(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金属コードを提供する。【解決手段】１本の金属フィラメント１に他の１本の金属フィラメント２を螺旋状に巻き付けてフィラメント束６ａ1 を得る。また、１本の金属フィラメント３に他の１本の金属フィラメント４を金属フィラメント２とは反対向きに螺旋状に巻き付けてフィラメント束６ａ2 を得る。そしてこのフィラメント束６ａ1 、６ａ2 を撚りピッチＰで撚り合わせて４本の金属フィラメントで構成されたゴム物品補強用金属コード６を構成する。【選択図】図１
2005307362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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第１フィラメント束と、１本の金属フィラメントに第１フィラメント束の巻き付け方向とは反対向きに他の１本の金属フィラメントを螺旋状に巻き付けた第２フィラメント束とを撚りピッチＰで互いに撚り合わせてなる４本の金属フィラメントで構成されたゴム物品補強用金属コード。
【請求項２】
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第１フィラメント束と、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第１フィラメント束の巻き付け方向とは反対向きに螺旋状に巻き付けた第２フィラメント束と、さらに他の１本の金属フィラメントとを撚りピッチＰで互いに撚り合わせてなる５本の金属フィラメントで構成されたゴム物品補強用金属コード。
【請求項３】
前記第１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がコードの撚り方向と同方向であり、かつ、その巻き付けピッチｐ1 が、コードの撚りピッチＰに対して、
０．９２２≦ｐ1 ／Ｐ≦０．９９１
の式を満足する請求項１または２に記載のゴム物品補強用金属コード。
【請求項４】
前記第２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がコードの撚り方向と反対方向であり、かつ、その巻き付けピッチｐ2 が、コードの撚りピッチＰに対して、
１．０１０≦ｐ2 ／Ｐ≦１．０８５
の式を満足する請求項１〜３のいずれかに記載のゴム物品補強用金属コード。
【請求項５】
コードの撚り角α°が、３．５°〜７．３°の範囲にある請求項１〜４のいずれかに記載のゴム物品補強用金属コード。
【請求項６】
１本の金属フィラメントをパスラインの中心に通してこの金属フィラメントにフライヤを用いて他の１本の金属フィラメントを螺旋状に巻き付け、その他の１本の金属フィラメントの巻き付け方向を互いに反対向きにして得られる第１フィラメント束と第２フィラメント束、または、その第１、第２フィラメント束とさらに別の１本の金属フィラメントとを撚り線機に導入して撚りピッチＰで撚り合わせ、４〜５本の金属フィラメントで構成されたゴム物品補強用金属コードを得るゴム物品補強用金属コードの製造方法。
【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低コストのゴム物品補強用金属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ゴム物品補強用金属コードの両特性は二律背反の関係があり、例えば、素線に撚りピッチよりも細かい波を付けた下記特許文献１のスチールコードは、ゴムの浸透度は向上するが、圧縮剛性は素線に波を付けていない金属コード（コンパクトコード）に比べて低下すると言う問題がある。素線に付与した波が例え細かくても、また、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とは関係なく、コードの全長に亘って圧縮剛性が低下する。
【０００３】
一方、下記特許文献２〜４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、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、いわゆるオープン構造のコードであるので、低荷重域の伸度が大きく、中間工程でのコード引き揃え時に、不安定なためにコードの重なり等のトラブルが発生することがある。
【０００４】
なお、特許文献１のスチールコードは、撚り込み率を高めるために二次元、あるいは三次元の細かな波を付けた２本の素線をほぼ平行に束ねて第１素線束とし、この第１素線束と他の２本の素線（第２素線束）を、第２素線束についても第１素線束と同様な撚り込み率が得られるように第２素線束を第１素線束の波付けピッチよりも大きい螺旋ピッチで第１素線束に絡ませて相互に撚り合わせたもの、
また、特許文献２のスチールコードは、２本又は３本の素線あるいはストランドを互いに接するように並列した集束体の２組を、その素線径又はストランド径の８〜３０％の隙間を保ちつつほぼ平行に相向き合って撚り合わせたもの、
さらに、特許文献３のスチールコードは、２本の互いに撚り合わされた線条体と２本の平行な線条体とを互いに撚り合わせてゴムの浸透性を高め、優れた弾性性能も確保したもの、
特許文献４のスチールコードは、２本組の素線群と３本組の素線群とを、２本組の素線群がコード方向にパラレル状を呈し、３本組の素線群が２本組の素線群に対して半ピッチ毎に大略傘状、大略倒傘状の交互して撚り合わせたもの、
