JP2000192379A - ゴム物品補強用スチ―ルコ―ド - Google Patents

ゴム物品補強用スチ―ルコ―ド

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば悪路を走行するタイヤのように、大き
な曲げ入力を受ける使用環境において、コードの強力低
下を抑制することのできる、複撚り構造のスチールコー
ドを提供する。 【解決手段】 コアストランドのまわりに複数本のシー
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
ドであって、各ストランドは、複数本のスチールフィラ
メントを同一方向およびほぼ同一ピッチにて撚り合わせ
て成り、シースストランドの最外層を構成するスチール
フィラメントの撚り方向が、隣接するシースストランド
間において逆であり、コアストランドの最外層を構成す
るスチールフィラメントの撚り方向と、コアストランド
に対するシースストランドの撚り方向とを同じにする。

Description

【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
やコンベヤベルトの補強材として供されるゴム物品補強
用スチールコード、特に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の複数本を更に撚り合わせた
複撚り構造のゴム物品補強用スチールコードに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】空気入りタイヤ、中でも建設車両用タイ
ヤ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るところから、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の複
数本を更に撚り合わせた複撚り構造、例えば３＋９＋15
構造のコアストランドのまわりに、同構造のストランド
の６本をシースストランドとして撚り合わせた、７×
（３＋９＋15）構造のスチールコードが広く使用されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この複撚り構造のコー
ドにおける強力は、コードを構成するストランドの強
力、更にはストランドを構成するフィラメントの強力の
積み重さねであるが、ストランド強力の総和がコード強
力に、またフィラメント強力の総和がストランド強力に
なるわけではなく、ストランド同士またはフィラメント
同士の接触状態や撚り角などによる影響を受けて、それ
らの総和より小さくなるのが一般的である。
【０００４】このようにコード強力はストランドの接触
またはフィラメント同士の接触によって影響を受ける
が、とりわけ悪路を走行する建設車両用タイヤでは、岩
石等による凹凸部上を走行するために、タイヤ内のスチ
ールコードに該コード長さ方向と直角の応力が加わり易
く、かような場合に、コードのフィラメント同士の接触
がコード強力に与える影響は極めて大きくなる。例え
ば、ストランド内でまたはストランド間でフィラメント
同士が点接触しているような場合、その点接触部分に応
力が集中し易いために、ここを起点としてフィラメント
が容易に破断し、曲げ入力を受けないときのコード強力
に比べて、大きな曲げ入力を受けたときのコード強力が
大きく低下し、その結果、コード破断更にはタイヤバー
ストなどの事故に発展することが、問題となっていた。
【０００５】そこで、この発明の目的は、上述の問題点
に鑑み、例えば悪路を走行するタイヤのように、大きな
曲げ入力を受ける使用環境において、コードの強力低下
を抑制することのできる、複撚り構造のスチールコード
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち、この発明の要
旨構成は、次のとおりである。 (1) コアストランドのまわりに複数本のシースストラン
ドを撚り合わせた複撚り構造のスチールコードであっ
て、各ストランドは、複数本のスチールフィラメントを
同一方向およびほぼ同一ピッチにて撚り合わせて成り、
シースストランドの最外層を構成するスチールフィラメ
ントの撚り方向が、隣接するシースストランド間におい
て逆であり、コアストランドの最外層を構成するスチー
ルフィラメントの撚り方向と、コアストランドに対する
シースストランドの撚り方向とが同じであることを特徴
とするゴム物品補強用スチールコード。
【０００７】(2) 上記(1) において、各ストランドは、
コアのまわりに複数本のスチールフィラメントによるシ
ースの少なくとも１層を配置した、層撚り構造であり、
