JPH08218282A - ゴム補強用超高強度スチールワイヤおよびスチールコード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】炭素含有量が従来レベルのままでありながら、
ゴム製品の適切な軽量化及び耐疲労性向上を実現できる
超高強度かつ高靭性のスチールワイヤおよびスチールコ
ードを提供する。 【構成】炭素を０．８０〜０．８９重量％含有するスチ
ールワイヤであって、スチールワイヤの引張強さが−２
００ｄ＋４００以上であり、しかも一方向捻り後、逆方
向捻りを与える捻回−トルク試験でのトルクの低下率が
７％以内の範囲にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車用タイヤや搬送用
ベルト及び高圧ホース等のゴム製品の補強に用いられる
超高強度スチールワイヤおよびこれを用いたスチールコ
ードに関するものである。

【０００２】

【従来の技術とその技術的課題】従来、自動車用タイヤ
や搬送用ベルト及び高圧ホース等のゴム製品の補強材と
してスチールワイヤやスチールワイヤを複数本撚り合わ
せたスチールコードが使われている。したがってこうし
た補強材は高強度，高靭性及び耐疲労性などの特性がす
ぐれていることが要求される。しかも最近、これらのゴ
ム製品にはコスト低減、取り扱い易さおよび軽量化が強
く要求されており、ことに軽量化は自動車用タイヤにお
いて燃費削減等の観点から重視されている。そのため補
強材については更に高強度が必要になってきている。

【０００３】しかしながら、この対策として、単に伸線
強加工を施すことで高強度化するだけでは、靭性が劣化
して伸線及び撚り線加工が困難になったり、必要な特性
を満足させることはできなくなる。また、ワイヤを複数
本撚り合わせてコードにした場合に強度の低下が大きく
なってしまい、高強度化の意味がなくなってしまうとい
う問題も生じる。従来、ゴム製品の補強材としてのスチ
ールワイヤやスチールコードは、一般に炭素含有量が
０．７０〜０．７５重量％程度の炭素鋼線材を用いて所
定中間径まで伸線後、熱処理とめっきおよび伸線するこ
とで製造されていた。この場合のスチールワイヤの引っ
張り強度Ｙは、図１に示すように、ワイヤ直径ｄとの関
係において、Ｙ≧−２００ｄ＋３３５（ｋｇｆ／ｍ
ｍ²）程度であった。その後、高強度化の要求により、
炭素含有量が０．８０〜０．８９重量％程度の炭素鋼線
材を用いて、Ｙ≧−２００ｄ＋３６５（ｋｇｆ／ｍ
ｍ²）程度の高強度材が現在実用化されている。しか
し、上記した要求に応えるためにはＹ≧−２００ｄ＋４
００（ｋｇｆ／ｍｍ²）を越えるレベルの超高強度材が
必要であるが、前記炭素量範囲では製造上および靭性劣
化の問題から実用化されていないのが実情である。

【０００４】詳述すると、超高強度のスチールワイヤは
それ自体は製作可能である。しかし、上記のようにＹ≧
−２００ｄ＋４００（ｋｇｆ／ｍｍ²）を越えるレベル
の超高強度材になると、実際の製造においても多くの課
題が出てくる。すなわち、たとえば重量比で１．０％を
以上というような高い炭素含有量の線材を用いて、伸線
加工度も大きくとって加工硬化により強度を上げること
が考えられる。しかし、高いＣ量の線材はそのコストが
高くまたその熱処理も難しくなる。また、伸線加工工程
においても、高強度(高硬度)の材料をダイスを使って引
き抜くため引抜き力が高くなってダイスの消耗が激しく
なったり、或いは引き抜けなくなって断線が多発したり
して目的のワイヤが実用的に得られない状況になる。ま
ず、この問題を克服するのが困難である。

