JP5937463B2

JP5937463B2 - スチールコードの製造方法およびそれに用いる撚線機

Info

Publication number: JP5937463B2
Application number: JP2012189784A
Authority: JP
Inventors: 博行松尾
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2032-08-30
Also published as: JP2014047429A

Description

本発明は、スチールワイヤの製造方法（以下、単に「製造方法」とも称する）およびそれに用いる撚線機に関し、詳しくは、スチールコードを構成するスチールワイヤに対する癖付け量のバラツキを抑えることができるスチールコードの製造方法およびそれに用いる撚線機に関する。

従来より、タイヤ等の各種ゴム物品の補強用途に、スチールコードをゴムで被覆した補強材が、広く用いられている。このような補強材に用いられるスチールコードは、通常、伸びを確保するために、螺旋状に癖付けが施されたスチールワイヤを複数本にて撚り合わせて製造される。

癖付けが施されたスチールコードやスチールワイヤをタイヤの補強材として用いる場合、その伸び特性がタイヤの運動性能に大きく影響することは、広く知られている。したがって、高性能のタイヤを得るためには、補強材としてのスチールコードやスチールワイヤの伸び特性が、均一に揃っていることが重要である。そのため、これまでにもスチールワイヤに対する癖付け量のバラツキを低減するための技術が提案されている。なお、ここで癖付け量とは、スチールワイヤに施した癖付けの振幅である。

例えば、特許文献１では、スチールワイヤに螺旋癖付けを施した後、螺旋癖付けされたスチールワイヤを、所定の内径を有する筒状穴部に通すことで、癖付け量のバラツキを低減させる技術が提案されている。また、特許文献２では、癖付け装置に配置された癖付け軸の配置位置を適正化することで、チューブラー型の撚線機における断線および撚り乱れを防止する技術が提案されている。

特開２０１１−１５２５８４号公報特開２００９−５７６６４号公報

複数本のスチールワイヤを撚り合せてスチールコードを製造するにあたり、特許文献１および特許文献２に記載の技術を適用すれば、癖付け量のバラツキを低減し、スチールコードの伸び特性をある程度均一にそろえることができる。しかしながら、今後、タイヤがさらに高性能化するにあたっては、スチールコードの伸び特性をより均一にする必要がある。すなわち、タイヤをさらに高性能化するためには、スチールワイヤの癖付け量のバラツキを現行以上に低減する必要があり、今日、そのための新たな技術が求められている。

そこで、本発明の目的は、スチールコードを構成するスチールワイヤに対する癖付け量のバラツキを抑えることができるスチールコードの製造方法およびそれに用いる撚線機を提供することにある。

本発明者は、上記課題を解消するために鋭意検討した結果、スチールワイヤの癖付け量のバラツキは、スチールワイヤと癖付け治具の癖付けピンとの接触長さの影響を受けるとの知見を得た。かかる知見に基づき、本発明者はさらに鋭意検討した結果、スチールワイヤと癖付け治具の癖付けピンとの接触長さを所定の長さ以下にすることで、上記課題を解消することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のスチールワイヤの製造方法は、回転バレルと、スチールワイヤに癖付けを施す癖付け治具と、が距離をあけて配置され、前記癖付け治具がジグザグ状に配置された複数の癖付けピンを有するチューブラー型撚線機を用いたスチールコードの製造方法において、
前記癖付けピン１本あたりにおける、前記癖付けピンと前記スチールワイヤとの接触長さが２．００ｍｍ以下であり、前記スチールワイヤの前記癖付けピンに対する入線角θが、６７．０より大きく９０．０°以下であることを特徴とするものである。

本発明の製造方法においては、前記癖付けピンの直径は２．５０ｍｍ以下であることが好ましい。また、本発明の製造方法においては、前記回転バレルのスチールワイヤ出線側の先端部と、前記癖付け治具のジグザグ状に配置された複数の癖付けピンのうち最も回転バレル側の癖付けピンとの距離は５．００ｍｍ以上であることが好ましい。

