説明

ゴム製品補強用スチールコード

【課題】車両用タイヤや工業用ベルト等のゴム製品の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を、超偏平で且つ耐疲労性に優れたものとする。
【解決手段】3本の芯素線2a〜2cからなる芯素線群3の周りに8本の側素線4a〜4hを撚り合わせて側となる側素線群5を形成した3+8構造のスチールコードであって、芯素線2a〜2cは、互いに略平行で且つコード断面において略直線状に一方向に並び、8本の側素線4a〜4hは、芯素線群3のコード断面における長手方向の両端側に位置する側素線4a,4d,4e,4hが該芯素線群3の両端側の芯素線2a,2cとの間に隙間を有するとともに、芯素線群3のコード断面における長手方向の両端側から外れて位置する側素線4b,4c,4f,4gが3本の芯素線のいずれかと接触し、且つ、コード断面において各側素線4a〜4hの中心とそれから4本目の側素線の中心を結ぶ直線が、芯素線群3の略中心を通ることで、偏平で且つ耐疲労性に優れたものとすることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両用タイヤや工業用ベルト等のゴム製品の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。
【背景技術】
【0002】
タイヤやベルト等のゴム製品の補強材とするゴム製品補強用スチールコードとして、例えば、複数本の素線からなる芯の周りに複数本の素線が撚り合わされてなる2層構造のスチールコードが使用されている。そして、そうした2層構造のスチールコードの一例として、3本の芯素線を撚らずに並列に引き揃えた芯の周囲に芯素線と同径の5〜10本の側素線を撚り合わせたコード外郭形状が楕円形状のスチールコードが従来から知られている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平2000−336584号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、このように3本の芯素線を撚らずに並列に引き揃えた芯の周囲に芯素線と同径の5〜10本の側素線を撚り合わせた従来のスチールコードは、側素線が芯に沿って巻き付いたものではないため、撚りの形状が安定せず、耐疲労性に問題がある。また、このスチールコードは、外郭形状が楕円形状であることから、例えば複数本のコードを互いに平行に揃えてゴムシートに埋設しタイヤの補強材とする場合に、楕円形状の短径側を高さ方向に揃えることで、ゴムシートの厚みを小さくし、ゴムの削減を図るようにすることが考えられるが、楕円形状ではあっても、扁平度が小さいため、ゴム削減の効果は小さい。
【0005】
本発明は、こうした問題を解決するためのもので、車両用タイヤや工業用ベルト等のゴム製品の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を、超扁平で且つ耐疲労性に優れたものとすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のゴム製品補強用スチールコードは、3本の芯素線からなる芯素線群の周りにM本(M=5〜13)の側素線を撚り合わせた3+M構造のスチールコードであって、3本の芯素線は、互いに略平行で且つコード断面において略直線状に一方向に並び、M本の側素線は、芯素線群のコード断面における長手方向の両端側に位置する側素線が芯素線群の両端側の芯素線との間に隙間を有するとともに、芯素線群のコード断面における長手方向の両端側から外れて位置する側素線が3本の芯素線のいずれかと接触し、且つ、側素線の本数Mが偶数の場合、コード断面において各側素線の中心とそれからM/2本目の側素線の中心を結ぶ直線が芯素線群の略中心(真中の芯素線の略中心、好ましくは、中心からの距離が素線径の1/4以内のエリア)を通り、側素線の本数Mが奇数の場合、コード断面において各側素線の中心とそれから(M−1)/2本目および(M+1)/2本目の2本の側素線の中間点を結ぶ直線が芯素線群の略中心(真中の芯素線の略中心、好ましくは、中心からの距離が素線径の1/4以内のエリア)を通ることを特徴とする。
