JP5475332B2

JP5475332B2 - スチールコードの製造方法

Info

Publication number: JP5475332B2
Application number: JP2009135577A
Authority: JP
Inventors: 光泰西村
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2029-06-04
Also published as: JP2010281009A

Description

本発明はスチールコードの製造方法（以下、単に「製造方法」とも称する）に関し、詳しくは、タイヤ等のゴム物品の補強に用いられるゴム物品補強用スチールコードであって、特に、高性能乗用車用ラジアルタイヤのベルト補強材として好適なスチールコードの製造方法に関する。

スチールコードのトーション（捻れ性）は、タイヤ製造時の作業性や生産性に影響する重要な特性である。トーションの大きいスチールコードをゴムと一体化し、圧延して得られたゴム・スチールコード複合体では、その端部が対角線上にカールして、巻き癖がついてしまうため、この巻き癖がその後の裁断工程やタイヤ成型工程の設備に引っ掛かって、生産性を著しく低下させてしまう。したがって、ゴム物品の生産性を向上するためには、スチールコードに残るトーションを小さくして、フラットな形状のゴム・スチールコード複合体を得ることが求められる。

これに対し、例えば、特許文献１には、バンチャータイプの撚線機におけるスチールコードの残留トーションの低減を目的として、撚り線工程において２回の撚り戻しタービン機構を設けたスチールコードの矯正方法が提案されている。また、スチールコードの製造方法に係る従来技術として、特許文献２には、特定のスチールコードを製造するにあたり、チューブラータイプの撚線機にて鋼素線を撚り合わせてスチールコードとし、１面２個以上からなるローラー若しくはプーリーをスチールコードに引張入力を加えたまま通過させ、ローラー若しくはプーリーによる鋼素線の曲げ応力、鋼素線に加える引張応力および鋼素線抗張力が所定の条件を満足するよう処理を行うスチールコードの製造方法が開示されている。

特開平６−２００４９１号公報（特許請求の範囲等）特開平１０−１２９２１１号公報（特許請求の範囲等）

特許文献１記載の技術によれば、撚線後のコードを放置した際の残留トーションの経時変化を抑制することができ、実用に供する際にも残留トーションのないコードを得ることができる。しかしながら、高速回転のタービンを設置することは、設備的に大掛かりなものになるという難点がある。また、細線径のコード構造では、過剰な捻り入力により断線が生ずる懸念がある。したがって、大掛かりな設備なしでも実施することができ、断線発生の懸念の少ない改良技術の実現が求められていた。

そこで本発明の目的は、断線発生の懸念がより少なく、かつ、大きな設備投資なしで安価にトーション安定性に優れたスチールコードが得られるスチールコードの製造方法を提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決するために、チューブラー型の撚線機におけるトーションの安定化について検討した結果、以下のようなことを見出した。
一般に、チューブラー型の撚線機１０では、図９に示すように、撚線機本体を回転させて、型付け治具１１にてスチールコードのトーション狙いのフィラメント螺旋型付け処理を行った後、撚り合わせ治具１２にて各フィラメント１を一定点で撚り合わせて撚りを集束させ、次いで、複数個のロールを千鳥状（ジグザグ状）に配置した矯正ロール１３にて繰返し曲げの矯正加工を施すことで、撚り性状を整えてスチールコード２の真直性を向上させている。したがって、スチールコードのトーション安定化を図るためには、型付け処理を施した各フィラメントが一定伸縮状態で撚り合わされることが重要であり、型付け治具１１から撚り合わせ治具１２までの距離Ｌが一定に保たれる必要がある（図１０（ａ））。

この場合、従来のように撚り合わせ治具１２の直後に矯正ロール１３が配置されていると、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、矯正ロール１３でしごき伸ばされた各フィラメントの型付けが撚り合わせ治具１２に逆流して、撚り合わせ治具での撚り点が不安定となると考えられる。かかる観点から、本発明者はさらに検討した結果、矯正ロール１３でのしごきによるフィラメントの型付け遡及を抑制するためには、型付け治具１１−撚り合わせ治具１２と、矯正ロール１３との間を分離することが有効であることを見出した。

即ち、本発明のスチールコードの製造方法は、複数本のスチールフィラメントを、チューブラー型の撚線機を用いて撚り合わせてスチールコードを製造する方法において、前記スチールフィラメントを撚り合わせる撚り合わせ部と、撚り合わされた該スチールフィラメントに繰り返し曲げ加工を施す矯正ロール部との間に、２個以上のプーリを配置して、撚り合わせ後、繰り返し曲げ加工が施される前の前記スチールフィラメントを、前記プーリにブレーキをかけつつ、前記撚り合わせ部と矯正ロール部との間で、該プーリに２回以上通過させることを特徴とするものである。

本発明においては、撚り合わせ後、繰り返し曲げ加工が施される前の前記スチールフィラメントを、前記プーリに対し、平行掛けまたは八の字掛けで掛けた状態で通過させることが好ましい。