【０００５】さらに、スチールワイヤは超高強度の特性
だけでは不十分であり、靭性を兼ね備えていなければな
らない。しかも、スチールワイヤは板や棒と違って単純
に曲げや引っ張りが作用するだけでなく、コード製造時
に捻られ、またゴムに埋め込まれた状態で引っ張り、圧
縮およびせん断など複雑多様な力を受ける特殊条件下に
ある。しかし、こうした使用条件に則した靭性の有効な
判断手段やその定量性について知られていなかった。す
なわち、従来では、スチールワイヤをその軸方向と直角
面において中心軸のまわりに捻り、スチールワイヤが破
断するまでの回数(捻回値)をもって靭性の尺度としてい
た。しかし、このような捻回値では厳密な靭性良否の臨
界を設定することは不可能で、尺度として信頼できない
ものであった。その理由は、同一の捻回値をもつスチー
ルワイヤ同士でも、その後の撚り線性や耐疲労性等にお
いて良好なものと不良のものが出てしまうことが多数経
験されたからである。

【０００６】本発明は前記したような問題点を解消する
ために研究を重ねて創案されたもので、その目的とする
ところは、炭素含有量を従来レベルのままとしながら、
ゴム製品の適切な軽量化及び耐疲労性向上を実現できる
超高強度かつ高靭性のスチールワイヤおよびスチールコ
ードを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、炭素を０．８０〜０．８９重量％含有する炭
素鋼線材を使用し、所定中間径まで伸線した後熱処理と
めっき及び伸線を施して得られるスチールワイヤであっ
て、スチールワイヤの引張強さが下記式を満足し、しか
も一方向捻り後、逆方向捻りを与える捻回−トルク試験
でのトルクの低下率が７％以内の範囲にある構成とした
ことを特徴とするものである。 Ｙ≧−２００ｄ＋４００ ［Ｙ：引張強さ（ｋｇｆ／ｍｍ²）、ｄ：スチールワイ
ヤ直径（ｍｍ）］前記スチールワイヤワイヤは、下記の
湿式伸線条件で製造されたものであることが好ましい。 引抜き用ダイスとして、アプローチ角２αが８〜１０
°、ベアリング長さが０． ３ｄ₁（但し、ｄ₁は引抜き
孔径）て、かつ少なくとも最終引抜きダイスとこれ よ
り上流の数個のダイスのニブが焼結ダイヤモンドからな
るものを用いる。 最終引抜きを２枚のダイスを直列に並べたダブルダイ
スを使用して行い、出口側ダイスでの引抜き減面率１．
２〜３．９％のスキンパスとする。 スキンパス直後のスチールワイヤ温度を１５０℃以下
に制御する。 また、本発明の他の特徴は、前記スチールワイヤを複数
本撚合したスチールコードとしたことにある。

【０００８】

【作用】本発明は現在、通常使われている炭素含有量が
０．８０〜０．８９重量％の炭素鋼線材を用いるため、
この面で製造コストの増大をもたらさない。また引っ張
り強さがＹ≧−２００ｄ＋４００（ｋｇｆ／ｍｍ²）の
超高強度を有するため、少ない本数で良好な補強効果を
実現することができる。なお、ワイヤの強度レベルの上
限については、炭素含有量が０．８０〜０．８９重量％
である関係から、−２００ｄ＋４３０程度まで可能であ
る。しかも、本発明は靭性の良否判断の手段として一方
向捻りと逆方向捻りによる捻り試験を採用し、この試験
でのトルク低下率を７％以内の範囲としている。このた
め、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。

【０００９】詳述すると、本発明は、所定のつかみ間隔
としてワイヤ軸線方向に軽く張力を掛けながら一定速度
で一定方向（たとえば時計方向）に所定回数ねじった
後、逆方向（たとえば反時計方向）に捻り返してワイヤ
が破断するまでの捻回−トルク曲線をとるものである。
かかる一方向−逆方向捻り方式による捻回−トルク試験
を採用したのは次のような理由による。すなわち、図２
（ａ）のように一方向に捻って捻回−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低下
が生ずるものとが現われる。かかるトルクの低下は伸線
強加工によりワイヤ内部に生じた微細欠陥から割れが入
ることにより起こるものと考えられる。しかし、この試
験でトルク低下が見られないワイヤを実際に使用しこれ
を撚合してスールコードを作ってみると、断線が発生し
たり、疲労特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減少判断では靭性可否の判
別は不十分かつ不正確である。

