CN1154764C - 单线钢丝绳 - Google Patents

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Abstract

一种单线钢丝绳，具有通过圆形钢丝的扁平化而相对的2个扁平面和相对的2个圆形曲面，其短径D与长径W的扁平比D/W设在0.50～0.95的范围内，且在短径方向及长径方向设有波纹，一个扁平面朝向轮胎接地面侧地埋入轮胎皮带部中使用。本发明具有较高的耐久力和良好的乘坐舒适性，并可实现轮胎的轻量化。

Description

单线钢丝绳
技术领域
本发明涉及各种车辆用轮胎的加强所使用的单线钢丝绳及其制造方法，尤其涉及埋入轮胎皮带部(タイヤベルト部)用的单线钢丝绳及其制造方法。
背景技术
近来，作为推进防止地球温暖化的一个环节，废气总量限制非常严格，而且正加快改善汽车的燃油消耗率，从轮胎轻量化的目的出发，正盛行着欲将橡胶部分的壁厚做薄的做法。因此，对于开发作为轮胎加强材料的钢丝绳，汽车界寄予了较大的期望。再从今后改善地球环境的观点出发，当务之急是使轮胎薄壁轻量化，并开发重视汽车行驶时的轮胎性能、尤其改善转弯能力和乘坐舒适性的单线钢丝绳。
轿车用径向轮胎的皮带层设在车轮踏面(トレツ ド)与胎体(カ一カス)之间，作为沿圆周方向张挂的皮带，具有象环箍那样牢牢地紧固胎体而提高车轮踏面刚性的功能。该皮带层的功能对于轮胎支承车重来说是必不可少的，并具有发挥转弯能力的作用。
对于轮胎皮带层，一般使用将多根钢丝绞合后的1×n结构的钢丝绳。如此绞合线结构的钢丝绳虽然具有较高的刚性，但其相反面，因在路面为凹凸的非柏油马路上轮胎的回跳力太强，而使乘坐心情变差。另外，因在车轮踏面表面上容易产生龟裂，而使得雨水等从龟裂处进入轮胎内部，并使得钢丝绳早期腐蚀。此外，一旦轮胎产生变形或振动，绞合后的钢丝就互相摩擦而产生磨损的所谓摩擦磨损，从而有使钢丝绳产生大幅度的疲劳恶化的问题。
为解决这些问题，提出了如下一种方案：将圆形钢丝构成的单线钢丝绳用于轮胎皮带层，来代替绞合线结构的钢丝绳。因为单线钢丝绳与绞合线结构的钢丝绳相比可挠性优异。
但是，现有的圆形钢丝结构的单线钢丝绳和绞合线(1×n)结构的钢丝绳存在着如下那样的问题。
作为用来评价钢丝绳性能的特性，可举例出“衰减”(キル)和“弧高”2种。“衰减”是用来评价绳自身内在的旋转转矩的绳特性之一。“弧高”是用来评价钢丝绳直线性的绳特性之一。若衰减有误差或偏移，或者弧高太大，则是因为在轮胎制造过程的压延工序(在较薄的橡胶片上并排敷设钢丝绳，再在其上覆盖1块较薄的橡胶片，在橡胶片之间夹入钢丝绳的工序)中，压延片材上产生扭转或鼓起等不良情况的缘故。
但是，在现有的绞合线结构(1×n)的钢丝绳或单线圆形钢丝绳中，因为钢丝的材质和拉丝机或绞线机等的机械原因，容易产生衰减或弧高的变动。尤其因为衰减的变动较大，故即使是一般的质量保证水平，目前也对每产品进行检查。
(1)衰减
作为轮胎使用的钢丝绳的性能，钢丝绳的旋转转矩、即绳自身内在的旋转转矩(衰减)的评价尤其重要。下面，参照图1来说明衰减。
衰减的测定方法是，将产品完成后的卷线筒1上的钢丝绳末端部2c折成L字状，在固定于固定件(未图示)上的状态下，如图1所示，从卷线筒1上引出仅长度为L1(＝6m)，然后，从固定件上卸下钢丝绳末端部2c，对钢丝绳2的旋转数进行计数。在通常的S形绞合的情况下，将与绞合方向同方向(顺时针方向)旋转的场合设作加号衰减(+)，将与绞合方向相反方向(逆时针方向)旋转的场合设作减号衰减(-)。一般，若衰减是在2转以内的旋转数就良好，该钢丝绳在实用上可以说无问题。
(2)弧高
作为轮胎皮带部所使用的钢丝绳的性能，处于非约束状态的钢丝绳的直线性的评价(弧高)是重要的。下面，结合图2来说明弧高。
在使切断成图2(a)所示长度L2(＝400mm)的钢丝绳2的两端如图2(b)那样与平板3接触的状态下，钢丝绳2所形成的圆弧高度AH就是弧高。通常，若弧高AH是在30mm以内就良好。该钢丝绳在实用上可以说无问题。
