JPH05302283A

JPH05302283A - ゴム補強用スチールコード

Info

Publication number: JPH05302283A
Application number: JP4126754A
Authority: JP
Inventors: Tamio Obara; 民雄小原; Kazuo Matsumaru; 一夫松丸
Original assignee: Tokyo Rope Manufacturing Co Ltd; Tokyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Tokyo Rope Manufacturing Co Ltd; Tokyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1992-04-20
Filing date: 1992-04-20
Publication date: 1993-11-16

Abstract

(57)【要約】【目的】ゴム浸透性、耐疲労性がともに良好で、コード
心の抜けも生じず、シートとしたときの平坦性も良好に
することができしかも１回の撚り工程で安価に製作でき
る実用的なゴム補強用スチールコードを提供することに
ある。【構成】９本のめっきワイヤから構成されるスチールコ
ードにおいて、該スチールコードが、３本のワイヤとこ
れらよりも径の太い６本のワイヤを同一方向同一ピッチ
で撚りあわせた１×９構造となっており、かつ、コード
の長手方向と直角の断面が偏平状である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスチールラジアルタイヤ
やコンベアベルトなどで代表されるゴム製品の補強材と
して使用されるスチールコードとりわけ９本の素線を使
用したスチールコードに関する。

【０００２】

【従来の技術】スチールラジアルタイヤやコンベアベル
トなどのゴム製品の補強材としてスチールコードが使用
されており、そのスチールコードの一タイプとして、従
来、図４に示すような３＋６構造の複層コードがある。
かかる３＋６構造のスチールコードは、３本のブラスめ
っき素線を撚りあわせた心ストランド１００のまわりに
ブラスめっき６本の素線からなる側ストランド２００を
配して撚りあわせたものである。かかるスチールコード
は撚り方向によってさらに、心ストランドをＳ撚りまた
はＺ撚りとし、側ストランドをＺ撚りまたはＳ撚りとし
た異方向撚りタイプと、心ストランドと側ストランドを
いずれもＳ撚りまたはＺ撚りとした同方向撚りタイプに
分類される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これら３＋６
構造のスチールコードは、いずれもストランド撚り工程
(下撚り工程)とクロス撚り工程(上撚り工程)の２工程で
製作されるため、生産性が劣り、コストが高くなる。こ
とに、異方向撚りタイプは、クロス撚り工程の際に心ス
トランドの撚りが戻されるため、最終コードのピッチよ
りも短いピッチで撚っておかなければならず、製造効率
が悪いという欠点がある。さらに、３＋６構造のスチー
ルコードは心ストランド１００の３素線が接触し、中心
に閉鎖断面の空隙Ｓが生ずる。このため、ゴムとの複合
時にゴムを心ストランドの中まで浸透することができ
ず、水が空隙に入った場合に腐食が進行し、フレッティ
ング摩耗によりコードの耐疲労性が低下するという問題
がある。同方向撚りタイプは異方向撚りタイプよりも製
造効率はよいが、反面において２層の撚り方向が同じで
あるため、心ストランドに対する側ストランドの保持力
が弱いため、タイヤの走行に伴う圧縮や引張り曲げの繰
返しによって心ストランドがずれてコードの端から抜け
出しやすいという問題があった。この同方向撚りタイプ
での心ストランドの抜けを防止する対策として、心スト
ランドの３本の素線をオープン構造にすることも試みら
れているが、心ストランドはストランド撚り工程でオー
プンにＳ撚り(又はＺ撚り)され、それがクロス撚り工程
でもう一度Ｓ撚り(又はＺ撚り)され、つまり２度撚りさ
れる関係から、撚りピッチが短くタイトになってしま
う。このため、抜け防止に必要なオープン構造になら
ず、心抜け防止効果が乏しかった。

