JPH08284081A

JPH08284081A - ゴム補強用スチールコード及びラジアルタイヤ

Info

Publication number: JPH08284081A
Application number: JP7108009A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Oguro; 義之小黒; Kazuo Matsumaru; 一夫松丸
Original assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1995-04-07
Filing date: 1995-04-07
Publication date: 1996-10-29

Abstract

(57)【要約】【目的】ゴム浸透性が良好で、耐食性と耐セパレーショ
ン性にすぐれ、また取扱いが容易でタイヤ製造時の加工
もしやすいゴム補強用のスチールコードを提供する。【構成】１＋２構造のスチールコードで、芯素線の型付
率と周りの２本の素線の型付率とが一定範囲であり、か
つ素線の撚り合せ前の引張強さがＹ≧−２００ｄ＋４０
０を満足し、かつ一方向捻り後、逆方向捻りを与える捻
回−トルク試験においてトルクの低下率が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
ベルト等の補強に用いられるスチールコード及びこれを
補強材として使用したラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車用ラジアルタイヤのベルト
部には補強材として複数本の素線を撚り合せたスチール
コードが使われている。このスチールコードは高強度や
高耐久性が要求されるが、さらにコード表面とゴム間で
よく接着しているだけでなく、コード内部までゴムがよ
く浸透してコード内面とゴム間で十分接着した複合体と
なることが要求される。その理由は、車両走行中にタイ
ヤが石や金属片を踏み込んだりして傷が付き、この傷が
スチールコードにまで達すると、この傷から水が浸入し
てスチールコードを錆びさせるが、スチールコードの内
部にゴムの浸透していない中空部が連続していると、こ
の中空部を水が伝播して錆が広がり、タイヤ中でコード
とゴム間のセパレーション現象が発生してタイヤの機能
を大きく低下させたり、その寿命を低下させてしまうか
らである。

【０００３】従来、乗用車のラジアルタイヤ用のスチー
ルコードとしては、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すよう
に３〜５本の素線を同一ピッチで同方向に同時にタイト
に撚り合せた１×ｎ構造（特に１×４、１×５が大勢を
占めている）が一般的であった。しかし、これらスチー
ルコードは、その断面形状から明らかなように素線間に
隙間がほとんどないため、タイヤ成形後の加硫工程にお
いてゴムがコード内部まで浸透することが困難で、内部
に中空部が連続して残ってしまう。このため前述したよ
うな問題を生じさせていた。この問題を解決するため、
全素線に１００％を越える過大な型付けを施し、それら
素線をルーズに撚り合せたいわゆる１×ｎのオープン撚
り構造のスチールコードが提案されており、それらは図
２(ａ)(ｂ)(ｃ)のような断面をなしている。しかしなが
ら、この構造は素線同士をルーズに撚り合せており、ま
たゴム浸透を確保するため型付け率を過大にしてルーズ
度を大きくしていることもあって、低荷重時の伸び量が
タイト撚りに比べて大きくなってしまう。しかもオープ
ン撚りスチールコードは製造工程において低荷重時伸び
の均一なコードにコントロールすることがが難しいとい
う基本的問題がある。さらに、タイヤ製造工程において
は、カレンダー工程で多本数のコードを所定の張力（低
荷重）をかけながら平行に引き揃えてロールを用いて上
下からゴムコンパウンドを圧力を掛けながらシート状に
張りつけてコード入りゴムシートを製作し、その後、こ
のカレンダーシートを一定間隔で裁断し、バイアスにな
るようつなぎあわされる。この裁断時にコードに残って
いる張力が開放されてコードが縮むのでこの縮み量が大
きく、またスチールコード１本１本の縮み量にバラツキ
があると裁断面が不揃いになったり、裁断したゴムシー
トが凸凹状となってしまい、裁断シートのつなぎ合わせ
が正確にできなくなり、ラジアルタイヤになった時に転
がりのバランスが悪くなったりする等の欠点が生じやす
い。