【0007】
このスチールコードは、芯素線群の3本の芯素線が互いに略平行で且つコード断面において略直線状に一方向に並んで、その周りにM本(M=5〜13)の側素線が撚り合わされていることにより、隣り合う側素線の間に隙間ができる。そして、このスチールコードは、このように隣り合う側素線の間に隙間ができ、また、芯素線群のコード断面における長手方向の両端側に位置する側素線が芯素線群の両端側の芯素線との間に隙間を有することにより、コード内部へのゴム侵入性に優れ、耐フレッティング磨耗性に優れる。
【0008】
また、このスチールコードは、芯素線群の3本の芯素線が互いに略平行で且つコード断面において略直線状に一方向に並んで、その周りにM本(M=5〜13)の側素線が撚り合わされ、且つ、芯素線群のコード断面における長手方向の両端側から外れて位置する側素線が3本の芯素線のいずれかと接触することにより、コード断面の外郭形状がトラック形状で、一方向に超扁平となり、例えば複数本のコードを互いに平行に揃えてゴムシートに埋設しタイヤの補強材とする場合に、トラック形状の短径側を高さ方向に揃えることでゴムシートの厚みを小さくすることが可能となり、ゴム削減効果を高めることができる。
【0009】
そして、このスチールコードは、芯素線群のコード断面における長手方向の両端側から外れて位置する側素線が3本の芯素線のいずれかと接触し、芯に沿って巻き付いた形となり、また、側素線の本数Mが偶数の場合、コード断面において各側素線の中心とそれからM/2本目の側素線の中心を結ぶ直線が芯素線群の略中心を通り、側素線の本数Mが奇数の場合、コード断面において各側素線の中心とそれから(M−1)/2本目および(M+1)/2本目の2本の側素線の中間点を結ぶ直線が芯素線群の略中心を通るものであって、M本の側素線が点対称(偶数本の場合)あるいは点対称相当(奇数本の場合)の配置となるため、撚りの形状が安定し、耐疲労性に優れる。
【0010】
ここで、3本の芯素線は、コード長手方向に相互に位相が揃った波形を呈するものであってよい。
【0011】
互いに略平行で且つコード断面において略直線状に一方向に並ぶ3本の芯素線が、コード長手方向に相互に位相が揃った波形を呈することで、コードに引張り荷重がかかったときに芯素線に偏る引張り荷重が軽減され、破断強度が増して、耐疲労性が向上する。
【0012】
そして、その芯素線が呈する波形は、振幅dと素線径Dとが、0.05≦d/D≦0.8を満たすのがよい。d/D<0.05では、芯素線に偏る引張荷重を十分に軽減できず、破断強度を十分に高めることができない。また、d/D>0.8では、引張荷重が側素線に偏り、破断強度が小さくなって、耐疲労性が低下する。
【発明の効果】
【0013】
このように、本発明によれば、車両用タイヤや工業用ベルト等のゴム製品の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を、超扁平で且つ耐疲労性に優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の実施形態に係る3+8構造のスチールコードの断面図である。
【図2】本発明の実施形態に係る3+7構造のスチールコードの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すスチールコード1は、車両用タイヤや工業用ベルト等の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であって、3本の芯素線2a〜2cからなる芯素線群3を芯(コア)とし、その周りに8本の側素線4a〜4hを撚り合わせて側(シース)となる側素線群5を形成した3+8構造のスチールコードである。3本の芯素線2a〜2cと8本の側素線4a〜4hは,いずれも線径が同じで、例えば線径0.20〜0.38mmである。また、コードの撚りピッチは例えば10〜20mmである。
