JPH0730714Y2 - ゴム製品補強用スチールコード - Google Patents

ゴム製品補強用スチールコード

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JPH0730714Y2
JPH0730714Y2 JP10215090U JP10215090U JPH0730714Y2 JP H0730714 Y2 JPH0730714 Y2 JP H0730714Y2 JP 10215090 U JP10215090 U JP 10215090U JP 10215090 U JP10215090 U JP 10215090U JP H0730714 Y2 JPH0730714 Y2 JP H0730714Y2
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剛 高松
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    • 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
    • D07B1/0646Reinforcing cords for rubber or plastic articles comprising longitudinally preformed wires

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  • Ropes Or Cables (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は自動車用タイヤ、コンベアベルト等のゴム補強
材として使用されるゴム製品補強用スチールコードに関
するものである。
[従来の技術] 一般に、この種のスチールコードには、第3図に示すよ
うな複数本の素線を密着して撚り合わせた、所謂クロー
ズド撚りコードが使用されている。
そして、上記スチールコード(4)は、複数本が平行に
引揃えられた状態でゴムにより被覆され、自動車用タイ
ヤ、コンベアベルト等のゴム製品補強材として使用され
ている。
ところで、ゴム製品補強材としての必要不可欠な要件
は、耐疲労性に優れることである。すなわち、スチール
コードが強度に優れ、しかもゴムとの完全な複合体とな
って耐疲労性に優れると、ゴム製品の寿命を大巾に延長
させるとともに安全性を高めることなり、ゴム製品補強
材としての役割を充分に果たすことができる。
しかしながら、上記スチールコード(4)にあっては、
コードを構成する各素線(5)が密着して撚り合わされ
ているため、コードとゴムとの複合体シート成形時に、
ゴムが各素線(5)、(5)間よりコード内部へ浸透す
ることができず、単にコード外周を覆うだけであり、コ
ード内部には空洞部Eがコード長手に亘り連続して存在
することとなる。
このため、このスチールコード(4)をたとえばタイヤ
に使用すると、ゴムとコードとの接着が充分ではなくな
るため、自動車の走行時にコードとゴムとが剥離する、
所謂セパレーション現象を起こしてタイヤの機能を著し
く低下させ、またゴム中の水分やタイヤの切り疵より浸
入した水分がコード内部の空洞部E内へ至り、コード長
手に伝播してコードを腐食させ、コードの機械的強度の
低下を招き、耐疲労性を大巾に低下させることとなる。
近年、上記事情に鑑みて、スチールコードとゴムとの接
着性を改善し得る構造のスチールコードが種々提案され
ている。
例えば、特開昭55−90692号公報には、第4図に示すよ
うな各素線(6)、(6)間に隙間Cを設けながら撚り
合わせた撚りの甘い、所謂オープン撚りコードと称され
るスチールコード(7)が開示されている。
[考案が解決しようとする課題] 上記スチールコード(7)において、コード内部へゴム
が充分に浸入するためには、各素線(6)、(6)間の
隙間Cを0.01mm以上とする必要がある。
しかしながら、上記隙間Cを充分にとると、各素線
(6)の移動できる自由空間が大きくなり、スチールコ
ード製造時に撚り構造が不安定になり易く、第5図
(イ)、(ロ)に示すように、素線(6)の片寄りが生
