WO1997039176A1

WO1997039176A1 - Rubber article reinforcing steel cord and pneumatic tire

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Publication number: WO1997039176A1
Application number: PCT/JP1997/001338
Authority: WO
Inventors: Naohiko Obana; Yoshikazu Kaneko; Ryuzo Osawa
Original assignee: Bridgestone Corp; Bridgestone Metalpha Corp
Current assignee: Bridgestone Corp; Bridgestone Metalpha Corp
Priority date: 1996-04-18
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 1997-10-23
Anticipated expiration: 1998-10-18
Also published as: US6102095A; EP0834613A4; DE69718738T2; ES2192679T3; DE69718738D1; EP0834613A1; JP3643123B2; EP0834613B1

Description

明細書ゴム物品補強用スチールコ一ド及び空気入りタイヤ技術分野

この発明は、空気入りタイヤや工業用ベルト等のゴム物品の補強材として使用されるスチールコードおよびこのスチールコードをカーカスおよびベルトの少なくともいずれか一方に適用した空気入りタイヤに関し、特に軽量化および耐久性の向上をはかろうとするものである。

背景技術

ゴム物品の典型例である空気入り夕ィャの分野においても、近年の地球環境保護を念頭に置いた、車両の低燃費化に寄与させるため、その軽量化が進められている。これは、タイヤの捕強材であるスチールコードにおいても例外ではなく、コードの強度を大きくしてタイヤ強度を保ちながら、力一カスまたはベル卜の総重量を軽減するために、コード使用量を減少する試みがなされている。

しかし、スチールコ一ドを構成する鋼素線の単位断面積当たりの引張強さを高めると耐腐食疲労性が悪化することから、タイヤの軽量化は実現される反面、コ一ドの耐久性、ひいてはタイヤなどのゴム物品の耐久性が低下することが問題とな。

すなわち、タイヤはときとして路面の突起物或いは側壁の突起物などによってスチールコ一ド近傍にまで達する傷を受けることがあり、この傷から進入した水分によって鋼素線が腐食環境に晒される結果、タイヤの耐久性を低下させることがあり、この現象は引張り強さの高いコ一ドほど顕著である。

この対策として、単燃りスチールコ一ドでは鋼素線の型付けを大きくして各素線間に隙間を設けたり、層撚りスチールコードでは、シースを構成する鋼素線の本数を減らすことにより、いずれも素線間にゴムがコード内部にまで入り込むことができる隙間を設けた、いわゆるゴムベネ卜レーション構造とすることによつて、水分がコード内部に浸入するのを防止し、鋼素線の腐食を抑制する方法が知られている。

ところ力く、例えゴムの浸入が十分であっても、ゴム中に含まれる水分により鋼素線の腐食が進行することがあり、上記ゴムベネトレ一ション構造によっても耐腐食疲労性は必ずしも改善されなかったのである。

また、特開昭 57— 149578号公報には、折曲一非折曲処理を交互に行うことによつて、ワイヤの全周面に残留圧縮応力を均一に分散させて、疲労抵抗性を向上する手法が提案されている。しかしながら、引張強さの高いコードでは、弾性限界が高いために、折曲一非折曲処理による効果が十分に発揮されない不利がある。発明の開示

そこで、この発明は、ゴム物品とくに空気入りタイヤのカーカスやベルトを構成するスチールコードであって、その鋼素線の引張り強さを高めた場合に問題となる、耐腐食疲労性の低下を回避し得るスチールコードについて提案することを目的とする。

すなわち、この発明は、引張り強さが 4000~4800 N Z腿² の鋼素線を 3〜 6本撚り合わせた単撚り構造でかつ隣接鋼素線間に隙間を設けたオープンタイプのスチールコードであって、その外周面にラッビングワイヤーを卷き付けないスチ一ルコ一ドにおいて、該スチールコ一ドの撚りを解して得た螺旋状の型付けが付与された各鋼素線における螺旋の曲率半径 R。と、この鋼素線の螺旋内側の表層を溶解除去した後の螺旋の曲率半径 R , との比 Z R。が 1未満であることを特徴とするゴム物品捕強用スチールコードである。

ここで、隣接鋼素線間の隙間が平均値で 0. 02mm以上かつ鲷素線直径の 1. 5 倍以下であること力く、ゴムをコードの内部にまで浸入させるのに有利であり、そして鋼素線は炭素含有量： 0. 70重量％以上および直径： 0. 15~0. 28關であることが、コード強力の向上にとつて有利である。