【0016】
このスチールコード1は、芯素線2a〜2cが全てコード状態において互いに略平行で、且つ、コード断面において略直線状に一方向(横方向)に並ぶとともに、コード長手方向に相互に位相が揃った波形を呈する。
【0017】
芯素線2a〜2cの波形は、波形の振幅すなわちコードの状態での芯の見かけの波高(素線径を含まない)dと素線径Dとが、0.05≦d/D≦0.8の関係を満たす。
【0018】
そして、このスチールコード1の8本の側素線4a〜4hは、芯素線群3のコード断面における長手方向の両端側に位置する側素線4a,4d,4e,4hが芯素線群3の両端側の芯素線2a,2cとの間に隙間を有するとともに、芯素線群3のコード断面における長手方向の両端側から外れて位置する側素線4b,4c,4f,4gが3本の芯素線のいずれかと接触(ないし略接触)し、且つ、コード断面において各側素線4a〜4hの中心とそれからM/2本目の側素線の中心を結ぶ直線が、図1に一点鎖線で示すように、芯素線群3の略中心(真中の芯素線の略中心、好ましくは、中心からの距離が素線径の1/4以内のエリア)を通る。
【0019】
また、図2に示すスチールコード1は、車両用タイヤや工業用ベルト等の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であって、3本の芯素線2a〜2cからなる芯素線群3を芯(コア)とし、その周りに7本の側素線4a〜4gを撚り合わせて側(シース)となる側素線群5を形成した3+7構造のスチールコードである。3本の芯素線2a〜2cと5本の側素線4a〜4gは,いずれも線径が同じで、例えば線径0.20〜0.38mmである。また、コードの撚りピッチは例えば10〜20mmである。
【0020】
このスチールコード1は、芯素線2a〜2cが全てコード状態において互いに略平行で、且つ、コード断面において略直線状に一方向(横方向)に並ぶとともに、コード長手方向に相互に位相が揃った波形を呈する。
【0021】
芯素線2a〜2cの波形は、波形の振幅すなわちコードの状態での芯の見かけの波高(素線径を含まない)dと素線径Dとが、0.05≦d/D≦0.8の関係を満たす。
【0022】
そして、このスチールコード1の7本の側素線4a〜4gは、芯素線群3のコード断面における長手方向の両端側に位置する側素線4a,4d,4eが芯素線群3の両端側の芯素線2a,2cとの間に隙間を有するとともに、芯素線群3のコード断面における長手方向の両端側から外れて位置する側素線4b,4c,4f,4gが3本の芯素線のいずれかと接触(ないし略接触)し、且つ、コード断面において各側素線4a〜4gの中心とそれから(7−1)/2本目および(7+1)/2本目、すなわち、3本目および4本目の2本の側素線の中間点を結ぶ直線が、図2に一点鎖線で示すように、芯素線群の略中心(真中の芯素線の略中心、好ましくは、中心からの距離が素線径の1/4以内のエリア)を通る。
【0023】
なお、図1に示すスチールコード1は3+8構造で、図2に示すスチールコード1は3+7構造であるが、本発明の実施形態は、これに限定されるものではなく、3本の芯素線2a〜2cからなる芯素線群の周りにM本(M=5〜13)の側素線(4a〜4h,4a〜4g等)を撚り合わせた3+M構造のスチールコードに係るものであればよい。
【0024】
その場合、3+M構造のスチールコード1は、芯素線2a〜2cが全てコード状態において互いに略平行で、且つ、コード断面において略直線状に一方向(横方向)に並ぶとともに、コード長手方向に相互に位相が揃った波形を呈するものとする。
【0025】
また、芯素線2a〜2cの波形は、波形の振幅すなわちコードの状態での芯の見かけの波高(素線径を含まない)dと素線径Dとが、0.05≦d/D≦0.8の関係を満たすものとする。
