JP3709551B2 - ゴム物品補強用スチールコードおよび空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はゴム物品補強用スチールコードおよび該ゴム物品補強用スチールコードを補強材として用いた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設車両用タイヤのカーカスプライおよびベルトプライの補強やコンベアベルトの補強に使用されるスチールコードは、高い強力が必要とされ、複数本のスチールフィラメントを撚り合わせたストランドを更に撚り合わせた複撚り構造のスチールコードが広く使用されている。かかる従来の複撚り構造のスチールコードでは、素線（フィラメント）は全て略同等の抗張力を持つものが使用されている。
【０００３】
一方、タイヤ重量の軽減、低燃費化および輸送費の抑制を達成するため、スチールコードの断面積を増大させることなくコード強力を増加させるために、材質（特に、炭素含量）や加工法（例えば、減面率）を変えてフィラメントの抗張力を高めてコード強力を高める工夫がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようにしてフィラメントの抗張力を高めてコード強力を高める従来の方法は、単撚り構造や通常の層撚り構造のスチールコードには有効であるが、層撚り構造のものをストランドとした直径の大きな複撚り構造のスチールコードには、フィラメントの抗張力の上昇の分だけコード強力が上昇しないという問題があった。
【０００５】
そこで本発明の目的は、かかる問題を解消し、強力の向上した複撚構造のスチールコード、および該スチールコードを補強材として用いた空気入りタイヤを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく直径の大きな複撚り構造のスチールコードにつき鋭意検討した結果、各ストランドを構成する最外層シースフィラメントの抗張力を３０４０Ｎ／ｍｍ２以下とし、かつ該最外層シースフィラメントを除くすべての内側フィラメントの抗張力を３１４０Ｎ／ｍｍ２以上とすることにより、最外層シースフィラメント以外のすべての内側フィラメントの抗張力の上昇分をそのままコード強力の向上に反映させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明のゴム物品補強用スチールコードは、２層以上の層撚り構造を有する１本のコアストランドの周りに、２層以上の層撚り構造を有する５〜７本のシースストランドを配列し撚り合わせた複撚り構造のゴム物品補強用スチールコードにおいて、各ストランドを構成する最外層シースフィラメントの抗張力が３０４０Ｎ／ｍｍ２以下で、かつ該最外層シースフィラメントを除くすべての内側フィラメントの抗張力が３１４０Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記ストランドを構成する最外層シースフィラメントの材質として炭素含有量が０．７８重量％以下あり、かつ該最外層シースフィラメントを除くすべての内側フィラメントの材質として炭素含有量が０．８０重量％以上であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明は、上記ゴム物品補強用スチールコードを補強材として用いた空気入りタイヤに関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、２層以上の層撚り構造を有する１本のコアストランドの周りに、２層以上の層撚り構造を有する５〜７本のシースストランドを配列し撚り合わせた１＋ｎ（ｎ＝５〜７）の複撚り構造が対象となる。
単撚り構造や通常の層撚り構造等の比較的直径の小さなスチールコードは、コード強力が個々のフィラメントの引張り強力、所謂抗張力で決まる。しかし、上述のようにストランドを１＋ｎ（ｎ＝５〜７）の複撚り構造としたスチールコードの場合は、コード強力が個々のフィラメントの引張り強力の他に、コード引張りによってコアストランドとシースストランドの最外層シースフィラメント同士が強く接触し、接触点で応力集中により該フィラメントが先行的に剪断破壊されて、個々のフィラメントの引張り強力の上昇の分だけコード強力が向上せず抑制されてしまう場合がある。特に、上記先行破断現象は、剪断破壊し易い抗張力の高いフィラメントについてよく現れ、殊に抗張力が３１４０Ｎ／ｍｍ２以上のフィラメントについてはコード構造にもよるが、もはやフィラメントの抗張力の上昇に見合うコード強力は全く得られず、むしろ低下してしまう現象され観られる。よって、本発明は、かかる現象が従来生じ得る上記複撚り構造のスチールコードを対象とするものである。
【００１１】
