JPS5831438B2 - 弾性物品用補強ケ−ブルおよびその製造方法と装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、螺旋状に成形された繊条を有する弾性物品用
補強ケーブルに関し、１またはそれ以上の包被用単−鋼
繊条が、相互に巻付けられていない２またはそれ以上の
単−調芯繊条に巻付けられる。

また本発明は、数本の単一金属繊条、特に鋼繊条から無
負荷状態の間はねじり歪の無い繊条ケーブルを製造する
方法と装置に関し、この繊条は、スプールから繰出され
、小さい曲り半径を有する端縁の上で曲げられて永久予
変形が与えられるので、繊条における該端縁の接触点は
端縁の周辺に沿って螺旋状に移動し、その後繊条は、成
形装置においてケーブルに構成され、ケーブルは次に巻
取装置に送られる。

車輌タイヤ、コンベヤベルト、ホース等の如き弾性材料
から成る物品の補強用に上述の型式の補強ケーブルを使
用することは米国特許第 ３．２７３，９７８号によって公知である。

これに記述された補強要素は、１またはそれ以上の包被
繊条が巻付けられ相のずれた関係に配設された数本の螺
旋形並列芯繊条によって形成されている。

並列芯繊条が相のずれた関係に配設されているので、相
互に点接触しているに過ぎず、従ってこの様にして形成
されたケーブルはかなり開放した構造を有している。

この様な構造の目的は、弾性材料によって貫通される充
分な間隔を得ることであり、その結果弾性材料に埋込ま
れたケーブルは、従来の金属ケーブルにおけるよりも更
に良好な長手方向の弾性が与えられる。

上述の米国特許に記述されたケーブルにおいて、包被繊
条は、不規則に配設された芯繊条を一体に保つための専
一な役目を果している。

従って、ケーブルが長手方向に負荷されたとき、包被繊
条は、ケーブルの強度に対して芯繊条よりも著しく低度
に寄与するに過ぎない。

更に、芯繊条が広く離隔しているので、上述の特許に記
述されたケーブルの外径が比較的大きく、従って補強す
る物品の有効空間に適応し得る補強繊条の数が少く、換
言すれは、最良の補強効果を得ることが不可能であると
いう欠点を有している。

また上述のケーブルは、ある使用例において過剰の弾性
を示し、特に、小さい負荷を受けたときにその弾性係数
が好ましからざる小さい値であることが判明した。

この欠点は、この様なコードを自動車用タイヤの路面の
下方のベルトに使用した時に著しく現われる。

本発明は、弾性物品用の上述の型式の補強ケーブルを提
供し、これの包被繊条がケーブルの強度に完全に寄与し
ており、従って高弾性係数を有するケーブルと、これが
埋込まれた弾性材料との協働において物品に大きな硬直
効果と補強効果とが与えられる。

本発明は、上述の型式の補強ケーブルにおいて、芯繊条
が同一螺旋形状であり、並列かつ相互に対向して位置し
ているので、各芯繊条が少くとも一本の他の芯繊条と線
接触を行い、接触線が繊条の方向に平行であり、包被繊
条が芯繊条と同一勝手および同一ピッチを有する螺旋形
をなし、芯繊条によって形成された螺旋の内側に位置し
ている点に特徴がある。

一般に補強用に使用される鋼コードにおいて、コード繊
条は相互に巻付けられている。

本発明によるケーブルは、螺旋芯繊条が相互に巻付けら
れておらず、各芯繊条がその全長にわたり１またはそれ
以上の他の芯繊条と接触している態様において共に延び
かつ相互に対向している点でコード繊条と相違している
。

本発明によるケーブルは、その構造が簡単であり、強度
、長手方向の弾性、弓張り係数、繊条中の力の分布、圧
縮疲労抵抗および加工性の如き静特性と動特性の特に好
ましい組合せを有することが見出される。

