(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムタイヤでのブレーカまたはベルトプライを補強するように適合された鋼コードであって、
コアグループとシースグループとを備え、
前記コアグループが、第１の直径ｄｃを有する２〜４本のコア鋼フィラメントからなり、
前記シースグループが、第２の直径ｄｓを有する１〜６本のシース鋼フィラメントからなり、
前記第１の直径ｄｃと前記第２の直径ｄｓとの比ｄｃ／ｄｓが、１．１０〜１．７０の範囲であり、
前記コア鋼フィラメントが、解撚されるか、または３００ｍｍよりも大きい撚りステップを有し、
前記シースグループと前記コアグループとが、コード撚りステップを有して、コード撚り方向で互いの周りに撚られる、鋼コードにおいて、
前記コアグループと前記シースグループとの飽和レベルの差の絶対値に対する前記コアグループと前記シースグループとの残留捩れの差の絶対値の比ρが、０．１５〜０．６５の範囲であることを特徴とする、鋼コード。
【請求項２】
前記コアグループの残留捩れの量が、前記シースグループの残留捩れの量と実質的に異なる、請求項１に記載の鋼コード。
【請求項３】
前記シースフィラメント自体が撚られている、請求項１または２に記載の鋼コード。
【請求項４】
前記１〜６本のシース鋼フィラメントが、前記コード撚りステップを有して、前記コード撚り方向で互いの周りに撚られている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の鋼コード。
【請求項５】
前記コア鋼フィラメントがそれぞれ、２．２×ｄｃ〜２．７×ｄｃの範囲の波高ｈｃを有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の鋼コード。
【請求項６】
前記シースフィラメントがそれぞれ、２．２×ｄｓ〜３．９×ｄｓの範囲の波高ｈｓを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の鋼コード。
【請求項７】
前記鋼コードがフレアを有さない、請求項１〜６のいずれか一項に記載の鋼コード。
【請求項８】
前記鋼コードが、２５００ＭＰａを超える引張強度を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の鋼コード。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の複数の鋼コードを備えるゴムプライであって、
前記鋼コードが、互いに並べて平行に配置され、
前記ゴムプライが、３０ｍｍ未満の先端上昇を有する、ゴムプライ。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の鋼コードを製造するための撚線機であって、
ダブルツイスタを備え、
供給スプールをさらに備え、前記供給スプールが、前記２〜４本のコア鋼フィラメントを前記ダブルツイスタに供給するために前記ダブルツイスタの第１の側に位置決めされ、
前記ダブルツイスタが、静止クレードルを備え、
前記クレードルが、前記ダブルツイスタ内部で１〜６本のシース鋼フィラメントを集合点に供給するための供給スプールを支持し、
前記撚線機が、前記ダブルツイスタから出た撚られた鋼コードを受け取るためのコードスプールをさらに備え、
前記コードスプールが、前記ダブルツイスタの第２の側に位置決めされ、
前記撚線機が、第１の仮撚装置と第２の仮撚装置とをさらに備え、
前記第１の仮撚装置および前記第２の仮撚装置の両方が、前記ダブルツイスタと前記コードスプールとの間に位置決めされる、撚線機。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の鋼コードを形成する方法であって、
ｉ．２〜４本のコア鋼フィラメントを供給スプールから巻き解くステップと、
ｉｉ．２回撚り方向に回転しているダブルツイスタに前記コア鋼フィラメントを案内するステップと、
ｉｉｉ．前記コア鋼フィラメントに第１の方向で第１の撚りを加えるステップと、
ｉｖ．１〜６本のシース鋼フィラメントを供給スプールから前記ダブルツイスタ内部に巻き解くステップと、
ｖ．前記ダブルツイスタ内部で、集合点において、前記撚られたコア鋼フィラメントと共に前記シース鋼フィラメントを導くステップと、
ｖｉ．前記第１の方向と逆の第２の方向で、前記コア鋼フィラメントおよび前記シース鋼フィラメントに第２の撚りを加え、それにより、前記コア鋼フィラメントを解撚し、かつ前記シース鋼フィラメントを撚り、およびしたがって撚られた鋼構造を形成するステップと、
ｖｉｉ．前記撚られた構造を、前記ダブルツイスタから、前記２回撚り方向と逆の方向に回転する第１の仮撚装置に案内するステップと、
ｖｉｉｉ．その後、前記撚られた構造を、前記第１の仮撚装置から、前記２回撚り方向と等しい方向で回転する第２の仮撚装置に案内し、それにより、前記鋼コードを仕上げるステップと、
ｉｘ．前記鋼コードをコードスプールに巻き付けるステップと
を含む、方法。
【請求項１２】
前記比ρが、０．２５〜０．５０の範囲である、請求項１に記載の鋼コード。
【請求項１３】
