JPS63240402A

JPS63240402A - 補強ストリップ

Info

Publication number: JPS63240402A
Application number: JP62252619A
Authority: JP
Inventors: ルク・ブルゴワ
Original assignee: Bekaert NV SA
Current assignee: Bekaert NV SA
Priority date: 1986-10-10
Filing date: 1987-10-08
Publication date: 1988-10-06

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】本発明は、鋼で形成され、その平面内における曲げこわ
さがこれに垂直な長手方向平面（すなわちストリップの
長手方向軸線を含む平面）内の曲げこわさよりも大きい
、車両用ゴムタイヤのベルトを補強する補強ストリップ
に関する。特に、車両用タイヤの補強用として使用する
もので、この補強ブライは横断面内で少なくとも１５０
０ＩＩＩ１１の半径を有する。このストリップは連続し
た長い帯状に形成し、スプールに巻き、あるいは、１５
乃至５０ｃ■の範囲で約３０ｃｍが好ましい１又は複数
の所定長さの独立した短片状に形成することができる。

更に、上記ストリップは車両用タイヤのゴムバンドに用
途を限定されるものではなく、弾性部材で形成された一
般の製品の補強に用いることができる。すなわち、上記
用途に使用するストリップは所定の特性を有する必要が
あり、この場合、鋼の断面積が０．１５０乃至ｌ■２の
範囲内で０．０５乃至２ＩＩ１１２の範囲内であるのが
好ましく、補強用の鋼部材の引張り強さが２２０ＯＮ　
／　＋ｉ＋ｉ２より大きく、２５０ＯＮ　／　ｍｍ２よ
り大きいのが好ましく、破断時の延びが１．５％より大
きく、更に補強用鋼部材は黄銅等の金属被覆によるゴム
付着性被覆で覆われている必要がある。

米国特許第３．７９４，０９７号には、通常の鋼製コー
ドの代わりにほぼ矩形の短い鋼製ストリップを平行に配
置し、隣接するストリップ間にゴムを充填した車両用ゴ
ムタイヤのベルトブライが記載されている。

通常の鋼製コードを用いる場合には、薄い層内に同量の
補強鋼を配置し、より薄くかつ軽い層を形成することが
できる利点がある。更に、ストリップはベルトの平面内
でより大きな曲げこわさを有し、繰返し作用するせん断
応力による変形及び熱の発生を減少し、このベルトに垂
直な任意平面内における可撓性を良好に保持する利点が
ある。

しかし、従来の鋼製ストリップは、その製造方法に基づ
き、特に引張り強さ及び疲れ限度が小さな機械的特性の
劣る通常の鋼製コードを使用することにより、大きな欠
点を備えている。この従来の方法は、鋼板のスリッティ
ングあるいは丸ワイヤを板状に圧延することにより行な
われる。鋼板をスリッティングする場合は鋭い角部を形
成し、応力及び疲れによるクラックがこの角部に集中す
る。丸ワイヤを冷間で板状に圧延加工する場合は、充分
な引張り強さを得ることができない。これは、充分な引
張り強さが得られる前に停止し、次の圧延加工に必要な
充分な延性を確保する必要があるためである。この次の
圧延加工においても、引張り強さの大きさは再度低下す
る。一般に疲れに対する耐性は、引張り強さの約３３％
であり、一般に上記ストリップは圧延により剥離バース
ト（ｄｅｌａａ＋Ｉｎａｔｉｏｎ　ｂｕｒｓｔｓ）を示
すことから、疲れ強さがＧ００ニュートン／■２に達す
ることは困難であり、一方、通常の高張力鋼性のコード
は約この２倍の疲れ強さを有する。

適当な熱処理を行うことにより、鋼製ストリップの機械
的特性を改善する試みがなされており、この例として米
国特許第４，０１７，３３８号及び第４．１４２．９２
０号がある。しかし、この場合には製造コストが高く、
機械的特性は通常の鋼製コードからまだ離れている。特
に、熱処理によっても剥離バースト（ｄｅｌａｍｌｎａ
ｔｉｎ　ｂｕｒｓｔｓ）は改善できない。

本発明は従来の欠点を解消し、上述の鋼製コードの利点
を備えた補強ストリップを提供することを目的とする。

上記利点を可能な限り確保するため、補強材はストリッ
プ状に形成され、この補強ストリップはこのストリップ
平面内で、これに垂直な軸線方向平面内よりも大きな曲
げこわさく少なくとも２倍）を有する。更に、この補強
ストリップは、外部から力を加えることなく延設したと
きに１の平面内で併置されるスティールワイヤの束で形
成され、これらの隣接するワイヤは全長に沿って接触し
、かつ、互いに拘束してこのストリップの平面内で各ワ
イヤの同一平面内における曲げこわさの合計を大きく超
える曲げこわさを形成する。ここで、大きく超えるとは
、ストリップの平面内における各ワイヤの曲げこわさの
４倍より大きいことが好ましく、少なくとも１倍を超え
ることを言う。

