DE112019006073T5

DE112019006073T5 - Stahldraht und Reifen

Info

Publication number: DE112019006073T5
Application number: DE112019006073.2T
Authority: DE
Inventors: Akifumi Matsuoka; Shinei Takamura
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; Sumitomo Electric Tochigi Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; Sumitomo Electric Tochigi Co Ltd
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2019-10-24
Publication date: 2021-08-26
Also published as: CN113167025A; JPWO2020116047A1; BR112021010441A2; WO2020116047A1; US20220001696A1

Abstract

Stahldraht mit einer flachen Form in einem Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung, wobei eine äußere Form des Querschnitts einen ersten geraden Abschnitt, einen zweiten geraden Abschnitt, der gegenüber dem ersten geraden Abschnitt angeordnet ist, und einen ersten gekrümmten Abschnitt sowie einen zweiten gekrümmten Abschnitt aufweist, die den ersten geraden Abschnitt mit dem zweiten geraden Abschnitt verbinden, wobei der erste gekrümmte Abschnitt gegenüber dem zweiten gekrümmten Abschnitt angeordnet ist und ein Verhältnis von W1 zu W2 75% oder weniger beträgt, wobei W1 ein Durchschnittswert einer Länge des ersten geraden Abschnitts und einer Länge des zweiten geraden Abschnitts ist und W2 ein maximaler Abstand zwischen dem ersten gekrümmten Abschnitt und dem zweiten gekrümmten Abschnitt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Stahldraht und einen Reifen.
Diese Patentanmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2018 - 229035 , die am 6. Dezember 2018 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme enthalten ist, und beansprucht deren Priorität.
Hintergrund der Erfindung
In Patentdokument 1 wird bei einem Radialluftreifen, bei dem eine Seitenverstärkungsschicht, in der zahlreiche einzelne Stahldrähte angeordnet und in Gummi eingebettet sind, in einem Bereich von einem Wulst zu einer Seitenwand angeordnet ist, ein Radialluftreifen vorgeschlagen, bei dem der einzelne Stahldraht eine flache Form hat, die Abflachung des einzelnen Stahldrahtes zwischen 40% und 70% beträgt, der lange Durchmesser des einzelnen Stahldrahtes 0.80 mm oder weniger beträgt, ein durchschnittlicher Abstand der zahlreichen einzelnen Stahldrähte 0,60 mm oder mehr beträgt und das Produkt aus der Knicklast jedes einzelnen Stahldrahtes und der Masse des Drahtes pro Flächeneinheit der Seitenverstärkungsschicht 400 N·kg/m2 oder mehr beträgt.
[Dokumente des Standes der Technik]
[Patentdokumente]
[Patentdokument 1] Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-178301
Übersicht über die Erfindung
Ein Stahldraht gemäß der vorliegenden Offenbarung weist eine flache Form in einem Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung auf, wobei eine äußere Form des Querschnitts einen ersten geraden Abschnitt, einen zweiten geraden Abschnitt, der gegenüber dem ersten geraden Abschnitt angeordnet ist, und einen ersten gekrümmten Abschnitt sowie einen zweiten gekrümmten Abschnitt, die den ersten geraden Abschnitt mit dem zweiten geraden Abschnitt verbinden, umfasst, wobei der erste gekrümmte Abschnitt gegenüber dem zweiten gekrümmten Abschnitt angeordnet ist und ein Verhältnis von W1 zu W2 75% oder weniger beträgt, wobei W1 ein Durchschnittswert einer Länge des ersten geraden Abschnitts und einer Länge des zweiten geraden Abschnitts ist, und W2 ein maximaler Abstand zwischen dem ersten gekrümmten Abschnitt und dem zweiten gekrümmten Abschnitt ist.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht eines Stahldrahtes gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung in einer Ebene senkrecht zu einer Längsrichtung;
2 ist eine erläuternde Zeichnung einer Walzvorrichtung, die bei der Herstellung des Stahldrahtes gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung verwendet wird;
3 ist eine Querschnittsansicht eines Reifens gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung;
4 ist eine Zeichnung, die schematisch eine Gürtelschicht darstellt; und
5 ist eine erläuternde Zeichnung einer Haltbarkeitsprüfung in einem Versuchsbeispiel.

Ausführungsform zum Ausführen der Erfindung
[Problem, das mit der vorliegenden Offenbarung zu lösen ist]
Gemäß der in dem Patentdokument 1 offenbarten Erfindung kann der Rollwiderstand eines Radialluftreifens verringert werden, indem ein einzelner Stahldraht anstelle eines Stahlcords verwendet wird, der durch Verdrillen mehrerer Filamente als Verstärkungsdrahtmaterial einer seitlichen Verstärkungsschicht hergestellt wird, um die Menge des verwendeten Beschichtungsgummis zu reduzieren.
In den letzten Jahren ist jedoch eine weitere Verbesserung der Leistung von Reifen gewünscht. So wird in Bezug auf Reifen neben der Gewichtsreduzierung zur Verringerung des Rollwiderstands beispielsweise eine Verbesserung der Haltbarkeit gewünscht, um die Häufigkeit des Reifenwechsels zu verringern und die Reifen über einen längeren Zeitraum zu nutzen. In Bezug auf einen Stahldraht, der für einen Reifen verwendet wird, besteht also ein Bedarf an einem Stahldraht, der einen Reifen mit hervorragenden Leichtbaueigenschaften und einer höheren Haltbarkeit herstellen kann.
Daher besteht ein Ziel darin, einen Stahldraht anzugeben, der einen Reifen ausbilden kann, der hinsichtlich seiner Leichtigkeit und Haltbarkeit verbessert ist.
[Wirkung der vorliegenden Offenbarung]
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ein Stahldraht angegeben werden, der einen Reifen ausbilden kann, der hinsichtlich seiner Leichtigkeit und Haltbarkeit verbessert ist.
[Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung]
Zunächst werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung durch Aufzählung beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind dieselben oder entsprechende Elemente durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet, wobei auf dieselben Beschreibungen für dieselben oder entsprechende Elemente verzichtet wird.

(1) Ein Stahldraht gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung hat eine flache Form in einem Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung, wobei eine äußere Form des Querschnitts einen ersten geraden Abschnitt, einen zweiten geraden Abschnitt, der dem ersten geraden Abschnitt gegenüberliegt und einen ersten gekrümmten Abschnitt sowie einen zweiten gekrümmten Abschnitt umfasst, die den ersten geraden Abschnitt mit dem zweiten geraden Abschnitt verbinden, wobei der erste gekrümmte Abschnitt gegenüber dem zweiten gekrümmten Abschnitt angeordnet ist und ein Verhältnis von W1 zu W2 75% oder weniger beträgt, wobei W1 ein Durchschnittswert einer Länge des ersten geraden Abschnitts und einer Länge des zweiten geraden Abschnitts ist, und W2 ein maximaler Abstand zwischen dem ersten gekrümmten Abschnitt und dem zweiten gekrümmten Abschnitt ist.