【００１０】そこで、本発明者は、試みに図２(b)のよ
うに、一方向の捻回−トルクだけでなく、これに連続し
て逆方向の捻回−トルクをも連続検出し、その逆方向の
捻回−トルク過程におけるトルク低下を実測して見た。
その結果、かかる一方向−逆方向捻回トルク試験におい
てトルクの低下がないかあっても少なかったワイヤはそ
れ自体強度も高く、耐疲労性も良好で、スチールコード
への撚り合わせ工程においても問題なく撚り線とするこ
とができ、撚ることによる破断力の低下も少なく、また
耐疲労性も良好であることがわかった。これに対して、
一方向捻り過程でトルク不良が現われないものの逆方向
捻り過程でトルク低下が大きいワイヤは、疲労性の改善
がいまだ不十分となっていた。そして撚り合わせ工程に
おいても断線の発生があり、しかも撚り効率が悪く、得
られたスチールコードはワイヤの強度が十分に発揮され
なかった。

【００１１】この知見に基づき本発明者はさらに直径や
材質を異にする多数のワイヤについて一方向−逆方向捻
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
ないことを突き止めた。すなわち、トルク低下率△Ｔ
は、図２（ｂ）の捻回−トルク曲線において、最初の一
方向捻りでの捻じ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。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
生じていた。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正常とす
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ことを意味している。

【００１２】以下本発明を添付図面に基いて詳細に説明
する。まず、本発明は、炭素含有量が０．８０〜０．８
９重量％の炭素鋼線材を用い所定中間径まで伸線した
後、熱処理とめっき及び伸線を施して得られるスチール
ワイヤである。炭素鋼線材の炭素含有量の下限を０．８
０％としたのは、これを下回る炭素量では、後述する好
適な最終伸線条件を採用しても、引っ張り強さがＹ≧−
２００ｄ＋４００（ｋｇｆ／ｍｍ²）が得られないから
である。上限を０．８９％としたのは、これを上回る炭
素量ではコストが高くなるなどの問題があるからであ
る。好ましくは炭素含有量が０．８０〜０．８５％であ
る。具体的な化学的成分組成としては、Ｃ：０．８０〜
０．８９％、Ｓｉ：０．１５〜０．３５％、Ｍｎ：０．
３〜０．９％、残部鉄および不可避的不純物からなるも
のであるが、前記基本成分組成にＣｒやＮｉなどを合金
元素として所定量添加していてもよい。

【００１３】前記炭素鋼線材は直径が４．０〜５．５ｍ
ｍのものが使用される。これを通常のように酸洗、コー
ティングを行い、連続乾式伸線してたとえば直径１．２
〜２．３ｍｍの中間線材を得る。そして、この中間線材
をパテンティング処理してベイナイト等の異組織を含ま
ない均一な微細パーライト組織にし、ゴムとの接着性の
よい合金（通常、真ちゅうめっき）を施し、熱拡散処理
を行って最終原料線を得る。ついで、前記最終原料線を
湿式伸線して目的径例えば直径０．１〜０．４ｍｍのめ
っき付きスチールワイヤを得る。そして、かかるスチー
ルワイヤにおいて、前記したように一方向−逆方向捻り
方式による捻回−トルク試験でのトルク低下率△Ｔが７
％以内のものを使用するのである。

【００１４】前記のようなトルク低下率△Ｔが７％以内
のスチールワイヤの製造方法としては、湿式伸線工程に
おいて次の条件を採用することが好適である。 引抜き用ダイスとしてアプローチ角度（２α）が８〜
１０°、ベアリング長さが０．３ｄ₁（ｄ₁＝引抜き孔
径）のものを使用する。 最終引抜きにおいては２枚のダイスを直列に並べたダ
ブルダイスを使用し、出口側ダイスでの引抜き減面率を
１．２〜３．９％の範囲で軽いスキンパスを行う。 使用する引抜き用ダイスは、ニブとして、少なくとも
ダブルダイスの２枚とそれよりも上流のもの１〜５枚程
度のものに焼結ダイヤモンドニブを用いる。他は従来の
合金ニブを用いてもよい。 潤滑液温度を低く保持することにより最終引抜きダイ
ス通過直後のワイヤの温度が１５０°Ｃ以下になるよう
に制御する。

