JPH0261184A - スチールコードおよびタイヤ - Google Patents

スチールコードおよびタイヤ

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JPH0261184A
JPH0261184A JP63206649A JP20664988A JPH0261184A JP H0261184 A JPH0261184 A JP H0261184A JP 63206649 A JP63206649 A JP 63206649A JP 20664988 A JP20664988 A JP 20664988A JP H0261184 A JPH0261184 A JP H0261184A
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steel cord
wire
strands
strand
wires
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JP63206649A
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English (en)
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Toshiaki Miyauchi
敏明 宮内
Toshiaki Shimizu
敏明 清水
Fumio Kurouzu
黒水 文雄
Haruo Kushibe
櫛部 春雄
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Original Assignee
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/06Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
    • D07B1/0606Reinforcing cords for rubber or plastic articles
    • D07B1/066Reinforcing cords for rubber or plastic articles the wires being made from special alloy or special steel composition

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  • Ropes Or Cables (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はタイヤや;ンベアベルト等の補強材として使用
され、高強度、耐腐食性およびゴムとの接着性に優れた
スチールコードおよび上記スチールコードを補強材とし
て用いたタイヤに関するものである。
〔従来の技術〕
従来、一般にこの種のスチールコードは熱IJI圧延後
、14整冷却した素線径が翫O〜&番鴎を有する線材を
、伸線加工およびパテンティング処理を繰り返して伸線
シ、プラスメツキを施した後、最終伸線加工によってス
チールコード用1Auaを形成し、上記素線を複数本撚
り合わせて形成されていた。
そして、上記スチールコードの複数本が平行に引き揃え
られた状態でゴム材によ抄被覆され、タイヤやコンベア
ベルト等に使用されている。
ところで、上記スチールコードをゴム補強材として使用
したタイヤやコンベアベルト等の種々の製品が様々の使
用環境下において十分な耐久性を有するためには、特に
スチールコードの各素線自体が耐腐食性に優れているこ
と及び、スチールー−ド並びに各素線がゴム材とよく接
着することが要求されている。すなわち、スチールコー
ドが補強材としての役割を充分に果すためにはいつでも
完全なゴムとの複合体になっている必要がある。
例えば、タイヤの場合、スチールコードとゴムとの接着
状態が悪いと、走行中にスチールコードとゴム材が剥離
するいわゆるセパレーツ現象を起し、タイヤの機能を著
しく阻害するという問題が生じる。
また、接着状態および耐腐食性が悪いとゴム中の水分や
外部より浸入した水分、塩分等により素線に錆が急速に
発生し、コードの強力が大巾に低下したりセパレーツ現
象を早めて、タイヤの耐久性を著しく阻害するという問
題があつた。
そこで、上記問題をなくしゴムとの接着性を良くするた
め、表面にプラスメツキ管施した複数本の素線(至)を
第8図(イ)〜(ト)に示すような横断8+9.8+9
+15で全てクローズ撚り)が広く使用されていた。し
かし、上記スチールコード−では各素線−同士が互いに
蜜漬して撚り合わされ九構造であるため、ゴム材で被覆
した時、ゴム材がスチールコード体(の中心空間Xや内
部空間Y、ZKfで浸入せず、しかも各素S(至)も夫
々完全にゴム材で被覆されず、ゴムとの接着が不十分で
あった。
このため、スチールコード−の中心や内部にできた空間
