WO2008026271A1 - Rubber reinforcing steel cord and pneumatic radial tire - Google Patents

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Masanori Aoyama
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Definitions

  • the present invention relates to a steel cord for rubber reinforcement and a pneumatic radial tire.
  • the present invention relates to a steel cord for rubber reinforcement and a pneumatic radial tire that are more durable than ever, and more particularly to a pneumatic radial tire (ORR) for construction vehicles.
  • ORR pneumatic radial tire
  • a steel cord for reinforcing a tire for a strong vehicle requires high strength. Therefore, a steel cord having a double twist structure in which a strand obtained by twisting a plurality of steel filaments is further twisted is used.
  • a steel cord having a structure of IX (3 + 9 + 15) + 6 X (3 + 9 + 15) + 1 as shown in Fig. 12 is known! /.
  • Patent Documents 1 and 2 as a steel cord for reinforcing a rubber article having a multi-twist structure, in which the cord strength can be obtained efficiently and the strength is excellent in corrosion propagation resistance, At least a part of the filaments constituting the core and the sheath with the cord is a steel cord in which at least a part of the filament is composed of one core filament and four sheath filaments, and the core and the sheath with a cord of 2 to 3 layers twist Steel cords, which are strands composed of one core filament and three sheath filaments, have been proposed.
  • Patent Document 3 it is possible to reduce the cord rigidity while at least equaling the cord breaking strength, assuming that the cord diameter is substantially the same as that of the steel cord so far.
  • a steel cord that can increase the cord breaking strength while keeping the strength of the cord at least equal to or less than the strength of the cord a predetermined cord diameter and A steel cord of filament diameter, in which three core strands are twisted together, and eight or more side strands are twisted around it, and one of the core strands and the side strands is a layer twist structure with two or more layers
  • a steel cord has been proposed in which the other has a twisted structure of three or more layers.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 10-298878 (Claims)
  • Patent Document 2 JP-A-10-298879 (Claims)
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-30587 (Claims)
  • an object of the present invention is to provide a steel cord for rubber reinforcement that has improved fatigue resistance more than ever and can realize unprecedented durability, and a pneumatic radial tire using the steel cord as a reinforcing material. Is to provide.
  • the present inventor has obtained the following knowledge. That is, the increase in the input of bending and compression due to high speed and high load of the tire sometimes causes the steel cord for reinforcement to be greatly compressed and deformed locally, resulting in fatigue breakage of the cord.
  • Deformation due to compression is a deformation that approximates a sine wave of half wavelength or one wavelength. If this deformation is the ideal sine wave deformation, the strain due to compression is dispersed and the life until breakage is improved. However, when the deformation is close to a triangular wave deformation, the strain concentrates near the apex and the life until breakage is greatly reduced.
  • the present inventor has further intensively studied based on the above knowledge that the life to fatigue fracture can be improved if compression deformation can be controlled by the cord structure, and as a result, the present invention has been completed. It was.
  • the first rubber reinforcing steel cord of the present invention has a plurality of strands connected together.
  • a steel cord for rubber reinforcement with a double twist structure having a central structure and at least one outer layer twisted in the same direction and at the same pitch,
  • the central structure is composed of two or more strands twisted together, and each strand is formed by twisting seven or more filaments.
  • 12 X (3 + 9), 3 as a preferred cord structure that preferably has a layer twist structure with two or more strand forces.
  • X (3 + 9) + 9 X (3 + 9 + 15), 12 X (3 + 9 + 15) and 27 X (1 + 6) twisted structures can be listed.
  • the filament diameter of the filament constituting the strand is 0.14 mm or more and 0.36 mm or less.
  • the second rubber reinforcing steel cord of the present invention is formed by twisting three or more core strands and twisting six or more sheath strands around the core strand, and the core strand and the above-described steel cord.
  • the sheath strand is twisted in the same direction.
  • 3 X (3 + 9 + 15) is a preferred cord structure that preferably has a layer twist structure having two or more sheath strand forces.
  • the strand diameter of the filaments constituting the strand is 0.14 mm or more and 0.36 mm or less.
  • the spiral half diameter formed by the core strand! :, The helical pitch p, and the sheath strand When the spiral radius of R is R and the spiral pitch is P,
  • the pneumatic radial tire of the present invention is a pneumatic radial tire in which a carcass extending in a toroidal shape between a pair of bead portions is used as a skeleton, and a crown portion of the carcass is reinforced by a belt layer, and the carcass The rubber reinforcing steel cord is applied to a cord constituting the belt layer.
  • the fatigue resistance is further enhanced, and the Unprecedented durability can be improved. Therefore, a pneumatic radial tire using this rubber reinforcing steel cord as a reinforcing material exhibits excellent durability, and can be particularly suitably applied to a pneumatic radial tire (ORR) for construction vehicles.
  • ORR pneumatic radial tire
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a steel cord of Example 1 1.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a steel cord of Example 1 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a steel cord of Example 12.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a steel cord of Example 1-3.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a steel cord of Example 14.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a steel cord of Example 15.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a steel cord of Example 2-1.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a steel cord of Example 2-2.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a steel cord of Example 2-3.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a steel cord of Example 2-4.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a steel cord according to another preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of still another preferred embodiment of the steel cord of the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a steel cord of Comparative Example 1, 1, 2-1.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a steel cord of Comparative Examples 1-2 and 2-2.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a steel cord of Comparative Example 13;
  • a plurality of strands are twisted in the same direction and at the same pitch (compact twist structure “cc”), at least one layer, particularly one or two layers. It is a double twist structure having an outer layer of layers, and it is important that the strand structure has two or more, particularly 2 to 4, preferably 3 strands in which the central structure is twisted together.
  • a steel cord having a double twist structure in which a plurality of strands are twisted in the same direction and at the same pitch and has a central structure and at least one outer layer, the central structure
  • the number of filaments constituting the strand is 7 or more, particularly 7 or more and 37 or less, preferably 12 or more and 27 or less. This ensures the strength necessary for pneumatic radial tires for construction vehicles.
