JP6751681B2

JP6751681B2 - タイヤ補強用スチールコード

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Publication number: JP6751681B2
Application number: JP2017030222A
Authority: JP
Inventors: ビョンホイ，; グァンジンイ，; ドフンキム，
Original assignee: ホンドクインダストリアルカンパニーリミテッド
Priority date: 2014-10-14
Filing date: 2017-02-21
Publication date: 2020-09-09
Anticipated expiration: 2035-10-14
Also published as: CN105507045A; JP2017122303A; CN105507045B; JP2016079550A; EP3009560B1; KR101647091B1; KR20160043856A; EP3009560A3; EP3009560A2; US20160101651A1

Description

本発明は、タイヤ補強用スチールコードに係り、さらに詳細には、ｍ＋ｎ構造の下撚り及び上撚りを含むタイヤ補強用スチールコードであって、下撚りは、複数本の芯線を含み、前記芯線は、少なくとも一領域に長手方向に延長されるように形成される扁平面を含み、前記複数本の芯線は、前記扁平面を介して少なくとも一部が面接触され、互いに一直線に延長され、上撚りが撚線された後で冷間圧延されることにより、耐疲労性、ゴム浸透性及び信頼性が向上したタイヤ補強用スチールコードに関する。

近来、タイヤでは、資源節約のための軽量化、長年の使用が可能な耐久性、コーナリング及び乗り心地にすぐれる高機能性などが要求されてきた。かような要求に応じ、タイヤを補強するために、多様な部材が創案されて使用された。

タイヤ補強用スチールコード（ｓｔｅｅｌｃｏｒｄ）は、車のタイヤ及び工業用ベルトを始めとして、各種ゴム製品の補強用に使用される各種の補強材のうち、強度、引っ張り応力、耐熱性、熱伝逹率、耐疲労性及びゴム通過性などにすぐれる特性を有する。かような特性によって、前述のタイヤに要求される機能性を満足するのに適する部材として、タイヤ補強材として広く使用されており、その使用量が日々に増加する勢いである。

一方、前述のタイヤの機能性をさらに拡充させるために、タイヤに使用されるタイヤ補強用スチールコードも厚みが薄くて軽く、引っ張り応力、耐熱性、熱伝逹率、耐疲労性及びゴム通過性などにすぐれるタイヤ補強用スチールコードの開発がさらに要求されている。

ところで、従来の撚線構造（１×ｎ）のタイヤ補強用スチールコードにおいて、一般的にスチールコードを形成する素線は、円形断面を有することにより、素線間の接触が、点接触または線接触によって形成され、素線間の摩擦が発生する場合、素線が損傷されてしまう可能性が高い。

なお、関連先行技術文献としては、特許文献１がある。

韓国公開特許第２００１−００６３２５７号公報

本発明は、前述の問題点を解決するために案出されたものであり、下撚りを構成する芯線が扁平面を含み、芯線間の面接触が形成され、それぞれの芯線は、互いにもつれることなしに、一直線に延長されるように構成され、上撚りが撚線された後で冷間圧延されることにより、タイヤ補強用スチールコードの耐疲労性、ゴム浸透性を改善し、スチールコード内部への水分浸透及び腐食伝播が抑制されて寿命を確保し、同時に生産性が改善され、ユーザの便宜性が増大されたスチールコードを提供するところに目的がある。

前述の目的を達成するために、本発明によるタイヤ補強用スチールコードは、タイヤ補強用スチールコードにおいて、前記タイヤ補強用スチールコードは、（ｍ＋ｎ）構造を有するように、下撚り、及び前記下撚りの外周面を覆い包む上撚りを含み、前記下撚りは、複数の芯線を含み、前記それぞれの芯線は、互いに接する領域に形成された扁平面を含み、前記芯線は、前記扁平面を介して互いに面接触され、前記上撚りは、２本ないし２０本の素線を含み、前記素線は、前記下撚りの長手方向軸を中心軸にし、前記下撚りの外周面を覆い包むように撚線され、前記タイヤ補強用スチールコードは、非円形断面を有することを特徴とする。

望ましくは、前記下撚りを構成する複数の芯線は、互いに撚り合わされて撚線されるように構成される。

望ましくは、本発明の一実施形態によるタイヤ補強用スチールコードは、前記芯線は、前記長手方向に垂直の断面を有し、前記断面は、長径及び短径を有する非円形に形成されるが、前記長径は、前記短径対比で、１．０５倍ないし３倍に構成される。

望ましくは、本発明の一実施形態によるタイヤ補強用スチールコードは、冷間圧延されることにより、前記芯線及び素線のうち少なくとも一つは、少なくとも一部分に形成された扁平面を含む。

