JP3819550B2 - ゴム物品補強用スチールコードおよび空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、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およびこのスチールコードをカーカスに適用した空気入りタイヤ、中でも建設車両用空気入りタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ゴム物品、その典型例である空気入りタイヤは、スチールコードで補強されたカーカスを骨格とするが、このスチールコードには、タイヤの転動に伴って、引張りや曲げの入力が繰り返して働くため、スチールコードを構成するフィラメントに、いわゆるフレッティング磨耗が不可避に発生する。そして、この磨耗によってフィラメントの断面積が減少するに伴って、コード強力は低下していく。
【０００３】
ここで、タイヤを圧力容器と見做した場合、その強度は主にカーカスプライによって保証されるため、タイヤの寿命末期においても最低限の強度を維持するには、タイヤの寿命末期においてカーカスプライも最低限の強度を有することが肝要である。すなわち、カーカスプライには、上記のコード強力の低下を考慮した所定の強度を付与しておく必要があるために、所定強力のコードを所定の打込み数で打込んでカーカスプライを形成するのが通例である。従って、カーカスプライには、一定量以上のスチールコードを使用することが必須である。
【０００４】
一方、省エネルギーの観点、とりわけ自動車の燃費を改善するために、タイヤの軽量化に対して強い要請がある。このタイヤの軽量化には、カーカスプライを構成するスチールコードの使用量を低減することが有効であるが、上記したとおり、タイヤの強度を保証するには所定量のスチールコードが必要になるため、この点での軽量化は困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明の目的は、タイヤの寿命末期においても圧力容器としての強度を維持しつつ、その軽量化を達成するのに役立つ、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】
タイヤに圧力容器としての強度を付与しつつ、その軽量化を達成するには、タイヤ走行中にカーカスプライのコードに不可避に生じる、フィラメント同士のフレッティング磨耗に起因する、コード強力の低下を抑制することによって、タイヤの初期強度を従来対比で低減可能とすることが有効である。すなわち、コード強力の経時的な低下が抑制されれば、タイヤ寿命末期でのタイヤ強度は従来対比で向上するため、タイヤの初期強度は従来対比で低減できる。すると、製品タイヤでのカーカスプライの必要強度が低減される結果、そのスチールコードの使用量も低減されるため、タイヤの軽量化が達成されるのである。従って、コード強力の経時的な低下を抑制すること、つまりフィラメント同士のフレッティング磨耗を抑制し得る、コード構造を開発することが重要になる。
【０００７】
この発明は、上記の知見に由来するものである。
すなわち、この発明は、１本または複数本のスチールフィラメントから成るコアストランド１本または複数本のまわりに、複数本のスチールフィラメントから成るシースストランドの複数本を撚り合わせて成るスチールコードであって、半数以上のシースストランドにおいて、そ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、シースストランドの隣接相互間で逆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である。
【０００９】
さらに、この発明は、１対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスに、上記のスチールコードを適用して成る空気入りタイヤである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
さて、図１に、この発明に従うゴム物品補強用スチールコードの断面について示す。図において、１はコアストランドであり、該コアストランド１のまわりに、１本のスチールフィラメントから成るコアフィラメント２のまわりに６本のスチールフィラメントから成るシースフィラメント３を撚り合わせた、１＋６構造のシースストランド４の偶数本、図示例では６本のシースストランド４を撚り合わせてある。また、コアストランド１は、１本または複数本のスチールフィラメントから成り、図示例は、１本のスチールフィラメントのまわりに６本のスチールフィラメントを撚り合わせた、１＋６構造のストランドである。
【００１１】
ここに、シースストランド４は、複数本のスチールフィラメントを撚り合わせたものであれば、その構造は特に限定されず、すなわち、図示の１＋６の層撚り構造の他、３＋９の層撚り構造や単撚り構造などが適合する。これは、コアストランド１においても同様である。
【００１２】
但し、シースストランド４は、各ストランドの最外層を構成するスチールフィラメント、図示例では６本のシースフィラメント３の撚り方向が、シースストランドの隣接相互間で逆であることが、肝要である。例えば図２に、各シースストランドにおける、最外層を構成するスチールフィラメントの撚り方向を具体的に示すように、最外層を構成するスチールフィラメントがＳ撚りのシースストランドと同Ｚ撚りのシースストランドとを交互に配置する。
【００１３】
