JP4508546B2

JP4508546B2 - Steel cords and tires for rubber article reinforcement

Info

Publication number: JP4508546B2
Application number: JP2003115870A
Authority: JP
Inventors: 直彦尾花
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2023-04-21
Also published as: JP2004323981A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気入りタイヤや工業用ベルト等のゴム物品の補強材として使用されるスチールコードおよびこのスチールコードからなるベルトをそなえるタイヤに関し、特にゴム物品としての耐久性を損なわずに軽量化を達成するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ゴム物品の典型例である、空気入りタイヤにおいて、その耐久性を低下させる要因として、タイヤの外傷などを介してタイヤの外部から内部に浸入した水分が、例えばベルト域に到り、ここでベルトを構成するコードを腐食し、この腐食域の拡大によってコードとゴムとが剥離して生じる、いわゆるセパレーションがよく知られている。
【０００３】
このセパレーションを回避するには、タイヤ内に浸入した水分がコードの内部にまで浸入しないように、タイヤを製造する際の加硫成形工程において、コードの内部にまでゴムを十分に浸入させて、コードのフィラメント間に水分が伝播する隙間を形成させない構造、いわゆるゴムペネ構造をコードに与えることが有効である。
このゴムペネ構造は、コードを緩く撚ることによってフィラメント間の隙間を大きくしてゴムの浸透を実現したものであり、特に１×３や１×５構造（図１参照）に代表される１×Ｎの単撚りコードに適している。
【０００４】
ここで、近年、タイヤの分野では乗り心地性や操縦安定性などの面から、タイヤを補強するスチールコードに、より剛性の高いものが要望されている。しかしながら、上記のゴムペネ構造のコードは、大きな隙間を有することから剛性が低く、この要望に十分に答えられるものではなかった。
【０００５】
なお、ベルトにおけるコードの打ち込み数を増加することによって、ベルトの引張剛性を確保することは可能であるが、タイヤの重量増の原因となる上、ベルトでの隣接コード間隔が狭くなるため、ベルト幅方向端部のコード端を起点としたゴム剥離が容易に隣接コード間に伝播して、いわゆるベルトエッジセパレーションをまねく。
【０００６】
また、Ｎ（Ｎ：２〜３）本のフィラメントを撚らずに束ねたコアのまわりに、Ｍ（Ｍ：２〜８）本のフィラメントを巻き付けたシースを有する、Ｎ＋Ｍ構造のスチールコードも提案されている。その典型例として、図２に、３本のフィラメントによるコア１と、このコア１のまわりに２本のフィラメントを巻き付けてシース２とした、３＋２構造のコードを示す。このスチールコードは、撚りにより柔軟さが生ずる１×Ｎ構造のスチールコードに比べて、相対的に剛性は高いものとなる。しかし、このスチールコードは、コアを構成する複数のスチールフィラメントからなる束が相互に撚り合わされていないため、コア部分に、いわゆる突っ張りが生じ、コアを構成するフィラメントとシースを構成するフィラメントとの張力負担が不均一となりセパレーション現象が発生する、という問題を抱えている。さらに、コアのフィラメント束の中心をコード中心と整合させて、その外周にシースのフィラメントを巻き付けるため、１×Ｎ構造のコードに比べてコード上下方向の厚みが大きくなり、その結果、ゴムシート中に埋め込むときにゴム複合体、たとえばタイヤにおけるベルト層の厚さが厚くなり、タイヤの軽量化やコスト低減を損なうという問題があった。
【０００７】
この点、特許文献１にて提案された、スチールコードは、図３に示すように、上記したＮ＋Ｍ構造のスチールコードにおける、コア１のフィラメントを横並び配列にして、このコア１のまわりにシース２を配置することによって、コードの輪郭をへん平化し、ゴム複合体に適用した際に、短径方向のゴム厚みの減少を可能にしたものである。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−１７５１１２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のへん平化コードは、図２に示した構造のコードに比べてゴム複合体に適用した際のゴム厚みを減少することが可能であるが、図１に示した構造のコードに比べると、ゴム複合体に適用した際のゴム厚みを薄くすることは難しい。なぜなら、コアのまわりにシースフィラメントを巻いている構造であるため、少なくともフィラメント３本分のコード径を有するからである。
また、コアのフィラメントが真直であるため、コア部分に、いわゆる突っ張りが生じ、コアを構成するフィラメントとシースを構成するフィラメントとの張力負担が不均一となりセパレーション現象が発生することも問題である。
【００１０】
この発明の目的は、スチールコードをゴム物品に適用した際に、該コード周辺でのセパレーションの発生による耐久性の低下をまねくことなしに、ゴム物品の引張剛性を高めることが可能であり、またコアのフィラメント束の突っ張りが少なく、さらにはコード短径方向厚みが上記のコアを横並び配列としたへん平化コードよりもコンパクトである、ゴム物品に適用した際に被覆ゴム厚みを薄くすることが可能である、スチールコードを提供しようとするものである。
