JP2006283249A - スチールコードの製造方法とスチールコード及び空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 ゴム侵入性を向上した１＋ｍ＋ｎ構造のスチールコードを１回の撚り線工程で安価に製造する。
【解決手段】 フィラメント束に撚りを与えるターンローラ１１，１２と１３，１４を備え、２本のループ１６，１７が同一の回転軸を中心に回転するバンチャー式撚線機１０を用い、１本のコアフィラメント２の周囲にｍ本のインナーシースフィラメント３を配置して第１ループ１６において１＋ｍ構成のインナーシース４を撚り合わせた後、インナーシース４の周囲にアウターシース６を構成するｎ本のフィラメント５を配置し、第２ループ１７においてアウターシース６がインナーシース４の撚り方向と同方向になるように１＋ｍ＋ｎ構造のスチールコード１を撚り合わせる。
【選択図】 図５

Description

本発明は１本のコアフィラメントを有する３層構造をなすスチールコードの製造方法に関し、特に耐食疲労性と強力保持性を改善することでトラック・バスやライトトラック用タイヤの耐久性を向上させることのできるスチールコードの製造方法、それにより製造したスチールコード、及びそのスチールコードを補強材として用いた空気入りラジアルタイヤに関するものである。

トラック・バスやライトトラック用などの空気入りラジアルタイヤのカーカスやベルトプライには、従来より２層撚りや３層撚りなどの多層構造のスチールコードが広く使用され、中でも使用条件が過酷な重荷重用タイヤには図４に示す３＋９＋１５構造の３層撚りにラッピングワイヤ（Ｗ）を巻き付けたスチールコード２００が一般に使用されている。

しかし、この３層構造のスチールコードは、フレッチング摩耗によるコード強力の低下やめっきが削られて耐腐食疲労性を低下させ、さらにフレッチングが進行するとタイヤ使用中の衝撃や応力歪みの集中によりコードの疲労破壊を促進するという問題がある。

また、コード製造において３回の撚り線工程を必要とし、製造に手間がかかり生産性が低いためコードコストを上昇させる結果、タイヤのコストにも影響するという難点がある。

そこで、このようなフレッチングによる耐疲労性低下やコストの問題を改善するものとして、１本のコアフィラメントのまわりに２層の同軸層（シース）を配し、この同軸層を同一方向、同一ピッチで撚り合わせて各フィラメント間の線接触化を図るコンパクト撚りの１×１９構造のスチールコード（特許文献１）が、またコアフィラメントのまわりに６本のフィラメントからなる内層シースと、内層シースの外接円上に配置された外層シースからなる１＋６＋（１０〜１１）構造を有し、内層と外層シースとを同一方向、異ピッチで撚り合わせ、さらにラップフィラメントが略されたスチールコードが開示され、フレッチング摩耗の低減とコードの拘束性を維持して耐疲労性を向上すること（特許文献２）が提案され、またコード内のフィラメント拘束性を維持するために２層の同軸層を逆方向に撚り合わせた１＋６＋１２構造のスチールコードが開示されている（特許文献３）。
実公平３−２９３５５号公報 特開平８−２３２１７９号公報 特開平９−２０９２８１号公報

上記１×１９構造のコンパクトコード１００は、１９本のフィラメントが同時に集束されて同一方向、同一ピッチで一度に撚り合わされることから、図３に示すようにコアに太径フィラメントを適用したとしても各々のフィラメントが細密充填された断面六角形状のコードを形成し、フィラメント同士が線接触しフレッチングに対しては有利なものとなるが、フィラメント相互間に隙間Ｓが形成されない部分がコード長手方向に所々生じてゴム侵入性が劣り耐食疲労性を低下させ、さらにこのゴム侵入不足の故に異常に大きな曲げ歪みがコードにかかると局部的にコードがフィラメントにばらけてフィラメントの破断を生起してコードの破断寿命を低下させ、さらに、インナーシースフィラメントの撚り角度がアウターシースフィラメントの撚り角度よりも小さくなりインナーシースの耐疲労性を不利とする。またゴムの不侵入性とフィラメント間の拘束力不足からコアやインナーシースのフィラメント、特にコアフィラメントの抜け出しのおそれがある。

このような問題に対して、インナーシースとアウターシースの撚りピッチを異ならせてフィラメント間に隙間を設けた特許文献２に記載の１＋６＋（１０〜１１）構造や、特許文献３に記載のインナーシースとアウターシースの撚り方向を逆方向するものは、少なくとも２回の撚り工程を要することからコードコストの低減に反するものとなっている。

本発明は、上記に鑑みてなしたもので、１×１９構造スチールコードの欠点を補うもので、ゴム侵入性を確保し耐食疲労性の向上やフィラメントの抜け出しなどの上記ゴム侵入不足による不具合を解消する耐久性に優れた１本のコアフィラメントを有する３層構造スチールコードを安価に製造することを課題とし、すなわちゴム侵入性に優れる１＋ｎ＋ｍ構造のスチールコードを１回の撚り線工程で製造するスチールコードの製造方法を提供することを目的とし、さらにその製造方法により製造されたスチールコード、及びそのスチールコードを補強材に用いたロングライフの空気入りラジアルタイヤを提供するものである。

