JPH08109584A

JPH08109584A - ゴム製品補強用スチールコード

Info

Publication number: JPH08109584A
Application number: JP6240187A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takamatsu; 剛高松
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-10-04
Filing date: 1994-10-04
Publication date: 1996-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】スチールコードの長手方向に形成される空洞部
をなくすことにより、完全なゴムとの複合体を形成し、
腐食の進行及びセパレーツ現象を防ぐことを可能にした
スチールコードを提供する。また、撚りの形態がコード
長手方向に安定したスチールコードを提供する。さら
に、従来の１×５撚り構造のスチールコードと同等の取
扱作業性と製造コストを保持しつつ、上記２つの目的を
達成できるスチールコードを提供する。【構成】Ｐ₁ ＝６ｄ〜３０ｄ、ｄ₁ ＝（ｄ＋２／１００
ｍｍ）〜（ｄ＋２／１０ｍｍ）（ただし、Ｐ₁ ：くせピ
ッチ、ｄ₁ ：くせ外径、ｄ：素線径）を満足する略スパ
イラル状のくせを有する素線２と、２本の素線３とから
成るパラレルな３本組の第一素線群の周囲に、２本の撚
り合わされていない素線４からなる第二素線群を螺旋状
に巻き付けてスチールコード１を構成する。

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、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（以下単にスチールコードと
称す）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にこの種のスチールコードには図６
に示すような複数本の素線１２を密着して撚り合わせ
た、所謂クローズ撚り構造のスチールコード１１がよく
使用されている。そして、上記スチールコード１１の複
数本が平行に引揃えられた状態でゴム材により被覆さ
れ、自動車用タイヤ、コンベアベルト等のゴム製品補強
材として使用されている。

【０００３】ところで、スチールコードがゴム製品の補
強材として使用される場合の必要不可欠な要件として、
機械的強度に優れることの他に、化学的、物理的にゴム
材とよく接着すること、およびスチールコード内部への
ゴム材の浸入性が良好であることが挙げられる。すなわ
ち、スチールコードがゴム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になっている
ことが必要である。

【０００４】しかし、上記スチールコード１１は素線が
密着して撚られたクローズコードであり、このコードに
おいては、コード中央部に長手方向に連続した大きな空
洞部Ｄが生じ、スチールコードを２枚のゴム材の間に埋
め込んで接着したゴムシートを形成する場合、ゴム材が
コード外周を被覆するだけで前記の空洞部Ｄに浸入しな
いため、完全な複合体を形成できない。従ってこのスチ
ールコード１１を使用したゴム製品、たとえば自動車用
タイヤでは走行中についたタイヤ表面傷より浸入した雨
水等が前記の空洞部Ｄに浸入し、コード長手方向に伝播
して、スチールコードを腐食するため、コードの機械的
性質を劣化させる。また、このスチールコード１１は、
ゴム材との接着が充分でなく、走行中に、ゴムとタイヤ
が剥離するセパレーツ現象を起こし、タイヤの機能を著
しく低下させるといった現象が起こる。

【０００５】近年上記事情に鑑みて、スチールコードと
ゴム材との接着性を改善し得る構造のスチールコードが
各種提案されている。たとえば、特開昭６２−１２５０
８３号公報には、図７（イ）、（ロ）に示すように、コ
ード長手方向にパラレル状の２本組の素線２２から成る
第一素線群と、３本の素線２３から成る第二素線群とを
撚り合わせてなる２＋３撚り構造のスチールコード２１
が開示され、さらに特開昭５８−１８０６９０号公報に
は、図８（イ）（ロ）に示すように、３本の素線３２よ
り成る撚られていない第一素線群と、２本の素線３３を
撚り合わせたストランドから成る第二素線群とを撚り合
わせた３＋２撚り構造のスチールコード３１が開示され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】スチールコード２１に
あっては、ゴム材の浸入は良いが、撚り形態がコード長
手方向に非常に不安定である。このため、スチールコー
ドに繰り返し曲げ応力が加わると、座屈が生じ易く、こ
のとき応力集中が起こるため、スチールコードを構成す
る各素線がコード一体としての効果を発揮せず、疲労破
壊の原因となる。

【０００７】また、スチールコード３１にあっては、第
一素線群の中央部にできる空洞部Ｄの大きさを小さくす
ることで空洞部に浸入する水分量を少なくし、腐食の促
進をおさえると共にゴム材とスチールコードの接着を改
善し、セパレーツ現象の緩和を行なうというものである
が、基本的には空洞部Ｄがコード長手方向に存在するた
め、前記スチールコード１１より若干特性が上がるもの
の大きな改善効果を得るに至っていない。