(3)转弯能力和乘坐舒适性
作为钢丝径向轮胎所要求的性能之一，可举例有在高速行驶时方向盘转动良好，即，为避免危险的转弯能力较大。另外，现有技术虽然是使用刚性较高的钢丝绳，但对于非柏油路面的凹凸，由于轮胎完完全全承受上下振动，故乘坐心情恶化。如此，对于轮胎皮带层的加强用钢丝绳今后所要求的性能，是转弯时的朝向横方向的耐久力和行驶时的乘坐心情的良好这两种。兼备这两种的性能，对于今后的钢丝绳来说是重要的。
(4)轮胎橡胶的薄壁化
近来，汽车有着朝向重视防止地球温暖化对策的设计低燃油消耗率车辆的倾向，随之，对于轮胎也要求轻量化。但是，在现有的绞合线结构钢丝绳或单线圆形钢丝绳中，轮胎的橡胶薄壁化的改进有界限。
发明内容
本发明的目的是，提供一种单线钢丝绳及其制造方法，它可使转弯能力增大、乘坐舒适性优异且可实现轮胎橡胶薄壁化。
要提高转弯时的朝向横方向的耐久力，使用横方向的刚性(面内弯曲刚性)E1较高的钢丝绳是重要的。另外，要使乘坐心情良好，使用纵向刚性(面外弯曲刚性)E2具有适当强度的钢丝绳，以柔软地承受轮胎接地面的凹凸、减轻乘坐者所感觉的摇摇晃晃的乘坐心情的恶化是有效的。
为使皮带部的钢丝绳兼备较高的耐久力和可挠性，面内弯曲刚性E1大于面外弯曲刚性E2(E1＞E2)、刚性具有方向性是重要的。
但是，在现有的绞合线结构钢丝绳和单线圆形钢丝绳的情况下，即使实施带二维形状(齿轮蜷曲)(ギヤクリンプ)或带三维形状螺旋形，横方向的刚性E1与纵向的刚性E2之间也基本没有差别。因此，不能同时满足转弯时的朝向横方向的耐久力和纵向的乘坐舒适性两种性能。即，若将重点放在耐久力方面，则乘坐心情恶化，而若将重点放在乘坐心情方面，则不能获得耐久力这种二律背反的关系。
然而，提出了如下一种方案：将日本发明专利公开1995年第1915号公报所揭示的单线钢丝绳用于轮胎的皮带层，来代替圆形钢丝绳构成的单线钢丝绳。这种单线钢丝绳是将钢丝扁平化、使用例如日本发明专利公开1998年第25680号公报所揭示的装置进行二维的波纹加工而成，由于与橡胶的紧密性优异、耐弯曲刚性高，故若将其用于轿车用轮胎的皮带部，就可获得优异的操纵稳定性。但是，该单线钢丝绳不利于轮胎橡胶的薄壁化，且乘坐心情也未必能说良好。
因此，发明者们为使轮胎薄壁轻量化和提高性能而作了锐意的研究，结果完成如下所述的本发明。
本发明的单线钢丝绳，具有通过圆形钢丝的扁平化而相对的2个扁平面和相对的2个圆曲面，其特点是，其短径D与长径W的扁平比D/W设在0.5～0.95的范围内，且在短径方向及长径方向分别设有波纹，一个扁平面朝向轮胎接地面侧地埋入轮胎皮带部中使用。
本发明的单线钢丝绳的制造方法，系一个扁平面朝向轮胎接地面侧地埋入轮胎皮带部中使用的单线钢丝绳的制造方法，其特点是，具有如下工序：(a)为使短径D与长径w的扁平比D/W处于0.5～0.95的范围而将圆形钢丝扁平化的工序；(b)在所述工序(a)中被扁平化的扁平钢丝的短径方向进行波纹加工的工序。
此外，在所述工序(a)之前，最好具有在与所述短径波纹加工工序(b)中的波纹方向相正交的方向对圆形钢丝进行波纹加工的长径波纹加工工序。在该场合，最好在所述工序(a)中将扁平比D/W设在0.80～0.95的范围内。
在仅在短径方向进行带蜷曲波纹加工的单线钢丝绳(型式1的钢丝绳)中，最好将扁平比D1/W1设在0.50～0.95的范围内。
将扁平比D1/W1的上限值设成0.95的理由是：当扁平比超过0.95、钢丝接近正圆时，经压延的衰减(旋转转矩)的降低效果不明显，以及长径方向与短径方向的刚性不产生差异。
另一方面，将扁平比D1/W1的下限值设成0.50的理由是：因为在使用0.82％的高碳素钢而作为钢丝绳用的钢丝实施拉丝后的钢丝中具有300kgf/mm2左右的较高的抗拉强度，故在进行低于扁平比0.50的高扁平率的压延时，有时在压延后的钢丝上产生裂纹。