請求項１に記載の発明は、インナーシースとアウターシースとの撚り方向が同一方向であり、その撚りピッチがインナーシース（Ｐ１）＜アウターシース（Ｐ２）である１＋ｍ＋ｎ構造のスチールコードの製造方法であって、シースフィラメントよりも太径である１本のコアフィラメントの周囲にインナーシースを構成するｍ本のフィラメントを配置し、撚線機を用いて１＋ｍ構成のインナーシースを撚り合わせるＡ工程と、前記インナーシースの周囲にアウターシースを構成するｎ本のフィラメントを配置し、前記インナーシースの撚り方向と同一方向に、かつ前記インナーシースと該アウターシースとの撚りピッチとが異なるように撚線機を用いて撚り合わせ１＋ｍ＋ｎ構造のスチールコードを撚り合わせるＢ工程を有し、前記Ａ工程とＢ工程とが同一工程にて成され前記１＋ｍ＋ｎ構造のスチールコードを製造することを特徴とするスチールコードの製造方法である。

請求項２に記載の発明は、フィラメント束に撚りを与えるターンローラを備えた第１ガイド部と第２ガイド部とが、同一の回転軸を中心に回転するバンチャー式撚線機を用い、１本のコアフィラメントの周囲にｍ本のフィラメントを配置して前記バンチャー式撚線機に導入し、前記第１ガイド部において１＋ｍ構成のインナーシースを撚り合わせた後、前記第２ガイド部における撚り方向が前記インナーシースの撚り方向と同方向になるように該インナーシースの進行方向を反転させるとともに該インナーシースの周囲にアウターシースを構成するｎ本のフィラメントを配置し、前記第２ガイド部に導入し前記インナーシースと前記ｎ本のアウターシースフィラメントを撚り合わせ前記１＋ｍ＋ｎ構造のスチールコードを製造することを特徴とする請求項１に記載のスチールコードの製造方法である。

請求項３に記載の発明は、同一ライン上に連結された２台のバンチャー式撚線機を用い、第１のバンチャー式撚線機で前記Ａ工程を成し１＋ｍ構成のインナーシースを撚り合わせ、前記インナーシースの周囲にｎ本のアウターシースフィラメントを配置して第２のバンチャー式撚線機に導入し前記Ｂ工程を成すことを特徴とする請求項１に記載のスチールコードの製造方法である。

請求項４に記載の発明は、同一ライン上に連結された２台のチューブラー式撚線機を用い、第１のチューブラー式撚線機で前記Ａ工程を成し１＋ｍ構成のインナーシースを撚り合わせ、前記インナーシースの周囲にｎ本のアウターシースフィラメントを配置して第２のチューブラー式撚線機に導入し前記Ｂ工程を成すことを特徴とする請求項１に記載のスチールコードの製造方法である。

請求項５に記載の発明は、前記インナーシースの撚りピッチ（Ｐ１）と前記アウターシースの撚りピッチ（Ｐ２）との比Ｐ１／Ｐ２を、Ｐ１／Ｐ２＝０．５〜０．９５の範囲に撚り合わせることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスチールコードの製造方法である。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法により製造した１＋ｍ＋ｎ構造のスチールコードである。

請求項７に記載の発明は、１＋６＋１２構造であることを特徴とする請求項６に記載のスチールコードである。

請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載のスチールコードを補強材として用いたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。

本発明のスチールコードの製造方法によれば、１＋ｍ＋ｎ構造スチールコードをインナーシースとアウターシースの撚りピッチを異なるように同一工程で撚り合わさせることができ、太径のコアフィラメントを中心に配することでシースフィラメント間の隙間を確保してゴム侵入性と耐フレッチング性を両立して改善し耐食疲労性や強力保持性の向上、フィラメントの抜け出しを防止する耐疲労性に優れるスチールコードを撚り効率を損なうことなく安価に製造することができる。なお、ｍは５〜７本、ｎは１１〜１３本の範囲で適用されることが好ましい。

請求項２の発明では、１台のバンチャー式撚線機を用いてインナーシースの撚りピッチとアウターシースの撚りピッチの比が１：２であるゴム侵入性、耐疲労性に優れるスチールコードを高効率で製造することができる。

また、請求項３の発明によれば、２台のバンチャー式撚線機を連結することでインナーシースの撚りピッチとアウターシースの撚りピッチの比を自在にコントロールし、耐フレッチング性の低下を抑えたゴム侵入性に優れる１＋ｍ＋ｎ構造のスチールコードを生産性高く製造することができ、同様に請求項４のように２台のチューブラー式撚線機を連結することでも撚り線時のフィラメントの断線や撚り不良を起こすことなく生産性を高めて製造することができる。

そして、請求項５の発明のように、撚りピッチ比Ｐ１／Ｐ２をＰ１／Ｐ２＝０．５〜０．９５の範囲とすることで、ゴム侵入性と耐フレッチング性をより両立することができる。Ｐ１／Ｐ２が０．５未満であるとインナーシースとアウターシースとが点接触化し耐フレッチング性が悪化し、０．９５を越えると線接触化によりゴム侵入性が低下し、またインナーシースの耐疲労性低下やフィラメントの抜け出しのおそれが生じる。

