JPH08120578A - ゴム補強用スチールコード - Google Patents

ゴム補強用スチールコード

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JPH08120578A
JPH08120578A JP6283973A JP28397394A JPH08120578A JP H08120578 A JPH08120578 A JP H08120578A JP 6283973 A JP6283973 A JP 6283973A JP 28397394 A JP28397394 A JP 28397394A JP H08120578 A JPH08120578 A JP H08120578A
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  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
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  • Ropes Or Cables (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 補強すべきゴム製品の精度を損なうことなく
耐食性および耐疲労性の改善されたゴム補強用スチール
コードを提供する。 【構成】 0.10mm〜0.40mmの直径を有する
複数本のスチール素線の全てに、該スチール素線の長手
方向に同じ波長及び同じ波高でくせ付けが施されてお
り、かつ、前記複数本の波形くせ付けスチール素線が撚
り合わされることなく引き揃えられ、その周囲に真直の
スチール素線を巻き付けてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、補強すべきゴム製品
の精度を損なうことなく耐食性および耐疲労性の改善さ
れたゴム補強用スチールコードに関する。
【0002】
【従来の技術】ゴム製品、特に自動車タイヤでは、タイ
ヤの性能向上に優れた効果を与えるスチールコードが各
種用いられ、タイヤの種類やタイヤの補強部分によっ
て、スチールコードの撚り構造は、単撚り、複撚り、層
撚り、束撚りが用いられており、タイヤの高性能化に伴
い対応するスチールコードの撚り構造は複雑化してい
る。
【0003】一方、近年では、地球環境問題から省資源
が要請されており、自動車の低燃費化を推進するために
タイヤの軽量化が進められ、それに伴いスチール素線の
強度を向上させる試みがなされている。また、道路の舗
装が進みタイヤへの苛酷度が減少したため、スチール素
線を撚り合わせることなくタイヤの補強材として用いる
ことが提案されている。
【0004】特開平5−345503号公報では、特定
成分を有するスチール素線の長手方向に特定寸法の2次
元の波形を付与したワイヤをタイヤに用いることによ
り、性能を維持して軽量化を図る提案がなされている。
【0005】特公平6−63187号公報では、2ない
し3本のスチール素線を平行に引き揃えてラッピングを
施したスチールコードが提案されている。
【0006】特開平6−235179号公報では、素線
の一部または全部が曲げ部を線の長手方向に有してい
る、撚り合わされていない並列上の中心となる2本以上
の素線に小経の素線が巻き付けられたスチールコードが
提案されている。
【0007】また、特開平6−262906号公報で
は、互いに平行配列をなす所定本数の補強素子によるゴ
ム引き層を有するタイヤにおいて、補強素子の少なくと
も30%を数本以内の束に区分してその束とこれに隣接
する補強素子との分散間隔を、補強素子を等間隔に配列
した場合に比べて広くすることにより、補強素子の末端
に面して発生する微小なクラックからの耐久性低下を抑
止する提案がなされている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】スチール素線の強度を
向上させることによりタイヤに用いるスチールコードの
使用量を減少させることができるが、延性が若干低下し
て疲労性に問題を生ずる場合がある。また、スチールコ
ードをタイヤに用いた場合、スチールコードの断面は円
形であるために曲げ剛性に異方性がなく、タイヤに大き
い曲げ撓みが要求される部分においてもスチールコード
