(57)【要約】【課題】  ゴム物品補強用スチールコードおよびこのゴム物品補強用スチールコードを補強材として用いて耐久性の向上を図った空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】  ２層または３層の層撚り構造のコアストランド１本と、コアストランド５を囲む２層または３層の層撚り構造のシースストランド６本から構成される１＋６の複撚り構造のゴム物品補強用スチールコードにおいて、コアストランド１内のすべての層撚り方向とシースストランド４の撚り方向とが同方向であり、かつシースストランド４内の層撚り方向は異方向の組み合わせからなる。【選択図】        図１
2006104636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２層または３層の層撚り構造のコアストランド１本と、該コアストランドを囲む２層または３層の層撚り構造のシースストランド６本から構成される１＋６の複撚り構造のゴム物品補強用スチールコードにおいて、前記コアストランド内のすべての層撚り方向と前記シースストランドの撚り方向とが同方向であり、かつ該シースストランド内の層撚り方向は異方向の組み合わせ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。
【請求項２】
前記コアストランドおよび前記シースストランドを構成するフィラメントの線径が０．１５〜０．３４ｍｍの範囲内である請求項１記載のゴム物品補強用スチールコード。
【請求項３】
前記シースストランドがコード中心線直角方向に対し７３度以上８６度未満の撚り角度で撚り合わされている請求項１または２記載のゴム物品補強用スチールコード。
【請求項４】
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において、前記カーカスおよび／または前記ベルト層に請求項１〜３のうちいずれか一項記載のゴム物品補強用スチールコードが適用されていることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム物品補強用スチールコードおよび空気入りラジアルタイヤ（以下単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、空気入りラジアルタイヤ等のゴム物品補強材として使用されるゴム物品補強用スチールコードおよびこのゴム物品補強用スチールコードを補強材として用いて耐久性の向上を図った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に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設車両用タイヤの補強やコンベアベルトの補強に使用されるスチールコードは、高い強力が必要とされ、複数本のスチールフィラメントを撚り合わせ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、このような複撚り構造のスチールコードの改良技術はこれまで数多く提案されている。例えば、特許文献１では真円性の良い特定構造のストランドを選定し、該ストランドをその最外層フィラメントと同一方向に７本撚り合わせることにより強力の向上を図った複撚構造のスチールコードが提案されており、このスチールコードを補強材として用いることによりタイヤの重量の軽減、低燃費化および輸送費の抑制が図られることが報告されている。
【０００３】
また、特許文献２においては、コアストランドと周囲（シース）ストランドとの直径を所定の範囲にする等して複撚り構造のスチールコードに充分のゴムを浸透させ、それにより最大の補強効果を有するようにすることが提案されている。    
【特許文献１】特許第３５０６２７９号公報（［請求項１］、［０００７］等）
【特許文献２】特開平６−２４０５９０号公報（［請求項１］、［０００３］等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、近年の車両の発達により、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等をより向上させようとする要求が高まってきているが、従来のコードではこれら要求に対して限界にきているのが現状である。
【０００５】
そこで本発明の目的は、これら近年の車両に対する要求をすべて満足し得る耐久性を有するゴム物品補強用スチールコードおよびこのゴム物品補強用スチールコードを補強材として用いて耐久性の向上を図っ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】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、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をさせ、結果としてコードの疲労破断に至らしめることが分かった。また、かかる圧縮による変形は、半波長あるいは１波長分のｓｉｎ（サイン）波に近似する変形をし、この変形が理想的なｓｉｎ波変形の場合には圧縮による歪は分散し、破断までの寿命が向上するが、変形が三角波変形に近い場合には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ことを突き止めた。そこで本発明者は、かかる知見に基づきコード構造により圧縮変形を制御すべくさらに鋭意検討した結果、以下の構成とすることにより疲労破断の寿命をこれまで以上に向上させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明のゴム物品補強用スチールコードは、２層または３層の層撚り構造のコアストランド１本と、該コアストランドを囲む２層または３層の層撚り構造のシースストランド６本から構成される１＋６の複撚り構造のゴム物品補強用スチールコードにおいて、前記コアストランド内のすべての層撚り方向と前記シースストランドの撚り方向とが同方向であり、かつ該シースストランド内の層撚り方向は異方向の組み合わせからなることを特徴とするものである。
【０００８】
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において、前記カーカスおよび／または前記ベルト層に前記ゴム物品補強用スチールコードが適用されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、スチールコードの圧縮変形が理想的なｓｉｎ波変形に近似するため、圧縮による歪が分散し、破断までの寿命が向上することにより、耐久性に優れたゴム物品補強用スチールコードが得られる。よって、このゴム物品補強用スチールコードが適用された空気入りラジアルタイヤにおいても耐久性に優れた効果を奏することになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一好適実施の形態につき具体的に説明する。