また、本発明の撚線機は、回転バレルと、スチールワイヤに癖付けを施す癖付け治具と、が距離をあけて配置され、前記癖付け治具がジグザグ状に配置された複数の癖付けピンを有するチューブラー型撚線機において、
前記癖付けピン１本あたりにおける、前記癖付けピンと前記スチールワイヤとの接触長さが２．００ｍｍ以下であり、前記スチールワイヤの前記癖付けピンに対する入線角θが、６７．０より大きく９０．０°以下であることを特徴とするものである。

本発明の撚線機においては、前記癖付けピンの直径は２．５０ｍｍ以下であることが好ましい。また、本発明の撚線機においては、前記回転バレルのスチールワイヤ出線側の先端部と、前記癖付け治具のジグザグ状に配置された複数の癖付けピンのうち最も回転バレル側の癖付けピンとの距離は５．００ｍｍ以上であることが好ましい。

本発明によれば、スチールコードを構成するスチールワイヤに対する癖付け量のバラツキを抑えることができるスチールコードの製造方法およびそれに用いる撚線機を提供することができる。

本発明のスチールコードの製造方法に好適に用いることができるチューブラー型撚線機の概略図である。本発明のスチールコードの製造方法に好適に用いることができるチューブラー型撚線機の先端部と癖付け治具とを示す拡大図である。（ａ）は、従来のチューブラー型撚線機における回転バレルの先端部と癖付け治具とを示す拡大図であり、（ｂ）は本発明に係るチューブラー型撚線機における回転バレルの先端部と癖付け治具とを示す拡大図である。実施例、比較例および従来例におけるＬ１と、スチールワイヤの癖付け量の差と、の関係を示したグラフである。

以下、本発明のスチールコードの製造方法および撚線機について、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明のスチールコードの製造方法に好適に用いることができるチューブラー型撚線機の概略図である。図１に示すチューブラー型撚線機１０は、コアとなるスチールワイヤ１ａが巻き付けられたボビン２ａが回転バレル３の外側に配置され、シースとなるスチールワイヤ１ｂが巻き付けられたボビン２ｂが回転バレル３内部に配置されている。コアとなるスチールワイヤ１ａは、ボビン２ｂを迂回して回転バレル３の先端部に導かれ、撚り合せ装置４へ導かれる。一方、シースとなるスチールワイヤ１ｂは回転バレル３の壁面に沿って、回転バレル３の先端部に導かれ、さらに回転バレル３の先端部から距離をあけて配置されたから癖付け治具５へと導かれる。

癖付け治具５は、ジグザグ状に配置された複数本、好適には３〜４本の癖付けピン６を有し、この癖付けピン６の間にシースとなるスチールワイヤ１ｂが通されることにより、スチールワイヤ１ｂに螺旋形状の癖付けが施される。その後、シースとなるスチールワイヤ１ｂは撚り合せ装置に導かれ、コアの周りに配置される。そして、回転バレル３が回転することにより、撚り合せ装置４において、コアの周りにシースワイヤ１ｂが巻き付けられてスチールコード７となる。

図示する癖付け治具５においては、６角柱状体の各側面に４本の癖付けピン６がジグザグに配置されており、図示するように、スチールワイヤ１ｂはこの癖付けピン６の間を通ることにより癖付けがなされる。本発明のスチールコードの製造方法においては、ジグザグ状に配置された複数の癖付けピン６一本当たりにおける、癖付けピン６とスチールワイヤ１ｂとの接触長さをＬ１としたとき、Ｌ１が２．００ｍｍ以下、好適には１．８５〜１．００ｍｍである。

上述の通り、スチールワイヤ１ｂの癖付け量のバラツキは、スチールワイヤ１ｂと癖付けピン６との接触長さＬ１の影響を受ける。すなわち、接触長さＬ１が小さければ小さいほど、スチールワイヤ１ｂの癖付け量のバラツキは小さくなる。これは、スチールワイヤ１ｂと癖付けピン６との接触長さＬ１が短くなると、両者のすべり抵抗が減少するためであると考えられる。そこで、本発明のスチールコードの製造方法においては、癖付けピン１本当たりにおける癖付けピン６とスチールワイヤ１ｂとの接触長さＬ１を、スチールワイヤ１ｂの癖付け量のバラツキの低減効果が良好に得られる２．００ｍｍ以下とする。

