JP2932149B2

JP2932149B2 - 高伸度スチールコード及びこれを用いたラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2932149B2
Application number: JP6145588A
Authority: JP
Inventors: 一夫松丸
Original assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1994-06-03
Filing date: 1994-06-03
Publication date: 1999-08-09
Anticipated expiration: 2014-08-09
Also published as: JPH07331587A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスチールコードとりわけ
高い伸びを有するスチールコードおよびこれを補強材と
して利用したラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】スチールコードはタイヤやコンベアベル
ト等のゴム複合製品の補強用として汎用されている。か
かるゴム複合製品、特にラジアルタイヤにおいては、ト
レッドとカーカスとの間にベルトと称する補強層が設け
られており、石に乗り上げたり、釘等の金属片を踏んだ
時の耐衝撃性と耐外傷性を向上するため、トレッドに近
い最外層のベルトに、高伸度で柔軟性の高いスチールコ
ードを配している。この高伸度スチールコードは、大別
すると３×７や４×２などで代表される複撚りタイプ
〔図１(a)参照〕と、実公平４−１７５９６号公報に示
されているような単撚りタイプ〔図１(b)参照〕とがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前者の複撚りタイプは
撚りが２工程になることや、高伸度を確保するため撚り
ピッチを短くしていることから生産性が低く、コストが
高いという大きな問題がある。一方、後者は撚り工程は
１回でありこの点では改良されているが、高伸度を確保
するために撚りピッチは短いままである。すなわち、こ
の単撚りタイプは例えば１×５構造においては、５本の
素線を同一方向で撚りピッチを同一の短いピッチ（例え
ば素線径０．３８ｍｍの場合には６．５ｍｍ）で撚り合
わせた構造であり、撚りピッチを短くしてスプリング状
にするとともにルーズに撚り合わせることでコードの中
心部分を中空状態にし、この部分にルーズに撚り合わせ
た素線間の隙間からゴムを浸入させるようになってい
る。

【０００４】このため次のような問題点があった。 (1)撚りピッチが依然として短いので、コスト低減の点
で不十分であるとともに、短ピッチで撚り合わせている
ことにより素線(スチールワイヤ)の強度が大幅に低下
(撚り減り)するので強度利用率が低い。 (2)コンパクトに撚ったコードに比べて螺旋の外径を大
きくして撚り合わせることによって素線間に隙間を設け
たオープン構造としたものであるから、撚り合わせた素
線がルーズな状態になっており、しかもコードの中心部
には大きな空間部が存在する。従って、釘等の金属片を
踏み込むとこれがコード内を突き抜け易く、耐外傷性の
点から問題がある。しかもコード製造上において、ゴム
浸透性を確保するための素線間隙間のコントロールが難
しい等の問題もある。 (3)素線本数が少ないので一定の強度を保持するため素
線径を太くしており、従って耐久性が劣り、柔軟性も比
較的低くなる。

【０００５】本発明は前記のような問題点を解消するた
めに創案されたもので、その第１の目的は、高い伸び特
性に加えて、ゴム浸透性、耐曲げ疲労性および柔軟性、
さらに軸方向圧縮力に対する変形を含む形状保持性も良
好で、しかも製造コストを安価にすることができる単撚
り構造のスチールコードを提供することにある。また、
本発明の第２の目的は、耐衝撃性、耐外傷性に優れ、ゴ
ムとのセパレーションの発生を防止することができ、横
力による歪に対しても耐久性のよいラジアルタイヤを提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るため本発明は、５本以上の素線を同一方向に同一撚り
ピッチで撚り合わせた１×ｎ（ｎ＝５〜１２）の構造を
もち、破断時の伸びが５％以上のスチールコードであっ
て、前記コードが、コードの撚りピッチよりも小さいピ
ッチの波付きくせを有する各素線を、コード外径Ｄとコ
ード撚りピッチＰとの比(Ｐ／Ｄ)が８〜１５の範囲で、
しかも素線同士が交差せずに並ぶ平行状部分と素線同士
が交差する部分とがコードが長手方向において混在する
ように撚り合わされ、素線同士の交差によって口開きが
創成されてコード長手方向と直角の断面形状が逐次変化
し随所でコード中心部に通じる隙間を持つように開いた
形状となっている構成としたものである。好ましくは、
各素線は０．２５≦Ｌ／Ｐ≦０．５５の波付けピッチＬ
と、素線径ｄとの関係において１．０５≦Ｈ／ｄ≦２．
０の波付け高さＨをもっている。本発明において、素線
同士の交差頻度は、コード１撚りピッチ当り０．５〜
６．０回の範囲にあることが好ましい。