【００１１】
また、この発明の別の目的は、上記スチールコードをタイヤに適用して、タイヤにおける軽量化と耐久性および操縦安定性の向上とを実現しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本願発明の要旨構成は、次の通りである。
（１）Ｎ（Ｎ：３〜５）本のフィラメントを互いに平行の横並び配列に揃えたコアのまわりに、Ｍ（Ｍ：２〜３）本のフィラメントを巻付けてシースを形成したスチールコードであって、該コアのまわりに巻付けたシースフィラメントのコード長手方向における投影軌跡として定義される、コードの輪郭は、上記Ｎ本のフィラメントによるコアのまわりに上記シースフィラメントが一周する際のコード長手方向における投影軌跡の内側にあり、その長径が上記Ｎ本のコアフィラメントの横並び径と１本のシースフィラメントの径との合計であり、かつ短径が１本のコアフィラメントの径と１本のシースフィラメントの径との合計であり、コアに、そのフィラメントが並ぶ方向およびこの方向と直交する方向に変位するうねりを与えて、該うねりによって生じる空間にシースフィラメントを通して成り、該コアに与えたうねりのピッチＰが
Ｐ：１３．７〜１８．０ｍｍ
であり、うねりのフィラメントが並ぶ方向の変位量Ｗおよびこの方向と直交する方向の変位量Ｈが、フィラメントの直径ｄ（ｍｍ）に関し、
Ｗ：０．２ｄ〜１．２ｄ
Ｈ：０．２ｄ〜１．２ｄ
であることを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
【００１５】
（２）上記（１）において、コアに与えたうねりのピッチが、フィラメントが並ぶ方向およびこの方向と直交する方向の間で、コード長手方向に半ピッチの位相ずれを有することを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
【００１７】
（３）上記（１）または（２）において、コアのうねりピッチと、このコアのまわりでのシースフィラメントの巻付けピッチとが、±１０％を許容範囲として一致することを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
【００１８】
（４）１対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスを有し、このカーカスのタイヤ径方向外側に、少なくとも１層のベルトをそなえる空気入りタイヤであって、該ベルトに上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のスチールコードを、そのコアのスチールフィラメントの横並び方向がベルト幅方向にほぼ沿う配置にて適用して成るタイヤ。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、この発明のスチールコードについて、図面を参照して詳しく説明する。
すなわち、この発明のスチールコードは、Ｎ（Ｎ：３〜５）本のフィラメントを互いに平行の横並び配列に揃えたコアのまわりに、Ｍ（Ｍ：２〜３）本のフィラメントを巻付けてシースを形成したスチールコードであって、その典型例である３＋３構造のコードを、図４に示す。図示のスチールコードは、３本のスチールフィラメント１ａ〜１ｃを互いに平行の横並び配列に揃えたコア１のまわりに、３本のフィラメント２ａ〜２ｃを巻付けてシース２を形成して成る。
【００２０】
かような構造のコードは、そのコアフィラメント１ａ〜１ｃが横並び配列になることから、従来の１×ＮやＮ＋Ｍ構造のコードのように、コアフィラメント相互に囲まれた閉鎖空間が形成されることがなく、従ってゴムがコアフィラメント相互間に容易に浸入するため、上述したセパレーションを回避することが可能になる。
【００２１】
ここで、この発明のスチールコードでは、コア１のまわりに巻付けたシースフィラメント２ａ〜２ｃのコード長手方向における投影軌跡として定義される、コードの輪郭Ｒ（図４における２点鎖線）が、コア１のまわりに上記シースフィラメント２ａ〜２ｃが一周する際のコード長手方向における投影軌跡Ｌ（図４における点線）の内側にあることが肝要である。
【００２２】
すなわち、このように縮小されたコードの輪郭Ｒを持つことによって、このコードをゴム物品、とりわけタイヤの補強材として適用した際、該コードの被覆に要するゴム量を減少することができる。特に、後述するタイヤのベルトに適用した場合に、各ベルト層の厚みの減少につながり、有意義である。
【００２３】
ここで、コードの輪郭Ｒは、その長径がＮ本、図示例で３本のコアフィラメントの横並び径と１本のシースフィラメントの径との合計であり、かつ短径が１本のコアフィラメントの径と１本のシースフィラメントの径との合計であることが、特にタイヤにおける、軽量化と耐久性および操縦安定性の向上とをはかる上で好ましい。
【００２４】
次に、上記のように在来のコード輪郭に比し小さいコード輪郭Ｒを有する、この発明のコードの構造について、図５を参照して、より詳しく説明する。
なお、図５において、（ａ）はスチールコードの上面図および（ｂ）は（ａ）におけるコード長手方向等分４箇所の各断面を示した図であり、同様に、（ｃ）は同スチールコードの側面図および（ｄ）は（ｃ）におけるコード長手方向等分４箇所の各断面を示した図である。
【００２５】
