(57)【要約】【課題】圧縮剛性を低下させずに内部へのゴムの浸透度を向上させ、また、設備費や製造コストも低減できるゴム物品補強用スチールコードを提供する。【解決手段】金属フィラメントの総数ｎが１３〜２４本の１×ｎの撚り構造のスチールコードであり、例えば１×１４の撚り構造のスチールコード３０は、偶数番号の各１本の金属フィラメント２、４、６・・・１４の外周に他の各１本の奇数番号の金属フィラメント１、３、５・・・１３をそれぞれ螺旋状に巻き付け、こうして形成した７組のフィラメント束３３−１〜３３−７を撚り合せて構成する。【選択図】図１
2006193840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属フィラメントの総数ｎが１３〜２４本の１×ｎの撚り構造のスチールコードであって、１本の金属フィラメントの外周に他の１本の金属フィラメントを螺旋状に巻き付けて形成される２本の金属フィラメントから成るフィラメント束を含んでおり、そのフィラメント束の７〜１２組又は６〜１１組と端数の１本の金属フィラメントを撚り合せて構成されるスチールコード。
【請求項２】
前記フィラメント束の、１本の金属フィラメントに対する他の１本の金属フィラメントの巻き付け方向をコードの撚り方向と同方向にし、さらに、当該他の１本の金属フィラメントの巻き付けピッチｐＷを、コードの撚りピッチＰに対して、
０．８８７≦ｐＷ／Ｐ≦０．９７６
の式を満足するものにした請求項１に記載のスチールコード。
【請求項３】
コードの撚り角α°が、４．７°〜１３．７°の範囲にある請求項１又は２に記載のスチールコード。
【請求項４】
１本の金属フィラメントの外周に他の１本の金属フィラメントを螺旋状に巻き付けて２本の金属フィラメントから成るフィラメント束を形成し、次いで、このフィラメント束の
７〜１２組又は６〜１１組と端数の１本の金属フィラメントを撚り合せて金属フィラメントの総数ｎが１３〜２４本の１×ｎの撚り構造のスチールコードを得るスチールコードの製造方法。
【請求項５】
１本の金属フィラメントをサプライリールから巻き戻し、この巻き戻した１本の金属フィラメントをパスラインの中心に通した他の１本の金属フィラメントの外周に定ピッチで巻き付け、その巻き付けを、強制回転させてパスラインの外周を周回させるフライヤを使用して行って前記フィラメント束を形成する請求項４に記載のスチールコードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧縮剛性を低下させずに内部へのゴムの浸透度を向上させた高耐久性、且つ、低コストのタイヤなどの補強用に利用するスチールコードとそのコードの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に乗用車のタイヤ補強用金属コードに求められる主要件は、ゴムの浸透度と車のコーナリング特性に影響を及ぼす圧縮剛性に優れていることが挙げられる。ところが、最近多用されているスチールコードの両特性は二律背反の関係があり、例えば、素線にコードの撚りピッチよりも細かい二次元又は三次元の波を付けたスチールコード（下記特許文献１等）は、ゴムの浸透度は向上する反面、素線に波を付けていないスチールコード（コンパクトコード）に比べて圧縮剛性が低下すると言う問題がある。
【０００３】
その理由は、以下の通りである。すなわち、素線に付与した波が例え二次元の波であっても、撚り合わせる過程で撚りピッチ分の三次元の大きな波が付いて細かい波の屈曲部の腹の部分が外側に現れ始める箇所が１撚りピッチに１回あり、この部分が圧縮負荷に対して弱くなるため、圧縮剛性が低下する。また、素線に予め付与する波の高さを大きくしている場合には、細かい波の屈曲部の腹の部分が外側にあるか内側にあるかに関係なく、コードの全長に亘って圧縮剛性が低下する。
【０００４】
一方、下記特許文献２と３に開示されたスチールコードは、いずれも素線に波を付けずにゴムの浸透度を高めて耐蝕性を向上させているが、これらは、素線の束のどれかに一度撚り加工を施した後に最終撚り合わせを行っており、撚り合せ工程が２回あるため設備費と製造コストの増加が避けられない。また、特許文献２のコードは、断面を見ると内部の空隙が多く、そのために、同一強度対比でのコード径が大きくなり、また、ゴムの使用量も多くなる欠点がありゴム物品補強材としては不向きである。
