DE112021005491T5

DE112021005491T5 - Stahldraht und Reifen

Info

Publication number: DE112021005491T5
Application number: DE112021005491.0T
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Nakajima; Akifumi Matsuoka; Ken Manabe
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2020-10-19
Filing date: 2021-05-11
Publication date: 2023-08-10
Also published as: JPWO2022085230A1; US20230374729A1; WO2022085052A1; WO2022085230A1; CN116194308A

Abstract

Stahldraht mit einem Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung mit einer flachen Form und einer äußeren Form des Querschnitts, der ein Paar von linearen Teilen (11), die einander gegenüberliegen, und ein Paar von gekrümmten Teilen (12), die einander gegenüberliegen und die linearen Teile (11) verbinden, aufweist, wobei der gekrümmte Teil (12) ein Paar erster Bereiche (131), die sich an Positionen in der Nähe der linearen Teile (11) befinden, und einen zweiten Bereich (132), der sich an einer Position zwischen dem Paar erster Bereiche (131) befindet, umfasst, wobei ein Krümmungsradius R1des ersten Bereichs (131) größer als oder gleich 0.05 mm, aber weniger als 0,15 mm ist, und ein Krümmungsradius R2des zweiten Bereichs (132) größer als oder gleich 0,13 mm, aber kleiner als oder gleich 0,2 mm ist, und ein Winkel zwischen dem linearen Teil (11) und dem gekrümmten Teil (12) größer als oder gleich 165 Grad ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Stahldrähte und Reifen.
Diese Anmeldung beruht auf der internationalen Anmeldung Nr. PCT/ JP2020/039289 , die am 19. Oktober 2020 auf der Grundlage des Vertrags über die Zusammenarbeit auf dem Gebiet des Patentwesens eingereicht wurde und beansprucht deren Priorität, deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Stand der Technik
Patentdokument 1 offenbart beispielsweise einen Radialluftreifen mit einer seitlichen Verstärkungsschicht, die in einem Bereich von einem Wulstabschnitt zu einem Seitenwandteil angeordnet ist und eine Vielzahl von parallel angeordneten und in einem Gummi eingebetteten einadrigen Stahldrähten enthält. Die einadrigen Stahldrähte haben eine flache Form mit einem Aspektverhältnis von 40 % bis 70 %, einen langen Durchmesser von 0,80 mm oder weniger und einen durchschnittlichen Abstand von 0,60 mm oder mehr. Das Produkt aus der Knicklast eines jeden einadrigen Stahldrahtes und der Drahtmasse pro Flächeneinheit der seitlichen Verstärkungsschicht beträgt 400 N-kg/m² oder mehr.
Dokumente zum Stand der Technik
Patentdokumente
Patentdokument 1: Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2015- 178 301
Offenbarung der Erfindung
Ein Stahldraht gemäß der vorliegenden Erfindung hat einen Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung mit einer flachen Form; und
eine äußere Form des Querschnitts, die ein Paar linearer Teile, die einander gegenüberliegen, und ein Paar gekrümmter Teile, die einander gegenüberliegen und die linearen Teile verbinden, umfasst, wobei
der gekrümmte Teil ein Paar erster Bereiche, die sich an Positionen in der Nähe der linearen Teile befinden, und einen zweiten Bereich, der sich an einer Position zwischen dem Paar erster Bereiche befindet, umfasst,
ein Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs größer als oder gleich 0,05 mm, aber kleiner als 0,15 mm ist, und ein Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs größer als oder gleich 0,13 mm, aber kleiner als oder gleich 0,2 mm ist, und
ein Winkel zwischen dem linearen Teil und dem gekrümmten Teil größer als oder gleich 165 Grad ist.
Figurenliste

[1A] 1A ist eine Querschnittsansicht eines Stahldrahtes gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung entlang einer Ebene senkrecht zu einer Längsrichtung.
[1B] 1B ist eine vergrößerte Ansicht der Nähe eines Verbindungspunktes zwischen einem linearen Teil und einem gekrümmten Teil in der Querschnittsansicht des Stahldrahtes gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung entlang der Ebene senkrecht zur Längsrichtung.
[2] 2 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Beispiels für einen Aufbau einer Walze, die bei der Herstellung des Stahldrahtes gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
[3] 3 ist eine Querschnittsansicht eines Reifens gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
[4] 4 ist eine schematische Darstellung einer Gürtelschicht.
[5] 5 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Haltbarkeitsprüfung von Versuchsbeispielen.
[6] 6 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Charpy-Kerbschlagprüfvorrichtung, das für die Versuchsbeispiele verwendet wird.

Ausführungsform der Erfindung
[Problemstellung der vorliegenden Erfindung]
Neben der Gewichtsreduzierung zur Verringerung des Rollwiderstandes o.ä. von Reifen besteht die Forderung, die Haltbarkeit der Reifen zu verbessern, um die Häufigkeit des Reifenwechsels zu verringern und die Nutzung der Reifen über einen langen Zeitraum zu ermöglichen. In den Reifen werden Stahldrähte verwendet, und es gibt auch Forderungen nach Stahldrähten, die in der Lage sind, Reifen mit ausgezeichneten Leichtgewichtseigenschaften und Haltbarkeit zu bilden.
Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Stahldraht bereitzustellen, der in der Lage ist, einen Reifen mit ausgezeichneten Leichtgewichtseigenschaften und Haltbarkeit zu bilden.
[Auswirkungen der vorliegenden Erfindung]
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Stahldraht bereitzustellen, der in der Lage ist, einen Reifen mit ausgezeichneten Leichtgewichtseigenschaften und Haltbarkeit zu bilden.
[Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung]
Zunächst werden im Folgenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden gleiche oder sich entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und es wird auf eine wiederholte Beschreibung gleicher oder sich entsprechender Elemente verzichtet.

(1) Ein Stahldraht gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung mit einer flachen Form auf; und

₁

₂

Der Stahldraht kann z.B. in einer Gürtelschicht des Reifens angeordnet sein. Die Gürtelschicht umfasst den Stahldraht und Gummi, und der Stahldraht ist in den Gummi eingebettet. Da die Dicke der Gürtelschicht so gewählt werden kann, dass der Stahldraht in den Gummi eingebettet werden kann, ist es auch möglich, die Dicke der Gürtelschicht zu reduzieren, indem ein Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung des Stahldrahtes (der Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung des Stahldrahtes kann im Folgenden auch einfach als „Querschnitt“ bezeichnet werden) die flache Form aufweist und die Dicke des Stahldrahtes reduziert wird. Dementsprechend ist es durch die Verwendung des Stahldrahtes mit der flachen Querschnittsform möglich, die Menge des in der Gürtelschicht enthaltenen Gummis zu reduzieren, verglichen mit einem Fall, in dem der verwendete Stahldraht die gleiche Querschnittsfläche, aber beispielsweise eine kreisförmige Querschnittsform hat. Aus diesem Grund ist es möglich, das Gewicht der Gürtelschicht und auch das Gewicht des Reifens, der die Gürtelschicht enthält, zu reduzieren, indem der Stahldraht mit der flachen Querschnittsform verwendet wird.
Gemäß Untersuchungen, die von den vorliegenden Erfindern durchgeführt wurden, umfasst in einem herkömmlichen Stahldraht, der einen Querschnitt mit einer flachen Form aufweist, eine äußere Form des Querschnitts einen linearen Teil und einen gekrümmten Teil, und eine Neigung ändert sich stark an einem Grenzabschnitt zwischen dem linearen Teil und dem gekrümmten Teil. Die Neigung bezieht sich auf die Neigung einer tangentialen Linie einer äußeren Form des Querschnitts senkrecht zur Längsrichtung des Stahldrahtes (im Folgenden auch einfach als „Neigung“ bezeichnet). Wenn der herkömmliche Stahldraht mit der flachen Form im Reifen verwendet wird, entsteht daher ein Riss im Gummi, der von einem Grenzabschnitt zwischen dem linearen Teil und dem gekrümmten Teil ausgeht, wodurch sich die Haltbarkeit des Reifens verschlechtert.
Daher haben die Erfinder weitere Studien durchgeführt. Diesen Untersuchungen zufolge ist es möglich, eine Änderung der Neigung an dem Grenzabschnitt zwischen dem linearen Teil und dem gekrümmten Teil zu verringern, indem der erste Bereich und der zweite Bereich in dem gekrümmten Teil gebildet werden und der Krümmungsradius jedes dieser Bereiche innerhalb des jeweiligen zuvor beschriebenen Bereichs eingestellt wird. Aus diesem Grund wurde festgestellt, dass die Entstehung eines Risses im Gummi verringert und die Haltbarkeit des Reifens verbessert werden kann, wenn der Stahldraht gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, der die zuvor beschriebenen Merkmale und Bereiche erfüllt, in dem Reifen verwendet wird.
Indem der Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs, wie zuvor beschrieben, auf größer als oder gleich 0,05 mm eingestellt wird, ist es möglich, eine Änderung der Neigung am Grenzabschnitt zwischen dem linearen Teil und dem gekrümmten Teil zu reduzieren. Aus diesem Grund ist es möglich, wenn der Stahldraht im Reifen verwendet wird, die Entstehung von Rissen im Gummi zu verringern und die Haltbarkeit des Reifens zu verbessern. Wenn der Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs auf weniger als 0,15 mm eingestellt wird, kann die Länge des linearen Teils sichergestellt und die Handhabung und Stabilität des Reifens mit dem Stahldraht verbessert werden.
Wenn der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs größer als oder gleich 0,13 mm ist, ist es möglich, den Bearbeitungsaufwand bei der Herstellung des Stahldrahts zu verringern und die Festigkeit des Stahldrahts zu erhöhen. Wenn der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs kleiner als oder gleich 0,2 mm ist, ist es möglich, eine entlang der Richtung der Dicke T des Stahldrahts aufgebrachte Kraft zu verteilen und die Haltbarkeit des Stahldrahts und des Reifens, der den Stahldraht enthält, zu verbessern.
Der Stahldraht kann durch Pressen und Walzen eines Rohstahldrahtes mit kreisförmigem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung, z. B. mit einer Walzrolle, in eine vorgegebene Form gebracht werden. Aus diesem Grund bezieht sich der Verarbeitungsaufwand auf einen Verarbeitungsaufwand, um den Rohstahldraht in eine vorbestimmte Form zu bringen, d.h. auf eine Verformungsarbeit
Durch Einstellen des Winkels, der zwischen dem linearen Teil und dem gekrümmten Teil gebildet wird, auf mehr als oder gleich 165 Grad, zusätzlich zum Einstellen der Krümmungsradien des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs des gekrümmten Teils auf die jeweiligen zuvor beschriebenen Bereiche, ist es möglich, eine große Änderung der Neigung an dem Grenzabschnitt zwischen dem linearen Teil und dem gekrümmten Teil besonders zu reduzieren. Aus diesem Grund kann verhindert werden, dass der Riss, der von dem Grenzbereich zwischen dem linearen Teil und dem gekrümmten Teil ausgeht, im Gummi entsteht, wodurch die Haltbarkeit des Reifens verbessert werden kann.
(2) Der Krümmungsradius R₁ kann sich von dem Krümmungsradius R₂ unterscheiden.
Wenn der Krümmungsradius R₁ und der Krümmungsradius R₂ unterschiedlich sind, d.h. wenn eine Beziehung R₁ ≠ R₂ erfüllt ist, ist es möglich, eine Änderung der Neigung am Grenzabschnitt zwischen dem linearen Teil und dem gekrümmten Teil besonders zu reduzieren. Aus diesem Grund ist es möglich, wenn der Stahldraht auf den Reifen aufgebracht wird, die Rissbildung im Gummi besonders stark zu reduzieren und die Haltbarkeit des Reifens weiter zu verbessern.
(3) Im Querschnitt
Können zwei Schnittpunkte einer Mittellinie, die in gleichem Abstand von dem Paar gegenüberliegender linearer Teile und dem Paar gegenüberliegender gekrümmter Teile vorgesehen sind, werden als ein erster Endabschnitt und ein zweiter Endabschnitt definiert, können zwei Punkte auf der Mittellinie, die 0,1 mm vom ersten Endabschnitt bzw. vom zweiten Endabschnitt entfernt sind, als oberflächenseitige Messpunkte definiert werden,
kann ein Punkt auf der Mittellinie, der von dem ersten Endabschnitt und dem zweiten Endabschnitt gleich weit entfernt ist, als ein Mittenmesspunkt definiert werden, und
kann eine Differenz zwischen einem Mittelwert HV1 der Vickershärten an den beiden oberflächenseitigen Messpunkten und einer Vickershärte HV2 am Mittenmesspunkt, die als HV1-HV2 bezeichnet wird, größer als oder gleich -60HV0,1, aber kleiner als oder gleich -10HV0, 1 sein.
Wenn wie zuvor beschrieben HV1-HV2 kleiner als oder gleich -10HV0,1 ist, ist die Härte des Mittelabschnitts einschließlich des Mittenmesspunktes des Stahldrahtes höher als die Härte der Oberflächenseite einschließlich des oberflächenseitigen Messpunktes. Indem die Härte des Mittelabschnitts des Stahldrahtes auf diese Weise höher ist als die Härte der Oberflächenseite, kann der von dem zuvor beschriebenen linearen Teil 11 aufgenommene Stoß gleichmäßig von der gesamten Oberfläche einschließlich des linearen Teils 11 aufgenommen werden. Im Falle eines abgeflachten Stahldrahtes kann die Schlagfestigkeit abnehmen, aber die Schlagfestigkeit kann durch Verwendung des Stahldrahtes mit der zuvor beschriebenen Härteverteilung erhöht werden.
Die Härte des Mittelabschnitts muss jedoch besonders erhöht werden, sodass HV1-HV2 kleiner als -60HV0,1 wird. Aus diesem Grund muss bei der Herstellung des Stahldrahtes durch Abflachen ein zu großer Druck ausgeübt werden, und ein für den Stahldraht verwendetes Material kann spröde werden oder dergleichen. Daher ist HV1-HV2 vorzugsweise größer als oder gleich -60HV0,1, wie zuvor beschrieben.
(4) Auf der Oberfläche kann eine Messing-Plattierungsschicht aus Kupfer und Zink aufgebracht werden.
In der folgenden Beschreibung werden Kupfer und Zink durch die chemischen Symbole Cu bzw. Zn dargestellt.
Da der Stahldraht gemäß der vorliegenden Erfindung eine Messing-Plattierungsschicht mit Cu und Zn aufweist, kann in einem Fall, in dem der Stahldraht mit Gummi überzogen und zur Bildung des Reifens vulkanisiert wird, auf der Gummiseite einer Grenzfläche zwischen dem Stahldraht und dem Gummi eine Haftschicht mit Cu₂S gebildet werden. Zn hat eine Funktion zur Beschleunigung der Bildung von Cu₂S. Durch die Bildung der Haftschicht ist es möglich, die Adhäsionskraft zwischen dem Stahldraht und dem Gummi zu erhöhen und dem Reifen eine besonders gute Haltbarkeit zu verleihen.
(5) Die Messing-Plattierungsschicht kann außerdem eine oder mehrere Arten von Elementen enthalten, die aus der Gruppe bestehend aus Kobalt, Nickel, Eisen, Zinn und Wismut ausgewählt sind.
Im Folgenden werden Kobalt, Nickel, Eisen, Zinn und Wismut durch die chemischen Symbole Co, Ni, Fe, Sn und Bi dargestellt.
Co, Ni, Fe, Sn und Bi haben eine höhere lonisierungstendenz als Zn. Indem ferner eine oder mehrere Arten von Elementen, die aus Co, Ni, Fe, Sn und Bi in der Messing-Plattierungsschicht ausgewählt sind, verwendet werden, dienen die eine oder mehrere Arten von Elementen, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus Elementen wie Co oder dergleichen besteht, wie zuvor beschrieben, darüber hinaus als Opferschutz oder erhöhen die Korrosionsbeständigkeit der Messing-Plattierungsschicht, indem sie ein kombiniertes Potential von Cu und Zn edler machen. Infolgedessen ist es möglich, die Haftkraft zwischen dem Stahldraht und dem Gummi weiter zu erhöhen und die Haltbarkeit des Reifens weiter zu verbessern.
(6) Ein Reifen kann den Stahldraht gemäß einem der Punkte (1) bis (5) enthalten.
In dem Reifen gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Dicke einer Gürtelschicht, die den zuvor beschriebenen Stahldraht enthält, zu reduzieren und das Gewicht der Gürtelschicht zu verringern. Aus diesem Grund ist es möglich, ein Gewicht des Reifens gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung einschließlich einer solchen Gürtelschicht zu reduzieren und den Rollwiderstand des Reifens zu verringern.
Da der Reifen gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung den zuvor beschriebenen Stahldraht verwendet, hat der Reifen außerdem eine ausgezeichnete Haltbarkeit.
[Einzelheiten der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung]
Im Folgenden werden konkrete Beispiele eines Stahldrahtes und eines Reifens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (im Folgenden auch als „die vorliegende Ausführungsform“ bezeichnet) unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt, sondern wird durch den Umfang der Ansprüche definiert und soll alle Änderungen im Sinne und Umfang der Ansprüche und deren Äquivalente umfassen.
[Stahldraht]
Nachfolgend wird der Stahldraht gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1A und 1B beschrieben.
(1) Querschnittsform

