JP4316546B2 - ゴム物品補強用金属コードとそのコードの製造方法 - Google Patents

Description

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、及びその金属コードを使用した自動車用タイヤに関する。

一般的に、乗用車のタイヤ補強用金属コードは、複数本の金属フィラメント（特に記載のない場合、「素線又はストランド」の両者を含む。以下、同じ）を撚り合わせたものであり、その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。
しかし、通常、ゴム浸透度を高くするには、各金属フィラメント間の空隙を大きくする方が有利であり、一方、圧縮剛性を高くするには、各金属フィラメント間の空隙を少なくする方が有利であり、そのゴム浸透度と圧縮剛性は二律背反の関係にある。

この二律背反の関係のゴム浸透度と圧縮剛性の要求に応え得るとした従来のゴム物品補強用金属コードとして、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がある（特許文献１参照）。
特開平０６−７３６７２号公報

また、２本又は３本のフィラメントを互いに接するように並列した集束体の２組を、そのフィラメント径の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もある（特許文献２参照）。
特公昭６０−１０１５１号公報

さらに、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もある（特許文献３参照）。
特公昭６１−０１５５４号公報

また、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もある（特許文献４参照）。
特公平０３−２３６７３号公報

さらに、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％以上の隙間が構成されるように螺旋状に巻き付けたものもある（特許文献５参照）。
特許第３１７４８０３号公報

特許文献１記載の金属コードは、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。
すなわち、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、コードの全長にわたって圧縮剛性が低下する。

特許文献３〜５に記載の金属コードは、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の金属コードは、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、コード長さ方向での各素線の位置関係が不安定なために、コードの重なり等のトラブルが発生することがある。

この発明は、上記の実状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ようにすることを課題とする。

上記の課題を解決するため、この発明の一手段は、一の金属フィラメント（１本又は複数の金属フィラメント）に他の金属フィラメント（１本又は複数の金属フィラメント）を螺旋状に巻き付け、その束（１又は複数）と、さらに他の金属フィラメント（１本又は複数の金属フィラメント）とを撚り合わせることとしたのである。
また、他の手段は、一の金属フィラメント（１本又は複数の金属フィラメント）に他の金属フィラメント（１本又は複数の金属フィラメント）を螺旋状に巻き付けてフィラメント束を複数形成し、その複数の束をさらに撚り合わせることとしたのである。

この構成の金属コードは、上記一の金属フィラメントに他の金属フィラメントを螺旋状に巻き付けたため、その螺旋状に巻き付けたフィラメント束同士、又はそのフィラメント束と他の金属フィラメントを撚り合わせば、螺旋状に巻き付けた金属フィラメントがスペーサの役割を果たして各金属フィラメント間にその内（中）から外側に通じる空隙が生じて、ゴム浸透度の高いものとなる。
また、そ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さらに撚っているため、各金属フィラメントの撚り状態がクローズドコードに近いものとなり、特許文献１の技術に比べれば、圧縮剛性が向上する。

この発明は、一の金属フィラメントに他の金属フィラメントを螺旋状に巻き付け、その束をさらに撚り合わせることとしたので、従来の技術と同等なゴム浸透性及び圧縮剛性を容易に得ることができる。
また、単に、一の金属フィラメントに他の金属フィラメントを螺旋状に巻き付け、その束を撚るだけなので、例えば、簡易なサプライ装置とフライヤを用い、撚線機は単撚りタイプのものが１台あればよい等、その設備も安価なものとなり、コスト面の有利なものとなる。

この発明の実施形態としては、ゴム内に埋設されてそのゴムを補強する、３本以上の金属フィラメントを撚り合わせたゴム物品補強用金属コードであって、前記金属フィラメントは、少なくとも１組は２本以上を有する２組以上に振分けられて、その金属フィラメントを２本以上有する組の少なくとも１つの組は、少なくとも１本の金属フィラメントが他の金属フィラメントに螺旋状に巻き付けられており、その螺旋状に巻き付けられた状態で前記撚り合わせがなされて、その螺旋状に巻き付けられた組の金属フィラメントと他の組の金属フィラメントとの間にはその両組の各金属フィラメントが囲む内から外周面に通じてゴムが浸透する空隙が形成されている構成を採用することができる。
そのコードをなす金属フィラメントの本数は、３本、４本、５本、６本・・等と３本以上の複数であれば良く、また、そのコードの金属フィラメントの総数に対する「螺旋状に巻き付けられる及び巻き付ける」両金属フィラメントの本数も、１本、２本、３本、４本、５本・・等とそれぞれ任意である。さらに、撚り合わせる束の数も１、２、３、４・・等と任意である。