短径方向的波纹高度F1的最大值最好做成0.3mm。若超过该数值而将波纹高度F1做得过分大，则橡胶部成为厚壁，脱离了轮胎轻量化的目的。
另一方面，短径方向的波纹高度F1的最小值最好做成0.05mm。为使弧高AH降低到30mm以内(判定合格)，最低也需要0.05mm高度的波纹。
另外，波纹间距P1最好设成2～20mm。因为该范围内是实用的波纹间距。
这里所谓的“波纹”是指将弹性极限以上的应力赋予钢丝而将钢丝形成二维或三维的形状。
另外，这里所谓的“蜷曲波纹”是指将钢丝形成在一个平面内反复相同波纹的二维的形状。作为该蜷曲波纹的代表，有在1对齿轮间咬入钢丝而成形的齿轮蜷曲波纹加工。另外，蜷曲波纹还包含从侧方将三维形状的螺旋钢丝压扁而做成二维形状的加工。
另外，这里所谓的“圆弧波纹”是指将钢丝形成在1个平面内未包含直线部的仅由平滑连接的曲线组合而成的二维形状作为该圆弧波纹的代表，有在1对滚柱间咬入钢丝而成形的滚柱波纹加工。
另外，由于仅短径方向进行的波纹加工的钢丝绳(型式1的钢丝绳)，延伸的设定区域较低，故当在该型式1中必须进行遮盖物未被隔开的延伸时，使用在延伸的设定区域的较高的两方向已进行波纹加工的钢丝绳(型式2的钢丝绳)。
型式2的钢丝绳的扁平比D2/W2((D2；扁平钢丝的短径)/(W2；扁平钢丝的长径))最好设在0.80～0.95的范围。将扁平比的上限值设成0.95的理由是：当扁平比超过0.95、钢丝接近正圆时，经压延的衰减(旋转转矩)的降低效果不明显，以及长径方向与短径方向的刚性不产生差异。另外，将扁平比的下限值设成0.8的理由是：由于在型式2的钢丝绳中在拉丝后实施长径方向蜷曲加工、驱动滚轮压延加工和短径方向蜷曲加工的3次加工，故可防止因在压延加工中给予钢丝的损伤所造成的强度下降。
在型式2的钢丝绳中，最好将短径方向的蜷曲波纹高度F3的最大值设成0.3mm、将长径方向的蜷曲波纹高度F2设成0.05～0.5mm的范围。将短径方向的波纹加工高度F3的最大值设成0.3mm的理由是：若将波纹高度做得过分大，则轮胎橡胶成为厚壁，脱离了轻量化的目的。将长径方向的波纹加工高度F2的最大值设成0.5mm的理由是：若将波纹高度做得比0.5mm还大，则钢丝绳的延伸变得更大，并且因钢丝绳互相的并排而使波峰和波谷相对，钢丝绳间的间隙不整齐就明显，不是最好。另外，将长径方向的波纹加工高度F2的最小值设成0.05mm的理由是：若将波纹高度做得比0.05mm还小，则弧高AH就不能降低到30mm以内(判定合格)。
波纹间距P2、P3，最好长径方向和短径方向都设在2～20mm范围。因为该范围内是实用的波纹间距。但是，波纹间距的设定长度是：由于长径方向与短径方向的间距不均匀性消失的理由，故相对于短径方向的间距长度P3，将长径方向的间距长度P2设定成正数倍。
另外，对于构成钢丝，最好使用抗拉强度为300～380kgf/mm2级的高张力钢丝。其原因是：为获得单线钢丝绳所需的抗断强度，须将钢丝的抗拉强度设成280kgf/mm2以上；另一方面，当钢丝的抗拉强度超过400kgf/mm2时，钢丝变脆而容易产生断线。
另外，对于构成钢丝，最好使用碳素含有量为0.75～0.95重量％的高张力钢丝。其原因是：为获得单线钢丝绳所需的抗断强度，须将钢丝的碳素含有量设成0.7重量％以上；另一方面，当钢丝的碳素含有量超过1.0重量％时，钢丝变脆而容易产生断线。
附图说明
图1是用来说明单线钢丝绳的衰减的模式图；
图2(a)是表示切断成规定长度的钢丝绳的图，(b)是用来说明钢丝绳的弧高测定方法的图；
图3是表示本发明第1实施形态的单线钢丝绳的制造方法的工序图；
图4(a)是表示第1实施形态的单线钢丝绳的制造流水线的概要图，(b)是各工序中的单线钢丝绳的大致轮廓模式图，(c)是各工序中的单线钢丝绳的横剖视图；
图5是表示扁平化装置(驱动滚轮压延装置)的主要部分的主视图；