上記製造方法により製造した１＋ｍ＋ｎ構造のスチールコードは、ゴム侵入性と耐フレッチング性を両立する耐疲労性に優れるものとなり、この場合のコアフィラメント径（Ｄｃ）とシースフィラメント径（Ｄｓ）との比Ｄｃ／Ｄｓが、Ｄｃ／Ｄｓ＝１．０５〜１．２０の範囲にあることが好ましく、前記Ｄｃ／Ｄｓを大きくしすぎるとシースフィラメント間に偏りを生じやすくし本発明の目的が損なわれる。この場合、１＋６＋１２構造であるとシースフィラメントの偏りを防ぎコード断面形状を安定させ、コードの製造からカレンダー工程などのタイヤ製造工程での安定した工程通過性が得られ、空気入りラジアルタイヤの補強材としての好適に使用することができる。

従って、本発明の空気入りラジアルタイヤは耐久性に優れたロングライフのタイヤを提供するものとなり、特にトラック・バス用大型タイヤの、或いはライトトラックのカーカスやベルトプライに本発明のスチールコードを適用することでタイヤの長寿命化を可能とすることができる。

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る１＋６＋１２構造のスチールコード１の断面図である。図において符号２はコアフィラメント、３はインナーシース４のフィラメント、５はアウターシース６のフィラメント、Ｓ１はインナーシースフィラメント３，３間に形成される隙間、Ｓ２はアウターシースフィラメント５，５間に形成される隙間である。図２（ａ）はスチールコード１の側面図、図２（ｂ）はインナーシース４の側面図であり、それぞれの撚りピッチＰ１，Ｐ２と撚り角度θ１，θ２の関係を示すものである。

スチールコード１は、シースフィラメント３，５よりも太径である１本のコアフィラメント２の周囲にインナーシース４を構成する６本のフィラメント３を配置し、さらにインナーシース４の周囲にアウターシース６を構成する１２本のフィラメント５を配置し、インナーシース４とアウターシース６との撚り方向が同一方向にあり、かつ前記インナーシース４とアウターシース６との撚りピッチＰ１，Ｐ２がＰ１＜Ｐ２となるように撚り合わされた１＋６＋１２構造のスチールコードである。

これにより、従来の図３に示す１×１９構造のようにアウターシースフィラメント５がインナーシースフィラメント３，３間の谷間に落ち込むことがなくなりインナーシース４の外接円Ｃの外周に沿ってアウターシースフィラメント５が円環状に略均等な間隔を設けて配置され、即ち各フィラメント３，５が細密充填されることなく非線接触化され撚り合わされることで、図１に示すように断面円形状のコード形状を成し、フィラメント３，３間及び５，５間にゴムの侵入する隙間Ｓ１，Ｓ２が形成される。

上記撚りピッチＰ１とＰ２とはＰ１＜Ｐ２の関係にあり、そのピッチの比Ｐ１／Ｐ２はＰ１／Ｐ２＝０．５〜０．９５の範囲であり、より好ましくは０．７〜０．９の範囲に撚り合わされることである。これにより、アウターシースフィラメント５がインナーシース４の外接円Ｃの外周に沿って円環状に配置され隙間Ｓ２を確実に形成するとともに、インナーシースフィラメント３の撚り角度θ２が大きくなり、フィラメントの耐疲労性を向上し金属疲労による破壊現象を低減することができる。

この撚りピッチＰ１とＰ２が、従来の１工程撚りによる１×１９構造のようにＰ１＝Ｐ２に近づくと、たとえコアに太径フィラメントを配置したとしても断面六角形状のコード形態をなしインナーシースとアウターシースのフィラメント間の線接触化は避けられず、図３に示すようにコード断面の所々にゴムの侵入しない空隙部をコード長手方向に形成し、ゴム侵入による効果が不十分となって耐食疲労性の低下を招くことになる。

また、コード内部にゴムが充填されることで、コードを構成するフィラメントを拘束し、フィラメントの微細な動きを抑制してフィラメント間のフレッチングを軽減し、また、コアやインナーシースフィラメントのコード軸方向の移動を防ぎタイヤからのフィラメントの抜け出しを防止し、さらにコードに異常に大きな曲げ応力が入力された場合にもコードが部分的に膨らむようにフィラメントがばらけることがなくフィラメント破断からコードの破断の発生を抑えることができる。

スチールコード１を構成するフィラメント２，３，５の直径は、０．１５〜０．４０ｍｍのものが通常使用される。直径が０．１５ｍｍ未満ではコード強力を確保するために多数のフィラメントを要してコスト高となり、０．４０ｍｍを超えると耐疲労性が低下するようになり、カーカスやベルトなどのタイヤへの適用部位によってフィラメント径を選択する必要がある。

