JPH10298880A

JPH10298880A - スチールコード及びタイヤ

Info

Publication number: JPH10298880A
Application number: JP9120303A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kawatani; 浩史川谷
Original assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1997-04-23
Filing date: 1997-04-23
Publication date: 1998-11-10

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構造で、ゴム浸透性が十分安定して得ら
れ、しかも撚り工程も１回で足り製造コストも安価なス
チールコードを提供する。【解決手段】芯部に３本の芯素線を配置し、その周りに
８〜９本の側素線を配置して、同一方向に同一ピッチで
同時に撚り合わせた２層構造スチールコードであり、前
記芯素線および該側素線のそれぞれが１本以上撚り合わ
せによる波くせとは別に該波くせより小さい連続した小
波くせを有しており、それら素線が素線間に隙間を有す
るようにルーズに撚り合わされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用タイヤや搬送
用ベルト等のゴム製品の補強に用いられるスチールコー
ド及びこれを用いた車両用ラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トラック・バス用ラジアルタイヤ
の補強用部材として、図１または図２に示すような２層
撚り又はそれ以上の多層撚りのスチールコードが用いら
れてきた。これらスチールコードには補強材として高強
度、高耐久性などが要求されるとともに、タイヤ中での
高耐食性が要求されている。また、コスト低減のためス
チールコードの構造の簡素化も要求されている。

【０００３】しかし、前記の従来の２層撚り構造や３層
撚り構造スチールコードは、前者にあっては芯部Ａをス
トランドとしてタイトに撚り合わせ、その外周に側Ｂを
タイトに撚り合わせる２工程の撚り合わせが、また、後
者にあっては、さらに最外層の側Ｃをタイトに撚り合わ
せる合計３工程が必要となるので、製造コストが高くな
るという欠点がある。また、先行技術のコード構造にお
いては、図１と図２のように、芯部Ａの中心は３本の素
線により閉塞状態にあり、そのためタイヤ製造の加硫工
程において、ゴムが芯部Ａの中心まで浸透せず、中空状
態になっている。従って、タイヤ中に含まれてくる僅か
な水分や金属片や石などによるキズから侵入する水分は
スーチルコード中の前記中空部を伝わり、これにより、
錆が発生し、タイヤの寿命を短くしてしまうことにな
る。

【０００４】この問題を解決するために、本出願人は、
特開平６−１０２８１号公報において、８本以上の素線
を多層に撚り合わせた１×ｎ構造、あるいは３本の素線
を撚り合わせたストランドの周囲に多本数の側素線を撚
り合わせた１×３＋ｎ構造において、芯ストランドにお
ける素線間あるいは側ストランドにおける素線間に意図
的に隙間を設け、かつコード断面を偏平形状をなすよう
なしたものを提案している。

【０００５】この先行技術によれば、芯ストランドにお
ける素線間、および側ストランドにおける素線間がそれ
ぞれ隙間を有するので、タイヤ成形後の加硫時にゴムが
側素線間の隙間から侵入し、更に芯ストランドの素線間
隙間からもゴムが内部に侵入して芯ストランドの中心部
までゴムで充填されやすくなる。しかしながら、この構
造においては、仔細に調べてみると芯ストランド素線と
側ストランド素線に接触部が多く存在し、特にタイヤ形
成後の加硫時にはスチールコードに張力がかかるので、
図３（ａ），（ｂ）に示すように接触部Ｃが多くなり、
これによりゴムがコードの内部まで浸透できない部分が
生じることがあり、このため、安定したゴム浸透性を得
るには未だ十分とは言えないものであった。

【０００６】

【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研究して創案されたもので、そ
の目的とするところは、簡単な構造で、ゴム浸透性が十
分安定して得られ、しかも撚り工程も１回で足り製造コ
ストも安価な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、耐食性のよい寿命の長いタイ
ヤを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、芯部に３本の芯素線を配置し、その周りに８
〜９本の側素線を配置して、同一方向に同一ピッチで同
時に撚り合わせた２層構造スチールコードにおいて、前
記芯素線および該側素線のそれぞれが１本以上撚り合わ
せによる波くせとは別に該波くせより小さい連続した小
波くせを有し、それら素線が素線間に隙間を有するよう
にルーズに撚り合わされている構成としたものである
（請求項１）。また、本発明はさらに、前記構成に加え
て、コード断面が偏平形状をなしている構成としたもの
である（請求項２）。また本発明は自動車用タイヤにお
いて、前記２タイプのいずれかのスチールコードを、ベ
ルト或いはカーカスの少なくとも一部に用いている構成
としたものである（請求項３）。

