JP5219244B2 - スチール・コード - Google Patents

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Description

この発明は,スチール・コード,特に,ゴム製品,合成樹脂製品等の補強部材として利用されるスチール・コードに関する。
ゴム製品または合成樹脂製品,たとえば,自動車用タイヤ,オートバイ用タイヤ等の耐久性を向上させるために,スチール・ワイヤ(スチール製のワイヤ単線)を複数本撚り合わせてつくられたスチール・コードが補強部材として用いられている。図11は自動車用タイヤの内部構造の一例を示している。自動車用タイヤ70は,カーカス層71,2つのベルト層72,73,およびトレッド層74が積層されて構成されており,ベルト層72,73のそれぞれに多数のスチール・コード75が埋設されている。
近年のタイヤの生産では,大規模大量生産方式に代えて小規模小ロット生産方式の導入が増えている。小規模小ロット生産方式では,スチール・コードの周囲にあらかじめゴム被覆(または合成樹脂被覆)を施したもの(スチール・コードとゴムまたは合成樹脂の複合体)を,ベルト層72,73に埋設することが多い。
スチール・コードの周囲へのゴムの被覆に,ゴム押出し方式が採用されることがある。ゴム押出し方式では,エクストルーダ(押出し成型器)から押出されるゴムがスチール・コードに被覆される。スチール・コードにゴムを被覆するエクストルーダでは,孔径の小さいダイスにスチール・コードを通し,スチール・コードを移動させながら,ダイスの出口部分において,連続して押出されるゴムをスチール・コードに被覆していく。
ところが,スチール・コードが通過するダイスの孔径は小さい(スチール・コードの直径とダイスの孔径が近い)ので,スチール・コードがダイスを通過するときに,ダイスによってスチール・コードがしごかれることがある。スチール・コードがしごかれると,側ワイヤがスチール・コードの長手方向に移動して側ワイヤに浮きが発生し,スチール・コードに型くずれが生じることがある。しごかれる程度が大きいとスチール・コードが断線することもある。
特許文献1および特許文献2には,側ワイヤの移動によるスチール・コードの型くずれを防止するために,側ワイヤの型付率を100%未満に抑えることが記載されている。型付率はワイヤ(素線)の型付けの大きさ(波高さ)の程度を表す。側ワイヤの型付率を低くすることによって側ワイヤと心ストランドの接触圧が比較的大きくなるので,側ワイヤの移動の抑制を図ることができる。
型付率を100%未満にすると側ワイヤの移動が抑制されるが,上述のように,心ストランドと側ワイヤとの接触圧が大きくなるので心ストランドと側ワイヤとにフレッティング摩耗が生じやすくなる。フレッティング摩耗はスチール・コードの耐久性を低める要因であるので,これを防止することが肝要である。また,型付率を小さくするとスチール・コードの末端がばらけやすくもなる。
特開2006−218934号公報 特許第3805007号公報
この発明は,側ワイヤの型付率を小さくしたときに発生しやすい,心ストランドおよび側ワイヤの間のフレッティング摩耗,ならびにスチール・コードのばらけのいずれもが抑制されたスチール・コードを提供することを目的とする。
この発明によるスチール・コードは,心ストランドと,その周囲に位置する複数本のスチール・ワイヤ側線(以下,側ワイヤという)が撚り合わされてつくられる。スチール・コードと心ストランドは同一の撚り方向を持つ。心ストランドは,複数本のスチール・ワイヤ心線(以下,心ワイヤという)を撚り合わせてつくられる。
スチール・コードの撚りピッチPsと心ストランドの撚りピッチPcとの比Ps/Pc(以下,ピッチ比Ps/Pcという)が,1.18≦Ps/Pc≦2.00の範囲内とされている。スチール・コードの撚りピッチPsまたは心ストランドの撚りピッチPcのいずれか,または両方を調節することによって,ピッチ比Ps/Pcは調節される。