【０００４】一方、最近、自動車の燃費問題からタイヤ
に対して軽量化の要求が強まり、これに呼応して補強材
であるスチールコードに対しても軽量化が要求されてい
る。そのため、スチールコードとしては、前述のように
ゴム浸透性が良いこと、製造しやすいこと、タイヤの製
造において取り扱い易い補強材であることに加えて、よ
り少ない素線本数から構成されることが要求されてい
る。しかし、コードを構成する素線本数を少なくするた
めコード強力を保持すべく素線径を大きくすると、線径
効果により耐疲労性は低下してしまう。従って素線径の
増加を極力少なくしまた耐疲労性を向上させるためにも
素線の強力をより高くすることが好ましいといえる。従
来、炭素を０．８０〜０．８９重量％含有する炭素鋼線
材を用いて、図３のように素線を引張強さ：Ｙ＝−２０
０ｄ＋３６５（ｋｇｆ／ｍｍ²）（ｄは素線径：ｍｍ）
からＹ＝−２００ｄ＋３８５（ｋｇｆ／ｍｍ²）程度に
したものが実用化されているが、これでは軽量化の実現
にいまだ十分ではなかった。

【０００５】軽量化の効果を高めるにはさらに高強度の
素線が必要であり、前記範囲以上に強度を上げる方法と
しては、０．８９％を超える炭素含有量の線材を用いる
ことが通常考えられるが、線材のコストも上がり、また
素線製造工程における熱処理等も難しい等の問題があ
る。したがって、線材の炭素含有量を増やさないで高強
度化を達成することが好ましいが、素線製造工程におい
てより高い伸線加工度をとらなければならなくなり、こ
うすると素線の靭性が劣化してしまい、伸線工程や撚り
線工程で断線が多発して実用的に素線やスチールコード
が生産できなくなったり、スチールコードの耐疲労性も
劣化してこれを使ったタイヤも寿命面で問題が起きるこ
とになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来のタイト
撚り構造さらにはオープン撚り構造のスチールコードの
欠点を解消するために研究して創案されたもので、その
第１の目的は、ゴム浸透性が良好で、耐食性と耐セパレ
ーション性にすぐれ、また取扱いが容易でタイヤ製造時
の加工もしやく、かつ超高強度を有し、耐疲労性や剛性
もすぐれ、タイヤ軽量化の実現にも効果的で安価なスチ
ールコードを提供することにある。さらに本発明の第２
の目的は、転がり安定性が良好で、寿命が長く、適切な
軽量化が可能なラジアルタイヤを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため本発明は、３本の素線からなるスチールコードに
おいて、その断面において中央部に１本の芯素線を配
し、該中央部素線の周りに２本の側素線を螺旋状にルー
ズに巻き付けてなり、該芯素線の型付率と周りの２本の
素線の型付率とが下記の式(1),(2)を満たし、さらに前
記各素線が原料として炭素含有量が０．８０〜０．８９
重量％の炭素鋼線材を熱処理、めっきおよび伸線して得
られたものにしてしかも各素線の撚り合せ前の引張強さ
が下記の式(3)を満足し、かつ一方向捻り後、逆方向捻
りを与える捻回−トルク試験においてトルクの低下率が
７％以内の範囲にある構成としたものである。８０．０≦Ａ≦９５．０ …(1) −０．７００Ａ＋１９０≦Ｂ≦１５０ …(2) Ｙ≧−２００ｄ＋４００ …(3) 但し、Ａ：芯素線の型付け率（％）、Ｂ：側素線それぞ
れの型付け率ｂ₁，ｂ₂の平均値（％）、Ｙ：引張強さ
（ｋｇｆ／ｍｍ²）、ｄ：直径（ｍｍ）より好ましくは、周りに巻き付けた２本の素線の型付け
率が下記式を満足する構成である。 −０．７００Ａ＋２０１≦Ｂ≦１５０

