JPH04281081A - ゴム補強用金属コ−ド及びこれを使用したタイヤ - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用タイヤやコン
ベアベルト等のゴム補強材に使用される新規な撚り構造
の金属コ−ドに係り、更にかかる金属コ−ドを補強材と
して用いたタイヤに係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりタイヤ等のゴム補強材に、４〜
５本のフィラメントからなるいわゆる１×４又は１×５
撚り構造のスチ−ルコ−ドが広く使用されてきたが、近
年、特に自動車タイヤの軽量化、低然費化及び低コスト
化を目的として１×２撚り構造のスチ−ルコ−ドが使用
されはじめ、そればかりでなく素線のみの単線コ−ドも
提案されている。しかしながら、１×２撚り構造とか単
線コ−ド等の単にフィラメント本数を減少させた簡素化
撚り構造のコ−ドにあっては、これをタイヤのベルト部
に使用したとき、コ−ナリング時の過大入力があった際
にはベルト外側の踏面部にいわゆるバックリング変形が
発生し、この変形入力によりコ−ドが破断することがあ
った。このため、タイヤ製造時にベルト縁部に新たな補
強材を追加するという手段がとられている。この新たな
補強材を用いることは、本来の目的であるタイヤの軽量
化、低然費化等に対してはこの目的に逆行するものであ
り、ゴム補強材としてのスチ−ルコ−ドを１×２撚り構
造や単線コ−ドとするメリットが大幅に減少することと
なっていた。

【０００３】１×２撚り構造のスチ−ルコ−ドとしては
、特開昭６２−１１７８９３号公報や特開昭６２−２３
４９２１号公報にて提案されている。しかしながら、こ
れらはスチ−ルコ−ド長手方向に対するフィラメント自
身の角度が立ちすぎているために、コ−ドの破断性が極
めて劣るものであって、タイヤのベルト部にはそのまま
では使用に供されない。

【０００４】又、特開平２−２２９２８６号公報におい
ても１×２撚り構造のスチ−ルコ−ドが提案されており
、２本のフィラメントの型付率を変えることにより、フ
ィラメント同士が互いに接触する部分と接触しない部分
（ゴムに取り囲まれる部分）が、交互にコ−ド長手方向
に周期的に発生させるというスチ−ルコ−ドの撚り構造
である。そして、この型付率を変えることによるスチ−
ルコ−ドをタイヤのベルト部に利用したタイヤにあって
は、トレッド踏面に受けたカット傷より侵入した水がベ
ルト層の当該スチ−ルコ−ド長手方向に浸透して行くの
を防ぎ、錆に伴うコ−ド折れを防ぐことが出来ると説明
されている。しかしながら、１×２撚り構造のスチ−ル
コ−ドにあっては、かかる提案の如く互いに接触する部
分と非接触部分とを交互に発生させる必要もなく、本来
的に１×２撚り構造のコ−ドは水分の侵入による錆を伴
うコ−ド破断等は発生せず、又、フィラメント同士の接
触部分と非接触部分とを、交互に存在させつつタイヤの
ゴム中に埋設することは実質上不可能であり、仮にこの
ようにコ−ドをタイヤ中に埋設したとしても、接触する
部分のコ−ド長手方向に対するフィラメント自身の角度
が立ちすぎているためにコ−ド破断をおこす場合がある
。

【０００５】他方、単線コ−ドの例としては特開昭５７
−１９８１０１号公報や特開平１−２２９７０４号公報
があるが、いずれも単純なストレ−トの単線コ−ドであ
り、レイヤ−材質等の補強材を合わせて用いなければコ
−ド破断性が極めて劣るものとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、製品
の軽量化、低然費化、低コスト化を目的とした金属コ−
ドである１×２撚り構造或いは単線コ−ドのコ−ド破断
性を、他の補強材を使用することなく改良することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属コ−ドで
ある１×２撚り構造或は単線コ−ドの欠点を改良するた
めに鋭意検討した結果、以下の構造を採ることによりコ
−ド破断の改良をもたらしたものである。

【０００８】即ち、発明の第１は、２本の素線を同一ピ
ッチで撚り合せてなる金属コ−ドにおいて、撚り角度α
１　が、下記の式（１）で表わされ、かつ撚り１ピッチ
当り２箇所で素線同士が接触することを特徴とする金属
コ−ドである。 　　　　　　　　７５度≦α１　≦８４．５度　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（１）

【０００９】そして、発明の第２は、２本
の素線を同一ピッチでほぼこれと同一で螺線形に撚られ
た金属コ−ドであり、撚り角度α２　が、下記の式（２
）で表わされ、かつコ−ド長手方向に２本の素線が実質
的に連続して接触していることを特徴とする金属コ−ド
である。 　　　　　　　　７５度≦α２　≦８４．５度　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（２）

