(57)【要約】【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、超扁平で且つ耐疲労性に優れたものとする。【解決手段】Ｎ（Ｎ＝３〜４）本の素線からなる芯の周りに側となる（Ｎ−１）本の素線を撚り合わせたＮ＋（Ｎ−１）構造のスチールコードを、芯の素線（１〜３）が全て互いに略平行で、且つコード断面において略直線状に一方向に並ぶことによりコード断面が超扁平な形状となり、且つ、その芯の素線（１〜３）がコード長手方向に相互に位相が揃った波形を呈し、その波形の振幅ｄと素線径Ｄとが、（Ｎ−１．５）≦ｄ／Ｄ≦（Ｎ−０．６）を満たすことで、芯の素線（１〜３）が伸びやすくなって、芯の素線１〜３と側の素線４，５に引張り荷重が分散されるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ（Ｎ＝３〜４）本の素線からなる芯の周りに側となる（Ｎ−１）本の素線を撚り合わせたＮ＋（Ｎ−１）構造のスチールコードであって、
前記芯となるＮ本の素線が全て互いに略平行で、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、
前記芯となるＮ本の素線と前記側となる（Ｎ−１）本の素線は素線径Ｄが同じで、
前記波形の振幅ｄと素線径Ｄとが、（Ｎ−１．５）≦ｄ／Ｄ≦（Ｎ−０．６）を満たすことを特徴とするゴム製品補強用スチールコード。
【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（以下、単にスチールコードあるいはコードということもある。）として、複数本の素線からなる芯（コア）の周りに側（シース）となる複数本の素線を撚り合わせたスチールコードがある。そして、例えば、芯となる素線が２本で側となる素線が２本の２＋２構造のスチールコードにおいて、芯となる２本の素線は略平行で相互に撚りが無いものとし、側となる２本の素線は芯と側との撚り合わせの方向およびピッチと同じ方向およびピッチで相互にねじり合ったものとすること従来から知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
２＋２構造のスチールコードは、このように、芯となる２本の素線が略平行で相互に撚りが無いものとし、側となる２本の素線は芯と側との撚り合わせの方向およびピッチと同じ方向およびピッチで相互にねじり合ったものとすることで、ゴム侵入性を確保することができ、また、芯となる略平行で相互に撚りが無い２本の素線がコード断面において一方向に並ぶ配置となり、それに、側となる２本の素線が撚り合わされることによって、コード断面が高さ方向に薄い扁平な形状となり、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、そのゴムシートの厚みを小さくすることができ、タイヤ成形の自由度が高まる。
【０００４】
芯となる複数本の素線が略平行で相互に撚りが無く、それら芯となる複数本の素線がコード断面において一方向に並ぶ配置となる場合に、それに側となる複数本の素線が撚り合わされることによって、コード断面が高さ方向に薄い扁平な形状となることは、２＋２構造のスチールコードに限らない。芯となる素線が３本で側となる素線が２本の３＋２構造や、芯となる素線が４本で側となる素線が３本の４＋３構造のスチールコードの場合も、芯となる３本あるいは４本の素線が略平行で相互に撚りが無く、それら３本あるいは４本の芯となる素線がコード断面において略直線状に一方向に並ぶ配置となるよう構成すると、側となる２本（芯となる素線が３本の場合）あるいは３本（芯となる素線が４本の場合）の素線が撚り合わされることによって、コード断面形状が高さ方向に相対的に薄い超扁平な形状となる。つまり、Ｎ（Ｎ＝３〜４）本の素線からなる芯の周りに側となる（Ｎ−１）本の素線を撚り合わせたＮ＋（Ｎ−１）構造のスチールコードは、芯となるＮ本の素線の全てが互いに略平行で、且つコード断面において略直線状に一方向に並ぶ構成とすることで、断面形状が超扁平なスチールコードとすることができる。
【０００５】
また、それとは別に、例えば３＋２構造のスチールコードで、コード断面において芯となる３本の素線の中心を結ぶ仮想線が直線状または鈍角三角形状となる横並び配列とし、芯となる３本の素線の少なくとも１本に波付けを施こすことで、コア内部へのゴムの侵入を促進するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特公平２−２９４０８号公報