【０００８】また、第３の目的を達成するため本発明
は、前記いずれかのチスールコードをベルト部の補強材
として使用した構成としたものである。

【０００９】

【作用】本発明の請求項１，２においては、スチールコ
ードは３本の素線からなり、しかも１本の素線を中央部
に配し、この周りに２本の素線を螺旋状にルーズに撚り
合せた１＋２構造としているため、３本の素線が隣接し
あった閉鎖輪郭部分が生じない。しかも、中央部の素線
の型付率Ａ（％）を８０．０〜９５．０の範囲とする一
方、周りに巻き付けた２本の素線の型付け率の平均値Ｂ
（％）をＡとの関係において−０．７００Ａ＋１９０≦
Ｂ≦１５０より好ましくは−０．７００Ａ＋２０１≦Ｂ
≦１５０の範囲としている。このため、外力を受けたと
きに芯の素線と側の素線が同一挙動を示さず、加硫時な
どにおいてスチールコードに張力がかかったときに、型
付けの小さい芯の１本の素線がスチールコードの伸びを
低く抑えて素線間の隙間を確保する。また、側素線の撚
り込み長さのバランスがよいとともにコード長手におい
て互いに離間する部分が必ず生ずる。このため素線間の
隙間が安定しており、芯素線と側素線のそれぞれの周り
へゴムがよく行き渡り、ゴムとの付着面積が大きくする
ことができ、耐食性、耐セパレーション性にすぐれたた
ものとなる。また同じ理由により、コードの低荷重時の
伸び(0.30kgf-1.63kgf負荷間の伸び量)を低く抑えるこ
とができるため、取扱い性のよいものとなる。

【００１０】さらに本発明においては、スチールコード
の素線として、炭素含有量が０．８０〜０．８５重量％
の炭素鋼線材を用いて作られているため、この面で製造
コストの増大をもたらさない。また引張り強さがＹ≧−
２００ｄ＋４００ｋｇｆ／ｍｍ²の高強度を有するた
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
含有量から、−２００ｄ＋４３０ｋｇｆ／ｍｍ²程度ま
で可能である。しかも、靭性に関して適切な評価法と尺
度がなかったが、本発明では良否判断の手段として一方
向ねじりと逆方向ねじりによるねじり試験を採用し、こ
の試験での捻回−トルク曲線においてトルク低下率を０
〜７％の範囲にあるものを靭性良好としている。このた
め、超高強度と靭性を兼ね備え撚り効率が良好で耐疲労
性も良好な素線となり、これを使用して前記のように所
定の型付け率の条件で１本の素線を中央部に配し、この
周りに２本の素線を螺旋状にルーズに巻き付けた１＋２
構造とすることにより、前記作用に加えて高強度、高靭
性および耐疲労性にすぐれた軽量なかつ低コストなスチ
ールコードとすることができる。

【００１１】本発明の靭性良否判断法は、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
り、ここで一旦回転を止め、その後逆方向（たとえば反
時計方向）にねじ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
ねじり方式による捻回−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７（ａ）のように一方
向にねじって捻回−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チー
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。

【００１２】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。そこ
で、本発明者は、直径や材質を異にする多数のワイヤに
ついて図７(b)のように一方向−逆方向にねじってその
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
験においてトルク低下率が０〜７％の範囲にあるワイヤ
はそれ自体強度も高く、靭性も良好で、スチールコード
製造工程においても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
ねじり過程でトルク不良が現われないものの、逆方向ね
じり過程で８％以上のトルク低下が生じたワイヤは、靭
性が明らかに劣化しており、疲労性の改善がいまだ不十
分となっていた。そしてスチールコード製造工程におい
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ず、
耐疲労性の改善も十分でなかった。

【００１３】前記トルク低下率△Ｔは、図７（ｂ）の捻
回−トルク曲線において、最初の一方向捻りでのねじり
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、逆方向ねじりでの低下部の最小トル
クを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、したがって、一般的にトルク低下率△Ｔ＝７％が
トルク異常低下の分水嶺であり、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して捉えるものであ
る。

【００１４】以下本発明を添付図面に基いて詳細に説明
する。図４と図５は本発明によるゴム補強用スチールコ
ードの一例を模式的に示している。Ｗａは１本の芯素
線、Ｗｂ，Ｗｂは２本の側素線であり、芯素線Ｗａを中
心部に配し、これの周りに側素線Ｗｂ，Ｗｂを一定のピ
ッチでルーズに巻き付けた１＋２構造となっている。こ
の例では各素線は直径０．２０〜０．４０mm程度の範囲
で同一径となっている。しかし本発明は必ずしもこれに
限定されるものではなく、たとえば芯素線Ｗａが側素線
Ｗｂ，Ｗｂよりも相対的に細径あるいは太径というよう
に異なる径となっていてもよく、これも本発明に含まれ
る。巻き付け方向はＳ方向、Ｚ方向のいずれでもよく、
巻き付けピッチは通常５０〜６０d(dは素線径)程度とす
ることが好ましい。前記芯素線Ｗａはほとんど捻じられ
ていない。また型付け率Ａが８０．０〜９５．０％とな
っており、これに対して側素線Ｗｂ，Ｗｂは型付け率が
大きく、平均型付け率Ｂが芯素線１ａの型付け率Ａとの
相関で次式を満たしている。 (−０．７００Ａ＋１９０)〜(−０．７００Ａ＋２０１)
≦Ｂ≦１５０

