JPH0987982A

JPH0987982A - ゴム補強用スチールコード及びタイヤ

Info

Publication number: JPH0987982A
Application number: JP7267945A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Nakamura; 俊明中村; Kazuhiro Ishimoto; 和弘石本
Original assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1995-09-22
Filing date: 1995-09-22
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】ゴム浸透性がよいとともに対座屈性能に優れ、
しかも高強度、高靭性及び耐疲労性にすぐれ、少ない素
線本数ですぐれたゴム補強用を上げることができる安価
なスチールコードを提供する。【解決手段】３本の素線を撚り合わせた偏平スチールコ
ードあってスチールコードを構成する素線が原料として
Ｃ：０．８０〜０．８５％を含有する炭素鋼を用いて作
られ、コードに撚り合わせ前の引張り強さＺがー２００
ｄ＋４００以上でかつ、コード撚り合わせ前の素線の集
合強度Ａと撚り合わせ後のコード強力Ｂとの比が０．９
２５以上である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車用タイヤや搬
送用コンベアベルトなどのゴム製品の補強に用いられる
スチールコードおよびこれを用いたラジアルタイヤに関
する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用ラジアルタイヤのベルト部補強
用として、従来では主として４本または５本の素線を一
度に撚り合わせた構造のスチールコードが用いられてい
た。しかし、このような構造においては、図１（ａ）
（ｂ）にその断面を示すように素線間に隙間がほとんど
ないため、製造されたタイヤにおいてスチールコードの
内部までゴムが浸透していないものとなる。このような
状態におけるタイヤはゴムと補強材との複合体としての
機能が長期にわたって十分に発揮されない。すなわち、
タイヤが外傷等を受けるとここから水分がタイヤ中に侵
入し、これがコード内部のゴムの浸透していない空隙を
伝わって錆が伝播してしまう。こうなるとスチールコー
ドの強度低下が起こるだけでなく、錆の進行によってコ
ード表面のゴムとの接着層が破壊され、いわゆる剥離
（セパレーション）現象が発生してしまう。このような
状態においては、ゴムと補強材としてのコードとの一体
性が損なわれタイヤとしての機能が大きく低下する。

【０００３】そこで最近では、図２に示すようにコード
内部までゴムが浸透しやすい構造のスチールコードが採
用されるようになってきている。図２(a)は、ほぼ平行
に束ねた２本の素線イの周りに２本の素線ロを巻き付け
るように撚り合わせた２＋２構造のものである。図２
(b)は５本の素線ハをそれぞれ過大な型付けを施してル
ーズに撚り合わせたオープンコードであり、図２(c)は
前記オープンコードを一対の回転ロールの間を通過させ
ることにより一方向に圧力を加えて製作された偏平コー
ドである。

【０００４】一方、最近は自動車の燃費削減のため、タ
イヤの軽量化が強く要求されるようになり、このタイヤ
の補強に用いられているスチールコードの強度を大幅に
高くしてその使用量を減らす必要が生じてきた。ここ
で、タイヤ補強層のスチールコード使用量を減らすこと
はゴム中に埋設されるコード本数が少なくなることであ
り、その埋設されたコード間隔も広くなることである。
このようなタイヤにおいては、走行中にカーブを切った
りした場合などにはベルト部の補強コードは軸方向に圧
縮力がかかる。その結果、コードが座屈したりするの
で、それに対する耐久性不足の問題や操縦安定性の面で
の問題も生じてくる。また、コードには同時にコスト低
減要求も強くなり、高強度化に伴うコストアップを避け
るという課題も解決しなければならない。