螺旋を形成している包被繊条は、そのピッチが芯繊条の
ものと同一であり、ケーブルの任意の断面において包被
繊条が芯繊条によって形成された螺旋の内側に在りかつ
包被繊条の傾斜角が芯繊条の傾斜角と同程度の大きさで
ある如く配置されている。

従って、包被繊条と芯繊条とはケーブルの強度に対して
同程度に寄与している。

このコードは、特別の利点を有して自動車用りイヤの補
強ベルトに適用し得る。

この目的のために鋼コード、特に単撚コードを使用する
ことが公知であることをつけ加えねばならない。

このベルトは、全体が２つの僅かに離隔した平行なコー
ド層から形成され、一層のコードが他層のコードと交差
している。

本発明によるコードで補強したベルトは、等しい撚りの
長さと等しい直径の繊条で作られた多数の等しい数の単
撚コードで補強されたベルトよりも著しく大きい係数を
有することが判明した。

この大きな係数を有することによって、この様なベルト
を備えたタイヤは、乗り心地を改善し、特に急カーブを
切る時の挙動が改善される。

より剛性があり従って変形がより少ないベルトは、自動
車の急カーブを切る能力、直接操縦性を向上し、従って
踏面の摩耗を低減するのに寄与する。

また、ベルトの係数が単撚コードに等しくなる様に、よ
り少数のコードからタイヤのベルトを作ることは可能で
ある。

従って、本発明のコードを使用することにより、より軽
い構造に導かれる利点があり、これも乗り心地の改善に
有効である。

更に、本発明のコードは、腐蝕と腐蝕の拡張に対して良
好な抵抗を示す。

加工中に弾性材料がコードの接合している芯縁条間およ
び芯線条内に形成された空間に容易に進入することが判
明した。

このことは単撚コードの場合には生せず、構成要素の繊
条が相互に非常に強固な接触を行っているので、繊条内
の中央空間に弾性材料が進入し得す、そのためある環境
の下において繊条が内部から腐蝕され、この腐蝕が中央
空所から急速に拡大するのが見られる。

これに伴ってコードへのゴムの耐着性およびコードの疲
労耐性の著しい劣化を生じる。

本発明のコードはこの欠点を示さない。

繊条、特に芯縁条が弾性材料で被覆されていることは、
曲げ荷重下における繊条の耐摩耗性に寄与する。

更に、このケーブルは、弾性材料に対する良好な耐着性
を示す。

１本の包被繊条を有する補強ケーブルの効果的な実施例
は、包被繊条を芯縁条のピッチに対して半ピツチの長さ
ずらす様にすれば得られる。

この構造において、包被繊条の撚りの頂点は、芯縁条の
撚りの２連続頂点間の中間に常にある。

１本の包被繊条を有する補強ケーブルの好適実施例は、
ケーブルが３乃至８芯縁条を有し、芯縁条と包被繊条と
が同径を有し、その直径が０．１５乃至０．５０ ｍｍ
の範囲であり、撚りの長さが繊条の直径の２５乃至１０
０倍である点に特徴がある。

本発明のケーブルは、芯縁条に螺旋形の永久変形を連続
的に与え、芯縁条を纒め、同様に予め螺旋形の永久変形
をうけた１またはそれ以上の包被繊条を束ねた芯縁条に
巻付けることによって製造し得る。

包被繊条を予め成形することは、これが芯縁条に弾性的
な圧力を加える利点を有することになろう。

包被繊条は芯縁条と点接触をしている。

包被繊条が芯縁条を非常に強く包囲しているとすれば、
接触点における包被繊条の曲率が理論的螺旋形よりも幾
分小さくなるであろう。

この様な補強ケーブルが本発明の範囲に入ることは明瞭
であろう。

金属繊条に螺旋形永久変形を与え、繊条をケーブルに構
成する技術は、オランダ国特許第６．９１６，７４２号
によって公知である。

この特許は、ロータの内側に置かれたスプールから繰出
される繊条が鋼繊条ケーブルを製造することを記述して
いる。

張力下において繊条は、ロータに結合した円板の孔を通
して別個に案内され、この孔が光鋭な端縁を有しこの端
縁で繊条が曲げられる結果弾性限界を越える変形力によ
って永久歪が生じる。