具体的には、例えば、３〜５本の金属フィラメントを（２＋１）、（２＋２）、（２＋２＋１）の振り分けにして２〜３組に分け、２本を振り分けた組は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てフィラメント束とし、このフィラメント束の１組と１本の金属フィラメント、フィラメント束の２組またはフィラメント束の２組と１本の金属フィラメントを撚りピッチＰで撚り合わせなる構成とすることができる。
なお、（ｎ＋ｍ）は、ｎ（２以上）本の金属フィラメントからなる１の束と、ｍ（１以上）本の金属フィラメントを撚り合わせたものを言い、例えば、（２＋１）は、２本の金属フィラメントからなる１の束と１本の金属フィラメントを撚り合わせたもの、（２＋２）は、２本の金属フィラメントからなる１の束と、２本の金属フィラメントからなる１の束を撚り合わせたもの、（２＋２＋１）は、２本の金属フィラメントからなる１の束と、２本の金属フィラメントからなる１の束と、１本の金属フィラメントを撚り合わせたものを言う。以下、同じ。

より具体的には、例えば、３本の金属フィラメントからなる金属コードにおいては、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てフィラメント束となし、このフィラメント束と残りの１本の金属フィラメントを撚り合わせた構成（２＋１）を採用できる。

４本の金属フィラメントからなる金属コードにおいては、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フィラメント束を２つ形成し、その両フィラメント束を撚り合わせた構成（２＋２）を採用することができる。
また、１本の金属フィラメントの外周に各１本の金属フィラメントを順に螺旋状に巻きつけて形成されるフィラメントの束を有し、そのフィラメントの束とさらに１本の金属フィラメントとを撚り合わせた構成を採用することもできる（３＋１）。
この構成では、他の２本の金属フィラメントの間にも隙間が形成され、その隙間にゴムが浸透するため、ゴム浸透度のより優れたものとなる。
さらに、並列配置の２本の金属フィラメントの外周に１本の金属フィラメントを螺旋状に巻きつけて形成されたフィラメント束と、他の１本の金属フィラメントとを撚り合わせた構成を採用することもでき（３＋１）、また、１本の金属フィラメントの外周に１本の金属フィラメントを螺旋状に巻きつけてフィラメントの束を形成し、そのフィラメントの束とさらに他の２本の金属フィラメントとを撚り合わせた構成を採用することとしたりすることができる（２＋１＋１）。

５本の金属フィラメントからなる金属コードにおいては、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２つのフィラメント束を形成し、その両フィラメント束とさらに他の金属フィラメントとを撚り合わせた構成を採用することができ（２＋２＋１）、また、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と、他の３本の金属フィラメントとを撚り合わせた構成を採用することもでき（２＋１＋１＋１）、さらに、１本の金属フィラメントの外周に各１本の金属フィラメントを順に螺旋状に巻きつけて形成されるフィラメントの束と、１本の金属フィラメントの外周に１本の金属フィラメントを螺旋状に巻き付けたもう１組のフィラメントの束とを互いに撚り合わせた構成を採用することもできる（３＋２）。
また、並列配置の２本の金属フィラメントの外周に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と、１本の金属フィラメントの外周に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とを互いに撚り合わせた構成を採用することもでき（３＋２）、さらに、１本の金属フィラメントの外周に各１本の金属フィラメントを順に螺旋状に巻きつけて形成されるフィラメントの束と、他の２本の金属フィラメントを撚り合わせた構成を採用することもでき（３＋１＋１）、また、並列配置の２本の金属フィラメントの外周に１本の金属フィラメントを螺旋状に巻きつけたフィラメント束と、他の２本の金属フィラメントを互いに撚り合わせた構成を採用することとしたりすることができる（３＋１＋１）。

このように、３〜５本の金属フィラメントからなる金属コードの各構成を考え得ることができ、６本、７本、８本・・・以上においても、ゴム物品補強用金属コードとして使用することができる限りにおいて、その金属フィラメントの本数及びその組み合わせも自由であって、同様にして上記各構成を採用することができる。例えば、６本であれば、（２＋２＋２）、（２＋２＋１＋１）、（２＋１＋１＋１＋１）、（３＋３）、（３＋２＋１）、（３＋１＋１＋１）、（４＋２）、（４＋１＋１）、（５＋１）の構成等となる。

上記各構成のゴム物品補強用金属コードにおいて、上記螺旋状の巻き付け方向と上記撚り方向は、「同じ」又は「逆」の両方を採用できるが、撚りによるさらなる巻き付き力の向上を考えると、同じ方向が好ましい。また、同方向であると、逆方向に巻く場合に比べて巻き付けピッチをコード撚りピッチ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。

しかし、一の金属フィラメントに他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が複数あるものにおいては、その各フィラメント束の前記金属フィラメントの巻き付け方向を少なくとも一つは他と異ならせたものとすることができる。
このように、巻き付け方向を異ならせると、撚り合わせ時、その撚り方向と異なった巻き付け方向のフィラメント束と撚り方向と同じ巻き付け方向の他のフィラメント束の両者のその巻き付けによる金属フィラメントの回転差が撚りによって大きくなるため、上記螺旋状に巻き付けた金属フィラメントのスペーサの役割による各金属フィラメント間の空隙がより確実に生じて、ゴムの浸透度を確実に確保できる。
このため、この巻き付け方向を異ならせる場合には、上記撚り方向と巻き付け方向を「同じ」にするフィラメント束の数は、両者（「巻き付け方向を撚り方向と異ならせる」点と「巻き付け方向と撚り方向を同じにする」点）の作用効果の度合を考慮し、実験などに基づいて、最適なものを適宜に決定する。