そして、本発明では、コアフィラメント２の直径Ｄｃがシースフィラメントの直径Ｄｓよりも太いものが使用され、その比Ｄｃ／Ｄｓは１．０５〜１．２０の範囲であることが好ましい。フィラメント径比Ｄｃ／Ｄｓが１．０５未満であるとインナーシース４とアウターシース６の撚りピッチをＰ１＜Ｐ２としてもシースフィラメント間に形成される隙間Ｓ１，Ｓ２が小さくなり十分なゴム侵入が得難く耐食疲労性やフィラメント抜けが起こりやすくなり、１．２０を越えるとコアフィラメント２やインナーシース４の外接円の周囲に形成される隙間Ｓ１，Ｓ２の合計が大きくなって撚り合わせ工程やタイヤ製造工程中でシースフィラメントが偏りやすくなり、やはりゴム侵入性を悪化させ耐疲労性の低下する原因となる。

また、各シースフィラメントは、ＤｃとＤｓとの関係が上記範囲内でインナーシース４内及びアウターシース６内にそれぞれ異径のフィラメントを組み合わせて使用することもできるが、コード製造コストを抑える観点から同一シース内には同一径のフィラメントを用いることが好ましい。

ここで本発明によるスチールコード１は、アウターシースフィラメント５とインナーシースフィラメント３との異ピッチ化によって点接触化することになるが、その撚り方向が同一方向であることからフィラメント間の接触面積が従来３層構造のインナーシースとアウターシース間のＳＺ撚りの場合に比較して大きくなり、その接触圧は大幅に軽減されるものとなってフレッチングの発生程度も著しく改善されコード強力低下を抑制するものとなり、またインナーシースフィラメントの撚り角度が大きくなり耐疲労性を向上するものとなる。

また、スチールコード１の断面形状が円形化されることで、従来の断面六角形状をなす１×１９構造の場合に、断面六角形状の頂点に位置するフィラメントに曲げ歪み時にかかりやすかった応力集中による耐疲労性低下の問題を解消することができる。

以上のように１＋６＋１２構造のスチールコードのゴム侵入効果は、耐食疲労性の向上、フィラメントの抜け出し防止の他に、曲げ歪みがかかった時のコードばらけの防止、タイヤ走行中のフィラメントの微小な動きを抑えてフレッチングや金属疲労を防止する、また裸コードのフィラメントの動きが抑制されコード形態も安定するので取扱い性がよくなり、例えば多くのローラを通過するカレンダー工程を安定させ、その結果トッピングシートの品位を向上する等の効果も得られる。

なお、本発明に係るスチールコードは、タイヤ軽量化の観点から、タイヤ中の補強材使用量を低減することができる高強力材を使用することが好ましく、例えばＪＩＳ規定のピアノ線材であるＳＷＲＳ８２等の炭素含有量が０．８％以上の線材を用い、９５％程度以上の高加工度で得られたフィラメントが使用できる。

次ぎに、上記スチールコード１に係る製造方法について、その実施形態を図面に基づき説明する。

［第１の実施形態］
１＋６＋１２構造スチールコード１の製造方法の第１の実施形態を図５に示すバンチャー式撚線機１０の概略図に基づき説明する。

本実施形態におけるバンチャー式撚線機１０は、一般的なダブルツイスターと呼ばれるものであり、撚線機１０のフレーム２０内には回転の中心軸線上にターンローラ１１，１２，１３，１４と、同時に回転する２本の弓状ループ１６，１７が設けられている。そして、回転の軸線よりも外側には前記ターンローラと同一に回転するガイドローラ１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂが弓状のループ１６，１７上に配されている。また、ループ１６，１７の内側にはループの回転とは無関係な方向変換用の反転ローラ１５と撚り上がったコードを巻き取る巻取りボビン１９が配置されている。

本体フレーム２０外には、コアフィラメント２の供給ボビン２１と６個のインナーシースフィラメント３の供給ボビン２２，・・・、フィラメントを集束する目板２５が配置され、その反対側には方向変換用の反転ローラ２３と１２個のアウターシースフィラメント５の供給ボビン２４，・・・が設けられている。

スチールコード１の製造に際しては、ボビン２１からのコアフィラメント２を中心として６個のボビン２２から引き出され、インナーシースフィラメント３が目板２５でコアフィラメント２の周囲に１＋６構成になるように配され集合ボイス（図示せず）にてフィラメント束に集束された状態で撚線機１０内に導入される。ループ１６，１７の回転によりフィラメント束がターンローラ１１→ガイドローラ１６ａ→ガイドローラ１６ｂ→ターンローラ１２を通過する間に２回の捻りがフィラメント束に入り、インナーシースフィラメント３にＳ方向の撚りがかけられ１＋６構成のインナーシース４が撚り合わされ、反転ローラ１５で反転されたインナーシース４が一旦機外に導出される。

機外の反転ローラ２３で方向転換したインナーシース４の周囲にボビン２４から供給される１２本のアウターシースフィラメント５が目板２６でインナーシース４の周囲に配され集合ボイス（図示せず）にてインナーシース４の周囲に集束され１＋６＋１２構成をなして再度撚線機１０内に導入される。この時、アウターシース６の撚り方向がインナーシース４の撚り方向と同方向になるようにインナーシース４の進行方向が反転されている。