1A ist eine Querschnittsansicht eines Stahldrahtes 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform entlang einer Ebene senkrecht zu einer Längsrichtung.
1B ist eine vergrößerte Ansicht der Umgebung eines Verbindungspunktes zwischen einem linearen Teil 11 und einem gekrümmten Teil 12 in der Querschnittsansicht des Stahldrahtes 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform entlang der Ebene senkrecht zur Längsrichtung.

Der Stahldraht 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Einzeldraht, d.h. ein einadriger Draht, und kann auch als einadriger Stahldraht bezeichnet werden. Darüber hinaus wird der Stahldraht 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorzugsweise nicht einem Verdrillungsprozess entlang der Längsrichtung unterworfen und ist vorzugsweise ein gerader Stahldraht.
Wie in 1A dargestellt, kann der Stahldraht 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine flache Form im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung aufweisen. Der Begriff „flache Form“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine Form, die so flach ist, dass beispielsweise die Dicke kleiner ist als die Breite.
Der Stahldraht kann z. B. in einer Gürtelschicht des Reifens angeordnet sein. Wie später bei der Beschreibung des Reifens beschrieben wird, umfasst die Gürtelschicht den Stahldraht und Gummi, und der Stahldraht ist in den Gummi eingebettet. Da die Dicke der Gürtelschicht so gewählt werden kann, dass der Stahldraht in den Gummi eingebettet werden kann, ist es auch möglich, die Dicke der Gürtelschicht zu reduzieren, indem die Querschnittsform des Stahldrahtes flach ausgebildet und die Dicke des Stahldrahtes reduziert wird. Dementsprechend ist es durch die Verwendung des Stahldrahtes mit der flachen Querschnittsform möglich, die Menge des in der Gürtelschicht enthaltenen Gummis zu reduzieren, verglichen mit einem Fall, in dem zum Beispiel der verwendete Stahldraht die gleiche Querschnittsfläche, aber eine kreisförmige Querschnittsform hat. Aus diesem Grund ist es möglich, das Gewicht der Gürtelschicht und auch das Gewicht des Reifens, der die Gürtelschicht enthält, zu reduzieren, indem der Stahldraht mit der flachen Querschnittsform verwendet wird.
Gemäß den Untersuchungen, die von den Erfindern durchgeführt wurden, gibt es jedoch Fälle, in denen ein Riss im Gummi in der Nähe eines Grenzbereichs zwischen einem linearen Teil und einem gekrümmten Teil des Stahldrahts erzeugt wird, wenn der Stahldraht mit der flachen Querschnittsform in den Gummi eingebettet ist, wodurch sich die Haftung zwischen dem Stahldraht und dem Gummi verschlechtert.
Daher führten die Erfinder weitere Studien über Stahldrähte durch, die in der Lage sind, bei der Verwendung im Reifen das Gewicht zu reduzieren und die Haltbarkeit des Reifens sicherzustellen. Als Ergebnis wurde festgestellt, dass die Leichtgewichtseigenschaften und die Haltbarkeit des Reifens unter Verwendung des Stahldrahtes verbessert werden können, indem die Querschnittsform des Stahldrahtes eine vorbestimmte flache Form aufweist.
Wie in 1A dargestellt, umfasst die äußere Form des Querschnitts des Stahldrahts 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Paar linearer Teile 11, die einander gegenüberliegen, und ein Paar gekrümmter Teile 12, die einander gegenüberliegen und die linearen Teile 11 verbinden.
Das lineare Teil 11 kann einen ersten linearen Abschnitt 111 und einen zweiten linearen Abschnitt 112 umfassen.
Das gekrümmte Teil 12 kann einen ersten gekrümmten Abschnitt 121 und einen zweiten gekrümmten Abschnitt 122 umfassen.
Das gekrümmte Teil 12 kann so angeordnet sein, dass es das Paar linearer Teile 11 verbindet.
Der erste lineare Abschnitt 111 und der zweite lineare Abschnitt 112 sind vorzugsweise parallel zueinander, wie in 1A dargestellt. Der hier verwendete Begriff parallel bezieht sich nicht auf einen parallelen Zustand im engeren Sinne, sondern kann sich auf einen Zustand beziehen, in dem die beiden linearen Abschnitte nebeneinander angeordnet sind.
Der erste gekrümmte Abschnitt 121 und der zweite gekrümmte Abschnitt 122 sind so angeordnet, dass sie einander gegenüberliegen. Sowohl der erste gekrümmte Abschnitt 121 als auch der zweite gekrümmte Abschnitt 122 können so angeordnet sein, dass sie sich zwischen einem Ende des ersten linearen Abschnitts 111 und einem Ende des zweiten linearen Abschnitts 112 anschließen. Wie in 1A dargestellt, können beispielsweise sowohl der erste gekrümmte Abschnitt 121 als auch der zweite gekrümmte Abschnitt 122 eine gekrümmte Form aufweisen, die zu einer Außenseite des Stahldrahtes 10 hin konvex ist.
Das gekrümmte Teil 12 kann ein Paar erster Bereiche 131, das sich an Positionen in der Nähe des linearen Teils 11 befindet, d.h. an beiden Enden des gekrümmten Teils 12, und einen zweiten Bereich 132, der sich an einer Position zwischen dem Paar erster Bereiche 131 befindet, umfassen.
Daher ist der Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs 131 vorzugsweise größer als oder gleich 0,05 mm, aber kleiner als 0,15 mm, und noch bevorzugter größer als oder gleich 0,05 mm, aber kleiner als oder gleich 0,1 mm.
Außerdem ist der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs 132 vorzugsweise größer als oder gleich 0,13 mm, aber kleiner als oder gleich 0,2 mm, und noch bevorzugter größer als oder gleich 0,14 mm, aber kleiner als oder gleich 0,2 mm.
Gemäß den Untersuchungen, die von den vorliegenden Erfindern durchgeführt wurden, enthält ein herkömmlicher Stahldraht, der einen Querschnitt mit einer flachen Form hat, eine äußere Form des Querschnitts, die einen linearen Teil und einen gekrümmten Teil umfasst, und eine Neigung ändert sich stark an einem Grenzabschnitt zwischen dem linearen Teil und dem gekrümmten Teil. Wenn der herkömmliche Stahldraht mit der flachen Form auf den Reifen aufgebracht wird, wird daher ein Riss, der von einem Grenzbereich zwischen dem linearen Teil und dem gekrümmten Teil ausgeht, in dem Gummi erzeugt, wodurch sich die Haltbarkeit des Reifens verschlechtert.
Daher haben die Erfinder weitere Untersuchungen durchgeführt. Diesen Untersuchungen zufolge ist es möglich, eine Änderung der Neigung an dem Grenzabschnitt zwischen dem linearen Teil 11 und dem gekrümmten Teil 12 zu verringern, indem der erste Bereich 131 und der zweite Bereich 132 in dem gekrümmten Teil 12 gebildet werden und der Krümmungsradius jedes dieser Bereiche innerhalb des jeweiligen zuvor beschriebenen Bereichs eingestellt wird. Aus diesem Grund wurde festgestellt, dass die Entstehung eines Risses im Gummi reduziert und die Haltbarkeit des Reifens verbessert werden kann, wenn der Stahldraht gemäß der vorliegenden Ausführungsform, der die zuvor beschriebenen Merkmale und Bereiche erfüllt, auf den Reifen aufgebracht wird.
Wie zuvor beschrieben, kann der erste Bereich 131 an der Position des gekrümmten Teils 12 in der Nähe des linearen Teils 11 angeordnet sein. Aus diesem Grund kann der erste gekrümmte Abschnitt 121, wie in 1A dargestellt, beispielsweise den ersten Bereich 131 auf der Seite des ersten linearen Abschnitts 111 und auf der Seite des zweiten linearen Abschnitts 112 aufweisen. Wie in 1A dargestellt, kann der erste Bereich 131 so vorgesehen werden, dass er direkt mit dem ersten linearen Abschnitt 111 und dem zweiten linearen Abschnitt 112 des linearen Teils 11 verbunden ist, aber der erste Bereich ist nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt. Beispielsweise kann zwischen dem linearen Teil 11 und dem ersten Bereich 131 ein Übergangsbereich vorgesehen werden, in dem der lineare Abschnitt des linearen Teils 11 in den Krümmungsradius des ersten Bereichs 131 übergeht.
Der zweite Bereich 132 kann zwischen dem Paar der ersten Bereiche 131 angeordnet werden. Der zweite Bereich 132 kann beispielsweise an einem Mittelabschnitt des gekrümmten Teils 12 entlang der Längsrichtung angeordnet sein. Da der gekrümmte Teil 12 entlang einer Richtung einer Dicke T des Stahldrahtes 10 angeordnet ist, kann der Mittelabschnitt des gekrümmten Teils 12 entlang der Längsrichtung auch als Mittelabschnitt t entlang der Richtung der Dicke T bezeichnet werden. Der erste Bereich 131 und der zweite Bereich 132 können durchgehend auf dem gekrümmten Teil 12 vorgesehen sein, wie in 1A dargestellt, aber der erste Bereich 131 und der zweite Bereich 132 sind nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt. Beispielsweise kann zwischen dem ersten Bereich 131 und dem zweiten Bereich 132 ein Übergangsbereich vorgesehen werden, in dem der Krümmungsradius des ersten Bereichs 131 in den Krümmungsradius des zweiten Bereichs 132 übergeht.
Obwohl der erste Bereich 131 und der zweite Bereich 132 nur auf der Seite des ersten gekrümmten Abschnitts 121 in 1A dargestellt sind, können ein erster Bereich und ein zweiter Bereich in ähnlicher Weise auf der Seite des zweiten gekrümmten Abschnitts 122 vorgesehen sein.
Durch die Einstellung des Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs 131 auf größer als oder gleich 0,05 mm, wie zuvor beschrieben, ist es möglich, eine Änderung der Neigung an der Grenze zwischen dem linearen Teil 11 und dem gekrümmten Teil 12 zu verringern. Aus diesem Grund ist es möglich, wenn der Stahldraht auf den Reifen aufgebracht wird, die Entstehung von Rissen im Gummi zu reduzieren und die Haltbarkeit des Reifens zu verbessern. Durch die Einstellung des Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs 131 auf weniger als 0,15 mm ist es möglich, die Länge des linearen Teils 11 zu sichern und das Fahrverhalten und die Stabilität des Reifens unter Verwendung des Stahldrahtes zu verbessern. Das Fahrverhalten und die Stabilität beziehen sich auf die Spurtreue des Reifens als Reaktion auf einen Lenkvorgang, wenn ein Lenkrad eines Fahrzeugs betätigt wird. Je mehr sich das Fahrverhalten und die Stabilität verbessern, desto höher ist die Spurtreue des Reifens bei der Lenkung.
Indem der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs 132 größer als oder gleich 0,13 mm eingestellt wird, ist es möglich, den bei der Herstellung des Stahldrahts durchzuführenden Bearbeitungsaufwand zu verringern und die Festigkeit des Stahldrahts zu erhöhen. Indem der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs 132 kleiner als oder gleich 0,2 mm eingestellt wird, ist es möglich, eine entlang der Richtung der Dicke T des Stahldrahts aufgebrachte Kraft zu verteilen und die Haltbarkeit des Stahldrahts und des Reifens, der den Stahldraht enthält, zu verbessern.
In dem gekrümmten Teil 12 müssen der Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs 131 und der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs 132 lediglich die zuvor beschriebenen Bereiche erfüllen. Aus diesem Grund kann der Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs gleich oder verschieden vom Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs sein. Vorzugsweise sind jedoch der Krümmungsradius R₁ und der Krümmungsradius R₂ unterschiedlich. Wenn der Krümmungsradius R₁ und der Krümmungsradius R₂ unterschiedlich sind, d.h. wenn die Beziehung R₁ ≠ R₂ erfüllt ist, ist es möglich, eine Änderung der Neigung am Grenzabschnitt zwischen dem linearen Teil und dem gekrümmten Teil noch stärker zu verringern. Aus diesem Grund ist es möglich, wenn der Stahldraht auf den Reifen aufgebracht wird, die Rissbildung im Gummi noch stärker zu verringern und die Haltbarkeit des Reifens weiter zu verbessern.
Gemäß den Untersuchungen der vorliegenden Erfinder erfüllen in dem gekrümmten Teil 12 der Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs 131, der sich in der Nähe des linearen Teils 11 befindet, und der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs 132 vorzugsweise die Beziehung R₂ > R₁. Dies liegt daran, dass es möglich ist, das Fahrverhalten und die Stabilität des Reifens mit dem Stahldraht zu verbessern, indem die Beziehung auf R₂ > R₁ eingestellt wird.
Wie in 1B dargestellt, ist ein Winkel θ, der zwischen dem linearen Teil 11 und dem gekrümmten Teil 12 gebildet wird, vorzugsweise größer als oder gleich 165 Grad und noch bevorzugter größer als oder gleich 170 Grad.
Durch Einstellen des Winkels θ, der zwischen dem linearen Teil 11 und dem gekrümmten Teil 12 gebildet wird, auf mehr als oder gleich 165 Grad, zusätzlich zum Einstellen der Krümmungsradien des ersten Bereichs 131 und des zweiten Bereichs 132 des gekrümmten Teils 12 auf die jeweiligen zuvor beschriebenen Bereiche, ist es möglich, eine große Änderung der Neigung an dem Grenzabschnitt zwischen dem linearen Teil 11 und dem gekrümmten Teil 12 noch stärker zu reduzieren. Aus diesem Grund kann verhindert werden, dass der Riss, der von dem Grenzabschnitt zwischen dem linearen Teil 11 und dem gekrümmten Teil 12 ausgeht, im Gummi entsteht, wodurch sich die Haltbarkeit des Reifens verbessert.
Eine Obergrenze des Winkels θ, der zwischen dem linearen Teil 11 und dem gekrümmten Teil 12 gebildet wird, ist nicht besonders begrenzt, und der Winkel θ ist vorzugsweise kleiner als oder gleich 270 Grad, noch bevorzugter kleiner als oder gleich 200 Grad und noch bevorzugter kleiner als oder gleich 180 Grad. Der Stahldraht gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann durch Pressen und Walzen eines Rohstahldrahtes mit einer kreisförmigen Form im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung unter Verwendung einer Walzrolle in einer Vielzahl von Walzschritten in eine vorbestimmte Form gebracht werden. Wie zuvor beschrieben, kann zum Beispiel in einem Fall, in dem der Rohstahldraht in einer Vielzahl von Walzschritten gepresst und gewalzt wird, aufgrund unterschiedlicher Stellen, die während jedes der Walzschritte gepresst werden, ein sehr kleiner konvexer Abschnitt zwischen dem linearen Teil 11 und dem gekrümmten Teil 12 gebildet werden. Aus diesem Grund ist der Winkel θ vorzugsweise kleiner als oder gleich 270 Grad und noch bevorzugter kleiner als oder gleich 200 Grad, wie zuvor beschrieben. Da vorzugsweise jedoch ein derartiger sehr kleiner konvexer Abschnitt nicht gebildet wird, ist der Winkel θ immer noch vorzugsweise kleiner als oder gleich 180 Grad.
Der Winkel θ, der zwischen dem linearen Teil 11 und dem gekrümmten Teil 12 gebildet wird, kann auf folgende Weise ermittelt werden.
Wie in 1B dargestellt, werden eine Tangentiallinie 11A des linearen Teils 11 und eine Tangentiallinie 12A des gekrümmten Teils 12 an einem Verbindungspunkt P_11-12 des linearen Teils 11 und des gekrümmten Teils 12 gezogen. Dann wird ein zwischen der Tangentiallinie 11A und der Tangentiallinie 12A gebildeter Winkel gemessen und als der zwischen dem linearen Teil 11 und dem gekrümmten Teil 12 gebildete Winkel θ festgelegt.
Die Länge L₁₁₁ des ersten linearen Abschnitts 111 und die Länge L₁₁₂ des zweiten linearen Abschnitts 112 des Stahldrahts gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind nicht besonders begrenzt und können beispielsweise entsprechend einer Größe oder dergleichen des Stahldrahts vor der Verarbeitung in die flache Form willkürlich gewählt werden. L₁₁₁ und L₁₁₂ sind vorzugsweise größer als oder gleich 0,10 mm, aber kleiner als oder gleich 0,36 mm, und noch bevorzugter größer als oder gleich 0,12 mm, aber kleiner als oder gleich 0,32 mm. Die Länge L₁₁₁ des ersten linearen Teils 111 und die Länge L₁₁₂ des zweiten linearen Teils 112 können gleich oder unterschiedlich sein.
Darüber hinaus ist ein maximaler Abstand zwischen dem ersten gekrümmten Abschnitt 121 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 122 des Stahldrahtes 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, d.h. eine bestimmte Größe einer Breite W des Stahldrahtes 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, ebenfalls nicht besonders begrenzt. Die Breite W des Stahldrahtes 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist vorzugsweise größer als oder gleich 0,32 mm, aber kleiner als oder gleich 0,52 mm, noch bevorzugter größer als oder gleich 0,35 mm, aber kleiner als oder gleich 0,52 mm, und noch bevorzugter größer als oder gleich 0,42 mm, aber kleiner als oder gleich 0,50 mm, zum Beispiel.
Das Aspektverhältnis des Stahldrahtes 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist nicht besonders begrenzt, aber das Aspektverhältnis ist vorzugsweise größer als oder gleich 60 %. Das Aspektverhältnis bezieht sich auf ein Verhältnis der Dicke T, d. h. des maximalen Abstands zwischen dem ersten linearen Abschnitt 111 und dem zweiten linearen Abschnitt 112, in Bezug auf die Breite W, d. h. den maximalen Abstand zwischen dem ersten gekrümmten Abschnitt 121 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 122, und kann gemäß (Aspektverhältnis (%)) = T/W × 100 berechnet werden. Der maximale Abstand zwischen dem ersten linearen Abschnitt 111 und dem zweiten linearen Abschnitt 112 bezieht sich auf den Abstand am längsten Abschnitt zwischen dem ersten linearen Abschnitt 111 und dem zweiten linearen Abschnitt 112.
