JP2523399Y2 - Steel cord - Google Patents
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- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
- D07B1/06—Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
- D07B1/0606—Reinforcing cords for rubber or plastic articles
- D07B1/062—Reinforcing cords for rubber or plastic articles the reinforcing cords being characterised by the strand configuration
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は自動車用タイヤやベルトなどのゴム補強材と
して使用されるスチールコードに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a steel cord used as a rubber reinforcing material for automobile tires and belts.
〔従来の技術〕 自動車のラジアルタイヤのベルト部分にはスチールコ
ードを複数本引き揃えた状態でゴムの中に埋設してい
る。このスチールコードは通常１×3,1×4,1×５構造と
なっており、ワイヤは相互に密接している。このため、
コード長手方向と直角の断面で中央に空間部が存在し、
カット傷を通して浸入した水分が前記空間部に溜り、さ
らに空間部を伝わってコード長手方向に拡散し、錆を生
じさせたり、コードとゴムとの接着界面を破壊し、ひい
てはタイヤの寿命低下を引き起こす危険がある。[Prior Art] A plurality of steel cords are buried in rubber in a belt portion of a radial tire of an automobile in a state where a plurality of steel cords are aligned. This steel cord usually has a 1 × 3, 1 × 4, 1 × 5 structure, and the wires are in close contact with each other. For this reason,
There is a space at the center in the cross section perpendicular to the cord longitudinal direction,
Moisture that has penetrated through the cuts accumulates in the space, and further propagates through the space and diffuses in the longitudinal direction of the cord, causing rust or destroying the adhesive interface between the cord and rubber, which in turn causes a reduction in tire life. There is danger.
このような現象を防止して、ゴムをコード内部に良く
浸透させる手段が種々提案されている。その一つは、１
×４や１×５などのコードをワイヤ間に隙間ができるよ
うに撚ることでいわゆるオープン撚り構造とすることで
あり、このオープン撚り構造のものとして、実公昭58-4
8392号公報に、すべてのワイヤ間が離間した完全オープ
ン部分とすべてのワイヤが相互に接触する完全クローズ
ド部分を交互に形成したスチールコードが提案されてい
る。Various means have been proposed to prevent such a phenomenon and allow the rubber to well penetrate into the cord. One of them is 1
This is a so-called open twist structure by twisting cords such as × 4 or 1 × 5 so that a gap is formed between the wires.
No. 8392 proposes a steel cord in which completely open portions in which all wires are separated from each other and completely closed portions in which all wires are in contact with each other are alternately formed.
先行技術においては、撚りの１ピッチ毎に撚りの甘い
部分と撚りの締まった部分における撚りの甘い部分を交
互に形成し、撚りの甘い部分のコード径Ｄ1と撚りの締
まった部分のコード径Ｄ2の比（Ｄ1/D2）を1.1〜1.4と
規定している。In the prior art, the cord diameter of 1 tight portion of the sweet parts of twist in tight portions of the twisted sweet parts of twist for each pitch are alternately formed, twisting the cord diameter D 1 of the sweet parts of twist stranding The ratio of D 2 (D 1 / D 2 ) is defined as 1.1 to 1.4.
しかし、このパラメータのコードは、旧来のオープン
コードを製造する際にワイヤが中ぶらりんの状態で存在
し得ないため偶発的にできる形状の域を出ない。このた
め、実際にゴム補強材として使用した場合に期待する効
果が得られないという問題があった。However, the code of this parameter does not fall out of the shape that can be formed accidentally because the wire cannot exist in a state of being hollow when manufacturing a conventional open code. For this reason, there is a problem that the expected effect cannot be obtained when the rubber reinforcing material is actually used.
