JPH0589493U - ゴム製品補強用スチールコード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 同一線径を有する４本の素線を撚り合わせて
構成されるスチールコードであって、２本の素線を撚り
合わせてその両側部に各１本の素線を配置し、同一方
向、同一ピッチで撚り合わせたスチールコードにおい
て、撚り合わせた２本の素線がＰ₁ ＝６ｄ〜３０ｄ、ｄ
₁ ＝（ｄ＋２／１００ｍｍ）〜（ｄ＋２／１０ｍｍ）
（ただしＰ₁ ：くせピッチ、ｄ₁ ：見掛けの外径、ｄ：
線径）を満足する略スパイラル状の小さいくせを有する
ようにして構成する。 【効果】 極低荷重時におけるコード伸びが少なく、か
つ繰返し曲げ応力によっても座屈、フレッティング摩耗
が容易に発生せず疲労性に優れ、しかもゴム材との完全
な複合体となり得る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は自動車用タイヤ、コンベアベルト等のゴム製品の補強材として使用さ れるゴム製品補強用スチールコードに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、この種のスチールコードは複数本の素線を撚り合わせた構造であり、 このスチールコードの複数本が平行に引揃えられた状態でゴム材で以て被覆され てゴム製品の補強材として使用されている。したがって、スチールコードとして 必要不可欠な条件は、機械的強度に優れることは勿論のこと、ゴム材との科学的 な接着が良好であること、およびスチールコード内部へのゴム材の浸入が良好で あること、である。すなわち、スチールコードがゴム製品の補強材としての役割 を充分に果たすためには、ゴム材との完全な複合体となることが必要である。

【０００３】 従来スチールコードは、４〜５本の素線を相互に密着して撚り合わせた、所謂 クローズド撚り構造である。この種のスチールコードは、空洞部がコード中央部 に存在しているため、スチールコードと２枚のゴムシートとを用いて複合体シー トを成形する場合、ゴム材が上部空洞部まで浸入せず、端にコードの外周を被覆 するだけでゴム材との完全な複合体を形成できない。

【０００４】 したがって、上記スチールコードを使用したゴム製品、たとえば自動車用タイ ヤでは、ゴム材とスチールコードとの接着が充分でなく、自動車の走行時に、ゴ ム材とスチールコードとが剥離する、所謂セパレーツ現象を起こして、タイヤの 機能を著しく阻害すると共に、ゴム材中の水分やタイヤの切疵より浸入した水分 がコード内部の空洞部内に至り、コードの長手方向に伝播してスチールコードを 腐食させ、機械的強度を大幅に低下させることとなる。

【０００５】 このため、最近ではゴム材がスチールコードの内部まで浸入し、しかも各素線 の全周に接着するようにしたスチールコードが考えられている。このスチールコ ードは各素線間に隙間を設けながら撚り合わせた所謂オープン撚り構造である。

【０００６】 しかし、オープン撚り構造のスチールコードにおいて、ゴム材が各素線の全周 に接着し、かつコード内部まで充分に浸入するようにするためには、各素線間の 隙間を、ゴム材が浸入するに充分な間隔、すなわち０．０２ｍｍ以上にする必要 がある。しかし、この隙間を各素線間に充分にとると、スチールコードの製造時 において撚り構造が不安定になりやすく、素線のかた寄りが生じたり、撚りがス チールコードの長手方向に不均一になるという欠点がある。

【０００７】 そこで、図２に示すような、２本の素線４、４を中央に密着させて撚り合わせ 、その両側部に各１本の素線５、５を配置し、この各１本の素線が前記撚り合わ せた線の夫々の素線と少許の隙間を有し、かつ同一方向、同一ピッチで撚り合わ せたスチールコード６が提案されている。（実公昭６１−３９３号公報）。 このスチールコードにおいては、中央の２本の素線４、４がコード長手方向に 亘って互いに接触しているため、捻りは安定し、両側部の素線５、５は完全にゴ ムに被覆される。

【０００８】

【考案が解決しょうとする課題】

しかし、このスチールコード６は、ゴム材が中央の２本の素線４、４の接触部 分において浸入しないため、耐腐蝕性に劣るばかりか、スチールコードに繰返し 圧縮曲げ応力が負荷した場合にフレッティング磨耗を生じ易く、さらに両側部に 配置された各１本の素線５、５が中央の素線と少許の隙間を有して不安定である ため、疲労寿命を低下させるという問題がある。 本考案は上記問題を解決するためになしたものであり、ゴム材が各素線間に確 実に浸入して完全な複合体となって、繰返し曲げ応力によっても座屈、フレッテ ィング摩耗が容易に発生せず、疲労性に優れたゴム製品補強用スチールコードを 提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案のスチールコードは、同一線径を有する４ 本の素線を撚り合わせて構成されるスチールコードであって、２本の素線を撚り 合わせてその両側部に各１本の素線を配置し、同一方向、同一ピッチで撚り合わ せたスチールコードにおいて、撚り合わせた２本の素線がＰ₁ ＝６ｄ〜３０ｄ、 ｄ₁ ＝（ｄ＋２／１００ｍｍ）〜（ｄ＋２／１０ｍｍ）（ただしＰ₁ ：くせピッ チ、ｄ₁ ：見掛けの外径、ｄ：素線径）を満足する略スパイラル状の小さいくせ を有して成る。