Gemäß den Untersuchungen der vorliegenden Erfinder ist es möglich, insbesondere die Haltbarkeit und Schlagfestigkeit des Stahldrahtes zu verbessern, indem das Aspektverhältnis größer als oder gleich 60 % eingestellt wird. Es kann davon ausgegangen werden, dass derartige Verbesserungen erzielt werden können, weil die Rissbildung in einem Grenzbereich zwischen einem Bereich, der einem Druckprozess unterworfen ist, und einem Bereich, der einem Ziehprozess unterworfen ist, reduziert werden kann, wenn die Querschnittsform des Stahldrahtes zu einer flachen Form verarbeitet wird, indem das Aspektverhältnis größer als oder gleich 60 % eingestellt wird. Das Aspektverhältnis ist vorzugsweise größer als oder gleich 62 %.
Darüber hinaus ist die Obergrenze des Aspektverhältnisses nicht besonders begrenzt, beträgt aber vorzugsweise weniger als oder gleich 80 %, und noch bevorzugter weniger als oder gleich 75 %.
Dies liegt daran, dass durch Einstellen des Aspektverhältnisses auf einen Wert von kleiner als oder gleich 80 % die Dicke des Stahldrahtes besonders stark reduziert werden kann, was unter dem Gesichtspunkt einer besonderen Reduzierung der Dicke der Gürtelschicht bei der Verwendung des Stahldrahtes im Reifen vorzuziehen ist. Darüber hinaus ist es möglich, durch Einstellen des Aspektverhältnisses auf weniger als oder gleich 80 % eine spiralförmige (schraubenförmige) Verdrillung des Drahts, die ein Begradigen des Drahts erfordert, zu reduzieren, die durch eine Restspannung aufgrund eines Verarbeitungsunterschieds zwischen einer Dickenrichtung und einer Breitenrichtung des Stahldrahts und durch einen Unterschied zwischen Oberflächenhärten verursacht wird, und eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit des Stahldrahts zu ermöglichen. Aus diesem Grund ist es möglich, die Produktivität zu verbessern, wenn der Stahldraht in einem Reifen oder dergleichen verwendet wird.
Die Dicke T des Stahldrahtes 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist nicht besonders begrenzt, beträgt aber vorzugsweise mehr als oder gleich 0,200 mm, noch bevorzugter mehr als oder gleich 0,301 mm und noch bevorzugter mehr als oder gleich 0,305 mm.
Indem die Dicke T des Stahldrahtes größer als oder gleich 0,200 mm einstellt wird, kann die Haltbarkeit und Schlagfestigkeit des Stahldrahtes besonders gut verbessert werden.
Eine Obergrenze für die Dicke T des Stahldrahtes ist nicht besonders begrenzt, beträgt aber zum Beispiel vorzugsweise weniger als oder gleich 0,50 mm, und noch bevorzugter weniger als oder gleich 0,42 mm. Dies liegt daran, dass es durch Einstellen der Dicke T des Stahldrahtes auf kleiner als oder gleich 0,50 mm möglich ist, die Dicke der Gürtelschicht, in der der Stahldraht angeordnet ist, zu verringern und die Menge des in der Gürtelschicht enthaltenen Gummis weiter zu reduzieren, wenn der Stahldraht im Reifen verwendet wird. Außerdem kann das Gewicht der Gürtelschicht, die den Stahldraht verwendet, und das Gewicht des Reifens, der die Gürtelschicht enthält, reduziert werden.
(2) Härteverteilung von Stahldraht
Wie in 1A dargestellt, sind im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung zwei Schnittpunkte einer Mittellinie 14 in gleichem Abstand von dem Paar gegenüberliegender linearer Teile 11 und dem Paar gegenüberliegender gekrümmter Teile 12 als ein erster Endabschnitt 1411 und ein zweiter Endabschnitt 1412 definiert. Ferner werden zwei Punkte auf der Mittellinie 14, die 0,1 mm vom ersten Endabschnitt 1411 bzw. vom zweiten Endabschnitt 1412 entfernt sind, als oberflächenseitige Messpunkte 142 definiert.
Ein Punkt auf der Mittellinie 14, der von dem ersten Endabschnitt 1411 und dem zweiten Endabschnitt 1412 gleich weit entfernt ist, wird als Mittenmesspunkt 143 definiert.
Die Mittellinie 14 ist eine gerade Linie, die Punkte in gleichem Abstand zu den linearen Teilen 11 verbindet. Aus diesem Grund ist beispielsweise in einem Fall, in dem der erste lineare Abschnitt 111 und der zweite lineare Abschnitt 112 parallel zueinander sind, der Abstand zwischen dem ersten linearen Abschnitt 111 und der Mittellinie 14 die Hälfte der Dicke T des Stahldrahtes 10, also T/2. Dasselbe gilt für den Abstand zwischen dem zweiten linearen Abschnitt 112 und der Mittellinie 14.
Der gekrümmte Teil 12 umfasst den ersten gekrümmten Abschnitt 121 und den zweiten gekrümmten Abschnitt 122, wie zuvor beschrieben. Aus diesem Grund sind die oberflächenseitigen Messpunkte 142 zwei Messpunkte, nämlich ein erster oberflächenseitiger Messpunkt 1421, der sich an einer Position in der Nähe des ersten gekrümmten Abschnitts 121 befindet, und ein zweiter oberflächenseitiger Messpunkt 1422, der sich an einer Position in der Nähe des zweiten gekrümmten Abschnitts 122 befindet. Der Schnittpunkt der Mittellinie 14 und des ersten gekrümmten Abschnitts 121 ist als erster Endabschnitt 1411 definiert, und der Schnittpunkt der Mittellinie 14 und des zweiten gekrümmten Abschnitts 122 ist als zweiter Endabschnitt 1412 definiert, wie zuvor beschrieben. In diesem Fall beträgt der Abstand L₁₄₂₁ zwischen dem ersten Endabschnitt 1411 und dem ersten oberflächenseitigen Messpunkt 1421 und der Abstand L₁₄₂₂ zwischen dem zweiten Endabschnitt 1412 und dem zweiten oberflächenseitigen Messpunkt 1422 jeweils 0,1 mm.
Der Mittenmesspunkt 143 ist, wie zuvor beschrieben, von dem ersten Endabschnitt 1411 und dem zweiten Endabschnitt 1412 auf der Mittellinie 14 äquidistant. In einem Fall, in dem der Abstand zwischen dem ersten Endabschnitt 1411 und dem zweiten Endabschnitt 1412 mit der Breite W des Stahldrahtes 10 übereinstimmt, ist der Abstand L₁₄₃ zwischen dem ersten Endabschnitt 1411 und dem Mittenmesspunkt 143 W/2. Dasselbe gilt für den Abstand zwischen dem zweiten Endabschnitt 1412 und dem Mittenmesspunkt 143.
Die Differenz zwischen einem Mittelwert HV1 der Vickershärten an den beiden oberflächenseitigen Messpunkten 142 und einer Vickershärte HV2 am Mittenmesspunkt 143, die als HV1-HV2 angegeben wird, ist vorzugsweise größer als oder gleich -60HV0,1, aber kleiner als oder gleich -10HV0,1, und noch bevorzugter größer als oder gleich -60HV0,1, aber kleiner als oder gleich -20HV0,1.
Wenn die zuvor beschriebene Differenz HV1-HV2 kleiner als oder gleich -10HV0.1 ist, ist die Härte des Mittelabschnitts einschließlich des Mittenmesspunktes 143 des Stahldrahtes höher als die Härte der Oberflächenseite einschließlich des oberflächenseitigen Messpunktes. Indem die Härte des Mittelabschnitts des Stahldrahtes auf diese Weise höher ist als die Härte der Oberflächenseite, kann der von dem zuvor beschriebenen linearen Teil 11 aufgenommene Stoß gleichmäßig von der gesamten Oberfläche einschließlich des linearen Teils 11 aufgenommen werden. Im Falle eines abgeflachten Stahldrahtes kann die Schlagfestigkeit abnehmen, aber die Schlagfestigkeit kann durch Verwendung des Stahldrahtes mit der zuvor beschriebenen Härteverteilung erhöht werden.
Die Härte des Mittelabschnitts muss jedoch besonders erhöht werden, um HV1-HV2 kleiner als -60HV0,1 zu machen. Aus diesem Grund muss bei der Herstellung des Stahldrahtes durch Abflachung ein zu großer Druck ausgeübt werden, und ein für den Stahldraht verwendetes Material kann spröde werden oder dergleichen. Daher ist HV1-HV2 vorzugsweise größer als oder gleich -60HV0,1, wie zuvor beschrieben.
Die Vickershärte an jedem der zuvor beschriebenen Messpunkte kann in Übereinstimmung mit JIS Z 2244 (2009) gemessen werden, indem eine Prüfkraft von 0,1 kgf, d.h. 0,9807 N, und eine Haltezeit der Prüfkraft von 5 Sekunden eingestellt werden. Eine Einheit HV0.1 der Vickershärte ist die in JIS Z 2244 (2009) vorgeschriebene Einheit, und 0.1 von HV0.1 bezieht sich auf die Prüfkraft von 0.1 kgf.
(3) Material des Stahldrahtes
Das Material des Stahldrahtes gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist nicht besonders begrenzt. Der Stahldraht gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann beispielsweise einen Stahldraht 101 und eine auf einer Oberfläche des Stahldrahtes aufgebrachte Plattierungsschicht 102 umfassen.
Für den Stahldraht 101 kann in geeigneter Weise ein Stahldraht mit hohem Kohlenstoffgehalt verwendet werden.
Die Plattierungsschicht 102 kann eine Plattierungsschicht sein, die beispielsweise nur aus Cu (Kupfer) und Zn (Zink) als Metallkomponenten besteht, d. h. eine Messing-Plattierungsschicht, kann aber auch andere Metallkomponenten als Cu und Zn enthalten. Die Plattierungsschicht kann außerdem eine oder mehrere Arten von Elementen als Metallbestandteile enthalten, die beispielsweise aus Co (Kobalt), Ni (Nickel), Fe (Eisen), Sn (Zinn) und Bi (Wismut) ausgewählt werden.
Das heißt, der Stahldraht gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann auf seiner Oberfläche eine Messing-Plattierungsschicht aufweisen, die beispielsweise Cu und Zn enthält. Darüber hinaus kann die Messing-Plattierungsschicht eine oder mehrere Arten von Elementen enthalten, die aus Co, Ni, Fe, Sn und Bi ausgewählt sind. Die Messing-Plattierungsschicht kann beispielsweise wie zuvor beschrieben auf die Oberfläche des Stahldrahtes aufgebracht werden.
Da der Stahldraht gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Messing-Plattierungsschicht mit Cu und Zn aufweist, kann in einem Fall, in dem der Stahldraht mit Gummi überzogen und zur Bildung des Reifens vulkanisiert wird, auf der Gummiseite einer Grenzfläche zwischen dem Stahldraht und dem Gummi eine Haftschicht mit Cu₂S gebildet werden. Zn hat die Funktion, die Bildung von Cu₂S zu beschleunigen. Durch die Bildung der Haftschicht ist es möglich, die Adhäsionskraft zwischen dem Stahldraht und dem Gummi zu erhöhen und dem Reifen eine besonders gute Haltbarkeit zu verleihen.
Darüber hinaus haben Co, Ni, Fe, Sn und Bi eine höhere lonisierungstendenz als Zn. Aus diesem Grund, indem ferner eine oder mehrere Arten von Elementen, die aus Co, Ni, Fe, Sn und Bi ausgewählt sind, in die Messingbeschichtungsschicht aufgenommen werden, dienen die eine oder mehrere Arten von Elementen, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus Elementen wie Co oder dergleichen besteht, wie zuvor beschrieben, als Opferschutz oder erhöhen die Korrosionsbeständigkeit der Messing-Plattierungsschicht, indem sie ein kombiniertes Potential von Cu und Zn edler machen. Infolgedessen ist es möglich, die Haftkraft zwischen dem Stahldraht und dem Gummi weiter zu erhöhen und die Haltbarkeit des Reifens weiter zu verbessern.
(4) Verfahren zur Herstellung des Stahldrahtes
Ein Verfahren zur Herstellung des Stahldrahtes gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist nicht besonders begrenzt, und der Stahldraht kann so hergestellt werden, dass seine Querschnittsform die zuvor beschriebene Form annimmt.
Das Verfahren zur Herstellung des Stahldrahtes gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann z.B. folgende Schritte umfassen.
Es kann ein Schritt zur Herstellung eines Rohstahldrahtes, bei dem ein Rohstahldraht mit einer kreisförmigen Form in einem Querschnitt senkrecht zu seiner Längsrichtung hergestellt wird, durchgeführt werden.
Es kann ein erster axialer Walzschritt des Zuführens des Rohstahldrahtes zu einem Paar von ersten Walzrollen mit einander gegenüberliegenden Pressflächen und einem Paar von zweiten Walzrollen mit einander gegenüberliegenden Pressflächen und des Drückens des Rohstahldrahtes entlang einer ersten axialen Richtung parallel zu einem Durchmesser im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung des Rohstahldrahtes durchgeführt werden.
Es kann ein zweiter axialer Walzschritt des Zuführens des Rohstahldrahtes nach dem ersten axialen Walzschritt zwischen einem Paar dritter Walzrollen, die einander gegenüberliegende Pressflächen aufweisen, und des Pressens des Rohstahldrahtes entlang einer zweiten axialen Richtung senkrecht zur ersten axialen Richtung im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung des Rohstahldrahtes durchgeführt werde.
Für die zuvor beschriebene erste Walzrolle kann eine flache Rolle mit einer flachen Pressfläche verwendet werden. Darüber hinaus kann für die zweite Walzrolle eine konkave Walze verwendet werden, die an einem Abschnitt, der den Rohstahldraht 21 im Querschnitt entlang einer durch die Mittelachse der zweiten Walzrolle verlaufenden Ebene drückt, eine Nut aufweist.
Der erste axiale Walzschritt und der zweite axiale Walzschritt können z.B. von eine in 2 dargestellten Walzwerk 20 durchgeführt werden.
Das Walzwerk 20 umfasst ein Paar erster Walzrollen 221 und 222 mit einander gegenüberliegenden Pressflächen und ein Paar zweiter Walzrollen 231 und 232 mit einander gegenüberliegenden Pressflächen.
Die ersten Walzrollen 221 und 222 sowie die zweiten Walzrollen 231 und 232 können den Rohstahldraht 21 in der ersten Axialrichtung parallel zum Durchmesser des Querschnitts des Rohstahldrahtes 21, also beispielsweise in Dickenrichtung, pressen. Im Falle des in 2 dargestellten Walzwerks 20 entspricht die erste Axialrichtung einer Z-Achsenrichtung. Aus diesem Grund können das Paar erster Walzrollen 221 und 222 und das Paar zweiter Walzrollen 231 und 232 den Rohstahldraht 21 entlang der Z-Achsenrichtung in 2 in Richtungen von oben und von unten des Rohstahldrahtes 21 drücken, um den zuvor beschriebenen ersten axialen Walzschritt durchzuführen.
Bei den ersten Walzrollen 221 und 222 handelt es sich um flache Rollen mit flachen Pressflächen, die dem Rohstahldraht 21 gegenüberliegen. Das heißt, in Querschnitten, die durch die Mittelachsen der ersten Walzrollen 221 und 222 verlaufen, haben beispielsweise Abschnitte der ersten Walzrollen 221 und 222, die den Rohstahldraht 21 drücken, eine lineare Form.
Die zweiten Walzrollen 231 und 232 sind konkave Walzen, und in Querschnitten, die durch die Mittelachsen der zweiten Walzrollen 231 und 232 verlaufen, können die zweiten Walzrollen 231 und 232 Nuten 231A und 232A enthalten, die konkave Abschnitte sind, jeweils an Abschnitten, die den Rohstahldraht 21 drücken. Die Nuten 231A und 232A können eine Form aufweisen, die dem ersten gekrümmten Abschnitt 121 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 122, insbesondere dem ersten Bereich 131, entspricht.
Im ersten Walzschritt wird der Rohstahldraht 21 zunächst durch die ersten Walzrollen 221 und 222 gepresst und gewalzt, um dadurch den ersten linearen Abschnitt 111 und den zweiten linearen Abschnitt 112 in dem in 1A dargestellten Querschnitt des Stahldrahtes 10 zu bilden. Da es sich bei den ersten Walzrollen 221 und 222 um flache Rollen und bei den Pressflächen um flache Flächen handelt, ist es außerdem möglich, die Härte des Mittelabschnitts des Stahldrahtes zu erhöhen und die Härte in einem Umfang des Mittelabschnitts gleichmäßig zu gestalten.
Wenn das Walzen jedoch nur durch die ersten Walzrollen 221 und 222 erfolgt, kann es schwierig sein, den zuvor beschriebenen ersten Bereich 131 zu bilden. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, den Rohstahldraht 21 nach dem Pressen und Walzen durch die ersten Presswalzen 221 und 222 durch die zweiten Presswalzen 231 und 232 zu pressen und zu walzen, bei denen es sich um konkave Walzen mit den vorbestimmten Nuten 231A und 232A in ihren Pressflächen handelt. Der zuvor beschriebene erste Bereich 131 kann durch das Pressen und Walzen unter Verwendung des Paares der zweiten Walzrollen 231 und 232 gebildet werden.
Wenn das Pressen und Walzen nur durch die zweiten Walzrollen 231 und 232, die konkave Rollen sind, durchgeführt wird, ohne das Pressen und Walzen durch die ersten Walzrollen 221 und 222 durchzuführen, ist es schwierig, den ersten linearen Abschnitt 111 und den zweiten linearen Abschnitt 112 zu bilden. Darüber hinaus kann die Härte des Mittelabschnitts des Stahldrahtes 10 in einigen Fällen nicht ausreichend erhöht werden.
