JP2942885B2

JP2942885B2 - 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: JP2942885B2
Application number: JP8042095A
Authority: JP
Inventors: 義之小黒
Original assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1996-02-05
Filing date: 1996-02-05
Publication date: 1999-08-30
Anticipated expiration: 2016-02-05
Also published as: JPH09217286A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車用のラジアル
タイヤや搬送用ベルトなどのゴム製品の補強に用いられ
るスチールコードとこれを使用した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や搬送用ベルト
などのゴム製品には、その補強手段として表面に真ちゅ
うめっきを施した素線を複数本撚り合わせたスチールコ
ードが用いられている。このうち乗用車用ラジアルタイ
ヤにおいては、そのベルト部のスチールコードとして、
図６(a)(b)(c)のように、３〜５本の素線を一度に撚り
合わせた１×ｎ構造のものが主として用いられていた。
しかし、このようなスチールコードにおいては、その断
面形状から明らかなように各素線間に隙間がほとんどな
いようにタイトに撚り合わされているため、タイヤ製造
のためのゴム加硫時にコード内部へのゴム浸透がほとん
どなく、製品のタイヤにおいてはゴムが充填していない
空間が長手に連続して存在することになる。この結果、
走行中にタイヤに傷が入ると、この傷を通して水がタイ
ヤ内部に侵入し、さらに補強層に達してスチールコード
内部の連続した中空部を伝わって水がコード全長に侵入
し、これに伴って錆びがコード全長にわたって伝播す
る。そして、この錆の進行によりスチールコートが強度
低下を起すと共にコードとゴムの接着面が破壊され、い
わゆるセパレーション現象が発生してスチールコードと
ゴムとの一体性が失われ、コードの補強効果が失われる
とともにタイヤの機能が大きく低下し、寿命も著しく短
くなるという問題があった。

【０００３】この対策として、図７(a)(b)(c)にその断
面を示すようなルーズオープン構造のスチールコードが
一部使用されている。このスチールコードはコードを構
成する各素線に過大な型付けを施し、この状態下で素線
を撚り合わせることで素線間に意図的にゴムが浸透でき
る隙間を形成したものである。また、他のスチールコー
ドとしては、図８(a)(b)(c)にその断面を示すように前
記オープンコードをさらに一方向に潰した偏平コードが
提案されている。しかしながら、前記ルーズオープンコ
ードはコード自体においては素線間に隙間を有している
ものの、コード長軸方向に張力を掛けるとコードは大き
く伸びて半径方向に縮んでしまい、タイトに撚り合わせ
たスチールコードの形態に近くなり、その結果、実質的
に素線間の隙間が狭くなってしまう。すなわち、例えば
図９(a)のように無負荷状態では素線間に隙間sが存在す
る。しかし張力が負荷されると図９(b)のように直径方
向に縮んで素線間の隙間sがなくなりあるいは無くなら
ないまでも非常に小さくなってしまう。このことから、
タイヤ製造における金型中での加硫工程中にコードに1.
5kgf程度の張力がかかったときにゴムがコード内部まで
浸透し難くなるという欠点があった。

