JP2005002518A - ゴム補強用スチールコードおよび空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】耐疲労性、耐カット性および耐腐食性を両立させ、これまで以上に耐久性を向上させ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。
【解決手段】２層以上の層撚り構造を有するコアストランド２と、コアストランド２を囲むシースストランド１とからなり、シースストランド１の撚り構造がｎ×ｍで表されるゴム補強用のスチールコードである。シースストランド１の直径ｄ１とコアストランド２の直径ｄ２との関係は、好ましくは次式、ｄ２≧ｄ１で表される。また、シースストランド１の破断に至る伸度Ｅ１は、好ましくは次式、Ｅ１≧１．５ （％）で表される。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤ等のゴム補強材として使用されるゴム補強用スチールコードおよび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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、鉱山車両等は悪路を高荷重で走破するために、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、外傷による耐カット性、および外傷からの耐腐食性に基づく耐久性をさらに向上させることが求められている。
【０００３】
従来、か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７に示すような、１２本のフィラメントからなるコンパクト構造のストランド７本を撚り合わせた７×（１×１２）＋１構造のスチールコード等が知られている。
【０００４】
その他にも、例えば、従来の７×（ｎ＋ｍ）に代表される複撚りコードとして、特許文献１や特許文献２記載のスチールコードを挙げることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５０−２９８５５号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】
特開平６−２４０５９０号公報（特許請求の範囲等）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
車両等の補強目的に使用される従来の複撚り構造のスチールコードでは、曲げ、圧縮疲労入力による素線の破断が、中立軸から離れたシースストランド内で発生することが知られている。かかる曲げ、圧縮疲労性を改善するには、コード径を小径化し中立軸に対し、圧縮−引張の歪差を小さくすることが有効であるが、このようにするとスチールコードの耐カット性の低下を招くことになる。
【０００７】
一方、従来の７×（ｎ＋ｍ）に代表される複撚りコードは耐カット性に優れた効果を奏するものの、耐腐食性に劣るものであった。
【０００８】
すなわち、従来の複撚り構造のスチールコードでは曲げ、圧縮に対する耐疲労性、外傷による耐カット性、および外傷からの耐腐食性を両立させることは困難な課題の１つであった。そこで本発明の目的は、これら耐疲労性、耐カット性および耐腐食性を両立させ、これまで以上に耐久性を向上させ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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、コアストランドとその周囲のシースストランドとからなる特定構造のスチールコードの、シースストランドの撚り構造を所定の範囲内とすることにより上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明のゴム補強用のスチールコードは、２層以上の層撚り構造を有するコアストランドと、該コアストランドを囲むシースストランドとからなり、該シースストランドの撚り構造がｎ×ｍで表されることを特徴とするものである。
【００１１】
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。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。
本発明のゴム補強用スチールコードにおいては、真円性の良好な、２層以上の層撚り構造を有するコアストランドを用いる。真円性の良好なストランドの、２層以上の層撚り構造としては、３＋９、３＋９＋１５等を挙げることができる。
【００１３】
かかるコアストランドの素線径は、好ましくは０．１７〜０．３５ｍｍであり、また撚りピッチは、好ましくは５〜２０ｍｍである。さらに、撚り方向は、好ましくは各層同方向である。
【００１４】
このコアストランドを囲むシースストランドは、ｎ×ｍで表される撚り構造を有する。シースストランドの撚り構造をｎ×ｍとすることにより、コード内部へのゴム浸透性を確保することができる。また、シースストランドをｎ×ｍ構造とすることにより高い伸びを実現でき、コード径を小径化することなく、曲げ、圧縮入力に対し耐疲労性を改善することができる。ｎ×ｍの撚り構造の好適例としては、３×３、４×４等を挙げることができる。
【００１５】
また、シースストランドの破断に至る伸度Ｅ１は次式、
Ｅ１≧１．５ （％）
で表される関係を満たすことが好ましく、より好ましくは、次式、
３．５≧Ｅ１≧１．５ （％）
で表される関係を満足するようにする。この伸度Ｅ１が１．５％未満の場合、曲げ、圧縮に対する耐疲労性が大幅に低下することになる。一方、３．５％を超えると耐疲労性の向上効果はもはやそれ以上は得られず、コストの面から好ましくなくなる。
【００１６】
かかるシースストランドの素線径は、好ましくは０．１７〜０．３ｍｍであり、また、撚りピッチは、好ましくは３〜１８ｍｍである。さらに、シースストランドの好適本数は６〜８本であり、撚り方向は、好ましくはシースとコード同方向である。
【００１７】
また、本発明のゴム補強用スチールコードにおいては、シースストランドの直径ｄ１とコアストランドの直径ｄ２との関係が次式、
ｄ２≧ｄ１
で表されることが好ましい。これにより、コアストランドに対してもゴム浸透性を確保することができ、結果として、スチールコード全体の耐腐食性を良好に確することができる。
【００１８】
さらに、シースストランドの撚り方向は、コアストランドの最外層の撚り方向と同方向であることが好ましい。
【００１９】
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、耐疲労性、耐カット性および耐腐食性が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／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、カーカスおよび／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いる。
【００２０】
【実施例】
次に本発明を実施例および比較例により具体的に説明する。
下記の表１に示すコード構造等に従う各種スチールコードを試作した。なお、表１に示すスチールコードのうち、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コアストランド２の周囲に、３×３の撚り構造のシースストランド１を６本撚り合わせ、さらに１本のスパイラルフィラメント３を巻き付けた構造のスチールコード（実施例１、３、６、７）の断面構造を図１に示す。
【００２１】
また、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コアストランド１２の周囲に、４×４の撚り構造のシースストランド１１を６本撚り合わせ、さらに１本のスパイラルフィラメント１３を巻き付けた構造のスチールコード（実施例２）の断面構造を図２に示す。
【００２２】
さらに、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コアストランド２２の周囲に、３×３の撚り構造のシースストランド２１を８本撚り合わせ、さらに１本のスパイラルフィラメント２３を巻き付けた構造のスチールコード（実施例４）の断面構造を図３に示す。
【００２３】
さらにまた、３本のコアフィラメントと９本のシースフィラメントとからなるコアストランド３２の周囲に、３×３の撚り構造のシースストランド３１を６本撚り合わせ、さらに１本のスパイラルフィラメント３３を巻き付けた構造のスチールコード（実施例５）の断面構造を図４に示す。
【００２４】
さらにまた、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コアストランド４２の周囲に、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シースストランド４１を６本撚り合わせ、さらに１本のスパイラルフィラメント４３を巻き付けた構造のスチールコード（比較例１）の断面構造を図５に示す。
【００２５】
さらにまた、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スチールコード５２の周囲に、シースストランドを設けず、直接１本のスパイラルフィラメント５３を巻き付けた構造のスチールコード（比較例２）の断面構造を図６に示す。
【００２６】
これら試作スチールコードのシースストランドについて、ＪＩＳ Ｇ３５１０の「スチールタイヤコード試験法」に定める６．４項の「切断荷重」の測定法に基づき、その切断に至るまでの伸び率Ｅ１（％）を測定した。
【００２７】
また、試作スチールコードの耐カット性、圧縮疲労性および耐腐食性を以下のようにして測定し、評価した。
耐カット性：１０００Ｎの張力下で、各試作スチールコードに対し、５００ｍｍの高さから３ｋｇのカット試験用の刃を自由落下させることにより室内衝撃試験を実施し、破断無しの場合を○、破断有りの場合を×とした。
圧縮疲労性：直径２５ｍｍ、長さ５０ｍｍの円柱状ゴムの中心に各試作スチールコードを配したゴム・スチールコード複合体を作製して、このゴム・スチールコード複合体を軸を垂直にして立て、圧縮量２ｍｍ（圧縮歪み４％）、周波数８Ｈｚの条件下で５０万回繰り返し入力を与えて、シースストランド１本あたりに発生する素線切れの割合を求めた。
耐腐食性：湿度１００％、温度７５℃にて４日間放置することにより湿熱劣化試験を実施した後、コアストランドのゴム被覆率（％）を求めた。
得られた結果を下記の表１中に併記する。
【００２８】
【表１】

