JP2920478B2

JP2920478B2 - ゴム補強用スチールワイヤおよびスチールコード

Info

Publication number: JP2920478B2
Application number: JP7148157A
Authority: JP
Inventors: 政材片山; 和弘石本; 雅章小山
Original assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1995-05-23
Filing date: 1995-05-23
Publication date: 1999-07-19
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: JPH08325964A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用タイヤや油圧式高
圧ホース等の各種ゴム製品の補強材として用いられるス
チールワイヤおよびスチールコードに関する。

【０００２】

【従来の技術】タイヤや高圧ホースて代表されるゴム製
品補強用の単線やコードは、ゴムと加硫接着させるため
に真鍮めっきを施した直径が０．１０〜０．４０ｍｍの
スチールワイヤやこれを複数本撚り合わせた構造となっ
ている。これらゴム補強用のスチールワイヤやコードに
は強靱で耐久性の高い特性が要求されており、実際上は
たとえばワイヤ直径が０．２５ｍｍで２８００Ｎ／ｍｍ
²以上、直径が０．３５ｍｍで２６００Ｎ／ｍｍ²以上程
度のものが使われている。かかるスチールワイヤは高
い強度を必要とすることから、原料鋼線材として０．７
０〜０．７５重量％の炭素を含有する高炭素鋼線材を使
用し、９５．０〜９６．０％程度の総減面率の伸線加工
を施すことによって作られていた。またさらに、炭素含
有量が０．８０〜０．８５％の高炭素鋼線材を用いて９
６．０〜９７．０％程度の総減面率の伸線加工によって
製造されることも一般的になりつつある。

【０００３】このように、従来ではゴム補強用スチール
ワイヤの原料として０．７０重量％以上の炭素含有量の
高炭素鋼線材が用いられているが、この理由はこれより
も炭素含有量が低いと強度が不足するからであった。ま
た、後者のようにワイヤの強度を高くするのは、より高
い炭素含有量の鋼線材を使用して最終伸線前の強度をで
きるだけ高くすることおよび最終伸線における総減面率
（総加工度）を大きくとって加工硬化によって強度を高
めるためであった。しかし鋼線材はその炭素含有量が高
くなるほどコストが高くなってしまい経済的でないか
ら、炭素含有量が低い鋼線材で強靱なワイヤとすること
が好ましい訳である。しかし、０．７０重量％に満たな
い炭素含有量の鋼線材で高い強度のスチールワイヤを製
造するには、最終伸線における総減面率を非常に高くと
らなければならなくなり、このようにして得られるスチ
ールワイヤはいわゆる加工限界を越えてしまい、靭性が
大きく劣化してしまう。また、使用する鋼線材の炭素含
有量か少なくなるほど加工限界は一般的に低くなり、よ
り高強度を得ることが難しくなる。この結果、伸線工程
で断線が生じて所定の加工ができなくなったり、たとえ
目的強度のスチールワイヤが得られても、その後のコー
ドに撚り合わせる工程で断線が多発してコードにするこ
とができなくなったり、コード製品になってもその耐久
性が極端に悪くなってしまう。たとえば高圧ホースの補
強にこのようなスチールワイヤを用いると、その成形工
程でのスパイラル状のくけ付け加工やブレードに編み込
み時に断線を生じて大きなトラブルとなるなどの不具合
が発生してしまうのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のような
問題点を解消するために研究して創案されたもので、そ
の目的とするところは、０．６０〜０．６５Ｃ％の炭素
鋼線材を用いてながら高強度にしてかつ強靱で、しかも
製造コストの安いゴム製品補強用のスチールワイヤ及び
スチールコードを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のゴム補強用スチールワイヤは、炭素を０．６０
〜０．６５重量％含有する炭素鋼線材を使用し、これに
熱処理とめっきを施した後、伸線して得られる直径が
０．１０〜０．４０ｍｍのスチールワイヤであって、該
スチールワイヤが、下記式を満足する引張り強さを有
し、しかも１方向ねじり後逆方向ねじりを行う捻回−ト
ルク試験におけるトルクの低下率が７％以下の特性を有
していることを特徴としている。Ｙ≧−1960ｄ＋3290［Ｙ：引張り強さ（Ｎ／ｍｍ²）、ｄ：直径（ｍｍ）］