すなわち、シースストランドの最外層を構成するシースフィラメントの撚り方向を、シースストランドの隣接相互間で逆にすると、隣接するシースストランド間でシースフィラメントの撚り方向が揃って、いわゆる線接触状態に近くなるため、隣接するシースストランド間でのシースフィラメント同士の接触圧が小さくなってフレッティング磨耗が抑制される結果、フィラメントの断面積の減少が抑制されてコード強力の低下も抑制される。これに対して、在来の複撚りコードでは、隣接するストランドでのフィラメントの撚り方向が同じため、隣接ストランド間で接触する部分でのフィラメントの撚り方向が逆向きになるため、フィラメントの接触圧が高いのである。
【００１４】
従って、この発明のコードはコード強力の低下が極めて少ないから、このコードをカーカスに使用した場合、タイヤの初期強度は従来よりも低くてもタイヤ寿命末期での強度は保証されるから、カーカスでのコード総重量も従来対比で低減することができる。
【００１５】
ここで、シースストランドが偶数本ある場合は、すべてのシースストランドの隣接相互間で、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逆であることが好ましく、一方、奇数本である場合は、シースストランドの隣接相互間で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同方向になるのは、２ストランド間の１個所のみであることが好ましい。
【００１６】
なお、シースストランドは複数層あってもよく、例えば１＋６構造のストランドを１＋６＋１２の層撚りとした複撚りコードなどが適合する。この場合、少なくとも１層のシースストランドについて、シースフィラメントの撚り方向が隣接ストランド間で逆である必要があり、さらに、すべてのシースストランド層について、シースフィラメントの撚り方向が隣接ストランド間で逆であることが好ましい。
【００１７】
さらに、コアストランドは１本に限らず、例えば図３（ａ）に示す３＋９構造のように、複数本のコアストランド１をそなえるコードも有利に適合する。このコアストランドが複数本ある場合は同図（ｂ）に示すように、シースストランドに加えてコアストランドにおいても、そ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、隣接相互間で逆であることが好ましい。
【００２１】
さらに、図１および３に示したコードは同径のストランドから成るが、異なる径のストランドを撚り合わせてもよい。その場合、各ストランドの最外層のフィラメントの撚り方向を、ストランドの隣接相互間で逆にするところは、上記の各事例と同様である。ここで、ストランドは、同径のフィラメントを使用して両者の構造を異ならせた結果、両者の径を異なるものとできるが、同じストランド構造において径の異なるフィラメントを使用することによって、ストランド径を変化させることも可能である。
【００２２】
なお、コードの撚り方向は特に限定する必要はなく、要は隣接するストランド間でのフィラメントの撚り方向が逆であればよい。
【００２３】
【実施例】
図１および３に従う各種構造のスチールコードを、表１に示す仕様の下に試作した。次に、作製したスチールコードを、表１に示す条件でカーカスに適用した、各種サイズのタイヤを試作した。すなわち、図４に構造を示すタイヤにおいて、そのカーカス７に、各スチールコードをラジアル方向に適用した。なお、図中８は一対のビードコアであり、これらビードコア８間にトロイド状に延びるカーカス７を配置し、そのクラウン部の径方向外側に、ベルト９およびトレッド10を配置して成る。
【００２４】
かくして得られた各タイヤを、実地で3000時間走行させた。コード強力保持率は走行後のタイヤのカーカスから取り出したコード10本のそれぞれについて、インストロン式引張り試験機にて破断強さを測定し、その平均値を新品タイヤより取り出したコード10本の同破断強さの平均値で除したものを、百分率で表示した。
これらの調査結果を、表１に併記する。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のコードは、コード強度の経時的な低下が抑制されるから、このコードをタイヤのカーカスに適用することによって、タイヤの寿命末期においても圧力容器としての強度を維持しつつ、その軽量化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明のコード構造を示した図である。
【図２】 コードの各ストランドにおけるフィラメントの撚り方向を示す図である。
【図３】 コードの構造および各ストランドにおけるフィラメントの撚り方向を示す図である。
【図４】 タイヤの幅方向断面を示す図である。
【発明の属する技術分野】
この発明は、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およびこのスチールコードをカーカスに適用した空気入りタイヤ、中でも建設車両用空気入りタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ゴム物品、その典型例である空気入りタイヤは、スチールコードで補強されたカーカスを骨格とするが、このスチールコードには、タイヤの転動に伴って、引張りや曲げの入力が繰り返して働くため、スチールコードを構成するフィラメントに、いわゆるフレッティング磨耗が不可避に発生する。そして、この磨耗によってフィラメントの断面積が減少するに伴って、コード強力は低下していく。
【０００３】
ここで、タイヤを圧力容器と見做した場合、その強度は主にカーカスプライによって保証されるため、タイヤの寿命末期においても最低限の強度を維持するには、タイヤの寿命末期においてカーカスプライも最低限の強度を有することが肝要である。すなわち、カーカスプライには、上記のコード強力の低下を考慮した所定の強度を付与しておく必要があるために、所定強力のコードを所定の打込み数で打込んでカーカスプライを形成するのが通例である。従って、カーカスプライには、一定量以上のスチールコードを使用することが必須である。