【０００５】このうち、スチールコードの高強度化につ
いては従来から取り組まれており、炭素含有量が０．８
０〜０．８５重量％の原料線材を用いて図３に示すよう
なＺ＝ー２００ｄ＋(３６５〜３８５)ｋｇｆ／ｍｍ²程
度の強度の素線が実用化され、タイヤの軽量化も若干進
んできている。しかし、軽量化の実をあげるためにはこ
れ以上の強度、すなわち少なくともさらに１０％以上高
い強度を得ることが望ましく、それには更に炭素含有量
の多い原料線材を用いるのが有効な１つの方法である。
しかし、これでは原料の価格アップが大きくコスト的に
不利でもあり、素線の製造上、熱処理等が難しくなると
いう問題もある。

【０００６】一方、原料の炭素含有量を上げずに伸線総
加工度だけを高めて強度を上げようとしても、靭性が大
きく劣化してしまい、時には最後まで伸線加工ができな
くなり所定の直径の素線が得られなってしまうこともあ
る。このような無理な加工によって得られた高強度、低
靭性の素線はこの後の撚り線工程で断線が多発してコー
ドに撚ることができなかったり、たとえコードに撚り上
げても撚ることによって起きる強度劣化の程度も大き
く、素線の高強度化の意味がなくなったり、さらにはコ
ードの耐疲労性も悪いものになってしまう。従って、単
に高強度化すればよいのではなく、靭性にも富んだ素線
でなければ実用化は不可能である。ところがこのような
素線の靭性良否限界を図る尺度としては今までに適当な
ものがなく、実際にはコードに撚り上げてみなければ判
断がつかないのが現状であり、逆にコードを構成してい
る素線の靭性良否を評価し、これによってコードの善し
悪しを判定する適当な手段もなかった。

【０００７】

【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、ゴム浸透性がよいとともに対座
屈性能にすぐれ、しかも靭性を保持したまま特に高い耐
疲労性と強度にすぐれ、コスト面も有利な少ない素線本
数ですぐれたゴム補強効果を上げることができる安価な
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、寿命の長い高性能の軽量タイヤを提供する
ことにある。

【０００８】

【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、３本の素線を同一方向に同一ピッチで同時に
撚り合わせ、長手方向と直角の断面がほぼ同一方向の偏
平形状をなし、その短径と長径の比が０．５０〜０．８
０であるスチールコードにおいて、該スチールコードを
構成する素線が原料として炭素が重量で０．８０〜０．
８５％を含有する炭素鋼を用いており、コードに撚り合
わせ前の引張り強さが下記式を満たし、更にコード撚り
合わせ前の素線の集合強度Ａと撚り合わせ後のコード強
力Ｂとの比Ｂ／Ａが０．９２５以上である構成としたも
のである。Ｚ≧ー２００ｄ＋４００［Ｚ：引張り強さ（ｋｇｆ／ｍｍ2）、ｄ：直径（ｍ
ｍ）］

【０００９】好ましくは、コードを構成する素線が、一
方向捻り後、逆方向の捻りを与える捻回試験での捻回ー
トルク曲線においてトルクの低下率が７％以下であり、
コードの撚りピッチが素線径ｄに対して３５ｄ〜４７ｄ
の範囲である。また、第２の目的を達成するため本発明
は、上記スチールコードをベルト部の補強に用いたもの
である。

【００１０】

【発明の実施の形態】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示しており、線径が同一の３本の
素線Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を同一方向に同一ピッチで同時に
撚り合わせることで作られている。線径ｄは通常０.２
０〜０.３５mmから選択される。しかもこのスチールコ
ードは、軸方向と直角の断面が短径Ｄｓと長径Ｄｌとの
比（Ｄｓ／Ｄｌ）において０．５０〜０．８０となって
おり、この関係がコード長手方向で略一定すなわち縦長
の断面形状が維持されている。Ｄｓ／Ｄｌが０．５０を
下回る値ではコードの強力低下が大きくなったり、耐疲
労性が低下するなどの問題がある。しかし、Ｄｓ／Ｄｌ
が０．８０を超える大きなものでは、補強層を薄くして
タイヤの軽量化を図る面で不利である。かかるスチール
コードは、図５のように、１撚りピッチＰの少なくとも
１個所で隣接する２本の素線が接触するかまたは略接触
し、他の素線との間には隙間ｓが形成されたいわゆるオ
ープン構造となっている。図６は上記スチールコードＳ
Ｃを自動車タイヤのベルト層ＢＴに埋設した状態を示し
ており、各スチールコードＳＣは長径側を水平方向にし
て所定間隔ごとに配されている。このような配置により
補強層のカバーゴムを薄くすることができる。