【0026】
また、側素線の本数Mが偶数の場合、コード断面において各側素線の中心とそれからM/2本目の側素線の中心を結ぶ直線が芯素線群3の略中心を通り、側素線の本数Mが奇数の場合、コード断面において各側素線の中心とそれから(M−1)/2本目および(M+1)/2本目の2本の側素線の中間点を結ぶ直線が芯素線群3の略中心(真中の芯素線の略中心、好ましくは、中心からの距離が素線径の1/4以内のエリア)を通るものとする。
【0027】
このように構成した3+M構造のスチールコード1は、芯素線群3の3本の芯素線2a〜2cが互いに略平行で且つコード断面において略直線状に一方向に並んで、その周りにM本(M=5〜13)の側素線(4a〜4h,4a〜4g等)が撚り合わされていることにより、隣り合う側素線の間に隙間ができる。そして、このスチールコード1は、このように隣り合う側素線の間に隙間ができ、また、芯素線群3のコード断面における長手方向の両端側に位置する側素線が芯素線群3の両端側の芯素線2a,2cとの間に隙間を有することにより、コード内部へのゴム侵入性に優れ、耐フレッティング磨耗性に優れる。
【0028】
そして、このスチールコード1は、互いに略平行で且つコード断面において略直線状に一方向に並ぶ3本の芯素線2a〜2cが、コード長手方向に相互に位相が揃った波形を呈することで、コードに引張り荷重がかかったときに芯素線2a〜2cに偏る引張り荷重が軽減され、破断強度が増して、耐疲労性が向上する。
【0029】
d/D<0.05では、芯素線2a〜2cに偏る引張荷重を十分に軽減できず、破断強度を十分に高めることができない。また、d/D>0.8では、引張荷重が側素線に偏り、破断強度が小さくなって、耐疲労性が低下する。
【0030】
また、このスチールコード1は、芯素線群3の3本の芯素線2a〜2cが互いに略平行で且つコード断面において略直線状に一方向に並んで、その周りにM本(M=5〜13)の側素線(4a〜4h,4a〜4g等)が撚り合わされ、且つ、芯素線群3のコード断面における長手方向の両端側から外れて位置する側素線が3本の芯素線2a〜2cのいずれかと接触(ないし略接触)することにより、コード断面の外郭形状がトラック形状で、一方向に超扁平となり、例えば複数本のコードを互いに平行に揃えてゴムシートに埋設しタイヤの補強材とする場合に、トラック形状の短径側を高さ方向に揃えることでゴムシートの厚みを小さくすることが可能となり、ゴムを削減できる。
【0031】
そして、このスチールコード1は、芯素線群3のコード断面における長手方向の両端側から外れて位置する側素線が3本の芯素線2a〜2cのいずれかと接触し、芯(芯素線群3)に沿って巻き付いた形となり、また、側素線の本数Mが偶数の場合、コード断面において各側素線の中心とそれからM/2本目の側素線の中心を結ぶ直線が芯素線群3の略中心を通り、側素線の本数Mが奇数の場合、コード断面において各側素線の中心とそれから(M−1)/2本目および(M+1)/2本目の2本の側素線の中間点を結ぶ直線が芯素線群3の略中心を通るものであって、M本の側素線が点対称(偶数本の場合)あるいは点対称相当(奇数本の場合)の配置となるため、撚りの形状が安定し、耐疲労性に優れる。
【実施例】
【0032】
本発明の実施例として3+7構造、3+8構造、3+12構造、3+12構造、3+13構造のスチールコードを作成し、耐疲労性および形状安定性(均一性)の評価を行った。その結果を従来例と対比して表1に示す。
【0033】
【表1】

【0034】
3+7構造の実施例は、芯素線径が0.25mm、側素線径が0.25mm、撚りピッチが18mmで、芯素線が全てコード状態において互いに略平行で、且つ、コード断面において略直線状に一方向に並ぶとともに、コード長手方向に相互に位相が揃った波形を呈し、芯素線の波形は、波形の振幅すなわちコードの状態での芯の見かけの波高(素線径を含まない)dと素線径Dとが、0.05≦d/D≦0.8の関係を満たし、コード断面において各側素線の中心とそれから(M−1)/2本目(すなわち3本目)および(M+1)/2本目(すなわち4本目)の2本の側素線の中間点を結ぶ直線が、全て、真中の芯素線の中心からの距離が素線径の1/4以内のエリアを通るスチールコードである。
