(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本の同径の素線で撚られたストランドと１本の素線を撚り合わせた１×２＋１の撚り構造のコードであって、前記ストランドの撚り方向と前記コードの撚り方向が同じで、前記ストランドの撚りピッチが前記コードの撚りピッチよりも大きく、前記ストランドの撚りピッチをＰとし、前記コードの撚りピッチをｐとして、１．１５≦Ｐ／ｐ≦１．８０の関係を満たすことを特徴とするゴム構造物補強用スチールコード。
【請求項２】
前記ストランドの素線と該ストランドと撚り合せた１本の素線が同径で、それら素線の素線径が０．２０〜０．３８ｍｍである請求項１記載のゴム構造物補強用スチールコード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤやベルト等の補強材として使用されるゴム構造物補強用スチールコード、特に、３本の素線を撚り合わせたゴム構造物補強用スチールコード（以下、単にスチールコードあるいはコードということもある。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤやベルト等の補強材として使用されるゴム構造物補強用スチールコード、特に３本の素線（スチールフィラメント）からなるスチールコードとしては、３本の同径の素線を束にして撚り合わせた１×３の撚り構造で、ゴム侵入性を確保するために各素線が密着しないオープン撚りとしたものが一般的であるが、そのような１×３でオープン撚りのスチールコードは、初期伸びが大きいために取り扱い性が悪いという問題がある。
【０００３】
また、３本の素線からなるゴム構造物補強用スチールコードとして、例えば、２本の素線（芯素線）が同一の螺旋形状で相互に巻き付いていないで並列に相接しパラレルとなった２本素線の束となり、これに他の１本の素線（側素線）が螺旋状に巻き付いた２＋１の撚り構造のコードが知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、このコードの場合、２本の芯素線がパラレルであるため、芯素線と側素線の撚り角が大きく違い、芯素線と側素線とが点接触に近くなってフレッティング磨耗が発生しやすく、それが耐疲労性低下の要因となる。また、このコードは、自動車のタイヤ補強用として使用した場合、２本の芯素線がタイヤの幅方向に並んで平行に埋め込まれるために、車のコーナリング等でタイヤの幅方向に力が作用したときに、曲がり方向の外側に位置する芯素線には内側に位置する芯素線よりも大きな力が作用することになって、芯素線間のバランスが悪くなり、それもまた耐疲労性低下の要因となる。そのため、耐疲労性を充分に確保することができない。
【０００４】
また、３本の素線からなるゴム構造物補強用スチールコードとして、他に、２本の素線で撚られたストランドと１本の素線を撚り合わせた１×２＋１構造のゴム構造物補強用スチールコードであって、ストランドとコードは、撚り方向が同じで、ストランドピッチ（ストランドの撚りピッチ）がコードピッチ（コードの撚りピッチ）より小さい、コードとしての形状安定性およびゴム侵入性に有利な撚りピッチで、被覆したゴム材がスチールコードの中心まで侵入してゴム材とスチールコードとが充分に接着し、かつ長手方向に弾性力を持ったスチールコードが知られており（例えば、特許文献２参照。）、そのような１×２＋１構造のコードの製造方法として、リールより繰り出された２本の素線を線ガイドに通し、回転体の一方の軸心より撚線機本体に導き、ガイドローラを経て回転体の回転によりクレードルの周囲を回転させ、撚りを与えながら回転体の他方の軸心よりクレードル内に導き、かつ、同時に回転体の外部からリールより繰り出された素線を回転体の軸心よりクレードル内に導き、撚りを与えられたストランドと素線とを同時に撚り合わせながらクレードル上に設けられた引取キャプスタンにより引き取り、その後、トラバースローラーを介して巻き取りリールに巻き取るようにしたものが知られている（例えば、特許文献３参照。）