【０００７】上記スチールコードは、たとえば、撚り線
機の素線導入側に固定プリフォーマとワイヤツイスタお
よび軸線に対して偏芯させたロールとを配置し、ワイヤ
ツイスタを撚り線機の回転方向と同方向に回転させるこ
とにより各素線に固定プリフォーマのピンを通過する間
に螺旋状の波くせ付けを行い、次いで偏芯ロールにより
撚り口で素線の張力を変化させることで素線相互間で入
れ替わりを起こさせながら、引き続き全部の素線を該撚
り線機で撚り合わせることで製造される。第２の目的を
達成するため本発明は、ラジアルタイヤのトレッドに近
い少なくとも１枚のベルトの補強材として、前記したス
チールコードを埋設したものである。

【０００８】

【作用】本発明は、コスト低減の面から、先ずコード撚
り構造を同一撚り方向同一撚りピッチの単撚りタイプと
し、しかも撚りピッチを長く保ったものにした。このよ
うな構造では、通常ではコンパクトな構造となるため、
破断時の伸びは低くなり、高伸度にならない。しかし本
発明は、撚り合わせる前の各素線に、コードの撚りピッ
チよりも小さいピッチの二次元的または三次元的(螺旋
状)な波くせ付けを施し、こうした波くせを有する５本
以上の素線を撚り合わす構成としている。これにより長
い撚りピッチでコンパクトな構造を保ったまま破断時伸
びを５％以上と大きくすることができ、また、素線の波
により素線相互間に隙間が形成されるためゴム浸透も良
くなる。

【０００９】さらに本発明は、波くせ付けを施した素線
を単純に撚り合わせるのでなく、コードが長手方向にお
いて素線相互間で入れ替わり部が形成されるように撚り
合わせている。すなわち、スチールコードは素線同士が
交差しないで並ぶ平行状部分と素線同士が交差する交差
部分がコード長手方向に混在しており、平行状部分は素
線同士が交差せずに隣接する素線が平行に並んでいるた
め、締まって安定した撚り状態にある。しかし、素線同
士が交差する部分では、隣接する素線と素線の交差によ
って口開きが形成され、したがってコード長手方向と直
角の断面は随所で開輪郭形状となっている。「開輪郭形
状」とは、コードの長手方向と直角の断面において、す
べての素線が隣接しあった形状を閉輪郭形状とした場合
に、これと異なる形状すなわち、隣接しない素線が存在
してコード中心部に通じる隙間を有するように開いてい
る形状を指す。

【００１０】しかも、交差した素線は素線と素線が互い
に拘束しあって次の平行撚り部分へと移行しているた
め、外力がかかっても偏ったりしない。したがって、前
記隙間の大きさと位置はしっかりと安定して確保でき
る。従って、前記した素線そのものの波くせ付けにより
得られる隙間と相俟って、ゴム浸透性がきわめてよく、
ベルト用のゴム層中に埋め込んだときに、コード中心部
にゴムがスムーズに侵入し、隙間なく充填されるととも
に、各素線の表面を確実に覆うことができる。

【００１１】さらに、素線が交差している部分で素線同
士は離間し、かつこうした交差がコード長手方向で素線
同士の組合せを変えて反復されるため、コード長手方向
と直角の断面が閉輪郭状の特定の形を形成せずに開輪郭
状を呈し、これがコード長手方向で随所に成形される。
このため、コードの表面積が実質的に大きくなり、ゴム
との付着力が向上し、ゴムと一体化される。従って、前
記ゴム浸透性能とあいまって、ゴムとのセパレーション
現象や侵入水分による発錆が防止され、ベルト層に適用
した場合に、コーナリング時などに生ずるベルト縁部せ
ん断歪に対する耐久性を大きく向上することができる。

【００１２】上記のような特性を有していながら、素線
の交差した部分では素線が互いに拘束しあっているた
め、素線集合体としてまとまりがよく、コード軸方向に
圧縮力が作用したときにも拡開し難く、耐圧縮性能を向
上することができる。また、コード内の素線が断線を起
しても交差部分の前記拘束作用で断線素線の遊離が防止
されるためコードがばらけず、ゴム層の突き抜けも防止
することができる。

【００１３】一般に、ベルト補強用として適した柔軟性
の高いコードとするには素線径を細くすることが好適で
あり、これに伴うコードの強力不足は素線本数を増やす
ことにより解消可能である。しかし、単撚りタイプのコ
ードにおいては、素線本数が多くなるほどコード中心部
の空間が多くなり、素線がコード中心部に落ち込み易く
なって断面の形状が不安定になる。この対策としては、
コード中心部にも素線を配置すればよいが、このように
すると中心部に配した素線とその周りに配した素線とで
コード一定長さ当りの素線長さに差が出て、引張りや圧
縮応力に対して全素線に均等な負荷がかからないという
欠点が現われる。しかし本発明においては、素線同士が
交差しないで並ぶ平行状部分と素線同士が交差する交差
部分が混在している。これは、コードの長さ方向で素線
同士の入れ替わり部が混在することである。このため、
コード長手で各素線の長さが平均的に揃うことになり、
引っ張り荷重を各素線が均等に受持つためコードの破断
荷重低下がほとんどなく、疲労性も向上する。また、コ
ード中心部に素線が存在するので金属片の踏み抜きに対
する抵抗を大きくすることができる。