【００１１】以上のようなゴム補強用スチールコードに
おいて、本発明はさらに次のような構成を有している。
まず、３本の素線Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３は、炭素含有量が
０．８０〜０．８５重量％の炭素鋼線材を用い、これを
従来より高い総加工度の伸線加工することよって作ら
れ、撚り合わせ前の引っ張り強さＺがＺ≧ー２００ｄ＋
４００の高強度となっている。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、好適な最終伸線条件を採用しても、引っ張り強さが
Ｚ≧−２００ｄ＋４００（ｋｇｆ／ｍｍ²）が得られな
いからである。上限を０．８５％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：０．８
０〜０．８５％、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。撚り合わせ
前の引っ張り強さＺがＺ＜ー２００ｄ＋４００では少な
い本数で良好な補強効果を得ることができない。

【００１２】さらに本発明は、３本の素線Ｗ１、Ｗ２、
Ｗ３の強力がコード撚り合わせ前の集合強力Ａとコード
撚り合わせ後のコード強力Ｂの比（Ｂ／Ａ）で０．９２
５上としている。これは言い換えると撚り減りを少なく
するような撚り効率とすることであり、Ｂ／Ａが０．９
２５未満では、素線の引張り強さが前記条件を満たして
いても撚り合わせたコードとしては強度が不十分となる
不具合があるためである。また、コード撚りピッチＰ
は、素線径ｄに対して３５ｄ〜４７ｄの範囲が好適であ
る。これは耐座屈耐久性を良くするために重要である。
すなわち、耐座屈耐久性は、スチールコードをベルト補
強に使用してタイヤを製作した場合、車両の運転時に図
１２のようにタイヤ中でコードＳＣが軸方向圧縮力を受
けたときにコードを構成する素線がコード外径側に屈曲
することを示すパラメータである。コード撚りピッチＰ
が上記範囲であれば、耐座屈耐久性が良好でしかも同時
に伸びが適切で、耐曲げ疲労性も良好である。しかし３
５ｄ未満では負荷時のコードの伸びが大きくなるため扱
いにくくなり、また製造コストも高くなる。一方、４７
ｄを超えるような大きなコード撚りピッチＰとした場合
には、コードが座屈すると、これを構成している素線が
カゴ状に膨らむ形崩れが起こり、耐久性が低下するので
適切でない。

【００１３】さらに本発明は、好適には、撚り合わせ前
および撚り合わせ後において各素線Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が
良好な靭性を備えている。これは具体的には、一方向捻
り後、逆方向捻りを与える捻回試験において捻回ートル
クの連続曲線をとって破断までの間にトルク値の低下が
７％以下であることである。詳しく説明すると、従来で
は靭性に関して適切な評価法と尺度がなく、素線を所定
のつかみ間隔として素線軸線に軽く張力を掛けながら一
定方向に捻り、素線が切断するまでの回数をもって捻り
特性としていた。これに対して、本発明では、靭性良否
判断の手段として、一方向と逆方向の捻りを与える捻回
試験を採用し、この試験における捻回ートルク曲線にお
いてトルク低下率が７％以下であるものを靭性良好とし
たのである。このパラメータの採用により、素線が超高
強度と靭性を兼ね備え、コードに撚り合わせても強度低
下が少なく、その強度が十分に発揮され(撚り効率が高
く)、しかも耐疲労性においても従来のコードに比べて
大幅にすぐれたものを得ることができるのである。