。しかし、このコードは、ストランドの撚りピッチよりもコードの撚りピッチが大きい。そのため、生産コストを低減しようとしてストランドの撚りピッチ（以下、ストランドピッチともいう。）を大きくし、コードの撚りピッチ（以下、コードピッチともいう。）を大きくすると、コードピッチが大きすぎて、撚り先端のフレアや形状不均一の問題が発生し易くなる。そのため、撚りピッチを大きくして生産コストを低減することが難しい。
【０００５】
その他、３本の素線からなるコードとして、２＋１の撚り構造であって、２本の素線を芯素線として並列配置して、その外周に他の１本の素線（側素線）を螺旋状に巻き付け、その状態でそれら２本の芯素線からなる束と１本の側素線とを所定のピッチＰで撚り合わせることにより、側素線の巻き付け方向がコードの撚りと同じになり、螺旋状に巻き付けられた１本の側素線の巻き付けピッチｐｗとコードの撚りピッチＰとの関係がｐｗ＜Ｐとなって、螺旋状に巻き付けられた側素線の撚りピッチがコードの撚りピッチより進み、素線間の接触および非接触が繰り返されて素線間に隙間が形成されて、この隙間の存在によってゴムの浸透度が高まり、且つ、既存のクローズドコードと同等の圧縮剛性を確保できるようにしたものが知られ、その製造方法として、２つのリールから繰り出される２本の素線（芯素線）をそれぞれガイドに通した後、フライヤに導き、このフライヤの中心を通り抜けた２本の素線の外周にもう１つのリール（固定リール）から繰り出される１本の素線（側素線）を螺旋状に巻き付け（フライヤ１回転当たりに１回転のねじれを与える）、それにより、並列配置の２本の芯素線の外周に１本の側素線を螺旋状に巻き付けた素線束を得て、この素線束をねじれ逆流防止ローラにたすき状に巻き掛けた後、目板のガイド穴と撚り口を通して撚線機に導き、ここで、この素線束にピッチＰの撚りを加えて、素線束を螺旋状にねじれさせてコードに仕上げ、これを矯正器にとおして形を整え、完成したコードをリールに巻き付けるというものが従来から知られている（例えば、特許文献４参照。）。しかし、このコードは、２本の芯素線が相互に撚り合わされないため、コード長手方向の引張荷重が作用したときに芯素線と側素線との均等に力が作用せず、芯素線間のバランスが悪くなって、耐疲労性が低下する。
【０００６】
【特許文献１】特公昭５８−３１４３８号公報
【特許文献２】特開昭５８−１８０６９０号公報
【特許文献３】特開昭５８−１８０６９１号公報
【特許文献４】特開２００６−８９９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、取り扱い性が良好で、強度並びに弾性に優れ、且つ、ゴム侵入性に優れるとともに耐疲労性に優れ、生産コストの低減のためにコードの撚りピッチを大きくしてもフレアや形状不均一の問題が生じず、撚りが乱れないゴム構造物補強用スチールコードを提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のゴム構造物補強用スチールコードは、２本の同径の素線で撚られたストランドと１本の素線を撚り合わせた１×２＋１の撚り構造のコードであって、ストランドの撚り方向とコードの撚り方向が同じで、ストランドの撚りピッチがコードの撚りピッチよりも大きい。
【０００９】
このゴム構造物補強用スチールコードは、ストランドの素線とストランドと撚り合せた１本の素線が同径で、それら素線の素線径が０．２０〜０．３８ｍｍであるのがよい。
【００１０】
