(57)【要約】【課題】長手方向にくせが異なるワイヤ（素線）を複数本撚り合わせた、長手方向で性質の異なるスチールコードの製造方法を提供する。【解決手段】素線１を一定の張力下で引き出しながら、素線１の１部分に装置２０によりくせ付けを行い、一定の長さ引き出した後、引き出しを停止し、この素線を均等な位置に配置した３ヵ所のチャッキング装置４０、４１で把持し、チャッキング装置４１を回転させて撚り線加工と残留応力の除去を行い、ついで全チャッキング装置を開放し、引き取り装置を兼ねた送り出し装置５０、７０によりこれを送り出す加工を繰り返し行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ補強材としてのスチールコードの製造方法において、
複数本の素線からなる素線束、複数のコードからなるコード束、あるいは１本乃至複数本の素線と１本乃至複数本のコードからなる素線コード束を一定の張力下で引き出しながら、これらの内の少なくとも１本以上に引き出しながら一部分にくせ付けを行い、
上記素線束、コード束あるいは素線コード束を一定の長さ引き出した後、同素線束、コード束あるいは素線コード束の引き出しを停止し、
この素線束、コード束あるいは素線コード束を自由に回転しない強さで均等な位置に配置した少なくとも３ヵ所のチャック装置でチャッキングし、
偶数番目のチャック装置を所定数回転させて、当該素線束、コード束あるいは素線コード束に撚り線加工を施し、
ついで上記の全チャック装置のチャッキングを解除し、
引き取り装置を兼ねた送り出し装置により、これを送り出し、
以上の加工を一定周期で繰り返し行うことを特徴とするスチールコードの製造方法。
【請求項２】
上記撚り線加工の終了後の送り出し工程時に、複数のロールにより全長あるいはくせを施した部分の残留応力処理およびスチールコードの断面形状の変形加工を行うことを特徴とする請求項１に記載のスチールコードの製造方法。
【請求項３】
上記均等な位置に配置したチャック装置の撚り線加工前の間隔Ｌは、撚り線加工後のスチールコードの長さをＭ、上記チャック装置の数をｎ、撚り線の撚り込み率をｋとするとき
Ｌ＝（ｎ−１）×Ｍ×ｋ
に設定され、かつ撚り線加工終了後のスチールコードの長さは、使用されるタイヤの埋設した補強層の一端部から他端部までの長さと同一に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のスチールコードの製造方法。
【請求項４】
上記素線束あるいは素線コード束の内の少なくとも１本以上に施されるくせが、
（ａ）撚り合わせのための螺旋状くせよりも大きな螺旋状くせ付け加工
（ｂ）スパイラル波付け加工
（ｃ）ジグザグ状の平面波加工
（ｄ）コイル加工
のいずれかの加工によるものであることを特徴とする請求項１に記載のスチールコードの製造方法。
【請求項５】
上記の請求項１〜請求項４に記載の方法により製造されたスチールコードにより、横幅方向で性能の異なる補強が行われたことを特徴とするタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ補強材としてのスチールコードの製造方法および同方法により製造されたスチールコードで補強されたタイヤに関し、特に、複数本の素線からなる素線束あるいは１乃至複数本の素線と１乃至複数本のコードとからなる素線コード束（以下、総称して「素線束」という）からなるタイヤ補強材としてのスチールコードの製造方法および同方法により製造されたスチールコードで補強されたタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
スチールラジアルタイヤが実用化されて以来、自動車タイヤの安全性および耐久性が飛躍的に進歩し現在にいたっている。
現在までのタイヤの進歩過程で補強材たるスチールコードのメッキも種々進歩し改善されて来た。
【０００３】
例えば、ゴムとの接着力向上のため、スチールコードのメッキの改善、タイヤ軽量化のための高強度化、タイヤ耐久性および安全性向上のためのスチールコードの構成の変化などが挙げられタイヤの進歩への影響は少なくないといえる。
【０００４】
自動車が多様化し、加えて使用環境とか用途によりタイヤの仕様が変わるに至ってタイヤの種類が多くなる一方、昨今はランフラットタイヤ、ワイドタイヤ、超偏平タイヤなどのタイヤが開発され構造的に著しい変化が生じつつある。
【０００５】
走行中のタイヤの変形理論によると、一言でブレーカー部と云えども、トレッドの中央部とショルダー部とでは、変形の仕方が異なる。