上記撚り合わせ後において、金属フィラメントの螺旋状の巻き付けピッチｐｗと撚りピッチＰの関係は、上記構成が成されるように、実験、実操業によって適宜に設定すれば良いが、ｐｗ＜Ｐの場合において、そのｐｗとＰの差が小さ過ぎると、巻き付ける金属フィラメント間の隙間が不十分となってゴムの浸透度に悪影響が出る。一方、その差が大きくなると、ゴム浸透度は向上するが、コードが曲がり易くなって、圧縮剛性の低下を招く。
このため、例えば、一のフィラメント束に一の金属フィラメントを撚り合わせる場合は、０．９２２≦ｐｗ／Ｐ≦０．９８８、一のフィラメント束に他のフィラメント束を撚り合わせる場合は、前者の束は、０．９２２≦ｐｗ／Ｐ≦０．９８８、後者の束は、０．９２２≦ｐｗ／Ｐ≦０．９９１とする。
一方、巻き付け方向を異ならせる場合には、撚り方向と異なる巻き付け方向は、撚りによって巻き戻されるため、その撚りピッチＰと異なる方向の巻き付けピッチｐｗは、１．０１０≦ｐｗ／Ｐ≦１．０８５として、その撚りピッチＰと異なる方向の巻き付けピッチｐｗと撚りピッチＰと同一方向の巻き付けピッチｐｗとのバランスをとる。

上記撚りの撚り角α°は、撚りピッチＰとコードの直径によって決まり、撚り角α°が小さいと、コード端末の「ばらけ」が生じ、逆に大きいと、コードが曲がり易くなって圧縮剛性が低下する。このため、撚り角α°は、実用できる範囲において、実験、実操業等により適宜に設定すれば良いが、例えば、一のフィラメント束と一の金属フィラメントを撚り合わせる場合は、３．４°≦α°≦７．３°、複数のフィラメント束を撚り合わせる場合は、３．５°≦α°≦７．３°とする。
その撚り角α°は、ワイヤーロープ便覧(昭和４２年１０月１５日 白亜書房発行、１５４頁)に記載の、金属コード作成後、図４０に示す、コード径（層心径）及び撚りピッチを測定して、次式で求める。
ｔａｎα＝πｄ’ｓ／Ｐ
ただし、α：撚り角（°） ｄ’ｓ：層心径 Ｐ：撚りの長さ

この構成を成すゴム物品補強用金属コードの製造方法としては、種々のものが考え得るが、例えば、上記螺旋状に巻き付けられる少なくとも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の外周に、上記他の金属フィラメントをそれぞれフライヤを用いて螺旋状に巻き付け、さらに、その巻き付け後の少なくとも１のフィラメント束と上記少なくとも１本の金属フィラメントを撚線機に導入して撚り合わせてなる構成を採用する。
また、上記螺旋状に巻き付けられる少なくとも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の外周に、上記他の金属フィラメントをそれぞれフライヤを用いて螺旋状に巻き付けて、複数のフィラメント束を形成し、その複数のフィラメント束を撚線機に導入して撚り合わせてなる構成等を採用する。

上記の各構成のゴム物品補強用金属コードは、種々のゴム製品の補強用として採用できるが、例えば、自動車用タイヤのゴムに埋設することができる。すなわち、自動車用ゴムタイヤ補強用金属コードとして使用できる。

一実施例を図１〜図３に示し、図１は、この実施例のゴム物品補強用金属コードＷを、１／３Ｐ（Ｐ＝コードＷ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Ｗ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。図中、各フィラメント１、２、３間において、その中心を結ぶ線分が描かれているのは両フィラメントが束となっていることを示す。

また、この図１では、巻き付けピッチｐｗ＜Ｐのため、１撚りピッチ内において、巻き付けたフィラメント３は１ピッチ以上進むため、撚りによって、そのフィラメント３は徐々に離れていき、各フィラメント１、２、３の中心が１直線状に近くなると、後記の巻取り前の矯正器３５等により矯正移動されてフィラメント１、２、３が３角形状断面となっている（ａｉのフィラメント１の鎖線から実線参照）。この作用が繰り返されて、所要の金属コードＷとなる。

この金属コードＷ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１０を構成し、このフィラメント束１０と残りの１本の金属フィラメント３をピッチＰで撚り合わせて構成されている（２＋１）。

この金属コードＷにおいては、撚りによる三次元のＳ撚り方向の回転とは別に、金属フィラメント１に対する金属フィラメント２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がスペーサの役目を果してフィラメント束１０（金属フィラメント１又は２）と金属フィラメント３との間に、その内から外側に通じる適度な隙間Ｓ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。
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１×３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。因みに、３本の金属フィラメントを単に撚り合わせると、通常の１×３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外部から隔離された隙間（外側に通じない隙間）ができてゴム浸透度が悪くなるが、この実施例では、金属フィラメント１に金属フィラメント２を螺旋状に巻き付けたフィラメント束１０を用いているので、上記隙間Ｓが生じてもクローズド構造のコードにはならない。

