JPH10221233A

JPH10221233A - 捻回試験方法及び捻回試験装置

Info

Publication number: JPH10221233A
Application number: JP9025427A
Authority: JP
Inventors: Masuhiro Fujita; 益啓藤田
Original assignee: Bridgestone Metalpha Corp
Current assignee: Bridgestone Metalpha Corp
Priority date: 1997-02-07
Filing date: 1997-02-07
Publication date: 1998-08-21
Anticipated expiration: 2017-02-07
Also published as: JP3875336B2

Abstract

(57)【要約】【課題】試験片の撚線工程時の断線の有無や試験片の
耐疲労性を精度よく評価する。【解決手段】捻回試験装置１０では、把持具２２Ａ、
２２Ｂによって固定された金属線２４に対し、シーケン
シャル回路によって、一方向及び逆方向での所定の回転
を繰り返し行う。また、捻回試験装置１０は、捻回によ
り金属線２４が破断することを検知可能なＡＥセンサを
備えることにより、ＡＥセンサからの信号に応じて金属
線２４の破断時にモータ１６の回転が自動的に停止可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、捻回試験方法及び
捻回試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、銅線、鋼線等の金属線に対する捻
回試験方法には、試験片となる例えば鋼線を所定の掴み
問隔で掴んで鋼線の軸線方向に軽く張力をかけながら、
一定速度で一方向に破断するまで捻るという方法が用い
られていた。しかし、この試験法には、捻りを与えてい
る際に試験片である鋼線に縦割れの亀裂を生ずると、破
断までの回数が増加して、見掛けの疲労寿命評価が良好
という結果が得られてしまうという問題点がある。

【０００３】これを解消するために、捻回時のトルクを
測定し、縦割れを生ずるとトルクが低下することで疲労
寿命を判定する方法が提案されている。

【０００４】また、ワイヤジャーナル誌（WIRE JOURNAL
INTERNATIONAL）１９巻６号（1986）57貢〜67頁には、
銅線材の延性や伸線性を評価するために、一方向に回転
させて銅線材に所定の捻りを与え、次いで逆方向に回転
させて銅線材を破断するまでを評価する捻回試験法や、
一方向に回転させて銅線材に一定回数の捻りを与え、次
いで一定回数の逆回転を与えて銅線材の捻りを戻し、線
材表面を観察するという試験法が開示されている。

【０００５】更に、特開平８−２２６０８５号公報に
は、一方向例えば時計方向に所定回数捻った後に逆方向
例えば反時計方向に捻り返すと共に、これらの過程で捻
回−トルクを測定し、得られたトルク低下率に基づいて
評価する方法が開示されている。この方法では、反転後
にもトルクを観察し、最初の一方向ねじりでのねじり弾
性限のトルク値と逆方向ねじりでの低下部トルク値の最
小値とに基づいて得られるトルク低下率の範囲から銅線
材の耐疲労性や撚線時の断線性を評価している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法では、鋼線の表面から中心に向かって、かなりの厚さ
にわたり鋼線にひねりによる塑性変形が生じるため、そ
の厚さ方向の亀裂開始点が複数発生する。このため、こ
のような評価方法では、この複数の亀裂開始点をまとめ
て評価している可能性があり、鋼線表層部の亀裂開始点
を正確に評価することができない。この結果、鋼線の疲
労性を正確に評価することができず、高強力の鋼線を捻
る撚線工程時での断線の有無を推定し、耐疲労性を改善
させることができない。撚線時の断線の有無を推定する
ことができなければ、撚線法を用いて得られたスチール
コードやこのような鋼線で補強されたホース或いはスチ
ールコードで補強されたタイヤなどの製品耐久性を更に
向上させることができない。

【０００７】本発明は上記事実に考慮して成されたもの
であり、試験片の撚線工程時の断線の有無や試験片の耐
疲労性を精度よく評価することができる捻回試験方法及
びこのような捻回試験方法が実現可能な捻回試験装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
線状の試験片を捻回させることにより試験片を評価する
捻回試験方法において、所定の長さの前記試験片の一端
を固定し、他端を所定の回転数ずつ一方向及び逆方向に
交互に反転させながら、試験片が破断するまで回転させ
たときの反転回数に基づいて前記試験片を評価すること
を特徴としている。

