JP3511132B2 - タイヤ補強用スチールコード - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用タイヤに
使用されるタイヤ補強用スチールコード（以下、単に
「コード」という）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用タイヤには、ｎ本の素線を撚り
合わせた１×ｎ構造のコードや、ａ本の芯素線を撚り合
わせた外側にｂ本の素線をさらに撚り合わせたａ＋ｂ構
造のコードが一般的に使用されている。そして、上記コ
ードは、複数本が平行に引き揃えられた状態でゴムによ
り被覆されて使用されている。

【０００３】ところで、タイヤ補強材として必要不可欠
な要件は、耐疲労性に優れていることである。すなわ
ち、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タイヤの寿命を大巾に延長
させることができるとともに、安全性を高めることとな
り、タイヤ補強材としての役割を充分に果たすことがで
きる。ゴムがコード内部まで浸入せず、単にコードの外
周を覆うだけでは、ゴムとコードの接着が充分でなくな
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たり、ゴム中の水分やタ
イヤの切り疵より浸入した水分でコードが腐食し、機械
的強度の低下を引き起こす。また、素線同士が直接接触
するので、自動車走行時の振動により素線同士がこすれ
て摩耗する、所謂フレッティング現象も発生する。これ
らは、タイヤの耐疲労性を大巾に低下させる要因であ
る。

【０００４】そこで、上記１×ｎ構造あるいはａ＋ｂ構
造のスチールコードにおいて、ゴム浸入性を向上させる
ため、素線同士を甘く撚り合わせ、素線間に隙間を設け
た所謂オープンコードがある。

【０００５】しかしながら、上記オープンコードは、各
素線の移動できる自由空間が大きく、コード製造時に撚
り構造が不安定になりやすく、素線の片寄りが生じた
り、撚りが不均一になったりする。しかも、このコード
は極低荷重の張力によって素線間の隙間が減少し、コー
ド内部へゴムが浸入せず、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になる。

【０００６】しかも、１×ｎ構造のコードは、構造上６
本の素線を撚り合わせるのが限界で、強度的に高いもの
が要求されるタイヤには使用できないという問題があ
る。また、ａ＋ｂ構造のコードは、素線本数が１×ｎ構
造のものより多いので、コードの強度を高くすることが
できる利点はあるが、芯層を形成する工程とその周りに
外層を形成する工程の２工程が必要であるため、生産性
が低く、製造コストが高くなるという欠点を有してい
た。

【０００７】上記コードの生産性の低下を解決する手段
として、ａ／ｂ構造のコードが最近使用され始めてい
る。このコードは複数本の芯素線と複数本の側素線とを
同一ピッチで一度に撚り合わせたもので、一度撚りであ
るので生産性は低下しない。しかし、このコードにおい
てもオープン構造にすることの問題点については解決さ
れていない。

【０００８】本発明者等は、生産性が低下せず、高強度
にも対応できる上記ａ／ｂ構造で、かつタイヤの軽量化
が図れるとして近年脚光をあびている、断面が偏平形状
のコードに着目して、耐疲労性を向上させる要因を多数
の実験により鋭意研究した結果、コードの振動減衰特性
値と疲労性に密接な関係があることを見出し、本発明を
完成した。振動減衰特性値とは、コードに振動エネルギ
ーを与え、振動が停止するまでの振動回数と、素線の本
数および素線径とによって決まる値で、振動が停止する
までの振動回数は、コード長手方向における素線同士の
離間・接触、すなわち密着度により変化する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、生産性を維持しながら耐
疲労性に優れたコードを提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明のコー
ドは、２〜３本の素線を芯素線とし、４〜７本の素線を
側素線として同一方向に一度に撚り合わせた、コード横
断面形状が偏平形状であるスチールコードにおいて、下
記式で表される振動減衰特性値Ａが１２００〜５５００
であることを特徴とする。 Ａ＝（ｎ₁ ／ｄ₁ ² ＋ｎ₂ ／ｄ₂ ² ）×Ｎ Ａ：振動減衰特性値 ｎ₁ ：芯素線本数 （本） ｎ₂ ：側素線本数 （本） ｄ₁ ：芯素線径 （ｍｍ） ｄ₂ ：側素線径 （ｍｍ） Ｎ：振動減衰回数 （回）

【００１１】上記構成において、芯素線本数を２〜３本
としたのは、１本では素線が直線状であるため、コード
に要求される適度な伸びを得ることができず、柔軟性が
低下することにより、４本以上では芯素線群が形成する
径が大きくなり、コード径が増大することによる。

【００１２】また、側素線本数を４〜７本としたのは、
３本以下では、側素線間の隙間が大きくなりすぎ、撚り
が不安定になることにより、８本以上では素線間の隙間
が小さくなりすぎ、ゴム浸入性が低下することによる。

【００１３】上記構成における関係式は、各種実験デー
タより導き出される関係式で、コードを構成する素線本
数、素線径及びコード長径方向における素線同士の密着
度（オープン度）により変化するものである。この値が
１２００から５５００の範囲内で、コードの耐疲労性は
格段に向上する。

