JPH08199486A - ゴム物品補強用スチールコードおよび空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゴム物品補強用のスチールコードにおける、
ラップフィラメントによるフレッティング摩耗を抑制
し、フィラメント断面積の減少に起因したコード強力の
低下を回避するとともに、ラップフィラメントによるコ
ードのフィラメント間拘束力を強化して低内圧コード破
断を回避して、コードの耐久性を向上する。 【構成】 複数本のスチールフィラメントを束ねたコー
ドのまわりにラップフィラメントをスパイラル状に巻き
付けたスチールコードであって、該ラップフィラメント
に、二次元の波形による形付けを施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、空気入りタイヤや工
業用ベルト等のゴム物品の補強材として使用されるスチ
ールコードおよびこのスチールコードからなるカーカス
を骨格とする空気入りラジアルタイヤに関し、特に耐久
性の向上をはかろうとするものである。

【０００２】

【従来の技術】コードを構成するフィラメント間での拘
束力を強めるため、コードのまわりにラップフィラメン
トをスパイラル状に巻き回して成るコードが知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このラップフィラメン
トによって確かにコードにおけるフィラメント間での拘
束力を強めることはできるが、コードのフィラメントと
ラップフィラメントとのフレッティング磨耗によるコー
ド強力の低下という新たな問題が発生する。すなわち、
タイヤの負荷転動中にカーカスが曲げ変形を受けると、
コードのまわりに巻き付けたラップフィラメントとコー
ドの外側のフィラメントとの間に相対的ずれが生じて大
きなフレッティング磨耗が生じる。このフレッティング
磨耗によりフィラメント断面積が減少し、コード強力が
低下する。

【０００４】このフレッティング摩耗を抑制するため、
コードの撚り方向と同方向に巻付けたラップフィラメン
トを用いたコードやフィラメントを省略したコードが検
討されてきたが、これらのコードをトラック、バス用又
はライトトラック用タイヤのカーカスプライに用いる場
合、比較的太いフィラメントからなる層撚りコードで
は、特にタイヤがパンクした場合などの低内圧での走行
中に、ラップフィラメントの拘束力がない又は小さいた
め、フィラメントが比較的自由に動く結果、コードにバ
ックリング変形が生じてフィラメントに過大な曲げ変形
が発生し、ここでのフィラメント切れによってコード破
断（以下、低内圧コード破断という）に到る確率が高
い。またラップフィラメントで拘束力を強めたコードで
は、フィラメントの動きは抑制されるが、逆にラップフ
ィラメントとコード外周部のフィラメントとの接触部に
拘束力が集中して、低内圧走行中に、この接触部が起点
となってコード破断が発生しやすい。

【０００５】従って、この発明は、ゴム物品補強用のス
チールコードにおける、ラップフィラメントによるフレ
ッティング摩耗をその接触圧の低下により抑制し、フィ
ラメント断面積の減少に起因したコード強力の低下を回
避するとともに、ラップフィラメントによるコードのフ
ィラメント間拘束力を均等化しかつ強く拘束することに
よって低内圧コード破断を回避して、コードの耐久性を
向上しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記フレッティング磨耗
を抑制する手段について鋭意検討した結果、ラップフィ
ラメントの形状を工夫することにより、ラップフィラメ
ントとこれに接触するコード最外側のフィラメントとの
単位面積当たりの接触圧が低下することを見出し、この
発明を完成するに到った。

【０００７】この発明は、複数本のスチールフィラメン
トを束ねたコードのまわりにラップフィラメントをスパ
イラル状に巻き付けたスチールコードであって、該ラッ
プフィラメントに、二次元の波形による形付けを施して
成ることを特徴とするゴム物品補強用スチールコードで
ある。ここで、ラップフィラメントに施す波形の形付け
は、該ラップフィラメント径をｄとしたとき、波長Ｌお
よび振幅Ｈが 0.3＜Ｈ／Ｌ＜0.5 およびＨ＜ｄ／２の関
係を満足することが好ましい。