また、この発明は、引張り強さが 4000〜4800N Zmm² の鋼素線の 1〜4本のいずれか n本からなるコアのまわりに、引張り強さが 4000〜4800 Nノ mm² の鋼素線の n + ( 2-6 ) 本からなるシースを配置した 2層撚り構造でかつシース隣接鋼素線間に隙間を設けたゴムぺネトレ一シヨンタイプのスチールコードであって、その外周面にラッビングワイヤーを巻き付けないスチールコードにおいて、該スチールコードの撚りを解して得た螺旋伏の型付けが付与された各鋼素線における螺旋の曲率半径 R。と、この鋼素線の螺旋内側の表層を溶解除去した後の螺旋の曲率半径 R, との比 R, /Ro が 1未満であることを特徴とするゴム物品補強用スチールコードおよび、

引張り強さが 4000〜4800NZmm² の鋼素線の 1本からなるコアのまわりに、引張り強さが 4000〜4800NZmm² の鋼素線の 3〜 6本のいずれか m本からなる第 1 シースを配置し、さらに第 1 シースのまわりに、引張り強さが ^ΟΟ ΑδΟΟΝΖ匪 ² の鋼素線の m+ ( 2 -6 ) 本からなる第 2シースを配置した 3層撚り構造でかつシース隣接鋼素線間に隙間を設けたゴムぺネトレーシヨンタイプのスチールコ一ドであって、その外周面にラッビングワイヤーを巻き付けないスチールコードにおいて、該スチールコードの撚りを解して得た螺旋状の型付けが付与された各鋼素線における螺旋の曲率半径 R。と、この鋼素線の螺旋内側の表層を溶解除去した後の螺旋の曲率半径 R, との比 /Ro が 1未満であることを特徴とするゴム物品補強用スチールコードである。

上記ゴムぺネトレーションタイプとは、 2層撚り構造または 3層撚り構造において、シースを構成する鋼素線間に隙間を有し、その隙間を介してゴムがコアにまで進入し得る構造をいう。

ここで、シース隣接鋼素線間の隙間が平均値で 0.02顏以上かつ鋼素線直径の 1. 5 倍以下であることが、ゴムをコードの内部にまで浸入させるのに有利であり、そして鋼素線は炭素含有量： 0.70重量％以上および直径： 0.15〜0.23龍であること力コード強力の向上にとって有利である。

さらに、鋼素線の螺旋内側の溶解除去する表層は、鋼素線の直径の 5 %、さらには 10%に相当する深さであることが、とりわけ耐腐食疲労性の向上に有利である。また、この発明は、 1対のビード部間でトロイド状に延びる力一カスを骨格とし、さらにカーカスのクラウン部を少なくとも 2屨のベルトで補強した空気入りラジアルタイャであって、該カーカスおよびベル卜の少なくともいずれか一方を構成するコ一ドに、上記のスチールコ一ドを適用してなる空気入りタイヤである c ここで、タイヤの力一カスの素材となるトリ一ト材における隣接コード間隔が 0. 6 ~0. 9 mmとなる、スチールコードを適用することが、有利である。

さて、この発明のスチールコードは、鋼素線を 3〜6本撚り合わせた単撚り構造、鋼素線の 1〜 4本のいずれか n本からなるコアのまわりに、 n + ( 2〜6 ) 本の鋼素線からなるシースを配置した 2層撚り構造、または 1本の鋼素線からなるコアのまわりに、鋼素線の 3 ~ 6本のいずれか m本からなる第 1 シースを配置し、さらに第 1 シースのまわりに、 m + ( 2 ~ 6 ) 本の鋼素線からなる第 2 シースを配置した 3層撚り構造の各スチールコードが対象となる力く、これらの構造において、スチールコードの撚りを解して得た螺旋状の型付けが付与された各鋼素線における螺旋の曲率半径 R。と、この鋼素線の螺旋内側の表層を溶解除去した後の螺旋の曲率半径との比を所定の範囲とすることが、肝要である。

図 1 (a) にコードの撚りを解して得た螺旋状の型付けが付与された鋼素線 1を示すように、この鋼素線 1の螺旋の曲率半径を R _D とし、次に同図（b) に示すように、この鋼素線の螺旋内側の表層を溶解除去した後の螺旋の曲率半径をとしたとき、両者の比 R , / R。が 1未満であることが肝要である。

