JPH11172586A - ゴム製品補強用スチールコード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴム材の浸入性が向上し、撚り構造も安定
し、低荷重時の伸びが小さく、しかも芯と側のズレが発
生しない完全なゴムとの複合体を形成し、さらに製造コ
ストの低減をはかったコードを提供することを課題とす
る。 【解決手段】 同一素線径の７本の金属素線のうちの２
本のスパイラル素線２ａ、２ｂからなるスパイラル素線
群２の周囲に、５本の非スパイラル側素線３を配置して
同時に撚り合わせたスチールコードで、スパイラル素線
群のうちの１本のスパイラル素線２ａがコード外接円の
略中央付近に位置し、かつ他方の１本のスパイラル素線
２ｂが非スパイラル側素線３、３間に、一定範囲の割り
込み量を有して割り込んだ構造である。

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、
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（以下、単に「コード」
という。）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のコードとしては、６〜８本の素線
を互いに堅く撚り合わせて密着させた、いわゆるクロー
ズ撚りコード（例：２＋４、２＋５、２＋６等構造）が
一般的である。しかし、このコードは隣接する素線間に
空洞部が存在しており、コードを２枚のゴムシートの間
に挾んでこれを圧縮して複合シートを形成した場合、ゴ
ム材が空洞部に浸入せず、単にコードをゴムシートによ
って包み込んだだけの複合体となり、ゴム材がコード空
洞部に完全に入り込んでゴムシートとコードとが一体化
された、いわば完全な複合体にはならない。このため、
従来コードの複合体を自動車のタイヤに組み込んだもの
においては、ゴム材とコードとの接着が不十分であり、
自動車の走行時に、ゴム材がコードから剥離して、いわ
ゆるセパレーション現象を起こす可能性が大きく、また
ゴム材中に浸入した水分がコードの空洞部に達すると、
この水分は空洞部を伝ってたちまちコードの長手方向に
伝播し、コードを腐食させ、その結果その機械的強度を
著しく低下させることになる。

【０００３】この問題を解決するために、上記の空洞部
にゴム材が可及的に浸入し易くしたコードが種々提案さ
れている。

【０００４】例えば、コードを構成する素線に過大なく
せ付けを施して素線間に隙間を設けた、いわゆるオープ
ン撚り構造のコードが提案されているが、このコードは
製造時において撚り構造が不安定になり易く、しかも低
荷重時での伸びが大きいため、取扱作業性および複合体
成形時の作業性が悪いばかりか、複合体シート成形時に
加えられる低張力によって隙間が減少し、ゴム材が充分
浸入しないという問題を有する。

【０００５】また、上記２＋４、２＋５、２＋６等構造
のスチールコードあるいは２層のオープン撚り構造スチ
ールコードは、コード内側に位置する芯素線群のコード
長手方向の自由度が大きくなりやすく、タイヤに使用し
た場合、芯と側で素線のズレが生じやすく、タイヤの寿
命を低下させる原因となるばかりか、２回の撚り工程を
必要とするため、生産時間が増加するとともに、高価な
撚線設備を多数保有しなければならず、製造コストが上
がるという問題を有している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に鑑みてなされたものであり、ゴム材の浸入性が向上
し、撚り構造も安定し、低荷重時の伸びが小さく、しか
も芯と側のズレが発生しない完全なゴムとの複合体を形
成し、さらに製造コストの低減をはかったコードを提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、２本のスパイラル素線をコードの中心に配置して略
接触させ、これに４〜６本の非スパイラル側素線を配し
て、これら同一線径の素線を同一方向、同一ピッチで撚
り合わせて、上記２本のスパイラル素線のいずれか一方
をコード外接円の略中央に配置したことを第１の発明と
し、２本のスパイラル素線をコードの中心に配置して略
接触させ、これに４〜６本の非スパイラル側素線を配し
て、これら同一線径の素線を同一方向、同一ピッチで撚
り合わせて、上記２本のスパイラル素線のいずれか一方
をコード外接円の略中央に配置し、かつ他方を側素線間
に割り込ませたことを第２の発明とする。そして、上記
第２の発明において、割り込み箇所をコード長手方向に
おいて部分的に存在させたことを第３の発明とする。ま
た、上記第２又は第３の発明において、割り込み量が０
〜１．３ｄ（ｄ：素線径）であることを第４の発明と
し、上記第１、第２又は第３の発明において、撚り合わ
せのピッチＰが、４０ｄ≦Ｐ≦９０ｄであることを第５
の発明とする。さらに、上記第１、第２、第３、第４又
は第５の発明において、スチールコードの断面形状が、
長手方向に略同一向きで略楕円形状であることを第６の
発明とする。