【特許文献１】特開平０９−２７９４９３号公報
【特許文献２】特開平０２−０１４０８４号公報
【特許文献３】特開平０５−２７２０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、圧縮剛性を低下させずに内部へのゴムの浸透度を向上させ、また、設備費や製造コストも低減できるゴム物品補強用のスチールコードとそのコードの製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、この発明においては、金属フィラメントの総数ｎが１３〜２４本の１×ｎの撚り構造のスチールコードであって、１本の金属フィラメントの外周に他の１本の金属フィラメントを螺旋状に巻き付けて形成される２本の金属フィラメントから成るフィラメント束を含んでおり、そのフィラメント束の７〜１２組又は６〜１１組と端数の１本の金属フィラメントを撚り合せて構成されるスチールコードを提供する。
【０００７】
かかるスチールコードは、前記フィラメント束の、１本の金属フィラメントに対する他の１本の金属フィラメントの巻き付け方向をコードの撚り方向と同方向にし、さらに、当該他の１本の金属フィラメントの巻き付けピッチｐＷを、コードの撚りピッチＰに対して、
０．８８７≦ｐＷ／Ｐ≦０．９７６
の式を満足するものにすると好ましい。
【０００８】
また、コードの撚り角α°が、４．７°〜１３．７°の範囲にあるようにしておくのも好ましい。コードの撚り角は、図７の定義による。その定義は後に詳述する。
【０００９】
金属フィラメントの総数ｎが１３〜２４本で１×ｎの撚り構造をもつこの発明のスチールコードは、１本の金属フィラメントの外周に他の１本の金属フィラメントを螺旋状に巻き付けて２本の金属フィラメントから成るフィラメント束を形成し、次いで、このフィラメント束の７〜１２組又は６〜１１組と端数の１本の金属フィラメントを撚り合せて製造する。この発明は、その製造方法も併せて提供する。
【００１０】
この製造方法においては、１本の金属フィラメントをサプライリールから巻き戻し、この巻き戻した１本の金属フィラメントをパスラインの中心に通した他の１本の金属フィラメントの外周に定ピッチで巻き付け、その巻き付けを、強制回転させてパスラインの外周を周回させるフライヤを使用して行って前記フィラメント束を形成するのがよい。
【発明の効果】
【００１１】
この発明のスチールコードは、１本の金属フィラメントに他の１本の金属フィラメントを螺旋状に巻き付けたフィラメント束を有し、そのフィラメント束の７〜１２組、又は６〜１１組と端数の１本の金属フィラメントを互いに撚り合わせているので、各フィラメント束中の螺旋巻きされた金属フィラメントがスペーサの役割を果し、金属フィラメントに細かな波を付けずにゴムを侵入させる隙間を金属フィラメント間に確保することができる。そのために、圧縮剛性の低下を招かずにゴムの浸透度を高めることが可能になる。
【００１２】
また、各フィラメント束の形成、すなわち、１本の金属フィラメントに対する他の１本の金属フィラメントの巻き付けは、簡易なサプライ装置とフライヤを用いて撚り合わせを行わずに実施できるので撚線機が１台あればよく、設備費と製造コストの削減も可能になる。
【００１３】
なお、各フィラメント束における１本の金属フィラメントに対する他の１本の金属フィラメントの巻き付け方向をコードの撚り方向と同方向にすると、逆方向に巻く場合よりも１撚りピッチ当たりの巻き付け頻度が多くなり、金属フィラメント間にゴムの浸透度を高める隙間を確保し易い。
【００１４】
また、各フィラメント束における１本の金属フィラメントに対する他の１本の金属フィラメントの巻き付けピッチｐＷを、撚りピッチＰとの比で０．９７６以下にすると金属フィラメント間に十分な隙間を確保することができる。巻き付けピッチｐＷが撚りピッチＰに近いと隣り合うフィラメント束間の隙間が不十分になるので、巻き付けピッチｐＷは上限を０．９７６Ｐにするのがよい。
【００１５】
さらに、この巻き付けピッチｐＷを０．８８７Ｐ以上とすることで、圧縮剛性が低下することを抑制することができる。巻き付けピッチｐＷが小さくなるに従ってゴム浸透度は向上していくが、コードが曲げ易くなって圧縮剛性が低下するので、巻き付けピッチｐＷの下限は０．８８７Ｐに抑えるのがよい。