图6是表示扁平化装置(驱动滚轮压延装置)的主要部分的侧视图；
图7是表示圆弧波纹装置(滚柱加工装置)概要的主视图；
图8是表示圆弧波纹装置(滚柱加工装置)概要的侧视图；
图9是表示圆弧波纹装置(滚柱加工装置)主要部分的局部放大图；
图10(a)是齿轮蜷曲波纹单线钢丝绳(0.25HT)的大致轮廓模式图，(b)是圆弧波纹单线钢丝绳(0.25HT)的大致轮廓模式图，(c)是齿轮蜷曲波纹单线钢丝绳(0.30HT)的大致轮廓模式图，(d)是圆弧波纹单线钢丝绳(0.30HT)的大致轮廓模式图，(e)是齿轮蜷曲波纹单线钢丝绳(0.35HT)的大致轮廓模式图，(f)是圆弧波纹单线钢丝绳(0.35HT)的大致轮廓模式图。
图11(a)是第1实施形态的单线钢丝绳(型式1的钢丝绳)的横剖视图，(b)是第1实施形态的单线钢丝绳(型式1的钢丝绳)的大致轮廓模式图，(c)是埋入第1实施形态的单线钢丝绳(型式1的钢丝绳)后的钢丝径向轮胎的横剖模式图。
图12是表示本发明第2实施形态的单线钢丝绳的制造方法的工序图；
图13(a)是表示第2实施形态的单线钢丝绳的制造流水线的概要图，(b)是各工序中的单线钢丝绳的大致轮廓模式图，(c)是各工序中的单线钢丝绳的横剖视图；
图14(a)是第2实施形态的单线钢丝绳(型式2的钢丝绳)的横剖视图，(b)是第2实施形态的单线钢丝绳(型式2的钢丝绳)的大致轮廓模式图，(c)是埋入第2实施形态的单线钢丝绳(型式2的钢丝绳)后的钢丝径向轮胎的横剖模式图；
图15(a)是表示比较例子1的单线钢丝绳的横剖视图，(b)是表示比较例子1的单线钢丝绳的大致轮廓模式图；
图16(a)是表示比较例子2的单线钢丝绳的横剖视图，(b)是表示比较例子2的单线钢丝绳的大致轮廓模式图；
图17是表示各个实施例和比较例子的单线钢丝绳以说明钢丝绳刚性的横剖视图；
图18是表示用于皮带耐久试验的试验片的立体图；
图19是用于皮带耐久试验的试验片的横剖视图；
图20是表示皮带耐久试验机的概要图；
具体实施方式
下面，结合附图来说明本发明的各种的较佳实施形态。
使用图3和图4(a)所示的制造方法来制造图4(b)、(c)和图11(a)、(b)所示的型式1的单线钢丝绳2A，再使用该单线钢丝绳2A来制造图11(c)所示的钢丝径向轮胎10A。另外，使用图12和图13(a)所示的制造工序来制造图13(b)、(c)和图14(a)、(b)所示的型式2的单线钢丝绳2B，再使用该单线钢丝绳2B来制造图14(c)所示的钢丝径向轮胎10B。
下面分别详细说明。
(实施例1及实施例2；型式1的钢丝绳)
以碳素含有量为0.82±0.02重量％的钢丝为毛坯丝进行准备(工序S1)。在加热炉内将该毛坯丝在950℃的温度加热保持30秒钟后，在使用砂的流化床炉内，在550℃的温度加热保持8秒钟的条件下淬火(工序S2)，用电镀液，以铜63重量％、锌37重量％的组分对毛坯丝表面进行镀黄铜(工序S3)，用拉丝机5对电镀钢丝进行拉丝加工，抗拉强度做成308～3 1 2kgf/mm2范围的高张力钢丝2(工序S4)。拉丝后的钢丝2的直径是0.40mm。另外，每1kg钢丝电镀的黄铜的附着量约为4g。
继续将圆形线钢丝2送到驱动滚轮压延装置7，通过上下1对压延滚轮71、72将其压扁，做成0.3mm×0.46mm(短径×长径)尺寸的扁平钢丝2a(工序S5)。
现结合图5及图6来说明驱动滚轮压延装置(扁平加工机)7。扁平加工机7具有上下1对轧辊滚轮71、72。上滚轮71与由电动机78旋转驱动的驱动轴73连接，下滚轮72与由电动机79旋转驱动的驱动轴74连接。在驱动轴73、74上安装有大齿轮76，大齿轮76分别与安装在各电动机78、79的旋转驱动轴上的小齿轮77啮合。在各滚轮71、72的周面分别形成有规定凹状的轧辊71a、72a。各滚轮轴73、74通过轴承73a、74a而连接支承在托架73b、74b上。下托架74b固定在压延装置的框架(未图示)上，上托架73b用调整螺钉75与下托架74b连接。当转动调整螺钉75时，上托架73b与上滚轮71一起升降，上滚轮71与下滚轮72间的间隙产生变化。另外，对于滚轮间隙调整机构，也可使用油压缸机构来代替调整螺钉75。
