(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コード径が３．５〜７．０ｍｍ、コードを構成するフィラメント径が０．１７５〜０．４００ｍｍのスチールコードであって、コード構造が３×（３＋９＋１５）＋９×（３＋９＋１５）構造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。
【請求項２】
各ストランド径が全て同一であり、かつ、各フィラメント径が全て同一であることを特徴とする請求項１に記載のゴム物品補強用スチールコード。
【請求項３】
コード径が３．５〜７．０ｍｍ、コードを構成するフィラメント径が０．１７５〜０．４００ｍｍのスチールコードであって、コード構造が３×（３＋９＋１５）＋１２×（３＋９）構造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。
【請求項４】
芯ストランドを構成するフィラメント径が側ストランドを構成するフィラメント径よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載のゴム物品補強用スチールコード。
【請求項５】
コード径が３．５〜７．０ｍｍ、コードを構成するフィラメント径が０．１７５〜０．４００ｍｍのスチールコードであって、コード構造が３×（３＋９）＋９×（３＋９＋１５）構造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。
【請求項６】
芯ストランドを構成するフィラメント径が側ストランドを構成するフィラメント径よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載のゴム物品補強用スチールコード。
【請求項７】
コード径が３．５〜７．０ｍｍ、コードを構成するフィラメント径が０．１７５〜０．４００ｍｍのスチールコードであって、コード構造が３×（１＋６＋１２）＋９×（１＋６＋１２）構造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。
【請求項８】
各フィラメントは、炭素含有量が０．８０〜０．８５重量％の高抗張力鋼であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のゴム物品補強用スチールコード。
【請求項９】
建設車輌用タイヤであって、そのベルト及び／又はカーカスのいずれか少なくとも１層に、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のゴム物品補強用スチールコードを用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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に関するものであり、特に、同一コード径対比でコード破断強力の増加及び／又はコード剛性の低減を図ることのできるゴム物品補強用スチールコード及びそれを用いて耐久性及び／又は生産性を向上させた空気入りタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スチールコードで補強されたゴム物品には空気入りタイヤや工業用ベルト等がある。ここで、例えば空気入りタイヤにおいては、カーカスを骨格としてその径方向外側に多層のベルトを配置して補強する構造が一般的であり、スチールコードはこのベルトやカーカスの補強材として使用されている。そして、中でも建設車輌用等の大型タイヤは、特に凹凸の激しい不整地で、しかも重い荷重の下に走行するので、コード破断強力の大きい（３＋９＋１５）＋６×（３＋９＋１５）構造や（３＋９）＋６×（３＋９）構造のスチールコードが一般的に採用されている。
【０００３】
図６及び図７に示すスチールコードは、このような建設車輌用タイヤに採用されている従来のスチールコードを示す断面図であって、図６は（３＋９＋１５）＋６×（３＋９＋１５）構造のもの（従来例１）であり、図７は（３＋９）＋６×（３＋９）構造のもの（従来例２）である。即ち、図６は、芯ストランド１の周りに側ストランド２を６本撚り合わせたコード径が５．０ｍｍのスチールコードを示す断面図で、各ストランドを構成するフィラメント１ａ〜１ｃ及び２ａ〜２ｃの径が０．２７０ｍｍであって、芯ストランド１が３層の層撚り構造を有しており、側ストランド２も３層の層撚り構造を有している。また、図７に示すスチールコードは、図６のものと同様、芯ストランド１の周りに側ストランド２を６本撚り合わせてなるコード径が５．０ｍｍのものであるが、各ストランドを構成するフィラメント１ａ〜１ｂ及び２ａ〜２ｂの径が全て０．４００ｍｍで、芯ストランド１及び側ストランド２が２層の層撚り構造を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、建設車輌やコンベアベルト等の大型化に伴い、スチールコードには、一層コード破断強力の大きいものが求められるようになっている。しかるに、スチールコードを構成するフィラメントを単純に太径化するとコード剛性が大きくなり過ぎてしまい、例えばタイヤの成型作業におけるスチールコードの裁断やカーカス端部の折り返し作業等が困難となって生産性が著しく低下してしまう。なお、コード破断強力がそれ程重視されない場合には、作業性等の面から、少しでもコード剛性の低いスチールコードが要求されることは当然である。
