環状同芯撚りビードコード、その製造方法、及び車両用タイヤ
【課題】強度を確保しつつ軽量化を図ることのできる環状同芯撚りビードコード、その製造方法、及び車両用タイヤを提供する。
【解決手段】コア材２１の回りに複数本の側線１２を螺旋状のくせ付けを施した後、撚り合わせた原コード２２が解撚され、環状に形成された環状コアに、解撚された側線１２の内の１本の側線１２が螺旋状に複数周回巻き付けられてシース層とされている。
【解決手段】コア材２１の回りに複数本の側線１２を螺旋状のくせ付けを施した後、撚り合わせた原コード２２が解撚され、環状に形成された環状コアに、解撚された側線１２の内の１本の側線１２が螺旋状に複数周回巻き付けられてシース層とされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気入りタイヤのビード部分に埋め込まれる環状同芯撚りビードコード、その製造方法、及び車両用タイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、環状金属コードを製造する方法として、例えば特許文献１，２に記載されているように、ワイヤーロープを構成する線材の半分を解撚または切除して取り除いた後に、残った線材を一部環状にしつつその周囲に巻き付けてエンドレス加工することが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載されたワイヤーロープの簡易エンドレス加工法は、まず、設計寸法リングの内周長の２倍強の長さをもった６本の素線が撚り合されて構成されたワイヤーロープを用意する。これを３本の素線の撚り合せ線２本に解き別けて内周長と当該内周長より少し長いより代とを有する基糸を形成する。次に、当該３本素線撚り合せ線からなる基糸の一方を用いて、まず設計寸法の基本となるリング部とその組み合わせ部から延出するストランド部を形成する。そのうえ、当該延出するストランド部をリング部に撚り合せながら巻き付けて２本の基糸（６本の素線）が撚り合された状態のエンドレス加工を行う。その後、基糸の撚り合せ端部をロック止めもしくは半かご差しまたは半かご差しとロック止めの組み合わせ処理の何れかの端部処理をする。
【０００４】
特許文献２に記載されたエンドレススリングは、次のようにして製造されている。まず、所定長さのワイヤーロープの全長にわたって、全本数の１／２のストランドを切除し、ワイヤーロープの全長の１／２の心綱を切除する。残った心綱の両端部を同心に突き合わせたうえ、心綱を切除した側のストランドを、心綱を切除しない側のストランドの切除部に巻き付けて同心状のエンドレスとする。その後、心綱及びストランドの両端部にまたがってスリーブを圧縮加工する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３０６９７９６号公報
【特許文献２】特開平５−１３２８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２に記載の環状金属コードは、何れも玉掛け用吊り具であり、所定の曲げや張力などの負荷を繰り返し受けるような使用状況は想定されていないものである。これらの環状金属コードは、ワイヤーロープを横断面でみて円周上の線材の本数を一旦半分にして、残った線材の余長を空いている残り半分のスペースに再巻き付けしているものであるため、隣り合う線材同士の接触抵抗が弱い。そのため、例えば、自動車用タイヤのビード部位（リムとの密着部）の補強に使用すると、剛性が小さいため、リムとの密着性が弱く、空気漏れが起こり易い。
【０００７】
また、ワイヤーロープのストランドの半分を使用するため、端部が複数存在することとなり、各ストランド毎にあるいは各ストランドをまとめてスリーブを用いて接続すると、強度を要するタイヤ補強材料には適していない。特に、各ストランドをスリーブにて接続する場合は、作業時間が増大し、生産性が悪い。また、重量の増加や増径を招くため、複数層に積層する積層型のビードコードとしては不向きである。
ここで、各ストランド毎の接続による強度低下を補うために素線径を太くした場合も、重量の増加を招き、軽量化に逆行することとなる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、強度を確保しつつ軽量化を図ることのできる環状同芯撚りビードコード、その製造方法、及び車両用タイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決することのできる本発明の環状同芯撚りビードコードは、コア材の回りに複数本の単素線を撚り合わせた原コードが解撚され、環状に形成された環状コアに、解撚された単素線の内の１本の単素線が螺旋状に複数周回巻き付けられてシース層とされていることを特徴とする。
このように、コア材の周りに撚り合わされる際に、予めくせ付けされた単素線の内１本のみが側線として環状コアに巻き付けられて、螺旋波形状が均一なシース層とされている。そのため、特に環状方向に引張り力が付加された時に、環状コアと側線同士及び側線同士間の横方向の接触応力すなわち剪断応力が軽減されるため、破断強度を向上することができる。つまり、その分材料の使用量を減らすことができ、強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。そして、自動車用タイヤのビード部位の補強に使用することにより、リムとの密着性が強く、空気漏れなどの不具合なく、ビード部位を良好に補強することができる。
【００１０】
また、前記環状コアが複数の金属素線を撚り合わせた撚線からなり、前記単素線は、前記環状コアの金属素線の撚り合わせ方向と逆方向に巻き付けられていることが好ましい。
これにより、環状コアを構成する金属素線の撚り目への落ち込みなく単素線が巻き付けられるので、外周の凹凸を極力抑えることができる。また、外周にさらに単素線を巻き付ける場合に、単素線を良好に巻き付けることができる。また、環状コアの金属素線の撚り目への単素線の落ち込みによる単素線の巻き付け長さの変動を抑え、均一な巻き付け力にて単素線を巻き付けることができる。
【００１１】
また、環状コアの回りに単素線を螺旋状に巻き付けて１層または複数層のシース層を有してなるコードと同一径のコア材の回りに複数本の単素線を撚り合わせた原コードが解撚され、１層または複数層のシース層を有する環状の金属コードに、解撚された単素線の内の１本の単素線が螺旋状に複数周回巻き付けられてシース層とされていることが好ましい。
これにより、コア材の周りに撚り合わされる際に、予めくせ付けされた単素線の内１本のみが側線として、１層または複数層の螺旋波形状が均一なシース層とされているので、自動車用タイヤのビード部位の補強に使用することにより、リムとの密着性が強く、空気漏れなどの不具合なく、ビード部位を良好に補強することができる。
【００１２】
また、前記シース層が形成された後の環状同芯撚りビードコードにおける前記単素線の直径型付率が２０％以上１０８％以下であることが好ましい。
このように、環状コアに巻き付けられた単素線の直径型付率が２０％以上１０８％以下であるため、単素線の強度利用率を向上させることができる。これにより、タイヤの補強材として使用する際に過大な安全率を見込む必要がなくなり、環状コア及び単素線の径を細くしても強度を確保することができ、軽量化を図ることができる。直径型付率が１００％を超えても、環状コアと側線の隙間にゴムが侵入するため、直径型付率が１０８％以下であれば環状コアと単素線の強度利用率が大きく低下することはない。
より好ましい前記単素線の直径型付率は、６４％以上１０２％以下である。
なお、直径型付率は、環状同芯撚りビードコードの直径（環状コア＋シース層の断面直径（線径））をＤとし、型付けされた単素線の波高さ（自己径含む）をＨとすると、「直径型付率（％）＝Ｈ／Ｄ×１００」で表される。
【００１３】
また、径方向に隣接するシース層は、前記単素線の巻き付け方向が逆方向とされていることが好ましい。
これにより、径方向に隣接するシース層における単素線の巻き付け方向が逆方向とされているので、表層における凹凸を極力抑えることができ、また、単素線同士の間に他のシース層の単素線が入り込んで層が崩れるような不具合をなくすことができる。
【００１４】
また、前記環状コアは、０．０８質量％以上０．２７質量％以下の炭素（Ｃ）、０．３０質量％以上２．００質量％以下のケイ素（Ｓｉ）、０．５０質量％以上２．００質量％以下のマンガン（Ｍｎ）及び０．２０質量％以上２．００質量％以下のクロム（Ｃｒ）を含み、かつ、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、チタン（Ｔｉ）及びバナジウム（Ｖ）がそれぞれ０．００１質量％以上０．１０質量％以下の範囲で少なくとも１種以上含有し、残部が鉄（Ｆｅ）及び不可避的に混入してくる不純物からなる合金鋼から形成されていることが好ましい。
これにより、環状とする際の両端の溶接部における延性低下抑制効果を得ることができる。
【００１５】
また、前記環状コアは、０．２８質量％以上０．５６質量％以下の炭素（Ｃ）を含む炭素鋼から形成されていることが好ましい。
これにより、接合部の溶接性が高くなるため、環状コアとして必要とされる強度を確保することができる。
【００１６】
また、上記課題を解決することのできる本発明の環状同芯撚りビードコードの製造方法は、コア材の回りに複数本の単素線を撚り合わせた原コードを解撚し、環状に形成された環状コアに、解撚した単素線の内の１本の単素線を螺旋状に複数周回巻き付けてシース層を形成することを特徴とする。
このように、コア材の周りに撚り合わされる際に、予めくせ付けした単素線の内１本のみを側線として環状コアに巻き付けて、螺旋波形状が均一なシース層とする。そのため、特に環状方向に引張り力が付加された時に、環状コアと側線同士及び側線同士間の横方向の接触応力すなわち剪断応力が軽減されるため、破断強度を向上することができる。つまり、その分材料の使用量を減らすことができ、強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。そして、自動車用タイヤのビード部位の補強に使用することにより、リムとの密着性が強く、空気漏れなどの不具合なく、ビード部位を良好に補強することができる。また、単素線の接続箇所を１箇所にすることができる。
【００１７】
また、前記単素線を前記環状コアの周りに複数周回巻き付けてシース層を形成する際に、形成する環状コアの中心径の０．５５倍以上２．０倍以下の径に湾曲させておくことが好ましい。この湾曲加工は、原コードを解撚する前に施すのが効率的である。
これにより、環状同芯撚りビードコードの環状の均一形成の容易化を図ることができ、生産性を高めることができる。
【００１８】
また、前記環状コアとして複数の金属素線を撚り合わせた撚線を用い、前記単素線を、前記環状コアの金属素線の撚り合わせ方向と逆方向に巻き付けることが好ましい。
これにより、環状コアを構成する金属素線の撚り目への落ち込みなく単素線を巻き付けることができ、外周の凹凸を極力抑えることができる。さらに、外周に単素線を巻き付ける場合に、単素線を良好に巻き付けることができる。また、環状コアの金属素線の撚り目への単素線の落ち込みによる単素線の巻き付け長さの変動を抑え、均一な巻き付け力にて単素線を巻き付けることができる。
【００１９】
また、環状コアの回りに単素線を螺旋状に巻き付けて１層または複数層のシース層を有してなるコードと同一径のコア材の回りに複数本の単素線を撚り合わせた原コードを解撚し、１層または複数層のシース層を有する環状の金属コードに、解撚した単素線の内の１本の単素線を螺旋状に複数周回巻き付けてシース層を形成することが好ましい。
これにより、コア材の周りに撚り合わされる際に、予めくせ付けした単素線の内１本のみを側線として１層または複数層のシース層を有する環状の金属コードに巻き付けて、螺旋波形状が均一なシース層を形成する。そのため、特に環状方向に引張り力が付加された時に、環状コアと側線同士及び側線同士間の横方向の接触応力すなわち剪断応力が軽減されるため、破断強度を向上することができる。つまり、その分材料の使用量を減らすことができ、強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。そして、自動車用タイヤのビード部位の補強に使用することにより、リムとの密着性が強く、空気漏れなどの不具合なく、ビード部位を良好に補強することができる。