【００１４】コード外径Ｄとコード撚りピッチＰとの比
(Ｐ／Ｄ)が８〜１５の範囲において、破断時伸び５％以
上を撚り減りを少なく形状不安定性を生じさせずに実現
することができる。また、素線交差部頻度Ｆを一定の範
囲に設定したときには、ゴム浸透性、フレッティング、
耐圧縮性能、耐疲労性などの特性をバランスよく達成す
ることができる。さらに、素線の波付きのくせ条件を所
定範囲にするときには、強力を低下させずに良好な伸び
を得ることができる。

【００１５】以下本発明を添付図面に基いて詳細に説明
する。図２は本発明を適用したラジアルタイヤを示して
おり、１１はカーカス、１２はトレッド、１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ，１３ｄはカーカス１１とトレッド１２との
間に配した複数枚(この例では４枚)のベルトである。前
記ベルト１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは図３のよう
に、平行配列のスチールコード２０の両側からゴムをト
ッピングしてゴム層１４としこれをタイヤに成形後、加
硫することにより作られている。ゴムは天然ゴム、合成
ゴムのいずれでもよいが、セパレーションとコード耐久
性の面から、５０％モジュラスが１０〜４０kg/cm²であ
ることが好ましい。本発明の特徴は前記スチールコード
２０にあり、また、このスチールコードをトレッド１２
に最も近いベルト１３ｄあるいはこのベルトとその下の
少なくとも１枚のベルトに埋設したことにある。

【００１６】図４と図５は本発明による高伸度スチール
コードの一例(1×6構造)を拡大して示し、図６は撚り合
わせ後、解撚した素線の一本を示している。図４におい
て、１ないし６は素線であり、直径ｄが０．１０〜０．
４５ｍｍの炭素鋼線に真鍮めっきを施しており、同一撚
り方向でかつ同一撚りピッチＰで一度に撚り合わされて
いることは通常の一括撚りコードと同様であるが、本発
明においては、通常の一括撚りコードのように素線がす
べて平行状となった平行撚りで構成されているのでな
く、素線同士が平行に並ぶ平行状部分と素線同士が交差
する交差部分とがコード長手方向で混在し、素線交差部
分に開口ａが形成されている。しかも、各素線１〜６は
撚り合わせ後の状態が図６のようにコード撚りピッチよ
りも小さい所定のピッチＬと高さＨの波１０が連続的に
くせ付けられている。

【００１７】上記コード構造をさらに詳しく説明する
と、図５は図４のスチールコードの１撚りピッチＰ分を
等分して１／４ピッチ毎にコード長さ方向に直角の断面
形状を示したもので、(a)は図４のＡ−Ａ’、(b)はＢ−
Ｂ’、(c)はＣ−Ｃ’、(d)はＤ−Ｄ’、(e)はＥ−Ｅ’
の各断面を模式的に示している。該スチールコード２０
は全体として、その中心部に大きな空間部をもたない崩
れ六角形の断面形状をなしており、素線間１〜６間には
ゴムがコード中心部まで浸透するに十分な隙間を随所に
有している。図５（ａ）は各素線１、２、３、４、５、
６が互いに交差することなく平行になっている平行状部
分（平行撚り部分）を示しており、（ｂ）及び（ｃ）を
経て（ｄ）のように（ａ）においてコードの中心にあっ
た素線１とコード外側にあった素線２〜６が互いにその
位置が入れ替わっており、（ｅ）では完全に入れ替わっ
ている。このように素線間での交差ないし入れ替わりが
コード長手で存在することによってコードの断面形状が
崩されるため素線間の隙間が大きくなり、またその隙間
が素線交差により固定される。一方、交差が繰り返され
ることによってコード心部の素線と側部の素線がコード
長手において略長さが均等化する。

【００１８】図７(b)〜(d)は本発明による１×７構造の
スチールコードを示しており、通常の一括撚りにおて
は、(a)のように素線１，２，３，４，５，６，７が平
行となっているが、本発明では(b)のように中心にあっ
た素線１が外周側に移動し素線７が入れ替わって中心に
移動して交差部分を形成し、また(c)のように素線７が
素線３と４間に割り込むように外周に移動し、素線５が
中心に移動して交差部分を形成し、(d)のよう素線５が
中心に移動して交差部分を形成するものである。

【００１９】図８は本発明による１×９構造のスチール
コードの１撚りピッチ分を２５等分して示している。
(a)では素線１が中心部に位置しているが、該素線１は
(b)ないし(i)のように素線２と９の間を割り込むように
移動し、それとともに素線７が素線１に隣接しつつ中心
側へと移動し、(j)では素線１が外周に移動し、それま
で外周側にあった素線８が(k)ないし(q)のように中心側
へと落ち込み、ついで、素線８は再び素線３と５の間に
割込み、(s)ないし(w)のように素線８と隣接していた素
線１が再びコード中心部へと移動し、(w)ないし(y)のよ
うに素線２が落ち込み始めている。(a)と(y)を比べて明
らかなように素線１〜９は反時計方向に移動しつつ１撚
りピッチの間で全く入れ替わって随所に隙間を形成して
いる。この例ではコード中心部に通じる隙間を持つ口開
き部分が１撚りピッチで１９か所以上形成されている。

