JPH1121777A

JPH1121777A - ゴム補強用スチールコードおよびラジアルタイヤ

Info

Publication number: JPH1121777A
Application number: JP9199336A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kawatani; 浩史川谷; Satoshi Tamada; 聡玉田
Original assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1997-07-09
Filing date: 1997-07-09
Publication date: 1999-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構造でしかも極めて大きな伸びを有する
するとともにコード厚さが非常に薄く、かつコードに引
張り力が作用したときにも回転を生じないゴム補強用ス
チールコードを提供する。【解決手段】互いに巻方向を異にしたコイル部を連続形
成した２本のスパイラル状素線を各巻きピッチ間に相手
方のコイル部分が位置するように噛み合わせており、か
つこの状態でコイル部が倒され全体として偏平状となっ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はゴム補強用スチール
コードとりわけ極めて高い伸び特性を備えたスチールコ
ードおよびこれを利用したラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴム製品たとえば自動車用タイヤ、コン
ベアベルト、高圧ホースなどにおいては、補強材として
スチールコードが汎用されている。ところで、ゴム製品
においてはたとえばタイヤでみられるように凹凸に対す
る追従性を向上するため伸びの大きいスチールコードが
要求されている。かかる大きな伸び特性を有するスチー
ルコードとして、実公平４−１７５９６号公報に示され
ているような１×ｎ構造のものが知られている。例えば
１×５構造においては、５本の素線を同一方向で撚りピ
ッチを同一の短いピッチ（例えば素線径０．３８ｍｍの
場合には６．５ｍｍ）で撚り合わせた構造であり、撚り
ピッチを短くするとともにルーズに撚り合わせることで
コードの中心部分を中空状態にし、この部分にルーズに
撚り合わせた素線間の隙間からゴムを浸入させるように
なっている。

【０００３】しかし、このような構造では、第１に初期
伸びおよび破断時伸びがともに小さく、しかも、撚りピ
ッチが短いので、コスト低減の点で不十分であるととも
に、短ピッチで撚り合わせていることにより素線(スチ
ールワイヤ)の強度が大幅に低下(撚り減り)するので強
度利用率が低いという問題があった。また、コンパクト
に撚ったコードに比べて螺旋の外径を大きくして撚り合
わせることによって素線間に隙間を設けたオープン構造
としたものであるから、撚り合わせた素線がルーズな状
態になっており、このためコード径が大きく、それによ
りスチールコードを埋設するゴム層の厚さも大きくな
り、軽量化やコストダウンを図ることが困難であるとい
う問題があった。しかもコードの中心部には大きな空間
部が存在する。従って、釘等の金属片を踏み込むとこれ
がコード内を突き抜け易く、耐外傷性の点からも問題が
あった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】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、簡単な構造でしかも極めて大きな伸びを
有するするとともにコード厚さが非常に薄く、かつコー
ドに引張り力が作用したときにも回転を生じないゴム補
強用スチールコードを提供することにある。また本発明
の他の目的は、路面の凹凸に対して追従性の良好なタイ
ヤを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明はスチールコードが素線を撚り合わせものである
という従来の発想を転換し、巻き方向を異にする２本の
コイル状素線を組み合わせてスチールコードとしたもの
である。すなわち本発明は、互いに巻方向を異にしたコ
イル部を連続形成した２本のスパイラル状素線を各巻き
ピッチ間に相手方のコイル部分が位置するように噛み合
わせており、かつこの状態でコイルが倒され全体として
偏平状となっている構成としたものである。前記コード
の偏平率（短径／長径の１００分率）は一般に２５〜５
０％程度が好ましい。本発明の他の特徴は前記スチール
コードをベルト層に埋設したタイヤとしたことにある。

