JP2012236195A - 金属線の接合方法及び空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】空気入りタイヤの交錯ベルト層に用いられる無撚りコードが所定長を有していない場合に、その無撚りコードを有効活用できるようにする。
【解決手段】複数本の金属素線の束よりなる無撚りコード１１の端部と、複数本の金属素線の束よりなる別の無撚りコード１２の端部とのそれぞれに撚りを加え、この撚りが加えられた無撚りコードの端面同士を突き合わせ、加圧しながら通電加熱することで接合する。この接合により所定長を有する無撚りコードを得ることができる。無撚りコードの端面同士を突き合わせる前に、無撚りコードの端部を切り揃えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属線の接合方法及びこの接合方法により接合された金属線が用いられた空気入りタイヤに関する。

近年のタイヤの軽量化に対する要請に応じて、空気入りタイヤの交錯ベルト層に関して、従来の撚線よりなるスチールコードの代わりに、複数本のスチール素線を撚らずに引き揃えた束よりなる無撚りコードを用いたものが提案されている。無撚りコードを用いることにより交錯ベルト層の厚さを薄くすることができることから、交錯ベルト層のゴムの量を減らすことができる。この無撚りコードを用いた交錯ベルト層は、カレンダー装置等を用いて、無撚りコードをスプールから巻き出しながら、この無撚りコードにゴムを被覆することによって製造される。このスプールから巻き出され、カレンダー装置等に供給される無撚りコードは、所定の長さを有することが予定されているが、必ずしも所定の長さではない場合がある。その理由は、スプールに巻き取られる前のスチール素線が伸線工程において断線が生じる場合があり、また、一本の無撚りコードとなる複数本のスチール素線の組みを一つのスプールに巻き直す際に、何らかのトラブルにより断線する場合があるためである。所定長さを有しない無撚りコードは、スクラップとされるか、所定長さを有しない無撚りコードが巻き取られているスプールのみで、カレンダー装置等に供する無撚りコードの一ロットを構成して、交錯ベルト層を製造する。しかし、スクラップとするのは無駄が生じており、また、所定長さを有しない無撚りコードのみで一ロットを構成するのには手間がかかる。

撚線コードにおいては、断線等により所定の長さを有しない場合、その撚線コードの端部と別の撚線コードの端部とを突き合わせ、加圧しながら通電加熱する抵抗溶接により複数の撚線コードを接合することが行われている（特許文献１）。しかしながら、複数本のスチール素線を撚らずに引き揃えた束よりなる無撚りコード、すなわちモノフィラメントコードについては、抵抗溶接により接合することは行われていなかった。なぜなら、交錯ベルト層に用いられるスチール素線の線径は１ｍｍ以下である場合が多く、このような線径のスチール素線を一本ずつ溶接するのは極めて困難であり、また、仮に溶接できたとしても、溶接が不十分となり易く、その結果、所定の強力によって溶接部又はその近傍で破断するおそれがあるためである。また、カレンダー装置等により交錯ベルトを製造する際は、無撚りコードの無撚りの状態を維持するために、無撚りコードは、その複数のスチール素線が並列の一列に引き揃えられた状態でカレンダー装置等に導入されていた（特許文献２）。したがって、カレンダー装置等に導入される無撚りコードに、撚りを加えることは想定すらされていなかった。

特開平２−２４７０８１号公報 特表２００５−５０４６７２号公報

本発明は、上記の問題を有利に解決するものであり、過剰な手間を要することなしに、断線等により所定の長さを有しない無撚りコードを有効利用することを可能にする、金属線の接合方法及びこの金属線の接合方法によって接合された金属線を含む無撚りコードを適用した空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の金属線の接合方法は、複数本の金属素線の束よりなる無撚りコードの端部と、複数本の金属素線の束よりなる別の無撚りコードの端部とのそれぞれに撚りを加え、この撚りが加えられた無撚りコードの端面同士を突き合わせ、加圧しながら通電加熱することで接合することを特徴とする。

本発明の金属線の接合方法においては、無撚りコードの端面同士を突き合わせる前に、無撚りコードの端部を切り揃えることが好ましい。また、金属素線は、線径が０．１５ｍｍ〜０．６０ｍｍであることが好ましい。更に、撚りを加えた端部における金属素線の間隔が、金属素線の線径以下であることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、複数本の金属素線が平行に引き揃えられた束よりなる複数本の無撚りコードが埋設された交錯ベルト層を備え、このタイヤ交錯層中の無撚りコードの少なくとも１本は、撚りが部分的に加えられた捻回部を有することを特徴とする。

本発明によれば、無撚りコードの端部に撚りを加え、この撚りが加えられている状態の端部を抵抗溶接により接合することから、無撚りコードを構成する複数本の素線を一度に接合することができるので、接合を容易かつ確実に行うことができる。これにより、断線等が生じた無撚りコードをスクラップにする無駄をなくし、煩雑な手間を要することなく無撚りコードを有効活用することができる。