【００２０】
また、径方向に隣接するシース層における前記単素線の巻き付け方向を逆方向とすることが好ましい。
これにより、径方向に隣接するシース層における単素線の巻き付け方向を逆方向とするので、表層における凹凸を極力抑えることができ、また、単素線同士の間に他のシース層の単素線が入り込んで層が崩れるような不具合をなくすことができる。
【００２１】
また、本発明の車両用タイヤは、上記の環状同芯撚りビードコードが埋め込まれていることを特徴とする。
このように、良好な製造性、取り扱い性を確保しつつ軽量化が図られた環状同芯撚りビードコードを用いるので、製造性に優れ、しかも軽量化されたエコタイヤを実現することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、強度を確保しつつ軽量化を図ることのできる環状同芯撚りビードコード、その製造方法、及び車両用タイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】車両用タイヤの断面図である。
【図２】（ａ）はビードコードの全体図、（ｂ）はビードコードの部分を示す斜視図である。
【図３】側線のくせ付け処理を説明する金属コードの斜視図である。
【図４】（ａ）はワイヤを環状にする際のくせ付け装置の側面図であり、（ｂ）はその正面図である。
【図５】環状コアに側線を巻き付け始めた状態を示す平面図である。
【図６】環状コアに側線を１周巻き付けた状態を示す巻き付け途中の状態を示す平面図である。
【図７】撚り線からなる環状コアを有する環状同芯撚りビードコードの斜視図である。
【図８】複数層のシース層を有する環状同芯撚りビードコードの斜視図である。
【図９】複数層のシース層を有する環状同芯撚りビードコードの製造方法を説明する金属コードの斜視図である。
【図１０】環状ビードコードの引張り試験に用いる治具を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る環状同芯撚りビードコード及びそれを使用した車両用タイヤの実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、車両用タイヤの断面図、図２（ａ）はビードコードの全体図、図２（ｂ）はビードコードの部分を示す斜視図である。
【００２５】
図１に示すように、車両用タイヤ１は、乗用車用の空気入りタイヤであって、ビードコード（環状同芯撚りビードコード）２が通る両側のビード部３と各ビード部３からタイヤ半径方向外向きにのびるサイドウォール部４と、その上端間を継ぐトレッド部５とを備える。
また、ビード部３間にカーカス６が架け渡されるとともに、このカーカス６の外側かつトレッド部５の内方にはベルト層７が周方向に巻装されている。
【００２６】
上記の車両用タイヤ１のビード部３に通されたビードコード２は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、予め螺旋状にくせ付けされた１本の側線（単素線）１２を用意し、この側線１２を、環状コア１１の周囲に、複数周回（本例では６周）巻き付けてシース層１３を構成している。側線１２は、環状コア１１の輪の外側から輪の中へ通され、再び輪の外側から輪の中へ通されることにより、環状コア１１に所定の巻き付けピッチにて螺旋状に巻き付けられている。なお、本例では、１層のシース層１３を有する場合を例示している。
【００２７】
環状コア１１は、予め湾曲された１本のワイヤを環状に形成し、その両端面同士を溶接により接合したものである。この場合、環状コア１１のワイヤ同士の接合部分の増径を生じさせることなく、簡単に接合させることができる。
【００２８】
環状コア１１は、合金鋼ワイヤからなるもので、その材質は、０．０８〜０．２７質量％の炭素（Ｃ）、０．３０〜２．００質量％のケイ素（Ｓｉ）、０．５０〜２．００質量％のマンガン（Ｍｎ）及び０．２０〜２．００質量％のクロム（Ｃｒ）を含み、かつ、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、チタン（Ｔｉ）及びバナジウム（Ｖ）がそれぞれ０．００１〜０．１００質量％の範囲で少なくとも１種以上含有し、残部が鉄（Ｆｅ）及び不可避的に混入してくる不純物からなる合金鋼である。このような組成であれば、合金鋼ワイヤを環状に形成して環状コア１１とする際の両端の溶接部における延性低下抑制効果を得ることができる。
【００２９】
また、環状コア１１は、炭素（Ｃ）を０．２８〜０．５６質量％含む中炭素鋼ワイヤで形成されていてもよい。このような材質のワイヤを用いても、接合部の溶接性が高くなるため、環状コア１１として必要とされる強度を確保することができる。また、環状コア１１の表面には、銅合金（例えば、真鍮）または亜鉛のめっき処理が施されていてもよい。
【００３０】
側線１２は、例えば、炭素（Ｃ）を０．７質量％以上含む高炭素鋼ワイヤからなるものである。また、側線１２の表面には、銅合金（例えば、真鍮）または亜鉛のめっき処理が施されていてもよい。
【００３１】
環状コア１１を構成するワイヤの直径（線径）は、側線１２のワイヤの直径（線径）以上であることが好ましく、例えば、環状コア１１のワイヤの直径は１．５ｍｍであり、側線１２のワイヤの直径は、１．４ｍｍである。
【００３２】
次に、上記の環状同芯撚りビードコードを製造する方法について説明する。
（前処理工程）
まず、前処理工程として、側線１２のくせ付け処理及び環状コア１１のコイル化処理を行う。
【００３３】
（１）側線のくせ付け処理
図３に示すように、環状コア１１と同一径のコア材２１に、複数本（本例では６本）の側線１２を撚り合わせて原コード２２を形成する。そして、原コード２２を形成したら、原コード２２を解撚して、側線１２を分離させる。なお、側線１２は、コア材２１への撚り合わせ前に、くせ付けピン等を通過させて適正な型付け（直径型付け率で９３±５％）を施しておくのが良い。
【００３４】
（２）環状コアのコイル化処理
図４（ａ）はワイヤを環状にする際のくせ付け装置の側面図であり、（ｂ）はその正面図である。図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、このくせ付け装置３０は、基台３１上に所定間隔で回転自在に設けられた第１のローラである一対のフリーローラ３２ａ，３２ｂと、この一対のフリーローラ３２ａ，３２ｂに対して接近及び離反（図４中矢印Ａ方向）自在の１個の第２のローラである駆動ローラ３３と、を有している。駆動ローラ３３は、一対のフリーローラ３２ａ，３２ｂの中心を結ぶ線分の垂直二等分線Ｌ上に位置しており、移動手段３４によって一対のフリーローラ３２ａ，３２ｂとの間隔が調整されている。また、駆動ローラ３３は駆動手段（図示省略）により回転駆動される。
【００３５】
図４（ｂ）に示すように、各ローラ３２ａ，３２ｂ，３３には、環状コア１１となるワイヤ１１ａの外径に対応した断面部分円弧状の溝３５が設けられている。また、各ローラ３２ａ，３２ｂ，３３に送り込まれるワイヤ１１ａを支持して案内するフリーローラ３６を設けることが望ましい。
【００３６】
上記のくせ付け装置３０によってワイヤ１１ａをコイル化するには、まず、駆動ローラ３３を一対のフリーローラ３２ａ，３２ｂから離して、駆動ローラ３３と一対のフリーローラ３２ａ，３２ｂとの間に、ワイヤ１１ａを挿入し、駆動ローラ３３を一対のフリーローラ３２ａ，３２ｂ側に押し付けて駆動ローラ３３とフリーローラ３２ａ，３２ｂ間にワイヤ１１ａの先端部分を挟む。そして、駆動ローラ３３の回転駆動によりワイヤ１１ａを通過させて円弧状に湾曲させていく。これにより、環状コア１１とする前のワイヤ１１ａを湾曲させておく。
また、原コード２２を、解撚する前に上記のくせ付け装置３０によってコイル化処理することもできる。原コード２２をコイル化することにより、側線１２を、環状コア１１の中心径の０．５５倍以上２．０倍以下の径に湾曲させておくとよい。ここで、環状コア１１の中心径とは、環状の中心から環状コア１１を構成するワイヤ１１ａの中心軸までの径である。
【００３７】
（３）接合処理
上記のようにくせ付けしたワイヤ１１ａの両端面同士を突き合わせて溶接により接合し、環状コア１１とする。このとき、ワイヤ１１ａは湾曲させてあるので、両端面同士を容易に突き合わせて溶接することができる。
【００３８】
（巻き付け工程）
次に、環状コア１１に側線１２を巻き付けて環状同芯撚りビードコードを製造する場合について説明する。
図５は環状コア１１に側線１２を巻き付け始めた状態を示す平面図、図６は環状コア１１に側線１２を１周巻き付けた状態を示す巻き付け途中の状態を示す平面図である。
まず、図５に示すように、前述したくせ付け処理にて、原コード２２を解撚して得られた１本の側線１２の始端１２ａを、車両用タイヤ１のゴムと同材質の未加硫のゴムシートによって、環状コア１１に仮止めする。このとき、側線１２は、原コード２２形成前に施された型付けによって施された螺旋波形状と、原コード２２がコイル化処理されたことによる湾曲形状とを、ともに有している。
【００３９】
そして、例えば手巻きにて、側線１２の螺旋波形状の内側に環状コア１１を入れるように、環状コア１１の周囲に側線１２を巻き付けていく。このとき、側線１２は環状コア１１の中心径の０．５５倍以上２．０倍以下の径に湾曲されているため、環状コア１１の環状方向に沿った巻き付け作業を円滑に行なうことができる。そのため、環状同芯撚りビードコードの環状の均一形成の容易化を図ることができ、生産性を高めることができる。
環状コア１１の周囲に側線１２を１周分だけ巻き付けた状態が図６であり、さらに引き続き側線１２を環状コア１１の周囲に５周巻き付ける。そして、連続して所定回数（本実施形態では６周）巻き付けたら、環状コア１１に仮止めしていた始端を外し、始端と終端とを金属製スリーブによって連結固定する。
【００４０】
このようにすると、環状コア１１の周囲に、側線１２が螺旋状に巻き付けられたシース層１３を有するビードコード２が得られる。
なお、始端と終端とは、例えば、真鍮製または軽量素材製（プラスチック、フッ素樹脂等）のスリーブによって連結固定しても良い。
【００４１】
このように、本実施形態のビードコード２は、コア材２１の周りに撚り合わされる際に、予めくせ付けされた側線１２の内１本のみが環状コア１１に巻き付けられて、螺旋波形状が均一なシース層１３とされている。そのため、特にビードコード２の環状方向に引張り力が付加された時に、環状コア１１と側線１２同士及び側線１２同士間の横方向の接触応力すなわち剪断応力が軽減されるため、破断強度を向上することができる。つまり、その分材料の使用量を減らすことができ、強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。そして、自動車用タイヤのビード部位の補強に使用することにより、リムとの密着性が強く、空気漏れなどの不具合なく、ビード部位を良好に補強することができる。また、側線１２の接続箇所を１箇所にすることができる。
【００４２】
また、側線１２を、形成する環状コア１１の中心径の０．５５倍以上２．０倍以下の径に予め湾曲させておくので、ビードコード２の環状の形成の容易化を図ることができ、生産性を高めることができる。
【００４３】
また、図７に示すように、環状コア１１としては、複数の金属素線１１ｂを撚り合わせた撚線を用いても良く、この場合、この環状コア１１に巻き付ける側線１２は、環状コア１１の金属素線１１ｂの撚り合わせ方向と逆方向に巻き付けることが好ましい。
このようにすると、環状コア１１を構成する金属素線１１ｂの撚り目への落ち込みなく側線１２が巻き付けられるので、外周の凹凸を極力抑えることができる。また、外周にさらに側線１２を巻き付ける場合に、側線１２を良好に巻き付けることができる。また、環状コア１１の金属素線１１ｂの撚り目への側線１２の落ち込みによる側線１２の巻き付け長さの変動を抑え、均一な巻き付け力にて側線１２を巻き付けることができる。
【００４４】
なお、上記実施形態では、環状コア１１を構成するワイヤ１１ａと異なるコア材２１を用いて側線１２のくせ付け処理を行ったが、コア材２１として環状コア１１を構成するワイヤ１１ａを用いても良い。
【００４５】
このようなビードコード２を車両用タイヤ１に埋め込む際には、加硫促進剤を添加したゴムシートをビードコード２に貼り付けて、ゴム付きビードコードとする。そして、車両用タイヤ１のビード部３にゴム付きビードコードを組み込み、タイヤ形状とした未加硫ゴム複合体としてタイヤ成形機に入れる。この後、この成形金型を加圧・加硫してタイヤが完成する。側線１２がめっきされている場合、ゴムシートに含まれる硫黄成分が側線１２のめっきと反応して接着する。