【特許文献２】特開平９−１７５１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、Ｎ（Ｎ＝３〜４）本の素線からなる芯の周りに側となる（Ｎ−１）本の素線を撚り合わせたＮ＋（Ｎ−１）構造のスチールコードは、例えば３＋２構造のコードの場合でいえば、芯となる３本の素線の全てが互いに略平行で、且つコード断面において略直線状に一方向に並ぶ構成とすることで、断面形状が超扁平なスチールコードとすることができる。しかしながら、例えば３＋２構造のコードで、芯となる３本の素線の全てが互いに略平行という場合、通常は、それら芯となる３本の素線は略ストレートな形状であって、これら３本の略ストレートな形状の素線からなる芯がコード長手方向に略真っ直ぐな状態で中心部に位置し、この略真っ直ぐな状態の芯の周りに側の素線が巻きつくように撚られた状態となる。この場合、コードは、芯の素線に比べて側の素線が伸びやすい状態となる。そのため、コードに引張り荷重がかかり、コードが伸びると、芯の素線と側の素線に引張り荷重が均等に分散されて作用するのではなく、芯の素線に偏って力（引張り荷重）が作用することになり、耐疲労性が悪くなる。つまり、芯となる３本の素線がコード断面において略直線状に一方向に並び、その周りに側となる２本の素線が撚り合わされた構成の超扁平なコードとすることはできても、耐疲労性を十分に高めることができない。
【０００８】
また、上述のように、例えば３＋２構造のスチールコードで、コード断面において芯となる３本の素線の中心を結ぶ仮想線が直線状または鈍角三角形状となる横並び配列とし、芯となる３本の素線の少なくとも１本に波付けを施こすことで、コア内部へのゴムの侵入を促進するようにしたものはあり、そうしたものでは、芯となる素線は少なくとも１本はストレート形状ではなくなって、その素線については引張り荷重の偏りが緩和されると考えられるが、その場合でも、必ずしも、芯となる素線と側となる素線の全てに引張り荷重が均等に分散されて作用するものとはならないし、また、ゴムの侵入を促進するために芯となる素線に施す波付けというは、好ましくは波高の向きが、芯となる素線の横並び方向を横切る向きの波付けであって、その場合、コードの断面形状は扁平なものではなくなる。
【０００９】
また、コードに撚る前の素線の状態で芯の素線がストレートであっても、コードの撚りピッチを小さくすれば、コードの状態では芯の素線もねじられた形となり、そのため、引張り荷重が掛かったときに芯の素線に偏ってかかる力が多少とも緩和されるが、それにも限度があり、また、撚りピッチを小さくすると、コードの生産性が悪化する。
【００１０】
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】
【００１１】
本発明のゴム製品補強用スチールコードは、Ｎ（Ｎ＝３〜４）本の素線からなる芯の周りに側となる（Ｎ−１）本の素線を撚り合わせたＮ＋（Ｎ−１）構造のスチールコードであって、芯となるＮ本の素線が全て互いに略平行で、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、芯となるＮ本の素線と側となる（Ｎ−１）本の素線は素線径Ｄが同じで、波形の振幅（コードの状態での芯の見かけの波高）ｄと素線径Ｄとが、（Ｎ−１．５）≦ｄ／Ｄ≦（Ｎ−０．６）を満たす、すなわち、Ｎ＝３の場合は、１．５≦ｄ／Ｄ≦２．４を満たし、Ｎ＝４の場合は、２．５≦ｄ／Ｄ≦３．４を満たすことを特徴とする。
【００１２】
このスチールコードは、芯となるＮ（Ｎ＝３〜４）本の素線が全て互いに略平行で、且つコード断面において略直線状に一方向に並び、その周りに側となる（Ｎ−１）本の素線が撚り合わされていることにより、コード断面が超扁平な形状となり、また、その略平行で、且つ芯となるＮ本の素線がコード長手方向に相互に位相が揃った波形を呈し、その波形の振幅ｄと素線径Ｄとが、（Ｎ−１．５）≦ｄ／Ｄ≦（Ｎ−０．６）を満たすことにより、コードに引張り荷重がかかったときに、芯となる素線と側となる素線が共に伸びて、芯となる素線と側となる素線に適度に引張り荷重が分散されることとなり、破断強度が大きく耐疲労性に優れたコードとなる。
【００１３】
ｄ／Ｄ＞（Ｎ−０．６）だと、芯の素線の波形の振幅ｄが大き過ぎ、芯の素線が過剰に伸びやすくなって、引張り荷重が側の素線に偏り、そのため、コードの破断強度が低下し、耐疲労性が悪くなる。
【００１４】
また、ｄ／Ｄ＜（Ｎ−１．５）だと、芯の素線は波形の振幅ｄが小さ過ぎ、略ストレートな形状に近くて、伸びにくく、引張り荷重が芯の素線に偏って掛かるのを十分に緩和できないため、コードの破断強度は十分に大きくならず、耐疲労性は十分に改善されない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ゴム製品補強用スチールコードを超扁平で且つ、撚りピッチを大きくして生産コストを低減しつつ、耐疲労性に優れたものとすることができる。そして、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たものをタイヤ等の補強材とする場合に、薄くて強力で耐疲労性に優れたゴムシートとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態の一例に係るもので、（ａ）はスチールコードの平面図、（ｂ）はスチールコードの側面図、（ｃ）はスチールコードの断面図であり、図２は図１に示すスチールコードの芯の素線のコード状態での波形を示す説明図である。
