JP4648550B2 - エラストマ製品を補強するスチールコード - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエラストマ製品を補強するスチールコードに関し、特に、エンドレストラック（無限軌道）のカーカスの一部を形成するスチールコードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用にエンドレストラックを使用することは、特に農業分野への応用において、次第に普及してきている。エンドレストラックは明確な始めや終りのないスチールコードで補強されたエラストマ材料で作られるベルトである。トラックの半径方向の最も外部は、タイヤの上面と同様な、地面と係合するトレッドを有する。トラックの主要な目的は車両と地面との間に大きな接触表面を提供することである。それは、泥の多い地面等の、柔らかい表面上を走る時に車両を浮いた状態に維持するのに特に有用である。
【０００３】
エンドレストラックには一般的にスチールコード強化材を有する多くの領域が含まれている。第１のスチールコード補強領域はカーカスである。カーカスは周方向を向いたスチールコードを有するエラストマ層である。このスチールコード層は長さ方向に並んでおり、エンドレストラックの円周周りに第１の縁から第２の縁まで螺旋状に巻き付けられている。このコードはトラックの実質的に全ての引張方向に働く荷重を支え、その結果、一般的にトラックの中で最も太いスチールコードである。通常、エンドレストラックはカーカスの半径方向外側に配置された少なくとも２つのプライを有する。各プライはスチールワイヤ強化材を有している。これらのプライのスチールワイヤ強化材はトラックの赤道面に対してバイアスアングルで並べられている。これらのプライに対する最も一般的な配列では第１のプライのスチールワイヤ強化材が第２のプライのスチールワイヤ強化材と反対のアングルとされている。一般的に、第３のプライがバイアスアングルプライの半径方向外側に配置されている。この第３のプライのスチールワイヤ強化材は一般的に赤道面に直角なアングルで並べられている。
【０００４】
一般に、カーカスを補強するスチールコードは、７本のスチールワイヤからなるストランド７組によって形成される。図６に示すように、各ストランドは６本のワイヤからなるシースが螺旋状に巻き付けられる１本のコアワイヤを有している。第１のストランドはスチールコードのコアを構成し、残りの6組のストランドが第１のストランドの周りに巻き付けられて完成されたスチールコードを形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
現在のスチールコード構造はトラックの引張荷重を処理するのに十分なサポートを提供はするが、コードは“ワイヤマイグレーション”として知られる問題に当面する。コードの第１のストランドのコアを形成するワイヤは長期間の曲げ応力を受けた後で破断する傾向がある。連続使用後に、破断したワイヤの先端は周囲のシースおよび残りのストランド中を移動してカーカスの一部を形成するエラストマ材料に穴をあける。その結果、破断したワイヤの先端はトラックから突出することになる。突出するワイヤによりトラックが役立たなくなることはないが、トラックの美観を損ない水分がスチールコードへ貫通する経路を開くことがある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明はエラストマ製品を補強するスチールコードを提供する。スチールコードは複数のストランドを有する。各ストランドはコアおよびシースを有する。シースはコアの周りに螺旋状に巻き付けられる複数のスチールフィラメントである。第１のストランドはコードの中心を縦方向に貫通する。残りのストランドは第１のストランドの周りに螺旋状に巻き付けられている。第１のストランドのコアは一緒に撚り合わされた複数のフィラメントからなる。
【０００７】
好ましい実施例では、３本のフィラメントが第１のストランドのコアを形成する。これら３本のフィラメントは７ｍｍの撚り長でＳ方向に撚り合わされる。第１のストランドのシースは１４ｍｍの撚り長でＳ方向にコアの周りに螺旋状に巻き付けられている。残りの各ストランドのシースは２９ｍｍの撚り長でＺ方向にそれぞれのストランドのコアの周りに螺旋状に巻き付けられている。残りのストランドは第１のストランドの周りに４０ｍｍの撚り長でＳ方向に螺旋状に巻き付けられている。
