JP4373585B2 - ゴム物品補強用スチールコード及びそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤや工業用ベルト等のゴム物品の補強材として使用されるスチールコードに関するものであり、特に、同一コード径対比でコード破断強力の増加及び／又はコード剛性の低減を図ることのできるゴム物品補強用スチールコード及びそれを用いて耐久性及び／又は生産性を向上させた空気入りタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スチールコードで補強されたゴム物品には空気入りタイヤや工業用ベルト等がある。ここで、例えば空気入りタイヤにおいては、カーカスを骨格としてその径方向外側に多層のベルトを配置して補強する構造が一般的であり、スチールコードはこのベルトやカーカスの補強材として使用されている。そして、中でも建設車輌用等の大型タイヤは、特に凹凸の激しい不整地で、しかも重い荷重の下に走行するので、コード破断強力の大きい（３＋９＋１５）＋６×（３＋９＋１５）構造や（３＋９）＋６×（３＋９）構造のスチールコードが一般的に採用されている。
【０００３】
図５及び図６に示すスチールコードは、このような建設車輌用タイヤに採用されている従来のスチールコードを示す断面図であって、図５は（３＋９＋１５）＋６×（３＋９＋１５）構造のもの（従来例１）であり、図６は（３＋９）＋６×（３＋９）構造のもの（従来例２）である。即ち、図５は、芯ストランド１の周りに側ストランド２を６本撚り合わせたコード径が５．４ｍｍのスチールコードを示す断面図で、各ストランドを構成するフィラメント１ａ〜１ｃ及び２ａ〜２ｃの径が０．２９０ｍｍであって、芯ストランド１が３層の層撚り構造を有しており、側ストランド２も３層の層撚り構造を有している。また、図６に示すスチールコードは、図５のものと同様、芯ストランド１の周りに側ストランド２を６本撚り合わせてなるコード径が５．４ｍｍのものであるが、各ストランドを構成するフィラメント１ａ〜１ｂ及び２ａ〜２ｂの径が全て０．４３０ｍｍで、芯ストランド１及び側ストランド２が２層の層撚り構造を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、建設車輌やコンベアベルト等の大型化に伴い、スチールコードには、一層コード破断強力の大きいものが求められるようになっている。しかるに、スチールコードを構成するフィラメントを単純に太径化するとコード剛性が大きくなり過ぎてしまい、例えばタイヤの成型作業におけるスチールコードの裁断やカーカス端部の折り返し作業等が困難となって生産性が著しく低下してしまう。なお、コード破断強力がそれ程重視されない場合には、作業性等の面から、少しでもコード剛性の低いスチールコードが要求されることは当然である。
【０００５】
また、コード破断強力を大きくするためにフィラメントを太径化すると、スチールコードの重量が増加してしまい、ひいてはタイヤ等の重量増につながるので好ましいものではない。更に、タイヤにおいては特に激しい繰り返し圧縮応力等が作用するため、太径のフィラメントでは走行の早期段階で圧縮疲労によるフィラメントの破断が生じる場合がある。
【０００６】
そこで本発明は、従来のスチールコードとコード径がほぼ同一であることを対比の前提として、コード破断強力を少なくとも同等以上としつつ、コード剛性の低減を図ることができるか、又は逆に、コード剛性を少なくとも同等以下としつつ、コード破断強力を大きくすることのできるゴム物品補強用スチールコードを提供することを目的とするものである。
【０００７】
なお、コード径がほぼ同一であるのを対比の前提とするのは、例えばタイヤのベルト層の強度を向上させるには、コード破断強力×コード打込み本数を大きくすればよいが、耐セパレーション性等のタイヤ性能の確保の観点から、コード打込み本数の増大（コード間間隔の減少）には限界があり、また、コード径が大きいほどこの打込み本数の制限は厳しくなる。従って、コード単位断面積当たりのコード破断強力が重要な因子になるからである。また、本明細書におけるコード剛性との記載は、主に曲げ剛性を示すものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであって、その要旨は、第１に、コード径が３．５〜７．０ｍｍ、コードを構成するフィラメント径が０．１７５〜０．４００ｍｍのゴム物品補強用スチールコードに係るものである。
【０００９】
そして、コード構造が（３＋９＋１５）＋８×（３＋９＋１５）構造であるか、（３＋９＋１５）＋６×（３＋９＋１５）＋１２×（３＋９＋１５）構造であるか、（３＋９＋１５）＋６×（３＋９）＋１２×（３＋９）構造であるスチールコードである。