金属フィラメント２の金属フィラメント１に対する巻き付け方向は、既述の理由により、コードの撚り方向と同方向にするのがよい。また、金属フィラメント２の撚り合わせ後の巻き付けピッチｐｗも、既述の理由により０．９２２≦ｐｗ／Ｐ≦０．９８８の条件を満たすように設定するのがよい。
さらに、コードの撚り角α°は、３．４°〜７．３°とするのがよい。その理由も既に述べた。

この実施例のゴム物品補強用金属コードＷは、例えば、図３で示す装置によって製造する。同図において、２１−１、２１−２は、リール２２−１、２２−２をセットするドライブサプライ装置、２３−１、２３−２はガイド、２４はリール置き台２５上にセットするリール、３０はリール２４に装着するフライヤ、３１はねじれ逆流防止ローラ、３２は撚線機、３３は撚線機の目板、３４は撚線機の撚り口である。撚線機３２の内部には矯正器３５が設けられ、さらに、巻き取りリール３６がセットされる。

この装置において、リール２２−１から繰り出される金属フィラメント１をガイド２３−１に通してフライヤ３０に導き、このフライヤ３０の中心ガイドを通り抜けた金属フィラメント１の外周に、リール２４から供給される金属フィラメント２を螺旋状に巻き付けてフィラメント束１０を得る。

つぎに、このフィラメント束１０をねじれ逆流防止ローラ３１にたすき状に巻き掛け、このねじれ逆流防止ローラ３１を通過したフィラメント束１０と、ガイド２３−２を経由してリール２２−２から供給される金属フィラメント３を、目板３３のガイド穴と撚り口３４に通して撚線機３２に導き、この撚線機３２で撚り合わせ、矯正器３５を通過して完成した金属コードＷをリール３６に巻き取る。このとき、矯正器３５は、コードＷの真直、矯正の他、コード長手方向でフィラメント１、２、３の配置が極端に不安定になっている場合（図１のｉピッチ目ａｉ断面）にフィラメント１、２、３を適度な配置（３角形断面状）にする役目も果たす。
この製造装置は、単撚り型の簡単な設備であって、設備費や製造コストが低廉である。

この実施例において、フィラメント（素線）の巻き付けピッチｐｗ（以下、ｐ１、ｐ２・・とも言う。）、撚りピッチＰ等を代えたもの（発明品No.３〜１３）と、従来の波付け金属コード（従来品No.１〜２）との性能の比較評価試験を行った結果を表１に示す。
この表１に示される従来例の波付け金属コードは、１本の金属フィラメント（素線）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）ｍｍ Ｐ：コード撚りピッチ
波付け高さ：０．０２８±０．００５ｍｍ（撚り合わせ後）
二次元波付及び三次元波付の１×３×ｄの撚り構造のコードの断面を図４１及び図４２に示す。

−表１中の特性の説明−
（１）ゴム浸透度：１本の金属コードＷ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Ｗを取り出し、フィラメント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Ｗ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。
（２）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の従来例１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

この表１の試験結果から、この実施例の金属コードＷは、ゴム浸透度、圧縮剛性の両特性において十分に使用でき、条件を適宜に選択することによって、従来例に比べて優れたものとすることができる。

図４〜図６に他の実施例を示し、この実施例の金属コードＷは、図５に示すように、１本の金属フィラメント１、３に他の１本の金属フィラメント２、４を螺旋状に巻き付けてフィラメント束を２組形成し（１０−１、１０−２）、その両フィラメント束１０−１、１０−２をピッチＰで撚り合わせて構成されている。
図４に、このゴム物品補強用金属コードＷ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、このコードもＺ撚り、Ｓ撚りを問わないが、以下の説明は図示のＳ撚りコードに基づいて行う。

この実施例の金属コードＷも、フィラメント束１０−１、１０−２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、その金属フィラメントが囲む内から外周面に通じる適度な隙間Ｓ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。

また、同様に、各金属フィラメント１〜４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、この実施例では、１本の金属フィラメント１、３に他の１本の金属フィラメント２、４を螺旋状に巻き付けたフィラメント束１０−１、１０−２を用いてそれを撚り合わせているので、そのフィラメント束１０−１、１０−２が囲む内から外周面に通じる適度な隙間Ｓが形成されても、クローズド構造のコードにはならない。

フィラメント束１０−１、１０−２の少なくとも一方は、金属フィラメント１、３に対する金属フィラメント２、４の巻き付け方向をコードの撚り方向と同方向にするのがよく、その要求を満たすと、コード長手方向のフィラメント巻き付け頻度が１撚りピッチ当たりに１回以上確保され、フィラメント間隙間の確保が容易になる。