【００１０】 ところで、上記構成における数値限定は夫々多数の実験により得られた結果で あり、その理由は次の通りである。 素線の略スパイラル状の小さいくせ形状については、くせピッチＰ₁ が素線径 ｄの６倍より小さいと、くせ付け時に素線に無理な塑性変形が加わるため、素線 が折れ易くなり、一方３０倍より大きいと、ゴム製品成形時のゴム材のフローに よる引張力、あるいはコード表面に負荷されるしごき力によって素線間の隙間が 減少し、ゴム材の侵入が充分でなくなるためＰ₁ ＝６ｄ〜３０ｄとした。なお、 スチールコードのコード撚りピッチＰは撚りの安定性、生産性の面より８〜１２ ｍｍであることが好ましく、この範囲におけるＰ₁ は上記理由とほぼ同様の理由 から０．３Ｐ〜０．７Ｐとするのが好ましい。

【００１１】 また、見掛けの外径ｄ₁ がｄ＋２／１００ｍｍより小さいと、流動性のよいゴ ム材を使用してもゴム材が加圧加硫時にコード内部へ充分に浸入せず、一方ｄ＋ ２／１０ｍｍより大きいと、撚りの安定性が悪くなり、疲労性が低下するだけで なく、極低荷重時のコードの伸びが大きくなり、取扱作業性に劣るためｄ₁ ＝（ ｄ＋２／１００ｍｍ）〜（ｄ＋２／１０ｍｍ）とした。

【００１２】 ここで、略スパイラル状の小さいくせとは正確な螺旋状だけでなく、略波状で あってもほぼ同等の効果が得られるため、このような形状も含むものとする。 ところで、各素線の線径ｄは小さ過ぎると機械的強度に劣り、一方大き過ぎる と柔軟性に劣ると共にコード径が増大するので、０．１〜０．４ｍｍの範囲とす るのが好ましい。

【００１３】

【作用】

上記構成の本考案に係るゴム製品補強用スチールコードは、２枚のゴムシート 間に挟んで加圧加硫すると、略スパイラル状の小さいくせによって形成された素 線の微小隙間及び上記素線と両側部の素線間にゴム材が浸入し、全素線の周囲が ゴム材により被覆されて、ゴム材との完全な複合体となる。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案のゴム線品補強用スチールコードを実施例により具体的に説明す る。

【００１５】 （実施例１） 図１において、略スパイラル状の小さいくせピッチＰ₁ ＝７．０ｍｍ、見掛け の外径ｄ₁ ＝０．３０ｍｍを有する線径ｄ＝０．２５ｍｍの２本の素線１、１を 撚合わせ、その両側部に同一線径を有する各１本の素線２を配置し、同一方向、 同一ピッチで撚合わせてスチールコード３が構成されている。本実施例を表１の 本考案１に示す。 またＰ₁ ＝２．０ｍｍ、ｄ₁ ＝０．４２ｍｍの場合を本考案２に、Ｐ₁ ＝４． ０ｍｍ、ｄ₁ ＝０．３５ｍｍの場合を本考案３に示す。

【００１６】 上記スチールコード３の製造に関してその概要を説明すると、既知の撚線装置 によって２本の略スパイラル状の小さいくせを有する素線１、１を先撚りし、次 いでその両側部の素線２、２をピン等で撚くせを付けながら撚り合わせてスチー ルコードを製造するものである。

【００１７】 ところで、素線１への略スパイラル状の小さいくせ付けは、特公昭６３−６３ ２９３号公報に示されるように、供給される素線を軸芯として回転するくせ付装 置で以て所望のくせピッチＰ₁ と見掛けの外径ｄ₁ を付与するものである。

【００１８】 次に、本考案のスチールコードの性能特性を確認するため、上記実施例に記載 の本考案１〜３のスチールコードと従来のスチールコードとの比較試験を行い、 ゴム材の侵入性、５ｋｇ荷重の伸び、疲労性、フレッティング量および取扱作業 性について評価したところ、表１に示すような結果を得た。 なお、表中ＮＳは略スパイラル状の小さいくせ付素線の本数、ｄ₁ はその素線 の見掛けの外径、Ｐ₁ はその素線のくせピッチ、ＲＰはゴム材の浸入性、ＳＬは ５ｋｇ荷重時の伸び、ＲＦは疲労性、ＱＦはフレッティング量およびＨＷは取扱 作業性を表す。