  • the strand has a layer twist structure strength of two or more layers. This is because one layer cannot sufficiently secure the strength required for construction vehicle tires, and the applicable range is limited. More preferably, a three-layer twisted structure is adopted in terms of productivity and the cord diameter after double twisting.
  • the filament diameter of the filament constituting the strand is preferably 0.14 mm or more and 0.36 mm or less. If the wire diameter is less than 0.14 mm, the air pressure required for pneumatic radial tires for construction vehicles cannot be maintained, and the range of application is limited. Time fatigue will be reduced. From the productivity and the cord diameter after double twisting, it is more preferably from 0.17 mm to 0.25 mm.
  • the strand diameter constituting the central structure is made thicker than the strand constituting the outer layer, the rubber penetration into the cord is increased, and the corrosion resistance is improved. Can be increased.
  • the second rubber reinforcing steel cord of the present invention 3 or more, preferably 3 or 4 core strands are twisted, and 6 or more sheath strands are suitably wound around them. It is important that the core strand and the sheath strand are twisted in the same direction, and are twisted at 6 or more and 12 or less, more preferably 6 or more and 9 or less. .
  • the sheath strand is composed of a layer twist structure of two or more layers. This is because one layer cannot sufficiently secure the strength required for construction vehicle tires, and the applicable range is limited. More preferably, from the productivity and the cord diameter after double twisting, a three-layered layer structure is adopted. Also core The strand is also preferably a two-layer or three-layer twist structure from the viewpoint of productivity and the cord diameter after double twisting.
  • 3 X (3 + 9 + 15) + 9X (3 + 9 + 15) see FIG. 6
  • 3X (3 + 9) + 9X (3 + 9) see Fig. 7
  • 3X (3 + 9) + 8X (3 + 9 + 15) see Fig. 8
  • 3X (3 + 9) + 6X (3 + 9 + 15 ) See Figure 9
  • 3X (3 + 9) + 9X (3 + 9 + 15) not shown
  • 3X (3 + 9 + 15) + 8X (3 + 9) see Figure 10)
  • 4X5 A twisted structure of + 6X (3 +9 +15) (see Fig. 11) can be mentioned.
  • the filament diameter of the filament constituting the strand is preferably 0.14 mm or more and 0.36 mm or less. If the wire diameter is less than 0.14 mm, the air pressure required for pneumatic radial tires for construction vehicles cannot be maintained, and the range of application is limited. Time fatigue will be reduced. From the productivity and the cord diameter after double twisting, it is more preferably from 0.17 mm to 0.25 mm. Furthermore, the strand diameter constituting the central structure is made larger than that of the strand constituting the outer layer, so that the rubber can penetrate into the cord and the corrosion resistance can be improved.
  • the steel cord for reinforcing rubber according to the present invention has greatly improved durability compared to a steel cord having a conventional double twist structure.
  • a steel cord having a conventional double twist structure is used.
  • a rubber sheet with a plurality of these cords aligned in parallel with each other Pneumatic radial tires with plies embedded in the carcass and Z or belt layers applied will greatly improve durability.
  • the pneumatic radial tire of the present invention is not shown in the figure, but the car power of a pneumatic radial tire in which a carcass extending in a toroid shape between a pair of bead portions is used as a skeleton, and a crown portion of the carcass is reinforced by a belt layer.
  • the steel cord for reinforcing rubber of the present invention described above is applied to the sleeve and the Z or belt layer.
  • Example 1-1 in Table 1 below A steel cord according to the cord structure shown in Example 1-1 in Table 1 below was prototyped.
  • This steel cord consists of 3 core strands 1 and 9 sheath filaments 2 and a strand of 12 strands of 3 + 9 layers twisted in the same direction and at the same pitch, and then one spiral filament 3 It also has three strand forces with the central structure twisted together.
  • Figure 1 shows the cross-sectional structure of this steel cord.
  • Example 1 2 of Table 1 below A steel cord according to the cord structure shown in Example 1 2 of Table 1 below was prototyped.
  • This steel cord consists of three core filaments 11 and 9 sheath filaments 12 and a 3 + 9 layer twisted central layer strand around three core filaments 21 and 9 inner sheaths 9 strands of 3 + 9 + 15 layer twist structure consisting of 22 filaments and 15 outer sheath filaments 23 are twisted in the same direction and the same pitch, and one spiral filament 13 is wound. There are also three strand forces in which the central structure is twisted together.
  • Figure 2 shows the cross-sectional structure of this steel cord.
  • Example 1-3 A steel cord according to the cord structure shown in Example 1-3 in Table 1 below was prototyped.
  • This steel cord consists of 3 core filaments 31, 9 inner sheath filaments 32 and 15 outer sheath filaments 33, and 12 3 strands of 3 + 9 + 15 layers that are also in force in the same direction and pitch. It is twisted and wound with one spiral filament 34, and it also has three strand forces in which the central structure is twisted together.
  • This steel coat Figure 3 shows the cross-sectional structure of the terminal.
  • Example 1 4 of Table 1 below A steel cord according to the cord structure shown in Example 1 4 of Table 1 below was prototyped.
  • This steel cord is centered around three core layer strands in a 3 + 9 + 15 layer twist structure that also acts with three core filaments 41, nine inner sheath filaments 42 and fifteen outer sheath filaments 43.
  • Three core filaments 51, nine inner sheath filaments 52 and fifteen outer sheath filaments 53, 3 + 9 + 15 strands 9 in the same direction, with filaments smaller in diameter than the filaments of the layer strand These are twisted at the same pitch and further wound with one spiral filament 44.
  • the central structure consists of three strands twisted together.
  • Figure 4 shows the cross-sectional structure of this steel cord.
  • Example 1-5 in Table 1 below A steel cord according to the cord structure shown in Example 1-5 in Table 1 below was prototyped.
  • This steel cord consists of 27 strands of 1 + 6 layer twist structure consisting of one core filament 61 and six sheath filaments 62, twisted in the same direction and at the same pitch, and then one spiral filament 63
  • the core structure consists of three strands twisted together.
  • Figure 5 shows the cross-sectional structure of this steel cord.
