(57)【要約】  長手方向と垂直な断面が扁平形状を有し、  前記断面の外形が、第１の直線部と、  前記第１の直線部と対向するように配置された第２の直線部と、  前記第１の直線部と、前記第２の直線部との間を接続する第１の曲線部及び第２の曲線部とを有しており、  前記第１の曲線部と、前記第２の曲線部とは対向するように配置され、  前記第１の直線部の長さと、前記第２の直線部の長さとの平均値をＷ１、  前記第１の曲線部と、前記第２の曲線部との間の最大距離をＷ２とした場合に、  前記Ｗ２に対する前記Ｗ１の割合が７５％以下であるスチールワイヤー。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向と垂直な断面が扁平形状を有し、
前記断面の外形が、第１の直線部と、
前記第１の直線部と対向するように配置された第２の直線部と、
前記第１の直線部と、前記第２の直線部との間を接続する第１の曲線部及び第２の曲線部とを有しており、
前記第１の曲線部と、前記第２の曲線部とは対向するように配置され、
前記第１の直線部の長さと、前記第２の直線部の長さとの平均値をＷ１、
前記第１の曲線部と、前記第２の曲線部との間の最大距離をＷ２とした場合に、
前記Ｗ２に対する前記Ｗ１の割合が７５％以下であるスチールワイヤー。
【請求項２】
前記Ｗ２に対する前記Ｗ１の割合が６０％以上である請求項１に記載のスチールワイヤー。
【請求項３】
前記第１の直線部と、前記第２の直線部との間の最大距離を厚さとした場合に、
前記厚さの前記Ｗ２に対する割合である扁平率が６０％以上である請求項１または請求項２に記載のスチールワイヤー。
【請求項４】
前記第１の直線部と、前記第２の直線部との間の最大距離を厚さとした場合に、
前記厚さの前記Ｗ２に対する割合である扁平率が８０％以下である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスチールワイヤー。
【請求項５】
前記第１の直線部と、前記第２の直線部との間の最大距離を厚さとした場合に、
前記厚さが０．３０ｍｍ以上である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスチールワイヤー。
【請求項６】
前記第１の直線部と、前記第２の直線部との間の最大距離を厚さとした場合に、
前記厚さが０．５０ｍｍ以下である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のスチールワイヤー。
【請求項７】
Ｃｕ及びＺｎを含むブラスめっき膜を有する請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のスチールワイヤー。
【請求項８】
前記ブラスめっき膜は、さらにＣｏ、及びＮｉから選択された１種類以上の元素を含有する請求項７に記載のスチールワイヤー。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のスチールワイヤーを含むタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、スチールワイヤー、タイヤに関する。【０００２】
本出願は、２０１８年１２月６日出願の日本出願第２０１８−２２９０３５号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
【背景技術】
【０００３】
特許文献１では、ビード部からサイドウォール部までの領域内に、複数本の単線スチールワイヤーを引き揃えてゴム中に埋設してなるサイド補強層を配設した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記単線スチールワイヤーを偏平形状とし、前記単線スチールワイヤーの偏平率を４０％〜７０％とし、前記単線スチールワイヤーの長径を０．８０ｍｍ以下とし、前記単線スチールワイヤーの平均間隔を０．６０ｍｍ以上とし、各単線スチールワイヤーの座屈荷重と前記サイド補強層の単位面積当たりのワイヤー質量との積を４００Ｎ・ｋｇ／ｍ2以上としたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１７８３０１号公報
【発明の概要】
【０００５】
本開示のスチールワイヤーは、長手方向と垂直な断面が扁平形状を有し、
前記断面の外形が、第１の直線部と、
前記第１の直線部と対向するように配置された第２の直線部と、
前記第１の直線部と、前記第２の直線部との間を接続する第１の曲線部及び第２の曲線部とを有しており、
前記第１の曲線部と、前記第２の曲線部とは対向するように配置され、
前記第１の直線部の長さと、前記第２の直線部の長さとの平均値をＷ１、
前記第１の曲線部と、前記第２の曲線部との間の最大距離をＷ２とした場合に、
前記Ｗ２に対する前記Ｗ１の割合が７５％以下である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本開示の一態様に係るスチールワイヤーの長手方向と垂直な面での断面図である。
【図２】図２は、本開示の一態様に係るスチールワイヤーを製造する際に用いることができる圧延装置の説明図である。
【図３】図３は、本開示の一態様に係るタイヤの断面図である。
【図４】図４は、ベルト層を模式的に示した図である。