望ましくは、本発明の一実施形態によるタイヤ補強用スチールコードは、前記芯線及び素線は、０．０８ｍｍないし０．５ｍｍの直径を有し、前記芯線及び素線の引っ張り強度は、２８０ｋｇｆ／ｍｍ^２ないし４５０ｋｇｆ／ｍｍ^２に構成される。

望ましくは、本発明の一実施形態によるタイヤ補強用スチールコードは、前記上撚りが、複数の素線で構成された多層構造を有し、前記多層構造を形成する各層の撚線方向は、層間の同撚あるいは異撚である。

望ましくは、本発明の一実施形態によるタイヤ補強用スチールコードは、多層撚り、多重撚り及び複層撚りのうちいずれか１つの構造を有する。

本発明によるタイヤは、本発明によるタイヤ補強用スチールコードを含む。

本発明によるタイヤ補強用スチールコードの製造方法は、複数の素線が撚線されて構成された上撚り、及び複数の芯線が撚線されて構成された下撚りを含み、前記上撚りは、前記下撚りの外側に撚線されるように構成されるタイヤ補強用スチールコードの製造方法であって、上撚り供給台の回転ホイールが回転し、上撚りを構成する素線に撚りを与える段階と、解撚器で前記素線を解撚する段階と、重ね撚り供給台から下撚りを提供する段階と、回転ホイールが回転し、前記上撚りを前記下撚りに撚線する段階と、を含む。

望ましくは、前記下撚りを提供する段階は、複数の芯線を撚線して下撚りを構成する段階と、前記下撚りを加圧し、前記芯線間の扁平面を形成する段階と、を含む。

望ましくは、前記下撚りを提供する段階は、前記それぞれの芯線を圧延し、前記芯線間の扁平面を形成する段階と、前記芯線が互いに圧延された面を介して接触し、一直線又は平行に延長されるようにする段階と、を含む。

本発明のタイヤ補強用スチールコードによれば、下撚りを構成する芯線が扁平面を含み、前記扁平面を介して、芯線が互いにほぼ面接触して撚線されるように配置されることにより、フレッティング（ｆｒｅｔｔｉｎｇ）による摩耗が減少し、優秀な耐疲労性を得ることができ、ゴム浸透性にすぐれ、スチールコード内部への水分浸透及び腐食伝播が抑制され、寿命延長が可能になり、信頼性が増大する。併せて、タイヤ補強用スチールコードの軽量化が可能であり、異方性による応力分散効果が達成される。

併せて、扁平状の下撚りの構成が、上撚りのストランディング工程と同時に進行されることにより、生産性が改善されて製造コストが節減される。

また、撚線時、下撚りがもつれることなしに上撚りと撚り合わされ、上撚りを構成する素線が、経時的に同一撚入率で撚られることによって、安定した形態を構成することができる。すなわち、扁平面を有する下撚りがもつれることなしに供給されることにより、下撚りの形態が崩壊されず、安定した構造の多層撚り扁平コードの製造が可能である。

本発明のタイヤ補強用スチールコードを使用したタイヤによれば、タイヤ補強用スチールコードが非円形断面を有し、短径方向に埋め込まれる場合、円形のタイヤ補強用スチールコードに比べ、強度の低下なしに、タイヤに使用されるゴムの厚みを薄くすることができるので、原価節減効果を有することができる。併せて、タイヤ補強用スチールコードの短径方向に低い曲げ強度を有することにより、乗り心地が良好になるだけではなく、スチールコードの長径方向に高い曲げ強度を有することにより、コーナリング時に高いコーナリングフォースを発生させ、安定したコーナリングを可能にし、走行性及び操縦が向上する。

本発明の一実施形態によるタイヤ補強用スチールコードの一部分解図である。本発明の一実施形態によるタイヤ補強用スチールコードの一部分解図である。本発明の一実施形態によるタイヤ補強用スチールコードの断面図である。本発明の一実施形態によるタイヤ補強用スチールコードの断面図である。本発明の一実施形態によるタイヤ補強用スチールコードの断面図である。本発明の一実施形態によるタイヤ補強用スチールコードの断面図である。本発明のタイヤ補強用スチールコードを製造する工程を示した工程図である。本発明のタイヤ補強用スチールコードを製造する工程を示した工程図である。本発明のタイヤ補強用スチールコードを含んだ多層撚り構造のタイヤ補強用スチールコードの断面図である。本発明のタイヤ補強用スチールコードを含んだ多重撚り構造のタイヤ補強用スチールコードの断面図である。本発明のタイヤ補強用スチールコードを含んだ複層撚り構造のタイヤ補強用スチールコードの断面図である。本発明のタイヤ補強用スチールコードを使用したタイヤの部分断面図である。図８に図示された領域の部分拡大図である。