  • a steel cord according to the cord structure shown in Comparative Example 1 1 of Table 1 below was prototyped.
  • This steel cord consists of three core filaments 101, nine inner sheath filaments 102 and fifteen outer sheath filaments 103.
  • the book is twisted, and one spiral filament 104 is wound.
  • the central structure also has one strand force.
  • Figure 12 shows the cross-sectional structure of this steel cord.
  • a steel cord having the cord structure shown in Comparative Example 1 2 in Table 1 below was prototyped.
  • This steel cord is composed of 3 core strands 201 and 9 sheath filaments 202, and a strand of 3 + 9 layer twist structure. 203 is wound around, the central structure is one strand Consists of.
  • Figure 13 shows the cross-sectional structure of this steel cord.
  • a steel cord having the cord structure shown in Comparative Example 1 3 of Table 1 below was prototyped.
  • This steel cord consists of 19 strands of 3 + 9 layer twist structure consisting of 3 core filaments 301 and 9 sheath filaments 302, twisted in the same direction and at the same pitch, and then 1 spiral filament 303
  • the central structure consists of a single strand.
  • Figure 14 shows the cross-sectional structure of this steel cord.
  • Example 2-1 in Table 2 below A steel cord according to the cord structure shown in Example 2-1 in Table 2 below was prototyped.
  • This steel cord has three core filaments 401, nine inner sheath filaments 402, fifteen outer sheath filaments 403, and the same layer around three core strands with a 3 + 9 + 15 layer twist structure.
  • Nine strands having a twisted structure are twisted in the same direction as the core strand, and one spiral filament 404 is wound.
  • Figure 6 shows the cross-sectional structure of this steel cord.
  • Example 2-2 A steel cord according to the cord structure shown in Example 2-2 in Table 2 below was prototyped.
  • This steel cord is composed of 3 core strands of 3 + 9 layer twist structure composed of 3 core filaments 411 and 9 sheath filaments 412, and 9 strands of the same layer twist structure around the core strand. They are twisted in the same direction, and one spiral filament 413 is attached.
  • Figure 7 shows the cross-sectional structure of this steel cord.
  • a steel cord according to the cord structure shown in Example 2-3 in Table 2 below was prototyped.
  • This steel cord consists of 3 core strands with 3 + 9 layer twist structure consisting of 3 core filaments 421 and 9 sheath filaments 422, 3 core filaments 431 and 9 inner sheath filaments around 3 core strands 8 strands of a 3 + 9 + 15 layer twist structure consisting of 432 and 15 outer sheath filaments 433 are twisted in the same direction as the core strand, and one spiral filament 423 is wound.
  • the central structure consists of three strands twisted together.
  • Figure 8 shows the cross-sectional structure of this steel cord.
  • Example 2-4 A steel cord according to the cord structure shown in Example 2-4 in Table 2 below was prototyped.
  • This steel cord consists of 3 core strands of 3 + 9 layer twist structure consisting of 3 core filaments 441 and 9 sheath filaments 442, around 3 core filaments 451 and 9 inner sheath filaments 3 + 9 + 15 consisting of 452 and 15 outer sheath filaments 453 6 strands having a layered twisted structure are twisted in the same direction as the core strand, and one spiral filament 443 is wound, and the central structure is composed of three strands twisted together.
  • Figure 9 shows the cross-sectional structure of this steel cord.
  • a steel cord having the cord structure shown in Comparative Example 2-1 in Table 2 below was prototyped.
  • This steel cord consists of three core filaments 101, nine inner sheath filaments 102 and fifteen outer sheath filaments 103.
  • the book is twisted, and one spiral filament 104 is wound.
  • the central structure also has one strand force.
  • Figure 12 shows the cross-sectional structure of this steel cord.
  • a steel cord having the cord structure shown in Comparative Example 2-2 in Table 2 below was prototyped.
  • This steel cord is composed of 3 core strands 201 and 9 sheath filaments 202, and a strand of 3 + 9 layer twist structure. 203 is wound, and the central structure consists of one strand.
  • Figure 13 shows the cross-sectional structure of this steel cord.
  • a steel cord according to the cord structure shown in Comparative Example 2-3 in Table 2 below was prototyped.
  • This steel cord is composed of 3 core filaments consisting of 3 core filaments, 9 inner sheath filaments and 15 outer sheath filaments.
  • Nine strands are twisted in the opposite direction to the core strand, and one spiral filament is wound.
  • the cross-sectional structure of this steel cord is the same as that shown in Fig. 6.