前記鋼コードが、２７００ＭＰａを超える引張強度を有する、請求項８に記載の鋼コード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴムタイヤでのブレーカまたはベルトプライを補強するように適合された鋼コードに関する。また、本発明は、そのような鋼コードを形成するための撚線機および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴムタイヤでのブレーカまたはベルトプライを補強するための鋼コードは、当技術分野でよく知られている。
【０００３】
米国特許第４，４０８，４４４Ａ号明細書は、Ｍ＋Ｎ構成、より特定的には２＋２構成を開示している。このコードは、２つのグループのフィラメントを有し、第１のグループはＭ本、好ましくは２本のフィラメントを有し、第２のグループはＮ本、好ましくは２本のフィラメントを有する。このコードは、少なくともその２＋２実施形態で、張力を加えられるか否かに関わらず、完全にゴムに入り込むという利点を有する。しかし、このコード構成は、疲労限界が比較的低く、コード直径が大きすぎるという欠点を有する。
【０００４】
これらの欠点を軽減する試みにおいて、欧州特許第０４６６７２０Ｂ１号明細書は、同様であるが異なるＭ＋Ｎ構成を提案している。相違点は、１グループのフィラメントが、他のグループのフィラメントと異なるフィラメント直径を有することである。その結果、疲労限界が増加し、時として、同じ補強効果のためのコード直径が小さくなる。
【０００５】
しかし、フィラメント直径の相違があるＭ＋Ｎ構成は、特に自動システムでのタイヤ製造中、処理が難しい。直径の相違があるフィラメントは、残留捩れの異なる飽和レベルを有する。得られるコードは、フレアを受ける。コードはあまり安定せず、ゴムプライへのそのようなコードの組込みは、ゴムプライの先端上昇をもたらし、すなわち１つまたは複数の縁部が持ち上がっている。
【０００６】
鋼コードまたは鋼フィラメントに捩れを加えるとき、観察される最初の現象は線形であり、すなわち、残留捩れの数は、加えられる捩れの数に等しい。加えられる捩れの数のさらなる増加は、残留捩れの増加をもたらすが、その増加は同程度ではなく、増加量が減少する。すなわち飽和現象が観察される。残留捩れの増加がなくなると直ちに、残留捩れの飽和レベルに達する。
【０００７】
鋼フィラメントの残留捩れの飽和レベルは、鋼フィラメントの材料、鋼フィラメントの引張強度、および特に鋼フィラメントの直径に依存する。
【０００８】
先端上昇の問題に対処するために、国際公開第２０１２／１２８３７２Ａ１号パンフレットは、２×ｄｃ＋Ｎ×ｄｓ構成を提案している。ここで、コアグループのフィラメント直径ｄｃは、シースグループのフィラメント直径ｄｓよりも大きく、２つのコアフィラメントは、最終的なゴムプライ内でゴムによってコア鋼フィラメントが良好に固定されるような振幅を有する波を形成する程度まで塑性変形される。この固定は、残留捩れの悪影響をなくし、補強されたゴムプライの先端上昇を減少させる。
【０００９】
しかし、国際公開第２０１２／１２８３７２Ａ１号パンフレットの２×ｄｃ＋Ｎ×ｄｓはフレアを受け、あまりロバストでないか、またはあまり安定してない構成となる危険がある。
【００１０】
用語「フレア」は、鋼コードまたは鋼撚線の切断後、フィラメントの端部または撚線の端部が広がる現象を表す。フレアのない鋼コードはこの広がりを示さず、フィラメントまたは撚線は、切断後、多かれ少なかれそれらの位置に留まる。
【００１１】
特開２０１３−１９９１９４号公報、特開２０１３−１９９１９３号公報、特開２０１３−１９９１９１号公報、特開２０１３−１９９７１７号公報、特開２０１３−１９９１９５号公報、特開２０１３−１９９１９０号公報、および特開２０１３−１９９１８９号公報は全て、２×ｄｃ＋Ｎ×ｄｓ鋼コード構成を開示するが、それらは、フレアの問題の解決策も、コア鋼フィラメントの大きすぎる波に関する解決策も提供しない。
【００１２】
特開平０６−３０６７８４号公報は、タービンまたは仮撚装置が使用されるダブルツイスタによって２（コア）＋２（シース）鋼コード構成を製造する方法を開示している。コア鋼フィラメントとシース鋼フィラメントとは同じ直径を有する。
【００１３】
米国特許第５，４８７，２６２Ａ号明細書は、２つの仮撚装置が順次に使用される鋼コードを形成するための方法およびデバイスを開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の全般的な目的は、従来技術の欠点をなくすことである。
【００１５】
本発明の特定の目的は、フレアのない鋼コードを提供することである。
【００１６】
本発明の別の目的は、塑性変形が低減された鋼コードを提供することである。
【００１７】
本発明のさらに別の目的は、改良されたロバスト性を有する鋼コードを提供することである。
【００１８】
本発明のさらに別の目的は、本発明による鋼コードで補強されるゴムプライの先端上昇を低くまたはゼロに保つことである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の態様によれば、ゴムタイヤでのブレーカまたはベルトプライを補強するように適合された鋼コードが提供される。
【００２０】
