JP5714335B2

JP5714335B2 - スチールコードの製造装置及び製造方法

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Publication number: JP5714335B2
Application number: JP2011004394A
Authority: JP
Inventors: 英治工藤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2015-05-07
Anticipated expiration: 2031-01-12
Also published as: JP2012144821A

Description

本発明は、ゴム物品補強用スチールコードの製造装置及び製造方法に関する。詳しくは、撚線の最外層フィラメントのふくらみを抑制することのできるゴム物品補強用スチールコードの製造装置及び製造方法に関する。

タイヤ等に用いられるゴム物品補強用スチールコードは、複数のスチールフィラメント（素線）を撚線機により撚り合わされ製造される。ゴム物品補強用スチールコードの製造に用いられる撚線機には、チューブラー型撚線機やバンチャー型撚線機などがある。このうち、バンチャー型撚線機は、チューブラー型撚線機よりも生産効率が高いことから、ゴム物品補強用スチールコードの生産性の観点からは、バンチャー型撚線機のほうが優れている。

しかしながら、バンチャー型撚線機によって製造するゴム物品補強用スチールコードが、１本又はそれ以上のフィラメントからなるコア層と、このコア層の周囲に形成された複数本のフィラメントからなる１層又は複数層のシース層とを撚り合わせたスチールコードの周囲にラッピングフィラメントを巻き付けたり、スチールコードを更に複数本撚り合わせて複撚りコードとする場合には、得られたスチールコードがガイドプーリー等によってしごかれ最外層フィラメントがふくらみ、撚り不良が生じる場合があった。

これはスチールコードのトーションを抑制する目的で、撚線機にオーバーツイスターを設けて、撚線後のスチールコードを、トーションが生じる分だけ余計に捩じり加工を行うことにより最外層フィラメントの型付け率も同時に大きくなり、そのスチールコードの径より大きいことが原因であった。

撚線機に設けられた、撚線後のスチールコードに施す加工に関して、得られた撚りコードに対して、ロールを千鳥足状に配置した矯正ロール群により繰り返し曲げ加工を施すことが提案されている（特許文献１）。

特開２００９−２４９７５７号公報

特許文献１では、撚りコードに対して、ロールを千鳥足状に配置した矯正ロール群により繰り返し曲げ加工を施すことにより、真直性に優れたスチールコードが得られるとされている。しかしながら、このように撚線に対して矯正ロール群により繰り返し曲げ加工を施すだけでは最外層フィラメントのふくらみの抑制には十分でなく、スチールコードの製造技術に改善の余地があった。

本発明は、上記の問題を有利に解決するものであり、バンチャー型撚線機を用いて製造するスチールコードの最外層フィラメントのふくらみによる撚り不良を有利に抑制することのできるスチールコードの製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。

本発明のスチールコードの製造装置は、複数本の素線又はコードを撚り合わせて撚線を製造するバンチャー型撚線機と、
このバンチャー型撚線機により製造された撚線に捩じりを加えるオーバーツイスターと、
上記バンチャー型撚線機により製造された撚線の下流側の移動経路において上記オーバーツイスターより前に設けられ、当該撚線に塑性加工を加える塑性加工装置と、
を備えることを特徴とする。

本発明のゴム補強用スチールコードの製造装置は、塑性加工装置が、千鳥足状に配設された複数のローラを備えるものとすることができる。また、本発明のゴム補強用スチールコードの製造装置において、撚線の移動経路におけるオーバーツイスターよりも後に、ストレートナーロールを備えることは、より好ましい。

本発明のゴム補強用スチールコードの製造方法は、複数本の素線又はコードをバンチャー型撚線機により撚線を製造した後、この撚線にオーバーツイスターで捩じり加工を加えるゴム補強用スチールコードの製造方法において、上記バンチャー型撚線機により製造された撚線の下流側の移動経路における上記オーバーツイスターによる捩じり加工の前に、塑性加工装置により撚線に塑性加工を施すことを特徴とする。

本発明のゴム補強用スチールコードの製造方法においては、バンチャー型撚線機により製造される撚線が、コア層と２層のシース層とからなる３層撚りの撚線である場合に、特に優れた効果を得ることができる。

