JP3286769B2 - 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Info
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- cord
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- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
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- D07B1/0606—Reinforcing cords for rubber or plastic articles
- D07B1/062—Reinforcing cords for rubber or plastic articles the reinforcing cords being characterised by the strand configuration
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用空気入りラジ
アルタイヤの補強材として使用される２層撚りもしくは
３層撚り構造のスチールコードに関するものである。
アルタイヤの補強材として使用される２層撚りもしくは
３層撚り構造のスチールコードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のスチールコードとして
は、図５（イ）、（ロ）に示す７×４、４×４等の構造
で表される複撚構造が広く使用されていた。しかし、こ
の複撚構造のスチールコードは、フィラメント相互間に
おけるフレッティング摩耗が大きく、耐疲労性に劣り、
またコード撚り工程における生産性が劣るという欠点が
あるため、最近は図６（イ）、（ロ）に示すような３＋
９、３＋９＋１５等の構造で表わされる層撚構造に変化
してきている。また図７（イ）、（ロ）に示すように内
層のフィラメント本数を増やしたり、素線径を増径した
り、外層のフィラメント本数を減少させたりして、各フ
ィラメント間に隙間を設けてゴムの侵入を意図した構造
も実用化されている。
は、図５（イ）、（ロ）に示す７×４、４×４等の構造
で表される複撚構造が広く使用されていた。しかし、こ
の複撚構造のスチールコードは、フィラメント相互間に
おけるフレッティング摩耗が大きく、耐疲労性に劣り、
またコード撚り工程における生産性が劣るという欠点が
あるため、最近は図６（イ）、（ロ）に示すような３＋
９、３＋９＋１５等の構造で表わされる層撚構造に変化
してきている。また図７（イ）、（ロ）に示すように内
層のフィラメント本数を増やしたり、素線径を増径した
り、外層のフィラメント本数を減少させたりして、各フ
ィラメント間に隙間を設けてゴムの侵入を意図した構造
も実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これら従来の
層撚構造のスチールコードでは、外側各層のフィラメン
ト本数が多く、ゴムがコード中に侵入し難かったり、こ
れらが同時に撚り合わされるためフィラメントが均等に
配置せず図８（イ）、（ロ）のように撚不良となった
り、キンク、カール等の品質も安定せず、タイヤのベル
ト部及びカーカス部に使用する場合、スチールコードを
覆ったゴムシートでの品質が悪く、またタイヤ使用時に
もコード切れを起こし易く乗心地性も劣る傾向があっ
た。
層撚構造のスチールコードでは、外側各層のフィラメン
ト本数が多く、ゴムがコード中に侵入し難かったり、こ
れらが同時に撚り合わされるためフィラメントが均等に
配置せず図８（イ）、（ロ）のように撚不良となった
り、キンク、カール等の品質も安定せず、タイヤのベル
ト部及びカーカス部に使用する場合、スチールコードを
覆ったゴムシートでの品質が悪く、またタイヤ使用時に
もコード切れを起こし易く乗心地性も劣る傾向があっ
た。
【０００４】本発明の目的は、これら問題点を除去し、
タイヤ製造における途中工程でのゴムシートの品質（コ
