以下、本発明に係る環状同芯撚りビードコ� ��ド及びそれを使用した車両用タイヤの実施� ��態について図面を参照して説明する。
 図1は、車両用タイヤの断面図、図2(a)は環� �ビードコードの全体図、図2(b)は環状ビード� ��ードの部分を示す斜視図、図3は環状ビード コードの断面図、図4は側線の側面図である� �

 図1に示すように、車両用タイヤ1は、乗用� �用の空気入りタイヤであって、ビードコー� �(環状同芯撚りビードコード)2が通る両側の� �ード部3と各ビード部3からタイヤ半径方向外 向きにのびるサイドウォール部4と、その上� �間を継ぐトレッド部5とを備える。
 また、ビード部3間にカーカス6が架け渡さ� �るとともに、このカーカス6の外側かつトレ� ��ド部5の内方にはベルト層7が周方向に巻装� �れている。

 上記の車両用タイヤ1のビード部3に通さ� �たビードコード2は、図2(a),(b)に示すように� �環状コア11の周囲に、複数(本例では6本)の側 線12からなるシース層13を設けたものであり� �側線12を、環状コア11の輪の外側から輪の中� ��通し、再び輪の外側から輪の中を通すこと� ��より、環状コア11に側線12が、所定の巻き付 けピッチにて螺旋状に巻き付けられている。 なお、本例では、1層のシース層13を有する場 合を例示している。

 環状コア11は、1本のワイヤを環状に曲げ� ��、その両端面同士を突き合わせ溶接により� ��合したものである。この場合、環状コア11� �ワイヤ同士の接合部分の増径を生じさせる� �となく、簡単に接合させることができる。

 環状コア11は、合金鋼ワイヤからなるも� �で、その材質は、0.08~0.27質量%の炭素(C)、0.30 ~2.00質量%のケイ素(Si)、0.50~2.00質量%のマンガ� ��(Mn)及び0.20~2.00質量%のクロム(Cr)を含み、か� ��、アルミニウム(Al)、ニオブ(Nb)、チタン(Ti)� ��びバナジウム(V)がそれぞれ0.001~0.100質量%の� ��囲で少なくとも1種以上含有し、残部が鉄(Fe )及び不可避的に混入してくる不純物からな� �合金鋼である。このような組成であれば、� �金鋼ワイヤを環状に形成して環状コア11とす る際の両端の溶接部における延性低下抑制効 果を得ることができる。

 また、環状コア11は、炭素(C)を0.28~0.56質� �%含む中炭素鋼ワイヤで形成されていてもよ� ��。このような材質のワイヤを用いても、接� ��部の溶接性が高くなるため、環状コア11と� �て必要とされる強度を確保することができ� �。また、環状コア11の表面には、銅合金(例� �ば、真鍮)または亜鉛のめっき処理が施され� ��いてもよい。

 側線12は、例えば、炭素(C)を0.7質量%以上� ��む高炭素鋼ワイヤからなるものである。な� ��、側線12の表面には、銅合金(例えば、真鍮) または亜鉛のめっき処理が施されていてもよ い。

 環状コア11を構成するワイヤの直径(線径) は、側線12のワイヤの直径(線径)以上である� �とが好ましく、例えば、環状コア11のワイヤ の直径は1.5mmであり、側線12のワイヤの直径� �、1.4mmである。

 次に、上記の環状同芯撚りビードコードを� ��造する方法について説明する。
 図3は環状コアを振り子運動させる環状同芯 撚りビードコードの製造装置を示す概念図、 図4は図3の装置の振り子運動の状態を示す概� ��図である。

 図3及び図4に示す製造装置は、環状コア1� ��周方向に回転させるドライビングユニット3 0と、リール33に巻かれた側線12を環状コア11� �巻き付け部に供給する側線12のサプライ部41� ��を有する。

 ドライビングユニット30は、弓形の保持� �ーム31に設置され、駆動モータと連結された 、環状コア11を周方向に回転させる2つのピン チローラ32a,32bを有する。

 上記保持アーム31には、側線12の供給側に 、クランプユニット40を設けている。このク� ��ンプユニット40は、2個のローラ40a,40bからな り、環状コア11の横方向の振れを防止し、安� ��した周方向回転を維持し、側線12の巻き付� �点の位置決めを行い、高い巻き付け性を得� �いる。なお、この例では環状コア11を垂直に して横振れを抑えて、周方向に回転させてい る。

 保持アーム31は、クランプユニット40の部 分を支点にして、回転円盤42とクランクシャ� ��ト43からなる揺動機構50によって振り子運動 するように、スタンド44に揺動可能に設置さ� ��ている。

 保持アーム31に保持された環状コア11は、 振り子運動の周期の一端で、リール33が、環� ��コア11の輪の外に位置し、環状コア11の振り 子運動の周期の他端で、環状コア11の輪の中� ��位置するようにスイングする。