このスチールコードは、芯となる２本の素線（芯素線）に撚りがあり、その周りに他の１本の素線（側素線）が撚られたクローズ撚りの構造であって、初期伸度は小さく、取り扱い性が良好で、強度並びに弾性に優れている。
【００１１】
また、このスチールコードは、芯素線にも撚りが入っていることで、応力が均等にかかり、また、芯素線２本がパラレルな２＋１構造のコードに比べて芯素線と側素線の撚り角の差が小さく、素線同士の接触長さが長くなって、フレッティング磨耗が発生し難く、そのため、耐疲労性が良好である。
【００１２】
また、このコードは、ストランドの撚りピッチとコードの撚りピッチ（すなわち側素線の撚りピッチ）が異なり、撚りの進行にずれが生ずることで、素線間に隙間ができるため、ゴムの侵入性を確保できる。
【００１３】
そして、このコードは、側素線と同方向の撚りが芯素線にもあるので、先端がフレアしにくく、しかも、ストランドピッチがコードピッチよりも大きいため、コードのロングピッチ化が可能で、生産コストを低減できる。
【００１４】
このゴム構造物補強用スチールコードは、特に、ストランドの撚りピッチをＰとし、コードの撚りピッチをｐとして、１．１５≦Ｐ／ｐ≦１．８０の関係を満たすようにするのがよい。
【００１５】
Ｐ／ｐが１．１５より小さいと、芯素線と側素線の撚り角の差が小さくなって、素線間の隙間が小さくなり、ゴムの侵入性が悪くなる。また、Ｐ／ｐが１．８０より大きいと、芯素線と側素線の撚り角の差が大きくなり過ぎて、素線同士の接触長さが短くなり、フレッティング磨耗が発生し易くなって、耐疲労性が悪くなる。
【発明の効果】
【００１６】
このように、本発明のゴム構造物補強用スチールコードは、取り扱い性が良好で、強度並びに弾性に優れ、且つ、ゴム侵入性に優れるとともに耐疲労性に優れ、生産コストの低減のためにコードの撚りピッチを大きくしてもフレアや形状不均一の問題が生じず、撚りが乱れない。
【００１７】
すなわち、このコードは、芯素線２本に撚りがあり、その周りに１本の側素線が撚られたクローズ撚りであるため、初期伸度は小さく、取り扱い性が良好で、強度並びに弾性に優れている。
【００１８】
そして、このコードは、芯素線にも撚りが入っていることで、応力が均等にかかり、また、芯素線と側素線の撚り角の差が小さく、素線同士の接触長さが長くなって、フレッティング磨耗が発生し難く、そのため、耐疲労性が良好である。
【００１９】
また、このコードは、ストランドピッチとコードピッチが異なり、撚りの進行にずれが生ずることで、素線間に隙間ができ、ゴムの侵入性を確保できる。
【００２０】
また、このコードは、側素線と同方向の撚りが芯素線にもあるので、先端がフレアしにくく、しかも、ストランドピッチがコードピッチよりも大きいため、コードのロングピッチ化が可能で、生産コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図３は本発明の実施形態の一例を示している。図１はスチールコードの断面図（ａ）および正面図（ｂ）、図２はスチールコードの製造に用いられる撚線設備の説明図、図３はスチールコードの製造に用いられる撚線設備におけるくせ付け装置の説明図である。
【００２２】
図１に示すスチールコード１は、タイヤやベルト等の補強材として使用されるゴム構造物補強用スチールコードであって、３本の素線２，３，４（スチールフィラメント）から成り、それら３本の素線２,３,４は、線径が同じ（同径）である。そして、このスチールコード１は、、２本の素線２，３（芯素線）で撚られたストランド５（芯ストランド）と、１本の素線４（側素線）を撚り合わせた１×２＋１の撚り構造であって、ストランド５の撚り方向とコード１の撚り方向が同じで、ストランド５の撚りピッチ（ストランドピッチ）Ｐが側素線４の撚りピッチすなわちコード１の撚りピッチ（コードピッチ）ｐよりも大きい。３本の素線２，３，４の素線径は例えば０．２０〜０．３８ｍｍである。また、ストランド５の撚りピッチＰとコード１の撚りピッチｐは、１．１５≦Ｐ／ｐ≦１．８０の関係を満たすのがよい。