すなわち、一般にゴムとの複合化を図るべくゴム中に
スチールコードを埋込み加硫する際には、スチールコー
ドにある程度張力をかけ、また加硫圧力により自然にス
チールコードに張力が加えられる。先行技術のスチール
コード形状では１ピッチ毎に完全オープン部分が存在す
るため、本考案者の再現試験によれば、ごく低い張力で
伸びきってしまい、それによりワイヤ間の隙間がなくな
り、ゴムが浸透しなくなった。また、スチールコードは
製造時にリールに巻かれ、ゴムと複合する際にリールか
ら巻き戻され、その時に多数のガイドロールを経由す
る。その繰返し曲げにより先行技術のスチールコードは
形が崩れてしまい、機械的特性（モジュラス等）も低下
してしまうことがわかった。That is, in general, when embedding and vulcanizing a steel cord in rubber in order to form a composite with rubber, vulcanization involves applying tension to the steel cord to some extent, and naturally applying tension to the steel cord by vulcanization pressure. In the prior art steel cord shape, since there is a completely open portion at every pitch, according to the inventor's reproduction test, the steel cord is stretched at a very low tension, thereby eliminating the gap between the wires and penetrating the rubber. No longer. Further, the steel cord is wound on a reel at the time of manufacture, and is unwound from the reel when it is combined with rubber, and then passes through a number of guide rolls. It has been found that the steel cord of the prior art loses its shape due to the repeated bending, and its mechanical properties (modulus and the like) also deteriorate.
本考案は前記のような問題点を解消するために考案さ
れたもので、その目的とするところは、完全ないし不完
全オープン部分（ワイヤのある本数が接触している部
分）と完全クローズド部分を交互に有し、しかも加硫時
の張力やガイドロールでの曲げが作用してもコードが伸
びきることがなく、ゴムを内部に確実に浸透させること
ができる形状を保ち得るスチールコードを提供すること
にある。The present invention has been devised in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to completely or incompletely open a portion (a portion where a certain number of wires are in contact) and a completely closed portion. Provided is a steel cord which is alternately provided and has a shape in which the cord does not expand even when the tension at the time of vulcanization or bending by a guide roll acts, and a shape capable of reliably penetrating the rubber into the inside is provided. It is in.
上記目的を達成するため本考案は実験を重ね、形付け
率をコードの長手方向で特定の条件で周期的に変え、撚
りピッチに関係なく周期的に所定長さのオープン部分と
クローズド部分が繰り返され、ことに完全クローズド部
分の長さを所定範囲で長めにしたコード構成としたもの
である。In order to achieve the above object, the present invention repeats experiments, periodically changing the shaping ratio under specific conditions in the longitudinal direction of the cord, and repeatedly opens and closes a predetermined length periodically regardless of the twist pitch. In particular, the code configuration is such that the length of the completely closed portion is made longer in a predetermined range.
すなわち本考案は、３〜５本のワイヤで構成され完全
クローズド部分とオープン部分が周期的に存在するスチ
ールコードにおいて、該スチールコードを構成するすべ
てのワイヤが形付け率100％の領域と120〜180％の領域
を交互にかつ全ワイヤで同じタイミングで形付けられて
おり、完全クローズド部分の長さが撚りピッチの1/3〜
１倍の長さでかつ12.5mm以下であり、オープン部分の長
さが完全クローズド部分の長さの1.5〜4.5倍の範囲にあ
ることを特徴とするものである。That is, in the present invention, in a steel cord composed of 3 to 5 wires and having a completely closed portion and an open portion periodically, all the wires constituting the steel cord have an area of 100% shaping rate and 120 to 100%. The 180% area is formed alternately and with the same timing on all wires, and the length of the completely closed part is 1/3 of the twist pitch
The length is one time and 12.5 mm or less, and the length of the open part is in the range of 1.5 to 4.5 times the length of the completely closed part.
以下本考案を添付図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第１図と第２図は本考案による自動車タイヤ用スチー
ルコードの一例を示している。本考案におけるスチール
コード１は、３〜５本のワイヤ（素線）10からなってお
り、各ワイヤ10は、たとえば炭素含有量0.70〜0.88％の
高炭素鋼からなり、線径は0.22〜0.38mmのものであり、
表面にはブラス等のメッキが施されている。1 and 2 show an example of a steel cord for an automobile tire according to the present invention. The steel cord 1 according to the present invention includes three to five wires (element wires) 10. Each wire 10 is made of, for example, high carbon steel having a carbon content of 0.70 to 0.88%, and has a wire diameter of 0.22 to 0.38. mm
The surface is plated with brass or the like.
