場合 １×12のコンパクトコードのコアの最密充填状態時の撚
り角度をθ_１、フィラメントの線径をｄとすると、まず
コアの半径r₁は であり、従って （２）インナーシースの場合 同様にインナーシースの最密充填状態時の撚り角度をθ
_２とすると、このインナーシースの半径r₂は であり、従って （３）アウターシースの場合 同様にアウターシースの最密充填状態時の撚り角度をθ
_３とすると、このアウターシースの半径r₃は であり従って 一方コア１並びにインナー及びアウター各シース2,3の
撚り角度については次の実験結果が得られている。

I.インナー及びアウターシースの撚り角度θ_Ｉ，θ_Ｏ コアの撚り角度θ_Ｃを一定（ここではコアの外側のゴム
浸透量のみを評価するため仮にコアの撚り角度は最密充
填状態時θ_１とした）にし、インナー及びアウターシー
スの撚り角度を変えて、コアの外側におけるゴム浸透量
を評価すると、１×12構造、フィラメント径0.36mm、撚
りピッチ18mmの場合、表１のとおりである。

第４図にこの場合のサンプル４のコード断面を参考に示
す。

ちなみにこの場合のインナーシース２の最密充填状態時
の撚り角度θ_２は（２）式よりθ_２＝8.3°であり、ア
ウターシース３の最密充填状態時の撚り角度θ_３は
（３）式よりθ_３＝10.9°である。

ここで上記結果から、コアのフィラメント飛び出し防止
のために最小ゴム浸透量５％を得るにはインナーシース
２の撚り角度（θ_Ｉとしてθ_Ｉ≧11.8°を必要とし、こ
の関係はθ_Ｉ≧θ_２＋3.5°で表わされる。

同様にアウターシースの撚り角度（θ_Ｏ）としてθ_Ｏ≧
13.9°を必要とし、θ_Ｏ≧θ_３＋3.0°で表わされる。

一方撚り角度の最大に対しては、撚り角度が大きくなる
につれてコード強力の低下及びコード径が増加し、タイ
ヤの圧力保持性が低下するためにθ_Ｉ≦θ_２＋10.0°、
θ_Ｏ≦θ_３＋10.0°と規定される。

II.コアの撚り角度 次にコアの撚り角度θ_Ｃについては、コアのフィラメン
ト飛び出し防止の目的はインナーシース２及びアウター
シース３が上記要件を満足すれば最密充填状態の撚り角
度θ_Ｉでも達せられるが、水分浸入によるセパレーショ
ン防止の改良の面から、コアの撚り角度を規定する必要
がある。ここでトレッドカットからの水分によるエンド
セパレーション防止も出来るようにインナー及びアウタ
ー各シース2,3の撚り角度を一定（コア１の外側のゴム
浸透量が90〜100％確保できるように取った）にし、コ
ア１の撚り角度θ_Ｃを変えて、コア１の内部のゴム浸透
量を評価すると１×12構造、フィラメント径0.36mm、撚
りピッチ18mmの場合表２のとおりである。

第５図にこの場合つまりこの考案に従うサンプル８のコ
ード断面を示す。この場合、ゴム浸透形態は封鎖型とな
る。

上記結果及び撚り角度の最大に対してインナー及びアウ
ターシース同様の理由でコアの撚り角度θ_Ｃもθ_Ｃ≦θ
_１＋10.0°という条件と、コア１のフィラメント飛び出
し防止に加えてトレッドカットからの水分によるベルト
エンドセパレーション防止を目的としてコア内部のゴム
浸透量が５％以上必要で、コアの最密充填状態の撚り角
度θ_１は、すでに述べたとおりθ_１＝4.1°であること
から、ゴム浸透量５％以上のサンプル６のコードを基準
としてθ_１＋2.0°≦θ_Ｃ≦θ_１＋10.0°とする。

また、コア１はインナー及びアウター各シース2,3と接
するまでの撚り角度を取れるが、これを超える（コアフ
ィラメントがインナー及びアウターシースフィラメント
間に入り込む状態）ことはできない。

（作用） 前記の様に束撚りコードに十分な型付けを施し、オープ
ン構造とすることでコード内にゴムを浸透させ、コンパ
クトコードの問題点を解決する。この考案においてゴム
浸透性の測定方法は次のようにして行なう。

新品タイヤからコードを取り出しコード周囲を流動性樹
脂中に埋め込んで硬化させた後、測定箇所を含むコード
方向に垂直な平面に沿ってカッターで切断し、バフして
断面写真をとる。

第６図で示すように３本のコアフィラメントに囲まれた
部分をコアの内部、９本のインナー、アウターシースに
囲まれた部分をコアの外側と区切る。その各々の領域に
おいて、ゴム浸透可能総面積に対するゴムの浸透してい
る面積の占める割合を測定することにより、その位置に
おけるゴム浸透率が判る。

