(57)【要約】【課題】ゴム侵入性が良好で、耐疲労性に優れ、かつ低荷重伸びが小さい単層構造のゴム製品補強用スチールコードを得る。【解決手段】全ての素線１１に螺旋状のくせを付けた後、押圧加工して断面形状が略楕円状で撚り合わせのためのくせよりピッチの小さいくせを設け、それら素線を撚り合わせて単層撚り構造とすることにより、コード中心の空洞部が素線１１間の隙間１２を介して外部へ連通し、かつ、コード長手方向のいずれかの箇所において少なくともいずれか一組の隣り合う素線１１が相互に略接触しているコードとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一線径を有するｎ（ｎ＝３〜６）本の素線を撚り合わせた１×ｎの単層撚り構造のゴム補強用スチールコードであって、全ての素線に螺旋状のくせを付けた後、押圧加工して得られる、断面形状が略楕円状で撚り合わせのためのくせよりピッチの小さい略楕円螺旋状のくせを有し、該略楕円螺旋状のくせは、くせピッチＰが０．３２Ｐｃ〜０．５５Ｐｃ（Ｐｃ：コードの撚りピッチ（ｍｍ））で、略楕円状の断面形状の短径Ｄ１／長径Ｄ２が０．３５〜０．６６であることを特徴とするゴム補強用スチールコード。
【請求項２】
同一線径を有するｎ（ｎ＝３〜６）本の素線を撚り合わせた１×ｎの単層撚り構造のゴム補強用スチールコードの製造方法であって、全ての素線に、螺旋状のくせを付けた後、押圧加工して断面形状が略楕円状で撚り合わせのためのくせよりピッチの小さい略楕円螺旋状のくせをもたせ、該略楕円螺旋状のくせは、くせピッチＰが０．３２Ｐｃ〜０．５５Ｐｃ（Ｐｃ：コードの撚りピッチ（ｍｍ））で、略楕円状の断面形状の短径Ｄ１／長径Ｄ２が０．３５〜０．６６であり、該略楕円螺旋状のくせを有する素線を撚り合わせて単層撚り構造のスチールコードを形成することを特徴とするゴム補強用スチールコードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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るゴム製品補強用スチールコード（以下、単に「コード」ということもある。）およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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る単層構造のゴム製品補強用スチールコードとしては、従来、１×３、１×５構造等の単層撚りで、複数本の素線を堅く撚り合わせて密着させた、いわゆるクローズ撚り構造のコードが一般的である。しかし、このクローズ撚りコードは、コード中心に閉じられた空間ができ、コードを２枚のゴムシートの間に挟んで加熱圧縮して複合体シートを形成したときに、ゴム材がコード中心の空洞部に侵入することはなくて、単にコードをゴムシートによって包み込んだだけの複合体となり、ゴム材がコードの中心の空洞部に完全に入り込んでゴムとコードとが一体化されたいわゆる完全な複合体にはならない。そのため、従来のクローズ撚りコードをゴムシートに挟んで加熱圧縮した複合体シートを例えば自動車のタイヤに組み込むと、ゴム材とコードとの接着が不十分で、自動車の走行時にゴム材がコードから剥離する、いわゆるセパレーション現象を起こす可能性が大きく、また、ゴム材中に侵入した水分がコード中心の空洞部に達すると、その水分は空洞部を伝ってたちまちコードの長手方向に伝播してコードを腐食させ、その結果、そのコードの機械的強度を著しく低下させることになるという問題が生ずる。
【０００３】
また、図５に示すように、単層撚り構造のコード３０で、複数本の素線３１の全てに施す撚り合わせのためのくせ付けを過大なものとすることで、素線３１同士の間に隙間３２ができてゴム材が侵入し易くなるようにしたオープン撚り構造のコードも知られている。しかし、オープン撚り構造のコードは、素線同士が非接触であり、形状が崩れ易く、また、極低荷重域での伸び（以下、「低荷重伸び」という。）が大きいため、取り扱い作業性が悪い。さらに、複合体シート成形時に加えられる極低荷重の張力によって隙間３２が減少しコード内部へゴム材が充分に侵入しない場合がある。
【０００４】