【０００９】この発明によれば、一端を固定された試験
片を所定の回転数ずつ一方向及び逆方向に反転させなが
ら回転させるので、一方向に回転した後に反転して逆回
転することにより捻りが戻されて、試験片を捻回させる
ことによって生じる塑性変形が試験片内部に生じること
がない。ここで反転回数は少なくとも２回以上であり、
これにより、捻り及び捻り戻しが２回以上行われる。こ
のため、試験片の表層部に生じた亀裂開始点のみに基づ
いた破断を評価することができる。この結果、得られた
評価結果を精度よいものにすることができ、撚線工程時
での断線の有無を正確に推定し、試験片の耐疲労性を精
度よく評価することができる。これによって、この試験
片による製品耐久性を精度よく評価することができる。

【００１０】なお、捻回試験評価は、所定回転数ずつに
行われる反転回数に基づいて行ってもよく、また、請求
項２に係る発明のように、１回の連続回転数と反転回数
とから得られる総回転数に基づいて行ってもよい。ここ
で連続回転数とは、一方向又は逆方向で回転を開始して
から反転するまでの回転数をいう。このように回転手段
による総回転数に基づいて評価することにより、総回転
数を検出することができれば、特別な装置を用いること
なく簡便に評価することができる。また、反転回数より
も細かい評価値にすることができ、一層精度よく評価す
ることができる。

【００１１】試験片の破断は、例えばトルク計を用いて
検出することができるが、該試験片からのＡＥ波に基づ
いて検出してもよい。ＡＥ(acoustic emission) 波は、
固体が変形又は破壊する際の歪みエネルギーの解放によ
る弾性波を発生するＡＥ現象の際に発生する弾性波をい
う。これを用いて、試験片の破断時に試験片から発生す
るＡＥ波を電気信号に変換することによって、試験片の
破断を早期に正確に検出することができ、短時間に精度
よく評価することができる。また、破断時に移動する試
験片の移動量で検出することもできる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、線状の試験片を
所定の間隔で保持する一対の保持手段と、前記保持手段
に保持された前記試験片に所定の張力を与える張力付与
手段と、前記保持手段の一方に設けられ、前記試験片の
一端側の回転を阻止する回転阻止手段と、前記保持手段
の他方に設けられ、前記試験片の他端側に一方向及び逆
方向に交互に所定の回転数ずつの回転を与える回転手段
と、前記一対の保持手段の間に保持された前記試験片の
破断を検出する破断検出手段と、前記破断検出手段及び
前記回転手段に接続され、前記破断検出手段により前記
試験片の破断が検出されるまでの前記回転手段の反転回
数を検出する回転制御手段と、を備えたことを特徴とし
ている。

【００１３】この発明によれば、試験片を、張力付与手
段によって引っ張りながら、回転手段によって所定の回
転数ずつに一方向及び逆方向に交互に回転させ、破断検
出手段が試験片の破断を検出するまでの回転手段の反転
回数を検出することによって、試験片を評価する。試験
片は回転手段によって一方向に所定回転数で回転される
と反転されて逆方向に所定の同一の回転数で回転され、
試験片の捻りが戻される。このため、試験片の表層の亀
裂開始点のみに基づいて破断し、この破断までの反転回
数に基づいて試験片を評価することができる。この結
果、試験片の表層部に生じた亀裂開始点のみによる破断
までの反転回数に基づいて、撚線工程時での断線の有無
を正確に推定することができると共に、試験片の耐疲労
性や製品耐久性を精度よく評価することができる。