用語「ゴムタイヤでのブレーカまたはベルトプライを補強するように適合された」は、鋼フィラメントが普通炭素鋼（以下の例を参照のこと）から形成され、０．１０ｍｍ〜０．４０ｍｍの範囲、例えば０．１２ｍｍ〜０．３５ｍｍの範囲のフィラメント直径を有し、十分な引張強度（１５００ＭＰａ〜４０００ＭＰａの範囲またはそれよりも高い引張強度Ｒｍ）を有し、ゴムとの接着を促進するコーティング（例えば二元真鍮コーティングまたは三元亜鉛−コバルト−銅または亜鉛−銅−ニッケルコーティング）を施された、鋼コードを表す。
【００２１】
鋼コードは、コアグループとシースグループとを備える。好ましくは、鋼コードは、コアグループおよびシースグループのみからなる。
【００２２】
コアグループは、第１の直径ｄｃを有する２〜４本のコア鋼フィラメント、例えば直径ｄｃを有する２本のコア鋼フィラメントを有する。好ましくは、コア鋼フィラメントは、ほぼ同じ引張強度およびほぼ同じ鋼組成を有する。
【００２３】
シースグループは、第２の直径ｄｓを有する１〜６本のシース鋼フィラメント、例えば第２の直径ｄｓを有する２〜４本のシースフィラメントを有する。好ましくは、シース鋼フィラメントは、ほぼ同じ引張強度およびほぼ同じ鋼組成を有する。
【００２４】
第１の直径ｄｃは、第２の直径ｄｓよりも大きい。好ましくは、直径比ｄｃ／ｄｓは、１．１０〜１．７０、好ましくは１．１０〜１．５０の範囲である。２〜４本のコア鋼フィラメントは、解撚されるか、または３００ｍｍよりも大きい撚りステップを有する。シースグループとコアグループとは、コード撚りステップを有して、コード撚り方向で互いの周りに撚られる。
【００２５】
コアグループとシースグループとの飽和レベルの差の絶対値に対するコアグループとシースグループとの残留捩れの差の絶対値の比は、０．１５〜０．６５、好ましくは０．１５〜０．６０、例えば０．１５〜０．５５、例えば０．２５〜０．５０の範囲である。これは、コード全体が残留捩れを有さない場合に有効である。
【００２６】
飽和レベルは、１メートル当たりの回転数で表される。
【００２７】
残留捩れの量も、１メートル当たりの回転数で表される。
【００２８】
鋼コードまたは鋼フィラメントの残留捩れは以下のように決定される：特定の長さの鋼コードまたは鋼フィラメントの一端が、自由に回転できるようにされ、他端は、固定して保持される。回転数がカウントされ、回転の方向が示される。
【００２９】
コアグループまたはシースグループの残留捩れの決定法については、本明細書で以下に説明する。
【００３０】
鋼フィラメントの飽和レベルは、鋼フィラメントに加えることができる（１メートル当たりの回転数として表される）弾性捩れの最大数である。等しい鋼フィラメント、すなわち等しい直径、組成、および引張強度を有する鋼フィラメントのグループの飽和レベルは、そのグループの個々の鋼フィラメントの飽和レベルに等しい。実際、飽和レベルは、撚りプロセス前に決定または測定される。
【００３１】
Ｓ方向で捩れが加えられる場合、撚りステップまたは撚りピッチをより短くする残留捩れは、正の符号を有し、撚りステップまたは撚りピッチをより長くする残留捩れは、負の符号を有する。Ｚ方向で捩れが加えられる場合、逆が有効である。
【００３２】
本発明は、ダブルツイスタによって形成された鋼コード構成に特に適している。なぜなら、ダブルツイスタでは、個々の鋼フィラメント自体が撚られることがあるからである。これは、通常の方法で管状ストランダによって形成される鋼コードの場合には当てはまらない。本発明では、シース鋼フィラメントは、好ましくはそれ自体が撚られる。グループおよびコードの撚りに加えて、鋼フィラメントのこの個々の撚りは、シースグループの残留捩れの量を増加することがある。
【００３３】
本発明による鋼コードの特徴的な特徴は、以下の式で書くことができる。
０．１０≦ρ＝｜ＲＴｃ−ＲＴｓ｜／｜ＳＬｃ−ＳＬｓ｜≦０．６５
比ρは、２段仮撚装置が使用されない場合に得ることができる（最大）捩れギャップに対して測定されたときの捩れギャップの比である。２段仮撚装置の使用により、比ρを上記の限度の間に保つことができる。コアグループとシースグループとの残留捩れの差のレベルのこの減少は、よりロバストな鋼コードに寄与し、フレアが減少されるか完全になくされ、高いレベルの塑性変形と、鋼コアフィラメントの波の大きい振幅とを必要としない。残留捩れの差のレベルが減少されることにより、ゴムプライでコアフィラメントを固定する必要性はあまり大きくなくなる。
【００３４】
フレアがないという利点を得るため、およびロバスト性を高めるために、コアグループおよび／またはシースグループの残留捩れを個々にまたは個別にゼロにする必要はない。逆に、残留捩れをゼロにすることは、撚りプロセスにおいて非常に大きいエネルギーを必要とすることになる。
【００３５】
別の好ましい実施形態によれば、コアグループの残留捩れの量は、シースグループの残留捩れの量と実質的に異なる。
【００３６】
好ましい実施形態によれば、本発明の鋼コードの１〜６本のシース鋼フィラメントは、コード撚りステップを有して、コード撚り方向で互いの周りに撚られている。
【００３７】
本発明の第１の態様による好ましいコード構成は、２本の鋼フィラメントを有するコアグループと、３本のシース鋼フィラメントを有するシースグループとを有する。したがって、好ましいコード構成は、２×ｄｃ＋３×ｄｓである。
【００３８】
上記のように、コア鋼フィラメントおよびシース鋼フィラメントの両方での低レベルの残留捩れにより、個々の鋼フィラメントの塑性変形が低減され得る。
【００３９】