【０００４】一方、多層撚りスチールコードの他の形式
としては、１×１２構造や１×２７構造のように多数本
の素線を一度に撚りあわせたタイプ(バンチドタイプ)の
スチールコードが知られている。このバンチドタイプの
スチールコードは、１回の撚り工程でコードが製造され
るため製造効率がよいという利点がある。そこでこれを
適用して３＋６構造のスチールコードに替えて１×９構
造のコードにすることができれば好都合である。しか
し、単に９本の素線を型付けして撚りあわせただけで
は、心ストランドに相当する３本の素線とこれを囲む６
本の側素線とが線接触するため、やはり心ストランドが
抜けやすいという問題がある。また、心ストランドに相
当する３本の素線が隣接する同士密接しているため、や
はりゴム浸透性が悪く、疲労性が低くなるという問題が
あった。さらに、３＋６構造や１×９構造の２層構造の
スチールコードにおいては、コードキルは心ストランド
のトルク(以下残留キルと言う)と側ワイヤのトルクのバ
ランスで成り立っている。１×９構造の場合、３＋６構
造に比較して心ストランドの残留キルが極めて大きい。
このため、スチールコードをゴムとで複合化シートにし
た場合の切断面(コード端末)は、心ストランドの残留キ
ルが抜け、側ワイヤのトルクが強くなっている。したが
って、シート平坦性は、シート切断面から遠ざかった領
域では平坦であっても、シート切断面近傍は一端で立上
りを示す。逆にシート切断面近傍が平坦になるようにコ
ードキルをセットすると、図５のようにシート切断面か
ら遠ざかった領域では、反り返りＺ(たとえば６〜１０m
m高さ)が生じる。このゴムシートの反りは、その後のカ
ッティング(バイヤスカット)、ジョイント工程での寸法
精度に不都合を生じさせる。

【０００５】本発明は前記のような問題点を解消するた
めに創案されたもので、その目的とするところは、ゴム
浸透性、耐疲労性がともに良好で、コード心の抜けも生
じず、シートとしたときの平坦性も良好にすることがで
きしかも１回の撚り工程で安価に製作できる実用的なゴ
ム補強用スチールコードを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、９本のめっきワイヤから構成されるスチール
コードにおいて、該スチールコードが、３本のワイヤと
これらよりも径の太い６本のワイヤを同一方向同一ピッ
チで撚りあわせた１×９構造となっており、かつ、コー
ドの長手方向と直角の断面を偏平状としたものである。
前記偏平状態は、長径／短径の比で１．０５〜１．２０
とすることが好適である。また、好適には、スチールコ
ードの０→５kgの伸びを０．０９０〜０．１２５とする
ものである。

【０００７】

【作用】９本のワイヤを１回で撚りあわせるため１
工程で製造することができ、コストを低減することがで
きる。また、単に撚りあわせるだけではコンパクトタイ
プないしクローズドタイプの断面形状になるが、全体を
偏平状としているため、３本の心ワイヤおよび６本の側
ワイヤが、いずれも少なくとも１ヵ所以上に隙間を有す
るオープン構造となり、そうした側ワイヤ間および心ワ
イヤ間の隙間にゴムが十分浸透するため、耐疲労性がよ
くなる。また、バンチドコードは一般に同方向同ピッチ
で撚られているため心ワイヤと側ワイヤは線接触し、心
ストランドの抜けが生じやすいが、コードを偏平状断面
とすることによって心スカトランドの残留キルによるね
じれ等の動きが抑制されるため心ストランドの抜けが防
止される。さらに、バンチドコードは前述のように心ス
トランドの残留キルが非常に多く、この残留キルが、前
記のようにゴムシートの切断面で抜けていたが、前記の
ように心ワイヤの捩じれが抑制されることで残留キルが
抜ける現象がなくなるため、シートの平坦性もよくな
る。そして、ことに長径／短径の比を１．０５〜１．２
０とした場合には、前記のようなゴムの浸透性が良好と
なり、心ワイヤの残留キルの抜けの抑制要素としての心
ワイヤと側ワイヤの接触バランスが安定する。また、長
径寸法のバラツキも少なくなるため、耐疲労性のバラツ
キを低下することができ、低荷重域の過度の伸びが抑制
される。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明
する。図１(a)ないし(d)は本発明によるゴム補強用スチ
ールコードの４／５ピッチ分の各断面を示している。１
ａ，１ｂ，１ｃは３本の心ワイヤ、２ａ，２ｂ，２ｃ，
２ｄ，２ｅ，２ｆは６本の側ワイヤであり、心ワイヤ１
ａ，１ｂ，１ｃはそれぞれ同径である。側ワイヤ２ａ，
２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆもそれぞれ同径である
が、心ワイヤ１ａ，１ｂ，１ｃに対して１５０〜２００
％増径された関係にある。心ワイヤ１ａ，１ｂ，１ｃと
側ワイヤ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆはいずれ
も直径が０．５mm以下、好ましくは０．１５〜０．３８
mmの鋼線であり、外周面にはブラスなどのめっきが施さ
れている。鋼線の成分組成は、心ワイヤと側ワイヤが同
じであってもよいし、側ワイヤだけ炭素量の高いハイカ
ーボンワイヤとしてもよい。