圆形钢丝2被咬入上下滚轮71、72的轧辊71 a、72a间，从上下被压扁，成为扁平钢丝2a。继续将扁平钢丝2a送到波纹加工机8，用滚柱83a、83b在短径方向将其进行波纹加工，获得单向波纹的扁平钢丝绳2A(工序S6)。
现结合图7和图8来说明波纹加工机8。在波纹加工机8的壳体81内容纳有上下一对大滚轮82a、82b。壳体81具有入口导向体85和出口导向体86。钢丝2通过入口导向体85而被导入壳体81内，通过大滚轮82a、82b间，再通过出口导向体86而从壳体81送出。
如图9所示，在大滚轮82a、82b的外周等间隔地设有保持架87a、87b，在各保持架87a、87b上分别安装有小直径的滚柱83a、83b。在相邻滚柱83a(83b)与滚柱83a(83b)之间安装成基本无间隙。上滚轮82a与齿轮84a同轴连接，下滚轮82b与齿轮84b同轴连接。上下的齿轮84a、84b互相啮合。利用两齿轮84a、84b而不会产生上下滚轮82a、82b间的滑动，从而能可靠地使上下滚轮82a、82b同步旋转。
一旦钢丝2被咬入大滚轮82a、82b间，则因为上下的滚柱83a、83b而受到弯曲，如图10(b)、(d)、(f)所示，被制成平滑连续的圆弧状的波纹。在这种情况下，滚柱83a、83b的直径D有必要做得比钢丝直径d足够大。另外，最好将滚柱83a、83b的直径D做成钢丝直径d的5～50倍的范围。
另外，也可使用日本发明专利公开1998年第25680号公报所揭示的齿轮蜷曲加工机来代替上述圆弧波纹加工机8对钢丝2进行二维的蜷曲波纹加工。这种经齿轮蜷曲加工机作波纹加工后的钢丝2K外观如图10(a)、(c)、(e)所示。
如表1和图11(a)、(b)所示，实施例1和2(型式1)的钢丝绳2A分别是，短径方向的波纹高度F1为0.1mm、0.1mm，短径D1为0.30mm、0.36mm，长径W1为0.46mm、0.44mm，扁平比D1/W1为0.65、0.82，波纹间距P1为6mm、6mm。
此外，将钢丝绳2A卷绕在卷绕机9的滚筒上，将该滚筒安装在裁断流水线的供给侧处，利用切断机(未图示)将钢丝绳2A裁断成规定长度(工序S7)。裁断钢丝绳2A的长度为200m。另外，如表1所示，钢丝绳2A的衰减为0～0.75转(平均为0.5转)，弧高AH为10～28mm(平均为15mm、24mm)。
实施例1和2(型式1)的钢丝绳2A，短径方向的刚性指数G2为74、97，长径方向的刚性指数G1为149、114，刚性比G1/G2为2.00、1.18。另外，“刚性指数”是，处于将圆形钢丝的刚性G3作为基准值100时的比例下，分别对图17所示的2个方向所作的测定。另外，判明了型式1的钢丝绳2A的抗断拉伸处于2.5～3.5％的低区域内。
对裁断钢丝绳2A进行以规定间距平行地并排敷设在生橡胶片上的所谓压延工序(工序S8)。在该压延工序S8中，将钢丝绳2A并排敷设成一个扁平面与生橡胶片面平行。由于裁断钢丝绳2A的弧高AH较小，故容易并排敷设裁断钢丝绳2A。并排敷设的间距间隔例如是1.2mm。
将橡胶片裁断成规定尺寸(工序S9)。使埋入钢丝绳2A以互相规定角度交叉而使2块裁断片12A、14A重叠在轮胎形状的橡胶成形品的皮带部上。再将具有车轮踏面18的橡胶构件16贴附在外侧(第2层)的裁断片14A上，由此，钢丝绳2A完全被埋入橡胶中(工序S10)。将这样装配后的成形品加热到规定温度，使其一体化，获得图11(c)所示的轮胎制品10A(工序S11)。
在这种轮胎制品10A中，钢丝绳2A的与皮带层12A、14A相邻的短径部配置成一定间隔，且针对轮胎的旋转方向而向斜方向并排配置。这种结构，可将横向的刚性E1硬化而提高耐久力，相反，可软化纵向的刚性E2而提高柔软的乘坐舒适性。
