JPS6163792A - スチ−ルコ−ド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、車両用ゴムタイヤのような弾性物の補強用
のスチールコードに関する。このような肝二、。−８よ
、うイ、。、。３ｏ−エ。、８．。

閥（一般には０．１４乃至０．、４０ｍｒＲ＞の直径を
有するコードから成り、その材料の鋼は、一般に、少な
くとも２００ＯＮ／＃ＩＩｌ！２　（高引張り強さに対
しては３０００　Ｎ　／　ｍ　２以上）の引張り強さと
少なくとも１％（望ましくは２％）の破断延び（ｒｕｐ
ｔｕｒｅ　　ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）を持つフェライト
状態の炭素鋼（望ましくは炭素が０．６５乃至ｏ、９５
％）である。スチールワイヤは、一般に、補強のため必
要なゴムの付着性を得るために、更に、銅、亜鉛、黄銅
、三元黄銅合金、又はこれらの組合わせた材料の、厚さ
０．０５乃至０．４０ミク゛ロン（望ましくは０゜１２
乃至０．２２ミクロン）のゴム付着性のコーティングを
有する。このコーティングは、又、ゴムの浸透と付着を
確実にするために化学的プライマ材の薄膜であってもよ
い。

［従来の技術］ 公知のコードの構造としては、４本のワイヤを同じピッ
チで撚り合せて１本の束に形にしたものがある。この構
造には、トラックや乗客用自動車のタイヤ用として、ワ
イヤ直径が０．１４乃至０．４０ｍｍ（望ましくは０．
１９乃至０．３１ｍ）、撚りピッチがワイヤ直径の３５
乃至１００倍のものが用いられる。

このようなコードは、通常、クローズ型４×１構造、即
ち、横断面でワイヤの中心がワイヤの直径に等しい辺を
持つ正方形の頂点にある構造をなしている。然し、この
コードは、内部に加硫中にゴムが充填されない空所が残
っており、湿気がこの空所を通って長手方向簡単に移動
し、このために腐蝕を生じる。このため、オーブン型４
×１構造のコードを製造する事が提案された。この構造
は、ワイヤの中心は同じく正方形の頂点又はその近傍に
あるが、この正方形はワイヤ直径よりも大きな辺を有し
、このため、ワイヤが離間しており、内部の空所は加硫
中にゴムが浸透するようになっている。然し、このコー
ドは加硫中にゴム内へ入れるに困難がある。このコード
の導入の間、オーブン型コードは張力を受けて延ばされ
、ワイヤが互いに引き寄せられてクローズ型コードに成
る。

このために、更に、これに代るものとして、クローズ型
２＋２構造が提案された。この構造は、第１のストラン
ドと第のストランドから成る２本のストランドをあるピ
ッチｐで互いに撚り合せ、第１のストランドは、螺旋状
に変形されて平行に並べられた２本のワイヤより成り、
第２のストランドは、同ピッチｐで互いに撚り合わされ
た２本のワイヤより成り第１ストランドの周りに撚られ
て構成されている。゛このコードは、ゴムの浸透は良い
けれども、大きな疲労抵抗を目的としたり、燃料の消費
量に重要であるタイヤの軽量化を必要とする場合には不
向きである。このコードは特に丸くなくブライ中受ない
本数しか置けず、更に、プライも厚くなければならない
から、むしろ広幅になる。

従って、１種のコードでタイヤを軽量にし、疲労抵抗が
高く、腐蝕抵抗を得るためのゴムの浸透度が＾い事を鼎
立させる事が困難であると考えられる。

［発明が解決しようとする問題点］ 従って、この発明の目的は、上記の３条°件が十分に充
足されるワイヤコードを提供する事にある。

［問題点を解決するための手段、作用・効果］この発明
に基づくワイヤコードは、実質的に同直径を有する第１
の対のワイヤとこの第１の対のワイヤの平均直径以下の
直径を有する第２対のワイヤから成り、一方の対のワイ
ヤの各々が他方の対のワイヤの１本に円周方向に連なる
ように配列された４本のワイヤを同ピッチで撚り合せて
形成した束から成り、スチールコードが牽引されている
状態で、該第１の対のワイヤが緊密に撚り合わされ、第
２の対のワイヤは該第１の対のワイヤから離間するｖ４
造にしたものである。