【図５】図５は、実験例における耐久性試験の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
［本開示が解決しようとする課題］
特許文献１に開示された発明によれば、サイド補強層の補強線材として、複数本のフィラメントを撚り合わせてなるスチールコードの替りに単線スチールワイヤーを使用することで、コートゴムの使用量を減らして空気入りラジアルタイヤの転がり抵抗を低減できるとされている。
【０００８】
しかしながら、近年ではタイヤに対して更なる性能向上が求められている。このため、タイヤに関して、例えば転がり抵抗の低減等のための軽量化に加えて、タイヤの交換頻度を抑制し、より長期間に渡って使用できるように耐久性の向上が求められている。そして、タイヤに用いられるスチールワイヤーについても軽量性、及び耐久性に優れたタイヤを形成することができるスチールワイヤーであることが求められるようになっている。
【０００９】
そこで、軽量性、及び耐久性に優れたタイヤを形成することができるスチールワイヤーを提供することを目的とする。
［本開示の効果］
本開示によれば、軽量性、及び耐久性に優れたタイヤを形成することができるスチールワイヤーを提供できる。
【００１０】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。
【００１１】
（１）本開示の一態様に係るスチールワイヤーは、長手方向と垂直な断面が扁平形状を有し、
前記断面の外形が、第１の直線部と、
前記第１の直線部と対向するように配置された第２の直線部と、
前記第１の直線部と、前記第２の直線部との間を接続する第１の曲線部及び第２の曲線部とを有しており、
前記第１の曲線部と、前記第２の曲線部とは対向するように配置され、
前記第１の直線部の長さと、前記第２の直線部の長さとの平均値をＷ１、
前記第１の曲線部と、前記第２の曲線部との間の最大距離をＷ２とした場合に、
前記Ｗ２に対する前記Ｗ１の割合が７５％以下である。
【００１２】
スチールワイヤーは例えばタイヤのベルト層に配置することができる。ベルト層は、スチールワイヤーと、ゴムとを有し、スチールワイヤーはゴム内に埋め込まれている。ベルト層は、ゴム内にスチールワイヤーを埋め込めるようにその厚さを選択できるため、スチールワイヤーの断面の形状を扁平形状とし、厚さを抑制することで、ベルト層の厚さも抑制することができる。従って、断面の形状が扁平形状のスチールワイヤーとすることで、例えば同一の断面積を有する円形状のスチールワイヤーを用いた場合と比較して、ベルト層に含まれるゴムの量を抑制できる。このため、断面の形状が扁平形状のスチールワイヤーとすることでベルト層を軽量化することができ、該ベルト層を含むタイヤも軽量化することができる。
【００１３】
さらに、本発明の発明者の検討によれば、上記Ｗ２に対するＷ１の割合を７５％以下とすることで、該スチールワイヤーの耐久性を高められ、該スチールワイヤーを用いたタイヤについても耐久性を高められることが確認できた。これは、Ｗ２に対するＷ１の割合を７５％以下とすることで、スチールワイヤーの断面の形状を扁平形状に加工する際に、圧縮加工を受ける箇所と、引張り加工を受ける箇所との境界部における割れの発生を抑制できるためと考えられる。なお、Ｗ２に対するＷ１の割合は、（Ｗ２に対するＷ１の割合（％））＝Ｗ１／Ｗ２×１００により算出できる。
【００１４】
このため、本開示の一態様に係るスチールワイヤーによれば、軽量性、及び耐久性に優れたタイヤを形成することができるスチールワイヤーとすることが可能になる。
【００１５】
（２）  前記Ｗ２に対する前記Ｗ１の割合が６０％以上であってもよい。
【００１６】
（３）  前記第１の直線部と、前記第２の直線部との間の最大距離を厚さとした場合に、前記厚さの前記Ｗ２に対する割合である扁平率が６０％以上であってもよい。
【００１７】
なお、扁平率は、上記厚さをＴとした場合、（扁平率（％））＝Ｔ／Ｗ２×１００により算出できる。
【００１８】
（４）  前記第１の直線部と、前記第２の直線部との間の最大距離を厚さとした場合に、前記厚さの前記Ｗ２に対する割合である扁平率が８０％以下であってもよい。
【００１９】
（５）  前記第１の直線部と、前記第２の直線部との間の最大距離を厚さとした場合に、前記厚さが０．３０ｍｍ以上であってもよい。
【００２０】
（６）  前記第１の直線部と、前記第２の直線部との間の最大距離を厚さとした場合に、
前記厚さが０．５０ｍｍ以下であってもよい。
【００２１】
（７）Ｃｕ及びＺｎを含むブラスめっき膜を有していてもよい。
【００２２】
なお、Ｃｕは銅を、Ｚｎは亜鉛をそれぞれ意味する。
【００２３】
（８）上記ブラスめっき膜は、さらにＣｏ、及びＮｉから選択された１種類以上の元素を含有してもよい。
【００２４】
なお、Ｃｏはコバルトを、Ｎｉはニッケルをそれぞれ意味する。
【００２５】
（９）（１）〜（８）のいずれかに記載のスチールワイヤーを含むタイヤとすることもできる。
【００２６】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の一実施形態（以下「本実施形態」と記す）に係るスチールワイヤー、タイヤの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許の請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００２７】
