JP2009127136A - スチールコードの製造方法及び撚合わせ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カレンダー工程においてシース素線の膨みを防止できるスチールコードの製造方法を提供する。
【解決手段】コア１５となる並列状態の複数本のコア素線９とシース１６となる複数本のシース素線１０とが撚合わせ装置６に形成された断面長円形状又は断面楕円形状の穴１７に通されることによって、複数本のシース素線１０がコア１５の周囲に巻き付けられた状態に撚合わされたスチールコードを製造するスチールコードの製造方法において、撚り合わせ装置６の穴１７として、長径寸法Ａが、（コア素線径×コア素線数＋シース素線径×２）により算出された長さの１０３．５％以下で、かつ、短径寸法Ｂが、（コア素線径＋シース素線径×２）により算出された長さの１０４．６％以下に形成された穴１７を用いたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤやコンベアベルトなどのゴム物品を補強するスチールコードの製造方法に関する。

空気入りタイヤやコンベアベルトなどのゴム物品を補強するスチールコードの製造方法として、コアとなる並列状態の複数本のコア素線とシースとなる複数本のシース素線とが撚合わせ装置に形成された断面楕円形状の穴に通されることによって、複数本のシース素線がコアの周囲に巻き付けられた状態に撚合わされたスチールコードを製造するスチールコードの製造方法が知られている（例えば、特許文献１等参照）。この方法によって製造されたスチールコードは周知のカレンダー工程に送られる。このカレンダー工程では、スチールコードが簾状に織られて形成されたコード反物をロール間に通しながらコード反物の両面にゴムを圧着（コーティング）させることによって、空気入りタイヤのプライやベルト、コンベアベルトのようなスチールコードを内蔵した板状のゴム物品が製造される。
特開２００１−３２８１号公報

カレンダー工程においては、コード反物がコード反物を挟み込むように位置される対のロールからの圧力を受けながら対のロール間を通過して巻取装置で巻き取られる。即ち、スチールコードが対のロール間を通過する際に所謂しごかれる状態となる。従来のスチールコードの製造方法によって形成されたスチールコードによれば、撚合わせ装置の穴を通過した複数本のシース素線の撚合わせ力が弱く、カレンダー工程においてスチールコードが対のロール間を通過する際にしごかれた場合に、スチールコードを構成するシース素線の撚り戻りが発生し、シース素線が膨らんでしまって、カレンダー工程においてゴム内に打ち込まれるスチールコードの打ち込み間隔（即ち、上記板状のゴム物品の構成要素となるトリートに打ち込まれたスチールコードの間隔）が乱れるという問題があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、カレンダー工程においてシース素線の膨みを防止できるスチールコードの製造方法を提供する。

本発明によるスチールコードの製造方法は、コアとなる並列状態の複数本のコア素線とシースとなる複数本のシース素線とが撚合わせ装置に形成された断面長円形状又は断面楕円形状の穴に通されることによって、複数本のシース素線がコアの周囲に巻き付けられた状態に撚合わされたスチールコードを製造するスチールコードの製造方法において、撚り合わせ装置の穴として、長径寸法が、（コア素線径×コア素線数＋シース素線径×２）により算出された長さの１０３．５％以下で、かつ、短径寸法が、（コア素線径＋シース素線径×２）により算出された長さの１０４．６％以下に形成された穴を用いたことを特徴とする。
穴の中心軸に沿った方向の長さが、スチールコード撚りピッチの１ピッチ以上の長さに形成された撚合わせ装置を用いたことも特徴とする。
撚合わせ装置が、下板と上板とにより形成され、下板の上面に形成された断面半長円形状又は断面半楕円形状の下溝と上板の下面に形成された断面半長円形状又は断面半楕円形状の上溝とが互いに上下に位置合わされて断面長円形状又は断面楕円形状の穴が形成されたことも特徴とする。
上板を上から押さえる荷重が、複数本のシース素線と複数本のコア素線とが撚合わせ装置の穴に入る前に複数本のシース素線と複数本のコア素線とに加わっている張力の５１％以上であることも特徴とする。
本発明による撚合わせ装置は、コアとなる並列状態の複数本のコア素線とシースとなる複数本のシース素線とが通過する断面長円形状又は断面楕円形状の穴を備えた撚合わせ装置において、穴の長径寸法が、（コア素線径×コア素線数＋シース素線径×２）により算出された長さの１０３．５％以下に形成され、かつ、断面楕円形状の穴の短径寸法が、（コア素線径＋シース素線径×２）により算出された長さの１０４．６％以下に形成されたことを特徴とする。
穴の中心軸に沿った方向の長さが、スチールコード撚りピッチの１ピッチ以上の長さに形成されたことも特徴とする。

