JP3043891B2 - エラストマー製品補強用スチールコード - Google Patents
エラストマー製品補強用スチールコードInfo
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- cord
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- filaments
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、空気入りタイヤや工
業用ベルト等のエラストマー製品の補強材として使用さ
れるスチールコードに関し、特に耐コード破断性の向上
をはかろうとするものである。
業用ベルト等のエラストマー製品の補強材として使用さ
れるスチールコードに関し、特に耐コード破断性の向上
をはかろうとするものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、タイヤの補強に供されるスチー
ルコードは、４〜５本のスチールフィラメントを撚り合
わせた、いわゆる１×４または１×５構造のものが広く
使用されてきた。ところが、近年、特に自動車の低燃費
化に寄与するためのタイヤの軽量化と、さらに低コスト
化の要求が強くなり、この要求に対して、１×３あるい
は１×２構造のスチールコードが使用され始めている。
ルコードは、４〜５本のスチールフィラメントを撚り合
わせた、いわゆる１×４または１×５構造のものが広く
使用されてきた。ところが、近年、特に自動車の低燃費
化に寄与するためのタイヤの軽量化と、さらに低コスト
化の要求が強くなり、この要求に対して、１×３あるい
は１×２構造のスチールコードが使用され始めている。
【０００３】これら、１×３あるいは１×２構造のスチ
ールコードは、フィラメント本数を単に減少して簡素化
した撚り構造であり、適当なベルト強度を得るために
は、フィラメントを太くする必要がある。しかし、コー
ナリングなどの際に過大な入力がタイヤに加えられる
と、コーナリング時に外側となるタイヤの踏面部に、い
わゆるバックリング変形が起こってコードは座屈される
ため、圧縮応力がコードに加わり、やがてコード破断に
到る。この現象は、特にフィラメントが太い場合に顕著
に発生する。
ールコードは、フィラメント本数を単に減少して簡素化
した撚り構造であり、適当なベルト強度を得るために
は、フィラメントを太くする必要がある。しかし、コー
ナリングなどの際に過大な入力がタイヤに加えられる
と、コーナリング時に外側となるタイヤの踏面部に、い
わゆるバックリング変形が起こってコードは座屈される
ため、圧縮応力がコードに加わり、やがてコード破断に
到る。この現象は、特にフィラメントが太い場合に顕著
に発生する。
【０００４】従来、このようなコード破断現象を回避す
るため、タイヤ製品等に新たな補強体を追加する手段が
採られているが、製品の軽量化や低コスト化を大きく阻
害する要因となることから、１×３あるいは１×２構造
のスチールコードを補強材に適用するメリットが大幅に
減少してしまう。
るため、タイヤ製品等に新たな補強体を追加する手段が
採られているが、製品の軽量化や低コスト化を大きく阻
害する要因となることから、１×３あるいは１×２構造
のスチールコードを補強材に適用するメリットが大幅に
減少してしまう。
【０００５】また、１×３構造のコードに関して、特公
平３−29914 号公報には、１×４構造のコードにおいて
１本の素線を除去した空間を、そのまま素線間の間隔と
して残した構造について開示されている。この構造に従
うコードは、圧縮応力がコードに加わった際に良好な特
性を示すと考えられる。しかし、本来は１×４構造であ
るコード配列を、１×３構造で維持しなくてはならず、
特にタイヤの加硫成型などのように、高い応力が加わる
成型のあとにも、この構造を維持することは非常に難し
く、従って工業的規模での適用には無理があった。
平３−29914 号公報には、１×４構造のコードにおいて
１本の素線を除去した空間を、そのまま素線間の間隔と
して残した構造について開示されている。この構造に従
うコードは、圧縮応力がコードに加わった際に良好な特
性を示すと考えられる。しかし、本来は１×４構造であ
るコード配列を、１×３構造で維持しなくてはならず、
特にタイヤの加硫成型などのように、高い応力が加わる
成型のあとにも、この構造を維持することは非常に難し
く、従って工業的規模での適用には無理があった。
【０００６】一方、タイヤのベルト補強に供するスチー
ルコードとして、特開昭56−31090号および同56−13140
4号公報には、１＋３構造のコードについて記載されて
いる。これらに開示のコードは、引張り剛性が比較的高