下面结合图12和图13(a)、(b)、(c)来说明型式2的单线钢丝绳及其制造方法。
(实施例3及实施例4；型式2的钢丝绳)
以碳素含有量为0.82±0.02重量％的钢丝为毛坯丝进行准备(工序S21)。在加热炉内将该毛坯丝在950℃的温度加热保持30秒钟后，在使用砂的流化床炉内，在550℃的温度加热保持8秒钟的条件下淬火(工序S22)，用电镀液，以铜63重量％、锌37重量％的组分对毛坯丝表面进行镀黄铜(工序S23)，用拉丝机5对电镀钢丝进行拉丝加工，抗拉强度做成308～312kgf/mm2范围的高张力钢丝2(工序S24)。拉丝后的钢丝2的直径是0.40mm。另外，每1kg钢丝电镀的黄铜的附着量约为4g。
继续将钢丝2送到波纹加工机8，通过滚柱83a、83b对其在长径方向进行波纹加工，做成在单向有圆弧波纹的钢丝2b1(工序S25)。另外，也可使用日本发明专利公开1998年第25680号公报所揭示的齿轮蜷曲加工机来代替上述的圆弧波纹加工机8。
继续将钢丝2b1送到扁平加工机7，通过1对压延滚轮71、72从上下将其压扁，做成0.36mmx0.44mm(短径×长径)尺寸的扁平钢丝2b2(工序S26)。而在扁平加工机7处使用图5和图6所示的装置。
继续将扁平钢丝2b2送到波纹加工机8，通过1对滚柱83a、83b对其在短径方向进行波纹加工，获得在双向有圆弧波纹的扁平钢丝绳2B(工序S27)。另外，也可使用日本发明专利公开1998年第25680号公报所揭示的齿轮蜷曲加工机来代替上述的圆弧波纹加工机8。
如表1和图14(a)、(b)所示，实施例3和4(型式2)的钢丝绳2B分别是，长径方向的波纹高度F2为0.1mm、0.1mm，短径方向的波纹高度F3为0.1mm、0.1mm，短径D2为0.36mm、0.38mm，长径W2为0.44mm、0.43mm，扁平比D2/W2为0.82、0.88，长径方向的波纹间距P2为6mm、6mm，短径方向的波纹间距为3mm、3mm。
此外，将钢丝绳2B卷绕在卷绕机9的滚筒上，将该滚筒安装在裁断流水线的供给侧处，利用切断机(未图示)将钢丝绳2B裁断成规定长度(工序S28)。裁断钢丝绳2B的长度为200m。另外，如表1所示，钢丝绳2B的衰减为0～0.75转(平均为0.5转)，弧高AH为8～20mm(平均为12mm、17mm)。
型式2的钢丝绳2B，短径方向的刚性指数G2为94、97，长径方向的刚性指数G1为111、109，刚性比G1/G2为1.18、1.12。另外，“刚性指数”是，处于将圆形钢丝的刚性G3作为基准值100时的比例下，分别对图17所示的2个方向所作的测定。另外，判明了型式2的钢丝绳2B的抗断拉伸处于3.0～5.0％的高区域内。
对裁断钢丝绳2B进行以规定间距间隔平行地并排敷设在生橡胶片上的所谓压延工序(工序S29)。在该压延工序S29中，将钢丝绳2B并排敷设成一个扁平面与生橡胶片面平行。由于裁断钢丝绳2B的弧高AH较小，故容易并排敷设裁断钢丝绳2B。并排敷设的间距间隔例如是1.2mm。
将橡胶片裁断成规定尺寸(工序S30)。使埋入钢丝绳2B以互相规定角度交叉而使2块裁断片12B、14B重叠在轮胎形状的橡胶成形品的皮带部上。再将具有车轮踏面18的橡胶构件16贴附在外侧(第2层)的裁断片14B上，由此，钢丝绳2B完全被埋入橡胶中(工序S31)。将这样装配后的成形品加热到规定温度，使其一体化，获得图14(c)所示的轮胎制品10B(工序S32)。
适用于型式2的扁平钢丝截面的扁平比((D2：扁平钢丝的短径)/(W2：扁平钢丝的长径))为0.80～0.95。
将扁平比的上限值设成0.95的理由是：当扁平比超过0.95、钢丝接近正圆时，经压延的衰减(旋转转矩)的降低效果不明显，以及长径方向与短径方向的刚性不产生差异。