ここで、鋼素線の螺旋の曲率半径 R n と、鋼素線の螺旋内側の表層を溶解除去した後の螺旋の曲率半径をとの比を限定するのは、鋼素線の表層域における応力分布を適正化して、鋼素線の螺旋内側の表展域における残留応力を圧縮化するためである。すなわち、スチールコードの撚りを解して得た鋼素線には、螺旋状の型付けが付与されている。これは、伸線工程で当初真直であった鋼素線を、撚り線工程にてコードに撚り合わす際に、鋼素線が塑性変形する結果、螺旋伏の型付けが付与されるのである。従って、伸線工程の鋼素線の段階にて、耐腐食疲労性に悪影響を及ぼす、表面引張残留応力を低減しても、上記した鋼素線を撚り合わす際の塑性変形により、とくに螺旋の内側に引張残留応力が不可避に発生するから、コードの耐腐食疲労性を改善することは難しいのである。

なお、表面引張残留応力が耐腐食疲労性を阻害するのは、まずこの応力が生じることにより局部電池化が誘発され、電気化学的腐食が発生し易い環境が与えられること、そして、この環境の下でフレツティングおよび水分に起因して腐食孔が生じた際、上記残留応力があると、この腐食孔に応力が集中して亀裂が容易に生じること、による。

そこで、この発明のコードでは、鋼素線のとくに螺旋の内側における残留応力を引張から圧縮側に移行することによって、耐腐食疲労性を改善するものである。そして、鋼素線の螺旋の内側における残留応力が圧縮側にあることは、表層を溶解除去した後の曲率半径 R , が溶解前の曲率半径 R « より小さくなること、つまり比 Z R。が 1未満であることで定義できることを見出し、この発明を完成するに到ったのである。

一般に、鋼素線の引張強さが上昇するほど鋼素線の弾性限界が上がるため、塑性変形処理によつて残留応力を引張から圧縮側に移行することは困難になる。特に、引張強さが ^OON Zram² 以上になると、塑性変形処理は極めて難しくなる。これに対して、発明者らは、鋼素線における比 R , / R o が 1未満となるコードを得るには、例えば、鋼素線を撚り合わせてコードとしたのち、矯正ローラーに張力を与えながら通す際に、ローラ一における鋼素線への曲げ応力 Bと鋼素線への引張応力 Tの和びが、鋼素線の引張強さの 80%以上 100 %未満で、かつその和び中に占める Tの割合が 80%以上 95%未満となる処理を行って、鋼素線の螺旋の内側における引張残留応力を低減する手法を新たに確立した。この手法によって、従来の塑性変形処理では対応できない引張強さが 4000N Zram² 以上の鋼素線に対しても、この発明の適用が可能になったのである。

また、タイヤ補強用スチールコードでは、タイヤが車両に装着されて走行する際に繰り返し曲げを受けてスチールコードを構成する鋼素線同士がフレツティングによって磨耗するため、さらに腐食疲労し易くなる。従って、タイヤの補強に供するスチールコードは、素線直径の 5 %に相当する表層を溶解除去した後のらせんの曲率半径が上記した関係を満足することが好ましく、同 10%に相当する表層を溶解除去した後の螺旋の曲率半径が上記した関係を満足することがより好ましい。つまり、鋼素線の表面から素線直径の 5 %、より好ましくは 10%に相当する深さまでの引張残留応力を、極力小さくするのである。

ところが、フレツティングによる磨耗の進行が速い場合には、機械的磨滅が腐食に先行するため、上記の螺旋内側表層の引張残留応力の低減域が早期に磨滅して消失する結果、引張残留応力の低減効果が発揮されない、おそれがある。従つて、曲率半径の比 R , / R o を 1未満とする技術を適用するコードは、フレツティングが発生しないか、発生しても非常に緩やかである、構造のものに適用すること力《、肝要になる。

そこで、この発明では、上記した単撚り構造、 2暦または 3層撚り構造のコードにおいて、単撚り構造では隣接鋼素線間の隙間が、そして層撚り構造ではシ一スにおける隣接鋼素線間の隙間が、それぞれ平均値で 0. 02mm以上かつ鋼素線直径の 1. 5 倍以下であること、さらにコ一ド外周面にラッビングワイヤを巻き付けないこと、によって、フレツティングを回避して、曲率半径の比 R , Z R。を 1未满として引張残留応力を低減する効果を、十分に発揮させることとした。

すなわち、この発明のスチールコードは、ゴム物品の補強材として使用する際のゴムの浸入性ゃ耐疲労性の観点から、適切な撚り構造を採用する必要があり、上述した、鋼素線を 3 ~ 6本撚り合わせた単撚り構造、鋼素線の 1〜4本のいずれか n本からなるコアのまわりに、 n + ( 2 ~ 6 ) 本の鋼素線からなるシースを配置した 2層撚り構造、または 1本の鋼素線からなるコアのまわりに、鋼素線の 3〜6本のいずれか m本からなる第 1 シースを配置し、さらに第 1 シースのまわりに、 m + ( 2〜6 ) 本の鋼素線からなる第 2 シースを配置した 3層撚り構造の各スチールコードが対象となる。

