JPH11200263A

JPH11200263A - タイヤ補強用スチールコード

Info

Publication number: JPH11200263A
Application number: JP10007369A
Authority: JP
Inventors: Masaru Harui; 勝春井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-01-19
Filing date: 1998-01-19
Publication date: 1999-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】コード中央部までゴム材が浸入してコードと
ゴムとの完全な複合体を形成でき、また、各素線の伸び
のバランスが良く、さらに、撚りコストが安価で実用的
なタイヤ用スチールコードを提供する。【解決手段】スパイラル芯素線２と波付芯素線３の計
３本を芯として、その周りに８本の側素線４を配し、こ
れら同一線径ｄの１１本の素線を同時に撚り合わせて成
るスチールコード１である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は、自動車用タイヤの
ベルトやカーカスの補強材として用いられるスチールコ
ードに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のスチールコードは、多数本が平
行に引揃えられた状態でゴム材により被覆されて、自動
車用タイヤのベルトやカーカスの補強材として使用され
る。従来のスチールコードとしては、図６に示すよう
に、中央に配置した３本の芯素線１２の周囲に９本の側
素線１３を配置し、これら同一線径からなる１２本の素
線を同一方向、同一ピッチで稠密に撚り合わせた、所謂
１×１２構造のスチールコード１１が知られている。ま
た、上記スチールコード１１と同一素線本数のスチール
コードとして、稠密に撚り合わせた３本の芯素線からな
る芯ストランドの周囲に、上記撚りとは異なる方向ある
いはピッチで９本の側素線を稠密に撚り合わせた、所謂
３＋９構造のスチールコードが知られている。

【０００３】上記１×１２構造のスチールコード１１
は、前記３＋９構造のスチールコードが２回の撚り工程
を必要とするのに対し、１回の撚り工程で製造できるた
め、撚りコストを低減できる。しかし、このスチールコ
ード１１は、図６に示すように、各素線が密着して、コ
ード内部に空隙Ｄが各所に存在しているため、ゴム材に
より被覆した場合に、、ゴム材が各素線間からコード内
部に浸入せず、スチールコードとゴム材との完全な複合
体を形成できなかった。それ故、上記スチールコード１
１を使用したタイヤにあっては、コードとゴム材との接
着が充分でないため、自動車の走行時にコードとゴム材
が剥離する所謂セパレーション現象を起こしたり、また
隣接する素線同士の接触によるフレッティング現象によ
ってコードの一部が破断することがあった。さらに、ゴ
ム中の水分やタイヤの切り疵より浸入した水分が空隙Ｄ
に至り、コード長手方向に伝播してスチールコード全体
に錆を発生させ、スチールコードの機械的強度を大幅に
低下させる原因ともなっていた。

【０００４】近年、上記事情に鑑み、この種の撚り構造
のスチールコードであっても、コード内部に充分なゴム
材の浸入が期待できるスチールコードが種々提案されて
いる。例えば、特開平９−２５６２８３号公報には、図
７に示すように、２本の真直な芯素線２２と１本の波付
けを施した芯素線２３とをコード中央に配し、これら３
本の芯素線を撚らずに束ねることによってコアとなし、
このコアの周りにｎ本（ｎ＝６〜１１）の側素線２４を
巻き付けた３＋ｎ構造のスチールコード２１が開示され
ている。このスチールコード２１は、波付けされた芯素
線２３を設けることで、コア内部へのゴム浸入を可能に
したものである。しかし、このスチールコード２１は、
真直な芯素線２２の伸びが波付けされた芯素線の伸びに
比して極端に低いため、コードに引張荷重がかかったと
きに、真直な芯素線２２に過負荷がかかり早期に破断し
てしまう。こうなると、残った素線で荷重を負荷せねば
ならず、最終的にはコード破断につながる。つまり、こ
のスチールコード２１は、コード全体として見たとき、
各構成素線の伸びのバランスが悪く、強度的に弱いコー
ドである。また、このスチールコード２１は、３本の芯
素線を無撚りの状態にする必要があるため、チューブラ
ー型の撚線機しか使えず、効率のよい二度撚りバンチャ
ー型の撚線機を利用できない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の種々の問題を解決するために成したものであり、ゴ
ム材がコードの内部中央まで浸入してコードとゴム材と
の完全な複合体を形成でき、また、各素線の伸びのバラ
ンスが良く、さらに、撚りコストも安価で実用的なスチ
ールコードを提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のスチールコードは、芯を構成する３本の芯
素線の周囲に７〜９本の側素線を配置し、これらの素線
を同一方向、同一ピッチで稠密に撚り合わせた所謂１×
ｎ構造（ｎ＝１０〜１２）のスチールコードを前提と
し、芯を異なるくせ形状を有する２種類の芯素線で構成
して、スチールコードの内部中央にまでゴム材を浸入す
るようにすると共に、スチールコードを構成する各素線
の伸びのバランスを良好になしたものである。すなわ
ち、本発明のスチールコードは、３本の芯素線のうちの
１本または２本の芯素線がくせピッチＰ₁ ＝０．２Ｐ〜
０．７Ｐ〔但し、Ｐはコード撚りピッチ〕、くせ外径ｄ
₁ ＝（ｄ＋２／１００ｍｍ）〜（ｄ＋２／１０ｍｍ）
〔但し、ｄは素線径〕で規定される略スパイラル状のく
せを有し、かつ、残りの２本または１本の芯素線が波ピ
ッチＰ₂ ＝０．２Ｐ〜０．７Ｐ、波高さＨ＝２／１００
ｍｍ〜２／１０ｍｍで規定される略波状のくせを有する
ことを特徴とする。