【０００６】

【作用】本発明によるスチールコードは、コイル巻き方
向を右巻きと左巻きにした２本のスパイラル状素線から
なるので、構造が簡単である。しかも、２本の素線のコ
イル部分が交互にかみ合うとともに圧延されて偏平率５
０％以下の偏平状態となっているため、形状も安定的に
保持される。しかも、形態がスパイラルであるため引張
りや圧縮応力に対して２本の素線に均等な負荷がかか
り、単位長さあたりの素線量が多くかつバネ作用がある
ため、弾性領域（初期伸び）での構造伸びを著しく向上
することができる。また、バネ効果により弾性領域未満
での形状復元性が良好であるため、疲労性も優れてい
る。さらに、右巻きと左巻きの各コイル部分には無荷重
時においてもすき間が存在するため、ゴム浸透性も良好
である。

【０００７】また、右巻きと左巻きにした２本のコイル
状の素線は噛み合わされた状態で偏平率２５〜５０％の
偏平状となっているため、形状保持性が良好であるとと
もに、コードとしての厚みを非常に薄くすることがで
き、したがって、ゴムマトリックスに埋設したときのシ
ート厚みを薄くすることができる。さらに、右巻きと左
巻きのコイルからなっているため、コードを引っ張った
ときのコードの回転性が打ち消され、また、噛みあった
コイル部分が互いに干渉するため形状保持も良好であ
る。このため取り扱いが容易になるとともに、ゴムとの
複合体とする際に低いテンションがかかってもゴムに捻
れが生じず、カレンダーシートの平坦性が良好に保た
れ、シートの波打ちといった現象を回避することができ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を添付図面に
基いて説明すると、図１ないし図３は本発明にかかるゴ
ム補強用スチールコードの一例を示しており、平面から
見てコイル巻き方向が反対の２本のスパイラル状素線
１，１’が組み合わされてなり、全体として薄い帯状を
なしている。図２（ａ）（ｂ）（ｃ）と図３（ａ）
（ｂ）（ｃ）は本発明によるゴム補強用スチールコード
の偏平率を異にした３例を示しており、偏平率すなわち
短径（厚さ）Ｔ／長径（幅）Ｗは（ａ）＜（ｂ）＜
（ｃ）となっている。

【０００９】詳述すると、スパイラル状素線１，１’
は、それぞれ表面にゴムとの接着性のよいたとえば真ち
ゅうめっきを施した直径が０．１５〜０．７０ｍｍの範
囲内の高炭素鋼線からなっている。通常の場合、スパイ
ラル状素線１，１’の素線径は同等であることが望まし
い。しかし断面形状は必ずしも真円形状でなく、楕円形
状などであってもよい。一方のスパイラル状素線１は直
線状の素線を所定の外径Ｄとなるように所定のピッチＰ
で右巻きした円筒状のコイルからなっている。他方のス
パイラル状素線１’は同じく直線状の素線を所定の外径
Ｄとなるように所定のピッチＰで左巻きした円筒状のコ
イルからなっている。

【００１０】前記ピッチＰは一般に０．３〜５．０ｍｍ
の範囲が適当である。その理由はピッチが０．３ｍｍ未
満であると両スパイラル状素線１，１’を噛み合わせる
ときにコイル部がピッチ間に入らなくなるからである。
また、ピッチが５．０ｍｍ以上では通常の撚り線と同等
になり、両スパイラル状素線１，１’を噛み合わせても
コイル部が固定された状態にならないからである。通常
の場合、両方のコイルの外径ＤおよびピッチＰは等しい
ようにするが、場合によっては異なっていてもよい。ま
た、コイル形状は真円形の場合に限らず、長円形、楕円
形、三角形以上の多角形など任意である。

【００１１】そして、前記右巻きのスパイラル状素線１
と左巻きスパイラル状素線１’は、各巻きピッチ間に相
手方の各巻きピッチが介在するように噛み合わされてい
る。すなわち、右巻きのスパイラル状素線の各コイル部
１００と左巻きスパイラル状素線１’の各コイル部１０
０’は交互に位置するように組み合わされており、コー
ド幅方向一側には右巻きのスパイラル状素線の各コイル
部１００の一部１００ａが存し、コード幅方向他側には
左巻きスパイラル状素線１’の各コイル部１００の一部
１００ｂが存するようにオーバラップしている。