【０００８】前記連続した小波くせは、撚り合わせ前の
状態において、螺旋状でもよいし、平面状の波でもよ
い。さらには両者の中間的な波であってもよい。なお、
素線の直径は全て同一であることを基本とするが、場合
によっては異る直径の素線組み合わせて構成してもよ
い。

【０００９】

【作用】本発明の請求項１において、芯素線と側素線が
ルーズに撚り合わされたオープン２層構造であるため各
素線間に隙間が形成される。しかも、単なるオープン構
造ではゴム加硫時にスチールコードに張力がかかると、
素線間の隙間が消失ないし著しく減少してしまうが、本
発明の請求項１においては芯素線１ａの１本以上が連続
小小波くせ１００を有するため、ごく部分的な接触は有
するものの、芯素線１ａ同士は大部分が非接触となる。
また、側素線２ａの一本以上も連続小波くせ２００を有
するため、ごく部分的な接触は有するものの、側素線同
士は大部分が非接触となる。しかも芯素線１ａの１本以
上と側素線２ａの一本以上の連続小波くせ１００，２０
０により芯素線１ａと側素線２ａ間にも隙間が確実に形
成される。このため、ゴム加硫時にスチールコードに張
力がかかっても芯部と側に存する連続小波くせ１００，
２００により素線間の隙間ｓを確実に保持することがで
き、安定したゴム浸透性が得られる。また、すべての素
線を同時に撚り合わせることで製造することができるた
め一工程で足り、製造コストも安価にすることができ
る。請求項２によれば、コード全体が偏平断面形状であ
るため、ルーズに撚っていても形状の安定性がよく、張
力がかかってもコードの撚り戻りが生じにくく、素線間
の隙間が小さくなりにくい特徴を発揮することができ
る。

【００１０】

【発明の実施の態様】以下本発明の実施例を添付図面に
基いて説明する。図４ないし図７は本発明によるスチー
ルコードの一実施例を示している。１は芯部、２は前記
芯部１を囲む側部であり、芯部１は３本の素線１ａから
なっている。また、側部２は８本の素線２ａからなって
いる。素線１ａ，２ａは高炭素鋼線の表面に一般的に真
ちゅうなどのゴムとの接着性のよい被覆が設けられてい
る。それら芯部１を構成する３本の素線１ａと側部２を
構成する８本の素線２ａは前記のように配置され、この
状態で一括して同一方向に同一撚りピッチで同時にルー
ズに撚り合わされ、それにより１×１１構造のバンチド
コードでありながら３＋８的な形状となっており、か
つ、前記のようにルーズに撚り合わされることにより側
部の素線２ａ間には隙間ｓが形成されている。

【００１１】しかも本発明においては、前記芯部１を構
成する３本の素線１ａの少なくとも１本好ましくは２本
以上は、撚り合わせにより形成される波くせとは別に、
連続した小波くせ１００を有している。また、側部２を
構成する８本の素線２ａの少なくとも一本以上も、撚り
合わせにより形成される波くせとは別に、連続した小波
くせ２００を有している。この実施例では、３本の芯素
線１ａの全部が連続小波くせ１００を有し、また、側素
線２ａは４本が連続小波くせ２００を有しており、それ
ら連続小波くせ２００を有する側素線２ａは１本おきに
配置されて撚り合わされている。前記連続小波くせ１０
０，２００は、スチールコードを解いて取り出した１本
の素線を代表的に図６に示すように、ピッチ長さｐがコ
ードの撚り合わせのピッチ長さＰに対して小さい所定の
範囲となっている。この所定範囲は、波くせ付け加工が
きつすぎてスチールコードの耐疲労性を損なうようなこ
とがなく、かつスチールコードに張力がかかかったとき
に波が伸びて隙間形成機能が消失しないように適宜設定
される。また、芯素線１ａの連続小波くせ１００の高さ
ｈは芯部撚り合わせのらせん波高さＨよりも小さい所定
範囲となっており、側素線２ａの連続小波くせ２００の
高さｈは側部撚り合わせのらせん波高さＨよりも小さい
所定範囲となっている。それらの所定範囲は、素線間の
隙間をゴム浸透を得るのに足り、かつ芯部１や側部２の
型崩れやそれによるコードの均一性の低下を起こさない
ように適宜設定される。前記芯素線１ａの連続小波くせ
１００と側素線２の連続小波くせ２００のピッチｐは一
般的に同等とされるが、場合によっては異なっていても
よい。また、前記連続小波くせ１００，２００は撚り合
わせの前の状態において、らせん状であってもよいし、
平面的な凹凸であってもよいし、あるいは両者の中間的
なものであってもよい。

