JP2013237948A - 弾性クローラ用スチールコード - Google Patents

Abstract

【課題】コア部内へのゴム浸透性を確保しながら、コア抜けを抑制する。
【解決手段】１本のコアストランドからなるコアを有し、前記コアストランドは、３本のコア素線を撚って形成されたコア部と、このコア部の周囲に配置された６本の第１シース素線を撚って形成された第１シース部と、この第１シース部の周囲に配置された１２本の第２シース素線を撚って形成された第２シース部とから形成される。前記コア部の直径Ｄｃは、前記第１シース素線の直径Ｄ１の１１０〜１２５％。前記コア素線は、撚り合わされる前の状態で波形状に型付けされた１本の型付け素線を含む。前記コア素線の撚り方向及び撚りピッチを、前記第１シース素線の撚り方向及び撚りピッチと同一とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、コア中心内へのゴム浸透性を確保して耐腐食性を維持しながら、コア素線の芯抜けを抑制した弾性クローラ用スチールコードに関する。

農業機械や建設機械等の走行部に採用されるクローラ式走行装置は、例えば駆動輪（スプロケット）、アイドラ及び複数の転輪等に周回可能に巻装される無端帯状の弾性クローラを具える。前記弾性クローラでは、ゴム弾性材からなる無端帯状のクローラゴム本体の内部に、補強用の抗張体が埋設されるとともに、この該抗張体は、長さ方向に引き揃えたスチールコードの配列体がゴム被覆された長尺帯状体を、クローラ周方向に一周巻きし、かつその周方向両端部を重ね合わせて連結することにより無端帯状に形成される。

他方、前記スチールコードとしては、図５（Ａ）に示すように、１本のコアストランドａからなるコアＡと、このコアＡの周囲に配置された例えば６本の側ストランドｂを撚って形成されたシースＢとからなる構造のものが採用される。又前記コアストランドａとしては、図５（Ｂ）に示すように、１本のコア素線ｃ１からなるコア部ｃと、このコア部ｃの周囲に配置された６本の第１シース素線ｄ１を撚って形成された第１シース部ｄと、この第１シース部ｄの周囲に配置された１２本の第２シース素線ｅ１を撚って形成された第２シース部ｅとからなる１＋６＋１２構造のものが従来より広く採用されている。

しかし、前記１＋６＋１２構造のコアストランドａの場合、コア素線ｃ１が１本であり他の素線と撚り合わされていないため、走行中に繰り返し作用する荷重及び屈曲によって、コア素線ｃ１が軸心方向に徐々に動いて、コードの端部から突出し、やがては、クローラゴム本体を突き破って弾性クローラの外周面から飛び出してしまうという問題がある。

そのため本出願人は、下記の特許文献１において、コアストランドａとして、３本のコア素線ｃ１を撚って形成されたコア部ｃと、このコア部ｃの周囲に配置された６本の第１シース素線ｄ１を撚って形成された第１シース部ｄと、この第１シース部ｄの周囲に配置された１２本の第２シース素線ｅ１を撚って形成された第２シース部ｅとからなる３＋６＋１２構造を採用するとともに、前記コア部ｃの直径を、第１シース素線ｄ１の直径の１１０〜１２５％の範囲とすることを提案している。

この３＋６＋１２構造の場合、コア部ｃが３本のコア素線ｃ１によって撚り合わされ互いに拘束されるため、コア素線ｃ１の芯抜けを抑制することができる。

しかしながら、３本のコア素線ｃ１が互いに密着するため、コア部ｃ内へのゴム浸透性が確保されず、耐腐食性を低下させるという問題がある。又コードを形成する際、３本のコア素線ｃ１を撚り合わす撚り工程が増加するため、生産効率の低下や生産コストの上昇を招く等、改善の余地が残されている。