以下、添付された図面を参照し、本発明による望ましい実施形態について説明する。

本発明の利点、特徴、及びそれらを達成する方法は、添付される図面と共に詳細に説明されている実施形態を参照すれば、明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現され、ただ本実施形態は、本発明の開示が完全なものにし、本発明が属する技術分野で当業者に、発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、特許請求の範囲によって定義されるのみである。明細書全体にかけて同一参照符号は、同一構成要素を指す。

空間的に相対的な用語である「下部」、「上部」、「側部」などは、図面に図示されているように、１つの部材または構成要素と異なる部材または構成要素との相関関係を容易に記述するために使用される。空間的に相対的な用語は、図面に図示されている方向に加え、使用時または動作時に、部材の互いに異なる方向を含む用語と理解されなければならない。例えば、図面に図示されている部材を逆さまにする場合、他の部材の「上部」と記述された部材は、他の部材の「下部」に置かれる。従って、例示的な用語である「上部」は、上下方向をいずれも含んでもよい。部材は、他の方向にも配向され、それによって、空間的に相対的な用語は、配向によって解釈される。

本明細書で使用された用語は、実施形態について説明するためのものであり、本発明を制限するものではない。本明細書において、単数形は、文言で特別に言及しない限り、複数形も含む。明細書で使用される「含む」及び／または「含むところの」は、言及された部材以外の一つ以上の他の部材の存在または追加を排除するものではない。

他の定義がなければ、本明細書で使用される全ての用語（技術的用語及び科学的用語を含む）は、本発明が属する技術分野で当業者に共通して理解される意味に使用される。また、一般的に使用される事前に定義されている用語は、明白に特別に定義されていない限り、理想的にまたは過度に解釈されるものではない。

図面において、各部の厚みや大きさは、説明の便宜性及び明確性のために誇張されたり省略されたり、あるいは概略的に図示されたりしている。また、各構成要素の大きさと面積は、実際の大きさや面積を全面的に反映するものではない。

また、実施形態において、本発明の構造について説明する過程において言及する方向は、図面に記載したところを基準にする。明細書において本発明をなす構造に係わる説明において、方向に係わる基準点及び位置関係を明確に言及しない場合、関連図面を参照する。

図１Ａ及び図１Ｂは、本発明のタイヤ補強用スチールコードの一部分解図であり、図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の一実施形態によるタイヤ補強用スチールコードの断面図であり、図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の一実施形態によるタイヤ補強用スチールコードの断面図を図示した図面である。

図１Ａないし図３Ｂを参照すれば、本発明のタイヤ補強用スチールコード１は、内側の芯部領域に配置された下撚り１００、及び前記下撚り１００の外周面を覆い包むように構成された上撚り２００を含んで構成される。

下撚り１００は、複数の芯線１１０を含むように構成される。一方、芯線１１０の本数は、図１Ｂに図示されているように、４本でもあり、望ましくは、２本ないし７本の素線によって構成されるが、それに限定されるものではない。

芯線１１０は、例えば、所定の剛性及び弾性を有する金属材質から構成され、望ましくは、高張力鋼線の表面に、黄銅がメッキされるように構成される。

それぞれの芯線１１０は、一部分に、長手方向に延長されるように形成された扁平面１１２を含む。扁平面１１２は、他の領域に比べ、曲率が小さく形成された領域であって、曲率半径が無限大である一般的な平面だけではなく、前記芯線１１０の直径方向断面視、他部分に比べて曲率半径が非常に大きく、ほぼ偏平に形成された領域も含む。従って、本明細書で扁平面とは、完全な平面に形成された部分以外に、曲率半径が他の部分に比べて大きい部分をいずれも含むとする。

前記扁平面１１２は、例えば、所定の圧延工程を介して形成される。すなわち、数本の素線を撚り合わせた後、ローラによる圧延加工方向に互いに接した素線同士相互圧搾させることにより、前記扁平面１１２が形成される。しかし、前記扁平面１１２は、前記圧延加工による形成以外に、他の方法によっても形成され、それに限定されるものではない。併せて、圧延によって加工されて形成された扁平面１１２だけではなく、全形態の扁平断面が形成され、図面に図示されているように限定されるものではないということは自明である。

下撚り１００を構成する芯線１１０に、前記扁平面１１２が形成されることにより、前記芯線１１０間の面接触が達成される。すなわち、図１ないし図２Ｂに図示されているように、芯線１１０は、前記扁平面１１２を介して互いに接して配置されることにより、芯線１１０間の面接触が達成される。

