JPH1037086A - ゴム物品補強用スチールコード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐蝕性と耐疲労性に優れたゴム物品補強用ス
チールコードを提供すること。 【解決手段】 一本のコアフィラメント２６の周囲に４
〜５本のシースフィラメント２８を巻き付けてストラン
ド２４を製造した後、ストランド２４を３〜５本同心円
上に撚り合わせてゴム物品補強用スチールコード１０と
する。これにより撚りの安定性、ゴム等の弾性体の浸透
性の向上、耐疲労性の向上を図ることができる。また、
ゴム物品に埋設して加硫したときにゴムがフィラメント
間に良く浸透するため、耐蝕性を向上でき錆の発生を抑
えてゴム物品の耐久性を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気入りタイヤや工
業用ベルトなどのゴム物品の補強材として用いられるゴ
ム物品補強用スチールコードに関わり、詳しくは耐久性
に優れたゴム物品補強用スチールコードに関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴム物品補強用スチールコードの分野で
は、コード内部にゴム等の弾性体が浸入し易い構造とす
ることによってゴム物品の耐久性を向上させることが提
案されており、例えば、スチールフィラメントのｎ本か
らなるストランドをｍ本撚り合わせたｍ×ｎ構造の複撚
りコードのコード内部にゴムを進入させて耐腐食性を改
善する試みがなされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】例えば、特開平２−１
０４７８５号公報では、各ストランドにおけるスチール
フィラメント相互間にそれぞれ間隙を形成させた単撚り
オープン構造のストランドを複撚りスルコードが提案さ
れているが、コードが小さな力で伸びやすいためにカレ
ンダー時の作業性に劣り、製品の寸度にも問題があり、
さらにコード内部にゴムが進入する加硫時にコードに張
力が加わり間隙が狭まりゴムが進入しないという問題が
あった。

【０００４】また、特開平５−１８６９７６号公報で
は、ストランドのフィラメントに波型を付与した３×４
複撚りコードが提案されているが、波形付けによるフィ
ラメントの強度低下や波形付けの工程が増えるので生産
性が低下する問題がある。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、生産性の低下防止、
撚りの安定性、ゴム等の弾性体の浸透性の向上、耐疲労
性の向上を図ることのできるゴム物品補強用スチールコ
ードを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、各ストランドを同心に撚り合わせたゴム物品補強用
スチールコードにおいて、それぞれのストランドは１本
のコアフィラメントと該コアフィラメントの周囲に４本
のシースフィラメントを巻き付けた層撚り構造からな
り、コアフィラメントとシースフィラメントの直径をそ
れぞれｄｃ、ｄｓとしたとき、１．５６≦ｄｓ／ｄｃ≦
１．７５の関係を満足することを特徴としている。

【０００７】請求項１に記載のゴム物品補強用スチール
コードの作用を説明する。各ストランドを同心に撚り合
わせたコードとする理由は、耐疲労性を改善するためで
あり、コードの長手方向に沿ってコード断面が部分的に
１＋３あるいは１＋４構造とすると、コードの応力に対
する変形が均一でなくなり、耐疲労性が低下する。

【０００８】また、各ストランドのコアを１本のスチー
ルフィラメントとしたのは、３本以上のスチールフィラ
メントからなるコアでは、コアの中心部に空間が形成さ
れ、この空間によって水分が伝播してスチールフィラメ
ントの腐食を生ずるし、２本ではストランド断面が偏平
となって撚り構造が不規則となってコード強力利用率が
低下する。コアを１本のスチールフィラメントとするこ
とにより、コアの内部にゴムを浸入させる必要はなくな
り、コアの表面上にゴムが浸入すれば水分による腐蝕を
防止できる。またストランドの断面を円形とすることが
できるのでコード強力利用率が向上できる。

【０００９】コアフィラメントの周囲に配置するシース
フィラメントの本数を４本にしたのは、３本以下では所
要のコード強力を得るためにフィラメントの直径を太く
する必要があり、耐疲労性が低下するためである。

【００１０】コアフィラメントの直径をｄｃ、シースフ
ィラメントの直径をｄｓとしてｄｓ／ｄｃの比を、シー
スフィラメントが４本の場合には１．５６≦ｄｓ／ｄｃ
≦１．７５の範囲にしたのは、この範囲未満ではコード
の撚り工程で撚り込み率の相違からコアフィラメントの
飛び出しが発生し、この範囲を超えるシースフィラメン
ト間の間隙が不均一となり均一なゴム浸透性が得にくい
ためである。