【００１６】
また、図７に示すコードの撚り角α°は撚りピッチＰとコード直径によって決まるが、その撚り角α°の下限は、コードの端末がばらけない範囲の４．７°とし、上限は、前述の巻き付けピッチｐＷと同様、大きくなるとコードが曲げ易くなって圧縮剛性が低下するので１３．７°に抑えるのがよい。
【００１７】
この発明の製造方法は、上述したように、各フィラメント束を、撚線機を使わずに形成することができ、撚り線工程を１回に減らして簡易な設備でゴム物品補強用のスチールコードを安価に製造することができる。また、この方法において、フライヤを強制回転させて巻き付けを行う方法で各フィラメント束を形成すると、サプライリールの巻き量変動による巻き付けピッチの変動をなくして１本の金属フィラメントに対する他の１本の金属フィラメントの巻き付けピッチを一定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の実施の形態を添付図面の図１乃至図８に基づいて説明する。図１は、
１４本の金属フィラメントで構成される１×１４の撚り構造のスチールコード３０を、また、図２は、２０本の金属フィラメントで構成される１×２０の撚り構造のスチールコード３１を、図３は２４本の金属フィラメントで構成される１×２４の撚り構造のスチールコード３２をそれぞれ長手方向に適宜間隔で切断して、その断面を模式的に示している。これらは、Ｚ撚りコード、Ｓ撚りコードを問わないが、以下の説明はＳ撚りコードを例に挙げて行う。また、図１〜図３のスチールコードは、フィラメント束の組み合わせ数が異なるだけで、構成の仕方は共通しているので、以下の説明は図１のコードを例に挙げて行う。
【００１９】
図１のスチールコード３０は、各１本の偶数番号の金属フィラメント２、４、６・・・１４に、他の１本の奇数番号の金属フィラメント１、３、５・・・１３を螺旋状に巻き付けてフィラメント束を構成し、そのフィラメント束の７組（３３−１〜３３−７）をピッチＰで撚り合わせて構成されている。図２、図３のスチールコード３１、３２も、図１のコードと同様のフィラメント束を構成してその束を撚り合わせている。
【００２０】
図４に金属フィラメント１、２によって構成されるフィラメント束３３−１を示す。偶数番号の金属フィラメント２に対する奇数番号の金属フィラメント１の巻き付け方向は、コードの撚り方向と同方向にしている。また、金属フィラメント１の巻き付けピッチｐＷは、いずれも０．８８７≦ｐＷ／Ｐ≦０．９７６の条件を満たすものにし、コードの撚り角α°（図７参照）も、４．７°〜１３．７°の範囲にあるようにしている。他のフィラメント束３３−２〜３３−７も同様の構造である。
【００２１】
このような構造にすると、フィラメント束３３−１〜３３−７を撚り合わせることによる三次元のＳ撚り方向の回転とは別に、偶数番号の金属フィラメントに対する奇数番号の金属フィラメントの巻き付けによる回転が加えられるため、奇数番号の金属フィラメント１〜１３がスペーサの役目を果して各フィラメント束間に適度な隙間が形成され、これにより内部へのゴムの浸透度が向上する。
【００２２】
また、各金属フィラメントに細かい波などのイレギュラーなくせが付けられていないため、ゴム浸透度を考慮していない１×１４の撚り構造のクローズドコードと同等の圧縮剛性も確保される。１４本の金属フィラメントを単に撚り合わせると、普通の１×１４の撚り構造のクローズドコードになり各金属フィラメント間に隙間がないため外部から隔離された空間ができることになり、ゴム浸透度が悪くなるが、この発明では、１本の金属フィラメントに他の１本の金属フィラメントを螺旋状に巻き付けたフィラメント束を６〜１２組用いてそれを撚り合わせるのでクローズド構造のコードにはならない。
【００２３】
フィラメント束３３−１〜３３−７は、偶数番号の金属フィラメントに対する奇数番号の金属フィラメントの巻き付け方向をコードの撚り方向と同方向にしているので、コード長手方向のフィラメント巻き付け頻度が１撚りピッチ当たりに１回以上確保される。これに加えて、奇数番号の金属フィラメントの巻き付けピッチｐＷを０．８８７≦ｐＷ／Ｐ≦０．９７６に設定しているのでフィラメント束間に十分な隙間が確保されてゴムの浸透度が良くなる。