X、Y%2に、ゴム中の水分および外部より浸入した水
分、塩分等が入り込み、空間X%Y%Zの内部をスチー
ルコード24の長手方向に伝播し、錆の発生を促進する
という問題点があった。
このため、最近ではゴムの浸入性を良くした撚りのあま
い、いわゆるオープンコードと称されるスチールコード
が提案され、使用されている。
〔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において本、スチー
ルコードの長手方向全てKわたつて完全にオープン構造
とすることは困難で、一部に完全クローズの撚り構造部
を含んだり、またli4接する素線間が相互に接触して
いるのが実情である。このため、上記スプールコードを
ゴム材で被覆した時、ゴムと接着していない素線におい
て錆が発生するという現象がみもれ、最近のタイヤに要
求される高速性能、長寿命化に対し充分満足できないと
いう問題点があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上記問題点を除去するためになされたものであ
り、本発明者はスチールコードに用いられる素線の線材
組成およびスチールコードの撚り構成との組み合わせに
ついて研究tMね、その結果、線材の組成にV又はCu
の1種又は2種t?添加することにより、スチールコー
ドの耐腐食性に対し顕著な効果が現われ、しかもこのX
線をいわゆるオープン構造のスチールコードに適用する
ことによシ、さらに耐腐食性を高めることを見い出し、
この知見に基いて本発明がなされたものである。
すなわち、本発明の@lの発明であるスチールコードは
′M鷺%で、C:0.60〜α90幅、Si:0、l 
5〜α85 %、 Mロ : α80〜α90 %、 
P : α08%以下、AI!:aO(16%以下を含
有し、カ’)V:(LO5〜LO%、Cu : Q、1
0〜0.50%の1種又はg[を含有すると共に、残部
が鉄及び不可避的不純物よりなる素線径へlθ〜0.5
011111の素51kg本撚り合わせて成る。
第2の発明のスチールコードは、上記第1の発明と同一
の金属組成と素線径とを有する素線で以て8層撚りにし
たスチールコードであって。
芯ストランドを8本の素線、側ストクンドt−6本の銅
線で形成し、かつ側素線の直径を芯ぶりの直径の略L6
0〜1.80倍にして成る。
第3の発明のスチールコードは、前記@lの発明と同一
の金属組成と素線径とを有する′S線で以て2層撚りに
したスチールコードであって、芯をg本の素線、側を6
〜7本の素線で形成し、かつ芯素線と側2線の直径を略
同一にして成る。
@4のJIIJIJのスチールコードは、前記第1の発
明と同一の金属組成と素線径とを有する素線で以て2層
撚りにしたスチールコードであって。
芯ストランドを8本の素線%傑ストランドを9本の素線
で形成し、かつ芯素線の直径を側素線の直径の略LO5
〜Lg5倍として成る。
第5の発明のスチールコードは、前記第1の発明と同一
の金属組成と素線径とを有する素線から成るスチールコ
ードであって、B本の素線を撚り途わせた撚線群と8本
の素aを撚り合わせていない素線束とを上記撚線群と同
一ピッチで撚り合わせ、かつ上記4本の素線径を略同一
にして成る。
第6の発明のスチールコードは、前記第1の発明と同一
の金属組成と素線径とを有する素線で以て8N撚りにし
たスチールコードであってコアを2〜4本の素線、中間
層t7〜9本の素線、外層をIg−15本の素線で形成
し、かつ中間層の各素線の中心を結ぶ線上における各素
線間の間隔と、外層の各素豹の中心を結ぶ陶土における
各素線間の間隔との総和を、上記中心を結ぶ各線の長さ
の総和のs−go%とじて成る。
ところで、少くとも上記中間層と外層は各素線間に隙間
を有して撚り合わせて成る−のである。
第7の発明であるタイヤは、上記のように構成されたス
チールコードの複数本を、ベルト部、カーカス部、チェ
ー7γ部の少くとも一部に有して成ろ。
上記所定本数のスチールコードは、予めゴムに配列埋設
して略ベルト状の補強材として、タイヤの所定部分に設
けると作業性が向上する。
次に、各添加元素の化学成分を上記のように限定した理
由について詳述する。
Cはこの種のスチールコードに要求される強度を確保す
るために重要であり、(L60%以上が必要である。し
かし、C量を高めるほど高強度のスチールコードが得ら
れるが、高くしすぎると伸@時及びmla時に溶接部や
C偏析部において断線が発生しやすく、また熱処理にお
いても初析セメンタイトが発生し、伸線、撚線に悪影響
をもたらすので、0.00%以下が好!しい。
5tti鋼の脱酸のため必要な元素であり、Si量が(
L15%より少々いと脱酸が十分に行なわれず、また十
分に脱酸を行なうにはα15%以上とすればよいが、α
95傳を超、えて過多に含有しているときは索導の4性
及び延性を劣化するだけでなく、スチールコード製造時
に行なわれる溶接作業において、溶接性が劣り、伸線時
、撚線時の断線頻度が高くなるので、Si含有清は0.