【００４６】
また、ゴムシートに加硫促進剤を添加せず、金属とゴムとの接着に適した金属ゴム用接着剤によってビードコード２とゴムシートとを接着させても良く、この場合、側線１２におけるめっきが施されていない場合に有効であり、側線１２へゴムシートを確実に固着させることができる。例えば、金属ゴム用接着剤として、ケムロック（登録商標、ロード・ファー・イースト・インコーポレイテッド製）を使用できる。
【００４７】
このように製造された車両用タイヤ１は、強度を確保しつつ軽量化が図られた上記のビードコード２を用いているため、製造が容易で、軽量化が可能になり環境に優しいエコタイヤとすることができる。
【００４８】
なお、上記実施形態では、環状コア１１の周囲に、１層のシース層１３を設けたが、シース層１３を複数層設けても良い。
そして、２層以上のシース層１３を有する環状同芯撚りビードコード２では、径方向に隣接するシース層１３における側線１２の巻き付け方向を逆方向とする。
【００４９】
図８に示すものは、２層のシース層１３を有する環状同芯撚りビードコード２であり、これは、１層目のシース層１３を有する環状の金属コード６１に、側線１２が螺旋状に複数周回（本例では１２回）巻き付けられて２層目のシース層１３とされている。この２層目のシース層１３を構成する側線１２は、１層のシース層１３を有するコードに巻き付けられてくせ付けされた複数の側線１２の内の１本が用いられている。
【００５０】
複数層のシース層１３を有する環状同芯撚りビードコード２を製造する場合は、図９に示すように、環状コア１１の回りに側線１２を螺旋状に巻き付けて１層または複数層のシース層１３を有してなる金属コードと同一径のコア材２１の回りに複数本の側線１２を撚り合わせた原コード２２を形成する。そして、この原コード２２を解撚し、１層または複数層のシース層１３を有する環状金属コード６１に、解撚した側線１２の内の１本の側線１２を螺旋状に複数周回巻き付けてシース層１３を形成する。また、このとき、径方向に隣接するシース層１３における側線１２の巻き付け方向を逆方向とする。
【００５１】
このように、コア材２１の周りに撚り合わされる際に、予めくせ付けされた側線１２の内１本のみが、１層または複数層のシース層１３を有する環状の環状金属コード６１に巻き付けられて、螺旋波形状が均一なシース層１３とされている。そのため、特にビードコード２の環状方向に引張り力が付加された時に、環状コア１１と側線１２同士及び側線１２同士間の横方向の接触応力すなわち剪断応力が軽減されるため、破断強度を向上することができる。つまり、その分材料の使用量を減らすことができ、強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。そして、自動車用タイヤのビード部位の補強に使用することにより、リムとの密着性が強く、空気漏れなどの不具合なく、ビード部位を良好に補強することができる。
【００５２】
また、径方向に隣接するシース層１３における側線１２の巻き付け方向が逆方向とされているので、表層における凹凸を極力抑えることができ、また、側線１２同士の間に他のシース層１３の側線１２が入り込んで層が崩れるような不具合をなくすことができる。
【００５３】
また、上記の１層のシース層１３を有するビードコード２、及び複数層のシース層１３を有するビードコード２の何れにおいても、ビードコード２における側線１２の直径型付率が２０％以上１０８％以下とされていることが好ましい。
シース層１３となった側線１２の直径型付率が１０８％を超えると、環状コア１１との間で互いに剪断応力が大きく生じるため、強度利用率の低下を招いてしまう。また、シース層１３となった側線１２の直径型付率が２０％未満であると、環状コア１１とシース層１３との間で伸びの差が大きくなって均等な負荷配分が崩れ、強度利用率の低下を招いてしまう。
【００５４】
側線１２の直径型付率を２０％以上１０８％以下とすることで、側線１２の強度利用率を向上させることができる。これにより、タイヤの補強材として使用する際に過大な安全率を見込む必要がなくなり、環状コア１１及び側線１２の径を細くしても強度を確保することができ、軽量化を図ることができる。直径型付率が１００％を超えても、環状コア１１と側線１２の隙間にゴムが侵入するため、直径型付率が１０８％以下であれば環状コア１１と側線１２の強度利用率が大きく低下することはない。
また、さらに好ましい側線１２の直径型付率は、６４％以上１０２％以下である。
【実施例】
【００５５】
（第１実施例）
種々の条件で１層のシース層を有するビードコードを作製し、そのときの側線の直径型付率、ビードコードの強度利用率、軽量化率、及び側線の螺旋巻き付け性の評価を行った。
【００５６】
（１）使用する原金属コード（１×１．８＋（７）×１．４の金属コード）
（１−１）コア材の作製
０．５１質量％の炭素（Ｃ）を含有する直径５．５ｍｍの硬鋼線材を酸洗し、伸線工程を経て直径１．８ｍｍまで伸線加工してコア材を作製する。そして、このコア材を、撚線機へ供給するため、必要量だけリールに巻き取る。
（１−２）側線の作製
０．８２質量％の炭素（Ｃ）を含有する直径４．５ｍｍの硬鋼線材を酸洗し、銅及び亜鉛めっきを施し、拡散によって真鍮めっき中間線を作製する。その後、伸線工程を経て直径１．４ｍｍの側線を作製する。側線は、撚線機へ供給するため、必要量だけ７リールに巻き取る。
（１−３）金属コードの作製
コア材を含まないで７本撚りができるプレフォーム付きのチューブラー型撚線機を用いて、１５３．８ｍｍの撚りピッチでコア材の周りに７本の側線をＳ撚りにて撚り合わせ、１＋７構造の金属コードを作製する。
なお、撚線機の回転数は、６００（ｒｐｍ）、側線の直径型付け率は平均９３％で調整し、撚り合わせ後のコイル径調整は、０．７５Ｄ１（Ｄ１：作製するビードコードの層心径）で調整する。
（１−４）金属コードの解撚
端末分（α）も含めて作製するビードコードの環状径（層心径：Ｄ１）の約２３倍（（Ｄ１）π×７＋α）の金属コードを準備し、全長にわたって解撚し、コア材及び７本の側線に分離する。
【００５７】
（２）作製する環状同芯撚りビードコード
金属コードから分離したコア材を、層心径Ｄ１＝４４０．７ｍｍとなるように環状とし、両端末を突き合わせて溶接し、環状コアを作製する。
この環状コアの周りに、金属コードから分離した７本の側線のうちの１本を使用し、巻き付けピッチ１５３．８ｍｍにて７周回螺旋状に巻き付けて第１層のシース層を形成する。側線の始端及び終端は、余長部を切断し、真鍮製のスリーブに挿入して接続する。
【００５８】
（３）評価試験
表１にその結果を示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
なお、表１の評価項目は次の方法によって評価を行った。
【００６１】
（３−１）側線の直径型付率（％）
環状同芯撚りビードコードから１５ｃｍの長さのサンプルを切り出して作成する。その際、環状のビードコードから何の処理もせずに切断すると側線が解撚してばらけ易いため、予め切断箇所の近傍をバインド線等で結束した後、切断する。切断したサンプルの湾曲（ビードコードの環状の湾曲）を直線状になるように若干矯正した後、その真直部においてコード径測定用専用マイクロメータにて直径Ｄを測定する。
【００６２】
同じ切断サンプルを用いて、結束したバインド線を取り除き、側線６本を無負荷の状態で環状コアから取り外す。６本の側線について、必要により３ピッチ分の波の高さを測定できる長さに切り出し、万能投影器により、１本の側線において試料数ｎ＝３（すなわち３ピッチの各波の高さ）で測定し、その平均値をその１本の側線の波高さとする。残りの５本の側線についても同様に測定し、６本の側線の波高さの平均値をそのビードコードにおける側線の波高さＨとする。
このようにして求められた直径Ｄと波高さＨを用いて、「直径型付率（％）＝Ｈ／Ｄ×１００」の式により直径型付率を算出する。
【００６３】
（３−２）ビードコードの強度利用率（％）
計１４例に使用する環状コア及び側線について、予め引張り試験機を用いて、試料数ｎ＝３で引張り試験を行い、平均切断荷重を算出する。算出式は、「素線での切断荷重Ｗ０（ｋＮ）＝環状コアの素線の平均切断荷重＋側線の平均切断荷重×６」である。
環状のビードコードについて、予め図１０に示す環状ビードコード用の治具６０を用いて、試料数ｎ＝２で引張り試験を行い、ビードコードでの平均切断荷重Ｗ１（ｋＮ）を算出する。
【００６４】
ここで、図１０に示す環状ビードコード用の治具６０を使用した引張り試験方法について説明する。環状ビードコード用の治具６０は、ビードコード２を一対の溝付き半円盤形状の保持部材６１に保持させ、各保持部材６１に対してそれぞれボルト６４を介して接続したそれぞれの牽引部材６２を、それぞれチャック６３により把持して離反する方向（図１０の上下方向）に引っ張るものである。例えば、下側のチャック６３の位置を固定し、上側のチャック６３を上方へ引っ張る。チャック６３の引張り荷重を測定することで、ビードコード２の切断荷重を測定することができる。
上記のように求めた切断荷重Ｗ０，Ｗ１から、式「強度利用率η（％）＝Ｗ１／Ｗ０×１００」により強度利用率η（％）を算出する。
【００６５】
（３−３）ビードコードの軽量化率（％）
直径型付け率を４％として撚り合わせた比較例１の強度利用率ηを基準にして、各例の強度利用率ηの上昇分だけ線径の細径化が図れるため、式「軽量化率（％）＝（各例の強度利用率η−比較例１の強度利用率η）／比較例１の強度利用率η×１００」により算出する。なお、基準となる比較例１では、上式より、軽量化率は０％となる。
【００６６】
（３−４）側線の表面状態
直径型付け率の違いによる側線の螺旋巻き付け性の変化を観察する。
なお、表１における螺旋巻き付け性の評価○，△，×は以下のことを示す。
○：環状コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、自然に巻き付けられる状態。
△：環状コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、環状コアへの側線の押し付けが必要な状態。
×：環状コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、環状コアへの側線の押し付けなどの工夫をしても短時間に巻き付けることができない状態。
【００６７】
表１から解るように、比較例１では、側線の直径型付け率が４％と小さく、このため、ビードコードの強度利用率が７６．０％であった。また、比較例２は、比較例１のビードコードを、車両用タイヤのビードコードとして埋め込む際のゴムの加硫温度（１５０℃）に加熱したものであり、この比較例２の場合も、側線の直径型付け率が１０％と小さく、このため、ビードコードの強度利用率が７７．２％であった。このため、比較例１，２では、螺旋巻き付け性は、環状コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、環状コアへの側線の押し付けなどの工夫をしても短時間に巻き付けることができない状態（評価×）であった。
【００６８】
これに対して、比較例１，２以外の実施例１〜１１では、直径型付け率が２０％以上と高いため、それに伴い強度利用率も上昇している。このため、実施例１〜１１では、螺旋巻き付け性は、環状コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、環状コアへの側線の押し付けが必要な状態（評価△）、あるいは環状コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、自然に巻き付けられる状態（評価○）であった。ただし、直径型付け率が１０５％を超える１０８％である実施例１１では、巻き付け性は良好であるが、シース層の外周が凸凹となった。なお、ビードコードの強度利用率は７８．５％と低いが、これはコード単体での結果であり、実用的なゴム被覆した状態で測定すれば、強度利用率は確実に向上すると考えられる。
【００６９】
（第２実施例）
種々の条件で２層のシース層を有するビードコードを作製し、そのときの側線の直径型付率、ビードコードの強度利用率、軽量化率、及び側線の螺旋巻き付け性の評価を行った。