【００２０】いずれにしても本発明のスチールコード２
０は、各素線が任意の順序でコード中心側と外周側の間
および外径側で入れ替わったり、外径側の隣接する素線
が入れ替わったりする交差サイクルが反復するものであ
り、素線の移動の過程で交差部分が形成され、かつその
移動時の素線割込み位置により平行撚りを構成する相手
方の素線が変化するものである。素線の交差は外周側の
素線同士が交差する場合もあるし、外径側と中心側の素
線が交差することもありうる。また、素線は平行な２本
ないしそれ以上の本数の素線束が他の１本以上の素線と
交差することもある。したがって、素線の外周側移動時
の位置は図５、図７，図８に示すような位置に限られる
ものではない。なお図示しないが図７，図８に示すスチ
ールコードにおいても、素線は予め図６のように波状に
くせ付けられることはもちろんである。

【００２１】本発明において素線同士が入れ替わる交差
頻度Ｆは、コード１撚りピッチ当たり、０．５〜６．０
回が好ましい。その理由は、０．５回よりも少ないと、
口開きの数が少なくなるため隙間形成が不十分になって
コード中心部へのゴムの浸透量が減少し、また素線同士
の拘束力が不足するため軸方向圧縮力を受けたときに素
線が広がりやすくなるため適当でないからである。しか
し、６．０回よりも多くなると、素線間の隙間形成や拘
束力は良好であるものの、コードに撚り込まれる素線の
長さにアンバランスが生じて疲労性が低下したり、素線
間の摩擦が大きくなって伸びが少なくなりやすくなるた
めこれまた適当でない。前記規定範囲であれば、ゴム浸
透性、拘束力、疲労性、伸び等の特性をバランスよく実
現することができる。本発明はコードを構成する素線の
太さが同一であることが基本であるが、場合によっては
太さに差があってもよい。本発明において素線数は少な
くとも５本である。その理由は素線数が４本以下になる
とコード強力を保持するため素線径を著しく太くしなけ
ればならず、それにより耐疲労性が著しく低下するから
である。上限は１２本である。その理由は素線数が１３
本を超える場合、素線同士の接触点が多くなり、高い伸
びが得られないことや、素線に均等荷重がかからず破断
荷重が低下するからである。

【００２２】さらに他の限定条件について説明する。ま
ず、本発明によるスチールコード２０は引張り破断時の
伸びが５％以上の高伸度を有することが重要特性であ
る。これはタイヤの耐衝撃性、耐外傷性の向上に不可欠
だからである。こうした５％以上の引張り破断時の伸び
を、本発明は一度の撚りでしかもコード撚りピッチを短
くしないで達成し、かつ、素線本数を多くしてもその保
形性を安定させ、同時にゴム浸透性も良好にすることを
意図している。そのため、本発明は、図６のように、素
線に予め波状のくせ１０を付ける。この波状のくせは二
次元的でもよい。これは歯形状の凹凸を周面に形成した
１対のローラ間に素線を通すことにより得ることができ
る。しかし、このましくは波が連続的に繰り返されつつ
しかも全体として螺旋状を呈するようにする。そうした
素線を撚り合わせることで予め付けた螺旋形と異なる螺
旋状の形を与え、より撚り合わされた素線に螺旋形状の
複合した形を与える。これでコードを構成する素線間に
隙間を設け、高伸度性を付与するのである。図６の素線
の波付けピッチＬは、これを短くすれば伸びが大きくな
る反面、破断荷重は低下し、コード撚りピッチＰはこれ
が短いほど破断時伸びは大きくなるが、撚り減りが大き
くなって破断荷重の低下が大きくなる。