例えば、図 2に示す 1 X 5構造に代表される単燃り構造、あるいは図 3 (a) ~ (d) に示す各種の層撚り構造が推奨される。いずれのコードにおいても、ラッピングワイヤを巻き付けないことが、特徴である。なお、図 3において、符号 2はコア、そして 3および 4はシースである。

これらのコード構造は、ゴムの浸入性を満たしつつ耐疲労性を改善すること、コード断面内の鋼素線充通率を上昇して、所望のコ一ド強力を最小限のコ一ド径で得ること、において有効である。従って、 2層撚りスチールコードにおける、コアを構成する鋼素線の本数は、内部に空間をもたない 1本又は 2本、或いは内部空間の小さい 3本とすることが好ましい。

さらに、ゴムの浸入を確実にはかってフレツティングを回避するために、図 2 に示す、単撚り構造においては各隣接鋼素線間の隙間 t、同様に図 3に示す、層燃り構造においてはシースを構成する各隣接鋼素線間の隙間 t、を平均値で 0. 02 ram以上かつ鋼素線直径の 1. 5 倍以下とすることが、好ましい。

なぜなら、隙間 tが 0. 02膽未満では、タイヤ加硫時にコードの内部にまでゴムを浸入させることが難しく、一方、素線径の 1. 5 倍をこえると、鋼素線の配置に乱れが生じて耐疲労性が低下する上、コード外接円断面内の素線の充塡率が低くなってコード強力が不足するか、あるいはコード径が大きくなる結果、タイヤのカーカスやベル卜の構成材となるトリ一ト材（複数の並列したスチールコードのゴム引き布）が厚くなってタイヤの軽量化に不利となる。

ここに、スチールコードを構成する鋼素線は、引張強さを 4000~4800 N /匪² とする。すなわち、 4000 N Zram² 未満になると、コード強力が不足してタイヤ強度を維持した上で軽童化することができない。また、コード強力を維持するためにコードを構成する鋼素線径を太くすると、いわゆるランフラット走行に代表されるような低内圧走行などにおいて、コードに大曲げ入力があった場合に、コ一ドを構成する鋼素線の初期破断が発生し易くなる。そして、このような伏態の夕ィャに再度空気を充填して使用すると、タイヤバース卜を誘発する可能性が高くなる。この点、鋼素線の引張強さを 4000 N /画² 以上にすることによって、鋼素線の径を小さくすることができ、ひいてはタイヤの低内圧時の性能を向上して安全性を高めることができる。一方、鋼素線の引張強さが 4800N Zmm² をこえると伸線生産性が著しく低下し、また得られた鋼素線が延性に乏しいものとなる。

鋼素線は、引張強さを 4000〜4800N Zmm² とするには、炭素含有置を 0. 7 重蕭 %以上、好ましくは 0. 75重量％以上とすることが有利であり、一方炭素含有量が 0. 95重 S%をこえると、パテンティング時に初析セメンタイ卜が生成して鋼素線の延性が確保できない。ちなみに、コードの価格上昇を抑えるために、素材には C ： 0. 80〜0. 85重量％を含む鋼材を用いるとよい。

鋼素線の直径は、単撚り構造のコードにおいて、 0. 15mm未満になると鋼素線の引張り強さが上昇するものの伸線工程での生産性が低下して経済的でなく、一方 0. 28 をこえると繰り返し曲げ疲労性が悪化するとともにスチールコードの曲げ剛性が大きくなり過ぎて、タイヤ成型時の加工、特にビード部の加工が困難となる。また、層燃り構造のコードでは、コードを構成する鋼素線の本数が単撚り構造のコードに比絞して多いため、鋼素線を細くしてもタイヤ強度の維持が可能であるから、鋼素線の直径を 0. 23隨以下とすることによって、上述した鋼素線の直径が太い場合の不利を回避できる。ちなみに、鋼素線の直径は同一とする必要は無いが、同一とすることによって生産性を高めることができる。

さらに、この発明では、単撚りスチールコードは勿論のこと雇撚りスチールコ一ドにおいてもスチールコードの外周面に巻き付けるラッビングワイヤを使用しないため、最外層の鋼素線とラッビングワイヤとの間のフレッティングを防止することができるから、タイヤを長期間使用してもコ一ド強力の低下を極めて少なくすることができ、また、コードの直径が小さくなるためにタイヤの軽 S化に有利に働く。