さらに,複数本の側ワイヤのそれぞれは70%以上88%以下の型付率を持つように型付けられている。型付率とは,ワイヤ(素線)の型付けの大きさ(波高さ)の程度を表すもので,次式によって得られる数値を用いる。
型付率=H/D×100(%)
ここでHは側ワイヤの型付けの大きさ(波高さ)を,Dはスチール・コードの直径を示す。
側ワイヤへの型付けは,たとえば,高低差をもって配置された複数のピンに沿わせて側ワイヤを走行させることによって,側ワイヤに付与(形成)することができる。上記ピンの間隔または配置位置を調節することによって型付率は調節される。
側ワイヤのそれぞれにはさらに,4回以上の残留回転応力が上記スチール・コードの撚り方向と同一方向に付与されている。本願では,6mの側ワイヤの一端を固定し,側ワイヤの他端を開放したときの他端の回転数によって残留回転応力の大きさを表す。
残留回転応力は,側ワイヤを所定方向に所定回数ねじり,かつ所定回数ねじり戻すことによって,側ワイヤに付与される。残留回転応力の方向はねじりを入れるときのねじり方向と同じ方向となる。側ワイヤのねじり回数(ねじるときのねじり速度)を調節することよって,残留回転応力の大きさは調節される。
側ワイヤの型付けの型付率を88%以下に調整することによって側ワイヤの移動の抑制が図られる。そして,側ワイヤの移動を抑制するような比較的小さな型付率の採用に伴って生じやすくなるスチール・コードのばらけが,ピッチ比Ps/Pcを1.18以上とし,側ワイヤの型付率を70%以上とし,側ワイヤの残留回転応力を4回以上とすることによって抑制される。ピッチ比Ps/Pc,側ワイヤの型付率,および側ワイヤの残留回転応力は,いずれも心ストランドと側ワイヤとの接触圧に関係する。そして,これらの3つの下限値(ピッチ比Ps/Pcについて1.18,側ワイヤの型付率について70%,側ワイヤの残留回転応力について4回)のうちのいずれか一つでも下限値を下回る数値をもつスチール・コードは,ばらけが発生する試験結果が得られた。ピッチ比Ps/Pcを1.18以上とし,かつ側ワイヤの型付率を70%以上とし,かつ側ワイヤの残留回転応力を4回以上とすると,スチール・コードのばらけが発生しなかった。
さらに,心ストランドの撚り方向と上記スチール・コードの撚り方向を同一にし,かつ,上記心ストランドの撚りピッチPcと上記スチール・コードの撚りピッチPsの比をPc/Ps≦2.00とすることによって,心ストランドと側ワイヤとの間のフレッティング摩耗が抑制される。心ストランドと側ワイヤとの間のフレッティング摩耗を抑制するためのピッチ比Ps/Pcの上限値(2.00)も,試験結果によって得られた数値である。
この発明によると,側ワイヤの移動を抑制するために側ワイヤの型付率を低くしたスチール・コードについて,さらに,フレッティング摩耗,およびスチール・コードのばらけについても抑制が図られる。側ワイヤの移動,フレッティング摩耗,およびスチール・コードのばらけのいずれもが抑制されたスチール・コードが得られる。
好ましくは,上記スチール・ワイヤ側線の残留回転応力は,上記スチール・コード全体の回転応力に影響を与えない程度に抑えられている。側ワイヤに付与されている残留回転応力が大きいと,側ワイヤの残留回転応力によってスチール・コード全体に回転応力が生じる(残存,残留する)ことがあり,スチール・コード全体に回転応力が残存していると,スチール・コードを埋設したゴム製シート(このゴム製シートを切断することによって上述したベルト部材(図11参照)が形成される)が,スチール・コード全体の回転応力によって反ってしまい,ベルト部材の生産効率が悪くなることがあるからである。好ましくは,側ワイヤに付与されている残留回転応力を6回以下とする。側ワイヤに付与されている残留回転応力によってスチール・コード全体に回転応力が比較的残存しなくなるので,自動車タイヤ等のベルト部材の生産効率に影響を及ぼさないようにすることができる。