前記３〜５本のワイヤ10は、全体が撚りピッチ８〜14
mmの範囲で撚り合わされ、完全ないし不完全オープン部
分1bと、完全クローズド部分1aとが交互に繰り返されて
いる。撚りピッチを限定した理由は、撚りピッチが8mm
未満では撚り数が多すぎて経済的に見合わず、また撚り
ピッチが14mmを超えるとコードとして重要な疲労寿命が
短くなるからである。The three to five wires 10 have a twist pitch of 8 to 14 as a whole.
It is twisted in the range of mm, and a completely or incompletely opened portion 1b and a completely closed portion 1a are alternately repeated. The reason for limiting the twist pitch is that the twist pitch is 8 mm
If it is less than 1, the number of twists is too large to be economically viable, and if the twist pitch exceeds 14 mm, the fatigue life, which is important as a cord, becomes short.
前記完全クローズド部分1aは、第１図と第２図におい
て、Ａ〜Ｄの部分およびＷ〜Ｘの部分であり、完全クロ
ーズド部分1aの長さは、撚りピッチｐの1/3〜１倍の長
さでかつ絶対長さとして12.5mm以下好ましく9mm以下で
ある。第１図と第２図で残余の領域がオープン部分1bで
あり、その長さは完全クローズド部分1aの長さの1.5〜
4.5倍である。1 and 2, the completely closed portion 1a is a portion of A to D and a portion of W to X, and the length of the completely closed portion 1a is 1/3 to 1 times the twist pitch p. The length is 12.5 mm or less, preferably 9 mm or less, as an absolute length. In FIGS. 1 and 2, the remaining area is the open portion 1b, and its length is 1.5 to the length of the completely closed portion 1a.
4.5 times.
上記の限定理由を述べると、まず、完全クローズド部
分1aをコードの撚りピッチｐの1/3〜１倍だけ存在させ
るのは、コード全長に節を意図的に形成し、ガイドロー
ルでの曲げや加硫時の張力がかかってもオープン形状を
保つことができるようにするためである。First of all, the reason why the completely closed portion 1a is present only in the range of 1/3 to 1 times the twist pitch p of the cord is that a knot is intentionally formed in the entire length of the cord, and a bending by a guide roll or the like is performed. This is because the open shape can be maintained even when tension is applied during vulcanization.
完全クローズド部分1aの絶対長さをコードの撚りピッ
チｐの1/3〜１倍でかつ12.5mm以下好ましくは9mm以下と
するのは、加硫時に半液上となつたゴムがオープン部分
1bからクローズド部分1aに浸入していく長さに限界があ
るからである。しかし、下限として3mmは必要である。
その理由は3mm未満では節の効果が薄れ、加硫時などコ
ードが変形してオープン形状を保てなくなるからであ
る。The reason why the absolute length of the completely closed portion 1a is 1/3 to 1 times the twist pitch p of the cord and 12.5 mm or less, preferably 9 mm or less, is that the rubber that has become a semi-liquid during vulcanization is an open portion.
This is because there is a limit to the length of the liquid that penetrates into the closed part 1a from 1b. However, 3 mm is required as the lower limit.
The reason for this is that if the diameter is less than 3 mm, the effect of the joint is weakened, and the cord is deformed during vulcanization and the open shape cannot be maintained.
次に、オープン部分1bの長さを完全クローズド部分1a
の長さの1.5〜4.5倍とするのは、クローズド部分1aでで
きた節により、オープン部分1bの形状を維持できる長さ
を上限とし、ゴムが浸入するに必要な長さを下限とした
ためである。Next, the length of the open portion 1b is
The reason why the length is 1.5 to 4.5 times the length of the closed section 1a is because the upper limit is the length that can maintain the shape of the open section 1b, and the lower limit is the length necessary for rubber to enter. is there.
前記のようなコードを得るには、ワイヤ10をプレフォ
ーム装置により全ワイヤとも同じタイミングで所定の形
付け率で形付ければよく、完全クローズドないわゆるコ
ンパクトコードは全ピッチで第６図のような形付け率曲
線を描く。また、完全オープンなコードは第７図のよう
に100％を超える形付け率が全ピッチで繰り返される。In order to obtain such a cord, the wire 10 may be formed at the same timing with a predetermined shaping ratio for all the wires by a preforming apparatus, and a completely closed so-called compact cord is formed at all pitches as shown in FIG. Draw a shaping rate curve. In addition, a completely open cord has a shaping rate exceeding 100% repeated at all pitches as shown in FIG.