【００１１】請求項２に記載の発明は、各ストランドを
同心に撚り合わせたゴム物品補強用スチールコードにお
いて、それぞれのストランドは１本のコアフィラメント
と該コアフィラメントの周囲に５本のシースフィラメン
トを巻き付けた層撚り構造からなり、コアフィラメント
とシースフィラメントの直径をそれぞれｄｃ、ｄｓとし
たとき、１．００≦ｄｓ／ｄｃ≦１．１０の関係を満足
することを特徴としている。

【００１２】請求項２に記載のゴム物品補強用スチール
コードの作用を説明する。各ストランドを同心に撚り合
わせたコードとする理由は、耐疲労性を改善するためで
あり、コードの長手方向に沿ってコード断面が部分的に
１＋３あるいは１＋４構造とすると、コードの応力に対
する変形が均一でなくなり、耐疲労性が低下する。

【００１３】また、各ストランドのコアを１本のスチー
ルフィラメントとしたのは、３本以上のスチールフィラ
メントからなるコアでは、コアの中心部に空間が形成さ
れ、この空間によって水分が伝播してスチールフィラメ
ントの腐食を生ずるし、２本ではストランド断面が偏平
となって撚り構造が不規則となってコード強力利用率が
低下する。コアを１本のスチールフィラメントとするこ
とにより、コアの内部にゴムを浸入させる必要はなくな
り、コアの表面上にゴムが浸入すれば水分による腐蝕を
防止できる。またストランドの断面を円形とすることが
できるのでコード強力利用率が向上できる。

【００１４】コアフィラメントの周囲に配置するシース
フィラメントの本数を５本にしたのは、６本以上では、
ストランドのシースフィラメント間の間隙を確保するた
めにコアフィラメントの直径を太くする必要があり、耐
疲労性が低下するためである。

【００１５】コアフィラメントの直径をｄｃ、シースフ
ィラメントの直径をｄｓとしてｄｓ／ｄｃの比を、シー
スフィラメントが５本の場合に１．００≦ｄｓ／ｄｃ≦
１．１０の範囲にしたのは、この範囲未満ではコードの
撚り工程で撚り込み率の相違からコアフィラメントの飛
び出しが発生し、この範囲を超えるシースフィラメント
間の間隙が不均一となり均一なゴム浸透性が得にくいた
めである。

【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載のゴム物品補強用スチールコードにおい
て、ストランドとコードとの撚り方向が同一であること
を特徴としている。

【００１７】請求項３に記載のゴム物品補強用スチール
コードの作用を説明する。ストランドとコードとの撚り
方向を同方向とすることにより、コードが局所的に曲げ
変形したときに、その部分のスチールフィラメントは相
互に線接触するので接触力が緩和される。このことによ
り、局部的な繰り返し曲げ変形を受けてもフレティング
は低減して疲労破壊が低減される。

【００１８】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請
求項３の何れか１項に記載のゴム物品補強用スチールコ
ードにおいて、ゴム物品補強用スチールコードの断面形
状において、各ストランドのシースフィラメント間の間
隙をコードの中心側では狭く、表面側では広くしたこと
を特徴としている。

【００１９】請求項４に記載のゴム物品補強用スチール
コードの作用を説明する。コード断面から見て、各スト
ランドのシースフィラメント間の間隙をコード中心側で
狭く、表面側で広くした理由は、表面側のゴムはフィラ
メントとの接着性に優れているのでコードの繰り返し曲
げ変形に対してフィラメントの移動を抑制し、耐疲労性
が向上するからである。

【００２０】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請
求項４に記載のゴム物品補強用スチールコードにおい
て、ゴム物品補強用スチールコードを構成するストラン
ドの集束本数が３から５本の範囲であることを特徴とし
ている。

【００２１】請求項５に記載のゴム物品補強用スチール
コードの作用を説明する。スチールコードを構成するス
トランドの集束本数を３から５本の範囲としたのは、２
本以下ではコードの断面が偏平となり座屈しやすいため
に耐疲労性に劣るし、所要のコード強力を得るためには
フィラメントの直径を太くすることが必要になり、やは
り耐疲労性に低下を招くためである。また６本以上で
は、ストランドを同心円上に配置することが困難となる
ので、コード内部及びストランドへのゴム浸透性が低下
して耐腐蝕性の改善が図れないためである。