この結果上じた螺旋形の予成形された繊条がケーブル成
形スリーブにおいてはゾこの形状で束ねられる。

その反撥性を低減するためケーブルは、巻取装置に導か
れる前に一時的なねじりを受ける。

繊条に形成される螺旋の曲率は、曲げ端縁の曲率に依存
する。

曲げ端縁の曲率が比較的小さいので、繊条に充分な張力
が加えられていれば繊条の曲率が減少するであろう。

また繊条の曲線は、曲げ角度を増加すると減少する。

曲げ角度は、孔の中心線と孔へのまたは孔からの繊条の
走行方向との間の角度である。

前述の特許に記述された装置は、案内孔を有する２円板
を備えており、この円板は軸方向にある距離を置いて前
後に配置されていて、１円板が他の円板に対していくら
か回転している。

螺旋の曲率は、引張力および／または曲げ角度を定める
円板の相対的回転によって定められる。

好ましくは本発明によるケーブルは、いくつかの静止供
給スプールから繰出された第１群繊条が芯縁条の束を形
成する如く束ねられ、この束が第１曲げ端縁に導かれ、
■またはそれ以上の他の繊条が夫々１またはそれ以上の
曲げ端縁に導かれ、予め成形された包被繊条の螺旋形状
が維持されると共に束の繊条と同一勝手の同一ピッチを
有する如く束に巻付けられる態様において製造される。

この方法によって作られたケーブルは、いくつかの繊条
が相互に巻付いておらず、並列して延び相互に対向して
いて、各芯縁条がその全長にわたり１またはそれ以上の
他の芯縁条に接触している点において、オランダ国特許
第６，９１６，７４２号の方法によって作られたケーブ
ルと異なる。

これ等の芯縁条の上に１またはそれ以上の包被繊条が、
芯縁条によって形成された螺旋の内側に在る如く巻付け
られる。

この方法によって作られたケーブルは、機械的特性の好
ましい組合せを有し、しかもこのケーブルの製造費は、
オランダ国特許第 ６．９１６，７４２号の方法によって作られたケーブル
に比し著しく低床である。

このことは、多数の供給スプールがロータの外側に静止
して置かれ、包被繊条用のスプールのみがロータの内側
に装着されることを要するに過ぎず、従ってロータの寸
法を小型にすることが出来るので、製造の高速化が可能
となって作業費が低減されるという事実に帰すべきであ
る。

束が２乃至５の繊条を有し、−包被繊条が束ねた繊条に
添わされて、束ねた繊条のピッチに対して半ピツチぜれ
る様に本発明による方法が行われれば好ましい具現が得
られる。

このケーブルは、この方法によって高速において製造し
得るが、特にロータが−スプールを有するのみであり、
その寸法が小さいため高速回転を行う如く設計し得るか
らである。

また本発明は、本発明による方法を用いることによって
ねじり歪のない繊条ケーブルを製造する装置に関し、こ
の装置は、１またはそれ以上のロータスプールを自由に
かつ別個に支持する軸を中心に駆動される水平のロータ
と、ロータの一部を形成し、少くともその内のいくつか
ゾ繊条の変形用の小曲率を有する曲げ端縁を備えたいく
つかの偏心に位置した繊条案内孔と、ケーブル成形装置
と、巻取装置とを具備し；前記ロータの外側にいくつか
の静止した供給スプールがあり、該スプールから繊条が
繰出されて束になり、前記ロータスプールを迂回して線
束が中央に位置した案内孔を通過し、更に曲げ端縁を有
する１またにそれ以上の前記繊条案内孔を通過して前記
ケーブル成形装置に達することを特徴とする。