定義：
本開示内容の理解を容易にするために、下記の用語の定義を説明する。
【０００８】
“カーカス”トラックの内面の半径方向外側に配置されたトラックの第１の補強層を意味する。カーカスはスチールコード強化材を有するエラストマ層である。スチールコード強化材は一般的にトラックの円周周りに螺旋状に巻き付けられ第１の縁から第２の縁まで移動する。
【０００９】
“周方向”は赤道面に平行で軸方向に垂直なトラック表面の周辺に沿って延びているラインまたは方向を意味する。
【００１０】
“コード”は高モジュラス材料のフィラメントをグループとした複数の束、すなわちストランドを示す。
【００１１】
“赤道面（ＥＰ）”はトラックの軸方向に直角でトラックの中心を通る平面を意味する。
【００１２】
“撚り長”は撚り合わされたフィラメントすなわちストランドが、もう１つのフィラメントすなわちストランドの周りを移動して３６０°巻回する間の距離を意味する。
【００１３】
“縦方向”は周方向を意味する。
【００１４】
“プライ”は平行コードを有するエラストマ材料の連続層を意味する。
【００１５】
“ラジアル（半径方向の）”もしくは“半径方向に”はトラックの重心に向かうもしくは重心から離れる方向を意味する。トラックの重心は駆動装置上に搭載された時にトラックの上下部分およびトラックの前後部分から引いたラインの交点にある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のスチールコード１０の一実施例の断面図である。スチールコード１０は図５に示されるエンドレストラック１２等のエラストマ製品を補強するのに使用される。図６に示すように、スチールコードは複数のストランド１４を有する。第１のストランド１６はコード１０の中心にありその中を縦方向に貫通している。残りのストランド１８は第１のストランド１６の周りに螺旋状に巻き付けられてコード１０を形成する。各ストランド１４はコア２０およびシース２２を有する。各ストランド１４のシース２２はそのコア２０の周りに螺旋状に巻き付けられる。
【００１７】
図１に示すように、第１のストランド１６のコア２０は一緒に撚り合わされる複数のフィラメントからなる。複数のフィラメントを撚り合わせて第１のストランド１６のコア２０を形成することにより、第１のストランド１６におけるコア２０の移動が解消される。撚り合わされたフィラメントは互いに正しい位置に保持され、１本のフィラメントが破断した場合にもフィラメントは正しい位置に保持されて他のフィラメントによって移動することが防止される。第１のストランド１６のコア２０を撚り合わされたフィラメントで形成することのもう１つの利点は、コア２０の疲労抵抗が高められることである。従って、第１のストランド１６のコア２０が繰返し曲げの後で破断する可能性が少なくなる。
【００１８】
図１に示すスチールコード１０の残りのストランド１８は、単一のフィラメントコア２０を有しており、コア２０の周りは螺旋状に巻き付けられた複数のフィラメントから形成されるシース２２により被覆されている。残りのストランド１８のコア２０を形成するフィラメントは第１のストランド１６のコア２０を形成するのに使用した各フィラメントよりも大きい直径を有するが、第１のストランド１６のシース２２のフィラメントの直径と同様な直径である。
【００１９】
図２は本発明のスチールコード１０の第２の実施例の断面図を示す。第１のストランド１６は、複数の一緒に撚り合わされたフィラメントにより形成されたコア２０を有し、コア２０は螺旋状に巻き付けられた複数のフィラメントから形成されるシース２２により取り囲まれている点において、図１に示す第１のストランドと同様な構造である。図２の残りのストランド１８も、第１のストランド１６のコア２０の構造と同様な、複数の一緒に撚り合わされたフィラメントにより構成されたコア２０を有する。この構造は第１のストランド１６のコア２０だけでなく残りの各ストランド１８のコア２０に対してもさらに疲労抵抗を強化させる。
【００２０】
図３および図４は本発明のコードの他の実施例の断面図を示す。図３は第１のストランド１６が一緒に撚り合わされた４本のフィラメントにより構成されたコアを有するコード１０を示す。図３の残りのストランド１８は単一フィラメントコア２０を有するストランドからなっている。図４の第１のストランド１６は図３に示すものと同一の構造を有する。図４の残りのストランド１８には一緒に撚り合わされた４本のフィラメントにより形成されたコア２０が示されている。