ワイヤを平行に配設して、隣接するワイヤを互いに緩く
拘束する（欧州特許公告公報第００４３５８３号）する
場合は、ストリップの平面内における曲げこわさがこの
平面内における各ワイヤの曲げこわさの合計に等しく、
この合計を越えるものではないことが知られている。こ
れに対し、本発明においてはワイヤが互いに線接触され
て結合されあるいは拘束され、これにより各ワイヤのこ
わさを大きく越えることができ、ストリップ形状であっ
ても利点を得ることができる。

実際に、本発明では、良好な特性を得ることが困難な従
来技術の矩形の鋼製ストリップをその幅に沿って多数の
独立したセクションに小分割するのではなく、引抜き加
工により製造するのに適した断面形状を有するワイヤを
用いる。このワイヤの引抜き加工は従来の方法によって
も、例えば引張り強さ及び疲れ強さがそれぞれ２７５Ｏ
Ｎ　／　ｍｍ２．９０ＯＮ／ｌ１ｌ１２より大きく、更
に３００ＯＮ／ｉｓ２．１００ＯＮ／ｌｌｌ１２より大
きいのが好ましい好適な機械的強さを得ることができる
。ワイヤの数は４乃至７が好ましい。丸ワイヤの場合に
は引抜き及び配置に最も問題がないため、丸ワイヤが好
ましいが、引抜きに適する断面形状であれば、他の断面
形状を備えるものでもよい。各ワイヤの径は０．１５乃
至０．４０ｍ１１の範囲にあるのが好ましい。更に、丸
ワイヤの場合には鋼製ストリップに対して、同量であれ
ばゴムあるいは弾性材の母材に鋼を接着するためのより
大きな表面積が得られる利点がある。この母材内に補強
ワイヤが配設される。

本発明を適用するためには、鋼製ストリップを多数の個
々のセクションに分割するだけでは充分ではなく、それ
ぞれワイヤで形成される。これらのワイヤを１の平面内
で平行に配列した場合には、これらワイヤは互いに緩く
拘束しあって自由に動くことができ、このストリップの
平面内で大きい曲げこわさを形成するという意味でのス
トリップとしては作用しない。この場合のこわさは、平
坦あるいは丸く束ねられた場合でも、各ワイヤのこわさ
の合計に過ぎない。隣接するワイヤをある程度柔軟性を
保持しつつ拘束し、これらワイヤがストリップの平面内
で、同じ平面内における各ワイヤの曲げこわさの合計よ
りもかなり大きな曲げこわさを有するようにする必要が
ある。

ワイヤは例えばラッピングワイヤにより、平坦な束の周
部をこのストリップの幅の１乃至４倍が好ましい短いピ
ッチで巻き付け、隣接するワイヤ間に充分な摩擦抵抗を
形成し、このストリップの平面内で曲げこわさが高めら
れる。必要な場合には、完全に丸いワイヤによる線接触
の代わりに、隣接するワイヤ間の接触面積を大きくする
ことが可能である。ラッピングワイヤは引張り強さの大
きい（平行なワイヤの厚さの７０％を越えない最小径と
し、このストリップの厚さをできるだけ小さくするため
に２００ＯＮ　／　ａｒｍ２より大きい）金属製のワイ
ヤが好ましいが、このラッピングワイヤは小さなピッチ
でストリップに巻かれるため、このストリップの引張り
を分担しない。

平行なワイヤは他の機械的結合手段により一体的に結合
することも可能である。更に、化学接着剤であっても、
このストリップとゴムとの結合を阻害せずかつ横弾性係
数が２．５ＭＮ／ｍ２　（メガニュートン／平方メート
ル）より大きい場合には、この化学接着剤で結合するこ
ともできる。後者の横弾性係数は隣接するワイヤ間を結
合するために必要なものである。−比較すると、車両タ
イヤのベルトに用いられている通常のゴムの横弾性係数
は１．７　ＭＮ／ｍ２より小さく、このゴムは隣接する
ワイヤを緩く拘束するだけである。ゴムの横弾性係数が
２．５ＭＮ／ｍ２より大きい場合は、隣接するワイヤ間
を実際に拘束することができる。機械的手段及び化学的
手段を組合わせ、全体としてスプールに巻かれた長尺の
ストリップ、あるいは所定長さの多数の分離したストリ
ップを形成することができる。