【００１５】これらの条件を詳しく説明すると、図３は
湿式伸線工程に用いる引抜き用ダイス(後述する最終引
き抜き用のダブルダイスを含む)を示しており、１はニ
ブ２を内蔵したダイスであり、ニブ２はアプローチ部２
０の角度２αが８〜１０°となっており、またベアリン
グ部２１の長さｌが０．３ｄ₁となっている。従来、ア
プローチ角は引抜き力が最も低くなることから１２°が
一般に採用されているが、これよりもむしろワイヤ表面
と内部が均一な加工を受けて表面残留応力も低くなるこ
とが重要であることから本発明はアプローチ角を８〜１
０°としたものである。そして、これによる引抜き抵抗
の増大を抑制するため、ベアリング長さを短くしたもの
で、通常の０．５ｄ₁では引抜き抵抗が大きすぎるため
適当でない。図４は最終引き抜き用のダブルダイス（仕
上げ用ダイス）３を示しており、ケーシング４，４にそ
れぞれノーマルダイス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
ようにしている。前記ノーマルダイス５ａとスキンパス
用ダイス５ｂのニブ２ａ，２ｂはそれぞれ焼結ダイヤモ
ンドで作られ、前記したアプローチ角とベアリング長さ
となっている。上記のようにダブルダイス３の２枚のニ
ブ２ａ，２ｂとこれの上流の引抜き用ダイスを含めて４
枚程度のものに焼結ダイヤモンドニブを用いるのは、第
１に焼結ダイヤモンドが合金ダイスに比べて表面の粗さ
も非常に平滑なため引抜き力を低くすることができ、ま
た、引き抜いたワイヤの表面も平滑になり、耐疲労性向
上にも効果があるからである。第２に焼結ダイヤモンド
が硬いことから連続引抜きによる摩耗がほとんどなく、
摩耗によるダイス径の増大とこれによる減面率の変化を
防止できるからである。

【００１６】次に最終引抜き用ダイスとしてダブルダイ
スを使用してスキンパスを行うのは、引抜きによるワイ
ヤ発熱を低減するとともに、ワイヤ表面の残留応力を低
く抑えるためである。スキンパス用ダイス５ｂによる引
抜き減面率を１．２〜３．９％の範囲としたのは、１．
１％以下では加工量が少なすぎて残留応力の緩和作用が
少なく、４．０％以上とあまり大すぎても残留応力の緩
和作用が少ないからである。そして、最終ダイス通過直
後のワイヤの温度を１５０°Ｃ以下になるように潤滑液
温度を低く保持するのは、スキンパスの採用と併せて潤
滑液温度を低くコントロールすることにより、最終ダイ
ス通過直後のワイヤ温度を一定値以下に抑えることによ
り、時効によるワイヤの脆化を防ぐことができる利点が
あるからである。このように潤滑液温度を低く保持する
方法は、湿式伸線機の槽外に循環ポンプと冷却機を設
け、循環液を槽から強制的に抜きこれを冷却して槽に戻
す循環系とし、潤滑液温度を例えば操業中３５℃以下に
温度制御すればよい。

【００１７】本発明は上記スチールワイヤを撚合したス
チールコードを含むもので、スチールコード構造は任意
である。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せたものや、２＋２、３＋
３などのｎ＋ｍ構造のものなどが挙げられる。

【００１８】

【実施例】次に本発明の具体例を比較例と共に示す。 《具体例１》 １）原料として、直径５．５ｍｍの炭素鋼線材を用い
た。その成分組成は重量％で、Ｃ：０．８４％、Ｓｉ：
０．２１％、Ｍｎ：０．５１％、残部鉄および不可避的
不純物である。この線材を連続乾式伸線して中間径２．
２０ｍｍ及び２． ０ｍｍの線にした。 ２）次に、この線に熱処理（パテンティング）と真鍮め
っきを施して最終原料線とした。この時の線の引張り強
さは中間径２．２０ｍｍの場合１２７ｋｇｆ／ｍｍ²、
中間径２．０ｍｍの場合１２９ｋｇｆ／ｍｍ²であっ
た。 ３）次いで、連続湿式伸線を行って、目的径０．３５ｍ
ｍのワイヤに仕上げ、実施例１，２，３のスチールワイ
ヤと比較例１，２，３，４を得た。この湿式伸線工程に
おいて、以下のように条件を変えてワイヤを製作した。 ここで、実施例１，２および比較例１，２，３は中間径
２．０ｍｍを、実施例３は中間径２．２ｍｍを用いたも
のである。