〔スチールワイヤー〕
以下、本実施形態に係るスチールワイヤーについて図１に基づき説明する。
【００２８】
図１に本実施形態のスチールワイヤー１０の長手方向と垂直な面での断面図を示す。
【００２９】
本実施形態のスチールワイヤー１０は１本のワイヤー、すなわち単線であり、単線スチールワイヤーということもできる。また、本実施形態のスチールワイヤー１０は、長手方向に沿って捩り加工が施されていないことが好ましく、ストレートスチールワイヤーであることが好ましい。
【００３０】
図１に示すように本実施形態のスチールワイヤー１０は長手方向と垂直な断面において、扁平形状を有することができる。ここでいう扁平形状とは、例えば幅よりも厚さが短く、平たい形状であることを意味する。なお、以下スチールワイヤーの長手方向と垂直な断面のことを単に「断面」とも記載する。
【００３１】
スチールワイヤーは例えばタイヤのベルト層に配置することができる。ベルト層はタイヤについての説明で後述するように、スチールワイヤーと、ゴムとを有し、スチールワイヤーはゴム内に埋め込まれている。ベルト層は、ゴム内にスチールワイヤーを埋め込めるようにその厚さを選択できるため、スチールワイヤーの断面の形状を扁平形状とし、厚さを抑制することで、ベルト層の厚さも抑制することができる。従って、断面の形状が扁平形状のスチールワイヤーとすることで、例えば同一の断面積を有する円形状のスチールワイヤーを用いた場合と比較して、ベルト層に含まれるゴムの量を抑制できる。このため、断面の形状が扁平形状のスチールワイヤーとすることでベルト層を軽量化することができ、該ベルト層を含むタイヤも軽量化することができる。
【００３２】
ただし、本発明の発明者らの検討によれば、断面の形状を扁平形状とした場合、該スチールワイヤーの耐久性が十分ではない場合があり、例えば外力を加えて繰り返し変形させた場合に、少ない変形回数で破断する場合があった。そこで、本発明の発明者らはタイヤに用いた場合にタイヤの軽量化と耐久性を両立できるスチールワイヤーについて更なる検討を行った。その結果、スチールワイヤーの断面の形状を所定の扁平形状とすることで、スチールワイヤーの耐久性を高め、該スチールワイヤーを用いたタイヤについて軽量性及び耐久性を高められることを見出した。
【００３３】
図１に示すように、本実施形態のスチールワイヤー１０の断面の外形は、第１の直線部１１と、第１の直線部１１と対向するように配置された第２の直線部１２とを有する。また、本実施形態のスチールワイヤー１０の断面の外形は、第１の直線部１１と第２の直線部１２との間を接続する第１の曲線部１３及び第２の曲線部１４を有することができる。
【００３４】
第１の直線部１１と、第２の直線部１２とは図１に示すように平行であることが好ましい。なお、ここでいう平行とは厳密な意味での平行を意味するものではなく、該２本の直線部が並列に配置されていることを意味する。
【００３５】
図１に示すように、第１の曲線部１３と、第２の曲線部１４とは対向するように配置される。第１の曲線部１３、及び第２の曲線部１４はそれぞれ、第１の直線部１１の端部と第２の直線部１２の端部との間を接続するように構成されていればよく、その形状は特に限定されない。例えば図１に示すように、第１の曲線部１３、及び第２の曲線部１４はそれぞれ、スチールワイヤー１０の外側に凸の曲線形状とすることができる。
【００３６】
そして、第１の直線部１１の長さＷ１１と、第２の直線部１２の長さＷ１２との平均値をＷ１とし、第１の曲線部１３と、第２の曲線部１４との間の最大距離をＷ２とした場合に、Ｗ２に対するＷ１の割合を７５％以下とすることが好ましく、７２％以下とすることがより好ましい。なお、上記Ｗ２は、最も長くなる部分での第１の曲線部１３と、第２の曲線部１４との間の距離を意味しており、スチールワイヤー１０の幅ということもできる。
【００３７】
第１の直線部１１の長さＷ１１、第２の直線部１２の長さＷ１２、及び第１の曲線部１３と第２の曲線部１４との間の最大距離Ｗ２は、スチールワイヤーの断面形状のばらつきの影響を避けるため、それぞれスチールワイヤーの長手方向と垂直な複数の断面において測定した値の平均値であることが好ましい。第１の直線部１１の長さＷ１１、第２の直線部１２の長さＷ１２、及び第１の曲線部１３と第２の曲線部１４との間の最大距離Ｗ２は、例えばスチールワイヤーの長手方向と垂直な３つの断面における測定値の平均値であることがより好ましい。スチールワイヤーの長手方向と垂直な複数の断面において上記Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ２を測定し、平均値を算出する場合、隣接する断面間の距離を十分にとることが好ましい。スチールワイヤーの試験片の長さにもよるが、例えば隣接する断面間の距離は１ｃｍ以上５ｃｍ以下であることが好ましい。
【００３８】
上述のＷ１は、Ｗ１＝（Ｗ１１＋Ｗ１２）／２により算出できる。Ｗ２に対するＷ１の割合は、（Ｗ２に対するＷ１の割合（％））＝Ｗ１／Ｗ２×１００により算出できる。
【００３９】
断面の形状が扁平形状のスチールワイヤーは、例えば断面の形状が円形状のスチールワイヤーを圧延することで形成することができる。上述の、第１の直線部１１や、第２の直線部１２は、断面の形状が円形のスチールワイヤーを圧延する際に形成される。