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Description

明 細 書
ゴム補強用スチールコード及び空気入りラジアルタイヤ
技術分野
[0001] 本発明は、ゴム補強用スチールコード及び空気入りラジアルタイヤに関し、詳しくは
、これまで以上に耐久性の向上を図ったゴム補強用スチールコード及び空気入りラ ジアルタイヤ、特には建設車両用空気入りラジアルタイヤ (ORR)に関する。
背景技術
[0002] 今日、車両の発達によりタイヤに対する要求も、より高速高荷重の耐久性が求めら れるようになってきている。特に、鉱山車両等の建設車両用空気入りラジアルタイヤ は悪路を高荷重で走破するために、タイヤ補強用スチールコードに対しても、曲げ、 圧縮等の入力に対する耐疲労性、および外傷による耐カット性をさらに向上させるこ とが求められている。
[0003] 従来、力かる車両用のタイヤの補強用スチールコードは、高い強力が必要とされる ことから、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を更に撚り合わせた 複撚り構造のスチールコードが広く使用されており、例えば、図 12に示すような、 I X (3 + 9 + 15) + 6 X (3 + 9 + 15) + 1構造のスチールコード等が知られて!/、る。
[0004] その他にも、特許文献 1および 2において、効率良くコード強力が得られ、し力も耐 腐食伝播性に優れた複撚り構造のゴム物品補強用スチールコードとして、 2〜3層撚 りのコードでコア及びシースを構成するフィラメントの少なくとも一部がさらに 1本のコ ァフィラメントと 4本のシースフィラメントで構成されたストランドであるスチールコード、 および 2〜3層撚りのコードでコア及びシースを構成するフィラメントの少なくとも一部 力 Sさらに 1本のコアフィラメントと 3本のシースフィラメントで構成されたストランドである スチールコードが、夫々提案されている。
[0005] さらに、特許文献 3には、それまでのスチールコードとコード径がほぼ同一であるこ とを対比の前提として、コード破断強力を少なくとも同等以上としつつ、コード剛性の 低減を図ることができる力、又は逆に、コード剛性を少なくとも同等以下としつつ、コ 一ド破断強力を大きくすることのできるスチールコードとして、所定のコード径および フィラメント径のスチールコードであって、芯ストランドを 3本撚り合わせ、その周りに側 ストランドを 8本以上撚り合わせてなり、かつ、芯ストランド及び側ストランドのいずれか 一方が 2層以上の層撚り構造を有し、他方が 3層以上の層撚り構造を有するスチー ルコードが提案されている。
特許文献 1：特開平 10— 298878号公報 (特許請求の範囲等）
特許文献 2：特開平 10— 298879号公報 (特許請求の範囲等）
特許文献 3：特開 2002— 30587号公報 (特許請求の範囲等）
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 上述のように、建設車両用空気入りラジアルタイヤに適用するスチールコードには、 曲げ、圧縮等の入力に対する耐疲労性の向上が強く求められているが、今日、従来 の複撚り構造のスチールコードではその性能向上が限界に達しているといわざるを 得なかった。
[0007] そこで本発明の目的は、耐疲労性をこれまで以上に高め、従来にない耐久性を実 現可能にしたゴム補強用スチールコードおよび該スチールコードを補強材として用い た空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
課題を解決するための手段
[0008] 本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の知見を得るに至つ た。即ち、タイヤの高速、高荷重による曲げ、圧縮の入力増大は、時に補強用スチー ルコードをも局所的に大きく圧縮変形させ、その結果、コードの疲労破断に至らしめ る。圧縮による変形は、半波長あるいは 1波長分のサイン (sin)波に近似される変形 をし、この変形が理想的なサイン波変形の場合、圧縮による歪は分散し、破断までの 寿命を向上させることができるが、変形が三角波変形に近い場合、頂点近傍に歪が 集中し、破断までの寿命が大きく低下する。
[0009] 本発明者は、コード構造により圧縮変形を制御することができれば疲労破断に至る 寿命を向上させることができるとの上記知見に基づき更に鋭意検討した結果、本発 明を完成するに至った。
[0010] すなわち、本発明の第一のゴム補強用スチールコードは、複数本のストランドを同 方向、同ピッチで撚り合わせ、中心構造と少なくとも 1層の外層とを有する複撚り構造 のゴム補強用スチールコードにおいて、
前記中心構造が互いに撚り合わされた 2本以上のストランドからなり、かつ、各ストラ ンドが 7本以上のフィラメントを撚り合わせてなることを特徴とするものである。
[0011] 本発明の第一のゴム補強用スチールコードにおいては、前記ストランド力 2層以 上の層撚り構造を有することが好ましぐ好適なコード構造として、 12 X (3 + 9)、 3 X (3 + 9) + 9 X (3 + 9 + 15)、 12 X (3 + 9 + 15)および 27 X (1 + 6)の撚り構造を挙 げることができる。また、ストランドを構成するフィラメントの素線径が 0. 14mm以上 0 . 36mm以下であることが好ましい。
[0012] また、本発明の第二のゴム補強用スチールコードは、 3本以上のコアストランドを撚 り合わせ、その周りにシースストランドを 6本以上撚り合わせてなり、かつ、前記コアス トランドと前記シースストランドとが同方向で撚り合わせられていることを特徴とするも のである。
[0013] 本発明の第二のゴム補強用スチールコードにおいては、前記シースストランド力 2 層以上の層撚り構造を有することが好ましぐ好適なコード構造として、 3 X (3 + 9 + 15) + 9 X (3 + 9 + 15)、 3 X (3 + 9) + 9 X (3 + 9)、 3 X (3 + 9) + 8 X (3 + 9 + 15) 、 3 X (3 + 9) + 6 X (3 + 9 + 15)および 3 X (3 + 9) + 9 X (3 + 9 + 15)の撚り構造を 挙げることができる。また、ストランドを構成するフィラメントの素線径が 0. 14mm以上 0. 36mm以下であることが好ましぐさらには、前記コアストランドが構成する螺旋半 径を!:、螺旋ピッチを p、シースストランドの螺旋半径を R、螺旋ピッチを Pとしたとき、
86° ≥tan_ 1 (ρ/2 π r)≥tan_ 1 (P/2 π Κ)≥ 74°