【００１５】ここで「型付け率」とは、スチールコード
を解いて図６に示すように素線の山高さＨを測定し、コ
ード直径（外接円径）をＤとしたときの、Ｈ／Ｄ×１０
０（％）のことであり、「平均型付け率」とは側素線２
本のそれぞれの型付け率をｂ₁，ｂ₂として（ｂ₁＋ｂ₂）
／２である。ここで型付け率を限定したのは、芯素線Ｗ
ａについてはその型付け率が８０％未満であるとゴム浸
透性が不安定域になって悪くなり、一方、型付け率が９
５％を越えると低荷重時の伸びが急に高くなってしまう
からである。また、側素線Ｗｂ，Ｗｂについては、２本
の型付け率の平均値Ｂが−０．７００Ａ＋１９０（％）
未満の範囲ではゴム浸透性が悪くなるためである。一
方、側素線Ｗａ，Ｗａの型付け平均値Ｂが１５０％を越
えると、各素線の撚り込み長さのバランスが極端に悪く
なり、引張試験において破断荷重が低下するなどの不具
合が生じやすく好ましくないため上限を限定したもので
ある。このようなコード構造と型付け率の規定により、
芯の素線Ｗａと側素線Ｗｂ，Ｗｂは外力を受けたときに
同一挙動を示さず、低荷重付加時すなわち０．３０ｋｇ
ｆと１．６３ｋｇｆ間のスチールコードの伸びは０．１
０〜０．１５％程度になり、オープン撚りコードに比べ
て非常に低く抑えることができる。このため、タイヤ成
形時の加硫工程でスチールコードに張力がかかってもコ
ード素線間の隙間が的確に確保され、安定なゴム浸透性
を実現することができ。また、タイヤ構造においても安
定した寸法精度のバランスのよいタイヤが得られるもの
である。

【００１６】図４は前記したスチールコードの１ピッチ
分を４分割した各位置での断面形状を模式的に示してい
る。単純に３本の素線を一度に撚り合わせた場合には図
１に示すような断面形状になるが、本発明では１本の芯
素線Ｗａの周りに２本の側素線Ｗｂ，Ｗｂを螺旋状に巻
き付けているため、いずれの断面位置においても３本の
素線Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｂが隣接しあった閉鎖輪郭部分が生
じておらず、必ず１か所以上に隙間ｓが形成される。し
かも、側素線Ｗｂ，Ｗｂは予め１００％を大きく超える
型付けを施しているため、図５のようにコード長手方向
においても互いに離間する部分が生じ、これによって隙
間ｓが創成される。したがって、芯素線Ｗａと側素線Ｗ
ｂ，Ｗｂのそれぞれの周りにゴムがよくゆき渡るように
ゴムとの付着面積を大きくすることができる。

【００１７】前記スチールコードを構成する素線Ｗａ，
Ｗｂ，Ｗｂは、Ｃ量が０．８０〜０．８９重量％の炭素
鋼線材を使用し、これを所定中間径に伸線し、熱処理・
めっき・めっき拡散を施した後乾式伸線を行い、次いで
目的線径まで湿式伸線を行なって得られたものが適して
いる。炭素鋼線材の炭素含有量の下限を０．８０％とし
たのは、これを下回る炭素量では、後述するような好適
な最終伸線条件を採用しても、引張り強さがＹ≧−２０
０ｄ＋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。
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。

【００１８】そして、素線Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｂは引張り強
さがＹ≧−２００ｄ＋４００（ｋｇｆ／ｍｍ²）であっ
ても良好な靭性を備えているものでなければならない。
その靭性は捻回−トルク試験において一方向だけの捻り
ではトルク低下の発生がないものでも、逆方向に捻り返
すとトルクの低下が起こるものもあり、これについては
靭性が良好であるとは言えず、撚り線工程で破断が発生
したり、撚り加工による強度低下が大きかったりし、ま
た耐疲労性も十分でない。そこで所定回数の一方向捻り
とその後の逆方向捻りを与えた撚回−トルク試験におい
てトルクの低下率が７％以内の範囲にあるものだけを靭
性良好とするものである。かかる靭性判定基準を採用す
ることにより、すぐれた強度と靭性を兼ね備えた素線と
することができ、前記したコード構造と型付け率との相
乗効果により軽量でゴム浸透性がよく、取扱性も良好
で、低コストという理想的なスチールコードとすること
ができるものである。