補強ストリップに使用するワイヤは通常の鋼製コードに
用いられるものと同じ種類、すなわち鋼の成分、金属組
織及び物理的特性が処理工程により同じものである。こ
れは、引張り強さが少な（とも２７５ＯＮ　／譚Ｉ１２
、好ましくは少なくとも２３２５−１１３０Ｉｏｇ　ｄ
　Ｎ／ａ＋ａ２（ｄはワイヤの径であり、■単位で現わ
される）、破断時の延びが１．５％より大きく、成分は
カーボン、マンガン及びシリコンがそれぞれ０．６乃至
０．４％（好ましくは０．７乃至０．９％）　、０．２
乃至０．８％及び０．１乃至０．４％の引抜き加工され
たパーライト組織を意味する。引抜き構造は、断面の全
域に亙って均一の硬さを有することにより認められる（
ビッカース硬度の変動は最大１０％である）。疲労抵抗
値（ハンター疲労試験で測定して）を引張り強さの少な
くとも３３％とするため、引抜きワイヤをフランス公開
公報８２．０１５６５に記載の方法と同様に交互に曲げ
て処理することができる。ワイヤの他の型式のものとし
ては、米国特許第４．１０８．９５７号に記載のように
、引抜きワイヤを焼き戻し、マルテンサイト組織に熱処
理した等の好適な特性に処理されたものを使用すること
ができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説
明する。

第１図は、径０．２５■、引張り強さ３１５０ニユート
ン／　ｏｎ＋２の４本の鋼製丸ワイヤ１を図の平面内で
平行に併置し、互いに線接触させてストリップを形成し
である。０．１５ｍｍのラッピングワイヤ２がこのスト
リップの回りに、このストリップの幅すの３倍のピッチ
で堅く巻いである。第２図は同じストリップの横断面を
示す。ラッピングワイヤがストリップの回りに堅く巻か
れていることは、このワイヤ２がストリップの一側から
他側に通過するときに、縁部３の回りを小さな半径で曲
り、この曲げを形成するときにラッピングワイヤ２は縁
部と強固に接触する。これは第３図に示すように、製造
中に特別の注意を払い、緩く巻き付けをしないようにし
て行うことで得られる。

第３図はラッピング機械を図式的に示し、この機械内で
は４本の丸ワイヤ１が図に垂直な平面内で供給されてお
り、したがって図では１本のワイヤだけが見えている。

このラッピング機械は固設フレーム５を備−え、このフ
レーム内で軸受７により軸６が回転可能に装着されてい
る。この軸６は歯車機構（一部のみを符号１３で示す）
で回転駆動され、この軸内には軸線方向に沿う中央通孔
が形成されている。４本のワイヤ１が幀６の通孔内を左
から右に延設されており、右側では、軸６はポイント８
に向けてテーバ状に形成され、このポイント８からワイ
ヤが延出される。ラッピング機械は更に、軸６上に装着
されたボビン９を備え、このボビンは軸６と共に回転す
る。このボビンには０．１５ｎｖのラッピングワイヤ２
が設けられ、このラッピングワイヤは揺動腕１１により
、ボビンのフランジ１０を越えて引出される。この腕１
１は軸受１２によりブツシュ１５上に回転可能に装着さ
れており、このブツシュは軸６上に取外し可能に固定さ
れており、この軸と共に回転する。したがって、揺動腕
１１はボビン９に対して回転することができるが、この
回転はブレーキ１６により制動される。このブレーキは
ばね１８により揺動腕１１を左方に押圧し、このばねの
押圧力は、ブツシュ１５上にねじ１９で係合するナツト
１７により調整することができる。このようにして、４
本の平行なワイヤ１に結合するポイントに向けて延設さ
れるラッピングワイヤ２の張力が調整される。

ラッピングワイヤ２が４本のワイヤと結合するポイント
で、これら４本のワイヤがラッピングワイヤと共に抑圧
ローラ２０．２１間を通り、このローラの圧力によりラ
ッピングワイヤが巻き付けられることが重要である。ロ
ーラが結合ポイントの後に配置されている場合、結合ポ
イントへのラッピングワイヤが強く張られている状態で
も充分堅くラッピングすることはできない。４本の平行
なワイヤがその平面位置からずれないようにするため、
ワイヤが軸６の通孔から延出するポイントはローラ２０
，２１間のラッピングワイヤの結合ポイントにできるだ
け近く配置され（例えばストリップの幅の１０倍を越え
ない）、このため、回転軸６がポイントに向けてテーバ
状に形成しである。