【００２１】
第１のストランド１６のコア２０は一緒に撚り合わされた任意数のフィラメントにより作ることができるが、好ましい実施例では、コア２０は3本のフィラメントにより形成される。第１のストランド１６のコア２０を3本のフィラメントから形成することにより、各フィラメントはコア２０を形成する他の各フィラメントと接触することができる。各フィラメントがコア内の他の各フィラメントと接触できるようにすることにより、各フィラメント間に形成される間隙が最小限に抑えられる。コア２０を3本のフィラメントから形成することのもう1つの利点は、コア２０の形状がシース２２の内部領域を充填するのに十分な寸法となることである。コア２０が2本だけのフィラメントから作られる場合、コア２０は細長い形状を有し、3本のフィラメントを使用してコア２０を形成する場合よりも第１のストランドは一層楕円形状となる。
【００２２】
残りのストランド１８のコアは任意数のフィラメントを有することができる。しかしながら、残りのストランド１８のコア２０は、図１に示すように１本のフィラメントを有するか、あるいは図２に示すように３本のフィラメントを有することが好ましい。残りのストランド１８のコア２０を１本もしくは３本のフィラメントで形成することにより、容易にシース２２で被覆されるコア２０の形状が提供される。
【００２３】
コア２０内のフィラメントに関してここで使用される“撚り長”という用語は、コア２０内の１本のフィラメントがコアを構成するフィラメントのコアの外側の周りを完全に（３６０°）巻回したときのコードの長さに沿った距離である。
【００２４】
シース２２内のフィラメントグループに関してここで使用される撚り長という用語はシース内の１本のフィラメントがコード１０の外側の周りを完全に（３６０°）巻回したときのコード１０の外側に沿った距離である。フィラメントグループはコード１０の軸に対して撚り合わされるが、互いに平行である。
【００２５】
コード１０内の各フィラメントの直径は０．２０ｍｍから０．７０ｍｍの範囲とすることができる。フィラメントの直径は０．２６ｍｍから０．３５ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００２６】
本発明のコードの所期の用途はゴム補強用品である。このような用品に本発明のコードが組み入れられ、かつゴム含浸されることは当業者ならば承知のことである。本発明のコードを使用することができる代表的な商品としてはベルト、タイヤ、トラック、およびホースが含まれる。最も好ましい応用としては、本発明のコードはトラック内で使用されることである。
【００２７】
本発明の好ましい実施例を図１に示す。この実施例では、第１のストランド１６のコア２０は一緒に撚り合わされた３本のフィラメントにより形成される。次に、このコア２０には６本フィラメントにより形成されたシースが螺旋状に巻き付けられる。残りのストランド１８のコア２０は１本のフィラメントにより形成される。残りのストランド１８のこのコア２０には６本フィラメントにより形成されたシース２２が螺旋状に巻き付けられる。理想的には、第１のストランド１６のコア２０を形成するスチールフィラメントは７ｍｍの撚り長でＳ方向へ撚り合わされる。第１のストランド１６のシース２２はコア２０の周りに螺旋状に１４ｍｍの撚り長でＳ方向へ撚り合わされ、第１のストランドのコアの撚り長は第１のストランドのシースのフィラメントの撚り長とは異なっている。残りの各ストランドのコア２０は１本の撚り合わされないフィラメントにより形成される。これらの残りの各ストランド１８のシース２２は各コア２０の周りに螺旋状に２９ｍｍの撚り長でＺ方向に巻き付けられる。次に、残りのストランド１８は第１のストランドの周りに螺旋状に４０ｍｍの撚り長でＳ方向に巻き付けられる。この好ましい実施例では、第１のストランドのシース２２を形成する各フィラメントの直径は、残りのストランド１８のコア２０を形成するフィラメントの直径に等しい。第１のストランド１６のシース２２を形成する各フィラメントの直径は残りのストランド１８のシース２２を形成する各フィラメントの直径よりも大きい。
【００２８】