【０００８】なお、スチールコードの構造については特
に限定されないが、１本または複数本のスチールフィラ
メントからなる中心基本構造と、この中心基本構造のま
わりに配列した多数本のスチールフィラメントからなる
少なくとも１層の同軸層とを撚り合わせて成るコード、
中でも中心基本構造と同軸層とを同一方向かつ同一ピッ
チで撚り合わせた、いわゆるコンパクトコードにおい
て、とりわけ有効である。

【０００９】また、この発明は、上記のスチールコード
を、１対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスを
骨格とし、さらにカーカスのクラウン部をベルトで補強
した空気入りラジアルタイヤにおける、該カーカスおよ
び／またはベルトを構成するコードに適用してなるもの
である。

【００１０】さて、図１(a) および(b) に、この発明に
従うゴム物品補強用スチールコードの断面を、撚り構造
１×３＋９＋１タイプについて示す。図に斜線で示した
３本のスチールフィラメントが中心基本構造（以下コア
と示す）１であり、このコア１のまわりに互いに隣接し
て配列した、９本のスチールフィラメントで同軸層（以
下シースと示す）２を構成し、さらにシース２のまわり
に、このシースの撚り方向と逆向きのスパイラルに巻付
けたラップフィラメント３をそなえる。

【００１１】ラップフィラメント３は、図１(b) および
図２に示すように、二次元の波形による形付けを施して
あることが肝要である。すなわち、波形で連続するラッ
プフィラメント３をコードに巻き付けると、シース２の
各フィラメントがラップフィラメント３の湾曲部に入り
込む結果、ラップフィラメント３とシース２のフィラメ
ントとの接触面積は増大し、ラップフィラメントとこれ
に接触するコード最外側のフィラメントとの単位面積当
たりの接触圧は低下するのである。ここに、ラップフィ
ラメントの形付け形状は、最外側シースの各フィラメン
トの周面に沿うように型付けするのが最適である。ま
た、型付け形状は図２に示した規則的な波形に限らず、
最外側シースのフィラメントに沿う湾曲部を有していれ
ば有効である。

【００１２】

【作用】スチールコードに巻き付けるラップフィラメン
トに波形による形付けを施すことは、コード最外側のフ
ィラメントとラップフィラメントとの接触面積を増大す
るのに有効である。すなわち、この接触面積の増大は、
まずラップフィラメントによる拘束力の強化に寄与する
一方、コード最外側のフィラメントとラップフィラメン
トとの単位面積当たりの接触圧を低減し、ここでのフレ
ッティング摩耗や低内圧コード破断の原因となる拘束力
の部分的な集中を軽減する。従って、低内圧コード破断
およびコード強力低下はともに回避されため、コードの
耐久性は格段に向上するのである。

【００１３】ここで、ラップフィラメントに形付ける波
形は、特に限定されるものではないが、図２に示したと
ころの、波長Ｌおよび振幅Ｈが、 0.3＜Ｈ／Ｌ＜0.5 お
よびＨ＜ｄ／２の関係を満足することが好ましい。なぜ
なら、Ｈ／Ｌが 0.3未満になると、ラップフィラメント
の形状が直線に近づいて上記の作用、の抑制作用が期待
できなくなり、一方Ｈ／Ｌが0.5 をこえると、ラップフ
ィラメントによるシースの拘束力が小さくなって、低内
圧コード破断の抑制が難しくなる。同様に、Ｈ≧ｄ／２
になると、ラップフィラメントによる拘束力がシースの
各フィラメントに均一に及ばなくてシースに対する拘束
力に偏りが生じて、フレッティング磨耗および低内圧コ
ード破断の抑制が難しくなる。