【０００６】しかも本発明のゴム補強用スチールワイヤ
は、下記の最終湿式伸線条件で製造されたことを特徴と
している。引抜き用ダイスとして、アプローチ角度２
αが８〜１０°、ベアリング長さが０．２５〜０．３５
ｄ₁（ｄ₁＝ダイス孔径）のものを用いる。仕上げ引抜
きは２個の引抜き用ダイスを直列に配したダブルダイス
を使用し、出口側のダイスにおける減面率を１．２〜
３．９％としたスキンパス伸線を行なう。ダブルダイ
スおよびこれより上流のすくなくとも数枚の引抜き用ダ
イスに焼結ダイヤモンドニブを用いる。最終ダイス通
過直後のスチールワイヤ温度を１５０℃以下に制御す
る。

【０００７】

【作用】本発明は現在使用されていない低い炭素含有量
の炭素鋼線材を用いるため、この面でコストが安価であ
る。しかも、本発明は、最終湿式伸線を、特定のアプロ
ーチ角とベアリング長さと材質を有するダイスを使用し
て、かつ仕上げ引抜きを特定の条件とし、最終ダイス通
過直後のスチールワイヤ温度条件を特定して行って、１
方向ねじり−逆方向ねじりによる捻り試験でのトルク低
下率が０〜７％の範囲にあるスチールワイヤを用いる。
このため、スチールワイヤは原料鋼線材の炭素含有量が
低いにもかかわらず、高強度と靭性を兼ね備え、撚り効
率が良好で耐疲労性も良好なゴム補強用の超高強度スチ
ールワイヤとなり、これを複数本撚り合わせたスチール
コードは高強度、高靭性および耐疲労性にすぐれ、ゴム
製品の補強材として使用することによりコスト低減や軽
量化を実現することができる。

【０００８】詳述すると、単純に１方向に捻って捻回−
トルク曲線を測定した場合、トルクが連続して右上がり
となる正常な曲線を描いて破断に到るものと、破断に到
る間でトルクが著しく不安定になってトルク低下が生ず
るものとが現われる。かかるトルクの低下は捻回中にス
チールワイヤ内部に微細な割れが入ることにより起こる
ものと考えられ、またこれは加工限界を超えて伸線され
ていることをも意味している。スチールワイヤの靭性が
特に劣化しているケースでは、この試験ですでにトルク
低下が発生する。しかしながら、この試験でトルク低下
（トルク不安定部）が見られないスチールワイヤを実際
に使用し、これを撚合してスチールコードを作ってみて
も、断線が発生したり、耐久性が不十分なものが多数現
われた。したがって、この試験によるトルク低下判断で
は靭性可否の判別は不十分かつ不正確である。

【０００９】そこで、本発明は、所定のつかみ間隔とし
てスチールワイヤ軸線方向に軽く張力をかけて直線状を
維持ながら一定速度で一定方向（たとえば時計回り方
向）に所定回数ねじった後、一旦ねじりを止め、続いて
スチールワイヤが破断するまで逆方向（たとえば反時計
回り方向）にねじり返す過酷な捻回−トルク試験を行う
ものである。そして、かかる一方向−逆方向捻り方式に
おいて、図２(ａ)のように、一方向の捻回−トルク時だ
けでなく、（ｂ）のように一方向ねじり後の続く逆方向
の捻回−トルク時においても、トルク低下率が７％以下
のスチールワイヤのみを靭性良好とするのである。かか
るスチールワイヤはそれ自体強度も高く、耐疲労性も良
好である。また、複数本のスチールワイヤを撚り合わせ
て作られるスチールコードの強力はスチールワイヤの集
合強度より当然低下するが、ワイヤの強度を効率よく利
用することができ、また耐久性も良好である。これに対
して、一方向のねじり段階ではトルク低下が生じなかっ
たものの逆方向ねじり段階でトルク低下率が８％以上の
ものは、実質的に靭性不良であり、強度も相対的に劣
り、耐疲労性も相対的に劣る。