そのような塑性変形の低減により、コア鋼フィラメントはそれぞれ、２．２×ｄｃ〜２．７×ｄｃの範囲の波高ｈｃを有していてよい。
【００４０】
同様に、各シースフィラメントは、２．２×ｄｓ〜３．９×ｄｓの範囲の波高ｈｓを有していてよい。
【００４１】
個々の鋼フィラメントの塑性変形の低減により、得られる本発明のコードの線形密度も、例えば１パーセント超だけ減少される。最終的に、これにより、軽量化された補強されたゴムプライおよびタイヤが得られる。
【００４２】
好ましくは、本発明の第１の態様による鋼コードはフレアを有さない。
【００４３】
また、好ましくは、鋼コードは、２５００ＭＰａを超える、例えば２７００ＭＰａを超える引張強度を有する。
【００４４】
鋼コードは、好ましくは、４５０ニュートンを超える、例えば５００ニュートンを超える破断荷重を有する。
【００４５】
本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様による複数の鋼コードを備えるゴムプライが提供される。鋼コードは、１ｃｍ当たり６個の端部〜１ｃｍ当たり１２個の端部の範囲、例えば１ｃｍ当たり６．５個の端部〜１ｃｍ当たり１１個の端部の範囲の密度で、互いに並べて平行に配置される。ゴムプライの厚さは、０．６５ｍｍ〜１．６ｍｍ、例えば０．７ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲であり、例えば１．２ｍｍである。ゴムプライは、１０ｍｍ未満、例えば５ｍｍ未満の先端上昇を有する。先端上昇のこの減少は、タイヤの製造でのゴムプライの自動処理を容易にする。
【００４６】
タイヤのベルトまたはブレーカへの組込み前、鋼コードによって補強されたゴムは、平行四辺形（すなわち２つの鋭角と２つの鈍角とを有する）の形状を有するプライに切断される。先端上昇は、プライの鋭角が上昇を示し得る、すなわち底面に対してある距離を示し得る現象である。先端上昇は、ｍｍでのプライの底面と鋭角との間の垂直距離である。先端上昇の量は、主に、個々のコードの残留捩れによる。先端上昇がプライの１つの隅のみに関わるとき、その量は、ゴムプライの長さおよび幅とは無関係である。
【００４７】
本発明の第３の態様によれば、本発明の第１の態様によるｍ＋ｎコードを製造するための機器が提供される。この機器は、ダブルツイスタと、２〜４本のコア鋼フィラメントをダブルツイスタに供給するためにダブルツイスタの第１の側に位置決めされた供給スプールとを備える。
【００４８】
コアフィラメントの数よりも供給スプールが少ない場合、いくつかのコアフィラメントが、スプールに平行に複数回巻かれる。
【００４９】
ダブルツイスタは、静止クレードルを備える。クレードルは、ダブルツイスタ内部で１〜６本のシース鋼フィラメントを集合点に供給するための供給スプールを支持する。
【００５０】
ダブルツイスタ外部の供給スプールの数の場合と同様に、供給スプールがシースフィラメントの数よりも少ないこともある。すなわち、並列巻が適用されているときである。
【００５１】
この機器は、ダブルツイスタから出た撚られた鋼コードを受け取るためのコードスプールをさらに備える。このコードスプールは、好ましくは第１の側と逆のダブルツイスタの第２の側に位置決めされる。
【００５２】
この機器は、第１の仮撚装置と第２の仮撚装置とをさらに備える。第１の仮撚装置および第２の仮撚装置の両方が、ダブルツイスタとコードスプールとの間に位置決めされる。
【００５３】
第１の仮撚装置と逆方向に回転する第２の仮撚装置により、コアグループおよびシースグループの両方の残留捩れのレベルが、許容可能な低いレベルにされる。
【００５４】
用語「仮撚装置」は、フィラメントまたはコードに第１の方向（例えばＳ）でいくつかの撚りを加え、その直後に逆方向（例えばＺ）で同じ数の撚りを加えるデバイスを表す。加えられる捩れの数に対する効果はゼロであるが、仮撚装置は、残留捩れの数に対する効果を有する。
【００５５】
本発明の第４の態様によれば、本発明の第１の態様によるｍ＋ｎコードを製造する方法が提供される。
【００５６】
この方法は、
ｉ．コア鋼フィラメントを１つまたは複数の供給スプールから巻き解くステップと、
ｉｉ．２回撚り方向に回転しているダブルツイスタに巻き解かれたコア鋼フィラメントを案内するステップと、
ｉｉｉ．コア鋼フィラメントに第１の方向で第１の撚りを加えるステップと、
ｉｖ．シース鋼フィラメントを１つまたは複数の供給スプールからダブルツイスタ内部に巻き解くステップと、
ｖ．ダブルツイスタ内部で、集合点において、撚られたコア鋼フィラメントと共に巻き解かれたシース鋼フィラメントを導くステップと、
ｖｉ．第１の方向と逆の第２の方向で、コア鋼フィラメントおよびシース鋼フィラメントに第２の撚りを加え、それにより、コア鋼フィラメントを解撚し、かつシース鋼フィラメントを撚り、およびしたがってコア鋼フィラメントとシース鋼フィラメントとを備える撚られた鋼構造を形成するステップと、
ｖｉｉ．撚られた構造を、ダブルツイスタから、２回撚り方向と逆の方向に回転する第１の仮撚装置に案内するステップと、
ｖｉｉｉ．その後、撚られた構造を、第１の仮撚装置から、２回撚り方向と等しい方向で回転する第２の仮撚装置に案内し、それにより、ｍ＋ｎ鋼コードを仕上げるステップと、
ｉｘ．ｍ＋ｎ鋼コードをコードスプールに巻き付けるステップと