ストリップの平行なワイヤ１はラッピングワイヤと共に
結合する必要はない。これらワイヤ１は化学接着剤２２
内に埋設することにより結合してもよく　（第４図）、
あるいは互いに摩擦係合するようにすることも可能であ
る。摩擦を増加するため、互いに接触する部分が平坦に
形成される（第５図）。これは、回転軸６に入る前に、
ワイヤ１のストリップを僅かに回転させることにより行
うことができる（第３図）。

別表は４実例のこわさを比較例示したものである。実例
Ａは断面が０．２５ａｍｘ　ｌ＋ａＩｌ、引張り強さ２
５５６Ｎ／１１１１２の圧延により形成された鋼製スト
リツブ。実例Ｂは径が０．２５ａａ＋の４本の丸ワイヤ
からなるオーブンコードである。２本のワイヤが他の２
本の平行なワイヤの廻りに撚られ、後者の２本の平行な
ワイヤは撚られていない。このコードは２７０ＯＮ　／
　ａｒｍ２の引張り強さを有する。実例Ｃは０．２５ａ
ｖ径の４本の丸ワイヤを同一平面で平行に配置し、互い
に線接触させ、接触線に沿って互いに１００％固定した
理論上の例である。この理論例はストリップの平面内で
最大のこわさを得るためのものである。実例りは本発明
の実施例によるもので、径０．２５１１１％引張り強さ
３１５ＯＮ　／　ａｍ２の４本の平行な丸ワイヤで形成
されたワイヤ束の周部に、径０．１５ｍｍのラッピング
ワイヤを３．５２ｍ５のピッチで上記方法により堅く巻
き付けたものである。

知られているように、こわさは曲げに対する抵抗、すな
わち弾性係数Ｅと中立面の回りの断面の慣性モーメント
ｌとの積である。

こわさは、ストリップの平面あるいはストリップの平面
に垂直な縦方向平面内における曲げを測定することによ
り得られ、このこわさは横方向（ｌａｔｅｒａｌ）ある
いは半径方向（ｒａ６１ａｌ）のこわさで呼び称される
。実例Ａ及びＣについては、断面が矩形の場合は慣性モ
ーメントはｂｈ’／１２′（ｂは中立線方向の幅、ｈは
これに垂直な高さである）であり、円形断面の場合には
慣性モーメントはπｄ４／６４である。鋼の弾性係数Ｅ
は約２００．０００　Ｎ　／　＋ｕ＋２である。この計
算結果は別表に記載しである。

実例Ａ、Ｂ及びＤについては、こわさは３点の曲げ試験
から測定できる。引張り試験機は、圧縮セルを装備した
ＡＳＴＭ　　Ｅ４に基づくものを使用した。第６図は３
点での曲げ試験の状態を示す。

各支点２４は距離ノ離隔して配置され、それぞれローラ
２５が装着されている。このローラ２５上に試験片２６
が載置される。針２７による力で、試験片２６は変位Ｘ
を生じる。この試験により、力と変位の関係の線図が求
められる。この線図の例が第７図に示しである。力ｐは
縦軸に示し、変位Ｘは横軸に示す。符号２８は最初の負
荷状態を示し、符号２９は２回目の負荷状態を示す。全
変位量はＷである。線図におけるＸｌはＯからｏ、３Ｗ
の距離、Ｘ２は０からｏ、ｅｗの距離、Ｐｌ及びＰ２は
それぞれＸｉ及びＸ２に対応する点である。

こわさは以下のように計算される。

３点による曲げ試験の詳細については、１９７９年版の
アール・エイ・フレミング及びディー・エフ會リビング
ストン編のアメリカン　ソサエテイイフォー　テスティ
ング　アンド　マテリアルの１９乃至４６ページ、エイ
エステイエム　エステイピロ９４のタイヤレインフォー
スメント　アンドタイヤパーフォーマンスに、ボーギス
　エル拳による「サーベイ　オブ　メカニカル　プロパ
ティーズ　オブ　スティール　コード　アンド　リレイ
テッド　テスト　メソッド」と題する論文に記載されて
いる。

しかし、上記の３点による曲げ試験は長い試験片すなわ
ち縦横のこわさが異なる試験片の横方向のこわさを直接
測定することはできない。このため、長い試験片はａｌ
定中に逆向きとする必要がある。

