JP4091246B2 - ゴム物品補強用の金属コード - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤ等のゴム物品の補強材として用いられる金属コードに関し、特に、コンパクトでかつゴムがコード内部にまで侵入し易い構造とすることにより耐食性を改善するとともに、耐疲労性を改善したゴム物品補強用の金属コードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、空気入りタイヤに供される金属コードは、通常、コード直径当たりのコード引張り強さを大きくしかつ良好な耐疲労性を得るため、同線径のフィラメントを最密に配置した層撚り構造が広く採用されている。しかし、このようなの最密の層撚り構造は、シース内におけるフィラメント相互の隙間が少ないため、コード内部にゴムが充分に侵入されずに空洞ができやすく、この空洞内に水分が容易に侵入してコードを腐食させることになる。
【０００３】
そこで、層撚り構造におけるコアのフィラメントに２次元の波状の型付けを施し、かつ型付け形状とフィラメントの線径との関係を特定することにより、コード内部へのゴムの侵入度を改良することが、例えば特開平９−３１８７５号公報に提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記提案にあっては、型付けされたコアのフィラメントは、捻られることなくシースと撚り合わされるるため、コードになった状態においても２次元の型付け状態のままである。そのため、コア内に見かけ上隙間は存在するが、ゴム侵入の改良効果が少ないという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、２次元の型付けフィラメントと非型付けフィラメントとを含む１つのフィラメント束によりコアを形成し、かつこのフィラメント束を捻りながらシースと撚り合わすことを基本として、前記型付けフィラメントの２次元の波をコード内で３次元化することができ、コード径をコンパクト化しつつもゴム浸透性を充分に確保しうるゴム物品補強用の金属コードの提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、６〜１２本のフィラメントからなる１つのフィラメント束からなるコアと、このコアの周囲に配置された８〜１５本のフィラメントからなるシースとを具える層撚り構造をなし、
前記コアは、撚り合わされる前の状態で、波の山部と谷部とを繰り返す２次元の波状に型付けされた型付けフィラメントと非型付けフィラメントとを含むとともに、
前記コアは、前記フィラメント束を捻りながらシースと撚り合わすことにより、該捻りによって前記型付けフィラメントの型付けをコア内で３次元化させたことを特徴としている。
【０００７】
又請求項２の発明では、前記コアは、フィラメント束内で、フィラメントの位置を内側と外側で入れ替えた入れ替え部を有するとともに、この入れ替え部は、コード長さ１ｍ当たり５回以上としたことを特徴としている。
【０００８】
又請求項３の発明では、前記コアのフィラメントは、線径ｄが０．１５〜０．３０ｍｍでありかつ前記シースのフィラメントと実質的に同径であることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明のゴム物品補強用の金属コードの一例を示す断面図である。
【００１０】
図１において、ゴム物品補強用の金属コード１（以下金属コード１という）は、６〜１２本のフィラメントＦａからなる１つのフィラメント束５によって形成されるコア２と、このコア２の周囲に巻付けられる８〜１５本のフィラメントＦｂからなる一層のシース３とを具える層撚り構造をなす。本例では、コア２が８本のフィラメントＦａからなり、かつシース３が１２本のフィラメントＦｂからなる８＋１２構成のものを例示している。
【００１１】
又前記フィラメント束５は、図２の如く、撚り合わされる前の状態で、波の山部Ｙ１と谷部Ｙ２とを繰り返す２次元の波状に型付けされた型付けフィラメント６と、型付けされていない非型付けフィラメント７とから構成される。
【００１２】
本例では、この型付けフィラメント６が、前記山部Ｙ１と谷部Ｙ２との間に直線部Ｙ３を介在させたジグザグ状をなす場合を例示しているが、曲線のみからなるサイン曲線状等であっても良い。このような、２次元の型付けは、例えばスパイラル状などの３次元の型付けに比して、加工が容易であり、寸法精度が高くかつ安定性に優れるとともに、その取り扱いが簡便であるという利点を有する。又コードをよりコンパクトに形成する上でも有利である。
【００１３】
そして本発明では、図３に示すように、前記フィラメントＦａ（即ち型付けフィラメント６と非型付けフィラメント７）を引き揃えたフィラメント束５を捻ってコア２を形成しながら、このコア２とシース３とを撚り合わす、即ちコア２の周囲にフィラメントＦｂを巻付けることにより金属コード１を形成している。