【００１４】本発明において靭性良否判断法は、所定の
つかみ間隔として素線軸方向に軽く張力を掛けた状態で
一定速度で一定方向（例えば時計回り方向）に所定回数
回転させて捻り、ここで一旦回転を止め、その後逆方向
（例えば、反時計回り方向）に捻り返して素線が破断す
るまでの捻回ートルク曲線をとるものである。すなわ
ち、図７（ａ）のように一方向に捻って捻回ートルク曲
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間でトルクの低下するもの
が現れる。かかるトルクの低下は伸線強加工により素線
内部に生じた微細欠陥から割れが入ることにより生じる
ものと考えられる。しかし、一方向のみの捻回試験でト
ルク低下が見られない素線を実際に使用してこれを撚り
合わせてみると、断線が発生したり、コードの強度低下
が大きかったり、耐疲労性も不十分なものが多数現れ
た。従って、この試験による靭性可否の判別は不十分か
つ不正確である。

【００１５】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
捻って捻回ートルク曲線をとってみた。その結果、かか
る一方向ー逆方向捻回試験においてもトルクの低下率７
％以下の素線は強度が十分に高く、靭性も良好で撚り合
わせてコードにしても強度の低下も少なく、耐疲労性も
良好であることが判った。これに対して、一方向捻りの
みの捻回試験でトルク低下が現れないものの、一方向−
逆方向捻回試験の逆方向捻り過程で８％以上のトルク低
下が生じた素線は靭性が明らかに不十分であり、撚り線
工程においても断線の発生もあり、しかも撚り効率も悪
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、耐疲労性も十分といえるものではなかった。前
記トルク低下率△Ｔは図７（ｂ）の捻回ートルク曲線に
おいて、最初の一方向捻りでの捻りの弾性限即ち、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、
逆方向の捻りでの低下部の最小トルク値を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
０の場合はｔ＝Ｔとする。 △Ｔ＝［（Ｔー｜ｔ｜）／Ｔ］×１００（％）このトルク低下率８％以上が現れる素線においては前記
した不具合が生じ、それ以外の素線は靭性が十分でスチ
ールコードにしても補強材として最適である。

【００１６】本発明はさらに好適には、スチールコード
を構成する各素線の長手方向と直角の断面におけるビッ
カース硬度分布が素線表面から内部まで実質的にフラッ
トであるものを使用する。この条件はスチールコード単
体の状態のときはもちろん、ゴムとの複合化のため所定
の温度と時間で加熱したゴム加硫時においても満たされ
ていることが好ましい。ここで、「ビッカース硬度分布
が素線表面から内部まで実質的にフラットである」と
は、表面から内部まで数回行ったビッカース硬度測定値
の平均硬度差がほぼＨｖ３０以内にあることである。

【００１７】素線の長手方向と直角の断面のビッカース
硬度の分布は、超高強度素線を製作する際の熱処理工程
では表面から中心まで均一である。それが伸線加工を施
すに連れて複雑な分布を呈し、一般には中心部よりも外
面の方がビッカース硬度が高くなる。これはダイスで引
抜き加工される時にメタルフローが表面と内部とで異な
ることから生ずるものである。こうしたビッカース硬度
の分布の不均一傾向がある限度を越えた素線では、これ
を使用してスチールコードを作ると、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る。これは、
素線特性として引張り強度は得られても、撚り合せなど
において素線の捻りに対する靭性が低下していることを
示している。本発明はこうしたビッカース硬度分布を表
面から中心部まで実質的にフラットにしている。このた
め靭性がすぐれ、コード製造時に断線が生じにくく、耐
疲労性も良好なものとなるものである。

【００１８】上記のようなスチールコードのための素線
を製造する方法を説明する。まず、前記した成分組成の
直径が４．０〜５．５ｍｍの炭素鋼線材を通常のように
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０．２〜０．
４ｍｍのめっき付きスチールワイヤを得る。そして、か
かる湿式伸線工程において次の条件を採用する。引抜き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０．３ｄ₁（ｄ₁＝引抜き孔径）
のものを使用する。仕上げ引抜きを２個のダイスを重ねたダブルダイスを
使用して行い、出口側ダイスで減面率を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数枚のもの
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。