【００２３】そこで本発明は、まずこの波付けピッチＬ
とコード撚りピッチＰを所定の最適範囲とするものであ
る。素線の波付けピッチＬは、コード撚りピッチＰより
も小さく、Ｌ／Ｐで０．２５〜０．５５の範囲が好まし
い。その理由は、波付けピッチＬを０．２５よりも小さ
くすることは伸びの向上に有効であるが、形状が不均一
となり、それぞれの素線に均一に負荷がかからず、コー
ド切断荷重が低下するためである。しかし、０．５５よ
りも大きいと、撚り込んだ素線はそれを直線状態にした
時の長さが不十分なためコードの伸びが少なくなり、ま
たゴム加硫時に低荷重の張力がかかった際に素線隙間が
狭くなりやすいためゴム浸透性が低下する。したがって
適当でない。波付け高さＨは、素線直径ｄとの関係にお
いて、１．０５≦Ｈ／ｄ≦２．０の範囲が好ましい。そ
の理由はＨ／ｄが１．０５よりも小さいと伸びが不足と
なり、Ｈ／ｄが２．０よりも大きくなると、均一な負荷
が素線に掛からずやはり伸びが不足になるからである。
一方、コード撚りピッチＰは、前記のようにコード外径
Ｄとの比（Ｐ／Ｄ）で決められるが、本発明はＰ／Ｄを
８〜１５とするものである。Ｐ／Ｄが８未満では生産性
がまだ低く、撚り減りも大きくなって素線の強度を効率
よく生かせなくなり、しかも撚りが不均一となるため適
当でない。Ｐ／Ｄが１５を超える大きなものにすること
は生産性の面と撚り減りの面からは効果的であるもの
の、５％以上の破断時伸びを達成することはできず、適
当でない。コード撚りピッチＰをＰ／Ｄで８〜１５と
し、素線の波付けピッチＬを０．２５≦Ｌ／Ｐ≦０．５
５の範囲に、また、波付け高さＨを１．０５≦Ｈ／ｄ≦
２．０の範囲にすることにより生産性と高伸度特性、ゴ
ム浸透性をバランスよく実現することができる。

【００２４】次に本発明のスチールコードを製造する方
法と装置について一例を説明する。図９ないし図１２は
ダブルツイスト型バンチャー式撚り線機で一工程で製造
する例を模式的に示している。図９において、１５はバ
ンチャー式撚り線機本体であり、クレードル１５２と、
原動機１５０で駆動回転される中空軸１５１、１５１´
を有し、クレードル１５２と同軸上には中空軸１５１、
１５１´と一体回転する弓１５３、１５３´を取り付け
ており、クレードル１５２には、巻取りボビン１５６と
これよりも上流に巻取りプスタン１５５を設け、更にこ
れより上流に過撚機１５４を配している。入り口側の
中空軸１５１には５本以上の素線を挿通するボイス１６
が設けられ、このボイス１６を含む撚り口領域には素線
の供給長さを略一定に保ちつつ素線配列を周期的に変化
させる制御装置１７が設けられている。この制御装置１
７は、図１２に示すような素線を挿通する穴１７５を同
一円周上に多数あけた配線板１７ｄと、これより上流の
ロール群からなっており、制御盤１７の上流にはガイド
ローラー１７ｃがあり、更にこのガイドローラー１７ｃ
の上流には複数個のワイヤツイスタ１８及び固定プリフ
ォーマ１９が配されている。固定プリフォーマ１９の上
流には複数個のサプライボビン２００が設けられ、これ
らサプライボビンからそれぞれ素線たとえば１〜６が導
出されるようになっている。

【００２５】各ワイヤツイスタ１９は板状の回転体に３
個のローラ１８０，１８１，１８２が取付けられてお
り、各固定プレフォーマ１９は、図１０に示すように板
又は円錐に３本ないし５本のピン１９０、１９１、１９
２を取り付けている。サプライボビン２００から繰り出
された素線１〜６は、それぞれピン１９０、１９１、１
９２の間を通過した後、ワイヤツイスタ１８に導かれ
る。ワイヤツイスタ１８は板状の回転体に３個のローラ
が取り付けられており、素線は入口側のローラ１８０に
ガイドされて中央のローラ１８１に導かれ、ここで巻き
付けられ、さらに出口側ローラ１８２でガイドされ、さ
らにガイドローラー１７ｃ’を通過して制御装置１７に
導かれる。制御装置１７は偏芯ロール１７ａを有し、該
偏芯ロール１７ａは前記配線板１７ｄよりも高い所定の
レベルに軸によって回転可能に支えられている。この偏
芯ロール１７ａの前後には配線板１７ｄとほぼ同等の高
さレベルにフリーロール１７ｂ、１７ｂ´を配し、上流
側のフリーロール１７ｂ´よりも下流には、偏芯ロール
１７ａと若干高さレベルの差をもったガイドロール１７
ｃと前記フリーロール１７ｂとほぼ同等のレベルのガイ
ドロール１７ｃ´とが設けられている。フリーロール１
７ｂ´、１７ｂは軸に胴長の短い多数のロール体をそれ
ぞれベアリングを介して個別回転可能に取り付け、それ
ぞれのロール体に素線を導く溝を設けている。これに対
して、ガイドロール１７ｃ、１７ｃ´はそれぞれ１本ロ
ールからなっていて、素線を平行状に導く多数の溝が配
されており、上流から導かれた各素線はガイドロール１
７ｃ´に１回巻かれてからガイドロール１７ｂ´に導か
れて１回巻かれ、それからフリーロール１７ｂに導かれ
るようになっている。