Der Stahldraht kann beispielsweise in einer Gürtelschicht eines Reifens angeordnet sein. Die Gürtelschicht umfasst einen Stahldraht und ein Gummi, wobei der Stahldraht in das Gummi eingebettet ist. Die Dicke der Gürtelschicht kann so gewählt sein, dass der Stahldraht in das Gummi eingebettet ist. Auf diese Weise ist eine Querschnittsform des Stahldrahtes in eine flache Form gebracht, um die Dicke des Stahldrahtes zu reduzieren und dadurch die Dicke der Gürtelschicht zu verringern. Durch die Verwendung eines Stahldrahtes, dessen Querschnitt eine flache Form aufweist, kann die Menge an Gummi in der Gürtelschicht im Vergleich zu einem Stahldraht mit kreisförmiger Form und gleicher Querschnittsfläche reduziert werden. Daher kann durch die Verwendung eines Stahldrahtes mit einer flachen Querschnittsform das Gewicht der Gürtelschicht reduziert werden und das Gewicht des Reifens einschließlich der Gürtelschicht ebenfalls reduziert werden.
Weiterhin wurde gemäß den Untersuchungen des Erfinders der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass durch die Einstellung des oben beschriebenen Verhältnisses von W1 zu W2 auf 75% oder weniger die Haltbarkeit des Stahldrahtes verbessert werden kann, wobei die Haltbarkeit des Reifens, bei dem der Stahldraht Verwendung findet, ebenfalls verbessert werden kann. Es ist denkbar, dass dies daran liegt, dass durch die Einstellung des Verhältnisses von W1 zu W2 auf 75% oder weniger, wenn die Form des Querschnitts des Stahldrahtes zu einer flachen Form verarbeitet wird, die Bildung von Rissen an einer Grenze zwischen einer Position, auf die eine Druckverarbeitung angewendet wird, und einer Position, auf die eine Zugverarbeitung angewendet wird, unterdrückt werden kann. Das Verhältnis von W1 zu W2 kann berechnet werden durch (das Verhältnis von W1 zu W2 (%)) = W1 / W2 × 100.
Somit kann gemäß dem Stahldraht gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Stahldraht ausgebildet sein, der einen Reifen mit verbesserter Leichtigkeit und Haltbarkeit ausbilden kann.

(2) Das Verhältnis von W1 zu W2 darf 60% oder mehr betragen.
(3) Eine Abflachung, die ein Verhältnis von einer Dicke zu W2 ist, kann 60% oder größer sein, wobei die Dicke ein maximaler Abstand zwischen dem ersten geraden Abschnitt und dem zweiten geraden Abschnitt ist. Hier kann die Abflachung berechnet werden durch (die Abflachung (%)) = T / W2 x 100, wobei T die Dicke ist.
(4) Die Abflachung, d.h. das Verhältnis der Dicke zu W2, kann 80% oder weniger betragen, wobei die Dicke der maximale Abstand zwischen dem ersten geraden Abschnitt und dem zweiten geraden Abschnitt ist.
(5) Die Dicke kann 0,30 mm oder mehr betragen, wobei die Dicke der maximale Abstand zwischen dem ersten geraden Abschnitt und dem zweiten geraden Abschnitt ist.
(6) Die Dicke kann 0,50 mm oder weniger betragen, wobei die Dicke der maximale Abstand zwischen dem ersten geraden Abschnitt und dem zweiten geraden Abschnitt ist.
(7) Es kann ein Messingüberzugsfilm, der Cu und Zn enthält, enthalten sein. Hier steht Cu für Kupfer und Zn für Zink.
(8) Der oben beschriebene Messingüberzugsfilm kann außerdem ein oder mehrere Elemente enthalten, die aus Co und Ni ausgewählt sind. Hier steht Co für Kobalt und Ni für Nickel.
(9) Es kann ein Reifen, der einen Stahldraht wie in einem der Punkte (1) bis (8) beschrieben enthält, ausgebildet werden.

[Details der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung]
Spezifische Beispiele für einen Stahldraht und einen Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung (die im Folgenden als „die vorliegende Ausführungsform“ bezeichnet wird) werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist und sämtliche Änderungen in der Bedeutung und innerhalb des Geltungsbereiches der Ansprüche und Äquivalente umfassen soll.
[Stahldraht]
Im Folgenden wird der Stahldraht gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Stahldrahtes 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einer Ebene senkrecht zu einer Längsrichtung.
Der Stahldraht 10 der vorliegenden Ausführungsform kann als ein Draht, d.h. als ein einzelner Draht, und als ein einzelner Stahldraht bezeichnet werden. Der Stahldraht 10 der vorliegenden Ausführungsform ist vorzugsweise nicht entlang der Längsrichtung verdrillt und ist vorzugsweise ein gerader Stahldraht.
Wie in 1 dargestellt, kann der Stahldraht 10 der vorliegenden Ausführungsform eine abgeflachte Querschnittsform senkrecht zu der Längsrichtung aufweisen. Die abgeflachte Form bedeutet beispielsweise eine flache Form mit einer Dicke, die kürzer als die Breite ist. Nachfolgend wird ein Querschnitt senkrecht zu der Längsrichtung des Stahldrahtes einfach als „Querschnitt“ bezeichnet.
Der Stahldraht kann beispielsweise in einer Gürtelschicht eines Reifens angeordnet sein. Die Gürtelschicht umfasst den Stahldraht und Gummi, wobei der Stahldraht in das Gummi eingebettet ist, wie es später bei der Beschreibung des Reifens beschrieben wird. Die Dicke der Gürtelschicht kann so gewählt sein, dass der Stahldraht in den Gummi eingebettet ist. So ist der Querschnitt des Stahldrahtes in eine flache Form gebracht, um die Dicke des Stahldrahtes und damit die Dicke der Gürtelschicht zu reduzieren. Durch die Verwendung eines Stahldrahtes, dessen Querschnitt eine flache Form aufweist, kann die Menge an Gummi in der Gürtelschicht im Vergleich zu einem Stahldraht mit kreisförmiger Form und gleicher Querschnittsfläche reduziert werden. Daher kann durch die Verwendung eines Stahldrahtes mit einer flachen Querschnittsform das Gewicht der Gürtelschicht reduziert werden und das Gewicht des Reifens einschließlich der Gürtelschicht ebenfalls reduziert werden.
Gemäß den Untersuchungen der Erfinder der vorliegenden Erfindung kann jedoch die Haltbarkeit des Stahldrahtes unzureichend sein, wenn die Form des Querschnitts eine flache Form ist. Wenn beispielsweise der Stahldraht wiederholt durch Aufbringen einer äu-ßeren Kraft verformt wird, kann der Stahldraht mit einer kleinen Anzahl von Verformungen brechen. Daher haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung einen Stahldraht weiter untersucht, der sowohl eine Gewichtsreduzierung als auch die Haltbarkeit eines Reifens erreichen kann, wenn der Stahldraht in dem Reifen verwendet wird. Als Ergebnis wurde festgestellt, dass dadurch, dass eine Form des Querschnitts des Stahldrahtes eine vorbestimmte flache Form ist, die Haltbarkeit des Stahldrahtes verbessert werden kann und die Leichtbaueigenschaft sowie die Haltbarkeit des Reifens, bei dem der Stahldraht Verwendung findet, verbessert werden kann.