【００１９】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(後述する仕上げ
引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、またベアリング長さは０．５ｄ₁を用
いるのが一般的であった。これに対して本発明はダイス
アプローチ角を８〜１０°と小さくすることにより伸線
ワイヤの表面と内部の加工を均一化することができ、さ
らには表面残留応力も低くなるため、総加工度を大きく
とっても靭性を保持することができる。また、ベアリン
グ長さを短くすることにより、ワイヤとの接触長さを短
縮し、引抜き抵抗を緩和することができる。これらは、
前記のように素線の表面から内部までの硬度分布をほぼ
フラットにするために効果的である。

【００２０】図９は仕上げ引抜き用のダブルダイス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ことにより、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。第２に焼結ダイヤモンドが特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、交換の手
間や生産停止時間を節減することができる。ダイヤモン
ドはそれ自体は高価であるが、上記のようなことから総
合的にみれば安価となる。

【００２１】また、仕上げ引抜き用ダイスとしてダブル
ダイスを使用して減面率１．２〜３．９％のスキンパス
を行う。これにより、引抜きによるワイヤ発熱をシング
ルダイスの場合に比べ２５〜４０℃程度も低減すること
ができる。しかも、ワイヤ表面の残留応力をマイナス側
に低く抑えることができる。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。これにより、スキンパス
の採用と併せて時効によるワイヤの脆化を防ぐことがで
きる。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。以
上の最終伸線工程条件を採用することにより、原料とし
て製造コストの増大をもたらさないＣ含有量が０．８０
〜０．８５重量％の炭素鋼線材を用いて強度が高くしか
も靭性がすぐれた素線を得ることができ、したがって３
本という少ない素線本数のコードでも撚り合わせによる
強度低下が少なく、耐疲労性、対座屈耐久性もすぐれた
ものになるのである。

【００２２】

【実施例】次に本発明の実施例を示す。［具体例１］１）原料として、化学成分が重量％でＣ：０．８４、Ｓ
ｉ：０．２２、Ｍｎ：０．５３、残部Ｆｅ及び不可避的
不純物からなる直径５．５ｍｍの線材を用いた。該原料
線材を酸洗、コーティイング等の前処理を施した後、連
続乾式伸線をして中間線とした。この中間線をガス炉で
加熱した後、流動床炉に焼き入れ（パテンティング処
理）した後、更に電解酸洗に続いて、所定量の銅と亜鉛
の２層電気めっきを施し、この後、流動床炉でめっきを
熱拡散させて真鍮めっきとし、これを最終原料とした。２）さらにこの最終原料を連続湿式伸線して直径０．２
８ｍｍの素線を製作した。この時の伸線条件を変えて素
線を製作し、引き続いてこの素線３本を用いてバンチャ
ー式撚線機によって１×３構造の偏平コードを製作し、
それぞれ実施例１，２，３、比較例１，２とした。ま
た、同一原料線材を用いて従来の方法で従来強度の素線
を製作してコードを作り、従来例１とした。これら製造
条件と素線特性及びコード特性を表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】なお、実施例１及び比較例１のコードを解
いた素線についてのビッカース硬度の分布状態を図１１
（ａ），（ｂ）に示す。

【００２５】［具体例２］具体例１と同じ原料線材を用
いて同様に直径０．２５ｍｍの素線を製作した。この
時、最終の連続湿式伸線において具体例１と同様に条件
を変えて素線を製作し、引き続いて同様に１×３構造の
偏平コードを製作した。これをそれぞれ実施例４，５，
６、比較例３とし、また従来強度の素線も製作してコー
ドとしたものを従来例２とした。これら製造条件と素線
特性及びコード特性を表２に示す。