【００１９】上記のような靭性が良好で超高強度の素線
を製造する方法を説明すると、前記炭素鋼線材は直径が
４．０〜５．５ｍｍ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程度の中間線材を得る。
この段階でパテンティング熱処理を行う。これはたとえ
ばガス式や直火式などの加熱炉において９００〜９６０
℃に加熱しオーステナイト化した後、加熱流動砂又は溶
融鉛で冷却するパテンティング炉中で４８０〜５６０℃
程度に加熱し、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。この時の線の強度は１
２８〜１３５ｋｇｆ／ｍｍ²程度にすることが好まし
い。次いでこの線はめっき前処理槽内で電解酸洗され、
表面の酸化皮膜を除去する。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、この線を加熱流動砂を使った
拡散炉中に通すか、又は線に直接通電して加熱し、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線を得る。この拡散処理においては
約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、線の引張り強
度を低下させない範囲内でα真鍮ができるだけ多くなる
ような加熱温度と時間を選ぶことが好ましい。

【００２０】そして前記最終原料線を連続湿式伸線して
目的径例えば０．２０〜０．４０ｍｍのめっき付き素線
を得る。この湿式伸線においては、前記のような一方向
-逆方向捻り試験でのトルク低下率が７％以内の超高強
度の素線を得るため、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つないだ
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％としたスキンパスを行う。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。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。

【００２１】これらの条件を詳しく説明すると、図９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°としたものであり、これは同時に前記アプローチ角
度により加工硬化度を大きくすると共に、伸線加工限界
を高める効果がある。加工硬化度を高くするのはＣ量が
０．８０〜０．８９％材で超高強度を出すためには総加
工度を高くしなければならずそのままでは加工限界を超
えてしまうからであり、そこで前記アプローチ角度にし
て加工限界を高め、しかも１パスごとの加工硬化を高く
して相対的に総加工度を低く抑えるものである。しか
し、アプローチ角が８°より小さくなると原料線の引抜
き抵抗が高くなり過ぎるため不可である。また、ダイス
のベアリング長さｌを規定したのは、慣用の０．５ｄ₁
程度では引抜き抵抗が大きくなるため発熱が著しくな
る。そこで原料線との接触面積を小さくすることで引抜
き力を低減し、原料線の発熱を抑えるようにしたもので
ある。

【００２２】図１０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５
ｂ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理由
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
モンドが非常に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。焼結ダイヤモンド
ニブはそれ自体の価格はかなり高いが引抜きによる孔径
の広がりがほとんど起こらず、寿命も非常に長く、ダイ
ス交換の手間と時間や生産停止時間を節減できるため、
総合的には安価となる。

【００２３】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伸線を行うのは、伸線加工中
に蓄積される原料線表面の引張りの残留応力を緩和する
と共に、仕上げダイス通過直後の原料線の温度を低く抑
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
素線の温度を熱流束式温度測定器での測温温度で１５０
°Ｃ以下に制御するのは、スキンパスの採用と併せて時
効による素線の脆化を防ぐこためである。素線温度を低
く抑えるには、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、温度計測器によって潤滑液を連続測
温して潤滑液温度を例えば操業中３５℃以下に保たれる
ように冷却機の能力を調整すればよい。以上のような条
件での湿式伸線により超高強度かつ良好な靭性の素線を
得ることができる。

【００２４】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。［具体例１］原料として次の３種の炭素鋼線材を使用し
た。いずれも成分は重量比であり、残部は鉄及び不可避
的不純物である。Ｃ：０．８２、Ｓｉ：０．２０、Ｍｎ：０．５１Ｃ：０．８４、Ｓｉ：０．２１、Ｍｎ：０．５３Ｃ：０．８７、Ｓｉ：０．２３、Ｍｎ：０．５０これらの線材を連続乾式伸線し、所定の中間径まで加工
した。更にこれを微細パーライト組織になるよう熱処理
した後、ゴムと加硫接着させるため、所定の組成の真鍮
めっき付き最終原料とした。この原料を湿式伸線して直
径０．２８ｍｍの超高強度ワイヤを製作し、その後、バ
ンチャー式撚り線機を用いて、１＋２（巻き付け方向：
Ｓ、ピッチ：１６ｍｍ）構造のスチールコードを製作し
た。