この実施例のゴム物品補強用金属コードＷは、例えば、図６で示す装置によって製造する。この装置は、図３に示した装置において、ドライブサプライ装置２１−２の後段に、リール２４に装着するフライヤ３０をさらに設けたものである（リール２４−２に装着するフライヤ３０−２）。

この装置は、リール２２−１から繰り出される金属フィラメント１をガイド２３−１に通してフライヤ３０−１に導き、このフライヤ３０−１の中心ガイドを通り抜けた金属フィラメント１の外周に、リール２４−１から供給される金属フィラメント２を螺旋状に巻き付けてフィラメント束１０−１を得るとともに、リール２２−２から繰り出される金属フィラメント３をガイド２３−２に通してフライヤ３０−２に導き、このフライヤ３０−２の中心ガイドを通り抜けた金属フィラメント３の外周に、リール２４−２から供給される金属フィラメント４を螺旋状に巻き付けてフィラメント束１０−２を得る。

この２つのフィラメント束１０−１、１０−２は、ねじれ逆流防止ローラ３１−１、３１−２にたすき状にそれぞれ巻き掛けられた後、目板３３のガイド穴と撚り口３４に通して撚線機３２に導き、この撚線機３２で撚り合わせ、矯正器３５を通過して完成した金属コードＷをリール３６に巻き取る。

図７、図８には、さらに他の実施例を示し、この実施例は、図８に示すように、フィラメント束１０−１、１０−２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Ｗとしたものである。
この実施例においても、図７に示すように、フィラメント束１０−１又は１０−２と金属フィラメント５との間に、そのフィラメント束１０−１、１０−２と金属フィラメント５で囲まれる内から外周面に通じる間隙Ｓが生じ、これにより内部へのゴムの浸透度が向上する。
また、同様に、１×５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一方、クローズド構造のコードにはならない。

この実施例は、図６に示した装置に、一点鎖線で示すドライブサプライ装置２１−３を追加し、このドライブサプライ装置２１−３にセットしたリール２２−３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１０−１、１０−２と一緒に撚り合わせて製造する。

この図４、図７に示した実施例において、図１に示す実施例と同一条件によって、この実施例の金属コードＷ（図４の実施例：本発明品No.３〜１６，図７の実施例：本発明品No.１９〜３２）と、従来の金属コード（従来品No.〜２、１７〜１８）を用いて性能の比較評価試験を行った。その結果を表２にまとめる。なお、従来例の二次元波付の１×４×ｄの撚り構造のコードの断面を図４３に、二次元波付の１×５×ｄの撚り構造のコードの断面を図４４に、三次元波付の１×４×ｄの撚り構造のコードの断面を図４５に、三次元波付の１×５×ｄの撚り構造のコードの断面を図４６に各々示す。

この表２の試験結果から、この実施例の金属コードＷは、ゴム浸透度、圧縮剛性の両特性において十分に使用でき、条件を適宜に選択することによって、従来例に比べて優れたものとすることができる。

図９〜図１４にさらに他の実施例を示し、図９〜１１に示す実施例は、並列配置の２本の金属フィラメント１、２の外周に１本の金属フィラメント３を螺旋状に巻きつけてフィラメント束１０を形成し、その束１０と１本の金属フィラメント４とを互いに撚り合わせたものである。
図１２〜図１４に示す実施例は、そのフィラメント束１０−１に、１本の金属フィラメント４の外周に１本の金属フィラメント５を螺旋状に巻きつけてフィラメント束１０−２を形成し、その両束１０−１、１０−２を互いに撚り合わせたものである。

これらの実施例の金属コードＷも、同様に、図９、図１２に示すように、フィラメント３又は３及び５がスペーサの役目を果たして、フィラメント束１０と金属フィラメント４又はフィラメント束１０−１と１０−２との間に、そのフィラメント束１０と金属フィラメント４、又はフィラメント束１０−１と１０−２で囲まれる内から外周面に通じる間隙Ｓが生じ、これにより内部へのゴムの浸透度が向上する。
また、同様に、１×４、１×５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一方、クローズド構造のコードにはならない。

これらの実施例の金属コードＷも、例えば、上記各実施例と同様に、図９の実施例は、図１１に示す装置、図１２に示す実施例は、図１４に示す装置によって製造する。

この両実施例においても、上記図１の実施例に示した条件によって試験した結果を表３（図９の実施例）、表４（図１２の実施例）に示し、この結果から、同様に、ゴム浸透度、圧縮剛性の両特性に優れることがわかる。

図１５〜図２０にさらに他の実施例を示し、図１５〜１７に示す実施例は、１本の金属フィラメント１の外周に２本の金属フィラメント２、３を螺旋状に巻きつけてフィラメント束１０を形成し、その束１０と１本の金属フィラメント４とを互いに撚り合わせたものである。
図１８〜図２０に示す実施例は、そのフィラメント束１０−１に、１本の金属フィラメント４の外周に１本の金属フィラメント５を螺旋状に巻きつけてフィラメント束１０−２を形成し、その両束１０−１、１０−２を互いに撚り合わせたものである。

