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発明の名称 ゴム物品補強用スチールコード
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−11784(P2001−11784A)
公開日 平成13年1月16日(2001.1.16)
出願番号 特願平11−184538
出願日 平成11年6月30日(1999.6.30)
代理人 【識別番号】100059258
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 暁秀 (外2名)
【テーマコード(参考)】
3B153
【Fターム(参考)】
3B153 AA14 AA34 AA50 BB20 CC52 FF12 FF16 GG05 GG40 
発明者 増渕 英樹
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 複数のフィラメントから成る1本のコアストランドの周囲に、複数のフィラメントから成る、コアストランドと同径の5本のシースストランドを撚り合わせて構成したことを特徴とするスチールコード。
【請求項2】 請求項1において、コアストランド及びシースストランドを、3本のフィラメントから成るコアと、コアの周囲に配置した、該コアのフィラメントと同径の8本のフィラメントから成るシースとから構成したことを特徴とするスチールコード。
【請求項3】 請求項2において、コアのフィラメントと、シースのフィラメントとの交差角が6°以上であることを特徴とするスチールコード。
【請求項4】 請求項2又は3において、コアのフィラメントと、シースのフィラメントとが同径であることを特徴とするスチールコード。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、空気入りタイヤ又は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る。
【0002】
【従来の技術】ゴム物品として周知の空気入りタイヤ、特に建設車両用タイヤ等のオフロード用の大型ラジアルタイヤ又は弾性クローラは、不整地路又は荒れ地等の悪路を走行する機会が多く、その走行中に大きな突起物又は岩石等に乗り上げると、突起物又は岩石等と当接する部分が局部的に大きく変形する。この際、タイヤの特にベルトやクローラの補強材として適用されたコードには大きな負荷が加わり、上記変形が繰り返されるとコードの疲労が進行して破断に到り、これがタイヤやクローラの耐久性を阻害する原因となっていた。
【0003】従って、上記用途に適合するスチールコードとしては、コード径当たりの切断荷重が高く、且つ良好な耐疲労特性を呈するものが望まれることから、複数本のフィラメントを撚ってストランドとし、更にこのストランドの複数本を撚り合わせた、所謂複撚り構造のスチールコードが通常使用されている。
【0004】従来、この種のスチールコードとしては、1本のコアストランドの周囲に、これと同径の6本のシースストランドを撚り合わせたものが一般的である。
【0005】例えば、特開平9−301231号公報には、1本のコアストランドの周囲に6本のシースストランドを撚り合わせて成る、図1に示したようなスチールコードを埋設した弾性クローラが開示されている。
【0006】しかし、上記公報中に記載されたスチールコードは、1本のコアストランドの周囲に、このコアストランドと同径の6本のシースストランドを撚り合わせて構成したものであるので、シースストランド相互間には隙間が形成されない。従って、補強材としてゴム中にこのコードを埋設したゴム物品を加硫しても、シースストランド間を介してコアストランドにまでゴムが浸入しない。
【0007】従って、上記公報中に記載された構造のスチールコードでは、充分なゴムの浸入性が得られずにコード内に空隙を有するため、以下の不利益が発生する。
■カット傷等を介して水分がコードに達すると、コード内の空隙に水分が入り込む結果、腐食が容易にコード内を伝播してしまう。
■ゴムが浸入していない部分において、無拘束のフィラメント同士が接触して磨耗が起こり、フィラメントの破断の原因となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、コアストランドの周りに複数のシースストランドを撚り合わせた複撚り構造のスチールコードにおいて、そのコードの内部にまで確実にゴムを浸入させ得る、新規な構造を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、このような目的を達成するために、複数のフィラメントから成る1本のコアストランドの周囲に、複数のフィラメントから成り、コアストランドと同径の5本のシースストランドを撚り合わせて構成したことを特徴とする。