い点で有利であるが、座屈が容易に起こるため、耐コー
ド破断性には劣るものであった。
ルコードとして、特開昭56−31090号および同56−13140
4号公報には、１＋３構造のコードについて記載されて
いる。これらに開示のコードは、引張り剛性が比較的高
い点で有利であるが、座屈が容易に起こるため、耐コー
ド破断性には劣るものであった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の目
的は、軽量化ばかりでなく低コスト化の面でも改良効果
が期待できる、耐コード破断性に優れる１＋３構造のス
チールコードを、提供しようとするものである。
的は、軽量化ばかりでなく低コスト化の面でも改良効果
が期待できる、耐コード破断性に優れる１＋３構造のス
チールコードを、提供しようとするものである。
【０００８】この発明は、一平面上で変化する波形に型
付けされた、１本のコアフィラメントのまわりに、３本
の同径のフィラメントからなるシースを撚り合わせてな
るスチールコードにして、該シースは、コードの長手方
向と直交する断面において、各シースフィラメントの中
心点を結んで形成される三角形の最大角度が90°以上18
0 °未満で、かつ最大角度をなす頂点が常に同一シース
フィラメント上にあり、さらに該シースフィラメントと
これに隣接するシースフィラメントとの中心間距離が、
シースフィラメント径の1.0 〜1.3 倍である、シースフ
ィラメントの配置に成ることを特徴とする、エラストマ
ー製品補強用スチールコードである。
付けされた、１本のコアフィラメントのまわりに、３本
の同径のフィラメントからなるシースを撚り合わせてな
るスチールコードにして、該シースは、コードの長手方
向と直交する断面において、各シースフィラメントの中
心点を結んで形成される三角形の最大角度が90°以上18
0 °未満で、かつ最大角度をなす頂点が常に同一シース
フィラメント上にあり、さらに該シースフィラメントと
これに隣接するシースフィラメントとの中心間距離が、
シースフィラメント径の1.0 〜1.3 倍である、シースフ
ィラメントの配置に成ることを特徴とする、エラストマ
ー製品補強用スチールコードである。
【０００９】また、このスチールコードには、0.80〜0.
90wt％の炭素を含有するフィラメントを用いることが有
利である。すなわち、この発明の目的の一つである軽量
化のためには、フィラメントの炭素含有率を高くする
と、コード強度が高くなってコード自身の耐久性を向上
することができ、例えばタイヤへ適用する場合、他の補
強体を使用せずにコードによって強度を維持でき、さら
にコード自体の使用量も低減できるため、タイヤの軽量
化を助成し得る。
90wt％の炭素を含有するフィラメントを用いることが有
利である。すなわち、この発明の目的の一つである軽量
化のためには、フィラメントの炭素含有率を高くする
と、コード強度が高くなってコード自身の耐久性を向上
することができ、例えばタイヤへ適用する場合、他の補
強体を使用せずにコードによって強度を維持でき、さら
にコード自体の使用量も低減できるため、タイヤの軽量
化を助成し得る。
【００１０】さて図１に、この発明に従うエラストマー
製品補強用スチールコードの断面について示す。図にお
いて、１は一平面上で変化する波形に型付けされたコア
フィラメントであり、このコアフィラメント１のまわり
に、コアフィラメント１よりも径の大きいシースフィラ
メント２〜４を撚り合わせて成る。
製品補強用スチールコードの断面について示す。図にお
いて、１は一平面上で変化する波形に型付けされたコア
フィラメントであり、このコアフィラメント１のまわり
に、コアフィラメント１よりも径の大きいシースフィラ
メント２〜４を撚り合わせて成る。
【００１１】そして、シースフィラメント２〜４は、コ
ードの長手方向と直交する断面のいずれにおいても、各
シースフィラメントの中心点2a、3aおよび4aを結んで形
成される三角形の最大角度αが90°以上180 °未満で、
かつ最大角度をなす頂点が常にシースフィラメント３上
にあり、さらにシースフィラメント３とこれに隣接する
シースフィラメント２および４との中心間距離Ｌが、シ
ースフィラメント径ｄ s の1.0 〜1.3 倍である配置とす
ることが肝要である。
ードの長手方向と直交する断面のいずれにおいても、各
シースフィラメントの中心点2a、3aおよび4aを結んで形
成される三角形の最大角度αが90°以上180 °未満で、
かつ最大角度をなす頂点が常にシースフィラメント３上
にあり、さらにシースフィラメント３とこれに隣接する
シースフィラメント２および４との中心間距離Ｌが、シ
ースフィラメント径ｄ s の1.0 〜1.3 倍である配置とす