また、図６に示すように、単層撚り構造のコード４０を、複数本の素線４１の内の一部の素線４１を、撚り合わせのためのくせとは異なる小さな螺旋状のくせを有するものとすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このコードは、撚り合わせのためのくせとは異なる小さな螺旋状のくせを設けた素線（以下、「螺旋素線」という。）と撚り合わせのためのくせを設けただけの素線（以下、「非螺旋素線」という。）とを堅く撚り合わせたもので、素線同士が互いに密着して撚り合わされるため、クローズ撚りコードと同様に形状が崩れず、しかも、螺旋素線と非螺旋素線との間に隙間４２ができてゴム材が侵入する。
【０００５】
しかし、このように一部の素線だけに螺旋状のくせを設けた単層撚り構造のコードは、コードに引張荷重が作用したとき、その引張荷重が非螺旋素線に集中する傾向がある。
【０００６】
そこで、図７に示すように、単層撚り構造のコード５０で、全ての素線５１を螺旋素線とすることも考えられる。こうすることで、素線５１同士の間にゴム材が侵入する隙間５２ができ、また、引張荷重が全ての素線に分担されるため、引張荷重の集中による耐疲労性の低下はなくなる。しかし、このように全ての素線５１を螺旋素線とすると、コード５０の低荷重伸びが大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１４０８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、ゴム侵入性が良好で、耐疲労性に優れ、かつ低荷重伸びが小さい単層撚り構造のゴム製品補強用スチールコードを得ることが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のゴム補強用スチールコードは、同一線径を有するｎ（ｎ＝３〜６）本の素線を撚り合わせた１×ｎの単層撚り構造のゴム補強用スチールコードであって、全ての素線が、螺旋状のくせを付けた後、押圧加工して得られる、断面形状が略楕円状で撚り合わせのためのくせよりピッチの小さい略楕円螺旋状のくせを有し、該略楕円螺旋状のくせは、くせピッチＰが０．３２Ｐｃ〜０．５５Ｐｃ（Ｐｃ：コードの撚りピッチ（ｍｍ））で、略楕円状の断面形状の短径Ｄ１／長径Ｄ２が０．３５〜０．６６であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のゴム補強用スチールコードの製造方法は、同一線径を有するｎ（ｎ＝３〜６）本の素線を撚り合わせた１×ｎの単層撚り構造のゴム補強用スチールコードの製造方法であって、全ての素線に、螺旋状のくせを付けた後、押圧加工して断面形状が略楕円状で撚り合わせのためのくせよりピッチの小さい略楕円状のくせをもたせ、該略楕円螺旋状のくせは、くせピッチＰが０．３２Ｐｃ〜０．５５Ｐｃ（Ｐｃ：コードの撚りピッチ（ｍｍ））で、略楕円状の断面形状の短径Ｄ１／長径Ｄ２が０．３５〜０．６６であり、該略楕円螺旋状のくせを有する素線を撚り合わせて単層撚り構造のスチールコードを形成することを特徴とする。
【００１１】
このコードは、全ての素線に撚り合わせのためのくせよりピッチの小さい別の略楕円螺旋状のくせを施し、これらの素線を撚り合わせたコードなので、撚り合わせた後のコードにも、撚り合わせのためのくせよりピッチの小さい別のくせが存在し、これによってコード中心の空洞部が素線間の隙間を介して外部へ連通するため、ゴム材が容易に侵入する。
【００１２】
また、このコードは、全ての素線が撚り合わせのためのくせよりピッチの小さなくせを有し、コードに引張荷重が作用したときに全ての素線に均等に荷重が作用するため、一部の素線に荷重が集中することによる疲労性の低下はなく、耐疲労性に優れる。さらに、このコードは、コード長手方向のいずれの箇所においても少なくともいずれか一組の隣り合う素線が略接触する。そのため、コード伸びが小さくなり、低荷重伸びを抑制できる。
【００１３】
