JP4053168B2 - スチールコード - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エラストマー材料の強化に使用されるスチールコードに係り、自動車用タイヤ、高圧ホース、コンベヤベルト、力伝達ベルト等に利用される。
【0002】
【従来の技術】
エラストマー材料の強化に使用されるスチールコードとして、1×4構造、1×5構造のものが広く今まで使用されてきたが、軽量化を図るため1×3構造のスチールコードもある。
しかし、1×n構造のスチールコードにおいては、スチールコード内へのエラストマー材料の浸透性が悪いため、外的要因でコード内に水分が浸透したとき錆がコード長手方向に進行するという問題もあった。
【0003】
そこで、エラストマー材料の浸透性および耐疲労性を悪化させることなく大幅なコード軽量化が期待できるスチールコードとして、軸心が互いに平行な2本の第1スチールフィラメントの周りに、1本の第2スチールフィラメントが所定のねじりピッチで、らせん状に撚られて2+1構造とされたものが、特開平5−239781号公報に開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前述の公報のものにあっては、第1スチールフィラメントは、ある振幅で蛇行しているが、この蛇行の振幅の範囲については何らの考慮もなされていないものであった。そして、この第1スチールフィラメントの振幅が、ある範囲を越えるか又はある範囲を下回ると、耐疲労性が悪くなるという問題が生じることがわかった。
また、前記のものにあっては、第1スチールフィラメントに対する第2スチールフィラメントの、撚り角度についても何らの考慮もなされていないものであり、この第2スチールフィラメントの撚り角度によっても耐疲労性が悪くなる場合があるという問題が生じる。
【0005】
そこで、本発明は、2+1構造のスチールコードにおいて、耐疲労性の良好なるスチールコードを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明が前述の目的を達成するために、次の技術的手段を講じている。
すなわち、請求項1に係る本発明は、軸心が互いに平行で且つ直径が0.25mmの2本の第1スチールフィラメントの周りに、1本の第2スチールフィラメントが所定のねじりピッチでらせん状に撚られて2+1構造とされているスチールコードにおいて、前記第1スチールフィラメントが、振幅0.22mmで蛇行し、且つ第2スチールフィラメントが、第1スチールフィラメントに対して撚り角度9°で撚られていることを特徴とするものである。
【0007】
また、請求項2に係る本発明は、軸心が互いに平行で且つ直径が0.25mmの2本の第1スチールフィラメントの周りに、1本の第2スチールフィラメントが所定のねじりピッチでらせん状に撚られて2+1構造とされているスチールコードにおいて、前記第1スチールフィラメントが、振幅0.28mmで蛇行し、且つ第2スチールフィラメントが、第1スチールフィラメントに対して撚り角度6°で撚られていることを特徴とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
本発明に係るスチールコード1 は、ゴムの如きエラストマー材料の強化に使用され、例えば自動車用タイヤのブレーカ層、高圧ホース、コンベヤベルト等々に利用される。
図1に前記スチールコード1 の、一部の側面及びピッチP距離の1/4の箇所における断面を示す。このスチールコード1 は、軸心が互いに平行な2本の第1スチールフィラメント2 の周りに、1本の第2スチールフィラメント3 が所定のねじりピッチPでらせん状に撚られて2+1構造とされている。
【0009】
2本の第1スチールフィラメント2 は、この周りの1本の第2スチールフィラメント3 よりも大きなねじりピッチでかつ同じねじり方向に撚られてもよく、また、2本の第1スチールフィラメント2 は、この周りの1本の第2スチールフィラメント3 と同一周期で型付けされている。
更に、第1,第2スチールフィラメント2,3 は炭素含有量が0.75〜0.95%の高強力線材により構成されており、軽量でありながら、引張応力による耐疲労性を向上させ得るように構成されている。
【0010】
図1では、2本の第1スチールフィラメント2 が略上下(鉛直方向)に配置されているとき、この周りの1本の第2スチールフィラメント3 は 1/4ピッチと 3/4ピッチの位置で2本の第1スチールフィラメント2 の上下に位置され、 1/2ピッチの位置で2本の第1スチールフィラメント2 に略水平な状態で接触し、ここに、2本の第1スチールフィラメント2 と1本の第2スチールフィラメント3 との間の接点を外部空間に大きく開放させることとなり、隙間へとゴムの如きエラストマー材料が十分に侵入するのを保証する。
【0011】
前記スチールコード1 は、図1に示すように、2本の第1スチールフィラメント2 が所定の振幅aで波状に蛇行するように型付けされていると共に、この第1スチールフィラメント2 の周りに第2スチールフィラメント3 を所定の撚り角度θで、第1スチールフィラメント2 に対して、らせん状に撚ることで形成されている。