本発明のスチールコードの製造方法によれば、撚り合わせ装置の穴として、長径寸法が、（コア素線径×コア素線数＋シース素線径×２）により算出された長さの１０３．５％以下で、かつ、短径寸法が、（コア素線径＋シース素線径×２）により算出された長さの１０４．６％以下に形成された穴を用いたので、撚り合わせ時に、素線使用長さが均一化されることによって、カレンダー工程でのシース素線の膨みを抑制可能なスチールコードを製造できる。
穴の中心軸に沿った方向の長さが、スチールコード撚りピッチの１ピッチ以上の長さに形成された撚合わせ装置を用いたことにより、穴とスチールコードとの接触長さが長くなるため、上述したようにカレンダー工程でのシース素線の膨みを抑制できるスチールコードをより確実に製造できる。
撚合わせ装置が、下板と上板とにより形成されたので、シース素線が穴内で絡まって詰まってしまうというような不具合が生じた場合に、上板を外すことができるため、不具合を容易に解消できるようになる。
上板を上から押さえる荷重が、複数本のシース素線と複数本のコア素線とが撚合わせ装置の穴に入る前に複数本のシース素線と複数本のコア素線とに加わっている張力の５１％以上であるので、撚り合わせ時の素線の張力によって撚合わせ装置の上板が開いてしまったり、撚り線機の稼動中に、撚合わせ装置の上板と下板とが互いにずれてしまうようなことを防止できるので、上述したようにカレンダー工程でのシース素線の膨みを抑制できるスチールコードをより確実に製造できる。
また、本発明の撚合わせ装置によれば、カレンダー工程においてシース素線の膨みを防止できるスチールコードを製造できる。

図２を参照し、スチールコードの製造方法に用いるスチールコードの製造装置を説明する。製造装置１は、回転バレル２、コアボビン３、シースボビン４、型付け装置５、ボイスと呼ばれる撚合わせ装置６、巻き上げ機７（キャプスタン）、巻取装置８を備える。図示した、回転バレル２、コアボビン３、シースボビン４、型付け装置５、撚合わせ装置６を備えた構成の機械は、チューブラー型撚り線機と呼ばれる。

回転バレル２は、筒状の回転体であり、図外のモータのような回転駆動源により筒の中心軸を中心として回転する。回転バレル２の前段には、コア素線９が巻き付けられたコアボビン３が例えば２個設けられる。回転バレル２の筒の内側には、シース素線１０が巻き付けられたシースボビン４が例えば４個設けられる。型付け装置５は、回転バレル２の後段に設けられる。撚合わせ装置６は、型付け装置５の後段に設けられる。撚合わせ装置６の後段に、巻き上げ機７、巻取装置８が設けられる。

型付け装置５は、筒体１１と筒体１１の筒の外周面に設けられた型付け部１２とを備える。型付け部１２は、筒体１１の筒の外周面より突出するよう設けられた複数本のシース素線ガイドピン１３により形成されるシース素線ガイドピン群１４を複数組備える。シース素線ガイドピン群１４は、筒体１１の筒の外周面において筒の軸に沿った方向に複数のシース素線ガイドピン１３が所定間隔隔てて並ぶように設けられて形成される。

図１に示すように、撚合わせ装置６は、コア１５となる並列状態の複数本のコア素線９とシース１６となる複数本のシース素線１０とを通過させる断面長円形状又は断面楕円形状に形成された穴１７を備える。長円形状とは、二つの半円を直線で繋げた陸上競技場のトラックのような形状のことである。
そして、穴１７の径寸法は、長径寸法Ａが、（コア素線径ｘ×コア素線数ｎ＋シース素線径ｙ×２）により算出された長さａの１０３．５％以下で、かつ、短径寸法Ｂが、（コア素線径ｘ＋シース素線径ｙ×２）により算出された長さｂの１０４．６％以下に形成される。