Wie in 1 dargestellt, umfasst eine äußere Form des Querschnitts des Stahldrahtes 10 der vorliegenden Ausführungsform einen ersten geraden Abschnitt 11 und einen zweiten geraden Abschnitt 12, der gegenüber dem ersten geraden Abschnitt 11 angeordnet ist. Zusätzlich kann die äußere Form des Querschnitts des Stahldrahtes 10 der vorliegenden Ausführungsform einen ersten gekrümmten Abschnitt 13 und einen zweiten gekrümmten Abschnitt 14 umfassen, die den ersten geraden Abschnitt 11 mit dem zweiten geraden Abschnitt 12 verbinden.
Der erste gerade Abschnitt 11 ist vorzugsweise parallel zu dem zweiten geraden Abschnitt 12, wie in 1 dargestellt. In diesem Zusammenhang bedeutet „parallel“ nicht, dass sie im strengen Sinne parallel sind, sondern dass die beiden geraden Abschnitte parallel angeordnet sind.
Wie in 1 dargestellt, ist der erste gekrümmte Abschnitt 13 gegenüber dem zweiten gekrümmten Abschnitt 14 angeordnet. Der erste gekrümmte Abschnitt 13 und der zweite gekrümmte Abschnitt 14 können jeweils derart beschaffen sein, dass sie ein Ende des ersten geraden Abschnitts 11 mit einem Ende des zweiten geraden Abschnitts 12 verbinden, wobei die Form des ersten gekrümmten Abschnitts 13 und des zweiten gekrümmten Abschnitts 14 nicht besonders festgelegt sind. Beispielsweise können, wie in 1 dargestellt, sowohl der erste gekrümmte Abschnitt 13 als auch der zweite gekrümmte Abschnitt 14 eine zur Außenseite des Stahldrahtes 10 hin konvexe Form haben.
Das Verhältnis von W1 zu W2 beträgt vorzugsweise 75% oder weniger, und stärker bevorzugt 72% oder weniger, wobei W1 der Durchschnittswert einer Länge W11 des ersten geraden Abschnitts 11 und einer Länge W12 des zweiten geraden Abschnitts 12 ist und W2 der maximale Abstand zwischen dem ersten gekrümmten Abschnitt 13 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 14 ist. Hier gibt W2, wie oben beschrieben, den längsten Abstand zwischen dem ersten gekrümmten Abschnitt 13 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 14 an und kann als die Breite des Stahldrahtes 10 bezeichnet werden.
Die Länge W11 des ersten geraden Abschnitts 11, die Länge W12 des zweiten geraden Abschnitts 12 und der maximale Abstand W2 zwischen dem ersten gekrümmten Abschnitt 13 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 14 sind vorzugsweise Mittelwerte von Werten, die an mehreren Querschnitten senkrecht zu der Längsrichtung des Stahldrahtes gemessen wurden, um den Effekt der Variation der Form des Querschnitts des Stahldrahtes zu vermeiden. Die Länge W11 des ersten geraden Abschnitts 11, die Länge W12 des zweiten geraden Abschnitts 12 und der maximale Abstand W2 zwischen dem ersten gekrümmten Abschnitt 13 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 14 sind vorzugsweise Mittelwerte von Werten, die beispielsweise an drei Querschnitten senkrecht zu der Längsrichtung des Stahldrahtes gemessen wurden. Wenn W11, W12 und W2 an mehreren Querschnitten senkrecht zu der Längsrichtung des Stahldrahtes gemessen und Mittelwerte berechnet werden, wird es bevorzugt, dass ein Abstand zwischen benachbarten Querschnitten ausreichend ist. Obwohl er von der Länge eines Prüfstücks des Stahldrahtes abhängt, beträgt der Abstand zwischen benachbarten Querschnitten vorzugsweise 1 cm oder mehr und beispielsweise 5 cm oder weniger.
W1, wie oben beschrieben, kann berechnet werden durch W1 = (W11 + W12) / 2. Das Verhältnis von W1 zu W2 kann berechnet werden durch (das Verhältnis von W1 zu W2 (%)) = W1 / W2 x 100.
Der Stahldraht, dessen Querschnittsform eine flache Form hat, kann beispielsweise durch Walzen eines Stahldrahtes mit kreisförmigem Querschnitt hergestellt werden. Der erste gerade Abschnitt 11 und der zweite gerade Abschnitt 12, die oben beschrieben sind, werden ausgebildet, wenn ein Stahldraht, dessen Querschnittsform eine Kreisform ist, gewalzt wird.
Um den Durchschnittswert W1 der Länge W11 des ersten geraden Abschnitts 11 und der Länge W12 des zweiten geraden Abschnitts 12 an den maximalen Abstand W2 zwischen dem ersten gekrümmten Abschnitt 13 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 14 anzunähern, muss der während des Walzens ausgeübte Druck erhöht werden, um die Form des Querschnitts des Stahldrahtes in eine flache Form zu bringen.
Wenn jedoch der Druck, der während des Walzens ausgeübt wird, übermäßig erhöht wird, um eine flache Form zu erhalten, und das oben beschriebene Verhältnis von W1 zu W2 erhöht wird, wird davon ausgegangen, dass Risse an einer Grenze innerhalb des Stahldrahtes zwischen einer Position, auf die eine Druckverarbeitung ausgeübt wird, und einer Position, auf die eine Zugverarbeitung ausgeübt wird, auftreten, wodurch die Haltbarkeit des Stahldrahtes verringert wird.
In Bezug auf die obigen Ausführungen wurde nach den Untersuchungen der Erfinder der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass durch die Einstellung des Verhältnisses von W1 zu W2 auf 75% oder weniger, wie oben beschrieben, die Haltbarkeit des Stahldrahtes erhöht werden kann und die Haltbarkeit des Reifens, bei dem der Stahldraht Verwendung findet, ebenfalls erhöht werden kann. Es ist denkbar, dass dies daran liegt, dass durch Einstellen des Verhältnisses von W1 zu W2 auf 75% oder weniger die Bildung von Rissen an der Grenze zwischen der Position, an der die Druckverarbeitung angewendet wird, und der Position, an der die Zugverarbeitung angewendet wird, wenn der Stahldraht so verarbeitet wird, dass die Form des Querschnitts eine flache Form wird, unterdrückt werden kann.
Der untere Grenzwert des Verhältnisses von W1 zu W2 ist nicht speziell festgelegt, wobei jedoch der untere Grenzwert vorzugsweise 60% oder mehr und stärker bevorzugt 62% oder mehr beträgt. Durch Einstellen des Verhältnisses von W1 zu W2 auf 60% oder mehr können Eigenspannungen, die durch einen Verarbeitungsunterschied zwischen einer Dickenrichtung und einer Breitenrichtung des Stahldrahtes verursacht werden, und das Auftreten einer Drahtverformung einer Verdrehung in einer Spiralform, die durch einen Unterschied in der Oberflächenhärte verursacht werden, unterdrückt werden. Da die Handhabungseigenschaften besser sind, kann die Produktivität erhöht werden, wenn der Stahldraht für einen Reifen oder ähnliches verwendet wird.
Die spezifische Größe von W1, die der Durchschnittswert der Länge W11 des ersten geraden Abschnitts 11 und der Länge W12 des zweiten geraden Abschnitts 12 des Stahldrahtes gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist, ist nicht speziell festgelegt und kann nach Wunsch gewählt werden, beispielsweise in Übereinstimmung mit der Größe des Stahldrahtes, der noch nicht zu einer flachen Form verarbeitet ist. Beispielsweise beträgt W1 vorzugsweise 0,25 mm oder mehr und 0,36 mm oder weniger, und stärker bevorzugt 0,27 mm oder mehr und 0,36 mm oder weniger.