【００１９】〔実施例１について〕ダイスは全てアプロ
ーチ角度＝８°、ベアリング長さ＝０．３ｄ₁とし、最
終引抜きにおいてはスキンパス減面率＝２．０％とした
ダブルダイスを用い、また、このダブルダイスの２枚と
直前の４枚（計６枚）に焼結ダイヤモンドニブを用い、
それより上流は合金ダイスを用いた。この時、最終ダイ
ス通過直後のワイヤ（上がりワイヤ）温度は潤滑液によ
って熱流束温度計の測定温度で１４７°Ｃにコントロー
ルした。 〔実施例２について〕ダイスアプローチ角度＝１０°と
し、スキンパス減面率＝２．５％、焼結ダイヤモンドニ
ブの使用枚数は最終から４枚、他は実施例１と同じ条件
で伸線した。上がりワイヤ温度は１４２°Ｃであった。 〔実施例３について〕ダイスアプローチ角度＝１０°、
スキンパス減面率＝２．０％、他は実施例１と同じ条件
で伸線した。上がりワイヤ度は１４８°であった。 〔比較例１について〕スキンパス減面率＝１．０％と
し、他は実施例２と同じ条件で伸線した。上がりワイヤ
温度は１５３°Ｃであった。 〔比較例２について〕スキンパス減面率＝４．５％と
し、他は実施例２と同じ条件で伸線した。上がりワイヤ
温度は１４３°Ｃであった。 〔比較例３について〕スキンパスを行わないで通常のシ
ングルパスとし、他は実施例１と同じ条件で伸線した。
上がりワイヤ温度は低く抑えることが困難で１８７°Ｃ
であった。 〔従来例１について〕従来の高強度ワイヤでダイスはア
プローチ角度＝１２°、ベアリング長さ＝０．５ｄ₁、
ダイスは全て合金ダイスを用いた。

【００２０】《具体例２》原料として、直径５．５ｍｍ
の炭素鋼線材を用いた。その成分組成は重量％でＣ：
０．８８％、Ｓｉ：０．２４％、Ｍｎ：０．５１％、残
部鉄及び不可避的不純物である。この線材を連続乾式伸
線して中間径２．０ｍｍの線にした。次に、この線を熱
処理と真鍮めっきを施して最終原料とした。この時の線
の引張強さは１３４ｋｇｆ／ｍｍ²であった。次に、以
下のように湿式伸線を行って目的径０．３５ｍｍの実施
例４と比較例４のワイヤを得た。 〔実施例４について〕ダイスアプローチ角度＝１０°、
ベアリング長さ＝０．３ｄ₁のダイスを用い、最終引抜
きにおいてダブルダイスによって２．０％のスキンパス
を行った。なお、最終ダイス以前の４枚についてはダイ
ヤモンドダイス(他は合金ダイス)を用いた。 〔比較例
４について〕スキンパスを行なわず、最終ダイス以前の
６枚をダイヤモンドダイス（他は合金ダイス）とし、そ
の他の条件は実施例４と同じにした。

【００２１】以上の具体例１及び２についての特性を表
１に示す。表１において、「捻回値」は図５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＝
１００ｄ（ｄはワイヤ直径）で製品スチールワイヤ８を
掴み、固定側の掴み具６から延出したワイヤ軸方向に軽
く張力を掛けながら可動側の掴み具７を可変速モータ９
により回転数＝３０ｒｐｍで一方向に捻ってワイヤが破
断するまでの回数を測定したものである。また捻回−ト
ルク試験は、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はワイヤ直径)とし、固定側の掴
み具６から延出したワイヤ軸方向に軽く張力を掛けなが
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で一方向に１０回捻った後、ワイヤが破断
するまで逆方向に前記捩じり速度で捻り返しを行ってそ
れぞれ捻回−トルク曲線をとって判定した。なお、表１
さらに後述する表２，表５において、「一方向捩り試験
結果」および「一方向−逆方向捩り試験結果」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。ワ
イヤの疲労限はハンター式回転曲げ疲労試験機によって
求めた。