上記のスチールコードは、 1対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、さらにカーカスのクラウン部を少なくとも 2層のベル卜で捕強した空気入りラジアルタイヤにおいて、該カーカスおよびベル卜の少なくともいずれか —方の補強材として用いることによって、タイヤの特性を向上することができる ( とりわけ、タイヤの力一カスに用いる場合は、カーカスの素材となる卜リート材における隣接コード間隔が 0. 6 〜0. 9 mmとなる、スチールコードを適用することが好ましい。具体的には、主にタイヤの仕様によって決定される、 50譲幅当たりの設定強力 Tに対して、スチールコードの直径 d (mm) およびコード強力が

0. 6 ≤ (50 xコード強力/ T ) - d≤0. 9

の関係を満足する、スチールコードを、適用することが好ましい。すなわち、スチールコ一ドの直径およびコード強力が上式を満足するように、鋼素線の直径および引張り強さとコード構造とを適宜決定すればよい。

これは、タイヤの製造において、グリーンタイヤが加硫時に拡張した後の製品タイヤのカーカスにおける、隣接スチールコードの間隔を適正範囲にすることによって、カーカスの耐久性を向上するためである。すなわち、（50 Xコード強力 / T ) _ dで表せる、トリ一ト材のコード間隔が 0. 6 讓未満では、タイヤ走行時のビ一ド部付近のカーカス端部のゴムの剪断応力が大きくなり過ぎてコード間のゴムに亀裂が発生し易くなる上、コ一ドとゴムとの間の接着破壊も起こり易くなる。一方、 0. 9 mmをこえると、タイヤに空気を充填した際にコード間のゴムが夕ィャ外側に脹れる結果、タイヤ走行時にコード間ゴムでの発熱が大きくなつて、高速耐久性が低下する。

図面の簡単な説明

図 1は、スチールコードの撚りを解して得た鋼素線について、螺旋内側表層部溶解前後の形状を示す模式図、

図 2は、単撚り構造のスチールコードの断面図、

図 3は、層撚り構造のスチールコードの断面図、

図 4は、タイヤの断面図、

図 5は、タイヤに成型される前のトリート材におけるコ一ド間隔を説明する図、図 6は、従来および比較のコ—ド構造を示す断面図である。

発明を実施するための最良の形態

C ： 0. 70~0. 85重量％、 S i： 0. 23重量％、 Mn： 0. 49重量％： P ： 0. 006 重量％および S ： 0. 008 重量％を含む組成に成る鋼線材（直径： 5. 5 mm) に、乾式伸線を行った後、パテンテイング処理およびブラスめつきを施してから、湿式伸線による伸線加工を行い、表 1 ~4に示す、種々の直径および引張強さの鋼素線を製造した。

次いで、チューブラー撚線機またはバンチヤ一撚線機を用いた通常の方法によつて、表 1〜4に示す、種々の構造のスチールコードを作製した。そして、チュ一ブラ一撚線機にて作製したスチールコードは、スチールコードを構成する網素線の螺旋内側の引張残留応力を低減するために、大径の矯正ローラーを 2個以上千鳥足状に配匿し、これら矯正ローラーにスチールコードを通常よりも高い引張応力の下に通す処理を施した。また、バンチヤ一撚線機を用いてスチールコードを作製する場合は、その鋼素線に捩じりを加えながら燃り合わせる過程において、通常よりも高い引張応力を与える処理を行った。そして、これらの処理の条件を適宜変更することによって、鋼素線における R, /R。を種々に変化させた。すなわち、チューブラー撚線機にて作製したスチールコードに施す上記処理について、表 1に発明例 1として示した 3 + 8 x0.19MIのスチールコードの場合を例に具体的に示すと、このコードは、直径が 60顏の矯正ローラ一を少なくとも 2 個、好ましくは 3個以上千鳥足状に配置し、これら矯正ローラーに引張応力： 29 00N/mm² の下に通して、 R, /Ro を 1未満とした。一方、同じスチールコードを用いた比較例 4では、直径が 10mmの矯正ローラーを 2個あるいは 3個以上千鳥足状に配置し、これら矯正ローラーに引張応力： 660 N/mm² の下にコードを通したところ、 R, ZR。は 1未満にならず、鋼素線の螺旋内側の引張残留応力は十分に低減されなかった。