【００４０】
第１の直線部１１の長さＷ１１と第２の直線部１２の長さＷ１２との平均値Ｗ１を長くし、第１の曲線部１３と第２の曲線部１４との間の最大距離Ｗ２に近づけるには、スチールワイヤーの断面の形状を扁平形状とするために圧延時に加える圧力を高める必要がある。
【００４１】
しかしながら、扁平形状とするために圧延時に加える圧力を過度に高め、上述のＷ２に対するＷ１の割合を大きくした場合、スチールワイヤー内部の圧縮加工を受ける箇所と、引張り加工を受ける箇所との境界部において割れが生じ、スチールワイヤーの耐久性を低下させる原因となると推認される。
【００４２】
一方、本発明の発明者らの検討によれば、上述のようにＷ２に対するＷ１の割合を７５％以下とすることで、該スチールワイヤーの耐久性を高められ、該スチールワイヤーを用いたタイヤについても耐久性を高められることが確認できた。これは、Ｗ２に対するＷ１の割合を７５％以下とすることで、スチールワイヤーの断面の形状を扁平形状に加工する際に、圧縮加工を受ける箇所と、引張り加工を受ける箇所との境界部における割れの発生を抑制できるためと考えられる。
【００４３】
なお、Ｗ２に対するＷ１の割合の下限値は特に限定されないが、例えば６０％以上であることが好ましく、６２％以上であることがより好ましい。Ｗ２に対するＷ１の割合を６０％以上とすることで、スチールワイヤーの厚さ方向と、幅方向とでの加工差による残留応力や、表面硬度の違いによりスパイラル状（螺旋状）によれる線クセが生じることを抑制できる。このため、取扱い性に優れるため、タイヤ等に用いる場合に生産性を高めることができる。
【００４４】
本実施形態のスチールワイヤーの第１の直線部１１の長さＷ１１と、第２の直線部１２の長さＷ１２との平均値であるＷ１の具体的なサイズは特に限定されず、例えば扁平形状に加工する前のスチールワイヤーのサイズ等に応じて任意に選択することができる。Ｗ１は例えば０．２５ｍｍ以上０．３６ｍｍ以下とすることが好ましく、０．２７ｍｍ以上０．３６ｍｍ以下とすることがより好ましい。
【００４５】
また、本実施形態のスチールワイヤー１０の、第１の曲線部１３と、第２の曲線部１４との間の最大距離Ｗ２、すなわち本実施形態のスチールワイヤー１０の幅の具体的なサイズも特に限定されない。本実施形態のスチールワイヤー１０の、第１の曲線部１３と、第２の曲線部１４との間の最大距離Ｗ２は例えば、０．４２ｍｍ以上０．５２ｍｍ以下であることが好ましく、０．４３ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００４６】
本実施形態のスチールワイヤー１０は、その扁平率は特に限定されないが、扁平率は６０％以上であることが好ましい。なお、扁平率は第１の直線部１１と、第２の直線部１２との間の最大距離である厚さＴの、第１の曲線部１３と、第２の曲線部１４との間の最大距離Ｗ２に対する割合であり、（扁平率（％））＝Ｔ／Ｗ２×１００により算出できる。また、第１の直線部１１と、第２の直線部１２との間の最大距離とは、最も長くなる部分での第１の直線部１１と、第２の直線部１２との間の距離を意味しており、上述のようにスチールワイヤー１０の厚さということもできる。
【００４７】
厚さＴについても、既述のＷ１１、Ｗ１２、Ｗ２の場合と同様にスチールワイヤーの長手方向と垂直な複数の断面において測定した値の平均値であることが好ましい。特に厚さＴは、スチールワイヤーの長手方向と垂直な３つの断面における測定値の平均値であることがより好ましい。スチールワイヤーの長手方向と垂直な３つの断面において厚さＴを測定し、平均値を算出する場合、スチールワイヤーの試験片の長さにもよるが、隣接する断面間の距離が１ｃｍ以上５ｃｍ以下であることが好ましい。
【００４８】
本発明の発明者の検討によれば、扁平率を６０％以上とすることで、該スチールワイヤーの耐久性を特に高めることができるからである。扁平率を６０％以上とすることで、スチールワイヤーの断面の形状を扁平形状に加工する際に、圧縮加工を受ける箇所と、引張り加工を受ける箇所との境界部における割れの発生を抑制できるためと考えられる。扁平率は６３％以上であることがより好ましい。
【００４９】
また、扁平率の上限は特に限定されないが、８０％以下であることが好ましく、７５％以下であることがより好ましい。
【００５０】
これは、扁平率を８０％以下とすることで特にスチールワイヤーの厚さを抑制でき、タイヤに用いる際に特にベルト層の厚さを抑制できるため好ましいからである。また、扁平率を８０％以下とすることで、スチールワイヤーの厚さ方向と、幅方向とでの加工差による残留応力や、表面硬度の違いによりスパイラル状（螺旋状）によれる線クセが生じることを特に抑制でき、取扱い性に優れるため、タイヤ等に用いる場合に生産性を高めることができるからである。
【００５１】
本実施形態のスチールワイヤーの厚さは特に限定されないが、０．３０ｍｍ以上であることが好ましく、０．３２ｍｍ以上であることがより好ましい。
【００５２】
これはスチールワイヤーの厚さＴを０．３０ｍｍ以上とすることで、該スチールワイヤーの耐久性を特に高めることができるからである。
【００５３】