【００１７】
この実施形態のスチールコードは、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、５本の素線（スチールフィラメント）１〜５から成り、それら５本の素線１〜５は、線径（素線径）が同じで、３本の素線１〜３が芯（コア）となり、その３本の素線１〜３からなる芯の周りに側となる２本の素線４，５が撚り合わされた３＋２構造のスチールコードである。５本の素線１〜５の線径は例えば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。
【００１８】
そして、このスチールコードは、芯の素線（芯となる３本の素線）１〜３が全て、図１の（ａ）および（ｂ）に示すようにコード状態において互いに略平行で、且つ、図１の（ｃ）に示すように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、図１の（ａ）に示すようにコード長手方向に相互に位相が揃った波形を呈している。
【００１９】
芯の素線１〜３の波形は、図２に示すとおりで、波形の振幅（コードの状態での芯の見かけの波高）ｄと素線径Ｄとが、１．５≦ｄ／Ｄ≦２．４の関係を満たしている。
【００２０】
このスチールコードは、芯となる３本の素線１〜３の全てが互いに略平行で、且つコード断面において略直線状に一方向に並び、その周りに側となる２本の素線４，５が撚り合わされていることにより、コード断面が超扁平な形状となり、また、その略平行で、且つ芯となる３本の素線１〜３がコード長手方向に相互に位相が揃った波形を呈し、その波形の振幅ｄと素線径Ｄとが、１．５≦ｄ／Ｄ≦２．４を満たすことにより、コードに引張り荷重がかかったときに、芯となる素線１〜３と側となる素線４，５が共に伸びて、芯となる素線１〜３と側となる素線４，５に適度に引張り荷重が分散されることとなり、破断強度が大きく耐疲労性に優れたコードとなっている。
【００２１】
ｄ／Ｄ＞２．４だと、芯の素線１〜３の波形の振幅ｄが大き過ぎ、芯の素線１〜３が過剰に伸びやすくなって、引張り荷重が側の素線４，５に偏り、そのため、コードの破断強度が低下し、耐疲労性が悪くなる。また、ｄ／Ｄ＜１．５だと、芯の素線１〜３は波形の振幅ｄが小さ過ぎ、略ストレートな形状に近くて、伸びにくく、引張り荷重が芯の素線１〜３に偏って掛かるのを十分に緩和できないため、コードの破断強度は十分に大きくならず、耐疲労性は十分に改善されない。
【００２２】
また、図示の例は３＋２構造のスチールコードに適用した実施形態であるが、本発明は他に、４＋３構造のスチールコードにも適用できる。その場合、スチールコード（図示省略）は、７本の素線（スチールフィラメント）から成り、それら７本の素線は、線径（素線径）が同じで、４本の素線が芯（コア）となり、その４本の素線からなる芯の周りに側となる３本の素線が撚り合わされた４＋３構造のスチールコードである。７本の素線の線径は例えば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。
【００２３】
そして、このスチールコードは、芯の素線（芯となる４本の素線）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（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。そして、芯の素線の波形はやはり図２に示すとおりであり、この場合、波形の振幅（コードの状態での芯の見かけの波高）ｄと素線径Ｄとが、２．５≦ｄ／Ｄ≦３．４の関係を満たす。
【００２４】
このスチールコードは、芯となる４本の素線の全てが互いに略平行で、且つコード断面において略直線状に一方向に並び、その周りに側となる３本の素線が撚り合わされていることにより、コード断面が超扁平な形状となり、また、その略平行で、且つ芯となる４本の素線がコード長手方向に相互に位相が揃った波形を呈し、その波形の振幅ｄと素線径Ｄとが、２．５≦ｄ／Ｄ≦３．４を満たすことにより、コードに引張り荷重がかかったときに、芯となる素線と側となる素線が共に伸びて、芯となる素線と側となる素線に適度に引張り荷重が分散されることとなり、破断強度が大きく耐疲労性に優れたコードとなる。
【００２５】
この場合、ｄ／Ｄ＞３．４だと、芯の素線の波形の振幅ｄが大き過ぎ、芯の素線が過剰に伸びやすくなって、引張り荷重が側の素線に偏り、そのため、コードの破断強度が低下し、耐疲労性が悪くなる。また、ｄ／Ｄ＜２．５だと、芯の素線は波形の振幅ｄが小さ過ぎ、略ストレートな形状に近くて、伸びにくく、引張り荷重が芯の素線に偏って掛かるのを十分に緩和できないため、コードの破断強度は十分に大きくならず、耐疲労性は十分に改善されない。