【００２３】
このスチールコードは、例えば図２に示す撚線設備１０を用いて製造する。この撚線設備１０は、バンチャー型撚線機１１を使用するもので、各繰出リール１２，１３より繰り出された２本の素線２，３（芯素線）を、１本の素線４（側素線）を巻いた繰出リール１４の中心を軸方向に貫通する貫通穴１５を並列配置で通し、側素線繰出回転円板１６の中心を貫通する貫通穴１７を通して、くせ付け装置１８に導き、波形にくせ付けて、そのくせ付けした並列配置の２本の素線２，３（芯素線）の周りに、側素線繰出回転円板１６の回転により繰出リール１４から繰り出した１本の素線４（側素線）を螺旋状に巻き付け、それら２本の素線２，３（芯素線）と巻き付けた１本の素線４（側素線）を束にして集合ダイス１９に通し、バンチャー型撚線機１１に導いて、バンチャー型撚線機１１の一方のフライヤー２０の軸心部ガイドローラー２１を経て先端部ガイドローラー２２へ導き、先端部ガイドローラー２２から他方のフライヤー２３の先端部ガイドローラー２４へ導き、フライヤー２０，２３の回転によりクレードル２５の周囲を回転させて、２本の素線２，３（芯素線）と１本の素線４（側素線）を３本同時に撚り合わせながら、フライヤー２３の軸心部ガイドローラー２６を経てクレードル２５内に導き、クレードル２５上に設けられたターンローラー２７を経て引取キャプスタン２８により引き取り、トラバースローラー２９を介して巻取リール３０に巻き取るようにしたものである。
【００２４】
こうして製造したスチールコード１は、図１に示すような２本の素線２，３（芯素線）で撚られたストランド５（芯ストランド）と、１本の素線４（側素線）を撚り合わせた１×２＋１の撚り構造であって、ストランド５の撚り方向とコード１の撚り方向が同じである。そして、このスチールコード１は、ストランド５の撚りピッチ（ストランドピッチ）Ｐが側素線４の撚りピッチすなわちスチールコード１の撚りピッチ（コードピッチ）ｐよりも大きいスチールコード１とすることができる。
【００２５】
例えば、並列配置の２本の素線２，３（芯素線）の周りに螺旋状に巻き付ける１本の素線４（側素線）のピッチが２８ｍｍで、バンチャー型撚線機１１で２本の素線２，３（芯素線）と１本の素線４（側素線）を３本同時に撚り合わせるピッチが１８ｍｍである場合、仕上がったスチールコード１は、２本の芯素線２，３からなるストランド５の撚りピッチ（ストランドピッチ）Ｐが１８ｍｍで、側素線４の撚りピッチすなわちスチールコード１の撚りピッチ（コードピッチ）ｐが１１ｍｍとなり、Ｐ＞ｐである。並列配置の２本の素線２，３（芯素線）の周りに螺旋状に巻き付ける１本の素線４（側素線）のピッチと、バンチャー撚線機で撚り合わせるピッチとを適宜選定することで、１．１５≦Ｐ／ｐ≦１．８０となるようＰとｐを設定することができる。
【００２６】
くせ付け装置１８は、図３に示すように、送り方向に並ぶ２本のピン３１，３２の間に素線２，３を通すことで、波形のくせ付けを施すようにしたものである。くせ付け装置１８は、素線１本ずつ別々にくせ付けするよう２つ並列に設けてもよく、また、１つの装置で２本同時にくせ付けするようにしてもよい。
【実施例】
【００２７】