無撚りコードの接合方法の説明図である。 空気入りタイヤの模式的な断面図である。 ベルトの部分的な模式図である。

（金属線の接合方法）
本発明の金属線の接合方法をより具体的に説明する。接合を行う複数本の金属素線の束よりなる無撚りコードを二本用意する。接合を行う無撚りコードは、通常、断線等により所定の長さを有しない金属素線を含むものである。無撚りコードを構成する金属素線の数は、複数、すなわち２本以上である。無撚りコードが空気入りタイヤの交錯ベルト用の無撚りコードである場合には、金属素線の数は、例えば３本や６本などの例があり、交錯ベルト用として用いることのできる本数とすることができる。金属素線は、空気入りタイヤの交錯ベルト用の金属素線である例においては炭素を、０．７２〜０．９２質量％程度を含む硬鋼が用いられる。金属素線の線径は、空気入りタイヤの交錯ベルト用の金属素線である例においては０．１５ｍｍ〜０．６０ｍｍ程度とすることができる。線径が０．１５ｍｍを下回ると、交錯ベルト層間の剥離故障（セパレーション）が発生し易く、また、モノフィラメントを細く加工する事が必要になり生産性が低下するなどの点で好ましくなく、また、線径が０．６０ｍｍを上回るとベルト 剛性が高くなり自動車の操縦安定性が低下する点で好ましくない。上記の成分を含み、上記の線径を有する金属素線は、線材に、ダイスを用いて引き抜き加工をする伸線工程を行ったのち、所定の熱処理とめっき処理を行い最終伸線工程を経て製造される。製造された金属素線は、上述した所定の数の金属素線が含まれるように一つのスプールに巻き取られる。

この無撚りコードの接合を容易かつ確実に実施するために、接合する無撚りコードの端部のそれぞれに撚りを加える。より具体的には、図１に示すように、用意された無撚りコード１１の端部と、複数本の金属素線の束よりなる別の無撚りコード１２の端部とのそれぞれに撚りを加えて、これらの無撚りコード１１、１２の端部に捻回部１１ａ、１２ａを形成する。この捻回部１１ａ、１２ａを強固にかつ安定して形成するために、特許文献１に記載されている加撚装置を用いることができる。もっとも、この加撚装置に限定されず、例えば無撚りコード１１、１２の端部近傍をプライヤーで掴み、人力で捻ることによって捻回部１１ａ、１２ａを形成することもできる。

捻回部１１ａ、１２ａは、無撚りコード１１、１２の軸線に平行な方向の長さが２０ｍｍ程度以上はあることが、その後の接合を確実に行うために好ましい。もっとも、あまり長くても接合に寄与しない部分が多くなるので長さは５０ｍｍ程度以下とすることが好ましい。

撚りを加えた端部、すなわち捻回部１１ａ、１２ａにおいて、各金属素線の間隔は、金属素線の線径以下であることが好ましい。各金属素線の間隔が金属素線の線径以下であることは、捻回部１１ａ、１２ａの撚りが緩くないことを意味する。各金属素線の間隔を０ｍｍとして、各素線が密着した、最密な撚りとすることが、より好ましい。この場合、捻回部１１ａ、１２ａは金属素線が３本の場合は１×３のコード構造に、金属素線が６本の場合は１×６のコード構造になっている。

無撚りコード１１、１２に捻回部１１ａ、１２ａを形成した後、この捻回部１１ａ、１２ａを突き合わせて抵抗溶接をする。この抵抗溶接に先立って、無撚りコード１１、１２における接合する端部を切り揃えることが好ましい。端部を切り揃えることにより、無撚りコード１１、１２の端面を平面にすることができ、無撚りコード同士を突き合わせたときに端面に表れている金属素線の端面同士が良好に密着できるので、良好な溶接を実施することができ、また接合後の溶接部の強度を十分に高めることができる。この端部を切り揃える工程は、特許文献１に記載されている切断装置を用いることができ、また、その他の任意のカッターを用いることができる。無撚りコード１１、１２に捻回部１１ａ、１２ａを形成するのと、無撚りコード１１、１２の端部を切り揃えるのとは、その順序はどちらを先に行っても良い。捻回部１１ａ、１２ａを形成した後に無撚りコード１１、１２の端部を切り揃えることにより、平面な端面を容易に形成できるので好ましい。

抵抗溶接は、捻回部１１ａ、１２ａを形成した無撚りコード１１、１２を突き合わせ、これらの無撚りコードの軸線方向と平行に、一方から他方に向けて、又は互いに向けて加圧しながら通電することで加熱することにより行う。この抵抗溶接は、特許文献１に記載されている溶接装置を用いることができるし、また、金属ワイヤの溶接装置として公知の装置を用いることもできる。特許文献１に記載されている、加撚装置と溶接装置との両方を備える接合装置を用いることが好ましいが、この例に限定されない。溶接時の加圧力や通電電流、印加電圧、通電時間等の溶接条件は、無撚りコードの線径等に応じて適切に定めることができる。

