JP3808668B2 - ゴム浸透性が向上されたゴムタイヤ補強用スチールコード - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム浸透性が向上されているゴム及びタイヤ補強用スチールコードに関するものであり、特に３本のフィラメントで撚線された最内層と、８本のフィラメントで撚線された中間層と、１３本のフィラメントで撚線された最外層及び単一のスパイラルラップとで構成されたスチールコードであって、該中間層と最外層のフィラメントとの間に隙間が形成され、この隙間を通してゴムが浸透しやすいようになっている、ゴム浸透性が向上されたゴム及びタイヤ補強用スチールコードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、多数本のフィラメントが互いに撚線されてなるゴムタイヤ補強用スチールコードは、種々の形態で使用されるが、このうちフィラメントが３重の層を形成するようになった３層構造スチールコードは、主にトラック及びバス用スチールコードに使用されてきた。
【０００３】
前記３層構造スチールコードの代表的な規格としては、１×３＋９＋１５＋Ｗスチールコードであるが、この１×３＋９＋１５＋Ｗスチールコードの構造をより詳しく考察してみると、まず最内層のコアは３本のフィラメントが一定方向に撚られて構成され、このコアを包んでいる中間層は、９本のフィラメントが前記コア層に密着されており、この中間層を包む最外層は、１５本のフィラメントが前記中間層に密着されており、この最外層を包んでいる１本のフィラメントであるスパイラルラップでもって構成されている。
【０００４】
ここで、前記最内層を構成する３本のフィラメントは、互いに撚られて構成され、前記中間層は最内層と撚り方向及びフィラメント径が同一であるが、撚り周期が相違するように成形され、前記最外層は中間層と同一のフィラメント径であるが、その撚り方向及び撚り周期が相違するように成形されており、前記スパイラルラップは最外層の撚り方向と反対方向に撚線される。
【０００５】
しかし、前記スチールコードは製造後切断断面をみると、最外層及び中間層のフィラメント間の隙間がほとんどなく、ゴムトッピング時にスチールコード内部へのゴム浸透が難しくてゴム接着力が良くなく、水分や塩分などが浸透すると、ゴム浸透がなされていないフィラメント間の空隙がこれらの移動通路になって、反復されるタイヤの屈曲運動によりスチールコードの腐食が促進され、結局タイヤの耐久性が落ちるといった大きな問題点があった。
【０００６】
また、前記スチールコードをタイヤに適用する場合、スチールコードを形成しているフィラメント間の不完全な線接触または点接触による機械的な摩擦、及び水分などが添加されて発生する磨損腐食疲労（fretting fatigue）により、タイヤの耐久性が落ちるといった問題点があった。すなわち最内層及び中間層は、撚り方向が同一であるが撚り周期が異なって不完全な線接触を形成する一方、最外層及びスパイラルラップはそれぞれの直下層の撚り方向及び撚り周期が、全て相違しており、点接触を形成する。
【０００７】
また、前記スチールコードは、撚線工程で、最内層、中間層、最外層及びスパイラルラップを別々に撚線するといった通常４段階の工程が要求され、スチールコードの製造コストを高いものにするという問題点もあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は以上のような従来技術の問題点を解決するためのものであり、本発明の目的はスチールコードをなすフィラメント間に隙間が形成されており、この隙間を通してゴムが浸透しやすいようになってゴム接着力を向上させると同時に、磨損腐食疲労を減らす一方、スチールコードの製造工程中、撚線工程段階を減らして生産単価を低減せしめ得るようになった、ゴム浸透性が向上されているゴム及びタイヤ補強用スチールコードを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、最内層、中間層、最外層及びスパイラルラップで構成される３層構造のスチールコードにおいて、前記最内層は３本のフィラメントで構成され、５〜１８ｍｍの撚り周期で左／右いずれかのある一つの方向に撚線して構成され、前記中間層は８本のフィラメントで構成され、５〜１８ｍｍの撚り周期で左／右いずれかのある一つの方向に撚線して構成されるが、最内層の３本フィラメントと同一の撚り方向及び撚り周期を有し、前記最外層は１３本のフィラメントで構成され、１０〜２５ｍｍの撚り周期で左／右いずれかのある一つの方向に撚線され、前記最内層及び中間層のフィラメントと同一の撚り周期またはそれより長い撚り周期を有し、最内層及び中間層と反対方向の撚り方向を有するように形成され、前記最外層を包みながら全体的にスチールコードの解かれを防止するために１本のフィラメントであるスパイラルラップが前記最外層の撚り方向と反対方向に３〜１０ｍｍの撚り周期で巻かれているという構成を有する。
