JPH08284082A

JPH08284082A - ゴム補強用スチールコード及びラジアルタイヤ

Info

Publication number: JPH08284082A
Application number: JP7108286A
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】安定したゴム浸透性を有し、また低荷重時の伸
びを低く抑えて取扱いが容易でタイヤ製造時の加工もし
やすく、しかも超高強度と良好な靭性によって耐疲労性
や剛性もすぐれ、タイヤの軽量化の実現に効果的なゴム
補強用スチールコードを提供する。【構成】オープン撚り１×３構造のスチールコードであ
り、素線として炭素含有量が０．８０〜０．８９重量％
の炭素鋼線材から作られ撚り合せ前の引張強さが−２０
０ｄ＋４００ｋｇｆ／ｍｍ²以上でかつ一方向捻り後、
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％以内の範囲にあるものを使用し、１本の素
線の型付率が９５〜１００％の範囲にあり、他の２本の
素線のそれぞれの型付率の平均値が１２０〜１４５％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
よく接着ししかも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、各素線に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率をより過大にし
てルーズ度を大きくしていることから、低荷重時の伸び
量が大きい。このため、スチールコード製造工程におい
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、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】さらに、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
増加を極力少なくするため、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：Ｚ＝−２００ｄ＋３６５（ｋｇｆ／ｍ
ｍ²）（ｄは素線径：ｍｍ）からＺ＝−２００ｄ＋３８
５（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】したがって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る。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。よ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、
素線の靭性が劣化してしまう。しかも従来では靭性が良
好であるかどうかの適切な判定基準がなかった。このた
め、素線が製造できたとしても撚り線工程で断線が多発
して実用的に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り、実際上、軽量化
の実現が困難であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来のタイト
撚りおよびオープン撚りの１×３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
の目的とするところは、安定したゴム浸透性を有し、ま
た低荷重時の伸びを低く抑えて取扱いが容易でタイヤ製
造時の加工もしやすく、しかも超高強度と良好な靭性に
よって耐疲労性や剛性もすぐれ、タイヤの軽量化の実現
に効果的なゴム補強用スチールコードを提供することに
ある。また、本発明の第２の目的は、転がり安定性が良
く、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本の素線を同一方向，同一ピッチで
同時に撚り合わせてなるスチールコードにおいて、炭素
含有量が０．８０〜０．８９重量％の炭素鋼線材から作
られしかも各素線の撚り合せ前の引張強さが下記式を満
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
る素線を使用し、１本の素線の型付率が９５〜１００％
の範囲にあり、他の２本の素線のそれぞれの型付率の平
均値が１２０〜１４５％の範囲にあることを構成とした
ものである。Ｚ≧−２００ｄ＋４００［Ｚ：引張強さ（ｋｇｆ／ｍｍ²）、ｄ：直径（ｍ
ｍ）］より好適には２本の素線のそれぞれの型付率の平均値が
１２７〜１４５％の範囲にあるものを使用する。

【０００８】また、第２の目的を達成するため本発明
は、前記スチ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においては、同一方向，同一
ピッチで撚り合わされた３本の素線のうち１本の素線の
型付け率を１００％以下すなわち９５〜１００％の範囲
と小さくし、他の２本の素線のそれぞれの型付け率の平
均値を１２０〜１４５％と過大にしている。このため型
付け率の小さい１本の素線がコードの低荷重伸びを抑制
し、加硫時などにおいてスチールコードに張力がかかっ
たときにも、過大な型付けにより形成した素線間の隙間
を確保することができる。また、２本の素線の最大の平
均型付け率を１４５％とし、１本の素線の型付け率の下
限を９５％としているため、撚り込み長さのバランスが
よくなり、コードの破断荷重の低下を確実に防止するこ
とができる。

【００１０】しかも、スチールコードを構成する３本の
素線が、炭素含有量が０．８０〜０．８９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Ｚ≧−２００
ｄ＋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、従来では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＋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
な所定型付け率による１×３構造とすることにより、請
求項１の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
間隔として素線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）にねじり返して素線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。しかし、この試験でトルク低下が見られない素線を
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素線につ
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％の範囲にある素線はそ
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素線は、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
ールコードは素線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】なお、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ないし図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，Ｗｂ，Ｗ
ｂはそれぞれ素線であり、それら各素線は同一撚り方向
でかつ同一撚りピッチで同時に撚り合わされた１×３構
造となっている。この例では各素線は例えば直径０．２
０〜０．４０mm程度の範囲で同一径からなっている。し
かしこれに限定されるものではなく、３本の素線のうち
１本以上が他の素線と相対的に直径を異にしていてもよ
く、これも本発明に含まれる。撚り方向はＳ方向、Ｚ方
向のいずれでもよく、撚りピッチは通常４０ｄ〜６０ｄ
（ｄは素線径）程度とすることが好ましい。前記３本の
素線Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｂのうち１本の素線Ｗａは型付率が
１００％以下である。すなわち型付け率Ｘが９５〜１０
０％の範囲となっている。これに対して他の２本の素線
Ｗｂ，Ｗｂは型付け率が大きくすなわち、その平均値Ｙ
において１２０〜１４５％となっている。