好ましくはロータと巻取装置の駆動装置が相互に調節可
能であり、従って同一の装置を用いて異なる撚り長さを
有するケーブルを成形し得る。

一つの包被繊条を有するケーブルを作るため、本装置は
、一つのロータスプールを備え、包被繊条の曲げ端縁が
束の曲げ端縁に対して直径方向に位置している点に特徴
がある。

曲げ端縁のこの位置によって、包被繊条と芯縁条とがロ
ータ軸の中心線上の点において正確に組合わされること
が促進される。

いくつかの包被繊条が使用される場合には、その曲げ端
縁は、出来るだけ一体に近よると共に、束の曲げ端縁に
対向して出来るだけ直径方向に位置する様にするのが好
ましい。

この様にすると包被繊条が相互に向き合わさる様になり
、均一なケーブルの形成を得ることが達成される。

包被繊条用の一つの曲げ端縁を使用することが好ましい
。

ケーブル成形スリーブの入口におけるケーブル成形点に
おいて、包被繊条がケーブル成形スリーブに向って走行
する角度が束の角度よりも大きいという特徴をこの装置
が有していれば、ケーブルを更に容易に成形し得ること
が判明した。

束に包被繊条の位置を正確に設定するためには、束の曲
げ端縁とケーブルの成形点との距離および包被繊条の曲
げ端縁とケーブルの成形点との距離とが連続的に調節可
能であることが重要である。

一つの包被繊条を有するコードを作るとき、これ等の距
離の設定によって、束を形成する芯縁条に対して半ピツ
チの長さずらして包被することが可能になる。

例： ２つのコード層を有する補強されたゴムの試験ストリッ
プを使用する。

コード層は、厚さｌ ｒｎｍのゴム層によって分離され
、その両側が厚さ１．５ｍｍのゴム層で被覆されている
。

ストリップが１００×１２ｃｒｒＬの寸法の型内で１５
０’Ｃにおいて３０分間硬化される。

硬化後ストリップが１０ｃＩｎ巾の試料に切断される。

各層当りのコードの端部数は２０ ／ ２５．４ ｍｔ
ｔｔであり、層のコードは、ストリップの長手方向に対
して夫々１６°と２２°の角度をなしている。

係数の測定は、７２．６ｃｒｒＬのケージ長と２ｃｒＩ
Ｌ／分の速度を用いてインストロン（Ｉｎ５ｔｒｏｎ
）測定器によって行われる。

スｌ−１）ツブは、直径０．２５ｍｍの繊条から成る鋼
コードを有している。

本発明によるコードＡは、束を形成する４つの繊条に一
つの包被繊条を撚り合せたものから成っている。

撚り長さはｌＱｍｍである。

包被繊条は、束の繊条の撚りに対して半分の撚り長さず
らされている。

コードＢは、一体に撚った５つの繊条の公知の構造のも
のであり、撚り長さは９．５ ｍｍである。

判明した係数の値を下表に示す。

本発明を添附図面を引用して更に詳細に説明する。

第１図において、附号１は、重ねて装架された４つの供
給スプール２を有するスタンドを示し、スタンド２から
４つの繊条３を調節可能な繊条引張装置４を介して案内
孔５に繰出し得る。

供給スプール６がクレードル７に支持されている。

ばねで力を加えられている帯ブレーキ８は、繊条９が繰
出されるときに充分な張力が繊条９に維持される如く作
用している。

クレードル７は、ローラ軸受によってロータ軸１０に装
架されており、クレードルとスプールの重心を軸１０の
充分下方に位置する様にして軸に対してクレードルとス
プールが回転するのを防止している。