【００１９】

【表１】

【００２０】 この評価に際して、ゴム材の浸入性ＲＰ（％）は、各コードに５ｋｇの引張荷 重をかけた状態で１００モジュラスが３５ｋｇ／ｃｍ² のゴム材（スチールコー ドを埋設するタイヤのブレーカー用として使用される通常のゴム材）中に埋込み 加硫した後スチールコードを取出し、そのコードを分解して各素線間の一定長さ を観察し、観察した長さに対してゴム材と接触した形跡のある長さの比を百分率 で求めその平均値を表示した。なお、この値は６０以上必要である。

【００２１】 ５ｋｇ荷重時の伸びＳＬ（％）は、各コードの伸びを示し、取扱作業性及び撚 りの安定性上０．４％以下であることが必要である。

【００２２】 疲労性ＲＦ１００％モジュラスが３５ｋｇ／ｃｍ² ｋｇゴム材中に複数本のス チールコードを埋込んで複合体シートを形成し、このシートを用いて３点プーリ 曲げ疲労試験機により、フレッティング摩耗、座屈等を経て、コードを破断する に至るまでの繰返し回数を求め、従来例１のコードを１００として指数で表示し た。

【００２３】 フレッティング量ＱＦは、上記３点プーリ曲げ疲労試験後のコードを分解して 、各素線の破断面の顕微鏡写真をとり、その破断面におけるフレッティング発生 部分の最大摩耗深さを測定した。そして各素線の平均値を算出して表示した。

【００２４】 取扱作業性ＨＷは、スチールコード製造時、複合体シート成形時の作業の煩雑 さ並びにコードの取扱性の評価であり、また製造時の加工難易度も考慮して従来 例１のコードと比較して非常に劣るものを×、少し劣るものを△、差がないもの を○として評価した。

【００２５】 表１において、従来例１は１×４×０．２５クローズド撚り構造のスチールコ ードであり、撚りが非常に安定しており、５ｋｇ荷重時伸び及び取扱作業性は良 好であるが、ゴム材の浸入性に劣る。

【００２６】 従来例２は平均形付率（各素線間に隙間を設けて撚り合わせたときのコード径 ／各素線を稠密に撚り合わせた時のコード径×１００）１３０％の１×４×０． ２５オープン撚り構造のスチールコードであり、ゴム材の浸入性および疲労性に 優れるが、５ｋｇ荷重時の伸びが大きく取扱作業性に劣る。

【００２７】 従来例３は、略真直な素線のみで構成される２＋１＋１構造のスチールコード であり、５ｋｇ荷重時の伸びは少なく取扱作業性は良好であるが、中央に撚り合 わされた２本の素線間へのゴム材の浸入性が未だ充分ではなくフレッティング摩 耗量も多く疲労性に劣る。

【００２８】 比較例１〜３は略スパイラル状の小さいくせを有する素線を用いた２＋１＋１ 構造のスチールコードであるが、くせ形状が本考案のものと異なり評価項目を全 て満足することができない。 これに対し、本考案１〜３のスチールコードは、ゴム材の浸入性ＲＰ、５ｋｇ 荷重時の伸びＳＬ、疲労性ＲＦ、フレッティング量ＱＦおよび取扱作業性ＨＷの いずれをも満足し、ゴム製品の補強材として最適であることが判明した。

【００２９】

【考案の効果】

本考案のゴム製品補強用スチールコードは、コード長手方向の略全域に亘って コード内部に空洞部を有さず、かつ極低荷重時のコード伸びが小さく、コード直 径も小さくなり、取扱作業性も良好である。またスチールコードをゴム材にて被 覆したとき、スチールコードを構成する各素線間にゴム材が確実にいきわたるた め、ゴム材との完全な複合体となり、コードの腐食が防止できると共にゴム材と コードとのセパレーツ現象が防止でき、ゴム製品の疲労寿命が延長できる。しか も、繰返し曲げ応力が加わっても、座屈が容易に発生せず、またフレッティング 現象による摩耗量も少ないため疲労性に優れる。さらに、極低荷重時のコード伸 びが大きいと、スチールコードをリールに巻取る際にリールがパンクしたり、複 合体シート成形の際にシートが波打つ等の弊害があるがこれが解消される等の優 れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のスチールコードを示す断面図であ
る。

【図２】従来の２＋１＋１構造のスチールコードを示す
断面図である。

【符号の説明】

１ 略スパイラル状の小さいくせを有する素線 ２、４、５ 素線 ３、６ スチールコード

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一線径を有する４本の素線を撚り合わ
   せて構成されるスチールコードであって、２本の素線を
   撚り合わせてその両側部に各１本の素線を配置し、同一
   方向、同一ピッチで撚り合わせたスチールコードにおい
   て、撚り合わせた２本の素線がＰ₁ ＝６ｄ〜３０ｄ：ｄ
   ₁ ＝（ｄ＋２／１００ｍｍ）〜（ｄ＋２／１０ｍｍ）
   （ただしＰ₁ ：くせピッチ、ｄ₁ ：見掛けの外径、ｄ：
   線径）を満足する略スパイラル状の小さいくせを有する
   ことを特徴とするゴム製品補強用スチールコード。