したがって、補強材に負荷される応力も、例えば前述のブレーカー部の中央には圧縮応力が、ショルダー部には引っ張り応力が作用するというように、タイヤの各部位には異なった応力が負荷されることは、多くの文献に紹介されている通りである。
【０００６】
しかしながら、従来より、スチールラジアルタイヤの補強材たるスチールコードは、ベルト層、カーカス層共にタイヤの幅方向に対して同じ仕様のスチールコードが使用されている。
この為、タイヤの剛性の高い性質よりも柔軟性が必要な部位にも、また逆の場合にも一層として平均値なスチールコードの特性で補強されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の通り、ワイドタイヤや超偏平タイヤ化に伴いタイヤの幅が広くなるほど、タイヤの各部位に必要な補強機能と使用する平均的な補強材特性とがますます乖離することとなり、著しい場合は、部分的に不足を補うための新たな補強層を設ける場合もしばしばある。その結果はタイヤ重量を上げるばかりで燃費を悪くするばかりか、資源の無駄に連なる。
【０００８】
そこで、タイヤの幅方向で埋め込まれるスチールコードの性能を変え、圧縮部には圧縮応力に優れかつ柔軟な構造とし、引張応力負荷部にはそれに優れた構造とした、１本の中で性質の異なるスチールコードが望まれている。
【０００９】
走行中にタイヤの変形を理想に近づける補強材のあり方は、タイヤの層毎に幅方向で変形に応じた補強機能を備えたスチールコードをゴム中に埋め込み、タイヤの補強をおこなうことが有効な方法である。
その手段として、タイヤに埋め込まれたスチールコードの一端部から他端部までの一本のスチールコードを、その長手方向に部分的に構造や性質を変え、かつタイヤに埋め込まれた状態でタイヤの周方向の必要な幅で同じ性質を有するスチールコードが並び、層を形成するように埋め込む加工方法が必要となる。
【００１０】
本発明は、これを達成するためのスチールコードの（加工）製造方法を提供しようとするもので、長手方向にくせが異なる（真っ直ぐな個所や波付けされた個所が長手方向に繰り返される）ワイヤ（素線）を複数本撚り合わせて、長手方向で性質の異なるスチールコードの製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、タイヤ補強材としてのスチールコードの製造方法において、素線束を一定の張力下で引き出しながら、上記素線束に一単位長さ（タイヤに埋め込まれた状況でスチールコードの一端部から他端部までの長さで、「一単位」ともいう）の長手で部分的にスチールコードの形状あるいは性質を変えるために、撚り線加工で撚られる前の上記素線束を形成する素線に部分的に同じパターンでくせ付け加工を行いながら素線を一単位長さ引き出し停止する。一単位長さ繰り出し中、少なくとも１本以上の素線１本当たり２ヵ所以上でくせ付け加工を行う。加工波形は複数形状としてもよい。部分的に１ヵ所以上のくせ加工部分を有して引き出された素線束あるいは素線コード束を、張力を張った状態で素線同志自由に回転しない強さで、均等な位置に配置した３個以上のチャッキング装置により把持し、偶数番目のチャッキング装置をスチールコードの仕様による所定回転量回転させることにより、回転させるチャッキング装置の両側の素線束がＳとＺとの方向で撚り合わされ、その後必要に応じて捩じり残留応力の除去がなされる。この時予め素線を加工した部分は加工波形により部分的に他と形状の異なるスチールコードが撚られる。チャッキング装置の間隔は、撚り線した状態でタイヤに埋め込むスチールコード層のスチールコードの一端部から他端部までの長さに等しく設定し、奇数番目のチャッキング装置は基台にスチールコードに沿った方向に移動可能に設けられている（ただ無負荷時は常に定位置の戻る）構造とし、チャッキング装置の間で撚り合わされたスチールコードはチャッキングを解除した後送り出し装置により送り出される。スチールコードの各素線の表面の残留応力処理あるいはスチールコードの偏平加工を必要とする場合は２個の組み合わせ送り出し装置間でスチールコードに張力を負荷し、矯正ローラーあるいは圧延装置などにより残留応力処理あるいは偏平加工を行う。送り出されたスチールコードは撚り線加工する際のチャッキング装置で把持された部分で切断しカレンダーシートにより張り合せる準備をするとした点を特徴とする。
【００１２】
また、上記のスチールコードの製造方法において、上記撚り線加工の終了後の送り出し工程時に、複数のロールにより全長あるいはくせを施した部分の残留応力処理およびスチールコードの断面形状の変形加工を行うことを特徴とする。