【００２２】

【表１】

【００２３】この結果から明らかなように、実施例１，
２，３及び４は目的の強度を有し、また、捻回−トルク
試験におけるトルク不良もなく、疲労限も従来の高強度
材（従来例１）に比べて非常に優れている。比較例１，
２，３及び４はいずれも捻りトルク不良があり、いずれ
の疲労限も従来例に比べて改善が見られない。比較例２
においては一方向捻りでトルク不良はないが、逆方向捻
りも加えるとトルク不良の発生があって、疲労限も大き
な改善が見られない。従って、一方向捻りと逆方向捻り
を組み合わせた捻回−トルク試験の結果が重要であるこ
とがわかる。

【００２４】《具体例３》原料として、直径５．５ｍｍ
の炭素鋼線材を用いた。その成分組成は重量％で、Ｃ：
０．８２％、Ｓｉ：０．２０％、Ｍｎ：０．５３％、残
部鉄及び不可避的不純物である。この線材を連続乾式伸
線して中間径１．４３ｍｍの線にした。次に、この線を
熱処理と真鍮めっきを施して最終原料とした。この時の
線の引張強さは１３６ｋｇｆ／ｍｍ²であった。次で、
連続湿式伸線を行って目的径の０．２０ｍｍのワイヤに
仕上げた。この湿式伸線工程において条件を変えてワイ
ヤを製作した。 〔実施例５について〕ダイスは全てアプローチ角度＝８
°、ベアリング長さ＝０．３ｄ₁とし、最終引抜きにお
いてスキンパス減面率＝２．０％としたダブルダイスと
し、また、全ダイスとも焼結ダイヤモンドニブを用い
た。 〔実施例６について〕ダイスは全てアプローチ角度＝１
０°、ベアリング長さ＝０．３ｄ₁とし、スキンパス減
面率＝１．５％とし、また、スキンパスの２枚とその直
前の２枚の計４枚は焼結ダイヤモンドニブとし、それよ
り前のダイスは合金ダイスを用いた。 〔比較例５について〕ダイスは全てアプローチ角度＝１
０°、ベアリング長さ＝０．５ｄ₁とし、最終のスキン
パス減面率＝４．５％としてその他は実施例６と同じ条
件で伸線した。 〔比較例６について〕ダイスアプロー
チ角度＝８°、最終スキンパス減面率＝２．０％とし、
スキンパスの２枚とその直前の４枚の計６枚については
焼結ダイヤモンドニブとし、それより前は合金ダイスを
用いて、他は比較例５と同じ条件で伸線した。 〔比較例７について〕ダイスは全てアプローチ角度＝８
°、ベアリング長さ＝０．３ｄ₁とし、最終はシングル
ダイスとした。他は比較例６と同じ条件で伸線した。 〔従来例２について〕従来の高強度ワイヤであり、ダイ
スアプローチ角度＝１２°、ベアリング長さ＝０．５ｄ
₁とし、全て合金ダイスを用いたものである。以上につ
いての特性を表２に示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】表２から明らかなように、実施例５，６は
目的の強度に達し、しかも捻りトルクの不良もなく、疲
労限も従来例２に比較して高い。一方、比較例において
は、その強度が目的に達していても、疲労限は従来例に
比べて改善がほとんどないことがわかる。