この発明のスチールコードは、コア１に、そのフィラメント１ａ〜１ｃが並ぶ方向（以下、長径方向）およびこの方向と直交する方向（以下、短径方向）に変位するうねりを与えてあるところに特徴がある。すなわち、図５（ｂ）に示す各コード断面おいて、便宜上設定した基準線Ｏ_１に対するコア１の相対位置から明らかなように、コア１は長径方向に変位し、さらに、図５（ｄ）に示す各コード断面おいて、便宜上設定した基準線Ｏ_２に対するコア１の相対位置から明らかなように、コア１は短径方向に変位する、うねりが与えられている。
【００２６】
そして、このうねりによって生じる空間、例えばうねりを単純な二次元に変化する波としてみたとき、波がその振幅内に抱える空間に、シースフィラメントを通すことによって、上記した軌跡Ｌの内側に、シースフィラメントのコアに対する巻付け軌道を形成した。
【００２７】
かくして、うねりが与えられたコア１のまわりにシースフィラメント２ａ〜２ｃを潰れた螺旋状に巻き付けることによって、シースフィラメント２ａ〜２ｃがコア１の変位を吸収するが如くに巻き付く結果、コード径方向に飛び出ることのない輪郭形状がコード長手方向に連続することになる。
【００２８】
ここに、うねりを与えていない真直のコア１にシースフィラメント２ａ〜２ｃを巻き付けた、従前のコードを図６に示すように、コア１が真直であると、シースフィラメントはコア１の径方向外側に突出するのを避けることができないから、この場合のコード輪郭は上記した軌跡Ｌになるのである。この図６に示したコード構造との比較において、図５に示したこの発明のコード構造の利点は明らかである。すなわち、この発明のコードでは、その短径方向および長径方向のコード厚みが、コア１全体がうねっていないものに対して、薄くなるのである。
【００２９】
さらに、コア１全体にうねりがあることによって、スチールコードに張力が掛かった時のコアフィラメントとシースフィラメントとの張力負担が均一になる効果も期待できる。
【００３０】
ここで、コアに付与するうねりは、その長径方向および短径方向の間で、コード長手方向に半ピッチの位相ずれを有することが好ましい。なぜなら、先に述べたとおり、コアのうねりによって生じる空間にシースフィラメントを効率良く通すことが肝要であり、長径方向および短径方向の間でコード長手方向に半ピッチの位相ずれを設けることによって、潰れた螺旋形状を呈するシースフィラメントを通す空間が確保されるからである。
【００３１】
また、コア１全体のうねりピッチＰは、５．０〜２５．０ｍｍであることが好ましい。なぜなら、うねりピッチが５．０ｍｍより短いと生産性が低下し、一方２５．０ｍｍをこえると、コアが直線状に近くなり、輪郭を小さくする効果に乏しくなる上、コードとしたときにシースフィラメントがばらけやすくなりコード形状保持性が低下するからである。
【００３２】
同様に、図５に示す、コアのうねりの長径方向の変位量Ｗおよび短径方向の変位量Ｈが、フィラメントの直径ｄ（ｍｍ）に関し、
Ｗ：０．２ｄ〜１．２ｄ
Ｈ：０．２ｄ〜１．２ｄ
であることが必要である。その理由は、いずれも変位量が０．２ｄ未満では、シースフィラメントが突出してコードの凸凹が大きくなり、輪郭を小さくする効果が薄れるからである。一方、いずれも変位量が１．２ｄを超えると、コアフィラメントが突出してコードの凸凹が大きくなり、これも輪郭を小さくする効果が薄れるからである。さらに、コアのうねりを大きくするとコードの耐疲労性が低下するため、過度のうねりを付与することは好ましくない。従って、コアのうねりにおける、長径方向の変位量Ｗおよび短径方向の変位量Ｈは、共に０．２ｄ〜１．２ｄ、より好ましくは０．４ｄ〜１．０ｄとする。
【００３３】
さらに、コアとシースとの関係は、コードの輪郭を極力小さくするために、コアのうねりピッチと、このコアのまわりでのシースフィラメントの巻付けピッチとが、±１０％を許容範囲として一致することが好ましい。なお、両ピッチを一致させるに当たり、許容範囲を±１０％としたのは、±１０％を超えるとコアのうねりによる空間にシースフィラメントを効率良く通すことができなくなり、コード輪郭Ｒを軌跡Ｌの内側に配置することが難しくなるからである。
【００３４】
また、コアフィラメントの配置は、コアフィラメントの横並び方向の相互配置が入れ替わらないことが重要である。すなわち、コアは、若干の型崩れは許容されるものの、そのフィラメントが相互に平行で延びる、撚りのない構造とすることが重要である。
【００３５】
なお、コアおよびシースのフィラメント本数は、以上の例に限定されるものではなく、コア：３〜５本およびシース：２〜３本の範囲での変更が可能である。その他のコード構造例を、図７、図９〜１０、および図１２〜１４に示す。いずれの場合も、図４の場合と同様に、コードの輪郭Ｒを２点鎖線にて、そして軌跡Ｌを点線にて示してある。
【００３６】
さて、図４、図７、図９〜１０、および図１２〜１４に例示したコードは、その複数本を所定の間隔を置いて互いに並行に揃えてゴムシートに埋設してなるプライを、タイヤのベルトに適用してカーカスの補強に供するもので、タイヤの構造としては、在来のタイヤに則るものでよい。例えば、図１５に示すタイヤ構造が有利に適合する。なお、同図において、符号３がビードコア、４がこのビードコア３にタイヤの内側から外側に巻き回したカーカス、５がこのカーカス４上に配置する少なくとも２層構造のベルトおよび６はカーカス４のクラウン部に配置するトレッドである。
【００３７】
