JP4580521B2 - タイヤ補強用スチールコード - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車用タイヤの補強材として用いられるタイヤ補強用スチールコード（以下、単に「スチールコード」という）に関し、特に複数本のスチール素線を平面状に並べた、いわゆる無撚り構造のスチールコードの改良に関するものであり、スチール素線とラッピング線のフレッティング摩耗を著しく低減することができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から一般に使用されるスチールコードは、複数本のスチール素線からなり、これに何らかの撚りを加えたものであった。この種スチールコードは、例えば、単層撚り構造として１×３構造、１×５構造などがあり、また、複層撚り構造として１＋６構造、３＋８構造などがある。これらのスチールコードは、撚り合わせることで、適当な伸び性を有し、かつ適当な柔軟性を有するものである。
ところで、道路舗装率の向上や高速道路の普及に伴ない、重要性を増してきたのが“曲げ剛性”という概念である。すなわち高速走行でカーブを曲がるときなどに接地部においてタイヤ回転方向とは直角方向いわゆる“タイヤ幅方向”にタイヤが変形するが、地面から離れる瞬間に変形状態から可及的速やかに復元するためにも、あるいはタイヤの形状安定性のためにも、高いタイヤ幅方向の曲げ剛性が要求されるようになってきた。タイヤ幅方向における曲げ剛性の高いタイヤは、コーナリング性能が高く、燃費もよいとされている。この観点からすれば、上記従来構造のスチールコードはそのスチールコード断面がほぼ円形であるから、スチールコード断面のタテヨコ比が同じであり、このため、タイヤ幅方向の曲げ剛性が大きくなく、また、スチールコードを埋設したベルトの厚みを薄くすることができないという問題がある。
タイヤ幅方向の曲げ剛性向上の要求に伴ない、近年、複数本のスチール素線を撚らずに平面状に並べて引き揃え、これに細いラッピング線を螺線状に巻き付けて形成したスチールコードが開発・実用化されつつある。例えば、特公平６−６３１８７号公報、特開平７−８２６７９号公報、特開昭６３−２４０４０２号公報などに、真直なスチール素線の複数本を、撚り合わせず平面上に引き揃え、その周りにラッピング線を螺旋状に巻き付けて束ねたスチールコードが開示されており（以下、これを「従来例」という）、この従来例のスチールコードによれば、曲げ剛性に方向性を持たせることができ、また、タイヤ幅方向の曲げ剛性が大きくなるため、タイヤのコーナリング性能を高めることができるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のスチールコードは、タイヤ走行時にラッピング線とスチール素線とがこすれ合う、いわゆる“フレッティング摩耗”のため、ラッピング線やスチール素線が傷ついたりする問題がある。特にスチール素線が傷つくと、その箇所が起点となり局部的な応力集中を生じて破断するに至り、スチールコードの強度が低下すると共に形状安定性が損なわれ、スチールコードの耐疲労強度が低下してタイヤ寿命を低下させることになる。
上記従来例のスチールコードのフレッティング摩耗の状況について調べた結果、スチールコード両側端部でフレッティング摩耗の進行度が大きいことを見出した。これは、スチールコード両側端部において、ラッピング線がスチール素線に沿って小さい曲率半径で連続して接触しており、接地してタイヤが変形を受けてスチールコードに圧縮力が加わった場合に生じるスチール素線に対するラッピング線の摩擦力が、スチールコード両側端部で局部的に大きくなり、スチール素線の摩耗進行が激しくなることに起因するものと、ラッピング線やスチール素線の損傷状態から推定される。
そこで、本発明は、“無撚り”のタイヤコード構造を前提技術とし、これに改良を加えて上述のフレッティング摩耗を可及的に防止し、タイヤ寿命を延長できるスチールコードを提供することをその課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために講じた手段は、３〜１０本のコア素線（スチール素線と同じ。以下同じ）を撚り合わせることなく同一平面上に引き揃えたコアと、このコアの周りに螺旋状に巻き付けたラッピング線とからなるスチールコードを前提として、コア両側端部とラッピング線との間に微小間隙を設けたことである。