Zusätzlich ist die spezifische Größe des maximalen Abstands W2 zwischen dem ersten gekrümmten Abschnitt 13 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 14 des Stahldrahtes 10 der vorliegenden Ausführungsform, d.h. die spezifische Größe der Breite des Stahldrahtes 10 der vorliegenden Ausführungsform, nicht speziell festgelegt. Der maximale Abstand W2 zwischen dem ersten gekrümmten Abschnitt 13 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 14 des Stahldrahtes 10 der vorliegenden Ausführungsform beträgt beispielsweise vorzugsweise 0,42 mm oder mehr und 0,52 mm oder weniger und stärker bevorzugt 0,43 mm oder mehr und 0,50 mm oder weniger.
Die Abflachung des Stahldrahtes 10 der vorliegenden Ausführungsform ist nicht speziell festgelegt, beträgt aber vorzugsweise 60% oder mehr. Hier ist die Abflachung ein Verhältnis der Dicke T, die der maximale Abstand zwischen dem ersten geraden Abschnitt 11 und dem zweiten geraden Abschnitt 12 ist, zu dem maximalen Abstand W2 zwischen dem ersten gekrümmten Abschnitt 13 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 14, und kann durch (die Abflachung (%)) = T / W2 x 100 berechnet werden. Der maximale Abstand zwischen dem ersten geraden Abschnitt 11 und dem zweiten geraden Abschnitt 12 gibt den längsten Abstand zwischen dem ersten geraden Abschnitt 11 und dem zweiten geraden Abschnitt 12 an und kann als die Dicke des Stahldrahtes 10 wie oben beschrieben definiert werden.
Ähnlich wie bei W11, W12 und W2, die zuvor beschrieben wurden, ist die Dicke T vorzugsweise ein Mittelwert von Werten, die an mehreren Querschnitten senkrecht zu der Längsrichtung des Stahldrahtes gemessen wurden. Insbesondere ist die Dicke T bevorzugt ein Mittelwert von Werten, die an drei Querschnitten senkrecht zu der Längsrichtung des Stahldrahtes gemessen wurden. Wenn die Dicke T an drei Querschnitten senkrecht zu der Längsrichtung des Stahldrahtes gemessen wird, um den Mittelwert zu berechnen, beträgt der Abstand zwischen benachbarten Abschnitten vorzugsweise 1 cm oder mehr und 5 cm oder weniger, obwohl er von der Länge eines Prüfstücks des Stahldrahtes abhängt.
Dies liegt nach den Untersuchungen der Erfinder der vorliegenden Erfindung daran, dass durch die Einstellung der Abflachung auf 60% oder mehr die Haltbarkeit des Stahldrahtes besonders verbessert werden kann. Es ist denkbar, dass durch die Einstellung der Abflachung auf 60% oder mehr die Bildung von Rissen an der Grenze zwischen der Position, an der die Druckverarbeitung angewendet wird, und der Position, an der die Zugverarbeitung angewendet wird, bei der Verarbeitung des Stahldrahtes unterdrückt werden kann, so dass die Form des Querschnitts des Stahldrahtes eine flache Form erhält. Die Abflachung beträgt vorzugsweise 63% oder mehr.
Zusätzlich ist die Obergrenze der Abflachung nicht speziell festgelegt, liegt aber vorzugsweise bei 80% oder weniger, und stärker bevorzugt bei 75% oder weniger.
Dies liegt daran, dass durch das Einstellen der Abflachung auf 80% oder weniger die Dicke des Stahldrahtes besonders unterdrückt werden kann und die Dicke der Gürtelschicht besonders unterdrückt wird, wenn der Stahldraht in einem Reifen verwendet wird, was vorzuziehen ist. Außerdem kann durch das Einstellen der Abflachung auf 80% oder weniger die Restspannung, die durch den Verarbeitungsunterschied zwischen der Dickenrichtung und der Breitenrichtung des Stahldrahtes verursacht wird, und das Auftreten einer Drahtverformung in Form einer Spirale, die durch den Unterschied in der Oberflächenhärte verursacht wird, besonders unterdrückt werden, wobei die Handhabbarkeit besser ist, so dass die Produktivität erhöht werden kann, wenn der Stahldraht für den Reifen und dergleichen verwendet wird.
Die Dicke des Stahldrahtes der vorliegenden Ausführungsform ist nicht speziell festgelegt, beträgt aber vorzugsweise 0,30 mm oder mehr und stärker bevorzugt 0,32 mm oder mehr.
Denn durch die Einstellung der Dicke T des Stahldrahtes auf 0,30 mm oder mehr kann die Haltbarkeit des Stahldrahtes besonders verbessert werden.
Die Obergrenze der Dicke T des Stahldrahtes ist nicht speziell festgelegt, beträgt aber beispielsweise vorzugsweise 0,50 mm oder weniger und stärker bevorzugt 0,42 mm oder weniger. Dies liegt daran, dass durch die Einstellung der Dicke T des Stahldrahtes auf 0,50 mm oder weniger, wenn der Stahldraht in dem Reifen verwendet wird, die Dicke der Gürtelschicht, in der der Stahldraht angeordnet ist, und die Menge an Gummi, die in der Gürtelschicht enthalten ist, verringert werden kann, wodurch das Gewicht der Gürtelschicht, bei der der Stahldraht Verwendung findet, und des Reifens, der die Gürtelschicht enthält, reduziert wird.
Die Dicke T des Stahldrahtes ist der maximale Abstand zwischen dem ersten geraden Abschnitt 11 und dem zweiten geraden Abschnitt 12, wie oben beschrieben.
Wenngleich das Material des Stahldrahtes in der vorliegenden Ausführungsform nicht speziell festgelegt ist, kann der Stahldraht der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration aus einem Stahldraht 101 und einem auf der Oberfläche des Stahldrahtes 101 angeordneten Beschichtungsfilm 102 aufweisen, wie z.B. in 1 dargestellt.
Als Stahldraht kann in geeigneter Weise ein Stahldraht mit hohem Kohlenstoffgehalt verwendet werden.
Der Beschichtungsfilm kann ein Beschichtungsfilm sein, in dem die Metallkomponenten nur Kupfer (Cu) und Zink (Zn) sind, beispielsweise ein Messingbeschichtungsfilm, kann aber auch eine andere Metallkomponente als Cu und Zn enthalten. Der Beschichtungsfilm kann zudem beispielsweise ein oder mehrere Elemente, ausgewählt aus Kobalt (Co) und Nickel (Ni), als Metallkomponente enthalten.
Das heißt, der Stahldraht der vorliegenden Ausführungsform kann einen Messingüberzugsfilm umfassen, der beispielsweise Cu und Zn enthält. Der Messingüberzugsfilm kann außerdem ein oder mehrere Elemente enthalten, die aus Co und Ni ausgewählt sind. Hier kann der Messingüberzugsfilm beispielsweise auf der Oberfläche des Stahldrahtes wie oben beschrieben angeordnet sein.