図２に示すスチールコードの形成において、第１のストランドの撚り長は図１の実施例に示すものと同一であることが好ましい。残りのストランド１８のコア２０の形成において、コア２０は理想的には１４ｍｍの撚り長でＺ方向に一緒に巻き付けられる３本のフィラメントにより形成される。第１のストランド１６のコア２０の各フィラメントの直径は残りのストランド１８のコア２０を形成する各フィラメントの直径よりも大きい。第１のストランド１６のシース２２を形成する各フィラメントの直径は残りのストランド１８のシース２２を形成する各フィラメントの直径よりも大きい。
【００２９】
従来技術のトラックは７×７／５．４ｍｍ：（ｌ×０．７４＋６×０．６３）＋６×（０．６３＋６×０．５７）もしくは７×７／４．１ｍｍ：（１×０．５５＋６×０．４８）＋６×（０．４８＋６×０．４５）のワイヤ構造を利用している。
【００３０】
図2に示す本発明の一実施例のトラックはワイヤコード１０に、５．３ｍｍ：（３×．３５＋６×０．６３）＋６×（０．６３＋６×０．５７）；７Ｓ／１４Ｓ／２９Ｚ／４０Ｓを使用した。
【００３１】
本発明のもう１つの一実施例のトラックはワイヤ構造４．１ｍｍ：（３×．２６＋６×０．４８）＋６×（０．４８＋６×０．４４）；７Ｓ／１４Ｓ／２２Ｚ／３２Ｓを利用した。
【００３２】
前記した各トラックは図１に従って考えられる構造の単純な例にすぎない。上述の図２、３および４に示す構造のワイヤおよびフィラメントサイズも考えられる。
【００３３】
図５は農業環境において使用されるようなエンドレストラックの部分切取図を示す。エンドレストラック１２は補強エラストマ材料の多数の層により形成される。カーカス２４はトラックの内面から半径方向外向きに進む時に出会う最初の補強エラストマ材料層である。一般的に、トラック１２はカーカス２４の半径方向外側に配置された少なくとも２つの他の補強層も有している。第１のプライ２６および第２のプライ２８として知られるこれら2つの層はトラック１２の赤道面からβの角度となっているコードを有する。第１のプライは赤道面からβの角度となっており、第２のプライ２８は第１のプライ２６とは反対方向で赤道面からβの角度となっている。トラックのプライの半径方向外側にはトレッド３０が配置されている。
【００３４】
本発明のスチールコード１０は、トラック１２のカーカス２４に対する強化材を理想的に形成する。しかしながら、エンドレストラック１２のサイズおよびこのようなトラックが直面する環境に応じて、本発明のコード１０はトラック１２のこれらの補強層のいずれかをも補強するために使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスチールコードの断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例のスチールコードの断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例のスチールコードの断面図である。
【図４】本発明の第４の実施例のスチールコードの断面図である。
【図５】エンドレストラックの部分切取り図である。
【図６】従来技術のスチールコードの断面図である。
【符号の説明】
１０ スチールコード
１２ エンドレストラック
１４ ストランド
１６ 第１のストランド
１８ 残りのストランド
２０ コア
２２ シース
２４ カーカス
２６ 第１のプライ
２８ 第２のプライ
３０ トレッド

Claims (2)

1. エラストマ製品を補強するスチールコードであって、該スチールコードは複数のストランドを有し、各ストランドはコアおよびシースを有し、前記シースは前記コアの周りに螺旋状に巻き付けられる複数のフィラメントであり、第１のストランドはスチールコードの中心を縦方向に貫通し、残りのストランドは前記第１のストランドの周りに螺旋状に巻き付けられているスチールコードにおいて、
   前記第１のストランドのコアは一緒に撚り合わされた３本のフィラメントからなり、該コアには６本のフィラメントからなるシースが巻き付けられており、
   前記残りのストランドのコアは１本のフィラメントからなり、該コアには６本のフィラメントからなるシースが巻き付けられていることを特徴とするスチールコード。
2. 前記スチールコードはエンドレストラックにおけるカーカスの一部である、請求項１に記載のスチールコード。

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