特許文献５のスチールコードは、５０ｍｍ以上のねじれピッチを有する２本の第１ワイヤ束に、３本の第２ワイヤ束を第１ワイヤ束のねじれピッチよりも小さいピッチ、かつ、第１ワイヤ束との間に第１ワイヤ束のねじれの１ピッチ内で１０％以上の隙間が形成されるように螺旋状に巻き付けたものである。
【特許文献１】特開平０６−７３６７２号公報
【特許文献２】特公昭６０−１０１５１号公報
【特許文献３】特公昭６１−０１５５４号公報
【特許文献４】特公平０３−２３６７３号公報
【特許文献５】特許第３１７４８０３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、上記に鑑みてなされたものであって、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金属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、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第１フィラメント束と、１本の金属フィラメントに第１フィラメント束の巻き付け方向とは反対向きに他の１本の金属フィラメントを螺旋状に巻き付けた第２フィラメント束とを撚りピッチＰで互いに撚り合わせてなる４本の金属フィラメントで構成されたゴム物品補強用金属コードを提供する。
【０００７】
第１、第２フィラメント束はこれらにさらに１本の金属フィラメントを加えて撚りピッチＰで互いに撚り合わせてもよく、こうして得られる５本の金属フィラメントで構成されたゴム物品補強用金属コードも提供する。
【０００８】
このゴム物品補強用金属コードは、第１、第２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ピッチｐ1 、ｐ2 を、コードの撚りピッチＰに対して、
０．９２２≦ｐ1 ／Ｐ≦０．９９１
１．０１０≦ｐ2 ／Ｐ≦１．０８５
の式を満足するものにすると好ましい。
【０００９】
また、コードの撚り角α°が、３．５°〜７．３°の範囲にあるようにするのも好ましい。コードの撚り角は、図５に示すように、側面図におけるコード中心部でのコード中心線に対する金属フィラメントの傾き角で表す。
【００１０】
なお、４〜５本の金属フィラメントで構成されるこの発明のゴム物品補強用金属コードは、１本の金属フィラメントをパスラインの中心に通してこの金属フィラメントにフライヤを用いて他の１本の金属フィラメントを螺旋状に巻き付け、その他の１本の金属フィラメントの巻き付け方向を互いに反対向きにして得られる第１フィラメント束と第２フィラメント束、または、その第１、第２フィラメント束とさらに別の１本の金属フィラメントとを撚り線機に導入して撚りピッチＰで撚り合わせて製造する。この発明は、その製造方法も併せて提供する。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の金属コードは、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２組、或いはそれにさらに１本の金属フィラメントを加えたもの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、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できる。
【００１２】
また、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、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】
さらに、第１、第２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反対向きしたので、巻き付けによって発生するフィラメントのねじれのバランスがよくなり、最終撚り合わせ後のコードの残留トーションのばらつきが小さくなってコードの品質が安定する。
【００１４】
第１フィラメント束は、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とすることで巻き付けピッチｐ1 を、コードの撚りピッチＰよりも小さくしてコード長手方向での巻き付け頻度を多くすることができる。巻き付けピッチｐ1 は、撚りピッチＰに近いとフィラメント間の隙間が小さくなるので、撚りピッチＰとの比で０．９９１以下にするのがよい。また、この巻き付けピッチｐ1 を撚りピッチＰとの比で０．９２２以下とすると、コードが曲げ易くなって圧縮剛性が低下することを抑制することができ、従って、巻き付けピッチｐ1 は０．９２２Ｐ〜０．９９１Ｐの範囲とするのが好ましい。
【００１５】
第２フィラメント束は、第１フィラメント束とのねじれのバランスをとるために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は反対向きにしている。従って、巻き付けによって他の１本の金属フィラメントに発生するねじれの量とその他の１本の金属フィラメントの巻き付け回数は第１フィラメント束のそれと極端に変えないことが望ましく、その要求に応えるために巻き付けピッチｐ2 を第１フィラメント束のそれの略逆数に相当する１．０１０Ｐ〜１．０８５Ｐの範囲とするのが好ましい。
【００１６】
また、金属コードの撚り角α°は撚りピッチとコード直径によって決まるが、その撚り角の下限は、コード端末がばらけない範囲の３．５°とし、上限は、前述の巻き付けピッチｐ1 、ｐ2 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７．３°にまでに抑えるのがよい。