【０００９】上記３本の心ワイヤ１ａ，１ｂ，１ｃと６
本の側ワイヤ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆは、
同一方向でかつ同一撚りピッチで同時に撚り合わされる
ことで１×９構造となっている。撚りピッチは１０〜２
０mmとすることが好ましい。コードの外周には必要に応
じてラッピングワイヤが巻き付けられる。しかも、本発
明のスチールコードにおいては、長手方向と直角の断面
において、コード全体が偏平状をなしている。そして、
隣接する６本の側ワイヤ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２
ｅ，２ｆ間には、１ピッチの長さのいずれの断面におい
ても、複数個所に隙間Ｓが形成されている。また、隣接
する心ワイヤ１ａ，１ｂ，１ｃ間にも１個所以上に隙間
ｓが形成されている。

【００１０】前記偏平状態の比は、図１において長径寸
法をＤ₁とし、短径寸法をＤ₂とすると、Ｄ₁／Ｄ₂が１．
０５〜１．２０の範囲内にあることが好ましい。また、
物性として、０→５ｋｇ荷重付加時の伸びは０．０９０
〜０．１２５の範囲にすべきである。まず伸びの下限を
０．０９０としたのはこれ未満では隙間が形成されずゴ
ムが浸透しないからである。上限を０．１２５としたの
は、これを超える伸び量ではコードが極度にオープン状
となり、心ストランドの抜けが生ずる不都合があるから
である。また、Ｄ₁／Ｄ₂が１．０５を下回る場合には、
前記した隙間Ｓ，ｓが狭くなったり、１個所しか隙間が
できなくなったりし、ことに心ワイヤ１ａ，１ｂ，１ｃ
について長手方向のある断面で全心ワイヤ１ａ，１ｂ，
１ｃが接触する領域が発生するため、ゴム浸透性の劣る
部分が発生し、耐疲労性が低下する。また、Ｄ₁／Ｄ₂が
１．０５を下回る場合、３本の心ワイヤ１ａ，１ｂ，１
ｃで形成される断面形状が偏平状とならず図４の３＋６
構造の場合の心ストランドに近いものとなるため心ワイ
ヤ１ａ，１ｂ，１ｃが一塊となって捩じれやすく、抜け
やすくなる。さらに、心ワイヤ１ａ，１ｂ，１ｃの残留
キルの抜けは、心ワイヤ１ａ，１ｂ，１ｃと側ワイヤ２
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆの接触部分のバラン
スで抑制されるが、Ｄ₁／Ｄ₂が１．０５を下回る場合に
はそのバランスが不安定となり、心ワイヤ１ａ，１ｂ，
１ｃの残留キルがコード端末で抜けやすくなる。このた
め、ゴムシートにした時の切断面はマイナス側で平坦と
なり、前述したようにシートに反り返りが発生し、シー
トの平坦性が損なわれる。これに対しＤ₁／Ｄ₂が１．２
０を超えて大きい場合には、前記した隙間Ｓ，ｓは十分
に確保されるため、ゴム浸透性は良好であり、また、心
ワイヤ１ａ，１ｂ，１ｃの捩じれ抑制されるため心ワイ
ヤ１ａ，１ｂ，１ｃの抜けも防止される。しかしなが
ら、心ワイヤ１ａ，１ｂ，１ｃと側ワイヤ２ａ，２ｂ，
２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆの接触部分のバランスが不安定
化するため、心ワイヤの残留キルがコード端末で抜けや
すくなり、シートの平坦性が不安定となる。さらに、偏
平比がＤ₁／Ｄ₂が１．２０を超えると、６本の側ワイヤ
間の型付けのバラツキが大きくなるため、疲労性の向上
が期待できなくなる。加えて、偏平比は伸びと関係があ
り、偏平比が増すにつれて低荷重域での伸びが大きくな
る。その結果、カレンダー加工時のテンションコントロ
ールが困難になったり、裁断したコードのエンド部の撚
りが乱れやすくなり、好ましくない。偏平比が前記した
範囲であれば、ゴム浸透性、耐疲労性、心抜け防止、シ
ート平坦性の各条件をすべて満たすことができる。