そして、１＋６＋１２構成のフィラメント束はターンローラ１３→ガイドローラ１７ａ→ガイドローラ１７ｂ→ターンローラ１４を通過する間に２回の捻りが１＋６＋１２構成全体に入り、コード全体にＳ方向の撚りがかけられ撚り方向が−／Ｓ／Ｓの１＋６＋１２構造スチールコード１が撚り上げられ、ＯＴローラ１８を経てコードの断面形態や残留トーションを安定させ巻取りボビン１９に巻き取られる。

そして、撚線機本体が回転することで２本のループ１６，１７が回転しながらループ上のガイドローラ１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂが回転する状態で巻取りボビン１９が回転しコード１は連続的に巻き取られる。

上記過程において、ボビン２１と６個のボビン２２から引き出されたフィラメントは、ターンローラ１１、ガイドローラ１６ａ，１６ｂ、ターンローラ１２を通過するまでにコアを中心にして６本のシースフィラメントにＳ方向の捻り（Ｎ）が入る。次ぎに、１＋６＋１２構成で再度撚線機１０内に導入されると、ターンローラ１３、ガイドローラ１７ａ，１７ｂ、ターンローラ１４を通過するまでに１＋６＋１２構成全体にＳ方向の捻り（Ｎ）が入りインナーシース４にはアウターシース６の２倍の捻り（２Ｎ）が入ることになり、すなわちインナーシース４とアウターシース６の撚りピッチ比Ｐ１／Ｐ２＝０．５のＳ方向撚りの１＋６＋１２構造のスチールコードが１回の撚り線工程で製造される。ここで、撚線機本体１０と巻取りボビン１９の回転数を所定の回転数比に設定し所定のラインスピードで同調運転することでコードの撚りピッチの長さが決定される。

また、上記実施形態の変形例として、図６に示すバンチャー式撚線機２０のように、弓状ループ１６部分で撚られた１＋６構成のインナーシース４を、アウターシースの撚り方向がインナーシース４の撚り方向と同方向になるように撚線機２０内でインナーシース４の進行方向を反転ローラ２３’により反転させ、１２本のアウターシースフィラメントをインナーシース４の周囲に配して弓状ループ１７に導入し１＋６＋１２構造のスチールコード１を撚ることもできる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態の１＋６＋１２構造スチールコード１の製造方法を、図７に示す２台のバンチャー式撚線機３０Ａ，３０Ｂが同一ライン上に連結されたタンデム型バンチャー式撚線機３０の概略図に基づき説明する。

本実施形態におけるバンチャー式撚線機３０Ａ，３０Ｂは、一般的なダブルツイスターであり、第１のバンチャー式撚線機３０Ａのフレーム外部には、コアフィラメント２の供給ボビン２１と６個のインナーシースフィラメント３の供給ボビン２２，・・・が配置され、フィラメントを集束する目板２５が配置されフィラメント束が撚線機３０Ａに導入される。

第１のバンチャー式撚線機３０Ａは、撚線機のフレーム３０ａ内に回転する弓状ループ３６を備え、その回転の中心軸線上にターンローラ３１，３２が設けられており、回転の軸線よりも外側には前記ターンローラと同一に回転するガイドローラ３６ａ，３６ｂがループ３６上に配されている。また、ループ３６の内側にはループの回転には無関係な方向変換用の反転ローラ３５が配されている。

第１のバンチャー式撚線機３０Ａとタンデムに同一軸線上に連結された第２のバンチャー式撚線機３０Ｂの間には、１２個のアウターシースフィラメント５の供給ボビン２４，・・・が配置され、第２のバンチャー式撚線機３０Ｂはフレーム３０ｂ内に回転する弓状ループ３７と回転の中心軸線上にターンローラ３３、３４が設けられており、回転の軸線よりも外側には前記ターンローラと同一に回転するガイドローラ３７ａ，３７ｂがループ３７上に配されている。ループ３７の内側には撚り上がったコードを巻き取る巻取りボビン１９が配置されている。

スチールコード１の製造に際しては、ボビン２１からのコアフィラメント２を中心として６個のボビン２２からのインナーシースフィラメント３が１＋６構成になるように目板２５で集束された状態で撚線機３０Ａ内に導入され、１＋６構成のフィラメント束がターンローラ３１→ガイドローラ３６ａ→ガイドローラ３６ｂ→ターンローラ３２を通過し、この間にＳ方向の捻りが入りインナーシース４が撚られる。

インナーシース４は撚線機３０Ａ内の反転ローラ３５で方向転換され一旦機外に導出され、１＋６構成の周囲にボビン２４から供給される１２本のアウターシースフィラメント５が目板２６でインナーシース４の周囲に配され集合ボイス（図示せず）にてインナーシース４の周囲に集束され１＋６＋１２構成のフィラメント束をなして第１のバンチャー式撚線機３０Ａと同方向に回転する第２のバンチャー式撚線機３０Ｂに導入される。