【００１４】捻回試験装置には、請求項４に係る発明の
ように、前記破断検出手段が、前記一対の保持手段の間
に保持された前記試験片の近傍に配置されたＡＥセンサ
を備え、前記試験片の破断時に出力されるＡＥセンサか
らの信号に基づいて反転回数を検出するようにすること
ができる。これにより、試験片の破断をＡＥ波を検出す
ることによって早期に精度よく検出することができ、破
断時の反転回数を正確に且つ短時間で検出することがで
きる。この結果、撚線工程時の断線の有無の推定や、試
験片の耐疲労性及び製品耐久性を一層精度よく効率的に
評価することができる。

【００１５】請求項５に係る発明は、前記回転制御手段
が、１回の連続回転数と反転回数とから得られる総回転
数を検出することを特徴としている。

【００１６】この発明によれば、試験片が断線するまで
の総回転数に基づいて捻回試験評価を行うので、回転数
を検出することができる装置であれば、特別な制御機構
を設けることなく簡便に評価を行うことができる。ま
た、反転回数よりも細かい評価値で評価することがで
き、一層精度よく試験片を評価することができる。

【００１７】本発明では、試験片の捻回の反転回数及び
１回の連続回転数は、用いられる試験片の材質及び形状
に基づいて決定することができる。例えば鋼線の場合、
直径ｄのとき試験対象となる試験片の長さをａ×１００
ｄとしたときに、２回転／１００ｄ以上の連続回転数と
し、少なくとも２回以上の反転回数とすることが好まし
く、少なくとも１０回／１００ｄ以上の総回転数となる
ことが好ましい。

【００１８】また、本発明の試験片には、銅、鋼などの
所定の直径を有する金属製の線状物を用いることがで
き、例えば、空気入りタイヤの補強として用いられるス
チールコードなどを試験片とすることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。

【００２０】図１及び図２には、本実施の形態に係る捻
回試験装置１０が示されている。捻回試験装置１０に
は、図示しないカバーに覆われた支持板１２上の一端側
に駆動部１４が配置されている。駆動部１４には、モー
タ１６が備えられており、モータ１６は台１８に載置さ
れている。モータ１６には図示しないモータ回転数検出
手段が取り付けられている。

【００２１】モータ１６の回転軸２０にはコレットチャ
ックなどの把持部を備えた把持具２２Ａの一方が連結さ
れている。把持具２２Ａには図示しない掴み固定部が備
えられており、試験片としての銅、鋼などの金属線２４
の一端が挿入されて固定される。

【００２２】支持板１２の他端側には、支持台２８に固
定された滑車２６が備えられており、把持具２２Ａに一
端を固定された金属線２４の他端側が巻きかけられてい
る。これにより、金属線２４は、支持板１２に沿って滑
車２６へ案内され、滑車２６に巻きかけられて略直角方
向に垂下している。金属線２４の他端側には分銅３０が
取付けられており、これにより、駆動部１４の把持具２
２Ａに一端を固定された金属線２４に所定の張力が加え
られる。

【００２３】また、支持板１２上の幅方向端部には、支
持板１２の長手方向に沿って案内部３２が配置されてい
る。案内部３２は、所定の長手寸法を有し、駆動部１４
の把持具２２Ａと滑車２６との間で直線上に配置された
金属線２４に平行して摺動溝３４が形成されている。案
内部３２の長手方向両端部には、サポート３６が設けら
れている。サポート３６は、案内部３２を支持板１２に
固定し、また、連結部３８を介して、把持具２２Ｂに把
持されている金属線２４が把持具２２Ｂと共に軸周りに
回転することを阻止している。

【００２４】駆動部１４の把持具２２Ａと滑車２６との
間の金属線２４には、固定部４０が取り付けられてい
る。

【００２５】固定部４０には、金属線２４を掴む把持具
２２Ｂが備えられており、駆動部１４の把持具２２Ａと
共に金属線２４を把持している。把持具２２Ｂには、案
内部３２に向かって連結部３８が取り付けられており、
連結部３８には図示しない摺動機構が備えられている。
このため、把持具２２Ｂは、金属線２４を把持した状態
で、案内部３２の摺動溝３４を摺動可能となっている。
把持具２２Ｂには、滑車２６配置側にストッパー部４
２が連結されている。ストッパー部４２には内部に図示
しない固定機構が備えられており、ストッパー部４２の
上方には、固定機構によって摺動溝３４上の一位置に把
持具２２Ｂを固定するためのレバー４４が取り付けられ
ている。