ここで、本発明における「断面形状が略楕円状」あるいは「略楕円螺旋状くせ」とは、１つの素線の撚り合わせのくせよりピッチの小さい別のくせ１ピッチ分を断面方向から見た時に投影される図形が、略楕円状となるくせのことを言う。さらに厳密に「楕円」である必要は無く、例えば長円形や円弧と直線とからなるトラック形状のものや、長方形に近い図形も（現実には角のある形状に製造することは極めて困難ではあるが）本発明に適用できるため「略楕円」と称す。
【００１４】
上記構成において、くせピッチＰを０．３２Ｐｃ〜０．５５Ｐｃ（Ｐｃ：コードの撚りピッチ（ｍｍ））としたのは、くせピッチＰが０．３２Ｐｃより小さいと、くせ付け時に過大な応力が作用する無理な塑性変形を伴うこととなって、素線が折れやすくなるとともに生産性が低下し、くせピッチＰが０．５５Ｐｃより大きいと、この素線を撚り合わせたコードは、ゴム製品成型時のゴム材のフローによる引張り力、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、ゴム材の侵入が充分ではなくなるためである。また、略楕円螺旋状のくせの断面形状の短径Ｄ１／長径Ｄ２を０．３５〜０．６６としたのは、Ｄ１／Ｄ２が０．３５より小さい素線を撚り合わせたコードは、各素線間の隙間が小さくなりすぎて流動性のよいゴム材を使用しても加圧加硫時にゴム材が内部へ充分に侵入できず、Ｄ１／Ｄ２が０．６６より大きい素線を撚り合わせたコードは、撚りの安定性が悪くなり耐疲労性が悪化するからである。
【００１５】
上記製造方法において、素線は、螺旋状のくせを付けた後、押圧加工して略楕円螺旋状のくせをつけたものを一旦リール等に巻取り、撚線機の繰出し装置に所定本数分をセットして撚り合わせてもよいし、撚り線機の繰出し装置から撚り口までの間でくせ付け加工を行うようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ゴム侵入が良好で、耐疲労性に優れ、且つ低荷重伸びが小さい単層撚り構造のゴム製品補強用スチールコードを得ることができ、このコードを例えば自動車用タイヤの補強材として使用することにより、タイヤ製造時の取り扱い作業性を低下させることなく、ゴム侵入性、耐疲労性に優れるタイヤを製造することができ、しかもタイヤの寿命を大幅に延長することができる。
【００１７】
また、このコードは、撚り合わせる前の素線の状態で、くせピッチＰを０．３２Ｐｃ〜０．５５Ｐｃ（Ｐｃ：コードの撚りピッチ（ｍｍ））とすることで、くせ付け時に過大な応力が作用する無理な塑性変形を避けるとともに生産性を高めることができ、また、この素線を撚り合わせたコードは、ゴム製品成型時のゴム材のフローによる引張り力、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ないようにすることができ、ゴム材が充分侵入する。さらに、略楕円状のくせの短径Ｄ１／長径Ｄ２を０．３５〜０．６６とすることで、この素線を撚り合わせたコードは、加圧加硫時にゴム材が内部へ充分に侵入するとともに、撚りが安定し耐疲労性が悪化しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態の１×３の単層撚り構造のスチールコードの断面図である。
【図２】本発明の実施形態の１×５の単層撚り構造のスチールコードの断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る略楕円螺旋状のくせのピッチの説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る略楕円螺旋状のくせの断面形状の長径と短径の説明図である。
【図５】従来の１×３の単層撚り構造で、全ての素線の撚り合わせのくせを過大にしたオープン構造のスチールコードの断面図である。
【図６】従来の１×３の単層撚り構造で、１本の素線が撚り合わせのためのくせとは異なる螺旋状のくせを有しているスチールコードの断面図である。
【図７】従来の１×３の単層撚り構造で、全ての素線が撚り合わせのためのくせとは異なる螺旋状のくせを有している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】
【００１９】
以下、本発明の実施形態のゴム製品補強用スチールコードを、図面を参照して説明する。
【００２０】
（実施形態の一例）