本発明によれば、オーバーツイスターよりも前の撚線移動経路で、撚線に塑性加工を加えることにより、撚線の最外層フィラメントの型付け率を低下させることができる。これにより、最外層フィラメントのふくらみによる撚り不良の発生を抑制することができる。

本発明の一実施形態のゴム補強用スチールコードの製造装置の模式図である。本発明の一実施形態の３層撚りの撚線を製造する装置の模式図である。オーバーツイスター後の最外層フィラメントの型付け率を示すグラフである。オーバーツイスター後のトーションを示すグラフである。オーバーツイスター後の最外層フィラメントのふくらみ判定値を示すグラフである。オーバーツイスター後の最外層フィラメントの型付け率とトーションとの関係を示すグラフである。オーバーツイスター後にストレートナーロールを使用したコードの最外層フィラメントの型付け率を示すグラフである。オーバーツイスター後にストレートナーロールを使用したコードのトーションを示すグラフである。オーバーツイスター後にストレートナーロールを使用したコードの最外層フィラメントのふくらみ判定値を示すグラフである。

以下、本発明のゴム補強用スチールコードの製造装置及び製造方法の実施形態を、図面を用いつつ具体的に説明する。
図１に示す本発明の一実施形態のゴム補強用スチールコードの製造装置１の模式図において、バンチャー型撚線機１０は、ダブルツイストバンチャー型撚線機の例を示している。バンチャー型撚線機１０は、両端を回転軸として旋回する弓状のフライヤー１１と、このフライヤー１１の両端部近傍にそれぞれ設けられたガイドロール１２ａ、１２ｂとを備えていて、ガイドロール１２ａ、フライヤー１１、ガイドロール１２ｂの順に案内されるフィラメントは、フライヤー１１の旋回により撚り合わされて撚線ｃが製造される。本実施形態では、このバンチャー型撚線機１０により層撚りの撚線ｃを製造している。この撚線ｃは、バンチャー型撚線機１０の内部に設けられた一対のローラよりなるオーバーツイスター１３によって過撚りされることにより、撚線ｃに捩じり方向の塑性加工が導入され、トーションが抑制される。

本実施形態のゴム補強用スチールコードの製造装置１は、バンチャー型撚線機１０の下流側の撚線の移動経路において、オーバーツイスター１３より前に、撚線ｃに塑性加工を加える塑性加工装置１４を備えている。

この塑性加工装置１４によって、オーバーツイスター１３による捩じり加工が加えられる前の撚線に塑性加工を加えることにより、層撚りの撚線ｃにおける最外層フィラメントに塑性加工が加わり、その型付け率を低下させることができる。発明者は、撚線の最外層フィラメントふくらみと最外層フィラメントの型付率とには相関があり、型付け率が高いほど撚線の最外層フィラメントのふくらみが発生するおそれが高いことを見出している。そこで、本実施形態により、オーバーツイスター１３による捩じり加工が加えられる前の撚線に塑性加工を加え、最外層フィラメントの型付け率を低下させることにより、撚線の最外層フィラメントふくらみを抑制することができる。

また、塑性加工装置１４によって撚線ｃに塑性加工を加えた後にオーバーツイスター１３で捩じり加工を行うことにより、最外層フィラメントの型付け率の抑制と、トーションの抑制とを、高い次元で両立させることができる。詳述すると、トーションは、オーバーツイスターの回転数と相関関係があり、所望のトーション特性を得るために必要なオーバーツイスターの回転数が、撚線の材質やコード構造等によって決まっている。また、最外層フィラメントの型付け率は、オーバーツイスターの回転数を下げることによっても低下させることができる。そのため、従来技術でオーバーツイスターの前の撚線に塑性加工を加えることがない場合には、オーバーツイスターの回転数を下げると、型付け率を下げることはできるが、トーション特性が悪化していた。逆に、トーション特性が良好なオーバーツイスターの回転数では最外層フィラメントの型付け率が良くなかった。これに対して、本発明に従い、塑性加工装置１４によって撚線ｃに塑性加工を加えた後にオーバーツイスター１３で捩じり加工を行うことにより、良好なトーション特性と、低い最外層フィラメントの型付け率、ひいては撚線の最外層フィラメントふくらみによる撚り不良の抑制とを、高い次元で両立させることができる。

