(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本のスパイラル素線をコードの中心に配置して略接触させ、これに４〜６本の非スパイラル側素線を配して、これら同一線径の素線を同一方向、同一ピッチで撚り合わせて、上記２本のスパイラル素線のいずれか一方をコード外接円の略中央に配置した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】
２本のスパイラル素線をコードの中心に配置して略接触させ、これに４〜６本の非スパイラル側素線を配して、これら同一線径の素線を同一方向、同一ピッチで撚り合わせて、上記２本のスパイラル素線のいずれか一方をコード外接円の略中央に配置し、かつ他方を側素線間に割り込ませた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３】
請求項２において、割り込み箇所をコード長手方向において部分的に存在させた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４】
割り込み量が０〜１．３ｄ（ｄ：素線径）である請求項２又は３に記載のゴム製品補強用スチールコード。
【請求項５】
撚り合わせのピッチＰが、４０ｄ≦Ｐ≦９０ｄである請求項１、２または３に記載のゴム製品補強用スチールコード。
【請求項６】
スチールコードの断面形状が、長手方向に略同一向きで略楕円形状である請求項１、２、３、４または５に記載のゴム製品補強用スチールコード。
【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、コンベア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（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】
従来のコードとしては、６〜８本の素線を互いに堅く撚り合わせて密着させた、いわゆるクローズ撚りコード（例：２＋４、２＋５、２＋６等構造）が一般的である。しかし、このコードは隣接する素線間に空洞部が存在しており、コードを２枚のゴムシートの間に挾んでこれを圧縮して複合シートを形成した場合、ゴム材が空洞部に浸入せず、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、ゴム材がコード空洞部に完全に入り込んでゴムシートとコードとが一体化された、いわば完全な複合体にはならない。このため、従来コードの複合体を自動車のタイヤに組み込んだものにおいては、ゴム材とコードとの接着が不十分であり、自動車の走行時に、ゴム材がコードから剥離して、いわゆるセパレーション現象を起こす可能性が大きく、またゴム材中に浸入した水分がコードの空洞部に達すると、こ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、コードを腐食させ、その結果その機械的強度を著しく低下させることになる。
【０００３】
この問題を解決するために、上記の空洞部にゴム材が可及的に浸入し易くしたコードが種々提案されている。
【０００４】
例えば、コードを構成する素線に過大なくせ付けを施して素線間に隙間を設けた、いわゆるオープン撚り構造のコードが提案されているが、このコードは製造時において撚り構造が不安定になり易く、しかも低荷重時での伸びが大きいため、取扱作業性および複合体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張力によって隙間が減少し、ゴム材が充分浸入しないという問題を有する。
【０００５】
また、上記２＋４、２＋５、２＋６等構造のスチールコードあるいは２層のオープン撚り構造スチールコードは、コード内側に位置する芯素線群のコード長手方向の自由度が大きくなりやすく、タイヤに使用した場合、芯と側で素線のズレが生じやすく、タイヤの寿命を低下させる原因となるばかりか、２回の撚り工程を必要とするため、生産時間が増加するとともに、高価な撚線設備を多数保有しなければならず、製造コストが上がるという問題を有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、ゴム材の浸入性が向上し、撚り構造も安定し、低荷重時の伸びが小さく、しかも芯と側のズレが発生しない完全なゴムとの複合体を形成し、さらに製造コストの低減をはかったコードを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、２本のスパイラル素線をコードの中心に配置して略接触させ、これに４〜６本の非スパイラル側素線を配して、これら同一線径の素線を同一方向、同一ピッチで撚り合わせて、上記２本のスパイラル素線のいずれか一方をコード外接円の略中央に配置したことを第１の発明とし、
２本のスパイラル素線をコードの中心に配置して略接触させ、これに４〜６本の非スパイラル側素線を配して、これら同一線径の素線を同一方向、同一ピッチで撚り合わせて、上記２本のスパイラル素線のいずれか一方をコード外接円の略中央に配置し、かつ他方を側素線間に割り込ませたことを第２の発明とする。