【００１０】なお、前記したトルク低下を定量的に求め
るため、本発明者らは直径や材質を異にする多数のスチ
ールワイヤについて一方向−逆方向ねじり方式による捻
回−トルク試験を行い、捻回−トルクの低下率を測定し
てみた。その結果、いかなる場合でもトルク低下率が８
％以上では前記した良好な特性が得られなかった。すな
わち、図２（ｂ）の捻回−トルク曲線において、最初の
一方向ねじりでのねじり弾性限すなわち図における右上
がり直線部分の上限でのトルク値をＴとし、逆方向捻り
での低下部トルク値の最小値をｔとすると、トルク低下
率△Ｔは、次式で表されるものである。但し、トルク低
下のない場合はｔ＝Ｔとする。 △Ｔ＝［（Ｔ−｜ｔ｜）／Ｔ］×１００（％）このトルク低下率△Ｔが８％以上では前記した不具合が
生じ、そこで本発明は、トルク低下率△Ｔが７％以内の
特性を示すスチールワイヤのみを靭性が良好とするパラ
メータを採用したのである。かかる本発明のパラメータ
は、１×ｎ構造のスチールコード、さらには２＋２で代
表されるｎ＋ｍ構造のスチールコード製造で代表される
一定方向に撚られ次いで撚りが戻されるような状況をよ
くシミュレートできるため、得られるスチールコードも
適切なものとなる。

【００１１】本発明によるスチールワイヤを製造する方
法については、まず、Ｃの含有量が０．６０〜０．６５
重量％を有する炭素鋼線を使用する。これは具体的に
は、ＪＩＳＧ３５０６で示される硬鋼線材（SWRH）ま
たはＪＩＳＧ３５０２で示されるピアノ線材（SWRS）
相当品を使用することが好ましい。しかし、合金元素と
してＣｒやＮｉを所要量添加してもよい。かかる炭素鋼
線材を常法に従って中間径の線にし、その後、熱処理と
めっきを施しして最終的に湿式伸線により目的径のスチ
ールワイヤに仕上げるが、この湿式伸線工程において本
発明は特定の条件を採用するものである。すなわち、最
終熱処理（パテンティング）においては、均一な微細パ
ーライト組織になるような適正条件を選定を選定して熱
処理する。これにより線の引張り強さは1039〜1137N/mm
²程度とする。次に液体潤滑剤での最終湿式伸線におい
ては、引抜き用ダイスとしてアプローチ角度（２α）を
８〜１０°とし、ベアリング長さＩは孔径ｄ₁に対し
て、０．２５〜０．３５ｄ₁に設定する。

【００１２】従来では伸線での引抜き力が最も低いアプ
ローチ角度として１２°程度が採用されてきたが、本発
明においては、これよりも低角度とする。これは１回ご
との引抜きにおけるワイヤ加工硬化度を大きくして強度
を高くするとともに、ワイヤの表面と内部の加工をより
均一にし、ワイヤに生ずる表面残留応力を低くするため
である。加工硬化度を高くする理由は、低炭素量鋼線材
使用ワイヤでそれより高い炭素量使用ワイヤと同等な強
度を得るためには総加工度（総減面率）を非常に高くし
なければならず、これでは加工限界を越えてしまい、断
線が多発したり、ワイヤの靭性が大きく劣化してしまい
実用にならないからである。そこで本発明は８〜１０°
の低アプローチ角度ダイスを用いて総加工度を相対的に
低く抑えるものである。しかし、その角度が８°より小
さくなると引抜き抵抗が大きくなりすぎるので好ましく
ない。また、ダイスのベアリング長さ１は、従来では孔
径ｄ₁に対して０．５ｄ₁程度が採用されているが、引き
抜き抵抗が大きくなるため発熱が著しくなる。そこでス
チールワイヤとの接触面積を小さくしてスチールワイヤ
の発熱を少なく抑えるべく、ベアリング長さを短くした
のであり、これと前記アプローチ角度とのバランスによ
り伸線加工限界を高めつつ引き抜き抵抗を減ずることが
できる。