ード並びの均一性、シート平坦性等）を向上させ、タイ
ヤ中でのコード切れを防止し、乗心地のよいしかも高速
運転に耐えるタイヤの補強材としてのスチールコードを
提供せんとするものである。
タイヤ製造における途中工程でのゴムシートの品質（コ
ード並びの均一性、シート平坦性等）を向上させ、タイ
ヤ中でのコード切れを防止し、乗心地のよいしかも高速
運転に耐えるタイヤの補強材としてのスチールコードを
提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は多数の実験の
結果より、これら上記課題の原因は、特にタイヤ中での
スチールコードの過剰な回転とフィラメントの動き、お
よびコード内へのゴム侵入の不充分・不均一性、並びに
スチールコードの断面形状の不安定性、更には第１層と
第２層のフィラメントの位置関係に相関があると考え
た。
結果より、これら上記課題の原因は、特にタイヤ中での
スチールコードの過剰な回転とフィラメントの動き、お
よびコード内へのゴム侵入の不充分・不均一性、並びに
スチールコードの断面形状の不安定性、更には第１層と
第２層のフィラメントの位置関係に相関があると考え
た。
【０００６】そして、実験より解明した原因に基づきス
チールコードの横断面を偏平にし、かつｍの層のフィラ
メントをｌの層のフィラメント間に部分的に落ち込ま
せ、また部分的に離隔させることにより上記課題を解決
した。図１〜図４にそのスチールコードの横断面概略図
の１例を示す。図１は３＋８、図２は３＋９＋１５、図
３は３＋８＋１３＋１、図４は４＋９＋１４構造のスチ
ールコードの横断面を示す。ここで、１はスチールコー
ド、２は第１層フィラメント、３は第２層フィラメン
ト、４は第３層フィラメント、５はラッピング線を表
す。
チールコードの横断面を偏平にし、かつｍの層のフィラ
メントをｌの層のフィラメント間に部分的に落ち込ま
せ、また部分的に離隔させることにより上記課題を解決
した。図１〜図４にそのスチールコードの横断面概略図
の１例を示す。図１は３＋８、図２は３＋９＋１５、図
３は３＋８＋１３＋１、図４は４＋９＋１４構造のスチ
ールコードの横断面を示す。ここで、１はスチールコー
ド、２は第１層フィラメント、３は第２層フィラメン
ト、４は第３層フィラメント、５はラッピング線を表
す。
【０００７】すなわち本発明は、ｌ＋ｍまたはｌ＋ｍ＋
ｎ構造（ただしｌ＝３〜４、ｍ＝７〜１０、ｎ＝１１〜
１５）で表わされる２層撚りもしくは３層撚りのタイヤ
補強用スチールコードにおいて、略直角断面形状が長手
方向に略同一向きで略楕円形状を有し、該楕円形の長径
Ｄ2 と短径Ｄ1 の比が１．１≦Ｄ2 ／Ｄ1 ≦２．０の範
囲であり、第１層（ｌの層）と第２層（ｍの層）が同一
撚り方向で撚りピッチが異なり、略直角断面の短径軸近
傍において第２層を構成するフィラメントの内側への落
ち込みの最大位置が、第１層を構成する２つの隣り合う
フィラメントの外側の共通接線を含む内側であり、かつ
その他の位置において外側への離隔の最大位置が、同じ
く第１層を構成する２つの隣り合うフィラメントの外側
の共通接線より０．３ｄ〜０．７ｄ（ｄは第２層のフィ
ラメント径）外側であることを特徴とする。
ｎ構造（ただしｌ＝３〜４、ｍ＝７〜１０、ｎ＝１１〜
１５）で表わされる２層撚りもしくは３層撚りのタイヤ
補強用スチールコードにおいて、略直角断面形状が長手
方向に略同一向きで略楕円形状を有し、該楕円形の長径
Ｄ2 と短径Ｄ1 の比が１．１≦Ｄ2 ／Ｄ1 ≦２．０の範
囲であり、第１層（ｌの層）と第２層（ｍの層）が同一
撚り方向で撚りピッチが異なり、略直角断面の短径軸近
傍において第２層を構成するフィラメントの内側への落
ち込みの最大位置が、第１層を構成する２つの隣り合う
フィラメントの外側の共通接線を含む内側であり、かつ
その他の位置において外側への離隔の最大位置が、同じ
く第１層を構成する２つの隣り合うフィラメントの外側
の共通接線より０．３ｄ〜０．７ｄ（ｄは第２層のフィ
ラメント径）外側であることを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明のスチールコードは、上記のように断面