【００１３】
さらに、上記のスチールコードの製造方法において、上記の均等な位置に配置したチャッキング装置の撚り線加工前の間隔Ｌは、撚り線加工後のスチールコードの長さをＭ、上記チャック装置の数をｎ、撚り線の撚り込み率をｋとするとき
Ｌ＝（ｎ−１）×Ｍ×ｋ
に設定され、かつ撚り線加工終了後のスチールコードの長さは、使用されるタイヤの埋設した補強層の一端部から他端部までの長さと同一に設定されていることを特徴とする。
なお、上記の均等な位置に配置したチャッキング装置の撚り線加工前の間隔Ｌは、素線束を引き出す長さと同一である。
撚り込み率ｋとは、撚り合わせ前の素線束の長さＡと撚り合わせた後のコードの長さＢの比率（Ｂ／Ａ）である。
【００１４】
また、上記のスチールコードの製造方法において、上記素線束の内の少なくとも１本以上の素線に施されるくせ付け加工が、
（ａ）撚り合わせのための螺旋状くせよりも大きな螺旋状くせ付け加工
（ｂ）スパイラル波付け加工
（ｃ）ジグザグ状の平面波加工
（ｄ）コイル加工
のいずれかの加工によるものであることを特徴とする。
【００１５】
さらにまた、上記のスチールコードの製造方法で製造されたスチールコードにより、タイヤの横幅方向で性能の異なる補強が行われたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のスチールコードの製造方法によれば、長手方向にくせが異なる（真っ直ぐな個所やくせ付けされた個所が長手方向に繰り返される）ワイヤ（素線）を複数本撚り合わせて、長手方向で性質の異なるスチールコードを製造することができる。
本発明の製造方法により製造されたスチールコードを使用するとき、タイヤに埋め込まれたスチールコードの一端部から他端部までの一本のスチールコードを、その長手方向に部分的に構造や性質を変え、かつタイヤに埋め込まれた状態でタイヤの周方向の必要な幅で同じ性質を有するスチールコードが並び、層を形成するように埋め込むことが可能となる。このようにして、ユーザーの要求に対処した多種類の性質のタイヤを生産することができることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の製造方法により製造されたスチールコードの一例を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はＣ−Ｃ線断面図、（ｄ）はＤ−Ｄ線断面図、（ｅ）はＥ−Ｅ線断面図である。
図２は、本発明の製造方法によりスチールコードを製造する装置の一例の模試図である。
図２において、符号９０はリールを示しており、複数個のリール９０より、素線あるいはコード（以下「素線１」と略称する）が、張力を掛けた状態で送り出しキャプスタン５０の回転により引き出される。
リール９０と送り出しキャプスタン５０との間には、くせ付け装置２０、目板３０、チャック装置４０、４１、４０がこの順に配設されている。                  
【００１８】
くせ付け装置２０は、各素線１の通過路上に設置されていて、後述する図１に示すスチールコード１０のオープン構造部分（図１におけるＤ−Ｄ線付近）を加工するもので、詳細については後述する。
目板３０は、コイル加工（後述）する際、素線１同志が絡み合ったり捩じれて交差する事がないように素線を相互の並びを決定する作用を行うものである。
【００１９】
次に、くせ付け装置２０について説明する。
図３（ａ）、（ｂ）および図４に示すように、このくせ付け装置２０は、回転本体２、回転本体２に回転可能に勘合するカバー３とを備えており、回転本体２およびカバー３の中心部に貫通孔２ａ、３ａが形成されている。
さらに、回転本体２およびカバー３の中心部に、一対のピン４、５が各貫通孔２ａ、３ａに突設するように、設けられている。
【００２０】
回転本体２の素線束入口側（図面左側）に素線１の引き出しと連動して回転本体２を回転させるための伝動装置（歯車）２ｂが取り付けられている。符号２ｃは回転本体２を回転可能に支持するベアリングを示している。
カバー３の素線束出口側面（図面右側）に、素線１の引き出しと連動して回転するカム７が設けられている。符号８はカム７に当接する連動アームを示している。
【００２１】
連動アーム板８には部材９が取り付けられており、部材９はカバー３の素線束出口側面に当接している。符号６はカバー３の復元用のバネを示す。