【００１７】
この発明の製造方法は、上述した理由により、簡易な設備で製造コストを抑えてゴム物品補強用金属コードを製造することができる。
【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４に基づいて説明する。図１は、４本の金属フィラメントで構成されるこの発明のゴム物品補強用金属コードを、１／４Ｐ（Ｐ＝コードの撚りピッチ）間隔で長手方向に切断した断面を模式的に示したものである。このコードはＺ撚りコードであってもよいが、以下の説明は図示のＳ撚りコードに基づいて行う。
【００１９】
この金属コード６は、図２に示すように、１本の金属フィラメント１に他の１本の金属フィラメント２を螺旋状に巻き付けてフィラメント束６ａ1 を構成し、また、１本の金属フィラメント３に他の１本の金属フィラメント４を螺旋状に巻き付けてフィラメント束６ａ2 を構成し、その２組のフィラメント束６ａ1 、６ａ2 をピッチＰで撚り合わせて構成されている。金属フィラメント１に対する金属フィラメント２の巻き付け方向はコードの撚り方向と同一方向であり、金属フィラメント３に対する金属フィラメント４の巻き付け方向はコードの撚り方向と逆方向である。
【００２０】
なお、金属フィラメントは、メッキ処理したスチールフィラメントを使用するとスチールコードが得られるが、この発明のコードはスチールコードに限定されない。
【００２１】
フィラメント束６ａ1 、６ａ2 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、金属フィラメント１、３に対する金属フィラメント２、４の巻き付けによる回転が加えられるため、金属フィラメント２、４がスペーサの役目を果して各金属フィラメント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１×４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。４本の金属フィラメントを単に撚り合わせると、普通の１×４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２組用いてそれを撚り合わせてい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６ａ1 は、金属フィラメント１に対する金属フィラメント２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、フィラメント間隙間の確保が容易である。
【００２４】
金属フィラメント１、３に対する金属フィラメント２、４の巻き付けピッチｐ1 、ｐ2 は、既述の理由により０．９２２≦ｐ1 ／Ｐ≦０．９９１、１．０１０≦ｐ2 ／Ｐ≦１．０８５の条件を満たすように設定するのがよい。
【００２５】
さらに、コードの撚り角α°は、３．５°〜７．３°とするのがよい。その理由も既に述べた。
【００２６】
次に、図１のゴム物品補強用金属コードの製造方法を、図３の概念図に基づいて説明する。図３の７-1、７-2は、リール８-1、８-2をセットするドライブサプライ装置、９-1、９-2はガイド、１０-1、１０-2は、リール１１-1、１１-2をセットするデッドサプライ装置、１２-1、１２-2はフライヤ、１３-1、１３-2は、ねじれ逆流防止ローラ、１４は撚線機、１５は撚線機の目板、１６は撚線機の撚り口である。
【００２７】
リール８-1、８-2から繰り出される金属フィラメント１、３をそれぞれガイド９-1、９-2に通してフライヤ１２-1、１２-2に導き、各フライヤ１２-1、１２-2の中心ガイドを通り抜けた金属フィラメント１、３の外周に、リール１１-1、１１-2から供給される金属フィラメント２、４をそれぞれ螺旋状に巻き付ける。このときの金属フィラメント２、４の巻き付け方向は互いに逆向きとする。リール１１-1、１１-2は固定されており、これらのリール１１-1、１１-2から繰り出される金属フィラメント２、４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２、４を金属フィラメント１、３にそれぞれ個別に巻き付かせることができる。金属フィラメント２、４の巻き付けピッチｐ1 、ｐ2 は、これらの金属フィラメントを巻いているリールの巻き量に応じて逐次変化するので、巻き付けピッチｐ1 ＝０．９２２Ｐ〜０．９９１Ｐ、巻き付けピッチｐ2 ＝１．０１０Ｐ〜１．０８５Ｐとなるように巻き量を調整しておいて巻き付けを行う。
【００２８】
次に、このようにしてできる２つのフィラメント束６ａ1 、６ａ2 をそれぞれねじれ逆流防止ローラ１３-1、１３-2にたすき状に巻き掛けた後、目板１５のガイド穴と撚り口１６に通して撚線機１４に導き、この撚線機１４で撚り合わせる。そして、矯正器１７を通過して完成した金属コード６をリール１８に巻き取る。矯正器１７は、コードの真直、矯正のほか、コード長手方向で金属フィラメントの配置が極端に不安定になっている場合（図１の１ピッチ目のａ2 などの鎖線で示す配置）に不安定な金属フイラメントを適当な配置にする役目も有している。
【００２９】
なお、例えばＳ撚りコードを製造するときには、フライヤ１２-1を平面視において反時計回りに回転させると金属フィラメント１に対する金属フィラメント２の巻き付け方向がコードの撚り方向と同一方向になる。フライヤ１２-2はフライヤ１２-1とは反対向きに回転させる。
【００３０】