これらの実施例の金属コードＷも、同様に、図１５、図１８に示すように、金属フィラメント２、３、又は金属フィラメント２、３、５がスペーサの役目を果たして、フィラメント束１０と金属フィラメント４又はフィラメント束１０−１と１０−２との間に、そのフィラメント束１０と金属フィラメント４、又はフィラメント束１０−１と１０−２で囲まれる内から外周面に通じる間隙Ｓが生じ、これにより内部へのゴムの浸透度が向上する。
また、同様に、１×４、１×５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一方、クローズド構造のコードにはならない。

これらの実施例の金属コードＷも、例えば、図１の実施例と同様に、図１５の実施例は、図１７に示す装置、図１８に示す実施例は、図２０に示す装置によって製造する。

この両実施例においても、上記図１に示した条件によって試験した結果を表５（図１５の実施例）、表６（図１８の実施例）に示し、この結果から、同様に、ゴム浸透度、圧縮剛性の両特性に優れることがわかる。

図２１〜図２８にさらに他の実施例を示し、これらの実施例は、各フィラメント束１０−１、１０−２の金属フィラメント２と３、３と５、２，３と５の巻き付け方向を異ならせたものであり、図２１〜２２に示す実施例は、図４に示した実施例において、１本の金属フィラメント１、３の外周に１本の金属フィラメント２、４を螺旋状に巻きつけてフィラメント束１０−１、１０−２を形成するとともに、その両巻き付け方向を異ならせて、その両束１０−１、１０−２とを互いに撚り合わせたものである。

図２３〜２５に示す実施例は、図９に示した実施例において、撚り合わせる金属フィラメント４の外周にさらに金属フィラメント５を巻き付け方向を異ならせて巻き付けてフィラメント束１０−２を形成し、その両束１０−１、１０−２を互いに撚り合わせたものである。

図２６〜２８に示す実施例は、図１５に示した実施例において、撚り合わせる金属フィラメント４の外周にさらに金属フィラメント５を巻き付け方向を異ならせて巻き付けてフィラメント束１０−２を形成し、その両束１０−１、１０−２を互いに撚り合わせたものである。

これらの実施例の金属コードＷも、図１の実施例と同様に、図２１、図２３、図２６に示すように、フィラメント２、４（図２１）、フィラメント３、５（図２３）、又はフィラメント２、３、５（図２６）がスペーサの役目を果たして、フィラメント束１０−１と１０−２で囲まれる内から外周面に通じる内から外側に間隙Ｓが生じ、これにより内部へのゴムの浸透度が向上する。
また、同様に、１×４、１×５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一方、クローズド構造のコードにはならない。

これらの実施例の金属コードＷも、例えば、同様に、図２１の実施例は、図６に示した装置において、フライヤ３０−１とフライヤ３０−２の回転方向を異ならせることにより製造し、図２３に示す実施例は、図２５に示す装置によって製造し、図２６に示す実施例は、図２８に示す装置によって製造する。

この各実施例においても、上記図１に示した条件によって試験した結果を表７（図２１の実施例）、表８（図２３の実施例）に示し、表９（図２６の実施例）に示し、この結果から、同様に、ゴム浸透度、圧縮剛性の両特性に優れることがわかる。

上記各実施例において、リール置き台２５にセットされるリール２４及びフライヤ３０をドライブ方式とすることができる。例えば、図３、図１４示した製造装置においては、図２９、図３０に示すように、その各リール２４に歯車２４ａを設けるとともに、フライヤ３０にも歯車３０ａを設け、その各歯車に駆動ピニオン２４ｂ、３０ｂを設けたものであり、その駆動ピニオン及び歯車により、各リール及びフライヤを同期させて強制的に回転させ得るようにする。

このドライブ方式によって、例えば、リール２４の金属フィラメント２、３、５の巻き量に関係なく、フライヤ３０の回転数を一定にできるので、金属フィラメント２、３、５を金属フィラメント１又は１、２、４にその長さ方向に一定ピッチに巻き付けることができる（定巻きピッチを得ることができる）。この場合、巻き量の変化に応じてリール２４の回転数を変化させて、例えば、巻き量が少なくなれば、リール２４の回転数をあげて、常にフライヤ３０からフィラメントが単位時間当たり同一長さ繰り出されるようにする。また、金属フィラメント３、５の繰り出しの際のフライヤ３０の回転数を変えることにより、そのピッチを任意に変化させることもできる。

このドライブ方式は、図６、図１１、図１７、図２０、図２５、図２８の製造装置において、そのリール置き台２５にセットされるリール２４及びフライヤ３０に採用することができ、同様な作用効果を得ることができることは勿論である。