15〜0.815%の範囲が好ましい。
〜■口はSiと同様に脱酸のために必要であるが、同時
に焼入性を向上させ、引張り強さを向上させるという効
果がある。
上記効果を有効に発揮させるためにはα80%以上含有
させることが必要であるが、a90eI、を越えると成
分の偏!lf傾向が強くなり、靭性及び延性を低下させ
て好ましくなり。このため、Mn含有1Fi(L30〜
α90%の範囲が好ましい。
PFi素線の靭性及び延性を向上させるためにその含有
量を低減させることが好ましく、003%以下が好適で
ある。
これにより、錦椋工程くおける断線を減少させることが
できるが1合わせて伸線加工時の引抜き応力を低下させ
、伸線加工時におけるミクロンクラックの進展を抑制す
ることにより、断AI!はスチールコード製造時に発展
する断線の重要な原因となるA/20S 、 Mn O
−Al2O5等のk120sを主成分とする非延性介在
物を生成する元素である。また、スチールコードの疲労
特性を本劣化させる。
従って、この影響を避けるためL/含有量はα006%
以下が好ましい。
■は微細な炭窒化物として分散して、オーステナ−f 
)粒度やノジュールサイズを粗大化させず、パーライト
ラメラ間隔も侠くする効果を有し、結晶粒界の腐食防止
に効果があり、各素線のtA腐食性を向上させるととも
に、伸線加工性を向上させる。
上記効果を発揮させるためにはα05<以上含有させる
ことが必要であるが、LO%を越えて過多に含有させる
と靭性や延性を劣化させるので、■含有量は0.05〜
1.0幅の範囲か好ましい。
CuRHzより貴な金属でお沙、水素発生型の腐食を防
止し、空気中で錆が発生しにくい性質があり、耐候性を
有している。
上記効果を発揮させるためにけα10%以上が必要であ
るが、過多になると脆くなる。よって、 Cu含有堵は
0.10〜0.50%の範囲が好ましい。
なお、■及びCuは少なくとも一種を含有すればよいが
、V 、 Cuのg種を含有すれば耐腐食性を一層向上
することができる。
次に、スチールコードの構成についてみると、スチール
コードの、樗り合うフィラメント間の隙間は、ゴムの浸
入が可能な範囲であればよいが、上記隙間が余り広すぎ
ると、撚り構成との関係で、撚りが不安定となシ、ゴ°
ムとの複合材としてのモジュラスが低下するばかつか、
強度的にも不十分となる傾向になる。
よって、第2の発明においては、側素線の直径を芯素線
の直径の略160〜L80倍とし、@8の発明において
は、芯を8本の素線、側を6〜7本の素線とし、第4の
発明では、芯素線の直径を側素線の直径の略1.05〜
Lg5倍とし、さらに第6の発明では、中間層及び外層
の各素線の中心を結ぶ線上における各素線間の間隔の総
和を、上記中間層及び外層の各素線の中心を結ぶ各線の
長さの総和の5−10%として、隣り合う各素線間に隙
間を設けるようにしたものである。
ところで、上記スチールコードは、−数的に表面にプラ
スメツキ5ブロンズメツキ等のメツキ処理を施し、素線
径がα1 ON(L 50 Mを有する素線を撚りピッ
チ5.0〜20. Q ragで撚り合わせるが、撚り
方向、撚りピッチ#:を適宜選択するもので、同方向撚
り、同一ピッチでも可能である。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
〔実施列l〕
第1図に示すよりに、化学成分がxi%で、C:α88
%、Si:α19%、kin:0.58%、P;α00
B%、s:o、ooe<、A/ : Q、 001%、
V;Q、52呪を含有し、残部が侠及び不可避的不純物
から成り、素線径α30層の素噸(1)を、l×2の撚
り構成で、1!l、jりビy f 1−1b Otry
s 、 S +2 fiで撚り合わせてスチールコード
(りを得た。
〔実施例8〕 第2図に示すように、化学成分が重)偲で、C:α81
%、Si:α85’l、、Mn : a 58%%P:
α 01%、S:0.007%、ムl: αOOS%、
Cu:α33%を含有し、残部が鉄及び不可避的不純物
