JP2003020580A - タイヤ補強用スチールコード - Google Patents

タイヤ補強用スチールコード

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Abstract

(57)【要約】 【課題】側素線間にゴム材の浸入路を設けるとともに、
側素線の落ち込みを抑制して素線同士で囲まれてゴム材
が浸入しない空隙の存在しないスチールコードを提供す
ることを課題とする。 【解決手段】３本の芯素線２の周囲に、８本の同一の素
線径（ｄ）を有する側素線を外層として配置し、これら
の素線を同一方向に一度に撚り合わせてなる１×１１構
造のタイヤ補強用スチールコードにおいて、外層が、撚
りくせとは異なる小さなくせを有するスパイラル側素線
３と真直な側素線４とを、各スパイラル側素線の見掛け
外径間の最短間隔Ｈ＜側素線径ｄの関係を有して、交互
に配置した構成であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用タイヤの
補強材として使用される、同一方向に一度に撚り合わせ
た芯と側の２層構造のスチールコードに関するものであ
る。
【０００２】一般に、この種のスチールコード（以下、
コードということもある）は、多数本を並行に引き揃え
た状態でゴム材により被覆して複合体シートを形成し
て、自動車用タイヤの補強材として使用される。
【０００３】従来のゴム製品、例えば重荷重用空気入り
ラジアルタイヤを補強するスチールコードとしては、図
３に示すように、稠密に撚り合わせた３本の芯素線１１
からなる芯ストランド１２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１３を撚り合わせ
た、所謂３＋９構造のスチールコード１０が知られてい
る。
【０００４】また、別のコードとして、図４に示すよう
に、略中央に配置した３本の芯素線１５の周囲に９本の
側素線１６を配置し、これらを同一方向、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１４も知られている。
【０００５】上記１×１２構造のスチールコード１４
は、３＋９構造のスチールコード１０が二回の撚り工程
を必要とするのに対し、一回の撚り工程で生産可能であ
るため、高価な撚線設備を多数保有することなく、生産
時間の短縮も可能で、生産コストを低減できるという利
点を有する。
【０００６】しかしながら、上記スチールコード１０、
１４においては、側素線同士あるいは側素線と芯素線と
が密接あるいは極めて近接しているため、ゴム製品成形
時にゴム材が内部に浸入できず、単にコードの外周部分
を被覆するのみで、完全なゴムとの複合体を構成するこ
とができなかった。それ故、上記スチールコード１０、
１４を使用したタイヤにおいては、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
材とが剥離する、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
グ摩耗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、隣接する素線により囲まれて形成された空隙に至
り、コード長手方向に伝播してスチールコード全体に錆
を発生させる、いわゆる腐食が発生し、スチールコード
の機械的強度を大巾に低下させる原因ともなっていた。
【０００７】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ようにしたスチールコードが種々
提案されている。
【０００８】例えば、実開平４−６０５９０号公報に
は、図５（ａ）に示すように、見掛けの外径Ａとなる略
スパイラル状の小さいくせを施した２本の芯素線１９、
１９と、真直な１本の芯素線１８とからなる計３本の芯
素線群と、その周りに９本の側素線２０を配置した１×
１２構造のスチールコード１７が開示されている。この
スチールコード１７は、芯素線に略スパイラル状のくせ
を施すことで、芯素線群の見掛け上の外径を大きくし、
これによりその外側に配置する素線間にゴム浸入路とな