また、穴１７の中心軸２０に沿った方向の長さは、スチールコードの撚りピッチＰの１ピッチ以上の長さに形成される（図４参照）。
スチールコード撚りピッチＰとは、スチールコード３０の軸線に沿った方向の間隔のことであって、断面が同じ形状となる前後直近の位置と位置との間の間隔（長さ）のことである（図５参照）。尚、図５の下段に示した断面図は、本発明による製造方法により製造されたスチールコード３０の各点線の位置での断面形状をそれぞれ図示したものである。
このように、穴１７の中心軸２０に沿った方向の長さが、スチールコード撚りピッチＰの１ピッチ以上の長さに形成された撚合わせ装置６を用いたことにより、穴１７とスチールコード３０との接触長さが長くなるため、カレンダー工程でのシース素線の膨みを抑制できるスチールコード３０をより確実に製造できる。

撚合わせ装置６は、下板２１と上板２２とにより形成され、下板２１の上面に形成された断面半長円形状又は断面半楕円形状の下溝と上板の下面に形成された断面半長円形状又は断面半楕円形の上溝とが互いに上下に位置合わされることによって断面長円形状又は断面楕円形状穴１７が形成される（図３参照）。このように、下板２１と上板２２とにより構成された撚合わせ装置６としたことによって、例えば、シース素線１０が穴１７内で絡まって詰まってしまうというような不具合が生じた場合に、上板２２を外すことができるため、不具合を容易に解消できる。即ち、メンテナンス性に優れた撚合わせ装置６を得ることができる。

上板２２には、上板２２を上から押さえる荷重がプレス装置２６により加えられる。この荷重は、複数本のシース素線１０と複数本のコア素線９とが撚り合わせ装置６の穴１７に入る前に複数本のシース素線１０と複数本のコア素線９とに加わっている張力の５１％以上に設定される。これにより、撚り合わせ時の素線の張力によって撚合わせ装置６の上板２２が開いてしまったり、撚り線機の稼動中に、撚合わせ装置６の上板２２と下板２１とが互いにずれてしまうようなことを防止できるので、カレンダー工程でのシース素線の膨みを抑制できるスチールコード３０をより確実に製造できる。

次に、スチールコードの製造方法を説明する。まず、ボビン３；４から巻き出された素線９；１０を巻取装置８の巻取軸２８に連結する準備作業を説明する。
図２に示すように、コア素線９が巻き付けられたコアボビン３が２個の場合、２個のコアボビン３から巻き出されたそれぞれのコア素線９が回転バレル２の内面に沿わされて回転バレル２の筒の出口２７に導かれ、この２本のコア素線９が例えば横方向に並べられた状態で型付け装置５の筒体１１の筒穴２９及び撚合わせ装置６の穴１７を通過した後に、巻き上げ機７を経由して２本のコア素線９の先端部が巻取装置８の巻取軸２８に連結される。
シース素線１０が巻き付けられたシースボビン４が４個の場合、４個のシースボビンから巻き出されたそれぞれのシース素線１０が回転バレル２の内面に沿わされて回転バレル２の筒の出口２７に導かれる。この場合、シース素線１０の１つ１つが、回転バレル２の筒の出口２７の内周面において互いに９０°隔てた位置に導かれた後に、型付け装置の型付け部１２に導かれる。そして、シース素線１０の１つ１つが、それぞれ異なるシース素線ガイドピン群１４のシース素線ガイドピン１３に撚合わせ装置６の方向に向けて螺旋を描くように掛け渡されてから撚合わせ装置６の穴を通過した後に、巻き上げ機７を経由して４本のシース素線１０の先端部が巻取装置８の巻取軸２８に連結される。

以上のような準備作業が終了した後に、コアボビン３、シースボビン４、回転バレル２、型付け装置５、巻き上げ機７、巻取軸２８を回転させる。これにより、シース素線１０が、型付け装置５によって撚合わせ装置６の方向に向けた螺旋状に変形した状態で撚合わせ装置６の穴１７に導かれ、螺旋状に変形した状態の複数のシース素線１０に回転バレル２及び型付け装置５の回転力による撚りが加えられながら螺旋状に変形した状態の複数のシース素線１０が穴１７内でコア素線９；９からなるコア１５の周囲に巻き付くように撚合わされる。穴１７を通過したコア１５とコア１５の周囲に撚合わされた状態の複数のシース素線１０とにより形成されたスチールコード３０が、巻き上げ機７によって巻き上げられた後に巻取装置８の巻取軸２８に巻き取られる。以上によって、Ｎ＋Ｍ構造のスチールコード３０が製造される。ここで、Ｎはコア素線９（所謂、無撚りコア素線９）の数、Ｍはシース素線１０の数であるので、上述したように、コア素線９が２本、シース素線１０が４本で形成されるスチールコード３０は、２＋４構造のスチールコード３０である。