ここで、上記コードをベルト５に適用するに当たり、コアフィラメントの長径方向（横並び方向）がベルトの幅方向に沿う配置とすることが肝要である。すなわち、コアフィラメントの長径方向をベルト幅方向に沿う配置とすることは、ベルト面に沿う向きに生じる面内曲げ変形に対する剛性が高くなり、タイヤの操縦安定性を向上するのに寄与する。すなわち、コアフィラメントが横並び配列で、かつコアフィラメント同士が横並びで接触しているため、コードの横曲げ変形に対してコアフィラメント同士のフリクションが働いて横方向のコード曲げ剛性が高くなるから、このコアフィラメントの横並び方向がベルト幅方向に略揃ったタイヤのベルトは、その面内曲げ剛性が高くなるのである。
【００３８】
また、コードの短径方向の厚みは、従来の円形のスチールコードは元より、真直のコアによるコードに比べても、より薄くなるため、ゴム物品の厚さも薄くなり、その重量を軽くすることが可能となる。
【００３９】
なお、コードにおいて、コアを構成するフィラメントの本数は、３〜５本の範囲から選定される。また、シースを構成するフィラメントの本数は１〜３本の範囲から選定される。それは、コアのフィラメント本数が２本以下ではコード径をへん平化することが難しく、上記のベルト面内剛性を高められない。一方、６本以上になると、横並び配列を実現することが難しくなり、その結果コアフィラメントによる閉鎖空間が形成されてゴム浸入が不十分になって、腐食によるセパレーションをまねくことになる。
【００４０】
また、シースのフィラメント本数が３本以上では、コード構造が不安定となり、コア内部へのゴムの浸入が阻害される。ここで、シースのフィラメント本数はコアのフィラメント本数と同数もしくは少ないことが好ましい。コアとシースのフィラメントの線径は同等であることが生産性の面では有利であるが、特に限定する必要はない。
【００４１】
【実施例】
直径０．２２５ｍｍのフィラメントを使用して、図１、図２、図３、図４、図１０、図１３、図１４に示す構造のスチールコードを、表１および２に示す仕様の下に作製し、各スチールコードを同表に示す打込み数にてベルトに適用し、図１５に示した構造のタイヤをサイズ１８５／７０Ｒ１４で試作した。なお、ベルト５は、カーカス４上に、タイヤの赤道面に対してスチールコードが左２２°の角度で傾斜する向きで内側の第１ベルト層を配置し、さらにその上にタイヤの赤道面に対してスチールコードが右２２°の角度で傾斜する向きで第２ベルト層を配置して成る。
【００４２】
かくして得られたタイヤについて、適用リムに装着後に規定内圧を充填し乗用車に装着してから、鋪装路を５００００ｋｍ走行してから、タイヤを解剖してベルト端での亀裂長さを調査した。また、操縦安定性については、特定試験路を同一走行モードで各タイヤを装着して走行し、３人のドライバーによるフィーリング評価を行った。このフィーリング評価は１０点満点で行い、３人のドライバーの平均値で算出した。これらの評価および調査結果を、表１および２に併記する。
【００４３】
【表１】

【００４４】
【表２】

【００４５】
【発明の効果】
この発明のスチールコードによれば、ゴム物品におけるコード周辺でのセパレーションの発生による耐久性の低下をまねくことなしに、ゴム物品の引張剛性を高めることができるため、このコードを特にタイヤに適用することによって、タイヤの軽量化と耐久性と操縦安定性とを満足することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の１×５構造コードの断面を示す図である。
【図２】従来の３＋２構造コードの断面を示す図である。
【図３】従来のへん平化コードの断面を示す図である。
【図４】この発明のコードを示す断面図である。
【図５】（ａ）はこの発明のスチールコードの上面図および（ｂ）は（ａ）におけるコード長手方向等分４箇所の各断面を示した図であり、同様に、（ｃ）は同スチールコードの側面図および（ｄ）は（ｃ）におけるコード長手方向等分４箇所の各断面を示した図である。
【図６】（ａ）は従来のスチールコードの上面図および（ｂ）は（ａ）におけるコード長手方向等分４箇所の各断面を示した図である。
【図７】この発明のコードを示す断面図である。
【図８】コードの一例を示す断面図である。
【図９】この発明のコードを示す断面図である。
【図１０】この発明のコードを示す断面図である。
【図１１】コードの他の例を示す断面図である。
【図１２】この発明のコードの断面を示す図である。
【図１３】この発明のコードの断面を示す図である。
【図１４】従来のスチールコードの断面を示す図である。
【図１５】この発明に好適のタイヤ構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１コア
１ａ〜１ｃコアフィラメント
２シース
２ａ〜１ｃシースフィラメント
３ビードコア
４カーカス
５ベルト
６トレッド
Ｐコアのうねりピッチ
Ｈコアの短径方向の変位量
Ｗコアの長径方向の変位量[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a steel cord used as a reinforcing material for rubber articles such as pneumatic tires and industrial belts, and a tire including a belt made of the steel cord, and particularly to reduce weight without impairing durability as a rubber article. To achieve.
