JP5785401B2

JP5785401B2 - ビードワイヤ、ビードコア、空気入りタイヤ及びビードワイヤの製造方法

Info

Publication number: JP5785401B2
Application number: JP2011042917A
Authority: JP
Inventors: 慎一郎山崎; 純夫阿部
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2015-09-30
Anticipated expiration: 2031-02-28
Also published as: JP2012179969A

Description

この発明は、ビードワイヤ並びにこのビードワイヤを用いたビードコア及び空気入りタイヤ、さらにはビードワイヤの製造方法に関し、特に、ビード部の耐久性向上をもたらすものである。

一般に空気入りタイヤは、リムとの嵌合性を高め気密性を確保するとともにカーカスを係留するため、一本又は複数本のビードワイヤをリング状に巻回してなるビードコアを備えている。

従来のビード部構造においては、ビードコアを構成するビードワイヤ間の係合力が小さく、ビードコアが空気充填時、荷重負荷時あるいは経時変化時にタイヤ幅方向断面にてカーカスが引き抜ける方向へ力を受けた際、ビードコアが同方向に回転変形しこの変形がカーカスの係留力を低下させ、いわゆる、カーカス引き抜けを引き起こしビード部の耐久性を低下させるという問題があった。

この問題を解消するため、ビードワイヤに係合部を形成し、空気入りタイヤのタイヤ幅方向断面にて隣り合うビードワイヤ間でその係合部同士を係合させ、その係合力をもってビードコアの回転変形を効果的に抑制する発明は既に提案されている（特許文献１参照）。

特開２００８−２５４６８４号公報

ところで、タイヤ幅方向断面にて、隣り合うビードワイヤ同士の係合力を高めれば高めるほど上記回転変形の抑制の効果は高くなるものの、製造が複雑化する等の問題から形状的工夫により上記係合力を高めるには一定の限界がある。かといって、ビードワイヤそのものの剛性を高めることにより係合部の変形を抑制した場合、ビードワイヤ同士の係合力は増大するものの、ビードコア全体が硬化することからリム組み性が悪化するおそれが生じる。

そこで、この発明では、良好なリム組み性を確保しつつもビードワイヤ同士の係合力を向上できるビードワイヤを提供すること、またこのビードワイヤを用いたビードコア及び空気入りタイヤを提供すること、しかも係合力の向上したビードワイヤを製造工程の増加を伴うことなく製造し得る方法を提供することをその目的とする。

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、この発明のビードワイヤは、空気入りタイヤのビード部に埋設されるビードコアを構成するビードワイヤであって、該ビードワイヤは、1本又は複数本のビードワイヤをリング状に巻回してビードコアを構成した状態にて、ビードコアの周方向に直交する面内において少なくとも一方向に隣り合うビードワイヤとの間で形状的に補完し合って係合する係合部を有し、前記ビードワイヤの横断面において、該ビードワイヤの外輪郭形状と同心の２０％相似形状で囲まれる中心領域の平均硬度に対して、該ビードワイヤの外輪郭形状と同心の８０％相似形状と該外輪郭形状との間の領域である外側領域の平均硬度を大きく設定し、前記係合部には複数の角部が形成され、該角部の頂点位置を中心とするとともに該角部の頂点位置に対応する前記８０％相似形状の角部の頂点位置までの距離を半径とする円の内側の領域と、前記外側領域との重複部分である角部領域の平均硬度が、前記中心領域の平均硬度よりもビッカース硬度で１０以上大きいことを特徴とするものである。

かかるビードワイヤによれば、一本又は複数本のビードワイヤをリング状に巻回してビードコアとするとともに空気入りタイヤのビード部内に適用した状態にて、空気入りタイヤのタイヤ幅方向断面にて隣り合うビードワイヤの係合部同士が係合する。このとき、ビードワイヤの表層部（すなわち、上記外側領域）では、硬度が大きいことから、従来に増して大きな係合力が発揮される。一方で、ビードワイヤの中心部（すなわち、上記中心領域）では外側領域に対して硬度が小さいから、ビードコア全体としての硬化を抑制し得て良好なリム組み性を確保できる。