【００７０】
（１）使用する原金属コード（１×１．８＋（７＋１３）×１．４の金属コード）
（１−１）コア材の作製
第１実施例にて作製したビードコードを仮コア材とする。
（１−２）側線の作製
０．８２質量％の炭素（Ｃ）を含有する直径４．５ｍｍの硬鋼線材を酸洗し、銅及び亜鉛めっきを施し、拡散によって真鍮めっき中間線を作製する。その後、伸線工程を経て直径１．４ｍｍの側線を作製する。側線は、撚線機へ供給するため、必要量だけ１３リールに巻き取る。
（１−３）金属コードの作製
仮コア材を含まないで１３本撚りができるプレフォーム付きのチューブラー型撚線機を用いて、１７３．１ｍｍの撚りピッチで仮コア材の周りに１３本の側線をＺ撚りにて撚り合わせ、１＋７＋１３構造の金属コードを作製する。
なお、撚線機の回転数は、６００（ｒｐｍ）、側線の直径型付け率は平均９３％で調整し、撚り合わせ後のコイル径調整は、０．７５Ｄ１（Ｄ１：作製するビードコードの層心径）で調整する。
（１−４）金属コードの解撚
端末分（α）も含めて作製するビードコードの環状径（層心径：Ｄ１）の約４２倍（（Ｄ１）π×１３＋α）の金属コードを準備し、全長にわたって解撚し、１本のコア材、７本の側線及び１３本の側線に分離する。
【００７１】
（２）作製する環状同芯撚りビードコード
金属コードから分離したコア材を、層心径Ｄ１＝４４０．７ｍｍとなるように環状とし、両端末を突き合わせて溶接し、環状コアを作製する。
この環状コアの周りに、金属コードから分離した７本の側線のうちの１本を使用し、巻き付けピッチ１５３．８ｍｍにて７周回螺旋状に巻き付けて第１層のシース層を形成する。側線の始端及び終端は、余長部を切断し、黄銅製のスリーブに挿入して接続する。
続いて、この第１層の周りに、金属コードから分離した１３本の側線のうちの１本を使用し、巻き付けピッチ１７３．１ｍｍにて１３周回螺旋状に巻き付けて第２層のシース層を形成する。側線の始端及び終端は、余長部を切断し、黄銅製のスリーブに挿入して接続する。
【００７２】
（３）評価試験
表２にその結果を示す。
【００７３】
【表２】
【００７４】
なお、表２の評価項目は次の方法によって評価を行った。
【００７５】
（３−１）側線の直径型付率（％）
環状同芯撚りビードコードから１５ｃｍの長さのサンプルを切り出して作成する。その際、環状のビードコードから何の処理もせずに切断すると側線が解撚してばらけ易いため、予め切断箇所の近傍をバインド線等で結束した後、切断する。切断したサンプルの湾曲（ビードコードの環状の湾曲）を直線状になるように若干矯正した後、その真直部においてコード径測定用専用マイクロメータにて直径Ｄを測定する。
【００７６】
同じ切断サンプルを用いて、結束したバインド線を取り除き、側線６本を無負荷の状態で環状コアから取り外す。６本の側線について、必要により３ピッチ分の波の高さを測定できる長さに切り出し、万能投影器により、１本の側線において試料数ｎ＝３（すなわち３ピッチの各波の高さ）で測定し、その平均値をその１本の側線の波高さとする。残りの５本の側線についても同様に測定し、６本の側線の波高さの平均値をそのビードコードにおける側線の波高さＨとする。
このようにして求められた直径Ｄと波高さＨを用いて、「直径型付率（％）＝Ｈ／Ｄ×１００」の式により直径型付率を算出する。
【００７７】
（３−２）ビードコードの強度利用率（％）
計１４例に使用する環状コア及び側線について、予め引張り試験機を用いて、試料数ｎ＝３で引張り試験を行い、平均切断荷重を算出する。算出式は、「素線での切断荷重Ｗ０（ｋＮ）＝環状コアの素線の平均切断荷重＋側線の平均切断荷重×６」である。
各例のビードコードに生ゴムを巻き付けて加圧加硫したものについて、前述した治具６０を用いてｎ＝２で引張り試験を行い、ゴム付きのビードコードでの平均切断荷重Ｗ１（ｋＮ）を算出する。
上記のように求めた切断荷重Ｗ０，Ｗ１から、式「強度利用率η（％）＝Ｗ１／Ｗ０×１００」により強度利用率η（％）を算出する。
【００７８】
（３−３）ビードコードの軽量化率（％）
直径型付け率を３％として撚り合わせた比較例３の強度利用率ηを基準にして、各例の強度利用率ηの上昇分だけ線径の細径化が図れるため、式「軽量化率（％）＝（各例の強度利用率η−比較例３の強度利用率η）／比較例３の強度利用率η×１００」により算出する。なお、基準となる比較例３では、上式より、軽量化率は０％となる。
【００７９】
（３−４）側線の表面状態
直径型付け率の違いによる１層のシース層を有する環状仮コアに対する側線の螺旋巻き付け性の変化を観察する。
なお、表２における螺旋巻き付け性の評価○，△，×は、以下のことを示す。
○：環状仮コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、自然に巻き付けられる状態。
△：環状仮コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、環状コアへの側線の押し付けが必要な状態。
×：環状仮コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、環状コアへの側線の押し付けなどの工夫をしても短時間に巻き付けることができない状態。
【００８０】
表２から解るように、比較例３では、側線の直径型付け率が３％と小さく、このため、ビードコードの強度利用率が７６．４％であった。また、比較例４は、比較例３のビードコードを、車両用タイヤのビードコードとして埋め込む際のゴムの加硫温度（１５０℃）に加熱したものであり、この比較例４の場合も、側線の直径型付け率が１０％と小さく、このため、ビードコードの強度利用率が７７．６％であった。このため、比較例３，４では、螺旋巻き付け性は、１層のシース層を有する環状仮コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、環状仮コアへの側線の押し付けなどの工夫をしても短時間に巻き付けることができない状態（評価×）であった。
【００８１】
これに対して、比較例３，４以外の実施例１２〜１９では、直径型付け率が２６％以上と高いため、それに伴い強度利用率も上昇している。このため、実施例１２〜１９では、螺旋巻き付け性は、環状仮コアに対して第２層の側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、側線の押し付けが必要な状態（評価△）、あるいは環状仮コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、自然に巻き付けられる状態（評価○）であった。ただし、直径型付け率が１０５％を超える１０７％である実施例１９では、巻き付け性は良好であるが、第２層の外周が凸凹となった。なお、ビードコードの強度利用率は７９．５％と低いが、これはコード単体での結果であり、実用的なゴム被覆した状態で測定すれば、強度利用率は確実に向上すると考えられる。
【００８２】
上記実施例１及び実施例２の結果、各シース層を構成する側線の型付け率は、９０〜１００％にて、最も高い強度利用率となることが分かった。
つまり、このように、強度利用率の高い環状同芯撚りビードコードを、破断強度が一定となるように車両用タイヤに使用すれば、十分な強度を確保しつつタイヤの質量を軽減することができ、エコロジーに優れたタイヤとすることができる。
【符号の説明】
【００８３】
１…車両用タイヤ、２…ビードコード（環状同芯撚りビードコード）、１１…環状コア、１１ｂ…金属素線、１２…側線、１３…シース層、２１…コア材、２２…原コード
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気入りタイヤのビード部分に埋め込まれる環状同芯撚りビードコード、その製造方法、及び車両用タイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、環状金属コードを製造する方法として、例えば特許文献１，２に記載されているように、ワイヤーロープを構成する線材の半分を解撚または切除して取り除いた後に、残った線材を一部環状にしつつその周囲に巻き付けてエンドレス加工することが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載されたワイヤーロープの簡易エンドレス加工法は、まず、設計寸法リングの内周長の２倍強の長さをもった６本の素線が撚り合されて構成されたワイヤーロープを用意する。これを３本の素線の撚り合せ線２本に解き別けて内周長と当該内周長より少し長いより代とを有する基糸を形成する。次に、当該３本素線撚り合せ線からなる基糸の一方を用いて、まず設計寸法の基本となるリング部とその組み合わせ部から延出するストランド部を形成する。そのうえ、当該延出するストランド部をリング部に撚り合せながら巻き付けて２本の基糸（６本の素線）が撚り合された状態のエンドレス加工を行う。その後、基糸の撚り合せ端部をロック止めもしくは半かご差しまたは半かご差しとロック止めの組み合わせ処理の何れかの端部処理をする。
【０００４】
特許文献２に記載されたエンドレススリングは、次のようにして製造されている。まず、所定長さのワイヤーロープの全長にわたって、全本数の１／２のストランドを切除し、ワイヤーロープの全長の１／２の心綱を切除する。残った心綱の両端部を同心に突き合わせたうえ、心綱を切除した側のストランドを、心綱を切除しない側のストランドの切除部に巻き付けて同心状のエンドレスとする。その後、心綱及びストランドの両端部にまたがってスリーブを圧縮加工する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３０６９７９６号公報
【特許文献２】特開平５−１３２８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２に記載の環状金属コードは、何れも玉掛け用吊り具であり、所定の曲げや張力などの負荷を繰り返し受けるような使用状況は想定されていないものである。これらの環状金属コードは、ワイヤーロープを横断面でみて円周上の線材の本数を一旦半分にして、残った線材の余長を空いている残り半分のスペースに再巻き付けしているものであるため、隣り合う線材同士の接触抵抗が弱い。そのため、例えば、自動車用タイヤのビード部位（リムとの密着部）の補強に使用すると、剛性が小さいため、リムとの密着性が弱く、空気漏れが起こり易い。
【０００７】
また、ワイヤーロープのストランドの半分を使用するため、端部が複数存在することとなり、各ストランド毎にあるいは各ストランドをまとめてスリーブを用いて接続すると、強度を要するタイヤ補強材料には適していない。特に、各ストランドをスリーブにて接続する場合は、作業時間が増大し、生産性が悪い。また、重量の増加や増径を招くため、複数層に積層する積層型のビードコードとしては不向きである。
ここで、各ストランド毎の接続による強度低下を補うために素線径を太くした場合も、重量の増加を招き、軽量化に逆行することとなる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、強度を確保しつつ軽量化を図ることのできる環状同芯撚りビードコード、その製造方法、及び車両用タイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決することのできる本発明の環状同芯撚りビードコードは、コア材の回りに複数本の単素線を撚り合わせた原コードが解撚され、環状に形成された環状コアに、解撚された単素線の内の１本の単素線が螺旋状に複数周回巻き付けられてシース層とされていることを特徴とする。
このように、コア材の周りに撚り合わされる際に、予めくせ付けされた単素線の内１本のみが側線として環状コアに巻き付けられて、螺旋波形状が均一なシース層とされている。そのため、特に環状方向に引張り力が付加された時に、環状コアと側線同士及び側線同士間の横方向の接触応力すなわち剪断応力が軽減されるため、破断強度を向上することができる。つまり、その分材料の使用量を減らすことができ、強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。そして、自動車用タイヤのビード部位の補強に使用することにより、リムとの密着性が強く、空気漏れなどの不具合なく、ビード部位を良好に補強することができる。
【００１０】
また、前記環状コアが複数の金属素線を撚り合わせた撚線からなり、前記単素線は、前記環状コアの金属素線の撚り合わせ方向と逆方向に巻き付けられていることが好ましい。