【実施例】
【００２６】
本発明を適用した試料（実施例１〜３）を作成し、耐疲労性および形状（均一性）の評価を行った。その結果を、従来例並びに比較例１及び比較例２についての評価と対比して表１に示す。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
実施例１は、３＋２構造のスチールコードで、芯の３本の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（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し、素線径が０．２５ｍｍ、撚りピッチが１４ｍｍ、芯の素線の波形の振幅（コードの状態での芯の見かけの波高）ｄと素線径Ｄの関係がｄ／Ｄ＝１．７５であり、１．５≦ｄ／Ｄ≦２．４を満たしている。
【００２９】
実施例２は、３＋２構造のスチールコードで、芯の３本の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（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し、素線径が０．２５ｍｍ、撚りピッチが１６ｍｍ、芯の素線の波形の振幅（コードの状態での芯の見かけの波高）ｄと素線径Ｄの関係がｄ／Ｄ＝２．２であり、１．５≦ｄ／Ｄ≦２．４を満たしている。
【００３０】
実施例３は、４＋３構造のスチールコードで、芯の４本の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（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し、素線径が０．３５ｍｍ、撚りピッチが１８ｍｍ、芯の素線の波形の振幅（コードの状態での芯の見かけの波高）ｄと素線径Ｄの関係がｄ／Ｄ＝２．５６であり、２．５≦ｄ／Ｄ≦３．４を満たしている。
【００３１】
また、従来例は、２＋２構造のスチールコードで、芯となる２本の素線は略平行で相互に撚りが無く（コード断面において一方向に並ぶ）、素線径が０．２５ｍｍ、撚りピッチが１４ｍｍで、芯の素線の波形はコードの撚りによる緩やかな波形で、その振幅（コードの状態での芯の見かけの波高）ｄと素線径Ｄの関係はｄ／Ｄ＝０．３である。
【００３２】
また、比較例１は、３＋２構造のスチールコードで、芯の３本の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（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し、素線径が０．２５ｍｍ、撚りピッチが１４ｍｍである。但し、芯の素線の波形の振幅（コードの状態での芯の見かけの波高）ｄと素線径Ｄの関係がｄ／Ｄ＝１．２２で、１．５≦ｄ／Ｄ≦２．４を満たさない。
【００３３】
また、比較例２は、３＋２構造のスチールコードで、芯の３本の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（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し、素線径が０．２５ｍｍ、撚りピッチが１６ｍｍである。但し、芯の素線の波形の振幅（コードの状態での芯の見かけの波高）ｄと素線径Ｄの関係はｄ／Ｄ＝２．４８で、１．５≦ｄ／Ｄ≦２．４を満たさない。
【００３４】
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、２＋２構造の従来例を１００として指数表示した。
【００３５】
形状（均一性）は、２＋２構造の従来例を基準（均一）として、それより良好な場合を「均一」、そうでない場合を「不均一」とした。
【００３６】
この評価結果から、本発明を適用した試料である実施例１〜３のスチールコードは、従来例並びに比較例１及び比較例２に比べ耐疲労性においてはるかに優れ、また、形状の均一性にも優れていることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態の一例に係るもので、（ａ）はスチールコードの平面図、（ｂ）はスチールコードの側面図、（ｃ）はスチールコードの断面図である。
【図２】図１に示すスチールコードの芯の素線のコード状態での波形を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１、２、３  素線（芯となる素線）
４、５  素線（側となる素線）
ｄ  波形の振幅
Ｄ  素線径
【図１】
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【図２】
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