【０００４】
一方、省エネルギーの観点、とりわけ自動車の燃費を改善するために、タイヤの軽量化に対して強い要請がある。このタイヤの軽量化には、カーカスプライを構成するスチールコードの使用量を低減することが有効であるが、上記したとおり、タイヤの強度を保証するには所定量のスチールコードが必要になるため、この点での軽量化は困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明の目的は、タイヤの寿命末期においても圧力容器としての強度を維持しつつ、その軽量化を達成するのに役立つ、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】
タイヤに圧力容器としての強度を付与しつつ、その軽量化を達成するには、タイヤ走行中にカーカスプライのコードに不可避に生じる、フィラメント同士のフレッティング磨耗に起因する、コード強力の低下を抑制することによって、タイヤの初期強度を従来対比で低減可能とすることが有効である。すなわち、コード強力の経時的な低下が抑制されれば、タイヤ寿命末期でのタイヤ強度は従来対比で向上するため、タイヤの初期強度は従来対比で低減できる。すると、製品タイヤでのカーカスプライの必要強度が低減される結果、そのスチールコードの使用量も低減されるため、タイヤの軽量化が達成されるのである。従って、コード強力の経時的な低下を抑制すること、つまりフィラメント同士のフレッティング磨耗を抑制し得る、コード構造を開発することが重要になる。
【０００７】
この発明は、上記の知見に由来するものである。
すなわち、この発明は、１本または複数本のスチールフィラメントから成るコアストランド１本または複数本のまわりに、複数本のスチールフィラメントから成るシースストランドの複数本を撚り合わせて成るスチールコードであって、半数以上のシースストランドにおいて、そ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、シースストランドの隣接相互間で逆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である。
【０００９】
さらに、この発明は、１対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスに、上記のスチールコードを適用して成る空気入りタイヤである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
さて、図１に、この発明に従うゴム物品補強用スチールコードの断面について示す。図において、１はコアストランドであり、該コアストランド１のまわりに、１本のスチールフィラメントから成るコアフィラメント２のまわりに６本のスチールフィラメントから成るシースフィラメント３を撚り合わせた、１＋６構造のシースストランド４の偶数本、図示例では６本のシースストランド４を撚り合わせてある。また、コアストランド１は、１本または複数本のスチールフィラメントから成り、図示例は、１本のスチールフィラメントのまわりに６本のスチールフィラメントを撚り合わせた、１＋６構造のストランドである。
【００１１】
ここに、シースストランド４は、複数本のスチールフィラメントを撚り合わせたものであれば、その構造は特に限定されず、すなわち、図示の１＋６の層撚り構造の他、３＋９の層撚り構造や単撚り構造などが適合する。これは、コアストランド１においても同様である。
【００１２】
但し、シースストランド４は、各ストランドの最外層を構成するスチールフィラメント、図示例では６本のシースフィラメント３の撚り方向が、シースストランドの隣接相互間で逆であることが、肝要である。例えば図２に、各シースストランドにおける、最外層を構成するスチールフィラメントの撚り方向を具体的に示すように、最外層を構成するスチールフィラメントがＳ撚りのシースストランドと同Ｚ撚りのシースストランドとを交互に配置する。
【００１３】
すなわち、シースストランドの最外層を構成するシースフィラメントの撚り方向を、シースストランドの隣接相互間で逆にすると、隣接するシースストランド間でシースフィラメントの撚り方向が揃って、いわゆる線接触状態に近くなるため、隣接するシースストランド間でのシースフィラメント同士の接触圧が小さくなってフレッティング磨耗が抑制される結果、フィラメントの断面積の減少が抑制されてコード強力の低下も抑制される。これに対して、在来の複撚りコードでは、隣接するストランドでのフィラメントの撚り方向が同じため、隣接ストランド間で接触する部分でのフィラメントの撚り方向が逆向きになるため、フィラメントの接触圧が高いのである。
【００１４】
従って、この発明のコードはコード強力の低下が極めて少ないから、このコードをカーカスに使用した場合、タイヤの初期強度は従来よりも低くてもタイヤ寿命末期での強度は保証されるから、カーカスでのコード総重量も従来対比で低減することができる。
【００１５】
ここで、シースストランドが偶数本ある場合は、すべてのシースストランドの隣接相互間で、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逆であることが好ましく、一方、奇数本である場合は、シースストランドの隣接相互間で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同方向になるのは、２ストランド間の１個所のみであることが好ましい。
【００１６】