【０００７】本発明の構成によれば、各側素線間と各芯
素線間には、ゴム材の浸入可能な微小隙間が構成され、
ゴム材がスチールコードの内部中央にまで充分に浸入さ
れる。また、３本の芯素線が撚りのくせとは異なる小さ
な、略スパイラル状のくせを有する芯素線（以下、スパ
イラル芯素線という）と略波状のくせを有する芯素線
（以下、波付素線という）との組合せによって構成され
ているので、極端に伸びの小さい芯素線がなく、各芯素
線間の伸びのバランスがとれている。また、芯素線と側
素線の伸びのバランスも良いので、コードにかかる荷重
が各素線に好適に分散される。ここで、芯素線を、２種
類の芯素線、すなわちスパイラル芯素線と波付芯素線と
を組合して構成した理由は以下のとおりである。例え
ば、３本全ての芯素線をスパイラル芯素線で構成した場
合、図５に示すように、３本の芯素線のくせが同調し
て、芯素線同士が密着する部分が生じて、コード内部に
部分的に空隙が発生し、ゴム浸入性が低下してしまうか
らである。そこで、２種類の芯素線を組合すことによ
り、芯素線同士が密着するのを解消して、コード内部に
おいて空隙の発生を防止したものである。

【０００８】また、本発明のスチールコードは、１×ｎ
構造、所謂束撚りの構造であるため１回の撚り工程で製
造でき、しかも効率の良いバンチャー撚線機を利用でき
る。よって、図７に示す、従来の３＋９構造のスチール
コード２１に比べて撚りコストを大幅に低減できる。

【０００９】ここで、上記スパイラル芯素線のスパイラ
ル状のくせは、コードの撚りピッチをＰとしたときくせ
ピッチＰ₁ が０．２Ｐ〜０．７Ｐで、かつ、素線径をｄ
としたときくせ外径ｄ₁ が（ｄ＋２／１００ｍｍ）〜
（ｄ＋２／１０ｍｍ）を満足する必要がある。なお、上
記くせピッチＰ₁ は、より好ましくは０．３Ｐ〜０．６
Ｐの範囲である。また、上記波付素線の波状のくせは、
波ピッチＰ₂ が０．２Ｐ〜０．７Ｐで、かつ波高さＨが
２／１００ｍｍ〜２／１０ｍｍを満足する必要がある。
この理由は、くせピッチＰ₁ を撚りピッチＰの０．２倍
より小さくすると、素線へのくせ加工時に無理な塑性変
形を加えることとなり、素線の強度が低下し、折損のお
それがあるからである。また、０．７倍より大きいと、
タイヤ成形時のゴム材のフローによる引張力や圧縮力、
あるいはコード表面に負荷されるしごき力によって素線
間の間隙が減少し、ゴム材の浸入が充分でなくなるため
である。同様の理由で、波ピッチＰ₂ は０．２Ｐ〜０．
７Ｐの範囲が良い。また、くせ外径ｄ₁ がｄ＋２／１０
０ｍｍより小さいと、流動性の良いゴム材を使用しても
加工加硫時にスチールコード内部へのゴム材の浸入が充
分でなく、またｄ＋２／１０ｍｍより大きいと、撚りの
安定性が悪くなり耐疲労性の低下をきたすためである。
同様の理由で、波高さＨは２／１００ｍｍ〜２／１０ｍ
ｍの範囲が良い。