この発明はまた,スチール・コードの周囲にゴムまたは合成樹脂が被覆されている複合体を提供する。
この発明によるゴムまたは合成樹脂製の複合体は,上記のスチール・コードの周囲にゴムまたは合成樹脂が被覆されたものである。
上述したように,この発明によるスチール・コードは側ワイヤの移動が抑制され,かつフレッティング摩耗が生じにくく,さらにスチール・コードにばらけが生じにくいので,このスチール・コードの周囲にゴムまたは合成樹脂を被覆した複合体の疲労強度を増大させることができる。
図1はスチール・コード製造装置の全体的構成を,図2はプリフォーマ(型付け機)の構成を,図3は回転応力調整装置の構成を,それぞれ示している。
この実施例におけるスチール・コード製造装置は,スチール製の3本の心ワイヤ(素線)(コア・ワイヤ)cWを撚りながら束ねることによって製造された心ストランドcSを中心にして,この心ストランドcSと心ストランドcSの周囲に位置する7本のスチール製の側ワイヤ(素線)(シース・ワイヤ)sWを撚りながら束ねることによってスチール・コードを製造するもので,いわゆる3+7構成のスチール・コード(撚線)をつくるものである。
ボビン41に,3本の心ワイヤcWを撚りながら束ねることによって製造された心ストランドcSが巻回されている。心ストランドcSが巻回されたボビン41から心ストランドcSが,側ワイヤsWが巻回された7つのボビン42から7本の側ワイヤsWが,それぞれ撚線機3に供給される。
ボビン41から繰出された心ストランドcSは直接に撚線機3に供給される。他方,7本の側ワイヤsWのそれぞれは,ボビン42から繰出された後,撚線機3に供給される前に,プリフォーマ1および回転応力調整装置2を通過する。
図2を参照して,プリフォーマ1は,3つの回転自在の回転ピン1a〜1cが所定の間隔をあけて設けられた筒体10を含む。筒体10はフレーム(図示略)に固定的に設けられている。3つの回転ピン1a〜1cのうち,回転ピン1a,1cは配置位置に関して固定的に設けられ,他方,回転ピン1aおよび回転ピン1cに挟まれた回転ピン1bはその配置位置が変位自在に設けられている(たとえば,図2において上下方向に位置が変位する)。3つの回転ピン1a,1b,1cのそれぞれに側ワイヤsWが掛けられており,側ワイヤsWは回転ピン1a〜1c間をしごかれて通過する。プリフォーマ1から送出された側ワイヤsWは,後述する回転応力調整装置2によってねじられる。プリフォーマ1によってしごかれ,かつ回転応力調整装置2によってねじられることにより,側ワイヤsWは螺旋状に型付けられる。
側ワイヤsWに付与される螺旋状型付けの程度(大きさ)は,型付率によって表すことができ,この型付率は回転ピン1bの位置を変位させることによって制御することができる。側ワイヤsWの型付率についての詳細は後述する。
プリフォーマ1から送出された側ワイヤsWは,回転応力調整装置2へ送られる。
図3を参照して,回転応力調整装置2は,2つの溝(図示略)が並行にそれぞれに形成された回転自在の第1および第2のロール2a,2bが,間隔をあけて一直線上に配置された筒体20を備えている。側ワイヤsWは,筒体20内において,第1のロール2aの側方を通過して第2のロール2bの第1の溝にかけられ,続いて第1のロール2aの第1の溝にかけられている。側ワイヤsWは,第1のロール2aの第1の溝からさらに第2のロール2bの第2の溝,第1のロール2aの第2の溝にかけられ,第2のロール2bの側方を通過した後に,筒体20の外部に送り出される。
回転応力調整装置2のフレーム(図示略)には,中空回転軸51が軸受52によって回転自在に支持されている。中空回転軸51の一端に筒体20が固定され,中空回転軸51の他端にプーリ53が固定されている。プーリ53にかけられたベルト54が,モータ(図示略)によって駆動される。ベルト54を介して中空回転軸51および筒体20は回転する。回転応力調整装置2のそれぞれにモータを設けてモータのそれぞれを同期回転させてもよいし,1台のモータを,7台の回転応力調整装置2のそれぞれに共用してもよい。