なお、シースストランドは複数層あってもよく、例えば１＋６構造のストランドを１＋６＋１２の層撚りとした複撚りコードなどが適合する。この場合、少なくとも１層のシースストランドについて、シースフィラメントの撚り方向が隣接ストランド間で逆である必要があり、さらに、すべてのシースストランド層について、シースフィラメントの撚り方向が隣接ストランド間で逆であることが好ましい。
【００１７】
さらに、コアストランドは１本に限らず、例えば図３（ａ）に示す３＋９構造のように、複数本のコアストランド１をそなえるコードも有利に適合する。このコアストランドが複数本ある場合は同図（ｂ）に示すように、シースストランドに加えてコアストランドにおいても、そ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、隣接相互間で逆であることが好ましい。
【００２１】
さらに、図１および３に示したコードは同径のストランドから成るが、異なる径のストランドを撚り合わせてもよい。その場合、各ストランドの最外層のフィラメントの撚り方向を、ストランドの隣接相互間で逆にするところは、上記の各事例と同様である。ここで、ストランドは、同径のフィラメントを使用して両者の構造を異ならせた結果、両者の径を異なるものとできるが、同じストランド構造において径の異なるフィラメントを使用することによって、ストランド径を変化させることも可能である。
【００２２】
なお、コードの撚り方向は特に限定する必要はなく、要は隣接するストランド間でのフィラメントの撚り方向が逆であればよい。
【００２３】
【実施例】
図１および３に従う各種構造のスチールコードを、表１に示す仕様の下に試作した。次に、作製したスチールコードを、表１に示す条件でカーカスに適用した、各種サイズのタイヤを試作した。すなわち、図４に構造を示すタイヤにおいて、そのカーカス７に、各スチールコードをラジアル方向に適用した。なお、図中８は一対のビードコアであり、これらビードコア８間にトロイド状に延びるカーカス７を配置し、そのクラウン部の径方向外側に、ベルト９およびトレッド10を配置して成る。
【００２４】
かくして得られた各タイヤを、実地で3000時間走行させた。コード強力保持率は走行後のタイヤのカーカスから取り出したコード10本のそれぞれについて、インストロン式引張り試験機にて破断強さを測定し、その平均値を新品タイヤより取り出したコード10本の同破断強さの平均値で除したものを、百分率で表示した。
これらの調査結果を、表１に併記する。
【００２５】
【表１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のコードは、コード強度の経時的な低下が抑制されるから、このコードをタイヤのカーカスに適用することによって、タイヤの寿命末期においても圧力容器としての強度を維持しつつ、その軽量化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明のコード構造を示した図である。
【図２】 コードの各ストランドにおけるフィラメントの撚り方向を示す図である。
【図３】 コードの構造および各ストランドにおけるフィラメントの撚り方向を示す図である。
【図４】 タイヤの幅方向断面を示す図である。
Claims (2)
- １本または複数本のスチールフィラメントから成るコアストランド１本または複数本のまわりに、複数本のスチールフィラメントから成るシースストランドの複数本を撚り合わせて成るスチールコードであって、半数以上のシースストランドにおいて、そ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、シースストランドの隣接相互間で逆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。
- １対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスに、請求項１に記載のスチールコードを適用して成る空気入りタイヤ。
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| JP21177397A JP3819550B2 (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | ゴム物品補強用スチールコードおよび空気入りタイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP21177397A JP3819550B2 (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | ゴム物品補強用スチールコードおよび空気入りタイヤ |
Publications (2)
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| JP3819550B2 true JP3819550B2 (ja) | 2006-09-13 |
Family
ID=16611362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21177397A Expired - Fee Related JP3819550B2 (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | ゴム物品補強用スチールコードおよび空気入りタイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JPH1161663A (ja) | 1999-03-05 |
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