【００１１】上記した本発明のスチールコードを得るに
は、９本のワイヤを導出し、それらを撚りあわせる前
に、心ワイヤ１ａ，１ｂ，１ｃと側ワイヤ２ａ，２ｂ，
２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆに予め１００％を超える型付け
を施し、次いで撚りあわせ、撚りあわせたオープン構造
の１×９コードを、巻取り前の過程で成形ローラーによ
って偏平状になるように成形することで得られる。図２
と図３は本発明のスチールコードの製造のための装置を
示している。１１はフレームであり、フレーム１１に中
空状スピンドル１２ａ，１２ｂが回転自在に取付けら
れ、これら中空状スピンドル１２ａ，１２ｂの端部間に
ループ１３ａ，１３ｂが掛け渡され、また、一方の中空
状スピンドル１２ａに第１ターンロール１４ａが取付け
られ、他方の中空状スピンドル１２ｂに第２ターンロー
ラ１４ｂが取付けられている。１５はクレードルであ
り、前記ループ１３ａ，１３ｂの内側の中空状スピンド
ル１２ａ，１２ｂの端部間に設けられている。このクレ
ードル１５は中空状スピンドル１２ａ，１２ｂに対し相
対回転自在に支持されており、中空状スピンドル１２
ａ，１２ｂの回転とは無関係に一定の姿勢を保つように
なっている。そして、このクレードル１５の内部に、巻
取りボビン１６と、一対のキャプスタン１７ａ，１７ｂ
と、オーバーツイスター１８と成形ロール装置１９およ
びトラバーサ２０が設けられている。２５はワイヤ供給
部で、９個のワイヤボビンを有しており、そのうち中央
の３個のボビン２６ａ，２６ｂ，２６ｃは心ワイヤ１
ａ，１ｂ，１ｃを巻収しており、６個のボビン２７ａ〜
２７ｆは前記心ワイヤよりも増径した側ワイヤを巻収し
ている。前記フレーム１１には中空状スピンドル１２ａ
よりも上流側に撚り口ダイ３５設けられると共に、この
撚り口ダイ３５よりも上流には３ピン式などからなるプ
レフォーム装置３４が設けられている。