スチールワイヤーの厚さＴの上限は特に限定されないが、例えば０．５０ｍｍ以下であることが好ましく、０．４２ｍｍ以下であることがより好ましい。これはスチールワイヤーの厚さＴを０．５０ｍｍ以下とすることで、該スチールワイヤーをタイヤに用いた際に、該スチールワイヤーを配置するベルト層の厚さ、さらにはベルト層に含まれるゴムの量を抑制できる。このため、該スチールワイヤーを用いたベルト層や、該ベルト層を含むタイヤを軽量化できるからである。
【００５４】
なお、スチールワイヤーの厚さＴとは、既述のように第１の直線部１１と、第２の直線部１２との間の最大距離となる。
【００５５】
本実施形態のスチールワイヤーの材料は特に限定されないが、本実施形態のスチールワイヤーは、例えば図１中に示したように、鋼線１０１と、鋼線１０１の表面にめっき膜１０２を配置した構成を有することができる。
【００５６】
鋼線としては高炭素鋼線を好適に用いることができる。
【００５７】
また、めっき膜としては、例えば金属成分がＣｕ（銅）と、Ｚｎ（亜鉛）とのみからなるめっき膜、すなわちブラスめっき膜とすることもできるが、Ｃｕと、Ｚｎ以外の金属成分をさらに含有することもできる。めっき膜は例えば、金属成分としてＣｏ（コバルト）、及びＮｉ（ニッケル）から選択された１種類以上の元素をさらに含むこともできる。
【００５８】
すなわち、本実施形態のスチールワイヤーは、例えばＣｕ及びＺｎを含むブラスめっき膜を有することができる。また、係るブラスめっき膜は、さらにＣｏ、及びＮｉから選択された１種類以上の元素を含有することもできる。なお、ブラスめっき膜は上述のように例えば鋼線の表面に配置することができる。
【００５９】
本実施形態のスチールワイヤーが、Ｃｕ及びＺｎを含むブラスめっき膜を有することで、該スチールワイヤーをゴムにより被覆してタイヤとした場合に、スチールワイヤーとゴムとの接着力を高め、特に耐久性に優れたタイヤとすることができる。また、該ブラスめっき膜がＣｏ、及びＮｉから選択された１種類以上の元素をさらに含有することで、スチールワイヤーとゴムとの接着力をさらに高め、タイヤの耐久性をさらに高めることができるため好ましい。
【００６０】
本実施形態のスチールワイヤーの製造方法は特に限定されず、その断面の形状が既述の形状となるように、製造することができる。
【００６１】
本実施形態のスチールワイヤーの製造方法は、例えば以下の工程を有することができる。
【００６２】
長手方向と垂直な断面の形状が円形状である加工前スチールワイヤーを用意する加工前スチールワイヤー準備工程。  
加圧面が対向する一対の第１圧延ローラーに、加工前スチールワイヤーを供給し、加工前スチールワイヤーの長手方向と垂直な断面における直径と平行な第１軸方向に沿って加圧する第１圧延工程。  
加圧面が対向する一対の第２圧延ローラー間に、第１圧延工程後の加工前スチールワイヤーを供給し、加工前スチールワイヤーの長手方向と垂直な断面における、上記第１軸方向と直交する第２軸方向に沿って加圧する第２圧延工程。  
第１圧延工程と、第２圧延工程とは、例えば図２に示した圧延装置２０により実施することができる。
【００６３】
圧延装置２０は、加圧面が対向する一対の第１圧延ローラー２２１、２２２を有しており、一対の第１圧延ローラー２２１、２２２は、加工前スチールワイヤー２１を、加工前スチールワイヤー２１の断面における直径と平行な第１軸方向、例えば厚さ方向に沿って加圧できる。なお、図２に示した圧延装置２０の場合、第１軸方向はＺ軸方向に当たり、一対の第１圧延ローラー２２１、２２２は、加工前スチールワイヤー２１を、図２中のＺ軸方向に沿って、その上下方向から加圧し、上述の第１圧延工程を実施できる。
【００６４】
第１圧延工程において、一対の第１圧延ローラー２２１、２２２により、加工前スチールワイヤー２１を加圧、圧延することで、図１に示したスチールワイヤー１０の断面の第１の直線部１１、及び第２の直線部１２を形成することができる。このため、一対の第１圧延ローラー２２１、２２２は、それぞれの加圧面、すなわち加工前スチールワイヤー２１に接する面に第１の直線部１１、及び第２の直線部１２に対応した平坦部を含むことが好ましい。
【００６５】
圧延装置２０は、一対の第１圧延ローラー２２１、２２２の加工前スチールワイヤー２１の搬送方向下流側に、一対の第２圧延ローラー２３１、２３２を有することができる。一対の第２圧延ローラー２３１、２３２は、第１圧延工程後の加工前スチールワイヤー２１を、加工前スチールワイヤー２１の断面における第１軸方向と直交する第２軸方向、例えば幅方向に沿って加圧できる。なお、図２に示した圧延装置２０の場合、第２軸方向はＸ軸方向に当たり、一対の第２圧延ローラー２３１、２３２は、第１圧延工程後の加工前スチールワイヤー２１を、図２中のＸ軸方向に沿って、その左右方向から加圧し、上述の第２圧延工程を実施できる。ここでいう直交とは、厳密な意味での直交を意味するものではなく、一定量の誤差を含めて実質的に直交であればよい。
【００６６】
第２圧延工程において、一対の第２圧延ローラー２３１、２３２により、第１圧延工程後の加工前スチールワイヤー２１を加圧、圧延することで、図１に示したスチールワイヤー１０の断面の第１の曲線部１３、及び第２の曲線部１４を形成することができる。このため、一対の第２圧延ローラー２３１、２３２は、それぞれの加圧面、すなわち加工前スチールワイヤー２１に接する面が第１の曲線部１３、及び第２の曲線部１４に対応した形状を有していることが好ましい。第２圧延ローラー２３１、２３２は、例えば第２圧延ローラー２３１、２３２の中心軸を通る面での断面形状が、第１の曲線部１３、及び第２の曲線部１４に対応した形状を有する溝２３１Ａ、２３２Ａをそれぞれ含むことができる。