筒体20が回転すると,側ワイヤsWは筒体20の入口側でねじられ,かつ出口側でそのねじりが戻される。筒体20を比較的高速に回転させることによって,側ワイヤsWは弾性域(ねじりが完全に元に戻る程度のねじれ)を超えて塑性域(ねじりが完全に元に戻らない程度のねじれ)に達するまでねじりが入れられ,かつねじり戻される。これにより,側ワイヤsWに残留回転応力が付与される。側ワイヤsWの一端を固定した状態で他端を開放すると,残留回転応力によって側ワイヤsWはねじりが入れられた方向に回転する。すなわち,筒体20の回転方向と,側ワイヤsWに付与される残留回転応力の方向は一致する。
残留回転応力の大きさは,側ワイヤsWのねじり回数(筒体20の回転速度)を異ならせることによって調整することができる。なお,筒体20は,上述の心ストランドcSの撚り方向および後述する撚線機3によるスチール・コード全体の撚り方向と同一方向に回転する。したがって側ワイヤsWに付与される残留回転応力の方向は,心ストランドcWの撚り方向およびスチール・コード(撚線)の撚り方向と同一の方向となる。
図1に戻って,プリフォーマ1および回転応力調整装置2によって螺旋状に型付けられ,かつ回転応力調整装置2によって残留回転応力が付与された7本の側ワイヤsWと,ボビン41から繰出された心ストランドcSとが,案内ローラ43を介して集合器44で集められる。束にされた心ストランドcSおよび7本の側ワイヤsWは,ボイス45を介して撚線機3に送られる。側ワイヤsWは残留回転応力を残存させたままで撚線機3に送られる。
撚線機3のフレーム(図示略)には,2つの中空回転軸17,18がそれぞれ軸受39,40により回転自在に支持されている。これらの中空回転軸17,18は,互いに離れて設けられており,かつ一直線上に配置されている。後述するように,中空回転軸17と18は同期して回転駆動される。
中空回転軸17と18の内端部に,クレードル19が,その両端部において軸受24,25により回転自在に支持されている。中空回転軸17,18が回転しても,クレードル19はほぼ静止状態に保たれる。
クレードル19には,スチール・コード(撚線)を巻取る巻取用ボビン23,スチール・コードを引き取るキャプスタン21,スチール・コードをキャプスタン21からボビン23に案内する案内ローラ22,スチール・コード全体をねじり,かつねじり戻すことでスチール・コード全体の回転応力を調整するための回転応力調整装置26等が設けられている。
中空回転軸17および18に,フライヤ取付部材13を介して弓形フライヤ11が固定されている。フライヤ11は中空回転軸17および18と一緒に回転する。フライヤ11にはスチール・コードを案内するためのガイドチップ12が複数設けられている。
フレームにはさらに,駆動軸(通り軸)34を回転自在に支持する軸受35,および駆動モータ30が固定されている。駆動モータ30の出力軸に取付けられたプーリ31と駆動軸34に固定されたプーリ33との間にベルト32が掛けられている。駆動軸34の両端部にもプーリ36が取付けられている。さらに,回転軸17,18の外側端部にもプーリ37がそれぞれ固定され,これらのプーリ36と37との間にベルト38が掛けられている。したがって,中空回転軸17,18はモータ30によって同方向に同回転数で同期して回転し,これによりフライヤ11が回転する。フライヤ11の回転方向は,上述したように,回転応力調整装置2の回転方向と同方向である。
束になった心ストランドcSおよび7本の側ワイヤsWは,中空回転軸17内を通り,案内ローラ14,15を経て,フライヤ11のガイドチップ12に掛けられてフライヤ11に沿って案内され,案内ローラ16,中空回転軸18の内部を通り,応力調整装置26を経てキャプスタン21に巻付けられ,キャプスタン21から案内ローラ22を経て巻取用ボビン23に巻取られる。中空回転軸17,18,フライヤ11が回転することにより,心ストランドcSおよび7本の側ワイヤsWの束に撚りが加えられ,スチール・コード(撚線)tWとなっていく。フライヤ11の回転速度を調整することによって,スチール・コードtW(側ワイヤsW)の撚りピッチが調整される。