を含む。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の態様による鋼コードを形成するための機器および方法の概略図である。
【図２ａ】単一の仮撚装置が後に続くダブルツイスタ内のコア鋼フィラメントおよびシース鋼フィラメントの捩れ図を示す。
【図２ｂ】２段仮撚装置が後に続くダブルツイスタ内のコア鋼フィラメントおよびシース鋼フィラメントの捩れ図を示す。
【図３】ゴムプライの先端上昇に対する２段仮撚装置の影響を示す。
【図４ａ−４ｄ】本発明の第１の態様による鋼コードの断面図を示す。
【図５】本発明の第１の態様による鋼コードの長手方向図を示す。
【図６】ゴムプライを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
本発明の第１の態様による鋼コードは、以下のように形成することができる。
【００５９】
開始材料は、０．６５％の最小炭素含有量、例えば０．７５％の最小炭素含有量、０．４０％〜０．７０％の範囲のマンガン含有量、０．１５％〜０．３０％の範囲のシリコン含有量、０．０３％の最大硫黄含有量、および０．３０％の最大リン含有量を含む鋼ワイヤロッドでよい（全てのパーセントが重量パーセントである）。０．１０％〜最大０．４０％のパーセンテージでのクロムおよび銅などの非調質元素も除外はされないが、必須ではない。
【００６０】
ワイヤロッドは、まず、機械的なデスケーリングによって、および／またはＨ２ＳＯ４もしくはＨＣｌ溶液中での化学的酸洗によって洗浄されて、表面上に存在する酸化物を除去する。次いで、ワイヤロッドは、水中でリンスされ、乾燥される。次いで、乾燥されたワイヤロッドは、第１の中間直径まで直径を減少させるために第１の一連の乾燥延伸操作を施される。
【００６１】
この第１の中間直径ｄ１、例えば約３．０〜３．５ｍｍで、乾燥延伸された鋼ワイヤは、パテンティングと呼ばれる第１の中間熱処理を施される。パテンティングは、まず約１０００℃の温度までオーステナイト化し、続いて、約６００℃〜６５０℃の温度でオーステナイトからパーライトへの変態段階を行うことを意味する。ここで、鋼ワイヤは、さらなる機械的変形のための準備が整う。
【００６２】
その後、鋼ワイヤは、第２の複数回の直径減少ステップで、第１の中間直径ｄ１から第２の中間直径ｄ２までさらに乾燥延伸される。第２の直径ｄ２は、典型的には、１．０ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲である。
【００６３】
この第２の中間直径ｄ２で、鋼ワイヤは、第２のパテンティング処理を施され、すなわち、約１０００℃の温度で再びオーステナイト化し、その後、６００℃〜６５０℃の温度でクエンチングして、パーライトへの変態を可能にする。
【００６４】
第１および第２の乾燥延伸ステップにおける合計の減少が大きすぎない場合には、ワイヤロッドから直径ｄ２まで直接の延伸操作を行うこともできる。
【００６５】
この第２のパテンティング処理後、鋼ワイヤは通常、真鍮コーティングを施される。すなわち、鋼ワイヤ上に銅がめっきされ、銅の上に亜鉛がめっきされる。真鍮コーティングを形成するために、熱拡散処理が加えられる。
【００６６】
真鍮コーティングされた鋼ワイヤは、次いで、湿式延伸機によって、最終の一連の断面積減少を施される。最終生成物は、引張強度が典型的には２０００ＭＰａを超え（例えば２５００ＭＰａを超え）、エラストマー生成物の補強に適合された、０．６５重量パーセントを超える（例えば０．７５重量パーセントを超える）炭素含有量を有する鋼フィラメントである。
【００６７】
本発明による鋼コードの製造のために、２つの異なる鋼フィラメント直径が必要とされ、例えば、０．１６、０．１７、または０．２０ｍｍの鋼フィラメントと、０．２２、０．２４、および０．２６５ｍｍの鋼フィラメントとが必要とされる。
【００６８】
図１は、本発明による鋼コードを形成するために使用することができる機器１００の概略図を示す。
【００６９】
図１の左側から始めて、フィラメント直径ｄｃを有する３本のコア鋼フィラメント１０２が、２つの供給スプール１０４から引き出されて、ダブルツイスタまたはバンチャ１０６に案内される。第１の静止案内プーリ１０８を通過した後、第１のフライヤ１１０の回転方向１０９により、３本のコア鋼フィラメント１０２が、Ｚ方向で第１の撚りを受ける。静止逆転プーリ１１２を越える直前で、３本のコア鋼フィラメント１０２は、Ｚ方向で第２の撚りを受ける。そのようにして撚られたコア鋼フィラメント１０２は、次いで集合点１１３に案内される。
【００７０】
フィラメント直径ｄｓを有する３本のシース鋼フィラメント１１６が、ダブルツイスタ１０６内部の静止クレードル（図示せず）内に位置された３つの供給スプール１１８から引き出される。３本のシース鋼フィラメント１１６は、３本の撚られたコア鋼フィラメント１０２と共に集合点１１３に導かれる。第２の静止逆転プーリ１１４のレベルで、コア鋼フィラメント１０２およびシース鋼フィラメント１１６の両方がＳ方向で撚りを受ける。これは、３本のコア鋼フィラメント１０２が一部解撚され（２つのＺ撚りから１つのＺ撚りへ）、一方、シース鋼フィラメント１１６は撚られることを意味する。２本のコア鋼フィラメント１０２と３本のシース鋼フィラメント１１６との集合が、第２のフライヤ１２０を超えて第２の静止案内プーリ１２２に案内される。第２の静止案内プーリ１２２のレベルで、集合は、Ｓ方向で第２の撚りを受ける。これは、３本のコア鋼フィラメント１０２はここでは完全に解撚され（１つのＺ撚りからゼロへ）、３本のシース鋼フィラメント１１６はここではＳ方向で２回撚られていることを意味する。