カバー３には、貫通孔２ａ、３ａに対して所定の角度傾斜して案内溝１１が形成されている。一方回転本体２にこの案内溝１１に係合するピン１２が設けられている。
【００２２】
素線１を、張力を掛けて一対のピン４、５にかけ渡す状態にしてくせ付け装置２０を貫通し、回転本体２０、つまり一対のピン４、５を回転すると、素線１はしごかれて、素線１に波くせを付与された状態でくせ付け装置から引き出される（図５参照）。このとき、一対のピン４、５は回転しているので、波くせは螺旋状（スパイラル波形状）である。
【００２３】
この装置では、この間、カム７も回転しているので、カバー３に設けられているピン５の位置が左右方向に移動する。この作動により、くせの形状を変化させることができる。つまり、一対のピン４、５の間隔が大きいと螺旋くせのピッチは大きくなって直線に近い状態でくせ付け装置から引き出され（図６参照）、一対のピン４、５の間隔が小さいと螺旋くせのピッチは小さくなり、コイル形状の波くせを付与された状態でくせ付け装置から引き出される（図７参照）。
【００２４】
ピン１２の角度（素線１に対する上下方向のずれ）を大きくすると（図４参照）、螺旋くせの波高を高くすることができる。この調整は、ピン１２と案内溝１１によってカバー３を回転させることにより行うことができる。
一対のピン４、５の間隔やピン１２の角度は、得ようとするくせの形状に応じて予め設計して決定しておく。なお、螺旋くせの形状を変える場合は、くせ付け装置自体をかえることになる。各図中の符号２ｄは駆動歯車、矢は素線１の移動方向を示す。
【００２５】
このようにして、素線１を、このくせ付け装置２０を通して引き抜くと、くせ（螺旋くせ）が付いた部分と、ピン４、５によるしごきを殆ど受けなかった（あるいはピン４、５との接触が弱かった）ので元の状態のままの部分とが、混在したものとなる。
【００２６】
上述の通り、この装置では、カバー３を図面でみて上下、左右に動かすことにより素線１に施すくせの形状を変えることができるが、ピン５の移動（位置変移）がカム７によるものであるため、その移動速度が低く、したがって不連続部（変曲点）が長くなってしまう。この部分を小さくするために、油圧あるいは電磁弁で瞬間的にカバー３を移動させるようにしてもよい。
【００２７】
このようにして、くせ付け装置２０により素線１（の一部）に（螺旋状の）くせを施したあと、張力を掛けたまま素線１を所定長さ（一単位長さ）だけ引き出して素線１の引き出しを停止する。このとき、素線１は、目板３０により平行状態で引き揃えられた状態にある。
次に、左右一対のチャック装置４０と中央のチャック装置４１とで素線１を把持し、中央のチャック装置４１を所定量回転して素線１を撚り合わせてスチールコードを形成する。撚り合わせの後、必要ならばチャック装置４１を逆回転して残留応力の除去を行う。
左右一対のチャック装置４０は、基台１００に対して、中央のチャック装置４１の回転による撚り合わせ工程中、両者の間隔が狭まる方向に移動可能となっている。符号４０ａは各チャック装置による素線１の把持解除時（無負荷時）に左右一対のチャック装置４０を元の位置（定位置）に復元させるためのバネを示す。
【００２８】
中央のチャック装置４１は左右一対のチャック装置４０，４０の間の中間位置に設置されている。つまり、３台のチャック装置４０、４０、４１は均等な間隔をあけて配置されている。
均等な位置に配置された各チャック装置の間の撚り線加工前の間隔をＭとし、素線１を引き出す一定の長さをＬとし、チャック装置の数をｎとするとき
Ｍ＝｛（１＋２ｎ）ー１｝Ｌ
に設定され、かつ撚り線加工の終了後のスチールコードの長さで、使用されるタイヤの埋設した補強層の一端部から他端部までの長さ（一単位長さ）と同一に設定されている。
【００２９】
次に、左右一対のチャック装置４０と中央のチャック装置４１とによる素線１の把持を解除し、送り出しキャプスタン５０、７０によりスチールコードを引き出す。と同時にこれに続く素線１がくせ付け装置２０に引き込まれる。
キャプスタン５０、７０のそれぞれのローラ間で両ローラの回転差、あるいは直径差により、通常引き取り時よりも高い張力が保たれるようになっていて、この高い張力のもとで、矯正ローラ６０を通過させることにより、スチールコードの偏平化が行われる構成になっている。
なお、矯正ローラ６０による偏平加工は、スチールコードの全長に対して行うようにしてもよく、また部分的に行うようにしてもよい。矯正ローラ６０に代え平面プレスによる加工でも同じ効果が得られる。
【００３０】