特許第４０２１２２４号公報

そこで本発明は、コア素線のうちの１本に型付け素線を用いること、及び前記コア素線の撚り方向及び撚りピッチを、第１シース素線の撚り方向及び撚りピッチと同一とすることを基本として、コア素線の芯抜けを抑制しつつコア部内へのゴム浸透性を高めて耐腐食性を向上させるとともに、撚り工程の増加を抑えて生産効率の低下や生産コストの上昇を抑制しうる弾性クローラ用スチールコードを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、１本のコアストランドからなるコアと、このコアの周囲に配置された複数本の側ストランドを撚って形成されたシースとを有する弾性クローラ用スチールコードであって、
前記コアストランドは、３本のコア素線を撚って形成されたコア部と、このコア部の周囲に配置された６本の第１シース素線を撚って形成された第１シース部と、この第１シース部の周囲に配置された１２本の第２シース素線を撚って形成された第２シース部とから形成され、
しかも前記コア部の直径Ｄｃは、前記第１シース素線の直径Ｄ１の１１０〜１２５％とするとともに、
前記コア素線は、撚り合わされる前の状態で波形状に型付けされた１本の型付け素線を含み、
かつ前記コア素線の撚り方向及び撚りピッチを、前記第１シース素線の撚り方向及び撚りピッチと同一としたことを特徴としている。

また請求項２では、前記型付け素線は、その型付け高さｈを、型付け素線の直径ｄの１．１〜１．５倍としたことを特徴としている。

本発明は叙上の如く、コア部を、３本のコア素線の撚り合わせによって形成している。そのため、コア素線間の拘束力、及びコア部と第１シース部との間の拘束力を高めることができ、コア素線の芯抜けやコア部自体の抜けを抑制しうる。特にコア部の直径Ｄｃを、第１シース素線ｄ１の直径Ｄ１の１１０％以上とすることで、第１シース部によるコア部への拘束力を十分に確保でき、前記コア素線の芯抜けなど確実に抑制しうる。又第１シース素線間に適度の隙間が形成されるため、コア部へのゴム浸透性が確保される。なおコア部の直径Ｄｃが前記直径Ｄ１の１２５％を超えると、第１シース素線間に均一な隙間を空けることが困難となるなど、第１シース素線の配置に偏りが生じ、撚り不良となってコードの耐疲労性を低下させる。そのため１２５％以下に規制している。

又前記コア素線のうちの１本に型付け素線を用いるため、コア部内へのゴム浸透性を確保でき、コードの耐腐食性を向上させることができる。

しかも本発明のコードでは、コア素線の撚り方向及び撚りピッチを、第１シース素線の撚り方向及び撚りピッチと同一としている。そのため、１＋６＋１２構造の場合と同様、コア部から第１シース部までの形成を１回の撚り工程にて行うことができ、生産効率の低下や生産コストの上昇を抑えることができる。又撚り方向及び撚りピッチの一方を相違させた場合、コア素線と第１シース素線とが点接触となって接触圧が高まり、フレッティング等の発生傾向となるが、これを抑制することが可能となる。

又本発明のコードでは、束撚り構造とは異なり、コード内でコア素線と第１シース素線との位置がランダムに入れ替わらない。そのため、もしランダムに入れ替わる場合には、型付け素線による隙間の形成状態が不安定となってゴム浸透性が低くなる傾向となるが、これを抑制することも可能となる。

本発明の弾性クローラ用スチールコードの一実施例を示す断面図である。 そのコアストランドを拡大して断面図である。 型付け素線を示す側面図である。 コア部及び第１シース部の撚り合わせ方法を概念的に説明する斜視図である。 （Ａ）は従来の弾性クローラ用スチールコードの一例を示す断面図、（Ｂ）はそのコアストランドを拡大して断面図である。 コア抜け力のテスト方法を説明するコードの概念図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の弾性クローラ用スチールコード１（以下スチールコード１という）は、１本のコアストランド２Ｓからなるコア２と、このコア２の周囲に配置された複数本（本例では６本）の側ストランド３Ｓを撚って形成されたシース３とを具える。本例では、スチールコード１が前記コア２とシース３とからなる場合が示される。

