JPH09268485A

JPH09268485A - ゴム補強用スチールコードおよびラジアルタイヤ

Info

Publication number: JPH09268485A
Application number: JP8034341A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Matsumaru; 一夫松丸; Yoshiyuki Oguro; 義之小黒
Original assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-01-29
Publication date: 1997-10-14

Abstract

(57)【要約】【課題】安定したゴム浸透性と高い耐久性を具備し、ベ
ルト部の補強及びカーカス部の補強のどちらにも使用で
きしかもカバーゴム厚を薄くすることが可能な低コスト
なスチールコードを提供する。【解決手段】３本以上の素線を同一方向及び同一ピッチ
で一度に撚り合わせた１×ｎ構造のスチールコードにお
いて、素線同士が交差しない部分と交差する部分がコー
ド長手方向に混在し、しかもコードの断面が同一方向に
略楕円形状をなしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車用タイヤや搬
送用コンベアベルト等のゴム製品補強用スチールコード
およびラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】乗用車用ラジアルタイヤにおいてはその
トレッド部の補強用に、またトラック・バス用ラジアル
タイヤにおいてはそのトレッド部及びカーカス部の補強
用にスチールコードが使われている。乗用車タイヤのト
レッド補強用には、従来、図３(a)(b)に示すように３本
から５本の素線を撚り合わせた１×ｎ構造のスチールコ
ードが使われてきた。しかし、これらの構造のスチール
コードにおいては、コードを構成している素線それぞれ
の間に隙間をもたないため、タイヤ製造の加硫時にゴム
がコードの中心部まで浸透せず、中心部にはゴムで充填
されない空隙部が残ってしまう。このため、走行中にタ
イヤが金属片を踏み込んでスチールコードにまで達する
傷を受けると、この傷からコードにまで水分が侵入し、
更にゴムの充填されていないコード中心の空隙部を伝わ
ってしまう。これによってタイヤ中のスチールコードの
錆も広がり、コードの劣化とともにコードとゴム間の接
着も劣化して、いわゆるセパレーション現象を発生さ
せ、複合体としてのタイヤ性能の低下や寿命の著しい低
下を招く欠点があった。

【０００３】この対策として、図４(a)(b)に示すよう
に、オープン撚り構造でしかもその断面形状が略楕円状
のスチールコードが提唱されている。しかし、このよう
なスチールコードにおいても次のような問題点があっ
た。 (１)コードがルーズに撚り合わせれているので素線が動
き易く、タイヤ製造時における加硫時にコードに張力が
かかると、図５(c)に示すように、素線同士の隙間がな
くなりやすく、ゴムがコード内部に浸透できなくなる状
態が生じ、安定したゴム浸透を得にくい。 (２）トレッドに使用されるスチールコードは、車の操
縦安定性を確保するため、トレッド面に平行な方向に
は高い剛性が要求される。この種の扁平コードは断面
長径側の剛性は高いが、短径側の剛性は低く、タイヤ中
でコードの長径面がトレッド面に平行になっていれば
問題ないが、コードにねじれが生じた場合は剛性が不
足することになる。 (３）コード中心部に素線がなくしかも素線間に隙間が
あるため、金属片がコードを突き抜け易く、パンクに対
しても弱点がある。