偏平加工されたスチールコードは、キャプスタン７０のローラにより引き取られた後、無撚り部（チャック装置４０で把持されていた個所）に対応する位置に設置されたカッター８０（あるいはグラインダー）で切断され、Ｓ，Ｚを交互にタイヤに埋め込まれる為の短冊用のスチールコード１０（図１に示す）が得られる。
このようにして得られたスチールコード１０が、使用されるタイヤの埋設した補強層の一端部から他端部までの長さと同一の長さであることはいうまでもない。
【００３１】
図１に示すスチールコード１０は、中央部が偏平オープン断面に形成され、両端部がクローズの、いわゆる長手で構造および性質が異なるスチールコードである。
【００３２】
素線全数あるいは一部に波付け加工の場合、上述の加工と同様の装置を使用し加工する。すなわち、図３、４に示すくせ付け装置２０を素線１に一定間隔で２ヵ所以上対として設置し、素線１の引き出しと連動してくせ付け装置２０全体を回転させる。この時、対としてのくせ付け装置２０を反対方向に回転させることにより、Ｓ撚り部とＺ撚り部に対応したＳ方向のスパイラルとＺ方向のスパイラルがそれぞれ同時にしかも部分的に加工される。
【００３３】
ジグザグの平面波形は、図７（ａ）に示すように、一部に歯を欠いた部分を有する一対の歯車１０１の間に素線１を通過させることにより、ワイヤの全長にではなく一部分にくせを施すこともできる。この装置を図２のくせ付け装置２０に換えることにより、素線１にジグザグの平面波形のくせを施すことができる。
また、図７（ｂ）に示すように、全周に歯を有する一対の歯車１０２を用い、少なくとも片方の歯車を他方の歯車に対して、腕１０５を介して、カム１０４と復元バネ１０３により、接離可能な構造にし、両歯車１０２間を、片方の歯車を他方の歯車に対して接離させながら両歯車間に素線１を通過させることにより、ワイヤの全長にではなく一部分にジグザグの平面波形のくせを施すこともできる。
【００３４】
上述の通り、この実施形態の製造方法によれば、長手方向にくせが異なる（真っ直ぐな個所や波付けされた個所が長手方向に繰り返される）ワイヤ（素線）を複数本撚り合わせて、長手方向で性質の異なるスチールコード１０を製造することができる。
【００３５】
そして、この製造方法により製造されたスチールコードを使用するとき、一端部から他端部までの一本のスチールコードは、その長手方向に部分的に構造や性質が変わっており、かつタイヤに埋め込まれた状態でタイヤの周方向の必要な幅で同じ性質を有するように並び、層を形成するようにスチールコードを埋め込むことが可能となる。
その結果、ユーザーの多種類の要求に対処した性質のタイヤを生産することができることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の製造方法により製造されたスチールコードの１例を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はＣーＣ線断面図、（ｄ）はＤーＤ線断面図、（ｅ）はＥーＥ線断面図である。
【図２】本発明の製造方法によりスチールコードを製造する装置の１例の模試図である。
【図３】（ａ）くせ付け装置の側面図である。            （ｂ）同断面図である。
【図４】くせ付け装置の主要部の断面図である。
【図５】（ａ）くせ付け装置の一作動状態における平面図である。            （ｂ）同側断面図である。
【図６】（ａ）くせ付け装置の他の作動時における平面図である。            （ｂ）同側断面図である。
【図７】（ａ）くせ付け装置の別の作動時における平面図である。            （ｂ）同断面図である。
【図８】（ａ）ジグザグ形くせ付け装置の一例の模試側面図である。            （ｂ）同他の模試側面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１：素線
２：回転主体
３：カバー
４、５：一対のピン
６：バネ
７：カム
８：連動アーム板
１０：スチールコード
１１：案内溝
１２：ピン
２０：くせ付け装置
３０：目板
４０、４１：チャック装置
５０：送り出しキャプスタン
６０、７０：矯正ローラー
８０：カッター
１００：基台
１０１：一部に歯を欠いた部分を有する一対の歯車
１０２：全周に歯を有する一対の歯車
１０３：復元バネ
１０４：カム
１０５：腕
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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