【０００８】また、スチールコード３１は図６に示され
る従来のスチールコード１１と同じ５本の素線を使用し
ているが、そのコード径はスチールコード１１のものよ
りかなり大きくなる。従って、被覆ゴムの厚みが大きく
なるため、タイヤの軽量化が難しい。さらに、２本の素
線３３をあらかじめ撚り合わせる工程が必要であるた
め、撚り工程が２回必要であり、製造コスト高になる欠
点がある。

【０００９】本発明は、コードの長手方向に形成される
空洞部をなくすことにより、完全なゴムとの複合体を形
成し、腐食の進行及びセパレーツ現象を防ぐことを可能
にしたスチールコードを提供することを目的とする。ま
た本発明は、撚りの形態がコード長手方向に安定したス
チールコードを提供することを目的とする。さらに本発
明は、従来の１×５撚り構造のスチールコードと同等の
取扱作業性と製造コストを保持しつつ、上記２つの目的
を達成できるスチールコードを提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のスチールコードは、長手方向にパラレルな
３本の素線から成る第一素線群の周囲に、２本の素線か
ら成る第二素線群を螺線状に巻き付けてなるスチールコ
ードにおいて、第二素線群の２本の素線が撚り合わされ
ておらず、第一素線群を構成する素線の少なくとも１本
がＰ₁ ＝６ｄ〜３０ｄ、ｄ₁ ＝（ｄ＋２／１００ｍｍ）
〜（ｄ＋２／１０ｍｍ）（ただし、Ｐ₁：くせピッチ、
ｄ₁ ：くせ外径、ｄ：素線径）を満足する略スパイラル
状のくせを有することを特徴とする。

【００１１】ここで素線のスパイラル状のくせ形状につ
いて、くせピッチが素線径の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、加工時に素
線が断線し易くなり、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、ゴム材の浸入が充分でなくなるといった不具合が
でるため、Ｐ₁ ＝６ｄ〜３０ｄとした。

【００１２】また、くせ外径ｄ₁ がｄ＋２／１００ｍｍ
より小さいと、ゴム材が加圧加硫時にコード内部へ充分
に浸入せず、ｄ₁ が２／１０ｍｍより大きいと、撚りの
安定性が悪くなり、疲労性が低下するため、ｄ₁ ＝（ｄ
＋２／１００ｍｍ）〜（ｄ＋２／１０ｍｍ）とした。

【００１３】尚、各素線径ｄについても０．１〜０．４
ｍｍの範囲とした。その理由は、素線径ｄが小さ過ぎる
と機械的強力が低下し、大きすぎるとコード径が増大す
ると共に柔軟性が低下するためである。また、夫々の素
線径については、同径異径のいずれでもよく、異径の場
合の線径ｄとはスパイラル状のくせを有する素線の線径
を指す。

【００１４】

【作用】上記構成にした本発明のスチールコードを、２
枚のゴムシート間に挾んで加圧加硫すると、コード中央
部までゴムが浸透し、各素線の周囲がゴム材により被覆
されて、スチールコードはゴム材との完全な複合体とな
って、フレッティング摩耗、セパレーツ現象および腐食
によるコードの機械的性質の劣化を防止する。

【００１５】また、本発明のスチールコードは、撚りの
形態がコードの長手方向にわたって安定しているので、
ゴム材に埋め込まれて繰り返し曲げ応力が加えられた場
合でも、座屈が生じ難く、応力の集中が起こらないた
め、疲労破壊の発生を防止できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明のスチールコードを実施例によ
り具体的に説明する。

【００１７】図１において、２はくせピッチＰ₁ ＝３．
８ｍｍ、くせ外径ｄ₁ ＝０．３０ｍｍを呈するスパイラ
ル状のくせを有する１本の素線であり、これと略パラレ
ル状を呈して長手方向に２本の素線３を配置した計３本
の素線群から成る第一素線群のまわりに、２本の撚り合
わされていない素線４からなる第二素線群がピッチ１０
ｍｍで巻き付けられてスチールコード１が構成されてい
る。また、図２〜図５は、それぞれ図１のＰ−Ｐ断面、
Ｑ−Ｑ断面、Ｒ−Ｒ断面、Ｓ−Ｓ断面を示す。尚、上記
素線２〜４には、表面にブラスメッキを施した線径ｄ＝
０．２５ｍｍの鋼線を用いた。

【００１８】上記スチールコードの製造は、既知の撚線
装置（チューブラー撚線機）によって各素線を撚り合わ
せる前に、前記素線２に所要のスパイラル状のくせを付
与することで得る。尚、ここでいう所要のスパイラル状
のくせとはコードにおけるスパイラル状のくせ形状を指
すのではなく、製造過程におけるくせ形状を示す。これ
はスパイラル状のくせ形状が製造過程でなされる素線へ
の張力調整、押込み程度等により、変化するため、くせ
形状を素線の段階で設定しても、最終的なくせ形状は異
なったものとなることによる。