じたり、撚りがコードの長手方向に不均一になったりす
る。
また、このスチールコード(7)は極く低荷重での伸び
が大きいため、取扱性および複合体シート成形時の作業
性が悪いばかりか、複合体シート成形時に加えられる低
荷重の張力によって上記隙間Cが減少し、結局第3図に
示すスチールコード(4)と同様となり、コード内部へ
ゴムが充分に浸入せず、したがってゴムとの完全な複合
体とはならず、前述の如き弊害を招くこととなってい
た。
さらに、上記各スチールコード(4)、(7)にあって
は、自動車走行時の道路の凹凸や、小石に乗り上げる等
のコードに応力が付加した場合、コード外接円が略円形
であるため曲げ剛性が大きく、無理な変形を生ずること
となり、耐疲労性低下を招く原因となっていた。
本考案は、上記課題に鑑みてなしたものであり、目的は
耐疲労性に優れ、ゴム製品、特にタイヤの寿命を大巾に
延長するとともに安全性を高めることが可能なスチール
コードを提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため、本考案のスチールコードは、
コードを構成する複数本の素線のうち少なくとも1本の
素線に、撚りのくせとは別の小さな略スパイラル状のく
せを施して、この素線と隣接する素線との間にコード内
部へのゴムの浸入経路を設け、コード内部へのゴムの浸
入を良好にせしめ、かつコード外接円を楕円形状とする
ことで荷重時の伸びを抑え、しかも繰返し曲げ応力の付
加によっても容易に疲労破壊することのない新規な構成
とした。すなわち、本考案のゴム製品補強用スチールコ
ードは、n本(n=3〜6)の同一線径の素線からなる
1×n構造のスチールコードにおいて、少なくとも1本
の素線が下記式を満足する略スパイラル状のくせを有
し、かつコード外接円が長手方向に同一向きの略楕円形
状で、その長径D1と短径D2との比D2/D1を0.6〜0.9にし
て成る。
P1=0.1P〜0.7P d1=(d+2/100mm)〜 (d+2/10mm) 但し、P1:くせピッチ P:撚りピッチ d1:くせ外径 d:素線径 上記構成において、略スパイラル状のくせを有する素線
は少なくとも1本あればよい。これは、ゴムは一断面に
一箇所でも隙間があれば、そこから浸入し、コード内部
に充分浸透するからである。
また、上記構成において、略スパイラル状のくせをd1
(d+2/100mm)〜(d+2/10mm)に限定したのは、d
+2/100mmより小さくすると、流動性のよいゴムを使用
しても、加圧加硫時にコード内部へのゴムの浸入が充分
でなく、また、d+2/100mmより大きいと、撚りの安定
性が悪くなり、座屈を生じ易く、耐疲労性低下を招くか
らである。
なお、本考案のスチールコードに用いる素線の線径d
は、0.2〜0.4mmの範囲が好適である。
また、略スパイラル状のくせピッチP1を撚りピッチPの
0.1〜0.7倍としたのは、0.1倍より小さくすると、くせ
付け時に素線に無理な塑性変形を加えるため素線が折れ
易くなり、また0.7倍より大きいとゴム製品成形時のゴ
ムのフローによる引張力、あるいはコード表面に負荷さ
れるしごき力によって素線間の隙間が減少し、ゴムの浸
入が充分でなくなるためである。
ここで、くせ外径d1とは、第1図および第2図に示すよ
うに、略スパイラル状にくせ付けした素線の見掛け上の
外径であり、くせピッチP1とは略スパイラル状にくせ付
けした素線のピッチである。なお、コードの撚りピッチ
Pは6〜16mmの範囲が好適である。
ところで、上記略スパイラル状のくせとは、正確にスパ
イラル状になっていることを必要とせず、単に波状とな
っていても、スパイラル状と同等の効果を示すため、こ
のような形状を含むものとする。
さらに、上記構成において、コード外接円の楕円形状
を、短径D2/長径D1=0.6〜0.9としたのは、0.6より小
さくすることは困難であるばかりか、コードにおける短
径側での曲げ加工が大きくなり、耐疲労性が低下し、ま
た0.9より大きくし1に近づけると一方向の柔軟性を良
好にして、耐疲労性を向上させるという本考案の目的を
達成することができないばかりか、コードのキンク、カ
ール等の発生要因となることによる。より好ましくは0.