スチールワイヤ１ｂと癖付けピン６との接触長さＬ１を減らす方法としては、スチールワイヤ１ｂの癖付けピン６に対する入線角θを、垂直に近づけることが挙げられる。図２は、本発明のスチールコードの製造方法に好適に用いることができるチューブラー型撚線機の先端部を示す拡大図である。癖付けピン６に対するスチールワイヤ１ｂの入線角度θを垂直に近づけることで、癖付けピン６とスチールワイヤ１ｂの接触長さＬ１を短くすることができる。本発明の効果を良好に得るためには、入線角θは６７．０より大きく９０．０°以下とする。

癖付けピン６に対するスチールワイヤ１ｂの入線角θは、例えば、回転バレル３のスチールワイヤ出線側の先端部と、癖付け治具５のジグザグ状に配置された複数の癖付けピン６のうち最も回転バレル３側の癖付けピン６との距離Ｌ２を大きくすることで、容易に実現可能である。図３（ａ）は、従来のチューブラー型撚線機における回転バレルの先端部と癖付け治具とを示す拡大図であり、（ｂ）は本発明に係るチューブラー型撚線機における回転バレルの先端部と癖付け治具とを示す拡大図であり、距離Ｌ２が大きくなる程、癖付けピン６に対するスチールワイヤ１ｂの入線角θは大きくなり（垂直に近くなり）、本発明の効果を良好に得ることができる。好ましくは、距離Ｌ２は５．００ｍｍ以上である。なお、距離Ｌ２の値が大きければ大きいほど良好な結果を得ることができるため、その上限については特に制限はなく、適宜設定すればよいが、作業性や装置の大きさを考慮すると、距離Ｌ２は５．００〜５０ｍｍとすることが好ましい。

また、スチールワイヤ１ｂと癖付けピン６との接触長さＬ１を減らす他の方法としては、癖付けピン６の径を小さくすることが挙げられる。なお、癖付けピン６の径は小さいほど、スチールワイヤ１ｂとの接触長さＬ１を減らすことができ、その下限については特に制限はないが、癖付けピン６としての強度を保つために、癖付けピン６の径は１．５０〜２．５０ｍｍであることが好ましい。

本発明のスチールコードの製造方法は、回転バレル３と、スチールワイヤ１ｂに癖付けを施すためにジグザグ状に配置された複数の癖付けピン６を有する癖付け治具５と、が距離をあけて配置されたチューブラー型撚線機を用いたスチールコードの製造方法であって、癖付けピン６とスチールワイヤ１ｂとの接触長さを２．００ｍｍ以下とすることのみが重要であり、それ以外の構成については特に制限はない。また、撚線機における撚り条件や、適用されるスチールワイヤの線径や材質、得られたスチールコードのコード構造等についても、特に制限されるものではない。

また、本発明のスチールコードの製造方法に用いる撚線機は、回転バレル３と、スチールワイヤ１ｂに癖付けを施す癖付け治具５と、が距離をあけて配置され、癖付け治具５がジグザグ状に配置された複数の癖付けピン６を有し、癖付けピン１本あたりにおける、癖付けピン６とスチールワイヤ１ｂとの接触長さが２．００ｍｍ以下であるチューブラー型撚線機である。かかる構成を有する撚線機を用いてスチールコードを製造することによって、チールワイヤに対する癖付け量のバラツキを低減したスチールコードを得ることができるのである。