ることが肝要である。
【００１２】上記に従ってシースフィラメントを配置す
ることによって、シースに所定の型付けを施した際に、
各シースフィラメント間の位相は実質的に同一となり、
耐コード破断性が改善されるのである。
ることによって、シースに所定の型付けを施した際に、
各シースフィラメント間の位相は実質的に同一となり、
耐コード破断性が改善されるのである。
【００１３】なお、コアフィラメントの径は、シースフ
ィラメント径の40〜85％の範囲に、より好ましくは40〜
60％程度とすることが、コードの引張り剛性を向上し、
ひいては、ベルトエンドセパレーションを回避する上で
好ましい。さらに、シースフィラメントの撚りピッチ
は、9.5 mm未満では経済的に不利で、一方28mmをこえる
と耐コード破断性が劣化するところから、9.5 〜28mmと
することが望ましい。
ィラメント径の40〜85％の範囲に、より好ましくは40〜
60％程度とすることが、コードの引張り剛性を向上し、
ひいては、ベルトエンドセパレーションを回避する上で
好ましい。さらに、シースフィラメントの撚りピッチ
は、9.5 mm未満では経済的に不利で、一方28mmをこえる
と耐コード破断性が劣化するところから、9.5 〜28mmと
することが望ましい。
【００１４】また、この発明のスチールコードを製造す
るにあたり、必要とする型付量をプレフォーマーにて付
与し、３本のシースフィラメントを位相を実質的に同一
にして、コアフィラメントのまわりに撚り合わせてもよ
いし、３本の束線に所定の型付量をプレフォーマーにて
付与して、コアフィラメントのまわりに撚っても製造可
能である。さらに、該コードを押さえロール等により扁
平加工し、楕円状コードに製造することも可能である。
るにあたり、必要とする型付量をプレフォーマーにて付
与し、３本のシースフィラメントを位相を実質的に同一
にして、コアフィラメントのまわりに撚り合わせてもよ
いし、３本の束線に所定の型付量をプレフォーマーにて
付与して、コアフィラメントのまわりに撚っても製造可
能である。さらに、該コードを押さえロール等により扁
平加工し、楕円状コードに製造することも可能である。
【００１５】
【作用】この発明において、コードの各シースフィラメ
ントの中心点を結んで形成される三角形の最大角度を90
°以上、かつ最大角に位置するシースフィラメントとこ
れに隣接するシースフィラメントとの距離Ｌを、シース
フィラメント径ｄs の1.0 〜1.3 倍とするのは、以下の
理由による。すなわち、図２および３に示すような従来
の１×３撚り構造および１＋３撚り構造のコードでは、
圧縮曲げ入力があると、図４に示すように、大きな曲げ
変形がある臨界点で起こる、圧縮座屈現象が認められる
のに対し、図１に示した、この発明に従うコードの場合
は、図４に示すように座屈現象は認められない。
ントの中心点を結んで形成される三角形の最大角度を90
°以上、かつ最大角に位置するシースフィラメントとこ
れに隣接するシースフィラメントとの距離Ｌを、シース
フィラメント径ｄs の1.0 〜1.3 倍とするのは、以下の
理由による。すなわち、図２および３に示すような従来
の１×３撚り構造および１＋３撚り構造のコードでは、
圧縮曲げ入力があると、図４に示すように、大きな曲げ
変形がある臨界点で起こる、圧縮座屈現象が認められる
のに対し、図１に示した、この発明に従うコードの場合
は、図４に示すように座屈現象は認められない。
【００１６】これは、図１に示すコード配列とすること
によって、各シースフィラメント間の位相は実質的に同
一となるため、コードに圧縮曲げ入力があっても、３本
のシースフィラメントは座屈を起こさずに、該入力を吸
収でき、さらにコアフィラメントは波形に型付けがなさ
れているため、シースフィラメントに付随してコアフィ
ラメントも座屈を起こさずに、圧縮曲げ入力を吸収可能
であるところから、座屈現象が発生しないと考えられ
る。
によって、各シースフィラメント間の位相は実質的に同
一となるため、コードに圧縮曲げ入力があっても、３本
のシースフィラメントは座屈を起こさずに、該入力を吸
収でき、さらにコアフィラメントは波形に型付けがなさ
れているため、シースフィラメントに付随してコアフィ
ラメントも座屈を起こさずに、圧縮曲げ入力を吸収可能
であるところから、座屈現象が発生しないと考えられ
る。
【００１７】しかし、コードの断面に形成される三角形
の最大角が90°未満のものについては、図２および３に
示した従来コードと同様に、座屈現象が現われるため、
90°以上となる配置が必要である。
の最大角が90°未満のものについては、図２および３に
示した従来コードと同様に、座屈現象が現われるため、