最良の形態によれば、長径寸法Ａが、（コア素線径ｘ×コア素線数ｎ＋シース素線径ｙ×２）により算出された長さａの１０３．５％以下で、かつ、短径寸法Ｂが、（コア素線径ｘ＋シース素線径ｙ×２）により算出された長さｂの１０４．６％以下に形成された穴１７を備えた撚合わせ装置６を用いてスチールコード３０を製造したので、撚り合わせ時に、素線使用長さが均一化されることによって、カレンダー工程でのシース素線の膨みを抑制可能で打ち込み間隔の安定化が図れるスチールコードを製造できる。

実施例
線径２１ｍｍのコア素線９、線径２２．５ｍｍのシース素線１０を用いた２＋４構造の撚りピッチＰ＝１４ｍｍのスチールコード３０を、穴径寸法の異なる穴１７を備えた撚合わせ装置６を用いて製造し、その性能を実験した結果を図６に示す。
製造条件は、
・（コア素線径ｘ×コア素線数ｎ＋シース素線径ｙ×２）＝ａ＝０．８７ｍｍ、
・（コア素線径ｘ＋シース素線径ｙ×２）＝ｂ＝０．６６ｍｍ、
・撚合わせ装置６の穴１７の中心軸に沿った方向の長さＬ＝２５ｍｍ、
・撚合わせ装置６の上板２２を上から押さえる荷重Ｗ＝４ｋｇ、
・撚合わせ装置６の穴に入る前の４本のシース素線１０と２本のコア素線９とに加わっている張力（コードテンション）＝Ｔ＝７．８ｋｇとした。
ここで、０．８７ｍｍの１０３．５％は０．９００４５ｍｍ、０．６６ｍｍの１０４．６％は０．６９０３６ｍｍである。また、長さＬ＝２５ｍｍが撚りピッチＰ＝１４ｍｍ以上であり、荷重Ｗ＝４ｋｇがコードテンションＴ＝７．８ｋｇの５１．２８％であって５１％以上である。

図６からわかるように、撚合わせ装置６の穴１７の長径寸法Ａが、（コア素線径ｘ×コア素線数ｎ＋シース素線径ｙ×２）により算出された長さａの１０３．５％以下で、かつ、撚合わせ装置６の穴１７の短径寸法Ｂが、（コア素線径ｘ＋シース素線径ｙ×２）により算出された長さｂの１０４．６％以下であるという条件を満たす、水準２、水準３、水準４に示す穴径の穴１７を備えた撚合わせ装置６を用いてスチールコードを製造した場合、製造されたスチールコード３０は、カレンダー工程において、シース素線１０の膨みは発生しなかった。尚、図６からわかるように、撚合わせ装置６の穴１７の長径寸法Ａが、（コア素線径ｘ×コア素線数ｎ＋シース素線径ｙ×２）により算出された長さａの１０１．１％で、かつ、撚合わせ装置６の穴１７の短径寸法Ｂが、（コア素線径ｘ＋シース素線径ｙ×２）により算出された長さｂの１０１．５％であるという条件を満たす場合に、カレンダー工程において、シース素線の膨みは発生しなかった。
従って、実施例から、上記製造条件を満たすと共に、断面長円形状又は断面楕円形状の穴１７の長径寸法Ａが、（コア素線径ｘ×コア素線数ｎ＋シース素線径ｙ×２）により算出された長さａの１０１．１％以上１０３．５％以下で、かつ、穴１７の短径寸法Ｂが、（コア素線径ｘ＋シース素線径ｙ×２）により算出された長さｂの１０１．５％以上１０４．６％以下に形成された撚合わせ装置６を用いた場合に、カレンダー工程においてシース素線１０の膨みが発生しないスチールコードを製造できることが実証された。