【００１２】さらに、前記右巻きスパイラル状素線１と
左巻きスパイラル状素線１’は、ピッチ角（コイル部の
中心線がコイルの中心線に直角な平面となす角度）αが
鋭角となるように寝かされ（倒され）、それにより全体
が図１および図３のように偏平状となっている。この偏
平度合いは短径（厚さ）／長径（幅）×１００（％）で
表される。本発明の場合、偏平率は２５〜５０％が好ま
しい。その理由は、偏平率が２５％以下では圧偏化のた
めのスパイラル状素線の圧延時に素線に圧痕が発生し、
強力及び疲労性が低下するからである。また、偏平率が
５０％以上では、圧下度合いが少ないことにより右巻き
のスパイラル状素線１と左巻きスパイラル状素線１’の
それぞれの素線が動いてしまい、噛み合わせ状態の保持
（形状保持）が困難となる点、コードの厚さが大きくな
るためシート厚みを薄くする効果が低くなる点に不都合
があるからである。

【００１３】図４は図２（ｂ）に示すスチールコードに
引張り荷重を付加したときの状態変化を示しており、図
４（ａ）は５ｋｇ荷重付加時の状態を、（ｂ）は１０ｋ
ｇ荷重付加時の状態を示している。無荷重時状態のとき
に比べて、右巻きスパイラル状素線１と左巻きスパイラ
ル状素線１’のコイル部１００，１００’の間隔が広が
るとともにコイル部１００，１００’が平面に対して起
立する傾向が強くなり、コード幅が減少している。

【００１４】図５ないし図７は本発明によるスチーメコ
ードを製造する方法の例を示しており、第１段階とし
て、素線をリールから繰出し、コイル成形機を使用し
て、図５（ａ）（ｂ）のように円筒状の右巻きスパイラ
ル状素線１を作成する。同様にこれと別に素線をリール
から繰出して、図５（ｃ）（ｄ）のように円筒状の左巻
きスパイラル状素線１’を作成する。次いで第２段階と
して、図６（ａ）のように前記右巻きスパイラル状素線
１と左巻きスパイラル状素線１’を相互にピッチをずら
せた状態で押込み、略同心状に噛み合わされたコード素
体ＳＫ’を得る。このときに右巻きスパイラル状素線１
と左巻きスパイラル状素線１’の噛み合わせ度合いすな
わちコード幅方向でのオーバラップ度合いを調整するこ
とによりコード幅を簡単に設定することができる。

【００１５】次いで第３段階として、図７（ａ）のよう
にコード素体ＳＫ’に適宜筒状カバー２をかぶせ、この
状態でコード素体ＳＫ’に対し１８０度対称位置からコ
ード素体ＳＫ’の軸線と非直角方向に加圧力Ｆ，Ｆを付
加して圧延し、コード素体ＳＫ’に強制的にずれ変形を
与え、コード素体ＳＫ’を潰す。これにより各コイル部
はピッチ角が変化し、同図（ｂ）のようにコード素体Ｓ
Ｋ’は円筒状から偏平状に塑性変形させられる。このと
きの加圧力Ｆ，Ｆの大きさによって前記偏平率を任意に
設定することができる。前記スパイラル状素線１，１’
の加工工程とスパイラル状素線１，１’の噛み合わせ工
程および圧延工程はインラインで連続的に送りながら実
施できるため、生産性は良好である。