【００６７】
第１圧延工程、第２圧延工程においては、既に説明した本実施形態のスチールワイヤーの断面形状を満たすようにその加圧、圧延の程度等を調整することができる。
【００６８】
そして、加工前スチールワイヤー２１について、図２中の矢印Ａに沿って、すなわちＹ軸方向に沿って搬送し、その長手方向全体に対して、上述の第１圧延工程と、第２圧延工程とを実施することで、本実施形態のスチールワイヤーを製造することができる。
【００６９】
なお、ここでは第１圧延工程、及び第２圧延工程を実施する場合を例に、本実施形態のスチールワイヤーの製造方法の構成例を説明したが、係る形態に限定されない。例えば第１圧延工程のみで、その断面の形状を既述の形状とすることができる場合には、第２圧延工程を実施しなくてもよい。
【００７０】
〔タイヤ〕
次に、本実施形態におけるタイヤについて図３、図４に基き説明する。
【００７１】
本実施形態のタイヤは、既述のスチールワイヤーを含むことができる。
【００７２】
図３は、本実施形態に係るタイヤ３１の周方向と垂直な面での断面図を示している。図３ではＣＬ（センターライン）よりも左側部分のみを示しているが、ＣＬを対称軸として、ＣＬの右側にも連続して同様の構造を有している。
【００７３】
図３に示すように、タイヤ３１は、トレッド部３２と、サイドウォール部３３と、ビード部３４とを備えている。
【００７４】
トレッド部３２は、路面と接する部位である。ビード部３４は、トレッド部３２よりタイヤ３１の内径側に設けられている。ビード部３４は、車両のホイールのリムに接する部位である。サイドウォール部３３は、トレッド部３２とビード部３４とを接続している。トレッド部３２が路面から衝撃を受けると、サイドウォール部３３が弾性変形し、衝撃を吸収する。
【００７５】
タイヤ３１は、インナーライナー３５と、カーカス３６と、ベルト層３７と、ビードワイヤー３８とを備えている。
【００７６】
インナーライナー３５は、ゴムで構成されており、タイヤ３１とホイールとの間の空間を密閉する。
【００７７】
カーカス３６は、タイヤ３１の骨格を形成している。カーカス３６はポリエステル、ナイロン、レーヨンなどの有機繊維あるいはスチールワイヤーと、ゴムと、により構成されている。
【００７８】
ビードワイヤー３８は、ビード部３４に設けられている。ビードワイヤー３８は、カーカスに作用する引っ張り力を受け止める。
【００７９】
ベルト層３７は、カーカス３６を締め付けて、トレッド部３２の剛性を高めている。図３に示した例では、タイヤ３１は２層のベルト層３７を有している。
【００８０】
図４は、２層のベルト層３７を模式的に示した図である。図４は、ベルト層３７の長手方向、すなわちタイヤ３１の周方向と垂直な面での断面図を示している。
【００８１】
図４に示したように、２層のベルト層３７は、タイヤ３１の径方向に重ねあわされている。各ベルト層３７は、複数本のスチールワイヤー４１と、ゴム４２とを有している。複数本のスチールワイヤー４１は、一列に並列されている。スチールワイヤー４１としては既述のスチールワイヤーを用いることができる。
【００８２】
なお、既述のスチールワイヤーは長手方向と垂直な断面が扁平形状を有しており、スチールワイヤーの厚さ方向が、ベルト層の厚さ方向と一致するように配置することが好ましい。このため、例えば既述のスチールワイヤー１０の第１の直線部１１や、第２の直線部１２がベルト層の幅方向に沿うように、スチールワイヤー１０を配置することが好ましい。
【００８３】
そして、ゴム４２は、スチールワイヤー４１を被覆しており、個々のスチールワイヤー４１の全周はそれぞれゴム４２で覆われている。スチールワイヤー４１はゴム４２の中に埋め込まれている。
【００８４】
既述のスチールワイヤーは、長手方向と垂直な断面が扁平形状である。このため、ベルト層３７においてスチールワイヤー４１の下部に配置するゴム４２の厚さである第１ゴム厚さｔ１と、スチールワイヤー４１の上部に配置するゴム４２の厚さである第２ゴム厚さｔ２とを薄くしても、スチールワイヤー４１が露出することを抑制できる。従ってベルト層３７全体の厚さを薄くできる
このように、本実施形態のタイヤによれば、既述のスチールワイヤー４１を含むベルト層３７全体の厚さを抑制することができ、ベルト層３７を軽量化することが可能になる。このため、係るベルト層を含む本実施形態のタイヤについても軽量化することができ、タイヤの転がり抵抗を抑制できる。
【００８５】
また、既述のスチールワイヤーは耐久性が優れている。このため、係るスチールワイヤーを用いた本実施形態のタイヤについても、その耐久性を高めることができる。
【００８６】
以上、実施形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【実施例】
【００８７】
以下に具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（評価方法）
まず、以下の実験例において作製したスチールワイヤーの評価方法について説明する。