本考案は、このような形付け率φを、第３図のよう
に、撚りの１ピッチＰ内で形付け率100％の領域1aと120
〜180％の領域を交互に設け、したがって、第４図のよ
うに、長手方向で形付け率100％の領域1aと120〜180％
の領域1bが交互に周期的に繰り返すものである。形付け
率100％は理論上のコンパクトコードの径に対応するも
ので、形付け率100％以下の部分は完全クローズドの形
状となり、100％を超える部分は完全オープン部分とな
る。According to the present invention, as shown in FIG. 3, the shaping rate φ is controlled by setting the areas 1a and 120a having a shaping rate of 100% within one pitch P of twist.
180180% areas are provided alternately, and therefore, as shown in FIG. 4, the areas 1a having a shaping rate of 100% in the longitudinal direction and 120-180%
Are periodically and alternately repeated. The shaping rate of 100% corresponds to the theoretical diameter of the compact cord. Portions with a shaping rate of 100% or less are completely closed, and those with a shaping rate of more than 100% are fully open.
本発明でオープン部分を得るための形付け率の下限を
120％とするのは、これ未満ではオープン部分が不完全
となり、ゴムの浸透性が不十分となるからである。ま
た、形付け率の上限を180％とするのは、これを超える
とゴムの浸透性は十分となっても、コードの形状が不安
定となるからである。In the present invention, the lower limit of the shaping ratio for obtaining the open part is
The reason for setting it to 120% is that if it is less than 120%, the open portion becomes incomplete and the rubber permeability becomes insufficient. The reason why the upper limit of the shaping ratio is set to 180% is that if it exceeds this, the shape of the cord becomes unstable even if the permeability of the rubber is sufficient.
前記のように撚りの１ピッチＰ内で形付け率100％の
領域1aと120〜180％の領域1bを交合に形成する方法は任
意である。たとえば、３ピッチ式プレフォーム装置なら
ば、従来のように形付けピンの位置を固定したものとせ
ず、形付けピンの間隔をプレフォーム中で周期的に変え
てやることで実現できる。As described above, the method of forming the region 1a having a shaping ratio of 100% and the region 1b having a shaping ratio of 120 to 180% within one pitch P of the twist is arbitrary. For example, a three-pitch preform apparatus can be realized by periodically changing the spacing of the shaping pins in the preform instead of fixing the positions of the shaping pins as in the conventional case.
第５図はその装置例を示しており、ワイヤ10は３個の
形付けピン2,3,4の間を通るが、第５図（ａ）における
中心の形付けピン３に対する左右の形付けピン2,4の間
隔ｔ0が広く一定の場合、形付け率100％であり、完全ク
ローズド部分が得られる。これに対し、第５図（ｂ）の
ように左右の形付けピン2,4の間隔をｔ1に狭めると、そ
の狭め度合いに応じて形付け率は120〜180％となり、完
全オープン部が得られる。したがって、形付けピン2,3,
4の間隔をｔ0→ｔ1→ｔ0→ｔ1と周期的に変えることに
より、形付け率を長手方向に自由に変えることができ、
従来のような撚りの１ピッチ毎に完全クローズドと完全
オープンとが偶発的にできるというものとは違って、第
１図と第２図のように撚りピッチに関係なく周期的なオ
ープンとクローズドの繰返しを作ることができる。FIG. 5 shows an example of such a device, in which the wire 10 passes between the three shaping pins 2, 3, and 4, but the left and right shaping of the center shaping pin 3 in FIG. for certain wide gap t 0 pins 2,4, a shaping rate of 100%, complete closed part can be obtained. In contrast, when narrowing the gap of the shaping pins 2,4 of the left and right as in FIG. 5 (b) to t 1, the narrowed becomes 120-180% is shaping rate depending on the degree, full open portion can get. Therefore, the shaping pins 2, 3,
By periodically changing the interval of 4 from t 0 → t 1 → t 0 → t 1 , the shaping ratio can be freely changed in the longitudinal direction,
Unlike the conventional one in which a completely closed and a completely open can be accidentally performed for each pitch of the twist, as shown in FIGS. You can make repetitions.