【００７１】
ダブルツイスタ１０６から出る得られた生成物は、コアグループとシースグループとを有する鋼コードである。コアグループは、３本の解撚されたコア鋼フィラメント１０２からなる。シースグループは、３本のＳ撚りされたシース鋼フィラメント１１６を有する。シースグループは、コアグループの周りでＳ方向に撚られている。これは、完全な鋼コードであるが、それでも本発明による全ての特徴を依然として備えていない。
【００７２】
鋼コードは、ダブルツイスタ１０６から出て、第１の仮撚装置１２４を通され、第１の仮撚装置１２４は、ダブルツイスタ１０６の回転方向と逆の方向１２６に回転する。この第１の仮撚装置１２４の効果は、図２ａおよび図２ｂを参照して説明する。
【００７３】
その後、鋼コードはさらに第２の仮撚装置１２８に導かれ、第２の仮撚装置１２８は、第１のダブルツイスタ１２４の回転方向と逆の方向１３０に回転する。この第２の仮撚装置１２８の効果は、図２ｂを参照して説明する。
【００７４】
最後に、本発明による鋼コードの全ての特徴を備える鋼コード１３２が、第２の仮撚装置１２８から出て、コードスプール１３４に巻き付けられる。
【００７５】
図１は、コア鋼フィラメント１０２、シース鋼フィラメント１１６、またはそれら両方のいずれかが従う経路に沿った様々な位置ａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｅ−ｆ−ｇ−ｈを示す。
【００７６】
図２ａおよび図２ｂは、捩れ図を示す。ここで、以下のことに言及しておく：
−  ａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｅ−ｆ−ｇ−ｈ：これは、図１での様々な位置ａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｅ−ｆ−ｇ−ｈでのコア鋼フィラメントの捩れレベルにそれぞれ対応する。
−  ａ’−ｂ’−ｃ’−ｄ’−ｅ’−ｆ’−ｇ’−ｈ’：これは、図１での様々な位置ａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｅ−ｆ−ｇ−ｈでのシース鋼フィラメントの捩れレベルにそれぞれ対応する。
【００７７】
図２ａは、２回撚られ、単一の仮撚装置１２４を通過するコア鋼フィラメント１０２の捩れ曲線２００と、２回撚られ、単一の仮撚装置１２４を通過するシース鋼フィラメント１１６の捩れ曲線２０２とを示す。
【００７８】
横座標は、加えられた捩れ（１メートル当たりの回転数）を示す：右方向にＳ、左方向にＺが取られている。
【００７９】
縦座標は、残留捩れ（１メートル当たりの回転数）を示す：上方向にＺ、下方向にＳが取られている。
【００８０】
破線２０４は、コア鋼フィラメント１０２の捩れ飽和レベル（１メートル当たりの回転数）を示す。
【００８１】
一点鎖線２０６は、シース鋼フィラメント１１６の捩れ飽和レベル（１メートル当たりの回転数）を示す。
【００８２】
コア鋼フィラメントの捩れ飽和レベル２０４は、シース鋼フィラメントの捩れ飽和レベル２０６よりも低い。なぜなら、コア鋼フィラメントはより太く、より急速に塑性変形区域に達するからである。
【００８３】
さらに図２ａを参照すると、捩れ曲線２００に従って、コア鋼フィラメント１０２は、位置ａで第１のＺ撚りを受け、位置ｂで第２のＺ撚りを受ける。位置ｃで、コア鋼フィラメント１０２は、第１のＳ撚りによって一部解撚される。位置ｄで、コア鋼フィラメントは、ダブルツイスタから出て、第２のＳ撚りによって解撚され、すなわち加えられている撚りはゼロである。次いで、コア鋼フィラメント１０２は、仮撚装置１２４に送られ、ここで、Ｓ方向で第１の撚りを受け（点ｅ）、直後にＺ方向に撚れて点ｆに到達し、加えられている撚りはゼロであるが、１メートル当たり＋３の残留回転を有する。
【００８４】
さらに図２ａのみを参照すると、捩れ曲線２０２に従って、シース鋼フィラメント１１６は、ｃ’で第１のＳ撚りを受け、ダブルツイスタ１０６から出るときにｄ’で第２のＳ撚りを受ける。次いで、シース鋼フィラメント１１６は、仮撚装置１２４を通して案内され、ここで、Ｓ方向で第１の追加の撚りを受け（点ｅ’）、その直後にＺ方向に撚れて点ｆ’に到達し、加えられている捩れの数は、望みの撚長さまたはコード撚りステップに対応し、１メートル当たり−４．５の残留回転を有する。
【００８５】
１つの仮撚装置１２４により、コア鋼フィラメント１０２とシース鋼フィラメント１１６との残留捩れの差は、１メートル当たり７．５の残留回転である。
【００８６】
１メートル当たりの残留捩れのこの大きい差は、鋼コードの不安定性をもたらし、鋼コードをゴムプライ内で固定するため、およびこの鋼コードで補強されたゴムプライの先端上昇を防止するために、コア鋼フィラメントの高い変形の度合いを必要とする。
【００８７】
図２ｂを参照して、本発明の改良を説明する。
【００８８】
曲線２０８〜２１０は、コア鋼フィラメント１０２の捩れ曲線である。部分２０８は、唯一の仮撚装置１２４を用いた部分であり、破線部分２１０は、追加の第２の仮撚装置１２８を用いた部分である。