【００１６】図８と図９は本発明を適用したラジアルタ
イヤを示しており、１１はカーカス、１２はトレッド、
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄはカーカス１１とトレ
ッド１２との間に配した複数枚(この例では４枚)のベル
トである。前記ベルト１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ
は、図８のように、平行配列のスチールコードＳＣの両
側からゴムをトッピングしてゴム層１４としこれをタイ
ヤに成形後、加硫することにより作られている。本発明
は前記のような構造のスチールコードＳＫをトレッド１
２に最も近いベルト１３ｄあるいはこのベルトとその下
の少なくとも１枚のベルトに埋設している。ゴムは天然
ゴム、合成ゴムのいずれでもよいが、セパレーションと
コード耐久性の面から、５０%モジュラスが１０〜４０k
g/cm²であることが好ましい。もちろん、本発明は衝撃
吸収特性を利用してベルト以外の箇所にも使用し得るこ
とは勿論である。

【００１７】

【実施例】次に本発明の実施例を示す。高炭素鋼からな
り表面に真ちゅうめっきを施した直径０．６０ｍｍ（引
張り強さ約６６ｋｇｆ）の２本の素線の一方を、外径
４．０ｍｍ、ピッチ１．０ｍｍで右巻きして右巻きスパ
イラル状素線を形成した。また、他方の素線を外径４．
０ｍｍ、ピッチ１．０ｍｍで左巻きして左巻きスパイラ
ル状素線を形成した。上記両スパイラル状素線を各ピッ
チ毎に交互にコイル部が位置するように噛み合わせてコ
ード素体を得た。このコード素体を１８０度対称位置か
ら圧延機により加圧して倒して偏平状にした。このとき
の加圧度合いを変え、２５〜４９％の５種の偏平率の本
発明コードを作り、サンプル１ないし５とした。また、
比較のため偏平率を本発明範囲外にしたものを作成し、
サンプル６，７とした。

【００１８】各サンプルについて、特性を試験した結果
を表１に示す。表１において、「疲労性」はコードサン
プルをゴム中に埋め込んで加硫した帯状の試験片を直径
３８ｍｍの３個のロールを配置した試験機に掛け、破断
荷重の１０％の荷重を付加した状態で３ロールを移動し
て繰り返し曲げを与えて、コード破断までの回数を測定
した結果であり、１０万回以下のものを×とし、１０万
回を越えるものを○とした。また、「ゴム浸透性」は、
コードを１００ｇの張力下でゴムに埋め込んで加硫した
後２分割し、素線表面を目視観察してゴムに被覆されて
いる面積を１００分率で表した。「低荷重伸び」とは
０．５→４．０ｋｇｆ荷重時の伸び、すなわち０．５ｋ
ｇｆの荷重をかけて基準値としその後３．５ｋｇｆ荷重
を追加したときの伸びを測定した結果である。「形状保
持性」とはコード幅方向から両スパイラル状素線を離間
する方向に荷重１ｋｇｆで引っ張ったときに噛み合わせ
状態が保持されているものを○とし、移動してしまった
ものを△として表した。なお、本発明コード（サンプル
２，３，４）の弾性係数を測定したところ、荷重約１０
ｋｇｆまでの初期伸び領域において１０〜３０ｋｇｆ／
ｍｍ²であり、ゴムとの複合体とした場合のそれは４０
〜５０ｋｇｆ／ｍｍ²であった。

【００１９】

【表１】

【００２０】この表１から、本発明のスチールコードは
伸び特性にすぐれ、低荷重時の伸びが高いとともに破断
時伸びが２８０％を越えて極めて高く、また、ゴム浸透
性も優れまた、疲労性も良好であることがわかる。偏平
率が本発明範囲より低いサンプル７はゴム浸透性と疲労
性で劣っている。偏平率が本発明範囲より高いサンプル
６は形状保持性が劣り、またコードの厚みが大きくなる
点で不都合がある。