繊条案内用孔１１が中空の軸１０のスプール側に位置し
ている。

コツプ形の本体には、中空の軸１０に強固に固定され、
耐摩材料から作られた２条の案内端縁１３を備えている
。

軸１０の横方向の孔に繊条案内ピン１４がある。

軸１０はブロック１５に支持され、モータ１７によって
駆動されるためにプーリ１６を有している。

スプール６から離隔した軸１０の側に、繊条の予成形ユ
ニット１８が装架されている。

コツプ形本体１２と、軸１０と、繊条予成形ユニット１
８とが全体で装置のロータを形成している。

繊条予成形装置１８は、案内孔２０，２１を有する中空
の円筒体１９によって形成され、円筒体１９に円板２２
が強固に固定されると共に、円板２２に対し移動と回転
が可能で円筒体に固定可能な円板２３が装架されている
。

円板２２，２３は夫々案内孔２４．２５を備えている。

案内孔２４の端縁は、少し曲っているが、一方案内孔２
５の一端縁は著しく曲っている。

ハブを有する円板２７は、円筒体１９に回転自在である
と共に移動可能に装架され、またボルト（図示せず）に
よって円筒体に固定可能である。

円板２７に対向して円板２８が配設され、円板２８は、
円板２７に対して回転可能であると共に、図示していな
い装置によって円板２７に固定し得る。

円板２７には繊条の通路３Ｌ３２が設けられている。

円板２７．２８に夫々案内孔２９．３０がある。

案内孔２９の端縁は少し曲っているが一方案内孔３０の
一端縁は著しく曲っている。

全部の繊条案内部は耐摩材料から作られている。

また第１図に、ケーブル成形スリーブ３３と、調節可能
な速度で駆動される組ローラ３４，３５と。

一時的なねじり装置３６と、巻取装置３７とを示してい
る。

曲げられた繊条３と繊条９のピッチ長さは、軸１０の速
度と、ローラ組３４によって繊条が装置を通り引張られ
る速度とによって定められる。

繊条３と繊条９の螺旋の偏角は、案内孔２５の端縁で繊
条３に与えられた曲りと、案内孔３０の端縁で繊条９に
与えられた曲りとによって定められる。

繊条の張力を設定することと、円板２３．２８を調節し
て曲り角度を変更することとによって所望の偏角が定ま
る。

第２，３図において、符号３８は、ケーブルの螺旋形中
央束を形成する４つの芯縁条を示す。

これらの繊条は、相接して位置し、相互に巻付いていな
いことがわかる。

同じ太さの繊条３９がこの束に螺旋形に巻付き、束のピ
ッチに対し半分のピッチ長さずれている。

本装置の運転は次の通りである。

繊条３は、孔５で束ねられ、スプール６を越してリング
形案内端縁１３の上を通り、ピン１４を経て軸１０の中
心に導かれる。

束は、案内孔２０と孔２６とを経て相互にいくらか離隔
した案内孔２４．２５を通り、この様になっているため
繊条３の束が案内孔２５の端縁上で鋭く曲げられ、繊条
３に螺旋形の永久変形が生じる。

束は、通路３１を通って成形スリーブ３３の入口のケー
ブル成形点に向って走行する。

供給スプール６からの繊条９は、案内孔１１と軸１０の
孔を通過して案内孔２１に達し、次に通路３２を経て同
様に相互に離隔した案内孔２９゜３０を通り、この様に
なっているため繊条９が案内孔３０の端縁上の強い曲げ
によって螺旋形に変形される。