[0002]
[Prior art]
In a pneumatic tire, which is a typical example of a rubber article, as a factor for reducing the durability, moisture that has entered from the outside of the tire through a tire trauma or the like reaches, for example, the belt region, where the belt The so-called separation, which is caused by the corrosion of the cord constituting the cord and the peeling of the cord and the rubber due to the expansion of the corrosion zone, is well known.
[0003]
In order to avoid this separation, rubber is sufficiently infiltrated into the inside of the cord in the vulcanization molding process when manufacturing the tire so that the moisture that has entered the tire does not enter the inside of the cord, It is effective to give the cord a structure that does not form a gap through which moisture propagates between the filaments of the cord, that is, a so-called rubber penet structure.
This rubber penet structure is a structure in which the gap between the filaments is increased by loosely twisting the cord to realize the penetration of the rubber, and in particular, the 1 × 3 or 1 × 5 structure (see FIG. 1) 1 × Suitable for N single twisted cords.
[0004]
Here, in recent years, in the field of tires, steel cords that reinforce tires have been required to have higher rigidity in terms of ride comfort and handling stability. However, the cord of the above rubber penet structure has a large gap and thus has low rigidity, and this request cannot be fully satisfied.
[0005]
Although it is possible to ensure the belt's tensile rigidity by increasing the number of cords driven in the belt, it causes an increase in the weight of the tire and the distance between adjacent cords in the belt becomes narrow. Rubber peeling starting from the end of the cord in the width direction easily propagates between adjacent cords, resulting in so-called belt edge separation.
[0006]
We also propose an N + M steel cord that has a sheath wrapped around M (M: 2-8) filaments around a core bundled without twisting N (N: 2-3) filaments. Has been. As a typical example, FIG. 2 shows a core 1 having three filaments, and a 3 + 2 structure cord in which two filaments are wound around the core 1 to form a sheath 2. This steel cord has a relatively high rigidity as compared with a steel cord having a 1 × N structure in which flexibility is obtained by twisting. However, in this steel cord, bundles of a plurality of steel filaments constituting the core are not twisted together, so that a so-called tension is generated in the core portion, and the tension between the filament constituting the core and the filament constituting the sheath The problem is that the burden is uneven and the separation phenomenon occurs. Furthermore, since the center of the core bundle is aligned with the center of the cord and the sheath filament is wound around the outer periphery of the cord, the thickness in the vertical direction of the cord is larger than that of the cord of the 1 × N structure. When embedding in a rubber composite, the thickness of the belt layer in the tire, for example, the tire is increased, which impairs weight reduction and cost reduction of the tire.
[0007]
In this regard, as shown in FIG. 3, the steel cord proposed in Patent Document 1 is formed by arranging the filaments of the core 1 in the above-described N + M structure steel cord in a side-by-side arrangement, and a sheath 2 around the core 1. The flattening of the outline of the cord is made possible by arranging the above, and when applied to a rubber composite, the rubber thickness in the minor axis direction can be reduced.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-9-175112 [0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the flattened cord described above can reduce the rubber thickness when applied to the rubber composite as compared with the cord having the structure shown in FIG. 2, but the cord having the structure shown in FIG. In comparison, it is difficult to reduce the rubber thickness when applied to a rubber composite. This is because the sheath filament is wound around the core and therefore has a cord diameter of at least three filaments.
In addition, since the core filament is straight, so-called tension is generated in the core portion, and the tension load between the filament constituting the core and the filament constituting the sheath becomes non-uniform, resulting in a separation phenomenon.
[0010]
An object of the present invention is to increase the tensile rigidity of a rubber article without causing a decrease in durability due to the occurrence of separation around the cord when the steel cord is applied to a rubber article. The core bundle bundle is less stretched, and the cord minor axis thickness is more compact than the flattened cord with the above cores arranged side by side. Try to provide a steel cord that is possible.
[0011]
Another object of the present invention is to apply the steel cord to a tire to achieve weight reduction and improved durability and steering stability in the tire.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
That is, the gist configuration of the present invention is as follows.