【００１４】また、ラップフィラメントに対する形付け
は、例えば図３に示すように、山形歯付きのロール対間
に通すことによって施すことができる。そして、上記し
た波長および振幅に従う波形を付与するには、山形歯の
間隔を調節することによって波長を、また山形歯の噛み
込み深さの調節によって振幅を、それぞれ変化すること
ができる。さらに、ロール対間に通すフィラメントに加
えるバックテンションを強くすれば、振幅が大きくかつ
波長が短くなること、また逆にバックテンションを弱く
すれば、振幅が小さくかつ波長が長くなることが判って
いるため、これらの条件を適宜設定することにより、任
意の波長と振幅を得ることが可能である。

【００１５】なお、波形の波長および振幅は、コード構
造、つまり最外層フィラメントの径及び撚り角度、つま
りフィラメントのらせん軌跡と、ラップフィラメントの
巻き付け角度とに応じて、上記の関係を満足した上で具
体的に決定することができる。

【００１６】さらに、ラップフィラメントは、最外側シ
ースのフィラメントの撚り方向と逆向きに巻き付けるこ
とが、好ましい。すなわち、コードに対して、そのシー
スの撚りがばらける向きの入力があると、シースのフィ
ラメントは座屈しようとするが、ここでラップフィラメ
ントがシースフィラメントの撚り方向と逆向きに巻き付
けてあるため、シースフィラメントがばらける向きに動
くことによって、ラップフィラメントによる拘束力は増
大するため、上記シースフィラメントの座屈は回避さ
れ、低内圧コード破断に対する耐久性は向上する。

【００１７】一方、ラップフィラメントを巻き付けるコ
ードの構造は特に限定されないが、複撚り構造のコード
では、ラップフィラメントとのフレッティング磨耗より
も、ストランドとストランドとの間のフレッティング磨
耗が問題になるから、特にラップフィラメントとのフレ
ッティング磨耗が問題となる、層撚りの層撚り構造のコ
ードに、この発明を適用したときの効果が顕著である。

【００１８】中でも、コアとシースとを同一方向かつ同
一ピッチで撚り合わせた、コンパクトコードは、フィラ
メントが緊密に配置されてコードの輪郭形状が円形では
なく角張った多角形になっているため、特に最外層のシ
ースフィラメントとラップフィラメントとの間でフレッ
ティング磨耗が非常に激しいため、この発明がとりわけ
有利に適合する。

【００１９】また、この発明のスチールコードは、例え
ば図４に示すタイヤ構造において、カーカス４またはこ
のカーカス４のクラウン部を覆うベルト５に適用するこ
とができる。なお、図４において、６はベルト５上に配
置したトレッド部および７はビードコアである。

【００２０】

【実施例】表１に従うスチールコードを、図４に示した
タイヤのカーカス４のプライに、打ち込み数：28.0 本
／５cmのトリートとして適用し、タイヤサイズ：11／70
R22.5 14PRのトラックバス用ラジアルタイヤを試作し
た。かくして得られたタイヤについて、そのコード強力
保持率、低内圧コード破断に対する耐久性（耐低内圧コ
ード破断性）およびラップフィラメントに対するゴム接
着性を調査した。

【００２１】ここで、コード強力保持率は、各試作タイ
ヤに内圧：７kgf ／cm² を充填後に、トラックに装着
し、JIS 100 ％荷重の下に速度：60km／ｈで走行させ、
100000km毎にトレッドを更生して300000kmまで走行させ
た後、各試作タイヤを解剖して、カーカスよりゴム付ス
チールコードのサンプルを取出し、インストロン形引張
り試験機で引張り強さを測定し、この測定値をタイヤに
適用する前のコードの引張り強さと対比してコード強力
保持率（％）を算出した。この算出結果は、比較例１の
結果を100 としたときの指数で示し、コード強力保持率
の低下度合の小さいものほど指数は大きくなる。