これにより、環状コアを構成する金属素線の撚り目への落ち込みなく単素線が巻き付けられるので、外周の凹凸を極力抑えることができる。また、外周にさらに単素線を巻き付ける場合に、単素線を良好に巻き付けることができる。また、環状コアの金属素線の撚り目への単素線の落ち込みによる単素線の巻き付け長さの変動を抑え、均一な巻き付け力にて単素線を巻き付けることができる。
【００１１】
また、環状コアの回りに単素線を螺旋状に巻き付けて１層または複数層のシース層を有してなるコードと同一径のコア材の回りに複数本の単素線を撚り合わせた原コードが解撚され、１層または複数層のシース層を有する環状の金属コードに、解撚された単素線の内の１本の単素線が螺旋状に複数周回巻き付けられてシース層とされていることが好ましい。
これにより、コア材の周りに撚り合わされる際に、予めくせ付けされた単素線の内１本のみが側線として、１層または複数層の螺旋波形状が均一なシース層とされているので、自動車用タイヤのビード部位の補強に使用することにより、リムとの密着性が強く、空気漏れなどの不具合なく、ビード部位を良好に補強することができる。
【００１２】
また、前記シース層が形成された後の環状同芯撚りビードコードにおける前記単素線の直径型付率が２０％以上１０８％以下であることが好ましい。
このように、環状コアに巻き付けられた単素線の直径型付率が２０％以上１０８％以下であるため、単素線の強度利用率を向上させることができる。これにより、タイヤの補強材として使用する際に過大な安全率を見込む必要がなくなり、環状コア及び単素線の径を細くしても強度を確保することができ、軽量化を図ることができる。直径型付率が１００％を超えても、環状コアと側線の隙間にゴムが侵入するため、直径型付率が１０８％以下であれば環状コアと単素線の強度利用率が大きく低下することはない。
より好ましい前記単素線の直径型付率は、６４％以上１０２％以下である。
なお、直径型付率は、環状同芯撚りビードコードの直径（環状コア＋シース層の断面直径（線径））をＤとし、型付けされた単素線の波高さ（自己径含む）をＨとすると、「直径型付率（％）＝Ｈ／Ｄ×１００」で表される。
【００１３】
また、径方向に隣接するシース層は、前記単素線の巻き付け方向が逆方向とされていることが好ましい。
これにより、径方向に隣接するシース層における単素線の巻き付け方向が逆方向とされているので、表層における凹凸を極力抑えることができ、また、単素線同士の間に他のシース層の単素線が入り込んで層が崩れるような不具合をなくすことができる。
【００１４】
また、前記環状コアは、０．０８質量％以上０．２７質量％以下の炭素（Ｃ）、０．３０質量％以上２．００質量％以下のケイ素（Ｓｉ）、０．５０質量％以上２．００質量％以下のマンガン（Ｍｎ）及び０．２０質量％以上２．００質量％以下のクロム（Ｃｒ）を含み、かつ、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、チタン（Ｔｉ）及びバナジウム（Ｖ）がそれぞれ０．００１質量％以上０．１０質量％以下の範囲で少なくとも１種以上含有し、残部が鉄（Ｆｅ）及び不可避的に混入してくる不純物からなる合金鋼から形成されていることが好ましい。
これにより、環状とする際の両端の溶接部における延性低下抑制効果を得ることができる。
【００１５】
また、前記環状コアは、０．２８質量％以上０．５６質量％以下の炭素（Ｃ）を含む炭素鋼から形成されていることが好ましい。
これにより、接合部の溶接性が高くなるため、環状コアとして必要とされる強度を確保することができる。
【００１６】
また、上記課題を解決することのできる本発明の環状同芯撚りビードコードの製造方法は、コア材の回りに複数本の単素線を撚り合わせた原コードを解撚し、環状に形成された環状コアに、解撚した単素線の内の１本の単素線を螺旋状に複数周回巻き付けてシース層を形成することを特徴とする。
このように、コア材の周りに撚り合わされる際に、予めくせ付けした単素線の内１本のみを側線として環状コアに巻き付けて、螺旋波形状が均一なシース層とする。そのため、特に環状方向に引張り力が付加された時に、環状コアと側線同士及び側線同士間の横方向の接触応力すなわち剪断応力が軽減されるため、破断強度を向上することができる。つまり、その分材料の使用量を減らすことができ、強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。そして、自動車用タイヤのビード部位の補強に使用することにより、リムとの密着性が強く、空気漏れなどの不具合なく、ビード部位を良好に補強することができる。また、単素線の接続箇所を１箇所にすることができる。
【００１７】
また、前記単素線を前記環状コアの周りに複数周回巻き付けてシース層を形成する際に、形成する環状コアの中心径の０．５５倍以上２．０倍以下の径に湾曲させておくことが好ましい。この湾曲加工は、原コードを解撚する前に施すのが効率的である。
これにより、環状同芯撚りビードコードの環状の均一形成の容易化を図ることができ、生産性を高めることができる。
【００１８】
また、前記環状コアとして複数の金属素線を撚り合わせた撚線を用い、前記単素線を、前記環状コアの金属素線の撚り合わせ方向と逆方向に巻き付けることが好ましい。
これにより、環状コアを構成する金属素線の撚り目への落ち込みなく単素線を巻き付けることができ、外周の凹凸を極力抑えることができる。さらに、外周に単素線を巻き付ける場合に、単素線を良好に巻き付けることができる。また、環状コアの金属素線の撚り目への単素線の落ち込みによる単素線の巻き付け長さの変動を抑え、均一な巻き付け力にて単素線を巻き付けることができる。
【００１９】
また、環状コアの回りに単素線を螺旋状に巻き付けて１層または複数層のシース層を有してなるコードと同一径のコア材の回りに複数本の単素線を撚り合わせた原コードを解撚し、１層または複数層のシース層を有する環状の金属コードに、解撚した単素線の内の１本の単素線を螺旋状に複数周回巻き付けてシース層を形成することが好ましい。
これにより、コア材の周りに撚り合わされる際に、予めくせ付けした単素線の内１本のみを側線として１層または複数層のシース層を有する環状の金属コードに巻き付けて、螺旋波形状が均一なシース層を形成する。そのため、特に環状方向に引張り力が付加された時に、環状コアと側線同士及び側線同士間の横方向の接触応力すなわち剪断応力が軽減されるため、破断強度を向上することができる。つまり、その分材料の使用量を減らすことができ、強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。そして、自動車用タイヤのビード部位の補強に使用することにより、リムとの密着性が強く、空気漏れなどの不具合なく、ビード部位を良好に補強することができる。
【００２０】
また、径方向に隣接するシース層における前記単素線の巻き付け方向を逆方向とすることが好ましい。
これにより、径方向に隣接するシース層における単素線の巻き付け方向を逆方向とするので、表層における凹凸を極力抑えることができ、また、単素線同士の間に他のシース層の単素線が入り込んで層が崩れるような不具合をなくすことができる。
【００２１】
また、本発明の車両用タイヤは、上記の環状同芯撚りビードコードが埋め込まれていることを特徴とする。
このように、良好な製造性、取り扱い性を確保しつつ軽量化が図られた環状同芯撚りビードコードを用いるので、製造性に優れ、しかも軽量化されたエコタイヤを実現することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、強度を確保しつつ軽量化を図ることのできる環状同芯撚りビードコード、その製造方法、及び車両用タイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】車両用タイヤの断面図である。
【図２】（ａ）はビードコードの全体図、（ｂ）はビードコードの部分を示す斜視図である。
【図３】側線のくせ付け処理を説明する金属コードの斜視図である。
【図４】（ａ）はワイヤを環状にする際のくせ付け装置の側面図であり、（ｂ）はその正面図である。
【図５】環状コアに側線を巻き付け始めた状態を示す平面図である。
【図６】環状コアに側線を１周巻き付けた状態を示す巻き付け途中の状態を示す平面図である。
【図７】撚り線からなる環状コアを有する環状同芯撚りビードコードの斜視図である。
【図８】複数層のシース層を有する環状同芯撚りビードコードの斜視図である。
【図９】複数層のシース層を有する環状同芯撚りビードコードの製造方法を説明する金属コードの斜視図である。
【図１０】環状ビードコードの引張り試験に用いる治具を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る環状同芯撚りビードコード及びそれを使用した車両用タイヤの実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、車両用タイヤの断面図、図２（ａ）はビードコードの全体図、図２（ｂ）はビードコードの部分を示す斜視図である。
【００２５】
図１に示すように、車両用タイヤ１は、乗用車用の空気入りタイヤであって、ビードコード（環状同芯撚りビードコード）２が通る両側のビード部３と各ビード部３からタイヤ半径方向外向きにのびるサイドウォール部４と、その上端間を継ぐトレッド部５とを備える。
また、ビード部３間にカーカス６が架け渡されるとともに、このカーカス６の外側かつトレッド部５の内方にはベルト層７が周方向に巻装されている。
【００２６】
上記の車両用タイヤ１のビード部３に通されたビードコード２は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、予め螺旋状にくせ付けされた１本の側線（単素線）１２を用意し、この側線１２を、環状コア１１の周囲に、複数周回（本例では６周）巻き付けてシース層１３を構成している。側線１２は、環状コア１１の輪の外側から輪の中へ通され、再び輪の外側から輪の中へ通されることにより、環状コア１１に所定の巻き付けピッチにて螺旋状に巻き付けられている。なお、本例では、１層のシース層１３を有する場合を例示している。
【００２７】
環状コア１１は、予め湾曲された１本のワイヤを環状に形成し、その両端面同士を溶接により接合したものである。この場合、環状コア１１のワイヤ同士の接合部分の増径を生じさせることなく、簡単に接合させることができる。
【００２８】
環状コア１１は、合金鋼ワイヤからなるもので、その材質は、０．０８〜０．２７質量％の炭素（Ｃ）、０．３０〜２．００質量％のケイ素（Ｓｉ）、０．５０〜２．００質量％のマンガン（Ｍｎ）及び０．２０〜２．００質量％のクロム（Ｃｒ）を含み、かつ、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、チタン（Ｔｉ）及びバナジウム（Ｖ）がそれぞれ０．００１〜０．１００質量％の範囲で少なくとも１種以上含有し、残部が鉄（Ｆｅ）及び不可避的に混入してくる不純物からなる合金鋼である。このような組成であれば、合金鋼ワイヤを環状に形成して環状コア１１とする際の両端の溶接部における延性低下抑制効果を得ることができる。
【００２９】
また、環状コア１１は、炭素（Ｃ）を０．２８〜０．５６質量％含む中炭素鋼ワイヤで形成されていてもよい。このような材質のワイヤを用いても、接合部の溶接性が高くなるため、環状コア１１として必要とされる強度を確保することができる。また、環状コア１１の表面には、銅合金（例えば、真鍮）または亜鉛のめっき処理が施されていてもよい。
【００３０】
側線１２は、例えば、炭素（Ｃ）を０．７質量％以上含む高炭素鋼ワイヤからなるものである。また、側線１２の表面には、銅合金（例えば、真鍮）または亜鉛のめっき処理が施されていてもよい。
【００３１】
環状コア１１を構成するワイヤの直径（線径）は、側線１２のワイヤの直径（線径）以上であることが好ましく、例えば、環状コア１１のワイヤの直径は１．５ｍｍであり、側線１２のワイヤの直径は、１．４ｍｍである。
【００３２】
次に、上記の環状同芯撚りビードコードを製造する方法について説明する。
（前処理工程）
まず、前処理工程として、側線１２のくせ付け処理及び環状コア１１のコイル化処理を行う。
【００３３】
（１）側線のくせ付け処理