【００１０】更に、発明の第３は、１本の
素線が螺線形に型付けられた単線ワイヤ−であって、撚
り角度αＭ　が、下記の式（３）で表わされる金属コ−
ドである。 　　　　　　　　７５度≦αＭ　≦８４．５度　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（３）

【００１１】そして、発明の第４は、これ
ら各発明に基づいた金属コ−ドを、タイヤの骨格を構成
するベルト部、カ−カス部、チェ−ファ−部の少くとも
一か所に使用したことを特徴とするタイヤである。

【００１２】前記の発明１乃至発明３において、これら
金属コ−ドをゴム補強材として用いることによって、コ
−ド破断性を改良することを見い出したものであり、こ
れを特にタイヤに応用することにより、軽量化、低燃費
、低コスト化が達成できたものである。

【００１３】ここでいう撚り角度とは、コ−ド長手方向
と素線（フィラメント）のなす角度の余角を言う。この
撚り角度を真円状の場合について図示すると、図１に示
す通りであり、これは図２のようにコ−ドを延長して考
えることができる。図中、符号１は素線であって、Ｐは
撚りピッチ、Ｒはコ−ド径、ｄは素線径、Ｒ０　はコ−
ド半径（Ｒ０　＝Ｒ／２−ｄ／２）である。そして、撚
り角度は符号αで示され、 ｔａｎα＝Ｐ／２πＲ０　＝Ｐ／π（Ｒ−ｄ）という関
係から、撚り角度は、撚りピッチ又は型づけピッチＰと
素線径ｄ、コ−ドの径Ｒで決定され、α＝ｔａｎ−１Ｐ
／π（Ｒ−ｄ） なる関係式を得る。このように、撚り角度は理論的には
コ−ド径、ピッチ（１×２の場合は撚りピッチ、単線の
場合は型づけピッチ）及びフィラメント径により決まる
が、実際上には図３に示すようにコ−ド１自身の形状か
らみても求めることができる。特に楕円状のコ−ドにあ
っては、撚り角度を実測することが好ましく、これを実
測する場合には長手方向にわたり、１０箇所測定後、そ
の平均値を採用する。

【００１４】本発明のコ−ド断面の形態については、真
円状においても楕円状においても効果を示すが、楕円状
のコ−ドにあっては、例えばタイヤのベルト層中に埋設
された場合において、そのトレッド面からのぞいたコ−
ドとフィラメントのなす角を求めるのが望ましい。

【００１５】

【作用】本発明の第１において提供した金属コ−ドは、
図４に示す従来の１×２撚りコ−ドと対比して、コ−ド
長手方向に対するフィラメントの角度が図５に示す通り
著しく大きいため、例えばタイヤのベルト部に使用した
際、バックリング変形等の曲げ入力がベルト層中に加わ
ったときに、フィラメント表面の歪を緩和される働きが
あり、このためコ−ド破断を回避することが可能である
。

【００１６】更に本発明の第２において提供した金属コ
−ドは、図６のように適切なコ−ド長手方向とフィラメ
ントの角度が保持されているために、コ−ド破断を同じ
ように回避することが可能である。

【００１７】又、これと同じように１×２撚りコ−ドに
かぎらず、発明の第３において提供した金属コ−ドは、
図７のように型付けされたコ−ド２であれば、ストレ−
トの単線コ−ドに比べ大幅にコ−ド破断性が改良された
。

【００１８】なお、各図において、符号２、３は素線で
あり、各矢視位置（Ａ０　、Ｂ０　、‥‥）におけるコ
−ド断面（Ａ１　、Ｂ１　、‥‥）を夫々各位置の下に
図示した。

【００１９】以上のように、金属コ−ド長手方向に対す
る撚りフィラメントもしくは単線フィラメントの角度が
５．５度以上の１×２、１×１（単線）コ−ドにおいて
コ−ド破断性が大幅に改良されることを見い出したもの
であり、しかしながら、一方ではこの角度が大きい場合
においては、金属コ−ド自身の強力低下が大きくなる点
及び１本の金属コ−ドがベルト層中に占める容積が増す
ため、打ち込み数が減少する点等を考慮して、タイヤに
おいて本来のベルト部の強度が保持できる限度として、
コ−ド長手方向とフィラメントのなす角は１５度以下が
良好である。特にタイヤのベルト部に使用される際には
、コ−ド破断性と必要とするベルト強度の両点から、よ
り望ましくは７．５度から１０度の角度をなすのが極め
て良好である。