回転応力調整装置2の筒体20の回転方向とフライヤ11の回転方向は同方向であるので,側ワイヤsWに付与されている残留回転応力の方向と,スチール・コードtWの撚り方向は一致する。また,上述のように,側ワイヤsWに付与されている残留回転応力の方向およびスチール・コードtWの撚り方向は,心ストランドcSの撚り方向とも一致する。なお,撚線機3に設けられている応力調整装置26は,上述のようにスチール・コードtW全体の回転応力を調整するためのもので,ここではスチール・コードtWの全体がスチール・コードの撚り方向と同じ方向にねじられ,かつねじり戻される。撚線機3に設けられている応力調整装置26は,上述した応力調整装置2(図3)と同様の構成を持つ。
心ストランドcSも,上述した撚線機3と同様の撚線機(図示略)によって,3本の心ワイヤcWを撚りながら束ねることによってつくられる。心ストランドcSをつくる撚線機のフライヤの回転方向と,上述したスチール・コードtWをつくる撚線機3のフライヤの回転方向は同じ方向とされる。これにより,心ストランドcSの撚り方向と,スチール・コードtWの撚り方向が一致する。心ストランドcSを撚るときのフライヤの回転速度を調整することによって,心ストランドcS(心ワイヤcW)の撚りピッチが調整される。
図4(A)は,上述したスチール・コード製造装置によって製造される3+7構成のスチール・コードtWの斜視図を,図4(B)はその断面図を,それぞれ示している。
側ワイヤsWの本数を増やすことによって,スチール・コード製造装置は,上述した3+7構成のスチール・コードtWのみならず,3+8構成のスチール・コードtWを製造することもできる。図5(A)は3+8構成のスチール・コードtWの斜視図を,図5(B)はその断面図をそれぞれ示している。
図6は3+7構成のスチール・コードtWを,心ストランドcSの外観が見えるように,側ワイヤcWの一部を省略して示す斜視図である。
上述したように,3本の心ワイヤcWを撚りながら束ねることによって製造される心ストランドcSの撚り方向と,この心ストランドcSと7本の側ワイヤcWを撚りながら束ねることによって製造されるスチール・コードtWの撚り方向とは,同じ方向とされる。さらに,この実施例のスチール・コード製造装置によって製造されるスチール・コードtWは,スチール・コードtWの撚りピッチPsと心ストランドcSの撚りピッチPcの比(以下,「ピッチ比Ps/Pc」という)は,1.18≦Ps/Pc≦2.00に調整される。図6に示すスチール・コードtWは,心ストランドcSの撚りピッチPcが8mm,スチール・コードtWの撚りピッチPsが12mm,すなわちピッチ比Ps/Pc=1.5であるスチール・コードtWを拡大して示している。ピッチ比Ps/Pcを,1.18≦Ps/Pc≦2.00に調整するのは,ピッチ比Ps/Pcが1.18未満であるとスチール・コードtWのばらけが抑制できず,他方,ピッチ比Ps/Pcが2.00より大きいとフレッティング摩耗を抑制できないことがあるからである。ピッチ比Ps/Pcを1.18≦Ps/Pc≦2.00に調節すべき理由の詳細(評価試験の結果)については後述する。
(評価試験について)
表1は,直径が0.20mmの3本の心ワイヤcWによって構成される心ストランドcSと,直径が0.23mmの7本の側ワイヤsWとによって構成される,3+7構成のスチール・コードtW(被試験体)の評価試験の結果を,表2は,直径が0.22mmの3本の心ワイヤcWによって構成される心ストランドcSと,直径が0.22mmの8本の側ワイヤsWとによって構成される,3+8構成のスチール・コードtW(被試験体)の評価試験の結果を示すものである。表1および表2には,それぞれ13個の被試験体(1)〜(13)についての評価試験結果が示されている。