又前記コアストランド２Ｓは、図２に示すように、３本のコア素線５ｆを撚って形成されたコア部５と、このコア部５の周囲に配置された６本の第１シース素線６ｆを撚って形成された第１シース部６と、この第１シース部６の周囲に配置された１２本の第２シース素線７ｆを撚って形成された第２シース部７とから形成される。即ち、前記コアストランド２Ｓは、３＋６＋１２構造をなす。

このようにコア部５が、３本のコア素線５ｆの撚り合わせによって形成されるため、コア素線５ｆ、５ｆ間の拘束力を高めることができる。又前記撚り合わせにより、コア部５は第１シース部６からも拘束される結果、コア素線５ｆの芯抜けやコア部５自体の抜けを抑制することができる。

この時、前記コア部５の直径Ｄｃは、前記第１シース素線６ｆの直径Ｄ１の１１０〜１２５％の範囲であることが必要である。もし前記直径Ｄｃが直径Ｄ１の１１０％未満であると、第１シース部６によるコア部５への締め付けが弱くなり、拘束力が十分に発揮されなくなる。又第１シース素線６ｆ、６ｆ間の隙間Ｇが過小となり、コア部５へのゴム浸透を阻害する傾向を招く。逆に、前記コア部５の直径Ｄｃが前記直径Ｄ１の１２５％を超えると、第１シース素線６ｆ、６ｆ間に均一な隙間Ｇを空けることが難しくなって、第１シース素線６ｆの配置に偏りが発生する。その結果、撚り合わせ後の第１シース素線６ｆに浮きが生じるなど撚り不良が発生し、コードの耐疲労性を低下させる傾向となる。

又前記コアストランド２Ｓでは、前記コア素線５ｆは、図３に示すように、撚り合わされる前の状態で波形状に型付けされた１本の型付け素線１０を含む。即ち、前記コア部５は、１本の型付け素線１０と、型付けされない２本の非型付け素線とから形成される。このような型付け素線１０を含むことで、コア素線５ｆ、５ｆ間に隙間を形成でき、コア部５内へのゴム浸透性を確保することができる。

前記型付け素線１０における型付け高さｈは、型付け素線１０の直径ｄの１．５倍以下であるのが好ましく、１．５倍を超えると、撚り不良が発生する傾向となる。又前記型付け高さｈの下限値は、前記ゴム浸透性の観点から直径ｄの１．１倍以上が好ましい。なお前記型付けのピッチＰは、前記高さｈの１．１〜１．５倍の範囲が好ましい。又型付け素線１０の本数が２本以上となると、撚り不良が発生し易くなる。

ここで、前記コア部５の直径Ｄｃは、３本のコア素線５ｆが密に接したコア断面において各コア素線５ｆに内接する円弧の直径として定義される。

又前記コアストランド２Ｓでは、前記コア素線５ｆの撚り方向Ｆｃ及び撚りピッチＰｃを、前記第１シース素線６ｆの撚り方向Ｆ１及び撚りピッチＰ１と同一としている。これにより、コード内でコア素線５ｆと第１シース素線６ｆとの位置が入れ替わるのを防止しうるという層撚り構造の利点を維持しながら、束撚り構造と同様のコンパクトな素線配列を得ることができる。

なお束撚り構造の場合には、素線がコンパクトに配列するものの、コード内で素線の位置がランダムに入れ替わるため、素線の配列状態が長さ方向に種々変化する。そのため、型付け素線１０を含む場合、この型付け素線１０による隙間の形成状態がコード長さ方向に変化するなど不安定となるためゴム浸透性に悪影響を与えるが、本実施形態のコード１では、これを抑制しうる。