【００１３】また、本発明は、最終引抜きにおいて、ダ
イスを２枚重ねたダブルダイスを用いて減面を分割して
行ない、後（上り）側のダイスでスキンパスを行なう。
このスキンパスの減面率は１．２〜３．９％とすること
が好ましい。スキンパス減面率が４．０％を越えたり、
１．１％未満であると残留応力の緩和効果が少なくな
る。またスキンパス減面率を採用することにより通常の
シングルパスに比べて、最終ダイス通過直後のワイヤ温
度を２５〜４０℃程度下げることができる。さらに、本
発明は、少なくとも上がりから数枚（ダブルダイスの２
枚を含めて４枚程度以上）に焼結ダイヤモンドニブのダ
イス（以下ダイヤモンドダイスと略称する）を使用す
る。この理由は従来の高Ｃ材の加工に比べてダイス１枚
当りの加工硬化度が大きくなることによるダイス寿命の
低下という問題があるからである。すなわち、従来のタ
ングステンカーバイドの焼結合金ニブのダイス（以下合
金ダイスと略称する）では、その表面が相対的に粗く、
引抜き抵抗が大きい。このため、引き抜かれたスチール
ワイヤの表面も粗くなり、耐疲労性にも悪影響を与え
る。これに対して、焼結ダイヤモンドニブは焼結合金ニ
ブに比べてその表面が平滑であるため、これで伸線する
と引抜き抵抗を低くすることができ、またスチールワイ
ヤの表面も平滑にすることができる。また、ダイヤモン
ドダイスはそれ自体の価格はかなり高いが、引き抜きに
よる孔径の太りがほとんど起こらず、寿命も非常に長
く、交換の手間と時間や生産停止時間が節減できるた
め、総合的には安価となる。それ故、全ての引抜きダイ
スにダイヤモンドダイスを使用してもよいが、場合によ
っては、最終ダイスから数枚だけダイヤモンドダイスを
使用し、それよりも上流は従来の合金ダイスを使用して
もよい。

【００１４】また、最終ダイス通過直後のスチールワイ
ヤ温度は１５０℃以下に保つことが好ましい。これによ
り時効による脆化を抑制することができる。この温度の
維持は前記したスキンパスだけで行なってもよいが、更
には冷却器を用いて潤滑液の温度を低く抑えることによ
り行なえばよい。以上の湿式伸線条件を採用することに
より、Ｃが０．６０〜０．６５重量％の鋼線材を用いな
がら、従来のＣが０．７０〜０．７５重量％の鋼線材を
用いて製造したスチールワイヤやコードと同等以上の強
度と靭性を備え、耐疲労性においてもすぐれた特性のも
のが得られる。

【００１５】本発明は前記スチールワイヤを複数本撚合
したスチールコードを含むものであり、該スチールコー
ドの構造は１×ｎ構造、さらにはこれの外周に複数本の
スチールワイヤを配して撚り合われたものや、２＋２，
３＋３を始めとするｎ＋ｍ構造のものなどをすべて含
む。このスチールコードも、前記した特殊な靭性限界判
定法における規定トルク低下率をクリアーするスチール
ワイヤを使用しているため、強度も靭性も良好で、耐疲
労性も優れた特性を発揮できる。

【００１６】以下本発明を添付図面に基いて説明する。
図３は本発明によるスチールワイヤ製造の工程のフロー
チャートを示しており、原料としてＪＩＳＧ３５０６
又はＪＩＳＧ３５０２に規定される硬鋼線材またはピ
アノ線材に相当する炭素鋼で、そのＣ含有量が０．６０
〜０．６５重量％の線材を使用する。Ｃ含有量の下限を
０．６０％としたのは、これを下回る炭素量では前記の
ような最終伸線条件を採用しても、引張り強さＴ≧−19
60ｄ＋3290Ｎ／ｍｍ²が得られないからである。上限を
０．６５％としたのは、これを上回る炭素量では従来の
鋼線材とコスト面で効果が低減してしまうからである。
原料線材としては直径が４．０〜５．５ｍｍ程度のもの
が使用される。この原料線材を所定の中間径まで粉体潤
滑剤を使用して乾式伸線し、熱処理とめっきを行なう。
そして、このめっきした中間径の鋼線を湿式伸線して目
的のスチールワイヤを得るものである。