望ましくは、第２の対のワイヤ各々の直径が、第１の対
のワイヤの平均直燐よりも、例えば、０．６乃至０．８
５倍のように、小さくなっている。

換言すれば、第１の対のワイヤは出来るだけ緊密に撚り
合わされているが、第２の対のワイヤは緩く撚られ、望
ましくは細くなっている。このワイヤを延ばした状態（
牽引状態）で加硫しつつあるゴム内に入れる必要がある
場合、第１の対のワイヤは実用上完全に緊締されている
から、コードは締付けられてもこれ以上はとんど延びな
いで、この延ばされた状態では、第２の対の２本のワイ
ヤが緩く撚り合わされており、距離を保っている事から
、ゴムの浸透が確実になる。更に、このコードの構造は
十分な丸さを示しており、この幾何学形状の変化は、ハ
ンター疲労試験法（Ｈｕｎｔｅｒ　　’ｒａｔｔｇｕｅ
　　ｔｅｓｔ＞によって測定されているように、疲労抵
抗を犠牲にしていない。

第１の対の２本のワイヤは同じ直径であるには及ばない
。“実質的に同じ”であれば十分である。

例えば、直径が異なる場合、一方のワイヤの直径は他方
のワイヤの直径の１２０％（望ましくは１１０％）を超
えてはならない。　　−必須事項ではないが、自由状態
の場合、第１の対のワイヤは、構造体の延び（即ち、牽
引されていない直線の状態から延ばされた状態へ至るま
でに構造体（即ち、コード）にかけられも緊締力（ない
しは引張り力）による延び率εｍ（％））が次式で与え
られる値を超えないように、可能なだけ緊密になってい
なければならない。

εｍ（％）−３４，５（πＤａ／ｐ）２更に、次式が望
ましい。

εｍ（％）−１６，１２５（πＤａ／ｐ）２ここで、□
ａは上記の２本のワイヤの平均直径であり、ｐは撚りピ
ッチである。

長手方向へ幾何学的に均等に撚られていると、この事は
、直線に延ばされた状態での第１の対の２本のワイヤ間
の距離はこれらのワイヤの平均直径の０．３倍（望まし
くは０．１５倍）を超えない事に対応する。

コードの牽引状態では、第１の対のワイヤの、第２の対
のワイヤからの距離（空隙）が第１の対のワイヤ平均直
径の０．０５乃至０．３０倍の範囲にある事が望ましい
。下限はゴムの浸透が確実に行われるのが十分に補償さ
れるように設定され、上限は、通常の負荷がかかった場
合に２本の緩いワイヤが実質的にこれらの負荷を受ける
のに参加するのに必要な程度に設定される。コードはそ
れの長手方向に幾何学的に正確に均一になっていないか
ら、上記の空隙は長手方向の平均距離（平均空隙）を意
味する事になる。

このコードは、ワイヤ直径が０．２５乃至０゜３８Ｍの
４×１コードの代りとして、軽トラツク又は乗客自動車
用タイヤに使用出来る寸法、即ち、第１の対のワイヤの
平均直径が０．１４乃至０．４０ｔｍの範囲、撚りピッ
チが上記の平均直径の３５乃至８０倍の範囲のものに用
いられる。

［実施例］ 以下に図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明
する。

第１図は、この発明に基づくスチールワイヤが緊張状態
ないしは牽引状態にある時のコードの１実施例の横断面
を示す。このコードは直径０．２８ｍの第１の対のスチ
ールワイヤ１．・、２と、直径０．２２Ｍｍの第２の対
のスチールワイヤ３゜４より成る。これらの４本のスチ
ールワイヤ（以下単に「ワイヤ」と言う）は１４ｍ＋の
同じピッチで撚り合わされて１つの束を形成する。牽引
状態では、ワイヤ１．２は、図面に直角にコードの軸方
向へ延びる接触線に沿ってそれの上の、ワイヤの横断面
の接点５で互いに接触している。この接触線の両側にワ
イヤ１．２によって対峙した■字形又はくさび形の凹部
６，７が形成される。これらのくさび形凹部は接触線に
沿ってワイヤのピッチで螺旋状に延びる。他の２本のワ
イヤ３．４は、それぞれ、凹部６，７に嵌合し、これら
の凹部に沿って延びるが、この場合、これらのワイヤ３
．４はワイヤ１，２に接触しないで、ワイヤ１゜２から
コードの全長に亙ったての平均約０．０４Ｍの距１１ｔ
ｄを保っている。従って、第１の対のワイヤ１．２と第
２の対のワイヤ３．４とはコードの円周方向に交互に配
設される。

非牽引状態では、第１の対のワイヤ１．２は必ずしも完
全に緊密に撚られている必要がない。重要な事は、ゴム
内に入れら、れた時に、牽引状態で第°２の対のワイヤ
に緩みがある事である。