の曲げ剛性が発揮されて、例えば、乗り心地を損なうと
いう問題がある。さらに、スチール素線を真直のままタ
イヤの補強に用いると耐久性に問題を生ずる。
【0009】かかる問題を解決するために、前述の特開
平5−345503号公報のように、スチール素線に繰
り返し曲げ形状を与える提案がなされているが、この提
案ではスチール素線の耐疲労性の向上はできるが、型付
したスチール素線は伸びやすくタイヤの成型工程におい
て精度に問題を生じ、タイヤユニフォミティが低下して
乗り心地を損なうなどの懸念がある。
【0010】また、特開平6−235179号公報で提
案されているスチールコードを構成する素線の曲げ部
は、5kg引張り荷重時のコードの伸びが0.08〜
0.72%の範囲の波付け程度で、またゴム浸入性のた
めに隣接する適宜素線に曲げ部を形成させると記載され
ているが、周期的に曲げ部を有していないので圧縮疲労
性に劣る。
【0011】さらに、特開平6−262906号公報で
は、互いに平行配列をなす所定本数の補強素子が開示さ
れているが、これはゴム引き層内の補強素子の一部を数
本束にして配置させることにより、補強素子の末端に存
在するゴムの微小クラックを成長させないようにしてタ
イヤの耐久性の改善を図ることを目的としたもので、コ
ードの耐食性および耐疲労性を改善するものではない。
【0012】そこでこの発明の目的は、補強すべきゴム
製品の精度を損なうことなく耐食性および耐疲労性の改
善されたゴム補強用スチールコードを提供することにあ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明のゴム補強用スチールコードは、0.10
mm〜0.40mmの直径を有する複数本のスチール素
線の全てに、該スチール素線の長手方向に同じ波長及び
同じ波高でくせ付けが施されており、かつ、前記複数本
の波形くせ付けスチール素線が撚り合わされることなく
引き揃えられ、その周囲に真直のスチール素線を巻き付
けてなることを特徴とするものである。
【0014】この発明のゴム補強スチールコードの好適
例を下記の(1)〜(3)に列挙する。 (1)スチールコードの曲げ剛性に異方性を有するよう
にスチール素線を集束してなる。
【0015】(2)複数本のスチール素線が、コード長
手方向に相互の波形くせの位相をずらせて引き揃えられ
ている。
【0016】(3)複数本のスチール素線が、それぞれ
の波形くせの波形方向がコード断面から見て一定方向に
配向しないように引き揃えられている。
【0017】
【作用】この発明のゴム補強用スチールコードにおい
て、スチール素線に2次元の波形を素線の長手方向に付
与するのは、スチール素線が圧縮方向の歪をうけたとき
に座屈して耐疲労性が低下することを防ぐと共に、隣接
するスチール素線との間に隙間を設けてコード内へのゴ
ムの浸入を容易にするためである。
【0018】また、スチール素線の全てに同じ波長およ
び波高の波形を付与するのは、スチールコードに引張り
荷重が加わった際に素線の全てにほぼ同じ伸び挙動をさ
せるためで、このようにすることによりスチールコード
の強力利用率が向上する。
【0019】波形の波長および波高は特に規定されるべ
きものではなく、低荷重時の伸びを小さくする必要があ
るとき、例えばスチール素線にゴム引きするときや、ゴ
ム製品の成型工程での精度が特に要求されるときなどで
は、波長を大きく、波高を小さくする。一方、ゴム製品
に高度の耐カット性が特に要求される場合には波長を小
さく、波高を大きくすればよい。しかし、この発明のス
チールコードはコード内へのゴムの浸入を容易にするこ
とによってスチール素線の耐疲労性や耐食性の向上を図
ることを主目的とするものであることから、図5に示す
波高hを0.01mm程度以上とすることが好ましい。
また、波長Lは、好ましくは3.0mm〜30.0mm
の範囲内であり、波長が3mm未満ではくせ付け工程で
の生産性が低下し、一方30mmを超えるとコードの素
線間の隙間が少なくなり、ゴムの浸入性が悪化する。
【0020】スチールコードの曲げ剛性に異方性を有す
るようにスチール素線を集束させることが好ましいの
は、スチールコードに異方性がないとタイヤに大きい曲
げ撓みが要求される部分においてもスチールコードの曲
げ剛性が発揮されて、例えば、乗り心地を損なう等の問
題を生ずるからである。ここで、スチールコードの曲げ
剛性に異方性を有するようにスチール素線を集束させる