75〜0.90の範囲である。
以下、本考案の実施例を図面に基づき説明する。
[実施例1] 第1図(イ)に示すように、略スパイラル状のくせを有
する1本の素線(2)と、真直性を有する2本の素線
(3)とを撚りピッチP=8mmで稠密に撚り合わせて、
1×3×0.38の撚り構成を有する断面略円形のコードを
形成し、上記コードをローラーダイス、略楕円形の孔を
有するダイスあるいは矯正ローラー群等の加工手段によ
り、コード外接円がコード長手に亘って同一向きの略楕
円形を有するスチールコード(1)を得た。
上記略スパイラル状のくせを有する素線(2)は、くせ
ピッチP1=3.2mm、くせ外径d1=0.45mmとし、また上記
スチールコード(1)の楕円形状における短径D2/長径
D1は0.85とした。
同図(ロ)、(ハ)および(ニ)は略スパイラル状くせ
を有する1本の素線(2)と真直性を有する素線(3)
を用いて、1×4×0.25、1×5×0.22、1×6×0.20
の撚り構成で、撚りピッチP、くせピッチP1、くせ外径
d1および短径D2/長径D1を表中に示す通りにして、上記
実施例と同様な外接円が略楕円形であるスチールコード
(1)を形成した。
[実施例2] 第2図(イ)に示すように、くせピッチP1=3.2mm、く
せ外径d1=0.45mmの略スパイラル状のくせを有する3本
の素線(2)を撚りピッチP=8mmで稠密に撚り合わせ
て、1×3×0.38の撚り構成を有する断面略円形のコー
ドを形成し、上記コードを上記実施例1と同様の加工手
段により、コード外接円がコード長手に亘って同一向き
の略楕円形を有するスチールコード(1)を得た。
上記スチールコード(1)の楕円形状における短径D2
長径D1は0.82とした。
同図(ロ)、(ハ)および(ニ)はコードを構成する素
線全てに略スパイラル状のくせを有する素線(2)を用
いて、1×4×0.25、1×5×0.22、1×6×0.20の撚
り構成で、撚りピッチP、くせピッチP1、くせ外径d1
よび短径D2/長径D1を表中に示す通りにして、上記実施
例と同様の外接円が略楕円形であるスチールコード
(1)を形成した。
この実施例2においては、隣接する素線間全てに隙間が
存在するため、コードを構成する素線全ての周囲がゴム
で被覆されて、隣接する素線同士がこすれ合って生ずる
局部な摩耗、所謂フレッティング摩耗を防止することが
でき、耐疲労性をさらに向上することができる。
ところで、上記実施例1および2においては、コードを
構成する素線の1本あるいは全素線に略スパイラル状の
くせを施したが、これに限らず、複数本の素線に略スパ
イラル状のくせを施すことも当然可能である。
また、素線(2)に施す略スパイラル状のくせは、撚線
機に設けたくせ付けピン間や、その後に設けた千鳥状に
配した小径ローラー間に素線を通すことにより容易に作
ることができる。また、撚線機に入れる前に、単線のま
まで歯車等に噛み込ませてその線を捻っても容易にでき
る。また、くせピッチP1やくせ外径d1は、前者にあって
はピンやローラ間の間隔等を調整することにより、また
後者にあっては歯車の形状や単線の撚り回数を調整する
ことにより所望の数値に設定できる。
なお、上記各実施例においては、略スパイラル状のくせ
は撚りの集合点前に設けたくせ付けコーンのピン3〜5
本の間に素線を通すことにより行った。
次に、表に示す本考案と従来例および比較例のゴム製品
補強用スチールコードについて比較テストを行い、初期
荷重伸び、ゴム浸入率、耐疲労性および取扱作業性を評
価した。結果を別表に示す。なお、各コードを構成する
素線は、全て引張強さが略280kg/mm2で、その表面には
ブラスメッキが施されたものである。
この評価に際して、 ゴム浸入率(%)は、各コードに5kgの引張荷重をかけ
た状態でゴム中に埋込み、加硫をした後コードを取出
し、そのコードを分解して一定長さを観察し、観察した
長さに対してゴム材と接触した形跡のある長さの比をパ
ーセント表示した。
耐疲労性は、複数本のスチールコードをゴムシートに埋
め込んだ複合体シートを用いて、3点プーリー曲げ疲労
試験機により試験し、埋設したスチールコードが断線す
るに至るまでの繰返し回数を求め、各コードを構成する