従って、非牽引の自由状態では、ワイヤ１．２は撚りの
過程でワイヤ１．２に与えられる螺旋変形に応じて互い
に離れていてもいなくても良い。

但し、離れている場合２は、０．０４２ａｍ＋より離間
しないように十分緊密に撚り合わされている事を要する
。この寸法のコードでは、非牽引状態から牽引状態への
延びが最大０．０６３６％に対応する。

コードは第２図に示すような従来のダブルツイスタ１１
を用いて製造される。４本のワイヤ１乃至４はクリール
から巻戻されて、案内板１２を通過し、撚りダイ１３の
方へ収斂されて束になる。

この撚りダイ１３から束は、更に、ツイスタ１１の方へ
動き、ツイスタ１１の回転軸１５に軸方向に入り、回転
フライヤ１６上を通ってツイスタ１１の他端で回転軸１
５へ戻り、ツイスタ１１内の静止クレードル１７中に軸
方向に入り、キャプスタン１９を通ってボビン１８に巻
取られる。上記束はツイスタ１１を通してキャプスタン
１９によってクリールから引出される。公知のように、
このようなツイスタは、キャプスタン１９によって与え
られる走行速度とフライヤ１６の回転速度との間の関係
によって定まるピッチで４本のワイヤ１乃至４を束に撚
る。第２図のダブルツイスタはツイスタに内臓された巻
取ボビンを有する型のものであるが、ツイスタ外に巻取
ボビンを有するものであっても同様に用いる事が出来る
事は明らかである。

第３図に、ワイヤ１乃至４に予め変形を与える方法が詳
細に示されている。この図は、ワイヤ１゜２．３．４は
、それぞれ、円形の案内板１２に形成された穴２１．２
２．２３．２４を通過する事を示す。案内板１２からの
出口で、ワイヤ１．２は螺旋形に変形される。何故なら
ば、ワイヤ１゜２は穴２１．２２を通過する時に自らの
軸の周りに回転するからである。ここで、ダブルツイス
タ１１により各ワイヤに与えられるねじりは撚りダイを
通して送り返される。公知のように、ワイヤ１．２の予
変形度は案内板１２の中心から穴２１゜２２までの距離
と撚りダイ１３から案内板１２までの距離によって定め
られる。ワイヤ１．２の予変形度を調整する今一つの可
能性としては、第３因（Ｃ）に示すように、穴２１．２
２になる中心穴が形成されたねじ３０を案内板１２に螺
設し、このねじの調整によって、穴２１．２２の出口と
撚りダイ１３との間の距離を調整可能にする事である。

ワイヤ３．４の変形度、即ち、開゛き度は、これらのワ
イヤ３，４が、穴２３．２４を出た後、僅か広がって変
形型２５のリムの上を通り、そこから急速に撚りダイ１
３の方へ収斂する事によって得られる。この変形型２５
は案内板１２に螺入された軸２６を有し、案内板１２か
らの距離を、案内板１２に対して変形型２５を回動させ
る事により、変更する事が出来る。ワイヤ３．４の変形
度はこの案内板１２と変形型２５との間の距離の変更に
よって調整される。

以下に４種のコードに付いてそれらの性質を比較したも
のを示す。

フードＡ：従来の４ＸＯ，２５ｍ＋タイトコード（ｔｉ
Ｑｈｔ　　ｃｏｒｄ）、ピッチ１２．５ｓ；コードＢ：
４ＸＯ，２５ｍオープンコード（ｏｐｅｎ　　ｃａｒｄ
）、ピッチ１４ｍ＋：コードＣ：米国特許第４４０８４
４４号明細書に記載の２＋２Ｘ０．２５厘コード、ピッ
チ１４＃：コードＤ：本発明の実施例のコード２Ｘ０．
２８顛＋２Ｘ０．２２１Ｍ、ピッチ１４ＩＩＩＩＩＩ：
コードＥ：本発明の他の実施例のコード２ＸＯ，２５ａ
ｍ＋２Ｘ０．２５＃Ｗ、ピッチ１４Ｍこれらの５種のコ
ード辷ついて、種々の性質を検査した。検査された性質
は次の通りである。

１１」：空気の流量ｉ／ｈ）で表わされる。長さ２２０
ＩｎＭ１厚さ１５＃１１の円筒形ゴム棒を標準状態で２
０ｂａｒの圧力下で加硫する事によって軸方向へ延びる
４本のコードの周りに形成する。次いで、ゴム棒の両端
の圧力差を徐々に０から９ｂａｒへと上昇させ、空気流
の曲線を記録し、又は、回帰解析法（ｒｅＱｒｅｓｓｉ
ｏｎ　　’ａｎａ＋ｙＳｉＳ）によって計算する。浸透
度は４ｂａｒに於ける空気流量で表わされる。従って、
空気流量が大きい事はゴムの浸透度が悪いと言う事を意
味する。