形状がコードの長手方向に同一向きの略楕円形で構成さ
れているため、コードに対して引張力、しごき力、捻り
力が働いても、素線が撚りの方向に沿って回転し難い。
そしてコード短径軸近傍において各層間のフィラメント
同志が近接しており、部分的に落ち込み量が大きいので
コード形状が安定し易く、その他の位置においては各層
間および同層間のフィラメント同志が離隔しており、ゴ
ム侵入がし易い。さらに長径軸方向の曲げに対しては剛
性があるが短径軸方向の曲げに対しては柔軟性に富み、
しかもフィラメントの動きが少なくフレッティング摩耗
に対して極めて有利である。
形状がコードの長手方向に同一向きの略楕円形で構成さ
れているため、コードに対して引張力、しごき力、捻り
力が働いても、素線が撚りの方向に沿って回転し難い。
そしてコード短径軸近傍において各層間のフィラメント
同志が近接しており、部分的に落ち込み量が大きいので
コード形状が安定し易く、その他の位置においては各層
間および同層間のフィラメント同志が離隔しており、ゴ
ム侵入がし易い。さらに長径軸方向の曲げに対しては剛
性があるが短径軸方向の曲げに対しては柔軟性に富み、
しかもフィラメントの動きが少なくフレッティング摩耗
に対して極めて有利である。
【０００９】ここで、第２層のフィラメント本数ｍと第
３層のフィラメント本数ｎをそれぞれ７〜１０、１１〜
１５としたのは、フィラメント間に適切な隙間を設ける
ためにはｍが１０以下、ｎが１５以下であることが必要
であり、ｍが６以下、ｎが１０以下となると逆にコード
形状が不安定となりすぎるためである。長径Ｄ2 と短径
Ｄ1 との比は１．１未満であるとコードの断面が円に近
づき、従来のコードと同様の問題が発生し、２．０を越
えるとコード形状が不安定となり、またゴム中に並列し
て配置した時、コード同志が近接しすぎて、隣り合うコ
ードのフィラメントが接触または交差するなどしてコー
ド本数を必要以上に減少せざるを得なくなる等の問題が
生じる。より好ましくは、Ｄ2 ／Ｄ1 ＝１．１５〜１．
６の範囲である。さらに、第１層と第２層のフィラメン
トの位置関係についての数値限定も、多くの実験の結果
より選択した範囲であり、コード中へのゴム侵入性とコ
ード形状の安定性という観点を主としてゴムとコードの
複合体として過激な圧縮引張り繰返し曲げにも耐え得る
構成の範囲に限定した値である。尚、これらの条件のコ
ードを製作容易にするため、第１層のフィラメントの少
なくとも１本に撚りくせとは別に小さいスパイラル状の
くせを施してもよい。
３層のフィラメント本数ｎをそれぞれ７〜１０、１１〜
１５としたのは、フィラメント間に適切な隙間を設ける
ためにはｍが１０以下、ｎが１５以下であることが必要
であり、ｍが６以下、ｎが１０以下となると逆にコード
形状が不安定となりすぎるためである。長径Ｄ2 と短径
Ｄ1 との比は１．１未満であるとコードの断面が円に近
づき、従来のコードと同様の問題が発生し、２．０を越
えるとコード形状が不安定となり、またゴム中に並列し
て配置した時、コード同志が近接しすぎて、隣り合うコ
ードのフィラメントが接触または交差するなどしてコー
ド本数を必要以上に減少せざるを得なくなる等の問題が
生じる。より好ましくは、Ｄ2 ／Ｄ1 ＝１．１５〜１．
６の範囲である。さらに、第１層と第２層のフィラメン
トの位置関係についての数値限定も、多くの実験の結果
より選択した範囲であり、コード中へのゴム侵入性とコ
ード形状の安定性という観点を主としてゴムとコードの
複合体として過激な圧縮引張り繰返し曲げにも耐え得る
構成の範囲に限定した値である。尚、これらの条件のコ
ードを製作容易にするため、第１層のフィラメントの少
なくとも１本に撚りくせとは別に小さいスパイラル状の
くせを施してもよい。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を比較例、従来例と
共に詳細に説明する。
共に詳細に説明する。
【００１１】表面に真鍮メッキを施した線径０．１７５
ｍｍまたは０．２２ｍｍのフィラメントを撚り合わせ、