【００８９】
コア鋼フィラメント１０２は、位置ａで第１のＺ撚りを受け、位置ｂで第２のＺ撚りを受ける。位置ｃで、コア鋼フィラメント１０２は、第１のＳ撚りによって一部解撚される。位置ｄで、コア鋼フィラメントは、ダブルツイスタから出て、第２のＳ撚りによって解撚され、すなわち加えられている撚りはゼロである。次いで、コア鋼フィラメント１０２は、第１の仮撚装置１２４に送られ、そこで、Ｓ方向で第１の撚りを受け（点ｅ）、その直後に、第１の仮撚装置１２４によってＺ方向で第１の一連の撚りを受け、第２の仮撚装置１２８によってＺ方向で第２の一連の撚りを受ける（点ｆ−ｇ）。最後に、Ｚ方向での第２の一連の撚りが、Ｓ方向での撚りによって補償されて（第２の仮撚装置１２８の作用）、点ｈに達し、加えられている撚りはゼロであり、１メートル当たり＋１．８の残留回転（のみ）となる。
【００９０】
曲線２１２〜２１４は、シース鋼フィラメント１１６の捩れ曲線である。部分２１２は、唯一の仮撚装置１２４を用いた部分であり、破線部分２１４は、追加の第２の仮撚装置１２８を用いた部分である。
【００９１】
シース鋼フィラメント１１６は、ｃ’で第１のＳ撚りを受け、ダブルツイスタ１０６から出るときにｄ’で第２のＳ撚りを受ける。次いで、シース鋼フィラメント１１６は、仮撚装置１２４に案内され、そこで、Ｓ方向で第１の追加の撚りを受ける（点ｅ’）。その後、シース鋼フィラメント１１６は、第１の一連のＺ撚り（第１の仮撚装置１２４の作用）および第２の一連のＺ撚り（第２の仮撚装置１２８の作用）を受ける（点ｆ’−ｇ’）。最後に、第２の一連のＺ撚りが、一連のＳ撚り（第２の仮撚装置１２８の作用）によって補償されて点ｈ’に達し、加えられている撚りの数は、所望の撚長さまたはコード撚りステップに対応しており、１メートル当たり−２．５の残留回転を有する。
【００９２】
残留捩れの数は、グループ毎に決定され、すなわち残留捩れの数は、コアグループ全体に関して決定され、かつ（それとは別に）シースグループ全体に関して決定される。
【００９３】
グループ毎の残留捩れの数を決定するために、長さ４メートルの鋼コードサンプルが取られる。まず、全ての残留コード捩れが解放される。この４メートルのサンプルが、１００ｃｍの離隔距離を有する２つのクランプ間に固定される。クランプは、鋼コードに対する損傷を回避するために、鋼コードと接触するゴム経路を有する。
【００９４】
この目的は、この１００ｃｍの長さにわたる残留捩れの数を決定することである。
【００９５】
クランプの外側で、鋼コードは切断されるが、約１０ｃｍの長さを残す。一端において、クランプの外側で鋼コードが塑性湾曲され、それにより、約５ｃｍの長さが垂直上方向を向く。この湾曲された部分の回転数が、１メートル当たりの残留捩れの数を示す。
【００９６】
コアグループの残留捩れを決定するために、鋼コードの一端がクランプ解除される。シース鋼フィラメントは、グリッパによって、クランプを越えるまで解かれ、一方、コアグループの湾曲部分は垂直に保たれる。その後、コアグループは、再びクランプされ、シース鋼フィラメントは、第２のクランプまで解かれる。ここで、コアグループの１メートル当たりの回転での残留捩れを決定する準備が整う：コアグループの湾曲部分を垂直に保ちながら第１のクランプが再び解放され、その後、湾曲部分が解放され、その回転数がカウントされる。
【００９７】
シースグループの残留捩れを決定するために、鋼コードの一端がクランプ解除される。シース鋼フィラメントは、グリッパによって、第１のクランプを越えるまでのみならず、第２のクランプまで解かれ、一方、グリッパは水平に保たれ、それによりシース鋼フィラメントの湾曲部分も安定に保たれる。第２のクランプまで解かれると、１メートル当たりの回転でのシースグループの残留捩れを決定する準備が整う：グリッパが、シースグループを解放し、シースグループの湾曲部分の回転数がカウントされる。
【００９８】
２つの仮撚装置１２４、１２８によって、コアグループとシースグループとの残留捩れの差が、１メートル当たり４．３の残留回転に減少されている。これは、フレアを有さないはるかに安定したコードであり、ゴムプライの先端上昇が生じず、コア鋼フィラメントを大きく変形する必要はない。
【００９９】
図３は、ゴムプライの先端上昇に対する２段仮撚装置の影響を示す。横座標は、第２の仮撚装置１２８の回転速度ωをパーセンテージで与える。縦座標は、鋼コードで補強されたゴムプライの先端上昇Ｔをミリメートルで与える。曲線３０は、２．７×ｄｃのコア鋼フィラメントの波高ｈｃに関するものであり、曲線３２は、１．６×ｄｃのコア鋼フィラメントの波高ｈｃに関するものである。
【０１００】
例として、２．７×ｄｃの波高ｈｃと、３５％の回転速度ωとによって、先端上昇Ｔを１０ｍｍに制限することができる。回転速度ωを７５％に増加することで、先端上昇Ｔの増加を伴わずに、波高ｈｃを０．３６ｍｍに減少することができる。
【０１０１】
図４ａ、図４ｂ、図４ｃ、および図４ｄは、本発明の第１の態様による鋼コード１３２の様々な断面を示す。
【０１０２】
図４ａを参照すると、鋼コード１３２は、それぞれフィラメント直径ｄｃを有する３本の平行なコア鋼フィラメント１０２のコアグループを有する。鋼コード１３２は、さらに、それぞれフィラメント直径ｄｓを有する３本の撚られたシース鋼フィラメント１１６のシースグループを有する。３本のコア鋼フィラメント１０２が解撚されることにより、コード１３２は、長軸または長軸径Ｄｍａｊと、短軸または短軸径Ｄｍｉｎとを有する楕円断面を有する。