【０００５】
また、コード破断強力を大きくするためにフィラメントを太径化すると、スチールコードの重量が増加してしまい、ひいてはタイヤ等の重量増につながるので好ましいものではない。更に、タイヤにおいては特に激しい繰り返し圧縮応力等が作用するため、太径のフィラメントでは走行の早期段階で圧縮疲労によるフィラメントの破断が生じる場合がある。
【０００６】
そこで本発明は、従来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か、又は逆に、コード剛性を少なくとも同等以下としつつ、コード破断強力を大きくすることのできるゴム物品補強用スチールコードを提供することを目的とするものである。
【０００７】
なお、コード径がほぼ同一であるのを対比の前提とするのは、例えばタイヤのベルト層の強度を向上させるには、コード破断強力×コード打込み本数を大きくすればよいが、耐セパレーション性等のタイヤ性能の確保の観点から、コード打込み本数の増大（コード間間隔の減少）には限界があり、また、コード径が大きいほどこの打込み本数の制限は厳しくなる。従って、コード単位断面積当たりのコード破断強力が重要な因子になるからである。また、本明細書におけるコード剛性との記載は、主に曲げ剛性を示すものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであって、その要旨は、第１に、コード径が３．５〜７．０ｍｍ、コードを構成するフィラメント径が０．１７５〜０．４００ｍｍのゴム物品補強用スチールコードに係るものである。
【０００９】
そして、コード構造が３×（３＋９＋１５）＋９×（３＋９＋１５）構造であるか、３×（３＋９＋１５）＋１２×（３＋９）構造であるか、３×（３＋９）＋９×（３＋９＋１５）構造であるか、３×（１＋６＋１２）＋９×（１＋６＋１２）構造であるスチールコードである。
【００１０】
更に、コード構造が３×（３＋９＋１５）＋９×（３＋９＋１５）構造である場合には、各ストランド径を全て同一とし、かつ、各フィラメント径も全て同一とすることが好ましい。また、３×（３＋９＋１５）＋１２×（３＋９）構造である場合には、芯ストランドを構成するフィラメント径を側ストランドを構成するフィラメント径よりも小さくすることが好ましい。更に、３×（３＋９）＋９×（３＋９＋１５）構造である場合には、芯ストランドを構成するフィラメント径を側ストランドを構成するフィラメント径よりも大きくすることが好ましい。
【００１１】
また、各フィラメントは、炭素含有量が０．８０〜０．８５重量％の高抗張力鋼とすることが好ましい。
【００１２】
本発明の要旨は、第２に、建設車輌用タイヤであって、そのベルト及び／又はカーカスのいずれか少なくとも１層に、上記のゴム物品補強用スチールコードを用いた空気入りタイヤに係るものである。即ち、本発明のスチールコードを特に大きなコード破断強力が求められる建設車輌用タイヤに採用することにより、耐久性及び／又は生産性が大幅に向上した空気入りタイヤが得られるのである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のゴム物品補強用スチールコードは、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ることを特徴の一つとしている。ここで、芯ストランドを３本撚り合わせるのは、３本束ねただけの無撚りであると、各芯ストランドが所定の配置から入れ替わったときに応力の集中による先行破断を招き易いので、撚り合わせることによりこの不具合を回避したものである。また、芯ストランドを３本撚り合わせることを前提として、側ストランドの撚り合わせが７本以下で芯ストランドと側ストランドとが同径の場合には、芯ストランドに側ストランドを撚り合わせる際に側ストランド間に隙間を生じてしまい、撚り線し難いものとなり、側ストランドの撚り合わせが７本以下で異径の場合には、芯ストランドに対して側ストランドを太径化する必要があり、有効な強力が得難いものとなる。
【００１４】
一方、側ストランドの撚り合わせの上限としては、本発明のコード径を３．５〜７．０ｍｍと規定し、かつ、フィラメント径を０．１７５〜０．４００ｍｍと規定していることから、コード径及びフィラメント径によって側ストランドの撚り合わせ本数にも自ら限界が生じる。
【００１５】
なお、コード径が３．５ｍｍより細径の場合には、空気入りタイヤや工業用ベルト等のゴム物品の補強に必要なコード破断強力が得られず、コード径が７．０ｍｍより太径の場合には、スチールコード自体及びコードをコーティングしているゴムの重量が重くなり過ぎて、成型作業性等の面からタイヤ等に適用し難いものとなる。