【００２９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明のゴム補強用スチールコードによれば、耐疲労性、耐カット性および耐腐食性を両立させ、これまで以上に耐久性の向上を図ることができる。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す。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１、３、６、７のスチールコードの断面図である。
【図２】実施例２のスチールコードの断面図である。
【図３】実施例４のスチールコードの断面図である。
【図４】実施例５のスチールコードの断面図である。
【図５】比較例１のスチールコードの断面図である。
【図６】比較例２のスチールコードの断面図である。
【図７】従来例のスチールコードの断面図である。
【符号の説明】
１，１１，２１，３１，４１ シースストランド
２，１２，２２，３２，４２ コアストランド
３，１３，２３，３３，４３，５３ スパイラルフィラメント
５０ スチールコード

Claims (6)

1. ２層以上の層撚り構造を有するコアストランドと、該コアストランドを囲むシースストランドとからなり、該シースストランドの撚り構造がｎ×ｍで表されることを特徴とする複撚り構造のゴム補強用のスチールコード。
2. 前記シースストランドの直径ｄ１と前記コアストランドの直径ｄ２との関係が次式、
   ｄ２≧ｄ１
   で表される請求項１記載のゴム補強用のスチールコード。
3. 前記シースストランドの破断に至る伸度Ｅ１が次式、
   Ｅ１≧１．５ （％）
   で表される請求項１または２記載のゴム補強用のスチールコード。
4. 前記コアストランドの層撚り構造が３＋９または３＋９＋１５で表される請求項１〜３のうちうずれか一項記載のゴム補強用のスチールコード。
5. 前記シースストランドの撚り構造が３×３または４×４で表される請求項１〜４のうちいずれか一項記載のゴム補強用のスチールコード。
6. 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請求項１〜５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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