【００１０】
更に、コード構造が（３＋９＋１５）＋８×（３＋９＋１５）構造である場合には、芯ストランド径を側ストランド径よりも大きくし、かつ、芯ストランドを構成するフィラメント径を側ストランドを構成するフィラメント径よりも大きくすることが好ましい。また、（３＋９＋１５）＋６×（３＋９＋１５）＋１２×（３＋９＋１５）構造である場合には、各ストランド径を全て同一とし、かつ、各フィラメント径も全て同一とすることが好ましい。
【００１１】
また、各フィラメントは、炭素含有量が０．８０〜０．８５重量％の高抗張力鋼とすることが好ましい。
【００１２】
本発明の要旨は、第２に、建設車輌用タイヤであって、そのベルト及び／又はカーカスのいずれか少なくとも１層に、上記のゴム物品補強用スチールコードを用いた空気入りタイヤに係るものである。即ち、本発明のスチールコードを特に大きなコード破断強力が求められる建設車輌用タイヤに採用することにより、耐久性及び／又は生産性が大幅に向上した空気入りタイヤが得られるのである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のゴム物品補強用スチールコードは、１本の芯ストランドの周りに側ストランドを８本以上撚り合わせてなることを特徴の一つとしている。即ち、側ストランドの撚り合わせを７本以下とするとコード剛性を低減する効果が得られないのである。何故なら、コード剛性は概略、フィラメント径の４乗×フィラメント本数に比例するので、フィラメント径が大きく影響することになるが、本発明の対比の前提である従来のスチールコードとコード径が同一という条件下で側ストランドの撚り合わせを７本以下とすると、フィラメント径の細線化に限界があり、コード剛性の低減に必要な程度まで細線化できないからである。
【００１４】
一方、側ストランドの撚り合わせの上限としては、本発明のコード径を３．５〜７．０ｍｍと規定し、かつ、フィラメント径を０．１７５〜０．４００ｍｍと規定していることから、コード径及びフィラメント径によって側ストランドの撚り合わせ本数にも自ら限界が生じる。
【００１５】
なお、コード径が３．５ｍｍより細径の場合には、空気入りタイヤや工業用ベルト等のゴム物品の補強に必要なコード破断強力が得られず、コード径が７．０ｍｍより太径の場合には、スチールコード自体及びコードをコーティングしているゴムの重量が重くなり過ぎて、成型作業性等の面からタイヤ等に適用し難いものとなる。
【００１６】
また、フィラメント径が０．１７５ｍｍより細径の場合には、上記の場合と同様に必要なコード破断強力が得られないばかりでなく、伸線時の断線等によって伸線加工が困難になり、フィラメントの生産性が低下してしまうので現実的ではない。一方、フィラメント径が０．４００ｍｍより太径の場合には、上記の通りコード剛性が概略フィラメント径の４乗×フィラメント本数に比例することから、フィラメント径が太くなり過ぎてコード剛性を低減する効果が得られない。
【００１７】
このように、本発明のスチールコードにおける特徴は、コード剛性の低減の観点から言えば、必要なコード破断強力を確保しつつ作業性を考慮して、芯ストランドの周りに側ストランドを従来より多く撚り合わせる点にある。
【００１８】
また、本発明のゴム物品補強用スチールコードは、芯ストランドが３層の層撚り構造を有し、側ストランドが２層又は３層の層撚り構造を有することも特徴の一つである。ここで、そもそも芯ストランド及び側ストランドを層撚り構造とするのは、芯ストランド又は側ストランドを単撚りとした場合、層撚り対比でフィラメント径を太径化しなければならず、疲労性が低下するからである。また、複撚りとした場合には、フィラメント径を極細にしなければならず、伸線工程での断線による生産性低下が考えられるからである。
【００１９】
そして、芯ストランドを３層の層撚り構造とするのは、側ストランドを８本以上撚り合わせるという本発明の条件下で芯ストランドを２層撚りとすると、芯ストランドを構成するフィラメント径を、側ストランドを構成するフィラメント径対比で非常に太径化しなければならないため、芯ストランドと側ストランドの張力負担が大きく異なることとなってしまい、コード破断強力の低下を招くからである。一方、芯ストランド及び側ストランドの撚り層数の上限は、上記した側ストランドの撚り合わせの上限の場合と同様、コード径及びフィラメント径によって自ら限界が生じる。
【００２０】