又通常の層撚り構造の場合、撚り方向及び撚りピッチの少なくとも一方が相違するため、コア素線５ｆと第１シース素線６ｆとが点接触となって接触圧が高まり、摩耗損傷が早期に発生する傾向となる。しかし本実施形態のコード１では、撚り方向及び撚りピッチの双方が同一であるため、これを抑制することが可能となる。又、撚り方向及び撚りピッチの少なくとも一方が相違する場合、コア部５の撚り工程と、第１シース部６の撚り工程とを別々に行う必要があるが、本実施形態のコード１では、図４に示すように、コア部５から第１シース部６までの形成を１回の撚り工程にて行うことができるため、生産効率の低下や生産コストの上昇を抑えることができる。

前記図４は撚り工程の概念図であり、図中の符号２０は、コア素線５ｆが通るガイド孔２０ａを中心軸芯回りに設けたコア用の撚り合わせダイを示す。この撚り合わせダイ２０を中心軸芯回りで回転させることにより、コア素線５ｆを撚り合わせてコア部５を形成することができる。又符号２１は、第１シース素線６ｆが通るガイド孔２１ａを中心軸芯回りに設けた撚り合わせダイであり、この撚り合わせダイ２１の中心には前記コア部５が遊挿される遊挿孔２１ｂが開口する。そして、この撚り合わせダイ２１を中心軸芯回りで回転させることにより、前記コア部５の周囲に第１シース素線６ｆを巻き付けて第１シース部６を形成することができる。なお符号２３は、第１シース素線６ｆを集合させる集合リングであって、コア素線５ｆの集合リング２２よりも下流側に配される。そして前記撚り合わせダイ２０、２１の回転数、各撚り合わせダイ２０、２１から集合リング２２、２３までの距離を調整することにより、撚りピッチＰｃ、Ｐ１及び撚り方向Ｆｃ、Ｆ１が等しいコア部５及び第１シース部６を形成することができる。なお前記集合リング２２、２３の位置を相違させることで、コア素線５ｆと第１シース素線６ｆと間の位置替えをより確実に防止したコード１をうることができる。

ここで、前記第１シース素線６ｆの直径Ｄ１、及び前記第２シース素線７ｆの直径Ｄ２は、特に規制されることがなく、従来の１＋６＋１２構造のコアストランドにおける第１シース素線の直径、及び第２シース素線の直径を好適に採用することができる。

なお前記第２シース素線７ｆの直径Ｄ２は、前記第１シース素線６ｆの直径Ｄ１よりも小、かつコア素線５ｆの直径ｄよりも大である。又第２シース素線７ｆの撚り方向Ｆ２は、又第１シース素線６ｆの撚り方向Ｆ１とは逆方向であり、又第２シース素線７ｆの撚りピッチＰ２は、第１シース素線６ｆの撚りピッチＰ１の１．４〜２．０倍の範囲が好ましい。

次に、前記コード１では、前記図１に示すように、側ストランド３Ｓとして、側素線９ｆの複数本（ｎ本）を束撚りした１×ｎ構造（例えば１×１２構造）のものが好適に採用でき、又側素線９ｆの直径Ｄ９を、前記第２シース素線７ｆの直径Ｄ２と等しくするのが好ましい。これは、直径Ｄ９と直径Ｄ２とを相違させた場合には、細い側の素線に破断が早期に発生してしまい、全体としてのコード耐久性を減じる傾向を招くからである。又側ストランド３Ｓの直径ＤＡは、コアストランド２Ｓの直径ＤＢよりも小であり、好ましくは１１０〜１４０％の範囲が望ましい。これにより、側ストランド３Ｓ、３Ｓ間にゴム浸透用の適度の隙間が形成される。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

本発明の効果を確認すべく、表１の仕様のコアストランドを有する弾性クローラ用スチールコードを試作し、コア抜け性、コア部内へのゴム浸透性、撚り不良の有無、生産コストについて比較した。なお各コードにおいて、コア素線の撚り方向は、第１シース素線の撚り方向と同方向であり、第２シース素線の撚り方向と逆方向としている。