【０００４】そこでこの対策として、素線の型付率をよ
り過大(通常130%を超える)に施し、撚り合わせにおいて
各素線の長さの不揃いや位相のずれ等でコード断面形状
を意図的に不均一にし、それによって加硫時にコードに
張力がかかっても、コードの径方向に縮み難くして隙間
がなくなるのを抑えるようにしたものもある。しかし、
このように型付率を特に高くしたコードは、低荷重伸び
が著しく大きくなるほか、コードの製造の際に撚りが不
安定なものとならざるを得ないため一定した品質を保持
するのが難しく、低荷重伸びや型付け率などの特性のバ
ラツキが非常に大きくなるという問題がある。さらにま
た、偏平コードにおいては偏平加工によりコード強力が
低くなるという欠点もある。更に、タイヤ製造時のカレ
ンダー工程においては、多本数のスチールコードを所定
の低荷重の張力をかけながら平行に引き揃え、ロールを
用いてゴムコンパウンドを上下から圧力をかけながらシ
ート状に張り付けてコード入りゴムシート(カレンダー
シート)を製作し、その後、このシートを一定間隔で裁
断し、バイアスになるようにつなぎ合わされる。この裁
断時にコードに残っている張力が解放されてコードが縮
むので、スチールコード１本１本の縮み量にバラツキが
あると裁断面が不揃いになったり、裁断したシートが凸
凹状になって、裁断シートの繋ぎ合わせが不正確になっ
てしまい、タイヤになった時に転がりのバランスが悪く
なるなどの欠点が生じやすい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
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、型付率の高いルーズオープンコード或い
はこれを偏平にしたコードにおける不安定さを改良し、
型付率が低くても安定したゴム浸透性が得られ、しかも
ゴム補強効果の高い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、耐食性がよくしかも転が
り安定性にすぐれた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、型付け率１０５〜１２５％の過大な型付けを
施したｎ本(但しｎ＝３〜６)の素線を同一方向に同一ピ
ッチで同時に撚り合わせた１×ｎのルーズオープンのス
チールコードであって、前記コードを構成する素線のう
ち１本以上でかつｎ−１本以下の素線が撚り合わせによ
る波くせよりも小さい小波くせを連続して有している構
成としたものである。そして好適には、素線の小波くせ
の高さｈとピッチ長さｐが素線径ｄおよびコード撚りピ
ッチ長さＰとの関係で下記式を満たしている構成とする
ものである。１．０５≦ｈ／ｄ≦１．４５０．２５≦ｐ／Ｐ≦０．５５素線の小波くせは螺旋状でもよいし、平面状のものでも
よい。

【０００７】

【作用】本発明によるスチールコードは、型付け率１０
５〜１２５％の過大な型付けを施した３本ないし６本の
素線を同一方向に同一ピッチでより合わせた１×ｎのル
ーズオープンコードはあるが、コードを構成する素線の
一部の素線、すなわち１本またはそれ以上でかつｎ−１
までの範囲の任意数の素線についてのみコード撚り合わ
せの波くせよりも小さいピッチの小波くせを有してい
る。このため、かかる小波くせ付きの素線の連続した山
谷によって、素線間には無負荷状態において図５（a)の
ように隙間が形成され、しかも、加硫時などコードに張
力が負荷されコードが径方向に縮小した場合でも、図５
(b)のように素線間には小波くせによる山谷により素線
間隙間ｓが確実に残存され、この隙間ｓを通してゴムを
浸透させることができる。したがって、型付け率を従来
のルーズオープン構造より小さくしても安定したゴムの
浸透性を確保できるものである。また、コードにおける
素線のうち、少なくとも１本の素線には小波くせを施し
ていないため、低荷重伸びを小さく抑えることができ
る。また、コードの強力の低下も少なく、従来のルーズ
オープンコードと同等の強力を維持することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を添付図面に
基いて説明する。図１は本発明を適用した１×３構造の
ゴム補強用スチールコードの概要を示している。また、
図２は図１のスチールコードを１撚りピッチ分について
１／４ピッチ間隔にその断面を模式的に表したものであ
る。Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｂは表面に真ちゅうめっきを施した
直径が０．２０〜０．４０mmの素線である。各素線は１
００％を超える過大な型付けにより螺旋状となっている
が、そのうち２本の素線Ｗｂ，Ｗｂが撚り合わせ前にコ
ード撚りピッチＰよりも短いピッチｐで連続した微小な
小波くせ１０が施され、他の１本の素線Ｗａには小波く
せが施されず、かかる３本の素線が同一方向に同一撚り
ピッチＰで同時に撚り合わされている。したがって、図
１と図２のようにルーズな撚り合わせにより素線間には
隙間ｓが形成されるとともに、微小な小波くせ１０によ
る連続した山谷により素線間に隙間ｓが形成されてい
る。

【０００９】図３は本発明の他の例を示しており、(a)
は１×４のルーズオープン構造，(b)は１×５のルーズ
オープン構造，(c)は１×６のルーズオープン構造の断
面を示している。図示する実施例では３本の素線Ｗｂ，
Ｗｂ，Ｗｂがそれぞれ微小な小波くせ１０を有してい
る。もとより本発明は微小な小波くせを施した素線は1
本であってもよいし、2本であってもよい。図5(b)では4
本としてもよいし、図5(c)では4本または5本としてもよ
い。小波くせを付けた素線は隣接して配置してもよい
し、図3(c)のように小波くせを付けない素線と交互に配
置してもよい。また、図示する各実施例ではコードを構
成する素線がすべて同一径であるが、場合によっては１
種以上の異なる径の素線としてもよい。その異なる径の
素線は小波くせ１０を付ける素線であってもよいし、小
波くせを付けない素線であってもよい。