【００１６】
また、フィラメント径が０．１７５ｍｍより細径の場合には、上記の場合と同様に必要なコード破断強力が得られないばかりでなく、伸線時の断線等によって伸線加工が困難になり、フィラメントの生産性が低下してしまうので現実的ではない。一方、フィラメント径が０．４００ｍｍより太径の場合には、コード剛性が概略フィラメント径の４乗×フィラメント本数に比例することから、フィラメント径が太くなり過ぎてコード剛性を低減する効果が得られない。
【００１７】
このように、本発明のスチールコードにおける特徴は、コード剛性の低減の観点から言えば、撚り線のし易さやコード破断強力を考慮して、芯ストランドの周りに側ストランドを従来より多く撚り合わせる点にある。
【００１８】
また、本発明のゴム物品補強用スチールコードは、芯ストランド及び側ストランドの双方が２層である場合が除かれる。何故なら、双方が２層であると、必要なコード破断強力が得られないからである。一方、芯ストランド及び側ストランドの撚り層数の上限は、上記した側ストランドの撚り合わせの上限の場合と同様、コード径及びフィラメント径によって自ら限界が生じる。
【００１９】
そして、本発明では、芯ストランド及び側ストランド双方を３層撚りとするか、芯ストランドを３層撚りとし、側ストランドを２層撚りとするか、又は、芯ストランドを２層撚りとし、側ストランドを３層撚りとする。何故なら、芯ストランド又は側ストランドの撚り層数を多くすると、ストランドを製造する際、ストランドを撚り線する設備（例えば、チューブラー型撚線機）が長くなって撚り合わせ部のテンションを均一に制御することが困難となり、フィラメントを引き揃えるのが難しくなって、結果として、コード張力負担時の各フィラメントの張力負担が異なり破断強力の低下を招くからである。
【００２０】
さらに具体的には、本発明のゴム物品補強用スチールコードにおける最良の実施の形態は、コード構造が３×（３＋９＋１５）＋９×（３＋９＋１５）構造であるか、３×（３＋９＋１５）＋１２×（３＋９）構造であるか、３×（３＋９）＋９×（３＋９＋１５）構造のものである。加えて、コード構造が３×（１＋６＋１２）＋９×（１＋６＋１２）構造であってもよい。
【００２１】
このように、本発明のスチールコードにおける特徴は、コード破断強力の増加の観点から言えば、芯ストランド及び側ストランドの双方が２層撚りの場合を除外しつつ、芯ストランド及び側ストランドの撚り層数を少なくする点にある。
【００２２】
なお、各フィラメントは、炭素含有量が０．８０〜０．８５重量％の高抗張力鋼とすることにより、空気入りタイヤや工業用ベルト等のゴム物品の強度を確保するために必要かつ充分なコード破断強力が得られる。
【００２３】
また、上記したゴム物品補強用スチールコードは、建設車輌用タイヤのベルト及び／又はカーカスに用いることが好適である。特に、そのベルトに上記のゴム物品補強用スチールコードを用いた建設車輌用空気入りラジアルタイヤは、耐久性が非常に優れたものとなり、本発明の空気入りタイヤの最良の実施の形態である。
【００２５】
実施例１においては、芯ストランド１と側ストランド２を同じ（３＋９＋１５）構造とし、各フィラメント１ａ〜１ｃ及び２ａ〜２ｃの径を全て同一の細径としている。即ち、実施例２は、図６及び図７に示す従来例に比べ、各フィラメント径を限界近くまで細くすることで、フィラメント径の４乗×フィラメント本数の値を小さくしてコード剛性を低減させたものである。
【００２６】
このように、実施例１は、図６の従来例１と同様に芯ストランド１及び側ストランド２が（３＋９＋１５）構造であってコード破断強力を従来例１と同等としながら、コード剛性を小さくすることに主眼を置いた構造となっている。
【００２７】
図２に断面図で示すスチールコードは、建設車輌用空気入りラジアルタイヤに用いて最適な実施例２であり、コード構造は３×（３＋９＋１５）＋１２×（３＋９）構造となっている。即ち、芯ストランド１を３本撚り合わせ、その周りに側ストランド２を１２本撚り合わせたもので、コード径は５．０ｍｍ、３層撚りの芯ストランド１の各フィラメント１ａ〜１ｃの径は０．２３０ｍｍ、２層撚りの側ストランド２の各フィラメント２ａ〜２ｂの径は０．２４０ｍｍである。
【００２８】
実施例２においては、芯ストランド１を（３＋９＋１５）構造とする一方、側ストランド２を（３＋９）構造とし、各フィラメント１ａ〜１ｃ及び２ａ〜２ｂの径をほぼ同一の細径としている。即ち、実施例２は、図６及び図７に示す従来例に比べ、各フィラメント径を比較的細くすることで、フィラメント径の４乗×フィラメント本数の値を小さくしてコード剛性を低減させたものである。
【００２９】
このように、実施例２は、実施例１ほどフィラメント径を細くしていないことから、側ストランドを２層撚りとしているのであって、コード破断強力を従来例１と同等としながら、コード剛性を小さくすることに主眼を置いた構造となっていることに変わりはない。
【００３０】