【0035】
また、3+7構造の従来例は、芯素線径、側素線径および撚りピッチは実施例(3+7構造)と同じで、芯素線が全てコード状態において互いに略平行で、且つ、コード断面において略直線状に一方向に並ぶとともに、コード長手方向に相互に位相が揃った波形を呈し、芯素線の波形は、波形の振幅すなわちコードの状態での芯の見かけの波高(素線径を含まない)dと素線径Dとが、0.05≦d/D≦0.8の関係を満たすが、コード断面において、少なくとも1本の側素線の中心とそれから(M−1)/2本目(すなわち3本目)および(M+1)/2本目(すなわち4本目)の2本の側素線の中間点を結ぶ直線が、真中の芯素線の中心からの距離が素線径の1/4以内のエリアを通らないスチールコードである。
【0036】
そして、3+8構造の実施例は、芯素線径が0.3mm、側素線径が0.3mm、撚りピッチが20mmで、芯素線が全てコード状態において互いに略平行で、且つ、コード断面において略直線状に一方向に並ぶとともに、コード長手方向に相互に位相が揃った波形を呈し、芯素線の波形は、波形の振幅すなわちコードの状態での芯の見かけの波高(素線径を含まない)dと素線径Dとが、0.05≦d/D≦0.8の関係を満たし、コード断面において各側素線の中心とそれからM/2本目(すなわち4本目)の側素線の中心を結ぶ直線が、全て、真中の芯素線の中心からの距離が素線径の1/4以内のエリアを通るスチールコードである。
【0037】
また、3+8構造の従来例は、芯素線径、側素線径および撚りピッチは実施例(3+8構造)と同じで、芯素線が全てコード状態において互いに略平行で、且つ、コード断面において略直線状に一方向に並ぶとともに、コード長手方向に相互に位相が揃った波形を呈し、芯素線の波形は、波形の振幅すなわちコードの状態での芯の見かけの波高(素線径を含まない)dと素線径Dとが、0.05≦d/D≦0.8の関係を満たすが、コード断面において、少なくとも1本の側素線の中心とそれからM/2本目(すなわち4本目)の側素線の中心を結ぶ直線が、真中の芯素線の中心からの距離が素線径の1/4以内のエリアを通らないスチールコードである。
【0038】
そして、3+12構造の実施例は、芯素線径が0.2mm、側素線径が0.3mm、撚りピッチが18mmで、芯素線が全てコード状態において互いに略平行で、且つ、コード断面において略直線状に一方向に並ぶとともに、コード長手方向に相互に位相が揃った波形を呈し、芯素線の波形は、波形の振幅すなわちコードの状態での芯の見かけの波高(素線径を含まない)dと素線径Dとが、0.05≦d/D≦0.8の関係を満たし、コード断面において各側素線の中心とそれからM/2本目(すなわち6本目)の側素線の中心を結ぶ直線が、全て、真中の芯素線の中心からの距離が素線径の1/4以内のエリアを通るスチールコードである。
【0039】
また、3+12構造の従来例は、芯素線径、側素線径および撚りピッチは実施例(3+12構造)と同じで、芯素線が全てコード状態において互いに略平行で、且つ、コード断面において略直線状に一方向に並ぶとともに、コード長手方向に相互に位相が揃った波形を呈し、芯素線の波形は、波形の振幅すなわちコードの状態での芯の見かけの波高(素線径を含まない)dと素線径Dとが、0.05≦d/D≦0.8の関係を満たすが、コード断面において、少なくとも1本の側素線の中心とそれからM/2本目(すなわち6本目)の側素線の中心を結ぶ直線が、真中の芯素線の中心からの距離が素線径の1/4以内のエリアを通らないスチールコードである。
【0040】