Figure 0005219244
Figure 0005219244
評価試験では,「ピッチ比Ps/Pc」を1.18≦Pc/Ps≦2.0の範囲内とした上で,「側ワイヤの型付率」および「側ワイヤの残留回転応力」をそれぞれ調整した多数のスチール・コードtW(被試験体)を試験した。また,評価試験では,「側ワイヤの型付率」を70%以上80%以下とし,かつ「側ワイヤの残留回転応力」を4回以上6回以下とした上で,「ピッチ比Ps/Pc」を調整した多数のスチール・コードtW(被試験体)も試験した。「ピッチ比Ps/Pc」は,スチール・コードtWを作製する撚線機3におけるフライヤ11(図1参照)の回転速度を制御することによって調節した。側ワイヤsWの型付率はプリフォーマ1に設けられている回転ピン1b(図2参照)配置位置を異ならせることによって調整した。側ワイヤsWの残留回転応力は側ワイヤsWのねじり回数(回転応力調整装置2の筒体20(図3参照)の回転速度)を異ならせることによって調整した。
側ワイヤsWの型付率は,次式によって算出される値を用いた。
側ワイヤsWの型付率=H/D×100(%)
ここで,Hは側ワイヤsWの螺旋状型付けの大きさ(波高さ)であり,Dはスチール・コードtW(被試験体)の直径である。
側ワイヤsWの波高さHは,次のように測定した。
作製したスチール・コードtW(被試験体)を適当な長さに切断し,側ワイヤsWをほぐして素線とする。図7に示すように,投影機によって側ワイヤsWを投影して側ワイヤsWの投影像をスクリーン等に映し,螺旋状型付けの波の高さh1〜h4を4カ所計測する。この計測を被試験体を構成する7本(または8本)の側ワイヤsWのすべてについて行い,その平均値を被試験体の側ワイヤsWの波高さHとする。
スチール・コードtW(被試験体)の直径Dは,次式により得られる数値を用いた。
D=(2/√3+1)dc+2ds
ここでdcは心ワイヤcWの直径,dsは側ワイヤsWの直径である。
側ワイヤsWの残留回転応力は,次のように測定した。
作製したスチール・コードtW(被試験体)を6mに切断し,スチール・コードtWの全体を撚り方向と逆の方向に回転させながら,残留回転応力が開放されないように注意して(側ワイヤsW自体が回転しないようにして),側ワイヤsWを分離する。分離された側ワイヤsWの一端を固定して,側ワイヤsWの他端を開放すると,側ワイヤsWは残留回転応力によって撚り方向と同じ方向に回転する。側ワイヤsWの他端の回転数(静止するに至るまでの回転数)を,1/4回転単位で測定する。この測定を被試験体を構成する7本(または8本)の側ワイヤsWのすべてについて行い,その平均値を被試験体の側ワイヤsWの残留回転応力(単位:回)とする。
なお,評価試験では,スチール・コードtW(被試験体)の全体についても,残留回転応力を測定した。
評価試験では,各被試験体について「側ワイヤのばらけ」,「フレッティング摩耗」および「側ワイヤの移動」についての評価を行った。「側ワイヤのばらけ」の評価,「フレッティング摩耗」の評価,および「側ワイヤの移動」の評価は,それぞれ次のようにして行った。
まず「側ワイヤのばらけ」の評価について説明する。「側ワイヤのばらけ」の評価では,次のようにして,A判定からD判定の4段階の評価を行った。
スチール・コード(被試験体)を用意し,切断すべき箇所から50mm離れた部位を手でもち,切断箇所をペンチで切断する。
(1)切断時にばらけが生じない場合
切断時にばらけが生じなかった場合には,さらに切断箇所に軽い衝撃を加える(ペンチで叩く,机に打ち付ける等)。切断箇所を変えて,この切断および衝撃を3回繰り返す。
(1−1)3回連続でばらけが生じなかった場合はA判定とする。
(1−2)軽い衝撃を加えることによって3回のうちで1回でもばらけが生じた場合には,切断箇所を変えて切断のみを3回繰り返す(衝撃は加えない)。3回連続でばらけが生じなかった場合はB判定とする。
(2)切断時にばらけが生じた,または上記(1−2)で1回でもばらけが生じた場合