第２のバンチャー式撚線機３０Ｂでは、１＋６＋１２構成のフィラメント束が、ターンローラ３３→ガイドローラ３７ａ→ガイドローラ３７ｂ→ターンローラ３４を通過し、その間にフィラメント束の全体にインナーシース４と同方向のＳ方向の捻りが入り、撚り方向が−／Ｓ／Ｓの１＋６＋１２構造スチールコード１が撚り上げられ、ＯＴローラ１８を経てコードの断面形態や残留トーションを安定させ巻取りボビン１９に連続的に巻き取られる。

上記過程において、第１のバンチャー式撚線機３０Ａでは１＋６構成のフィラメント束に所定の捻り（Ｎ３）が入りインナーシース４が撚られ、第２のバンチャー式撚線機３０Ｂでは１＋６＋１２構成のフィラメント束全体に所定の捻り（Ｎ４）が入りアウターシース６の撚りピッチがＰ４のコードが撚られる。すなわち、２台のバンチャー式撚線機を通過する間に、インナーシース４には２台分の撚線機３０Ａ，３０Ｂの捻り（Ｎ３＋Ｎ４）が入り撚りピッチＰ３となり、アウターシース６の撚りピッチはＰ４とは異なるものとなり、すなわち、インナーシース４とアウターシース６の撚りピッチがＰ３＜Ｐ４の関係にある１＋６＋１２構造のスチールコードが１回の撚り線工程で製造される。

ここで、２台のバンチャー式撚線機３０Ａ、Ｂの回転数と巻取りボビン１９の回転数を設定し一定のラインスピードで同調運転することでコードの撚りピッチ長さとピッチ比Ｐ３／Ｐ４を任意に変更することができるので、その撚りピッチ比Ｐ３／Ｐ４＝０．５〜０．９５の範囲に設定することは容易である。勿論、バンチャー式撚線機３０によると、上記の範囲外の撚りピッチ比のコードを製造することもできるが、上記範囲を外れると実用性が損なわれてくる。

本実施形態により製造された１＋６＋１２構造のスチールコード１は、図１に示すコード外接円が円形である断面形状を有し、インナーシース４とアウターシース６との撚りピッチの比Ｐ３／Ｐ４は０．５〜０．９５であり、さらにはＰ３／Ｐ４が０．７〜０．９０であるものが好ましい。Ｐ３／Ｐ４が０．５未満であるとインナーシースとアウターシースとが点接触化し耐フレッチング性が悪化し、０．９５を越えると線接触化によりゴム侵入性が悪化し、またインナーシース４の撚りピッチＰ３が長い場合はインナーシースフィラメント３の撚り角度θ２が小さくなり耐疲労性が低下する傾向にあり、θ２は６°以上、好ましくは８°以上になるように撚りピッチＰ３を設定することが好ましい。

これにより、アウターシースフィラメント５がインナーシースフィラメント３，３間の谷間に落ち込まずに、即ち各フィラメント３，５が細密充填されることなく非線接触化されて撚り合わされるようになり、図１に示すように断面円形状のコード形態をなしフィラメント３，３間及び５，５間にゴムの侵入する十分な隙間Ｓ３，Ｓ４が形成されるようになり、ゴム侵入性を確保した上でインナーシース４とアウターシース６のフィラメント間接触面積を増大させることで接触圧を低減しフレッチングを軽減しコードの強力低下を抑制することができる。

［第３の実施形態］
第３の実施形態の１＋６＋１２構造のスチールコード１の製造方法を、図８に示す２台のチューブラー式撚線機４０Ａ，４０Ｂが同一ライン上に連結されたタンデム型チューブラー式撚線機４０の概略図に基づき説明する。

本実施形態に用いられるチューブラー式撚線機は、図９の撚線機概略図に示すような一般的な撚線機５０を使用することができる。撚線機５０は内部に設けられた無回転の筒体５１内にフィラメントの供給ボビン５２，・・・が撚線機の回転とは無関係に定位置を保つように直列に配置され、それぞれのボビンから引き出されたフィラメント５６が回転筒５３に導かれ、回転筒５３がモータＭにより回転されるとともに各フィラメント５６は巻き取り方向に進み、フィラメント５６は所定の波形にプレフォームする型付け装置５８と撚り合わせボイス５４とを通過しコード５５が撚り合わされ巻き取りボビン５７に巻き取られる。この回転筒５３の回転数と巻き取り速度とを同調運転することで所定の撚りピッチのスチールコード５５が得られる。

本実施形態では、図８に示すように、第１のチューブラー式撚線機４０Ａの外方にコアフィラメント２の供給ボビン２１が配置され、インナーシース４の中心を構成するように撚線機４０Ａに導入される。撚線機４０Ａの内部には６個のインナーシースフィラメント３の供給ボビン２２，・・・が筒体４１Ａの内部に直列に配置され、それぞれのボビンから引き出されたフィラメント３が回転筒４２Ａに導かれ回転が与えられるとともに各フィラメント３をプレフォームする型付け装置（図示せず）とそれらを撚り合わせるボイス４３Ａを通過し１＋６構成のインナーシース４が撚り合わされる。