また、発明例 1に対してバンチヤ一撚線機を用いる場合は、鋼素線を束ねて撚り合わせる際に、シースとなる鋼素線に 830 N/mra² の引張応力を付与することによって、鋼素線の Ri /Ro は 1未満となった。一方、シースの撚り合わせを従来の 290 N/mm^z 程度の引張応力の下で行うと、 R> /Ro を 1未満にすることはできなかったが、その後に上記した矯正ローラによる処理を行うことによつて、 R, /Ro は 1未満となった。ここで、発明例 1で使用した 0.19πιπιの細径でかつ引張強さが ^ZONZmm² と高強力の鋼素線は、例えばブラスめつきを施した引張強さが 1275ΝΖπ»π² の線材を伸線加工するに当たり、各パスで設定する、下記式（1) で表される真の歪 εが 0. 75未満の伸線加工で使用するダイスは、下記式（2) で表される減面率を

(22.67 ε + 3 ) 〜29%に調整し、同様に真の歪 εが 0.75〜2.25の伸線加工で使用するダイスは減面率を 20〜29%に、および真の歪 εが 2.25をこえる伸線加工で使用するダイスは減面率を（一 5·56ε +32.5) 〜（— 6.22e +43) %に、それぞれ調整するパススケジュールにて、より具体的には表 5に示すダイスのパススケジュールに従う、全減面率が 98.3%となる湿式伸線により得ることができる。

記

ε = 2 · In (do /d , ) -— (1)

但し、 d。：伸線前の鋼素線直径（）

d , ：伸線後の鋼素線直径（mm)

(ダイスの減面率） = { 1 - (A, /A。） } 100 —-(2)

但し、 A D ：ダイス通過前の鋼素線の断面穢

A , ：ダイス通過後の鋼素線の断面積

かくして得られたスチールコードを、図 4に示すタイヤのカーカス 5にタイヤの赤道に対する傾斜角度 90° で適用し、サイズ 11Z70 R 22.5 (14PR) のトラック ·バス用ラジアルタイヤを種々試作した。なお、図 4において、 6は 4層からなるベルトおよび 7はビードコアである。各タイヤは、 1996年度 JATMA YEAR B0 OKにおける、当該サイズの標準リムに組み込み後、同 JATMA YEAR BOOKにおける、適用サイズおよびプライレーティングでの最大負荷能力に対する空気圧を充塡し、ゴム浸入性、コード強力保持率、耐腐食疲労性および大曲げ入力時の鋼素線破断率に関する各穂の試験に供した。

すなわち、ゴム浸入性は、加硫後のタイヤからスチールコードを抜き出し、単撚りスチールコ一ドの場合は各鋼素線の表面について、層撚りスチールコ一ドの場合はコアの表面について、ゴムが被覆された部分のスチールコードの全長に対する比率を求めて、この比率が 90〜100 %であれば◎、 80〜89%であれば〇、 79 %以下は Xとして表示した。なお、 80%以上であれば実用上問題はない。

コード強力保持率は、供試タイヤに設計常用荷重を負荷してドラム上で 10万 km 走行させた後、そのタイヤから取り出したスチールコードの強力を測定し、同一仕様の新品タイヤから取り出したスチールコードの強力との比を百分率として箅出し、評価した。この数値が大きいほど良好な結果を示す。

耐腐食疲労性は、供試タイヤをリムに組み付けるに先立って、タイヤ内部に 30 0 ccの水を注入し、その後は上記と同様にドラム走行を行って、各供試タイヤのカーカスにおいてスチールコ一ド切れ（C B U ) による故障が発生するまでの走行距離を測定し、コントロールタイヤ（表 1の従来例）での走行距離を 100 としたときの指数を求めて評価した。この場合も、数値が大きいほど良好な結果を示す。

大曲げ入力時の鋼素線破断率は、タイヤをドラム上で走行させて、その空気圧を l kgf /cm² (ホッ卜状態）に調整してから、最大負荷能力に相当する荷重を負荷する大曲げ入力条件下にて、 5000kmのドラム走行を行ったのち、タイヤを解剖してカーカスから 10本のスチールコードを採取し、そのうちの破断した鋼素線の本数を調査し、コントロールタイヤ（表 1では従来例，表 2では比絞例 5 , 表 3では比絞例 6 , 表 4では比較例 7 ) での破断本数を 100 としたときの指数を求めて評価した。この場合は、数値が小さいほど良好な結果を示す。