【００１２】前記のような連続波くせ１００，２００は
撚り合わせる前に予め施され、連続波くせ１００，２０
０を付けた素線１ａ，２ａは連続小波くせを付けない他
の素線１ａ，２ａともども同一ピッチ・同一撚り方向と
して一括にルーズに撚り合わされている。したがって、
図５のように、素線２ａがルーズに撚り合わせられてい
ることにより隣接するもの同士に隙間ｓが形成されこと
に加えて、芯部１においては、連続波くせ１００により
隣接する素線間に確実に隙間ｓが形成され、この隙間ｓ
を通してゴムをコードの内部まであますところなく安定
して浸透させることができるものである。また、側部２
においても、連続波くせ２００によって隣接する素線間
に確実に隙間ｓが形成されている。さらに、芯部１の素
線１ａと側部２の素線２ａが連続波くせ１００，２００
を有しているため、連続波くせの凹凸の方向に対向する
側素線２ａと芯素線１ａ間にも隙間ｓが形成され、これ
を通して内部にゴムを浸透させることができるのであ
る。前記連続小波くせ１００，２００がらせん状である
場合には、波の凹凸が３６０度方向となるため確実に隣
接する素線間に隙間が形成される。なお、本発明と異な
り、芯素線１ａと側素線２ａをともにタイトに撚り合わ
せたコードとした場合には、芯素線が側素線によりきつ
く押え込まれるため、芯素線１ａにたとえ連続小波くせ
を施しておいても、この小波くせによる隙間形成効果が
低減されてしまうが、本発明は前述のように芯素線１ａ
と側素線２ａをルーズに撚り合わせているため、かかる
問題が回避され、芯素線１ａの連続小波くせ１００によ
る隙間形成効果と側素線２ａによる隙間形成効果を十分
に発揮させることができる。なお、実施例のように側素
線２ａの４本の素線に連続小波くせ２００を設け、その
連続小波くせ付き側素線２ａを１本おきに配して撚り合
わせた場合にはバランスがよくなり、隙間が１カ所に偏
ることによる口開きの発生がないため、素線１本おきに
均一な隙間を形成することができる。

【００１３】図７は本発明の第２実施例を示しており、
この実施例では少なくとも１本好ましくは２本以上（実
施例では３本全部）にコードの撚り合わせによる波くせ
とは別のしかもこの波くせよりも小さいピッチと高さの
連続波くせ１００を施した３本の芯素線１ａを中央領域
に配し、この芯部１の周りに、少なくとも１本の素線が
コードの撚り合わせによる波くせとは別のしかもこの波
くせよりも小さいピッチと高さの連続小波くせ２００を
有する９本の側素線２ａを配し、それら芯素線１ａと側
素線２ａを同一撚り方向、同一撚りピッチで一括してル
ーズに撚り合わせている。それにより、芯素線相互間、
側素線相互間および芯素線と側素線間のそれぞれに隙間
ｓを形成している。この例では側素線２ａの４本に連続
小波くせ２００を付けているが、これに限らず３本に連
続小波くせ２００を付け、かかる素線を２本おきに配し
てもよい。その他の構成は第１実施例と同じであるか
ら、説明は省略する。

【００１４】図示するものは本発明のあくまでも数例で
あり、側素線２ａの全部に連続小波くせ２００を付ける
ことも含むものである。なお、各実施例では、素線１
ａ，２ａは直径がすべて同一となっているが、場合によ
っては、異なる組み合わせとしてもよい。すなわちたと
えば芯部１の素線１ａの直径を側部２の素線２ａの直径
よりも小さくあるいは大きくしてもよいし、芯部１の３
本の素線１ａのうち１本または２本を他の素線と異なる
径にしてもよい。あるいはまた、側部２の素線２ａのう
ち少なくとも１本を他の素線と異なる径としてもよい。
しかし、いずれにしても、素線１ａ，２ａの直径は０．
１７〜０．３６ｍｍの範囲から選択されることが好まし
く、直径が０．１７ｍｍを下回る値ではコード破断荷重
が低くなり過ぎるからであり、上限を０．３６ｍｍとし
たのは、これを超える太さではコードの破断荷重や剛性
が高過ぎて適当でないからである。