Der Stahldraht der vorliegenden Ausführungsform kann einen Messingüberzugsfilm umfassen, der Cu und Zn enthält, so dass die Haftung zwischen dem Stahldraht und dem Gummi erhöht und die Haltbarkeit des Reifens besonders verbessert werden kann, wenn der Stahldraht mit Gummi überzogen wird, um den Reifen auszubilden. Zusätzlich kann der Messingüberzugsfilm weiterhin ein oder mehrere Elemente enthalten, die aus Co und Ni ausgewählt sind, so dass die Haftung zwischen dem Stahldraht und dem Gummi weiter erhöht werden kann und die Haltbarkeit des Reifens weiter verbessert werden kann, was bevorzugt wird.
Das Verfahren zur Herstellung des Stahldrahtes der vorliegenden Ausführungsform ist nicht speziell festgelegt, wobei jedoch der Stahldraht so hergestellt werden kann, dass die Form seines Querschnitts der zuvor beschriebenen Form entspricht.
Das Verfahren zur Herstellung des Stahldrahtes gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann beispielsweise die folgenden Vorgänge umfassen.
Einen Vorgang zum Vorbereiten eines unbearbeiteten Stahldrahtes, dessen Querschnittsform senkrecht zu der Längsrichtung eine Kreisform ist.
Einen ersten Walzvorgang, bei dem der unbearbeitete Stahldraht einem Paar erster Walzrollen zugeführt wird, deren Druckflächen einander gegenüberliegen, und bei dem der unbearbeitete Stahldraht entlang einer ersten axialen Richtung parallel zu einem Durchmesser in einem Querschnitt senkrecht zu der Längsrichtung des unbearbeiteten Stahldrahtes zusammengedrückt wird.
Einen zweiten Walzvorgang des Bereitstellens des unbearbeiteten Stahldrahtes nach dem ersten Walzvorgang zwischen einem Paar zweiter Walzrollen, deren Druckflächen einander gegenüberliegen, und des Zusammendrückens des unbearbeiteten Stahldrahtes entlang einer zweiten axialen Richtung orthogonal zur ersten axialen Richtung im Querschnitt senkrecht zu der Längsrichtung des unbearbeiteten Stahldrahtes.
Der erste Walzvorgang und der zweite Walzvorgang können beispielsweise von einer in 2 dargestellten Walzvorrichtung 20 ausgeführt werden.
Die Walzvorrichtung 20 umfasst ein Paar erster Walzrollen 221 und 222, deren Druckflächen einander gegenüberliegen, wobei das Paar der ersten Walzrollen 221 und 222 einen unverarbeiteten Stahldraht 21 in einer ersten axialen Richtung parallel zu dem Durchmesser des Querschnitts des unverarbeiteten Stahldrahtes 21 zusammendrücken kann, wie etwa entlang der Dickenrichtung. Bei der in 2 dargestellten Walzvorrichtung 20 entspricht die erste axiale Richtung der Z-Achsenrichtung, wobei das erste Paar der ersten Walzrollen 221 und 222 den unverarbeiteten Stahldraht 21 in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung entlang der Z-Achsenrichtung von 2 zusammendrücken kann, um den oben beschriebenen ersten Walzvorgang auszuführen.
Bei dem ersten Walzvorgang komprimiert und walzt das Paar der ersten Walzrollen 221 und 222 den unverarbeiteten Stahldraht 21, um den ersten geraden Abschnitt 11 und den zweiten geraden Abschnitt 12 in dem in 1 dargestellten Querschnitt des Stahldrahtes 10 auszubilden. Daher umfasst das Paar der ersten Walzrollen 221 und 222 vorzugsweise flache Abschnitte, die dem ersten geraden Abschnitt 11 und dem zweiten geraden Abschnitt 12 in den Kompressionsflächen entsprechen, d.h. Flächen, die den unverarbeiteten Stahldraht 21 berühren.
Die Walzvorrichtung 20 kann ein Paar zweiter Walzrollen 231 und 232 auf einer stromabwärtigen Seite in einer Förderrichtung des unverarbeiteten Stahldrahtes 21 von dem Paar erster Walzrollen 221 und 222 umfassen. Das Paar der zweiten Walzrollen 231 und 232 kann den unverarbeiteten Stahldraht 21, an dem der erste Walzvorgang ausgeführt wurde, entlang einer zweiten axialen Richtung orthogonal zur ersten axialen Richtung des Querschnitts des unverarbeiteten Stahldrahtes 21, d.h. beispielsweise der Breitenrichtung, zusammendrücken. In der in 2 dargestellten Walzvorrichtung 20 entspricht die zweite axiale Richtung der X-Achsen-Richtung, wobei das Paar der zweiten Walzrollen 231 und 232 den unverarbeiteten Stahldraht 21, an dem der erste Walzvorgang ausgeführt wurde, aus der linken und rechten Richtung entlang der in 2 dargestellten X-Achsen-Richtung zusammendrücken kann, um den oben beschriebenen zweiten Walzvorgang durchzuführen. In diesem Zusammenhang bedeutet „orthogonal“ nicht, dass sie in einem strengen Sinne orthogonal sind, sondern dass sie im Wesentlichen orthogonal sind, einschließlich eines bestimmten Fehlerbetrags.
Bei dem zweiten Walzvorgang komprimiert und walzt das Paar der zweiten Walzrollen 231 und 232 den unbearbeiteten Stahldraht 21, an dem der erste Walzvorgang ausgeführt wurde, so dass der erste gekrümmte Abschnitt 13 und der zweite gekrümmte Abschnitt 14 im Querschnitt des in 1 dargestellten Stahldrahtes 10 ausgebildet werden können. Daher weist das Paar der zweiten Walzrollen 231 und 232 vorzugsweise Formen auf, die dem ersten gekrümmten Abschnitt 13 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 14 an Druckflächen entsprechen, d.h. an Flächen, die den unbearbeiteten Stahldraht 21 berühren. Die zweiten Walzrollen 231 und 232 können jeweils Rillen 231A und 232A enthalten, die Formen haben, die dem ersten gekrümmten Abschnitt 13 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 14 in einer Form eines Querschnitts in einer Ebene entsprechen, die durch die Mittelachsen der zweiten Walzrollen 231 und 232 verläuft.
Bei dem ersten Walzvorgang und bei dem zweiten Walzvorgang kann der Grad des Zusammendrückens und des Walzens so eingestellt werden, dass die Form des Querschnitts des Stahldrahtes der vorliegenden, zuvor beschriebenen Ausführungsform erfüllt wird.
Dann wird der unbearbeitete Stahldraht 21 in die durch den Pfeil A in 2 angegebene Richtung, d.h. entlang der Y-Achsenrichtung befördert, wobei der erste Walzvorgang und der oben beschriebene zweite Walzvorgang auf einer Gesamtheit in deren Längsrichtung ausgeführt werden, so dass der Stahldraht der vorliegenden Ausführungsform hergestellt werden kann.
Hier wurde ein Konfigurationsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung des Stahldrahtes der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, bei dem der erste Walzvorgang und der zweite Walzvorgang ausgeführt werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt. Beispielsweise kann in einem Fall, in dem die Form des Querschnitts in der zuvor beschriebenen Form nur durch den ersten Walzvorgang ausgebildet werden kann, auf den zweiten Walzvorgang verzichtet werden.