から成る素線径αgomの芯ス)′y/ドとなる素線(
3)と素線径α86盾の側ストランドとなる素線(4)
とを、8+6の撚り構成で、撚りピッ?10.O/1&
O,m、撚り方向S/Z mりで撚り合わせて、2層撚
りのスチールコード+I+を得た。
C14114例8〕 第8図(イ)に示すように、化学成分が重量%で。
c : (L82%、Si:α19%、Mn:Q、58
%%P:α008%、s:o、ooe<、A/ : a
o O1%、V:α5B%を含有し、残部が鉄及び不可
避的不純物から成る素線径αl1g1の素υ(6)で以
て、芯となる2本の素線束又は撚線と側となる6本の′
A線(6)とを、8+6の撚り構成で、撚りピッチ30
 /11G囮、撚り方向S/S撚りで撚り合わせて2層
撚りのスチールコード(テ)を得た。
また、第8図(ロ)は、化学成分が重量%で、C: 0
.79%、Si:αgo<、Mn:α4端、P:α01
1%、s:o、oos%、Al tlo 02%、v;
α150%、Cu:α26%を含有し、残部が鉄及び不
町避的不純物からぼる素線径0.1i! 2調の2〜て
2層撚りのスチールコード(e) 1に示す。この場合
、撚りピッチを同一 撚υ方向を異ならせることも可能
である。
〔実施例鳴〕
第4図(イ)に示すように、化学成分が重t%で。
C:0.81%、Si:α85%、Mn : 0.58
%、P:0.010%、S:0.007%、A/:O,
003%、cu :α88%を含有し、残部が鉄及び不
可避的不純物から成る素線径へ224の芯ストランドと
なる素線(10)と素線径α2o朋の側ストランドとな
る素線(ロ)とを、撚り構成8+9、撚りピッチ145
/145 、tm%mi方1’i] SiS pリテ撚
り合わせて2層撚りのスチールコード(+1を得た。
また、第4図仲)は、化学成分が重捷喋で、C:0.7
9%、Si:OIO<、Mn:0.49%、P;0.0
11%、S:(LOO8%、AI!: (L OO2%
、 V: 0.150 <、Cu:O,86%を含有し
、残部が鉄及び不町避的不純物から成る素、9m(lo
t (I+)とで以て上述と同一の撚り構成sxo、g
g−+−oxo、go、撚り方向S/Sで、撚りピッチ
を[0/ILO’iawにして撚秒合わせたスチールコ
ート11時を示す。
〔実施例5〕 第5図に示すスチールコート責横は、化学成分が重i<
で、C: 0.85 %、Si:αgt9g%Mn:α
58%、p:cLO14%、S:α011%、Al:α
008%、V : 0.56%、Cu:α8グ%を含有
し、残部が鉄及び不可避的不純物から成る素線径αfl
atsの素線4本で以て、8本の素線束(14)と。
撚り方向S撚り、撚りピッチ1&Omで8本の素線を撚
った撚@(1時とを、上記撚線と同一方向。
同一ピッチで撚り合わせて成る。
〔実施例6〕 第6図(イ)に示すスチールコード(−は、化学成分が
重量%で、C:α79%%si:o、go幅、Mll:
 へ49鴫、p:(LOII %、S : α008鳴
 ムl :a、oog<、V:α150<、Cu:0P
16<を含有し、残部が鉄及び不可避的不純物から成る
素線径l1gomの素線(1f)で以て、撚り構成8+
8+12、撚り方向S/S/Z撚り、撚りピッチ5/1
α5/l翫5絹で撚り合わせ、かつ中間層(1噛及び外
層(11の6素#(I7)の中心を結ぶ線上における各
未線間の間隔の総和を、上記中心を結ぶ線の長さの総和
の5〜20%になるように構成したものである。
また、第6図(ロ)に示ナステールコード四は。
化学成分が重i%で、C:α85%、Si:0.21%
、Nln:(J、6B%、p:(L014%、S:(L
ol1%、l:CL008%、V:0.56%、Cu:
(L87<を含有し、残部が鉄及び不可避的不純物から
成る素線径αBOttxの素線C211で以て、撚り構
成番+ 9 + 14、撚り方向S/S/Z撚り、撚り
ピッチ5/1α5/15.5Bで撚り合わせ、かつ中間
ノ錯及び外層の各素請間の間隔の総和を、上記中心を結