なお、特許文献１には、ゴム物品補強用スチールコードの製造方法に関して、矯正ロール群により撚線工程の後の撚りコードに曲げ加工を行うことが記載されているが、曲げ加工後にオーバーツイスターを適用することができるという、適用可能性の記載に止まる。また、特許文献１には、本発明に従い、撚線ｃに塑性加工装置１４による塑性加工を施すことにより、撚線の最外層フィラメントふくらみを抑制することができることは記載されておらず、また、当該塑性加工後にオーバーツイスターによる過撚りを行うことにより、撚線の最外層フィラメントのふくらみの抑制と、トーションの抑制とを、高い次元で両立できることについても記載されていない。

塑性加工装置１４は、撚線ｃに塑性加工を加えることができる装置であれば、特に限定されるものではないが、一例として図示するように千鳥足状に配設された複数個のローラを備えて、これらのローラ間を通線する撚線ｃに曲げ加工を行う塑性加工装置１４とすることができる。

また、本発明の実施形態のゴム補強用スチールコードの製造装置においては、オーバーツイスター１３より後の撚線移動経路に、ストレートナーロール１５を備えることができる。ストレートナーロール１５を備えることにより、撚線ｃの真直性を向上させることができるのみならず、撚線ｃの最表層フィラメントの型付け率を一層低下させることができる。したがって、撚線の最外層フィラメントのふくらみの抑制と、トーションの抑制とを、より高い次元で両立させることができる。

ストレートナーロール１５により真直性を向上された撚線ｃは、引き取りキャプスタン１６、ガイドロール１７を経て、スプールｓに巻き取られる。

本発明のゴム補強用スチールコードの製造装置を用いて、数本の素線又はコードをバンチャー型撚線機により撚線を製造した後、オーバーツイスターによる捩じり加工の前に、撚線に塑性加工を施し、しかる後に撚線にオーバーツイスターで捩じり加工を加えるゴム補強用スチールコードの製造方法においては、バンチャー型撚線機により製造される撚線が、コア層と２層のシース層とからなる３層撚りの撚線であることが、本発明の製造方法を適用することで特に効果が大きいことから有利である。このような３層撚りの撚線を製造する装置の模式図を図２に示す。

図２において、ゴム補強用スチールコードの製造装置２のバンチャー型撚線機２０は、両端を回転軸として旋回する弓状のフライヤー２１と、このフライヤー２１の両端部近傍にそれぞれ設けられたガイドロール２２ａ、２２ｂと、オーバーツイスター２３と、塑性加工装置２４と、ストレートナーロール２５と、引き取りキャプスタン２６とガイドロール２７とを備えている。このバンチャー型撚線機２０の構成は、図１に示したバンチャー型撚線機１０と同様とすることができる。

このバンチャー型撚線機２０に供給するために、コアフィラメントとインナーシース層のフィラメントとを撚り合わせたスチールコードｃ１が巻き取られているボビンｂｃと、このスチールコードｃ１に撚り合わせるアウターシース層用のフィラメントｆ１〜ｆｎが巻き取られているボビンｂ１〜ｂｎを用意する。これらのボビンから巻き出されたスチールコードｃ１及びフィラメントｆ１〜ｆｎは、これらのボビンｂｃ、ｂ１〜ｂｎそれぞれに対応して設けられた巻出し張力調整装置３１と、スチールコードｃ１の移動経路上に設けられたローラを有する張力付与装置３２とにより張力が調整された後、バンチャー型撚線機２０に供給される。

図２に示した製造装置を用いて層撚りの撚線を製造する際に、オーバーツイスター２３より前に塑性加工装置２４により撚線に塑性加工を加えることにより、３層撚りのスチールコードの最外層フィラメントのふくらみによる撚り不良を抑制することができる。

大型建設車両用ラジアルタイヤの補強に用いられる７×（１＋６＋１２）＋０．２５のコード構造になるスチールコードを製造するに当たり、そのストランドに用いられる３層撚りのスチールコード（１＋６＋１２×０．２５）を、図２に示すゴム補強用スチールコードの製造装置を用いて製造した。