【００１２】前記９個のワイヤボビン２６ａ，２６ｂ，
２６ｃ，２７ａ〜２７ｆから引き出された各ワイヤは、
プレフォーム装置３４を通り、撚り口ダイ３５から中空
状スピンド１２ａ，第１ターンロール１４ａ，一方のル
ープ１３ａ、中空状スピンドル１２ｂ、第２ターンロー
ル１４ｂを経てクレードル１５内に導入され、図３のよ
うにキャプスタン１７ａ，１７ｂを介してオーバーツイ
スター１８、成形ロール装置１９を経るように掛け渡さ
れ、トラバーサ２０を経て巻取ボビン１６に巻き取られ
ている。この状態で中空状スピンドル１２ａ，１２ｂが
回転し、この回転によってターンロール１４ａ，１４
ｂ、ループ１３ａ，１３ｂが中空状スピンドル１２ａ，
１２ｂの回転軸線を中心として一定速度で公転する。そ
して、キャプスタン１７ａ，１７ｂによりワイヤ束Ａが
順次引き取られ、ワイヤボビン２６ａ，２６ｂ，２６
ｃ，２７ａ〜２７ｆからワイヤが引き出される。

【００１３】ボビン２６ａ，２６ｂ，２６ｃから引き出
された心ワイヤ１ａ，１ｂ，１ｃとボビン２７ａ〜２７
ｆから引き出された側ワイヤ２ａ〜２ｆは、プレフォー
ム装置３４において過剰に型付けされる。このようにし
て直接過剰に型付けされた心ワイヤ１ａ，１ｂ，１ｃと
側ワイヤ２ａ〜２ｆは、撚り口ダイ３５を通過すること
によって中央域に３本の心ワイヤ１ａ，１ｂ，１ｃが配
されその外周に６本の側ワイヤ２ａ〜２ｆが配置された
オープン状のワイヤ束Ａとなり、そのワイヤ束Ａは中空
状スピンドル１２ａ内に入り、第１ターンロール１４ａ
を経ることによって第１の撚りが入れられ、ループ１３
ａから第２ターンロール１４ｂを経ることによってダブ
ルツイストされ、所定のピッチを持ちかつ心ワイヤおよ
び側ワイヤともオープン構造の粗スチールコードＣ’が
作られる。第２ターンロール１４ｂを通過した粗スチー
ルコードＣ’はキャプスタン１７ａ，１７ｂを介してオ
ーバーツイスタ１８に導入され、ここで所定のコードキ
ルにセットされる。そして、次に成形ロール装置１９に
入る。この成形ロール装置１９は複数個のロール１９０
を千鳥状に配置したもので、慣用の矯正ロールがコード
の直線性を与えるものであるのに対し、オープン構造の
粗スチールコードＣ’を積極的に圧縮してコード断面を
偏平状に塑性変形させるものであり、前記プレフォーム
装置３４での型付け量を調整することによって前記した
偏平比となるように制御する。このようにして偏平化さ
れた目的スチールコードＣは巻取ボビン１６に巻き取ら
れる。

【００１４】次に本発明のスチールコードの具体例と特
性を試験した結果を表１に示す。心ワイヤとしてはブラ
スめっきを施した直径０．２０mmのスチールワイヤ３本
を用い、側ワイヤとしてブラスめっきを施した直径０．
３５mmのスチールワイヤ６本を使用し、図２と図３に示
すダブルツイスタにより１×９構造の偏平状スチールコ
ードを製作した。型付けは、３ピン式プレフォーマーに
よって心ワイヤと側ワイヤ過剰に型付けし、それら心ワ
イヤと側ワイヤを、撚りピッチ１８mmで同時撚りし、巻
取り前に成形ロール装置によって偏平化した。試料４な
いし試料１１偏平比の調整はプレフォーム装置での型付
け量を変えることによって行った。比較のため、成形ロ
ールを使用せず慣用の矯正ロールを用いて偏平比１．０
００としたスチールコード(試料3)を作った。また、別
に２工程撚りで、心ストランドをＺ撚り、側ストランド
をＳ撚りとした３＋６構造のスチールコード(試料1)、
心トランドと側ストランドともＳ撚りとした３＋６構造
のスチールコード(試料2)を作った。