【0010】又、実施に当たり、コアストランド及びシースストランドを、3本のフィラメントから成るコアと、コアの周囲に配置した、該コアのフィラメントと同径の8本のフィラメントから成るシースとから構成すること、コアのフィラメントとシースのフィラメントとの交差角が6°以上であること、そしてコアのフィラメントとシースのフィラメントとが同径であること、がそれぞれ有利である。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、図面によりこの発明を更に具体的に説明する。図2は、3本のフィラメント1によるコア2及び8本のフィラメント3によるシース4から成る1本のコアストランド5の周囲に、3本のフィラメント1によるコア2及び8本のフィラメント3によるシース4から成る5本のシースストランド6を撚り合わせた、この発明によるスチールコードの一例である。尚、この例では各ストランドを層撚り構造としたが、これに限らず単撚り構造としてもよい。
【0012】コードの周りにはラップフィラメント7を螺旋状に巻回してコードの束ねを強化することができるが、このラップフィラメント7は省略することも可能である。
【0013】図2に示す態様によれば、スチールコードを、1本のコアストランド5の周りに5本のシースストランド6を撚り合わせた構造としたので、シースストランド6相互間に隙間が形成される。従って、このコードを埋設したゴム物品の加硫時には、シースストランド間の隙間を介してコアストランド5にまでゴムが浸入する。
【0014】ここで、スチールコードについて、1本のコアストランド5に5本のシースストランド6を撚り合わせた構造(1+5構造)とした場合と、1本のコアストランド5に6本のシースストランド6を撚り合わせた構造(1+6構造)とした場合及び1本のコアストランド5に4本のシースストランド6を撚り合わせた構造(1+4構造)とした場合とを比較する。
【0015】先ず、図1に示した1+6構造は、シースストランド6間に隙間を形成することができず、このコードを埋設したゴム物品を加硫しても、ゴムはシースストランド6間を介してコアストランド5まで浸入しない。尚、1+6構造の場合においても、シースストランド6の径をコアストランド5の径に比して小さくすればシースストランド6間に隙間を設けることが可能であるが、1+6構造は1+5構造に比してコアストランド5とシースストランド6との接触箇所が多くなり、接触部でゴムが浸入し難くなる。又、コアストランドとシースストランドとを異径とした場合には、コアストランドとシースストランドとを別々に2種類製造しなくてはいけないために生産性が低下すると共に、コード径が同じであれば、同径とした場合に比してコードの破断強力が低くなるという不都合を生じる。
【0016】これに対して、図3に示した1+4構造は、図2に示した1+5構造に比してシースストランド6の本数が少ないので、シースストランド6をコアストランド5の回りに撚った際に偏りが生ずる恐れがあり、この偏りが発生した部分ではゴム浸入性が低いものとなる可能性がある。又、シースストランド6の本数が少ないことにより、コード径当たりの切断荷重が低いものとなり、上述したゴム物品の補強材としての強度を満足することが難しい。
【0017】次に、ゴムの浸入性をより高いものとするため、即ち各ストランド5、6の内部までゴムが充分浸入するために、コアストランド5及びシースストランド6を図2に例示した、3本のフィラメント1から成るコア2と、コア2の周囲に配置した、該コア2のフィラメント1と同径の8本のフィラメント3から成るシース4とから構成した、3+8構造とすることが好ましい。
【0018】この態様によれば、コアストランド5及びシースストランド6を、共に3+8構造としたことにより、従来の3+9構造のものでは達成できなかった、各ストランド5、6のシースフィラメント3相互間にゴムを浸入させるための隙間が形成される。従って、このコードを埋設したゴム物品の加硫時には、シースフィラメント3間を介してコアフィラメント1の表面までゴムが浸入する。
【0019】ここで、この発明においてストランド5、6を3+8構造とした理由について説明する。ストランド5、6を、3本のフィラメント1から成るコア2と、コア2の周囲に配置した、該コア2のフィラメント1と同径の7本のフィラメント3から成るシース4とから構成した、3+7構造とした場合には、ストランド撚り工程でコアフィラメント1とシースフィラメント3とが入れ代わるといった不良又はコード撚り工程でシースフィラメント3に偏りが発生するといった不良が生じ、これに伴いゴム浸入性の低下を招くからである。
【0020】各ストランド5、6には、炭素含有量0.80〜0.85wt%の高強度鋼材から成るフィラメント1、3を使用することにより、コード径(断面積)当たりの破断強力を向上させることが好適である。これにより補強材としてゴム複合体の強度が確保され、例えばタイヤのベルト部分において、同じ強度を達成するのであれば、コードの打ち込み本数を減少させることができるため、ゴム物品の軽量化を図ることができる。