【０００８】本発明における「スパイラル素線」とは、
撚り合わせのくせとは異なる略スパイラル状の小さなく
せを有する素線を意味し、正確なスパイラル形状だけで
なく、波形状のものも含む。また、「非スパイラル側素
線」とは、略スパイラル状の小さなくせを有さない、通
常の真直くせを有する側素線のことを意味する。

【０００９】ここで、割り込み量Ｈとは、図３に示すよ
うに、スパイラル素線の一方がコード外接円の略中央
で、他方が側素線間に割り込んだときにおける最短距離
ｈの素線径ｄに対する値である。最短距離ｈとは、側素
線３、３間に割り込んだスパイラル素線２ｂの中心Ｏか
らその両側に位置する非スパイラル素線３、３の中心を
結んだ直線Ｌへの垂直距離をいう。上記割り込み量Ｈ
は、スパイラル素線の中心Ｏが直線Ｌに対してコード中
心側に位置するときをマイナス、その反対側をプラスと
したものである。

【００１０】また、割り込み箇所とは、１本のスパイラ
ル素線が側素線間に割り込む状態と２本のスパイラル素
線が割り込み量のマイナス位置にある状態とがコード長
手方向において混在していることを意味する。

【００１１】また、上記種々の数値限定は、多数の実験
により得られた結果に基づいて定めたものであり、その
概要は次の如くである。割り込み量Ｈが０未満、すなわ
ち側素線間に割り込んだスパイラル素線の中心が、その
両側に位置する側素線の中心を結ぶ直線Ｌよりコード中
心側にある場合、割り込み量が不足して、スパイラル素
線群の自由度が増加し、１．３ｄを超えると、スパイラ
ル素線が側素線のさらに外側に飛び出し、撚りの安定性
が低下する。

【００１２】また、Ｐが４０ｄ未満の場合、側素線はス
パイラル素線群の見掛けの外接円と外側で接触すること
になるため、素線間の隙間が大きくなりすぎ、低荷重時
の伸びが増加し、取扱作業性および複合体成形時の作業
性が低下する。また、９０ｄを越えるとコードに要求さ
れる破断伸びを確保することが難しくなる。

【００１３】ところで、小さいスパイラル状くせのピッ
チは、０．２Ｐ〜０．８Ｐが好ましい。なぜなら、０．
２Ｐ未満であると、スパイラル素線を形成するとき素線
に加える塑性変形量が大きくなって、素線が折れやすく
なり、生産性が低下し、０．８Ｐを越えると、小さなス
パイラル状くせの作用が急速に失われて、ゴム浸入性や
破断伸びが低下するからである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１５】図１は本発明のコードの断面図である。こ
のコード１は、同一素線径の７本の金属素線のうちの２
本のスパイラル素線２ａ、２ｂからなるスパイラル素線
群２の周囲に、５本の非スパイラル側素線３を配置して
撚線機内に導入して同時に撚り合わせたものである。上
記２本のスパイラル素線２ａ、２ｂは集合してくせ付け
手段に導入するため、そのスパイラルの位相もほぼ同一
となり、コード長手方向において常に略接触して一体と
なって小さな略スパイラル状のくせを有するスパイラル
素線群２となる。上記コード１はスパイラル素線群２の
うち、いずれか１本がコード外接円の略中央付近に位置
し、かつ他の１本が非スパイラル側素線３、３間に、一
定範囲の割り込み量を有して割り込んだ構造である。