には、複数本のスチール素線を横一列に平行に引き揃え
ることにより、若しくはそれをさらに段列状に引揃え、
コード断面から見て断面形状が長方形あるいは楕円形で
あるように、すなわちコード断面から見て縦軸と横軸
(厚さ方向と幅方向)とのフィラメント数が異なるよう
にする。但し、この発明のスチールコードでは、素線に
波形くせ付けが施されているので、波方向によっては縦
横のフィラメント数が同じでも扁平となる。かかる手法
に加え、集束したフィラメント群の周囲にスチール素線
を緩く巻き付けた後、ローラで押えることによりさらに
扁平となし、厚さ方向と幅方向とで曲げ剛性の差を大き
くすることができる。
【0021】隣接するスチール素線の波形の位相をずら
せて引き揃え、その周囲にスチール素線を巻き付けるこ
とが好ましいのは、該スチールコードに外力が加わった
ときの伸びを抑制するためであり、この作用によりタイ
ヤを精度良く製造することができユニフォミティの向上
が図れる。また、隣接するスチール素線間の隙間を大き
くすることができ、コード内にゴムが浸入してスチール
素線の耐疲労性や耐食性を向上でき、かつ、引き揃えら
れた複数の素線の間に浸入したゴムにより各素線間に応
力が伝達されて引き揃え率が向上し、強力が向上する。
【0022】各素線の波形くせの波形方向を一定方向に
配向させないようにしても、上記と同様な効果を得るこ
とができる。
【0023】この発明においては、スチール素線の本数
は、好ましくは2〜30本とする。曲げ剛性に異方性を
与えるためには、コード断面から見て厚さ方向には1
本、幅方向には2本の素線を配置する必要がある。一
方、素線数が30本を超えるとコード内部へのゴムの浸
入が困難となり、耐食性が悪化する。
【0024】
【実施例】従来例 タイヤの補強に用いられる炭素綱線材を通常の乾式伸線
により所定の直径に縮径した後、ゴムとの接着を高める
ためのブラスめっきを施し、湿式伸線により仕上げ線径
とした。このようにして、ブラスめっきされた直径0.
30mmのスチール素線を真直のままの3本平行に引き
揃えて引き出し、ラッピングマシンによって素線群の周
囲に直径0.15mmのスチール素線を巻つけてスチー
ルコードとした。このスチールコードを図4に示す。
【0025】実施例1 従来例と同様にして仕上げ線径とされたスチール素線3
本を平行に引き揃えて1対の歯車の間を通過させて、素
線群に波高0.10mm、波長5.0mmの2次元の波
形型付けを施し、次いでその周囲にラッピングマシンに
より直径0.15mmのスチール素線を巻つけてスチー
ルコードとした。このスチールコードを図1に示す。
【0026】実施例2 実施例1と同様にして歯車で3本のスチール素線に波形
の型付けを施したが、スチール素線相互の波形の位相を
ずらせたスチールコードとするために、図7に示すスプ
ール3から引き出した3本のスチール素線1をV溝を有
するローラ4により素線の自転を防止して3対の歯車5
により波形を付与するが、3対の歯車の直径および歯
数、歯の形状は同一とし、第1対、第2対および第3対
間の歯車の位置をずらせて3本のスチール素線の波形の
位相がずれるようにした。ついで表面が平滑な3対のロ
ーラ6によってローラ軸を回転させることで各素線の波
形を任意の方向に回転させ、次いでガイド7によって素
線群を集束させてラッピングマシン8によって素線群の
周囲に直径0.15mmのスチール素線2をラッピング
ワイヤとして巻き付け、スチールコードとした。このス
チールコードを図2に示す。
【0027】上記の3種類のスチールコードの耐圧縮疲
労性および隣接フィラメント間のゴム浸透性を以下のよ
うにして評価した。耐圧縮疲労性 JIS L 1017参考1.3.1A法耐圧縮曲げ疲労強さに準じた試
験機を用いた。試料はゴムシートの長手方向にスチール
コードを平行に並べた複合シートとなし、この複合シー
トを平行に積層した後加硫して得た。この試料を上記の
試験機により一定の繰り返し曲げを与えそのときの圧縮
曲げ側のスチールコード素線の破断の有無を調査し、指
数で示した。従来例のコードを100とし、指数の大き
いほど素線の破断が少ないことを表す。
【0028】隣接フィラメント間ゴム浸透性 ゴムに埋設し加硫した試料からスチールコードを取り出
し、コード表面のゴムを取り除き、表面のフィラメント
間に浸透しているゴム量を顕微鏡で観察し、記録した。