【００２６】図３に示されるように、捻回試験装置１０
には、シーケンシャル回路５０が備えられ、モータ１６
に接続されている。シーケンシャル回路５０には、モー
タ１６の回転速度及び反転するまでの連続回転数が設定
され、設定された連続回転数での回転が行われると、モ
ータ１６に回転方向が反転可能になっている。

【００２７】ここで、シーケンシャル回路５０に設定さ
れている回転数は、金属線２４の材質によって変更され
るが、金属線２４の直径ｄとしたときに一方向への（１
回の）連続回転数は少なくとも２回転／１００ｄ以上で
あり、反転回数は２回以上であり、総回転数は少なくと
も１０回／１００ｄ以上となることが好ましい。

【００２８】一方向への連続回転数が２回／１００ｄ未
満の場合には、金属線２４の捻回時の弾性変形が支配的
となって、破断までの回数が大幅に増加し、試験時間を
延長させ、且つ、撚線時の断線や製品耐久性との相関性
に劣るため好ましくない（図４参照）。連続回転数は、
一般により好ましくは２回転／１００ｄ〜７回転／１０
０ｄ、一層好ましくは３回転／１００ｄ〜５回転／１０
０ｄの範囲内にすることができる。また、反転回数が１
回では、反転後の捻回において亀裂開始点が金属線２４
内部にも生じ、精度よく破断を評価することができない
ため、好ましくない。また、反転回数は連続回転数との
相関性に応じて設定することができ、試験効率の観点か
ら２回以上２０回以下の範囲が好ましく、５回以上１５
回以下の範囲が最も好ましい。

【００２９】これらの反転回数及び連続回転数の設定
は、用いられる金属線２４の材質や試験効率に応じて、
適宜設定される。また、これらの条件は、予想される総
回転数に基づいて設定することができる。予想される総
回転数は、例えば、ＪＩＳＧ３５１０に規定される引
っ張り試験に基づいて得られた結果から求めることがで
きる。この予想総回転数は１０回〜４０回が好ましく、
このような予想総回転数に基づいて連続回転数及び反転
回数を設定することにより、金属線２４の良否の判別を
明確にすることができる。予想総回転数が１０回未満と
なるように試験条件を設定すると、１回の反転で金属線
２４に亀裂が発生する場合があり比較するための差が生
じにくく、また、４０回以上となるように試験条件を設
定すると、良、不良の金属線２４とも大きな捻回値を示
し、比較が不能となる。

【００３０】このような回転を行うための回転速度は、
金属線２４に対して適切な捻回を与えるために一般に６
０ｒｐｍ以下が好ましく、この範囲よりも回転速度が速
い場合には、金属線２４の発熱が大きくなって脆化を伴
うため好ましくない。また、試験効率の観点から、より
好ましくは一般に１０ｒｐｍ〜３０ｒｐｍの範囲であ
り、この範囲よりも回転速度が遅い場合には試験効率が
低下するため好ましくない。

【００３１】また、捻回試験装置１０には、把持具２２
Ａ、２２Ｂに掴まれた金属線２４の中央部分の近傍に
は、ＡＥセンサ５２が配置されている。

【００３２】ＡＥセンサ５２は、金属線２４に亀裂が生
じたときに発生するＡＥ波を関知して、電気信号に変換
するＡＥ関知機構を備えている。ＡＥセンサ５２と金属
線２４との間には、金属線２４から発生したＡＥ波を精
度よく検知するために、図示しない音波伝搬媒体例えば
グリースが配置され、グリースは、ＡＥセンサ５２と金
属線２４とに密着している。この音波伝搬媒体は、モー
タ１６の駆動や把持具２２の摺動による影響を受けない
ように、ＡＥセンサ５２と金属線２４とを離間させてい
る。