しがたって、この発明のビードワイヤによれば、良好なリム組み性を確保しつつもビードワイヤ同士の係合力を向上できるビードワイヤを提供できる。また、隣り合うビードワイヤ間の係合力が高まることで、これらのビードワイヤ間の相対変位による摩擦も抑制されるので、ビードワイヤ自体の耐久性も向上させることができる。

また、この発明のビードワイヤにあっては、ビードワイヤは、角部の角度が９０度未満である鋭角角部と、角部の角度が９０度を超える鈍角角部とを有し、鋭角角部の平均硬度を鈍角角部の平均硬度よりも大きくすることが好ましい。

さらに、この発明のビードワイヤにあっては、上記角部のうち、少なくとも鋭角角部に面取りを施すことが好ましい。

さらに、ビードワイヤの外輪郭形状は、相互に平行する２つの直線辺を有し、これら２つの直線辺の両端部間のそれぞれに係合部を配設することが好ましい。

また、上述の他の課題を解決するため、この発明のビードコアは、上述したこの発明によるビードワイヤをリング状に巻回してなるものであり、この発明の空気入りタイヤは、上述したこの発明によるビードコアを、ビード部に埋設してなるものである。

また、上述のさらに他の課題を解決するため、この発明のビードワイヤの製造方法は、空気入りタイヤのビード部に埋設されるビードコアを構成するビードワイヤであって、1本又は複数本のビードワイヤをリング状に巻回してビードコアを構成した状態にて、ビードコアの周方向に直交する面内において少なくとも一方向に隣り合うビードワイヤとの間で形状的に補完し合って係合する係合部を有するビードワイヤを製造するにあたり、横断面輪郭形状が４本以上の辺を有する正多角形又は円形の高炭素鋼線材を用い、この高炭素鋼素材に引き抜き処理を施して延伸加工と前記係合部の成形とを同時に行うことにより、前記引き抜き処理されたビードワイヤの横断面において、該ビードワイヤの外輪郭形状と同心の２０％相似形状で囲まれる中心領域の平均硬度に対して、該ビードワイヤの外輪郭形状と同心の８０％相似形状と該外輪郭形状との間の領域である外側領域の平均硬度を大きくし、前記引き抜き処理を施すにあたり、前記係合部に角部を成形し、前記角部の頂点位置を中心とするとともに該角部の頂点位置に対応する前記８０％相似形状の角部の頂点位置までの距離を半径とする円の内側の領域と、前記外側領域との重複部分である角部領域の平均硬度が、前記中心領域の平均硬度よりもビッカース硬度で１０以上大きくしたことを特徴とするものである。

この発明のビードワイヤの製造方法によれば、対称性が高い横断面形状の原材料（高炭素鋼線材）を異形断面に延伸加工すると同時に係合部を成形することにより、係合部の硬度を高めることができる。引き抜き処理では、線材の表層部に対する応力負荷に起因して当該表層部を優先的に硬化（組織の緻密化）させることができ、対称性が高い横断面形状の原材料を異形断面に延伸加工すれば、係合部の加工の異方性を特に大きくして、該係合部の硬度を高くすることができるからである。そして、延伸加工と同時に係合部を成形することで係合部の硬度を高めることとしたので、係合部の硬度を高めるための別途の工程も必要とならない。

したがって、この発明のビードワイヤの製造方法によれば、係合力の向上したビードワイヤを製造工程の増加を伴うことなく製造することができる。

また、この発明のビードワイヤの製造方法にあっては、角部として、角度が９０度未満である鋭角角部と、角部の角度が９０度を超える鈍角角部とを成形するにあたり、引き抜き処理前の高炭素鋼線材の図心から鋭角角部の成形位置を、該図心から鈍角角部の成形位置に対して大きくすることが好ましい。