本発明のゴム物品補強用スチールコードは、２層または３層の層撚り構造のコアストランド１本と、該コアストランドを囲む２層または３層の層撚り構造のシースストランド６本から構成される１＋６の複撚り構造である。２層の層撚り構造のストランドとしては３＋９等が好適に挙げられ、また３層の層撚り構造のストランドとしては３＋９＋１５等が好適に挙げられる。各ストランドの層撚り構造は同一でも異なっていてもよいが、コードのユニフォーミティー、フィラメント同士の接触面積、製造コスト等の見地から、ストランドのうち６本のシースストランドの構造は同一であることが好ましい。
【００１１】
本発明においては、コアストランド内のすべての層撚り方向と前記シースストランドの撚り方向とが同方向であり、かつ該シースストランド内の層撚り方向は異方向の組み合わせからなることが肝要である。この点について図１を参照しながら以下にそのメカニズムを詳述する。
【００１２】
図１は、２層撚り構造のコアストランド１と、該コアストランド１を囲む２層撚り構造のシースストランド４とから構成される１＋６の複撚り構造のスチールコード１０における各層の撚り方向と圧縮方向とを模式的に示している。
【００１３】
図１に示すスチールコード１０の圧縮変形を理想的なｓｉｎ波変形に近づけるためには、太い矢印で示すコード軸方向の圧縮剛性を下げることが効果的である。そのためにコアストランド１内のすべての層（図示する例では内層２と外層３）の撚り方向とシースストランド４の撚り方向を同方向とする。このように同方向とすることで、圧縮時のコアストランド１内とシースストランド４の解撚りの向きが細い矢印で示すように同じになり、コード軸方向の圧縮剛性（太い矢印）が低下する。
【００１４】
その一方で、シースストランド４は、コアストランド１およびコード１０全体が均一な曲げ変形となるように助長させることが必要である。そのために、シースストランド４自体は、コード軸方向の圧縮に対し均一に解撚挙動することが望ましく、シースストランド４の軸方向に対しては圧縮剛性を確保する必要がある。かかる剛性確保のためにシースストランド４内の層撚り方向を異方向撚りとする必要がある。即ち、圧縮時にコード１０を理想的なｓｉｎ波変形に近づけるために、コアストランド１内のすべての層（内層２と外層３）の撚り方向とシ−スストランド４の撚り方向とを同方向とし、かつシースストランド４内の層（図示する例では内層５と外層６）の撚り方向を異方向とし、この両者を組み合わせることがスチールコード１０の圧縮変形を理想的なｓｉｎ波変形に近づけるために重要である。
【００１５】
また、各ストランドを構成するフィラメントの線径は、好ましくは０．１５〜０．３４ｍｍである。フィラメントの線径が０．１５ｍｍ未満の場合にはそのスチールコードを建設車両用空気入りラジアルタイヤに適用した際、必要な空気圧を保持できず、適用範囲が限られてしまうことになる。一方、０．３４ｍｍ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。
【００１６】
さらに、シースストランドがコード中心線直角方向に対し７３度以上８６度未満の撚り角度で撚り合わされていることが好ましい。この撚り角度が７３度未満ではコードの破断に至らないものの、コードの破断時の強力が低下するため、好ましくない。一方、８６度以上では曲げ剛性が高くなり、加工性が著しく低下し、ゴム物品補強用として不適となる。
【００１７】
本発明のゴム物品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圧縮による歪が分散し、破断までの寿命が向上することから、これまで以上に耐久性に優れている。よって、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を複数本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、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建設車両用空気入りラジアルタイヤのカーカスプライおよび／またはベルトプライとして用いた場合には、高速高荷重の耐久性が大幅に向上することになる。
【実施例】
【００１８】
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１〜３に示すコード構造、撚りピッチ、撚り方向に従う各種スチールコードを試作した。なお、表１〜３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本のシースフィラメントからなるストランドを１＋６の複撚り構造で撚り合わせた１×（３＋９）＋６×（３＋９）＋１構造のスチールコードを図２に、３本のコアフィラメントと９本の中間層シースフィラメントと１５本の外層シースフィラメントからなるストランドを１＋６の複撚り構造で撚り合わせた１×（３＋９＋１５）＋６×（３＋９＋１５）＋１構造のスチ−ルコ−ドを図３に、夫々示す。図中、符号の１はコアストランドを、２は内層を、３は外層を、４はシースストランドを、５は内層を、６は外層を、７及び８は中間層を、夫々示す。
【００１９】
得られたコードについて以下の試験を行った。
圧縮疲労性
各供試コードを建設車両用ラジアルタイヤ（サイズ：４０００Ｒ５７）のプライコードとして適用し、ビード部分から、幅１０ｃｍ、長さ１０ｃｍ、厚さ６ｃｍとなる試料を切り出した。かかる試料に対し、室内にて６％圧縮歪、５Ｈｚ、１００万回繰り返しの入力を負荷し、試験終了後のコードの切れの有無を評価した。○はコード切れ無しを、×はコード切れ有りを、夫々示す。
回転曲げ疲労性
前記と同様の試料に対し回転曲げ試験を実施し、未破断本数／全フィラメント本数の値を求め、実施例４は比較例２を１００とし、それ以外は比較例１を１００として指数表示した。数値が大なる程結果が良好である。
コード破断強力
各コードをコード軸方向に伸張し、破断時の荷重を評価した。実施例４は比較例２を１００とし、それ以外は比較例１を１００として指数表示した。数値が大なる程結果が良好である。
加工性
タイヤ準備時に生産性の問題点の有無を評価した。○は良好、×は不良を夫々示す。
得られた結果を下記の表１〜３に併記する。
【００２０】
【表１】
2006104636.tif 000003
【００２１】
【表２】
2006104636.tif 000004
【００２２】
【表３】
2006104636.tif 000005
【００２３】
表１〜３に示す試験結果より、２層または３層の層撚りコードから構成されるストランドを１＋６の複撚り構造としたコードにおいて、コアストランド内のすべての層撚り方向とシースストランドの撚り方向を同方向とし、かつシースストランド内の層撚りを異方向とした実施例のコードにおいては、いずれも局所的な圧縮疲労性が向上することが確かめられた。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の好適実施形態に係るスチールコードの、各層の撚り方向を模式的に示す説明図である。
【図２】１×（３＋９）＋６×（３＋９）構造のスチールコードの断面図である。
【図３】１×（３＋９＋１５）＋６×（３＋９＋１５）構造のスチールコードの断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  コアストランド
２、５  内層
３、６  外層
４  シースストランド
７、８  中間層
【図１】
2006104636.tif 000006
【図２】
2006104636.tif 000007
【図３】
2006104636.tif 000008