[Reifen]
Als nächstes wird ein Reifen gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben.
Der Reifen der vorliegenden Ausführungsform kann den zuvor beschriebenen Stahldraht enthalten.
3 zeigt eine Querschnittsansicht in einer Ebene senkrecht zu einer Umfangsrichtung eines Reifens 31 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 3 zeigt nur den linken Teil von der Mittellinie (CL), wobei jedoch der rechte Teil von CL durchgehend eine ähnliche Struktur hat, indem CL als Symmetrieachse verwendet wird.
Wie in 3 dargestellt, umfasst der Reifen 31 eine Lauffläche 32, eine Seitenwand 33 und einen Wulst 34.
Die Lauffläche 32 ist der Abschnitt, der mit der Straßenoberfläche in Kontakt ist. Der Wulst 34 ist in Richtung der Innenseite des Reifens 31 von der Lauffläche 32 vorgesehen. Der Wulst 34 ist ein Abschnitt, der in Kontakt mit einer Felge eines Fahrzeugrades steht. Die Seitenwand 33 verbindet die Lauffläche 32 mit dem Wulst 34. Wenn die Lauffläche 32 durch die Straßenoberfläche erschüttert wird, wird die Seitenwand 33 elastisch verformt, um den Aufprall zu absorbieren.
Der Reifen 31 umfasst eine Innenauskleidung 35, eine Karkasse 36, eine Gürtelschicht 37 und einen Wulstdraht 38.
Die Innenauskleidung 35 besteht aus Gummi und dichtet einen Raum zwischen dem Reifen 31 und dem Rad ab.
Die Karkasse 36 bildet ein Rückgrat des Reifens 31. Die Karkasse 36 besteht aus einer organischen Faser, wie beispielsweise Polyester, Nylon und Rayon, oder einem Stahldraht, und Gummi.
Der Wulstdraht 38 ist in der Wulst 34 vorgesehen. Der Wulstdraht 38 nimmt eine auf die Karkasse wirkende Zugkraft auf.
Die Gürtelschichten 37 straffen die Karkasse 36, um die Steifigkeit der Lauffläche 32 zu erhöhen. Bei dem in 7 dargestellten Beispiel umfasst der Reifen 31 zwei Gürtelschichten 37.
4 ist eine Zeichnung, in der die beiden Gürtelschichten 37 schematisch dargestellt sind. 4 zeigt eine Querschnittsansicht in einer Längsrichtung der Gürtelschicht 37, also in einer Ebene senkrecht zur Umfangsrichtung des Reifens 31.
Wie in 4 dargestellt, sind die beiden Gürtelschichten 37 in radialer Richtung des Reifens 31 übereinandergelegt. Jede Gürtelschicht 37 umfasst mehrere Stahldrähte 41 und Gummi 42. Mehrere Stahldrähte 41 sind parallel in einer Reihe angeordnet. Als Stahldraht 41 kann der zuvor beschriebene Stahldraht verwendet werden.
Dabei hat der zuvor beschriebene Stahldraht im Querschnitt senkrecht zu der Längsrichtung eine flache Form und sind die Stahldrähte vorzugsweise so angeordnet, dass die Dickenrichtung der Gürtelschicht mit der Dickenrichtung des Stahldrahtes fluchtet. So sind beispielsweise die zuvor beschriebenen Stahldrähte 10 vorzugsweise so angeordnet, dass der erste gerade Abschnitt 11 und der zweite gerade Abschnitt 12 des Stahldrahtes 10 entlang der Breitenrichtung der Gürtelschicht liegen.
Das Gummi 42 bedeckt die Stahldrähte 41, wobei jeder Stahldraht 41 über seinen gesamten Umfang mit dem Gummi 42 bedeckt ist. Die Stahldrähte 41 sind in den Gummi 42 eingebettet.
Der zuvor beschriebene Stahldraht hat im Querschnitt senkrecht zu der Längsrichtung eine flache Form. Somit kann auch bei Reduzierung einer ersten Gummidicke t1 des unter dem Stahldraht 41 in der Gürtelschicht 37 angeordneten Gummis 42 und einer zweiten Gummidicke t2 des oberhalb des Stahldrahtes 41 in der Gürtelschicht 37 angeordneten Gummis 42 eine Freilegung des Stahldrahtes 41 verhindert werden. Dadurch kann die Gesamtdicke der Gürtelschicht 37 reduziert werden. Wie beschrieben, kann gemäß dem Reifen der vorliegenden Ausführungsform die Gesamtdicke der Gürtelschicht 37 einschließlich des zuvor beschriebenen Stahldrahtes 41 reduziert werden, wodurch das Gewicht der Gürtelschicht 37 verringert wird. Daher kann das Gewicht des Reifens der vorliegenden Ausführungsform, der eine solche Gürtelschicht enthält, reduziert werden, wodurch der Rollwiderstand des Reifens verringert wird.
Die Haltbarkeit des zuvor beschriebenen Stahldrahtes ist verbessert. Daher kann die Haltbarkeit des Reifens der vorliegenden Ausführungsform, bei der ein derartiger Stahldraht Verwendung findet, verbessert werden.
Obwohl die Ausführungsform oben detailliert beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die spezifische Ausführungsform beschränkt und können verschiedene Modifikationen und Änderungen innerhalb des Geltungsbereiches der Ansprüche vorgenommen werden.
[Beispiele]
Im Folgenden werden spezifische Beispiele beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
(Auswertu ngsverfahren)
In den folgenden Versuchsbeispielen wird ein Auswertungsverfahren des hergestellten Stahldrahtes beschrieben.
(1) Verfahren zur Bewertung der Querschnittsform des Stahldrahtes
Die erhaltenen Stahldrähte wurden in ein transparentes Harz eingebettet und eine Probe wurde herausgeschnitten, um eine Ebene (d.h. einen Querschnitt) senkrecht zu der Längsrichtung des Stahldrahtes freizulegen.
Dann wurden die Länge und der Abstand jedes Abschnitts in einem solchen Querschnitt mit einem Projektor gemessen.
Die Länge und der Abstand jedes Abschnitts wurden in drei Querschnitten gemessen und die Mittelwerte der in den drei Querschnitten gemessenen Werte für Länge und Abstand jedes Abschnitts als Länge und Abstand jedes Abschnitts des Stahldrahtes definiert. Die Positionen der drei für die Messung verwendeten Querschnitte wurden so festgelegt, dass der Abstand zwischen benachbarten Querschnitten 5 cm betrug.
Insbesondere wurden die Länge W11 des ersten geraden Abschnitts 11 und die Länge W12 des zweiten geraden Abschnitts 12 in drei Querschnitten gemessen und die Durchschnittswerte als W11 und W12 des Stahldrahtes 10 jedes Versuchsbeispiels bestimmt. Außerdem wurde der Durchschnittswert W1 von W11 und W12 berechnet.
Die Dicke T, die der maximale Abstand zwischen dem ersten geraden Abschnitt 11 und dem zweiten geraden Abschnitt 12 ist, wurde in drei Querschnitten gemessen und der Durchschnittswert als die Dicke T des Stahldrahtes 10 jedes Versuchsbeispiels bestimmt.