」Ｌ」１：ハンタ回転ビーム疲労試験法によって測定さ
れる疲労試験で、単位はＮ／＃２である。

二二ＬＬ１：規格ＡＳＴＭ−試験Ｄ２９６９−７６に従
って測定される、コード全長についての平均直径である
。

直」１１シハニλ］Ｌ土−二上記の規格試験に基づいて
最大直径と最少直径との間の最大の広がりを有する位置
で測定された最大直径と最少直径との差の半分と、横断
面の楕円度である。

！：コードが破断する引張り荷重の限界値である。。

ｊＡＯｇｌｇ：タイヤ摩耗対ドライビングコンフォート
（ｄｒｉｖｉｎｇ　　ｃｏｍｆｏｒｔ）を示す値である
。この値が轟過ぎる場合、ドライビングコンフォートが
低いが、タイヤの摩耗が高く、この剛ざが低過ぎる場合
は、逆の事が生じる。剛さが１００乃至２００の範囲の
値が一般的に望ましい。剛さの値εには次式で与えられ
る。

εに−６，６３（ＭＯ−Ｍｏ　−） ここで、Ｍｅ及びＭＯ−は、それぞれ、テーバソー５剛
さ試験器（Ｔａｂｅｒ　　Ｖ−５５ｔｉｆｆｎｌＥｉｓ
ｓ　　Ｔｅ５ｔｅｒ）で７０．ｗのコードのサンプルを
１５°曲げる事と曲げ戻す事をしてテーバ剛さくＴａｂ
ｅｒ　　５ｔｉｆｆｎｅｓｓ）及びテーバカウンタモー
メント（Ｔａｂｅｒ　　ｃ。

ｕｎｔｅｒ　　Ｍｏｍｅｎｔ）をニュートン・ミリメー
トルで表わした値である。コードのサンプルはゴム内に
埋設して直径３ｍにする。

結果は次ページの表の通りである。

この表から、コードＢと本発明の実施例のコードは、浸
透度、疲労抵抗及び十分なコンパクトさについて調和が
とれている。然し、重要な事は、コードの剛さのような
他の必要な性質が失われない事である。然し、コードの
浸透度の良い事は加硫の間張力を避けると言う特別の注
意を払って達成されたが、本発明の実施例のコードでは
その必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は牽引状態にある本発明の実施例のコードの横、
断面図、第２図は本発明に基づくコードを製造するため
のダブルツイスタの縦断面図、第３図は第２図のツイス
タの前加工部の正面図及び断面図である。 １．２−−一第１の対のスチールワイヤ、３．４−−一
第２の対のスチールワイヤ、５−ｍ−接点、 ６．７一−−凹部、 ｄ−−一距離

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）実質的に同直径を有する第１の対のワイヤとこの
   第１の対のワイヤの平均直径以下の直径を有する第２対
   のワイヤから成り、一方の対のワイヤの各々が他方の対
   のワイヤの１本に円周方向に連なるように配列された４
   本のワイヤを同ピッチで撚り合せて形成した束から成る
   弾性物補強用スチールコードに於いて、スチールコード
   が牽引されている状態で、該第１の対のワイヤが緊密に
   撚り合わされ、第２の対のワイヤは該第１の対のワイヤ
   から離間する構造とした事を特徴とするスチールコード
   。 （２）前記第２の対のワイヤ各々の直径は前記第１の対
   のワイヤの平均直径よりも小さい事を特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のワイヤコード。 （３）前記第２の対のワイヤ各々の直径は前記第１の対
   のワイヤの平均直径の０．６乃至０．８５倍である事を
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載のスチールコード
   。 （４）牽引状態では、前記第２の対のワイヤの前記第１
   の対のワイヤからの隙間が前記第１の対のワイヤの平均
   直径の０．０５倍乃至０．３０倍である事を特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかの１に記載
   のスチールコード。 （５）前記第１の対のワイヤの平均直径は ０．１４ｍｍ乃至０．４０ｍｍであり、ワイヤの撚りピ
   ッチは該平均直径の３５乃至８０倍である事を特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかの１に記
   載のスチールワイヤ。 （６）ゴム製品補強用に用いられる事を特徴とする特許
   請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかの１に記載のス
   チールコード。 （７）車両タイヤの補強用に用いられる事を特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかの１に記載
   のスチールコード。