上記各実施例は、この発明の一例を示すに過ぎず、この発明の作用効果を発揮し得る限りにおいて、図３２、図３３に示すように、基礎となるフィラメント束１０−１の数も２本、３本、４本・・・（１０−２・・・）、図３７に示すように、基礎となるフィラメント束１０−１における巻かれる数も２本、３本、４本・・・でその巻き付ける数も２本、３本、４本・・・、図３５に示すように、基礎となるフィラメント束１０を構成するその螺旋状に巻き付ける金属フィラメントの数は３本、４本・・・、図３６に示すように、巻き付けられる金属フィラメントの並列数は３本、４本・・・、一方、図３１に示すように、その束１０と撚られる金属フィラメントの数も２本、３本、４本・・・、図３４に示すように、束１０−２の数も２本、３本、４本・・・（１０−３・・・）、その束１０−２も基礎となる束１０−１と同様に、その螺旋状に巻き付ける金属フィラメントの数、巻き付けられる金属フィラメントの並列数等も任意である。

また、基礎の束１０−１と他の束１０−２においては、その各フィラメント束１０−２の金属フィラメントの巻き付け方向を少なくとも一つは他と異ならせることができる。例えば、束１０−２が２つある場合には、その両束１０−２の金属フィラメントの巻き付け方向を基礎の束１０−１のそれと異ならせてもよいが、一方のみでもよい。要は、この発明の作用効果を発揮し得る限りにおいて、任意である。また、巻き付け方向を異ならせた場合、図３８、図３９に示すように、１本、２本・・・の金属フィラメント６とともに撚ることもできる。

上記金属フィラメント１、２・・・にメッキ処理したスチールフィラメントを素線として使用すると、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。また、この発明は、Ｓ撚り、Ｚ撚りに関係なく、上記各構成のコードに適用できる。そのＳ撚りコードを製造するときには、各フライヤ３０を平面視において反時計回りに回転させることによって金属フィラメント１等に対する金属フィラメント２等の巻き付け方向をコードＷの撚り方向と同一方向にすることができる。また、各リール２２から繰り出される金属フィラメント１、３等は、撚り合わせるまではねじれが発生しないようにリール２２を強制回転させて供給するのが好ましい。

ゴム物品補強用金属コードの一実施例の一定間隔で長手方向に切断した断面の模式図 同実施例の撚る前の部分斜視図 同実施例の製造方法を示す概念図 ゴム物品補強用金属コードの他の実施例の一定間隔で長手方向に切断した断面の模式図 同実施例の撚る前の部分斜視図 同実施例の製造方法を示す概念図 ゴム物品補強用金属コードの他の実施例の一切断断面の模式図 同実施例の撚る前の部分斜視図 ゴム物品補強用金属コードの他の実施例の一定間隔で長手方向に切断した断面の模式図 同実施例の撚る前の部分斜視図 同実施例の製造方法を示す概念図 ゴム物品補強用金属コードの他の実施例の一定間隔で長手方向に切断した断面の模式図 同実施例の撚る前の部分斜視図 同実施例の製造方法を示す概念図 ゴム物品補強用金属コードの他の実施例の一定間隔で長手方向に切断した断面の模式図 同実施例の撚る前の部分斜視図 同実施例の製造方法を示す概念図 ゴム物品補強用金属コードの他の実施例の一定間隔で長手方向に切断した断面の模式図 同実施例の撚る前の部分斜視図 同実施例の製造方法を示す概念図 ゴム物品補強用金属コードの他の実施例の一定間隔で長手方向に切断した断面の模式図 同実施例の撚る前の部分斜視図 ゴム物品補強用金属コードの他の実施例の一定間隔で長手方向に切断した断面の模式図 同実施例の撚る前の部分斜視図 同実施例の製造方法を示す概念図 ゴム物品補強用金属コードの他の実施例の一定間隔で長手方向に切断した断面の模式図 同実施例の撚る前の部分斜視図 同実施例の製造方法を示す概念図 製造方法の他の実施例を示す概念図 同製造方法の他の実施例を示す概念図 他の実施例の撚る前の部分斜視図 他の実施例の撚る前の部分斜視図 他の実施例の撚る前の部分斜視図 他の実施例の撚る前の部分斜視図 他の実施例の撚る前の部分斜視図 他の実施例の撚る前の部分斜視図 他の実施例の撚る前の部分斜視図 他の実施例の撚る前の部分斜視図 他の実施例の撚る前の部分斜視図 ゴム物品補強用金属コードの撚り角の定義図 二次元波付１×３×ｄの従来コードの断面図 三次元波付１×３×ｄの従来コードの断面図 二次元波付１×４×ｄの従来コードの断面図 二次元波付１×５×ｄの従来コードの断面図 三次元波付１×４×ｄの従来コードの断面図 三次元波付１×５×ｄの従来コードの断面図

符号の説明

１〜６・・ 金属フィラメント
１０、１０−１、１０−２、１０−３・・ フィラメント束
２１（２１−１・・） ドライブサプライ装置
２２（２２−１・・）、２４（２４−１・・） リール
２３（２３−１・・） ガイド
２５ リール置き台
３０（３０−１・・） フライヤ
３１（３１−１・・） ねじれ逆流防止ローラ
３２ 撚線機
３４ 撚り口
３５ 矯正器
３６ 巻き取りリール
Ｗ ゴム物品補強用金属コード