図３に示すように、環状コア１１と同一径のコア材２１に、複数本（本例では６本）の側線１２を撚り合わせて原コード２２を形成する。そして、原コード２２を形成したら、原コード２２を解撚して、側線１２を分離させる。なお、側線１２は、コア材２１への撚り合わせ前に、くせ付けピン等を通過させて適正な型付け（直径型付け率で９３±５％）を施しておくのが良い。
【００３４】
（２）環状コアのコイル化処理
図４（ａ）はワイヤを環状にする際のくせ付け装置の側面図であり、（ｂ）はその正面図である。図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、このくせ付け装置３０は、基台３１上に所定間隔で回転自在に設けられた第１のローラである一対のフリーローラ３２ａ，３２ｂと、この一対のフリーローラ３２ａ，３２ｂに対して接近及び離反（図４中矢印Ａ方向）自在の１個の第２のローラである駆動ローラ３３と、を有している。駆動ローラ３３は、一対のフリーローラ３２ａ，３２ｂの中心を結ぶ線分の垂直二等分線Ｌ上に位置しており、移動手段３４によって一対のフリーローラ３２ａ，３２ｂとの間隔が調整されている。また、駆動ローラ３３は駆動手段（図示省略）により回転駆動される。
【００３５】
図４（ｂ）に示すように、各ローラ３２ａ，３２ｂ，３３には、環状コア１１となるワイヤ１１ａの外径に対応した断面部分円弧状の溝３５が設けられている。また、各ローラ３２ａ，３２ｂ，３３に送り込まれるワイヤ１１ａを支持して案内するフリーローラ３６を設けることが望ましい。
【００３６】
上記のくせ付け装置３０によってワイヤ１１ａをコイル化するには、まず、駆動ローラ３３を一対のフリーローラ３２ａ，３２ｂから離して、駆動ローラ３３と一対のフリーローラ３２ａ，３２ｂとの間に、ワイヤ１１ａを挿入し、駆動ローラ３３を一対のフリーローラ３２ａ，３２ｂ側に押し付けて駆動ローラ３３とフリーローラ３２ａ，３２ｂ間にワイヤ１１ａの先端部分を挟む。そして、駆動ローラ３３の回転駆動によりワイヤ１１ａを通過させて円弧状に湾曲させていく。これにより、環状コア１１とする前のワイヤ１１ａを湾曲させておく。
また、原コード２２を、解撚する前に上記のくせ付け装置３０によってコイル化処理することもできる。原コード２２をコイル化することにより、側線１２を、環状コア１１の中心径の０．５５倍以上２．０倍以下の径に湾曲させておくとよい。ここで、環状コア１１の中心径とは、環状の中心から環状コア１１を構成するワイヤ１１ａの中心軸までの径である。
【００３７】
（３）接合処理
上記のようにくせ付けしたワイヤ１１ａの両端面同士を突き合わせて溶接により接合し、環状コア１１とする。このとき、ワイヤ１１ａは湾曲させてあるので、両端面同士を容易に突き合わせて溶接することができる。
【００３８】
（巻き付け工程）
次に、環状コア１１に側線１２を巻き付けて環状同芯撚りビードコードを製造する場合について説明する。
図５は環状コア１１に側線１２を巻き付け始めた状態を示す平面図、図６は環状コア１１に側線１２を１周巻き付けた状態を示す巻き付け途中の状態を示す平面図である。
まず、図５に示すように、前述したくせ付け処理にて、原コード２２を解撚して得られた１本の側線１２の始端１２ａを、車両用タイヤ１のゴムと同材質の未加硫のゴムシートによって、環状コア１１に仮止めする。このとき、側線１２は、原コード２２形成前に施された型付けによって施された螺旋波形状と、原コード２２がコイル化処理されたことによる湾曲形状とを、ともに有している。
【００３９】
そして、例えば手巻きにて、側線１２の螺旋波形状の内側に環状コア１１を入れるように、環状コア１１の周囲に側線１２を巻き付けていく。このとき、側線１２は環状コア１１の中心径の０．５５倍以上２．０倍以下の径に湾曲されているため、環状コア１１の環状方向に沿った巻き付け作業を円滑に行なうことができる。そのため、環状同芯撚りビードコードの環状の均一形成の容易化を図ることができ、生産性を高めることができる。
環状コア１１の周囲に側線１２を１周分だけ巻き付けた状態が図６であり、さらに引き続き側線１２を環状コア１１の周囲に５周巻き付ける。そして、連続して所定回数（本実施形態では６周）巻き付けたら、環状コア１１に仮止めしていた始端を外し、始端と終端とを金属製スリーブによって連結固定する。
【００４０】
このようにすると、環状コア１１の周囲に、側線１２が螺旋状に巻き付けられたシース層１３を有するビードコード２が得られる。
なお、始端と終端とは、例えば、真鍮製または軽量素材製（プラスチック、フッ素樹脂等）のスリーブによって連結固定しても良い。
【００４１】
このように、本実施形態のビードコード２は、コア材２１の周りに撚り合わされる際に、予めくせ付けされた側線１２の内１本のみが環状コア１１に巻き付けられて、螺旋波形状が均一なシース層１３とされている。そのため、特にビードコード２の環状方向に引張り力が付加された時に、環状コア１１と側線１２同士及び側線１２同士間の横方向の接触応力すなわち剪断応力が軽減されるため、破断強度を向上することができる。つまり、その分材料の使用量を減らすことができ、強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。そして、自動車用タイヤのビード部位の補強に使用することにより、リムとの密着性が強く、空気漏れなどの不具合なく、ビード部位を良好に補強することができる。また、側線１２の接続箇所を１箇所にすることができる。
【００４２】
また、側線１２を、形成する環状コア１１の中心径の０．５５倍以上２．０倍以下の径に予め湾曲させておくので、ビードコード２の環状の形成の容易化を図ることができ、生産性を高めることができる。
【００４３】
また、図７に示すように、環状コア１１としては、複数の金属素線１１ｂを撚り合わせた撚線を用いても良く、この場合、この環状コア１１に巻き付ける側線１２は、環状コア１１の金属素線１１ｂの撚り合わせ方向と逆方向に巻き付けることが好ましい。
このようにすると、環状コア１１を構成する金属素線１１ｂの撚り目への落ち込みなく側線１２が巻き付けられるので、外周の凹凸を極力抑えることができる。また、外周にさらに側線１２を巻き付ける場合に、側線１２を良好に巻き付けることができる。また、環状コア１１の金属素線１１ｂの撚り目への側線１２の落ち込みによる側線１２の巻き付け長さの変動を抑え、均一な巻き付け力にて側線１２を巻き付けることができる。
【００４４】
なお、上記実施形態では、環状コア１１を構成するワイヤ１１ａと異なるコア材２１を用いて側線１２のくせ付け処理を行ったが、コア材２１として環状コア１１を構成するワイヤ１１ａを用いても良い。
【００４５】
このようなビードコード２を車両用タイヤ１に埋め込む際には、加硫促進剤を添加したゴムシートをビードコード２に貼り付けて、ゴム付きビードコードとする。そして、車両用タイヤ１のビード部３にゴム付きビードコードを組み込み、タイヤ形状とした未加硫ゴム複合体としてタイヤ成形機に入れる。この後、この成形金型を加圧・加硫してタイヤが完成する。側線１２がめっきされている場合、ゴムシートに含まれる硫黄成分が側線１２のめっきと反応して接着する。
【００４６】
また、ゴムシートに加硫促進剤を添加せず、金属とゴムとの接着に適した金属ゴム用接着剤によってビードコード２とゴムシートとを接着させても良く、この場合、側線１２におけるめっきが施されていない場合に有効であり、側線１２へゴムシートを確実に固着させることができる。例えば、金属ゴム用接着剤として、ケムロック（登録商標、ロード・ファー・イースト・インコーポレイテッド製）を使用できる。
【００４７】
このように製造された車両用タイヤ１は、強度を確保しつつ軽量化が図られた上記のビードコード２を用いているため、製造が容易で、軽量化が可能になり環境に優しいエコタイヤとすることができる。
【００４８】
なお、上記実施形態では、環状コア１１の周囲に、１層のシース層１３を設けたが、シース層１３を複数層設けても良い。
そして、２層以上のシース層１３を有する環状同芯撚りビードコード２では、径方向に隣接するシース層１３における側線１２の巻き付け方向を逆方向とする。
【００４９】
図８に示すものは、２層のシース層１３を有する環状同芯撚りビードコード２であり、これは、１層目のシース層１３を有する環状の金属コード６１に、側線１２が螺旋状に複数周回（本例では１２回）巻き付けられて２層目のシース層１３とされている。この２層目のシース層１３を構成する側線１２は、１層のシース層１３を有するコードに巻き付けられてくせ付けされた複数の側線１２の内の１本が用いられている。
【００５０】
複数層のシース層１３を有する環状同芯撚りビードコード２を製造する場合は、図９に示すように、環状コア１１の回りに側線１２を螺旋状に巻き付けて１層または複数層のシース層１３を有してなる金属コードと同一径のコア材２１の回りに複数本の側線１２を撚り合わせた原コード２２を形成する。そして、この原コード２２を解撚し、１層または複数層のシース層１３を有する環状金属コード６１に、解撚した側線１２の内の１本の側線１２を螺旋状に複数周回巻き付けてシース層１３を形成する。また、このとき、径方向に隣接するシース層１３における側線１２の巻き付け方向を逆方向とする。
【００５１】
このように、コア材２１の周りに撚り合わされる際に、予めくせ付けされた側線１２の内１本のみが、１層または複数層のシース層１３を有する環状の環状金属コード６１に巻き付けられて、螺旋波形状が均一なシース層１３とされている。そのため、特にビードコード２の環状方向に引張り力が付加された時に、環状コア１１と側線１２同士及び側線１２同士間の横方向の接触応力すなわち剪断応力が軽減されるため、破断強度を向上することができる。つまり、その分材料の使用量を減らすことができ、強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。そして、自動車用タイヤのビード部位の補強に使用することにより、リムとの密着性が強く、空気漏れなどの不具合なく、ビード部位を良好に補強することができる。
【００５２】
また、径方向に隣接するシース層１３における側線１２の巻き付け方向が逆方向とされているので、表層における凹凸を極力抑えることができ、また、側線１２同士の間に他のシース層１３の側線１２が入り込んで層が崩れるような不具合をなくすことができる。
【００５３】
また、上記の１層のシース層１３を有するビードコード２、及び複数層のシース層１３を有するビードコード２の何れにおいても、ビードコード２における側線１２の直径型付率が２０％以上１０８％以下とされていることが好ましい。
シース層１３となった側線１２の直径型付率が１０８％を超えると、環状コア１１との間で互いに剪断応力が大きく生じるため、強度利用率の低下を招いてしまう。また、シース層１３となった側線１２の直径型付率が２０％未満であると、環状コア１１とシース層１３との間で伸びの差が大きくなって均等な負荷配分が崩れ、強度利用率の低下を招いてしまう。
【００５４】
側線１２の直径型付率を２０％以上１０８％以下とすることで、側線１２の強度利用率を向上させることができる。これにより、タイヤの補強材として使用する際に過大な安全率を見込む必要がなくなり、環状コア１１及び側線１２の径を細くしても強度を確保することができ、軽量化を図ることができる。直径型付率が１００％を超えても、環状コア１１と側線１２の隙間にゴムが侵入するため、直径型付率が１０８％以下であれば環状コア１１と側線１２の強度利用率が大きく低下することはない。
また、さらに好ましい側線１２の直径型付率は、６４％以上１０２％以下である。
【実施例】
【００５５】
（第１実施例）
種々の条件で１層のシース層を有するビードコードを作製し、そのときの側線の直径型付率、ビードコードの強度利用率、軽量化率、及び側線の螺旋巻き付け性の評価を行った。
【００５６】
（１）使用する原金属コード（１×１．８＋（７）×１．４の金属コード）
（１−１）コア材の作製
０．５１質量％の炭素（Ｃ）を含有する直径５．５ｍｍの硬鋼線材を酸洗し、伸線工程を経て直径１．８ｍｍまで伸線加工してコア材を作製する。そして、このコア材を、撚線機へ供給するため、必要量だけリールに巻き取る。
（１−２）側線の作製
０．８２質量％の炭素（Ｃ）を含有する直径４．５ｍｍの硬鋼線材を酸洗し、銅及び亜鉛めっきを施し、拡散によって真鍮めっき中間線を作製する。その後、伸線工程を経て直径１．４ｍｍの側線を作製する。側線は、撚線機へ供給するため、必要量だけ７リールに巻き取る。
（１−３）金属コードの作製