図１は１×ｎ（ｎ＝３〜６）の単層撚り構造の実施形態の一例として、１×３構造のスチールコードの断面構造を示している。
【００２１】
図１に示すスチールコード１０は、同一線径を有する３本の素線１１からなる１×３の単層撚り構造で、全ての素線１１に、螺旋状のくせを付けた後、押圧加工して断面形状が略楕円状となる螺旋状のくせ（以下、「略楕円螺旋状のくせ」という。）で撚り合わせのためのくせよりピッチの小さいくせをもたせた素線を３本撚り合わせたものである。
【００２２】
このコード１０は、全ての素線１１が、撚り合わせのためのくせとは別に撚り合わせのためのくせよりピッチの小さい略楕円螺旋状のくせを有している。この撚り合わせのためのくせよりピッチの小さい略楕円螺旋状のくせは、素線に螺旋状のくせを付けた後、押圧加工したことにより得られたくせである。
【００２３】
撚り合わせ前の素線の略楕円螺旋状のくせのピッチは、図３の平面図に示すとおりで、波の谷から谷までまたは山から山までの長さ（周期）Ｐを意味し、短径Ｄ１とは、図４に示すとおり、略楕円螺旋状のくせの短径軸方向の長さを意味し、長径Ｄ２とは略楕円螺旋状のくせの断面形状の長径軸方向の長さを意味する。この撚り合わせ前の略楕円螺旋状のくせのくせピッチＰ（ｍｍ）は、０．３２Ｐｃ〜０．５５Ｐｃ（Ｐｃ：コードの撚りピッチ（ｍｍ））で、短径Ｄ１／長径Ｄ２は０．３５〜０．６６である。なお、素線径ｄは、０．１５〜０．４０ｍｍであるのが好ましい。というのは、素線径ｄが０．１５ｍｍ未満であるとスチールコードの強度が低下し、素線径ｄが０．４０ｍｍを超えると柔軟性が低下するからである。撚りピッチＰｃは通常８．０〜１８．０ｍｍである。
【００２４】
このコード１０は、全ての素線１１が撚り合わせのためのくせとは別に撚り合わせのくせよりピッチの小さいくせを有することにより、コード中心の空洞部が素線１１間の隙間１２を介して外部へ連通する構成となる。そのため、ゴム材が容易に侵入する。
【００２５】
また、このコード１０は、全ての素線１１が撚り合わせのためのくせよりピッチの小さなくせを有し、コードに引張荷重が作用したときに全ての素線１１に均等に荷重が作用するため、一部の素線１１に荷重が集中することによる耐疲労性の低下はなく、耐疲労性に優れる。
【００２６】
さらに、このコード１０は、コード長手方向のいずれの箇所においても少なくともいずれか一組の隣り合う素線１１が略接触しているため、コード伸びが小さくなり、低荷重伸びを抑制できる。
【００２７】
（実施形態の他の例）
図２は１×ｎ（ｎ＝３〜６）の単層撚り構造の実施形態の他の例として、１×５構造のスチールコードの断面構造を示している。
【００２８】
図２に示すコード（スチールコード）２０は、同一線径を有する５本の素線２１からなる１×５の単層撚り構造で、全ての素線２１に、螺旋状のくせを付けた後、押圧加工して略楕円螺旋状のくせ（断面形状が略楕円状となる螺旋状のくせ）で撚り合わせのためのくせよりピッチの小さいくせをもたせた素線を５本撚り合わせたものである。
【００２９】
このコード２０は、全ての素線２１が、撚り合わせのためのくせとは別に撚り合わせのためのくせよりピッチの小さい略楕円螺旋状のくせを有している。この撚り合わせのためのくせよりピッチの小さい略楕円螺旋状のくせは、素線に螺旋状のくせを付けた後、押圧加工したことにより得られたくせである。この撚り合わせ前の略楕円形状のくせピッチP（ｍｍ）は、０．３２Ｐｃ〜０．５５Ｐｃ（Ｐｃ：コードの撚りピッチ（ｍｍ））で、短径D１／長径D２は０．３５〜０．６６である。なお、素線径ｄは、０．１５〜０．４０ｍｍであるのが好ましい。というのは、０．１５ｍｍ未満であるとスチールコードの強度が低下し、０．４０ｍｍを超えると柔軟性が低下するからである。撚りピッチＰｃは通常８．０〜１８．０ｍｍである。
【００３０】
このコード２０は、全ての素線２１が撚り合わせのためのくせとは別に撚り合わせのくせよりピッチの小さいくせを有することにより、コード中心の空洞部が素線２１間の隙間２２を介して外部へ連通する構成となる。そのため、ゴム材が容易に侵入する。
【００３１】
また、このコード２０は、全ての素線２１が撚り合わせのためのくせよりピッチの小さなくせを有し、コードに引張荷重が作用したときに全ての素線２１に均等に荷重が作用するため、一部の素線２１に荷重が集中することによる耐疲労性の低下はなく、耐疲労性に優れる。
