JP2000336585A - ゴム物品補強用スチールコードおよびその製造方法並びに空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 扁平の外郭形状を有する２＋Ｎ構造のコード
について、コードに張力が付加された際の耐疲労性の低
下を有利に抑制するための方途を与える。 【解決手段】 ２本のフィラメントを撚らずに引き揃え
たコアの周囲に、４〜８または10本のフィラメントによ
るシースを配置した層撚り構造のスチールコードにおい
て、その外郭形状を適正化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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
スチールコードに関し、特に耐久性の向上をはかろうと
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ゴムホース、コンべヤーベルトお
よび空気入りタイヤ等のゴム物品の補強材としてスチー
ルコードが広く使用されている。例えば、ゴム物品の典
型例である空気入りタイヤ、中でもトラックやバスに供
する重荷重用空気入りタイヤは、同じ線径のスチールフ
ィラメントを層毎に撚りピッチを変えて撚った、３＋９
＋１５構造を有するスチールコードを、ベルトの補強材
として使用していた。このスチールコードは、３本のス
チールフィラメントからなるコアと、このコアの周囲に
配列された９本のスチールフィラメントからなる内層シ
ースと、この内層シースの周囲に配列された１５本のス
チールフィラメントからなる外層シースとで形成されて
いる。該コードは、ゴム中に埋設した際、その外周にコ
ード内部の空洞部と通じる隙間がなくゴムがコード内部
まで入り込めないために、コード内部に空洞部が取り残
される不利がある。すなわち、ゴム物品の外傷からゴム
中に侵入した水分がコードに達すると、コード内部の空
洞部に水分が浸透し、コードの腐食や、コードとゴムと
の剥離をまねくことが問題であった。

【０００３】そこで、特開平１１−４３８７６号公報で
は、２本のスチールフィラメントを撚らずに揃えたコア
と、該コアの周囲に配列された９本のスチールフィラメ
ントからなるシースとから成る、扁平のスチールコード
が提案された。該コードは、シースフィラメント相互に
隙間が形成されるために、ゴムをコード内部に確実に侵
入させることが可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このコードは、２本の
フィラメントによるコアのまわりに、型付けされた複数
本のシースフィラメントを配置してシースフィラメント
相互に隙間が形成される構造であるために、コードの軸
方向と直交する断面において観察されるコードの輪郭、
つまりコードの外郭形状は、比較的大きくなるのが特徴
である。この種のコードは、例えばタイヤ製造時のカレ
ンダー工程や加硫工程において、コードに張力が付加さ
れた際、シースフィラメント間に隙間があって各フィラ
メントの型付けがそのまま伸ばされる余地があるところ
から、フィラメントに大きな引張り残留応力が発生し、
これがコードの耐疲労性を低下する原因となっていた。
すなわち、この大きな引張り残留応力を有するコード
は、残留応力の大きな部分を起点として亀裂が発生し易
く、該亀裂の進展に伴ってフィラメント破断を生じ易い
ために、コードとして疲労寿命が短くなるのである。

【０００５】特に、バンチャー撚り線機ではシースフィ
ラメントをコアに沿って巻き付けることが機構上困難で
あり、コードの外郭形状が大きくなる。すなわち、２本
のフィラメントによるコアを有する２＋Ｎ構造のコード
をバンチャー撚り線機で製造すると、２本のフィラメン
トによるコアの周りに、あたかも１×Ｎ構造の楕円オー
プンコードが配列するような形態となる。かような扁平
コードは、コード製造時に加わる張力に対して、より大
きな残留応力の発生をまねくため、コードの耐疲労性に
劣るものであった。

【０００６】そこで、この発明は、扁平のコアのまわり
にシースを配置した、大きな外郭形状を有する２＋Ｎ構
造のコードについて、コードに張力が付加された際の耐
疲労性の低下を有利に抑制するための方途を与えるとと
もに、耐久性に優れる空気入りタイヤを提供しようとす
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の要旨構成は、
次のとおりである。 (1) ２本のフィラメントを撚らずに引き揃えたコアの周
囲に、該コアフィラメントと同径の４〜８本のフィラメ
ントによるシースを配置した層撚り構造のスチールコー
ドであって、コードを構成するフィラメントの直径をｄ
としたとき、コードの外郭形状における長径Ｄｌが下記
式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。 記 4.0 ｄ＜Ｄｌ≦4.7 ｄ