素線が同本数のコードについて、クローズド撚り構造の
ものを100として指数を表示した。つまり従来例のコー
ドNo.1、7、14、21の値を100として、それらと対応す
る同素線本数のコードを指数で表示した。
取扱作業性は、スチールコードの製造時、ゴムシート埋
設時、およびタイヤ等のゴム製品成形時のスチールコー
ドの取扱作業性をいう。従来例のNo.1、7、14、21と比
較して非常に劣るものを×、少し劣るものを△、差がな
いものを○として評価した。
コードNo.1、7、14、21は、全ての素線が相互に接触し
ている、所謂クローズド撚りコードであり、コード内部
へのゴムの浸入性に乏しい。
コードNo.2、8、15、22は、いずれも平均形付率(各素
線間に隙間を設けて撚り合わせたときのコード径/各素
線をタイトに撚り合わせたときのコード径×100)140%
のオープン撚りコードであり、コード内部へのゴムの浸
入性および耐疲労性において優れるが、初期荷重伸びが
大きく取扱作業性に劣る。
コードNo.3、4、9、10、16、17、23、24は、略スパイ
ラル状のくせを有する素線を用いた1×3、1×4、1
×5、1×6の撚り構造のコードであり、くせピッチP1
とくせ外径d1および短径D2/長径D1を本考案のものと夫
々異ならせたものであり、ゴム浸入率、耐疲労性あるい
は取扱作業性のいずれか、またはそれらの複数において
劣る。
上記比較テストより、本考案のスチールコード(コード
No.5、6、11、12、13、18、19、20、25、26、27)のみ
がゴム浸入率、耐疲労性、初期荷重伸びおよび取扱作業
性のいずれをも満足することのできるものであることが
判明した。
[考案の効果] 本考案のゴム製品補強用スチールコードは上記構成であ
るため、素線間に生じた隙間がコード内部へのゴムの浸
入路となり、ゴムが充分に浸入する。したがって、セパ
レーション現象、錆によるコード強力の低下を防止でき
る。
また、極く低荷重における伸びが小さいため、作業性が
非常に改善される。例えば、スチールコードをリールに
巻き取る時にゴムシートにカレンダする時、極く低荷重
における伸びが大きいとリールがパンクしたり、ゴムシ
ートにしわができる等の悪影響を及ぼす弊害があるが、
本考案にあってはこれが解消される。
さらに、コードの外接円が略楕円形でコード長手方向に
同一向きであるため一方向の柔軟性に優れる。したがっ
て短径軸側をタイヤの厚み方向に配置することにより、
自動車走行時の道路の凹凸や、小石に乗り上げる等のコ
ードに応力が付加した場合にあっても耐疲労性を損なう
ことがなく、しかも、タイヤの厚みを薄くすることが可
能となり、タイヤの軽量化が図れ、自動車の省エネ効果
にもつながるという極めて優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)は本考案の一実
施例であるゴム製品補強用スチールコードの概略断面
図、第2図(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)は異なる実
施例の概略断面図、第3図は従来のクローズド撚りスチ
ールコードの概略断面図、第4図は従来の甘撚りスチー
ルコードの概略断面図、第5図(イ)、(ロ)は第4図
における素線が片寄った状態を示す概略断面図である。 (1)、(4)、(7)……スチールコード (2)、(3)、(5)、(6)……素線 E……空洞部、C……隙間

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】n本(n=3〜6)の同一線径の素線から
    なる1×n構造のスチールコードにおいて、少なくとも
    1本の素線が下記式を満足する略スパイラル状のくせを
    有し、かつコード外接円が長手方向に同一向きの略楕円
    形状で、その長径D1と短径D2との比D2/D1が0.6〜0.9で
    あることを特徴とするゴム製品補強用スチールコード。 P1=0.1P〜0.7P d1=(d+2/100mm)〜 (d+2/10mm) 但し、P1:くせピッチ P:撚りピッチ d1:くせ外径 d:素線径
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