本発明によれば、撚り合わせ部と矯正ロール部との間にプーリおよび／またはキャプスタンを配置して、撚り合わせ部と矯正ロール部との間を分離することで、矯正ロール部での繰返し曲げ加工による型付けの遡及を遮断して、各フィラメントを一定伸縮状態で撚り合わせることができ、これにより、トーション平均値を変化させずに、バラツキを抑制することが可能となった。したがって、本発明によれば、大きな設備投資なしで安価にトーション安定性に優れたスチールコードを得ることができ、また、過剰な捻り入力による断線の発生の懸念もない。

本発明のスチールコードの製造方法に係る装置構成の一例を示す説明図である。本発明のスチールコードの製造方法に係る装置構成の他の例を示す説明図である。本発明のスチールコードの製造方法に係る装置構成の他の例を示す説明図である。従来のスチールコードの製造方法に係る装置構成を示す説明図である。実施例で用いたコード構造を示す断面図である。実施例で用いたコード構造を示す断面図である。プーリまたはキャプスタンの溝部を概略的に示す側面図である。実施例におけるトーション測定の方法に係る説明図である。従来のチューブラー型撚線機を用いたスチールコードの製造設備の構成を示す概略説明図である。（ａ），（ｂ）は、従来のチューブラー型撚線機を用いたスチールコードの製造設備における問題点を示す概略説明図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明のスチールコードの製造方法においては、複数本のスチールフィラメントを、チューブラー型の撚線機を用いて撚り合わせてスチールコードを製造する。図１に、本発明のスチールコードの製造方法に係る装置構成の一例を示す。

図示するように、本発明においては、チューブラー型の撚線機１０を用いてスチールフィラメント１を撚り合わせてスチールコード２を製造するにあたり、スチールフィラメント１を撚り合わせる撚り合わせ部１２と、撚り合わされたスチールフィラメントに繰り返し曲げ加工を施す矯正ロール部１３との間に、２個以上のプーリ１４を配置する。

このように、撚り合わせ部１２と矯正ロール部１３との間にプーリ１４を配置して、撚り合わせ後、繰り返し曲げ加工が施される前のスチールフィラメント１を、撚り合わせ部１２と矯正ロール部１３との間で、プーリ１４に２回以上通過させることで、図示するように、矯正ロール部１３での繰返し曲げ加工による型付けの遡及をこのプーリ１４により遮断して、撚り合わせ部１２において、各フィラメント１を一定伸縮状態で撚り合わせることができ、トーション安定性に優れたスチールコードを得ることが可能となる。

本発明においては、撚り合わせ部１２と矯正ロール部１３との間に２個以上のプーリ１４を配置して、撚り合わせ後、繰り返し曲げ加工が施される前のスチールフィラメント１を、プーリ１４に２回以上通過させることのみが重要であり、プーリ１４の配置方法や、プーリ１４へのスチールフィラメント１の掛け方等については、特に制限はない。

ここで、スチールフィラメントをプーリに２回以上通過させることが重要であるのは、１回のみの通過では、矯正ロール部１３から撚り合わせ部１２への型付けの遡及を充分に遮断することができないためである。また、本発明においては、従動部材であるプーリに代えて、コードを引き出すために用いられる駆動部材であるキャプスタンを配置してもよく、プーリおよびキャプスタンを組合せて２個以上配置するものとしてもよい。

図２および図３に、本発明における、スチールフィラメントのプーリまたはキャプスタンに対する掛け方の具体例を示す。図２は、スチールフィラメント１を、プーリ１４に対し平行掛けした例であり、図３は、スチールフィラメント１を、キャプスタン１５に対し八の字掛けした例である。図２に示す例では、スチールフィラメント１を、キャプスタン１５により駆動しながら、撚り合わせ部１２と矯正ロール部１３との間に配置されたプーリ１４に通過させ、巻取りロール１６により巻き取っている。また、図３に示す例では、スチールフィラメント１を、撚り合わせ部１２と矯正ロール部１３との間に配置されたキャプスタン１５により駆動して、巻取りロール１６により巻き取っている。いずれの配置方法の場合についても、矯正ロール部の配置位置を変えて、スチールフィラメントを各プーリまたはキャプスタンの複数の溝に適宜掛けるものとすることで、スチールフィラメントが通過するプーリまたはキャプスタンの数を適宜調整することが可能である。

図示する例ではいずれも２個のプーリまたはキャプスタンを用いているが、例えば、プーリにブレーキをかけ高テンション状態で繰り返し曲げ加工を行う場合や、通線スペースの都合などによっては、３個以上のプーリまたはキャプスタンを使用することが考えられる。但し、スチールフィラメントをプーリまたはキャプスタンに２回以上通過させるものであれば、得られる効果は同等である。