また、一実施形態によれば、図１Ｂのように、下撚り１００を構成する芯線１１０は、互いに撚線されて撚られた形態を有するようにも構成される。すなわち、前記下撚り１００は、数本の芯線１１０が撚線されて撚られた構成を有することができる。このとき、前記下撚り１００の構成は、数本の芯線１１０を設けて撚線させた後、前記撚線された下撚り１００を圧搾することにより、前述の扁平面１１２が形成されるように構成される。すなわち、前記撚線された芯線１１０が圧搾され、互いに対して加圧されることにより、前記扁平面１１２が形成される。

それにより、前記それぞれの芯線１１０は、互いに撚り合わされて撚線されると同時に、前記扁平面１１２を介して、互いの面接触状態を維持することができる。ここで、面接触とは、芯線１１０と芯線１１０とが前記扁平面１１２を介して面積を有しながら接触することにより、完全に当接して接触する場合だけではなく、芯線１１０が部分的に所定の距離を有する場合、あるいは完全な平面同士ではなく、平面と曲面とが接触した場合、及び芯線１１０が互いに斜めになって接触した場合も含む。

一方、図１Ｂのように、一の実施形態においては、前記芯線１１０は、互いに撚り合わされずに、互いに平行にも延長される。すなわち、図１Ａに図示されているように、２本の芯線１１０が下撚り１００を構成するが、前記芯線１１０は、互いに撚り合わされずに延長される。前記２本の芯線１１０は、それぞれ圧延後に撚り合わせなしに投入される。

併せて、図２Ａに図示されているように、前記扁平面１１２は、それぞれの芯線１１０の少なくとも一部分に形成されるが、それぞれの芯線は、部分的に扁平面がない部分をも含むが、それに限定されるものではない。それにより、前記それぞれの芯線１１０は、全面的に面接触するものではなく、少なくとも部分的に面接触してもよい。

上撚り２００は、前記下撚り１００の外周面を覆い包むように構成される。

上撚り２００は、複数本の素線２１０を含み、前記素線２１０は、前記下撚り１００の長手方向軸を中心軸にし、前記下撚り１００の外周面を覆い包むように撚線される。すなわち、複数本の素線２１０が、前記下撚り１００の長手方向軸を中心に、前記下撚り１００の外周面を覆い包みながら撚り合わされることにより、上撚り２００が構成される。

上撚り２００の構成において、インアウト二度撚り特殊撚線機が使用される。かようなインアウト二度撚り特殊撚線機は、下撚り供給台が撚線機内部に配置され、巻き取り器が外部に配置される。

前記インアウト二度撚り特殊撚線機を使用して上撚り２００を構成する場合、前記上撚り２００を構成する素線２１０は、一定ピッチで撚線されて一次的な撚り合わせを有し、次に、解撚器を介して解撚された後、前記下撚り１００の外周に撚線される。前記のように、上撚り２００を構成する素線２１０が一次撚線され、次に、解撚された後、前記下撚り１００の外周に撚線されることにより、前記素線２１０は、一定ピッチの撚り形状（ｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇ）を有した状態で下撚り１００に撚線される。

このとき、前記上撚り２００の撚線時、下撚り１００がもつれることなしに上撚り２００と撚り合わされ、上撚り２００を構成する素線２１０が経時的に同一撚入率で撚られることによって、安定した形態を構成することができる。すなわち、扁平面１１２を有する下撚り１００がもつれることなしに供給されることにより、下撚り１００の形態が崩壊されず、安定した構造の多層撚り扁平コードの製造が可能である。

一方、上撚り２００を構成するそれぞれの素線２１０も、扁平面を有することができる。前記上撚り２００の素線２１０に形成された扁平面は、例えば、前記上撚り２００を構成する素線２１０を、前記下撚り１００の外周面に対して撚線した後で冷間圧延することによって形成される。一方、かような冷間圧延工程を遂行することにより、本発明によるタイヤ補強用スチールコード１は、断面が非円形に構成され、例えば、図２Ａ及び図２Ｂに図示されているように、長径及び短径を有することができる。

併せて、上撚り２００は、複数の素線２１０からなる数層の層を有する多層撚り構造を有することができ、このとき、各層の素線２１０の撚り方向は、層間の同撚あるいは異撚でもあるが、それに限定されるものではない。

一方、下撚り１００を構成する芯線１１０と、上撚り２００を構成する素線２１０は、互いに異なる材質によって形成されるか、あるいは互いに異なる直径、引っ張り強度などを有することができるが、それに限定されるものではない。