Das Walzwerk 20 kann ein Paar dritter Walzrollen 241 und 242 auf einer stromabwärts gelegenen Seite der ersten Walzrollen 221 und 222 und der zweiten Walzrollen 231 und 232 in einer Transportrichtung des Rohstahldrahtes 21 aufweisen. Die dritten Walzrollen 241 und 242 können den Rohstahldraht 21 nach dem ersten axialen Walzschritt in einer zweiten axialen Richtung senkrecht zur ersten axialen Richtung im Querschnitt des Rohstahldrahtes 21, also z.B. in Breitenrichtung, pressen. Im Falle des in 2 dargestellten Walzwerks 20 entspricht die zweite Achsenrichtung einer X-Achsenrichtung, und die dritten Walzrollen 241 und 242 können den Rohstahldraht 21 nach dem ersten Walzschritt entlang der X-Achsenrichtung in 2 in Richtungen von links und rechts des Rohstahldrahts 21 drücken, um den zuvor beschriebenen Walzschritt in der zweiten Achsenrichtung durchzuführen. Der hier verwendete Begriff „rechtwinklig“ bezieht sich nicht auf einen rechtwinkligen Zustand im strengen Sinne des Wortes, sondern kann sich auf einen Zustand beziehen, in dem die beiden Richtungen im Wesentlichen senkrecht zueinander stehen und ein gewisser Fehlerbetrag inbegriffen ist.
Im zweiten axialen Walzschritt wird der Rohstahldraht 21 nach dem ersten axialen Walzschritt durch das Paar dritter Walzrollen 241 und 242 gepresst und gewalzt, um dadurch den ersten gekrümmten Abschnitt 121 und den zweiten gekrümmten Abschnitt 122 in dem in 1A dargestellten Querschnitt des Stahldrahtes 10 zu bilden. Aus diesem Grund haben die Pressflächen des Paars dritter Walzrollen 241 und 242, d. h. die Flächen, die mit dem Rohstahldraht 21 in Kontakt kommen, vorzugsweise Formen, die dem ersten gekrümmten Abschnitt 121 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 122 entsprechen. Beispielsweise können die dritten Walzen 241 und 242 Nuten 241A und 242A mit Formen aufweisen, die dem ersten gekrümmten Abschnitt 121 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 122 entsprechen, und zwar in Querschnitten, die durch die Mittelachsen der dritten Walzen 241 bzw. 242 verlaufen. Darüber hinaus kann durch die Durchführung des ersten axialen Walzschrittes und des zweiten axialen Walzschrittes, wie zuvor beschrieben, der Winkel θ, der zwischen dem linearen Teil 11 und dem gekrümmten Teil 12 gebildet wird, so eingestellt werden, dass er in einen gewünschten Bereich fällt.
In einem Fall, in dem die vorbestimmte Querschnittsform durch den ersten axialen Walzschritt erhalten wird, kann der zweite axiale Walzschritt weggelassen werden.
Im ersten axialen Walzschritt und im zweiten axialen Walzschritt kann das Ausmaß des Pressens, Walzens oder dergleichen so eingestellt werden, dass die Querschnittsform des Stahldrahtes gemäß der zuvor beschriebenen vorliegenden Ausführungsform erfüllt wird.
Der Stahldraht gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann hergestellt werden, indem der Rohstahldraht 21 entlang eines in 2 dargestellten Pfeils A, d.h. entlang einer Y-Achsen-richtung, transportiert wird und der erste axiale Walzschritt und der zweite axiale Walzschritt, die oben in Bezug auf den Rohstahldraht 21 beschrieben wurden, in seiner Gesamtheit entlang seiner Längsrichtung durchgeführt werden.
Es wurde eine Ausführungsform für das Verfahren zur Herstellung von Stahldraht gemäß der vorliegenden Ausführungsform anhand eines Beispiels beschrieben, bei dem der erste axiale Walzschritt und der zweite axiale Walzschritt durchgeführt werden, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine solche Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann ein Stahldraht mit einer gewünschten Form erhalten werden, indem ein Rohdraht durch eine Matrize mit einer Form geführt wird, die der gewünschten Form des Stahldrahtes entspricht.
[Reifen]
Nachfolgend wird ein Reifen gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben.
Der Reifen gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann den zuvor beschriebenen Stahldraht enthalten.
3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Reifens 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform entlang einer Ebene senkrecht zu einer Umfangsrichtung des Reifens 30. Obwohl in 3 nur ein Teil auf der linken Seite der CL (Mittellinie) dargestellt ist, ist eine ähnliche Struktur durchgehend auf der rechten Seite der CL vorhanden, wobei die CL als Symmetrieachse verwendet wird.
Wie in 3 dargestellt, umfasst der Reifen 30 einen Laufflächenabschnitt 31, einen Seitenwandabschnitt 32 und einen Wulstabschnitt 33.
Der Laufflächenabschnitt 31 ist ein Teil, der mit der Straßenoberfläche in Kontakt kommt. Der Wulstabschnitt 33 befindet sich an einer Seite des Reifens 30, die einen größeren Innendurchmesser hat als der Laufflächenabschnitt 31. Der Wulstabschnitt 33 ist ein Teil, der mit einer Felge eines Fahrzeugrades in Kontakt steht. Der Seitenwandabschnitt 32 verbindet den Laufflächenabschnitt 31 und den Wulstabschnitt 33. Wenn der Laufflächenabschnitt 31 einen Aufprall von der Straßenoberfläche erhält, wird der Seitenwandabschnitt 32 elastisch verformt, um den Aufprall zu absorbieren.
Der Reifen 30 umfasst eine Innenauskleidung 34, eine Karkasse 35, eine Gürtelschicht 36 und einen Wulstdraht 37.
Die Innenauskleidung 34 besteht aus Gummi und dichtet einen Raum zwischen dem Reifen 30 und dem Rad ab.
Die Karkasse 35 bildet eine Skelettstruktur des Reifens 30. Die Karkasse 35 besteht aus einer organischen Faser, wie z. B. Polyester, Nylon, Rayon oder ähnlichem, oder einem Stahldraht und Gummi. Der zuvor beschriebene Stahldraht kann auch für die Karkasse 35 verwendet werden.
Der Wulstdraht 37 ist in dem Wulstabschnitt 33 vorgesehen. Der Wulstdraht 37 nimmt eine auf die Karkasse wirkende Zugkraft auf.
Die Gürtelschicht 36 zieht die Karkasse 35 fest, um die Steifigkeit des Laufflächenabschnitts 31 zu erhöhen. In dem in 3 dargestellten Beispiel hat der Reifen 30 zwei Gürtelschichten 36.
4 ist ein Diagramm, das die beiden Gürtelschichten 36 schematisch darstellt. 4 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung der Gürtelschichten 36, d.h. einer Umfangsrichtung des Reifens 30.
Wie in 4 dargestellt, sind die beiden Gürtelschichten 36 in radialer Richtung des Reifens 30 laminiert. Jede Gürtelschicht 36 besteht aus einer Vielzahl von Stahldrähten 10 und einem Gummi 41. Die Vielzahl der Stahldrähte 10 ist nebeneinander in einer Reihe angeordnet. Der zuvor beschriebene Stahldraht kann für die Stahldrähte 10 verwendet werden.
Der zuvor beschriebene Stahldraht hat vorzugsweise eine flache Form im Querschnitt senkrecht zu seiner Längsrichtung, und der Stahldraht ist vorzugsweise so angeordnet, dass die Dickenrichtung des Stahldrahtes mit der Dickenrichtung der Gürtelschicht übereinstimmt. Aus diesem Grund ist der Stahldraht 10 vorzugsweise so angeordnet, dass sich der erste lineare Abschnitt 111 und der zweite lineare Abschnitt 112 des zuvor beschriebenen Stahldrahtes 10 entlang der Breitenrichtung der Gürtelschicht erstrecken.
Ferner umhüllt der Gummi 41 die Stahldrähte 10, wobei jeder einzelne Stahldraht 10 über seinen gesamten Umfang mit dem Gummi 41 bedeckt ist. Die Stahldrähte 10 sind im Gummi 41 eingebettet.
Der zuvor beschriebene Stahldraht hat im Querschnitt senkrecht zu seiner Längsrichtung die flache Form. Aus diesem Grund ist es möglich, ein Freiliegen des Stahldrahtes 10 zu reduzieren, auch wenn eine erste Gummidicke t1, d.h. eine Dicke des unterhalb des Stahldrahtes 10 in der Gürtelschicht 36 angeordneten Gummis 41, und eine zweite Gummidicke t2, d.h. eine Dicke des oberhalb des Stahldrahtes 10 angeordneten Gummis 41, reduziert werden. Dementsprechend kann die Dicke der gesamten Gürtelschicht 36 verringert werden.
Daher ist es bei dem Reifen gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Dicke der gesamten Gürtelschicht 36 einschließlich der zuvor beschriebenen Stahldrähte 10 zu verringern und das Gewicht der Gürtelschicht 36 zu reduzieren. Aus diesem Grund ist es auch möglich, das Gewicht des Reifens gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einer solchen Gürtelschicht zu reduzieren und den Rollwiderstand des Reifens zu verringern.
Da der Reifen gemäß der vorliegenden Ausführungsform den zuvor beschriebenen Stahldraht verwendet, hat der Reifen außerdem eine ausgezeichnete Haltbarkeit.
Obwohl die Ausführungsformen zuvor im Detail beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf bestimmte Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Änderungen und Modifikationen können innerhalb des in den Ansprüchen beschriebenen Anwendungsbereichs der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden.
[Beispielanwendungen]
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, doch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die konkreten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt.
(Bewertungsverfahren)
Als nächstes wird ein Verfahren zur Bewertung des in den folgenden Versuchsbeispielen hergestellten Stahldrahtes beschrieben.
(1) Bewertung der Querschnittsform des Stahldrahtes
Der erhaltene Stahldraht wurde in ein transparentes Harz eingebettet, und eine Probe wurde so herausgeschnitten, dass eine Oberfläche (Querschnitt) senkrecht zur Längsrichtung des Stahldrahtes freigelegt wurde.
Anschließend wurden die Länge und der Abstand der einzelnen Teile im Querschnitt mit einem Projektor gemessen.
Insbesondere wurden die Länge L₁₁₁ des ersten linearen Abschnitts 111, die Länge L₁₁₂ des zweiten linearen Abschnitts 112 und die Dicke T, die der maximale Abstand zwischen dem ersten linearen Abschnitt 111 und dem zweiten linearen Abschnitt 112 ist, gemessen.
Außerdem wurde der maximale Abstand zwischen dem ersten gekrümmten Abschnitt 121 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 122, d. h. die Breite W des Stahldrahtes 10, gemessen.
Ferner wurden der Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs 131 und der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs 132 des ersten gekrümmten Abschnitts 121 und des zweiten gekrümmten Abschnitts 122 gemessen.
Darüber hinaus wurde, wie in 1B dargestellt, der zwischen dem linearen Teil 11 und dem gekrümmten Teil 12 gebildete Winkel θ gemessen. Bei der Messung wurden zunächst die Tangentiallinie 11A des linearen Teils 11 und die Tangentiallinie 12A des gekrümmten Teils 12 am Verbindungspunkt P_11-12 des linearen Teils 11 und des gekrümmten Teils 12 gezogen. Dann wurde der Winkel θ durch Messen eines Winkels zwischen der Tangentiallinie 11A und der Tangentiallinie 12A ermittelt.
Wenn mehrere Messungen an der gleichen Position durchgeführt wurden, wurde bestätigt, dass der Winkel θ in einem Bereich von einem Mittelwert von ±2,5 Grad verteilt ist und eine Messgenauigkeit innerhalb von 5 Grad liegt. Tabelle 1 und Tabelle 2 zeigen die Mittelwerte für Fälle, in denen der Winkel θ fünfmal an derselben Stelle gemessen wurde.
In jedem der folgenden Versuchsbeispiele hatten der erste gekrümmte Abschnitt 121 und der zweite gekrümmte Abschnitt 122 die gleiche Form. Ferner waren bei jedem der in den folgenden Versuchsbeispielen hergestellten Stahldrähte die Mittelwerte der Winkel θ an insgesamt 4 Positionen zwischen dem linearen Teil 11 und dem gekrümmten Teil 12 gleich. Darüber hinaus waren in jedem der Stahldrähte, die in den folgenden Versuchsbeispielen 1-1 bis 1-4, 2-1, 2-2 und 3-2 bis 3-4 hergestellt wurden, die Krümmungsradien R₁ der ersten Bereiche 131 an insgesamt 4 Stellen im ersten gekrümmten Abschnitt 121 und im zweiten gekrümmten Abschnitt 122 gleich groß.
Das Aspektverhältnis wurde aus der Dicke T und der Breite W nach der folgenden Formel berechnet. $(Aspektverh \ddot{a} ltnis (%)) = T/B \times 100$
(2) Auswertung der Härteverteilung
In einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung des in jedem der folgenden Versuchsbeispiele hergestellten Stahldrahtes wurde die Vickershärte an den zuvor beschriebenen oberflächenseitigen Messpunkten 142 und dem Mittenmesspunkt 143 auf der Mittellinie 14 in gleichem Abstand von dem Paar gegenüberliegender linearer Teile 11 gemessen. Die Vickershärte wurde in Übereinstimmung mit JIS Z 2244 (2009) gemessen. Bei der Messung wurde die Prüfkraft auf 0,1 kgf, d.h. 0,9807 N, und die Haltezeit der Prüfkraft auf 5 Sekunden eingestellt. Da die oberflächenseitigen Messpunkte 142 und der Mittenmesspunkt 143 bereits zuvor beschrieben sind, wird auf eine Beschreibung verzichtet.
HV1-HV2, d.h. die Differenz zwischen dem Mittelwert HV1 der Vickershärten an den beiden oberflächenseitigen Messpunkten und der Vickershärte HV2 am Mittenmesspunkt, wurde berechnet. In Tabelle 1 sind die Bewertungsergebnisse als HV1-HV2 dargestellt.
(3) Haltbarkeitstest
Der in jedem der folgenden Versuchsbeispiele hergestellte Stahldraht wurde auf einer Gummiplatte angeordnet und mit der Gummiplatte abgedeckt. Auf diese Weise wurde ein Laminat aus der Gummiplatte und dem Stahldraht hergestellt, das die Form eines rechteckigen Parallelepipeds mit einer Gesamtdicke hat, die fünfmal so groß ist wie die Dicke des Stahldrahtes. Anschließend wurde das Laminat aus Gummiplatte und Stahldraht 20 Minuten lang bei 160 °C vulkanisiert.
Für die Gummiplatte wurde eine Gummiplatte verwendet, in der Kohlenstoff und verschiedene Arten von Beschleunigern, Abbauverhinderungsmittel oder dergleichen in eine Hauptkomponente des Gummis gemischt sind.
Nach natürlicher Abkühlung wurde durch Schneiden des Stahldraht-Gummi-Verbunds mit einem Cuttermesser ein schnurartiges Teststück mit einer Querschnittsform, die den Stahldraht umfasst, mit einer Dicke von 5 mm und einer Breite von 10 mm hergestellt.
Wie in 5 dargestellt, wurde ein erhaltenes Teststück 50 einer ersten Rolle 511, einer zweiten Rolle 512 und einer dritten Rolle 513 mit einem Rollendurchmesser von 25 mm zugeführt. In diesem Zustand wurde die Position jeder Rolle so eingestellt, dass das zwischen der ersten Rolle 511 und der zweiten Rolle 512 positionierte Teststück 50 und das zwischen der zweiten Rolle 512 und der dritten Rolle 513 positionierte Teststück 50 parallel sind, wie in 5 dargestellt. Darüber hinaus wird eine Last von 29,4 N auf das Teststück 50 ausgeübt, das um die erste Rolle 511 durch die dritte Rolle 513 in deren Längsrichtung angeordnet ist. Dann wurde die erste Rolle 511 bis zur dritten Rolle 513 gedreht und das Teststück 50 in Richtung des Pfeils B in 5 bewegt. Anschließend wurden die erste Rolle 511 bis zur dritten Rolle 513 in umgekehrter Richtung gedreht, und das Teststück 50 wurde in eine Richtung entgegengesetzt zur Pfeilrichtung B bewegt. Die zuvor beschriebene Hin- und Herbewegung des Teststücks 50 wurde als 1 Satz betrachtet, und der Vorgang wurde wiederholt durchgeführt. Die Drehgeschwindigkeit jeder Rolle wurde so eingestellt, dass 100 Sätze der zuvor beschriebenen Hin- und Herbewegung pro 1 Minute durchgeführt werden können. Dann wurde eine Anzahl von Sätzen der Hin- und Herbewegung des Teststücks gezählt, bis der Teststück bricht.
Je größer die Anzahl der Sätze der zuvor beschriebenen Hin- und Herbewegung ist, desto höher ist die Haltbarkeit.
Das Bewertungsergebnis des Stahldrahtes gemäß jedem der Versuchsbeispiele wurde als Haltbarkeitsindex ausgedrückt, indem 100 als das Bewertungsergebnis des Stahldrahtes gemäß dem folgenden Versuchsbeispiel 1-5, Versuchsbeispiel 2-3 oder Versuchsbeispiel 3-1 angenommen wurde. Die Ergebnisse der Versuchsbeispiele 1-1 bis 1-7 wurden ausgedrückt, indem 100 als das Bewertungsergebnis des Versuchsbeispiels 1-5 angenommen wurde. Darüber hinaus wurden die Ergebnisse des Versuchsbeispiels 2-1 bis zum Versuchsbeispiel 2-3 ausgedrückt, indem 100 als das Bewertungsergebnis des Versuchsbeispiels 2-3 angenommen wurde. Ferner wurden die Ergebnisse des Versuchsbeispiels 3-1 bis zum Versuchsbeispiel 3-5 und des Versuchsbeispiels 4-1 ausgedrückt, indem 100 als das Bewertungsergebnis des Versuchsbeispiels 3-1 angenommen wurde.
Je größer der Haltbarkeitsindex ist, desto höher ist die Haltbarkeit der Gürtelschicht, die gebildet werden kann, d.h. desto höher ist die Haltbarkeit des gebildeten Reifens.
(4) Gewichtsindex
Bei der Bewertung eines Gewichtsindexes wurde eine Gummiplatte unter Verwendung des in jedem der folgenden Versuchsbeispiele hergestellten Stahldrahtes hergestellt.
Eine Gummizusammensetzung basiert auf Naturkautschuk als Kautschukkomponente und enthält Ruß, Schwefel, Zinkoxid, organisches saures Kobalt und Kobaltstearat als Zusatzstoffe.
Unter Verwendung des Stahldrahtes und der Gummizusammensetzung, die in jedem der Versuchsbeispiele hergestellt wurden, wurde eine Gummiplatte mit der gleichen Konfiguration wie die in 4 dargestellte Gürtelschicht 36 hergestellt.
