JP2693900B2 - スチールコード - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コード内への高分子材
の侵入を容易とすることにより耐腐食性を向上でき、例
えばタイヤ補強用コードとして好適に使用しうるスチー
ルコードに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばゴム、プラスチック等の高分子材
からなる成形品にあっては、これらの製品強度を高める
ために高分子材中に補強コードを埋設する場合があり、
特に、トラック・バス等の重荷重車両、建設車両などに
用いる空気入りタイヤにおいては、タイヤ剛性を高めか
つ大なるタイヤ荷重を支承するために、カーカスコー
ド、ベルトコード、ビードコード等として前記のような
スチールコードが多用されている。

【０００３】又この種のコードとしては、一般に、図８
に示すように、３本のフィラメントｆを撚り合わせてな
るコアＡの外側に、複数本のフィラメントｆからなるシ
ースＢｉ（ｉ＝１、２…）を順次撚り合わせて形成した
いわゆる層撚り構造のものが使用されている。その理由
は、フィラメントｆがコンパクトに撚り込まれるため、
コードの小径化に役立ち、しかもコアＡのフィラメント
が三角形配置をなし曲げ変形に際してのフィラメント配
列を安定に保つため曲げ剛性を均一化しうるという利点
に基づく。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な層撚り構造のスチールコードは、各シースＢｉ内で隣
り合うフィラメントｆが互いに近接するため、タイヤ加
硫の際のゴム浸透性が低下し、特にコアＡにおいて３本
のフィラメントｆが密に接触するため、その中心にゴム
が浸入しない空所Ｈが形成される。

【０００５】その結果、空所Ｈ内の残存空気がタイヤ発
熱によって膨張し局部的な歪を発生させる他、残存空気
内に含まれる水分等及びタイヤの損傷部から浸入する水
分等が前記空所Ｈ内で拡散しコードの腐食損傷を誘発さ
せるなどタイヤ耐久性を著しく低下させる。

【０００６】出願人は特願平３−３４０３０５号によっ
て、コアを形成するスチールフィラメントの１又は２本
に型づけスチールコードを用いる提案を行った。この提
案により、コア部分はゴムの浸透性が改善されるもの
の、コアの外側に配されるシースによりコアへのゴムの
浸透が阻害されるという問題が生じた。

【０００７】発明者は前記問題点の解決を図るべく研究
を重ねた結果、コアの前記構成に加えて各シースの構成
フィラメントの本数とその各フィラメント径とを規制す
ることにより、コア及びシースへのゴムの浸透がより高
まり、フレッティング及び銹が進行するのを防止しうる
ことを見出し本発明の完成させたのである。

【０００８】本発明は、コード特性を損ねることなく例
えばゴム等である高分子材の浸透を確実化でき、コード
の腐食損傷を防止しうるスチールコードの提供を目的と
している。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、直径が０．１
〜０．３５mmのスチールフィラメントを層撚りすること
により形成されかつ高分子材中に埋設されることにより
該高分子材を補強するスチールコードであって、３本の
同径のスチールフィラメントを撚り合わせたコアと、該
コアの外側にかつコアを囲んで配される内側のシース
と、該内側のシースを囲んで配される中間のシースと、
該中間のシースを囲んで配される外側のシースとからな
り、前記コアのスチールフィラメントの１又は２本は、
該スチールフィラメントの長手中心直線からはずれる湾
曲部をくり返して型づけした型づけスチールフィラメン
トを用い、かつ他のスチールフィラメントは型づけしな
いスチールフィラメントを用いるとともに、型づけした
スチールフィラメントと、型づけしないスチールフィラ
メントとの間の間隙Ｔを該スチールフィラメントの直径
の０．６倍以下かつ０．１５倍以上とする一方、各シー
スを形成するスチールフィラメントの本数は、ｎを１、
２又は３からなる整数、ｍを１又は２からなる整数とす
るとき、内側のシースは（２ｎ＋ｍ）本、中間のシース
（３ｎ＋２ｍ）本、外側のシースは（４ｎ＋３ｍ）本か
らなり、しかも外側のシースのスチールフィラメントの
直径は中間のシースのスチールフィラメントの直径以
上、かつ中間のシースのスチールフィラメントの直径は
内側のシースのスチールフィラメントの直径以上、かつ
内側のシースのスチールフィラメントの直径はコアのス
チールフィラメントの直径以上とし、かつ外側のシース
のスチールフィラメントの直径を、コアのスチールフィ
ラメントの直径よりも大きくしたことを特徴とするスチ
ールコードである。