【０００４】一方、トラック・バス用タイヤのカーカス
の補強には、図５(a)(b)に示すような断面形状をもつ１
×３＋９や１×３＋９＋１５のような構造のスチールコ
ードが従来よく使われていたが、この構造もゴムの浸透
性が悪いため、図６(a)(b)に示すような１×３＋８や１
×３＋８＋１３のような構造にして２層目や３層目の素
線間に隙間を設けたものが最近使われ始めている。しか
し、このような構造においても、次のような問題点があ
った。（１）芯の３本撚りストランドの中心部にはゴムが浸透
しない空隙部が生ずるため、耐食性の面で完全なもので
はない。（２）コードの製造において撚り線工程が２回ないし３
回になるため、製造コストが高くなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のような
問題点を解消するために創案されたもので、その目的と
するところは、安定したゴム浸透性と高い耐久性を具備
し、ベルト部の補強及びカーカス部の補強のどちらにも
使用できしかもカバーゴム厚を薄くすることが可能な低
コストなスチールコードを提供することにある。また本
発明の他の目的は、高性能で軽量なラジアルタイヤを提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、３本以上の素線を同一方向及び同一ピッチで
一度に撚り合わせた１×ｎ構造のスチールコードにおい
て、素線同士が交差しない部分と交差する部分がコード
長手方向に混在し、しかもコードの断面が同一方向に略
楕円形状をなす構成としたものである。この場合、素線
本数が３〜６本のときには、好適には素線同士が交差す
る頻度をコードの１撚りピッチ当たり０.５〜４.０回と
し、かつコード断面の短径Ｄ１と直径Ｄ２の比Ｄ１／Ｄ
２を０.６〜０.９の範囲とする。また、素線本数が７〜
１９本の場合には、好適には素線同士が交差する頻度を
コード１撚りピッチ当たり０.５回〜１５.０回とし、か
つコード断面の短径Ｄ１と直径Ｄ２の比Ｄ１／Ｄ２を
０.６〜０.９の範囲とするものである。本発明はさらに
上記いずれかのコードをタイヤのベルト部またはカーカ
ス部の補強に使用することも特徴としている。

【０００７】

【作用】３本以上の素線を同一方向・同一ピッチで同時
に撚り合わせた偏平タイプのスチールコードであるが、
本発明においては、単純に偏平とするのでなく、素線が
交差する部分と交差しない部分とをコードの長手方向に
おいて混在させ、その状態で扁平コードとしている。こ
のようにコードの長手方向において適度な素線同士の入
れ替わり交差を施したときには、第１に各素線間の撚り
込み長さが均一化され、各素線に均等な付加を受け持た
せることができる。第２に素線同士を交差させるとその
交差部分では素線が互いに絡み合って拘束しあうため、
コード軸方向に圧縮力が作用したときにも素線が籠状に
ふくらみにくくなり、変形抵抗を向上することができ
る。第３に交差によって素線間に隙間が形成され、しか
も前記のような拘束作用でタイヤ製造時の張力など外力
に対しても素線間隙間を固定することができるため、安
定したゴム浸透性を実現できる。第４に交差と非交差に
より素線はコード中心へと移動配置されるため、交差部
では素線間で絡み合いが生じて素線が移動しにくくなっ
たり、コード断面における素線充填度が向上し(但しこ
の場合でも素線間の隙間は確保されている)、これによ
って短径側の剛性もアップそせることができるため、コ
ード長径側がトレッド面と平行になっていない場合でも
剛性を強化することができ、かつまた金属片が突き抜け
にくくなるのでパンクの発生を防止できる。

【０００８】ことに素線の交差頻度をコード撚りピッチ
Ｐとの関係で０．５回以上とし、素線の本数に応じて４
回以下(素線数3〜6本）または１５回以下(素線数7〜19
本)とした場合には、素線間に過不足のない適切な大き
さの隙間を形成できるとともに耐圧縮性が得られ、また
素線長さのアンバランスを生じさせず耐久性もよいもの
とすることができる。かつまた楕円形状をコード断面の
短径Ｄ１／長径Ｄ２で０．６〜０．９とした場合には、
良好な耐久性とゴム浸透性を有するスチールコードとす
ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下本発明を添付図面に基いて説
明する。図１は本発明を適用した１×５構造のスチール
コードの１撚りピッチ分長さを５か所切断した各部の断
面を模式的に示しており、１ないし５はその径が０．１
０〜０．４５ｍｍの素線である。それら素線１〜５は表
面にゴムと加硫接着させるため、真鍮めっきが施されて
おり、同一方向に同一撚りピッチで一度に撚り合わせら
れているが、それら素線は通常の撚り合わせのように配
列が特定したまま周方向で位相がずれて行く平行撚りで
はなく、素線１〜５の全部または一部が交差する部分が
コード長手方向で必ず形成されている。すなわち平行撚
り部分と交差撚り部分が混在している。