芯線１１０に扁平面１１２が形成されることにより、芯線１１０は、短径Ｌ１及び長径Ｌ２を有することができる。望ましくは、芯線１１０の短径Ｌ１対比で、長径Ｌ２の比は、１．０５ないし３でもある。すなわち、長径Ｌ２の大きさは、短径Ｌ１の１．０５倍ないし３倍でもある。短径Ｌ１対比で長径Ｌ２の比が１．０５より小さい場合、扁平面１１２の面積が減少し、扁平化による芯線１１０間の面接触が達成されないこともある。一方、短径Ｌ１対比で長径Ｌ２の比が３より大きい場合、圧延工程が過度に行われ、圧延工程による素線２１０のダメージが大きいために、本発明の利点である耐疲労性が獲得され難い。

本発明によるタイヤ補強用スチールコード１を構成する芯線１１０及び素線２１０の直径は、０．０８ｍｍないし０．５ｍｍであることが望ましい。一方、芯線１１０の場合、直径は、長径Ｌ２と短径Ｌ１をと含み、長径Ｌ２は、最大０．５ｍｍであり、短径Ｌ１は、最小０．０８ｍｍでもある。例えば、芯線１１０及び素線２１０の直径が０．０８ｍｍより小さいか、直径が０．５ｍｍより大きい場合、タイヤ補強用スチールコード１の構成及び工程が困難となり、タイヤ補強用スチールコード１の構成に不均一が生じる。

一方、芯線１１０及び素線２１０の引っ張り強度は、２８０ｋｇｆ／ｍｍ^２ないし４５０ｋｇｆ／ｍｍ^２であることが望ましい。例えば、引っ張り強度が４５０ｋｇｆ／ｍｍ^２を超える場合には、素材の硬度が過度に高く、加工中で断線されやすくなり、従って、タイヤ補強用スチールコード１の生産性が低下する。

以下では、前記のような構造を有するタイヤ補強用スチールコード１の効果についてさらに詳細に敍述する。

本発明によるタイヤ補強用スチールコード１は、下撚り１００を構成する芯線１１０が長手方向に延長されるように形成された扁平面１１２を含み、前記扁平面１１２を介して、芯線１１０が互いに面接触するように配置されることにより、芯線１１０の配置がさらに均一になる。すなわち、面接触を介して、複数の芯線１１０間の接触面積が増加することにより、下撚り１００の構成がさらに容易に形成される。併せて、上撚り２００撚線工程を含んだその後の工程段階、保管段階及び使用段階において、下撚り１００を構成する芯線１１０の離脱が望ましい位置で防止され、タイヤ補強用スチールコード１の信頼性が改善することができる。

また、走行時、タイヤ内部において、芯線１１０の動きを最小化し、その素線２１０間の接触による摩擦摩耗（フレッティング）現象を最小化するという効果がある。また、素線２１０の動きによる通過界面層に賦課される動的荷重を最小化し、タイヤ補強用スチールコード１とゴムとの剥離を防止するという効果がある。

併せて、芯線１１０が扁平面１１２を介して、互いに面接触するように配置されることにより、タイヤ補強用スチールコード１を形成する芯線１１０及び素線２１０の配置がさらに均一になる。

また、タイヤ補強用スチールコード１の長手方向に沿って、タイヤ補強用スチールコード１の内側に形成された芯線１１０及び素線２１０の間の空間に、他の材質が容易に浸透することができる。例えば、本発明によるタイヤ補強用スチールコード１が、タイヤ補強材として使用される場合、前記タイヤ補強用スチールコード１の内側に形成された芯線１１０及び素線２１０の間の空間に、ゴムが均一に浸透することができる。従って、タイヤ補強用スチールコード１の疲労に対する特性が向上する。また、低荷重伸び率の増加なしに、ゴムの浸透性を高め、水分や塩水がその素線２１０間で浸透し、タイヤ補強用スチールコード１とゴムとの通過界面を破壊することが防止されるという効果がある。

一方、芯線１１０間の面接触によって、前記芯線１１０から構成された下撚り１００を含む本発明によるタイヤ補強用スチールコード１は、図２Ａ及び図２Ｂに図示されているように、非円形断面を有することができる。従って、本発明によるタイヤ補強用スチールコード１は、短径Ｍ１及び長径Ｍ２を有することができる。例えば、本発明によるタイヤ補強用スチールコード１が、短径Ｍ１方向に、ゴムシート（図示せず）内に埋め込まれるとき、円形のタイヤ補強用スチールコード１に比べ、強度の大きい低下なしに、ゴムシート（図示せず）の厚みを薄くすることが可能であり、タイヤの軽量化が可能であるという効果がある。