（１）スチールワイヤーの断面形状の評価
得られたスチールワイヤーを透明樹脂に埋め込み、スチールワイヤーの長手方向と垂直な面（断面）が露出するように試料を切り出した。【００８８】
そして、投影機を用いて係る断面における各部の長さ、距離を測定した。【００８９】
各部の長さ、距離の測定は３つの断面で実施し、３つの断面での各部の長さ、距離の測定値の平均を、スチールワイヤーの各部の長さ、距離とした。測定に供した３つの断面は、隣接する断面間の距離が５ｃｍとなるようにその位置を設定した。【００９０】
具体的には、３つの断面において第１の直線部１１の長さＷ１１と、第２の直線部１２の長さＷ１２とをそれぞれ測定し、平均値を各実験例のスチールワイヤー１０のＷ１１、Ｗ１２とした。また、Ｗ１１と、Ｗ１２との平均値Ｗ１を算出した。【００９１】
３つの断面において第１の直線部１１と、第２の直線部１２との間の最大距離である厚さＴを測定し、平均値を各実験例のスチールワイヤー１０の厚さＴとした。【００９２】
３つの断面において第１の曲線部１３と、第２の曲線部１４との間の最大距離Ｗ２、すなわちスチールワイヤー１０の幅を測定し、平均値を各実験例のスチールワイヤー１０の幅とした。【００９３】
そして、上記Ｗ１と、Ｗ２とから、Ｗ２に対するＷ１の割合を、以下の式により算出した。  
（Ｗ２に対するＷ１の割合（％））＝Ｗ１／Ｗ２×１００
また、測定、算出した厚さＴと、第１の曲線部１３と、第２の曲線部１４との間の最大距離Ｗ２である幅とから、以下の式により扁平率を算出した。【００９４】
（扁平率（％））＝Ｔ／Ｗ２×１００
（２）耐久性試験
以下の各実験例で作製したスチールワイヤーを、ゴムシートの上に配置し、さらにその上からゴムシートを被せた。これにより、トータル厚さがスチールワイヤーの厚さの５倍である、直方体形状を有するゴムシートと、スチールワイヤーとの積層物を用意した。そして、係るゴムシートと、スチールワイヤーとの積層物について１６０℃、２０分の条件で加硫した。【００９５】
自然放冷後、得られたスチールワイヤー／ゴム複合体からカッターナイフでスチールワイヤーを含む断面形状が厚さ５ｍｍ、幅１０ｍｍである紐状の試験片を取出した。【００９６】
図５に示すように、得られた試験片５０をローラー径が２５ｍｍである第１のローラー５１１、第２のローラー５１２、及び第３のローラー５１３にかけた。この際、図５に示すように第１のローラー５１１と第２のローラー５１２との間に位置する試験片５０と、第２のローラー５１２と第３のローラー５１３の間に位置する試験片５０とが平行になるように、各ローラーの位置を調整した。また、第１のローラー５１１〜第３のローラー５１３にかけられた試験片５０には、その長手方向に沿って２９．４Ｎの荷重を加えている。そして、第１のローラー５１１〜第３のローラー５１３を回転させ、図５中の矢印Ｂの方向に試験片５０を移動させた後、第１のローラー５１１〜第３のローラー５１３を逆回転させ、矢印Ｂとは反対の方向に試験片５０を移動させる操作を１セットとして、係る動作を繰り返し実施した。各ローラーは、上記往復移動を１分間に１００セットできるように回転速度を設定した。そして、試験片が破断するまでの試験片の上記往復移動のセットの回数を数えた。【００９７】
上記往復移動のセットの回数が多いほど耐久性が高いことを示しており、実験例６の場合の、試験片が破断するまでの試験片の上記往復移動のセットの回数を１００として、指数で評価結果を示した。
（３）重量指数
重量指数の評価に当たって、以下の各実験例で作製したスチールワイヤーを用いてゴムシートを作製した。【００９８】
ゴム組成物としては、ゴム成分として天然ゴムをベースとし、添加物としてカーボンブラック、硫黄、酸化亜鉛、有機酸コバルト、ステアリン酸コバルトを含有する。【００９９】
各実験例で作製したスチールワイヤー、及びゴム組成物を用いて、図４に示したベルト層３７と同じ構造を有するゴムシートを作製した。【０１００】
そして、以下の各実験例で加工前スチールワイヤーとして準備した、断面が円形状であるワイヤー径が０．４１５ｍｍのスチールワイヤーを用いて作製したゴムシートの重量を１００として、各実験例のスチールワイヤーを用いて作製したゴムシートの重量を指数で表した。
（実験例）
以下、実験条件について説明する。実験例１〜実験例５が実施例、実験例６、７が比較例となる。
［実験例１］
ワイヤー径が０．４１５ｍｍの、断面の形状が円形状である加工前スチールワイヤー２１を用意した（加工前スチールワイヤー準備工程）。なお、加工前スチールワイヤー２１は、高炭素鋼線の表面に、金属成分がＣｕとＺｎとからなるブラスめっき膜が配置された構成を有している。【０１０１】
そして、係る加工前スチールワイヤーを、図２に示した圧延装置２０に供給し、図１に示した所定の断面形状となるように加工した。【０１０２】
圧延装置２０は既述の様に、加圧面が対向する一対の第１圧延ローラー２２１、２２２を有しており、一対の第１圧延ローラー２２１、２２２間に加工前スチールワイヤー２１を供給した。そして、一対の第１圧延ローラー２２１、２２２により、加工前スチールワイヤー２１を、図２中のＺ軸方向に沿って、すなわち加工前スチールワイヤー２１の厚さ方向に沿ってその上下方向から加圧した（第１圧延工程）。なお、一対の第１圧延ローラー２２１、２２２として、それぞれの加圧面に、形成する第１の直線部１１、及び第２の直線部１２に対応した平坦部を有するものを用いた。【０１０３】