【００１０】いずれにしても、素線の小波くせ１０は、
図４にコードを解いて取り出した１本の素線を代表的に
示すように、高さｈは素線径ｄに対して１．０５ｄ〜
１．４５ｄの範囲、ピッチ長さｐはコードの撚りピッチ
Ｐに対して０．２５Ｐ〜０．５５Ｐの範囲が好ましい。
その理由は、高さｈが１．０５より小さいとコードに張
力がかかった場合に素線間隙間が狭くなりすぎて小波く
せによるゴム浸透効果が乏しくなり、１．４５ｄより大
きいと低荷重伸びが大きくなりすぎ、また破断荷重が低
下したり、耐疲労性も低下するからである。一方、ピッ
チ長さｐが０．２５Ｐより小さいと、加工が難しい上に
加工による傷によって破断荷重が低下したり、コードの
耐疲労性が低下し、０．５５Ｐより大きいと、小波くせ
が伸び易くなってコードに張力がかかった場合に小波く
せが実質的に消えてしまい、素線間隙間が狭くなってし
まうからである。

【００１１】型付け率はタイトに撚った場合のスチール
コードの直径(外接円径)をDとしてコードを分割して測
定した素線の山高さをＨとすると、(Ｈ／Ｄ)×100%で表
される値である。この型付け率は本発明の場合、１０５
〜１２５％の範囲とすることが好ましい。その理由は型
付け率が１０５％未満ではゴム浸透のために必要な隙間
を形成することができず、１２５％を超えるものでは従
来のルーズオープンコードと同様に低荷重時伸びが大き
くなって好ましくないからである。

【００１２】上記のような微小な小波くせ１０は、通
常、螺旋状をなしている。これを得るには、サプライボ
ビンから引き出された素線に撚り線機本体前で施せばよ
い。これはたとえば、サプライボビンと撚り線機本体間
のパスライン上に、平行状または千鳥状に３本ないし５
本のピンを有する波付け装置を配してこれを撚線機の回
転方向と逆方向に素線に対して公転させる方法、あるい
は波付け装置を位置固定とし、この装置の前後で素線を
撚線機の回転方向と同一方向に自転させる方法がある。
後者の方法の場合、波付け装置の下流側直後のワイヤツ
イスターに導き、そのワイヤツイスタ−を素線に対して
撚り線機本体の回転方向と同方向に公転させて素線に捻
りを入れることにより螺旋状の微小小波くせを施し、更
に素線すべてに固定型付け装置を用いて所定の型付けを
施して撚線機本体で撚り合わせればよい。なお、場合
によっては、素線の小波くせは二次元的なものであって
もよい。この場合には、一対の歯車を用い、これらの間
を素線を通過させることにより二次元的な微小波くせを
施した後、同様に撚り合わせればよい。本発明のスチー
ルコードはバンチャー式撚線機でも、チューブラー式撚
線機でも製作できる。

【００１３】〔具体例１〕直径が０．２８ｍｍで表面に真鍮めっきを施した超高強
度の素線(引張強さ=356kgf/mm²)３本を用いて撚りピッ
チ１２．５ｍｍでＳ方向に撚り合わせ1×3のスチールコ
ードを製作した。実施例１及び２は螺旋状の小波くせを
施したものであり、また、同一素線を用いてルーズオー
プン構造のスチールコードを製作し、比較例１及び３と
した。更にルーズオープンコードを偏平にしたコード
(短径/長径=0.70)を製作し、比較例２とした。これらの
条件及び特性を表１に示す。

【００１４】〔具体例２〕直径が０．２３ｍｍでの高強度の素線(引張強さ=330kgf
/mm²)５本を用いて撚りピッチ１２．５ｍｍでＳ方向に
撚り合わせ、１×５のスチールコードとした。このうち
螺旋状の小波くせを施した３種類のものを実施例３〜５
とした。また、同一素線を用いてルーズオープン構造の
スチールコードを製作し、それぞれ比較例４及び５とし
た。これらの条件及び特性を表２に示す。