インナーシース４は、第１のチューブラー式撚線機４０Ａの軸線延長上に配置された第２のチューブラー式撚線機４０Ｂに、コード１の中心を構成し、かつ撚線機４０Ｂ内で回転が与えられないように導入される。撚線機４０Ｂの内部には１２個のアウターシースフィラメント５の供給ボビン２４，・・・が筒体４２Ａの内部に直列に配置され、それぞれのボビンから引き出されたフィラメント５が回転筒４２Ｂに導かれ回転が与えられるとともに、インナーシース４の周囲に配されて各フィラメント５をプレフォームする型付け装置（図示せず）とそれを撚り合わせるボイス４３Ｂを通過し１＋６＋１２構造のスチールコード１が撚り合わされる。

スチールコード１の製造に際しては、撚線機４０Ａ，４０ＢとがモータＭ１，Ｍ２によりそれぞれの回転数で駆動され、同一方向に回転筒４２Ａ，４２Ｂが回転されることでインナーシース４とアウターシース６は同一方向に撚り合わされる。回転筒４２Ａ，４２Ｂと巻取りボビン１９の巻き取り速度を設定し一定のラインスピードで同調運転することにより、所望の撚りピッチを有する１＋６＋１２構造のスチールコード１を１回の連続した撚り工程で製造することができる。

この場合、インナーシース４は第２のチューブラー式撚線機４０Ｂをコード１の中心構成として回転が付与されず通過されるので第１の撚線機４０Ａの撚りピッチＰ５を維持し、またアウターシース６は第２の撚線機の回転により撚りピッチＰ６で撚り合わされるので、２台の撚線機４０Ａ，４０Ｂの回転数を個々に設定することでインナーシース４とアウターシース６の撚りピッチの比Ｐ５／Ｐ６を任意に設定することができる。

以上説明した１＋６＋１２構造のスチールコード１は、ゴム侵入性と耐フレッチング性とを両立し、しかも１×１９構造並みに安価に製造することができるので、図１０に示すトラック・バス用などの空気入りラジアルタイヤＴのカーカスプライ２、ベルトプライ１、チェーハー４などの補強材として使用することができる。

以下に実施例、比較例により本発明係るスチールコードを具体的に説明するが、本発明はこの実施例によって何ら限定されるものではない。

表１に記載の１＋６＋１２構造の各実施例と比較例のスチールコードを、ＪＩＳ Ｇ３５０２に規定のＳＷＲＳ８２Ａを用いて公知の方法により製造したフィラメントを用いて、上記実施形態に示した製造方法に従い表１記載の撚り方向、撚りピッチ（表ではインナーシースをＩ，Ｓ、アウターシースをＯ，Ｓと示す）でコードを製造した。比較例１はコアフィラメントを中心に１９本のフィラメントを集束し１回の撚り工程で同時に撚り合わせた１×１９構造（いわゆる、束撚りコード）であり、比較例３は従来から一般に用いられてきた３回撚り工程で製造された３＋９＋１５＋Ｗ構造のスチールコードである。

各スチールコードについて、次の評価を行い、その結果を表１に示す。

コード生産性：撚り線工程における単位時間当たりのコード取れ高（Ｋｇ／時間）を比較例１を１００とする指数で示した。指数が大きいほど生産性が高い。

耐疲労性：各スチールコードを打ち込み数：２３本／５ｃｍで平行に配列し、上下にゴムシートを積層し加硫したベルト状サンプルを作製し、ＪＩＳ Ｌ１０１７に記載のファイアストーン型ベルト疲労試験機により、１インチプーリー（負荷応力１４０Ｋｇ／ｍｍ^２）、負荷荷重３０Ｋｇを負荷し６×１０^６サイクル疲労試験を行った後、コード強力を測定し疲労前のコードに対する強力保持率を求めた。数値が大きいほど耐疲労性に優れる。また、疲労試験中のサンプルのゴム表面からのフィラメントの抜け出しの有無を観察した。

ゴム侵入性：カーカスプライに各コードを適用した（打ち込み数：２３本／５ｃｍ）タイヤサイズ：１１Ｒ２２．５ １４ＰＲのトラックバス用ラジアルタイヤを作製した。新品タイヤから取り出したカーカスコードをフィラメントに分解し、そのコア周囲、インナーシースとアウターシースの間のゴム付き状態からゴム侵入性を１００点満点で目視評価した。数値が大きいほどゴム侵入性がよい。

コード強力保持率：上記のタイヤを大型トラックの後輪に装着し、積載荷重１００％で一般路において実走テストを行い、１５万Ｋｍ走行後のタイヤを解体し、タイヤより取り出した１０本のカーカスコードの強力を測定し、その平均値を新品タイヤより取り出したコード１０本のコード強力の平均値で除したものをコード強力保持率とした。数値が大きいほどよい。