【００１７】前記乾式伸線工程では、原料の線材を酸洗
し、コーティングを行い、連続乾式伸線で中間径まで減
面し、中間径のスチールワイヤを得る。次いで、熱処理
とめっきおよびめっき拡散工程に移る。この熱処理は、
例えばガス直火式などの加熱炉を用いて行い、ここで中
間径のスチールワイヤは９００〜９６０℃程度に所定時
間加熱され、オーステナイト化される。次いで、中間径
のスチールワイヤは５００〜５６０℃程度の加熱流動砂
又は溶融鉛の冷却炉中にて焼入れされ、パーライト変態
される。この熱処理(パテンテイング処理)においては、
ベイナイト組織等の異組織を含まない均一な微細パーラ
イト組織とする。

【００１８】次いで、この中間径のスチールワイヤは前
処理槽内で電解酸洗され、表面の酸化皮膜が除去され
る。そして次に電気めっき槽に通され、所定量の銅めっ
きと亜鉛めっきが順次施され、２層めっきとなる。次
に、このスチールワイヤは加熱流動砂を使った拡散炉中
に通されるか、またはスチールワイヤに直接通電して加
熱され、めっきの銅と亜鉛を相互に拡散させて真鍮にす
る。その後、冷却されて最終原料スチールワイヤとな
る。この拡散処理においては、６００℃程度で所定時間
加熱を行なうが、β真鍮が多いとその後の伸線加工性が
悪くなるため、スチールワイヤの強度が低下しない限度
でα真鍮ができるだけ多くなるような加熱時間や温度な
どの条件を設定することが好ましい。

【００１９】このようにして製造されためっき付きの最
終原料スチールワイヤは液体潤滑剤を使用して連続湿式
伸線機により目的径まで伸線される。この湿式伸線工程
において、本発明は次の条件を採用する。（１）冷却機を用いて潤滑液の温度を一定値以下に抑え
るとともに最終引抜きダイスをダブルダイスにしてスキ
ンパス伸線を行い、伸線上がり直後のスチールワイヤ温
度を１５０℃以下に保つ。（２）伸線ダイスアプローチ角度は８〜１０°、ベアリ
ングの長さは孔径（引抜き径）をｄ₁とすると０．２５
ｄ₁〜０．３５ｄ₁とする。（３）最終のダブルダイスのスキンパス減面比は１．２
〜３．９％とする。（４）上がりから最終のダブルダイスを含めて数枚以上
は焼結ダイヤモンドニブを用いる。

【００２０】図４は湿式伸線工程を模式的に示してい
る。１０は潤滑液槽であり、通常のスチールワイヤ用潤
滑剤を水に濃度１０〜３０％溶解した潤滑液１１が収容
されている。そして潤滑液槽１０の上流にはペイオフリ
ール１３が装備され、潤滑液槽１０の下流側には最終製
品としてのスチールワイヤの巻取りリール１４がトラバ
ーサ１４０を介して装備されている。前記潤滑液槽１０
内には、それぞれ潤滑液１１に浸漬されるように平行状
に一対のキャプスタン１２，１２’が回転自在に横架さ
れ、下流側のキャプスタン１２’は図示しない可変速モ
ータにより駆動されるようになっている。そして一対の
キャプスタン１２，１２’の間には複数個の引抜き用ダ
イスＤが配置され、キャプスタン１２，１２’の溝に掛
けられたスチールワイヤが順次引抜き用ダイスを通るこ
とにより引き抜かれるようになっている。前記潤滑液槽
１０の槽外には循環ポンプ１５と冷却機１６が設けら
れ、潤滑液を槽から強制的に抜き、これを冷却して槽に
戻す循環系とすることにより潤滑液を操業中所定の温度
に制御するようになっている。