【００１５】上記した「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×１
００(％)のことであり、「平均型付け率」とは２本の素
線Ｗｂ，Ｗｂのそれぞれの型付率ｂ₁，ｂ₂とすると（ｂ
₁＋ｂ₂）／２のことである。ここで、型付け率を限定し
たのは、ゴム浸透性と低荷重伸びをバランスよく実現す
るためである。限定理由を説明すると、１本の素線Ｗａ
についてその型付け率が９５％未満であると他の２本の
素線Ｗｂ，Ｗｂとの長さのバランスか悪くなり、コード
の破断荷重が低下する。しかし１００％を超える型付け
率とすると、低荷重伸びが大きくなり、従来のオープン
スチールコードと同じ不具合が生ずる。一方、他の２
本の素線Ｗｂ，Ｗｂについては、型付け率の平均が１２
０％未満であるとゴム浸透性が極端に悪くなるため下限
は１２０％より好適には１２７％である。しかし、１４
５％を越えると、前記した１本の素線Ｗａとの撚り込み
長さのバランスが悪くなり、コードの破断荷重が低下し
たり、低荷重時の伸びが大きくなってしまう。そこで上
限を１４５％に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、低荷重付加時すなわち
０．３０ｋｇｆから１．６３ｋｇｆの荷重間でのスチー
ルコードの伸びを０．１３５〜０．１６０％程度に低く
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５(a)ないし(e)は前記したスチールコー
ドの１ピッチ分を４分割した各位置ないしでの断面
形状を模式的に示している。単純に３本の素線を同時に
撚り合わせた場合には図１に示すようなコンパクト断面
形状になるが、本発明では１本の素線Ｗａの型付け率が
９５〜１００％で、他の２本の素線Ｗｂ，Ｗｂの型付け
率の平均値が１２０〜１４５％の範囲であるため、１本
の素線Ｗａはコンパクトタイプのコード直径Ｄの外接円
から半径方向に突出せず、他の２本の素線Ｗｂ，Ｗｂは
コード直径Ｄの外接円から外方に突出しつつルーズに撚
り合わされている。したがって、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、２本の素線Ｗｂ，Ｗｂは予め１０
０％を大きく超える型付けを施しているため、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、素線Ｗａと素線
Ｗｂ，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Ｚ≧−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。
その靭性は前述のように捻回−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。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。
この段階で必要に応じてパテンティング熱処理を行う。
これは、たとえばガス直火式などの加熱炉において９０
０〜９６０℃に加熱して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４８
０〜５６０℃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１２８〜１３５ｋｇｆ／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素線の温度が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８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、これよりもむしろ素線表面と
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８〜１０
°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度を高く
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９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、引き抜いた素線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
めっき付きの最終原料とした。この原料を湿式伸線して
直径０．２８ｍｍの超高強度素線を製作し、その後、バ
ンチャー式撚り線機を用いて、１×３（撚り方向：Ｓ、
撚りピッチ：１６ｍｍ）構造のスチールコードを製作し
た。

【００２５】この湿式伸線において数種類の条件をかえ
て素線を製作し、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１×３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。また上記高強度素線を用いて同じく１×３
構造のスチールコードを製作し、比較例５とした。これ
らの条件及び素線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の素線を作り、こ
れを用いて同じく１×３構造（撚り方向：Ｓ、ピッチ：
１８ｍｍ）のスチールコード実施例７，８および比較例
６〜８を製作した。また、従来の高強度素線を用いて１
×３構造のオープンコード(従来例２)を作成した。これ
らの条件及び素線とコードの特性を表３に示す。また、
素線の型付け率とゴム浸透性の関係を測定した結果を図
１１に示す。図１１によれば、ゴム浸透性は１素線の型
付率にはほとんど依存せず、他の２素線の平均型付率に
は大きく依存する。すなわち、２素線の平均型付率が１
２０％以上ではゴム浸透性良好域となり、前記平均型付
率が１２７％以上では更に良好な領域になる。

【００２７】なお、表１ないし表３において、「捻回−
トルク試験」は図１０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、
ｍｍ）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」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１００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１００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で完全に覆われ
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
好でありかつまた低荷重時の伸びも低い。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
１本の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及び比較例２は２素線の平均型付け率が不足してい
るので、ゴム浸透性が悪い。また、比較例２及び比較例
３は湿式伸線条件が不適であるため撚り線性が悪く、撚
り効率や耐疲労性が劣る。比較例４は２本の素線の平均
型付け率が高すぎてコード破断荷重が低くなったり、低
荷重時伸びが大きい。比較例５は従来の高強度材である
ため、強度が低く、また耐疲労性も劣る。比較例６及び
比較例７は１素線の型付け率が不足しているため、コー
ドの破断荷重が低くなっている。従来例１及び従来例２
は高強度材であるため、強度や耐疲労性が各実施例に比
べて劣るうえに、低荷重時の伸びが大きい欠点がある。

【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、しかもスチールコードを構成する素線が超高強度高
靭性の特性を有しているため、コードの強度の低下が少
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によれば、転がり安定性がよく、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】本発明において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９】本発明において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１０】一方向・逆方向捻回−トルク試験方法の説明
図である。

【図１１】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Ｘ１本の素線の型付け率Ｙ他の２本の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本の素線を同一方向，同一ピッチで同時
に撚り合わせてなるスチールコードにおいて、炭素含有
量が０．８０〜０．８９重量％の炭素鋼線材から作られ
しかも各素線の撚り合せ前の引張強さが下記式を満足
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
ものを素線として使用し、１本の素線の型付率が９５〜
１００％の範囲にあり、他の２本の素線のそれぞれの型
付率の平均値が１２０〜１４５％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。Ｚ≧−２００ｄ＋４００［Ｚ：引張強さ（ｋｇｆ／ｍｍ²）、ｄ：直径（ｍ
ｍ）］
【請求項２】他の２本の素線のそれぞれの型付け率の平
均値が１２７〜１４５％の範囲にある請求項１に記載の
ゴム補強用スチールコード。
【請求項３】請求項１または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。