【０００８】(2) ２本のフィラメントを撚らずに引き揃
えたコアの周囲に、該コアフィラメントと異径の４〜１
０本のフィラメントによるシースを配置した層撚り構造
のスチールコードであって、コアを構成するフィラメン
トの直径をｄｃおよびシースを構成するフィラメントの
直径をｄｓとしたとき、コードの外郭形状における長径
Ｄｌが下記式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。 記 2.00×（ｄｃ＋ｄｓ）＜Ｄｌ≦2.55×（ｄｃ＋ｄｓ）

【０００９】(3) 上記(1) または(2) において、コード
を構成するフィラメントの径が０．１０〜０．５０mm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。

【００１０】(4) 上記(1) 、(2) または(3) において、
バンチャー撚り線機にて作製されたことを特徴とするゴ
ム物品補強用スチールコード。

【００１１】(5) 上記(1) ないし(4) のいずれかに記載
のスチールコードをバンチャー撚り線機で製造するに当
り、シースを構成するフィラメントの型付け量を単独で
制御することを特徴とするスチールコードの製造方法。

【００１２】(6) 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、このカーカスの径方向外側に少
なくとも２層のベルトをそなえる空気入りタイヤにおい
て、該ベルトに、上記(1) ないし(4) のいずれかに記載
のスチールコードを適用したことを特徴とする空気入り
タイヤ。

【００１３】

【発明の実施の形態】さて、図１に、この発明に従っ
て、タイヤのベルトなどに適用する、スチールコード１
の断面を、撚り構造２＋７について示す。該スチールコ
ードは、２本のスチールフィラメント２を撚らずに引き
揃えたコア３の周りに、該コア３のフィラメント２と同
径の７本のスチールフィラメント４によるシース５を撚
り合わせてなる。なお、コアフィラメント２とシースフ
ィラメント４とが同径の場合は、その他２＋４、２＋
５、２＋６および２＋８構造が適合する。

【００１４】また、図２に示す撚り構造２＋７のコード
１は、同様に２本のスチールフィラメント２を撚らずに
引き揃えたコア３の周りに、該コア３のフィラメント２
と異径の７本のスチールフィラメント４によるシース５
を撚り合わせてなる。なお、コアフィラメント２とシー
スフィラメント４とが異径の場合は、その他２＋４、２
＋５、２＋６、２＋８、２＋９および２＋10構造が適合
する。なお、いずれのコード構造においても、コアは撚
られていないことが好ましいが、意図しない撚りや捩じ
りは特に規制する必要はない。一方、コアを構成するフ
ィラメントに波型などの型付けを施すことは可能であ
る。

【００１５】ここで、コア３のまわりに配置するシース
フィラメント４の本数は、コアとシースとが同径の場合
４〜８本に、またコアとシースとが異径の場合４〜10本
に、限定する。すなわち、フィラメント本数が４本未満
であると、コード強力が低くなり、コードの例えばタイ
ヤベルトへの打込み数を多くする必要があり、その結果
ベルトのコード端におけるゴムとの剥離に起因した、ベ
ルトエンドで発生するセパレーションに抗する性能、い
わゆる耐ベルトエンドセパレーション性が低下するから
である。一方、フィラメント本数が８または10本をこえ
ると、シースフィラメント相互間の隙間が小さくなり、
ゴム侵入性が劣化する。

【００１６】さらに、コアとシースとのフィラメント径
が同じ場合、そのフィラメントの直径をｄとしたとき、
コードの外郭形状における長径Ｄｌが下記式(1) を満足
することが、肝要である。 記 4.0 ｄ＜Ｄｌ≦4.7 ｄ----(1)