【００１４】上記構成において、芯素線径ｄ₁ が側素線
径ｄ₂ より小さいことが好ましい。これは、芯素線径が
側素線径と等しいか、大きい場合、外層の素線間に芯素
線が割り込み、ゴムの浸入を妨げることによる。

【００１５】また、本発明のコードは、断面形状が偏平
形状であるので、その短径側をタイヤベルト層の厚み側
に一致するように配置することで、ベルト層の厚みを薄
くすることができる。そして、偏平形状は、長径／短径
＝１．１〜２．０であることが好ましい。これは、１．
１未満では、コードの断面形状が円形に近くなり、偏平
にする効果が望めないことにより、２．０を超えると長
径が増加してゴムシートの単位面積当たりの敷き並べ本
数が減少して、ゴム製品の強力が低下することによる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１７】図１は、本発明のコードの１実施の形態を
示す概略断面図である。このコード１は、芯に２本の芯
素線２、側に５本の側素線３を配して、これらを同一ピ
ッチで一度に撚り合わせた、２／５構造で、芯素線径が
側素線径より小さいコードである。そして、断面形状は
偏平構造で、かつ上記本発明の構成である振動減衰特性
値Ａが１２００〜５５００の範囲内にある。

【００１８】この実施の実施の形態では、２本の芯素線
が互いに接触しているが、これに限らずオープン構造で
あってもかまわない。

【００１９】また、素線径は、タイヤ補強用には一般に
０．１５〜０．４０ｍｍが使用されている。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

【００２１】５．５φの線材をパテンチング、伸線加工
を繰り返して、表面にブラスメッキを施した直径０．２
〜０．３８ｍｍの数種類の素線を製造し、これら素線を
組合わせて一度に撚り合わせて、本発明に基づく各種ａ
／ｂ構造（ａ：２〜３、ｂ：４〜７）のコードをオープ
ン度を変化させて製造した。

【００２２】なお、上記コードは全て、撚り合わせ後、
千鳥状に配したローラ間にこれらコードを通して押圧加
工を施して、断面を偏平形状に加工した。

【００２３】そして、上記コードにおいて、耐疲労性を
比較した。その結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】上記評価に際して、耐疲労性は、上記コー
ドの複数本をゴムシートに埋め込み、このシートを用い
て３点プーリ曲げ疲労試験機により評価した。結果は実
験Ｎｏ．１を１００として指数表示した。最終的にはフ
レッティング摩耗、座屈等により破断等に至るが、この
状態になるまでの繰り返し回数で評価した。

【００２６】また、振動減衰回数Ｎは、図３に示すよう
に、上記コードのカットサンプルＷを、試験長Ｌ＝３０
０ｍｍとなるように片端Ａを固定し、その反対側の開放
端Ｂを、コード短径側にθ＝３０°曲げた後、これを開
放して振動させた時の振動が停止するまでの回数であ
る。この数値と素線本数および素線径を上記式に代入し
て求めた値が振動減衰特性値Ａである。

【００２７】そして、上記表１の振動減衰特性値Ａと疲
労値との関係をグラフ化したのが図２のグラフである。

【００２８】図２において、振動減衰特性値と疲労値に
大きな関係があることがわかる。そして、コードに要求
される疲労限界線（下限）Ｙから、振動減衰特性値が１
２００〜５５００であればコードの耐疲労性が向上する
ことがわかる。

【００２９】

【発明の効果】本発明のスチールコードは、上記構成で
あるため、耐疲労性が非常に優れたスチールコードであ
る。しかも、一度撚りであるので生産性は低下せず、コ
ード強力も高いものを得ることができる。また、タイヤ
に使用した場合、タイヤの厚みを薄くでき、タイヤの軽
量化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスチールコードの１実施の形態を示す
概略断面図である。

【図２】振動特性値と疲労値の関係を示すグラフであ
る。

【図３】振動減衰回数の測定方法を説明するための概略
図である。

【符号の説明】

１ スチールコード ２ 芯素線 ３ 側素線 ４ 固定治具 Ｗ スチールコードカットサンプル Ｌ 試験長 θ 曲げ角 Ａ 固定端 Ｂ 開放端

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２〜３本の素線を芯素線とし、４〜７本
   の素線を側素線として同一方向に一度に撚り合わせた、
   コード横断面形状が偏平形状であるスチールコードにお
   いて、下記式で表される振動減衰特性値Ａが１２００〜
   ５５００であることを特徴とするタイヤ補強用スチール
   コード。 Ａ＝（ｎ₁ ／ｄ₁ ² ＋ｎ₂ ／ｄ₂ ² ）×Ｎ Ａ：振動減衰特性値 ｎ₁ ：芯素線本数 （本） ｎ₂ ：側素線本数 （本） ｄ₁ ：芯素線径 （ｍｍ） ｄ₂ ：側素線径 （ｍｍ） Ｎ：振動減衰回数 （回）
2. 【請求項２】 芯素線径ｄ₁ が側素線径ｄ₂ より小さい
   請求項１に記載のタイヤ補強用スチールコード。
3. 【請求項３】 偏平形状が長径／短径＝１．１〜２．０
   である請求項１又は２に記載のタイヤ補強用スチールコ
   ード。