この場合には,切断箇所のすぐ近くを手でもち,ペンチで切断した後,切断箇所の近くを持っている手を静かに離す。切断箇所を変えてこの切断を3回繰り返す。
(2−1)3回のうち,1回でもばらけが生じなかった場合はC判定とする。
(2−2)3回連続でばらけが生じた場合はD判定とする。
「フレッティング摩耗」の評価について説明する。「フレッティング摩耗」の評価では,次のようにして,フレッティング摩耗の「あり」,またはフレッティング摩耗の「なし」を評価した。
ゴム被覆されたスチール・コード(被試験体)を3ロール疲労試験機を用いて疲労させる。図8を参照して,3ロール疲労試験機60は,一直線上に配置された回転可能なロール61,63と,これらのロール61,63の間において上記一直線上から外れた位置に配置された回転可能なロール62の3つのロール61,62,63を備えている。これらのロール61,62,63に被試験体を掛け,3ロール疲労試験機60をスチール・コードに沿う方向に往復移動させる。被試験体の一端は固定され,他端には重り64によって張力が加えられる。所定サイクル数まで3ロール疲労試験機60を往復移動させた後,3ロール疲労試験機60から被試験体を取り外す。ゴム被覆をはぎ取り,さらに側ワイヤsWを分離して,側ワイヤsWおよび心ストランドcSの状態を観察する。側ワイヤsWの表面または心ストランドcSの表面に摩耗による傷(圧痕)が見つかった場合,フレッティング摩耗「あり」と評価し,摩耗による傷(圧痕)が見つからなかった場合にはフレッティング摩耗「なし」と評価した。
「側ワイヤの移動」の評価では,次のようにして,側ワイヤの移動「あり」,または側ワイヤの移動「なし」を評価した。
両末端を溶断した数m程度のスチール・コードtW(被試験体)と,スチール・コードtWの直径より少しだけ大きな孔径(たとえば,スチール・コードtWの直径より0.5mm大きい孔径)を有するダイスとを用意する。ダイスの孔にスチール・コードtWを通過させる。
(1)側ワイヤsWの移動が発生することなく,スチール・コードtWの全長がダイスを通過した場合,側ワイヤの移動は「なし」と評価する。
(2)側ワイヤsWの移動が発生し,スチール・コードtWの型が崩れてスチール・コードtWの全長がダイスを通過できなかった場合,側ワイヤの移動は「あり」と評価する。
図9は,横軸を側ワイヤの型付率,縦軸を側ワイヤの残留回転応力とした座標軸上に,表1に基づく測定試験の結果をプロットしたものである。各プロット点に,表1に示す被試験体の番号((1)〜(13)の番号)を付している。図10は,横軸を側ワイヤの型付率,縦軸を側ワイヤの残留回転応力とした座標軸上に,表2に基づく測定試験の結果をプロットしたものである。各プロット点には表2に示す被試験体の番号((1)〜(13)の番号)を付している。図9および図10において,スチール・コードのばらけ,フレッティング摩耗および側ワイヤの移動のすべてについて評価が良好であった被試験体についてのプロット点を○により,スチール・コードのばらけ,フレッティング摩耗,側ワイヤの移動のいずれかについての評価が不良であった被試験体の測定試験結果と,スチール・コード全体に残留回転応力が残っていた被試験体の測定試験結果についてのプロット点を,×によって区別している。
(A)3+7構成のスチール・コードについて(表1および図9)
(i) 側ワイヤの型付率が89%以上になると,側ワイヤsWの移動が生じた(被試験体(11))。型付率が88%以下であれば側ワイヤsWの移動は生じなかった。
(ii)型付率が69%以下であるとばらけの評価がD判定となった(被試験体(10))。型付率が70%以上であれば,残留回転応力が4回以上であり,ピッチ比Ps/Pcが1.18以上である場合に,ばらけの評価はA判定またはB判定であった。
(iii) 側ワイヤsWの残留回転応力が4回よりも小さいと,型付率が80%程度,ピッチ比が1.98程度であっても,ばらけの評価がD判定となった(被試験体(9))。