【００１７】同様に、コアとシースとのフィラメント径
が異なる場合、そのコアを構成するフィラメントの直径
をｄｃおよびシースを構成するフィラメントの直径をｄ
ｓとしたとき、コードの外郭形状における長径Ｄｌが下
記式(2) を満足することが、肝要である。 記 2.00×（ｄｃ＋ｄｓ）＜Ｄｌ≦2.55×（ｄｃ＋ｄｓ）----(2)

【００１８】すなわち、コードの長径Ｄｌが、コアとシ
ースとが同径の場合4.7 ｄ、またコアとシースとが異径
の場合2.55×（ｄｃ＋ｄｓ）、をこえると、特にバンチ
ャー撚りで製造したコードでは、タイヤ製造時に加わる
張力により撚りが締まるために、各フィラメントに残留
応力が発生する結果、コードの耐疲労性が劣化する。従
って、コードの長径を上記した各範囲に規制すること
が、重要になる。

【００１９】なお、下限については、特に制限する必要
はないが、コードの外郭形状が真円になると、この発明
で問題とする耐疲労性の劣化現象が生じることは少ない
ことから、この発明では、コアとシースとが同径の場合
4.0 ｄ、またコアとシースとが異径の場合2.00×（ｄｃ
＋ｄｓ）、をこえる範囲に限定する。

【００２０】また、コードを構成するフィラメントの径
は、0.10〜0.50mmの範囲とすることが好ましい。すなわ
ち、フィラメントの径が0.10mm未満では、タイヤのベル
トに適用した際のベルト剛性が小さくなるために該コー
ドの打込み数を多くする必要があり、隣接コード間隔が
狭くなってコード端でのゴムとの剥離が隣接コード間で
容易に繋がる結果、ベルト端でのセパレーションをまね
いて、いわゆる耐ベルトエンドセパレーション性を劣化
することになる。一方、フィラメントの径が0.50mmをこ
えると、フィラメントにおける曲げ歪み量の増大によ
り、例えばタイヤの悪路走行等においてベルトにコード
折れが生じる、おそれがある。

【００２１】次に、この発明のコードを製造する方法に
ついて、図３を参照して詳しく説明する。ここでは、コ
ード外郭形状を適正範囲に規制することの難しいバンチ
ャー撚り線機による製造方法を示すが、バンチャー撚り
線機に比べてコードの撚り形態の制御が容易であるチュ
ーブラー撚り線機によっても、この発明のコードが製造
可能であることは勿論である。

【００２２】このバンチャー撚り線機を用いてコードを
製造するには、図３に示すように、まずコアとなるフィ
ラメント２ａを巻出しリール６から送り出すとともに、
シースとなる４〜８本のフィラメント４ａをそれぞれの
巻出しリール７から送り出した後、型付け装置８に通す
ことによってフィラメント４ａに所定の型付けを施す。
そして、コアフィラメント２ａおよびシースフィラメン
ト４ａは、例えばロール対による張力制御の下に、コア
フィラメント２ａの周囲にシースフィラメント４ａが配
列するように、ボイス９に集合させて撚り合わせること
によって、コードが得られる。次いで、コードは巻取り
リール10に巻き取られるが、その直前に、圧延ローラー
11にてコード外郭形状を扁平にすることが、好ましい。

【００２３】なお、シースフィラメントの型付け量は、
型付け装置８における癖付けピンの相互間隔またはフィ
ラメントの張力を調整することによって、制御できる。
例えば、シースフィラメントの型付け量を小さくするに
は、型付け装置８における癖付けピンの相互間隔を狭く
すればよい。かように、シースフィラメントの型付け量
を単独に制御することによって、この発明で所期するコ
ードの外郭形状が得られる。

【００２４】上記したコードは、その多数本を互いに並
行に揃えてゴムシートに埋設してなるプライを、タイヤ
のベルトに適用して、カーカスの補強に供する。ここ
で、タイヤは、例えば図４に示す、トラック・バス用タ
イヤが有利に適合する。このタイヤは、１対のビードコ
ア20間でラジアル方向にトロイド状に延びる有機繊維コ
ードのプライからなるカーカス21、このカーカス21のク
ラウン部のタイヤ径方向外側に配置した、少なくとも４
層のベルト22およびこのベルト22のタイヤ径方向外側に
配置したトレッド23から成る。