【００３２】
さらに、このコード２０は、コード長手方向のいずれの箇所においても少なくともいずれか一組の隣り合う素線２１が略接触している。そのためコード伸びが小さくなり、低荷重伸びを抑制できる。
【実施例】
【００３３】
実施例として、直径５．５ｍｍのスチール線材を、パテンチングおよび伸線加工を繰り返した後、表面にブラスメッキを施して、線径０．２５ｍｍの素線とし、この素線を用いて、１×３構造および１×５構造の単層撚りスチールコードを製造した。
【００３４】
これらの実施例の１×３構造および１×５構造の単層撚りコードは、それぞれ略螺旋状のくせを付けた後、押圧加工によって断面形状が略楕円状の小さなくせを有するものとした素線を撚り合わせたものである。
【００３５】
いずれの場合も、螺旋状のくせは、供給される素線を軸芯として回転するくせ付け装置（特公昭６３−６３２９３公報記載のくせ付け装置）を用いて付与した。くせ形状は、くせ付けピンの間隔、くせ付けピンの寸法および、素線を軸芯として回転する回転数で調整した。
【００３６】
また、螺旋状のくせを断面形状が略楕円螺旋状のくせに加工する押圧加工は、複数個の自由回転するローラを千鳥状に配置した周知の押圧加工装置で行った。ただし、押圧加工の手段はこれに限られるものではない。
【００３７】
こうして製造した実施例のコードのゴム侵入性、低荷重伸び、耐疲労性、形状安定性（撚り安定性）および生産性を従来例のコードと比較して評価した。
【００３８】
ゴム侵入性は、各コードを４９Ｎの引張荷重をかけた状態でゴム材中に埋め込み、加圧加硫した後コードを取り出し、そのコードを分解して一定長さを観察し、観察した長さに対するゴムと接触した形跡のある長さの比をパーセント表示して評価した。
【００３９】
低荷重伸びは、４９Ｎ荷重負荷時の伸びをパーセント表示して評価した。
【００４０】
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、従来例のクローズ撚りコードを１００として指数表示した。
【００４１】
取り扱い作業性は、従来例のクローズコードと比較して劣るものを×、少し劣るものを△、同等のものを○として評価した。
【００４２】
形状安定性は、従来例のクローズ撚りコードを基準（均一）として、それと同等な場合を「均一」、そうでない場合を「不均一」とした。
【００４３】
生産性は、くせ付け時に素線の折れが発生したかどうかで判断し、折れが発生しなかったものを○、発生したものを×とした。
【００４４】
従来例は、直径５．５ｍｍのスチール線材を、パテンチングおよび伸線加工を繰り返した後、表面にブラスメッキを施して、線径０．２５ｍｍの素線とし、この素線を用いて、１×３構造でクローズ構造、１×３構造でオープン構造、および１×３構造で一部（１本）の素線に螺旋状のくせを施したコードの、従来の１×３構造の３種類のコードと、１×５構造でクローズ構造、１×５構造でオープン構造、および１×５構造で一部（３本）の素線に螺旋状のくせを施したコードの、従来の１×５構造の３種類のコードを製造した。
【００４５】
評価の結果を表１および表２に示す。
【００４６】
【表１】
2010242278.tif 000003
【００４７】
【表２】
2010242278.tif 000004
【００４８】
表１および表２から、実施例のコードは全ての評価で従来コードより優れていることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
自動車用タイヤ、コンベアベルト等のゴム製品補強材に適用できる。
【符号の説明】
【００５０】
１０、２０  コード（スチールコード）
１１、２１  素線
１２、２２  隙間
【図１】
2010242278.tif 000005
【図２】
2010242278.tif 000006
【図３】
2010242278.tif 000007
【図４】
2010242278.tif 000008
【図５】
2010242278.tif 000009
【図６】
2010242278.tif 000010
【図７】
2010242278.tif 000011