穴１７の径寸法は、長径寸法Ａが、（コア素線径ｘ×コア素線数ｎ＋シース素線径ｙ×２）により算出された長さａよりも短い寸法であってもよいし、短径寸法Ｂが、（コア素線径ｘ＋シース素線径ｙ×２）により算出された長さｂよりも短い寸法であってもよい。ただし、穴１７の長径寸法Ａや短径寸法Ｂが、長さａや長さｂよりも小さすぎる場合には、穴１７の角とスチールコードとが接触してスチールコードが傷ついたり、スチールコードの撚り性状が乱れたりして、好ましくない。従って、穴１７の長径寸法Ａや短径寸法Ｂの最小値は、製造するスチールコードのサイズ等に応じてスチールコードが傷ついたりスチールコードの撚り性状が乱れたりしないような適切な値を選択すればよいが、実験では、長径寸法Ａを長さａの８５％以上、短径寸法Ｂを長さｂの７５％以上とした場合に、傷や撚り性状の乱れのないスチールコードを製造できた。
上板２２と下板２１とで形成された撚合わせ装置６を示したが、直方体ブロックに上述したような穴１７が繰り抜かれたように形成された撚合わせ装置６を用いてもよい。
尚、長さＬが撚りピッチＰ以上であること、荷重ＷがコードテンションＴの５１％以上であることの条件を満たすようにすれば、シース素線の膨み発生抑制効果を発揮できて、スチールコードをより確実に製造できるが、穴１７の長径寸法Ａ及び短径寸法Ｂの条件を満たした撚合わせ装置６を用いるだけでも、シース素線の膨み発生抑制効果のあるスチールコードを製造できる。

撚合わせ装置の穴径とスチールコードの線径との関係を示す図。 スチールコードの製造装置を示す図。 上板と下板とにより形成される撚合わせ装置を示す図。 撚合わせ装置の穴の中心軸に沿った方向の長さを示す図。 スチールコードの撚りピッチ及び断面形状を示す図。 実施例の実施結果を示す図。

符号の説明

１ スチールコードの製造装置、６ 撚合わせ装置、９ コア素線、
１０ シース素線、１５ コア、１６ シース、１７ 穴、２１ 下板、２２ 上板、
３０ スチールコード、Ａ 穴の長径寸法、Ｂ 穴の短径寸法、Ｐ 撚りピッチ、
ａ （コア素線径ｘ×コア素線数ｎ＋シース素線径ｙ×２）により算出された長さ、
ｂ （コア素線径ｘ＋シース素線径ｙ×２）により算出された長さ。

Claims (6)

1. コアとなる並列状態の複数本のコア素線とシースとなる複数本のシース素線とが撚合わせ装置に形成された断面長円形状又は断面楕円形状の穴に通されることによって、複数本のシース素線がコアの周囲に巻き付けられた状態に撚合わされたスチールコードを製造するスチールコードの製造方法において、撚り合わせ装置の穴として、長径寸法が、（コア素線径×コア素線数＋シース素線径×２）により算出された長さの１０３．５％以下で、かつ、短径寸法が、（コア素線径＋シース素線径×２）により算出された長さの１０４．６％以下に形成された穴を用いたことを特徴とするスチールコードの製造方法。
2. 穴の中心軸に沿った方向の長さが、スチールコード撚りピッチの１ピッチ以上の長さに形成された撚合わせ装置を用いた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. 撚合わせ装置が、下板と上板とにより形成され、下板の上面に形成された断面半長円形状又は断面半楕円形状の下溝と上板の下面に形成された断面半長円形状又は断面半楕円形状の上溝とが互いに上下に位置合わされて断面長円形状又は断面楕円形状の穴が形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスチールコードの製造方法。
4. 上板を上から押さえる荷重が、複数本のシース素線と複数本のコア素線とが撚合わせ装置の穴に入る前に複数本のシース素線と複数本のコア素線とに加わっている張力の５１％以上であることを特徴とする請求項３に記載のスチールコードの製造方法。
5. コアとなる並列状態の複数本のコア素線とシースとなる複数本のシース素線とが通過する断面長円形状又は断面楕円形状の穴を備えた撚合わせ装置において、穴の長径寸法が、（コア素線径×コア素線数＋シース素線径×２）により算出された長さの１０３．５％以下に形成され、かつ、断面楕円形状の穴の短径寸法が、（コア素線径＋シース素線径×２）により算出された長さの１０４．６％以下に形成されたことを特徴とする撚合わせ装置。
6. 穴の中心軸に沿った方向の長さが、スチールコード撚りピッチの１ピッチ以上の長さに形成されたことを特徴とする請求項５に記載の撚合わせ装置。

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