また、一般的に使用される、３＋９＋１５×０．２２＋１ＨＴ構造と比べ、類似した引っ張り強度範囲において、素線数と工程数とが減少し、製造原価節減においてさらに有利である。

また、本発明によるタイヤ補強用スチールコード１は、非円形断面を有することにより、短径方向に低い曲げ強度を有し、長径方向に高い曲げ強度を有することができる。従って、ユーザの選択により、タイヤ補強用スチールコード１の配置を変更することにより、１つのタイヤ補強用スチールコード１で、複数の効果を得ることができる。例えば、本発明によるタイヤ補強用スチールコード１をタイヤ補強用として使用する場合、タイヤ補強用スチールコード１の配置によって、乗り心地が改善され、安定したコーナリングを可能にするタイヤを具現することができる。それについては後述する。

図４Ａ及び図４Ｂは、本発明によるタイヤ補強用スチールコード１を製造する工程を示した図面である。

後述するタイヤ補強用スチールコード１の製造工程は例示的なものであり、それに限定されるものではない。例えば、それぞれの工程は、その間に別途の工程を含んだり、あるいは工程手順が変わったりもし、それに限定されるものではない。

図４Ａによれば、まず、複数の芯線１１０を撚り合わせて圧延機に供給して圧延する。このとき、芯線１１０は、前述のように、高張力鋼線の表面に黄銅がメッキされた構成を有することができる。併せて、前記芯線１１０が互いに撚線されて撚り合わされ、下撚り１００を構成することができる。

前記芯線１１０が撚線されて構成された下撚り１００を、圧延機を介して圧延し、芯線１１０の少なくとも一領域に扁平面を形成する。圧延工程は、所定の圧延ローラ間に、前記芯線１１０を入れて圧搾することによって遂行される。芯線１１０が、圧延ローラ間を通過し、複数の芯線１１０が互いに当接して圧延されることにより、前記芯線１１０が互いに圧搾される部位に、扁平面１１２が形成され、前記扁平面１１２は、芯線１１０の長手方向に延長される。一方、前述のように、芯線１１０の短径対比で、長径の比は、１．０５ないし３であることが望ましく、圧延ローラＲ間の間隙、あるいは圧延ローラの材質などを調節し、芯線１１０の短径対比で、長径の比を調節することができる。

前述のように、下撚り１００を構成する芯線１１０は、前記圧延工程によって形成された扁平面１１２によって面接触するように構成される。従って、円形断面の芯線１１０を配置する場合に比べ、芯線１１０間の配置がさらに容易に構成され、工程効率性が改善される。

次に、前記芯線１１０を介して構成された下撚り１００の外周面に、複数の素線２１０を撚線して上撚り２００を形成する。

素線２１０は、前述のように、芯線１１０と異なる諸元を有するように構成されるが、それに限定されるものではない。下撚り１００の外周面に撚線される素線２１０の本数は、任意の値を有する複数であってもよいが、それに限定されないということは自明である。複数の素線２１０が下撚り１００の外周面に撚線されることにより、上撚り２００が形成され、それによって、本発明によるタイヤ補強用スチールコード１は、（ｍ＋ｎ）構造を有するように構成される。

前述のように、上撚り２００の構成において、インアウト二度撚り特殊撚線機が使用される。かようなインアウト二度撚り特殊撚線機は、下撚り供給台が撚線機内部に配置され、巻き取り器が外部に配置される。また、撚線時、下撚り１００がもつれることなしに上撚り２００と撚り合わされ、上撚り２００を構成する素線２１０が経時的に同一撚入率で撚られることによって、安定した形態を構成することができる。すなわち、扁平面１１２を有する下撚り１００がもつれることなしに供給されることにより、下撚り１００の形態が崩壊されず、多層撚り扁平コードの製造が可能である。

前記上撚り２００と下撚り１００との撚線原理について詳細に説明すれば、以下の通りである。

図４Ａを参照して説明すれば、まず、上撚り供給台Ｏの回転ホイールが回転し、上撚り２００を構成する素線に撚りを与える。ここで、前記上撚り２００を構成する素線は、最大ピッチに撚線され、それにより、上撚り２００を構成する素線同士は、一定ピッチで一次的な撚り合わせが発生し、前記撚り合わせによって、個別素線には、所定の撚り形状（ｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇ）が形成されるような効果が生じる。

次に、解撚器Ｐでそれを解撚する。すなわち、前記過程により、上撚り供給台Ｏで撚られているコードを解撚し、前記上撚り２００の素線は、撚り合わせが解け、それぞれ一定ピッチの撚り形状を有するようになる。