る微小隙間Ｃを設けるというものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このスチール
コード１７は、必ずしも図５（ａ）に示すような断面形
状とはならない。というのは、このスチールコード１７
は同一方向でかつ同一ピッチで撚っているため、撚り合
わせの際、コード中心方向に締まろうとする力が作用し
て、側素線２０がコードとして安定する内部に落ち込ん
でしまうからである。このため、隣り合う素線同士が接
触あるいは近接して、図５（ｂ）に示すスチールコード
２１のような、素線により囲まれた空隙Ｇがコード長手
方向に存在する構造となり、目的とする充分なゴム材の
浸入を達成することができず、前述した種々の弊害を招
くこととなっていた。
【００１０】本発明は、従来の同一方向、同一ピッチで
一度に撚り合わせた芯と側の２層構造のスチールコード
における上記問題を解決するためになされたものであ
り、その課題は、側素線間にゴム材の浸入路を設けると
ともに、側素線の落ち込みを抑制して素線同士で囲まれ
てゴム材が浸入しない空隙の存在しないスチールコード
を提供することを課題とする。
【００１１】
【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、２〜４本の芯素線の周
囲に、６本、８本又は１０本の同一の素線径（ｄ）を有
する側素線を外層として配置し、これらの素線を同一方
向に一度に撚り合わせてなる１×ｎ（ｎ：素線本数）構
造のタイヤ補強用スチールコードにおいて、外層が、撚
りくせとは異なる小さなくせを有するスパイラル側素線
と真直な側素線とを、各スパイラル側素線の見掛け外径
間の最短間隔Ｈ＜側素線径ｄの関係を有して、交互に配
置した構成であることを特徴とする。
【００１２】本発明のコードは、スパイラル側素線と真
直な側素線とを交互に配置したから、スパイラル側素線
の長手方向の変化によって各側素線間にゴム浸入路が形
成されるとともに、両側素線の撚り角の相違によってス
パイラル側素線の落ち込みが抑制される。また、見掛け
外径間の最短間隔Ｈ＜側素線径ｄの関係にしたから、真
直な側素線の落ち込みも抑制されて、全体として側素線
の芯素線側への落ち込みが抑制され、側素線間に形成さ
れたゴム浸入路が確実に維持される。
【００１３】ところで、本発明のコードにおける素線径
はスチールコードに要求される強力、及び柔軟性を満足
させるため、０．２０〜０．４０mmの範囲が適当であ
る。また、芯素線径と側素線径が異なっても同様の効果
は得られる。
【００１４】本発明において、見掛け外径間の最短間隔
Ｈと側素線径ｄとの比は、形状安定性の点を考慮する
と、０．５≦Ｈ／ｄ≦０．９の範囲が好適である。とい
うのは、０．５未満になると真直な側素線がコードから
突出した状態になる傾向になり、また０．９を越えると
真直な側素線が落ち込み易くなる傾向になるからであ
る。
【００１５】なお、本発明でいう「真直な側素線」と
は、略スパイラル状の小さなくせを施さない素線を意味
し、撚り合わせのためのくせは有している。
【００１６】また、スパイラル側素線の見掛けの外径Ｄ
と側素線径ｄとの比は、ゴム浸入性、撚りの安定性の点
を考慮すると、１．２≦Ｄ／ｄ≦１．８の範囲が好適で
ある。というのは、１．２未満になると複合体成形時に
おいて流動性のよいゴムを使用してもコード内部にゴム
が十分に浸入し難くなり、また１．８を越えるとコード
としての撚りが不安定になり易く、コードの耐疲労性が
低下する傾向になるからである。
【００１７】ところで、スパイラル側素線の見掛け上の
外形としては、円形、楕円形、トラック形でもよいが、
撚り合わせたときの安定性を考慮すると円形が好まし
い。なお、楕円形、トラック形の場合の見掛け外径と
は、短径の長さを意味するものとする。
【００１８】
【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。
【００１９】図１は、本発明の実施の一形態を示すスチ
ールコードの横断面図である。
【００２０】図１に示すスチールコード１は、３本の芯
素線２の周囲に、４本のスパイラル側素線３と４本の真
直の側素線４とを外層に、交互に配置し、これらの素線
を同一方向に一度に撚り合わせてなる１×１１構造であ