かかる複撚り構造のスチールコードの好適例として、３本のコアフィラメントと９本のシースフィラメントからなるストランド７本を撚り合わせさらにスパイラルフィラメント１本を巻き付けた７×（３＋９）＋１構造のスチールコード（図１）、および３本のコアフィラメントと９本の内層シースフィラメントと１５本の外層シースフィラメントからなるストランド７本を撚り合わせさらにスパイラルフィラメント１本を巻き付けた７×（３＋９＋１５）＋１（図２）等を挙げることができる。
【００１２】
図示する本発明のスチールコードでは、最外層のシースストランドの周りにラップフィラメントを螺旋巻きにして、コードの束を強化してあるが、ラップフィラメントを省略することも可能である。
【００１３】
本発明においては、上記複撚り構造のスチールコードにおいて、ストランドを構成する最外層シースフィラメントの抗張力が３０４０Ｎ／ｍｍ２以下、好ましくは２５５０〜２９５０Ｎ／ｍｍ２で、かつ該最外層シースフィラメントを除くすべての内側フィラメントの抗張力が３１４０Ｎ／ｍｍ２以上、好ましくは３２００〜３９２０Ｎ／ｍｍ２である。ストランド最外層シースフィラメントの抗張力を３０４０Ｎ／ｍｍ２以下の通常の鋼材を用いることにより引張り時の剪断破壊を抑え、同時に、上記ストランド最外層シースフィラメント以外の内側フィラメントに炭素含有量を増加させる等の手段を用いて抗張力を３１４０Ｎ／ｍｍ２以上とすることにより、これら内層フィラメントの抗張力の上昇をそのままコード強力の向上に反映させることができる。
【００１４】
上記各フィラメントの抗張力は、ストランドを構成する最外層シースフィラメントの材質として炭素含有量を０．７８重量％以下とし、該最外層シースフィラメントを除くすべての内側フィラメントの材質として炭素含有量を０．８０重量％以上とすることにより得ることができる。
【００１５】
本発明においては、ストランドの構造がすべて同一である必要はないが、コードのユニフォーミティー、フィラメント同士の接触面積、製造コスト等の見地から、すべてのストランドの構造は同一であることが好ましい。また、コアストランドの撚り方向とシースストランドの撚り方向とは同一であることが好ましい。
【００１６】
本発明のゴム物品補強用スチールコードは、上述のように従来の複撚り構造のスチールコードに比べコード強力が向上しているために、例えば、従来の複撚り構造のスチールコードの代わりにこのコードを用い、該コードの複数本を互いに平行に引き揃えてゴムシートに埋設してなるプライをベルトまたはカーカスに適用した在来の建設車両用の空気入りラジアルタイヤは、重量の軽減、低燃費化および輸送費の抑制が可能となる。例えば、図３に示すサイズ３６．００Ｒ５１の如き大型のオフザロードラジアルタイヤのカーカスプライ８の補強材として好適に使用される。図中、７はビードコア、９は６層のベルト層からなるベルト、１０はトレッドである。このコードのカーカスプライへの打込み数は、１２．０本／５０ｍｍとする。なお、本発明の空気入りラジアルタイヤにおいては、カーカスプライ以外の構造および材質は慣行されているものを採用することができ、特に制限されるべきものではない。
【００１７】
【実施例】
次に本発明を実施例および比較例により具体的に説明する。
下記の表１に示すコード構造、撚りピッチ、撚り方向に従う各種スチールコードを試作した。なお、表１に示すスチールコードうち、３本のコアフィラメントと９本のシースフィラメントからなるストランド７本を撚り合わせさらにスパイラルフィラメント１本を巻き付けた７×（３＋９）＋１構造のスチールコードを図１に、３本のコアフィラメントと９本の内層シースフィラメントと１５本の外層シースフィラメントからなるストランド７本を撚り合わせさらにスパイラルフィラメント１本を巻き付けた７×（３＋９＋１５）＋１を図２に夫々示す。図中、符号の１はコアストランドを、２はシースストランドを、３はストランドの最外層フィラメントを、４はスパイラルフィラメントを夫々示す。
【００１８】
これら試作スチールコードについて、ＪＩＳ Ｇ３５１０の「スチールタイヤコード試験法」に定める６．４項の「切断荷重」の測定法に基づきその強力を測定した。得られた結果を下記の表１に併記する。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明のゴム物品補強用スチールコードにおいては、ストランドを構成する最外層シースフィラメントの抗張力を３０４０Ｎ／ｍｍ２以下とし、かつ該最外層シースフィラメントを除くすべてのフィラメントの抗張力を３１４０Ｎ／ｍｍ２以上としたことにより、コアストランドとシースストランドの最外層フィラメント同士の接触部の先行破断が抑制され、従来のゴム物品補強用スチールコードに比しコード強力が向上する。よって、該スチールコードを空気入りタイヤの補強材として用いることにより、重量の軽減、低燃費化および輸送費の抑制が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】７×（３＋９）＋１構造のスチールコードの断面図である。