そして、上記第２の発明において、割り込み箇所をコード長手方向において部分的に存在させたことを第３の発明とする。
また、上記第２又は第３の発明において、割り込み量が０〜１．３ｄ（ｄ：素線径）であることを第４の発明とし、
上記第１、第２又は第３の発明において、撚り合わせのピッチＰが、４０ｄ≦Ｐ≦９０ｄであることを第５の発明とする。
さらに、上記第１、第２、第３、第４又は第５の発明において、スチールコードの断面形状が、長手方向に略同一向きで略楕円形状であることを第６の発明とする。
【０００８】
本発明における「スパイラル素線」とは、撚り合わせのくせとは異なる略スパイラル状の小さなくせを有する素線を意味し、正確なスパイラル形状だけでなく、波形状のものも含む。また、「非スパイラル側素線」とは、略スパイラル状の小さなくせを有さない、通常の真直くせを有する側素線のことを意味する。
【０００９】
ここで、割り込み量Ｈとは、図３に示すように、スパイラル素線の一方がコード外接円の略中央で、他方が側素線間に割り込んだときにおける最短距離ｈの素線径ｄに対する値である。
最短距離ｈとは、側素線３、３間に割り込んだスパイラル素線２ｂの中心Ｏからその両側に位置する非スパイラル素線３、３の中心を結んだ直線Ｌへの垂直距離をいう。
上記割り込み量Ｈは、スパイラル素線の中心Ｏが直線Ｌに対してコード中心側に位置するときをマイナス、その反対側をプラスとしたものである。
【００１０】
また、割り込み箇所とは、１本のスパイラル素線が側素線間に割り込む状態と２本のスパイラル素線が割り込み量のマイナス位置にある状態とがコード長手方向において混在していることを意味する。
【００１１】
また、上記種々の数値限定は、多数の実験により得られた結果に基づいて定めたものであり、その概要は次の如くである。
割り込み量Ｈが０未満、すなわち側素線間に割り込んだスパイラル素線の中心が、その両側に位置する側素線の中心を結ぶ直線Ｌよりコード中心側にある場合、割り込み量が不足して、スパイラル素線群の自由度が増加し、１．３ｄを超えると、スパイラル素線が側素線のさらに外側に飛び出し、撚りの安定性が低下する。
【００１２】
また、Ｐが４０ｄ未満の場合、側素線はスパイラル素線群の見掛けの外接円と外側で接触することになるため、素線間の隙間が大きくなりすぎ、低荷重時の伸びが増加し、取扱作業性および複合体成形時の作業性が低下する。また、９０ｄを越えるとコードに要求される破断伸びを確保することが難しくなる。
【００１３】
ところで、小さいスパイラル状くせのピッチは、０．２Ｐ〜０．８Ｐが好ましい。なぜなら、０．２Ｐ未満であると、スパイラル素線を形成するとき素線に加える塑性変形量が大きくなって、素線が折れやすくなり、生産性が低下し、０．８Ｐを越えると、小さなスパイラル状くせの作用が急速に失われて、ゴム浸入性や破断伸びが低下するからである。
【００１４】
【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。
【００１５】
図１は本発明のコードの断面図である。
このコード１は、同一素線径の７本の金属素線のうちの２本のスパイラル素線２ａ、２ｂからなるスパイラル素線群２の周囲に、５本の非スパイラル側素線３を配置して撚線機内に導入して同時に撚り合わせたものである。
上記２本のスパイラル素線２ａ、２ｂは集合してくせ付け手段に導入するため、そのスパイラルの位相もほぼ同一となり、コード長手方向において常に略接触して一体となって小さな略スパイラル状のくせを有するスパイラル素線群２となる。
上記コード１はスパイラル素線群２のうち、いずれか１本がコード外接円の略中央付近に位置し、かつ他の１本が非スパイラル側素線３、３間に、一定範囲の割り込み量を有して割り込んだ構造である。
【００１６】
図２に示すコード４は、素線本数を８本にして同様に形成したものである。
【００１７】
上記割り込み量Ｈは、スパイラル素線のスパイラル形状、すなわち見掛けの外径およびそのピッチを調整することで調整することができる。
【００１８】
ところで、上記素線径は、素線径が０．１５ｍｍ未満であるとスチールコードの強度が不足し、０．４０ｍｍを超えると柔軟性に劣るため、０．１５〜０．４０ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００１９】
本発明のコードは、２本の素線２ａ、２ｂが一体となったスパイラル素線群２が側素線３間に隙間を設ける機能を発揮して、ゴムの浸入性を向上することができ、しかも中央に１本の芯素線２ａを有する１＋ｎ（ｎ＝５〜７）のような構成となるため、低荷重時の伸びを小さく抑えることができる。
【００２０】
さらに本発明のコードは、１本のスパイラル素線２ａがもう１本のスパイラル素線２ｂと常に接触しながら側素線３間に割り込んだ構造で撚り合わされるため、中央に位置するスパイラル素線２ａは側に位置するスパイラル素線２ｂによって固定されるので、１＋ｎのような構造ではあるが、中央に位置するスパイラル素線あるいはスパイラル素線群がコード中央においてズレ動くことはない。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を、従来例および比較例と比べて具体的に説明する。