【００２５】ベルト22は、図示例で４層の積層構造にな
り、カーカス21のプライコードに対して傾斜して、好ま
しくは10〜30°の傾斜角度で配列した多数本のスチール
コードによるプライの複数枚を、その層間でスチールコ
ードが互いに交差する配置で重ね合わせた、構造を有す
る。そして、このベルト22を構成するスチールコード
に、上記したコードを適用することを、特徴とする。

【００２６】

【実施例】図４に示した、サイズ10.00 Ｒ20 14ＰＲの
トラック・バス用ラジアルタイヤのベルトに、表１およ
び２に示す仕様のコードを、該コードの軸方向がタイヤ
の赤道面に対して２０°の傾斜角度となる配置にて適用
した。かくして得られた各タイヤについて、ゴム侵入
性、耐ベルトコード折れ性および耐ベルトエンドセパレ
ーション性について調査した。これらの調査結果を、表
１および表２に併記する。

【００２７】表１は、コアとシースとのフィラメント径
が同じ２＋Ｎ構造についての比較である。すなわち、発
明例１はバンチャー撚り２＋７構造、発明例２はバンチ
ャー撚り２＋４構造のコードを用いた場合であり、発明
例１および２は、２＋３構造である比較例１と比較する
と、耐ベルトエンドセパレーション性が向上しているこ
とが判る。さらに、発明例１および２は、２＋９構造で
ある比較例２と比較すると、ゴム侵入性が向上している
ことが判る。なお、発明例３はフィラメント径が0.14mm
の場合、発明例４はフィラメント径が0.46mmの場合であ
り、フィラメント径が0.08mmである比較例３と比較する
と、耐ベルトエンドセパレーション性が向上しているこ
とが判る。また、発明例３および４はフィラメント径が
0.54mmである比較例４と比較すると、耐ベルトコード折
れ性が向上していることが判る。発明例５は、コードの
長径がフィラメント径の4.60倍の場合であり、同5.00倍
である比較例５と比較して、耐ベルトコード折れ性が向
上していることが判る。

【００２８】

【表１】

【００２９】次に、表２はコアとシースとのフィラメン
ト径が異なる２＋Ｎ構造についての比較である。すなわ
ち、発明例６はバンチャー撚りの２＋３構造の場合であ
り、発明例６は、異線径の２＋３構造である比較例６と
比較すると、耐ベルトエンドセパレーション性が向上し
ていることが判る。さらに、発明例６は、異線径の２＋
11構造である比較例２と比較すると、ゴム侵入性が向上
していることが判る。尚、発明例７はコアフィラメント
径が0.16mm、シースフィラメント径が0.14mmの場合、発
明例８はコアフィラメント径が0.48mm、シースフィラメ
ント径が0.44mmの場合であり、コアフィラメント径が0.
09mm、シースフィラメント径が0.08mmである比較例８と
比較すると、耐ベルトエンドセパレーション性が向上し
ていることが判る。また、発明例７および８はコアフィ
ラメント径が0.54mm、シースフィラメント径が0.52mmで
ある比較例９と比較すると、耐ベルトコード折れ性が向
上していることが判る。発明例９は、コード長径が（コ
アフィラメント径＋シースフィラメント径）の2.48倍の
場合であり、（コアフィラメント径＋シースフィラメン
ト径）の2.61倍である比較例10と比較して、耐ベルトコ
ード折れ性が向上していることが判る。

【００３０】

【表２】

【００３１】ここで、ゴム侵入性は、供試タイヤのベル
トからスチールコードを取り出して、そのコアの周面上
に接着しているゴムの量を測定し、該測定値をコアの周
面上すべてにゴムが接着している場合を100 ％とし、全
く接着していない場合を０％として評価した。