【００１５】表１は上記試料１ないし試料１１のスチー
ルコードについて、偏平比と０→５kg伸び、と心抜け、
シート平坦性、ゴム浸透性(空気透過量)、疲労性を試験
した結果を示している。なお、試験項目中、心抜けはプ
ルアウトフォース法すなわち、コードゴムブロックに長
さ８０mm埋込んで加硫し、コード片端の側ワイヤを除去
し、心ワイヤをつかみ、ゴムブロックを支えて引き抜い
たときの引抜き力を求める方法によって実施し、試料１
の試験値を１００として指数比較したものである。疲
労性はコードをゴムで被覆したサンプルを両端チャッキ
ングし３個のロール間を経由させた状態で左右に所定長
さ動かし、コード切断までの回数を求める方法で行い、
試料１の試験値を１００として指数比較したものであ
る。シート平坦性は、ドラムワインド装置で作ったシー
トによって試験し、シートの異常立上り(図５の現象）
がなかったものを○とし、異常立上りが生じたものを×
で評価した。ゴム浸透性は、ゴム被覆した２５．４mm長
さの複合体を水中の加圧容器に配し、これに0.5kgf/cm²
の空気圧を導入し、サンプル軸線方向を貫いて漏れる空
気量を測定し、試料３の試験値を１００として指数表示
したものである。

【００１６】

【表１】

【００１７】この表1から明らかなように、本発明の範
囲である試料５，６，７，８は伸び、シート平坦性、ゴ
ム浸透性、耐疲労性のすべての特性で良好である。これ
に対し、試料１はゴム浸透性、および耐疲労性の面で本
発明より劣っている。試料２はゴム浸透性、耐疲労性の
点で劣っている。試料３は１工程で製作できるが、偏平
化していないため、心抜け、ゴム浸透性、耐疲労性で試
料１よりむしろ劣り、シート平坦性も不良である。そし
て偏平比が本発明の下限を下回る試料４も、まだ試料１
より特性が劣っている。偏平比が本発明の上限を超えた
試料９，１０，１１は、伸びが過剰となり、シート平坦
性も不良である。また、疲労性も試料１と同等程度それ
よりも劣る結果となっている。

【００１８】

【発明の効果】以上説明した本発明のスチールコードに
よるときには、１工程撚りで製造されるため製造効率が
よく、安価に製造することができるうえに、１×９構造
でありながらコード断面を偏平状としているため、心ワ
イヤ隣接相互間および側ワイヤ隣接相互間に隙間が確保
され、ゴム浸透性が良好であり、心ワイヤがねじれにく
くなるため心ワイヤの抜け出し現象が防止され、これら
により耐疲労性がすぐれたものになり、さらに、バンチ
ドコードでありながら心ワイヤの残留キルが抜けないた
め、シートの平坦性も良好にすることができるというす
ぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスチールコードの４／５分の断面
図である。

【図２】本発明のスチールコードの製造装置を概略的に
示す説明図である。

【図３】図２におけるクレードル内の構成を示す斜視図
である。

【図４】従来の多層スチールコードの断面図である。

【図５】ゴムシートの反り現象を示す説明図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃ心ワイヤ２ａ〜２ｆ側ワイヤＤ₁長径寸法Ｄ₂短径寸法Ｓ，ｓ隙間

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ６０Ｃ 9/00 Ｌ 8408−3Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】９本のめっきワイヤから構成されるスチー
ルコードにおいて、該スチールコードが、３本のワイヤ
とこれらよりも径の太い６本のワイヤを同一方向同一ピ
ッチで撚りあわせた１×９構造となっており、かつ、コ
ードの長手方向と直角の断面を偏平状としたことを特徴
とするゴム補強用スチールコード。
【請求項２】長径／短径の比で１．０５〜１．２０であ
る請求項１に記載のゴム補強用スチールコード。
【請求項３】０→５kgの伸びが０．０９０〜０．１２５
である請求項１または請求項２のいずれかに記載のゴム
補強用スチールコード。