【００２２】

【発明の実施の形態】

【００２３】

【実施例】本発明のゴム物品補強用スチールコードの実
施例１乃至実施例７を図１〜７及び図１１にしたがって
説明する。

【００２４】先ず、ゴム物品補強用スチールコードの製
造工程を簡単に説明する。炭素含有量が０．７０〜０．
８５重量％であるスチールコード用線材を乾式伸線によ
り所定の直径に縮径した後、パテンティング処理を施
し、次いでブラスめっきを施し、湿式伸線によって最終
直径を有するスチールフィラメントとなした。

【００２５】撚線は１本のコアフィラメントの周囲に４
又は５本のシースフィラメントを巻き付けてストランド
を製造した後、このストランドの３乃至５本を同心円上
に撚り合わせてゴム物品補強用スチールコードとなし
た。

【００２６】図１乃至図７には、このようにして製造さ
れたゴム物品補強用スチールコードの実施例の断面が示
されており、１０〜２０はゴム物品補強用スチールコー
ド、２４はストランド、２６はコアフィラメント、２８
はシースフィラメントを示している。

【００２７】なお、第１図には実施例１に係る３×（１
＋４）構造のゴム物品補強用スチールコード１０の断面
が示されており、第２図には実施例２に係る４×（１＋
４）構造のゴム物品補強用スチールコード１２の断面が
示されており、第３図には実施例３に係る５×（１＋
４）構造のゴム物品補強用スチールコード１４の断面が
示されており、第４図には実施例４に係る３×（１＋
５）構造のゴム物品補強用スチールコード１６の断面が
示されており、第５図には実施例５に係る４×（１＋
５）構造のゴム物品補強用スチールコード１８の断面が
示されており、第６図には実施例６に係る５×（１＋
５）構造のゴム物品補強用スチールコード２０の断面が
示されており、また、第７図には実施例７に係る４×
（１＋４）構造のゴム物品補強用スチールコード２２の
断面が示されている。

【００２８】なお、ストランド２４の撚り方向とコード
の撚り方向とは同一方向である。また、実施例７のゴム
物品補強用スチールコード２２では、各ストランド２４
のシースフィラメント２８間の間隙がコードの中心側で
は狭く、表面側では広く設定されている。

【００２９】コアフィラメント２６のコアフィラメント
径、シースフィラメント２８のシースフィラメント径、
ストランド２４のストランドピッチ、ゴム物品補強用ス
チールコード２２のコードピッチは、以下の表１に示す
通りである。

【００３０】

【表１】 これら実施例１〜７の作用、効果は以下の通りである。

【００３１】各ストランド２４のコアフィラメント２６
を１本としたので、コアフィラメント２６の表面上にゴ
ムが浸入すれば水分による腐蝕を防止でき、ストランド
２４の断面を円形とすることができるのでコード強力利
用率が向上できる。

【００３２】コアフィラメント２６の周囲に配置するシ
ースフィラメント２８の本数を４〜５本にしたので、所
要のコード強力を得るためにシースフィラメント２８の
直径を太くしたり、シースフィラメント２８間の間隙を
確保するためにコアフィラメント２６の直径を太くする
必要がなくなるため、耐疲労性の低下を防止できる。

【００３３】コアフィラメント２６の直径ｄｃとシース
フィラメント２８の直径ｄｓとの比ｄｓ／ｄｃを、シー
スフィラメント２８が４本の場合には１．５６≦ｄｓ／
ｄｃ≦１．７５の範囲に、シースフィラメント２８が５
本の場合には１．００≦ｄｓ／ｄｃ≦１．１０の範囲に
したしたので、コアフィラメント２６の飛び出しを防止
でき、シースフィラメント２８間の間隙を均一にできる
ため均一なゴム浸透性が得られる。

【００３４】ストランド２４とコードとの撚り方向を同
一としたので、コードが局所的に曲げ変形したときに、
その部分のスチールフィラメントは相互に線接触するの
で接触力が緩和される。このことにより、局部的な繰り
返し曲げ変形を受けてもフレティングは低減して疲労破
壊が低減される。

【００３５】また、ストランド２４の集束本数を３から
５本の範囲としたので、コード断面を円形にでき、か
つ、ストランド２４を同心円上に配置することができる
ので、耐疲労性を確保し、かつ、コード内部及びストラ
ンド２４へのゴム浸透性を確保できる。