表１は、図１に示す（１×２）＋１構造で、素線径が０．３０ｍｍ、ストランドピッチ（芯）：Ｐ＝２４ｍｍ、コードピッチ（側）：ｐ＝１８ｍｍ、Ｐ／ｐ＝１．３３で、１．１５≦Ｐ／ｐ≦１．８０の関係を満たすスチールコード（実施例）と、素線径が０．３０ｍｍ、ストランドピッチ（芯）：Ｐ＝２０ｍｍ、コードピッチ（側）：ｐ＝１６ｍｍ、Ｐ／ｐ＝１．２５で、１．１５≦Ｐ／ｐ≦１．８０の関係を満たすスチールコード（実施例）を作成して、耐疲労性、ゴム侵入性、生産性、取扱い性を評価し、同様に、１×３のオープン撚り構造で、素線径が０．３０ｍｍ、コードピッチ（側）が１６ｍｍのスチールコード（従来例）、並びに、２＋２構造で、素線径が０．２５ｍｍ、コードピッチ（側）が１４ｍｍのスチールコード（従来例）と、（１×２）＋１構造で、素線径が０．３０ｍｍ、ストランドピッチ（芯）：Ｐ＝２４ｍｍ、コードピッチ（側）：ｐ＝２２ｍｍ、Ｐ／ｐ＝１．０９で、１．１５≦Ｐ／ｐ≦１．８０の関係を満たさないスチールコード（比較例）と、（１×２）＋１構造で、素線径が０．３０ｍｍ、ストランドピッチ（芯）：Ｐ＝２４ｍｍ、コードピッチ（側）：ｐ＝１２ｍｍ、Ｐ／ｐ＝２．００で、１．１５≦Ｐ／ｐ≦１．８０の関係を満たさないスチールコード（比較例）と、（１×２）＋１構造で、素線径が０．３０ｍｍ、ストランドピッチ（芯）：Ｐ＝２０ｍｍ、コードピッチ（側）：ｐ＝１８ｍｍ、Ｐ／ｐ＝１．１１で、１．１５≦Ｐ／ｐ≦１．８０の関係を満たさないスチールコード（比較例）と、（１×２）＋１構造で、素線径が０．３０ｍｍ、ストランドピッチ（芯）：Ｐ＝２０ｍｍ、コードピッチ（側）：ｐ＝１１ｍｍ、Ｐ／ｐ＝１．８２で、１．１５≦Ｐ／ｐ≦１．８０の関係を満たさないスチールコード（比較例）を評価して、それらを対比し一覧表示したものである。
【００２８】
【表１】
0005264248.tif 000002
【００２９】
耐疲労性は、複数本のコードをゴム材中に埋め込んで複合体シートを作成し、このシートを用いて２層ベルト疲労試験機により、フレッティング摩耗、座屈等を経てコードが破断するまでの繰り返し回数を求め、１×３オープン撚り構造の従来例を１００として指数表示した。
【００３０】
ゴム侵入性は、各コードを４９Ｎの引張荷重をかけた状態でゴム材中に埋め込み、加圧加硫した後コードを取りだし、そのコードを分解して一定長さを観察し、観察した長さに対するゴムと接触した形跡のある長さの比を求め、１×３オープン撚り構造の従来例を１００として指数表示した。
【００３１】
生産性は、各コードの生産コストを、１×３オープン撚り構造の従来例を１００として指数表示した。
【００３２】
取扱い作業性は、１×３オープン撚り構造の従来例を基準（△）として、それより良好な場合を○とした。
【００３３】
この評価結果から、従来例および比較例の場合は、耐疲労性、ゴム侵入性、生産性、取扱い性のいずれかの特性が不十分であるのに対し、（１×２）＋１構造で、１．１５≦Ｐ／ｐ≦１．８０の関係を満たす実施例のスチールコードは、耐疲労性、ゴム侵入性、生産性、取扱い性のいずれにおいても良好な特性を有することが判る。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係るスチールコードを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るスチールコードの製造に用いられる撚線設備の説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係るスチールコードの製造に用いられる撚線設備におけるくせ付け装置の説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  スチールコード
２、３  素線（芯素線）
４  素線（側素線）
５  ストランド（芯ストランド）
Ｐ  ストランドの撚りピッチ
ｐ  側素線の撚りピッチ（コードの撚りピッチ）
１０  撚線設備
１１  バンチャー型撚線機
１８  くせ付け装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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