(iv)ピッチ比Ps/Pcが1.18よりも小さいとき,型付率が80%程度で,かつ側ワイヤの残留回転応力が5回程度であっても,ばらけの評価がD判定となった(被試験体(12))。ピッチ比Ps/Pcが1.18以上であり,残留回転応力が4回以上かつ型付率が70%以上であれば,ばらけの評価はA判定またはB判定であった。
(v) 側ワイヤsWの残留回転応力が6回より大きいとき,スチール・コードtW(被試験体)全体に回転応力が残存していることがあった(被試験体(8))。これは,側ワイヤsWの残留回転応力が大きいために,側ワイヤsWの残留回転応力がスチール・コードtW全体の回転応力に影響を及ぼしたものである。スチール・コードtW全体に回転応力が残存していると,スチール・コードtWを埋設したゴム製シートが回転応力によって反ってしまい,自動車タイヤ等に用いられるスチール・コードtWを埋設したベルト部材の生産効率が悪くなってしまう。
(vi)ピッチ比Ps/Pcが2.00を超えているとき,型付率が80%程度でかつ側ワイヤの残留回転応力が5回程度であっても,フレッティング摩耗が生じた(被試験体(13))。ピッチ比Ps/Pcが2.00以下であればフレッティング摩耗が生じることはなかった。
(B)3+8構成のスチール・コードについて(表2および図10)
3+8構成のスチール・コードについても,上述した3+7構成のスチール・コードと同様の測定試験結果を得ることができた。
測定試験の結果によると,側ワイヤsWの型付率を70%以上88%以下,側ワイヤsWの残留回転応力を4回以上,ピッチ比Ps/Pcを1.18以上とすることによって,側ワイヤsWの移動が生じず,かつばらけについても抑制が図られる(A判定またはB判定)ことが分かった。さらに,側ワイヤsWの残留回転応力を6回以下にすることによって,スチール・コードtW全体に回転応力が残存することがないことが分かった。さらに,ピッチ比Ps/Pcを2.00以下とすることによって,フレッティング摩耗について抑制が図られることが分かった(被試験体(1)〜(7))。
スチール・コード製造装置の全体的な構造を示す。 プリフォーマの構造を示す。 回転応力調整装置の構造を示す。 (A)は3+7構成のスチール・コードの斜視図を,(B)はその断面図をそれぞれ示す。 (A)は3+8構成のスチール・コードの斜視図を,(B)はその断面図をそれぞれ示す。 心ストランドの撚りピッチとスチール・コードの撚りピッチを示す。 側ワイヤの波高さの測定の様子を示す。 3ロール疲労試験の様子を示す。 3+7構成のスチール・コードについての試験結果を示す。 3+8構成のスチール・コードについての試験結果を示す。 自動車用タイヤの構造を示す。
符号の説明
1 プリフォーマ
1a,1b,1c 回転ピン
2 回転応力調整装置
2a,2b ロール
3 撚線機
cW スチール・ワイヤ心線(心ワイヤ)
cS 心ストランド
sW スチール・ワイヤ側線(側ワイヤ)
tW スチール・コード

Claims (2)

  1. 心ストランドと,その周囲に位置する複数本のスチール・ワイヤ側線とが撚り合わされているスチール・コードにおいて,
    上記スチール・コードの撚り方向と上記心ストランドの撚り方向とが同一であり,
    上記スチール・コードの撚りピッチPsと上記心ストランドの撚りピッチPcとの比が,1.18≦Ps/Pc≦2.00の範囲内にあり,
    上記スチール・ワイヤ側線のそれぞれが70%以上88%以下の型付率を持つように型付けられており,
    上記スチール・ワイヤ側線のそれぞれに4回以上6回以下の残留回転応力が上記スチール・コードの撚り方向と同一方向に付与されている,
    スチール・コード。
  2. 請求項1に記載のスチール・コードの周囲に,ゴムまたは合成樹脂が被覆されている,上記スチール・コードと,ゴムまたは合成樹脂の複合体。
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