さらに、この発明のビードワイヤの製造方法にあっては、延伸加工は、高炭素鋼線材を延伸する段階と、これに続いて少なくとも前記鋭角角部に面取りを有する横断面形状に延伸する段階とを含むことが好ましい。

さらに、この発明のビードワイヤの製造方法にあっては、引き抜き処理は複数段に分けて行い、少なくともビードワイヤの最終形状を決定する段には穴ダイスを用いることが好ましい。

さらに、この発明のビードワイヤの製造方法にあっては、穴ダイスを用いて、角部のうち少なくとも鋭角角部に面取り加工を行うことが好ましい。

しかも、この発明のビードワイヤの製造方法にあっては、引き抜き処理により、ビードワイヤの横断面外輪郭形状において相互に平行する２つの直線辺を形成し、これらの２つの直線辺間の距離をHとし、これに垂直な方向における最大幅をWとしたとき、W／Hを１．１から２．０の範囲内とすることが好ましい。

この発明によれば、良好なリム組み性を確保しつつもビードワイヤ同士の係合力の増大を図り得るビードワイヤを提供することができる。また、係合力の向上したビードワイヤを製造工程の増加を伴うことなく製造し得る方法を提供することができる。

この発明の実施形態に係るビードワイヤをビードコアの線素材として適用してなる空気入りタイヤの一部を示したタイヤ幅方向断面図である。図１の空気入りタイヤに適用したこの発明の実施形態に係るビードワイヤを拡大して示した横断面図である。この発明の他の実施形態に係るビードワイヤを拡大して示した横断面図である。図３に示すビードワイヤを適用してなる空気入りタイヤの一部を示したタイヤ幅方向断面図である。この発明のさらに他の実施形態に係るビードワイヤを拡大して示した横断面図である。この発明の実施形態に係るビードワイヤの製造方法に用いるローラダイスを示すものであり、（ａ）は原材料の供給方向に沿う断面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。この発明の実施形態に係るビードワイヤの製造方法に用いる穴ダイスを示すものであり、（ａ）は原材料の供給方向に沿う断面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。ビードワイヤ間の係合強度の測定手法を説明するための図である。

以下、この発明の実施形態に係るビードワイヤについて図面を参照して詳細に説明する。ここに図１は、この発明の実施形態に係るビードワイヤをビードコアの線素材として適用してなる空気入りタイヤの一部を示したタイヤ幅方向断面図であり、図２は、図１の空気入りタイヤに適用したこの発明の実施形態に係るビードワイヤを拡大して示した横断面図である。

図１に示す空気入りタイヤ１は、慣例に従い、路面に接地するトレッド部（図示省略）と、このトレッド部の両側部からタイヤ径方向内側に延びる一対のサイドウォール部（図示省略）と、各サイドウォール部のタイヤ径方向内側に設けられ、リムＲに嵌合される一対のビード部２とを備えている。この空気入りタイヤ１の内部には、各ビード部２に埋設したビードコア３間にトロイド状に延びて空気入りタイヤ１の骨格構造をなす、例えばラジアル構造のカーカス４と、このカーカス４のクラウン域の外周側に位置し、トレッド部を補強するベルト（図示省略）とが配設されている。カーカス４は、ビードコア３の周りにタイヤ１の内から外へ巻き返えされ、ビード部２内でその両端が固定されている。

ビードコア３は、ビードワイヤ５をタイヤ幅方向に複数列（ここでは８列）に並べてなるものをタイヤ径方向に複数段（ここでは６段）の積層状に積み重ねてなるものである。なお、ビードコア３は、ビードワイヤ５を螺旋状に巻回して構成することもできる。ビードコア３を構成する各ビードワイヤ５は、タイヤ幅方向断面（ビードコア３の周方向に直交する面内）において隣り合うビードワイヤ５との間で形状的に補完し合って係合する係合部６を有する。これにより、空気充填時、荷重負荷時あるいは経時変化時等にビードコアを回転させようとする力が作用しても、ビードワイヤ５、５間の係合力によってビードコアの回転が抑制されるので、いわゆるカーカスの引き抜けを有効に防止することができる。