【００２２】また、耐低内圧コード破断性は、各試作タ
イヤをトラックの複輪に装着して100000km走行後に複輪
のいずれか１本のタイヤを内圧０としてから、さらに20
00km走行させたのち、このタイヤのカーカスから10本の
コードを引き抜き、フィラメントの破断本数を調査し、
全フィラメント本数と対比して破断率を算出し、比較例
１の破断率を100 として破断率の小さいものほど大きく
なるように指数表示した。この指数が90以上であれば、
実際上問題はない。

【００２３】さらに、ゴム接着性は、上記の10本のコー
ドにおいてゴムが接着されていない長さを測定し、比較
例１の長さを100 として接着不良長さが短いほど大きく
なるように指数表示した。これらの調査結果を、表１に
併記する。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１に示すように、比較例２は基準となる
比較例１と同様のコード構造であるが、ラップフィラメ
ントがないため、耐低内圧コード破断性に劣るものであ
る。比較例３は、３＋９構造のシースフィラメントを減
らすことによってゴムペネレーション性を向上した３＋
８構造のコードであるが、耐低内圧コード破断性はや改
善するが、未だ不十分である。これに対して、発明例１
〜５は、波形に形付けしたラップフィラメントを巻き付
けたコードであり、いずれも優れた耐低内圧コード破断
性を有することがわかる。また、比較例４および発明例
６は、いずれもコンパクトコードであり、発明例６に関
する上記の各特性を評価した結果は、比較例４を100 と
したときの指数で示したように、コンパクトコードにお
いても有効である。

【００２６】

【発明の効果】この発明によれば、ラップフィラメント
によりコードのフィラメント間拘束力を高めたスチール
コードにおける、コード強力の維持と耐低内圧コード破
断性の改善とを両立して、コードの耐久性を格段に向上
することができ、従って、このスチールコードをタイヤ
のカーカスおよびベルトのいずれか一方または両方に適
用することによって、タイヤの耐久性を著しく改善する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】撚り構造１×３＋９＋１のコードの断面および
側面図である。

【図２】ラップフィラメントの側面図である。

【図３】フィラメントへの形付け要領を示す模式図であ
る。

【図４】タイヤの断面図である。

【符号の説明】

１ コア ２ シース ３ ラップフィラメント ４ カーカス ５ ベルト ６ トレッド部 ７ ビードコア

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本のスチールフィラメントを束ねた
   コードのまわりにラップフィラメントをスパイラル状に
   巻き付けたスチールコードであって、該ラップフィラメ
   ントに、二次元の波形による形付けを施して成ることを
   特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
2. 【請求項２】 ラップフィラメントに施す波形の形付け
   は、該ラップフィラメント径をｄとしたとき、波長Ｌお
   よび振幅Ｈが 0.3＜Ｈ／Ｌ＜0.5 およびＨ＜ｄ／２の関
   係を満足する請求項１に記載のスチールコード。
3. 【請求項３】 スチールコードは、１本または複数本の
   スチールフィラメントからなる中心基本構造と、この中
   心基本構造のまわりに配列した多数本のスチールフィラ
   メントからなる少なくとも１層の同軸層とを撚り合わせ
   て成る、請求項１に記載のゴム物品補強用スチールコー
   ド。
4. 【請求項４】 中心基本構造と同軸層とを同一方向かつ
   同一ピッチで撚り合わせた請求項３に記載のゴム物品補
   強用スチールコード。
5. 【請求項５】 ラップフィラメントを同軸層の撚り方向
   とは逆向きに巻き付けた請求項１，２，３または４に記
   載のゴム物品補強用スチールコード。
6. 【請求項６】 １対のビード部間でトロイド状に延びる
   カーカスを骨格とし、さらにカーカスのクラウン部をベ
   ルトで補強した空気入りラジアルタイヤであって、該カ
   ーカスおよび／またはベルトを構成するコードに、請求
   項１に記載のスチールコードを適用してなる空気入りラ
   ジアルタイヤ。