また、金属フィラメント１、３は、束にして撚り合わせるまではねじれが発生しないように、リール８-1、８-2を強制回転させて供給するのが好ましい。
【００３１】
４本の金属フィラメントで構成される１×４構造のコードを例に挙げて上記の説明を行ったが、この発明は、図４に示すように、フィラメント束６ａ1 、６ａ2 にさらに１本の金属フィラメント５を加え、これらを所定の撚りピッチＰで撚り合わせて得られる１×５構造の金属コードも適用範囲に含む。この５本の金属フィラメントによって構成される金属コードは、図３の設備に一点鎖線で示すドライブサプライ装置７-3を追加し、このドライブサプライ装置７-3にセットしたリール８-3から金属フィラメント５を繰り出し、これを２つのフィラメント束６ａ1 、６ａ2 と一緒に撚り合わせて製造する。
【００３２】
この発明の金属コード発明品（１）と発明品（２）（発明品（２）はフィラメントの巻き付けピッチ、コードの撚り角が好ましいとした条件を満たす）と、従来の金属コードと、この発明の条件を満たしていない比較コード（比較品）を用いて性能の比較評価試験を行った。その結果を表１、表２にまとめる。
【００３３】
【表１】
2005307362.tif 000003
【００３４】
【表２】
2005307362.tif 000004
【００３５】
この表１、表２に示される従来品のうち、波付けコードは、１本の金属フィラメントのみに波付けを行ったものである。波の付与条件は、以下の通りである。
二次元波付  波付けピッチ：４．７ｍｍ（初期設定）
波付け高さ：０．０２５±０．００５ｍｍ（撚り合わせ後）
三次元波付  波付けピッチ：１／２．５×Ｐ（初期設定）Ｐ：コード撚りピッチ
波付け高さ：０．０２８±０．００５ｍｍ（撚り合わせ後）
【００３６】
二次元波付の１×４×ｄの撚り構造のコードの断面を図６に、二次元波付の１×５×ｄの撚り構造のコードの断面を図７に、三次元波付の１×４×ｄの撚り構造のコードの断面を図８に、三次元波付の１×５×ｄの撚り構造のコードの断面を図９に各々示す。
【００３７】
−表１、表２中の特性の説明−
（１）コードの残留トーション：図３のリール１１-1、１１-2の巻き量が満巻状態のときに作成した金属コード及びリール１１-1、１１-2の巻き量残が少なくなったときに作成した金属コードのそれぞれについて、各２０回測定し、計４０回の測定値における√Ｖ値が０．７を超えるものを×、０．３３未満を○、その中間範囲を△として評価して表示。残留トーションの測定は、ＪＩＳ  Ｇ  ３５１０の測定法による。
（２）ゴム浸透度：１本の金属コードに５００ｇｆ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、４本撚りのコードについては２本、２本の２組のフィラメント束に分け、また、５本撚りのコードについては２本のフィラメント束と他の３本に分け、長手方向に分解して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：（１）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No.１の１×４の撚り構造のコードとNo.２４の１×５の撚り構造のコード）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
【００３８】
この表１の試験結果から、この発明の金属コードは、ゴム浸透度、圧縮剛性の両特性に優れることがわかる。
【００３９】
また、この発明の金属コードは、図３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】
【００４０】
【図１】この発明の４本撚り金属コードを、１／４撚りピッチ間隔で長手方向に切断した断面の模式図
【図２】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３】この発明の金属コードの製造方法を示す概念図
【図４】この発明の５本撚り金属コードの断面図
【図５】撚り角の定義図
【図６】二次元波付１×４×ｄの従来コードの断面図
【図７】二次元波付１×５×ｄの従来コードの断面図
【図８】三次元波付１×４×ｄの従来コードの断面図
【図９】三次元波付１×５×ｄの従来コードの断面図
【符号の説明】
【００４１】
１〜５            金属フィラメント
６                ゴム物品補強用金属コード
６ａ1 、６ａ2     フィラメント束
７-1〜７-3        ドライブサプライ装置
８-1〜８-3        リール
９-1〜９-3        ガイド
１０-1、１０-2    デッドサプライ装置
１１-1、１１-2    リール
１２-1、１２-2    フライヤ
１３-1、１３-2    ねじれ逆流防止ローラ
１４              撚線機
１５              目板
１６              撚り口
１７              矯正器
１８              リール
【図１】
2005307362.tif 000005
【図２】
2005307362.tif 000006
【図３】
2005307362.tif 000007
【図４】
2005307362.tif 000008
【図５】
2005307362.tif 000009
【図６】
2005307362.tif 000010
【図７】
2005307362.tif 000011
【図８】
2005307362.tif 000012
【図９】
2005307362.tif 000013