【００１６】図２に示すコード４は、素線本数を８本に
して同様に形成したものである。

【００１７】上記割り込み量Ｈは、スパイラル素線のス
パイラル形状、すなわち見掛けの外径およびそのピッチ
を調整することで調整することができる。

【００１８】ところで、上記素線径は、素線径が０．１
５ｍｍ未満であるとスチールコードの強度が不足し、
０．４０ｍｍを超えると柔軟性に劣るため、０．１５〜
０．４０ｍｍの範囲であることが好ましい。

【００１９】本発明のコードは、２本の素線２ａ、２ｂ
が一体となったスパイラル素線群２が側素線３間に隙間
を設ける機能を発揮して、ゴムの浸入性を向上すること
ができ、しかも中央に１本の芯素線２ａを有する１＋ｎ
（ｎ＝５〜７）のような構成となるため、低荷重時の伸
びを小さく抑えることができる。

【００２０】さらに本発明のコードは、１本のスパイラ
ル素線２ａがもう１本のスパイラル素線２ｂと常に接触
しながら側素線３間に割り込んだ構造で撚り合わされる
ため、中央に位置するスパイラル素線２ａは側に位置す
るスパイラル素線２ｂによって固定されるので、１＋ｎ
のような構造ではあるが、中央に位置するスパイラル素
線あるいはスパイラル素線群がコード中央においてズレ
動くことはない。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を、従来例および比較
例と比べて具体的に説明する。

【００２２】表１は、５．５φの線材をパテンティン
グ、伸線加工を繰り返して、表面にブラスメッキを施し
た直径０．３０ｍｍの素線を製造し、その６本、７本、
８本の素線をそれぞれバンチャー撚線機で撚り合わせた
コードの試作結果を示したものである。スパイラル素線
の割り込み量Ｈおよび撚りピッチＰを変化させ、本発明
の条件を満たす実施例、本発明の条件から外れた比較例
および従来のコードを製造し、それぞれのコードにおい
てゴム浸入性、低荷重時の伸び（５ｋｇ荷重時の伸
び）、耐疲労性、芯自由度、取扱作業性および設備コス
トについて評価した。

【００２３】

【表１】

【００２４】この評価に際して、ゴム材の浸入性は、各
コードに５ｋｇの引張荷重をかけた状態でゴム材中に埋
め込み、加圧加硫した後コードを取り出し、そのコード
を分解して一定の長さを観察し、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パーセント表示
したものである。大きいほどゴム浸入性はよい。

【００２５】低荷重時の伸びは、５ｋｇ荷重時の各コー
ドの伸びを示し、取扱作業性および撚りの安定性上低い
値であることが好ましい。

【００２６】コードに５ｋｇの引張荷重を加えた状態で
２枚のゴムシートの間に挾み込み、加圧加硫した後、ゴ
ムシートを一定巾に細長くカットし、スチールコード１
本をゴムの中心に含むゴムベルトを作成し試験片とす
る。次にベルト疲労試験機として用いられる３点プーリ
ー疲労試験機のプーリー群に試験片を掛け渡し、低荷重
をかけた状態で試験片を長手方向に往復させ、プーリー
部分のしごき力によりコードが破断するまでの往復回数
を測定し、実験Ｎｏ．１の従来例の場合を１００として
指数表示した。耐疲労性は大きい方がよい。

【００２７】芯自由度は、２本のスパイラル素線の自由
度、すなわちコード中心における芯素線の動き安さを比
較したもので、実験Ｎｏ．１と比べ、同程度が×、やや
向上したものを△、非常に向上したものを○とした。