鋼素線の曲率半径比 / R o は、コードの燃りを解して得た螺旋伏の型付けが付与された鋼素線のうちコード最外層を構成する鋼素線について、 100讓長さに切断し、素線周面の半円周部分にエナメルを塗布し、次いで 50%硝酸水溶液に浸演してエナメルを塗布していない残りの半円周部分を素線直径の 3 %および 10 %に相当する深さまで溶解する各処理を行い、この溶解の前後における曲率半径を測定して算出した。

コード間隔は、タィャに成形される前のトリ一ト材において、図 5に示すように測定した。さらに、コード使用重量は、タイヤのカーカス中に埋設されたコード重量について、コントロールタイヤ（表 1の従来例）を 100 としたときの指数で表示したものであり、数値が小さいほど軽量化の点で優れていることを示す。以上の各調査結果について、表 1〜4に併記する。なお、表 1にはコアが 3本からなる 2層撚り構造のスチールコードの従来例、比較例および発明例を、表 2 にはコアが 2本からなる 2層撚り構造のスチールコードの比較例および発明例を、表 3には単燃り構造のスチールコードの比較例および発明例を、そして表 4にはコアが 1本からなる 3層撚り構造のスチールコードの比較例および発明例を、それぞれ示した。

表 2 比較例 5 発明例 3 コ一ド構造 2+ 0.25 2+ 0.215

(龍) (mm) コ一ド構造対応図図 3(b) 図 3(b) 燃り方向 S/S S/S ヒッチ（mm) 6.0/12.0 6.0/12.0 素線引張強さ (N/rnni²) 3500 4370 コード強力（N /難²) 1496 1393 素線間隙間 t (mm) 0.076 0.065

3 %深さにおける 0.92 0.93 曲率半径比 R ,/R D

10%深さにおける 0.96 0.90 曲率半径比 I^/Ro

コート『曰，隔 (mm; 0.74 0.75 コード使用重量（％) 81.1 65.0 ゴム浸入性 ◎ ◎ 強力保持率（） 96 97 耐腐食疲労性 124 125 鋼素線破断指数 100 20

表 3 比較例 6 発明例 4 コ一ド構造 0.31

ο

コード構造対応図図 2

撚り方向 S S ピッチ（IMU 12.0 9.5 素線引張強さ (N/mm²) 3800 4290 コード強力（N/mm²) 1398 1234 素線間隙間 t (mm) 0.075 0.066

3 %深さにおける 0.95 0.94 曲率半径比

10%深さにおける 0.98 0.94 曲率半径比 Rj/Ro

コード間隔（mm) 0.69 0.62 o ^ コード使用重量（％) 74.7 66.2 卜— ^ ^ 曰 m ゴム浸入性 ◎ ◎ 強力保持率（％) 97 98 耐腐食疲労性 120 122 鋼素線破断指数 100 60

表 4 比較例 7 発明例 5 コ一ド構造 0.225K6+11) .17 0.201(6+11 0.155 コード構造対応図図 3(c) 図 3(c)

_ /cゾ7

/ L ヒッチ (ram) 一 16.0/12.0 一/ 6.0/12.0 素線引張強さ (N/min²) 3730 4020

— 卜刀 t^/fflinリ lb 4 l ib 系線間隙間 I Cram; Is -ス： 0.028 Is -ス：0*023

2n -7:0.038 2η -ス： 0.033

3 %深さにおける 0.90 0.91 曲率半比 R i/R 0

no

10%深さにあけ々 0.88 0.86 曲率半径比 Ri/Ro

コ一ド間隔（mm) 0.88 0.78 コード使用重量（％) 76.1 70.6 ゴム浸入性〇〇強力保持率（％) 95 96 耐腐食疲労性 128 128 鋼素線破断指数 100 80

表 5

表 1 ~ 4に示すように、この発明に従うコ一ドを使用したタイヤは、耐腐食疲労性に優れる上、特にフレツティング疲労に対する抵抗力が大幅に向上しているためカーカス強度の保持という点にも優れることが明らかである。これに対して、比絞例 2および 4は単に矯正ローラーを通過させる、従来方式で表面残留応力の圧縮化を図ったものであるが、螺旋内側表層残留応力は実質的に引張りであるため、発明例 1〜5に比べて耐腐食疲労性の改善は乏しい。また、発明例および比絞例 2は、鋼素線の引張り強さを高くすることによって、直接的にスチールコ一ド使用重 Sを 30%も減少させる効果が得られた。