なお、振幅aは、1本の第1スチールフィラメント2 の振幅を示している。
前記撚り角度θは、図1及び図2に示すように、スチールコード1 の長手方向(軸心方向)に直交する方向から見た、第1スチールフィラメント2 に対する第2スチールフィラメント3 (の軸心b)の角度であり、第2スチールフィラメント3 は第1スチールフィラメント2 に対して撚り角度θ5°〜10°の範囲で撚られる。
【0012】
なお、撚り角度θは、図1では、第1スチールフィラメント2 の振幅aの中心の線(又はスチールコード1 の軸心)と平行な軸線cと、第2スチールフィラメント3 の軸心bとの成す角度で表しており、図2では、第1スチールフィラメント2 を蛇行状に型付けする前の状態の、該第1スチールフィラメント2 の軸心と平行な線分と、第2スチールフィラメント3 の軸心bとの成す角度で表している。
この撚り角度θが5°未満であると、圧縮応力による耐疲労性が悪くなり、撚り角度θが10°を超えると実質的に撚りピッチが短くなり生産性が悪化すると共に、コード強力のレベルも低くなり、引張応力による耐疲労性が悪くなる。
【0013】
また、スチールコード1 は、第1スチールフィラメント2 の直径がdとすると、該第1スチールフィラメント2 の振幅aが0.8d〜1.2dの範囲となるように構成されている。
これは、振幅aが0.8d未満であると、圧縮応力による耐疲労性が悪くなり、振幅aが1.2dを超えると、コード強力のレベルが低くなり、引張応力による耐疲労性が悪くなるからである。
次に、表1に、本発明に係る実施例1及び2と、比較例1〜4のテスト結果を示す。
【0014】
このテストは、図3及び図4に示すように、幅w:1インチ、厚さt:10mm,周長:80mmのゴムからなる無端ベルト体Bに、実施例1若しくは2又は比較例1〜4のいずれかの構造の20本のスチールコードKを、厚さ方向内外2層にして埋設してなるゴム複合体サンプルSを形成し、このサンプルSを、直径20mmφの一対のロールRにわたって掛装すると共に、ロールRを回転駆動することによって、サンプルSを周方向に回転させることにより、実施される。
前記スチールコードKは、無端ベルト体Bの周方向Eにわたって埋設される。
【0015】
また、スチールコードKは、前述したように、軸心が互いに平行な2本のスチールフィラメントの周りに、1本のスチールフィラメントが所定のねじりピッチPでらせん状に撚られて2+1構造とされており、各スチールコードKを構成するスチールフィラメントは直径dが0.25mmのものが採用されている。
【0016】
【表1】
【0017】
前記サンプルSの内側層のスチールコードKには圧縮応力が加わることとなり、外側層のスチールコードKには引張応力が加わることとなる。
表1において、「圧縮疲労性」とは、前記サンプルSを5000回転させた後の内側層のスチールコードKの、破断したスチールフィラメントの総数を指数で表して評価するものであり、数字の大きい方が破断したスチールフィラメントが少なく、良好である。
また、「引張疲労性」とは、前記サンプルSを5000回転させた後の、サンプルSから取り出した外側層のスチールコードKの、コード強力を測定し、このコード強力を指数で表した強力保持率で評価するものであり、数字の大きい方がコード強力の低下率が少なく、良好である。
【0018】
【発明の効果】
本発明によれば、2+1構造のスチールコードにおいて、耐疲労性の良好なスチールコードを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るスチールコードの側面図と断面図である。
【図2】 蛇行状とされる前の第1スチールフィラメントに対する第2スチールフィラメントの撚り角度を示す側面図である。
【図3】 スチールコードをテストするためのサンプルの一部の斜視図である。
【図4】 スチールコードをテストするための装置の概略図である。
【符号の説明】
1 スチールコード
2 第1スチールフィラメント
3 第2スチールフィラメント
a 振幅
θ 撚り角度
Claims (2)
- 軸心が互いに平行で且つ直径が0.25mmの2本の第1スチールフィラメントの周りに、1本の第2スチールフィラメントが所定のねじりピッチでらせん状に撚られて2+1構造とされているスチールコードにおいて、
前記第1スチールフィラメントが、振幅0.22mmで蛇行し、且つ第2スチールフィラメントが、第1スチールフィラメントに対して撚り角度9°で撚られていることを特徴とするスチールコード。 - 軸心が互いに平行で且つ直径が0.25mmの2本の第1スチールフィラメントの周りに、1本の第2スチールフィラメントが所定のねじりピッチでらせん状に撚られて2+1構造とされているスチールコードにおいて、
前記第1スチールフィラメントが、振幅0.28mmで蛇行し、且つ第2スチールフィラメントが、第1スチールフィラメントに対して撚り角度6°で撚られていることを特徴とするスチールコード。
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