另外，将扁平比的下限值设成比型式1的0.50还高的0.80的理由是：由于型式2实施在拉丝后长径方向蜷曲加工+驱动滚轮压延加工+短径方向蜷曲加工的3次加工，故蜷曲加工次数比型式1多1次，从而可实现防止因在压延加工中给予钢丝的损伤所造成的强度下降的目的。
长径方向的波纹高度设在0.05～0.5mm的范围内。将长径方向的波纹加工高度的最大值设在0.5mm是因为：若将波纹高度做得太大，则钢丝绳的延伸变得过分大，并且因钢丝绳互相的并排而使波峰和波谷相对，钢丝绳间的间隙不整齐就明显，不是最好。
将短径方向的波纹加工高度的最大值设成0.3mm是因为：若将波纹高度做得过分大，则轮胎橡胶成为厚壁，脱离了轻量化的目的。而将其最小值设成0.05mm是因为：若不将短径方向的波纹加工做成最小程度，弧高AH就不能降低到30mm以内的规格。
上述型式2的钢丝绳，弧高AH(直线性)做成12mm、17mm是较好，而且衰减(旋转转矩)具有做成0.5转、即大致接近于零的良好的质量。
另外，埋设型式2的轮胎，可期望与型式1同等的耐久力和效果，即，由横向的硬刚性所产生的耐久力和由纵向的软刚性所产生的乘坐心情良好的效果。
下面，结合图15(a)、(b)及图16(a)、(b)来说明比较例子1～3的单线钢丝绳。
(比较例1；圆形线二维蜷曲波纹钢丝绳)
使用与上述实施例相同的毛坯丝来制造图15(a)、(b)所示的截面为圆形线二维蜷曲波纹的单线钢丝绳2C作为比较例1。如表1所示，比较例1的钢丝绳2C的直径D是0.40mm，波纹间距P是6mm。另外，短径方向的刚性指数G2为100，长径方向的刚性指数G1为103，刚性比G1/G2为1.03。此外，钢丝绳2C的弧高AH(直线性)是39mm，衰减(旋转转矩)是1.0转。
(比较例2；圆形线三维螺旋加工钢丝绳)
使用与上述实施例相同的毛坯丝来制造图16(a)、(b)所示的截面为圆形线三维螺旋加工的单线钢丝绳2D作为比较例2。如表1所示，比较例2的钢丝绳2D的直径D为0.40mm，螺旋间距P为6mm。另外，短径方向的刚性指数G2为100，长径方向的刚性指数G1为100，刚性比G1/G2为1.00此外，钢丝绳2D的弧高AH(直线性)是18mm，衰减(旋转转矩)是0.5转。
(比较例3；圆形线钢丝绳)
使用与上述实施例相同的毛坯丝来制造图17所示的截面为圆形钢丝所构成的单线钢丝绳2作为比较例3。如表1所示，比较例3的钢丝绳2的直径D是0.40mm。另外，短径方向的刚性指数G2为100，长径方向的刚性指数G1为100，刚性比G1/G2为1.00。此外，圆形钢丝绳2的弧高(直线性)是45mm，衰减(旋转转矩)是2.5转。
分别制造上述的型式1和型式2的各钢丝绳，研究各特性，结果可确认有如下叙述的①～⑤的效果。
①因扁平加工而使衰减(钢丝内在的旋转转矩)降低的效果
(a)衰减是用来保证钢丝绳质量的重要的性能之一。当用拉丝机直接制作单线钢丝绳时，可用拉丝机控制衰减是特别重要的。通常，若对拉丝后的圆形钢丝测定衰减，则为1～5次左右的转数。
本发明者们发现通过将圆形钢丝扁平化而可将衰减降低到大致零附近。通过对钢丝进行驱动滚轮的压延，而可稳定地制作衰减为0～1次的低水准的单线钢丝绳，可对以往实施的衰减的全数检查变更成抽样检查(定期管理)。由此，可使检查频度急剧减少而大幅度减少作业，并且比以往更可制作衰减稳定的钢丝绳。
(b)对于扁平钢丝，被发现，长径方向的刚性G1是比短径方向的刚性G2还大的刚性异向性。将所述扁平钢丝的长径方向的刚性G1和短径方向的刚性G2与现有的圆形钢丝的刚性G3比较，判明了下式(1)的关系：
G1＞G3＞G2    …(1)
由于在轮胎的皮带层上使钢丝绳扁平面与轮胎接地面相对地配置扁平钢丝绳，故与现有的圆形钢丝相比，轮胎的横向的刚性E1较强。由此，转弯能力优异，轮胎的纵向的刚性E2变小，且由于整体轮胎的柔软性增大，故乘坐心情也变好。
②因波纹加工而使弧高AH(钢丝的直线性)降低的效果