【００２５】この湿式伸線で数種類の条件をかえて素線
（ワイヤ）を製作し、それぞれ実施例１〜６及び比較例
１〜４とし、更に従来の高強度材で製作した１＋２構造
を比較例５とし、また１×３ルーズオープン（撚り方
向：Ｓ、ピッチ：１６ｍｍ）構造を従来例１とした。ま
た上記超高強度ワイヤを用いて同じく１×３ルーズオー
プン構造のスチールコードを製作し、比較例６とした。
これらの条件及びワイヤとコードの特性を表１と表２に
示す。

【００２６】［具体例２］原料として、具体例１のの
炭素鋼線材を用いて直径０．３２ｍｍのワイヤを作り、
これを用いて同じく１＋２(巻き付け方向:S、ピッチ：
１８mm)構造のスチールコード実施例７，８および比較
例７〜９を製作した。また、従来の高強度材で製作した
１×３ルーズオープン（撚り方向：Ｓ、ピッチ：１８ｍ
ｍ）構造を従来例２とした。これらの条件及びワイヤと
コードの特性を表３に示す。また、側素線の平均型付け
率と芯素線の型付け率によるゴム浸透性の関係を測定し
た結果を図１１に示す。図１１によると芯素線の型付け
率Ａおよび側素線の型付け率平均値Ｂともに大きくなる
ほどゴム浸透性がよくなる。また芯素線の型付け率Ａが
８０％以下ではゴム浸透不安定域になっている。

【００２７】なお、表１ないし表３において、「捻回−
トルク試験」は図８の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は素線直径、ｍ
ｍ）として直線状素線Ｗを掴み、固定側に一定の重りを
吊り下げて軽く張力を掛けながら、可動側の掴み具７を
モーター９により３０ｒｐｍの速度で回転させて一方向
に素線を１０回転捻った後、一旦回転を止め、更に逆方
向に素線が破断するまで前記捻り速度で捻り返しを行
い、捻回−トルク曲線をとって判定したもので「一方向
−逆方向捻り試験結果」の○はトルク低下率△Ｔが０〜
７％のもの（良好）を指し、×はトルク低下率が８％以
上のもの（不良）を示す。「撚り効率」はコードの実際
強度を撚り合わせる前の素線の集合強度で除して、１０
０をかけた値である。「曲げ剛性指数」は長さ７０ｍｍ
のコードサンプルについて一定角度の曲げを与え、これ
に要する曲げモーメントの大きさを求めるものでそれぞ
れの表について従来例を１００として指数で表した。
「耐疲労性指数」はスチールコードをゴム中で加硫した
帯状のサンプルを千鳥状に配置した一定直径の３ケのロ
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往復させてサンプルに繰り
返し曲げを与えてコードが破断するまでの繰り返し数を
判定した結果であり、それぞれの表について従来例を１
００として指数で表した。「ゴム浸透性」は直線状にし
たコードを１ｋｇｆの張力下でゴム中に加硫してサンプ
ルを作製した後、このコードを長手方向で分解し、ゴム
の浸透度を目視で観察し、コード中心部までゴムが完全
に覆われているものを１００％として判定した。「撚り
線性」の◎は問題なし、△は断線あり、×は断線多発を
示している。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】