コード内部へのゴムの浸透性は、表面部のフィラメント
を取り除き、隣接部のフィラメントに接着しているゴム
量を顕微鏡で観察し記録した。従来例のゴムの浸透性を
100として指数にて表し、指数が大きいほどゴムの浸
透性が良好である。
【0029】
【表1】
【0030】図6は、上記の3種類のスチールコードの
低荷重域での引張り特性を示しており、従来例に比べて
実施例1および実施例2では低荷重域において適度の伸
びを示している。このことから、実施例1および実施例
2のスチールコードはゴムによる応力伝達性を向上させ
ることができることが分かる。
【0031】図3のスチールコードはこの発明の他の実
施例であり、大きなコード強力が必要なときにはそれに
対応する複数本の素線を段列状に引揃えて構成したもの
である。
【0032】図1〜3に示すスチールコードは、断面が
円形のコードとは異なり、スチールコードの曲げ剛性に
異方性を有している。従って、断面が円形のコードのよ
うにタイヤに大きい曲げ撓みが要求される部分において
曲げ剛性が発揮されて、乗り心地を損なうということも
ない。
【0033】
【発明の効果】この発明のスチールコードは、波形型付
けを施した複数本のスチール素線群を引き揃え、その周
囲にスチール素線を巻き付けたものであるから、撚り線
によるスチールコードに比べて撚線工程が省略でき、か
つ、撚り線によるスチールコード以上の耐疲労性および
耐食性を示し、その一方で波形型付スチール素線を単線
のまま用いるときの問題点である低荷重時の伸びを防止
できるので精度のよいゴム製品を製造することができ
る。
【0034】また、全ての素線が同じ波長及び波高の波
形を有しているのでスチールコードの強力利用率も高
い。
【0035】さらに、スチール素線間で波形の方向およ
び/または位相を異なるようにして引き揃えることによ
り、ゴム製品の精度がより一層高められ、またコード内
へのゴムの浸入性も一層向上するのでスチール素線の耐
疲労性や耐食性、さらには素線群の引き揃え率がより一
層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】波形の位相を引き揃えて構成したスチールコー
ドの斜視図である。
【図2】波形の方向及び位相をそれぞれ異なるように引
き揃えたスチールコードの斜視図である。
【図3】波形型付けを施したスチール素線を、波形の方
向および位相を異なるように段列状に引き揃えて構成し
たスチールコードの斜視図である。
【図4】従来の真直な素線を引き揃えて構成したスチー
ルコードの斜視図である。
【図5】波形くせ付けした素線の波高を示す説明図であ
る。
【図6】従来例、実施例1および実施例2のスチールコ
ードの引張り特性を比較して示すグラフである。
【図7】波形の方向及び位相を異なるようにしたスチー
ルコードの製造工程を示す工程図である。
【符号の説明】 1 波形型付けを施されるスチール素線 2 ラッピングワイヤとしてのスチール素線 3 スプール 4 V溝を有するローラ 5 波形を付与する歯車 6 表面平滑なローラ 7 ガイド 8 ラッピングマシン

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 0.10mm〜0.40mmの直径を有
    する複数本のスチール素線の全てに、該スチール素線の
    長手方向に同じ波長及び同じ波高でくせ付けが施されて
    おり、かつ、前記複数本の波形くせ付けスチール素線が
    撚り合わされることなく引き揃えられ、その周囲に真直
    のスチール素線を巻き付けてなることを特徴とするゴム
    補強用スチールコード。
  2. 【請求項2】 スチールコードの曲げ剛性に異方性を有
    するようにスチール素線を集束してなる請求項1記載の
    ゴム補強用スチールコード。
  3. 【請求項3】 複数本のスチール素線が、コード長手方
    向に相互の波形くせの位相をずらせて引き揃えられた請
    求項1または2記載のゴム補強用スチールコード。
  4. 【請求項4】 複数本のスチール素線が、それぞれの波
    形くせの波形方向がコード断面から見て一定方向に配向
    しないように引き揃えられた請求項1〜3項のうちいず
    れか一項記載のゴム補強用スチールコード。
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