【０１０３】
図４ｂは、同じ鋼コード１３２の断面図であるが、図４ａの状況からコード撚りステップの１／４だけ進んだ距離にある。
【０１０４】
図４ｃは、同じ鋼コード１３２の断面図であるが、図４ａの状況からコード撚りステップの１／２だけ進んだ距離にある。
【０１０５】
図４ｄは、同じ鋼コード１３２の断面図であるが、図４ａの状況からコード撚りステップの３／４だけ進んだ距離にある。
【０１０６】
ダブルツイスタ１０６での２回撚りプロセスにより、シース鋼フィラメント１１６は、互いの周りに撚られるだけでなく、各シース鋼フィラメント１１６自体も、その長手方向軸の周りで、同じ方向および同じ度合いで撚りを示す。
【０１０７】
図５は、本発明による鋼コード１３２の長手方向図である。コア鋼フィラメント１０２の波高ｈｃは、コア鋼フィラメントの直径を含むコア鋼フィラメント１０２の波によって形成される振幅である。
【０１０８】
上で説明したように、２段仮撚装置１２８の作用により、コア鋼フィラメント１０２とシース鋼フィラメント１１６との残留捩れの差を減少させることができる。この減少により、波高ｈｃも減少させることができ、より安定した閉じた構造をもたらし、フレアまたは先端上昇を引き起こさない。
【０１０９】
図６は、ゴムプライ６０を示し、ゴムプライ６０は、鋼コード１３２で補強されており、タイヤでのブレーカまたはベルトプライの一部となるように切断されている。ゴムプライ６０は先端上昇を示さず、すなわち縁部６２が持ち上げられない。
【０１１０】
【表１】
0006556164.tif 000002
【０１１１】
ｍ：コアグループ内のフィラメントの数
ｎ：シースグループ内のフィラメントの数
ｄｃ：コア鋼フィラメントの直径
ｄｓ：シース鋼フィラメントの直径
Ｒｍ：鋼フィラメントの引張強度
ＤＦＴなし：２段仮撚装置を用いない従来技術のプロセス
ＤＦＴ：２段仮撚装置を用いた本発明のプロセス
係数φ：引張強度レベルに依存する
比ρ：飽和レベルの差に対して測定される捩れギャップの差の比
ＳＬｃ：飽和レベルコアグループ
ＳＬｓ：飽和レベルシースグループ
ＲＴｃ：コアグループの残留捩れ
ＲＴｓ：シースグループの残留捩れ
ＨＴ：高引張強度
ＳＴ：超高引張強度
ＵＴ：極超高引張強度
【０１１２】
高引張（ＨＴ）強度は、３８００−２０００×ｄ  ＭＰａ〜４０００−２０００×ｄ  ＭＰａの引張強度を有する鋼フィラメントを意味し、ここで、ｄは、フィラメント直径であり、ｍｍで表される。
【０１１３】
超高張力（ＳＴ）強度は、４０００−２０００×ｄ  ＭＰａ〜４４００−２０００×ｄ  ＭＰａの引張強度を有する鋼フィラメントを意味し、ここで、ｄは、フィラメント直径であり、ｍｍで表される。
【０１１４】
極超高引張（ＵＴ）強度は、４４００−２０００×ｄ  ＭＰａを超える引張強度を有する鋼フィラメントを意味する。
【符号の説明】
【０１１５】
１００  本発明による鋼コードを形成するための機器
１０２  コア鋼フィラメント
１０４  コア鋼フィラメントの供給スプール
１０６  ダブルツイスタ
１０８  静止案内プーリ
１０９  ダブルツイスタの回転方向
１１０  第１のフライヤ
１１２  第１の静止逆転プーリ
１１３  集合点
１１４  第２の静止逆転プーリ
１１６  シース鋼フィラメント
１１８  シース鋼フィラメントの供給スプール
１２０  第２のフライヤ
１２２  第２の静止案内プーリ
１２４  第１の仮撚装置
１２６  第１の仮撚装置の回転方向
１２８  第２の仮撚装置
１３０  第２の仮撚装置の回転方向
１３２  鋼コード
１３４  鋼コードを巻き付けるためのコードスプール
２００  単一の仮撚装置を用いたコア鋼フィラメントの捩れ曲線
２０２  単一の仮撚装置を用いたシース鋼フィラメントの捩れ曲線
２０４  シース鋼フィラメントの捩れ飽和レベル
２０８〜２１０  ２段仮撚装置を用いたコア鋼フィラメントの捩れ曲線
２１２〜２１４  ２段仮撚装置を用いたシース鋼フィラメントの捩れ曲線
３０  第２の仮撚装置の回転速度に対する先端上昇の曲線
３２  第２の仮撚装置の回転速度に対する先端上昇の曲線
６０  ゴムプライ
６２  ゴムプライの縁部
ａ  第１の静止案内プーリ１０８での位置
ｂ  第１の静止逆転プーリ１１２での位置
ｃ  第２の静止逆転プーリ１１４での位置
ｄ  第２の静止案内プーリ１２０での位置
ｅ  第１の仮撚装置１２４に入る前の位置
ｆ  第１の仮撚装置１２４から出た後の位置
ｇ  第２の仮撚装置１２８に入る前の位置
ｈ  第２の仮撚装置１２８から出た後の位置
【図１】
0006556164.tif 000003
【図２ａ】
0006556164.tif 000004
【図２ｂ】
0006556164.tif 000005
【図３】
0006556164.tif 000006
【図４ａ】
0006556164.tif 000007
【図４ｂ】
0006556164.tif 000008
【図４ｃ】
0006556164.tif 000009
【図４ｄ】
0006556164.tif 000010
【図５】
0006556164.tif 000011
【図６】
0006556164.tif 000012