【００１０】この例では、（ａ）の断面位置においては
素線１〜５は反時計方向にその順序で配されているが、
（ａ）に続く断面位置（ｂ）では素線５がコード中心方
向へと移動し始めている。続く断面位置(c)では素線５
が素線１，２の間に割込み始めている。続く断面位置
(d)では素線５は素線１，２の間に割り込んで素線２の
隣に並ぶように外層方向に戻り、続く断面位置(e)では
素線１がコード中心に落ち込むように移動し、交差部の
形成が始まっている。そしてコードはその外接円形状が
略楕円状をなし、その断面形状は（ａ）〜（ｅ）から明
らかなようにコード長手方向で同一方向すなわちこの例
では長径方向が横に向いている。図２は本発明を適用し
た１×１１構造のコードの２断面を示しており、（ａ）
に示す配置の素線１〜１１が、異なる断面位置では交差
により（ｂ）のように入れ替わっており、前記実施例と
同じく外接円形状が略楕円状をなし、その断面形状はコ
ード長手方向で同一方向すなわちこの例では長径方向が
横に向いている。

【００１１】いずれの実施例においても、素線の交差
は、コード外径側素線同士の交差と、コード外径側素線
とコード中心側素線の交差を含むものであり、また、隣
接する２本以上の素線が平行なまま、他の１本以上の素
線と交差している場合を含むものである。上記した実施
例のコードは、所要本数の素線を撚り線機の入り口で素
線間の入れ替わりを起こさせながら、同一方向かつ同一
ピッチで一度にルーズに撚り合わした後、ローラー等で
２方向から圧縮することで作られる。このように本発明
では、素線間の入れ替わりにより断面形状が崩され、さ
らに楕円形状化されることにより素線間には複数の隙間
ｓが創成されており、この隙間は素線同士の絡み合い拘
束現象でしっかりと固定されている。

【００１２】なお、本発明のスチールコードを構成する
素線数は２０本以上たとえば２７本あるいは３６本など
にすることもできる。しかし、素線本数が多くなりすぎ
るとコードの外からコード中心部までにゴムが到達し難
くなるので１９本以下が望ましい。素線の交差頻度はコ
ードの１撚りピッチあたり少なくとも０．５回必要であ
る。その理由は。これよりも交差頻度が少ないと、コー
ドの偏平率が適正でも隙間の形成度合いが不足し、ゴム
浸透性が低下する。また、素線相互の拘束力が不足する
ためコード軸方向に圧縮力が作用したときに素線が膨ら
みやすくなり、耐圧縮性が低下するからである。しか
し、交差頻度があまり多すぎて、素線本数が３〜６本に
おいて４回を超えたり、素線本数が７〜１９本において
１５回を超えたりすると、素線の入れ替わりが複雑にな
るため素線撚り込み長さにアンバランスが生じ、耐久性
が低下する。また、偏平率は、コード断面における短
径Ｄ１／長径Ｄ２において、０．６〜０．９の範囲とす
ることが好ましい。その理由は短径Ｄ１／長径Ｄ２が
０．６未満では偏平加工度が大きくなって耐久性不足と
なり、０．９を超えるとカバーゴムののゲージ厚を薄く
する効果が出せなくなったり、ゴム浸透性が低くなるか
らである。

【００１３】

【実施例】次に本発明の具体例を示す。〔具体例１〕バンチャー式撚線機本体の撚り口前のパス
ライン上に、偏芯してクランク状に回転するガイドロー
ラーにより素線の張力を変動させて素線同士を入れ替え
る装置を配すと共に、これよりも上流側に各素線それぞ
れにオーバーな型付けを施すためのピンを備えたくせ付
け装置を設け、また撚り線後、巻き取り前のパスライン
上に矯正ローラーからなる圧縮装置を備えた撚り線機を
使用して、０.２５ｍｍの径の素線５本をこれらの装置
及び撚り線機に通線した後、同時にＳ方向に撚りピッチ
１０ｍｍで撚り合わせ、偏平度と素線交差頻度を異にし
た１×５構造のスチールコードを製作した。これらのス
チールコードの特性を偏平構造の従来例とともに表１に
示す。