【００１４】
このように、コア２では、前記フィラメント束５に捻りが加えられることから、型付けフィラメント６における２次元の波が、その捻りによってコア内で３次元化する。従って、コア２は、コンパクトでありながら、このコア２のフィラメントＦａ間、及びその周囲を囲むシース３のフィラメントＦｂ間に、充分な隙間を安定して確保でき、ゴムの侵入度（ゴム浸透性）を大巾に向上しうるのである。又このような隙間の確保により、フレッティング（フィラメント間に相対的な繰返し微少滑りが生じて摩耗する現象）が抑制されるため、耐疲労性も一層改善される。
【００１５】
なおゴム浸透性のために、フィラメント束５内に、２〜８本の型付けフィラメント６を配することが好ましい。
【００１６】
ここで、２次元の波の３次元化は、以下の如く説明される。即ち、図４（Ａ）に概念的に示する如く、フィラメント束Ａに捻りＫ１を加えると、その捻りＫ１は、各フィラメントＢに同様の捻りＫ２となって反映される。このとき、前記フィラメント束Ａに型付けフィラメントＢ１が含まれる場合には、図４（Ｂ）に略示するように、各型付けフィラメントＢ１が前記捻りＫ２によって中心廻りで捻られ、２次元の波が３次元化するのである。
【００１７】
なお、捻りがなく２次元の波のままでは、型付けフィラメント６が２次元面内で重なったりフィラメント同士の絡まりが無くなって隙間を維持し難く、ゴム浸透の改善効果が充分に発揮し得ない。
【００１８】
次に、前記金属コード１を層撚り構造としたのは、コードを構成する際、コード径に対してフィラメントの本数を多くすることができるためであり、これにより、コード強力を増加でき、ゴム物品への補強効果を高めるとともに、その分フィラメントを細くして曲げ疲労性を改善しうるからである。
【００１９】
又前記コア２に用いるフィラメントＦａの数は６〜１２本、前記シース３に用いるフィラメントＦｂの本数は８〜１５であることが必要であり、それぞれこの範囲を外れると、コア２とシース３とのバランス、強度、耐疲労性等に問題が生ずる。
【００２０】
又前記フィラメントＦａとフィラメントＦｂとは、互いに同径のものを使用するのが好ましく、これによって伸線工程を共通化でき、コードを経済的に製造することができる。
【００２１】
このとき、フィラメント本数を適正化し、優れたコード強力及び曲げ疲労性を得るために、前記フィラメントＦａ、Ｆｂの線径ｄを、０．１５〜０．３０ｍｍの範囲とするのが好ましい。前記線径ｄが０．１５ｍｍ未満であると、細すぎてコード強力の点で不利となり、又型付けが元に戻りやすいという問題がある。逆に０．３０ｍｍをこえると、コードのしなやかさが劣り、又コードの耐疲労性の悪化を生じる。
【００２２】
又本例においては、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、前記コア２は、フィラメント束５内で、フィラメントＦａの位置を内側と外側で入れ替えた入れ替え部９を有している。同図には、各フィラメントＦａに番号１〜８を付与して区別しており、本例では、フィラメントＦａ１とフィラメントＦａ８とが内外で入れ替わっている。この入れ替え部９の形成により、フィラメントＦａ間の絡み合いが生じ、フィラメントＦａのまとまりが良くなるなどバラケを防止する上で好ましい。このバラケの防止のために、前記入れ替え部９は、コード長さ１ｍ当たり５箇所以上形成されることが好ましい。
【００２３】
又前記型付けフィラメント６の型付けに関しては、前記図２の如く、撚り合わされる前の状態において、その波ピッチＰｗ及び波高さｈを、それぞれ３．０〜９．０ｍｍ及び０．２０〜０．８０ｍｍの範囲とするのが好ましく、これによって経済的に型付けでき、かつ優れたゴム浸透性を確保しうる。前記波ピッチＰｗが３．０ｍｍより小、或いは波高さｈが０．８０ｍｍより大となると、型付け加工量が大きくなり加工コストが増大する一方、この加工によって型付けフィラメント６が受けるダメージが大きくなり強度低下の原因となる。逆に波ピッチＰｗが９．０ｍｍより大、或いは波高さｈが０．２０ｍｍより小では、型付けが過小となって、ゴム浸透率の向上効果が充分に発揮されなくなる。なお前記波ピッチＰｗは、前記山部Ｙ１、Ｙ１間の長手方向の距離であり、波高さｈは山部Ｙ１と谷部Ｙ２との間の振幅方向の距離である。
【００２４】
次に、図３の如く、フィラメント束５を捻って、２次元の波を３次元化する際の捻りピッチＰｎは、５．０〜６００．０ｍｍの範囲が好ましく、５．０ｍｍより小では、コードの見かけの外径が小さくなり、又６００．０ｍｍより大では３次元化の効果が少なくなって、何れもゴム浸透率の向上効果が充分に発揮されなくなる。
【００２５】