【００３３】ＡＥセンサ５２は、ＡＥ波に基づく電気信
号を増幅するためのＡＥ信号増幅器５４を介して、トリ
ガ５６に接続され、トリガ５６はシーケンシャル回路５
０に接続されている。

【００３４】トリガ５６では、ＡＥ信号増幅器５４から
増幅されたＡＥ信号が入力する。また、トリガ５６に
は、予め金属線２４の材質などに基づいた亀裂発生ピー
クに対応するトリガ信号値が設定されており、トリガ信
号値に対応するＡＥ信号が入力されると、トリガ信号を
シーケンシャル回路５０へ出力する。シーケンシャル回
路５０では、トリガ信号の入力に応じて、モータ１６に
回転停止信号を出力する。

【００３５】このように、捻回試験装置１０では、把持
具２２Ａ、２２Ｂによって固定された金属線２４に対
し、シーケンシャル回路５０によって、一方向及び逆方
向での所定の回転を繰り返し行う捻回試験が実行可能と
なっている。また、捻回試験装置１０は、捻回により金
属線２４が破断することを検知可能なＡＥセンサ５２を
備え、これにより、ＡＥセンサ５２からの信号に応じて
金属線２４の破断時にモータ１６の回転が自動停止可能
になっている。

【００３６】次に、本実施の形態に作用について説明す
る。捻回試験装置１０では、予め設定された連続回転数
で一方向に回転が行われると、回転方向を反転して逆方
向に所定回転数で回転を行い、これを繰り返すことによ
って捻回試験を行う。

【００３７】捻回試験装置１０による捻回試験の試験対
象となる金属線２４を、一端側で把持具２２Ａに固定す
る。金属線２４の他端側は、把持具２２Ｂ及びストッパ
ー部４２を挿通されて支持板１２の他端側へ案内され、
滑車２６に巻きかけられる。滑車２６に巻きかけられた
金属線２４の先端部には、所定の分銅３０が取り付けら
れ、垂下されることによって、金属線２４には所定の張
力が加えられる。これにより、金属線２４は、弛むこと
なく捻回試験装置１０に取り付けられる。

【００３８】次いで、把持具２２Ｂを摺動溝３４に沿っ
て摺動させ、把持具２２Ａとの距離Ｌ（図１における矢
印Ｌ）を、所定の値に調整する。所定の値に調整される
と、ストッパー部４２のレバー４４を操作して距離Ｌを
保持し、固定する。

【００３９】図示しない試験条件設定盤から回転速度、
一方向での連続回転数を入力すると、シーケンシャル回
路５０によって、設定された回転速度でモータ１６が駆
動を開始する。駆動が開始されると、反転回数及び総回
転数の測定が開始される。モータ１６が駆動すると、モ
ータ１６の駆動に伴って把持具２２Ａが一方向に回転
し、把持具２２Ａにより把持されている金属線２４の一
端が回転する。一方、金属線２４の他端側を把持する把
持具２２Ｂは、金属線２４を回転しないように把持して
いると共に、摺動溝３４及びサポート３６によって把持
具２２Ｂ自体の回転も阻止されているため、モータ１６
の駆動によって、金属線２４に捻りが加えられる。

【００４０】シーケンシャル回路５０からの指示にした
がって金属線２４が一方向に回転を開始し、設定された
連続回転数だけ回転が行われると、シーケンシャル回路
から反転が指示されて、モータ１６の駆動が停止すると
共に逆回転を開始し、これにより、金属線２４に対して
逆方向の回転が加えられる。

【００４１】これにより、金属線２４に対して一方向に
加えられていた捻回が返されて、捻回が加えられる前の
位置に戻される。

【００４２】逆方向での回転が、設定された連続回転数
分行われると再び反転が指示されて、回転方向を反転す
る。これにより、捻回前の状態に戻された金属線２４に
対して、再び捻回が加えられる。これを、金属線２４が
破断するまで繰り返す。この結果、金属線２４に対して
捻回による塑性変形が蓄積することがなく、また、金属
線２４の内部に複数の亀裂開始点が生じることがなく、
捻回が行われる。