で表される関係を満たすことが好ましい。
[0014] また、本発明の空気入りラジアルタイヤは、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、該カーカスのクラウン部をベルト層で補強した空気入りラジアル タイヤであって、該カーカスおよび/またはベルト層を構成するコードに前記ゴム補 強用スチールコードが適用されてなることを特徴とするものである。
発明の効果
[0015] 本発明のゴム補強用スチールコードによれば、耐疲労性をこれまで以上に高め、従 来にない耐久性の向上を実現することができる。よって、このゴム補強用スチールコ ードを補強材として用いた空気入りラジアルタイヤは優れた耐久性を示し、建設車両 用空気入りラジアルタイヤ (ORR)に特に好適に適用することができる。
図面の簡単な説明
[0016] [図 1]実施例 1 1のスチールコードの断面図である。
[図 2]実施例 1 2のスチールコードの断面図である。
[図 3]実施例 1—3のスチールコードの断面図である。
[図 4]実施例 1 4のスチールコードの断面図である。
[図 5]実施例 1 5のスチールコードの断面図である。
[図 6]実施例 2— 1のスチールコードの断面図である。
[図 7]実施例 2— 2のスチールコードの断面図である。
[図 8]実施例 2— 3のスチールコードの断面図である。
[図 9]実施例 2— 4のスチールコードの断面図である。
[図 10]本発明の他の好適例のスチールコードの断面図である。
[図 11]本発明の更に他の好適例のスチールコードの断面図である。
[図 12]比較例 1 1, 2— 1のスチールコードの断面図である。
[図 13]比較例 1— 2, 2— 2のスチールコードの断面図である。
[図 14]比較例 1 3のスチールコードの断面図である。
符号の説明
[0017] 1, 11, 21, 31, 41, 51, 61 コアフィラメント
2. 12, 62 シースフィラメント
3. 13, 34, 44, 63 スパイラルフィラメント
22, 32, 42， 52， 内側シースフィラメント
23, 33, 43, 53 外側シースフィラメント
401, 411, 421, 431, 441, 451 コアフィラメント
402, 432, 452 内側シースフィラメント
403, 433, 453 外側シースフィラメント
404, 413, 423, 443 スパイラルフイラメン卜 412, 422, 442 シースフィラメント
発明を実施するための最良の形態
[0018] 以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。
本発明の第一のゴム補強用スチールコードにおいては、複数本のストランドを同方 向、同ピッチで撚り合わせ (コンパクト撚り構造「cc」）、中心構造と少なくとも 1層、特 には 1層または 2層の外層とを有する複撚り構造であり、この中心構造が互いに撚り 合わされた 2本以上、特には 2〜4本、好ましくは 3本のストランド力 なることが肝要 である。
[0019] 撚りコードは圧縮入力を与えると自転性の作用力も解撚の向き、即ち、撚り方向とは 逆向きにサイン波変形しょうとする。このとき、従来より知られている、例えば、コード 中心に撚りを持たない（1 + 6)複撚り構造のコードでは、圧縮時、コアストランドの挙 動とシースストランドの挙動が大きく異なり、結果としてコード全体の圧縮時の挙動が 理想的なサイン波変形にはならないことを突き止めた。さらに、理想的なサイン波変 形を得るためには、複数本のストランドを同方向、同ピッチで撚り合わせ、中心構造と 少なくとも 1層の外層を有する複撚り構造のスチールコードにおいて、その中心構造 をお互いに撚り合わされた 2本以上のストランドとすることで圧縮変形が理想的なサイ ン波変形に近づくことを見出すに至った。
[0020] また、本発明の第一のゴム補強用スチールコードにおいては、ストランドを構成する フィラメントの本数を 7本以上、特には 7本以上 37本以下、好ましくは 12本以上 27本 以下とすることで、建設車両用空気入りラジアルタイヤに必要な強度を確保するもの である。
[0021] 本発明の第一のゴム補強用スチールコードにおいては、ストランドが、 2層以上の層 撚り構造力 構成されていることが好ましい。 1層では建設車両用タイヤに必要な強 度を十分に確保することができず、適用範囲が限られてしまうからである。より好ましく は、生産性、複撚り化後のコード径から、 3層の層撚り構造とする。
[0022] 上記観点より、本発明の第一のスチールコードの好適な実施形態として、 12 X (3
+ 9) (図 1参照）、 3 X (3 + 9) + 9 X (3 + 9 + 15) (図 2参照）、 12 X (3 + 9 + 15) (図 3参照）および 27 X (1 + 6) (図 5参照）のコンパクト撚り構造を挙げることができる。 [0023] また、本発明の第一のスチールコードにおいて、ストランドを構成するフィラメントの 素線径は、好ましくは 0. 14mm以上 0. 36mm以下である。この素線径が 0. 14mm 未満では建設車両用空気入りラジアルタイヤに必要な空気圧を保持できず、適用範 囲が限られてしまい、一方、 0. 36mmより大きいとハンプ部分のような大曲げ時の疲 労性が低下することになる。生産性、複撚り化後のコード径から、より好ましくは 0. 17 mm以上 0. 25mm以下とする。
[0024] 更に、本発明の第一のスチールコードにおいては、中心構造を構成するストランド 径を、外層を構成するストランドよりも太くし、コード内部へのゴムの浸透性を高め、耐 腐食性を高めることができる。
[0025] また、本発明の第二のゴム補強用スチールコードにおいては、 3本以上、好適には 3本または 4本のコアストランドを撚り合わせ、その周りにシースストランドを 6本以上、 好適には 6本以上 12本以下、より好適には 6本以上 9本以下にて撚り合わせてなり、 かつ、前記コアストランドと前記シースストランドとが同方向で撚り合わせられているこ とが肝要である。
[0026] 前述したように、撚りコードは圧縮入力を与えると自転性の作用力も解撚の向き、即 ち、撚り方向とは逆向きにサイン波変形しょうとするが、本発明者は検討の結果、 3本 以上のコアストランドを複撚り化して (n X m)の複撚り構造とし、更にコアストランドとシ ースストランドの撚り方向を同方向とすることによつても、コード全体の圧縮変形を理 想的なサイン波変形に近づけることができることを見出した。
[0027] ここで、コアストランドの撚り方向とシースストランドの撚り方向とを逆方向とした場合 には、圧縮時の変形がコアストランドとシースストランドとは逆の動きになり、理想的な サイン波変形が行われず、結果として圧縮疲労性を良好なものとすることはできな ヽ 。よって、本発明においてはコアストランドとシースストランドとを同方向撚りにすること が肝要である。