【００２７】《具体例４》具体例１，２の直径０．３５
ｍｍのワイヤと、具体例３の直径０．２０ｍｍのワイヤ
を用いて、バンチャー式撚り線機で撚り合わせてスチー
ルコードを製作した。すなわち、直径０．２０ｍｍのワ
イヤ３本をＳ方向に撚り合せて１×３構造の芯ストラン
ドとし、更にこの周りに直径０．３５ｍｍのワイヤ６本
をＳ方向に撚り合わせて、１×３（０．２０）＋６
（０．３５）構造のスチールコード（撚りピッチ：１×
３は１０ｍｍ，＋６は１８ｍｍ）を製作した。それらス
チールコードに使用したワイヤは以下のとおりである。
下記において、芯は芯ストランドを、側は側ストランド
をそれぞれ意味する。 実施例７…芯：実施例５のワイヤ、側：実施例１のワイ
ヤ 実施例８…芯：実施例６のワイヤ、側：実施例２のワイ
ヤ 実施例９…芯：実施例６のワイヤ、側：実施例３のワイ
ヤ 実施例10…芯：実施例６のワイヤ、側：実施例４のワイ
ヤ 比較例８…芯：比較例５のワイヤ、側：比較例１のワイ
ヤ 比較例９…芯：比較例６のワイヤ、側：比較例２のワイ
ヤ 比較例10…芯：比較例７のワイヤ、側：比較例４のワイ
ヤ 従来例３…従来の同一構造の高強度材スチールコード。 （芯：従来例２のワイヤ、側：従来例１のワイヤ） 以上のスチールコードについて特性を表３に示す。

【００２８】《具体例５》実施例１，３、比較例１，２
及び従来例１のそれぞれのワイヤを使ってバンチャー式
撚り線機を用いて、ほぼ平行に２本の素線（ワイヤ）を
引き揃え、その周りに他の２本の素線をＳ方向にピッチ
１８ｍｍで巻き付けるように撚り合せる２＋２構造のス
チールコードを製作し、それぞれ実施例１１，１２，比
較例１１，１２及び従来例４とした。これらのスチール
コードの特性を表４に示す。

【００２９】なお、「耐疲労性」は、所定の径をもつ回
転自在の３ヶのロールを千鳥状に配して、これに沿わせ
てコードをその破断荷重の１０％の負荷の下に張り渡し
て、このロールを左右に繰り返し移動させてコードに繰
り返し曲げを与えるもので、コードが破断するまでの回
数を測定する。表中の数値は従来例を１００としたもの
である。表３、表４さらに後述する表６において、「撚
り線性」の◎は問題なし、△は断線あり、×は断線多数
を示している。

【００３０】

【表３】

【００３１】

【表４】

【００３２】表３と表４から明らかなように、実施例７
〜１２は撚り線も問題なくでき、撚り合わせによる強度
の低下も少なくて破断荷重も十分高く維持され（撚り効
率が高く）、また耐疲労性も非常に高い。一方、比較例
においては捻りトルクの不良があるワイヤでコードにさ
れているため、撚り効率が大きく低下しているだけでな
く、耐疲労性も悪くなっている。ここで、コードを分解
してワイヤを取出し、これについて捻り試験を行った
が、撚り線前のワイヤとほぼ同じ捻回−トルク曲線を示
した。

【００３３】《具体例６》実施例３の最終原料線を用い
て連続湿式伸線を行って、目的径０．３８ｍｍのワイヤ
に仕上げた。この湿式伸線工程で以下のような条件でワ
イヤを製作した。 〔実施例１３について〕ダイスアプローチ角度＝１０
°、ベアリング長さ＝０．３ｄ₁とし、スキンパス減面
率＝２．０％、ダブルダイスの２枚とその直前の２枚を
焼結ダイヤモンドニブとし、それより上流は合金ダイス
を用いて伸線した。 〔実施例１４について〕スキンパス減面率を３．０％と
し、他は実施例１３と同じ条件とした。 〔比較例１３について〕ダイスベアリング長さを０．５
ｄ₁、スキンパス減面率を４．５％とし、他は実施例１
３と同じ条件とした。 〔従来例５について〕従来の高強度ワイヤでダイスはア
プローチ角度＝１２°，ベアリング長さ＝０．５ｄ₁で
あり、ダイスは全て合金ダイスを用いた。以上のワイヤ
についての特性を表５に示す。