コア材を含まないで７本撚りができるプレフォーム付きのチューブラー型撚線機を用いて、１５３．８ｍｍの撚りピッチでコア材の周りに７本の側線をＳ撚りにて撚り合わせ、１＋７構造の金属コードを作製する。
なお、撚線機の回転数は、６００（ｒｐｍ）、側線の直径型付け率は平均９３％で調整し、撚り合わせ後のコイル径調整は、０．７５Ｄ１（Ｄ１：作製するビードコードの層心径）で調整する。
（１−４）金属コードの解撚
端末分（α）も含めて作製するビードコードの環状径（層心径：Ｄ１）の約２３倍（（Ｄ１）π×７＋α）の金属コードを準備し、全長にわたって解撚し、コア材及び７本の側線に分離する。
【００５７】
（２）作製する環状同芯撚りビードコード
金属コードから分離したコア材を、層心径Ｄ１＝４４０．７ｍｍとなるように環状とし、両端末を突き合わせて溶接し、環状コアを作製する。
この環状コアの周りに、金属コードから分離した７本の側線のうちの１本を使用し、巻き付けピッチ１５３．８ｍｍにて７周回螺旋状に巻き付けて第１層のシース層を形成する。側線の始端及び終端は、余長部を切断し、真鍮製のスリーブに挿入して接続する。
【００５８】
（３）評価試験
表１にその結果を示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
なお、表１の評価項目は次の方法によって評価を行った。
【００６１】
（３−１）側線の直径型付率（％）
環状同芯撚りビードコードから１５ｃｍの長さのサンプルを切り出して作成する。その際、環状のビードコードから何の処理もせずに切断すると側線が解撚してばらけ易いため、予め切断箇所の近傍をバインド線等で結束した後、切断する。切断したサンプルの湾曲（ビードコードの環状の湾曲）を直線状になるように若干矯正した後、その真直部においてコード径測定用専用マイクロメータにて直径Ｄを測定する。
【００６２】
同じ切断サンプルを用いて、結束したバインド線を取り除き、側線６本を無負荷の状態で環状コアから取り外す。６本の側線について、必要により３ピッチ分の波の高さを測定できる長さに切り出し、万能投影器により、１本の側線において試料数ｎ＝３（すなわち３ピッチの各波の高さ）で測定し、その平均値をその１本の側線の波高さとする。残りの５本の側線についても同様に測定し、６本の側線の波高さの平均値をそのビードコードにおける側線の波高さＨとする。
このようにして求められた直径Ｄと波高さＨを用いて、「直径型付率（％）＝Ｈ／Ｄ×１００」の式により直径型付率を算出する。
【００６３】
（３−２）ビードコードの強度利用率（％）
計１４例に使用する環状コア及び側線について、予め引張り試験機を用いて、試料数ｎ＝３で引張り試験を行い、平均切断荷重を算出する。算出式は、「素線での切断荷重Ｗ０（ｋＮ）＝環状コアの素線の平均切断荷重＋側線の平均切断荷重×６」である。
環状のビードコードについて、予め図１０に示す環状ビードコード用の治具６０を用いて、試料数ｎ＝２で引張り試験を行い、ビードコードでの平均切断荷重Ｗ１（ｋＮ）を算出する。
【００６４】
ここで、図１０に示す環状ビードコード用の治具６０を使用した引張り試験方法について説明する。環状ビードコード用の治具６０は、ビードコード２を一対の溝付き半円盤形状の保持部材６１に保持させ、各保持部材６１に対してそれぞれボルト６４を介して接続したそれぞれの牽引部材６２を、それぞれチャック６３により把持して離反する方向（図１０の上下方向）に引っ張るものである。例えば、下側のチャック６３の位置を固定し、上側のチャック６３を上方へ引っ張る。チャック６３の引張り荷重を測定することで、ビードコード２の切断荷重を測定することができる。
上記のように求めた切断荷重Ｗ０，Ｗ１から、式「強度利用率η（％）＝Ｗ１／Ｗ０×１００」により強度利用率η（％）を算出する。
【００６５】
（３−３）ビードコードの軽量化率（％）
直径型付け率を４％として撚り合わせた比較例１の強度利用率ηを基準にして、各例の強度利用率ηの上昇分だけ線径の細径化が図れるため、式「軽量化率（％）＝（各例の強度利用率η−比較例１の強度利用率η）／比較例１の強度利用率η×１００」により算出する。なお、基準となる比較例１では、上式より、軽量化率は０％となる。
【００６６】
（３−４）側線の表面状態
直径型付け率の違いによる側線の螺旋巻き付け性の変化を観察する。
なお、表１における螺旋巻き付け性の評価○，△，×は以下のことを示す。
○：環状コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、自然に巻き付けられる状態。
△：環状コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、環状コアへの側線の押し付けが必要な状態。
×：環状コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、環状コアへの側線の押し付けなどの工夫をしても短時間に巻き付けることができない状態。
【００６７】
表１から解るように、比較例１では、側線の直径型付け率が４％と小さく、このため、ビードコードの強度利用率が７６．０％であった。また、比較例２は、比較例１のビードコードを、車両用タイヤのビードコードとして埋め込む際のゴムの加硫温度（１５０℃）に加熱したものであり、この比較例２の場合も、側線の直径型付け率が１０％と小さく、このため、ビードコードの強度利用率が７７．２％であった。このため、比較例１，２では、螺旋巻き付け性は、環状コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、環状コアへの側線の押し付けなどの工夫をしても短時間に巻き付けることができない状態（評価×）であった。
【００６８】
これに対して、比較例１，２以外の実施例１〜１１では、直径型付け率が２０％以上と高いため、それに伴い強度利用率も上昇している。このため、実施例１〜１１では、螺旋巻き付け性は、環状コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、環状コアへの側線の押し付けが必要な状態（評価△）、あるいは環状コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、自然に巻き付けられる状態（評価○）であった。ただし、直径型付け率が１０５％を超える１０８％である実施例１１では、巻き付け性は良好であるが、シース層の外周が凸凹となった。なお、ビードコードの強度利用率は７８．５％と低いが、これはコード単体での結果であり、実用的なゴム被覆した状態で測定すれば、強度利用率は確実に向上すると考えられる。
【００６９】
（第２実施例）
種々の条件で２層のシース層を有するビードコードを作製し、そのときの側線の直径型付率、ビードコードの強度利用率、軽量化率、及び側線の螺旋巻き付け性の評価を行った。
【００７０】
（１）使用する原金属コード（１×１．８＋（７＋１３）×１．４の金属コード）
（１−１）コア材の作製
第１実施例にて作製したビードコードを仮コア材とする。
（１−２）側線の作製
０．８２質量％の炭素（Ｃ）を含有する直径４．５ｍｍの硬鋼線材を酸洗し、銅及び亜鉛めっきを施し、拡散によって真鍮めっき中間線を作製する。その後、伸線工程を経て直径１．４ｍｍの側線を作製する。側線は、撚線機へ供給するため、必要量だけ１３リールに巻き取る。
（１−３）金属コードの作製
仮コア材を含まないで１３本撚りができるプレフォーム付きのチューブラー型撚線機を用いて、１７３．１ｍｍの撚りピッチで仮コア材の周りに１３本の側線をＺ撚りにて撚り合わせ、１＋７＋１３構造の金属コードを作製する。
なお、撚線機の回転数は、６００（ｒｐｍ）、側線の直径型付け率は平均９３％で調整し、撚り合わせ後のコイル径調整は、０．７５Ｄ１（Ｄ１：作製するビードコードの層心径）で調整する。
（１−４）金属コードの解撚
端末分（α）も含めて作製するビードコードの環状径（層心径：Ｄ１）の約４２倍（（Ｄ１）π×１３＋α）の金属コードを準備し、全長にわたって解撚し、１本のコア材、７本の側線及び１３本の側線に分離する。
【００７１】
（２）作製する環状同芯撚りビードコード
金属コードから分離したコア材を、層心径Ｄ１＝４４０．７ｍｍとなるように環状とし、両端末を突き合わせて溶接し、環状コアを作製する。
この環状コアの周りに、金属コードから分離した７本の側線のうちの１本を使用し、巻き付けピッチ１５３．８ｍｍにて７周回螺旋状に巻き付けて第１層のシース層を形成する。側線の始端及び終端は、余長部を切断し、黄銅製のスリーブに挿入して接続する。
続いて、この第１層の周りに、金属コードから分離した１３本の側線のうちの１本を使用し、巻き付けピッチ１７３．１ｍｍにて１３周回螺旋状に巻き付けて第２層のシース層を形成する。側線の始端及び終端は、余長部を切断し、黄銅製のスリーブに挿入して接続する。
【００７２】
（３）評価試験
表２にその結果を示す。
【００７３】
【表２】
【００７４】
なお、表２の評価項目は次の方法によって評価を行った。
【００７５】
（３−１）側線の直径型付率（％）
環状同芯撚りビードコードから１５ｃｍの長さのサンプルを切り出して作成する。その際、環状のビードコードから何の処理もせずに切断すると側線が解撚してばらけ易いため、予め切断箇所の近傍をバインド線等で結束した後、切断する。切断したサンプルの湾曲（ビードコードの環状の湾曲）を直線状になるように若干矯正した後、その真直部においてコード径測定用専用マイクロメータにて直径Ｄを測定する。
【００７６】
同じ切断サンプルを用いて、結束したバインド線を取り除き、側線６本を無負荷の状態で環状コアから取り外す。６本の側線について、必要により３ピッチ分の波の高さを測定できる長さに切り出し、万能投影器により、１本の側線において試料数ｎ＝３（すなわち３ピッチの各波の高さ）で測定し、その平均値をその１本の側線の波高さとする。残りの５本の側線についても同様に測定し、６本の側線の波高さの平均値をそのビードコードにおける側線の波高さＨとする。
このようにして求められた直径Ｄと波高さＨを用いて、「直径型付率（％）＝Ｈ／Ｄ×１００」の式により直径型付率を算出する。
【００７７】
（３−２）ビードコードの強度利用率（％）
計１４例に使用する環状コア及び側線について、予め引張り試験機を用いて、試料数ｎ＝３で引張り試験を行い、平均切断荷重を算出する。算出式は、「素線での切断荷重Ｗ０（ｋＮ）＝環状コアの素線の平均切断荷重＋側線の平均切断荷重×６」である。
各例のビードコードに生ゴムを巻き付けて加圧加硫したものについて、前述した治具６０を用いてｎ＝２で引張り試験を行い、ゴム付きのビードコードでの平均切断荷重Ｗ１（ｋＮ）を算出する。
上記のように求めた切断荷重Ｗ０，Ｗ１から、式「強度利用率η（％）＝Ｗ１／Ｗ０×１００」により強度利用率η（％）を算出する。
【００７８】
（３−３）ビードコードの軽量化率（％）
直径型付け率を３％として撚り合わせた比較例３の強度利用率ηを基準にして、各例の強度利用率ηの上昇分だけ線径の細径化が図れるため、式「軽量化率（％）＝（各例の強度利用率η−比較例３の強度利用率η）／比較例３の強度利用率η×１００」により算出する。なお、基準となる比較例３では、上式より、軽量化率は０％となる。
【００７９】
（３−４）側線の表面状態
直径型付け率の違いによる１層のシース層を有する環状仮コアに対する側線の螺旋巻き付け性の変化を観察する。
なお、表２における螺旋巻き付け性の評価○，△，×は、以下のことを示す。
○：環状仮コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、自然に巻き付けられる状態。
△：環状仮コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、環状コアへの側線の押し付けが必要な状態。
×：環状仮コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、環状コアへの側線の押し付けなどの工夫をしても短時間に巻き付けることができない状態。
【００８０】
表２から解るように、比較例３では、側線の直径型付け率が３％と小さく、このため、ビードコードの強度利用率が７６．４％であった。また、比較例４は、比較例３のビードコードを、車両用タイヤのビードコードとして埋め込む際のゴムの加硫温度（１５０℃）に加熱したものであり、この比較例４の場合も、側線の直径型付け率が１０％と小さく、このため、ビードコードの強度利用率が７７．６％であった。このため、比較例３，４では、螺旋巻き付け性は、１層のシース層を有する環状仮コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、環状仮コアへの側線の押し付けなどの工夫をしても短時間に巻き付けることができない状態（評価×）であった。