【００４３】反転を繰り返し行うことによって金属線２
４の表面に亀裂開始点が生じ、金属線２４が破断する場
合には、金属線２４の亀裂開始点においてＡＥ現象が生
じる。すなわち、金属線２４の亀裂開始点に歪みエネル
ギーが蓄積されて放出され、これによってＡＥ波が発生
する。

【００４４】捻回が加えられる把持具２２Ａ、２２Ｂの
間の金属線２４に接近して配置されたＡＥセンサ５２
が、金属線２４の破断に伴うＡＥ波を検知すると、ＡＥ
信号をトリガ５６に出力し、これによりトリガ５６から
シーケンシャル回路を経て、モータ１６に対して回転の
停止が指示される。これと略同時に、金属線２４の回転
の計測が停止されて、停止時の反転回数及び総回転数が
提示される。

【００４５】これにより、金属線２４の表層に生じた亀
裂開始点のみによる破断に基づいて金属線２４の破断を
評価することができる。この結果、金属線２４の破断の
評価結果を精度よいものにすることができ、撚線工程時
での断線の有無を正確に推定することができると共に、
試験片の耐疲労性や製品耐久性を精度よく評価すること
ができる。

【００４６】本実施の形態では、ＡＥセンサ５２を用い
て金属線２４の破断を検出したが、金属線２４の破断は
ＡＥセンサ５２による検出に限定されない。

【００４７】ＡＥセンサ５２の代わりにトルク計を用い
て金属線２４の破断を検出することもできる。トルク計
を用いる場合には、トルク計をモータ１６の回転軸に取
り付けし、把持具２２Ａをトルク計を介してモータ１６
取り付けする。これにより、モータ１６の駆動による金
属線２４の捻回時のトルクを測定し、金属線２４が破断
したときに生じるトルクの低下を検出する。この結果、
前記同様に金属線２４の表層における亀裂開始点による
破断を検出することができ、前記同様の効果を得ること
ができる。トルクの減少による金属線２４の破断を検出
する方法では、亀裂によるトルク減少幅が大きい金属線
２４に特に有効であり、直径の大きい金属線２４の捻回
試験に好適である。

【００４８】また、金属線２４の破断は、破断による金
属線２４の位置の移動によって検出することもできる。

【００４９】金属線２４は他端側に連結された分銅３０
によって所定の張力が加えられているため、破断前で
は、モータ１６に連結された把持具２２Ａと分銅３０の
重さとが均衡した状態となる。このため、把持具２２Ｂ
を摺動溝３４上の位置に摺動可能に配置すると共に把持
具２２Ｂにモータ電源停止機構を連結させる。

【００５０】このモータ電源停止機構は、把持具２２Ｂ
の分銅３０への移動によってモータ１６の電源を停止さ
せる機構とする。これにより、金属線２４が破断したと
きに、分銅３０による張力と把持具２２Ａによる固定と
の均衡が崩れ、把持具２２Ｂが分銅３０側へ移動する
と、モータ１６の駆動を停止させることができる。この
結果、金属線２４の破断時の総回転数を検出することが
でき、前記同様に、金属線２４の表面に生じた亀裂開始
点に基づいた破断を評価して、金属線２４の耐疲労性及
び製品耐久性を精度よく評価することができる。

【００５１】本発明の実施の形態では、金属線２４の破
断時までの総回転数に基づいて金属線２４の耐疲労性及
び製品耐久性を精度よく評価したが、これに限定されな
い。例えば、金属線２４の破断までの反転回数に基づい
て、金属線２４を評価することもできる。これにより、
モータ１６の回転方向の反転のみを計測することによっ
て容易に金属線２４の評価を行うことができる。

【００５２】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。

【００５３】［実施例１］金属線２４として直径０．６
０ｍｍの鋼線である試料Ａ及び試料Ｂを、１００ｍｍの
距離Ｌ（ａ×ｌ００ｄ、ａ＝１．６７）となるように把
持具２２Ａ及び把持具２２Ｂに取り付けた。試料Ａ及び
試料Ｂは、伸線加工条件の違いから強度が異なり、ＪＩ
ＳＧ３５１０の引っ張り試験に基づいた強度が、試料
Ａでは２８３０Ｎ／ｍｍ²であるのに対して、試料Ｂは
２８６０Ｎ／ｍｍ²であった。試料Ａ及び試料Ｂを各々
弛まないように引っ張る分銅３０の重量はｌｋｇとし、
鋼線の破断はトルクの減少によって検出した。