【００３４】

【表５】

【００３５】《具体例７》具体例６の０．３８ｍｍのワ
イヤと具体例３の０．２０ｍｍ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。すなわち、直径０．２０ｍｍのワイヤ３本をＺ方向
に撚り合わせて１×３のストランドとし、更にこの周り
に直径０．３８ｍｍのワイヤ６本をＳ方向に撚り合わせ
て１×３（０．２０）＋６（０．３８）構造のスチール
コード（撚りピッチ：１×３は１０．０ｍｍ、＋６は１
８．０ｍｍ）を製作した。使用したワイヤの関係は以下
のとおりである。芯は芯ストランド、側は側ストランド
を示す。 実施例１５…芯：実施例５のワイヤ，側：実施例１３の
ワイヤ 実施例１６…芯：実施例５のワイヤ，側：実施例１４の
ワイヤ 比較例１４…芯：比較例６のワイヤ，側：比較例１３の
ワイヤ 従来例６…芯：従来例２のワイヤ，側：従来例５のワイ
ヤ 以上のスチールコードについての特性を表６に示す。

【００３６】

【表６】

【００３７】この表６から本発明は撚り線性、強度、耐
疲労性および撚り効率で良好な特性が得られていること
がわかる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明した本発明の請求項１と請求項
２によるワイヤによれば、Ｃ含有量０．８０〜０．８９
重量％の線材を用いながら、従来の普通高強度ワイヤよ
りも約２０％、高強度材よりも約１０％強度の高い超高
強度を有し、しかも靭性も良好であるため耐疲労性もよ
く、コードとする場合の撚り効率の低下を少なくするこ
とができ、良好な特性のスチールコード用材料を提供で
きるというすぐれた効果が得られる。また、請求項３に
よれば、ゴム製品に対する補強効果が高くコスト低減と
軽量化を実現することが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】ワイヤ直径と引っ張り強さの関係を示す線図で
ある。

【図２】(a)は一方向捻り-トルク試験における捻回-ト
ルク曲線を示す線図であり、(b)は本発明による捻り-ト
ルク試験における捻回-トルク曲線を示す線図である。

【図３】本発明に使用する引抜き用ダイスの断面図であ
る。

【図４】本発明に使用する最終引抜き用ダイスの断面図
である。

【図５】捻り-トルク試験機の概要を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 固定側の掴み具 ２ 可動側の掴み具 ４ ワイヤ Ｔ 捻り弾性限でのトルク値 ｔ 低下部でのトルク値の最小値

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６０Ｃ 15/04 7310−4Ｆ Ｂ２９Ｃ 67/14 Ｘ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炭素を０．８０〜０．８９重量％含有する
   炭素鋼線材を使用し、所定中間径まで伸線した後熱処理
   とめっき及び伸線を施して得られるスチールワイヤであ
   って、スチールワイヤの引張強さが下記式を満足し、し
   かも一方向捻り後、逆方向捻りを与える捻回−トルク試
   験でのトルクの低下率が７％以内の範囲にあることを特
   徴とするゴム補強用超高強度スチールワイヤ。 Ｙ≧−２００ｄ＋４００ ［Ｙ：引張強さ（ｋｇｆ／ｍｍ²）、ｄ：スチールワイ
   ヤ直径（ｍｍ）］
2. 【請求項２】スチールワイヤが下記の湿式伸線条件で製
   造されたものである請求項１に記載のゴム補強用超高強
   度スチールワイヤ。 引抜き用ダイスとして、アプローチ角２αが８〜１０
   °、ベアリング長さが０．３ｄ₁（但し、ｄ₁は引抜き孔
   径）であり、かつ少なくとも最終引抜きダイスとこれよ
   り上流の数個のダイスのニブが焼結ダイヤモンドからな
   るものを用いる。 最終引抜きを２枚のダイスを直列に並べたダブルダイ
   スを使用して行い、出口側ダイスでの引抜き減面率１．
   ２〜３．９％のスキンパスとする。 スキンパス直後のスチールワイヤ温度を１５０℃以下
   に制御する。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載のスチール
   ワイヤを複数本撚り合わせたこと特徴とするゴム補強用
   超高強度スチールコード。