偏平率および第１層と第２層のフィラメントの最大落ち
込み量並びに最大離隔量を種々変化させたスチールコー
ドを試作した。そして、これらのスチールコードおよび
従来のスチールコード複数本を各別に図９に示すように
タイヤ用ゴム片中に埋め込んで加硫を行ない、タイヤ用
部分材としてのゴムシートおよび疲労試験用ベルトを作
り、その平坦度、平滑度を測定するとともに、３点プー
リー方式による疲労性比較テストを行った。また、これ
らのスチールコードをカーカス部若しくはベルト部に使
用したタイヤを試作しテストを行った。タイヤテストに
おけるタイヤサイズは１０００Ｒ２０ １４ＰＲで、一
定距離走行させ、その後タイヤよりスチールコードを取
り出しフィラメントの破断率を調べ、破断しているフィ
ラメント数の全フィラメント数に対する比率を測定し
た。その結果を表１に示す。
ｍｍまたは０．２２ｍｍのフィラメントを撚り合わせ、
偏平率および第１層と第２層のフィラメントの最大落ち
込み量並びに最大離隔量を種々変化させたスチールコー
ドを試作した。そして、これらのスチールコードおよび
従来のスチールコード複数本を各別に図９に示すように
タイヤ用ゴム片中に埋め込んで加硫を行ない、タイヤ用
部分材としてのゴムシートおよび疲労試験用ベルトを作
り、その平坦度、平滑度を測定するとともに、３点プー
リー方式による疲労性比較テストを行った。また、これ
らのスチールコードをカーカス部若しくはベルト部に使
用したタイヤを試作しテストを行った。タイヤテストに
おけるタイヤサイズは１０００Ｒ２０ １４ＰＲで、一
定距離走行させ、その後タイヤよりスチールコードを取
り出しフィラメントの破断率を調べ、破断しているフィ
ラメント数の全フィラメント数に対する比率を測定し
た。その結果を表１に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】表１において、撚り構造の最後にある＋１
はラッピングを表わし、線径０．１５ｍｍのフィラメン
トを用いた。ラッピングピッチは３．５ｍｍである。第
２層を構成するフィラメントの第１層を構成するフィラ
メントへの落ち込みの位置および離隔の位置をそれぞれ
図１、図３に示すＬｍａｘ、Ｈｍａｘとして表示した。
最大落ち込みＬｍａｘの欄の−の記号は落ち込みがなく
外側へ離隔している状態を表わす。この表に示されたコ
ードは、特性比較をはっきりさせるため、全てキンクは
＋１回／６ｍ、カールは１０ｃｍ／１ｍのものを用い
た。ゴムシートのはね上りはシートを平坦な場所に置い
たとき、シートの四角が浮き上がった場合にその最大の
量を示す。表面凹凸は数十本のコードを埋め込んだシー
トを観察したとき現れる異常な縞模様のことである。ゴ
ム侵入率とはスチールコードをゴム片中に埋め込んで加
硫を行なう際、スチールコード内部へゴムが侵入する度
合を表わし、（ゴム侵入断面積／ゴム侵入可能断面積）
×１００％で表示する。ゴムがよく侵入する程、スチー
ルコードとゴムとが一体となり補強材としてのスチール
コードの効果が向上する。
はラッピングを表わし、線径０．１５ｍｍのフィラメン
トを用いた。ラッピングピッチは３．５ｍｍである。第
２層を構成するフィラメントの第１層を構成するフィラ
メントへの落ち込みの位置および離隔の位置をそれぞれ
図１、図３に示すＬｍａｘ、Ｈｍａｘとして表示した。
最大落ち込みＬｍａｘの欄の−の記号は落ち込みがなく
外側へ離隔している状態を表わす。この表に示されたコ
ードは、特性比較をはっきりさせるため、全てキンクは
＋１回／６ｍ、カールは１０ｃｍ／１ｍのものを用い
た。ゴムシートのはね上りはシートを平坦な場所に置い
たとき、シートの四角が浮き上がった場合にその最大の
量を示す。表面凹凸は数十本のコードを埋め込んだシー
トを観察したとき現れる異常な縞模様のことである。ゴ
ム侵入率とはスチールコードをゴム片中に埋め込んで加
硫を行なう際、スチールコード内部へゴムが侵入する度
合を表わし、（ゴム侵入断面積／ゴム侵入可能断面積）
×１００％で表示する。ゴムがよく侵入する程、スチー
ルコードとゴムとが一体となり補強材としてのスチール
コードの効果が向上する。