【００２１】図５は上記引抜き用ダイスＤを示してお
り、１はダイス本体、２はダイス本体１に内蔵されたニ
ブであり、該ニブ２はアプローチ部２０の角度２αが８
〜１０°となっており、また、べアリング部２１の長さ
ｌが０．２５〜０．３５ｄ₁となっている。図６は仕上
げないし最終の引抜きダイスＤ’を示しており、ケーシ
ング４，４にノーマルダイス５ａとスキンパス用ダイス
５ｂを近接して直列状に配置し、所定減面率を２分割し
て得るようにしたダブルダイスからなっている。ノーマ
ルダイス５ａとスキンパス用ダイス５ｂはそれぞれ焼結
ダイヤモンド製のニブ２ａ，２ｂを内蔵しており、各ニ
ブ２ａ，２ｂはアプローチ部２０の角度(２α)が８〜１
０°、ベアリング部２１の寸法は０．２５〜０．３５ｄ
₁となっている。

【００２２】本発明は上記したダイス群により総減面率
が９６．５〜９７．８％程度となるように引き回数を設
定して湿式伸線する。その理由は、総減面率が９６．５
％未満ではスチールワイヤの引張り強さが不足し、ま
た、９７．８％以上では加工度が多くなりすぎてスチー
ルワイヤの靭性が劣化するからである。引抜き回数は一
般に２０〜２５回から選定する。引抜きダイスによる毎
回の減面率は、後段ほど低い減面率になるようにするの
が好ましく、かつ仕上げとして前記したようにダブルダ
イスを用い、スチールワイヤの表面部の引っ張りの残留
応力を開放しほぼゼロとするものである。仕上げ減面率
でのスキンパス用ダイス５ｂによるスキンバス減面率
は、これが４．０％以上とあまり大きすぎては残留応力
の緩和作用が少なく、逆に１．１％以下とあまり小さく
ても、加工量が小さすぎて残留応力の緩和作用が少な
い。本発明においては、ワイヤの引張り強さはＹ＝−19
60ｄ＋3577(Ｎ／ｍｍ²)程度のものまで製作可能であ
る。

【００２３】

【実施例】次に本発明の具体例を示す。（具体例１）１）原料線材として、ＪＩＳＧ３５０２に規定される
ピアノ線材：直径５．５ｍｍを用いた。その成分は重量
％で、Ｃ：０．６２％、Ｓｉ：０．２０％、Ｍｎ：０．
５１％で残部Ｆｅおよび不可避的不純物である。該原料
線材を酸洗、コーティングの前処理を施した後、乾式伸
線して直径１．９５ｍｍおよび２．１４ｍｍの２種の中
間径ワイヤとした。２）この中間径ワイヤをまず直火式ガス加熱炉で約９５
０℃に加熱し、続いて約５２０℃の流動床式炉中で焼入
れし、パーライト変態終了後、直ちに水冷した。この時
のワイヤの引張り強さは、直径１．９５ｍｍのものが１
０７８Ｎ／ｍｍ²、直径２．１４ｍｍのものが１０５８
Ｎ／ｍｍ²であった。次いで前処理（電解酸洗）後、電
気銅めっき槽と電気亜鉛めっき槽通して銅及び亜鉛の２
層めっきを施した。続いて流動床式拡散炉においてワイ
ヤを約５００℃に加熱してめっき拡散処理を行なった
後、徐冷して中間原料ワイヤとした。３）次いで湿式連続伸線機で伸線し、仕上げ直径０．３
５ｍｍのスチールワイヤを得た。この時の潤滑液は濃度
約１０％の通常の湿式潤滑液を使用し、循環させて冷却
機を通して液温度を低く保持して上りダイス通過直後の
ワイヤ温度を１５０℃以下に維持した。

【００２４】〔実施例１〜３，比較例１〜３および従来例１につい
て〕上記湿式伸線での条件を変えてワイヤを製作し、それぞ
れ実施例と比較例とした。なお、実施例１，２および比
較例１，２は直径１．９５ｍｍの中間径ワイヤを、実施
例３は直径２．１４ｍｍの中間径ワイヤを用いた。ま
た、比較のため、公称Ｃ：０．７２重量％の鋼線材を使
用して製作したワイヤを従来例１とした。以上の伸線条
件とそれにより得られたスチールワイヤ特性を表１に示
す。