【００２４】
このほか、コードの撚り角α°を４．７°〜１３．７°にしているので、コード端末のばらけやコードの圧縮剛性の低下も抑制される。
【００２５】
次に、１×１４の撚り構造のスチールコードの製造方法を表した図５の概念図に基づいて、この発明のスチールコードの製造方法を説明する。図中１１は、リール１２をセットするドライブサプライ装置、１３はガイド、１４は、リール１５をセットするデッドサプライ装置、１６はフライヤ、１７はねじれ逆流防止ローラ、１８は撚線機、１８ａは撚線機の目板、１８ｂは撚線機の撚り口、１８ｃは矯正器、１９は撚線機の機内にセットした巻取りリールである。ドライブサプライ装置１１からフライヤ１６までの各要素は、撚り合わせるフィラメント束の数と同数(図１のコードの製造では７組)設けられる。図５は、フィラメント束３３−１と３３−２を形成するもののみを示しているが、他の５組のフィラメント束３３−３〜３３−７を形成するものも同一構成になる。
【００２６】
リール１２から繰り出される金属フィラメント２をガイド１３に通してフライヤ１６に導き、フライヤ１６の中心ガイドを通り抜けた金属フィラメント２の外周に、リール１５から供給される金属フィラメント１を螺旋状に巻き付ける。リール１５は固定されており、このリール１５から繰り出される金属フィラメント１は、フライヤ１回転当たりに１回転のねじれが与えられ、これにより金属フィラメント１を金属フィラメント２の外周に巻き付かせることができる。
【００２７】
フライヤ１６の回転方向は、既に述べた理由により金属フィラメント１がコードの撚り方向と同方向に巻き付けられる方向とするのがよい。また、金属フィラメント２は、供給用のリール１２を強制回転させてねじれが発生しないようにして繰り出すのが好ましい。
【００２８】
以上の工程を経るとフィラメント束３３−１が形成される。このフィラメント束３３−１の形成と並行して他の６組のフィラメント束３３−２〜３３−７も形成し、それぞれのフィラメント束３３−１〜３３−７を個々にねじれ逆流防止ローラ１７にたすき状に巻き掛けた後、目板１８ａのガイド穴と撚り口１８ｂに通して撚線機１８に導き、この撚線機１８で撚り合わせる。そして、矯正器１８ｃを通過して完成したスチールコード３０をリール１９に巻き取る。
【００２９】
なお、図５のように、リール１５をデッドサプライ装置１４にセットし、回転駆動源の無いフライヤ１６を用いて金属フィラメント１を金属フィラメント２の外周に巻き付けると、金属フィラメント１の巻き付けピッチｐＷが、その金属フィラメント１を巻いているリール１５の巻量に応じて変動する。その対策として、図６に示すように、リール１５のサプライ装置とフライヤをドライブ方式のサプライ装置１４Ａと回転駆動源を有するフライヤ１６Ａに置き換え、フライヤ１６Ａを強制的に回転させて金属フィラメント１の巻き付けを行うこともでき、この方法によれば、リール１５の巻量変動による金属フィラメント１の巻き付けピッチ変動を防止して、巻き付けピッチｐＷを一定ピッチに制御することができる。
【００３０】
金属フィラメントの総数ｎが１３本又は１５〜２４本の１×ｎの撚り構造のスチールコードも、１本の金属フィラメントの外周に他の１本の金属フィラメントを巻き付けたフィラメント束を必要数形成してそれを撚り合わせる。このとき、金属フィラメントの総数ｎが２で割り切れず、端数がでるときには、図８に一例を示すように、端数の１本の金属フィラメント(図のそれは１９)も一緒に撚り合せる。
【００３１】
この発明のスチールコード(発明品Ａと発明品Ｂ、発明品Ａは前述の巻き付けピッチｐＷやコードの撚り角がこの発明で好ましいとした範囲外にある。また、発明品Ｂは巻き付けピッチｐＷやコードの撚り角がこの発明で好ましいとした範囲内にある)と従来のスチールコード（従来品）を用いて性能の比較評価試験を行った。その結果を表１にまとめる。
【００３２】
【表１】
2006193840.tif 000003
【００３３】
この表１に示される従来品の波付けコードは、波を付けた金属フィラメント本数が全体の３３％以上を占める。波の付与条件は、以下の通り。
二次元波付  波付けピッチ：４．７ｍｍ（初期設定）
波付け高さ：０．０６０±０．０２５ｍｍ（撚り合わせ後）