【００１４】３点プーリー方式による疲労性比較テスト
においては、従来例のコードを１００として指数表示し
た。数値の大きいものほど耐疲労性に優れていることを
表わしている。フィラメント破断率とは、一定距離走行
させたタイヤより５０本のコードを取り出し破断してい
るフィラメント数を全フィラメント数で除した値に１０
０を乗じて計算した値である。この値は小さい方が優れ
ていることを表わしている。
においては、従来例のコードを１００として指数表示し
た。数値の大きいものほど耐疲労性に優れていることを
表わしている。フィラメント破断率とは、一定距離走行
させたタイヤより５０本のコードを取り出し破断してい
るフィラメント数を全フィラメント数で除した値に１０
０を乗じて計算した値である。この値は小さい方が優れ
ていることを表わしている。
【００１５】この表から解るように、本発明の実施例の
スチールコードを用いればゴムシートにした場合、はね
上がり、表面凹凸、ゴム侵入率および３点プーリー式の
疲労性比較において、またタイヤテストを行った場合、
フィラメント破断率においていずれも従来例、比較例よ
り極めて優れた特性を有していることが判る。特に、は
ね上りは従来の１／４以下、疲労性は１０〜１５％向上
し、フィラメント破断率も１／３以下、ゴム侵入率も８
０％以上となった。
スチールコードを用いればゴムシートにした場合、はね
上がり、表面凹凸、ゴム侵入率および３点プーリー式の
疲労性比較において、またタイヤテストを行った場合、
フィラメント破断率においていずれも従来例、比較例よ
り極めて優れた特性を有していることが判る。特に、は
ね上りは従来の１／４以下、疲労性は１０〜１５％向上
し、フィラメント破断率も１／３以下、ゴム侵入率も８
０％以上となった。
【００１６】
【発明の効果】本発明のタイヤ補強用スチールコード
は、上記構成であるため、コードに対して引張力、しご
き力、捻り力が働いても、素線が撚りの方向に沿って回
転し難く、ゴムシートでのはね上がりも少ない。また短
径軸両端近傍での同一層のフィラメント間の隙間が必然
的に大きくなるため、ゴム侵入がし易くなる。しかも各
層間のフィラメント同志は近接しており、部分的に落ち
込み量も大きいので、コード形状が安定している。一方
長径軸両端近傍においては、同一層のフィラメント間の
隙間は小さいが、各層間の隙間は大きくなっているの
で、ゴムが充填し易くコード形状も安定する。
は、上記構成であるため、コードに対して引張力、しご
き力、捻り力が働いても、素線が撚りの方向に沿って回
転し難く、ゴムシートでのはね上がりも少ない。また短
径軸両端近傍での同一層のフィラメント間の隙間が必然
的に大きくなるため、ゴム侵入がし易くなる。しかも各
層間のフィラメント同志は近接しており、部分的に落ち
込み量も大きいので、コード形状が安定している。一方
長径軸両端近傍においては、同一層のフィラメント間の
隙間は小さいが、各層間の隙間は大きくなっているの
で、ゴムが充填し易くコード形状も安定する。
【００１７】これらの特性によりコード全体として耐疲
労性に優れているだけでなく、長径軸方向（ゴムシート
の面方向）の曲げに対しては剛性があるが、短径軸方向
（ゴムシートの面に垂直方向）の曲げに対して柔軟性に
富むというタイヤ補強用スチールコードとしては理想的
な構造となった。そして、このスチールコードをベルト
部やカーカス部に用いたタイヤは乗心地がよくしかも高
速運転にも耐えるものとなった。
労性に優れているだけでなく、長径軸方向（ゴムシート
の面方向）の曲げに対しては剛性があるが、短径軸方向
（ゴムシートの面に垂直方向）の曲げに対して柔軟性に
富むというタイヤ補強用スチールコードとしては理想的
な構造となった。そして、このスチールコードをベルト
部やカーカス部に用いたタイヤは乗心地がよくしかも高
速運転にも耐えるものとなった。
【図１】本発明のスチールコードの一実施例である３＋
８構造の断面図である。
８構造の断面図である。
【図２】本発明のスチールコードの一実施例である３＋
９＋１５構造の断面図である。
９＋１５構造の断面図である。
【図３】本発明のスチールコードの一実施例である３＋