【００５４】この試料Ａ及び試料Ｂに対して、捻り速度
６０ｒｐｍ、連続回転数３回／１００ｄの条件で、正逆
回転を複数反転させて行う本発明の捻回試験を行った
（実施例）。結果を表１に示す。なお表１の数値は総回
転数である。

【００５５】次いで、同一の試料に対して、捻り速度６
０ｒｐｍで一方向捻回試験（比較例１）及び、１回の反
転させた捻回試験（比較例２）をそれぞれ行った。結果
を表１に示す。

【００５６】

【表１】

【００５７】表１に示されるように、実施例の試験方法
では、試料Ａは５２回／１００ｄであり、試料Ｂは１０
７回／１００ｄで各々破断し、試料Ａと試料Ｂとの評価
結果に明らかな差が認められた。これにより、試料Ａ及
び試料Ｂのそれぞれの耐疲労性及び製品耐久性を適切に
評価することができる。

【００５８】これに対して、比較例の方法では、試料Ａ
及び試料Ｂはいずれも同様な値を示しており、これらの
方法では、両者を適切に区別することができず、耐疲労
性及び製品耐久性を適切に評価することができない。

【００５９】また、図４には、上記試料Ａ（□）及び試
料Ｂ（◇）について、捻回条件を変えて試験を行い、一
方向での連続回転数と総回転数との相関関係を明らかに
したグラフが示されている。なお、グラフでは、□が試
料Ａを示し、◇が試料Ｂを示している。このグラフから
わかるように、試料Ａ及び試料Ｂの場合には、一方向連
続回転数が２回〜５回／１００ｄの範囲内で総回転数に
顕著な差が認められ、良好に両者を区別することができ
る。グラフにおいて斜線で示されている範囲は弾性変形
が支配的となった範囲を示している。

【００６０】さらに試料Ａ及び試料Ｂを、ＡＥセンサ５
２を用いた試験方法で評価した。この試験方法では、鋼
線の掴み間隔である距離Ｌを５０ｍｍとし、鋼線のほぼ
中央部にＡＥセンサーを位置して鋼線とセンサーとの隙
間をグリースで満たし、グリースと鋼線又はセンサーと
の隙間は生じないようにした。回転速度は３０ｒｐｍに
した以外は前記同様にして捻回を行った。この結果、前
記同様に、実施例においてのみ、試料Ａ及び試料Ｂを適
切に区別することができた。

【００６１】また、強度が４０００Ｎ／ｍｍ²以上の鋼
線に対して上述した条件で捻回を行った。この結果、強
度が４０００Ｎ／ｍｍ²以上の鋼線に対しては、連続回
転数を３回／１００ｄとすることによって、良好な試験
結果が得られることがわかった。

【００６２】［実施例２］試料Ｃとして、スチールコー
ドに用いるスチールフィラメント（直径ｄ＝０．２０ｍ
ｍ、強度＝４０５０Ｎ／ｍｍ²）を、特開平８−２２６
０８５号公報に開示されている方法（比較例３）及び前
記本発明の方法に従って、捻回試験評価した。

【００６３】比較例３の方法では、３００ｄの距離Ｌと
し、回転速度３０ｒｐｍ、一方向の連続回転数を１０回
／３００ｄの条件として、正逆方向で同一条件による捻
回を行い、それぞれ捻り回数とトルクを測定しながら、
トルク低下率を測定した。なお、トルク低下率は、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、即ち、捻回−トルク曲線における右上がりの直
線部分の上限でのトルク値と、逆方向ねじりでの低下部
トルク値の最低値から求めることができる（特開平８−
２２６０８５号公報参照）。このパラメータでは７％以
内の特性を示すスチールワイヤのみを、靱性が正常であ
ると判断する。