【００８１】
これに対して、比較例３，４以外の実施例１２〜１９では、直径型付け率が２６％以上と高いため、それに伴い強度利用率も上昇している。このため、実施例１２〜１９では、螺旋巻き付け性は、環状仮コアに対して第２層の側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、側線の押し付けが必要な状態（評価△）、あるいは環状仮コアに対して側線を螺旋ピッチに沿って巻き付ける際、自然に巻き付けられる状態（評価○）であった。ただし、直径型付け率が１０５％を超える１０７％である実施例１９では、巻き付け性は良好であるが、第２層の外周が凸凹となった。なお、ビードコードの強度利用率は７９．５％と低いが、これはコード単体での結果であり、実用的なゴム被覆した状態で測定すれば、強度利用率は確実に向上すると考えられる。
【００８２】
上記実施例１及び実施例２の結果、各シース層を構成する側線の型付け率は、９０〜１００％にて、最も高い強度利用率となることが分かった。
つまり、このように、強度利用率の高い環状同芯撚りビードコードを、破断強度が一定となるように車両用タイヤに使用すれば、十分な強度を確保しつつタイヤの質量を軽減することができ、エコロジーに優れたタイヤとすることができる。
【符号の説明】
【００８３】
１…車両用タイヤ、２…ビードコード（環状同芯撚りビードコード）、１１…環状コア、１１ｂ…金属素線、１２…側線、１３…シース層、２１…コア材、２２…原コード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア材の回りに複数本の単素線を撚り合わせた原コードが解撚され、環状に形成された環状コアに、解撚された単素線の内の１本の単素線が螺旋状に複数周回巻き付けられてシース層とされていることを特徴とする環状同芯撚りビードコード。
【請求項２】
請求項１に記載の環状同芯撚りビードコードであって、
前記環状コアが複数の金属素線を撚り合わせた撚線からなり、前記単素線は、前記環状コアの金属素線の撚り合わせ方向と逆方向に巻き付けられていることを特徴とする環状同芯撚りビードコード。
【請求項３】
請求項１または２に記載の環状同芯撚りビードコードであって、
環状コアの回りに単素線を螺旋状に巻き付けて１層または複数層のシース層を有してなるコードと同一径のコア材の回りに複数本の単素線を撚り合わせた原コードが解撚され、１層または複数層のシース層を有する環状の金属コードに、解撚された単素線の内の１本の単素線が螺旋状に複数周回巻き付けられてシース層とされていることを特徴とする環状同芯撚りビードコード。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の環状同芯撚りビードコードであって、
前記シース層が形成された後の環状同芯撚りビードコードにおける前記単素線の直径型付率が２０％以上１０８％以下であることを特徴とする環状同芯撚りビードコード。
【請求項５】
請求項４に記載の環状同芯撚りビードコードであって、
径方向に隣接するシース層は、前記単素線の巻き付け方向が逆方向とされていることを特徴とする環状同芯撚りビードコード。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の環状同芯撚りビードコードであって、
前記環状コアは、０．０８質量％以上０．２７質量％以下の炭素（Ｃ）、０．３０質量％以上２．００質量％以下のケイ素（Ｓｉ）、０．５０質量％以上２．００質量％以下のマンガン（Ｍｎ）及び０．２０質量％以上２．００質量％以下のクロム（Ｃｒ）を含み、かつ、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、チタン（Ｔｉ）及びバナジウム（Ｖ）がそれぞれ０．００１質量％以上０．１０質量％以下の範囲で少なくとも１種以上含有し、残部が鉄（Ｆｅ）及び不可避的に混入してくる不純物からなる合金鋼から形成されていることを特徴とする環状同芯撚りビードコード。
【請求項７】
請求項１から５の何れか一項に記載の環状同芯撚りビードコードであって、
前記環状コアは、０．２８質量％以上０．５６質量％以下の炭素（Ｃ）を含む炭素鋼から形成されていることを特徴とする環状同芯撚りビードコード。
【請求項８】
コア材の回りに複数本の単素線を撚り合わせた原コードを解撚し、環状に形成された環状コアに、解撚した単素線の内の１本の単素線を螺旋状に複数周回巻き付けてシース層を形成することを特徴とする環状同芯撚りビードコードの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の環状同芯撚りビードコードの製造方法であって、
前記単素線を前記環状コアの周りに複数周回巻き付けてシース層を形成する際に、形成する環状コアの中心径の０．５５倍以上２．０倍以下の径に湾曲させておくことを特徴とする環状同芯撚りビードコードの製造方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の環状同芯撚りビードコードの製造方法であって、
前記環状コアとして複数の金属素線を撚り合わせた撚線を用い、前記単素線を、前記環状コアの金属素線の撚り合わせ方向と逆方向に巻き付けることを特徴とする環状同芯撚りビードコードの製造方法。
【請求項１１】
請求項８から１０の何れか一項に記載の環状同芯撚りビードコードの製造方法であって、
環状コアの回りに単素線を螺旋状に巻き付けて１層または複数層のシース層を有してなるコードと同一径のコア材の回りに複数本の単素線を撚り合わせた原コードを解撚し、１層または複数層のシース層を有する環状の金属コードに、解撚した単素線の内の１本の単素線を螺旋状に複数周回巻き付けてシース層を形成することを特徴とする環状同芯撚りビードコードの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の環状同芯撚りビードコードの製造方法であって、
径方向に隣接するシース層における前記単素線の巻き付け方向を逆方向とすることを特徴とする特徴とする環状同芯撚りビードコードの製造方法。
【請求項１３】
請求項１から７の何れか一項に記載の環状同芯撚りビードコード、または請求項８から１２の何れか一項に記載の環状同芯撚りビードコードの製造方法により製造した環状同芯撚りビードコードが埋め込まれていることを特徴とする車両用タイヤ。
【請求項１】
コア材の回りに複数本の単素線を撚り合わせた原コードが解撚され、環状に形成された環状コアに、解撚された単素線の内の１本の単素線が螺旋状に複数周回巻き付けられてシース層とされていることを特徴とする環状同芯撚りビードコード。
【請求項２】
請求項１に記載の環状同芯撚りビードコードであって、
前記環状コアが複数の金属素線を撚り合わせた撚線からなり、前記単素線は、前記環状コアの金属素線の撚り合わせ方向と逆方向に巻き付けられていることを特徴とする環状同芯撚りビードコード。
【請求項３】
請求項１または２に記載の環状同芯撚りビードコードであって、
環状コアの回りに単素線を螺旋状に巻き付けて１層または複数層のシース層を有してなるコードと同一径のコア材の回りに複数本の単素線を撚り合わせた原コードが解撚され、１層または複数層のシース層を有する環状の金属コードに、解撚された単素線の内の１本の単素線が螺旋状に複数周回巻き付けられてシース層とされていることを特徴とする環状同芯撚りビードコード。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の環状同芯撚りビードコードであって、
前記シース層が形成された後の環状同芯撚りビードコードにおける前記単素線の直径型付率が２０％以上１０８％以下であることを特徴とする環状同芯撚りビードコード。
【請求項５】
請求項４に記載の環状同芯撚りビードコードであって、
径方向に隣接するシース層は、前記単素線の巻き付け方向が逆方向とされていることを特徴とする環状同芯撚りビードコード。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の環状同芯撚りビードコードであって、
前記環状コアは、０．０８質量％以上０．２７質量％以下の炭素（Ｃ）、０．３０質量％以上２．００質量％以下のケイ素（Ｓｉ）、０．５０質量％以上２．００質量％以下のマンガン（Ｍｎ）及び０．２０質量％以上２．００質量％以下のクロム（Ｃｒ）を含み、かつ、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、チタン（Ｔｉ）及びバナジウム（Ｖ）がそれぞれ０．００１質量％以上０．１０質量％以下の範囲で少なくとも１種以上含有し、残部が鉄（Ｆｅ）及び不可避的に混入してくる不純物からなる合金鋼から形成されていることを特徴とする環状同芯撚りビードコード。
【請求項７】
請求項１から５の何れか一項に記載の環状同芯撚りビードコードであって、
前記環状コアは、０．２８質量％以上０．５６質量％以下の炭素（Ｃ）を含む炭素鋼から形成されていることを特徴とする環状同芯撚りビードコード。
【請求項８】
コア材の回りに複数本の単素線を撚り合わせた原コードを解撚し、環状に形成された環状コアに、解撚した単素線の内の１本の単素線を螺旋状に複数周回巻き付けてシース層を形成することを特徴とする環状同芯撚りビードコードの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の環状同芯撚りビードコードの製造方法であって、
前記単素線を前記環状コアの周りに複数周回巻き付けてシース層を形成する際に、形成する環状コアの中心径の０．５５倍以上２．０倍以下の径に湾曲させておくことを特徴とする環状同芯撚りビードコードの製造方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の環状同芯撚りビードコードの製造方法であって、
前記環状コアとして複数の金属素線を撚り合わせた撚線を用い、前記単素線を、前記環状コアの金属素線の撚り合わせ方向と逆方向に巻き付けることを特徴とする環状同芯撚りビードコードの製造方法。
【請求項１１】
請求項８から１０の何れか一項に記載の環状同芯撚りビードコードの製造方法であって、
環状コアの回りに単素線を螺旋状に巻き付けて１層または複数層のシース層を有してなるコードと同一径のコア材の回りに複数本の単素線を撚り合わせた原コードを解撚し、１層または複数層のシース層を有する環状の金属コードに、解撚した単素線の内の１本の単素線を螺旋状に複数周回巻き付けてシース層を形成することを特徴とする環状同芯撚りビードコードの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の環状同芯撚りビードコードの製造方法であって、
径方向に隣接するシース層における前記単素線の巻き付け方向を逆方向とすることを特徴とする特徴とする環状同芯撚りビードコードの製造方法。
【請求項１３】
請求項１から７の何れか一項に記載の環状同芯撚りビードコード、または請求項８から１２の何れか一項に記載の環状同芯撚りビードコードの製造方法により製造した環状同芯撚りビードコードが埋め込まれていることを特徴とする車両用タイヤ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２４２２７９（Ｐ２０１０−２４２２７９Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２７５２３（Ｐ２００９−２２７５２３）
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（３０２０６１６１３）住友電工スチールワイヤー株式会社 (163)
【出願人】（５０４２１１４２９）栃木住友電工株式会社 (50)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（３０２０６１６１３）住友電工スチールワイヤー株式会社 (163)
【出願人】（５０４２１１４２９）栃木住友電工株式会社 (50)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]