ぶ線の長さの総和の5−80%になるように構成したも
のである。
ところで、この実施例6の場合、各層の素線本数は、コ
アが2〜4本、中間層が7〜9本。
外層が18〜115本が適当である。
〔実施例7〕 第7図に示すように、上記実施例1〜6で得られたスチ
ールコードのうち、例えば実施例2のスチールコードf
ll複数本を並列して配置してゴム材により被覆して補
強材fslを形成し、この補強材(S) 1に1タイヤ
のベルト部(Th)、カーカス部(Tb)に埋設して所
望のタイヤ(1)f、構成する。
尚、上記補強材ts+は、タイヤのベルト部、カーカス
部、チェーファ部Crc)の全部又は一部に配設するこ
とも可能である。
次に、本発明のスプールコードと従来材を用いた比較用
スチールコードについて行った比較テストの結果につい
て説明する。
鳴1宍は本発明用の改良線材と比較用としたスチーA・
コードの従来線材との主要化学成分を示す。
鳩  l  表 第  2 表 上記線材番J8A−Fを用いて第8表に示す撚す構成の
スチールコード1〜80を作り、これらのスチールコー
ドl−80Yeゴムに埋設して接着試験用サンプル■〜
[株]を作り、引抜試験および発錆度測定を行ったとこ
ろ、第8表に示す結果を得た。
第  3 表 ここで、第8表において引抜力保持率とは、食塩水中に
浸漬する前にスチールコードをゴムから引き抜いた引抜
力と、20%食塩水中に一週間浸漬した後にスチールコ
ードをゴムから引き抜いた引抜力との関係を示したもの
で、スチールコードが未老化(未劣化)のときの比惠は
100%であ秒、数値が大きい程老化(劣化)が少なく
、良好であることを示している。
また、接着劣化長さとは、ゴムに埋設したスチールコー
ド、即ちサンプル゛と長さ15C11に切断し、一方の
端面を腐食液が浸透しないように合成樹脂塗料で被覆し
て試料を作製し、室温下で濃度lO%の水酸化ナトリウ
ム水溶液に24時間浸漬した後、スチールコードの腐食
によりスチールコードとゴム間の接着劣化した部分、す
なわちスチールコードとゴムが接着していない部分の長
さを測定し、その測定値をIffで表わしたものである
。150mとは全長にわたって接着劣化しており、数値
が大きい程錆の拡散が著しいことを示している。
上記第8表から明らかなように、従来の撚り構成のス・
チールコードで、従来線材からなる素線及び改良線材か
らなる緊線を用いたサンプル1−12及び18〜18は
本発明のもの19〜80に比して引抜力保持率が極めて
低く、錆の拡散も著しい。
次に、本発明のスチールコードをベルト部、カーカス部
に用いてタイヤを試作し、耐久性及び運動性能を測定し
た。耐久性の評価は長距離の実車走行テストを行い、タ
イヤを切断してスチールコードの破損状況な諷査し、同
時にスチールコードの発錆状況を測定した。運動性能評
価はコーナーリングパワーと乗心地性を測定した。この
結果、スチールコードの破断及び発錆については本発明
のスチールコードを使用したタイヤが従来のスチールコ
ードを使用したタイヤに比し非常に効果があることが確
認されたが、運動性能については大差はなかった。
また、本発明のスチールコードをベルト部に埋設したタ
イヤについては、ベルト部に21枚のスチールコード層
を使用したタイプを試作し。
走行前にタイヤのトレッド部のグループ底に41y程度
のベルト部に違する穴1eおけ、長距離走行後、タイヤ
を切断し、錆の発生状況を調査した。この結果、錆はそ
の穴の部分のみで他への拡散は全くみられず、本発明の
効果が4:lされた。
〔発明の効果〕
本発明は上記のように構成されているため、V 、 C
uの効果によって伸線、売$I Q K x、−ける塑
性加工性を低下させず、また靭性や¥性の劣化をともな
わずに優れた耐腐食性を有するものである。C1t&多
く保ち、p、s及びA/量を低減することにより、スチ
ールコードの高強度。
高靭性を得ることができた。
また、スチールコードの構造をゴムの浸入可能な構造と
したため、ゴム浸入に優れ、素線の表面がゴムによシ完