【００３６】なお、実施例７のゴム物品補強用スチール
コード２２では、スランド２４のコード外側のシースフ
ィラメント２８間の間隙が開いているので、ゴム物品に
埋設したときの状態ではコード表面側のゴムがコードの
繰り返し曲げ変形に対してシースフィラメント２８の移
動を抑制するので耐疲労性が向上する。

【００３７】（試験例）本発明の効果を確かめるため
に、コード強力、コアフィラメントの飛び出し、ストラ
ンド間のゴム浸透性、ストランド内へのゴム浸透性、耐
疲労性について、実施例１，２，３，５及び比較例１〜
３を試作して比較を行った。

【００３８】ここで、比較例１のゴム物品補強用スチー
ルコード３０の断面は図８に示す通りであり、比較例２
のゴム物品補強用スチールコード３２の断面は図９に示
す通りであり、比較例３のゴム物品補強用スチールコー
ド３４の断面は図１０に示す通りである。比較例１〜３
の他の諸元は前記表１に示す通りである。

【００３９】なお、図８に示すように、比較例１のゴム
物品補強用スチールコード３０では、撚り込み率の相違
からコアフィラメント２６が飛び出す。図９に示すよう
に、比較例２のゴム物品補強用スチールコード３２で
は、シースフィラメント２８の間隙が小さくなるため、
ゴムの浸透性が悪くなることが分かる。また、図１０に
示すように、比較例３のゴム物品補強用スチールコード
３４では、ストランド２４を６本としたので、ストラン
ド２４を同心円上に配置することができなくなる。

【００４０】以下に比較を行った項目〜を説明す
る。 コアフィラメントの飛び出し ゴム物品補強用スチールコード製造後、スチールコード
を長手方向に１００ｍにわたって観察し、コアフィラメ
ントの飛び出しの有無を観察記録した。 耐疲労性 ハンター式の回転曲げ疲労試験機を使用して曲げ応力１
２０ｋｇｆ／ｍｍ² 、回転数３０００ｒｐｍ、温度２０
°Ｃ、相対湿度６０％の条件でスチールコードが破断す
るまでの総回転数を記録した。結果は、比較例１を１０
０として指数で表示しており、数値が大きいほど耐疲労
性に優れていることを示す。 ゴム浸透性 ストランド間及びストランド内のゴムの浸透性は、ゴム
に埋設し加圧加熱加硫したゴム物品補強用スチールコー
ドからコード表面のゴムをはぎ取り、各ストランド単位
に撚りを解し各ストランドのコード中心側のゴム量を観
察し記録し、ストランド内のゴム量が皆無のときを０
％、またゴムに完全に覆われているときを１００％とし
てパーセント表示している。

【００４１】前記表１に示す結果から、本発明の適用さ
れた実施例１，２，３，５のゴム物品補強用スチールコ
ードは、ストランド間及びストランド内のゴム浸透性が
共に優れており、このことから耐腐蝕性に優れているこ
とは明らかである。

【００４２】また、本発明の適用された実施例１，２，
３，５のゴム物品補強用スチールコードは、比較例１〜
３に比較して耐疲労性が格段に優れていることが分か
る。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
ゴム物品補強用スチールコードは、各ストランドを同心
に撚り合わせ、それぞれのストランドを１本のコアフィ
ラメントとコアフィラメントの周囲に４本のシースフィ
ラメントを巻き付けた層撚り構造とし、コアフィラメン
トとシースフィラメントの直径をそれぞれｄｃ、ｄｓと
したとき、１．５６≦ｄｓ／ｄｃ≦１．７５の関係を満
足するように構成したので、生産性の低下防止、撚りの
安定性、ゴム等の弾性体の浸透性の向上、耐疲労性の向
上を図ることができる、という優れた効果を有する。ま
た、ゴム物品に埋設して加硫したときにゴムがフィラメ
ント間に良く浸透するため、耐蝕性を向上でき錆の発生
を抑えてゴム物品の耐久性を向上できる。

【００４４】また、コードを構成するフィラメント数を
多くすることができるので、コード強力を大きくでき、
コード強力をさほど必要としない場合にはフィラメント
の直径を小さくできるので耐疲労性を改善できる。