ところで、タイヤ幅方向断面にて、隣り合うビードワイヤ５、５同士の係合力を高めれば高めるほどビードコア３の回転変位の抑制効果は高くなるものの、製造が複雑化する等の問題から形状的工夫により上記係合力を高めるには一定の限界がある。つまり、係合部６の形状を複雑化したり係合部６の個数を増大させたりすれば機械的な係合力を高めることができるが、製造コスト等の面からみて効果的とはいえない。かといって、ビードワイヤそのものの剛性を高めることにより係合部６の変形を抑制した場合、ビードワイヤ５、５同士の係合力を増大させることはできるものの、ビードコア３全体が硬化することからリム組み性が悪化するおそれが生じる。

これらの事情に鑑み、この発明ではビードワイヤ５の形状というよりむしろビードワイヤ５の横断面内における硬度分布（剛性分布）の改善を図ることにより、製造上の複雑化やリム組み性の悪化といったデメリットを回避しつつ、効果的に係合部６によるビードワイヤ５、５間の係合力を高めることに成功した。

すなわち、図２に示すように、この発明の実施形態のビードワイヤ５は、ビードワイヤ５の横断面において、該ビードワイヤ５の外輪郭形状Ｐと同心Ｇの２０％相似形状Ｓ_１で囲まれる中心領域Ｒ_１の平均硬度に対して、該ビードワイヤ５の外輪郭形状Ｐと同心Ｇの８０％相似形状Ｓ_２と該外輪郭形状Ｐとの間の領域である外側領域Ｒ_２の平均硬度を大きく設定したものである。

これによれば、ビードワイヤ５の表層部（すなわち、上記外側領域Ｒ_２）において、硬度を大きくしたことから、係合部６の形状の複雑化を伴うことなく従来に増して大きな係合力を発揮させることができる。また一方で、ビードワイヤ５の中心部（すなわち、上記中心領域Ｒ_１）では外側領域Ｒ_２に対して硬度を小さく設定したから、ビードコア３全体としての硬化を抑制し得て良好なリム組み性も確保できる。また、このビードワイヤ５を適用した図１に示す空気入りタイヤ１にあっては、ビードコア３の回転剛性を高めることができ、ビード部２のさらなる耐久性の向上が確保される。

なお、この実施形態のビードワイヤ５にあっては、係合部６には複数の角部７ａ〜７ｄを設け、該角部７ａ〜７ｄの頂点位置Ｔ_７ａ〜Ｔ_７ｄを中心とするとともに該角部７ａ〜７ｄの頂点位置Ｔ_７ａ〜Ｔ_７ｄに対応する８０％相似形状Ｓ_２の角部の頂点位置ｔ_７ａ〜ｔ_７ｄまでの距離を半径ｒ_７ａ〜ｒ_７ｄとする円の内側の領域と、外側領域Ｒ_２との重複部分である角部領域Ｒ_３の平均硬度を、中心領域の平均硬度よりもビッカース硬度で１０以上大きくすることが好ましい。これによれば、上記係合部６による係合力の増大の効果をより確実なものとすることができる。

また、この実施形態のビードワイヤ５にあっては、ビードワイヤ５は、角部の角度が９０度未満である鋭角角部７ａ、７ｃと、角部の角度が９０度を超える鈍角角部７ｂ、７ｄとを有し、鋭角角部７ａ、７ｃの平均硬度を鈍角角部７ｂ、７ｄの平均硬度よりも大きくすることが好ましい。これによれば、形状的に剛性が低くなりがちな鋭角角部７ａ、７ｃの変形を抑制することができる。