【００１０】

【作用】コアを構成する３本のスチールフィラメントの
内、１本又は２本に型づけスチールフィラメントを用い
ている。該型づけスチールフィラメントは、例えば波線
状、螺旋状等をなすなど、その長手中心線からはずれる
湾曲部を有し、従ってストレートな非型づけスチールフ
ィラメントと撚り合わすことによって、互いに接触、非
接触をくり返す。しかも各シースにおけるスチールフィ
ラメント間の平均空隙を高めているため、例えばゴムの
コード内への浸透、特にコア内への浸透を確実化し、耐
腐食性を高める一方、残存空気に基づく歪の発生、強度
低下等を防止しうる。

【００１１】又コアのスチールフィラメントは互いに接
触する部分を有するため、安定な三角形配置を維持する
とともに、例えばオープンコードが陥るごとき低荷重域
における伸び率の著しい増大を防止でき、従来の層撚り
構造のものと略等しい安定した弾性特性と均一な曲げ剛
性とを発揮しうる。

【００１２】又、内側、中間、外側の各シースにおい
て、フラメントの本数を（２ｎ＋ｍ）、（３ｎ＋２ｍ）
本、（４ｎ＋３ｍ）本の順に設定したため、各シースに
おいてフィラメント間の隙間を充分に確保でき、例えば
ゴムのコア内への浸透を高める。

【００１３】さらに、外側のシースのスチールフィラメ
ントの直径を中間のシースのスチールフィラメントの直
径以上、かつ中間のシースのスチールフィラメントの直
径を内側のシースのスチールフィラメントの直径以上、
かつ内側のシースのスチールフィラメントの直径をコア
のスチールフィラメントの直径以上とし、かつ外側のシ
ースのスチールフィラメントの直径を、コアのスチール
フィラメントの直径よりも大きくしたため、ゴムのシー
ス及びコア内への浸透を更に高めうるとともに、コード
の曲げ弾性率を効果的に高めうる。

【００１４】このように本願発明は、前記した各構成が
有機的に結合されかつ一体化されることにより、コア及
びシースへのゴムの浸透が高まりフレッティングを防止
し、かつスチールフィラメントの銹の進行を防ぎ、コー
ドの耐久性を高めうるのである。

【００１５】又この構成に係るスチールコードを用い
て、タイヤのカーカスプライ、ベルトプライ、ビードコ
アなどのタイヤの骨格構造体を形成した場合には、該タ
イヤの破損を防ぎタイヤの耐久性を著しく高めることが
可能となる。

【００１６】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づき説明す
る。前記スチールコード１は、直径ｄが０．１〜０．３
５mmのスチールフィラメントＦを層撚りした、本例では
４層の層撚り構造をなし、図１に示すごとく、中心層を
なすコアＣの外側に、内側のシースＢ１、中間のシース
Ｂ２、外側のシースＢ３を順次配している。

【００１７】前記コアＣは、図２に示すように、互いに
同径な３本のスチールフィラメントＦＣを撚り合わせる
ことによって形成され、しかもその中の１本又は２本の
フィラメントに型づけスチールフィラメントＦＣ１を、
又残りのフィラメントに非型づけスチールフィラメント
ＦＣ２を夫々採用している。

【００１８】ここで非型づけスチールフィラメントＦＣ
２は、図６に示すように、撚り合わせ前において、その
長手中心線Ｌに沿ってのびる従来の直線状のフィラメン
トである。又型づけスチールフィラメントＦＣ１は、図
５に示すように、例えば波付け加工を予め施すことによ
り、前記長手中心線Ｌから外にはずれる波線状の湾曲部
２を小ピッチで形成した曲線状のフィラメントであっ
て、このような湾曲部２を設けることにより、型づけス
チールフィラメントＦＣ１と非型づけスチールフィラメ
ントＦＣ２とは接触、非接触をくり返して撚り合わされ
る。従ってコアＣは、図３に示すように、非接触の部分
Ｐにおいて、ゴム等の高分子材が浸透可能な間隙Ｔを、
型づけスチールフィラメントＦＣ１と非型づけスチール
フィラメントＦＣ２との間に形成できる。なお型づけス
チールフィラメントＦＣ１としては螺旋状に型づけした
ものを採用してもよく、かかる場合、螺旋部分によって
湾曲部２を形成する。特に型づけスチールフィラメント
ＦＣ１の湾曲部２を、長手中心線Ｌに対してほぼ対称を
なす螺旋状に形成した場合には、コアＣに規則的な同型
の間隙Ｔを周期的に付与しうる（図４）。