本発明により、捻回部を有する無撚コードをを突き合わせ、加圧しながら通電加熱する抵抗溶接により接合して所定長のコードを得ることにより、所定の長さを有しない無撚りコードを有効活用することができる。また、この抵抗溶接による接合は、簡単な作業であるので作業負担が小さく、過剰な手間を要することがない。

（空気入りタイヤ）
接合後の無撚りコードは、空気入りタイヤの部材に用いることができる。より具体的には、交錯ベルト層として、タイヤの周方向に対して所定の角度をなし、所定の間隔で平行に配列するようにゴムベルト内に埋設されるコードに、接合後の無撚りコードを用いることができる。

図２に本発明の一実施形態の空気入りタイヤの模式的な断面図を示す。同図の空気入りタイヤは、トレッド部１と、このトレッド部１の側部から半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部２と、このサイドウォール部２の半径方向内端に連なるビード部３とを備えている。また、カーカス４は、タイヤの骨格構造をなし、タイヤのトレッド部１と、サイドウォール部２と、ビード部３とを補強する。このカーカス４は、一枚以上のカーカスプライにて構成されるとともに、それぞれのビード部３に配設したそれぞれのビードコア５間にトロイダルに延びる本体部と、各ビードコア５の周りで、タイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部とを有する。図２中のカーカス４は、一例としてコードをコーティングゴムで被覆してなる一枚のカーカスプライよりなるが、カーカスプライの枚数は複数であってもよい。

ベルト６は、カーカス４のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配設した一枚以上、ラジアルタイヤでは二枚以上のベルト層からなる。図中のベルト６は、二枚のベルト層よりなるが、本発明のタイヤにおいては、ベルト層の枚数はこれに限られるものではない。ベルト６は、図３に一枚のベルトの部分的な模式図を示すように、ゴム７のシート内に複数本の金属コード、具体的にはスチールコード８が、図中に矢印で示すタイヤ周方向に対して１０°〜７０°程度の範囲内の所定の角度をなす方向に配列させて埋設されてなる。このようなタイヤ周方向に対して所定の角度をなすベルト６は、空気入りタイヤにおける交錯ベルト層と呼ばれる。このスチールコード８に、上述の接合方法により接合された無撚りコードを用いることができる。

本発明の接合方法により接合された無撚りコードは、このスチールコード８に用いる場合には、接合後に捻回部の撚りを解く必要がない。したがって、本発明の接合方法により接合された無撚りコードを交錯ベルト層に用いることより、この交錯ベルト層内のスチールコード８のうち少なくとも１本に、無撚りコードが部分的に撚られた捻回部８ａが残存している場合がある。交錯ベルト層のコード中に捻回部が残存し、すなわちコードが部分的に撚線の状態となっていても、ベルト厚さ等に対する影響は、ベルト全体において撚線になっている部分が僅かであるために、ほとんど無視し得る。

炭素を０．８２質量％で含有する硬鋼よりなり、線径が０．２２５ｍｍの金属素線の６本の束よりなる無撚りコードを２本用意した。これらの無撚りコードの端部のそれぞれに加撚装置により撚りを加えて各素線が密着した捻回部を、各無撚りコードの端部に長さ５０ｍｍで形成した。次いで無撚りコードの端部をカッターにより切り揃えた後、溶接装置を用いて、２本の無撚りコードをクランプで把持して、互いの無撚りコードを押圧しつつクランプから電流を流して抵抗溶接をして接合した。接合後に無撚りコードに引張試験を行ったところ、接合部は十分な強度を有していた。

接合後の無撚りコードを用いて交錯ベルト層を作製し、この交錯ベルト層を用いて空気入りタイヤ（サイズ１５５／６５Ｒ１４）を製造した。得られた空気入りタイヤは、交錯ベルト層について接合部を有しない無撚りコードを用いた場合と同様のタイヤ特性を有していた。

１：トレッド部
２：サイドウォール部
３：ビード部
４：カーカス
５：ビードコア
６：ベルト
７：ゴム
８：スチールコード
８ａ：捻回部
１１、１２：無撚りコード
１１ａ、１２ａ：捻回部

Claims (5)

1. 複数本の金属素線の束よりなる無撚りコードの端部と、複数本の金属素線の束よりなる別の無撚りコードの端部とのそれぞれに撚りを加え、この撚りが加えられた無撚りコードの端面同士を突き合わせ、加圧しながら通電加熱することで接合することを特徴とする金属線の接合方法。
2. 無撚りコードの端面同士を突き合わせる前に、無撚りコードの端部を切り揃える請求項１記載の金属線の接合方法。
3. 前記金属素線は、線径が０．１５ｍｍ〜０．６０ｍｍである請求項１又は２記載の金属線の製造方法。
4. 撚りを加えた端部における金属素線の間隔が、金属素線の線径以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属線の製造方法。
5. 複数本の金属素線が平行に引き揃えられた束よりなる複数本の無撚りコードが埋設された交錯ベルト層を備え、このタイヤ交錯層中の無撚りコードの少なくとも１本は、撚りが部分的に加えられた捻回部を有することを特徴とする空気入りタイヤ。

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