さらに、この実施形態のビードワイヤ５にあっては、ビードワイヤ５の外輪郭形状Ｐは、相互に平行する２つの直線辺８、８を有し、これら２つの直線辺８、８の両端部間のそれぞれに係合部６、６を配設することが好ましい。これによれば、上記直線辺８、８をリムＲのビードシート部分に沿って配置することができ、ビード部２とリムＲとの均一な密着性を確保し得るとともに、上記ビードコア３を回転させようとする力に対して最も効率良く係合力が発揮させ得るよう係合部６を配置することができる。

なお、ビードワイヤ５の横断面形状は図２に示すものに限らず他の形状を採用しても良いことは言うまでもなく、他の例として図３に示すビードワイヤを示す。図３は、この発明による他の実施形態のビードワイヤの横断面図である。

この図に示すビードワイヤ５は、横断面形状として２つの互いに平行する直線辺８、８と、これらの両端部間にそれぞれ配置された係合部６、６を有する。一方の係合部６は、ビードワイヤ５の横断面形状の一側辺に凸状に形成されており、他方の係合部６は、他側辺に凹状に形成されている。このビードワイヤ５を用いてビードコア３を構成した場合、一のビードワイヤ５の凸状の係合部６とこれに隣接する他のビードワイヤ５の凹状の係合部６とが形状的に補完し合って係合力を発揮することとなる（図４参照）。

また、このビードワイヤ５は、図２に示したものと同様、ビードワイヤ５の横断面において、該ビードワイヤ５の外輪郭形状Ｐと同心Ｇの２０％相似形状Ｓ_１で囲まれる中心領域Ｒ_１の平均硬度に対して、該ビードワイヤ５の外輪郭形状Ｐと同心Ｇの８０％相似形状Ｓ_２と該外輪郭形状Ｐとの間の領域である外側領域Ｒ_２の平均硬度が大きくなるよう構成されている。

したがって、この実施形態のビードワイヤ５によれば、図２に示したビードワイヤ５による効果に加えて、凸状の係合部６と凹状の係合部６との係合によって、カーカスを引き抜こうとする方向に作用する力とは逆の方向に上記ビードコアを回転させようとする力が作用した場合にも係合力を発揮させることができので、図４に示すように空気入りタイヤに適用した場合、ビード部２の耐久性をより高めることが可能となる。

図５に示すのは、基本構成は図３に示すビードワイヤ５と同じものであるものの、角部９ａ〜９ｆに面取りを施したものである。これによれば、該角部９ａ〜９ｆへの応力集中を低減できるので、ビードワイヤ５の耐久性を向上させることができる。

以上、この発明によるビードワイヤ、及びこのビードワイヤを適用したビードコア及び空気入りタイヤについて説明したが、このようなビードワイヤは以下の製造方法を用いることにより、製造工程の増大等を招くことなく効率的に製造することができる。

図６、７は、この発明による実施形態に係るビードワイヤの製造工程の一部を説明するための図である。

図２に示すような本発明のビードワイヤ５は、パテンティング処理又はステルモア処理により金属組織をパーライト組織とした高炭素鋼線材１０を原材料として用いることができる。高炭素鋼線材１０は、横断面形状として４本以上の辺を有する正多角形又は円形のものを用いる。

ビードワイヤ５の成形は、図６に示すようなローラダイスＤ_１及び図７に示すような穴ダイスＤ_２を用いて引き抜き処理を施すことにより、高炭素鋼線材１０の延伸加工と係合部６の成形とを同時に行う。これらのダイスＤ_１、Ｄ_２による引き抜き処理は複数段にて徐々に行い、少なくとも最終段のダイスには、ビードワイヤ５の最終形状と同一形状の通過穴ｈを有した穴ダイスＤ_２を用いる。なお、ローラダイスＤ_１に代えて全て穴ダイスＤ_２を用いても良い。最終段のダイスに穴ダイスＤ_２を用いることで、所望の横断面形状を精度良く成形することができる。また、穴ダイスはＤ_２、加工される線材１０を全周から矯正するので、延伸による角部の硬化を効率良く実現することができる。