【図２】７×（３＋９＋１５）＋１構造のスチールコードの断面図である。
【図３】本発明の一例空気入りタイヤの断面図である。
【符号の説明】
１ コアストランド
２ シースストランド
３ ストランドの最外層フィラメント
４ スパイラルフィラメント
７ コア
８ カーカスプライ
９ ベルト
１０ トレッド
【発明の属する技術分野】
本発明はゴム物品補強用スチールコードおよび該ゴム物品補強用スチールコードを補強材として用いた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設車両用タイヤのカーカスプライおよびベルトプライの補強やコンベアベルトの補強に使用されるスチールコードは、高い強力が必要とされ、複数本のスチールフィラメントを撚り合わせたストランドを更に撚り合わせた複撚り構造のスチールコードが広く使用されている。かかる従来の複撚り構造のスチールコードでは、素線（フィラメント）は全て略同等の抗張力を持つものが使用されている。
【０００３】
一方、タイヤ重量の軽減、低燃費化および輸送費の抑制を達成するため、スチールコードの断面積を増大させることなくコード強力を増加させるために、材質（特に、炭素含量）や加工法（例えば、減面率）を変えてフィラメントの抗張力を高めてコード強力を高める工夫がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようにしてフィラメントの抗張力を高めてコード強力を高める従来の方法は、単撚り構造や通常の層撚り構造のスチールコードには有効であるが、層撚り構造のものをストランドとした直径の大きな複撚り構造のスチールコードには、フィラメントの抗張力の上昇の分だけコード強力が上昇しないという問題があった。
【０００５】
そこで本発明の目的は、かかる問題を解消し、強力の向上した複撚構造のスチールコード、および該スチールコードを補強材として用いた空気入りタイヤを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく直径の大きな複撚り構造のスチールコードにつき鋭意検討した結果、各ストランドを構成する最外層シースフィラメントの抗張力を３０４０Ｎ／ｍｍ２以下とし、かつ該最外層シースフィラメントを除くすべての内側フィラメントの抗張力を３１４０Ｎ／ｍｍ２以上とすることにより、最外層シースフィラメント以外のすべての内側フィラメントの抗張力の上昇分をそのままコード強力の向上に反映させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明のゴム物品補強用スチールコードは、２層以上の層撚り構造を有する１本のコアストランドの周りに、２層以上の層撚り構造を有する５〜７本のシースストランドを配列し撚り合わせた複撚り構造のゴム物品補強用スチールコードにおいて、各ストランドを構成する最外層シースフィラメントの抗張力が３０４０Ｎ／ｍｍ２以下で、かつ該最外層シースフィラメントを除くすべての内側フィラメントの抗張力が３１４０Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記ストランドを構成する最外層シースフィラメントの材質として炭素含有量が０．７８重量％以下あり、かつ該最外層シースフィラメントを除くすべての内側フィラメントの材質として炭素含有量が０．８０重量％以上であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明は、上記ゴム物品補強用スチールコードを補強材として用いた空気入りタイヤに関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、２層以上の層撚り構造を有する１本のコアストランドの周りに、２層以上の層撚り構造を有する５〜７本のシースストランドを配列し撚り合わせた１＋ｎ（ｎ＝５〜７）の複撚り構造が対象となる。
単撚り構造や通常の層撚り構造等の比較的直径の小さなスチールコードは、コード強力が個々のフィラメントの引張り強力、所謂抗張力で決まる。しかし、上述のようにストランドを１＋ｎ（ｎ＝５〜７）の複撚り構造としたスチールコードの場合は、コード強力が個々のフィラメントの引張り強力の他に、コード引張りによってコアストランドとシースストランドの最外層シースフィラメント同士が強く接触し、接触点で応力集中により該フィラメントが先行的に剪断破壊されて、個々のフィラメントの引張り強力の上昇の分だけコード強力が向上せず抑制されてしまう場合がある。特に、上記先行破断現象は、剪断破壊し易い抗張力の高いフィラメントについてよく現れ、殊に抗張力が３１４０Ｎ／ｍｍ２以上のフィラメントについてはコード構造にもよるが、もはやフィラメントの抗張力の上昇に見合うコード強力は全く得られず、むしろ低下してしまう現象され観られる。よって、本発明は、かかる現象が従来生じ得る上記複撚り構造のスチールコードを対象とするものである。