【００１５】図８と図９は本発明の第３実施例と第４実
施例を示している。これら実施例においては、前記第１
実施例と第２実施例の構成に加えて、スチールコード
が、図面において、上下方向Ｐ，Ｐから圧縮されること
によりコード長手方向と直角の断面が楕円ないし長円に
類する偏平状となっている。このように、ルーズに撚り
合わせたスチールコードをさらに偏平断面形状にするこ
とにより、各側素線２ａ間および各芯素線１ａ間がそれ
ぞれ強制的に離間されるため隙間ｓが確実に形成される
と同時に、コード形状が安定化し、また長手軸方向の負
荷に対してコードの撚りの戻りが生じにくくなり、素線
同士の接触を減少することができる。この偏平断面形状
の短径Ｄ₁と長径Ｄ₂との比（Ｄ₁／Ｄ₂偏平率）は一般的
に０．６〜０．９が適当である。偏平率が低い場合（偏
平率が０．９に近くなった場合）には偏平面が一方向に
揃いにくくなり、長手方向で一定の断面形状になりにく
いが、偏平率が高い場合（偏平率が０．６に近くなった
場合）には、断面形状は長手方向で一方向になる。すな
わち、図８と図９の断面形状がコード長手方向で連続す
る。本発明におけるコード断面が偏平形状をなしている
とは、かかる態様を含むものであり、この場合には、タ
イヤ製造時においてコードを平行に引き揃えたときの安
定性がよく、またカバーゴム厚を薄くすることができる
利点がある。

【００１６】次に本発明によるスチールコードの製造法
を説明する。３本の芯素線１ａと８〜９本の側素線２ａ
を用意し、ボビンから二度撚り撚線機に導いて撚合する
までの過程で３本の芯素線１ａの所要本数のものおよび
側素線２ａの所要本数のものについてそれぞれ連続小波
くせ１００，２００を施す。それは、連続小波くせ１０
０，２００がらせん状である場合には、回転体に３〜５
本程度のピンを間隔をおいて配した回転（公転）波付け
装置を使用してこれに素線を経由させ、連続小波くせを
有させない素線については前記回転波付け装置を使用し
ないようにする。たとえば、３本の芯素線２ａの全部に
連続小波くせ１００を施す場合には、それら各芯素線２
ａの移動経路に回転波付け装置を配置し、側素線２ａの
４本に連続小波くせ２００を施す場合には、それらの移
動経路にだけ回転波付け装置を配置する。

【００１７】このような手段により芯素線１ａと側素線
２ａにはらせん状の連続小波くせ１００，２００が塑性
加工される。その後、すべての芯素線１ａと側素線２ａ
は、回転波付け装置と同様に基体に３〜５本のピンを千
鳥状に取り付けた下流側の型付け装置のピンを通過させ
るもので、ただしこの型付け装置は素線移動経路上で回
転せず位置固定とされる。連続小波くせ１００，２００
を施されたものとそうでないもののすべての素線１ａ，
２ａはこの型付け装置を通過することによりコンパクト
コードの場合よりも適当に大きい型付けが施される。こ
のように型付けを施された素線は、続いて３本の芯素線
１ａが中心領域に位置しこれを囲んで側素線２ａが位置
するように鏡板を通して集合させる。このとき、上記例
では、連続小波くせ２００を施した４本の側素線２ａ
は、連続小波くせ２００を施さない他の側素線２ａに対
して１本おきとなるように鏡板を通してボイスに導けば
よい。そして、ボイスから二度撚り撚線機に導かれ、こ
れにより、全部の素線が一括してルーズに撚り合わされ
て２層オープンコードとされる。こうして各素線間に隙
間のあるバンチドコードになるので、あとは該スチール
コードをリールに巻き取る前に経路上に配置した対ロー
ラ等により軽く１８０度対称位置から圧縮すればよい。
なお、芯素線１ａの連続小波くせ１００を平面的な波形
態とする場合には、前記波付け装置として相互に歯部が
噛み合う一対の歯車を使用し、これを前述した場合と同
じ素線移動経路に配置し、対の歯車の間に連続小波くせ
を施すべき素線を通せばよく、これにより素線は噛み合
う歯部によりジグザク状にクリンプ加工される。