各コードとも、コアストランド以外は同仕様であり、シース３の仕様は以下のとおりとした。
・側ストランド３Ｓの本数−−−６本
・側ストランド３Ｓの構成−−−１×１２
・側素線９ｆの直径Ｄ９ −−−０．１７５ｍｍ

（１）コア抜け性:
（１−１）コア抜け力：
試供のスチールコードを用いて弾性クローラを試作した後、この弾性クローラを解体して、コードサンプルを得た。そしてこのコードサンプルに対して、図６に示すように、コードの一端側、他端側にて撚りを解撚し、一端側のＡ部ではコア部のみを切断して除去した後、撚りを元に戻して、Ａ部を引張試験機の一方のチャックのつかみ代とした。又他端側のＢ部では、コア部のみを残してそれ以外は全てを切断して除去し、Ｂ部を試験機の他方のチャックのつかみ代とした。なおＡ部、Ｂ部間の距離（チャック間の距離）は１００ｍｍであり、シースの両端にテープを貼り付け、撚りのバラケを防止している。そして、引張試験機によりＡ部、Ｂ部間を引張速度１０ｍｍ／分で引っ張り、コア部が抜けたときの抜け力を測定した。なお、抜け力が大きい程コア抜け性に優れており、又コア部が抜けずに切断した場合が最もコア抜け性に優れている。

（１−２）実走テスト：
試供のスチールコードを用いて弾性クローラを試作し、農業用車両に装着して不整地路を実車走行させた。そして一定時間走行した後の弾性クローラを解体して、スチールコード端からのコア素線の飛び出しの有無を、目視によって確認した。

（２）ゴム浸透性：
弾性クローラを解体してコードサンプルを得た。そしてこのコードサンプルをさらに解体し、コア部内にゴムが完全に充填されている部分の長さを約１０ｃｍにわたり測定し、ゴムが充填されている部分の長さの全長さに対する比率をもってゴムの浸透率とした。上記測定を１０本のコードについて行い、平均値をもってコードの測定値とする。数値が大きいほど好ましい。

（３）撚り不良：
撚り形成したコアストランドを目視検査し、シース素線の浮きの有無を確認し、浮きがある場合撚り不良と判定した。

（４）生産コスト：
コードを製造する際の作業コストを比較例１を１００とする指数で評価した。数値が小さいほど低コストである。

表の如く実施例のコードは、コア部内へのゴム浸透性を確保しながら、コア抜けを抑制でき、かつ生産コストを低く抑えうるのが確認しうる。

１ 弾性クローラ用スチールコード
２ コア
２Ｓ コアストランド
３ シース
３Ｓ 側ストランド
５ コア部
５ｆ コア素線
６ 第１シース部
６ｆ 第１シース素線
７ 第２シース部
７ｆ 第２シース素線
１０ 型付け素線

Claims (2)

1. １本のコアストランドからなるコアと、このコアの周囲に配置された複数本の側ストランドを撚って形成されたシースとを有する弾性クローラ用スチールコードであって、
   前記コアストランドは、３本のコア素線を撚って形成されたコア部と、このコア部の周囲に配置された６本の第１シース素線を撚って形成された第１シース部と、この第１シース部の周囲に配置された１２本の第２シース素線を撚って形成された第２シース部とから形成され、
   しかも前記コア部の直径Ｄｃは、前記第１シース素線の直径Ｄ１の１１０〜１２５％とするとともに、
   前記コア素線は、撚り合わされる前の状態で波形状に型付けされた１本の型付け素線を含み、
   かつ前記コア素線の撚り方向及び撚りピッチを、前記第１シース素線の撚り方向及び撚りピッチと同一としたことを特徴とする弾性クローラ用スチールコード。
2. 前記型付け素線は、その型付け高さｈを、型付け素線の直径ｄの１．１〜１．５倍としたことを特徴とする請求項１記載の弾性クローラ用スチールコード。

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