そして、本発明では、芯ストランドを３層撚りとし、側ストランドを２層撚り又は３層撚りとする。何故なら、芯ストランドを４層撚り以上とすると、その製造の際、ストランドを撚り線する設備（例えば、チューブラー型撚線機）が長くなって撚り合わせ部のテンションを均一に制御することが困難となり、フィラメントを引き揃えるのが難しくなるからである。また、コード破断強力は、一般的に、芯ストランドの外表面から隣接する側ストランドの中心までの距離が短いほど大きくなるので、フィラメント径が同一であれば、側ストランドの撚り層数は少ない方がよく、側ストランドは２層撚りであるか、３層撚りである場合に最良のものとなる。
【００２１】
さらに具体的には、本発明のゴム物品補強用スチールコードにおける最良の実施の形態は、コード構造が（３＋９＋１５）＋８×（３＋９＋１５）構造であるか、（３＋９＋１５）＋６×（３＋９＋１５）＋１２×（３＋９＋１５）構造のものである。加えて、コード構造が（３＋９＋１５）＋６×（３＋９）＋１２×（３＋９）構造であってもよい。
【００２２】
このように、本発明のスチールコードにおける特徴は、コード破断強力の増加の観点から言えば、芯ストランドや側ストランドの撚り構造に基づく不具合の発生を回避しつつ、芯ストランドの外表面から隣接する側ストランドの中心までの距離を従来より短くする点にある。
【００２３】
なお、各フィラメントは、炭素含有量が０．８０〜０．８５重量％の高抗張力鋼とすることにより、空気入りタイヤや工業用ベルト等のゴム物品の強度を確保するために必要かつ充分なコード破断強力が得られる。
【００２４】
また、上記したゴム物品補強用スチールコードは、建設車輌用タイヤのベルト及び／又はカーカスに用いることが好適である。特に、そのベルトに上記のゴム物品補強用スチールコードを用いた建設車輌用空気入りラジアルタイヤは、耐久性が非常に優れたものとなり、本発明の空気入りタイヤの最良の実施の形態である。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面により説明する。図１に断面図で示すスチールコードは、建設車輌用空気入りラジアルタイヤに用いて最適な実施例１であり、コード構造は（３＋９＋１５）＋８×（３＋９＋１５）構造となっている。即ち、芯ストランド１の周りに側ストランド２を８本撚り合わせたもので、コード径は５．４ｍｍ、３層撚りの芯ストランド１の各フィラメント１ａ〜１ｃの径は０．３９０ｍｍ、３層撚りの側ストランド２の各フィラメント２ａ〜２ｃの径は０．２４０ｍｍである。
【００２６】
実施例１においては、芯ストランド１と側ストランド２を同じ（３＋９＋１５）構造とし、芯ストランド１を構成するフィラメント１ａ〜１ｃの径を側ストランド２を構成するフィラメント２ａ〜２ｃの径よりも大きくすることで、芯ストランド１の径を側ストランド２の径よりも大きくしている。即ち、実施例１は、図５及び図６に示す同一コード径の従来例に比べ、相対的に側ストランド２の径を細くし、芯ストランド１の外表面から隣接する側ストランド２の中心までの距離Ｄを短くすることで、コード破断強力を大きくしたものである。
【００２７】
このように、実施例１は、図５の従来例１と同様に芯ストランド１及び側ストランド２を（３＋９＋１５）構造としてコード剛性を従来例１と同等としながら、コード破断強力を大きくすることに主眼を置いた構造となっている。
【００２８】
図２に断面図で示すスチールコードは、建設車輌用空気入りラジアルタイヤに用いて最適な実施例２であり、コード構造は（３＋９＋１５）＋６×（３＋９＋１５）＋１２×（３＋９＋１５）構造となっている。即ち、芯ストランド１の周りに１層目の側ストランド２を６本、２層目の側ストランド３を１２本撚り合わせたコード径が５．４ｍｍのもので、芯ストランド１及び各側ストランド２，３が全て同径で、全て３層撚りとなっており、各フィラメント１ａ〜１ｃ，２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃの径は全て０．１７５ｍｍである。
【００２９】
実施例２においては、芯ストランド１及び側ストランド２，３を同じ（３＋９＋１５）構造とし、各フィラメント１ａ〜１ｃ，２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃの径を全て同一の細径としている。即ち、実施例２は、図５及び図６に示す従来例に比べ、各フィラメント径を限界まで細くすることで、フィラメント径の４乗×フィラメント本数の値を小さくしてコード剛性を低減させたものである。そして、各フィラメント径の細線化に伴う破断強力の低下は、従来例と同一のコード径の範囲内で１層目の側ストランド２に加えて２層目の側ストランド３を設けることで対処している。
【００３０】
このように、実施例２は、２層目の側ストランド３を設けてコード破断強力を従来例と同等以上としながら、コード剛性を低減させることに主眼を置いた構造となっている。
【００３１】