全に被覆されるため、スチールコード内への水分の浸入
がなく、前記素線自身の耐腐食性と相俟つてスチールコ
ードの優れた耐腐食性を発揮するものである。
したがって、上記スチールコードをタイヤに用い九場合
、耐腐食性と耐久性が大巾に改善され、タイヤの耐久寿
命を大巾に延長することができるという優れた効果を有
するものである。
【図面の簡単な説明】
@1図は実施例1のスチールコードの断面図、協2図は
実施例2のスチールコードの断面図、g<u図(イノ(
ロ)ri実施例Hのスチールコードの断面U%も1図は
実施同番のスチールコードの断面1%45図は実施例5
のスチールコードを示し、や (イ)は正面図、仲IH(イ)のI−1〜W〜w線の切
断端面図、@6図(イ)仲)は実施例6のスチールコー
ドの断面−1第7図は本発明のスチールコード8図(イ
)(ロ)e→に)(ホ)(へ)(ト)は夫々従来の異な
るスチールコードの断面図である。 fil tsl  (41fat (II) (11Q
り(+75 (21)  ・st+e+ m 1m(2
り (5) (7) (9) (1→(1萄(1111
(4(→・・・・・・スチールコードθ4)・・・・・
・素線束    (1時・・・・・・燃線(→・・・・
・・中間)−01・・・・・・外、鳴T・・・・・・タ
イヤ    −・・・・・・ベルト部Th−−−−−−
カーカス部 π・・・・・・チェーフ丁部 S・・・・・・補強材

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)重量%で、C:0.60〜0.90%、Si:0
    .15〜0.35%、Mn:0.30〜0.90%、P
    :0.03%以下、Al:0.006%以下を含有し、
    かつV:0.05〜1.0%、Cu:0.10〜0.5
    0%の1種又は2種を含有すると共に、残部が鉄及び不
    可避的不純物よりなる素線径0.10〜0.50mmの
    素線を、2本撚り合わせて成るスチールコード。 (2)請求項1記載の金属組成と素線径とを有する素線
    で以て2層撚りにしたスチールコードであって、芯スト
    ランドを3本の素線、側ストランドを6本の素線で形成
    し、かつ側素線の直径を芯素線の直径の略1.60〜1
    .80倍としたスチールコード。 (3)請求項1記載の金属組成と素線径とを有する素線
    で以て2層撚りにしたスチールコードであって、芯を2
    本の素線、側を6〜7本の素線で形成し、かつ芯素線と
    側素線の直径を略同一にしたスチールコード。 (4)請求項1記載の金属組成と素線径とを有する素線
    で以て2層撚りにしたスチールコードであって、芯スト
    ランドを3本の素線、側ストランドを9本の素線で形成
    し、かつ芯素線の直径を側素線の直径の略1.05〜1
    .25倍としたスチールコード。 (5)請求項1記載の金属組成と素線径とを有する素線
    から成るスチールコードであって、2本の素線を撚り合
    わせた撚線群と2本の素線を撚り合わせていない素線束
    とを上記撚線群と同一ピッチで撚り合わせ、かつ上記4
    本の素線径を略同一にしたスチールコード。(6)請求
    項1記載の金属組成と素線径とを有する素線で以て3層
    撚りにしたスチールコードであって、コアを2〜4本の
    素線、中間層を7〜9本の素線、外層を12〜15本の
    素線で形成し、かつ中間層の各素線の中心を結ぶ線上に
    おける各素線間の間隔と、外層の各素線の中心を結ぶ線
    上における各素線間の間隔との総和を、上記中心を結ぶ
    各線の長さの総和の5〜20%としたスチールコード。 (7)請求項1、2、3、4、5又は6記載のスチール
    コードをベルト部、カーカス部、チェーファ部の少くと
    も一部に有するタイヤ。
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