上記の測定を1mmごとにバフする度に繰返して１ピッチ
分行ないその平均値をもってコアの内部及びコアの外側
のゴム浸透量（％）とする。

この考案において、フィラメント径が0.20mm未満だと、
コード強力が低下するためベルト部のコード打込み数が
増加してコストアップになり、また0.45mmを超えると耐
疲労性が低下する。

撚りピッチに関しては、浸透形態が１ピッチごとに封鎖
型をしているため、短ピッチ程耐エンドセパレーション
性は良好であるが、8mm未満だと、コード強力が低下
し、耐圧力保持性の低下及びコストアップになり、他方
30mmを超えるとコード剛性が大きくなり、タイヤ製造時
の作業性が低下すると共にゴム浸透量が小さい場合、腐
食長さが長くなり、ゴム浸透（封鎖型）の意味も薄れ
る。

（実施例） 実施例１〜12,比較例１〜６（表３参照） コアのフィラメント飛び出しに加えカットからの水分に
よるエンドセパレーションを評価するために４枚スチー
ルコードベルトの内カーカス組みから数えた第２及び第
３番目の交錯層に本構造のスチールコードを使用した試
験タイヤを、悪路20％を含む一般路で３万kmにわたり10
0％負荷で実地走行させた。

タイヤサイズ 1000R20 16PR（トラックバス用ラジア
ルタイヤ） 交錯層（第2,第３ベルト層）、打込み18.6本/5cm、 内 圧 7.25kg/cm² コアのフィラメント飛び出しは、実地走行後の第2,第３
ベルト層を切り出し、ベルト端部のＸ線写真を取り、こ
の写真上でコード端からコアフィラメントの飛び出して
いる長さを測定した。

また、カットからの水分によるベルトエンドセパレーシ
ョン性は、実地走行後に第3,4ベルト層間を剥ぎ第３ベ
ルト層のコード端を出して端から腐食している最大長さ
をノギスで測定した。

実施例１〜４ではコア、インナーシース及びアウターシ
ースの撚り角度を変化させたが、その結果コアの外側及
び内部のゴム浸透量が５％以上あればコアのフィラメン
ト飛び出しは防止でき、撚り角度の増加に伴いトレッド
カットからの水分によるエンドセパレーションも抑制で
きる。

ここで実施例2,3においてアウターシースの撚り角度に
対するインナーシースの撚り角度の割合の大きい方がコ
アの外側のゴム浸透量が大きくゴム浸透性は好ましい傾
向にある。

また実施例5,6はフィラメント径0.20mm、実施例7,8はフ
ィラメント径0.45mmで、コア、インナーシース及びアウ
ターシースの撚り角度を変化させた。

さらに、実施例9,10は撚りピッチ8mmそして実施例11,12
は撚りピッチ30mmでコア、インナーシース及びアウター
シースの撚り角度を変化させた例である。

比較例１は、コンパクト構造そして比較例２はインナー
及びアウターシースの撚り角度が過度に小さい場合であ
り、いずれもゴム浸透性が悪く、実地走行状態も悪い。
比較例３はフィラメント径0.20mm、比較例４はフィラメ
ント径0.45mm、比較例５は撚りピッチ8mm、比較例６は
撚りピッチ30mmにおいてインナー及びアウター各シース
の撚り角度が小さすぎる事例であり、これらはいずれも
ゴム浸透性が悪く、コアのフィラメント飛び出しが生じ
トレッドカットからの水分によるエンドセパレーション
性も悪くなる。

なお、実施例９は、撚りピッチが短いためゴム滲透性が
小さくてもトレッドカットからの水分によるエンドセパ
レーション性については良い結果になっている。

（考案の効果） この考案により、オープン構造スチールコードにおける
コアのフィラメントの飛び出しを有利に抑制することに
加えてスチールコードのエンドセパを有効に防止するこ
とができ、スチールコードによる補強効果を永く維持す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は断面図、 第２図は３本撚り構造の説明図、 第３図はコンパクトコードの断面図、 第４図、第５図は各別の実施態様でのこの考案によるス
チールコードを示す断面図であり、 第６図はゴム浸透量の定義図である。 １……コア、２……インナーシース ３……アウターシース

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】線径0.20〜0.45mmφの範囲内で同径のスチ
   ールフィラメントを素線とするコア、インナーシース及
   びアウターシースよりなり、全素線に型付けを施して、
   ８〜30mmの範囲内の同一撚りピッチ、同一撚り方向に撚
   り合わせた、１×12構造のスチールコードにして、コ
   ア、インナー及びアウター各シースの撚り角θ_Ｃ，θ_Ｉ
   及びθ_Ｏにつき次式 ここにd:スチールフィラメントの線径、 S:撚りピッチ の関係を満たすことを特徴とする、ゴム物品補強用スチ
   ールコード。