Der maximale Abstand W2 zwischen dem ersten gekrümmten Abschnitt 13 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 14, d.h. die Breite des Stahldrahtes 10, wurde in drei Querschnitten gemessen und der Durchschnittswert als die Breite des Stahldrahtes 10 jedes Versuchsbeispiels definiert.
Dann wurde das Verhältnis von W1 zu W2 durch den folgenden Ausdruck aus W1 und W2 wie oben beschrieben berechnet. $(das Verhältnis von W1 zu W 2 (%)) = W 1 / W 2 \times 100$
Die Abflachung wurde durch die folgende Gleichung aus der Dicke T und der Breite, d.h. dem maximalen Abstand W2 zwischen dem ersten gekrümmten Abschnitt 13 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 14, die gemessen und berechnet wurden, berechnet. $(Abflachung (%)) = T/W 2 \times 100$
Dauerhaftigkeitstest
Der in jedem der folgenden Versuchsbeispiele hergestellte Stahldraht wurde auf eine Gummiplatte gelegt und weiter mit einer Gummiplatte abgedeckt. Dann wurde ein Laminat aus einer Gummiplatte mit einer rechteckigen Form und einem Stahldraht vorbereitet. Das Laminat hatte eine Gesamtdicke, die fünfmal größer ist als die Dicke des Stahldrahtes. Das Laminat aus der Gummiplatte und dem Stahldraht wurde 20 Minuten lang bei 160°C vulkanisiert.
Nach spontaner Abkühlung wurde aus dem erhaltenen Stahldraht- und Gummikomplex mit einem Schneidmesser ein strangförmig geformtes Prüfstück inklusive Stahldraht entnommen. Die Form des Querschnitts des strangförmigen Prüfstückes war 5 mm dick und 10 mm breit.
Wie in 5 dargestellt, wurde das erhaltene Prüfstück 50 von einer ersten Rolle 511, einer zweiten Rolle 512 und einer dritten Rolle 513 bearbeitet, die einen Rollendurchmesser von 25 mm haben. Zu diesem Zeitpunkt wurden, wie in 5 dargestellt, die Positionen der jeweiligen Rollen so eingestellt, dass das zwischen der ersten Rolle 511 und der zweiten Rolle 512 positionierte Prüfstück 50 und das zwischen der zweiten Rolle 512 und der dritten Rolle 513 positionierte Prüfstück 50 parallel waren. Zusätzlich wurde eine Kraft von 29,4 N auf das Prüfstück 50 aufgebracht, das von der ersten Rolle 511 zu der dritten Rolle 513 entlang der Längsrichtung bearbeitet wird. Dann wurde der Vorgang wiederholt, indem die erste Rolle 511 bis dritte Rolle 513 gedreht wurden, um das Prüfstück 50 in Richtung des Pfeils B in 5 zu bewegen, und dann die erste Rolle 511 bis dritte Rolle 513 in umgekehrter Richtung gedreht wurden, um das Prüfstück 50 in einer dem Pfeil B entgegengesetzten Richtung zu bewegen. Die Rotationsgeschwindigkeit wurde für jede Rolle so eingestellt, dass 100 Sätze der oben beschriebenen Hin- und Herbewegung in einer Minute ausgeführt werden konnten. Die Anzahl der Sätze der Hin- und Herbewegung des Prüfstücks wurde dann gezählt, bis das Prüfstück zerbrach.
Die Haltbarkeit ist höher, wenn die Anzahl der Sätze der oben beschriebenen Hin- und Herbewegung zunimmt. Die Bewertungsergebnisse wurden mit einem Index, der die Anzahl der Sätze der oben beschriebenen Hin- und Herbewegung des Prüfkörpers bis zum Bruch des Prüfkörpers in Versuchsbeispiel 6 verwendet, als 100 dargestellt.
(3) Gewichtsindex
Bei der Auswertung des Gewichtsindexes wurde mit dem in den folgenden Versuchsbeispielen jeweils hergestellten Stahldraht eine Gummiplatte hergestellt.
Eine Kautschukzusammensetzung basiert auf Naturkautschuk als Kautschukkomponente und enthält Ruß, Schwefel, Zinkoxid, organisches Säurekobalt und Kobaltstearat als Additive.
Der Stahldraht und die Gummimischung, die in jedem der Versuchsbeispiele hergestellt wurden, wurden verwendet, um eine Gummiplatte herzustellen, die dieselbe Struktur wie die in 4 dargestellte Gürtelschicht 37 hat.
Anschließend wurde das Gewicht der Gummiplatte, die unter Verwendung des Stahldrahtes in jedem der experimentellen Beispiele hergestellt wurde, mit einem Index, der das Gewicht einer Gummiplatte verwendet, die unter Verwendung eines Stahldrahtes mit einem kreisförmigen Querschnitt und einem Drahtdurchmesser von 0,415 mm hergestellt wurde, der als unbearbeiteter Stahldraht in jedem der folgenden experimentellen Beispiele hergestellt wurde, als 100 dargestellt.
(Versuchsbeispiele)
Im Folgenden werden die Versuchsbedingungen beschrieben. Versuchsbeispiel 1 bis Versuchsbeispiel 5 sind Ausführungsformen, und Versuchsbeispiel 6 sowie Versuchsbeispiel 7 sind Vergleichsbeispiele.
[Versuchsbeispiel 1]
Ein unbearbeiteter Stahldraht 21 mit einem Drahtdurchmesser von 0,415 mm und einer kreisförmigen Querschnittsform wurde vorbereitet (d.h. das Verfahren zur Vorbereitung des unbearbeiteten Stahldrahtes). Der unbearbeitete Stahldraht 21 hat ein Gefüge, bei dem ein Messingüberzug aus Cu und Zn als Metallkomponenten auf einer Oberfläche des kohlenstoffreichen Stahldrahtes angeordnet ist.
Der unbearbeitete Stahldraht wurde der in 2 dargestellten Walzvorrichtung 20 zugeführt und zu einer vorgegebenen, in 1 dargestellten Querschnittsform bearbeitet.
Wie zuvor beschrieben, umfasst die Walzvorrichtung 20 das Paar der ersten Walzrollen 221 und 222, deren Druckflächen einander gegenüberliegen, wobei der unverarbeitete Stahldraht 21 zwischen dem Paar der ersten Walzrollen 221 und 222 bereitgestellt wurde. Daraufhin komprimierte das Paar der ersten Walzrollen 221 und 222 den unverarbeiteten Stahldraht 21 entlang der Z-Achsenrichtung in 2, d.h. entlang der Dickenrichtung des unverarbeiteten Stahldrahtes 21 in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung (d.h., der erste Walzvorgang). Es wurde das Paar der ersten Walzrollen 221 und 222 mit flachen Abschnitten verwendet, die dem ersten geraden Abschnitt 11 und dem zweiten geraden Abschnitt 12 entsprechen, die an den jeweiligen Druckflächen ausgebildet sind.
Wie in 2 dargestellt, war das Paar der zweiten Walzrollen 231 und 232 in Förderrichtung des unverarbeiteten Stahldrahtes 21 stromabwärts von dem Paar der ersten Walzrollen 221 und 222 angeordnet, wobei der unverarbeitete Stahldraht 21, an dem der erste Walzvorgang ausgeführt worden war, zwischen dem Paar der zweiten Walzrollen 231 und 232 bereitgestellt wurde.