【００２６】

【表２】

【００２７】［具体例３］原料として、化学成分が重量
％でＣ：０．８２、Ｓｉ：０．２０、Ｍｎ：０．５５、
残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる直径５．５ｍｍの
線材を用いて同様に直径０．３２ｍｍの素線を製作し
た。この時、最終の連続湿式伸線において同様に条件を
変えて素線を製作し、引き続いて１×３構造の偏平コー
ドを製作した。それらをそれぞれ実施例７，８、比較例
４とした。又、従来強度の素線も製作してコードとし、
これを従来例３とした。これら製造条件と素線特性及び
コード特性を表３に示す。

【００２８】

【表３】

【００２９】表１ないし表３において、「捻回試験」は
図１０のように固定側の掴み具６と可動側の掴み具７と
の間隔Ｌ1を３００ｄ（ｄは素線直径ｍｍ）として直線
状素線Ｗを掴み（撚り線後の素線についてはコードの撚
りを解いて特に手で伸ばす等の加工は施さずにそのまま
の状態で掴み）、固定側に４００ｇｒの重りを吊り下げ
て軽く張力をかけた状態で可動側の掴み具７をモーター
９により３０ｒｐｍの速度で回転させて一方向に破断す
るまで、或いは一方向に１０回転捻った後、一旦、回転
を止め、更に素線が破断するまで前記捻り速度で逆方向
に捻り返しを行い、捻回ートルク曲線をとって判定した
ものである。表中の「捻回試験結果」の○はトルク低下
率が７％以下のもの(良好)を指し、×はトルク低下率が
８％以上のもの(不良)を示す。「偏平率」はコードの長
径Ｄｌと短径Ｄsにおいて、（Ｄs／Ｄl）×１００
（％）で表す。「ゴム浸透性」は１本の直線状のコードを未加硫ゴム中
で加硫してサンプルを作った後、ゴム中のコードを取り
出し、このコードを長手方向に分解し、ゴムのコード内
部への浸透度を目視で観察して完全に浸透しているもの
を１００％として判定した。「耐疲労性指数」は１本の直線状のコードを未加硫ゴム
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
径の回転自在の３個のロールに張り渡し、コードに破断
荷重の１０％の引っ張り荷重をかけた状態の下で、ロー
ルを左右に繰り返し移動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測定した
結果であり、各表においてそれぞれの従来例を１００と
して指数で表した。「圧縮耐久性指数」は未加硫ゴム中にコードを所定間隔
で直線状に配置して１枚の試験補強層とし、この上に同
じく別のコード補強層１枚を重ねて２層にしたのち加硫
してシートサンプルとし、試験補強層側を所定径の１個
の回転自在ロールに沿わせて掛け、所定張力下でつるべ
式に繰り返し曲げを与えることにより、試験コードに繰
り返し圧縮を与えてコードの素線断線箇所数を調べた。
各表中の数値は一定数の断線箇所が発生するまでの繰り
返し数を調べ、従来例におけるサンプルについてを１０
０として指数で表した。

【００３０】表１、表２及び表３から明らかなように、
実施例１〜８は破断荷重、撚り効率、ゴム浸透性、耐疲
労性、圧縮耐久性の各特性がすべて良好である。これに
対して、比較例１〜４は一方向−逆方向捻回試験による
靭性が不良であり、撚り合わせ前と撚り合わせ後の強力
の比が低いため、偏平率とこれによるゴム浸透性を満足
していても耐疲労性、圧縮耐久性が不良である。また、
図１１から明らかなように、実施例１については表層か
ら中心部までがほぼフラットな硬度分布を示し、硬度の
最大値と最小値の差は３０以内の範囲になっている。こ
れに対して、比較例１においては略Ｍ型の硬度分布をな
し、その最大値と最小値の差は５０程度もある不均一な
ものになっていることがわかる。なお、捻回試験での捻
回ートルク曲線においてコードに撚る前の素線と撚った
後の素線ではほぼ同一の曲線になり、撚る前の素線で不
良なものは撚った後でも不良であり、撚ることによって
靭性が回復することはなかった。