そして、3+13構造の実施例は、芯素線径が0.2mm、側素線径が0.3mm、撚りピッチが20mmで、芯素線が全てコード状態において互いに略平行で、且つ、コード断面において略直線状に一方向に並ぶとともに、コード長手方向に相互に位相が揃った波形を呈し、芯素線の波形は、波形の振幅すなわちコードの状態での芯の見かけの波高(素線径を含まない)dと素線径Dとが、0.05≦d/D≦0.8の関係を満たし、コード断面において各側素線の中心とそれから(M−1)/2本目(すなわち6本目)および(M+1)/2本目(すなわち7本目)の2本の側素線の中間点を結ぶ直線が、全て、真中の芯素線の中心からの距離が素線径の1/4以内のエリアを通るスチールコードである。
【0041】
また、3+13構造の従来例は、芯素線径、側素線径および撚りピッチは実施例(3+13構造)と同じで、芯素線が全てコード状態において互いに略平行で、且つ、コード断面において略直線状に一方向に並ぶとともに、コード長手方向に相互に位相が揃った波形を呈し、芯素線の波形は、波形の振幅すなわちコードの状態での芯の見かけの波高(素線径を含まない)dと素線径Dとが、0.05≦d/D≦0.8の関係を満たすが、コード断面において、少なくとも1本の側素線の中心とそれから(M−1)/2本目(すなわち6本目)および(M+1)/2本目(すなわち7本目)の2本の側素線の中間点を結ぶ直線が、真中の芯素線の中心からの距離が素線径の1/4以内のエリアを通らないスチールコードである。
【0042】
耐疲労性は、複数本のコードをゴム材中に埋め込んで複合体シートを作成し、このシートを用いて2層ベルト疲労試験機により、フレッティング摩耗、座屈等を経てコードが破断するまでの繰り返し回数を求め、3+7構造、3+8構造、3+12構造、3+12構造、3+13構造のそれぞれについて各従来例を100として指数表示した。
【0043】
形状安定性(均一性)は、それぞれ従来例を基準として、実施例が従来例より良好な方場合に、従来例を「不均一」とし、実施例を「均一」とした。
【0044】
この評価結果から、本発明の各実施例のスチールコードは、従来例に比べ耐疲労性並びに形状安定性に優れていることが判る。
【符号の説明】
【0045】
1 スチールコード
2a〜2c 芯素線
3 芯素線群
4a〜4h 側素線
5 側素線群

【特許請求の範囲】
【請求項1】
3本の芯素線からなる芯素線群の周りにM本(M=5〜13)の側素線を撚り合わせた3+M構造のスチールコードであって、
前記3本の芯素線は、互いに略平行で且つコード断面において略直線状に一方向に並び、
前記M本の側素線は、前記芯素線群のコード断面における長手方向の両端側に位置する側素線が該芯素線群の両端側の芯素線との間に隙間を有するとともに、前記芯素線群のコード断面における長手方向の両端側から外れて位置する側素線が前記3本の芯素線のいずれかと接触し、且つ、前記側素線の本数Mが偶数の場合、コード断面において各側素線の中心とそれからM/2本目の側素線の中心を結ぶ直線が前記芯素線群の略中心を通り、前記側素線の本数Mが奇数の場合、コード断面において各側素線の中心とそれから(M−1)/2本目および(M+1)/2本目の2本の側素線の中間点を結ぶ直線が前記芯素線群の略中心を通ることを特徴とするゴム製品補強用スチールコード。
【請求項2】
前記3本の芯素線は、コード長手方向に相互に位相が揃った波形を呈することを特徴とする請求項1記載のゴム製品補強用スチールコード。
【請求項3】
前記波形の振幅dと素線径Dとが、0.05≦d/D≦0.8を満たすことを特徴とする請求項2記載のゴム製品補強用スチールコード。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2010−216046(P2010−216046A)
【公開日】平成22年9月30日(2010.9.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−66155(P2009−66155)
【出願日】平成21年3月18日(2009.3.18)
【出願人】(394010506)
【Fターム(参考)】