る。そして各スパイラル側素線３の見掛け外径間の最短
間隔Ｈが側素線径ｄより小さいものである。また、素線
径は０．２０〜０．４０ｍｍで、見かけの外径Ｄが、
１．２ｄ〜１．８ｄｍｍ（ｄ：側素線径）である。
【００２１】図２は、本発明の別の実施の形態を示すコ
ードの横断面図である。
【００２２】図２に示すスチールコード５は、４本の芯
素線６の周囲に、４本のスパイラル側素線７と４本の真
直な側素線８とを外層に、交互に配置し、これらの素線
を同一方向に一度に撚り合わせてなる１×１２構造であ
る。そして各スパイラル側素線３の見掛け外径間の最短
間隔Ｈが側素線径ｄより小さいものである。このスチー
ルコード５は芯素線径が側素線径より小さいが、どちら
も０．２０〜０．４０ｍｍの範囲の線径であり、見かけ
の外径Ｄは、１．２ｄ〜１．８ｄｍｍ（ｄ：側素線径）
である。
【００２３】本発明のコードは、スパイラル側素線と真
直な側素線とを交互に配置したから、スパイラル側素線
の長手方向の変化によって各側素線間にゴム浸入路が形
成されるとともに、両側素線の撚り角の相違によってス
パイラル側素線の落ち込みが抑制される。また、見掛け
外径間の最短間隔Ｈ＜側素線径ｄの関係にしたから、真
直な側素線の落ち込みが抑制されて、全体として側素線
の芯素線側への落ち込みが抑制され、側素線間に形成さ
れたゴム浸入路が確実に維持される。
【００２４】
【実施例】次に本発明の実施例を具体的に説明する。
【００２５】鋼種がＪＩＳにおけるＳＷＲＳ８２Ａ相当
である線径５．５mmの線材に、パテンチング、伸線加工
を繰り返して、表面にブラスメッキを施した後、再度伸
線加工して線径０．２０〜０．４０mmの素線を製造し、
これらを撚り合わせて３／８構造および４／８構造のコ
ードを製造した。撚り合わせにおいて、側に配置する素
線の半数に略スパイラル状のくせを施し、このスパイラ
ル側素線と真直な側素線とを交互になるよう撚り合わせ
た。また、同時に従来例である３＋９構造、および３／
８構造のコードと、比較例として４／８構造、４／９構
造および３／８構造で本発明の構成から外れたコードも
製造した。
【００２６】なお、略スパイラル状のくせは、特公昭６
３−６３２９３号公報に示されるように、供給される素
線を軸心として高速回転するくせ付け装置上に設けた３
本のピン間に素線を通して施した。スパイラル状くせの
見掛けの外径およびピッチの調整は、くせ付けピンの径
や間隔、押し込み程度や素線の張力並びにくせ付け装置
の回転数を種々選択して決定した。
【００２７】そして、上記コードにおいて、ゴム浸入性
および形状安定性を比較した。その結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】上記評価に際して、ゴム浸入性は、各コー
ドに５ｋｇの引張荷重をかけた状態でゴム中に埋め込
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て比
較した。通常この値は７０％以上必要である。
【００３０】表１より以下の点が明らかである。すなわ
ち従来例１のコードは、３本の芯素線をＳ方向に撚り合
わせ、その外側に９本の側素線をＺ方向に密に撚り合わ
せた３＋９構造のコードである。素線径は芯、側共に
０．３５mmである。このコードは密に撚り合わされてい
るため形状安定性に優れが、側素線間にゴム浸入路がな
くゴム浸入性が非常に悪い。しかもコード製造はＳ撚
り、Ｚ撚りの２工程作業となり生産性に劣る。
【００３１】従来例２のコードは、３本の芯素線と８本
の側素線を同一方向に一度に撚り合わせた３／８構造の
コードで、素線径は芯、側共に０．３５mmである。この
コードは一度に撚られているので従来例１のコードより
生産性は向上するが、密に撚られるので側素線がコード
内側に落ち込み、ゴム材が浸入できない空隙を多数有す
るためゴム浸入性を示す値が非常に低い。
【００３２】比較例１のコードは、４本の芯素線と９本
の側素線とを同一方向に一度に撚り合わせた４／９構造
のコードで、芯素線径０．３０mm、側素線径０．３５mm
で芯と側とで素線径が異なるコードである。そして側素
線９本のうちの４本がスパイラル側素線である。このコ
ードは、側素線本数が奇数本で真直な側素線本数が偶数