図２に示すように、一対の第１圧延ローラー２２１、２２２の加工前スチールワイヤー２１の搬送方向下流側に、一対の第２圧延ローラー２３１、２３２が配置されており、第１圧延工程後の加工前スチールワイヤー２１を一対の第２圧延ローラー２３１、２３２間に供給した。【０１０４】
そして、一対の第２圧延ローラー２３１、２３２により、第１圧延工程後の加工前スチールワイヤー２１を、図２中のＸ軸方向に沿って、すなわち加工前スチールワイヤー２１の幅方向に沿ってその左右方向から加圧した（第２圧延工程）。なお、一対の第２圧延ローラー２３１、２３２は、それぞれの加圧面に、第２圧延ローラー２３１、２３２の中心軸を通る面での断面形状が、第１の曲線部１３、及び第２の曲線部１４に対応した形状を有する溝２３１Ａ、２３２Ａを有するものを用いた。【０１０５】
そして、加工前スチールワイヤー２１を図２中の矢印Ａに沿って搬送し、その長手方向全体に対して、上述の第１圧延工程と、第２圧延工程とを実施することで、本実験例のスチールワイヤーを製造した。【０１０６】
なお、第１圧延工程、第２圧延工程では、スチールワイヤーの厚さＴが０．３４ｍｍ、Ｗ１が０．２８ｍｍ、Ｗ２が０．４４ｍｍとなるようにその加圧、圧延の程度を調整した。【０１０７】
得られたスチールワイヤーについて、既述の評価を行った。評価結果を表１に示す。
［実験例２〜実験例７］
第１圧延工程、第２圧延工程において、厚さＴ、Ｗ１、Ｗ２が表１に示した値となるようにその加圧、圧延の程度を調整した点以外は、実験例１と同様にしてスチールワイヤーを製造し、その評価を行った。【０１０８】
評価結果を表１に示す。【０１０９】
【表１】
2020116047.tif 000003
表１に示した結果によれば、Ｗ２に対するＷ１の割合が７５％以下である、実験例１〜実験例５では、実験例６、７の場合と比較して、耐久性を向上できていることが確認できた。これは、Ｗ２に対するＷ１の割合を７５％以下とすることで、スチールワイヤーの断面形状を扁平形状とする際に、圧縮加工を受ける箇所と、引張り加工を受ける箇所との境界部における割れの発生を抑制でき、スチールワイヤーの耐久性を高められたためと考えられる。そして、耐久性の評価はゴム内にスチールワイヤーを埋め込んだ試験片を用いて実施しており、係るスチールワイヤーを用いたタイヤとした場合でも同様に耐久性が高められることが十分に予想される。【０１１０】
さらに、実験例１〜実験例５のスチールワイヤーを用いたタイヤとすることで、扁平形状に加工する前の断面の形状が円形状のスチールワイヤーを用いたゴムシートと比較して、その重量を最大で１０％程度軽量化できることを確認できた。【０１１１】
これらの結果から、実験例１〜実験例５のスチールワイヤーによれば、軽量性、及び耐久性に優れたタイヤを形成することが可能であることを確認できた。
【符号の説明】
【０１１２】
１０                スチールワイヤー
１０１              鋼線
１０２              めっき膜
１１                第１の直線部
１２                第２の直線部
１３                第１の曲線部
１４                第２の曲線部
Ｔ                  厚さ
Ｗ１１              第１の直線部の長さ
Ｗ１２              第２の直線部の長さ
Ｗ２                第１の曲線部と、第２の曲線部との間の最大距離
２０                圧延装置
２１                加工前スチールワイヤー
２２１、２２２      第１圧延ローラー
２３１、２３２      第２圧延ローラー
２３１Ａ、２３２Ａ  溝
３１                タイヤ
３２                トレッド部
３３                サイドウォール部
３４                ビード部
３５                インナーライナー
３６                カーカス
３７                ベルト層
３８                ビードワイヤー
４１                スチールワイヤー
４２                ゴム
ｔ１                第１ゴム厚さ
ｔ２                第２ゴム厚さ
５０                試験片
５１１              第１のローラー
５１２              第２のローラー
５１３              第３のローラー
【図１】
2020116047.tif 000004
【図２】
2020116047.tif 000005
【図３】
2020116047.tif 000006
【図４】
2020116047.tif 000007
【図５】
2020116047.tif 000008
【国際調査報告】
2020116047.tif 000009
2020116047.tif 000010
2020116047.tif 000011
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