各ストランドにおいて、コアとシースの撚り方向および
撚りピッチが同じ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。
【０００８】(3) 上記(1) または(2) において、コード
外周にラッピングフィラメントを巻き付けていないか、
またはコード外周に有機繊維によるラッピングフィラメ
ントを巻き付けたことを特徴とするゴム物品補強用スチ
ールコード。
【０００９】
【発明の実施の形態】さて、図１に、この発明に従うス
チールコードの断面を、撚り構造７×（３＋９＋15）構
造について示す。該スチールコードは、３本のスチール
フィラメントを撚り合わせたコア１のまわりに、９本の
スチールフィラメントによる第１シース２を撚り合わ
せ、さらにこの第１シース２のまわりに15本のスチール
フィラメントによる第２シース３を撚り合わせた、コア
ストランド４を中心として、その周囲に、同３＋９＋15
構造のシースストランド５ａ〜５ｆの６本を撚り合わせ
てなる。
【００１０】なお、ストランドの構造としては、その他
にも、図２に示す３＋９構造や、１×５、１＋６、３＋
１０＋１５および３＋８＋１３構造等が適しているが、
特に限定するものではなく、適宜の選択が可能である。
また、シースストランドも、図１または図２に示す単層
に限らず、シースストランドを複数層で設けることも可
能である。
【００１１】ここで、複撚り構造のコードについて、各
ストランドに曲げ入力が加わった場合に、フィラメント
同士の接触状態が引張り強さにどのような影響を与える
かを検討した。
【００１２】まず、ストランド内でのフィラメント同士
の接触状態を変えて曲げ入力を加えながらフィラメント
の引張り強さを評価するために、図３に示す装置を用い
て試験を行った。すなわち、フィラメントに曲げを加え
るために、円柱６の周面上に該円柱の母線に対して所定
の角度でフィラメントＡを配置し、その上にフィラメン
トＢを円柱６の母線に対して直交する向きで円柱の周面
に巻き付けて配置しチャック７にて把持し、円柱６とチ
ャック７をインストロン引張り試験機にて引張りフィラ
メントＢが破断する強さを求め、その値を、通常の曲げ
を付加しない一軸の引張試験におけるフィラメントの引
張り強さの２倍の値で除したものを、フィラメントの強
力発揮率とした。この強力発揮率が高いほど、曲げ入力
時のストランドにおける強力低下は少なくなる。
【００１３】また、図４にフィラメントの引張り強さと
フィラメント交叉角度が90°における強力発揮率との関
係を示すように、引張り強さを高くすると強力発揮率が
低下することがわかる。従って、強力発揮率を高くする
には、引張り強さを低くすることが有効であるが、フィ
ラメントの引張り強さは、ストランドひいてはコードに
必要な強力から定める必要があるから、強力発揮率を向
上させるための要因にすることはできない。
【００１４】次に、径の異なるフィラメント同士が接触
した場合を考慮して、フィラメントの径が強力発揮率に
与える影響について詳細に調査したところ、フィラメン
ト径の影響を、次式(1) に近似させて整理することがで
きた。 フィラメント強力発揮率（％）＝ｋ×θ＋100 ----(1) ただし、ｋ＝−1.6 ×１０-15 ×Φ1 ×Φ2 ×ＴＳ6 −
0.01 ここで θ：フィラメント同士の交叉角(deg) Φ1 ：フィラメントＡの径(mm) Φ2 ：フィラメントＢの径(mm) ＴＳ：フィラメントの引張り強さ(kgf/mm2)
【００１５】上記式(1) から、フィラメントの強力発揮
率の高いストランド構造は、フィラメントの引張り強さ
および線径を一定にした場合、フィラメントの交叉角を
極力小さくすると得られることがわかる。
【００１６】さらに、複数本のストランドを撚り合わせ
たコードについても、曲げ入力が付加された状態での強
力発揮率を向上させる手法は同様であり、つまりストラ
ンド最外層のフィラメント同士の交叉角を極力小さくす
ることであり、その際、曲げ入力が付加されたときのコ
ード強力は次式(2) で表わすことができる。 曲げ入力付加時のコード強力＝Σ（Ｆ×フィラメント強力）----(2) ここで、Ｆ：フィラメント強力発揮率
【００１７】以上の検討をまとめると、複撚り構造のス
チールコードにおいて、曲げ入力が付加された際の強力
発揮率を向上させるには、まず、ストランドの強力発揮
率を高めるために、各ストランド、つまりコアストラン
ド４およびシースストランド５ａ〜５ｆの、複数本のス
チールフィラメントをほぼ同一方向およびほぼ同一ピッ
チにて撚り合わせて構成すること、次に、コードの強力
発揮率を高めるために、シースストランドの最外層を構
成するスチールフィラメントの撚り方向を、隣接するシ