図３に断面図で示すスチールコードは、建設車輌用空気入りラジアルタイヤに用いて最適な実施例３であり、コード構造は（３＋９＋１５）＋６×（３＋９）＋１２×（３＋９）構造となっている。即ち、芯ストランド１の周りに１層目の側ストランド２を６本、２層目の側ストランド３を１２本撚り合わせたコード径が５．４ｍｍのもので、３層撚りの芯ストランド１の各フィラメント１ａ〜１ｃの径は０．１７５ｍｍ、２層撚りの各側ストランド２，３の各フィラメント２ａ〜２ｂ，３ａ〜３ｂの径は全て０．２６０ｍｍである。
【００３２】
実施例３は、側ストランドを２層撚り構造としたものであるが、従来例と同一のコード径の範囲内で１層目の側ストランド２に加えて２層目の側ストランド３を設けている。そして、図５及び図６に示す従来例に比べ、側ストランド２，３の各フィラメント２ａ〜２ｂ，３ａ〜３ｂの径を細くすることで、フィラメント径の４乗×フィラメント本数の値を小さくしてコード剛性を低減させると共に、２層目の側ストランド３を設けることで、コード破断強力を従来例と同等としたものである。
【００３３】
次に、図４に実施例１（図１）、実施例２（図２）、実施例３（図３）、従来例１（図５）、従来例２（図６）の各構造と、コード破断強力及びコード剛性の比較表を示す。図４から明らかな通り、従来例１のコード破断強力及びコード剛性を１００として比較すると、実施例１は同等のコード剛性でありながら、コード破断強力が大きくなっている。また、実施例２はコード破断強力がある程度大きくなっているにもかかわらず、コード剛性が大幅に低減している。実施例３はコード破断強力はほぼ同等であるが、コード剛性が大幅に低減している。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のゴム物品補強用スチールコードによれば、コード破断強力を少なくとも従来のものと同等以上としつつ、コード剛性の低減を図ることができる。また、コード剛性を従来のものと同等程度とした場合には、コード破断強力を大きくすることができる。更に、本発明のスチールコードを特に大きなコード破断強力が求められる建設車輌用タイヤに採用することにより、耐久性及び／又は生産性が大幅に向上した空気入りタイヤとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のゴム物品補強用スチールコードの実施例１を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明のゴム物品補強用スチールコードの実施例２を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明のゴム物品補強用スチールコードの実施例３を示す断面図である。
【図４】図４は、実施例と従来例との比較表を示すものである。
【図５】図５は、ゴム物品補強用スチールコードの従来例１を示す断面図である。
【図６】図６は、ゴム物品補強用スチールコードの従来例２を示す断面図である。
【符号の説明】
１…芯ストランド
１ａ…芯ストランドのコアフィラメント
１ｂ…芯ストランドの第１シースフィラメント
１ｃ…芯ストランドの第２シースフィラメント
２…１層目の側ストランド
２ａ…１層目の側ストランドのコアフィラメント
２ｂ…１層目の側ストランドの第１シースフィラメント
２ｃ…１層目の側ストランドの第２シースフィラメント
３…２層目の側ストランド
３ａ…２層目の側ストランドのフィラメント
３ｂ…２層目の側ストランドの第１シースフィラメント
３ｃ…２層目の側ストランドの第２シースフィラメント
Ｄ…芯ストランドの外表面から隣接する側ストランドの中心までの距離
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤや工業用ベルト等のゴム物品の補強材として使用されるスチールコードに関するものであり、特に、同一コード径対比でコード破断強力の増加及び／又はコード剛性の低減を図ることのできるゴム物品補強用スチールコード及びそれを用いて耐久性及び／又は生産性を向上させた空気入りタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スチールコードで補強されたゴム物品には空気入りタイヤや工業用ベルト等がある。ここで、例えば空気入りタイヤにおいては、カーカスを骨格としてその径方向外側に多層のベルトを配置して補強する構造が一般的であり、スチールコードはこのベルトやカーカスの補強材として使用されている。そして、中でも建設車輌用等の大型タイヤは、特に凹凸の激しい不整地で、しかも重い荷重の下に走行するので、コード破断強力の大きい（３＋９＋１５）＋６×（３＋９＋１５）構造や（３＋９）＋６×（３＋９）構造のスチールコードが一般的に採用されている。