90°以上となる配置が必要である。
【００１８】一方、上記最大角を180 °未満とするの
は、３本のシースフィラメントを一直線に配列すると、
すなわち最大角が180 °になると、耐ベルトコード破断
性が低下するため、これを防止するためである。
は、３本のシースフィラメントを一直線に配列すると、
すなわち最大角が180 °になると、耐ベルトコード破断
性が低下するため、これを防止するためである。
【００１９】さらに、最大角に位置するシースフィラメ
ントとこれに隣接するシースフィラメントとの距離Ｌ
を、シースフィラメント径ｄs の1.0 〜1.3 倍としたの
は、以下のような理由による。すなわち、耐コード破断
性を向上するには、Ｌ＝ｄs とすること、つまり３本の
フィラメントは隣接することが、有利であるが、３本撚
りのシースフィラメントをお互いに接触させることは、
製造上極めて困難を伴うから、1.3 倍以下ならば実質的
な効果が得られるため、上記範囲に限定した。
ントとこれに隣接するシースフィラメントとの距離Ｌ
を、シースフィラメント径ｄs の1.0 〜1.3 倍としたの
は、以下のような理由による。すなわち、耐コード破断
性を向上するには、Ｌ＝ｄs とすること、つまり３本の
フィラメントは隣接することが、有利であるが、３本撚
りのシースフィラメントをお互いに接触させることは、
製造上極めて困難を伴うから、1.3 倍以下ならば実質的
な効果が得られるため、上記範囲に限定した。
【００２０】以上の構成になる、スチールコードは、特
に空気入りタイヤのカーカス、ベルトおよびチェーファ
ーなどの補強材として好適に使用することができる。
に空気入りタイヤのカーカス、ベルトおよびチェーファ
ーなどの補強材として好適に使用することができる。
【００２１】
【実施例】図１に示した１＋３構造のスチールコードを
表１に従って試作し、これらコードを、サイズ175 ／70
Ｒ13の乗用車用ラジアルタイヤにおける２層構造のベル
トに適用した。なお、試作したベルトは、コード角度：
68°で、幅は140mm （第１ベルト）および130mm （第２
ベルト）とした。また比較として、図２および３に示し
た構造のスチールコードを表１に従って試作し、同様の
条件下に適用した。ここで、各スチールコードの最大角
αおよび隣接フィラメント間距離は、ベルトにおける任
意の20箇所のコード断面につき測定した結果を、上、下
限の範囲で示したものである。
表１に従って試作し、これらコードを、サイズ175 ／70
Ｒ13の乗用車用ラジアルタイヤにおける２層構造のベル
トに適用した。なお、試作したベルトは、コード角度：
68°で、幅は140mm （第１ベルト）および130mm （第２
ベルト）とした。また比較として、図２および３に示し
た構造のスチールコードを表１に従って試作し、同様の
条件下に適用した。ここで、各スチールコードの最大角
αおよび隣接フィラメント間距離は、ベルトにおける任
意の20箇所のコード断面につき測定した結果を、上、下
限の範囲で示したものである。
【００２２】かくして得られた試作タイヤを、低内圧高
荷重の下に１万kmのドラム走行させた後、タイヤのコー
ドを取り出して、破断コードの本数について調べた結果
を、表１に併記する。
荷重の下に１万kmのドラム走行させた後、タイヤのコー
ドを取り出して、破断コードの本数について調べた結果
を、表１に併記する。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【発明の効果】この発明のエラストマー製品補強用スチ
ールコードによれば、 特にコードに加わる圧縮変形に対
する耐久性が著しく向上するため、エラストマー製品の
耐久性をも著しく改善することができる。中でも圧縮変
形を頻繁に受けるタイヤに適用した場合に、その耐久性
を当然に改善できるばかりでなく、タイヤの軽量化や低
コスト化も達成し得る。
ールコードによれば、 特にコードに加わる圧縮変形に対
する耐久性が著しく向上するため、エラストマー製品の
耐久性をも著しく改善することができる。中でも圧縮変
形を頻繁に受けるタイヤに適用した場合に、その耐久性
を当然に改善できるばかりでなく、タイヤの軽量化や低
コスト化も達成し得る。
【図１】この発明に従うスチールコードの断面図であ
る。
る。
【図２】在来のスチールコードの断面図である。
【図３】在来のスチールコードの断面図である。
【図４】スチールコードの圧縮歪（％）と圧縮応力（kg
f ）との関係を示すグラフである。
f ）との関係を示すグラフである。
１ コアフィラメント ２ シースフィラメント ３ シースフィラメント ４ シースフィラメント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) D07B 1/06