一緒に曲げられた繊条３は、ケーブル成形点において予
成形された繊条９で包被される。

形成されたケーブルは、ローラ組３４と、一時的ねじり
装置３６と、ローラ組３５とを経て巻取装置３７に達す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の実施例の一部縦断面を示す
側面、第２図は第１図の装置により製造した本発明によ
るケーブルの側面、第３図は第２図のケーブルの断面を
示す。 ２・・・・・・スプール、３，３８・・・・・・芯縁条
、６・・・・・・ロータスプールこ ９，３９・・・・
・・包被繊条、１０・・・・・・軸、１２・・・・・・
コツプ形本体、１３・・・・・・端縁、１８・・・・・
・繊条予成形ユニット、２０・・・・・・案内孔、２４
．２５，２９，３０・・・・・・繊条案内孔、３３・・
・・・・成形スリーブ、３７・・・・・・巻取装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 相互に巻付けられていない２またはそれ以上の鋼製
   単−芯繊条に巻付けられた１またはそれ以上の鋼製単一
   包被繊条を有する螺旋形に成形された繊条を備えた弾性
   物品用補強ケーブルにおいて、前記芯繊条が同一の螺旋
   形状であり、並列に相互に対向して位置しているため各
   芯繊条が他の芯繊条の少くとも一つに線接触し、該線接
   触が該芯繊条の方向に平行であり、前記包被繊条が前記
   芯繊条と同一の巻方向と同一のピッチとを有する螺旋形
   状であって該芯繊条によって形成された螺旋の内側に位
   置していることを特徴とする補強ケーブル。 ２ 一つの包被繊条を有する補強ケーブルにおいて、該
   包被繊条が前記芯繊条のピッチに対して半分のピッチ長
   さずれていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の補強ケーブル。 ３３乃至８の芯繊条を有し、該芯繊条と前記包被繊条と
   が同一の直径を有し、該直径が０．１５乃至０．５ｍ１
   １Ｌの範囲内であり、該撚り長さが該繊条の直径の２５
   乃至１００倍であることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の補強ケーブル。 ４ ケーブルがいくつかの単一金属繊条、特に鋼繊条か
   ら作られていて無負荷状態にあるときねじり歪がなく、
   該繊条がスプールから繰出され、小さい曲率を有する端
   縁上で曲げられることによって永久予変形が与えられ、
   該繊条における該端縁の接触点が端縁の周辺に沿って螺
   旋状に移動し、その稜線繊条が成形装置においてケーブ
   ルに構成され、次に該ケーブルが巻取装置に送られる繊
   条ケーブルの製造方法において、いくつかの静止供給ス
   プールから繰出される繊条の第１群が集められて芯繊条
   の束を形成し、線束が第１曲げ端縁上に導かれ、１また
   はそれ以上の他の包被繊条が夫夫１またはそれ以上の他
   の曲げ端縁上に導かれ、該包被繊条の予成形された螺旋
   形状が維持されると共に、前記束の繊条と同一の巻方向
   と同一ピッチを有する如く線束に巻付けられることを特
   徴とする補強ケーブルの製造方法。 ５ 前記束が２乃５の繊条を有し、一つの前記包被繊条
   が線束に巻付けられるため半分のピッチ長さずれている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の補強ケー
   ブルの製造方法。 ６ 全部の繊条が同一の直径を有し、該直径が０．１５
   乃至０．５０７１ＬＩＩＬの範囲内であり、該繊条のピ
   ッチが該繊条の直径の２５乃至１００倍である特許請求
   の範囲第４項または第５項記載の補強ケーブルの製造方
   法。 ７１またはそれ以上のロータスプールを自由にかつ別個
   に支持する軸をもった水平方向の被駆動ロータと、ロー
   タの一部を形成し、少くともその内のいくつかゾ繊条変
   形用の小曲率を有する曲げ端縁を備えたいくつかの偏心
   的に位置した繊条案内孔と、ケーブル成形装置と、巻取
   装置とを具備した補強ケーブルの製造装置において、前
   記ロータの外側にいくつかの静止した供給スプールがあ
   り、該スプールから繊条が繰出されて束になり、前記ロ
   ータスプールを迂回して線束が中央に位置した案内孔を
   通過し、更に曲げ端縁を有する１またはそれ以上の前記
   繊条案内孔を通過して前記ケーブル成形装置に達するこ
   とを特徴とする補強ケーブルの製造装置。