【０００３】
図５及び図６に示すスチールコードは、このような建設車輌用タイヤに採用されている従来のスチールコードを示す断面図であって、図５は（３＋９＋１５）＋６×（３＋９＋１５）構造のもの（従来例１）であり、図６は（３＋９）＋６×（３＋９）構造のもの（従来例２）である。即ち、図５は、芯ストランド１の周りに側ストランド２を６本撚り合わせたコード径が５．４ｍｍのスチールコードを示す断面図で、各ストランドを構成するフィラメント１ａ〜１ｃ及び２ａ〜２ｃの径が０．２９０ｍｍであって、芯ストランド１が３層の層撚り構造を有しており、側ストランド２も３層の層撚り構造を有している。また、図６に示すスチールコードは、図５のものと同様、芯ストランド１の周りに側ストランド２を６本撚り合わせてなるコード径が５．４ｍｍのものであるが、各ストランドを構成するフィラメント１ａ〜１ｂ及び２ａ〜２ｂの径が全て０．４３０ｍｍで、芯ストランド１及び側ストランド２が２層の層撚り構造を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、建設車輌やコンベアベルト等の大型化に伴い、スチールコードには、一層コード破断強力の大きいものが求められるようになっている。しかるに、スチールコードを構成するフィラメントを単純に太径化するとコード剛性が大きくなり過ぎてしまい、例えばタイヤの成型作業におけるスチールコードの裁断やカーカス端部の折り返し作業等が困難となって生産性が著しく低下してしまう。なお、コード破断強力がそれ程重視されない場合には、作業性等の面から、少しでもコード剛性の低いスチールコードが要求されることは当然である。
【０００５】
また、コード破断強力を大きくするためにフィラメントを太径化すると、スチールコードの重量が増加してしまい、ひいてはタイヤ等の重量増につながるので好ましいものではない。更に、タイヤにおいては特に激しい繰り返し圧縮応力等が作用するため、太径のフィラメントでは走行の早期段階で圧縮疲労によるフィラメントの破断が生じる場合がある。
【０００６】
そこで本発明は、従来のスチールコードとコード径がほぼ同一であることを対比の前提として、コード破断強力を少なくとも同等以上としつつ、コード剛性の低減を図ることができるか、又は逆に、コード剛性を少なくとも同等以下としつつ、コード破断強力を大きくすることのできるゴム物品補強用スチールコードを提供することを目的とするものである。
【０００７】
なお、コード径がほぼ同一であるのを対比の前提とするのは、例えばタイヤのベルト層の強度を向上させるには、コード破断強力×コード打込み本数を大きくすればよいが、耐セパレーション性等のタイヤ性能の確保の観点から、コード打込み本数の増大（コード間間隔の減少）には限界があり、また、コード径が大きいほどこの打込み本数の制限は厳しくなる。従って、コード単位断面積当たりのコード破断強力が重要な因子になるからである。また、本明細書におけるコード剛性との記載は、主に曲げ剛性を示すものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであって、その要旨は、第１に、コード径が３．５〜７．０ｍｍ、コードを構成するフィラメント径が０．１７５〜０．４００ｍｍのゴム物品補強用スチールコードに係るものである。
【０００９】
そして、コード構造が（３＋９＋１５）＋８×（３＋９＋１５）構造であるか、（３＋９＋１５）＋６×（３＋９＋１５）＋１２×（３＋９＋１５）構造であるか、（３＋９＋１５）＋６×（３＋９）＋１２×（３＋９）構造であるスチールコードである。
【００１０】
更に、コード構造が（３＋９＋１５）＋８×（３＋９＋１５）構造である場合には、芯ストランド径を側ストランド径よりも大きくし、かつ、芯ストランドを構成するフィラメント径を側ストランドを構成するフィラメント径よりも大きくすることが好ましい。また、（３＋９＋１５）＋６×（３＋９＋１５）＋１２×（３＋９＋１５）構造である場合には、各ストランド径を全て同一とし、かつ、各フィラメント径も全て同一とすることが好ましい。
【００１１】
また、各フィラメントは、炭素含有量が０．８０〜０．８５重量％の高抗張力鋼とすることが好ましい。
【００１２】