オーバーツイスター２３前の塑性加工装置２４として、直径２５ｍｍのローラを１３個、千鳥足状に配置したものと、直径１６ｍｍのローラを１３個、千鳥足状に配置したものとを用意した。

バンチャー型撚線機、塑性加工装置２４及びオーバーツイスター２３を経た後の上記３層撚りのスチールコードについて、オーバーツイスターの回転数に対する最外層フィラメントの型付け率、トーション、撚線の最外層フィラメントのふくらみ判定値を調べた結果をそれぞれ図３、図４及び図５に示し、また、この最外層フィラメントの型付け率とトーションとの関係をまとめて図６に示す。なお、撚線の最外層フィラメントのふくらみ判定値は、スチールコードをダイスによりしごき、その最外層フィラメントのふくらみ量の評価により、そのふくらみ量がコード径の１．１倍未満の場合を１と、１．１倍以上、１．２倍未満の場合を２と、１．２倍以上、１．３倍未満の場合を３と、１．３倍以上の場合を４と、それぞれ評価した。

図３〜５から分かるように、塑性加工装置２４による塑性加工を施さない比較例１に対して、塑性加工を行った実施例１（直径２５ｍｍのローラ）、実施例２（直径１６ｍｍのローラ）は、いずれも、最外層フィラメントの型付け率が低下した。また、所定のトーション量を得るためのオーバーツイスターの回転数も比較例１に比べて実施例１、２は低下した。更に、図６から分かるように、所定のトーション量が得られるときの最外層フィラメント型付け率が比較例に比べて実施例１、２は低下しており、撚線の最外層フィラメントのふくらみの抑制とトーションの抑制とを、高い次元で両立できていた。

次に、オーバーツイスター（ＯＴ）による捩じり加工後にストレートナーロール２５を用いた後の最外層フィラメントの型付け率を調べた結果を図７に、トーションを調べた結果を図８に、撚線の最外層フィラメントのふくらみ判定値を調べた結果を図９に、それぞれ示す。これらの図面中、黒丸印は、比較例１のスチールコードにストレートナーロールを用いたものである。三角印は、実施例１のスチールコードにストレートナーロールを用いたものである。菱形印は、実施例２のスチールコードにストレートナーロールを用いたものである。また、オーバーツイスター後のストレートナーロールには、直径１６ｍｍのローラを１３個、千鳥足状に配置したものを用いた。

これらの図より、オーバーツイスターによる捩じり加工後にストレートナーロール２５を用いることにより、最外層フィラメント型付け率が更に低下し、かつ、所定のトーション量を得るためのオーバーツイスターの回転数が低下しており、撚線の最外層フィラメントのふくらみの抑制とトーションの抑制とを、更に高い次元で両立できていた。

１、２：ゴム補強用スチールコードの製造装置
１０、２０：バンチャー型撚線機
１３、２３：オーバーツイスター
１４、２４：塑性加工装置
１５、２５：ストレートナーロール

Claims

複数本の素線を撚り合わせて撚線を製造するバンチャー型撚線機と、
このバンチャー型撚線機により製造された撚線に捩じりを加えるオーバーツイスターと、
上記バンチャー型撚線機により製造された撚線の下流側の移動経路において上記オーバーツイスターより前に設けられ、当該撚線に塑性加工を加える塑性加工装置と、
を備えることを特徴とするゴム補強用スチールコードの製造装置。
前記塑性加工装置が、千鳥足状に配設された複数のローラを備えるものである請求項１に記載のゴム補強用スチールコードの製造装置。
前記撚線の移動経路におけるオーバーツイスターよりも後に、ストレートナーロールを備える請求項１又は２に記載のゴム補強用スチールコードの製造装置。
複数本の素線又はコードをバンチャー型撚線機により撚線を製造した後、この撚線にオーバーツイスターで捩じり加工を加えるゴム補強用スチールコードの製造方法において、
上記バンチャー型撚線機により製造された撚線の下流側の移動経路における上記オーバーツイスターによる捩じり加工の前に、塑性加工装置により撚線に塑性加工を施すことを特徴とするゴム補強用スチールコードの製造方法。
前記バンチャー型撚線機により製造される撚線が、コア層と２層のシース層とから３層撚りの撚線である請求項４に記載のゴム補強用スチールコードの製造方法。