[0028] 本発明の第二のゴム補強用スチールコードにおいては、シースストランドが、 2層以 上の層撚り構造から構成されて 、ることが好ま 、。 1層では建設車両用タイヤに必 要な強度を十分に確保することができず、適用範囲が限られてしまうからである。より 好ましくは、生産性、複撚り化後のコード径から、 3層の層撚り構造とする。また、コア ストランドについても、生産性、複撚り化後のコード径から、好ましくは 2層または 3層 の層撚り構造とする。
[0029] 上記観点より、本発明の第二のスチールコードの好適な実施形態として、 3 X (3 + 9 + 15)+9X (3 + 9 + 15) (図 6参照）、 3X (3 + 9)+9X (3 + 9) (図 7参照）、 3X ( 3 + 9) +8X (3 + 9 + 15) (図 8参照）、 3X (3 + 9) +6X (3 + 9 + 15) (図 9参照）、 3X (3 + 9)+9X (3 + 9 + 15) (図示せず）、 3X (3 + 9 + 15)+8X (3 + 9) (図 10 参照）および 4X5 + 6X (3 + 9 + 15) (図 11参照）の撚り構造を挙げることができる。
[0030] また、本発明の第二のスチールコードにおいて、ストランドを構成するフィラメントの 素線径は、好ましくは 0. 14mm以上 0. 36mm以下である。この素線径が 0. 14mm 未満では建設車両用空気入りラジアルタイヤに必要な空気圧を保持できず、適用範 囲が限られてしまい、一方、 0. 36mmより大きいとハンプ部分のような大曲げ時の疲 労性が低下することになる。生産性、複撚り化後のコード径から、より好ましくは 0. 17 mm以上 0. 25mm以下とする。更に、中心構造を構成するストランド径を、外層を構 成するストランドよりも太くし、コード内部へのゴムの浸透性を高め、耐腐食性を高め ることがでさる。
[0031] さらにまた、本発明の第二のスチールコードにおいては、コアストランドが構成する 螺旋半径を!:、螺旋ピッチを p、シースストランドの螺旋半径を R、螺旋ピッチを Pとした とき、
86° ≥tan_1 (ρ/2 π r)≥tan_1 (P/2 πΚ)≥ 74°
で表される関係を満たすことが好ましい。 tan—1 (ρ/2 πΐ:)の値が 86° より大きい場 合には、例えば、タイヤ成型作業において剛性が高いことに起因して作業性の大幅 な低下を招くことになる。また、 tan_1(P/2 R)の値が 74° よりも小さい場合には、 コード破断強力が小さくなり、適用できる範囲が限定されたものになる。さらに、 tan"1 (P/2 π R) >tan_1 (p/2 π r)の場合には、やはり破断強力の面で改善効果が望 めず、好ましくない。
[0032] 本発明のゴム補強用スチールコードは、上述のように従来の複撚り構造のスチール コードに比べ、耐久性が大幅に向上しているために、例えば、従来の複撚り構造のス チールコードの代わりに、このコードの複数本を互いに平行に引き揃えてゴムシート に埋設してなるプライをカーカスおよび Zまたはベルト層に適用した空気入りラジア ルタイヤは、耐久性が大幅に改善されることになる。よって、本発明の空気入りラジア ルタイヤは、図示はしないが、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、該カーカスのクラウン部をベルト層で補強した空気入りラジアルタイヤの、カー力 スおよび Zまたはベルト層に、上述の本発明のゴム補強用スチールコードが適用さ れてなるものである。
実施例
[0033] 以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
(実施例 1 1)
下記の表 1の実施例 1—1に示すコード構造に従うスチールコードを試作した。この スチールコードは、 3本のコアフィラメント 1と 9本のシースフィラメント 2とからなる 3 + 9 の層撚り構造のストランド 12本を同方向、同ピッチで撚り合わせ、さらに 1本のスパイ ラルフィラメント 3を巻き付けたものであり、中心構造が互いに撚り合わされた 3本のス トランド力もなる。このスチールコードの断面構造を図 1に示す。
[0034] (実施例 1 2)
下記の表 1の実施例 1 2に示すコード構造に従うスチールコードを試作した。この スチールコードは、 3本のコアフィラメント 11と 9本のシースフィラメント 12とからなる 3 + 9の層撚り構造の中心層ストランド 3本の周囲に、 3本のコアフィラメント 21と 9本の 内側シースフィラメント 22と 15本の外側シースフィラメント 23とからなる 3 + 9 + 15の 層撚り構造のストランド 9本を夫々同方向、同ピッチで撚り合わせ、さらに 1本のスパイ ラルフィラメント 13を巻き付けたものであり、中心構造が互いに撚り合わされた 3本の ストランド力もなる。このスチールコードの断面構造を図 2に示す。
[0035] (実施例 1 3)
下記の表 1の実施例 1—3に示すコード構造に従うスチールコードを試作した。この スチールコードは、 3本のコアフィラメント 31と 9本の内側シースフィラメント 32と 15本 の外側シースフィラメント 33と力もなる 3 + 9 + 15の層撚り構造のストランド 12本を同 方向、同ピッチで撚り合わせ、さらに 1本のスパイラルフィラメント 34を巻き付けたもの であり、中心構造が互いに撚り合わされた 3本のストランド力もなる。このスチールコー ドの断面構造を図 3に示す。
[0036] (実施例 1 4)
下記の表 1の実施例 1 4に示すコード構造に従うスチールコードを試作した。この スチールコードは、 3本のコアフィラメント 41と 9本の内側シースフィラメント 42と 15本 の外側シースフィラメント 43と力もなる 3 + 9 + 15の層撚り構造の中心層ストランド 3本 の周囲に、中心層ストランドのフィラメントよりも小径のフィラメントにて 3本のコアフイラ メント 51と 9本の内側シースフィラメント 52と 15本の外側シースフィラメント 53とからな る 3 + 9 + 15のストランド 9本を夫々同方向、同ピッチで撚り合わせ、さらに 1本のスパ ィラルフィラメント 44を巻き付けたものであり、中心構造が互いに撚り合わされた 3本 のストランドからなる。このスチールコードの断面構造を図 4に示す。
[0037] (実施例 1 5)