【００２０】本発明の金属コ−ドの製造は、１×２撚り
については撚り上げられる前にプレフォ−マ−にて所定
の型付け量を設定して１×２撚り成形してもよいし、コ
−ド長手方向に連続的接触するタイプの１×２について
は、２本の束線を所定の型付量にプレフォ−マ−にて設
定しても製造可能である。更に１×１（単線）金属コ−
ドについても、１×２撚りコ−ド同様必要とする所定の
型付量をプレフォ−マ−にて設定することにより容易に
製造可能である。又、上記夫々のタイプの１×２及び１
×１コ−ドを撚り上げた後、更に押さえロ−ル等により
扁平加工して楕円状コ−ドを製造することも可能である
。

【００２１】

【実施例】以下に本発明の金属コ−ド（スチ−ル）を自
動車タイヤに適用した実施例を示す。検討したタイヤは
乗用車用タイヤ１７５／７０Ｒ１３サイズで、ベルト角
度６８度、ベルト幅１ベルト／２ベルトが１４０ｍｍ／
１３０ｍｍの２層スチ−ルベルト構造に適用にて実施し
た。

【００２２】評価条件としては、各タイヤに１．７ｋｇ
／ｃｍ２　の内圧を充填した後、一般路を４万ｋｍ走行
させ、その後タイヤを解剖してベルト部のスチ−ルコ−
ド破断箇所を数えて評価した。評価結果を表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１から分かるように、従来の１×４撚り
スチ−ルコ−ド（比較例１）に比べて、本発明のスチ−
ルコ−ド（実施例１〜４）の場合には、スチ−ルコ−ド
破断の発生は半分以下となり、１×２撚りコ−ドにあっ
ても撚り角度が８４．５度以上（比較例２）及び７５度
以下（比較例６）にあってはスチ−ルコ−ド破断が１×
４撚リコ−ドの場合と同程度或いはそれ以上の発生があ
ったが、この撚り角度を限定した本発明のスチ−ルコ−
ド（実施例１〜３）にあっては、スチ−ルコ−ド破断の
発生が極めて減少し大きな効果を奏することが分かる。 １×１拠りコ−ド（実施例４）にあってもスチ−ルコ−
ド破断の発生は激減した。

【００２５】

【効果】以上説明した通り、本発明の金属コ−ドにあっ
ては、その撚り角度を特定の角度としたため、コ−ド破
断性を著しく向上させることができたものであり、例え
ばこの金属コ−ドをタイヤの各部に使用することによっ
て軽量化、低然費化が図られコストも安価なものとなり
、ゴム補強用の金属コ−ドとしてその応用範囲は広い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は金属コ−ド長手方向のフィラメントの一
部である。

【図２】図２は図１の金属コ−ドの延長図である。

【図３】図３は金属コ−ドの一部である。

【図４】図４は従来の１×２撚りスチ−ルコ−ドの一部
と、その各位置での断面図である。

【図５】図５は本発明の第１における１×２撚り金属コ
−ドの一部と、その各位置での断面図である。

【図６】図６は本発明の第２における１×２撚り金属コ
−ドの一部と、その各位置での断面図である。

【図７】図７は本発明の第３における１×１撚り金属コ
−ドの一部と、その各位置での断面図である。

【符号の説明】

１、２、３‥‥素線 α‥‥撚り角度 Ｐ‥‥撚りピッチ Ｒ‥‥コ−ド径 Ｒ０　‥‥コ−ド半径 ｄ‥‥素線径

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　２本の素線を同一ピッチで撚り合せて
   なる金属コ−ドにおいて、撚り角度α１　が、下記の式
   で表わされ、かつ撚り１ピッチ当り２箇所で素線同士が
   接触することを特徴とする金属コ−ド。 ７５度≦α１　≦８４．５度
2. 【請求項２】　　２本の素線を同一ピッチでほぼこれと
   同一で螺線形に撚られた金属コ−ドであり、撚り角度α
   ２　が、下記の式で表わされ、かつコ−ド長手方向に２
   本の素線が実質的に連続して接触していることを特徴と
   する金属コ−ド。 ７５度≦α２　≦８４．５度
3. 【請求項３】　　１本の素線が螺線形に型付けられた単
   線ワイヤ−であって、撚り角度αＭ　が、下記の式で表
   わされる金属コ−ド。 ７５度≦αＭ　≦８４．５度
4. 【請求項４】　　請求項１乃至請求項３に記載の金属コ
   −ドを、タイヤのベルト部、カ−カス部、チエ−ファ−
   部の少くとも１箇所に使用したことを特徴とするタイヤ
   。