本であるためスパイラル側素線と真直な側素線とが交互
に配置されず、真直な側素線同士が隣接するため、ゴム
材が浸入できない空隙がコード内に生じゴム浸入性がや
や劣る。
【００３３】比較例２のコードは４／８構造で、側素線
本数が偶数本でスパイラル側素線本数が奇数本であるた
め、スパイラル側素線同士が隣接することとなり、この
部分がコード外周から突出して形状崩れが発生した。
【００３４】比較例３のコードは３／８構造で、スパイ
ラル側素線と真直な側素線とが交互に配置され、スパイ
ラル側素線同士あるいは真直な側素線同士が隣接するこ
とはないが、スパイラル側素線の見かけの外径が本発明
の構成より小さいため、側素線間にゴム浸入路が形成さ
れず、ゴム浸入性が劣る。
【００３５】比較例４のコードは比較例３と同様である
が、スパイラル側素線の見かけの外径が本発明の構成よ
り大きいコードである。従って側素線間に大きなゴム浸
入路が形成され、ゴム浸入性は向上するが、側素線が緩
く撚られた状態となり形状安定性が低下した。
【００３６】上記従来例のコード、比較例のコードに対
し、本発明のコードはゴム浸入性、形状安定性において
優れた効果を示している。
【００３７】
【発明の効果】本発明のタイヤ補強用スチールコード
は、一回の撚り工程で生産可能であるため、高価な撚線
設備を多数保有することなく、生産時間の短縮も可能
で、生産コストを低減できるという利点を有する。ま
た、側にスパイラル側素線と真直な側素線とを交互に配
置したから、スパイラル側素線の長手方向の変化によっ
て各側素線間にゴム浸入路が形成されるとともに、両側
素線の撚り角の相違によってスパイラル側素線の落ち込
みが抑制され、また、見掛け外径間の最短間隔Ｈ＜側素
線径ｄの関係にしたから、真直な側素線の落ち込みが抑
制されて、全体として側素線の芯素線側への落ち込みが
抑制され、側素線間に形成されたゴム浸入路が確実に維
持される。従って、本発明のスチールコードをタイヤに
使用した場合、コードとゴム材とが一体となりセパレー
ション現象あるいはフレティング摩耗を防止することが
できるとともに、耐腐食性に優れるのでスチールコード
の経時的な機械的強度の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコードの一実施形態を示す横断面図で
ある。
【図２】本発明の別のコードの一実施形態を示す横断面
図である。
【図３】従来のコードで、３＋９構造のコードを示す横
断面図である。
【図４】従来のコードで、３／９構造のコードを示す横
断面図である。
【図５】従来のコードで、３／９構造で芯素線にスパイ
ラル状のくせを施したコードを示す横断面図である。
【符号の説明】
１、５、１０、１４、１７、２１ スチールコード ２、６、１１、１５、１８ 芯素線 １３、１６、２０ 側素線 １９ スパイラル芯素線 ３、７ スパイラル側素線 ４、８ 真直な側素線 １２ 芯ストランド Ａ、Ｄ 見かけの外径 ｄ 素線径 Ｈ 各スパイラル側素線の見掛け外径間の最短間隔 Ｃ 隙間 Ｇ 空隙

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】２〜４本の芯素線の周囲に、６本、８本又
    は１０本の同一の素線径（ｄ）を有する側素線を外層と
    して配置し、これらの素線を同一方向に一度に撚り合わ
    せてなる１×ｎ（ｎ：素線本数）構造のタイヤ補強用ス
    チールコードにおいて、外層が、撚りくせとは異なる小
    さなくせを有するスパイラル側素線と真直な側素線と
    を、各スパイラル側素線の見掛け外径間の最短間隔Ｈ＜
    側素線径ｄの関係を有して、交互に配置した構成である
    ことを特徴とするタイヤ補強用スチールコード。
  2. 【請求項２】見掛け外径間の最短間隔Ｈと側素線径ｄと
    の比が、０．５≦Ｈ／ｄ≦０．９である請求項１に記載
    のタイヤ補強用スチールコード。
  3. 【請求項３】スパイラル側素線の見掛けの外径Ｄと側素
    線径ｄとの比が、１．２≦Ｄ／ｄ≦１．８である請求項
    １または２に記載のタイヤ補強用スチールコード。
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