又前記コア２の周囲に撚り合わせれるシース３の撚りピッチＰｙ、即ちフィラメントＦｂの巻き付けのピッチは、５．０〜３０．０ｍｍの範囲が好ましい。撚りピッチＰｙが、５．０ｍｍより小では、コードの初期の伸びが大きくなり補強効果に劣るとともに、フィラメントＦａ、Ｆｂ間での線長が大きく相違するため、応力の分担が不均衡となり破断時の強力が低下する傾向となる。又撚りピッチＰｙが３０．０ｍｍをこえると、フィラメントがバラケやすくなり、コードの形状保持性が悪くなる。
【００２６】
前記シース３の撚り方向は、フィラメント束５の捻り方向と、一致させても又相違させても良い。又前記捻りピッチＰｎは、一般に、撚りピッチＰｙよりも大に設定するのがコード強力維持の観点から好ましい。
【００２７】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００２８】
【実施例】
表１の仕様に基づき、層撚り構造の金属コードを試作するとともに、各試供コードについて、ゴム浸透性及、耐疲労性、及びコードをカットしたときのバラケをテストし、その結果を前記表１に記載した。なお、比較例１に用いた金属コード の断面形状を図６に示している。
【００２９】
（１）ゴム浸透性：
未加硫のゴムシート内に、テストコードを間隔で並列に引きそろえて埋設し、加熱加圧下で加硫した。得られた既加硫のゴムシートからテストコードを取出し、その表面から出来る限りゴムを除去した後、該テストコードを解体し、コード内の空隙にゴムが充填されている部分の長さを約１０ｃｍにわたり測定し、この長さの全長さに対する比率をもってゴムの浸透率とする。上記測定を１０本のコードについて行い、平均値をもってそのコードの測定値とする。
【００３０】
（２）耐疲労性：
前記既加硫のゴムシートから、ＪＩＳ Ｌ１０１７に準じた繰り返し曲げ疲労試験( デマチア法) により、既加硫のゴムシートが破断するまで、繰り返し曲げを与え、その破断固数を測定した。上記測定を１０枚のゴムシートについて行い、その平均値を比較例１の値を１００として指数表示によって評価した。数値が大きい方が耐疲労性が高く優れていることをしめす。
【００３１】
（３）コードをカットしたときのバラケ：
形成された金属コードをカットし、その際のコードのバラケ状況を目視によって調査した。
【００３２】
【表１】

【００３３】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、コアを、２次元の型付けフィラメントと非型付けフィラメントとを含む１つのフィラメント束により形成し、かつこのフィラメント束を捻りながらシースと撚り合わせている。従って、型付けフィラメントの２次元の波をコード内で３次元化することができ、コード径をコンパクト化しつつも
フィラメント相互の隙間を充分に確保でき、ゴム浸透性を大巾に高めうる。又耐疲労性も大巾に向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の金属コードの断面図である。
【図２】撚り合わせ前の状態における、型付けフィラメントの型付け形状を示す側面図である。
【図３】コアの形成過程を説明する線図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は捻りによる２次元の波の３次元化を説明する線図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は入れ替え部を説明するコアの断面図である。
【図６】表１のテストで用いた比較例１の金属コードを示す断面図である。
【符号の説明】
２ コア
３ シース
５ フィラメント束
６ 型付けフィラメント
７ 非型付けフィラメント
９ 入れ替え部
Ｆａ、Ｆｂ フィラメント
Ｙ１ 山部
Ｙ２ 谷部

Claims (3)

1. ６〜１２本のフィラメントからなる１つのフィラメント束からなるコアと、このコアの周囲に配置された８〜１５本のフィラメントからなるシースとを具える層撚り構造をなし、
   前記コアは、撚り合わされる前の状態で、波の山部と谷部とを繰り返す２次元の波状に型付けされた型付けフィラメントと非型付けフィラメントとを含むとともに、
   前記コアは、前記フィラメント束を捻りながらシースと撚り合わすことにより、該捻りによって前記型付けフィラメントの型付けをコア内で３次元化させたことを特徴とするゴム物品補強用の金属コード。
2. 前記コアは、フィラメント束内で、フィラメントの位置を内側と外側で入れ替えた入れ替え部を有するとともに、この入れ替え部は、コード長さ１ｍ当たり５回以上としたことを特徴とする請求項１記載のゴム物品補強用の金属コード。
3. 前記コアのフィラメントは、線径ｄが０．１５〜０．３０ｍｍでありかつ前記シースのフィラメントと実質的に同径であることを特徴とする請求項１又は２記載のゴム物品補強用の金属コード

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