【００１１】
かかる複撚り構造のスチールコードの好適例として、３本のコアフィラメントと９本のシースフィラメントからなるストランド７本を撚り合わせさらにスパイラルフィラメント１本を巻き付けた７×（３＋９）＋１構造のスチールコード（図１）、および３本のコアフィラメントと９本の内層シースフィラメントと１５本の外層シースフィラメントからなるストランド７本を撚り合わせさらにスパイラルフィラメント１本を巻き付けた７×（３＋９＋１５）＋１（図２）等を挙げることができる。
【００１２】
図示する本発明のスチールコードでは、最外層のシースストランドの周りにラップフィラメントを螺旋巻きにして、コードの束を強化してあるが、ラップフィラメントを省略することも可能である。
【００１３】
本発明においては、上記複撚り構造のスチールコードにおいて、ストランドを構成する最外層シースフィラメントの抗張力が３０４０Ｎ／ｍｍ２以下、好ましくは２５５０〜２９５０Ｎ／ｍｍ２で、かつ該最外層シースフィラメントを除くすべての内側フィラメントの抗張力が３１４０Ｎ／ｍｍ２以上、好ましくは３２００〜３９２０Ｎ／ｍｍ２である。ストランド最外層シースフィラメントの抗張力を３０４０Ｎ／ｍｍ２以下の通常の鋼材を用いることにより引張り時の剪断破壊を抑え、同時に、上記ストランド最外層シースフィラメント以外の内側フィラメントに炭素含有量を増加させる等の手段を用いて抗張力を３１４０Ｎ／ｍｍ２以上とすることにより、これら内層フィラメントの抗張力の上昇をそのままコード強力の向上に反映させることができる。
【００１４】
上記各フィラメントの抗張力は、ストランドを構成する最外層シースフィラメントの材質として炭素含有量を０．７８重量％以下とし、該最外層シースフィラメントを除くすべての内側フィラメントの材質として炭素含有量を０．８０重量％以上とすることにより得ることができる。
【００１５】
本発明においては、ストランドの構造がすべて同一である必要はないが、コードのユニフォーミティー、フィラメント同士の接触面積、製造コスト等の見地から、すべてのストランドの構造は同一であることが好ましい。また、コアストランドの撚り方向とシースストランドの撚り方向とは同一であることが好ましい。
【００１６】
本発明のゴム物品補強用スチールコードは、上述のように従来の複撚り構造のスチールコードに比べコード強力が向上しているために、例えば、従来の複撚り構造のスチールコードの代わりにこのコードを用い、該コードの複数本を互いに平行に引き揃えてゴムシートに埋設してなるプライをベルトまたはカーカスに適用した在来の建設車両用の空気入りラジアルタイヤは、重量の軽減、低燃費化および輸送費の抑制が可能となる。例えば、図３に示すサイズ３６．００Ｒ５１の如き大型のオフザロードラジアルタイヤのカーカスプライ８の補強材として好適に使用される。図中、７はビードコア、９は６層のベルト層からなるベルト、１０はトレッドである。このコードのカーカスプライへの打込み数は、１２．０本／５０ｍｍとする。なお、本発明の空気入りラジアルタイヤにおいては、カーカスプライ以外の構造および材質は慣行されているものを採用することができ、特に制限されるべきものではない。
【００１７】
【実施例】
次に本発明を実施例および比較例により具体的に説明する。
下記の表１に示すコード構造、撚りピッチ、撚り方向に従う各種スチールコードを試作した。なお、表１に示すスチールコードうち、３本のコアフィラメントと９本のシースフィラメントからなるストランド７本を撚り合わせさらにスパイラルフィラメント１本を巻き付けた７×（３＋９）＋１構造のスチールコードを図１に、３本のコアフィラメントと９本の内層シースフィラメントと１５本の外層シースフィラメントからなるストランド７本を撚り合わせさらにスパイラルフィラメント１本を巻き付けた７×（３＋９＋１５）＋１を図２に夫々示す。図中、符号の１はコアストランドを、２はシースストランドを、３はストランドの最外層フィラメントを、４はスパイラルフィラメントを夫々示す。
【００１８】
これら試作スチールコードについて、ＪＩＳ Ｇ３５１０の「スチールタイヤコード試験法」に定める６．４項の「切断荷重」の測定法に基づきその強力を測定した。得られた結果を下記の表１に併記する。
【００１９】