【００１９】また素線へのスパイラル状のくせ付は、特
公昭６３−６３２９３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って施し
たり、歯車等に噛み込ませて、波状のくせを施した後、
その素線を捻る等の手段によって容易にできる。上記ス
チールコード１においては、前者を採用した。

【００２０】上記のくせ付装置は、素線２の繰出し台と
撚線装置入口との間に設けた。従って、スチールコード
１を製造するための撚り工程が１回で済むため、製造コ
ストは従来の１×５撚り構造のスチールコードのそれと
同等のものであった。

【００２１】次に本発明コードと従来使われていた各種
コードとを、ゴム材の浸入性、疲労性、フレッティング
量および取扱作業性、製造コストについて比較し、その
結果を表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】この評価に際して、ゴム材の浸入性（％）
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を接触した形跡の
ある長さの比を百分率で求め、その平均値を示した。尚
この値は６０以上必要である。

【００２４】疲労性はスチールコードを複数本、１００
％モジュラスが３５ｋｇ／ｃｍ² のゴム材中に埋込んで
複合体シートを形成し、このシートを用いて３点プーリ
ー曲げ疲労試験機により、フレッティング摩耗座屈等を
経てコードが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。

【００２５】フレッティング量は、上記３点プーリー曲
げ疲労試験後のコードを分析して、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
生部分の拡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。

【００２６】製造コストは、スチールコード製造時の設
備運転費、作業費等同一量（１トン）を生産した場合に
かかる費用について比較したもので、安価に製造できる
ものを○、高価になるものを×、その中間を△として３
段階評価した。

【００２７】表１において従来例１は図６に示される１
×５×０．２５クローズ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、取扱性は良好である
が、ゴム材が中央部に全く入らずゴム浸入性に劣る。し
たがって、フレッティング量も多く好ましくない。

【００２８】従来例２は図７に示される２＋３×０．２
５スチールコードである。このコードはゴム浸入性は良
好であるが、側素線３本に対し芯の素線が２本しかない
ため形状が不安定で疲労性が若干劣る。また製造工程に
おいて他のコードに比べ大型専用機を必要とするため、
設備コスト及び作業工数が高くなり、製造コスト高にな
った。

【００２９】従来例３は図８に示される従来の波付けの
ない３＋２×０．２５φコードであるが、芯の３本の中
央の空洞部Ｄへのゴム浸入性が劣るという欠点が、フレ
ッティング量をおさえるに至っていない。また、２本の
素線３２を別工程で撚り合わせておく必要があるため、
製造コスト高になった。

【００３０】これに対し、本発明のスチールコードはゴ
ム浸入性、疲労性、フレッティング量及び製造コストの
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。

【００３１】

【発明の効果】本発明のゴム製品補強用スチールコード
は、コードの長手方向のほぼ全域に亘ってコード内部に
空洞部を有さないため、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
が完全に浸入するため、ゴム材との完全な複合体を作る
ことが可能である。

【００３２】従って、コードの腐食防止、及びセパレー
ツ現象の防止を可能にするのみならず、繰返し曲げ応力
が加わっても座屈が容易に発生せず疲労性に優れる。

【００３３】また、撚りの形態がコードの長手方向に安
定しているため、取扱作業性が良好であり、従来の１×
５撚り構造のスチールコードと比べても製造コスト的に
問題なく、実用上極めて有用なスチールコードである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスチールコードの一実施例を示す概
略構成図である。

【図２】図１におけるＰ−Ｐ断面図である。

【図３】図１におけるＱ−Ｑ断面図である。

【図４】図１におけるＲ−Ｒ断面図である。

【図５】図１におけるＳ−Ｓ断面図である。

【図６】従来の１×５撚り構造のスチールコードの断
面図である。

【図７】従来の２＋３撚り構造のスチールコードを示
し、（イ）は部分断面図、（ロ）は概略構成図である。

【図８】従来の３＋２撚り構造のスチールコードを示
し、（イ）は部分断面図、（ロ）は概略構成図である。

【符合の説明】

１、１１、２１、３１・・・スチールコード２・・・略スパイラル状のくせを有する素線３、４、１２、２２、２３、３２、３３・・・素線Ｄ・・・空洞部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長手方向にパラレルな３本の素線から成
る第一素線群の周囲に、２本の素線から成る第二素線群
を螺旋状に巻き付けてなるスチールコードにおいて、第
二素線群の２本の素線が撚り合わされておらず、第一素
線群を構成する素線の少なくとも１本がＰ₁ ＝６ｄ〜３
０ｄ、ｄ₁ ＝（ｄ＋２／１００ｍｍ）〜（ｄ＋２／１０
ｍｍ）（ただし、Ｐ₁ ：くせピッチ、ｄ₁ ：くせ外径、
ｄ：素線径）を満足する略スパイラル状のくせを有する
ことを特徴とするゴム製品補強用スチールコード。