(1) A steel cord in which a sheath is formed by winding M (M: 2-3) filaments around a core in which N (N: 3-5) filaments are arranged in a side-by-side parallel array. The contour of the cord, defined as the projected trajectory in the cord longitudinal direction of the sheath filament wound around the core, is the cord longitudinal when the sheath filament makes a round around the core of the N filaments. The major axis is the sum of the side-by-side diameters of the N core filaments and the diameter of one sheath filament, and the minor axis is the diameter of one core filament and one core filament. Ri sum der the diameter of the sheath filament, the core, giving undulation that displaces in a direction perpendicular to the direction and the direction thereof filaments are aligned, it intends the Space made through the sheath filaments caused by the pitch P of the waviness imparted to the core
P: 13.7 to 18.0 mm
The displacement amount W in the direction in which the wavy filaments are lined up and the displacement amount H in the direction orthogonal to this direction are related to the filament diameter d (mm).
W: 0.2d to 1.2d
H: 0.2d to 1.2d
A steel cord for reinforcing rubber articles, characterized by being
[0015]
( 2 ) In the above (1) , the undulation pitch applied to the core has a half pitch phase shift in the longitudinal direction of the cord between the direction in which the filaments are lined up and the direction orthogonal to this direction. Steel cord for article reinforcement.
[0017]
(3) In the above (1) or (2) , the undulation pitch of the core and the winding pitch of the sheath filament around the core coincide with each other within an allowable range of ± 10%. Steel cord for reinforcement.
[0018]
(4) A pneumatic tire having a carcass extending in a toroidal shape between a pair of bead portions, and having at least one belt on the outer side in the tire radial direction of the carcass, A tire formed by applying the steel cord according to any one of (3) in an arrangement in which the side-by-side direction of the steel filament of the core is substantially along the belt width direction.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the steel cord of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
That is, the steel cord of the present invention has a sheath in which M (M: 2 to 3) filaments are wound around a core in which N (N: 3 to 5) filaments are aligned in a parallel parallel arrangement. FIG. 4 shows a steel cord having a 3 + 3 structure, which is a typical example. The illustrated steel cord is formed by winding a sheath 2 by winding three filaments 2a to 2c around a core 1 in which three steel filaments 1a to 1c are aligned in a parallel parallel arrangement.
[0020]
Since the core filaments 1a to 1c are arranged side by side in the cord having such a structure, a closed space surrounded by the core filaments is formed like the cords of the conventional 1 × N or N + M structure. Therefore, the rubber easily penetrates between the core filaments, so that the above-described separation can be avoided.
[0021]
Here, in the steel cord of the present invention, the cord contour R (two-dot chain line in FIG. 4) defined as the projected trajectory in the cord longitudinal direction of the sheath filaments 2a to 2c wound around the core 1 is the core cord. It is important that the sheath filaments 2a to 2c are located around the projection locus L (dotted line in FIG. 4) in the longitudinal direction of the cord when the sheath filaments 2a to 2c make a round.
[0022]
That is, by having the cord contour R reduced in this way, when this cord is applied as a reinforcing material for a rubber article, particularly a tire, the amount of rubber required to coat the cord can be reduced. In particular, when applied to a tire belt to be described later, the thickness of each belt layer is reduced, which is significant.
[0023]
Here, the contour R of the cord is the total of the diameter of N cores, the horizontal diameter of three core filaments in the illustrated example, and the diameter of one sheath filament, and the minor axis of one core filament. The total of the diameter and the diameter of one sheath filament is preferable in terms of reducing weight and improving durability and steering stability, particularly in a tire.
[0024]
Next, the structure of the cord according to the present invention having the cord contour R smaller than the conventional cord contour as described above will be described in more detail with reference to FIG.
5A is a top view of the steel cord, and FIG. 5B is a diagram showing cross sections of four portions equally divided in the cord longitudinal direction in FIG. 5A. Similarly, FIG. A side view of the cord and (d) are cross-sectional views of four portions equally divided in the cord longitudinal direction in (c).
[0025]
The steel cord of the present invention is characterized in that the core 1 is given a swell that is displaced in a direction in which the filaments 1a to 1c are arranged (hereinafter referred to as a major axis direction) and a direction orthogonal to this direction (hereinafter referred to as a minor axis direction). There is. That is, in each code cross section shown in FIG. 5B, the core 1 is displaced in the major axis direction as is apparent from the relative position of the core 1 with respect to the reference line O ₁ set for convenience, and further, FIG. In each cord cross section shown in FIG. 5, the core 1 is given a wave that is displaced in the minor axis direction, as is apparent from the relative position of the core 1 to the reference line O ₂ set for convenience.
[0026]
Then, when the space generated by this undulation, for example, when the undulation is viewed as a simple two-dimensional wave, the sheath filament is passed through the space in which the wave is held within the amplitude so that the sheath filament is placed inside the locus L described above. A winding track for the core was formed.
[0027]
Thus, by winding the sheath filaments 2a to 2c around the core 1 provided with the undulation in a collapsed spiral shape, the sheath filaments 2a to 2c are wound as if they absorb the displacement of the core 1, so that the cord radial direction The contour shape that does not jump out is continuous in the longitudinal direction of the cord.