Das Gewicht der unter Verwendung des Stahldrahtes hergestellten Gummiplatte wurde als Index ausgedrückt, indem 100 als das Gewicht der unter Verwendung des Stahldrahtes des folgenden Versuchsbeispiels 1-5, des Versuchsbeispiels 2-3 oder des Versuchsbeispiels 3-1 hergestellten Gummiplatte angenommen wurde. Die Ergebnisse von Versuchsbeispiel 1-1 bis Versuchsbeispiel 1-7 wurden ausgedrückt, indem 100 als das Gewicht der im Versuchsbeispiel 1-5 hergestellten Gummiplatte angenommen wurde. Darüber hinaus wurden die Ergebnisse des Versuchsbeispiels 2-1 bis zum Versuchsbeispiel 2-3 ausgedrückt, indem 100 als das Gewicht der im Versuchsbeispiel 2-3 hergestellten Gummiplatte angenommen wurde. Die Ergebnisse des Versuchsbeispiels 3-1 bis zum Versuchsbeispiel 3-5 und des Versuchsbeispiels 4-1 wurden ausgedrückt, indem 100 als das Gewicht der im Versuchsbeispiel 3-1 hergestellten Gummiplatte angenommen wurde.
Je kleiner der Gewichtsindex ist, desto leichter wird die zu bildende Gürtelschicht, d. h. desto leichter wird der zu bildende Reifen.
(5) Schlagfestigkeitsindex
Der Charpy-Kerbschlagwert wurde durch einen Kerbschlagversuch nach Charpy mit einer in 6 dargestellten Charpy-Kerbschlagprüfvorrichtung gemessen, und aus dem gemessenen Charpy-Kerbschlagwert wurde ein Schlagabsorptionsindex berechnet.
Wie in 6 dargestellt, kann der Kerbschlagversuch nach Charpy beispielsweise durchgeführt werden, indem ein Hammer 61 mit einer Masse m von einer Ausgangsposition P1 um eine Drehachse 62 gedreht wird und der Hammer 61 auf eine Probe 63 hinunterschwingt, die vorher auf einer Bewegungsbahn des Hammers 61 angeordnet wurde. Nach dem Brechen der Probe 63 bewegt sich der Hammer 61 weiter in Drehrichtung und erreicht eine maximale Höhenposition P2.
Bezogen auf die Position der Probe 63, bezeichnet h1 eine Höhe der Ausgangsposition P1, und bezogen auf die Position der Probe 63, bezeichnet h2 eine Höhe der maximalen Höhenposition P2. In diesem Fall wird mg(h1-h2), d. h. die Differenz zwischen der potenziellen Energie in der Ausgangsposition P1 und der potenziellen Energie in der Position der maximalen Höhe P2, zu einer absorbierten Energie, wenn die Probe bricht. Die absorbierte Energie ist der Charpy-Kerbschlagwert, und je größer der Zahlenwert des Charpy-Kerbschlagwertes ist, desto höher ist die Schlagfestigkeit des Stahldrahtes.
Das Bewertungsergebnis des Stahldrahtes jedes der Versuchsbeispiele wurde durch einen Schlagfestigkeitsindex ausgedrückt, indem 100 als das Bewertungsergebnis des Stahldrahtes gemäß dem folgenden Versuchsbeispiel 1-5, dem Versuchsbeispiel 2-3 oder dem Versuchsbeispiel 3-1 angenommen wurde. Die Ergebnisse des Versuchsbeispiels 1-1 bis zum Versuchsbeispiel 1-7 wurden ausgedrückt, indem 100 als das Bewertungsergebnis des Versuchsbeispiels 1-5 angenommen wurde. Darüber hinaus wurden die Ergebnisse des Versuchsbeispiels 2-1 bis zum Versuchsbeispiel 2-3 ausgedrückt, indem 100 als das Bewertungsergebnis des Versuchsbeispiels 2-3 angenommen wurde. Die Ergebnisse des Versuchsbeispiels 3-1 bis zum Versuchsbeispiel 3-5 und des Versuchsbeispiels 4-1 wurden ausgedrückt, indem man 100 als Bewertungsergebnis des Versuchsbeispiels 3-1 angenommen wurde.
Je größer der Schlagfestigkeitsindex ist, desto höher ist die Schlagfestigkeit des Stahldrahtes.
(Versuchsbeispiele)
Nachfolgend werden die Versuchsbedingungen beschrieben. Das Versuchsbeispiel 1-1 bis das Versuchsbeispiel 1-3, das Versuchsbeispiel 2-1, das Versuchsbeispiel 3-1 bis das Versuchsbeispiel 3-3 sind beispielhafte Ausführungsformen, und das Versuchsbeispiel 1-4 bis das Versuchsbeispiel 1-7, das Versuchsbeispiel 2-2, das Versuchsbeispiel 2-3, das Versuchsbeispiel 3-4, das Versuchsbeispiel 3-5 und das Versuchsbeispiel 4-1 sind Vergleichsbeispiele.
[Versuchsbeispiel 1-1]
Ein Rohstahldraht 21 mit einem Drahtdurchmesser von 0,4 mm und einer kreisförmigen Querschnittsform wurde vorbereitet (Rohstahldraht-Vorbereitungsschritt). Der Rohstahldraht 21 weist eine Konfiguration auf, bei der eine Messing-Plattierungsschicht, die Cu und Zn als Metallkomponenten enthält, auf einer Oberfläche eines Stahldrahtes mit hohem Kohlenstoffgehalt abgeschieden wird.
Dann wurde der Rohstahldraht dem in 2 dargestellten Walzwerk 20 zugeführt und so bearbeitet, dass die in 1A dargestellte Querschnittsform erzielt wurde.
Wie zuvor beschrieben, umfasst das Walzwerk 20 das Paar erster Walzrollen 221 und 222 mit den gegenüberliegenden Pressflächen und das Paar zweiter Walzrollen 231 und 232 mit den gegenüberliegenden Pressflächen. Die ersten Walzrollen 221 und 222 sind flache Rollen mit flachen Pressflächen, die dem Rohstahldraht 21 gegenüberliegen. Die zweiten Walzrollen 231 und 232 sind konkave Rollen mit den Rillen 231A und 232A, die jeweils konkave Abschnitte an den Abschnitten sind, die den Rohstahldraht 21 drücken, in den Querschnitten, die durch die Mittelachsen der zweiten Walzrollen 231 und 232 verlaufen. Die Nuten 231A und 232A haben eine Form, die dem ersten gekrümmten Abschnitt 121 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 122, die geformt werden sollen, insbesondere dem ersten Bereich 131 entspricht.
Der Rohstahldraht 21 wurde dem Walzwerk 20 zugeführt. Dann wurde der Rohstahldraht 21 entlang der Z-Achsenrichtung in 2 durch das Paar der ersten Walzrollen 221 und 222 und das Paar der zweiten Walzrollen 231 und 232 gepresst (Walzschritt in Richtung der ersten Achse). Das heißt, der Rohstahldraht 21 wurde von oben und unten entlang seiner Dickenrichtung gepresst.
Wie in 2 dargestellt, ist das dritte Walzrollenpaar 241 und 242 in Transportrichtung des Rohstahldrahtes 21 auf der stromabwärts gelegenen Seite der ersten Walzrollen 221 und 222 und der zweiten Walzrollen 231 und 232 angeordnet. Der Rohstahldraht 21 wurde nach dem ersten Walzschritt zwischen das Paar der dritten Walzrollen 241 und 242 geführt.
Dann wurde der Rohstahldraht 21 nach dem ersten axialen Walzschritt durch die dritten Walzrollen 241 und 242 entlang der X-Achsen-Richtung in 2 gepresst, d.h. entlang der Breitenrichtung des Rohstahldrahtes 21 aus der linken und rechten Richtung davon (zweiter axialer Walzschritt). Die dritten Walzrollen 241 und 242, die verwendet werden, haben die Pressflächen, die die Nuten 241A und 242A einschließen, mit den Formen, die dem ersten gekrümmten Abschnitt 121 und dem zweiten gekrümmten Abschnitt 122 entsprechen, in den Querschnitten, die durch die Mittelachsen der dritten Rollen 241 bzw. 242 verlaufen.
Ferner wurde der Stahldraht gemäß diesem Versuchsbeispiel hergestellt, indem der Rohstahldraht 21 entlang des in 2 dargestellten Pfeils A transportiert wurde und der erste axiale Walzschritt und der zweite axiale Walzschritt, die oben in Bezug auf den Rohstahldraht 21 beschrieben wurden, in seiner Gesamtheit entlang seiner Längsrichtung durchgeführt wurden.
Im ersten axialen Walzschritt und im zweiten axialen Walzschritt wurden das Ausmaß des Pressens und das Ausmaß des Walzens so eingestellt, dass die Querschnittsform des erhaltenen Stahldrahtes die gewünschte Form erhält.
Insbesondere wurden das Ausmaß des Pressens und das Ausmaß des Walzens so eingestellt, dass die Dicke T 0,308 mm und die Breite W 0,49 mm wird, der Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs 131 des gekrümmten Teils 12 0,05 mm wird und der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs 132 des gekrümmten Teils 12 0,2 mm wird und der Winkel θ 177,5 Grad wird.
Darüber hinaus wurde auf der Grundlage eines Ergebnisses eines Vorversuchs im ersten axialen Walzschritt das Ausmaß des Pressens durch die ersten Walzrollen 221 und 222 und die zweiten Walzrollen 231 und 232 eingestellt, um die Härte des Mittelabschnitts des erhaltenen Stahldrahtes anzupassen.
Die zuvor beschriebene Bewertung wurde in Bezug auf den erhaltenen Stahldraht durchgeführt. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
[Versuchsbeispiel 1-2 bis Versuchsbeispiel 1-4]
Im ersten axialen Walzschritt und im zweiten axialen Walzschritt wurden das Ausmaß des Pressens und das Ausmaß des Walzens so eingestellt, dass die Dicke T, die Breite W, der Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs 131 des gekrümmten Teils 12, der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs 132 des gekrümmten Teils 12 und der Winkel θ die in Tabelle 1 dargestellten Werte annehmen. Darüber hinaus wurde im ersten axialen Walzschritt das Ausmaß des Pressens durch die ersten Walzrollen 221 und 222 und die zweiten Walzrollen 231 und 232 eingestellt, um die Härte des Mittelabschnitts der erhaltenen Stahldrähte anzupassen.
Die Stahldrähte wurden in der gleichen Weise wie im Versuchsbeispiel 1-1 hergestellt und bewertet, mit Ausnahme der oben genannten Punkte.
Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
[Versuchsbeispiel 1-5 bis Versuchsbeispiel 1-7]
Im ersten axialen Walzschritt und im zweiten axialen Walzschritt wurden das Ausmaß des Pressens und das Ausmaß des Walzens so eingestellt, dass die Dicke T, die Breite W, der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs 132 des gekrümmten Teils 12 und der Winkel θ die in Tabelle 1 dargestellten Werte annehmen. Ferner wurde im ersten axialen Walzschritt das Ausmaß des Pressens durch die ersten Walzrollen 221 und 222 und die zweiten Walzrollen 231 und 232 eingestellt, um die Härte des Mittelabschnitts der erhaltenen Stahldrähte anzupassen. Der gekrümmte Teil 12 wurde auf eine Kurve mit einem konstanten Krümmungsradius R₂ eingestellt, der den in Tabelle 1 dargestellten Wert hat. Das heißt, dass der Krümmungsradius R₁ und der Krümmungsradius R₂ die Beziehung R₁ = R₂ erfüllen. Die Stahldrähte wurden in der gleichen Weise wie im Versuchsbeispiel 1-1 hergestellt und bewertet, mit Ausnahme der oben genannten Punkte.
Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
[Versuchsbeispiel 2-1]
Es wurde der Rohstahldraht 21 mit einem Drahtdurchmesser von 0,3 mm und einer kreisförmigen Querschnittsform verwendet. Außerdem wurden im ersten axialen Walzschritt und im zweiten axialen Walzschritt das Ausmaß des Pressens und das Ausmaß des Walzens so eingestellt, dass die Dicke T, die Breite W, der Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs 131 des gekrümmten Teils 12, der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs 132 des gekrümmten Teils 12 und der Winkel θ die in Tabelle 2 dargestellten Werte annehmen. Ferner wurde im ersten axialen Walzschritt das Ausmaß des Pressens durch die ersten Walzrollen 221 und 222 und die zweiten Walzrollen 231 und 232 eingestellt, um die Härte des Mittelabschnitts des erhaltenen Stahldrahtes einzustellen.
Der Stahldraht wurde auf die gleiche Weise hergestellt und bewertet wie im Versuchsbeispiel 1-1, mit Ausnahme der oben genannten Punkte.
Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
[Versuchsbeispiel 2-2]
Im ersten axialen Walzschritt und im zweiten axialen Walzschritt wurden das Ausmaß des Pressens und das Ausmaß des Walzens so eingestellt, dass die Dicke T, die Breite W, der Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs 131 des gekrümmten Teils 12, der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs 132 des gekrümmten Teils 12 und der Winkel θ die in Tabelle 2 dargestellten Werte annehmen. Ferner wurde im ersten axialen Walzschritt das Ausmaß des Pressens durch die ersten Walzrollen 221 und 222 und die zweiten Walzrollen 231 und 232 eingestellt, um die Härte des Mittelabschnitts des erhaltenen Stahldrahtes einzustellen.
Der Stahldraht wurde auf die gleiche Weise hergestellt und bewertet wie im Versuchsbeispiel 2-1, mit Ausnahme der oben genannten Punkte.
Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
[Versuchsbeispiel 2-3]
Im ersten axialen Walzschritt und im zweiten axialen Walzschritt wurden das Ausmaß des Pressens und das Ausmaß des Walzens so eingestellt, dass die Dicke T, die Breite W, der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs 132 des gekrümmten Teils 12 und der Winkel θ die in Tabelle 2 dargestellten Werte annehmen. Ferner wurde im ersten axialen Walzschritt das Ausmaß des Pressens durch die ersten Walzrollen 221 und 222 und die zweiten Walzrollen 231 und 232 eingestellt, um die Härte des zentralen Teils des erhaltenen Stahldrahtes anzupassen. Das gekrümmte Teil 12 wurde auf eine Krümmung mit einem konstanten Krümmungsradius R₂ eingestellt, dessen Wert in Tabelle 2 dargestellt ist. Das heißt, dass der Krümmungsradius R₁ und der Krümmungsradius R₂ die Beziehung R₁ = R₂ erfüllen. Der Stahldraht wurde auf die gleiche Weise wie im Versuchsbeispiel 2-1 hergestellt und bewertet, mit Ausnahme der oben genannten Punkte.
Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
[Versuchsbeispiel 3-1]
Es wurde der Rohstahldraht 21 mit einem Drahtdurchmesser von 0,26 mm und einer kreisförmigen Querschnittsform verwendet. Darüber hinaus wurden im ersten axialen Walzschritt und im zweiten axialen Walzschritt das Ausmaß des Pressens und das Ausmaß des Walzens so eingestellt, dass die Dicke T, die Breite W, der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs 132 des gekrümmten Teils 12 und der Winkel θ die in Tabelle 2 dargestellten Werte annehmen. Ferner wurde im ersten axialen Walzschritt das Ausmaß des Pressens durch die ersten Walzrollen 221 und 222 und die zweiten Walzrollen 231 und 232 eingestellt, um die Härte des Mittelabschnitts des erhaltenen Stahldrahtes anzupassen. Das gekrümmte Teil 12 wurde auf eine Krümmung mit einem konstanten Krümmungsradius R₂ eingestellt, dessen Wert in Tabelle 2 dargestellt ist. Das heißt, dass der Krümmungsradius R₁ und der Krümmungsradius R₂ die Beziehung R₁ = R₂ erfüllen. Der Stahldraht wurde auf die gleiche Weise wie im Versuchsbeispiel 1-1 hergestellt und bewertet, mit Ausnahme der oben genannten Punkte.
Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
[Versuchsbeispiel 3-2 bis Versuchsbeispiel 3-4]
Im ersten axialen Walzschritt und im zweiten axialen Walzschritt wurden das Ausmaß des Pressens und das Ausmaß des Walzens so eingestellt, dass die Dicke T, die Breite W, der Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs 131 des gekrümmten Teils 12, der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs 132 des gekrümmten Teils 12 und der Winkel θ die in Tabelle 2 dargestellten Werte annehmen. Des Weiteren wurde im ersten axialen Walzschritt das Ausmaß des Pressens durch die ersten Walzrollen 221 und 222 und die zweiten Walzrollen 231 und 232 eingestellt, um die Härte des Mittelabschnitts des erhaltenen Stahldrahtes anzupassen.
Der Stahldraht wurde auf die gleiche Weise hergestellt und bewertet wie im Versuchsbeispiel 3-1, mit Ausnahme der oben genannten Punkte.
Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
[Versuchsbeispiel 3-5]
Im ersten axialen Walzschritt und im zweiten axialen Walzschritt wurden das Ausmaß des Pressens und das Ausmaß des Walzens so eingestellt, dass die Dicke T, die Breite W, der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs 132 des gekrümmten Teils 12 und der Winkel θ die in Tabelle 2 dargestellten Werte annehmen. Ferner wurde im ersten axialen Walzschritt das Ausmaß des Pressens durch die ersten Walzrollen 221 und 222 und die zweiten Walzrollen 231 und 232 eingestellt, um die Härte des Mittelabschnitts des erhaltenen Stahldrahtes anzupassen. Ähnlich wie im Versuchsbeispiel 3-1 wurde das gekrümmte Teil 12 auf eine Krümmung mit einem konstanten Krümmungsradius R₂ mit dem in Tabelle 2 dargestellten Wert eingestellt. Das heißt, der Krümmungsradius R₁ und der Krümmungsradius R₂ erfüllen die Beziehung R₁ = R₂. Der Stahldraht wurde in der gleichen Weise wie im Versuchsbeispiel 3-1 hergestellt und bewertet, mit Ausnahme der oben genannten Punkte.
Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
[Versuchsbeispiel 4-1]
Es wurde der Rohstahldraht 21 mit einem Drahtdurchmesser von 0,2 mm und einer kreisförmigen Querschnittsform verwendet. Darüber hinaus wurden im ersten axialen Walzschritt und im zweiten axialen Walzschritt das Ausmaß des Pressens und das Ausmaß des Walzens so eingestellt, dass die Dicke T, die Breite W, der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs 132 des gekrümmten Teils 12 und der Winkel θ die in Tabelle 2 dargestellten Werte annehmen. Ferner wurde im ersten axialen Walzschritt das Ausmaß des Pressens durch die ersten Walzrollen 221 und 222 und die zweiten Walzrollen 231 und 232 eingestellt, um die Härte des Mittelabschnitts des erhaltenen Stahldrahtes anzupassen. Der gekrümmte Teil 12 wurde auf eine gekrümmte Linie mit einem konstanten Krümmungsradius R₂ mit dem in Tabelle 2 dargestellten Wert eingestellt. Das heißt, dass der Krümmungsradius R₁ und der Krümmungsradius R₂ die Beziehung R₁ = R₂ erfüllen. Der Stahldraht wurde auf die gleiche Weise wie im Versuchsbeispiel 1-1 hergestellt und bewertet, mit Ausnahme der oben genannten Punkte.

Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. [Tabelle 1]

	Versuchsbeispiel 1-1	Versuchsbeispiel 1-2	Versuchsbeispiel 1-3	Versuchsbeispiel 1-4	Versuchsbeispiel 1-5	Versuchsbeispiel 1-6	Versuchsbeispiel 1-7
Krümmungsradius R₁ (mm) des ersten Bereichs	0,05	0,149	0,149	0,025	-	-	-
Krümmungsradius R₂ (mm) des zweiten Bereichs	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2
Winkel θ(°), gebildet zwischen dem linearen Teil und dem gekrümmten Teil	177,5	177,5	177,5	177,5	137,5	126,5	159,5
Länge (mm) des ersten linearen Abschnitts, des zweiten linearen Abschnitts	0,306	0,125	0,125	0,330	0,327	0,348	0,514
Breite W (mm)	0,490	0,490	0,490	0,490	0,490	0,602	0,400
Dicke T (mm)	0,308	0,308	0,308	0,308	0,306	0,250	0,380
Aspektverhältnis T/W (%)	62,9	62,9	62,9	62,9	62,4	41,5	95,0
HV1-HV2 (HV0,1)	-59,0	-30,0	8,8	-32,0	-10,0	-62,0	24,0
Haltbarkeitsindex	118	119	119	96	100	100	116
Gewichtsindex	100	100	100	100	100	95	105
Schlagfestigkeitsindex	100	100	95	100	100	82	103