【００１０】ところで、くせ外径ｄ₁ とは、図１に示す
ように、スパイラル芯素線２の見掛け上の外径である。
また、くせピッチＰ₁ とは、図２に示すように、コード
撚りのためのくせとは異なる小さいスパイラル状のくせ
のピッチを意味する。また、波付芯素線３の波ピッチＰ
₂ および波高さＨとは、図３に示すように、波状のくせ
の２つの波の頂点間の距離および頂点と谷との距離をい
う。なお、スチールコードとして構成された芯素線に
は、規則正しいスパイラル形状あるいは波形状だけでは
なく、この種のくせとコードの撚りのスパイラルくせと
が複合したくせ形状が付与されている。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のスチールコード
の一例を示す。このスチールコード１は、２本のスパイ
ラル芯素線２と１本の波付芯素線３とを芯として、その
周りに８本の側素線４を配し、これら同一線径ｄの１１
本の素線を同時に撚り合わせた１×１１構造である。ま
た、図４のスチールコード５は、１本のスパイラル芯素
線２と２本の波付芯素線３とを芯として、その周りに８
本の側素線４を配して、これらの素線を同時に撚り合わ
せたものである。スパイラル芯素線２の略スパイラル状
の小さなくせは、公知の回転くせ付け手段（例えば、特
公昭６３−６３２９３号公報に開示）により施すことが
できる。また、波付芯素線３の波状の小さなくせは、千
鳥状に配置されたくせ付けピンを有するくせ付け手段を
用い、くせ付け手段を回転させずに静止した状態で素線
をくせ付けピンに千鳥掛けして通過させることにより施
すことができる。

【００１２】本発明のスチールコードは、バンチャー撚
線機でもチューブラー撚線機でも製造できるが、撚り効
率の高いバンチャー撚線機を使えるのが大きな利点であ
る。なお、上記回転くせ付け手段やくせ付けピンは撚線
機と連設すると省スペースとなる。また、くせ付けピン
の間隔や直径、および素線の捻じり回数や張力等を調整
することにより、所望のくせを付与することができる。

【００１３】上記素線の線径ｄは細すぎると強度が不足
し、逆に太すぎると柔軟性に劣るため、０．１５〜０．
３０ｍｍの範囲にあることが好ましい。また、スチール
コードを構成する素線には、炭素含有量０．７０〜１．
００重量％の炭素鋼線を用いることにより、高強力およ
び良好な靱性をもたらすことができる。特に好ましい炭
素含有量の範囲は０．８０〜０．９０重量％である。さ
らに、上記各素線には、ゴム材とスチールコードとの接
着を良好にするため、ブラスメッキ、ブロンズメッキ等
のメッキが施されている。

【００１４】なお、略真直な側素線にも、良好な撚り合
わせを達成できるようあらかじめ撚りくせを施すのが常
識であるが、この撚りくせは前記スパイラル状の小さな
くせや略波状のくせに比べてはるかに大きく、また作用
も全然異なるものである。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜３に基づき説
明する。図１において、１はスチールコードであり、こ
のスチールコード１は、素線径ｄ＝０．２２ｍｍとした
１１本の同一線径の素線から成り、このスチールコード
の略中央に配置される３本の芯素線のうちの２本は、く
せピッチＰ₁ ＝６ｍｍ、くせ外径ｄ₁ ＝０．２８ｍｍの
スパイラル状のくせを施したスパイラル芯素線２であ
り、残り１本の芯素線は、波ピッチＰ₂ ＝６ｍｍ、波高
さＨ＝０．１ｍｍの波状のくせを施した波付芯素線３で
ある。そして、中央の３本の芯素線の周りに略真直な８
本の側素線４を配し、これら１１本の素線を撚りピッチ
１２ｍｍ、Ｓ撚り方向で撚り合わせたものである。