【００２２】
表１は、５．５φの線材をパテンティング、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０．３０ｍｍの素線を製造し、その６本、７本、８本の素線をそれぞれバンチャー撚線機で撚り合わせたコードの試作結果を示したものである。
スパイラル素線の割り込み量Ｈおよび撚りピッチＰを変化させ、本発明の条件を満たす実施例、本発明の条件から外れた比較例および従来のコードを製造し、それぞれのコードにおいてゴム浸入性、低荷重時の伸び（５ｋｇ荷重時の伸び）、耐疲労性、芯自由度、取扱作業性および設備コストについて評価した。
【００２３】
【表１】
0004091694.tif 000002
【００２４】
この評価に際して、ゴム材の浸入性は、各コードに５ｋｇ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の長さを観察し、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ものである。大きいほどゴム浸入性はよい。
【００２５】
低荷重時の伸びは、５ｋｇ荷重時の各コードの伸びを示し、取扱作業性および撚りの安定性上低い値であることが好ましい。
【００２６】
コードに５ｋｇの引張荷重を加えた状態で２枚のゴムシートの間に挾み込み、加圧加硫した後、ゴムシートを一定巾に細長くカットし、スチールコード１本をゴムの中心に含むゴムベルトを作成し試験片とする。次にベルト疲労試験機として用いられる３点プーリー疲労試験機のプーリー群に試験片を掛け渡し、低荷重をかけた状態で試験片を長手方向に往復させ、プーリー部分のしごき力によりコードが破断するまでの往復回数を測定し、実験Ｎｏ．１の従来例の場合を１００として指数表示した。耐疲労性は大きい方がよい。
【００２７】
芯自由度は、２本のスパイラル素線の自由度、すなわちコード中心における芯素線の動き安さを比較したもので、実験Ｎｏ．１と比べ、同程度が×、やや向上したものを△、非常に向上したものを○とした。
【００２８】
取扱作業性は、コードの製造時や複合体シート成形時のコードの取扱作業性を示し、また製造に係るコストも考慮して、実験Ｎｏ．１のコード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。
【００２９】
設備コストは、コード製造に係る設備コストの評価であり、実験Ｎｏ．１のコードと比較して同等又は劣るものを×、優れているものを○とした評価である。
【００３０】
表１より明らかなように、本発明のコードは、ゴム材の浸入性、低荷重時の伸び、耐疲労性、芯自由度および取扱作業性のいずれも満足し、ゴム製品の補強材として最適であることが判明した。
【００３１】
ところで、実験Ｎｏ．４〜１７のコードを、断面形状が略楕円形となるように加工したコードでも表１と同等の効果を得ることができた。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のコードは、コード外周にゴム浸入路が確保され、その進入路からゴム材がコード内部まで確実に浸入し、ゴム材との完全な複合体となる。このため、例えばタイヤに使用した場合、フレッティング摩耗、セパレーツ現象および腐食によるコードの強力低下等を著しく減少することができる。
また、コード中央に１本の芯素線を有する１＋ｎのような構造であるので低荷重伸びが小さく、芯素線群の１本が側素線間に割り込むのでタイヤ走行時に芯素線群がコード内でズレ動くこともなく、タイヤの寿命を損なうことがない。
さらに、本発明のコードは、バンチャー型撚線機で以て一工程で製造することができるため、製造コストを大巾に低減することができる。
また、このコードを、長さ方向に同一向きの略楕円形にすることで、短径軸側をタイヤの厚み方向に配置することにより、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優れた効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスチールコードの概略断面図である。
【図２】本発明のスチールコードの他の実施例を示す概略断面図である。
【図３】割り込み量を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１、４  スチールコード
２  スパイラル素線群
２ａ、２ｂ、５ａ、５ｂ  スパイラル素線
３、６  非スパイラル側素線
ｈ  最短距離
Ｌ  ２本の側素線の中心を結ぶ直線
ｄ  素線径
Ｏ  側素線に割り込んだスパイラル素線の中心
【図１】
0004091694.tif 000003
【図２】
0004091694.tif 000004
【図３】
0004091694.tif 000005