次いで、延伸加工後に４００〜５００℃程度で短時間加熱保持するブルーイング処理を施す。これにより、降伏応力の上昇と破断伸びの増加がもたらされる。

そして、ブルーイング処理が施されたビードワイヤに銅を含む金属メッキ（Ｃｕ−Ｓｎ合金の無電解メッキ、Ｃｕ−Ｚｎの電気メッキ等）を施す。これにより、空気入りタイヤのビード部に適用した際に、ビードコアの周囲のゴムとの接着性を高めることができる。

この製造方法によれば、対称性が高い横断面形状の原材料（高炭素鋼線材１０）を異形断面に延伸加工すると同時に係合部６を成形することにより、係合部６の硬度を高めることができる。引き抜き処理では、線材１０の表層部に対する応力負荷に起因して当該表層部を優先的に硬化（組織の緻密化）させることができ、対称性が高い横断面形状の原材料１０を異形断面に延伸加工すれば、係合部６の加工の異方性を特に大きくして、該係合部６の硬度を高くすることができるからである。そして、延伸加工と同時に係合部６を成形することで係合部６の硬度を高めることとしたので、係合部６の硬度を高めるための別途の工程も必要とならない。なお、高炭素鋼線材１０として正多角形を用いる場合は６本以上の辺を有することが好ましく、円形であることが最も好ましい。加工歪みを大きくすることができるとともに加工の異方性を大きくすることができ、係合部６の硬度をより効果的に高めることができるからである。

また、この実施形態のビードワイヤの製造方法にあっては、引き抜き処理を施すにあたり、係合部６に角部７ａ〜７ｄ（図２参照）を成形することが好ましく、これによれば、角部７ａ〜７ｄは加工の異方性が大きいことから、上記角部領域Ｒ_３の硬度を効果的に高めることができる。

また、この実施形態のビードワイヤの製造方法にあっては、角部として、角度が９０度未満である鋭角角部７ａ、７ｃと、角部の角度が９０度を超える鈍角角部７ｂ、７ｄとを成形するにあたり、引き抜き処理前の炭素鋼線材１０の図心から前記鋭角角部７ａ、７ｃの成形位置を、該図心から鈍角角部７ｂ、７ｄの成形位置に対して大きくすることが好ましく、これによれば、鋭角角部７ａ、７ｃにおける加工歪み及び加工の異方性を鈍角角部７ｂ、７ｄよりも大きくすることができるので、鋭角角部７ａ、７ｃの硬度を鈍角角部７ｂ、７ｄの硬度よりも大きくでき、本発明による効果を一層効果的に発揮させることが可能となる。

さらに、この実施形態のビードワイヤの製造方法にあっては、延伸加工が、角部に面取りを有さない横断面形状に延伸する第１段階と、これに続いて角部に面取りを有する横断面形状に延伸する第２段階とを含むことが好ましく、この例では、図７に示すような穴ダイスＤ_２にて面取りを施すことができる。これによれば、ダイスを用いた面取り加工により、面取り加工部（つまり、面取りを施した角部領域Ｒ_３）に加工歪みを集中させることができるので、角部領域Ｒ_３をより一層硬化させることができるとともに、面取りを施すにあたり製造工程が増加することがない。

しかも、この実施形態のビードワイヤの製造方法にあっては、引き抜き処理により、ビードワイヤ５の横断面外輪郭形状において相互に平行する２つの直線辺８、８を形成し、これらの２つの直線辺間の距離をHとし、これに垂直は方向における最大幅をWとしたとき、W／Hを１．１から２．０の範囲内とすることが好ましい。なぜなら、W／Hが２．０を超えると、周上での囲う応力分布の不均一性が過大となるため、ビードワイヤ５の加工性が低下したりダイスの早期摩耗等を引き起こしたりするおそれが懸念されるためであり、W／Hを１．１未満で１．０近傍にすると、引き抜き処理前後における変形程度が小さくなるとともに角部領域の異方性が小さくなることから、本発明による効果が低下するおそれがある。さらに、W／Hが１．０よりも小さくすると、空気入りタイヤに適用した場合に、回転剛性向上の効果が小さくなることが懸念されるからである。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更することができるものであり、例えば、本発明のビードワイヤは、上述した製造方法に限らず、既知の方法によりビードワイヤを成形した後、表層部のみに熱処理を施すことにより、外側領域の平均硬度を中心領域の平均硬度よりも大きくしても良い。