【００１８】図８は本発明によるスチールコードを適用
したラジアルタイヤを示しており、８はベルトであり、
９はカーカスである。本発明によるスチールコードはそ
の偏平度が大きい場合には、ベルト８においては長径側
をトレッド面に平行に並べ、カーカス９においてはタイ
ヤ中心部に向かって平行に並べることが好ましく、コー
ドが偏平であるため、カバーゴム厚を薄くすることも可
能なのでタイヤの軽量化にも効果的である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明した本発明によるときには、芯
部に３本の芯素線１ａを配置し、その周りに８〜９本の
側素線２ａを配置して、同一方向に同一ピッチで同時に
撚り合わせた２層構造スチールコードにおいて、前記芯
素線１ａおよび該側素線２ａのそれぞれが１本以上撚り
合わせによる波くせとは別に該波くせより小さい連続し
た小波くせ１００，２００を有し、それら素線が素線間
に隙間を有するようにルーズに撚り合わされている構成
としたので、ルーズな撚り形態と芯素線１ａおよび側素
線２ａの連続小波くせ１００，２００との相乗作用によ
り、芯素線間、側素線間および芯素線と側素線間にそれ
ぞれ確実に隙間を形成することができ、ことに芯素線１
ａと側素線２ａがそれぞれ連続小波くせ１００，２００
を有しているため、コードに張力が負荷されコード断面
がルーズな状態から引き締まった時にも、連続小波くせ
１００，２００により適正な隙間を確実に保持させるこ
とができ、これによりコード全長にわたってゴムを芯素
線間、側素線間および芯素線と側素線間に完全に透性さ
せることができる。しかも、２層構造ではあるが１回撚
りのコードであるため、製造コストも安価なものとする
ことができるというすぐれた効果が得られる。請求項２
によれば、さらに、コードの長手における断面が偏平形
状をなしているので、ルーズな撚り構造でありながら安
定した形状に保持されるとともにゴム加硫時に張力がか
かったときにも素線同士が接近しにくくなる。このた
め、前記したルーズな撚り形態と芯素線１ａおよび側素
線２ａの連続小波くせ１００，２００との相乗効果によ
り、コード全長にわたって均一で安定したゴム浸透性を
得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、本発明スチールコードをタイヤのベルト
或いはカーカス補強に用いるため、耐食性に優れ、長寿
命のタイヤとすることができ、長径側をベルトにおいて
はトレッド面に平行に、カーカスにおいてはタイヤ中心
部に向かって平行に並べれば、カバーゴム厚を薄くする
ことも可能なのでタイヤの軽量化も図ることができると
いうすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の２層構造スチールコードの断面図であ
る。

【図２】従来の３層構造スチールコードの断面図であ
る。

【図３】（ａ）は従来の２層偏平構造スチールコードを
張力負荷時の状態で示す断面図、（ｂ）は同じく別の断
面位置での状態を示す断面図である。

【図４】本発明によるスチールコードの第１実施例を模
式的に示す拡大側面図である。

【図５】第１実施例の模式的断面図である。

【図６】第１実施例においてスチールコードを分解して
取り出した素線を模式的に示す側面図である。

【図７】本発明によるスチールコードの第２実施例を模
式的に示す断面図である。

【図８】本発明によるスチールコードの第３実施例を模
式的に示す断面図である。

【図９】本発明によるスチールコードの第４実施例を模
式的に示す断面図である。

【図１０】本発明を適用したラジアルタイヤの一例を示
す部分切欠斜視図である。

【符号の説明】

１芯部１ａ芯素線２側部２ａ側素線１００連続小波くせ２００連続小波くせｓ隙間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯部に３本の芯素線を配置し、その周りに
８〜９本の側素線を配置して、同一方向に同一ピッチで
同時に撚り合わせた２層構造スチールコードにおいて、
前記芯素線および該側素線のそれぞれが１本以上撚り合
わせによる波くせとは別に該波くせより小さい連続した
小波くせを有し、それら素線が素線間に隙間を有するよ
うにルーズに撚り合わされていることを特徴とするスチ
ールコード。
【請求項２】コードの長手方向と直角の断面が偏平形状
をなしている請求項１に記載のゴム補強用スチールコー
ド。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載のスチール
コードをベルト或いはカーカスの少なくとも一部に用い
ている車両用ラジアルタイヤ。