８＋１３＋１構造の断面図である。
８＋１３＋１構造の断面図である。
【図４】本発明のスチールコードの一実施例である４＋
９＋１４構造の断面図である。
９＋１４構造の断面図である。
【図５】従来のスチールコードを示し、（イ）は７×４
構造、（ロ）は４×４構造の各断面図である。
構造、（ロ）は４×４構造の各断面図である。
【図６】従来のスチールコードを示し、（イ）は３＋９
構造、（ロ）は３＋９＋１５構造の各断面図である。
構造、（ロ）は３＋９＋１５構造の各断面図である。
【図７】従来のスチールコードを示し、（イ）は４＋９
＋１４構造、（ロ）は３＋９構造の各断面図である。
＋１４構造、（ロ）は３＋９構造の各断面図である。
【図８】従来のスチールコードを示し、（イ）は４＋９
＋１４構造、（ロ）は３＋８＋１３構造の実際の各断面
図である。
＋１４構造、（ロ）は３＋８＋１３構造の実際の各断面
図である。
【図９】本発明のスチールコードをタイヤ用ゴム片に埋
め込んだ状態を示すゴムシートである。
め込んだ状態を示すゴムシートである。
１ スチールコード ２ 第１層フィラメント ３ 第２層フィラメント ４ 第３層フィラメント ５ ラッピング線
Claims (1)
- 【請求項１】 ｌ＋ｍまたはｌ＋ｍ＋ｎ構造（ただしｌ
＝３〜４、ｍ＝７〜１０、ｎ＝１１〜１５）で表される
２層撚りもしくは３層撚りのタイヤ補強用スチールコー
ドにおいて、略直角断面形状が長手方向に略同一向きで
略楕円形状を有し、該楕円形の長径Ｄ2 と短径Ｄ1 の比
が１．１≦Ｄ2 ／Ｄ1 ≦２．０の範囲であり、第１層と
第２層が同一撚り方向で撚りピッチが異なり、略直角断
面の短径軸近傍において、第２層を構成するフィラメン
トの内側への落ち込みの最大位置が、第１層を構成する
２つの隣り合うフィラメントの外側の共通接線を含む内
側であり、かつその他の位置において外側への離隔の最
大位置が同じく第一層を構成する２つの隣り合うフィラ
メントの外側の共通接線より０．３ｄ〜０．７ｄ（ｄは
第２層のフィラメント径）外側であることを特徴とする
タイヤ補強用スチールコード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14793393A JP3286769B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | タイヤ補強用スチールコード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14793393A JP3286769B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | タイヤ補強用スチールコード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH073673A JPH073673A (ja) | 1995-01-06 |
| JP3286769B2 true JP3286769B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=15441354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14793393A Expired - Fee Related JP3286769B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | タイヤ補強用スチールコード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3286769B2 (ja) |
-
1993
- 1993-06-18 JP JP14793393A patent/JP3286769B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH073673A (ja) | 1995-01-06 |
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