次に、回転ホイールＱが回転し、回転しない重ね撚り供給台Ｓと撚り合わされ、上撚りと下撚りとの撚り合わせが行われる。このとき、重ね撚り供給台Ｓが回転しないので、撚り合わせを付与した後で扁平化をさせた下撚りがもつれることなしに、上撚りと撚り合わされ、下撚りの形態崩壊なしに、多層撚り扁平コードを製造することができる。

前記上撚りと下撚りとの撚り合わせ過程において、一般的な二度撚り撚線機（ｂｕｎｃｈｅｒ）と違いが生じる。すなわち、一般的な二度撚り撚線機の場合、上撚りの撚り合わせと解撚との過程がないために、１個の回転ホイールで重ね撚りが共に行われ、重ね撚りがほつれながらほつれが生じる。

一方、本発明によるタイヤ補強用スチールコードの製造方法によれば、インアウト二度撚り特殊撚線機を使用することにより、重ね撚りにほつれなしに上撚りとの撚り合わせが行われる。

一般的な円形断面の構造を有するスチールコードの場合、円周方向に長さが同一であるので、上撚りと共に重ね撚りがほつれを受けても、製品の形成に無理がないが、扁平コードの場合、互いに異なる直径を有する長径と短径とが存在するので、ほつれを受ける場合、製品形態が変形される恐れがある。

従って、本発明によるタイヤ補強用スチールコードの製造方法によって、インアウト二度撚り特殊撚線機を使用して撚線を行う場合、偏平な重ね撚りを有するスチールコード製造に有利である。

次に、上撚り２００及び下撚り１００の撚り合わせを介して形成されたタイヤ補強用スチールコード１を、冷間圧延することができる。冷間圧延によって、上撚り２００を構成するそれぞれの素線２１０も、扁平面を有することができる。一方、かような冷間圧延工程を遂行することにより、本発明によるタイヤ補強用スチールコード１は、断面が非円形に構成され、図２Ａに図示されているように、長径及び短径を有することができる。

一方、図４Ｂによれば、２本の素線を二度撚り特殊撚線機の重ね撚り供給台に投入した後、個別圧延を介して、扁平面を有する下撚り１００を獲得し、前記下撚り１００を構成する素線は、互いに撚り合わせなしに平行に延長される。すなわち、長手方向に２本の素線が周期的にほつれずに平行に延長される。

このとき、個別素線は、ａ位置で圧延を介して扁平化され、かような製造工程を介して、図２Ｂのような断面を有するタイヤ補強用スチールコード１が製造される。

前記図４Ａ及び図４Ｂによる製造方法の差は、図４Ａによれば、撚られている下撚り１００を圧延し、二度撚り特殊撚線機でスチールコードが製造される一方、図４Ｂによれば、撚りのないそれぞれの下撚り１００素線を圧延した後、二度撚り特殊撚線機でスチールコードが製造されるというものである。このとき、下撚り１００に撚り合わせがない理由は、重ね撚り供給台で、下撚り１００がほつれを受けずに、上撚り２００と撚り合わされるために、下撚り１００素線間には、撚り合わせがなく、上撚り２００が前記撚りのない下撚り１００を覆い包むと理解される。

図５ないし図７は、本発明によるタイヤ補強用スチールコード１を含んだ多層撚り、多重撚り及び複層撚りの構造を概略的に図示した断面図である。

図５ないし図７を参照すれば、本発明によるタイヤ補強用スチールコード１は、多層撚り構造、多重撚り構造及び複層撚り構造を有するタイヤ補強用スチールコードに含まれて使用される。このとき、複層撚り構造は、多層撚り構造及び多重撚り構造が混合された構造を有するものであると定義する。例えば、本発明によるタイヤ補強用スチールコード１は、多層撚り構造を有するタイヤ補強用スチールコードＡの下撚りとして使用されるか、あるいは多重撚り構造を有するタイヤ補強用スチールコードＢの一部、あるいは複層撚り構造を有するタイヤ補強用スチールコードＣの一部を構成することができるが、それらに限定されるものではない。

図８は、本発明によるタイヤ補強用スチールコード１を含んだタイヤの部分断面図であり、図９は、図８のＫ領域を拡大図示した拡大図である。

図８及び図９を参照すれば、本発明によるタイヤ補強用スチールコード１を含んだタイヤ２は、ベルト層３００を含み、前記ベルト層３００に、タイヤ補強用スチールコード１が埋め込まれる。

ベルト層３００は、走行時、タイヤ２が外部から受ける衝撃を緩和すると同時に、タイヤ２外側の割れや外傷が、タイヤ２の内部部材に直接達されることを防止する。ベルト層３００は、一般的にタイヤ補強用スチールコード１にゴムを被せてなる。前記ゴムは、天然ゴム及び合成ゴムのうち少なくとも一つを使用することができるが、望ましくは、天然ゴムと合成ゴムとを一定比率で混合した混合ゴムを使用することができる。