【００４５】請求項２に記載のゴム物品補強用スチール
コードは、各ストランドを同心に撚りわせ、それぞれの
ストランドを１本のコアフィラメントとコアフィラメン
トの周囲に５本のシースフィラメントを巻き付けた層撚
り構造とし、コアフィラメントとシースフィラメントの
直径をそれぞれｄｃ、ｄｓとしたとき、１．００≦ｄｓ
／ｄｃ≦１．１０の関係を満足するように構成したの
で、生産性の低下防止、撚りの安定性、ゴム等の弾性体
の浸透性の向上、耐疲労性の向上を図ることができる、
という優れた効果を有する。また、ゴム物品に埋設して
加硫したときにゴムがフィラメント間に良く浸透するた
め、錆の発生を抑えてゴム物品の耐久性を向上できる。

【００４６】請求項３に記載のゴム物品補強用スチール
コードは、ストランドとコードとの撚り方向を同一とし
たので、コードが局所的に曲げ変形したときの接触力を
緩和でき、フレティングを低減して疲労破壊を低減でき
る、という優れた効果を有する。

【００４７】請求項４に記載のゴム物品補強用スチール
コードは、コード断面から見て、各ストランドのシース
フィラメント間の間隙をコード中心側で狭く、表面側で
広くしたので、コード表面側のゴムとフィラメントとの
接着性が良くなり、コードの繰り返し曲げ変形に対して
フィラメントの移動を抑制し、耐疲労性を向上できると
いう優れた効果を有する。

【００４８】また、請求項５に記載のゴム物品補強用ス
チールコードは、ゴム物品補強用スチールコードを構成
するストランドの集束本数を３から５本の範囲としたの
で、耐疲労性の低下を防止し、コード内部及びストラン
ドへのゴム浸透性の低下を防止できる、という優れた効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係るゴム物品補強用スチールコード
の断面図である。

【図２】実施例２に係るゴム物品補強用スチールコード
の断面図である。

【図３】実施例３に係るゴム物品補強用スチールコード
の断面図である。

【図４】実施例４に係るゴム物品補強用スチールコード
の断面図である。

【図５】実施例５に係るゴム物品補強用スチールコード
の断面図である。

【図６】実施例６に係るゴム物品補強用スチールコード
の断面図である。

【図７】実施例７に係るゴム物品補強用スチールコード
の断面図である。

【図８】比較例１に係るゴム物品補強用スチールコード
の断面図である。

【図９】比較例２に係るゴム物品補強用スチールコード
の断面図である。

【図１０】比較例３に係るゴム物品補強用スチールコー
ドの断面図である。

【符号の説明】

１０ ゴム物品補強用スチールコード １２ ゴム物品補強用スチールコード １４ ゴム物品補強用スチールコード １６ ゴム物品補強用スチールコード １８ ゴム物品補強用スチールコード ２０ ゴム物品補強用スチールコード ２２ ゴム物品補強用スチールコード ２４ ストランド ２６ コアフィラメント ２８ シースフィラメント

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各ストランドを同心に撚り合わせたゴム
   物品補強用スチールコードにおいて、 それぞれのストランドは１本のコアフィラメントと該コ
   アフィラメントの周囲に４本のシースフィラメントを巻
   き付けた層撚り構造からなり、 コアフィラメントとシースフィラメントの直径をそれぞ
   れｄｃ、ｄｓとしたとき、 １．５６≦ｄｓ／ｄｃ≦１．７５の関係を満足すること
   を特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
2. 【請求項２】 各ストランドを同心に撚り合わせたゴム
   物品補強用スチールコードにおいて、 それぞれのストランドは１本のコアフィラメントと該コ
   アフィラメントの周囲に５本のシースフィラメントを巻
   き付けた層撚り構造からなり、 コアフィラメントとシースフィラメントの直径をそれぞ
   れｄｃ、ｄｓとしたとき、 １．００≦ｄｓ／ｄｃ≦１．１０の関係を満足すること
   を特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
3. 【請求項３】 ストランドとコードとの撚り方向が同一
   であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
   のゴム物品補強用スチールコード。
4. 【請求項４】 ゴム物品補強用スチールコードの断面形
   状において、各ストランドのシースフィラメント間の間
   隙をコードの中心側では狭く、表面側では広くしたこと
   を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載
   のゴム物品補強用スチールコード。
5. 【請求項５】 ゴム物品補強用スチールコードを構成す
   るストランドの集束本数が３から５本の範囲であること
   を特徴とする請求項１乃至請求項４に記載のゴム物品補
   強用スチールコード。