【００１５】表１及び２において、「コード低荷重時伸
び指数」とは荷重０．３kgfから１．６３kgf間における
コードの伸び量を測定し、表１においては比較例３を１
００とし、表２においては比較例５を１００として指数
で表したものである。「素線強度利用率」とは、撚り合わせ前の素線の集合強
度をＡとし、コードの破断強度をＹとした時、(Ｙ／Ａ)
×100%としたものである。「耐疲労性指数」とは、１本の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個の
ロールに張り渡し、コードに破断荷重の１０％の引張り
負荷を掛けて、該ロールを左右に繰り返し移動させてサ
ンプルに繰り返し曲げを与えて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においては比較
例３を１００、表２においては比較例５を１００として
指数で表したものである。「ゴム浸透性」とは１本のコードを１００grの張力を負
荷しながらゴム中で加硫してサンプルを作製した後、ゴ
ム中のコードを取り出し、このコードを長手方向に分解
し、ゴムのコード内への浸透度を目視で観察し、完全に
浸透しているものを１００％と判定したものである。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】表１及び２から、本発明のスチールコード
は低荷重時の伸び量がルーズオープンコードに比べて少
ないにもかかわらず、安定した良好なゴム浸透性が得ら
れることが明らかである。また、偏平コードにみられる
ようなコード強力の低下（素線の強度利用率が低い）も
なく、補強材としてすぐれていることがわかる。さら
に、低荷重時の伸び量が小さいのでコード及びタイヤ製
造上、取り扱いやすいものになることがわかる。

【００１９】

【発明の効果】本発明の請求項１によれば、素線数が３
〜６本のルーズオープンコードにおいて、一部の素線に
コードの撚り合わせによる波くせよりも小さな小波くせ
を連続して設けているため、ルーズオープンコードであ
りながら張力負荷時にも素線間隙間が確実に確保され、
安定したゴム浸透性を実現することができる。しかも小
波くせは全部の素線に施しているのでなく、小波くせを
施さない素線を少なくとも１本は含んでいるので、低荷
重時の伸びを低く抑え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によれば素線の型付け率が低い
ため撚りの安定性がよくコードとして重要な形状、品質
のバラツキを少なくすることができ、しかも小波くせの
ピッチと高さを所定範囲としているので、請求項１の特
徴を十分に発揮させることができるというすぐれた効果
が得られる。請求項３によれば一部の素線を太くするこ
とによってさらに低荷重伸びを低くすることができるな
どのすぐれた効果が得られる。請求項４によれば、耐食
性のよいしかも転がり安定性のよいラジアルタイヤとす
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】本発明によるスチールコードの一例を模式的に
示す拡大側面図である。

【図２】図１のスチールコードの１撚りピッチ分を一定
間隔で切断した模式的拡大断面図である。

【図３】本発明の他の例を示す模式的断面図である。

【図４】本発明においてコードを解いて取り出した素線
の波状態を示す説明図である。

【図５】(a)は本発明によるコードの無負荷時の状態を
示す拡大断面図、(b)は張力負荷時の状態を示す拡大断
面図である。

【図６】従来のコンパクト型スチールコードの例を示す
拡大断面図である。

【図７】従来のオープンスチールコードの例を示す拡大
断面図である。

【図８】従来の偏平オープンスチールコードの例を示す
拡大断面図である。

【図９】(a)は従来のオープンコードの無負荷時の状態
を示す拡大断面図、(b)は張力負荷時の状態を示す拡大
断面図である。

【符号の説明】

Ｗａ小波くせの付けられていない素線Ｗｂ小波くせの付いた素線１０隙間Ｐコードの撚りピッチ長さｐ小波くせのピッチ長さｈ小波くせの波高さｄ素線径

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】型付け率１０５〜１２５％の過大な型付け
を施したｎ本(但しｎ＝３〜６)の素線を同一方向に同一
ピッチで同時に撚り合わせた１×ｎのルーズオープンの
スチールコードであって、前記コードを構成する素線の
うち１本以上でかつｎ−１本以下の素線が撚り合わせに
よる波くせよりも小さい小波くせを連続して有している
ことを特徴とするゴム補強用スチールコード。
【請求項２】素線の小波くせの高さｈとピッチ長さｐが
素線径ｄおよびコード撚りピッチ長さＰとの関係で下記
式を満たしている請求項１に記載のゴム補強用スチール
コード。１．０５≦ｈ／ｄ≦１．４５０．２５≦ｐ／Ｐ≦０．５５
【請求項３】素線が直径の異なっている場合を含む請求
項１または請求項２のいずれか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のいずれかに記載
のスチールコードをベルト部の補強に用いたことを特徴
とするラジアルタイヤ。