【００２６】前記偏心ロール１７ａは図１１に１例を示
している。すなわち、所定の直径Ｄを有する胴部１７２
に同じ深さの１２本の溝１７３を等間隔で形成し、かつ
胴部１７２を所定長さ毎に中心線ＣＬに対してクランク
状に偏心させ、６つの偏心ロール部１７０ａ、１７０
ｂ、１７０ｃ、１７０ｄ、１７０ｅ、１７０ｆを形成し
たものである。なお、素線数が１２本よりも多い場合は
当然溝数を増やすもので、また、偏心ロール部数は２つ
以上であれば任意であり、例えば３つの偏心ロール部、
５つの偏心ロール部、７つ或いは８つの偏心ロール部を
有するものでもよい。図１２の配線板１７ｄの穴１７５
は、製造するコードの素線数以上の数を等間隔でかつ同
一円周上に配していることが必要である。穴１７５が２
つ以上の同心円上に配列したのでは素線の位置が固定化
されてしまい、本発明の意図しているような特異なコー
ドは得られない。配線板１７ｄは製造するコードの素線
数に応じて穴数の異なるものと交換してもよいし、製造
が予定されるコードの最大の素線数に応じた穴数のもの
を用い、それら穴を適宜選択して素線を挿通してもよ
い。

【００２７】本発明のスチールコードを製造するに当た
っては、各サプライボビン２００から素線１〜６をそれ
ぞれ固定プレフォーマ１９とワイヤツイスタ１８および
制御装置１７を介してボイス１６に導き、中空軸１５１
を通し、ガイドロール１５７から弓１５３を経由し他方
のガイドロール１５８から中空軸１５１´を介して過撚
機１５４に導き、キャプスタン１５５を介して巻取りボ
ビン１５６に導く。この状態で中空軸１５１、１５１´
を駆動して弓１５３を回転させるとともに、弓１５３の
回転と所要の比でワイヤツイスタ１８を素線に対して公
転させれば、素線１〜６は固定プレフォーマ１９のピン
１９０、１９１、１９２を通過する間に連続した螺旋波
状のくせが付けられ、この状態で制御装置１７に導入さ
れる。そして、各素線１はガイドロール１７ｃ´、１７
ｃ、１７ｂ´を経て偏心ロール１７ａに掛けられる。

【００２８】素線の本数が例えば６本の場合には、素線
はフリーロール１７ｂ´から図１１に例示する偏心ロー
ル１７ａの各溝１７３に平行状に配置し、各素線は１７
０ａないし１７０ｆのそれぞれ１溝を使用する。また、
素線数が９本の場合には、３つの偏心ロール部に２本を
素線を掛け、他の３つの偏心ロール部には１本の素線を
掛ければよい。偏心ロールとして図９(ｂ)を使用した場
合には、いずれかの偏心ロール部に掛かる素線本数を3
本として、たとえば2本:2本:2本:3本に配列したり、い
ずれかの偏心ロール部に掛かる素線本数を1本として、
たとえば1本:2本:3本:3本とするなど任意である。そし
て、偏心ロール１７ａの下流の素線をフリーロール１７
ｂを介して配線板１７ｄに導き、同一円周上の穴１７５
を任意に選択して挿通する。この配線は、偏心ロール１
７ａの端に位置する任意の例えば北極位置の穴に通し、
端から次の素線を北極位置の隣の穴に通すというように
順列としてもよいし、偏心ロール１７ａの端に位置する
素線を任意の例えば北極位置の穴に通し、端から次の素
線を南極の穴に通すというように対角ないし対角関係で
通してもよい。こうした配線具合と前記偏心ロール１７
ｂへの掛け方によって素線の入れ替わりを自由に調整す
ることができる。

【００２９】このように偏心ロール１７ａに素線を掛け
て撚りを行えば、偏心ロール１７ａが複数の偏心ロール
に分割されているためクランク運動を生じ、それにより
偏心ロール部に掛けられている素線は所定順序でかつ周
期的に張力が変化させられる。例えば、偏心ロール１
７ａが図１１の状態では、偏心ロール部１７０ｂの溝に
掛かっている素線が最も張力を緩められ、この状態か
ら、１７０ｄ−１７０ｅ−１７０ｆ−１７０ｃ−１７０
ａの順序で張力が緩められ、このサイクルが繰り返され
る。そして、それらの素線は配線板１７ｄの穴１７５に
任意の配列で通され、ボイス１６に導かれ集められ本体
１５に導かれて一括撚りされる。こうすれば、張力の緩
められた１本以上の素線(既に波くせ付けされた状態に
ある)は、それまで隣合う素線と接するように平行に引
き揃えられていた状態から、瞬間的に素線束の中心側に
配置され撚り合わされ、引き続き元の張力への復帰と次
の素線の張力弛緩による素線束中心側への移動によって
外周側に移動して隣接する素線と撚り合わされる。ま
た、外周側の素線同士も隣接する素線同士が入れ替わる
ように移動しながら撚り合わされる。こうした各素線の
外周側−中心側−外周側、中心側−外周側−中心側、外
周側間という移動軌跡により所定順序でかつ周期的に局
部的な素線同士の交差が繰り返されることになり、この
局部的な交差が撚りを乱して素線間隙間を大きくするの
であり、同時に素線が波付けを受けているため螺旋形状
の複合した形が与えられ、これによってもコードを構成
する素線間に隙間が設けられ、かつ設計撚り込み率以上
に撚り込まれるため、高伸度性が付与されるのである。
のである。