【０００５】
【作用】
本発明のスチールコードは、このスチールコード両側端部において、コア両側端部とラッピング線との間に微小間隙を設けたものであるから、ベルトに埋設された状態においてもコア両側端部において、コア素線とラッピング線との間に微小な間隙が介在し、この間隙にゴムが浸透する。したがって、コア両側端部におけるコア素線とラッピング線との接触はほとんどなく、また、接触する場合でも接触圧力がわずかな程度に低減される。
それゆえ、スチールコード両側端部におけるコア素線とラッピング線との擦れ合いによるコア素線及びラッピング線の摩耗損傷が著しく低減される。
【０００６】
【実施態様１】
実施態様１は、上記解決手段における、コア両側端部とラッピング線との間の微小間隙の平均値を０．０５〜０．３ｍｍの範囲にしたことである。
これにより、解決手段に上記作用を保持しつつ、コアに対するラッピング線の束ね機能が損なわれることを、実用上支障のない程度に抑制することができる。
【０００７】
【実施態様２】
実施態様２は、上記解決手段におけるコア素線径ｄ（ｍｍ）とラッピング線径ｄ_１（ｍｍ）の関係を下記式の範囲にすることである。
０．２０≦ｄ≦０．５０
０．５ｄ≦ｄ_１≦０．５ｄ＋０．１
【０００８】
【実施の形態】
図２に本発明のスチールコード１の断面形状を示している。図２に示すようにスチールコードのコア両側端部とラッピング線３の間に微小間隙Ｃを有する。
コア両側端部とラッピング線３との間に微小間隙Ｃを設ける手段は以下のとおりである。まず、真直な複数のコア素線２を束状に集束し、この周りにラッピング線を一定ピッチで螺旋状に巻き回し（図１参照）、次に圧延ローラ（図示せず）の間に通して、偏平断面形状で、コア両側端部とラッピング線３との間に微小間隙Ｃを有するスチールコードを製造する。この際、上記間隙Ｃが生じるように、ラッピング線の螺旋巻き回しのピッチと締め具合を適度に調整することが肝要である。この間隙Ｃの平均値は、０．０５〜０．３０ｍｍに制御するのが好ましい。上記間隙Ｃが小さすぎると、タイヤ変形時にスチールコードに曲げが生じたとき、コア素線とラッピング線の接触圧力が高くなり、フレッティング摩耗の程度が大きくなる。また、上記間隙Ｃが大きすぎるとコア素線を束ねる機能が低下してスチールコード形状の安定性が悪くなり、スチールコードの耐疲労性が低下する。
本発明のスチールコードにおいて、コア素線は直径０．２０〜０．５０ｍｍ程度であれば良く、また、ラッピング線の直径は、コア素線径より小さい方がよい。ラッピング線は、コア素線を束ねる機能を果たせれば良く、スチールコード強力に寄与する必要はないからである。逆に、ラッピング線が太すぎると、スチールコードの厚みが大きくなってタイヤ厚みを増やすことになるので好ましくない。ラッピング線の好適な線径範囲は、請求項３に規定したとおりである。
【０００９】
【発明の効果】
本発明のスチールコードによれば、従来の無撚りスチールコードの欠点であったフレッティング摩耗の発生をほとんど無くすることができ、スチールコードの耐疲労性を向上させてタイヤ寿命を可及的に延長できる。
また、曲げ剛性に方向性をもたせることで、タイヤの回転方向に対して直角方向の曲げ剛性を高めることができる。従って、タイヤのコーナリング性能を高めることができる。また、タイヤ（ベルト）の厚みを減らすことができ、タイヤの軽量化により燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のスチールコードの製造工程における圧延前のスチールコードの断面図である。
【図２】実施例のスチールコードの断面図である。
【符号の説明】
１・・・スチールコード
２・・・コア素線
３・・・ラッピング線
Ｃ・・・コア両側端部とラッピング線との間の微小間隙

Claims (1)

1. ３〜１０本のコア素線を撚り合わせることなく同一平面上に引き揃えてなるコアと、このコアの周りに螺旋状に巻き付けたラッピング線とからなるスチールコードにおいて、
   コア両側端部とラッピング線との間に、平均値が０．０５〜０．３mmの範囲にある微小間隙を設け、上記微小間隙を除いて、コアを構成する３〜１０本のコア素線は互いに密着するとともに、コアを構成する３〜１０本のコア素線とラッピング線も密着していることを特徴とするタイヤ補強用スチールコード。

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