【表３】

【００３１】上記表１ないし表３および図１１から明ら
かなように、実施例１ないし実施例８はゴム浸透性が良
好であり、しかも低荷重時の伸びが小さくて良好であ
る。これはコード構造によりコードに張力がかかっても
型付け率の小さい芯素線がコードの伸びを低く抑えるた
め素線間の隙間を確保でき、かつ適正な型付け率である
ことにより隙間が安定した最適範囲に収まっためであ
る。しかも、実施例１ないし実施例８は撚り効率、疲労
性および剛性も良好である。これはスチールコードにお
ける素線を特定の湿式伸線条件で製造したことにより、
超高強度と良好な靭性を備えているためである。これに
対して比較例１は芯素線の型付けが不足しているためゴ
ム浸透性が悪く、比較例２〜４は同じく芯素線の型付け
率が不足しているためゴム浸透性が悪いうえ、湿式伸線
条件が不適であるため靭性が不足して撚り線性が悪かっ
たり撚り効率が低下したり、耐疲労性の改善が十分でな
かったり、あるいはむしろ低下したりしてよくない。比
較例７〜９は靭性の面では良好であるが、いずれも型付
け率が適正範囲を外れている。比較例７においては芯素
線の型付け率が大き過ぎて低荷重時の伸びが大きくて好
ましくない。また比較例８，９は芯素線の型付け率が不
足してゴム浸透性が悪い。比較例６および従来例１，２
のルーズオープン構造は低荷重時の伸びが大きく、比較
例５および従来例１，２は高強度コードであって本発明
の超高強度コードに比べて強度はもちろん耐疲労性にお
いても大きく劣るものになっている。

【００３２】

【発明の効果】以上説明した本発明の請求項１，２によ
るときには、素線間に確実で安定した隙間を形成できる
ため、ゴム浸透性が安定しており、また低荷重時の伸び
も少ないためゴムとの複合作業時の取扱いが容易であ
り、さらに製造も容易である効果が得られ、しかも、ス
チールコードを構成する素線が超高強度でしかも良好な
靭性があるため、コード製造時の強度の低下が少なく高
い強度効率を確保することができ、これにより前記効果
に加えて耐疲労性および剛性も良好で、補強性能を十分
に発揮できるというすぐれた効果が得られる。請求項３
よれば、転がり安定性のよい寿命が長く軽量なタイヤを
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】従来のスチールコードの断面図である。

【図２】従来のスチールコードの断面図である。

【図３】従来のスチールコードと本発明のスチールコー
ドの素線直径と引張り強度の関係を示す線図である。

【図４】本発明によるスチールコードを模式的に示す拡
大側面図である。

【図５】図４のスチールコードの１ピッチ分を４分した
各位置の断面図である。

【図６】型付け率の説明図である。

【図７】（ａ）は一方向捻回−トルク曲線図、（ｂ）は
一方向・逆方向捻回−トルク曲線図である。

【図８】一方向・逆方向捻回−トルク試験方法の説明図
である。

【図９】本発明が連続湿式伸線工程で使用する引抜きダ
イスの断面図である。

【図１０】本発明が連続湿式伸線工程で使用する最終引
抜きダイスの断面図である。

【図１１】芯素線および側素線の型付け率とゴム浸透性
の関係を示す線図である。

【符号の説明】

Ｗａ芯素線Ｗｂ側素線ｓ隙間Ａ芯素線の型付け率Ｂ側素線の平均型付け率 △Ｔトルク低下率

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３本の素線からなるスチールコードにおい
て、その断面において中央部に１本の芯素線を配し、該
中央部素線の周りに２本の側素線を螺旋状にルーズに巻
き付けてなり、該芯素線の型付率と周りの２本の素線の
型付率とが下記の式(1),(2)を満たし、さらに前記各素
線が原料として炭素含有量が０．８０〜０．８９重量％
の炭素鋼線材を熱処理、めっきおよび伸線して得られた
ものにしてしかも各素線の撚り合せ前の引張強さが下記
の式(3)を満足し、かつ一方向捻り後、逆方向捻りを与
える捻回−トルク試験においてトルクの低下率が７％以
内の範囲にあることを特徴とするゴム補強用スチールコ
ード。８０．０≦Ａ≦９５．０ …(1) −０．７００Ａ＋１９０≦Ｂ≦１５０ …(2) Ｙ≧−２００ｄ＋４００ …(3) ［Ａ：芯素線の型付け率（％）、Ｂ：側素線それぞれの
型付け率ｂ₁，ｂ₂の平均値（％）、Ｙ：引張強さ（ｋｇ
ｆ／ｍｍ²）、ｄ：直径（ｍｍ）］
【請求項２】中央部素線の型付け率とこの素線の周りに
巻き付けた２本の素線の型付け率が下記の式(4)、(5)を
満たす請求項１に記載のゴム補強用スチールコード。８０．０≦Ａ≦９５．０ …(4) −０．７００Ａ＋２０１≦Ｂ≦１５０ …(5)
【請求項３】請求項１、２に記載のいずれかのスチール
コードをベルト部の補強に用いたことを特徴とするラジ
アルタイヤ。