この不安定性を避けるため、４の長い試験片、本実施例
では４の試験片りを、長さ約６ｍｍ、高さ約２．８ａｍ
の矩形断面形状を有する小さなゴム製はり内に埋設した
。４の試験片りの平面はゴム製はりの断面の高さに平行
に配置する必要がある。ゴム製はりはローラ２５上に、
断面の短軸（高さ方向）を垂直に、かつ、長袖（長さ方
向）を水平にして載置される。そして、３点による曲げ
試験をこのゴム製はりについて通常の方法で行う。この
場合、各試験片りのこわさは２００１Ｎ　■２である。

しかしこの値はゴムの影響により、大きく現われる。４
の試験片Ｂを上記のゴム製はり内に同様の方法で埋設し
た場合には、横方向のこわさは７３２ＮＩＩＩＩ！２で
あり、試験片Ｂだけの場合のこわさは半径方向こわさは
約２３８Ｎ　ｌｌｌｍ２であり、したがって過大率は７
３２／２３８−３．１である。

試験片りのａｌｌＪ定したこわさく　２００１）を３．
１で割リ、ゴムの影響を排除すると、試験片りの横力向
こわさが８５１Ｎ／ｌｌｌＩ２と得られる。

本発明は真直ぐな鋼製ワイヤの束に限定されるものでは
ない。これらのワイヤは波形のものでもよく、この波形
はストリップの平面内（この場合隣接するワイヤは全長
に沿って接触し、同じ波長を有する必要がある）あるい
はストリップの平面外で波形形状を有する。後者の場合
には、平行な直線ワイヤで形成し、ラッピングワイヤが
下側を通る部分で上側に短い波形を形成し、長手方向に
延在するワイヤ奇ラッピングワイヤが通過する箇所で下
側に短い波形を形成するようにしてもよい。

この場合、ストリップを短く切り、平行に配置してゴム
タイヤのベルトブライを形成する場合には、このベルト
プライは極めて薄く形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例によるストリップの説明図、第
２図は第１図のストリップの断面図、第３図はストリッ
プを形成するラッピング機械の説明図、第４図は本発明
の他の実施例によるストリップの断面図、第５図は更に
他の実施例によるストリップの断面図、第６図は３点曲
げ試験の説明図、第７図は曲げ試験による力と変位の関
係を示すグラフ図である。１・・・ワイヤ、２・・・ラッピングワイヤ、３・・・
縁部、５・・・フレーム、６・・・軸、７・・・軸受、
９・・・ボビン、１０・・・フランジ、１５・・・ブツ
シュ、１６・・・ブレーキ、１７・・・ナツト、２０．
２１・・・ローラ、２２・・・接着剤。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦図面の、）玉占容に変更なし）第１図　　　　第２図＠３　図第４図　　　第５図第６図第７図手続補正書防幻１、事件の表示特願昭６２−２５２６１９号２、発明の名称補強ストリップ３、補正をする者事件との関係　　特許出願人名称　エヌ・ヴイーベカルトーエスφエイ４、代理人東京都千代田区霞が関３丁目７番２号　ＵＢＥビル〒１
００　　電話　０３　（５０２）３１８１　（大代表）
昭和６３年３月２９日６、補正の対象

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鋼で形成され、その平面内における曲げこわさが
これに垂直な長手方向平面内の曲げこわさよりも大きい
、車両用ゴムタイヤのベルトを補強する補強ストリップ
であって、この補強ストリップは、外部から力を加える
ことなく延設したときに１の平面内で併置される鋼製ワ
イヤの束で形成され、これらの隣接するワイヤは全長に
沿って接触し、かつ、互いに拘束してこのストリップの
平面内で各ワイヤの同一平面内における曲げこわさの合
計を大きく越える曲げこわさを形成することを特徴とす
る補強ストリップ。
（２）前記束はラッピングワイヤにより回りを堅く巻か
れ、ストリップの平面内で前記大きな曲げこわさが形成
される特許請求の範囲第１項記載の補強ストリップ。
（３）前記隣接するワイヤは接着剤で互いに結合され、
ストリップの平面内で前記大きな曲げこわさを形成する
特許請求の範囲第１項記載の補強ストリップ。
（４）前記接着剤は、２．５ＭＮ／ｍ＾２より大きな横
弾性係数を有する熱塑性のゴム組成物である特許請求の
範囲第３項記載の補強ストリップ。
（５）前記ワイヤは少なくとも２７５０Ｎ／ｍｍ＾２で
パーライト状に引抜き形成される特許請求の範囲第１項
乃至第４項いずれか１に記載の補強ストリップ。
（６）前記ワイヤは円形断面を有する特許請求の範囲第
５項記載の補強ストリップ。