[Tabelle 2]

	Versuchsbeispiel 2-1	Versuchsbeispiel 2-2	Versuchsbeispiel 2-3	Versuchsbeispiel 3-1	Versuchsbeispiel 3-2	Versuchsbeispiel 3-3	Versuchsbeispiel 3-4	Versuchsbeispiel 3-5	Versuchsbeispiel 4-1
Krümmungsradius R₁ (mm) des ersten Bereichs	0,1	0,025	-	-	0,08	0,10	0,04	-	-
Krümmungsradius R₂ (mm) des zweiten Bereichs	0,15	0,15	0,15	0,13	0,13	0,13	0,13	0,13	0,1
Winkel θ(°), gebildet zwischen dem linearen Teil und dem gekrümmten Teil	177,5	177,5	1,375	167,5	177,5	170,5	177,5	137,5	136,5
Länge (mm) des ersten linearen Abschnitts, des zweiten linearen Abschnitts	0,165	0,240	0,261	0,220	0,160	0,203	0,200	0,230	0,280
Breite W (mm)	0,370	0,370	0,370	0,320	0,320	0,320	0,320	0,320	0,245
Dicke T (mm)	0,231	0,231	0,231	0,200	0,200	0,200	0,200	0,200	0,150
Aspektverhältnis T/W (%)	62,4	62,4	62,4	62,5	62,5	62,5	62,5	62,5	61,2
HV1-HV2 (HV0,1)	-20,0	-21,0	-18,0	-20,0	-31,0	-25,0	-39,0	-12,0	-22,0
Haltbarkeitsindex	102	94	100	100	103	102	96	95	98
Gewichtsindex	100	100	100	100	100	100	100	100	87
Schlagfestigkeitsindex	100	100	100	100	100	100	100	100	80