【００６４】試料Ｃは、上記比較例３の方法によるトル
ク低下率を求めたところ５％であったが、本発明の捻回
試験方法では、微少亀裂によるＡＥ信号が認められた。

【００６５】同じ線径で同じ強度レベルの鋼線を製造方
法を変えて試料Ｄを作製した。試料Ｄは、本発明の捻回
試験によりＡＥ信号が認められなかった。試料Ｃ及び試
料Ｄを、同種の５本を撚り合わせてｌ×５のスチールコ
ードを作製した。撚線時の断線はいずれも認められなか
ったが、この２種類のスチールコードの回転曲げ疲労を
行ったところ、試料Ｄによるスチールコードは試料Ｃの
スチールコードと比較して、１５０％の疲労寿命を示し
た。

【００６６】このため、本発明の方法に基づいて評価を
行て、良好な評価結果が得られた試料Ｄの製品耐久性が
評価結果に対応して良好であることが示された。

【００６７】

【発明の効果】上記に説明したように本発明のよれば、
試験片の表層部に生じた亀裂開始点のみに基づいた破断
を評価することができるので、反転回数に基づいて得ら
れた評価結果を精度よいものにすることができ、撚線工
程時での断線の有無を正確に推定することができると共
に、試験片の耐疲労性や製品耐久性を精度よく評価する
ことができる。この結果、試験片を適切に評価して、こ
のような試験片に係る製品の耐疲労性の向上を効率よく
図ることができ、また、撚線工程時での断線防止を効果
的に行うことができる。これによって、例えば空気入り
タイヤの補強として用いられるスチールコードなどの製
品の耐疲労性や耐久性の改善を効果的に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る捻回試験装置の斜視
図である。

【図２】本実施の形態に係る捻回試験装置の側面図であ
る。

【図３】本実施の形態に係る捻回試験装置のブロック図
である。

【図４】実施例に係る試料Ａ及び試料Ｂの一方向連続回
転数−総回転数の関係のを示したグラフである。

【符号の説明】

１０捻回試験装置１６モータ（回転手段）２２把持具（保持手段）２４金属線（試験片）５０シーケンシャル回路（回転制御手段）５２ＡＥセンサ（破断検出手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】線状の試験片を捻回させることにより試
験片を評価する捻回試験方法において、所定の長さの前記試験片の一端を固定し、他端を所定の
回転数ずつ一方向及び逆方向に交互に反転させながら、
試験片が破断するまで回転させたときの反転回数に基づ
いて前記試験片を評価することを特徴とする捻回試験方
法。
【請求項２】前記試験片の評価を、１回の連続回転数
と反転回数とから得られる総回転数に基づいて行うこと
を特徴とする請求項１に記載の捻回試験方法。
【請求項３】線状の試験片を所定の間隔で保持する一
対の保持手段と、前記保持手段に保持された前記試験片に所定の張力を与
える張力付与手段と、前記保持手段の一方に設けられ、前記試験片の一端側の
回転を阻止する回転阻止手段と、前記保持手段の他方に設けられ、前記試験片の他端側に
一方向及び逆方向に交互に所定の回転数ずつの回転を与
える回転手段と、前記一対の保持手段の間に保持された前記試験片の破断
を検出する破断検出手段と、前記破断検出手段及び前記回転手段に接続され、前記破
断検出手段により前記試験片の破断が検出されるまでの
前記回転手段の反転回数を検出する回転制御手段と、を備えた捻回試験装置。
【請求項４】前記破断検出手段が、前記一対の保持手
段の間に保持された前記試験片の近傍に配置されたＡＥ
センサを備え、前記試験片の破断時に出力されるＡＥセ
ンサからの信号に基づいて反転回数を検出することを特
徴とする請求項３に記載の捻回試験装置。
【請求項５】前記回転制御手段が、１回の連続回転数
と反転回数とから得られる総回転数を検出することを特
徴とする請求項３又は請求項４に記載の捻回試験装置。