【００１９】他方コアＣは接触の部分において、フィラ
メントＦＣ１、ＦＣ２間に接触圧が作用するため、荷重
作用時の縮径変形が抑制され、特に低荷重域（０〜５k
g）での伸び率の増大を防止し安定した弾性特性を発揮
しうる。なおこのような効果を発揮させるためには、前
記間隙Ｔを、コアＣのスチールフィラメントＦＣの直径
ｄｃの０．１５倍以上かつ０．６倍以下とする必要があ
る。間隙Ｔが０．１５ｄｃより小のとき、浸透性が不十
分となり、逆に０．６ｄｃより大のとき、例えば５kg荷
重時の伸び率が０．３％以上となるなど低荷重域での寸
法安定性が低下し安定した弾性特性が得られ難い。

【００２０】ここでｎを１、２又は３からなる整数、ｍ
を１又は２からなる整数とするとき、内側のシースＢ１
は、互いに等しい直径ｄ１を有するとともに前記コアＣ
のまわりを取り囲んで一列に配される（２ｎ＋ｍ）本、
本実施例ではｎ＝３、ｍ＝２とし計８本のスチールフィ
ラメントＦ１…から形成される。

【００２１】又中間のシースＢ２は、同様に、前記内側
のシースＢ１のまわりを取り囲んで一列に配される（３
ｎ＋２ｍ）本、本実施例では前記の如くｎ＝３、ｍ＝２
とし計１３本かつ直径ｄ２を有するスチールフィラメン
トＦ２…から、外側のシースＢ３は、中間のシースＢ２
を取り囲む（４ｎ＋３ｍ）本、本実施例ではｎ＝３、ｍ
＝２とし計１８本かつ直径ｄ３のスチールフィラメント
Ｆ３…から夫々形成される。なお各シースＢに用いられ
るスチールフィラメントＦ１、Ｆ２、Ｆ３には、夫々非
型づけのフィラメントが採用される。従って本実施例に
よるスチールコードは（３＋８＋１３＋１８）の構造と
なる。

【００２２】なお前記フィラメント構成の他、ｎ＝１、
ｍ＋１とするときには、３＋３＋５＋７の構成、又ｎ＝
２、ｍ＝１のときは、３＋５＋８＋１１の構成などｎ及
びｍの値を選択するとき、種々なフィラメント構成のも
のを形成しうる。

【００２３】又外側のシースＢ３のスチールフィラメン
トＦ３の直径ｄ３を中間のシースＢ２のスチールフィラ
メントＦ２の直径ｄ２以上、該直径ｄ２を内側のシース
Ｂ１のスチールフィラメントＦ１の直径ｄ１以上、該直
径ｄ１をコアＣのスチールフィラメントＦＣの直径ｄｃ
以上、すなわち ｄｃ≦ｄ１≦ｄ２≦ｄ３ ……（1) なおコアＣのスチールフィラメントＦＣの直径ｄｃを最
外層、すなわち外側のシースＢ３のスチールフィラメン
トＦ３の直径ｄ３より小、すなわち ｄｃ＜ｄ３ ……（2) とし、このことにより、コードの曲げ弾性率を効果的に
高めることができる。

【００２４】このように各シースを形成することによ
り、それぞれのシースにおいて平均空隙ｇを高め、ゴム
等が各シースＢ内を透過でき前記コアＣ内部へ侵入する
のを確実にする。

【００２５】ここで前記平均空隙ｇ及び平均中心間距離
ｐを内側のシースＢ１を用いて説明する。

【００２６】すなわち平均空隙ｇは、図７に示すように
前記内側のシースＢ１に配される全スチールフィラメン
トＦ１をコアＣのまわりに均等に分散して配列させた時
の互いに隣り合うスチールフィラメントＦ１、Ｆ１間の
空隙を意味する。又平均中心間距離ｐとは、かかる均等
な分散配列において互いに隣り合うスチールフィラメン
トＦ１、Ｆ１のフィラメント中心間の距離を意味する。

【００２７】すなわち本願では、コアＣに型づけスチー
ルフィラメントＦＣ１を用いているため、その外側でス
チールフィラメントを真円配列させることが難しく、従
ってシースＢのいわゆるピッチ円を各スチールフィラメ
ントの中心を結ぶ多角形体として考え、その全周長さに
Σｐのしめる空隙Σｇの割合としてとらえることが出来
る。

【００２８】各シースＢのフィラメントの本数及びフィ
ラメントの径を前記した如く規制することによって、透
過性が不十分となるΣｇ／Σｐを５％の値以上に確保で
き、又スチールコードがシース内で大きく位置ずれし、
局部的に空隙ｇが小となる危険が生じるΣｇ／Σｐが３
０％をこえることなくフィラメントを配列することが出
来る。