Gemäß Tabelle 1 hat der Stahldraht gemäß dem Versuchsbeispiel 1-1 eine flache Form im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung und erfüllt eine Beziehung, bei der der Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs größer als oder gleich 0,05 mm, aber kleiner als 0,15 mm ist, der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs größer als oder gleich 0,13 mm, aber kleiner als oder gleich 0,2 mm ist und der Winkel θ größer als oder gleich 165 Grad ist. Der Stahldraht gemäß dem Versuchsbeispiel 1-1 hatte einen Haltbarkeitsindex von 118, einen Gewichtsindex von 100 und einen Schlagfestigkeitsindex von 100, und es wurde bestätigt, dass der Stahldraht zur Herstellung eines Reifens mit hervorragenden Leichtgewichtseigenschaften und Haltbarkeit verwendet werden kann. Die gleichen Tendenzen wurden für den Stahldraht gemäß dem Versuchsbeispiel 1-2 bestätigt. Im Versuchsbeispiel 1-3 betrug der Haltbarkeitsindex 119 und der Gewichtsindex 100, und es wurde bestätigt, dass der Stahldraht zur Herstellung eines Reifens mit ausgezeichneten Leichtgewichtseigenschaften und Haltbarkeit verwendet werden kann. Das Ergebnis für den Schlagfestigkeitsindex war jedoch schlechter als das des Versuchsbeispiels 1-1 und des Versuchsbeispiels 1-2. Man kann davon ausgehen, dass dieses Ergebnis erzielt wurde, weil HV1-HV2 8,8HV0,1 beträgt und die Härte des Mittelabschnitts des Stahldrahtes geringer ist als die Härte der Oberflächenseite.
Da der Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs 0,025 mm beträgt, was weniger als 0,05 mm ist, und der Haltbarkeitsindex 96 beträgt, wurde für den Stahldraht gemäß dem Versuchsbeispiel 1-4 bestätigt, dass das Ergebnis der Haltbarkeit im Vergleich zu den Stahldrähten gemäß dem Versuchsbeispiel 1-1 und dem Versuchsbeispiel 1-2 schlechter ist.
Darüber hinaus wurde bestätigt, dass die Stahldrähte gemäß den Versuchsbeispielen 1-5 bis 1-7, bei denen der Winkel θ weniger als 165 Grad beträgt, einen Haltbarkeitsindex von 100 bis 116 aufweisen und die Ergebnisse der Haltbarkeit im Vergleich zu denen des Stahldrahtes gemäß dem Versuchsbeispiel 1-1 schlechter sind.
Da der Stahldraht gemäß dem Versuchsbeispiel 1-6 ein Aspektverhältnis mit einem kleinen Wert hatte, d.h. ein flacher Stahldraht war, war der Gewichtsindex 95 und relativ niedrig. Es wurde jedoch bestätigt, dass der Stahldraht gemäß dem Versuchsbeispiel 1-6 einen Schlagfestigkeitsindex von weniger als oder gleich 90 aufwies, was deutlich schlechter war, weil ein großer Verarbeitungsaufwand erforderlich ist, um das Aspektverhältnis während der Herstellung zu erhöhen.
Da der Stahldraht gemäß den Versuchsbeispielen 1-7 ein großes Aspektverhältnis aufweist und die Querschnittsform des Stahldrahtes nahe an einem Kreis liegt, war der Haltbarkeitsindex 116 und relativ hoch. Es wurde jedoch bestätigt, dass der Gewichtsindex deutlich niedriger war.
Die gleichen Tendenzen wurden im Versuchsbeispiel 2-1 bis zum Versuchsbeispiel 2-3 beobachtet. Der Stahldraht gemäß dem Versuchsbeispiel 2-1 hat die flache Form im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung und erfüllt eine Beziehung, in der der Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs größer als oder gleich 0,05 mm, aber kleiner als 0,15 mm ist, der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs größer als oder gleich 0,13 mm, aber kleiner als oder gleich 0,2 mm ist und der Winkel θ größer als oder gleich 165 Grad ist. Der Stahldraht gemäß dem Versuchsbeispiel 2-1 hatte einen Haltbarkeitsindex von 102, einen Gewichtsindex von 100 und einen Schlagfestigkeitsindex von 100, und es wurde bestätigt, dass der Stahldraht zur Herstellung eines Reifens mit hervorragenden Leichtgewichtseigenschaften und Haltbarkeit verwendet werden kann.
Da der Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs 0,025 mm betrug, was weniger als 0,05 mm ist, und der Haltbarkeitsindex 94 betrug, wurde bestätigt, dass die Haltbarkeit des Stahldrahtes gemäß dem Versuchsbeispiel 2-2 schlechter ist als die des Stahldrahtes gemäß dem Versuchsbeispiel 2-1.
Bei dem Stahldraht gemäß Versuchsbeispiel 2-3, bei dem der Winkel θ kleiner als 165 Grad war, betrug der Haltbarkeitsindex 100, und es wurde bestätigt, dass die Haltbarkeit im Vergleich zu der des Stahldrahtes gemäß Versuchsbeispiel 2-1 schlechter ist.
Die gleichen Tendenzen wurden im Versuchsbeispiel 3-1 bis zum Versuchsbeispiel 3-5 beobachtet. Die Stahldrähte gemäß dem Versuchsbeispiel 3-1 bis zum Versuchsbeispiel 3-3 haben die flache Form im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung und erfüllen eine Beziehung, in der der Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs größer als oder gleich 0,05 mm, aber kleiner als 0,15 mm ist, der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs größer als oder gleich 0,13 mm, aber kleiner als oder gleich 0,2 mm ist und der Winkel θ größer als oder gleich 165 Grad ist. Es wurde bestätigt, dass die Stahldrähte gemäß dem Versuchsbeispiel 3-1 bis zum Versuchsbeispiel 3-3 einen Haltbarkeitsindex von 100 bis 103, einen Gewichtsindex von 100 und einen Schlagfestigkeitsindex von 100 aufweisen.
Andererseits lag bei dem Stahldraht gemäß dem Versuchsbeispiel 3-4 der Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs nicht in dem Bereich, der größer als oder gleich 0,05 mm, aber kleiner als 0,15 mm ist. In dem Versuchsbeispiel 3-5 war der Winkel θ kleiner als 165 Grad.
Aus diesem Grund wurde bestätigt, dass die Stahldrähte gemäß Versuchsbeispiel 3-1 bis Versuchsbeispiel 3-3 im Vergleich zu Versuchsbeispiel 3-4 und Versuchsbeispiel 3-5 zur Herstellung eines Reifens mit ausgezeichneter Haltbarkeit verwendet werden können.
Im Versuchsbeispiel 4-1 lag der Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs nicht in dem Bereich, der größer als oder gleich 0,13 mm, aber kleiner als oder gleich 0,2 mm ist, und der Winkel θ lag nicht in dem Bereich, der größer als oder gleich 165 Grad ist. Aus diesem Grund wurde bestätigt, dass sowohl der Haltbarkeitsindex als auch der Schlagfestigkeitsindex des Stahldrahtes gemäß dem Versuchsbeispiel 4-1 niedriger waren als die der Stahldrähte gemäß dem Versuchsbeispiel 3-1 oder dergleichen.
Bezugszeichenliste

10: Stahldraht
101: Stahldraht
102: Plattierungsschicht
11: Linearer Teil
111: Erster linearer Abschnitt
112: Zweiter linearer Abschnitt
L111, L112: Länge
12: Gekrümmter Teil
121: Erster gekrümmter Abschnitt
122: Zweiter gekrümmter Abschnitt
131: Erster Bereich
132: Zweiter Bereich
14: Mittellinie
1411: Erster Endabschnitt
1412: Zweiter Endabschnitt
142: Oberflächenseitiger Messpunkt
1421: Erster oberflächenseitiger Messpunkt
1422: Zweiter oberflächenseitiger Messpunkt
143: Mittenmesspunkt
L1421, L1422, L143: Abstand
R1, R2: Krümmungsradius
W: Breite
T: Dicke
11A: Tangentiallinie
12A: Tangentiallinie
P11-12: Verbindungspunkt
O: Winkel
20: Walzwerk
21: Rohstahldraht
221, 222: Erste Walzrolle
231, 232: Zweite Walzrolle
231A, 232A: Nut
241, 242: Dritte Walzrolle
241A, 242A: Nut
A: Pfeil
30: Reifen
31: Laufflächenabschnitt
32: Seitenwandabschnitt
33: Wulstabschnitt
34: Innenauskleidung
35: Karkasse
36: Gürtelschicht
37: Wulstdraht
CL: Mittellinie
41: Gummi
t1: Erste Gummidicke
t2: Zweite Gummidicke
50: Teststück
511: Erste Rolle
512: Zweite Rolle
513: Dritte Rolle
B: Pfeil
61: Hammer
62: Drehachse
63: Probe
P1: Ausgangsposition
P2: Position der maximalen Höhe
h1, h2: Höhe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2020039289 [0002]
JP 2015178301 [0004]

Claims

Stahldraht, umfassend: einen Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung mit einer flachen Form; und eine äußere Form des Querschnitts, die ein Paar linearer Teile, die einander gegenüberliegen, und ein Paar gekrümmter Teile, die einander gegenüberliegen und die linearen Teile verbinden, umfasst, wobei der gekrümmte Teil ein Paar erster Bereiche, die sich an Positionen in der Nähe der linearen Teile befinden, und einen zweiten Bereich, der sich an einer Position zwischen dem Paar erster Bereiche befindet, umfasst, ein Krümmungsradius R₁ des ersten Bereichs größer als oder gleich 0,05 mm, aber kleiner als 0,15 mm ist, und ein Krümmungsradius R₂ des zweiten Bereichs größer als oder gleich 0,13 mm, aber kleiner als oder gleich 0,2 mm ist, und ein Winkel zwischen dem linearen Teil und dem gekrümmten Teil größer als oder gleich 165 Grad ist.
Stahldraht nach Anspruch 1, wobei der Krümmungsradius R₁ und der Krümmungsradius R₂ unterschiedlich sind.
Stahldraht nach Anspruch 1 oder 2, wobei im Querschnitt, zwei Schnittpunkte einer Mittellinie in gleichem Abstand von dem Paar gegenüberliegender linearer Teile und dem Paar gegenüberliegender gekrümmter Teile als ein erster Endabschnitt und ein zweiter Endabschnitt definiert sind, zwei Punkte auf der Mittellinie, die jeweils 0,1 mm vom ersten Endabschnitt und vom zweiten Endabschnitt entfernt sind, als oberflächenseitige Messpunkte definiert sind, ein Punkt auf der Mittellinie, der von dem ersten Endabschnitt und dem zweiten Endabschnitt gleich weit entfernt ist, als ein Mittenmesspunkt definiert ist, und eine Differenz zwischen einem Durchschnittswert HV1 der Vickershärten an den beiden oberflächenseitigen Messpunkten und einer Vickershärte HV2 am Mittenmesspunkt, die als HV1-HV2 bezeichnet wird, größer als oder gleich -60HV0,1, aber kleiner als oder gleich -10HV0,1 ist.
Stahldraht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der auf seiner Oberfläche eine Messing-Plattierungsschicht aus Kupfer und Zink aufweist.
Stahldraht nach Anspruch 4, wobei die Messing-Plattierungsschicht ferner eine oder mehrere Arten von Elementen enthält, die aus der Gruppe bestehend aus Kobalt, Nickel, Eisen, Zinn und Wismut ausgewählt sind.
Reifen, der den Stahldraht nach einem der Ansprüche 1 bis 5 enthält.