本発明の要旨は、第２に、建設車輌用タイヤであって、そのベルト及び／又はカーカスのいずれか少なくとも１層に、上記のゴム物品補強用スチールコードを用いた空気入りタイヤに係るものである。即ち、本発明のスチールコードを特に大きなコード破断強力が求められる建設車輌用タイヤに採用することにより、耐久性及び／又は生産性が大幅に向上した空気入りタイヤが得られるのである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のゴム物品補強用スチールコードは、１本の芯ストランドの周りに側ストランドを８本以上撚り合わせてなることを特徴の一つとしている。即ち、側ストランドの撚り合わせを７本以下とするとコード剛性を低減する効果が得られないのである。何故なら、コード剛性は概略、フィラメント径の４乗×フィラメント本数に比例するので、フィラメント径が大きく影響することになるが、本発明の対比の前提である従来のスチールコードとコード径が同一という条件下で側ストランドの撚り合わせを７本以下とすると、フィラメント径の細線化に限界があり、コード剛性の低減に必要な程度まで細線化できないからである。
【００１４】
一方、側ストランドの撚り合わせの上限としては、本発明のコード径を３．５〜７．０ｍｍと規定し、かつ、フィラメント径を０．１７５〜０．４００ｍｍと規定していることから、コード径及びフィラメント径によって側ストランドの撚り合わせ本数にも自ら限界が生じる。
【００１５】
なお、コード径が３．５ｍｍより細径の場合には、空気入りタイヤや工業用ベルト等のゴム物品の補強に必要なコード破断強力が得られず、コード径が７．０ｍｍより太径の場合には、スチールコード自体及びコードをコーティングしているゴムの重量が重くなり過ぎて、成型作業性等の面からタイヤ等に適用し難いものとなる。
【００１６】
また、フィラメント径が０．１７５ｍｍより細径の場合には、上記の場合と同様に必要なコード破断強力が得られないばかりでなく、伸線時の断線等によって伸線加工が困難になり、フィラメントの生産性が低下してしまうので現実的ではない。一方、フィラメント径が０．４００ｍｍより太径の場合には、上記の通りコード剛性が概略フィラメント径の４乗×フィラメント本数に比例することから、フィラメント径が太くなり過ぎてコード剛性を低減する効果が得られない。
【００１７】
このように、本発明のスチールコードにおける特徴は、コード剛性の低減の観点から言えば、必要なコード破断強力を確保しつつ作業性を考慮して、芯ストランドの周りに側ストランドを従来より多く撚り合わせる点にある。
【００１８】
また、本発明のゴム物品補強用スチールコードは、芯ストランドが３層の層撚り構造を有し、側ストランドが２層又は３層の層撚り構造を有することも特徴の一つである。ここで、そもそも芯ストランド及び側ストランドを層撚り構造とするのは、芯ストランド又は側ストランドを単撚りとした場合、層撚り対比でフィラメント径を太径化しなければならず、疲労性が低下するからである。また、複撚りとした場合には、フィラメント径を極細にしなければならず、伸線工程での断線による生産性低下が考えられるからである。
【００１９】
そして、芯ストランドを３層の層撚り構造とするのは、側ストランドを８本以上撚り合わせるという本発明の条件下で芯ストランドを２層撚りとすると、芯ストランドを構成するフィラメント径を、側ストランドを構成するフィラメント径対比で非常に太径化しなければならないため、芯ストランドと側ストランドの張力負担が大きく異なることとなってしまい、コード破断強力の低下を招くからである。一方、芯ストランド及び側ストランドの撚り層数の上限は、上記した側ストランドの撚り合わせの上限の場合と同様、コード径及びフィラメント径によって自ら限界が生じる。
【００２０】
そして、本発明では、芯ストランドを３層撚りとし、側ストランドを２層撚り又は３層撚りとする。何故なら、芯ストランドを４層撚り以上とすると、その製造の際、ストランドを撚り線する設備（例えば、チューブラー型撚線機）が長くなって撚り合わせ部のテンションを均一に制御することが困難となり、フィラメントを引き揃えるのが難しくなるからである。また、コード破断強力は、一般的に、芯ストランドの外表面から隣接する側ストランドの中心までの距離が短いほど大きくなるので、フィラメント径が同一であれば、側ストランドの撚り層数は少ない方がよく、側ストランドは２層撚りであるか、３層撚りである場合に最良のものとなる。
【００２１】
さらに具体的には、本発明のゴム物品補強用スチールコードにおける最良の実施の形態は、コード構造が（３＋９＋１５）＋８×（３＋９＋１５）構造であるか、（３＋９＋１５）＋６×（３＋９＋１５）＋１２×（３＋９＋１５）構造のものである。加えて、コード構造が（３＋９＋１５）＋６×（３＋９）＋１２×（３＋９）構造であってもよい。
【００２２】
このように、本発明のスチールコードにおける特徴は、コード破断強力の増加の観点から言えば、芯ストランドや側ストランドの撚り構造に基づく不具合の発生を回避しつつ、芯ストランドの外表面から隣接する側ストランドの中心までの距離を従来より短くする点にある。
【００２３】