三次元波付  波付けピッチ：１／４×Ｐ（初期設定）  Ｐ：コード撚りピッチ
波付け高さ：０．０６０±０．０２５ｍｍ（撚り合わせ後）
【００３４】
図９に１×１４×ｄの撚り構造の二次元波付コードの断面を、図１０に１×１４×ｄの撚り構造の三次元波付コードの断面を、図１１に１×２４×ｄの撚り構造の二次元波付コードの断面をそれぞれ示す。
【００３５】
−表１中の特性の説明−
（１）撚り角
スチールコード作成後、コード径(層心径)および撚りピッチを測定し、ワイヤーロープ便覧（昭和４２年１０月１５日  白亜書房発行、１５４頁）の方法で求めた。同便覧の方法は、撚り角αを次式で求める（図７を同時参照）。
ｔａｎα=πｄ’ｓ／Ｐｓ
ただし、α：撚り角（°）  ｄ’ｓ：層心径    Ｐｓ：撚りの長さ
（２）ゴム浸透度
スチールコードに１０００ｇｆの張力を与えた状態でゴム中で加圧加硫してサンプルを作成した後、ゴム中のコードを取り出し、このコードを測定サンプルとする。そして、この測定サンプルに対するゴムのコード内部への浸透度合いを目視又は拡大鏡で観察し、観察長全てにゴムが浸透しているものを１００％とした。
（３）圧縮剛性
（２）で作成した加圧加硫サンプルにおいて、コード外側にあるゴム厚を約０．５ｍｍになるまで削り、測定サンプルとする。この測定サンプルを圧縮試験機を使用して下記の条件で所定ストロークまで圧縮したときの抵抗値を調べ、基準コード（表１の（１）と（３）のコード）を１００％として判定した。
圧縮条件  掴み間隔：５０ｍｍ
測定変位：６ｍｍ
圧縮速度：１０ｍｍ／ｍｉｎ
【００３６】
この表１の試験結果から、この発明のスチールコードは、ゴム浸透度、圧縮剛性の両特性に優れることがわかる。
【００３７】
また、この発明のスチールコードは、図５に示すような簡単な設備で製造することができ、設備費や製造コストの低減も図れる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明のスチールコードの一例を、長手方向に適宜間隔で切断した断面にして示す模式図
【図２】この発明のスチールコードの他の例を、長手方向に適宜間隔で切断した断面にして示す模式図
【図３】この発明のスチールコードのさらに他の例を、長手方向に適宜間隔で切断した断面にして示す模式図
【図４】フィラメント束の１本の金属フィラメントに対する他の１本の金属フィラメントの巻き付け例を示す斜視図
【図５】この発明のスチールコードの製造方法を示す概念図
【図６】ドライブサプライ装置と回転駆動するフライヤを用いてフィラメント束の形成を行う例を示す図
【図７】撚り角の定義図
【図８】奇数本の金属フィラメントで構成されるスチールコードの一例の断面図
【図９】１×１４×ｄの撚り構造の二次元波付コードの断面を示す図
【図１０】１×１４×ｄの撚り構造の三次元波付コードの断面を示す図
【図１１】１×２４×ｄの撚り構造の二次元波付コードの断面を示す図
【符号の説明】
【００３９】
１〜２４          金属フィラメント
３３−１〜３３−７    フィラメント束
３０、３１、３２  スチールコード
１１、１４Ａ      ドライブサプライ装置
１４              デッドサプライ装置
１２、１５、１９  リール
１３              ガイド
１６              フライヤ
１６Ａ            回転駆動源を有するフライヤ
１７              ねじれ逆流防止ローラ
１８              撚線機
１８ａ            目板
１８ｂ            撚り口
１８ｃ            矯正器
【図１】
2006193840.tif 000004
【図２】
2006193840.tif 000005
【図３】
2006193840.tif 000006
【図４】
2006193840.tif 000007
【図５】
2006193840.tif 000008
【図６】
2006193840.tif 000009
【図７】
2006193840.tif 000010
【図８】
2006193840.tif 000011
【図９】
2006193840.tif 000012
【図１０】
2006193840.tif 000013
【図１１】
2006193840.tif 000014