【００３２】耐ベルトコード折れ性は、タイヤの内圧を
725 kPa に調整して標準リムに組み込んだ後、実車に装
着し、悪路を３万km走行後にタイヤを一度更生し、さら
に３万km走行させた後、タイヤを解剖してベルトのカー
カス側から第３層目のベルト層から補強材を採取し、折
れたコード本数を測定し、その結果を次式により指数表
示したものである。この指数が小さいほどコード折れ本
数が少なく、耐ベルトコード折れ性に優れていることを
示す。なお、基準タイヤは、表１では発明例１および表
２では発明例６と同じコード構造およびフィラメント径
を有するコードをチューブラー撚り線機で製造したコー
ドを適用したものとした。 （耐ベルトコード折れ性指数）＝（供試タイヤでのコー
ド折れ本数）／（基準タイヤでのコード折れ本数）×10
0

【００３３】耐ベルトエンドセパレーション性は、ベル
トエンドの亀裂長さの大小によって大きく支配されるか
ら、亀裂長さをベルトエンドセバレーションの代用指標
として用いる。すなわち、この試験は、内圧を725 ｋＰ
ａに調整して標準リムに組み込んだタイヤを実車に装着
し、一般路を10万ｋｍ走行後タイヤを解剖してベルトの
カーカス側から第３層目のベルト層の端縁に発生してい
る亀裂長さを測定し、その結果を次式により指数表示し
たものである。この指数が小さいほど亀裂長さが短く、
耐ベルトエンドセバレーション性に優れていることを示
す。なお、基準タイヤは、上記耐ベルトコード折れ性の
場合と同様である。 （耐ベルトエンドセバレーション性指数) ＝（供試タイ
ヤの亀裂長さ）／（基準タイヤの亀裂長さ）×１００

【００３４】

【発明の効果】この発明によれば、２本のフィラメント
からなるコアを有する２＋Ｎ構造のコードにおける耐疲
労性を改善することができ、このコードをベルトに適用
することによって、悪路あるいは未舗装路の走行等、非
常に過酷な使用条件においても、コード折れが回避され
るため、耐久性に優れるタイヤを提供し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に従う２＋７構造のスチールコード
の断面図である。

【図２】 この発明に従う２＋７構造のスチールコード
の断面図である。

【図３】 この発明で使用するバンチャー撚り線機を示
す図である。

【図４】 この発明にタイヤの断面図である。

【符号の説明】

１ スチールコード ２ コアフィラメント ３ コア ４ シースフィラメント ５ シース ６ 巻出しリール ７ 巻出しリール ８ 型付け装置 ９ ボイス 10 巻取りリール 11 圧延ローラー 20 ビードコア 21 カーカス 22 ベルト 23 トレッド

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２本のフィラメントを撚らずに引き揃え
   たコアの周囲に、該コアフィラメントと同径の４〜８本
   のフィラメントによるシースを配置した層撚り構造のス
   チールコードであって、コードを構成するフィラメント
   の直径をｄとしたとき、コードの外郭形状における長径
   Ｄｌが下記式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。 記 4.0 ｄ＜Ｄｌ≦4.7 ｄ
2. 【請求項２】 ２本のフィラメントを撚らずに引き揃え
   たコアの周囲に、該コアフィラメントと異径の４〜１０
   本のフィラメントによるシースを配置した層撚り構造の
   スチールコードであって、コアを構成するフィラメント
   の直径をｄｃおよびシースを構成するフィラメントの直
   径をｄｓとしたとき、コードの外郭形状における長径Ｄ
   ｌが下記式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。 記 2.00×（ｄｃ＋ｄｓ）＜Ｄｌ≦2.55×（ｄｃ＋ｄｓ）
3. 【請求項３】 請求項１または２において、コードを構
   成するフィラメントの径が０．１０〜０．５０mm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。
4. 【請求項４】 請求項１、２または３において、バンチ
   ャー撚り線機にて作製されたことを特徴とするゴム物品
   補強用スチールコード。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載のス
   チールコードをバンチャー撚り線機で製造するに当り、
   シースを構成するフィラメントの型付け量を単独で制御
   することを特徴とするスチールコードの製造方法。
6. 【請求項６】 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、このカーカスの径方向外側に少な
   くとも２層のベルトをそなえる空気入りタイヤにおい
   て、該ベルトに、請求項１ないし４のいずれかに記載の
   スチールコードを適用したことを特徴とする空気入りタ
   イヤ。