一方、比較例 3と発明例 1、比較例 5と発明例 3、比較例 6と発明例 4、そして比絞例 7と発明例 5は、コード構造が同じであるが、鋼素線の引張強さが、発明例は 4000N Zmra² 以上であるのに対して比較例は 4000N Zmm² 未満と、異なる関係にあるため、例え R , Z R。が 1未満であっても、比铰例は軽量化の点で問題がある。しかも、比較例は発明例と対比して線径が大きいため、大曲げ入力時に鋼素線の破断が発生しやすい点も不利である。

産業上の利用可能性

この発明によれば、コードの耐腐食疲労性を損なうことなく高強力化を達成できるため、このコードを特にタイヤに適用することによって、タイヤの軽量化を、優れた耐久性の維持の下に、はかることが可能である。

Claims

請求の範囲

1. 引張り強さが 4000〜4800N/mra² の鋼素線を 3 ~ 6本撚り合わせた単撚り構造でかつ隣接鋼素線間に隙間を設けたオープンタイプのスチールコードであつて、その外周面にラッビングワイヤ一を巻き付けないスチールコードにおいて、該スチールコードの撚りを解して得た螺旋状の型付けが付与された各鋼素線における螺旋の曲率半径 R_D と、この鋼素線の螺旋内側の表眉を溶解除去した後の螺旋の曲率半径 R, との比 ZR。が 1未満であ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 1において、隣接鋼素線間の隙間が平均値で 0.02mm以上かつ鋼素線直径の 1.5 倍以下であるゴム物品補強用スチールコード。

3. 請求項 1または 2において、鋼素線は、炭素含有量： 0.70重量％以上および直径： 0.15-0.28mmであるゴム物品補強用スチールコード。

4. 引張り強さが 4000〜4800NZmm² の鋼素線の 1〜 4本のいずれか n本からなるコアのまわりに、引張り強さが 4000~4800NZmra² の鋼素線の n + ( 2~6 ) 本からなるシースを配置した 2層撚り構造でかつシース隣接鋼素線間に隙間を設けたゴムぺネ卜レーションタイプのスチールコ一ドであって、その外周面にラッピングワイヤーを巻き付けないスチールコードにおいて、該スチールコ —ドの撚りを解して得た螺旋状の型付けが付与された各鋼素線における螺旋の曲率半径 R。と、この鋼素線の螺旋内側の表層を溶解除去した後の螺旋の曲率半径との比 R, /Ro が 1未満であることを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。

5. 引張り強さが 4000〜4800N/mm² の鋼素線の 1本からなるコアのまわりに、引張り強さが 4000〜4800N 隱 ² の鋼素線の 3〜 6本のいずれか m本からなる第 1 シースを配置し、さらに第 1 シースのまわりに、引張り強さが 4000~4800 N/mm² の鋼素線の m+ ( 2 ~ 6 ) 本からなる第 2 シースを配置した 3層撚り構造でかつシース隣接鋼素線間に隙間を設けたゴムベネトレーシヨンタイプのスチールコードであって、その外周面にラッビングワイヤ一を巻き付けないスチールコードにおいて、該スチールコードの撚りを解して得た螺旋伏の型付けが付与された各鋼素線における螺旋の曲率半径 Rn と、この鋼素線の螺旋内側の表層を溶解除去した後の螺旋の曲率半径 R , との比 /Ro が 1未満であることを特徴とするゴム物品補強用スチールコ一ド。

6. 請求項 4または 5において、シースにおける隣接鋼素線間の隙間が平均値で 0.02nmi以上かつ鋼素線直径の 1.5 倍以下であるゴム物品補強用スチールコード(

7. 請求項 4、 5または 6において、鋼素線は、炭素含有量： 0.70重量％以上および直径： 0.15〜0.23mmであるゴム物品補強用スチールコード。

8. 請求項 1ないし 7のいずれか 1項において、鋼素線の螺旋内側の溶解除去する表層は、鋼素線の直径の 5 %に相当する深さであるゴム物品補強用スチールコ—ド。

9. 請求項 1ないし 7のいずれか 1項において、鋼素線の螺旋内側の溶解除去する表層は、鋼素線の直径の 10%に相当する深さであるゴム物品補強用スチールコード。

1 0. 1対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、さらに力一カスのクラウン部を少なくとも 2層のベル卜で補強した空気入りタイヤであつて、該カーカスおよびベル卜の少なくともいずれか一方を構成するコードに、請求項 1ないし 9のいずれか 1項に記載のスチールコ一ドを適用してなる空気入りタイヤ。

1 1. 請求項 1 0において、タイヤの力一カスの素材となるトリート材における隣接コード間隔が 0.6 〜0.9 睡となる、スチールコードを適用した空気入りタィャ。