Dann komprimierte das Paar der zweiten Walzrollen 231 und 232 den unverarbeiteten Stahldraht 21, an dem der erste Walzvorgang ausgeführt worden war, entlang der X-Achsenrichtung in 2, d.h. entlang der Breitenrichtung des unverarbeiteten Stahldrahtes 21 in der linken und rechten Richtung (d.h. der zweite Walzvorgang). In Form eines Querschnitts in einer Ebene, die durch die Mittelachsen der zweiten Walzrollen 231 und 232 verläuft, wurde das Paar der zweiten Walzrollen 231 und 232, einschließlich der Rillen 231A und 232A, die Formen haben, die dem ersten gekrümmten Abschnitt 13 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 14 entsprechen, auf der jeweiligen Pressfläche ausgebildet.
Anschließend wurde der unbearbeitete Stahldraht 21 entlang des Pfeils A in 2 befördert, wobei der erste Walzvorgang und der oben beschriebene zweite Walzvorgang an der Gesamtheit in deren Längsrichtung ausgeführt wurden, so dass der Stahldraht des vorliegenden Versuchsbeispiels hergestellt wurde.
Bei dem ersten Walzvorgang und bei dem zweiten Walzvorgang wurde der Grad des Komprimierens und Walzens so eingestellt, dass die Dicke T des Stahldrahtes 0,34 mm, W1 0,28 mm und W2 0,44 mm betrug.
Der erhaltene Stahldraht wurde wie zuvor beschrieben ausgewertet. Die Auswertungsergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
[Versuchsbeispiel 2 bis Versuchsbeispiel 7]
Stahldrähte wurden in der gleichen Weise wie im Versuchsbeispiel 1 hergestellt und ausgewertet, außer dass der Grad des Stauchens und Walzens so eingestellt wurde, dass die Dicke T, W1 und W2 im ersten Walzvorgang und im zweiten Walzvorgang gleich den in Tabelle 1 angegebenen Werten waren.
Die Auswertungsergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Gemäß den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen wird festgestellt, dass in den Versuchsbeispielen 1 bis 5, in denen das Verhältnis von W1 zu W2 75% oder weniger beträgt, die Haltbarkeit im Vergleich zu Versuchsbeispiel 6 und Versuchsbeispiel 7 verbessert ist. Es ist denkbar, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass das Verhältnis von W1 zu W2 75% oder weniger beträgt, so dass, wenn die Form des Querschnitts des Stahldrahtes in einer flachen Form ausgebildet ist, die Bildung von Rissen an der Grenze zwischen der Position, auf die die Druckverarbeitung angewendet wird, und der Position, auf die die Zugverarbeitung angewendet wird, unterdrückt werden kann, wodurch die Haltbarkeit des Stahldrahtes verbessert wird. Die Bewertung der Haltbarkeit wird unter Verwendung des Prüfstücks ausgeführt, in dem der Stahldraht in den Gummi eingebettet ist, wobei es durchaus zu erwarten ist, dass die Haltbarkeit in ähnlicher Weise verbessert werden kann, wenn der Reifen einen solchen Stahldraht verwendet.
Zudem wurde festgestellt, dass durch die Verwendung eines Reifens mit einem Stahldraht aus Versuchsbeispiel 1 bis Versuchsbeispiel 5 das Gewicht des Reifens um bis zu 10% reduziert werden kann im Vergleich zu einer Gummiplatte mit einem Stahldraht, der eine kreisförmige Querschnittsform hat und noch nicht zu einer flachen Form verarbeitet ist.
Anhand dieser Ergebnisse wird bestätigt, dass die Stahldrähte aus Versuchsbeispiel 1 bis Versuchsbeispiel 5 zur Herstellung von Reifen verwendet werden können, die in Bezug auf Leichtigkeit und Haltbarkeit verbessert sind.
Bezugszeichenliste

10: Stahldraht
101: Stahldraht
102: Beschichtungsfilm
11: erster gerader Abschnitt
12: zweiter gerader Abschnitt
13: erster gekrümmter Abschnitt
14: zweiter gekrümmter Abschnitt
T: Dicke
W11: Länge des ersten geraden Abschnitts
W12: Länge des zweiten geraden Abschnitts
W2: maximaler Abstand zwischen dem ersten gekrümmten Abschnitt und dem zweiten gekrümmten Abschnitt
20: Abrollvorrichtung
21: unverarbeiteter Stahldraht
221, 222: erste Walzrolle 231, 232 zweite Walzrolle 231A, 232A Rille
31: Reifen
32: Lauffläche
33: Seitenwand
34: Wulst
35: Innenauskleidung
36: Karkasse
37: Gürtelschicht
38: Wulstdraht
41: Stahldraht
42: Gummi
t1: erste Gummidicke
t2: zweite Gummidicke
50: Prüfstück
511: erste Rolle
512: zweite Rolle
513: dritte Rolle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2018 [0002]
JP 229035 [0002]

Claims

Stahldraht mit einer flachen Form in einem Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung, wobei eine äußere Form des Querschnitts einen ersten geraden Abschnitt, einen zweiten geraden Abschnitt, der gegenüber dem ersten geraden Abschnitt angeordnet ist, und einen ersten gekrümmten Abschnitt sowie einen zweiten gekrümmten Abschnitt umfasst, die den ersten geraden Abschnitt mit dem zweiten geraden Abschnitt verbinden, wobei der erste gekrümmte Abschnitt gegenüber dem zweiten gekrümmten Abschnitt angeordnet ist, und ein Verhältnis von W1 zu W2 75% oder weniger beträgt, wobei W1 ein Durchschnittswert einer Länge des ersten geraden Abschnitts und einer Länge des zweiten geraden Abschnitts ist, und W2 ein maximaler Abstand zwischen dem ersten gekrümmten Abschnitt und dem zweiten gekrümmten Abschnitt ist.
Stahldraht nach Anspruch 1, bei dem das Verhältnis von W1 zu W2 60% oder mehr beträgt.
Stahldraht nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Abflachung 60% oder mehr beträgt, wobei die Abflachung ein Verhältnis einer Dicke zu W2 ist, und die Dicke ein maximaler Abstand zwischen dem ersten geraden Abschnitt und dem zweiten geraden Abschnitt ist.
Stahldraht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem eine Abflachung 80% oder weniger beträgt, wobei die Abflachung ein Verhältnis einer Dicke zu W2 ist, und die Dicke ein maximaler Abstand zwischen dem ersten geraden Abschnitt und dem zweiten geraden Abschnitt ist.
Stahldraht nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine Dicke 0,30 mm oder mehr beträgt, wobei die Dicke ein maximaler Abstand zwischen dem ersten geraden Abschnitt und dem zweiten geraden Abschnitt ist.
Stahldraht nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem eine Dicke 0,50 mm oder weniger beträgt, wobei die Dicke ein maximaler Abstand zwischen dem ersten geraden Abschnitt und dem zweiten geraden Abschnitt ist.
Stahldraht nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend einen Cu und Zn enthaltenden Messingüberzugsfilm.
Stahldraht nach Anspruch 7, bei dem der Messingüberzugsfilm weiterhin ein oder mehrere Elemente, ausgewählt aus Co und Ni, enthält.
Reifen, umfassend den Stahldraht nach einem der Ansprüche 1 bis 8.