次に、この発明に従う実施例１〜３のビードワイヤ、比較例１、２のビードワイヤをそれぞれ試作し、係合強度についての評価を行ったので、以下説明する。

実施例１のビードワイヤは、図２に示す横断面形状を有するものであり、ビードワイヤの横断面において、該ビードワイヤの外輪郭形状と同心の２０％相似形状で囲まれる中心領域の平均硬度に対して、該ビードワイヤの外輪郭形状と同心の５４％相似形状と該外輪郭形状との間の領域である外側領域の平均硬度を大きく設定したものである。実施例１のビードワイヤにおける詳細な諸元は表１に示すとおりである。

実施例２のビードワイヤは、図３に示す横断面形状を有するものであり、ビードワイヤの横断面において、該ビードワイヤの外輪郭形状と同心の２０％相似形状で囲まれる中心領域の平均硬度に対して、該ビードワイヤの外輪郭形状と同心の８０％相似形状と該外輪郭形状との間の領域である外側領域の平均硬度を大きく設定したものである。実施例２のビードワイヤにおける詳細な諸元は表１に示すとおりである。

比較例１のビードワイヤは、実施例１のビードワイヤと同じ横断面形状を有するものの、その横断面における硬度分布が実施例１のものとは異なるものであり、比較例２のビードワイヤは、実施例２のビードワイヤと同じ横断面形状を有するものの、その横断面における硬度分布が実施例２のものとは異なるものである。比較例１、２のビードワイヤにおける詳細な諸元は表１に示すとおりである。なお、表１中の硬度は、JIS Z2244に準拠したビッカース硬度を示したものである。

（試験方法）
係合強度は、ビードワイヤの断面略半形状に窪みを形成した治具（図８参照）に一対のビードワイヤをセットし、両側方から一定の圧力を負荷しながら上下方向にせん断の入力（矢印Ｆ）をかける試験において負荷する力あたりの変位量を測定することにより求めた。測定結果を表２に示す。なお、表２中において比較例１の係合強度を１００として指数で表している。

この結果より明らかなように、係合部の硬度を高めることにより、係合強度を高めることが可能となった。

この発明によって、良好なリム組み性を確保しつつもビードワイヤ同士の係合力の増大を図り得るビードワイヤを提供することができるようになった。また、係合力の向上したビードワイヤを製造工程の増加を伴うことなく製造し得る方法を提供することができるようになった。

１空気入りタイヤ
２ビード部
３ビードコア
４カーカス
５ビードワイヤ
６係合部
７ａ〜７ｄ、９ａ〜９ｆ角部
Ｐ外輪郭形状
Ｒ_１中心領域
Ｒ_２外側領域
Ｒ_３角部領域
ｒ_７ａ〜ｒ_７ｄ、ｒ_９ａ〜ｒ_９ｆ頂点位置間の半径

