JP2011032596A - ゴム物品補強用スチールコードおよびタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数本のフィラメントを撚り合わせたコアストランドのまわりに、複数本のフィラメントを層撚りしたシースストランドの複数本による層を1または複数配置した、複撚り構造のスチールコードであって、該コードの最外側層を構成するシースストランドの少なくとも1本は、少なくとも最外側シースが異なる径の2種以上のフィラメントから構成する。
【選択図】図3
Description
上記使途の建設車両用タイヤは、特に凹凸の激しい不整地で重い荷重の下に走行されるため、そのトレッドは大きな変形を受ける結果、大きな荷重が繰り返し加わることになる。そこで、この種のタイヤのベルトやカーカスの補強材として使用されるスチールコードには、コード径当りの切断荷重を大きくするとともに、良好な耐疲労性を与えるために、複数本のフィラメントを撚り合わせたストランドの複数本を撚り合わせて成る、例えば7×(3+9+15)構造や、(3+7)+6×(3+7)+12×(3+7)構造などの複撚り構造が採用されている。
また、(3+7)+6×(3+7)+12×(3+7)構造コードは、図2に示すように、3本のフィラメントによるコア1aのまわりに、複数本のフィラメントによるシース1bの1層を配置したコアストランド1を中心として、そのまわりに同様の構造の第1シースストランド2の6本を撚り合わせ、さらに第1シースストランド2のまわりに同様の構造の第2シースストランド3の12本を撚り合わせて成る。
このような複撚りコードを高張力のフィラメントで構成すると、コードに張力が負荷された際に、各シースストランドがコアストランドに向かって締めつけることに起因する応力の集中が大きくなり、コード破断に至る前に、一部のフィラメントが破断することが確認されている。換言すると、コードに張力が負荷されると、ストランド間接触部にあたる最外側シースフィラメントは、引張り荷重を受けながら、フィラメントの軸を横切る向きに圧縮荷重も受けている状態に晒されることになる。その結果、フィラメント内部に発生する剪断応力が原因で、フィラメントの破断に到るのである。そのため、複撚り構造コードでは、特にコアストランド、シースストランドの最外側のシースにおいて、フィラメントの破断が早期に発生し易く、一部のフィラメントが先行破断する結果、コードを構成するフィラメント強力の総和に対して、実際のコード強力が撚り角に起因した減少では説明されないほど低くなってしまうのである。この現象は、フィラメントに高強力材を使用した場合に、特に顕著である。
すなわち、本発明の要旨構成は、次に示すとおりである。
(1)複数本のフィラメントを撚り合わせたコアストランドのまわりに、複数本のフィラメントを層撚りしたシースストランドの複数本による層を1または複数配置した、複撚り構造のスチールコードであって、該コードの最外側層を構成するシースストランドの少なくとも1本は、少なくとも最外側シースが異なる径の2種以上のフィラメントからなることを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
上述したように、複撚り構造のコードにおいて、そのコードを構成するフィラメント強力の総和に対して、実際のコード強力が撚り角に起因した減少では説明されないほど低くなるのは、コードに張力が負荷された際に、各シースストランドがコアストランドに向かって締めつけられる結果、ストランドの最外側シースフィラメントに応力の集中が生じるからである。従って、この最外側シースフィラメントにおける応力集中を緩和するには、例えばタイヤにコードを適用する場合に、ゴムがコードのコアストランドの表面にまで容易に至る構造を与えること、具体的には、少なくとも最外側シースが異なる径の2種以上のフィラメントから構成することによって、最外側シースの表面に明確な凹凸形状を与えること、が極めて有効な手だてとなる。
まず、7×(3+9+15)構造の複撚りコードとの比較として、その全てのシースストランドの最外側シースを異なる径の2種以上のフィラメントから構成した場合について、図3を参照して具体的に説明する。
すなわち、図3に示すスチールコードは、3本のフィラメントによるコア1aのまわりに、9本のフィラメントによる第1シース1bを撚り合わせ、さらに第1シース1bのまわりに、15本のフィラメントによる第2シース1cを撚り合わせて成る、コアストランド1を中心に、そのまわりに、シースストランド20Aの6本を撚り合わせて成る。ここで、シースストランド20Aは、3本のフィラメントによるコア2aのまわりに、9本のフィラメントによる第1シース2bを撚り合わせ、さらに第1シース2bのまわりに、16本のフィラメントによる第2シース2cを撚り合わせて成るが、第2シース2cは、異なる径の2種のフィラメントf1およびf2から構成することが肝要である。この図示例では、フィラメントf1が、コア2a並びに第1シース2bを構成するフィラメントと同径であり、フィラメントf2はより小径である。
これらフィラメントf1およびf2は、この例で、隣接する3本のフィラメントf1の間に1本のフィラメントf2を配置し、第2シース2cのフィラメントf2の部分において凹部が形成される。
そして、コードには、引張強さが3000MPa以上であるフィラメントを適用することが有意義である。なぜなら、引張強さが3000MPa以上のフィラメントを用いたときに、上述したフィラメントの総強力に対するコード強力の低下が著しいからである。
このタイヤは、1対のビードコア100間でラジアル方向にトロイド状に延びるスチールコードのプライからなるカーカス101、このカーカス101のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置した、少なくとも4層、通常は6層のベルト102およびこのベルト102のタイヤ径方向外側に配置したトレッド103から成る。
(コード重量指数)=発明コードのフィラメント総断面積/比較コードのフィラメント総断面積
1a コア
1b 第1シース
1c 第2シース
2 シースストランド
2a コア
2b 第1シース
2c 第2シース
3 シースストランド
3a コア
3b シース
f1 太径フィラメント
f2 細径フィラメント
12 スパイラルフィラメント
20 第1層
30 第2層
20A、30A シースストランド
Claims (6)
- 複数本のフィラメントを撚り合わせたコアストランドのまわりに、複数本のフィラメントを層撚りしたシースストランドの複数本による層を1または複数配置した、複撚り構造のスチールコードであって、該コードの最外側層を構成するシースストランドの少なくとも1本は、少なくとも最外側シースが異なる径の2種以上のフィラメントからなることを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
- 前記コードの最外側層を構成する全てのシースストランドは、少なくとも最外側シースが異なる径の2種以上のフィラメントからなる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。
- 前記コードの最外側層を構成するシースストランドの一部は、少なくとも最外側シースが異なる径の2種以上のフィラメントからなるシースストランドからなり、該異径フィラメントによるシースストランドを隣接または交互に配置する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。
- 前記コードの最外側層を構成するシースストランドは、該ストランドの外接円がシースストランド相互で接触する、配置を有することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のゴム物品補強用スチールコード。
- 前記シースストランドは、最外側シースを構成するフィラメントの少なくとも一部の径が、該最外側シースの内側のいずれか少なくとも1つの層を構成するフィラメントよりも太径であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のゴム物品補強用スチールコード。
- 一対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、このカーカスの径方向外側に複数層のベルトをそなえるタイヤにおいて、該カーカスおよびベルトのいずれか少なくとも一方に、請求項1から5のいずれかに記載のスチールコードを適用したことを特徴とするタイヤ。
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