[0028]
Here, when the core 1 is straight, as shown in FIG. 6, the sheath filaments 2 a to 2 c are wound around the straight core 1 that has not been swelled. Therefore, the code contour in this case becomes the locus L described above. In comparison with the cord structure shown in FIG. 6, the advantage of the cord structure of the present invention shown in FIG. 5 is obvious. That is, in the cord of the present invention, the cord thickness in the minor axis direction and the major axis direction is thinner than that in which the entire core 1 is not wavy.
[0029]
Further, since the entire core 1 has undulations, an effect of uniforming the tension load between the core filament and the sheath filament when the steel cord is tensioned can be expected.
[0030]
Here, the swell imparted to the core preferably has a half-pitch phase shift in the longitudinal direction of the cord between the major axis direction and the minor axis direction. Because, as described above, it is important to efficiently pass the sheath filament through the space caused by the undulation of the core, and by providing a half-pitch phase shift in the longitudinal direction of the cord between the major axis direction and the minor axis direction, This is because a space through which the sheath filament having a collapsed spiral shape is passed is secured.
[0031]
Moreover, it is preferable that the undulation pitch P of the whole core 1 is 5.0-25.0 mm. This is because when the undulation pitch is shorter than 5.0 mm, the productivity is lowered. On the other hand, when it exceeds 25.0 mm, the core becomes almost linear, and the effect of reducing the outline becomes poor. This is because the cord shape is easily separated and the code shape retention is reduced.
[0032]
Similarly, the displacement W in the major axis direction and the displacement H in the minor axis direction of the waviness of the core shown in FIG. 5 are related to the filament diameter d (mm).
W: 0.2d to 1.2d
H: 0.2d to 1.2d
It is necessary to be . The reason for this is that when the displacement amount is less than 0.2 d, the sheath filament protrudes to increase the unevenness of the cord, and the effect of reducing the contour is reduced. On the other hand, if the displacement amount exceeds 1.2d, the core filament protrudes and the irregularity of the cord increases, which also reduces the effect of reducing the contour. Furthermore, if the core waviness is increased, the fatigue resistance of the cord decreases, and therefore it is not preferable to impart excessive waviness. Accordingly, the major axis displacement W and the minor axis displacement W in the undulation of the core are both 0.2d to 1.2d, and more preferably 0.4d to 1.0d.
[0033]
Furthermore, the relationship between the core and the sheath is such that the undulation pitch of the core and the winding pitch of the sheath filament around the core coincide with each other within an allowable range of ± 10% in order to make the cord outline as small as possible. It is preferable. In order to make both pitches coincide with each other, the allowable range is set to ± 10%. If the allowable range exceeds ± 10%, the sheath filament cannot be efficiently passed through the space due to the undulation of the core, and the cord contour R becomes the locus L. It is because it becomes difficult to arrange inside.
[0034]
In addition, it is important that the core filaments are arranged so that the mutual arrangement of the core filaments in the side-by-side direction is not interchanged. In other words, it is important that the core has a twist-free structure in which the filaments extend in parallel with each other, although slight deformation is allowed.
[0035]
In addition, the number of filaments of a core and a sheath is not limited to the above example, The change in the range of a core: 3-5 and a sheath: 2-3 is possible. Other code structure examples are shown in FIGS. 7, 9 to 10, and FIGS. 12 to 14 . In any case, as in the case of FIG. 4, the outline R of the code is indicated by a two-dot chain line, and the locus L is indicated by a dotted line.
[0036]
The cords illustrated in FIGS. 4, 7, 9 to 10, and FIGS. 12 to 14 include a ply formed by embedding a plurality of cords in parallel with each other at a predetermined interval and embedded in a rubber sheet. The structure of the tire may be in accordance with a conventional tire. For example, the tire structure shown in FIG. In the figure, reference numeral 3 denotes a bead core, 4 denotes a carcass wound around the bead core 3 from the inside to the outside of the tire, 5 denotes a belt having at least a two-layer structure disposed on the carcass 4, and 6 denotes a crown of the carcass 4. It is a tread arranged in the section.
[0037]
Here, when the cord is applied to the belt 5, it is important to arrange the major filaments in the major axis direction (side by side) along the width direction of the belt. That is, setting the core filament in the major axis direction along the belt width direction increases the rigidity against in-plane bending deformation that occurs in the direction along the belt surface, and contributes to improving the steering stability of the tire. That is, since the core filaments are arranged side by side and the core filaments are in contact with each other side by side, the friction between the core filaments acts on the transverse bending deformation of the cord, and the lateral cord bending rigidity is increased. The tire belt in which the side-by-side direction of the core filaments is substantially aligned in the belt width direction has high in-plane bending rigidity.
[0038]
In addition, the thickness of the cord in the minor axis direction is thinner than the conventional round steel cord as compared to the cord with a straight core, so the thickness of the rubber article is also reduced and its weight is reduced. Is possible.
[0039]
In the cord, the number of filaments constituting the core is selected from a range of 3 to 5. The number of filaments constituting the sheath is selected from a range of 1 to 3. That is, when the number of core filaments is two or less, it is difficult to flatten the cord diameter, and the above-mentioned belt in-plane rigidity cannot be increased. On the other hand, when the number is six or more, it becomes difficult to realize a side-by-side arrangement, and as a result, a closed space is formed by the core filament, and rubber penetration becomes insufficient, resulting in separation due to corrosion.