(a)未作波纹加工的扁平钢丝的弧高AH较大，作为钢丝绳是不合适的，但在最后工序中，通过在扁平钢丝的短径方向上进行波纹加工，从而可使弧高AH得到大幅度的改善，可将弧高AH降低到一般钢丝绳的控制范围内(≤30mm)。
(b)通过使用2种型式的波纹加工，可确保钢丝绳所必要的延伸
型式1的钢丝绳2A是在短径方向作波纹加工的，抗断拉伸处于2.5～3.5％的低区域。
型式2的钢丝绳2B是在长径方向与短径方向作波纹加工的，抗断拉伸处于3.0～5.0％的高区域。
③薄壁化
通过将波纹的扁平单线钢丝绳配置成使扁平面朝向轮胎接地面，从而可将橡胶壁厚做得比现有的圆形钢丝所构成的单线钢丝绳或1×n绞合线钢丝绳还薄，可使轮胎轻量化。
④降低成本
不完全使用绞线机，而在作为绞线工序的前道工序的拉丝机处设置扁平加工机(驱动滚轮压延装置)和波纹加工机(滚柱加工装置或齿轮蜷曲加工装置)，通过对拉丝后的钢丝连续实施扁平化压延和波纹加工，从而可制造扁平单线钢丝绳。由此，除了省却了绞合工序外，拉丝机的加工速度是比使用现有的绞线机的单线钢丝绳的场合约高3倍的高速，可大幅度而又经济地降低成本。
⑤耐疲劳性的评价
各单线钢丝绳的耐疲劳性用图20所示的皮带耐久试验机60来评价。如图18和图19所示，试验片90具有将5根单线钢丝绳2(2A、2B、2C、2D)等间距间隔地、一排地埋入橡胶构件91的腹侧的试料层和将2+2×0.25结构的5根绞合线钢丝绳93等间距间隔地、一排地埋入橡胶构件91的背侧的被骨层。顺便说一下，试验片90的各部分尺寸是，厚度T为6mm，宽度W为1 2mm，长度L4为400mm。皮带耐久试验机60具有直径为20mm的滚轮61。上述试料层处于腹侧(内侧)而将试验片90绕挂在该滚轮61上，在其两端分别安装配重62，试验片90承受60kgf的负荷。将试验片90的行程设为50mm，以每分60次的循环切换方向，对其重复2000次。
试验结束后，在试验片90的试料层上照射软X线，拍摄X线透过照片，观察该X线透过照片，对每个试料的钢丝绳(钢丝)的断裂部位数目(NBR)进行计数。试验数是将5根钢丝绳作为1组用平均值进行评价。

Claims (10)

1.一种单线钢丝绳，系由1根钢丝构成的单线钢丝绳，具有通过圆形钢丝的扁平化而相对的2个扁平面和相对的2个圆曲面，其特征在于，其短径D与长径W的扁平比D/W设在0.5～0.95的范围内，且在短径方向及长径方向分别设有波纹，一个扁平面朝向轮胎接地面侧地埋入轮胎皮带部中使用。
2.如权利要求1所述的单线钢丝绳，其特征在于，所述波纹由蜷曲加工形成，短径方向的波纹高度设在0.05～0.3mm的范围内，长径方向的波纹高度设在0.05～0.5mm的范围内。
3.如权利要求1所述的单线钢丝绳，其特征在于，所述扁平比D/W设在0.80～0.95的范围内。
4.如权利要求1所述的单线钢丝绳，其特征在于，所述波纹的间距设在2～20mm的范围内。
5.如权利要求1所述的单线钢丝绳，其特征在于，所述波纹是仅由平滑连续的曲线部构成的滚柱加工，上述曲线部在其一个平面内未包含直线状部分。
6.如权利要求5所述的单线钢丝绳，其特征在于，所述波纹是由圆弧的组合、正弦波曲线、摆线的连续弧、心脏线的连续弧以及等切面曲线的连续弧所构成的群中选出的1个或2个以上组合而成的平滑连续的曲线。
7.如权利要求5所述的单线钢丝绳，其特征在于，短径方向的波纹高度设在0.05～0.3mm的范围内，长径方向的波纹高度设在0.05～0.5mm的范围内。
8.如权利要求7所述的单线钢丝绳，其特征在于，所述扁平比D/W设在0.80～0.95的范围内。
9.如权利要求1所述的单线钢丝绳，其特征在于，所述圆形钢丝具有280～400kgf/mm2范围的抗拉强度。
10.如权利要求1所述的单线钢丝绳，其特征在于，所述圆形钢丝具有0.7～1.00重量％的碳素含有量。
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