なお、第１図と第２図のコード１×５であり、撚りピ
ッチ10mm、完全クローズド部分10mm、オープン部分40mm
である。The cords shown in Fig. 1 and Fig. 2 are 1x5, twist pitch 10mm, completely closed part 10mm, open part 40mm
It is.
次に本考案の具体例を示す。 Next, specific examples of the present invention will be described.
コード構造１×５×0.25mm、撚りピッチ10mmのタイヤ
用スチールコード、化学成分として炭素含有量0.72％の
条件とし、完全クローズド部分と完全オープン部分の長
さを種々にしたコードを作成した。形付け率は、完全ク
ローズド部分:100％、完全オープン部分:160％とした。A steel cord for tires having a cord structure of 1 × 5 × 0.25 mm and a twist pitch of 10 mm was prepared under the conditions of a carbon content of 0.72% as a chemical component, and cords having various lengths of a completely closed portion and a completely open portion were prepared. The shaping rate was 100% for a completely closed part and 160% for a completely open part.
そして、得られたコードの特性を、０〜5kgf荷重時伸
びとゴム浸透度で検討した。「ゴム浸透度」はゴム加硫
時の形状安定性を見るため、ゴム中のコードに一定の張
力をかけて加硫した後、コードの中央部分にゴムがほぼ
完全に浸透している長さを測定し、コード全長に対する
比率を指数で評価した。Then, the characteristics of the obtained cord were examined by elongation under load of 0 to 5 kgf and rubber permeability. "Rubber penetration" refers to the length of the rubber in which the rubber has almost completely penetrated into the center of the cord after applying a certain tension to the cord in the rubber to check the shape stability during rubber vulcanization. Was measured, and the ratio to the total length of the cord was evaluated by an index.
その結果を下記第１表に示す。なお、第１表におい
て、試料〜は本考案範囲のもの、〜は比較例で
ある。1aは完全クローズド部分、1bは完全オープン部分
である。The results are shown in Table 1 below. In addition, in Table 1, samples are within the scope of the present invention, and are comparative examples. 1a is a completely closed part, and 1b is a completely open part.
注:T1は張力0kgf、Ｔ2は張力0.6kgf、Ｔ3は張力1.20kgf
である。 Note: T 1 is tension 0kgf, T 2 is tension 0.6kgf, T 3 is tension 1.20kgf
It is.
この第１表から明らかなように、の従来タイプのオ
ープンコードは張力の低い場合にはゴム浸透度がよい
が、張力が高くなると急激にゴム浸透度が低下する。
は完全クローズド部分の絶対長さが短いため、高張力下
でのゴム浸透性は悪くなっている。また、は完全クロ
ーズド部分の長さがコード撚りピッチを越えているた
め、高張力下でのゴム浸透性は悪くなっている。これに
対し、〜は低張力、高張力ともに高いゴム浸透性を
示している。，は完全クローズド部分の長さが上限
であるため、低張力では従来タイプよりもゴム浸透性が
低いが、高張力での水準の低下がほとんどなく、水の拡
散の防止効果を維持している。As is clear from Table 1, the conventional open cord has a good rubber permeability when the tension is low, but the rubber permeability decreases rapidly when the tension is high.
Because the absolute length of the completely closed portion is short, rubber permeability under high tension is poor. Further, since the length of the completely closed portion exceeds the cord twist pitch, the rubber permeability under high tension is poor. On the other hand, ~ shows high rubber permeability at both low tension and high tension. , Has the upper limit of the length of the completely closed part, so the rubber permeability is lower at low tension than the conventional type at low tension, but there is almost no decrease in the level at high tension and the effect of preventing water diffusion is maintained. .