【００３０】

【実施例】次に実施例を示す。表１は本発明の実施例コ
ード１〜４の諸元および特性試験結果を示している。表
２は比較例コード１〜５のコードと従来コード１，２の
諸元および特性試験結果を示している。実施例と比較例
のコードは撚り方向はＳであり、従来例１は図１(a)に
示すものであり、従来例２は図１(b)に示すもので、い
ずれも撚り方向はＳである。実施例と比較例のコードは
撚り線機としては図９ないし図１２に示すものを使用し
た。本体回転数は２５００ｒｐｍとし、偏心ロールは溝
周長９４．２ｍｍ、偏心量２ｍｍを使用し、実施例１と
２及び比較例１，２については、６つの偏心ロール部に
１本ずつ掛け、実施例３については、１７０ａ：１７０
ｂ：１７０ｃ：１７０d：１７０ｅ：１７０ｆ＝２本：
１本：２本：１本：２本：１本の関係とした。配線板は
実施例１と２及び比較例１〜４については６個の穴を等
間隔でかつ同一円周上に配列したもの、実施例３につい
ては同じく９個の穴を等間隔でかつ同一円周上に配列し
たものを使用し、素線をそれら穴に時計方向で順次通し
た。

【００３１】なお、表１と表２において、「ゴム浸透
性」はコードを１００ｇの張力下でゴム中に埋め込んで
加硫した後、２分割し、コード内部のワイヤ表面を目視
観察しゴムにより被覆されている面積を百分率で表した
ものである。また、「曲げ剛性」は７０ｍｍ長さのコー
ドサンプルについて所定の曲げを与え、これに要するモ
ーメントの大きさを測定したもので、従来例２を１００
として比較した。また、「耐久性」はコードサンプルを
ゴム中に埋め込んで加硫した帯状の試験体を直径３８ｍ
ｍφ３個のロールを配置した試験機にかけ、一定荷重
(破断荷重の10%)を繰り返し曲げを与えてコード破断ま
での回数を測定したもので従来例２を１００として比較
した。なお、コードの断面は実施例１〜３と比較例１〜
４の場合、図５のようになり、実施例４と比較例５は図
８のようになっていた。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】実施例１，２，３はコード撚りピッチが適
正であり、波付けくせのピッチと高さが適正でありかつ
素線交差頻度も適正である。このため、表１から明らか
なように、破断荷重が高く、破断時伸びも高く、ゴム浸
透性も良好である。曲げ剛性も実施例１，２はほど好
く、耐久性も優れている。実施例４は柔軟であるととも
に耐久性は非常に優れている。この理由は素線径か細い
ことによる。比較例１は波付けピッチ条件Ｌ／Ｐが適正
でないため、破断時伸びとゴム浸透性が実施例より劣っ
ている。比較例２はＬ／Ｐが小さすぎるためコード破断
荷重が低下している。比較例３は波高さ条件Ｈ／ｄが不
適切であるため、やはり破断時伸びとゴム浸透性が実施
例より劣っている。比較例４は素線交差頻度が少なすぎ
るためゴム浸透性が十分でない。比較例５は素線交差頻
度が多すぎるため伸びが不足し、また実施例４に比べて
耐久性が低下している。

【００３５】上記実施例２のスチールコードを、図１の
トレッドに最も近い第４ベルト１３ｄの補強コードとし
て使用し、タイヤ１０００Ｒ２０のラジアルタイヤを作
成した。ゴムは次の配合(重量部)とし、150℃×25minの
条件で加硫した。天然ゴム:100 HAF:50 ステアリン酸:1 ZnO:5 3C:
3 硫黄:2 加硫促進剤:1.5 老化防止剤:0.5 ベルト厚さは２．１ｍｍ、コード間隔は２.２mm（１１
エンド／２．５cm)で、コード角度は左上り20度とし
た。なお、第１ベルトは３×０．２０＋６×０．３５、
13エンド/2.5cm、右上がり65度、第2ベルトは３×０．
２０＋６×０．３５、13エンド/2.5cm、左上がり20度、
第3ベルトは３×０．２０＋６×０．３５、13エンド/2.
5cm、右がり20度である。カーカスには通常のスチール
コード(3+9+15×0.175+1)を13エンド/2.54cmの密度で角
度90度に配列した。かかるラジアルタイヤ(本発明タイ
ヤ)に内圧７．５Kg/cm³を充填し、JIS標準荷重を負荷
し、速度４０ｋｍ／ｈのドラム走行試験を行った。