【００１６】次に、本発明のスチールコードの性能を調
べるため、比較例、従来例のスチールコードや他の実施
例のスチールコードを製造し、ゴム浸入率、耐疲労性、
撚りコストについて試験評価した。なお、試験に供した
各スチールコードを構成する素線は全て炭素含有量が
０．８２重量％である高炭素鋼線であり、その表面にブ
ラスメッキを施してある。

【００１７】この評価項目中、『ゴム浸入率』は、各ス
チールコードに５ｋｇの引張荷重をかけた状態でゴム材
中に埋め込み、加硫後スチールコードを抜き出し、その
スチールコードを分解して、それぞれの素線について一
定長さを観察し、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百分率で表示したものである。
ゴム浸入率はコード全体および芯素線についてそれぞれ
評価した。このゴム浸入率は７０％以上が好ましい。
『耐疲労性』は、スチールコード複数本をゴムシートに
埋め込み、加硫後、このシートを３点プーリ曲げ疲労試
験機に仕掛け、フレッティング摩耗、座屈等により破断
に至るまでの繰り返し回数を測定し、従来の３＋９構造
のスチールコードである実験Ｎｏ．１３のコードを１０
０として指数表示したものである。耐疲労性は数値が大
きい程良い。『撚りコスト』は、スチールコードの撚り
工程に要したコストであり、製造難易度、製造時間、工
程数、ハンドリングコストおよび消費電力から算出した
ものである。これも実験Ｎｏ．１３のスチールコードを
１００として指数表示した。撚りコストは、数値が小さ
い程良い。これらの試験の評価結果をまとめて表１に示
す。

【００１８】

【表１】

【００１９】上記表からも明らかなように、本発明のス
チールコードは、ゴム浸入性、耐疲労性および撚りコス
トのいずれをとっても優れており、従来のスチールコー
ドと比べても各段に優れた評価を得た。

【００２０】

【発明の効果】本発明のスチールコードは、上記構成で
あるため、コード外周よりコード芯に至るゴム浸入路が
形成され、ゴム材がコード内部まで確実に浸入してゴム
材との完全な複合体となる。また、３本の芯素線が適度
の伸びを有すると共に芯素線と側素線の伸びのバランス
が良く、コードに懸かる荷重が各素線に好適に分散され
る。このため、本発明のスチールコードをタイヤのカー
カスやベルトに使用した場合、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
しく減少でき、疲労寿命をかなり延長できる。従って、
タイヤの寿命を大幅に延長することができる。しかも、
バンチャー撚りが可能で撚りコストを低減できる等優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のスチールコードの概略断面図
である。

【図２】スパイラル芯素線の説明図である。

【図３】波付芯素線の説明図である。

【図４】本発明の他の実施形態のスチールコードの概略
断面図である。

【図５】スパイラル芯素線だけから成る芯の説明図であ
る。

【図６】従来の１×１２構造のスチールコードの概略断
面図である。

【図７】従来の改善された３＋９構造のスチールコード
の概略断面図である。

【符号の説明】

１，５・・・スチールコード２・・・・・スパイラル芯素線３・・・・・波付芯素線４・・・・・側素線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３本の芯素線の周囲に７〜９本の側素線
を配置し、これらの素線を同一方向、同一ピッチで撚り
合わせてなる１×ｎ（ｎ＝１０〜１２）構造のスチール
コードにおいて、上記芯素線のうちの１本または２本
が、くせピッチＰ₁ ＝０．２Ｐ〜０．７Ｐ〔但し、Ｐは
コード撚りピッチ〕、くせ外径ｄ₁ ＝（ｄ＋２／１００
ｍｍ）〜（ｄ＋２／１０ｍｍ）〔但し、ｄは素線径〕と
なる略スパイラル状のくせを有し、かつ、残りの２本ま
たは１本の芯素線が、波ピッチＰ ₂ ＝０．２Ｐ〜０．７
Ｐ、波高さＨ＝２／１００ｍｍ〜２／１０ｍｍとなる略
波状のくせを有することを特徴とするタイヤ補強用スチ
ールコード。