【００２８】取扱作業性は、コードの製造時や複合体シ
ート成形時のコードの取扱作業性を示し、また製造に係
るコストも考慮して、実験Ｎｏ．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。

【００２９】設備コストは、コード製造に係る設備コス
トの評価であり、実験Ｎｏ．１のコードと比較して同等
又は劣るものを×、優れているものを○とした評価であ
る。

【００３０】表１より明らかなように、本発明のコード
は、ゴム材の浸入性、低荷重時の伸び、耐疲労性、芯自
由度および取扱作業性のいずれも満足し、ゴム製品の補
強材として最適であることが判明した。

【００３１】ところで、実験Ｎｏ．４〜１７のコード
を、断面形状が略楕円形となるように加工したコードで
も表１と同等の効果を得ることができた。

【００３２】

【発明の効果】本発明のコードは、コード外周にゴム浸
入路が確保され、その進入路からゴム材がコード内部ま
で確実に浸入し、ゴム材との完全な複合体となる。この
ため、例えばタイヤに使用した場合、フレッティング摩
耗、セパレーツ現象および腐食によるコードの強力低下
等を著しく減少することができる。また、コード中央に
１本の芯素線を有する１＋ｎのような構造であるので低
荷重伸びが小さく、芯素線群の１本が側素線間に割り込
むのでタイヤ走行時に芯素線群がコード内でズレ動くこ
ともなく、タイヤの寿命を損なうことがない。さらに、
本発明のコードは、バンチャー型撚線機で以て一工程で
製造することができるため、製造コストを大巾に低減す
ることができる。また、このコードを、長さ方向に同一
向きの略楕円形にすることで、短径軸側をタイヤの厚み
方向に配置することにより、タイヤの厚みを薄くするこ
とが可能となり、タイヤの軽量化が図れ、自動車の省エ
ネ効果にもつながるという優れた効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスチールコードの概略断面図である。

【図２】本発明のスチールコードの他の実施例を示す概
略断面図である。

【図３】割り込み量を説明するための説明図である。

【符号の説明】

１、４ スチールコード ２ スパイラル素線群 ２ａ、２ｂ、５ａ、５ｂ スパイラル素線 ３、６ 非スパイラル側素線 ｈ 最短距離 Ｌ ２本の側素線の中心を結ぶ直線 ｄ 素線径 Ｏ 側素線に割り込んだスパイラル素線の中心

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２本のスパイラル素線をコードの中心に
   配置して略接触させ、これに４〜６本の非スパイラル側
   素線を配して、これら同一線径の素線を同一方向、同一
   ピッチで撚り合わせて、上記２本のスパイラル素線のい
   ずれか一方をコード外接円の略中央に配置したことを特
   徴とするゴム製品補強用スチールコード。
2. 【請求項２】 ２本のスパイラル素線をコードの中心に
   配置して略接触させ、これに４〜６本の非スパイラル側
   素線を配して、これら同一線径の素線を同一方向、同一
   ピッチで撚り合わせて、上記２本のスパイラル素線のい
   ずれか一方をコード外接円の略中央に配置し、かつ他方
   を側素線間に割り込ませたことを特徴とするゴム製品補
   強用スチールコード。
3. 【請求項３】 請求項２において、割り込み箇所をコー
   ド長手方向において部分的に存在させたことを特徴とす
   るゴム製品補強用スチールコード。
4. 【請求項４】 割り込み量が０〜１．３ｄ（ｄ：素線
   径）である請求項２又は３に記載のゴム製品補強用スチ
   ールコード。
5. 【請求項５】 撚り合わせのピッチＰが、４０ｄ≦Ｐ≦
   ９０ｄである請求項１、２または３に記載のゴム製品補
   強用スチールコード。
6. 【請求項６】 スチールコードの断面形状が、長手方向
   に略同一向きで略楕円形状である請求項１、２、３、４
   または５に記載のゴム製品補強用スチールコード。