Claims (2)
- 【請求項１】 一平面上で変化する波形に型付けされ
た、１本のコアフィラメントのまわりに、３本の同径の
フィラメントからなるシースを撚り合わせてなるスチー
ルコードにして、該シースは、コードの長手方向と直交
する断面において、各シースフィラメントの中心点を結
んで形成される三角形の最大角度が90°以上180 °未満
で、かつ最大角度をなす頂点が常に同一シースフィラメ
ント上にあり、さらに該シースフィラメントとこれに隣
接するシースフィラメントとの中心間距離が、シースフ
ィラメント径の1.0 〜1.3 倍である、シースフィラメン
トの配置に成ることを特徴とする、エラストマー製品補
強用スチールコード。 - 【請求項２】 フィラメントは、0.80〜0.90wt％の炭素
を含有する請求項１に記載のスチールコード。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9794392A JP3043891B2 (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | エラストマー製品補強用スチールコード |
| ES93302838T ES2085719T3 (es) | 1992-04-17 | 1993-04-13 | Cordones de acero para articulos elastomericos y neumaticos radiales, utilizando los mismos. |
| DE69301414T DE69301414T2 (de) | 1992-04-17 | 1993-04-13 | Stahlkabel für Elastomererzeugnisse und radiale Luftreifen mit solchen Kabeln |
| EP93302838A EP0566350B1 (en) | 1992-04-17 | 1993-04-13 | Steel cords for elastomer articles and pneumatic radial tires using the same |
| US08/408,171 US5457949A (en) | 1992-04-17 | 1995-03-22 | Steel cords for elastomer articles and pneumatic radial tires using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9794392A JP3043891B2 (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | エラストマー製品補強用スチールコード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05295682A JPH05295682A (ja) | 1993-11-09 |
| JP3043891B2 true JP3043891B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=14205757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9794392A Expired - Fee Related JP3043891B2 (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | エラストマー製品補強用スチールコード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3043891B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0905305A1 (en) * | 1997-09-11 | 1999-03-31 | Bridgestone Metalpha Corporation | Steel cord for reinforcing rubber product and pneumatic tyre using such steel cords |
-
1992
- 1992-04-17 JP JP9794392A patent/JP3043891B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05295682A (ja) | 1993-11-09 |
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