図３に断面図で示すスチールコードは、建設車輌用空気入りラジアルタイヤに用いて最適な実施例３であり、コード構造は３×（３＋９）＋９×（３＋９＋１５）構造となっている。即ち、芯ストランド１を３本撚り合わせ、その周りに側ストランド２を９本撚り合わせたもので、コード径は５．１ｍｍ、２層撚りの芯ストランド１の各フィラメント１ａ〜１ｂの径は０．２９０ｍｍ、３層撚りの側ストランド２の各フィラメント２ａ〜２ｃの径は０．２００ｍｍである。
【００３１】
実施例３においては、実施例２と逆に、芯ストランド１を（３＋９）構造とする一方、側ストランド２を（３＋９＋１５）構造とし、側ストランドの各フィラメント２ａ〜２ｃの径を特に細径としている。即ち、実施例３は、図６及び図７に示す従来例に比べ、芯ストランドよりもフィラメントの合計本数が多い（コード剛性に与える影響が大きい）側ストランドの各フィラメント径を限界近くまで細くすることで、フィラメント径の４乗×フィラメント本数の値を小さくしてコード剛性を低減させたものである。
【００３２】
このように、実施例３は、生産性の低い最細径のフィラメントを側ストランドのみに使用しながら、芯ストランドを２層撚りとしているのであって、コード破断強力を従来例１と同等としながら、コード剛性を小さくすることに主眼を置いた構造となっていることに変わりはない。
【００３３】
図４に断面図で示すスチールコードは、建設車輌用空気入りラジアルタイヤに用いて最適な実施例４であり、コード構造は３×（１＋６＋１２）＋９×（１＋６＋１２）構造となっている。即ち、芯ストランド１を３本撚り合わせ、その周りに側ストランド２を９本撚り合わせたもので、コード径は５．２ｍｍ、３層撚りの芯ストランド１及び側ストランド２の各フィラメント１ａ〜１ｃ及び２ａ〜２ｃの径は全て０．２５５ｍｍである。
【００３４】
実施例４は、実施例１に対し、芯ストランド１及び側ストランド２を（１＋６＋１２）構造とすることで、各フィラメント１ａ〜１ｃ及び２ａ〜２ｃの径を実施例１よりも太くしている。従って、実施例４は、従来例対比で実施例１ほどコード剛性を小さくする効果はないが、コード破断強力を大きくすることに成功している。即ち、実施例４は、従来例１及び従来例２よりもコード破断強力を大きくし、かつ、コード剛性を小さくした構造となっている。
【００３５】
次に、図５に実施例１（図１）、実施例２（図２）、実施例３（図３）、実施例４（図４）、従来例１（図６）、従来例２（図７）の各構造と、コード破断強力及びコード剛性の比較表を示す。図５から明らかな通り、従来例１のコード破断強力及びコード剛性を１００として比較すると、実施例１乃至実施例３はコード破断強力が同等であるにもかかわらず、コード剛性が大幅に低減している。実施例４はコード剛性がある程度小さくなっているにもかかわらず、コード破断強力が大きく向上している。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のゴム物品補強用スチールコードによれば、コード破断強力を少なくとも従来のものと同等以上としつつ、コード剛性の低減を図ることができる。また、コード剛性を従来のものと同等程度とした場合には、コード破断強力を大きくすることができる。更に、本発明のスチールコードを特に大きなコード破断強力が求められる建設車輌用タイヤに採用することにより、耐久性及び／又は生産性が大幅に向上した空気入りタイヤとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のゴム物品補強用スチールコードの実施例１を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明のゴム物品補強用スチールコードの実施例２を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明のゴム物品補強用スチールコードの実施例３を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明のゴム物品補強用スチールコードの実施例４を示す断面図である。
【図５】図５は、実施例と従来例との比較表を示すものである。
【図６】図６は、ゴム物品補強用スチールコードの従来例１を示す断面図である。
【図７】図７は、ゴム物品補強用スチールコードの従来例２を示す断面図である。
【符号の説明】
１…芯ストランド
１ａ…芯ストランドのコアフィラメント
１ｂ…芯ストランドの第１シースフィラメント
１ｃ…芯ストランドの第２シースフィラメント
２…側ストランド
２ａ…側ストランドのコアフィラメント
２ｂ…側ストランドの第１シースフィラメント
２ｃ…側ストランドの第２シースフィラメント
【図１】
0004401005.tif 000002
【図２】
0004401005.tif 000003
【図３】
0004401005.tif 000004
【図４】
0004401005.tif 000005
【図５】
0004401005.tif 000006
【図６】
0004401005.tif 000007
【図７】
0004401005.tif 000008