一方、ベルト層３００は、単層あるいは複層に形成されるが、それらに限定されるものではない。望ましくは、ベルト層３００は、タイヤ２に加えられる荷重や衝撃からタイヤ２を支持する役割、外部損傷からタイヤ２内部部材を保護する役割などを分担するように、複層を有するように形成される。

図９を参照すれば、本発明によるタイヤ補強用スチールコード１は、タイヤ補強用スチールコード１の短径方向と、タイヤ２の半径方向とがほぼ一致するように埋め込まれる。

すなわち、本発明によるタイヤ補強用スチールコード１は、厚みが薄く構成された短径方向が、タイヤ２の半径方向、及びベルト層３００の厚み方向とほぼ一致するように埋め込まれるので、ベルト層３００の厚みＤを薄くすることができ、タイヤ補強用スチールコード１の埋め込みに必要なゴム量が軽減され、併せて、タイヤ２の軽量化を達成することができる。一方、使用されるゴム量が軽減されることにより、タイヤ２の製造コストが節減される。

図８に図示されているように、自動車の走行時、タイヤ２に含まれたベルト層３００は、タイヤ２の半径方向に、第１曲げ応力Ｓ１を受け、タイヤ２の回転軸方向に、第２曲げ応力Ｓ２を受ける。本発明によるタイヤ補強用スチールコード１は、短径方向とタイヤ２の半径方向とがほぼ一致するように埋め込まれるので、タイヤ２の半径方向に作用する第１曲げ応力Ｓ１に対して柔軟に作用することができる。従って、自動車の走行時、走行面に形成された凹凸などによる衝撃をさらに容易に吸収し、優秀な乗り心地を達成させることができる。

一方、本発明によるタイヤ補強用スチールコード１は、長径方向と、タイヤ２の回転軸方向とがほぼ一致するように埋め込まれるので、タイヤ２の回転軸方向に作用する第２曲げ応力Ｓ２に対して大きい剛性を有することができる。従って、自動車の走行時、コーナリングなどの場合、高いコーナリングフォースを発生させ、タイヤ２が一方に偏る現象が防止され、良好なコーナリングが可能になる。

以上、望ましい実施形態について図示して説明したが、本発明は、前述の特定実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を外れることなしに、当該発明が属する技術分野で当業者によって多様な変形実施が可能であるということは言うまでもなく、かような変形実施は、本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されるものではない。

本発明のタイヤ補強用スチールコードは、例えば、機能性タイヤ関連の技術分野に効果的に適用可能である。

１タイヤ補強用スチールコード
２タイヤ
１００下撚り
１１０芯線
１１２扁平面
２００上撚り
２１０素線
３００ベルト層
Ｄベルト層の厚み
Ｌ１短径
Ｌ２長径
Ｍ１短径
Ｍ２長径
Ｓ１第１曲げ応力
Ｓ２第２曲げ応力

Claims

複数の素線が撚線されて構成された上撚り、及び複数の芯線が撚線されて構成された下撚りを含み、前記上撚りは、前記下撚りの外側に撚線されるように構成されるタイヤ補強用スチールコードの製造方法であって、
上撚り供給台の回転ホイールが回転し、上撚りを構成する素線に撚りを与える段階と、
解撚器で前記素線を解撚する段階と、
重ね撚り供給台から下撚りを提供する段階と、
回転ホイールが回転し、前記上撚りを前記下撚りに撚線する段階と、を含み、
前記下撚りを提供する段階は、
複数の芯線を撚線して下撚りを構成する段階と、
前記下撚りを加圧し、前記芯線間の扁平面を形成する段階と、を含むことを特徴とするタイヤ補強用スチールコードの製造方法。
複数の素線が撚線されて構成された上撚り、及び複数の芯線が撚線されて構成された下撚りを含み、前記上撚りは、前記下撚りの外側に撚線されるように構成されるタイヤ補強用スチールコードの製造方法であって、
上撚り供給台の回転ホイールが回転し、上撚りを構成する素線に撚りを与える段階と、
解撚器で前記素線を解撚する段階と、
重ね撚り供給台から下撚りを提供する段階と、
回転ホイールが回転し、前記上撚りを前記下撚りに撚線する段階と、を含み、
前記下撚りを提供する段階は、
前記それぞれの芯線を圧延し、前記芯線間の扁平面を形成する段階と、
前記芯線が互いに圧延された面を介して接触し、平行に延長されるようにする段階と、を含むことを特徴とするタイヤ補強用スチールコードの製造方法。