【００２５】（具体例２）具体例１と同一線材を使って、直径１．２６ｍｍ（引張
強さ＝１１１７Ｎ／ｍｍ²）の中間原料ワイヤを得た。
次いで具体例１と同様に湿式連続伸線機で伸線し、仕上
げ直径０．２０ｍｍのスチールワイヤを得た。〔実施例４〜６，比較例３，４および従来例２につい
て〕具体例１における湿式伸線での条件を変えてワイヤを製
作し、それぞれ実施例と比較例とした。なお、公称０．
７２Ｃ重量％鋼線材で製作したワイヤを従来例２とし
た。以上の伸線条件とそれにより得られたワイヤの特性
を表２に示す。

【００２６】（具体例３）具体例１，２で得られた直径０．２０ｍｍのワイヤと直
径０．３５ｍｍのワイヤを用いてバンチャー式撚線機で
撚り合わせてスチールコードを製作した。このスチール
コードは、０．２０ｍｍのワイヤ３本を一度にＺ方向に
撚り合わせて１×３の芯ストランドを製作し、この芯ス
トランドの周りに直径０．３５ｍｍの側ワイヤ６本をＳ
方向に螺旋状に撚り合わせて１×３＋６構造のスチール
コード（心ストランドのピッチ：９．５ｍｍ、側のピッ
チ：１７．５ｍｍ）である。〔実施例１ａ〜３ａ，比較例１ａ〜２ａおよび従来例３
について〕実施例１と実施例４のワイヤの組合せで製作したスチー
ルコードを実施例１ａとし、実施例２と実施例５のワイ
ヤを組み合わせたスチールコードを実施例２ａとし、実
施例３と実施例６のワイヤを組み合わせたスチールコー
ドを実施例３ａとした。また、比較例１と比較例３のワ
イヤを組み合わせたスチールコードを比較例１ａとし、
比較例２と比較例４のワイヤを組み合わせたスチールコ
ードを比較例２ａとした。さらに従来例１と従来例２の
ワイヤを組み合わせたスチールコードを従来例１ａとし
た。これらの特性を表３に示す。

【００２７】表１と表２おける捻回試験は、図７に示す
ように固定側の掴み具６と可動側の掴み具７の掴み間隔
Ｌを３００ｄ(ｄはスチールワイヤ直径)とし、固定側の
掴み具６から延出したスチールワイヤに軽く軸方向の張
力を掛けながら、可動側の掴み具７を可変速モータ９に
より捻り速度＝３０ｒｐｍで、ワイヤが破断するまでの
一方向のみねじりを行う場合と、一方向に１０回ねじっ
た後、逆方向にスチールワイヤが破断するまで前記ねじ
り速度でねじり返しを行ってそれぞれ捻回−トルク曲線
をとって判定した。表１と表２において、「一方向捻回
試験結果」および「一方向−逆方向捻回試験結果」の○
はトルク低下率△Ｔが０〜７％のもの（良好）を指し、
×はトルク低下率△Ｔが８％以上のもの（不良）を示
す。表１と表２において、「疲労限」はハンター式曲げ
疲労試験にて１０⁷回の回転においてもワイヤが破断し
ない場合の曲げ応力を指す。また、表３において、「撚
り線性」の○は問題なし、△は断線あり、×は断線多数
を示す。「耐疲労性」は、スチールコードをゴム中で加
硫した帯状のサンプルを、所定の径をもつ３個の千鳥状
配置のロールにコード破断荷重の１０％の負荷の下に張
り渡し、このロールを左右に繰り返し移動させてコード
に繰り返し曲げを与え、コードが破断するまでの繰り返
し数を測定した結果であり、従来例を１００として指数
で表した。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】