【００３１】

【発明の効果】以上説明した請求項１と２によれば、コ
ードが偏平構造であるためゴム浸透性がよく、しかも素
線が通常の炭素量の原料を使用しながら超高強度でかつ
良好な靭性を備え、撚り効率も従来の高強度コード並み
に高いため、３本という少ない本数のコードでありなが
ら強度を十分に発揮でき、耐疲労性も特にすぐれかつま
たまた耐座屈性能にもすぐれている。したがって、ゴム
に対する補強効果が高く、使用するコードの量を減らし
ても補強効果が十分にあがり、ゴム製品の軽量化を安価
に実現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、上記効果に加えさらにタイヤ中でコードが圧
縮を受けた場合にもコードを構成する素線がコード外径
側に屈曲し難く、座屈抵抗性が高く、耐久性も良いとい
うすぐれた効果が得られる。請求項４によれば、従来よ
り使用量を減らしてもコード強力が10%以上も高くなっ
ているので補強効果が維持でき、しかも操縦安定性など
の特性がよく、寿命の長い軽量タイヤとすることができ
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】従来のゴム補強用スチールコードの例を示す断
面図である。

【図２】従来のゴム補強用スチールコードの例を示す断
面図である。

【図３】素線直径と引張り強さ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の一部を拡大して
示す側面図である。

【図５】図４の１ピッチ分の各断面図である。

【図６】本発明によるスチールコードを埋設したベルト
層の部分的断面図である。

【図７】（ａ）は一方向捻りトルク曲線図、（ｂ）は本
発明による一方向−逆方向捻りトルク曲線図である。

【図８】本発明に使用する引抜きダイスの断面図であ
る。

【図９】本発明に使用する仕上げ引抜きダイスの断面図
である。

【図１０】捻り−トルク試験機の概要を示す説明図であ
る。

【図１１】（ａ）は本発明の素線断面における硬度分布
の測定結果を示す線図、（ｂ）は比較例の素線断面にお
ける硬度分布の測定結果を示す線図である。

【図１２】ゴムに埋設したコードに軸方向圧縮を負荷し
たときの状態を示す説明図である。

【符号の説明】

Ｗ１、Ｗ２，Ｗ３素線ＳＣスチールコードＺ引張り強さｄ素線直径Ｔ捻り弾性限でのトルク値Ａコード撚り合わせ前の素線の集合強度Ｂ撚り合わせ後のコード強力

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３本の素線を同一方向に同一ピッチで同時
に撚り合わせ、長手方向と直角の断面がほぼ同一方向の
偏平形状をなし、その短径と長径の比が０．５０〜０．
８０であるスチールコードにおいて、該スチールコード
を構成する素線が原料として炭素が重量で０．８０〜
０．８５％を含有する炭素鋼を用いており、コードに撚
り合わせ前の引張り強さが下記式を満たし、更にコード
撚り合わせ前の素線の集合強度Ａと撚り合わせ後のコー
ド強力Ｂとの比Ｂ／Ａが０．９２５以上であることを特
徴とするゴム補強用スチールコード。Ｚ≧ー２００ｄ＋４００［Ｚ：引張り強さ（ｋｇｆ／ｍｍ2）、ｄ：直径（ｍ
ｍ）］
【請求項２】コードを構成する素線が、一方向捻り後、
逆方向の捻りを与える捻回試験での捻回ートルク曲線に
おいてトルクの低下率が７％以下である請求項１に記載
のゴム補強用スチールコード。
【請求項３】コードの撚りピッチが素線径ｄに対して３
５ｄ〜４７ｄの範囲にある請求項１又は請求項２のいず
れかに記載のゴム補強用スチールコード。
【請求項４】請求項１ないし請求項３に記載のスチール
コードをベルト部の補強に用いた自動車用ラジアルタイ
ヤ。