【００１４】〔具体例２〕具体例１と同様な方法で０．
２２ｍｍの径の素線１１本を同時にＳ方向に撚りピッチ
１４．０ｍｍで撚り合わせて偏平度と素線交差頻度を異
にしたスチールコードを製作した。これらのスチールコ
ードの特性を１×３＋８構造の従来例とともに表２に示
す。表１と表２において、「ゴム浸透性」は直線状にし
たコードを１００ｇｒの張力下でゴム中で加硫してサン
プルを作製した後、コードを長手方向で分割し、コード
内部へのゴム浸透度合いを目視観察したもので、コード
中心部までゴムで完全に覆われているものを１００％と
して判定した。「耐久性」はコードをゴム中で加硫した
帯状のサンプルを千鳥状に配置した一定直径の３ヶのロ
ールにコード破断荷重の１０％の負荷の下に張り渡し、
このロールを左右に繰り返し往復させてサンプルに繰り
返し曲げを与え、コードが破断するまでの繰り返し数を
測定した結果であり、表１，表２について従来例を１０
０として指数で表した。「曲げ剛性」はコードをゴム中
で加硫した板状のサンプルを圧縮試験機を用いて３点曲
げ式で一定の撓み量に達する荷重を測定したもので、そ
れぞれ従来例を１００として指数で表した。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】実施例１〜６によれば、素線の交差頻度と
偏平率が適正であるため、ゴム浸透性、耐久性が良好で
あり、曲げ剛性も交差によるコード中心への素線の充填
によって幅方向すなわち長径方向の面剛性が高くなって
いる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明した本発明の請求項１によると
きには、安定したゴム浸透性と高い耐久性を兼ね備え、
かつまた耐突き抜け性もよく、またカバーゴム厚も薄く
することができ、しかも撚り工程が１回で済むため低コ
ストで製造することができるというすぐれた効果が得ら
れる。請求項２と３によれば、とくに素線交差頻度の範
囲と偏平率の範囲を適切なものとしているため、ゴム浸
透性、耐圧縮性、耐疲労性および面剛性を良好にするこ
とができるというすぐれた効果が得られる。請求項４に
よれば、耐久性が高く、パンクしにくく操縦安定性のよ
い軽量タイヤとすることができるというすぐれた効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるゴム補強用スチールコードの一例
を長手方向と直角の異なる断面で模式的に示す説明図で
ある。

【図２】本発明によるゴム補強用スチールコードの他の
例を長手方向と直角の異なる断面で模式的に示す説明図
である。

【図３】従来の１×ｎ構造のスチールコードを示す断面
図である。

【図４】従来の１×ｎ構造のオープン偏平タイプスチー
ルコードを示す断面図である。

【図５】従来の多層撚りスチールコードを示す断面図で
ある。

【図６】従来の多層撚りスチールコードを示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１，２，３，４，５素線Ｄ１短径Ｄ２長径

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３本以上の素線を同一方向及び同一ピッチ
で一度に撚り合わせた１×ｎ構造のスチールコードにお
いて、素線同士が交差しない部分と交差する部分がコー
ド長手方向に混在し、しかもコードの断面が同一方向に
略楕円形状をなすことを特徴とするゴム補強用スチール
コード。
【請求項２】素線数が３本以上かつ６本以下であり、素
線同士が交差する頻度がコードの１撚りピッチ当たり
０.５〜４.０回であり、しかもコード断面の短径Ｄ１と
直径Ｄ２の比Ｄ１／Ｄ２が０.６〜０.９の範囲にある請
求項１に記載のゴム補強用スチールコード。
【請求項３】素線数が７本以上かつ１９本以下であり、
素線同士が交差する頻度がコード１撚りピッチ当たり
０.５回〜１５.０回であり、しかもコード断面の短径Ｄ
１と直径Ｄ２の比Ｄ１／Ｄ２が０.６〜０.９の範囲にあ
る請求項１に記載のゴム補強用スチールコード。
【請求項４】請求項１ないし請求項３に記載のスチール
コードをベルト部またはカーカス部の少なくとも一部の
補強用に使用したことを特徴とするタイヤ。