【００２１】図１０に本発明コードの代表的なサンプル
２，３，４の荷重−伸び曲線を従来の高伸度スチールコ
ードと比較して示す。高伸度スチールコードは直径０．
３５ｍｍの素線を６．２ｍｍという短いピッチで撚りあ
わせて１×５構造にしたものである。この図１０から明
らかなように、本発明コードの伸び特性は荷重約１０ｋ
ｇｆまでの初期伸びとそれ以降の２次伸びからなってお
り、その初期伸が従来コードと格段に異なることがわか
る。図１１はサンプル２，３，４の本発明コードと従来
の高伸度スチールコードの初期伸び（低荷重伸び）を比
較したもので、本発明によるスチールコードは従来コー
ドに比べて著しく大きな伸びが得られることがわかる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、互いに巻
方向を異にしたコイルを連続形成した２本のスパイラル
状素線を各巻きピッチ間に相手方のコイル部分が位置す
るように噛み合わせてなり、かつこの状態でコイルが倒
され全体として偏平状となっているので、伸びがきわめ
て大きく凹凸に対する追従性の良好な特性を得ることが
でき、しかも非常に偏平であるためゴムの厚さを薄くす
ることができ、さらにスパイラル状素線は巻き方向が逆
であることによりコードを引っ張ったときに回転性が打
ち消されるため、カレンダーシートの平坦性が良好に保
たれ、そのうえゴム浸透性もよく、さらに構造が簡単で
安価に製造することができるというすぐれた効果が得ら
れる。

【００２３】請求項２によれば、偏平率を２５〜５０％
としているため、請求項１の効果に加え、強力、疲労
性、が形状保持性という特性を良好に保つことができ、
タイヤを成形した場合にゴム厚さを小さくすることがで
きるというすぐれた効果が得られる。請求項３によれ
ば、悪路などに対する追従性のよい軽量タイヤを提供す
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】（ａ）は本発明によるスチールコードの一例を
示す平面図、（ｂ）は同じくその側面図である。

【図２】（ａ）は偏平率を相対的に小さくした本発明コ
ードの拡大平面図、（ｂ）は（ａ）よりも偏平率を大き
くした本発明コードの拡大平面図、（ｃ）は（ｂ）より
も偏平率を大きくした本発明コードの拡大平面図であ
る。

【図３】（ａ）は図２（ａ）の断面図、（ｂ）は図２
（ｂ）の断面図、（ｃ）は図２（ｃ）の断面図である。

【図４】（ａ）は図２（ｂ）のコードに５ｋｇｆの荷重
を付加したときの状態変化を示す平面図、（ｂ）は同じ
く１０ｋｇｆの荷重を付加したときの状態変化を示す平
面図である。

【図５】（ａ）は本発明コードの製造に使用する一方の
スパイラル素線の部分拡大側面図（ｂ）はその正面図、
（ｃ）は本発明コードの製造に使用する他方のスパイラ
ル素線の部分拡大側面図（ｄ）はその正面図である。

【図６】（ａ）は本発明におけるコード素体の模式的断
面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図、（ｃ）
は（ａ）のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。

【図７】は本発明コードを得るための圧延工程を模式的
に示す説明図である。

【図８】本発明によるラジアルタイヤの部分切欠正面図
である。

【図９】本発明によるベルトの部分的断面図である。

【図１０】本発明の実施例コードと従来コードのの荷重
−伸び曲線図である。

【図１１】本発明の実施例コードと従来コードを比較し
て示す低荷重伸び曲線図である。

【符号の説明】

１右巻きスパイラル状素線１’ 左巻きスパイラル状素線１００，１００’ コイル部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに巻方向を異にしたコイル部を連続形
成した２本のスパイラル状素線を各巻きピッチ間に相手
方のコイル部分が位置するように噛み合わせており、か
つこの状態でコイル部が倒され全体として偏平状となっ
ていることを特徴とするゴム補強用スチールコード。
【請求項２】偏平率（短径／長径の１００分率）が２５
〜５０％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】トレッドに近いベルトが、互いに巻方向を
異にしたコイル部を連続形成した２本のスパイラル状素
線を各巻きピッチ間に相手方のコイル部分が位置するよ
うに噛み合わせており、かつこの状態でコイルが倒され
全体として偏平状となっているスチールコードで補強さ
れていることを特徴とするラジアルタイヤ。