錆の発生：上記コード強力保持率を測定したコードの破断部周辺をフィラメントに分解し、錆の発生程度を目視観察し、小〜大で評価した。

表に示すように、実施例１〜６のスチールコードは、比較例１の１×１９構造に対して生産性に遜色がなく、従来の３＋９＋１５構造に比べ大幅なコードのコストダウンが図られる。しかも各実施例コードの高応力域における耐疲労性は、ゴム侵入性と耐フレッチング性の両立により疲労強度を向上し、フィラメントの抜け出し現象を防ぐことができ、ゴム侵入の効果がフィラメントの疲労破断を生じやすい１×１９構造の耐疲労性の結果に対比して現れている。また、実走テストにおいても各実施例では耐フレッチング性を向上してカーカスプライのコード強力を十分に保持し、しかも錆の発生の低減し耐腐食性をも改善することが分かる。一方、Ｐ１／Ｐ２を０．５未満とした比較例ではシース間の点接触化により耐フレッチング性が低下している。

以上説明したように、本発明によるスチールコードの製造方法により製造された１＋ｎ＋ｍ構造のスチールコードは、空気入りラジアルタイヤのカーカス、ベルトプライ、チェーハーなどの補強材として、特にトラック・バスやライトトラック用タイヤに好適であり、耐久性能に優れたロングライフの空気入りラジアルタイヤを提供するものとなる。

実施形態のスチールコードの断面図である。 同上のスチールコードの側面図である。 従来の１×１９構造のスチールコードの断面図である。 従来の３＋９＋１５構造のスチールコードの断面図である。 第１の実施形態のスチールコード製造方法を説明する概略図である。 同上実施形態の変形例のスチールコード製造方法を説明する概略図である。 第２の実施形態のスチールコード製造方法を説明する概略図である。 第３の実施形態のスチールコード製造方法を説明する概略図である。 チューブラー式撚線機の概略を示す説明図である。 空気入りラジアルタイヤの半断面図である。

符号の説明

１……スチールコード
２……コアフィラメント
３……インナーシースフィラメント
４……インナーシース
５……アウターシースフィラメント
６……アウターシース
１０……バンチャー式撚線機
１１，１２，１３，１４……ターンローラ
１６，１７……ループ

Claims (8)

1. インナーシースとアウターシースとの撚り方向が同一方向であり、その撚りピッチがインナーシース（Ｐ１）＜アウターシース（Ｐ２）である１＋ｍ＋ｎ構造のスチールコードの製造方法であって、
   シースフィラメントよりも太径である１本のコアフィラメントの周囲にインナーシースを構成するｍ本のフィラメントを配置し、撚線機を用いて１＋ｍ構成のインナーシースを撚り合わせるＡ工程と、
   前記インナーシースの周囲にアウターシースを構成するｎ本のフィラメントを配置し、前記インナーシースの撚り方向と同一方向に、かつ前記インナーシースと該アウターシースとの撚りピッチとが異なるように撚線機を用いて撚り合わせ１＋ｍ＋ｎ構造のスチールコードを撚り合わせるＢ工程を有し、
   前記Ａ工程とＢ工程とが同一工程にて成され前記１＋ｍ＋ｎ構造のスチールコードを製造する
   ことを特徴とするスチールコードの製造方法。
2. フィラメント束に撚りを与えるターンローラを備えた第１ガイド部と第２ガイド部とが、同一の回転軸を中心に回転するバンチャー式撚線機を用い、
   １本のコアフィラメントの周囲にｍ本のフィラメントを配置して前記バンチャー式撚線機に導入し、前記第１ガイド部において１＋ｍ構成のインナーシースを撚り合わせた後、前記第２ガイド部における撚り方向が前記インナーシースの撚り方向と同方向になるように該インナーシースの進行方向を反転させるとともに該インナーシースの周囲にアウターシースを構成するｎ本のフィラメントを配置し、前記第２ガイド部に導入し前記インナーシースと前記ｎ本のアウターシースフィラメントを撚り合わせ前記１＋ｍ＋ｎ構造のスチールコードを製造する
   ことを特徴とする請求項１に記載のスチールコードの製造方法。
3. 同一ライン上に連結された２台のバンチャー式撚線機を用い、
   第１のバンチャー式撚線機で前記Ａ工程を成し１＋ｍ構成のインナーシースを撚り合わせ、前記インナーシースの周囲にｎ本のアウターシースフィラメントを配置して第２のバンチャー式撚線機に導入し前記Ｂ工程を成す
   ことを特徴とする請求項１に記載のスチールコードの製造方法。
4. 同一ライン上に連結された２台のチューブラー式撚線機を用い、
   第１のチューブラー式撚線機で前記Ａ工程を成し１＋ｍ構成のインナーシースを撚り合わせ、前記インナーシースの周囲にｎ本のアウターシースフィラメントを配置して第２のチューブラー式撚線機に導入し前記Ｂ工程を成す
   ことを特徴とする請求項１に記載のスチールコードの製造方法。
5. 前記インナーシースの撚りピッチ（Ｐ１）と前記アウターシースの撚りピッチ（Ｐ２）との比Ｐ１／Ｐ２を、Ｐ１／Ｐ２＝０．５〜０．９５の範囲に撚り合わせる
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスチールコードの製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法により製造した１＋ｍ＋ｎ構造のスチールコード。
7. １＋６＋１２構造であることを特徴とする請求項６に記載のスチールコード。
8. 請求項６又は７に記載のスチールコードを補強材として用いた
   ことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
   

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