【表１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明のゴム物品補強用スチールコードにおいては、ストランドを構成する最外層シースフィラメントの抗張力を３０４０Ｎ／ｍｍ２以下とし、かつ該最外層シースフィラメントを除くすべてのフィラメントの抗張力を３１４０Ｎ／ｍｍ２以上としたことにより、コアストランドとシースストランドの最外層フィラメント同士の接触部の先行破断が抑制され、従来のゴム物品補強用スチールコードに比しコード強力が向上する。よって、該スチールコードを空気入りタイヤの補強材として用いることにより、重量の軽減、低燃費化および輸送費の抑制が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】７×（３＋９）＋１構造のスチールコードの断面図である。
【図２】７×（３＋９＋１５）＋１構造のスチールコードの断面図である。
【図３】本発明の一例空気入りタイヤの断面図である。
【符号の説明】
１ コアストランド
２ シースストランド
３ ストランドの最外層フィラメント
４ スパイラルフィラメント
７ コア
８ カーカスプライ
９ ベルト
１０ トレッド
Claims (3)
- ２層以上の層撚り構造を有する１本のコアストランドの周りに、２層以上の層撚り構造を有する５〜７本のシースストランドを配列し撚り合わせた複撚り構造のゴム物品補強用スチールコードにおいて、各ストランドを構成する最外層シースフィラメントの抗張力が３０４０Ｎ／ｍｍ２以下で、かつ該最外層シースフィラメントを除くすべての内側フィラメントの抗張力が３１４０Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
- 上記ストランドを構成する最外層シースフィラメントの材質として炭素含有量が０．７８重量％以下あり、かつ該最外層シースフィラメントを除くすべての内側フィラメントの材質として炭素含有量が０．８０重量％以上である請求項１記載のゴム物品補強用スチールコード。
- 請求項１記載のゴム物品補強用スチールコードを補強材として用いた空気入りタイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18238297A JP3709551B2 (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | ゴム物品補強用スチールコードおよび空気入りタイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP18238297A JP3709551B2 (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | ゴム物品補強用スチールコードおよび空気入りタイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1121775A JPH1121775A (ja) | 1999-01-26 |
| JP3709551B2 true JP3709551B2 (ja) | 2005-10-26 |
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ID=16117343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18238297A Expired - Fee Related JP3709551B2 (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | ゴム物品補強用スチールコードおよび空気入りタイヤ |
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|---|---|
| JP (1) | JP3709551B2 (ja) |
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| WO2009151127A1 (ja) | 2008-06-13 | 2009-12-17 | 株式会社ブリヂストン | ゴム物品補強用スチールコードおよびそれを用いた空気入りタイヤ |
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| CN109826031B (zh) * | 2018-12-28 | 2024-04-05 | 江苏兴达钢帘线股份有限公司 | 一种层状交互捻钢丝帘线 |
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1997
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