下記の表 1の実施例 1—5に示すコード構造に従うスチールコードを試作した。この スチールコードは、 1本のコアフィラメント 61と 6本のシースフィラメント 62とからなる 1 + 6の層撚り構造のストランド 27本を同方向、同ピッチで撚り合わせ、さらに 1本のス パイラルフィラメント 63を巻き付けたものであり、中心構造が互いに撚り合わされた 3 本のストランドからなる。このスチールコードの断面構造を図 5に示す。
[0038] (比較例 1 1)
下記の表 1の比較例 1 1に示すコード構造に従うスチールコードを試作した。この スチールコードは、 3本のコアフィラメント 101と 9本の内側シースフィラメント 102と 15 本の外側シースフィラメント 103と力もなる 3 + 9 + 15の層撚り構造のストランド 1本の 周囲に、同ストランド 6本を撚り合わせ、さらに 1本のスパイラルフィラメント 104を巻き 付けたものであり、中心構造が 1本のストランド力もなる。このスチールコードの断面構 造を図 12に示す。
[0039] (比較例 1 2)
下記の表 1の比較例 1 2に示すコード構造に従うスチールコードを試作した。この スチールコードは、 3本のコアフィラメント 201と 9本のシースフィラメント 202とからなる 3 + 9の層撚り構造のストランド 1本の周囲に、同ストランド 6本を撚り合わせ、さらに 1 本のスパイラルフィラメント 203を巻き付けたものであり、中心構造が 1本のストランド からなる。このスチールコードの断面構造を図 13に示す。
[0040] (比較例 1 3)
下記の表 1の比較例 1 3に示すコード構造に従うスチールコードを試作した。この スチールコードは、 3本のコアフィラメント 301と 9本のシースフィラメント 302とからなる 3 + 9の層撚り構造のストランド 19本を同方向、同ピッチで撚り合わせ、さらに 1本のス パイラルフィラメント 303を巻き付けたものであり、中心構造が 1本のストランドからなる 。このスチールコードの断面構造を図 14に示す。
[0041] これら試作スチールコードをカーカスプライに適用した建設車両用タイヤ 59Z80R 63を準備し、 JATMAで規定する正規内圧の状態で正規荷重の 150%の荷重をカロ え、ドラム径 5mのもので速度 8kmZhの速さで直進させる耐久試験を実施した。この 耐久試験では、故障まで走行を継続し、故障した時間を比較例 1—1を 100として指 数表示した。数字が大きいほど長時間走行し、耐久性が高いことを示す。また、スチ ールコードの破断の有無を調べた。得られた結果を下記の表 1に示す。
[0042] [表 1] 比棚 比較例 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 比較例 1-1 1-2 1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-3 is造 1+6 1+6 12cc 12cc 12cc 12cc 27cc 19cc 撚！)方向
- /S -/ S 111 III Z/Z Z/Z Z/Z/Z -/Z/Z コ-ト' (中心層/外層）
撚!)ビ (mm) -/45 -/50 60/60 60/60 60/60 60/60 45/45/45 -/45/45 径（rara) 4.62 4.49 4.46 4.44 4.44 4.63 4.68 4.56 構造 3+9+15 3+9 3+9 3+9 3+9+15 3+9+15 1+6 3+9 撚!)方向 11111 111 111 III Z/Z/Z Z/Z/Z -11 III 中
撚!)ピ 7チ (mni) 6/12/18 6/8 6/8 6/12/18 6/12/18 6/12/18 -/8 6/8 ストラント'
ストラント'径（mm) 1.54 1.5 1.14 1.14 1.14 1.23 0.68 0.93 フイラ ント径（mm) 0.25 0.36 0.275 0.275 0.185 0.2 0.225 0.225 構造 3+9+15 3+9 3+9 3+9+15 3+9+15 3+9+15 1+6 3+9 撚！)方向 Z/Z/Z III III Z/Z/Z Z/Z/Z Z/Z/Z -11 III 外層
撚りど，チ (mm) 6/12/18 6/8 6/8 6/12/18 6/12/18 6/12/18 -/8 6/8 スラント'
ストランド径（mm) 1.54 1.5 1.14 1.14 1.14 1.14 0.68 0.93 フ όメント径 (mm) 0.25 0.36 0.275 0.185 0.185 0.185 0.225 0.225 タイヤ耐久試験 (指数） 100 89 138 142 165 148 150 96 スチ-ル] -ト'の破断 あり あり なし なし なし なし なし あり [0043] 上記表 1から明らかなように、実施例のタイヤはいずれもスチールコードが破断する ことなく、結果として高 、タイヤ耐久性を示すことが確認された。
[0044] (実施例 2 - 1)
下記の表 2の実施例 2— 1に示すコード構造に従うスチールコードを試作した。この スチールコードは、 3本のコアフィラメント 401と 9本の内側シースフィラメント 402と 15 本の外側シースフィラメント 403と力もなる 3 + 9 + 15の層撚り構造のコアストランド 3 本の周囲に、同じ層撚り構造のストランド 9本を前記コアストランドと同方向で撚り合わ せ、さらに 1本のスパイラルフィラメント 404を巻き付けたものである。このスチールコ ードの断面構造を図 6に示す。
[0045] (実施例 2— 2)
下記の表 2の実施例 2— 2に示すコード構造に従うスチールコードを試作した。この スチールコードは、 3本のコアフィラメント 411と 9本のシースフィラメント 412とからなる 3 + 9の層撚り構造のコアストランド 3本の周囲に、同じ層撚り構造のストランド 9本を 前記コアストランドと同方向で撚り合わせ、さらに 1本のスパイラルフィラメント 413を卷 き付けたものである。このスチールコードの断面構造を図 7に示す。
[0046] (実施例 2— 3)
下記の表 2の実施例 2— 3に示すコード構造に従うスチールコードを試作した。この スチールコードは、 3本のコアフィラメント 421と 9本のシースフィラメント 422とからなる 3 + 9の層撚り構造のコアストランド 3本の周囲に、 3本のコアフィラメント 431と 9本の 内側シースフィラメント 432と 15本の外側シースフィラメント 433とからなる 3 + 9 + 15 の層撚り構造のストランド 8本を前記コアストランドと同方向で撚り合わせ、さらに 1本 のスパイラルフィラメント 423を巻き付けたものであり、中心構造がお互いに撚り合わ された 3本のストランドからなる。このスチールコードの断面構造を図 8に示す。
[0047] (実施例 2— 4)