なお、各フィラメントは、炭素含有量が０．８０〜０．８５重量％の高抗張力鋼とすることにより、空気入りタイヤや工業用ベルト等のゴム物品の強度を確保するために必要かつ充分なコード破断強力が得られる。
【００２４】
また、上記したゴム物品補強用スチールコードは、建設車輌用タイヤのベルト及び／又はカーカスに用いることが好適である。特に、そのベルトに上記のゴム物品補強用スチールコードを用いた建設車輌用空気入りラジアルタイヤは、耐久性が非常に優れたものとなり、本発明の空気入りタイヤの最良の実施の形態である。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面により説明する。図１に断面図で示すスチールコードは、建設車輌用空気入りラジアルタイヤに用いて最適な実施例１であり、コード構造は（３＋９＋１５）＋８×（３＋９＋１５）構造となっている。即ち、芯ストランド１の周りに側ストランド２を８本撚り合わせたもので、コード径は５．４ｍｍ、３層撚りの芯ストランド１の各フィラメント１ａ〜１ｃの径は０．３９０ｍｍ、３層撚りの側ストランド２の各フィラメント２ａ〜２ｃの径は０．２４０ｍｍである。
【００２６】
実施例１においては、芯ストランド１と側ストランド２を同じ（３＋９＋１５）構造とし、芯ストランド１を構成するフィラメント１ａ〜１ｃの径を側ストランド２を構成するフィラメント２ａ〜２ｃの径よりも大きくすることで、芯ストランド１の径を側ストランド２の径よりも大きくしている。即ち、実施例１は、図５及び図６に示す同一コード径の従来例に比べ、相対的に側ストランド２の径を細くし、芯ストランド１の外表面から隣接する側ストランド２の中心までの距離Ｄを短くすることで、コード破断強力を大きくしたものである。
【００２７】
このように、実施例１は、図５の従来例１と同様に芯ストランド１及び側ストランド２を（３＋９＋１５）構造としてコード剛性を従来例１と同等としながら、コード破断強力を大きくすることに主眼を置いた構造となっている。
【００２８】
図２に断面図で示すスチールコードは、建設車輌用空気入りラジアルタイヤに用いて最適な実施例２であり、コード構造は（３＋９＋１５）＋６×（３＋９＋１５）＋１２×（３＋９＋１５）構造となっている。即ち、芯ストランド１の周りに１層目の側ストランド２を６本、２層目の側ストランド３を１２本撚り合わせたコード径が５．４ｍｍのもので、芯ストランド１及び各側ストランド２，３が全て同径で、全て３層撚りとなっており、各フィラメント１ａ〜１ｃ，２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃの径は全て０．１７５ｍｍである。
【００２９】
実施例２においては、芯ストランド１及び側ストランド２，３を同じ（３＋９＋１５）構造とし、各フィラメント１ａ〜１ｃ，２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃの径を全て同一の細径としている。即ち、実施例２は、図５及び図６に示す従来例に比べ、各フィラメント径を限界まで細くすることで、フィラメント径の４乗×フィラメント本数の値を小さくしてコード剛性を低減させたものである。そして、各フィラメント径の細線化に伴う破断強力の低下は、従来例と同一のコード径の範囲内で１層目の側ストランド２に加えて２層目の側ストランド３を設けることで対処している。
【００３０】
このように、実施例２は、２層目の側ストランド３を設けてコード破断強力を従来例と同等以上としながら、コード剛性を低減させることに主眼を置いた構造となっている。
【００３１】
図３に断面図で示すスチールコードは、建設車輌用空気入りラジアルタイヤに用いて最適な実施例３であり、コード構造は（３＋９＋１５）＋６×（３＋９）＋１２×（３＋９）構造となっている。即ち、芯ストランド１の周りに１層目の側ストランド２を６本、２層目の側ストランド３を１２本撚り合わせたコード径が５．４ｍｍのもので、３層撚りの芯ストランド１の各フィラメント１ａ〜１ｃの径は０．１７５ｍｍ、２層撚りの各側ストランド２，３の各フィラメント２ａ〜２ｂ，３ａ〜３ｂの径は全て０．２６０ｍｍである。
【００３２】
実施例３は、側ストランドを２層撚り構造としたものであるが、従来例と同一のコード径の範囲内で１層目の側ストランド２に加えて２層目の側ストランド３を設けている。そして、図５及び図６に示す従来例に比べ、側ストランド２，３の各フィラメント２ａ〜２ｂ，３ａ〜３ｂの径を細くすることで、フィラメント径の４乗×フィラメント本数の値を小さくしてコード剛性を低減させると共に、２層目の側ストランド３を設けることで、コード破断強力を従来例と同等としたものである。
【００３３】