【表３】

【００３１】表１と表２から明らかなように、実施例１
〜６はＣ量が０．７０〜０．７５重量％の従来例に比べ
て少ないＣ量の線材を使用しているにもかかわらず、同
等以上の引張り強度を有し、また良好な靭性を有し、耐
疲労性も良好である。そして表３の実施例１ａ〜３ａか
ら明らかなように、スチールコードも撚り線性、破断荷
重および耐疲労性が良好である。これに対して、比較例
１，２はスキンパス減面率が不適切であるため、靭性が
不良となっており、疲労限が劣っている。また、比較例
４はダイスのベアリング長さとスキンパス減面率が不適
当であるため残留応力が大きく、疲労限が劣っている。
比較例３はスキンパスを用いていないため残留応力が高
く、靭性が不足し、疲労限も著しく劣っている。これら
のためスチールコードも撚り線性、破断荷重、耐疲労性
が従来例よりも劣っている。

【００３２】

【発明の効果】以上説明した本発明の請求項１によると
きには、ゴム補強用ワイヤとしては使用できないとされ
ていた炭素含有量が０．６０〜０．６５重量％の線材に
よって、炭素含有量が０．７０〜０．７５重量％の線材
で製作したワイヤと同等以上の強度を有し、しかも靭性
も良好で耐疲労性にもすぐれたゴム補強用スチールワイ
ヤを安価に提供できるというすぐれた効果が得られる。
また、請求項２によれば、上記特性のスチールワイヤを
用いるため、ゴム製品に対する補強効果が高くかつ安価
なスチールコードを提供できるというすぐれた効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】使用線材と実用スチールワイヤ強度の関係を示
す線図である。

【図２】スチールワイヤの捻回−トルク試験における捻
回−トルク曲線を示す線図であり、（ａ）は一方向捻回
−トルク試験における場合、（ｂ）は本発明で用いる一
方向−逆方向捻回−トルク試験における場合を示してい
る。

【図３】本発明による高強度スチールワイヤの製造工程
を示すフローチャートである。

【図４】本発明における湿式伸線工程を模式的に示すも
ので、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

【図５】本発明に使用する引抜きダイスの断面図であ
る。

【図６】本発明で使用する最終引抜きダイス断面図であ
る。

【図７】スチールワイヤのねじり−トルク試験の概要を
示す説明図である。

【符号の説明】

Ｙ引張り強度Ｔねじり弾性限でのトルク値ｔ低下部でのトルク値の最小値Ｄ’最終の引抜きダイス２ニブ２０アプローチ部２１ベアリング部５ａノーマルダイス５ｂスキンパス用ダイス

フロントページの続き (56)参考文献特開平６−65642（ＪＰ，Ａ) 特開平３−238116（ＪＰ，Ａ) 特開平５−71084（ＪＰ，Ａ) 特開平８−218282（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D07B 1/06 B21C 1/00 B21C 9/00 B60C 9/00 B21C 3/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素を０．６０〜０．６５重量％含有する
炭素鋼線材を使用し、これに熱処理とめっきを施した
後、伸線して得られる直径が０．１０〜０．４０ｍｍの
スチールワイヤであって、該スチールワイヤが、下記式
を満足する引張り強さを有し、しかも下記の最終湿式伸
線条件で製造されていて、１方向ねじり後、逆方向ねじ
りを行う捻回−トルク試験におけるトルクの低下率が７
％以下の特性を有していることを特徴とするゴム製品補
強用高強度スチールワイヤ。Ｙ≧−1960ｄ＋3290［Ｙ：引張り強さ（Ｎ／ｍｍ²）、ｄ：直径（ｍｍ）］引抜き用ダイスとして、アプローチ角度２αが８〜１
０°、ベアリング長さが０．２５〜０．３５ｄ₁（ｄ₁＝
ダイス孔径）のものを用いる。仕上げ引抜きは２個の
引抜き用ダイスを直列に配したダブルダイスを使用し、
出口側のダイスにおける減面率を１．２〜３．９％とし
たスキンパス伸線を行なう。ダブルダイスおよびこれ
より上流のすくなくとも数枚の引抜き用ダイスに焼結ダ
イヤモンドニブを用いる。最終ダイス通過直後のスチ
ールワイヤ温度を１５０℃以下に制御する。
【請求項２】請求項１に記載のスチールワイヤを複数本
撚り合わせてなることを特徴とするゴム製品補強用スチ
ールコード。