[0040]
When the number of filaments in the sheath is 3 or more, the cord structure becomes unstable and the penetration of rubber into the core is hindered. Here, the number of filaments in the sheath is preferably the same as or less than the number of filaments in the core. Although it is advantageous in terms of productivity that the filament diameters of the core and the sheath are equal, there is no particular limitation.
[0041]
【Example】
Steel cords having the structure shown in FIGS. 1, 2, 3, 4, 10, 13, and 14 are manufactured using the filament having a diameter of 0.225 mm under the specifications shown in Tables 1 and 2. Then, each steel cord was applied to the belt with the number of drivings shown in the table, and a tire having the structure shown in FIG. 15 was prototyped with a size of 185/70 R14. The belt 5 has an inner first belt layer disposed on the carcass 4 in such a direction that the steel cord is inclined at an angle of 22 ° to the left with respect to the equator plane of the tire, and further on the equator plane of the tire. On the other hand, the second belt layer is arranged so that the steel cord is inclined at an angle of 22 ° to the right.
[0042]
The tire thus obtained was filled with the specified internal pressure after being mounted on the applicable rim and mounted on the passenger car, and after running on the saddle road for 50000 km, the tire was dissected to investigate the crack length at the belt end. As for steering stability, each tire was mounted on a specific test road in the same driving mode, and a feeling evaluation was performed by three drivers. This feeling evaluation was performed on a 10-point scale, and the average value of the three drivers was calculated. These evaluations and survey results are shown in Tables 1 and 2.
[0043]
[Table 1]

[0044]
[Table 2]

[0045]
【The invention's effect】
According to the steel cord of the present invention, since the tensile rigidity of the rubber article can be increased without causing a decrease in durability due to the occurrence of separation around the cord in the rubber article, the cord is particularly applied to a tire. Thus, it is possible to satisfy the weight reduction, durability, and steering stability of the tire.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a cross section of a conventional 1 × 5 structure code.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional 3 + 2 structure code.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional flattened cord.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cord of the present invention.
5A is a top view of a steel cord according to the present invention, and FIG. 5B is a diagram showing cross sections of four portions equally divided in the cord longitudinal direction in FIG. 5A. Similarly, FIG. The side view of a steel cord and (d) are the figures which showed each cross section of four places equally in the code longitudinal direction in (c).
6A is a top view of a conventional steel cord, and FIG. 6B is a diagram showing cross sections of four portions equally divided in the cord longitudinal direction in FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a cord of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a cord.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a cord of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a cord of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of a cord.
FIG. 12 is a view showing a cross section of the cord of the present invention.
FIG. 13 is a view showing a cross section of a cord of the present invention.
FIG. 14 is a view showing a cross section of a conventional steel cord.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a tire structure suitable for the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Core 1a-1c Core filament 2 Sheath 2a-1c Sheath filament 3 Bead core 4 Carcass 5 Belt 6 Tread P Core waviness pitch H Core short axis direction displacement W Core major axis direction displacement

Claims

A steel cord in which a sheath is formed by winding M (M: 2 to 3) filaments around a core in which N (N: 3 to 5) filaments are arranged in a side-by-side parallel array.
The cord contour, defined as the projection trajectory in the cord longitudinal direction of the sheath filament wound around the core, is projected in the cord longitudinal direction when the sheath filament makes a round around the core by the N filaments. The major axis is inside the trajectory, the major axis is the sum of the side-by-side diameters of the N core filaments and the diameter of one sheath filament, and the minor axis is the diameter of one core filament and one sheath filament. Ri sum der of the diameter, the core, giving undulation that displaces in a direction perpendicular to the direction and the direction thereof filaments are aligned, made through the sheath filaments in the space caused by the waviness, the pitch of the waviness imparted to the core P is
P: 13.7 to 18.0 mm
The displacement amount W in the direction in which the wavy filaments are lined up and the displacement amount H in the direction orthogonal to this direction are related to the filament diameter d (mm).
W: 0.2d to 1.2d
H: 0.2d to 1.2d
A steel cord for reinforcing rubber articles, characterized by being

2. The steel for reinforcing rubber articles according to claim 1, wherein the pitch of the undulation applied to the core has a half-pitch phase shift in the cord longitudinal direction between the direction in which the filaments are lined up and the direction perpendicular to the direction. code.

3. The steel cord for reinforcing rubber articles according to claim 1 , wherein the undulation pitch of the core and the winding pitch of the sheath filament around the core coincide with each other within an allowable range of ± 10%.

A pneumatic tire having a carcass extending in a toroidal shape between a pair of bead portions and having at least one layer of belt on the outer side in the tire radial direction of the carcass, wherein the belt has any one of claims 1 to 3 . A tire formed by applying the steel cord described in 1 in such a manner that the side-by-side direction of the steel filament of the core is substantially along the belt width direction.