Claims (7)

1. ゴム内に埋設されてそのゴムを補強する、３本以上の同一径の金属フィラメントを撚り合わせたゴム物品補強用金属コードであって、
   上記金属フィラメントは、少なくとも１組は２本以上を有する２組以上に振分けられて、その金属フィラメントを２本以上有する組の少なくとも１つの組は、少なくとも１本の金属フィラメントが他の金属フィラメントに螺旋状に巻き付けられており、その螺旋状に巻き付けられた状態で上記撚り合わせがなされて、その螺旋状に巻き付けられた組の金属フィラメントと他の組の金属フィラメントとの間にはその両組の各金属フィラメントが囲む内から外周面に通じて上記ゴムが浸透する空隙Ｓが形成され、
   かつ、撚り合わせ後において、金属フィラメントの螺旋状の巻き付けピッチｐｗと撚りピッチＰとの関係を、
   その巻き付け方向と撚り方向が同じであって、一のフィラメント束に金属フィラメントを撚り合わせる場合、０．９２２≦巻き付けピッチｐｗ／撚りピッチＰ≦０．９８８、一のフィラメント束に他のフィラメント束を撚り合わせる場合は、前者の束は、０．９２２≦巻き付けピッチｐｗ／撚りピッチＰ≦０．９８８、後者の束は、０．９２２≦巻き付けピッチｐｗ／撚りピッチＰ≦０．９９１とし、
   巻き付け方向と撚り方向が異なる場合には、１．０１０≦巻き付けピッチｐｗ／撚りピッチＰ≦１．０８５として、その撚りピッチＰと異なる方向の巻き付けピッチｐｗと撚りピッチＰと同一方向の巻き付けピッチｐｗとのバランスをとり、
   さらに、撚り合わせ後における撚り角α°は、巻き付け方向と撚り方向が同一又は異なる場合に拘わらず、フィラメント束と金属フィラメントを撚り合わせる場合は、３．４°≦α°≦７．３°、複数のフィラメント束を撚り合わせる場合は、３．５°≦α°≦７．３°とする、
   ことを特徴とするゴム物品補強用金属コード。
   但し、３〜５本の金属フィラメントを（２＋１）、（２＋２）、（２＋２＋１）の振り分けにして２〜３組に分け、２本を振り分けた組は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てフィラメント束とし、このフィラメント束の１組と１本の金属フィラメント、フィラメント束の２組またはフィラメント束の２組と１本の金属フィラメントを撚りピッチＰで撚り合わせてなるゴム物品補強用金属コードは除く。
2. フィラメント束に金属フィラメントを撚り合わせる場合であって、１本の第1の金属フィラメント（１）の外周に各１本の第２、第３の金属フィラメント（２、３）を順に螺旋状に巻きつけて形成されるフィラメント束（１０）を有し、そのフィラメント束（１０）と１本の第４の金属フィラメント（４）とを撚り合わせて構成される請求項１に記載のゴム物品補強用金属コード。
3. フィラメント束に金属フィラメントを撚り合わせる場合であって、並列配置の２本の金属フィラメント（１、２）の外周に１本の第３の金属フィラメント（３）を螺旋状に巻きつけて形成された第１のフィラメント束（１０）と、１本の第４の金属フィラメント（４）とを互いに撚り合わせて構成される請求項１に記載のゴム物品補強用金属コード。
4. フィラメント束に他のフィラメント束を撚り合わせる場合であって、１本の第１の金属フィラメント（１）の外周に各１本の第２、第３の金属フィラメント（２、３）を順に螺旋状に巻きつけて形成されるフィラメント束（１０−１）を有し、このフィラメント束（１０−１）と、１本の第４の金属フィラメント（４）の外周に１本の第５の金属フィラメント（５）を螺旋状に巻き付けて形成されるもう１組のフィラメント束（１０−２）とを互いに撚り合わせて構成される請求項１に記載のゴム物品補強用金属コード。
5. フィラメント束に他のフィラメント束を撚り合わせる場合であって、並列配置の２本の金属フィラメント（１、２）の外周に１本の第３の金属フィラメント（３）を螺旋状に巻きつけて形成された第１のフィラメント束（１０−１）と、１本の第４の金属フィラメント（４）の外周に１本の第５の金属フィラメント（５）を螺旋状に巻き付けて形成された第２のフィラメント束（１０−２）とを互いに撚り合わせて構成される請求項１に記載のゴム物品補強用金属コード。
6. 巻き付け方向と撚り方向が異なるフィラメント束がある場合であって、一の金属フィラメントに他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が複数あるものにおいては、その各フィラメント束の前記金属フィラメントの巻き付け方向を少なくとも一つは他のフィラメント束の金属フィラメントの巻き付け方向と異ならせたことを特徴とする請求項１、４又は５に記載のゴム物品補強用金属コード。
7. 請求項１乃至６の何れかに記載のゴム物品補強用金属コードをゴム内に埋設した自動車用タイヤ。

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