JP3051556B2 - 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

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JP3051556B2 JP4097937A JP9793792A JP3051556B2 JP 3051556 B2 JP3051556 B2 JP 3051556B2 JP 4097937 A JP4097937 A JP 4097937A JP 9793792 A JP9793792 A JP 9793792A JP 3051556 B2 JP3051556 B2 JP 3051556B2
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/06Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
    • D07B1/0606Reinforcing cords for rubber or plastic articles
    • D07B1/062Reinforcing cords for rubber or plastic articles the reinforcing cords being characterised by the strand configuration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/0057Reinforcements comprising preshaped elements, e.g. undulated or zig-zag filaments

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ropes Or Cables (AREA)
  • Tires In General (AREA)

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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【0008】この発明は、らせん状に型付けされた、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。
【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はらせん状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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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らせん状に型付けが
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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に従うスチールコードの断面図であ
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。
【符号の説明】
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 1/00 - 9/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 らせん状に型付けされた、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。
  2. 【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。
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