【００１０】
本発明は、
〔１〕 最内層、中間層、最外層及びスパイラルラップで構成される３層構造のスチールコードにおいて、
前記最内層は３本のフィラメントで構成され、５〜１８ｍｍの撚り周期で左／右いずれかのある一つの方向に撚線されて構成され、
前記中間層は８本のフィラメントで構成され、５〜１８ｍｍの撚り周期で左／右いずれかのある一つの方向に撚線されて構成されているが、最内層の３本のフィラメントと同一の撚り方向及び撚り周期を有し、
前記最外層は１３本のフィラメントで構成され、１０〜２５ｍｍの撚り周期で左／右いずれかのある一つの方向に撚線されているが、前記最内層及び中間層のフィラメントと同一の撚り周期またはそれより長い撚り周期を有し、最内層及び中間層と反対方向の撚り方向を有するように形成され、
前記最外層を包みながら全体的にスチールコードの解かれを防止するために１本のフィラメントであるスパイラルラップが前記最外層の撚り方向と反対方向に３〜１０ｍｍの撚り周期で巻かれている
ことを特徴とするゴム浸透性が向上されたゴムタイヤ補強用スチールコード；
【００１１】
〔２〕 前記最内層、中間層、最外層及びスパイラルラップのフィラメント径d1, d2, d3, d4と撚り周期p1, p2, p3, p4及び撚り方向k1, k2, k3, k4の関係が次の式：
【数３】
【００１２】
【数４】
【００１３】
【数５】
を満足するように成形されていることを特徴とする請求項１に記載のゴム浸透性が向上されたゴムタイヤ補強用スチールコード；
〔３〕 前記中間層と最外層のフィラメント間に隙間が形成され、この隙間を通してゴムの浸透が容易になしうるようになっていることを特徴とする上記〔１〕又は〔２〕に記載のゴム浸透性が向上されたゴムタイヤ補強用スチールコード及び
〔４〕 上記〔１〕〜〔３〕のいずれか一に記載のスチールコードを用いることを特徴とするゴム及びタイヤを提供する。
【００１４】
以上のような本発明の目的、さらには本発明のその他の目的、特徴、優秀性及びその有する観点は、以下の記載より当業者にとっては明白であろう。しかしながら、以下の記載及び具体的な実施例等の記載を含めた本件明細書の記載は本発明の好ましい態様を示すものであり、説明のためにのみ示されているものであることを理解されたい。本明細書に開示した本発明の意図及び範囲内で、種々の変化及び／又は改変（あるいは修飾）をなすことは、以下の記載及び本明細書のその他の部分からの知識により、当業者には容易に明らかであろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施例をより詳細に説明する。
図１は、本発明による１×３／８＋１３＋Ｗスチールコードの平面図（撚り周期自体は実際の値を反映したものではない）であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。本発明による１×３／８＋１３＋Ｗスチールコード１は、最内層２、中間層３、最外層４及びスパイラルラップ５で構成されるが、各層のフィラメント２ａ，３ａ，４ａの数は、最内層２が３本のフィラメント２ａ、中間層３が８本のフィラメント３ａ、最外層４が１３本のフィラメント４ａで構成され、１本のフィラメントであるスパイラルラップ５と合せて、全部で２５本のフィラメント２ａ，３ａ，４ａ，５で構成される。
【００１６】
ここで、前記最内層２、中間層３、最外層４及びスパイラルラップ５のフィラメント径d1, d2, d3, d4と、撚り周期p1, p2, p3, p4、及び撚り方向k1, k2, k3, k4の関係が、次の式を満足するようにして成形される。
【００１７】
【数６】
【００１８】
【数７】
【００１９】
【数８】
【００２０】
ここで、d1, d2, d3, d4は、それぞれ最内層２、中間層３、最外層４及びスパイラルラップ５のフィラメント径を示し、p1, p2, p3, p4は、それぞれ最内層２、中間層３、最外層４及びスパイラルラップ５の撚り周期を示し、k1, k2, k3, k4は、それぞれ最内層２、中間層３、最外層４及びスパイラルラップ５の撚り方向を示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
上のように成形された1×3/8+13+Wスチルコード１の各フィラメントは、カーボン含量が0.70〜0.96wt%であるカーボンスチールを引き抜き加工した後、ゴムとの接着力を高めるためにその表面に黄銅を鍍金し、再び引き抜き加工をしたものである。