【００３６】比較のため、従来品２を上記条件でベルト
に埋め込んだラジアルタイヤ(比較タイヤ1)と、比較例
１を上記条件でベルトに埋め込んだラジアルタイヤ(比
較タイヤ2)、比較例４を上記条件でベルトに埋め込んだ
ラジアルタイヤ(比較タイヤ３)についても走行試験し
た。走行距離25000km相当の走行時間に達したところで
タイヤを分解し、各ベルト層におけるスチールコードの
折れと、コード縁部セパレーションを検査した。その結
果、本発明タイヤはスチールコードの折れ及びコード縁
部セパレーションはいずれも０であった。これに対し、
比較タイヤ1はコード折れ２０％、コード縁部セパレー
ションは１５％、比較タイヤ2はコード折れ１５％、コ
ード縁部セパレーション１５％、比較タイヤ3はコード
折れ２０％、コード縁部セパレーションは１０％であっ
た。この結果から、本発明によるラジアルタイヤは耐疲
労性とゴムとスチールコードの付着が良好であり、これ
に対して比較タイヤ1は耐疲労性とゴム付着性に劣り、
比較タイヤ2および比較タイヤ３も耐疲労性とゴム付着
性に劣るのでタイヤ性能が不十分であることが明らかで
ある。

【００３７】

【発明の効果】以上説明した本発明の請求項１ないし３
によれば、破断時伸びが５％以上の高伸度スチールコー
ドでありながら撚りピッチを長く取って撚ることがてき
るため、一工程で経済的に能率良く製造することがで
き、製造コストを大きく低減することができる。しか
も、素線がコード長手方向で入れ替わりがあるように撚
り合わされているため、素線が波付きであることと素線
の交差によって隙間が形成され、コード中心部へのゴム
浸透性が良好となる。また、それでいて素線の交差によ
る拘束作用で比較的コンパクトな形状となるため耐疲労
性も良好で、素線本数を多くし、素線径を細かくして柔
軟性を高くしても、素線の交差部がコード長手方向で混
在しているため各素線の長さも平均的に揃い、軸方向荷
重がかかったときの形状保持性もすぐれているなどの優
れた効果が得られる。また請求項４によれば、上記特性
を有するスチールコードを補強材としているため、耐衝
撃性、耐外傷性に優れ、かつゴムとのセパレーションを
確実に防止することができるという優れた効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の高伸度スチールコードの断面図である。

【図２】本発明を適用したラジアルタイヤの部分切欠正
面図である。

【図３】本発明を適用したベルトの部分的断面図であ
る。

【図４】本発明によるスチールコードの一例を示す部分
拡大側面図である。

【図５】図４のスチールコードの１撚りピッチ分の断面
図である。

【図６】本発明における素線の部分的な側面図である。

【図７】本発明によるスチールコードの他の例を示す断
面図である。

【図８】本発明によるスチールコードの他の例を示す断
面図である。

【図９】本発明のスチールコードの製造装置とコード製
造法の一例を模式的に示す説明図である。

【図１０】図９の装置における固定プレフォーマの一例
を示す説明図である。

【図１１】図９の装置における偏心ロールの部分切欠側
面図である。

【図１２】図９の装置における配線板の一例を示す正面
図である。

【符号の説明】

１〜９素線１０波１３ｄベルト２０スチールコード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D07B 1/06 B60C 9/00 - 9/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】５本以上の素線を同一方向に同一撚りピッ
チで撚り合わせた１×ｎ（ｎ＝５〜１２）の構造をも
ち、破断時の伸びが５％以上のスチールコードであっ
て、前記コードが、コードの撚りピッチよりも小さいピ
ッチの波付きくせを有する各素線を、コード外径Ｄとコ
ード撚りピッチＰとの比(Ｐ／Ｄ)が８〜１５の範囲で、
しかも素線同士が交差せずに並ぶ平行状部分と素線同士
が交差する部分とがコードが長手方向において混在する
ように撚り合わされ、素線同士の交差によって口開きが
創成されてコード長手方向と直角の断面形状が逐次変化
し随所でコード中心部に通じる隙間を持つように開いた
形状となっていることを特徴とする高伸度スチールコー
ド。
【請求項２】コードを構成する各素線が０．２５≦Ｌ／
Ｐ≦０．５５の波付けピッチＬと、素線径ｄとの関係に
おいて１．０５≦Ｈ／ｄ≦２．０の波付け高さＨをもっ
ており、しかもコード長手方向での素線同士の交差頻度
が、コード１撚りピッチ当り０．５〜６．０回の範囲に
ある請求項１の高伸度スチールコード。
【請求項３】撚り線機の素線導入側に固定プリフォーマ
とワイヤツイスタおよび軸線に対して偏芯させたロール
とを配置し、ワイヤツイスタを撚り線機の回転方向と同
方向に回転させることにより各素線に固定プリフォーマ
のピンを通過する間に螺旋状の波くせ付けを行い、次い
で、偏芯ロールにより撚り口で素線の張力を変化させる
ことで素線相互間で入れ替わりを起こさせながら、引き
続き全部の素線を該撚り線機で撚り合わせることで製造
されたものである請求項１の高伸度スチールコード。
【請求項４】トレッドに最も近いベルトが請求項１ない
し３のいずれかのスチールコードで補強されているラジ
アルタイヤ。