本発明のスチールコードの製造方法においては、上記プーリまたはキャプスタンの配置に係る点のみが重要であり、それ以外の、撚線機における撚り条件や、適用されるスチールコードのコード構造等については、特に制限されるものではない。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
図２〜図４にそれぞれ示す構成のチューブラー型の撚線機を用いた製造設備により、下記表中に示す条件に従い、図５および図６に示すコード構造のスチールコードの製造を行った。図５および図６中、符号２１はコアフィラメントを、符号２２はシースフィラメントを示す。また、図７は、プーリまたはキャプスタンの溝部を概略的に示す側面図であり、説明上、左側の溝から順に溝（１）〜（６）とする。

図４は、スチールフィラメント１を撚り合わせる撚り合わせ部１２と、撚り合わされたスチールフィラメントに繰り返し曲げ加工を施す矯正ロール部１３とが順次配置された通常の装置構成である。この場合、通線プーリ（キャプスタン）数はゼロとなる（従来例，比較例２）。

これに対し、図２は、撚り合わせ部１２と矯正ロール部１３との間に、上側プーリ１４ａと下側プーリ１４ｂが配置された装置構成であり、スチールフィラメント１はこれらプーリ１４に対し、平行掛けで掛けられている。また、矯正ロール１３は、上側プーリ１４ａと下側プーリ１４ｂとの間で左右の通線位置を切替可能に配置されている。一方、図３は、撚り合わせ部１２と矯正ロール部１３との間に、左側キャプスタン１５ａと右側キャプスタン１５ｂが配置された装置構成であり、スチールフィラメント１はこれらキャプスタン１５に対し、八の字掛けで掛けられている。

ここで、図２の装置構成において、通線プーリ（キャプスタン）数が１個の場合とは、スチールフィラメント１を、下側プーリ１４ｂの溝（１）に掛けて、左側に配置した矯正ロール１３に通す場合である（比較例１）。また、通線プーリ（キャプスタン）数が２個の場合とは、スチールフィラメント１を、下側プーリ１４ｂの溝（１）および上側プーリ１４ａの溝（１）に順次掛けて、右側に配置した矯正ロール１３に通す場合である（実施例１，５）。さらに、通線プーリ（キャプスタン）数が３個の場合とは、スチールフィラメント１を、下側プーリ１４ｂの溝（１）、上側プーリ１４ａの溝（１）および下側プーリ１４ｂの溝（２）に順次掛けて、右側に配置した矯正ロール１３に通す場合である（実施例２）。

また、図３の装置構成において、通線プーリ（キャプスタン）数が２個の場合とは、スチールフィラメント１を、左側キャプスタン１５ａの溝（１）および右側キャプスタン１５ｂの溝（１）に順次掛けて、矯正ロール１３に通す場合である（実施例３，６）。また、通線プーリ（キャプスタン）数が４個の場合とは、スチールフィラメント１を、左側キャプスタン１５ａの溝（１）、右側キャプスタン１５ｂの溝（１）、左側キャプスタン１５ａの溝（２）および右側キャプスタン１５ｂの溝（２）に順次掛けて、矯正ロール１３に通す場合である（実施例４）。

＜トーション測定＞
得られた各供試スチールコードにつき、コード５ｍを引き出して、コード捻れ回数を測定した（測定単位０．２５回）。図８に示すように、コードが締まる方向をプラス、解ける方向をマイナスとした。Ｎ＝１００にて測定を実施して、得られた結果から、トーション平均値および標準偏差を求めた。その結果を、下記の表中に併せて示す。

上記表中の結果から明らかであるように、図２および図３の装置構成にて、スチールフィラメントを、撚り合わせ部と矯正ロール部との間に配置したプーリまたはキャプスタンに２回以上通過させて製造した各実施例のスチールコードにおいては、プーリまたはキャプスタンに通過させないで製造した従来例および比較例２のスチールコード、および、プーリまたはキャプスタンに１回のみ通過させて製造した比較例１のスチールコードのいずれに比しても、トーション平均値を変化させずにバラツキを抑えて、トーション安定性を向上できることが確かめられた。

１フィラメント
２スチールコード
１０チューブラー型撚線機
１１型付け治具
１２撚り合わせ治具
１３矯正ロール
１４プーリ
１４ａ上側プーリ
１４ｂ下側プーリ
１５キャプスタン
１５ａ左側キャプスタン
１５ｂ右側キャプスタン
１６巻取りロール
２１コアフィラメント
２２シースフィラメント

Claims

複数本のスチールフィラメントを、チューブラー型の撚線機を用いて撚り合わせてスチールコードを製造する方法において、
前記スチールフィラメントを撚り合わせる撚り合わせ部と、撚り合わされた該スチールフィラメントに繰り返し曲げ加工を施す矯正ロール部との間に、２個以上のプーリを配置して、
撚り合わせ後、繰り返し曲げ加工が施される前の前記スチールフィラメントを、前記プーリにブレーキをかけつつ、前記撚り合わせ部と矯正ロール部との間で、該プーリに２回以上通過させることを特徴とするスチールコードの製造方法。
撚り合わせ後、繰り返し曲げ加工が施される前の前記スチールフィラメントを、前記プーリに対し、平行掛けまたは八の字掛けで掛けた状態で通過させる請求項１記載のスチールコードの製造方法。