本発明の撚線機は、上述の理由から、スチールワイヤ１ｂの癖付け治具６に対する入線角θを、６７．０より大きく９０．０°以下としたり、癖付けピン６の直径を２．５０ｍｍ以下としたりすることにより、本発明の効果を良好に得ることができる。入線角θを上記範囲とする具体的な手法としては、回転バレル３のスチールワイヤ出線側の先端部と、癖付け治具５のジグザグ状に配置された複数の癖付けピン６のうち最も回転バレル側の癖付けピンとの距離Ｌ２を５．００ｍｍ以上にする等の手法が挙げられる。本発明の撚線機においては、コアやシースとなるスチールワイヤが巻き付けられているボビンの数等、その他の構成については特に制限はない。

以下、本発明の製造方法について、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜実施例１＞
線径０．２１ｍｍのスチールワイヤおよび０．２２５ｍｍのスチールワイヤを用いて１×５構造のスチールコード２種を作製した。撚線機としては、図１に示すタイプのチューブラー型撚線機を用いた。その際の、癖付けピン一本当たりにおけるスチールワイヤ１ｂと癖付け治具５の癖付けピン６との接触長さＬ１が下記表１に示す値となるように、癖付けピン６の径φ、入線角度θ、チューブラー型撚線機１０の回転バレル３のスチールワイヤ出線側端部と癖付け治具６との距離Ｌ２を調整した。なお、癖付けピン６の本数は４本とした。

得られた２種のスチールコードの癖付け量を測定し、２種のスチールコードを構成するスチールワイヤの癖付け量の差を求めた。２種のスチールコードを構成するスチールワイヤの癖付け量の差が小さいほど、癖付け量のバラツキが小さいことを意味している。また、図４に、癖付けピン６とスチールワイヤとの接触長さＬ１と、２種のスチールコードを構成するスチールワイヤの癖付け量の差をプロットし、Ｌ１とスチールワイヤの癖付け量の差との関係を示す。

＜実施例２〜６、比較例１、２および従来例＞
撚線機の条件を表１に示す各条件に変更したこと以外は実施例１と同様の作業を行った。

表１および図４より、スチールワイヤの癖付けピンとの接触長さＬ１が小さいほど、２種のスチールコードの型付け量の差が小さくなることがわかる。

１ａ、１ｂスチールワイヤ
２ａ、２ｂボビン
３回転バレル
４撚り合せ装置
５癖付け治具
６癖付けピン
１０チューブラー型撚線機

Claims

回転バレルと、スチールワイヤに癖付けを施す癖付け治具と、が距離をあけて配置され、前記癖付け治具がジグザグ状に配置された複数の癖付けピンを有するチューブラー型撚線機を用いたスチールコードの製造方法において、
前記癖付けピン１本あたりにおける、前記癖付けピンと前記スチールワイヤとの接触長さが２．００ｍｍ以下であり、前記スチールワイヤの前記癖付けピンに対する入線角θが、６７．０より大きく９０．０°以下であることを特徴とするスチールコードの製造方法。
前記癖付けピンの直径が２．５０ｍｍ以下である請求項１記載のスチールコードの製造方法。
前記回転バレルのスチールワイヤ出線側の先端部と、前記癖付け治具のジグザグ状に配置された複数の癖付けピンのうち最も回転バレル側の癖付けピンとの距離が５．００ｍｍ以上である請求項１または２記載のスチールコードの製造方法。
回転バレルと、スチールワイヤに癖付けを施す癖付け治具と、が距離をあけて配置され、前記癖付け治具がジグザグ状に配置された複数の癖付けピンを有するチューブラー型撚線機において、
前記癖付けピン１本あたりにおける、前記癖付けピンと前記スチールワイヤとの接触長さが２．００ｍｍ以下であり、前記スチールワイヤの前記癖付けピンに対する入線角θが、６７．０より大きく９０．０°以下であることを特徴とするチューブラー型撚線機。
前記癖付けピンの直径が２．５０ｍｍ以下である請求項４記載のチューブラー型撚線機。
前記回転バレルのスチールワイヤ出線側の先端部と、前記癖付け治具のジグザグ状に配置された複数の癖付けピンのうち最も回転バレル側の癖付けピンとの距離が５．００ｍｍ以上である請求項５または６記載のチューブラー型撚線機。