下記の表 2の実施例 2—4に示すコード構造に従うスチールコードを試作した。この スチールコードは、 3本のコアフィラメント 441と 9本のシースフィラメント 442とからなる 3 + 9の層撚り構造のコアストランド 3本の周囲に、 3本のコアフィラメント 451と 9本の 内側シースフィラメント 452と 15本の外側シースフィラメント 453とからなる 3 + 9 + 15 の層撚り構造のストランド 6本を前記コアストランドと同方向で撚り合わせ、さらに 1本 のスパイラルフィラメント 443を巻き付けたものであり、中心構造がお互いに撚り合わ された 3本のストランドからなる。このスチールコードの断面構造を図 9に示す。
[0048] (比較例 2— 1)
下記の表 2の比較例 2— 1に示すコード構造に従うスチールコードを試作した。この スチールコードは、 3本のコアフィラメント 101と 9本の内側シースフィラメント 102と 15 本の外側シースフィラメント 103と力もなる 3 + 9 + 15の層撚り構造のストランド 1本の 周囲に、同ストランド 6本を撚り合わせ、さらに 1本のスパイラルフィラメント 104を巻き 付けたものであり、中心構造が 1本のストランド力もなる。このスチールコードの断面構 造を図 12に示す。
[0049] (比較例 2— 2)
下記の表 2の比較例 2— 2に示すコード構造に従うスチールコードを試作した。この スチールコードは、 3本のコアフィラメント 201と 9本のシースフィラメント 202とからなる 3 + 9の層撚り構造のストランド 1本の周囲に、同ストランド 6本を撚り合わせ、さらに 1 本のスパイラルフィラメント 203を巻き付けたものであり、中心構造が 1本のストランド からなる。このスチールコードの断面構造を図 13に示す。
[0050] (比較例 2— 3)
下記の表 2の比較例 2— 3に示すコード構造に従うスチールコードを試作した。この スチールコードは、 3本のコアフィラメントと 9本の内側シースフィラメントと 15本の外側 シースフィラメントとからなる 3 + 9 + 15の層撚り構造のコアストランド 3本の周囲に、同 じ層撚り構造のストランド 9本をコアストランドとは逆方向に撚り合わせ、さらに 1本のス パイラルフィラメントを巻き付けたものである。尚、このスチールコードの断面構造は図 6に示すものと同じである。
[0051] これら試作スチールコードをベルトに適用した建設車両用タイヤ 53Z80R63を準 備し、 JATMAで規定する正規内圧の状態で正規荷重の 150%の荷重を加え、ドラ ム径 5mのもので速度 8kmZhの速さで直進させる耐久試験を実施した。この耐久試 験では、故障まで走行を継続し、故障した時間を比較例 2—1を 100として指数表示 した。数字が大きいほど長時間走行し、耐久性が高いことを示す。また、スチールコ 一ドの破断の有無を調べた。得られた結果を下記の表 2に示す。
[0052] [表 2]
Figure imgf000015_0001
[0053] 上記表 2から明らかなように、実施例のタイヤはいずれもスチールコードが破断する ことなく、結果として高 、タイヤ耐久性を示すことが確認された。

Claims

請求の範囲
[I] 複数本のストランドを同方向、同ピッチで撚り合わせ、中心構造と少なくとも 1層の外 層とを有する複撚り構造のゴム補強用スチールコードにおいて、
前記中心構造が互いに撚り合わされた 2本以上のストランドからなり、かつ、各ストラ ンドが 7本以上のフィラメントを撚り合わせてなることを特徴とするゴム補強用スチール コード。
[2] 前記ストランドが、 2層以上の層撚り構造を有する請求項 1記載のゴム補強用スチー ノレコード、。
[3] コード構造が 12 X (3 + 9)の撚り構造である請求項 2記載のゴム物品補強用スチー ノレコード、。
[4] コード構造が 3 X (3 + 9) + 9 X (3 + 9 + 15)の撚り構造である請求項 2記載のゴム 物品補強用スチールコード。
[5] コード構造が 12 X (3 + 9 + 15)の撚り構造である請求項 2記載のゴム物品補強用 スチーノレコード。
[6] コード構造が 27 X (1 + 6)の撚り構造である請求項 2記載のゴム物品補強用スチー ノレコード、。
[7] 前記ストランドを構成するフィラメントの素線径が 0. 14mm以上 0. 36mm以下であ る請求項 1〜6のうちいずれか一項記載のゴム補強用スチールコード。
[8] 3本以上のコアストランドを撚り合わせ、その周りにシースストランドを 6本以上撚り合 わせてなり、かつ、前記コアストランドと前記シースストランドとが同方向で撚り合わせ られていることを特徴とするゴム補強用スチールコード。
[9] 前記シースストランドが、 2層以上の層撚り構造を有する請求項 8記載のゴム補強用 スチーノレコード。
[10] コード構造が 3 X (3 + 9 + 15) + 9 X (3 + 9 + 15)の撚り構造である請求項 9記載 のゴム補強用スチールコード。
[I I] コード構造が 3 X (3 + 9) + 9 X (3 + 9)の撚り構造である請求項 9記載のゴム補強 用スチーノレコード。
[12] コード構造が 3 X (3 + 9) + 8 X (3 + 9 + 15)の撚り構造である請求項 9記載のゴム 補強用スチールコード。
[13] コード構造が 3 X (3 + 9) + 6 X (3 + 9 + 15)の撚り構造である請求項 9記載のゴム 補強用スチールコード。
[14] コード構造が 3 X (3 + 9) + 9 X (3 + 9 + 15)の撚り構造である請求項 9記載のゴム 補強用スチールコード。
[15] 前記ストランドを構成するフィラメントの素線径が 0. 14mm以上 0. 36mm以下であ る請求項 8〜14のうちいずれか一項記載のゴム補強用スチールコード。
[16] 前記コアストランドが構成する螺旋半径を!:、螺旋ピッチを p、シースストランドの螺旋 半径を R、螺旋ピッチを Pとしたときに、
86° ≥tan_ 1 (ρ/2 π r)≥tan_ 1 (P/2 π Κ)≥ 74°
で表される関係を満たす請求項 8〜 15のうちいずれか一項記載のゴム補強用スチー ノレコード、。
[17] 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、該カーカスのクラウン 部をベルト層で補強した空気入りラジアルタイヤであって、該カーカスおよび Zまた はベルト層を構成するコードに請求項 1〜 16のうちいずれか一項記載のゴム補強用 スチールコードが適用されてなることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
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