【００２９】又前記構造のスチールコード１は、本実施
例では、例えば各スチールフィラメントＦＣ、Ｆ１、Ｆ
２、Ｆ３を夫々同方向に向けて撚上げるとともに、単位
長さ当たりの撚り数を、内層から外層に順次増加させて
もよい。このように撚り方向を同一とすることにより、
半径方向内外で隣り合うスチールフィラメント間の交差
角度を小さくでき、各スチールフィラメント間の接触圧
をより低減し、フレッティング等のコード破断を抑制し
うる。

【００３０】

【具体例】図１に示す構成を有するスチールコードにつ
いて、表１に示す仕様に基づき形成する（実施例）とと
もに各スチールコードの空気透過性を調査した。なお図
８に示す従来の構成を有するコード（比較例１、２）及
び本願構成外のスチールコード（比較例３）について併
せて調査を行い比較を行った。

【００３１】空気透過性は、各スチールコードをトッピ
ングゴムにより被覆しかつタイヤとして成形、加硫した
後、一定長さ分タイヤからゴムが付着した状態で引出す
とともに、その周りをゴムで取り囲み、一端から１kg／
cm² の空気圧を１分加えたときの他端での空気透過量を
測定した。その結果を比較例１を１００とした指数で示
しており、数値が小さい程コード内にゴムが浸透し、良
好である。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】叙上のごとく本願のスチールコードは、
コアを形成するスチールフィラメントの１又は２本に型
づけスチールフィラメントを用いかつ各シースの平均空
隙を規制しているため、高分子材の浸透性を向上でき、
耐久性を大巾に高めうるとともに、スチールフィラメン
トの直径を規制することにより、前記浸透性を損なうこ
となく、コードの曲げ弾性率を高めうる。

【００３４】又本願のスチールコードを用いてタイヤの
カーカスプライ、ベルトプライ、ビードコアなどのタイ
ヤ骨格構造体を形成した場合には、タイヤの破損を防ぎ
耐久性を向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すスチールコードの断面
図である。

【図２】コアを示す斜視図である。

【図３】非接触の部分におけるコアを示す断面図であ
る。

【図４】コアの他の例を示す断面図である。

【図５】型づけスチールフィラメントの一例を示す平面
図である。

【図６】非型づけスチールフィラメントを示す平面図で
ある。

【図７】平均空隙等を説明するスチールコードの断面図
である。

【図８】従来技術を説明する断面図である。

【符号の説明】

２ 湾曲部 Ｂ シース Ｂ１ 内側のシース Ｂ２ 中間のシース Ｂ３ 外側のシース Ｃ コア ｄ、ｄｃ、ｄ１、ｄ２、ｄ３ 直径 Ｆ、ＦＣ、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３ スチールフィラメント ＦＣ１ 型づけスチールフィラメント ＦＣ２ 非型づけスチールフィラメント Ｔ 間隙

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直径が０．１〜０．３５mmのスチールフィ
   ラメントを層撚りすることにより形成されかつ高分子材
   中に埋設されることにより該高分子材を補強するスチー
   ルコードであって、 ３本の同径のスチールフィラメントを撚り合わせたコア
   と、該コアの外側にかつコアを囲んで配される内側のシ
   ースと、該内側のシースを囲んで配される中間のシース
   と、該中間のシースを囲んで配される外側のシースとか
   らなり、 前記コアのスチールフィラメントの１又は２本は、該ス
   チールフィラメントの長手中心直線からはずれる湾曲部
   をくり返して型づけした型づけスチールフィラメントを
   用い、かつ他のスチールフィラメントは型づけしないス
   チールフィラメントを用いるとともに、 型づけしたスチールフィラメントと、型づけしないスチ
   ールフィラメントとの間の間隙Ｔを該スチールフィラメ
   ントの直径の０．６倍以下かつ０．１５倍以上とする一
   方、 各シースを形成するスチールフィラメントの本数は、ｎ
   を１、２又は３からなる整数、ｍを１又は２からなる整
   数とするとき、内側のシースは（２ｎ＋ｍ）本、中間の
   シース（３ｎ＋２ｍ）本、外側のシースは（４ｎ＋３
   ｍ）本からなり、 しかも外側のシースのスチールフィラメントの直径は中
   間のシースのスチールフィラメントの直径以上、かつ中
   間のシースのスチールフィラメントの直径は内側のシー
   スのスチールフィラメントの直径以上、かつ内側のシー
   スのスチールフィラメントの直径はコアのスチールフィ
   ラメントの直径以上とし、 かつ外側のシースのスチールフィラメントの直径を、コ
   アのスチールフィラメントの直径よりも大きくしたこと
   を特徴とするスチールコード。
2. 【請求項２】各シースは、スチールフィラメントの撚り
   数を、このシースの内側に配されシースのスチールフィ
   ラメントの撚り数以上としたことを特徴とする請求項１
   記載のスチールコード。