Claims

空気入りタイヤのビード部に埋設されるビードコアを構成するビードワイヤであって、該ビードワイヤは、1本又は複数本のビードワイヤをリング状に巻回してビードコアを構成した状態にて、ビードコアの周方向に直交する面内において少なくとも一方向に隣り合うビードワイヤとの間で形状的に補完し合って係合する係合部を有し、
前記ビードワイヤの横断面において、該ビードワイヤの外輪郭形状と同心の２０％相似形状で囲まれる中心領域の平均硬度に対して、該ビードワイヤの外輪郭形状と同心の８０％相似形状と該外輪郭形状との間の領域である外側領域の平均硬度を大きく設定し、
前記係合部には複数の角部が形成され、該角部の頂点位置を中心とするとともに該角部の頂点位置に対応する前記８０％相似形状の角部の頂点位置までの距離を半径とする円の内側の領域と、前記外側領域との重複部分である角部領域の平均硬度が、前記中心領域の平均硬度よりもビッカース硬度で１０以上大きいことを特徴とするビードワイヤ。
前記ビードワイヤは、前記角部の角度が９０度未満である鋭角角部と、前記角部の角度が９０度を超える鈍角角部とを有し、前記鋭角角部の平均硬度が前記鈍角角部の平均硬度よりも大きい、請求項１に記載のビードワイヤ。
前記角部のうち、少なくとも前記鋭角角部に面取りを施した、請求項２に記載のビードワイヤ。
前記ビードワイヤの外輪郭形状は、相互に平行する２つの直線辺を有し、これら２つの直線辺の両端部間のそれぞれに前記係合部を配設した、請求項１〜３の何れか一項に記載のビードワイヤ。
請求項１〜４の何れか一項に記載のビードワイヤを、リング状に巻回してなるビードコア。
請求項５に記載のビードコアを、ビード部に埋設してなる空気入りタイヤ。
空気入りタイヤのビード部に埋設されるビードコアを構成するビードワイヤであって、1本又は複数本のビードワイヤをリング状に巻回してビードコアを構成した状態にて、ビードコアの周方向に直交する面内において少なくとも一方向に隣り合うビードワイヤとの間で形状的に補完し合って係合する係合部を有するビードワイヤを製造するにあたり、
横断面輪郭形状が４本以上の辺を有する正多角形又は円形の高炭素鋼線材を用い、この高炭素鋼素材に引き抜き処理を施して延伸加工と前記係合部の成形とを同時に行うことにより、前記引き抜き処理されたビードワイヤの横断面において、該ビードワイヤの外輪郭形状と同心の２０％相似形状で囲まれる中心領域の平均硬度に対して、該ビードワイヤの外輪郭形状と同心の８０％相似形状と該外輪郭形状との間の領域である外側領域の平均硬度を大きくし、
前記引き抜き処理を施すにあたり、前記係合部に角部を成形し、
前記角部の頂点位置を中心とするとともに該角部の頂点位置に対応する前記８０％相似形状の角部の頂点位置までの距離を半径とする円の内側の領域と、前記外側領域との重複部分である角部領域の平均硬度が、前記中心領域の平均硬度よりもビッカース硬度で１０以上大きくしたことを特徴とするビードワイヤの製造方法。
前記角部として、角度が９０度未満である鋭角角部と、前記角部の角度が９０度を超える鈍角角部とを成形するにあたり、前記引き抜き処理前の前記炭素鋼線材の図心から前記鋭角角部の成形位置を、該図心から前記鈍角角部の成形位置に対して大きくする、請求項７に記載のビードワイヤの製造方法。
前記延伸加工は、高炭素鋼線材を延伸する段階と、これに続いて少なくとも前記鋭角角部に面取りを有する横断面形状に延伸する段階とを含む、請求項８に記載のビードワイヤの製造方法。
前記引き抜き処理は複数段に分けて行い、少なくともビードワイヤの最終形状を決定する段には穴ダイスを用いる、請求項７〜９の何れか一項に記載のビードワイヤの製造方法。
前記穴ダイスを用いて、前記角部のうち少なくとも前記鋭角角部に面取り加工を行う、請求項１０に記載のビードワイヤの製造方法。
前記引き抜き処理により、ビードワイヤの横断面外輪郭形状において相互に平行する２つの直線辺を形成し、これらの２つの直線辺間の距離をHとし、これに垂直な方向における最大幅をWとしたとき、W／Hを１．１から２．０の範囲内とする、請求項７〜１１の何れか一項に記載のビードワイヤの製造方法。