【００２４】
図１及び図２に示すように、中間層３と最外層４のフィラメントとの間には、それぞれ隙間６が形成され、スチールコード１にゴムをトッピングするとゴムが前記隙間６を通り、中間層３及び最外層４のフィラメント３ａ，４ａの間にゴムが容易に浸透するようになっているだけでなく，最内層２のフィラメント２ａの表面までゴムが浸透され、結果的にスチールコード１のゴム接着力が大きく向上せしめられる。特に、本発明による1×3/8+13+Wスチールコードと従来技術による 1×3+9+15+Wスチールコードとの仕様と物性を比較して示してある、表１及び表２から、熱や塩分などといった苛酷な条件でゴム接着力の向上の程度が優れるために、結果的にタイヤの耐久性が大きく向上されている。
【００２５】
また、前記最内層２と中間層３のフィラメント２ａ，３ａの撚り周期及び撚り方向を同一にすることにより、最内層２と中間層３とのフィラメント２ａ，３ａの間でほとんど完全な線接触が形成され、最内層２と中間層３との間で発生する磨損腐食が減少化され、撚り周期が異なっていると撚線工程で２段階の工程が必要であるのを、撚り周期を同一にすることにより１段階の工程として、作業工数を減らすことができ、製造コストを節減できるようになる。
【００２６】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明によると、３本のフィラメントが撚線された最内層と、この最内層を包むように８本のフィラメントで構成された中間層と、この中間層を包むように１３本のフィラメントで構成された最外層と、この最外層を包むようになった１本のスパイラルラップでもって形成される。それにより、前記中間層と最外層のフィラメントとの間に隙間が形成され、この隙間を通してのゴムの浸透が容易となって、スチールコードにおいてのゴム接着力が向上せしめられ、タイヤの耐久性が向上される一方、最内層と中間層のフィラメントとの撚り周期と撚り方向が同一に成形され、各フィラメントがほとんど完全な線接触をするようになっており、タイヤに用いた場合反復される屈曲運動によるスチールコードの最内層と中間層との間で発生する磨損腐食を、大きく減少させることとなり、タイヤの耐久性を向上させることができる。
【００２７】
また、最内層と中間層とのフィラメントの撚り周期と撚り方向を同一にすることにより、従来、撚り周期が異なって２段階でなされていた撚線作業を、１段階に減らすことができ、スチールコードの製造コストを節減できるといった効果がある。
【００２８】
本発明を実施例によって詳細に説明したが、本発明は実施例によって限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による１×３／８＋１３＋Ｗスチールコードの平面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１ スチールコード
２ 最内層
２ａ，３ａ，４ａ フィラメント
３ 中間層
４ 最外層
５ スパイラルラップ
６ 隙間

Claims (2)

1. 最内層、中間層、最外層及びスパイラルラップで構成され、最内層と中間層の撚り方向が同一方向であり、最外層は最内層及び中間層と反対方向の撚り方向を有する、３層構造のスチールコードにおいて、
   前記最内層は３本のフィラメントで構成され、５〜１８ｍｍの撚り周期で左／右いずれかのある一つの方向に撚線されて構成され、
   前記中間層は８本のフィラメントで構成され、５〜１８ｍｍの撚り周期で左／右いずれかのある一つの方向に撚線されて構成されているが、最内層の３本のフィラメントと同一の撚り方向及び撚り周期を有し、
   前記最外層は１３本のフィラメントで構成され、１０〜２５ｍｍの撚り周期で左／右いずれかのある一つの方向に撚線されているが、前記最内層及び中間層のフィラメントより長い撚り周期を有し、最内層及び中間層と反対方向の撚り方向を有するように形成され、
   前記最外層を包みながら全体的にスチールコードの解かれを防止するために１本のフィラメントであるスパイラルラップが前記最外層の撚り方向と反対方向に３〜１０ｍｍの撚り周期で巻かれている
   ことを特徴とするゴムタイヤ補強用スチールコード。
2. 前記最内層、中間層、最外層及びスパイラルラップのフィラメント径ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４及び撚り周期ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４の関係が次の式：
   を満足するように成形されていることを特徴とする請求項１に記載のゴムタイヤ補強用スチールコード。