以上説明した本考案によるときには、３〜５本のワイ
ヤで構成されたスチールコードにおいて、完全クローズ
ド部分とオープン部分を周期的に存在させるだけでな
く、特にスチールコードを構成するすべてのワイヤが形
付け率100％の領域と120〜180％の領域を交互にかつ全
ワイヤで同じタイミングで形付けられていること、そし
て完全クローズド部分の長さが撚りピッチの1/3〜１倍
の長さでかつ12.5mm以下、オープン部分の長さが完全ク
ローズド部分の長さの1.5〜4.5倍の範囲にある。このた
め、撚りの１ピッチ以内での確実な完全クローズド部分
の存在によりこの部分でアンカー効果を創成でき、これ
によりコードの形状安定性が高められ、加硫時の張力や
ガイドロールでの曲げが作用してもコードが伸びきるこ
とがなくなる。したがって、低荷重伸びを大きくすると
発生する形状特性による問題が大幅に改善され、ゴム浸
透性を高めることができる。また、ゴム複合材の加硫中
にコードにかかる張力が大きくても、ゴム浸透度合いの
低下が少ないため、これまで張力を小さくしなければな
らなかつた故に犠牲にしていた寸法精度などの特性を大
きく向上させることができ、しかもコードの製造が簡単
で低コストで得ることができるなどのすぐれた効果が得
られる。According to the present invention described above, in a steel cord composed of 3 to 5 wires, not only the completely closed portion and the open portion are periodically present, but also all the wires constituting the steel cord are formed. The 100% area and the 120-180% area are alternately formed at the same timing on all wires, and the length of the completely closed part is 1/3 to 1 times the twist pitch And the length of the open part is 1.5 to 4.5 times the length of the completely closed part. For this reason, the anchor effect can be created in this part due to the existence of the completely closed part within one pitch of the twist, which enhances the shape stability of the cord and reduces the tension during vulcanization and bending by the guide roll. Even if it works, the cord will not be stretched. Therefore, problems due to the shape characteristics that occur when the low load elongation is increased are greatly improved, and the rubber permeability can be increased. In addition, even if the tension applied to the cord during vulcanization of the rubber composite material is large, the degree of penetration of the rubber is small, so the characteristics such as dimensional accuracy that had been sacrificed because the tension had to be reduced until now have to be reduced. An excellent effect can be obtained such that the cord can be greatly improved and the cord can be easily manufactured at a low cost.
第１図は本考案によるスチールコードの一実施例を示す
側面図、第２図は第１図の各部の断面図、第３図は本考
案における素線の形付けを模式的に示す説明図、第４図
は長いスパンでの形付けを模式的に示す説明図、第５図
は本考案の実施に使用するプレフォーム装置の概略を示
す説明図、第６図はコンパクトコードの形付けを模式的
に示す説明図、第７図はオープンコードの形付けを模式
的に示す説明図である。 １……スチールコード、1a……完全クローズド部分、1b
……オープン部分、10……素線FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a steel cord according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of each part of FIG. 1, and FIG. 3 is an explanatory view schematically showing shaping of the wires in the present invention. , FIG. 4 is an explanatory view schematically showing shaping in a long span, FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a preform apparatus used to carry out the present invention, and FIG. 6 is a compact cord shaping. FIG. 7 is an explanatory view schematically showing the shaping of the open code. 1 ... Steel cord, 1a ... Completely closed part, 1b
…… Open part, 10 …… Element wire
Claims (1)
ド部分とオープン部分が周期的に存在するスチールコー
ドにおいて、該スチールコードを構成するすべてのワイ
ヤが形付け率100％の領域と120〜180％の領域を交互に
かつ全ワイヤで同じタイミングで形付けられており、完
全クローズド部分の長さが撚りピッチの1/3〜１倍の長
さでかつ12.5mm以下であり、オープン部分の長さが完全
クロースド部分の長さの1.5〜4.5倍の範囲にあることを
特徴とするスチールコード。In a steel cord which is composed of 3 to 5 wires and in which a completely closed portion and an open portion are periodically present, all the wires constituting the steel cord have an area of 100% shaping rate and 120 to 100%. 180% of the area is formed alternately and at the same timing on all the wires. The length of the completely closed part is 1/3 to 1 times the twist pitch and 12.5 mm or less. A steel cord having a length in the range of 1.5 to 4.5 times the length of the completely closed part.
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