【0021】尚、コア2及びシース4のフィラメント径は、コアフィラメント1の径をシースフィラメント3の径に対して小さくした場合、シースフィラメント3間の隙間が狭くなり、ゴムの浸入性を確保することが困難となる。
【0022】これに対して、コアフィラメント1の径をシースフィラメント3の径に対して大きくした場合には、シースフィラメント3の偏りにより、コアフィラメント1のシースフィラメント3が当接する表面においてゴム浸入性が悪化し、コードの生産性が低下する。
【0023】従って、スチールコード製造工程での生産性を向上させるために、コアフィラメント1とシースフィラメント3とを同径とするのが望ましい。
【0024】ここで、3+8構造において、ゴム物品中に埋設したスチールコードのゴム浸入性を更に向上させるためには、各ストランド5、6のコアフィラメント1とシースフィラメント3との間に更に隙間を形成し、この隙間を介してゴムがコアストランド5にまで充分浸入するようにすればよい。この隙間を形成するためには、コアフィラメント1とシースフィラメント3とをある値以上の角度で交差させて撚り合わせることが好ましい。
【0025】即ち図4に示すように、コアフィラメント1とシースフィラメント3との交差角αを6°以上とすることが好ましい。フィラメント1とフィラメント3との交差角αはコアフィラメント1の撚り角とシースフィラメント3の撚り角との差の絶対値で定義される。
【0026】この交差角を6°以上とすることにより、シースフィラメント3がコアフィラメント1間に落ち込むこと、即ちシースフィラメント3がコア2の外殻内に侵入することが防止される。従って、コアフィラメント1とシースフィラメント3との間に更に隙間が形成されるので、このコードを埋設したゴム物品の加硫時には、コアフィラメント1とシースフィラメント3との間の隙間にゴムが浸入する。
【0027】
【実施例】コアストランド5及びシースストランド6をそれぞれ撚って成形した後、シースストランド6をコアストランド5の周囲に巻回して、表1に示す仕様の各スチールコードを製作し、各仕様のコードについて、ゴム浸入率を2種類(シースストランド間のゴム浸入率及びコアストランド内のゴム浸入率)測定した。尚、コードはC含有量が0.80〜0.85wt%の同一鋼材によるスチールフィラメントを使用し、ストランドの構造は3+8構造(コードは6×11+1構造)とした。又、交差角は3.4、7.0、7.1及び12.0とした。
【0028】ここで、上記2種類のゴム浸入率は、試作タイヤからコードを抽出し、シースストランドを全て取り除いてコアストランドを取り出した後、拡大鏡により4方向から観察し、コアストランドのゴムが被覆した面積を画像解析装置によって測定すると共に、更にコアストランドからコアフィラメントを取り出した後、拡大鏡により4方向から観察し、コアフィラメントのゴムが被覆した面積を画像解析装置によって測定し、それぞれ次式シースストランド間のゴム浸入率=(コアストランドの回りのゴム被覆面積/コアストランドの表面積)×100コアストランド内のゴム浸入率=(コアフィラメントの回りのゴム被覆面積/コアフィラメントの表面積)×100により算出した。以下に実験結果を示す。
【0029】
【表1】

【0030】表1から明らかな如く、発明例2〜4、即ち6×11+1構造(ストランド5、6は3+8構造)を採用した場合には、シースシースストランド6間のゴム浸入率及びコアストランド5内のゴム浸入率は共に高い値となった。しかし、発明例1ではコード及びストランド5、6の構造は上記発明例2〜4と同一であるが、交差角が6°よりも小さいために、コアストランド5内のゴム浸入率が発明例2〜4に比して軒並み低いものとなった。
【0031】又、従来例、即ち7×11+1構造(ストランド5、6は3+9構造)を採用した場合には、シースストランド6間及びコアフィラメント1間に隙間が形成されないことにより、シースストランド6間のゴム浸入率及びコアストランド5内のゴム浸入率は共に低い値となった。又、比較例、即ち5×12+1構造(ストランド5、6は3+9構造)を採用した場合には、シースストランド6の撚り本数が少ないのでシースストランド6に偏りが生ずること及びコアフィラメント1間に隙間が形成されないことにより、シースストランド6間のゴム浸入率及びコアストランド5内のゴム浸入率は共に低い値となった。
【0032】尚、発明例5、即ち6×12+1構造(ストランド5、6は3+9構造)を採用した場合には、スチールコードが1+5構造であるにもかかわらず、ストランド5、6が3+9構造であるため、シースストランド6間のゴム浸入率は高いものとなったが、コアストランド内のゴム浸入率は発明例1〜4に比較して低いものとなった。
【0033】
【発明の効果】この発明によれば、コードの内部にまでゴムが浸入できるスチールコードを提供することができ、例えばこの発明によるスチールコードをタイヤのベルトに適用することによって、特に荒れ地での耐久性を向上させた、タイヤを提供することができる。




 

 


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