ースストランド間において逆にすること並びに、コアス
トランドの最外層を構成するスチールフィラメントの撚
り方向と、コアストランドに対するシースストランドの
撚り方向とを同じにすること、が、極めて有効な手段に
なり得ることが、判明したのである。
【００１８】また、この種のコードの通例である、コー
ド外周面に巻き付けるラッピングフィラメントを省略す
るか、または有機繊維によるラッピングフィラメントを
用いることによって、シースストランド最外層のフィラ
メントの強力低下を、さらに抑制することが可能であ
る。
【００１９】
【実施例】表１および２に示す仕様の下に試作したスチ
ールコードについて、 JIS 3510の「スチールタイヤコー
ド試験法」に基づいて、その切断荷重を測定した。ま
た、各スチールコードについて、スチールコードに曲げ
を加えて軸方向力を加えたときの切断荷重を、図３に示
した装置を用いて、コードを直径が60mmの円柱に巻き付
けて同径の曲げが加わるようにして引張試験を行い、そ
の切断荷重を測定し、該測定値を上記の引張り試験での
切断荷重の２倍の値で除した値を、コードの強力発揮率
として評価した。これらの評価結果を、表１および２に
併記する。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】表１および２から、発明例１、２および３
は、従来例１、２および３に比べて高い強力発揮率を示
すことがわかった。また、発明例４は発明例３において
ラッピングフィラメントを用いないコードであり、さら
に高い強力発揮率を示した。一方、比較例１は従来例３
のコードのストランドの撚ピッチのみを同一にしたも
の、比較例２は従来例３のコードの隣接するシーススト
ランドの撚り方向を別にしたもの、比較例３は発明例３
のコアストランドを構成するフィラメントの撚り方向と
シースストランドの撚方向を逆にしたものであり、それ
ぞれ強力発揮率の向上は認められなかった。
【００２３】
【発明の効果】この発明のスチールコードは、大きな曲
げ入力を受けた場合にも強力の低下が極めて少ないか
ら、例えば建設車両用タイヤに代表される、悪路を走行
するタイヤに，とりわけ好適な補強材を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に従うコードを示す断面図である。
【図２】 この発明に従うコードを示す断面図である。
【図３】 フィラメントの強力発揮率を測定するための
装置を示す模式図である。
【図４】 フィラメントの引張り強さと強力発揮率との
関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ コア ２ 第１シース ３ 第２シース ４ コアストランド ５ａ〜５ｆ シースストランド

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コアストランドのまわりに複数本のシー
    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
    ドであって、各ストランドは、複数本のスチールフィラ
    メントを同一方向およびほぼ同一ピッチにて撚り合わせ
    て成り、シースストランドの最外層を構成するスチール
    フィラメントの撚り方向が、隣接するシースストランド
    間において逆であり、コアストランドの最外層を構成す
    るスチールフィラメントの撚り方向と、コアストランド
    に対するシースストランドの撚り方向とが同じであるこ
    とを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
  2. 【請求項２】 請求項１において、各ストランドは、コ
    アのまわりに複数本のスチールフィラメントによるシー
    スの少なくとも１層を配置した、層撚り構造であり、各
    ストランドにおいて、コアとシースの撚り方向および撚
    りピッチが同じ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。
  3. 【請求項３】 請求項１または２において、コード外周
    にラッピングフィラメントを巻き付けていないことを特
    徴とするゴム物品補強用スチールコード。
  4. 【請求項４】 請求項１または２において、コード外周
    に有機繊維によるラッピングフィラメントを巻き付けた
    ことを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
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