次に、図４に実施例１（図１）、実施例２（図２）、実施例３（図３）、従来例１（図５）、従来例２（図６）の各構造と、コード破断強力及びコード剛性の比較表を示す。図４から明らかな通り、従来例１のコード破断強力及びコード剛性を１００として比較すると、実施例１は同等のコード剛性でありながら、コード破断強力が大きくなっている。また、実施例２はコード破断強力がある程度大きくなっているにもかかわらず、コード剛性が大幅に低減している。実施例３はコード破断強力はほぼ同等であるが、コード剛性が大幅に低減している。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のゴム物品補強用スチールコードによれば、コード破断強力を少なくとも従来のものと同等以上としつつ、コード剛性の低減を図ることができる。また、コード剛性を従来のものと同等程度とした場合には、コード破断強力を大きくすることができる。更に、本発明のスチールコードを特に大きなコード破断強力が求められる建設車輌用タイヤに採用することにより、耐久性及び／又は生産性が大幅に向上した空気入りタイヤとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のゴム物品補強用スチールコードの実施例１を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明のゴム物品補強用スチールコードの実施例２を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明のゴム物品補強用スチールコードの実施例３を示す断面図である。
【図４】図４は、実施例と従来例との比較表を示すものである。
【図５】図５は、ゴム物品補強用スチールコードの従来例１を示す断面図である。
【図６】図６は、ゴム物品補強用スチールコードの従来例２を示す断面図である。
【符号の説明】
１…芯ストランド
１ａ…芯ストランドのコアフィラメント
１ｂ…芯ストランドの第１シースフィラメント
１ｃ…芯ストランドの第２シースフィラメント
２…１層目の側ストランド
２ａ…１層目の側ストランドのコアフィラメント
２ｂ…１層目の側ストランドの第１シースフィラメント
２ｃ…１層目の側ストランドの第２シースフィラメント
３…２層目の側ストランド
３ａ…２層目の側ストランドのフィラメント
３ｂ…２層目の側ストランドの第１シースフィラメント
３ｃ…２層目の側ストランドの第２シースフィラメント
Ｄ…芯ストランドの外表面から隣接する側ストランドの中心までの距離
Claims (7)
- コード径が３．５〜７．０ｍｍ、コードを構成するフィラメント径が０．１７５〜０．４００ｍｍのスチールコードであって、コード構造が（３＋９＋１５）＋８×（３＋９＋１５）構造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。
- 芯ストランド径が側ストランド径よりも大きく、かつ、芯ストランドを構成するフィラメント径が側ストランドを構成するフィラメント径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のゴム物品補強用スチールコード。
- コード径が３．５〜７．０ｍｍ、コードを構成するフィラメント径が０．１７５〜０．４００ｍｍのスチールコードであって、コード構造が（３＋９＋１５）＋６×（３＋９＋１５）＋１２×（３＋９＋１５）構造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。
- 各ストランド径が全て同一であり、かつ、各フィラメント径が全て同一であることを特徴とする請求項３に記載のゴム物品補強用スチールコード。
- コード径が３．５〜７．０ｍｍ、コードを構成するフィラメント径が０．１７５〜０．４００ｍｍのスチールコードであって、コード構造が（３＋９＋１５）＋６×（３＋９）＋１２×（３＋９）構造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。
- 各フィラメントは、炭素含有量が０．８０〜０．８５重量％の高抗張力鋼であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のゴム物品補強用スチールコード。
- 建設車輌用タイヤであって、そのベルト及び／又はカーカスのいずれか少なくとも１層に、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のゴム物品補強用スチールコードを用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
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