 側線12のサプライ部41には、前後一対の対 向するカセットスタンド52が、保持アーム31� �保持された環状コア11の振り子運動を妨げな い距離をおいて水平に設置され、カセットス タンド52の先端に、環状コア11の面を挟んで� �向するリール受け渡し機構が設けられてい� �。

 サプライ部41は、側線12を巻き取ったリー ル33と、このリール33の外径より少し大きい� �で、且つ少なくともリール内幅に相当する� �筒形状の外周壁を有するカセット53とからな る。リール33は、側線12の巻き面全体を被う� �うにカセット53内に回転可能に収容され、所 謂カートリッジ化されている。

 上記のように構成された装置を用いてビー� ��コードを製造する場合、まず、側線12の始� �を、車両用タイヤ1のゴムと同材質の未加硫� ��ゴムシートによって、保持アーム31に設置� �た環状コア11に仮止めする。
 そして、サプライ部41のリール33を、所定位 置で環状コア11を含む平面であるコア面を横� ��往復させ、環状コア11を、側線12の巻き付け 点となるクランプユニット40を支点にして、� ��り子運動させる。

 これにより、リール33から側線12の巻き付け 点までの距離をほぼ一定に保ち、巻き付けの 際に、リール33から引き出される側線12が緩� �だりせず、一定の張力で側線12が環状コア11� ��螺旋状に巻き付けられる。
 そして、連続して所定回数巻き付けたら、� ��状コア11に仮止めしていた始端を外し、始� �と終端とを金属製スリーブによって連結固� �する。

 このようにすると、環状コア11の周囲に、� �線12が螺旋状に巻き付けられたシース層13を� ��するビードコード2が得られる。
 なお、始端と終端とは、例えば、真鍮製ま� ��は軽量素材製(プラスチック、フッ素樹脂等 )のスリーブによって連結固定しても良い。

 また、リール33に巻かれた側線12は、直径 型付率が20%未満である。すなわち、側線12を� ��状コア11の周りに螺旋状に巻き付けるとき� �側線12の直径型付率が20%未満である。これに より、環状コア11の周りに側線12を巻き付け� �際の巻き付けピッチを所望の値にすること� �でき、巻き付け張力を安定させることがで� �る。そのため、シース層を形成する作業を� �ムースに行うことができ、製造が容易であ� �。

 そして、このように形成されたビードコ� ��ド2を焼鈍して側線12の型付け処理を行う。� ��発明においては、側線12の直径型付率が20%� �上105%以下となるように型付け処理を行う。� ��こで、直径型付率とは、図5に示すように、 ビードコード2の直径(線径)をDとし、型付け� �れた側線12の波高さ(自己径含む)をHとすると 、「直径型付率(%)=H/D×100」で表される。直径 型付率を20%以上、好ましくは50%以上とするこ とで、側線12の形状が環状コア11に対して巻� �付け状態の形状で保持されるため、側線12の 強度利用率を向上させることができる。また 、直径型付率が100%を超えない範囲では、直� �型付率を増加させるほど強度利用率は向上� �る。そのため、直径型付率は100%以下である� ��とが好ましい。但し、直径型付率が100%を超 えても、環状コア11と側線12の隙間にゴムが� �入するため、105%以下であれば強度利用率が� ��きく低下せず良好に保つことができる。

 型付け処理のための焼鈍は、減圧された� ��境下で行なう。例えば、ヘリウムやアルゴ� ��等の不活性ガスを内部の加熱空間に供給可� ��及び加熱空間から排出可能である真空(減圧 )加熱炉を用いて、上記のように形成された� �ードコード2を加熱する。ビードコード2を加 熱炉内に入れる前には加熱炉の加熱空間内に 不活性ガスを供給しておき、ビードコード2� �加熱炉内に入れた後、加熱空間から不活性� �スを強制的に排出して減圧状態または真空� �態とする。その状態でビードコード2を加熱� ��、側線12を低温焼鈍処理する。これにより� �ゴムとの接着性に悪影響を及ぼす側線12の表 面酸化を防止でき、側線12を環状コア11に対� �て巻き付けた形状で型付けすることができ� �。

 また、型付け処理の焼鈍量(温度×時間)は 、車両用タイヤ1のゴムに埋め込まれてタイ� �成型される時の加硫に必要な加熱量(温度×� �間)を超えることが好ましい。これにより、� ��線12の時効硬化を促進させて側線12の強度を 向上させる効果が得られやすくなる。なお、 タイヤ成型される時の加硫に必要な加熱量は 高温側の条件でも170℃×15分であるため、180� �以上の焼鈍温度の場合に時効硬化による強� �向上も期待できる。

 環状コア11及び側線12の少なくとも一方に 真鍮めっき処理が施されている場合には、型 付け処理の焼鈍量は、180℃以上320℃以下の加 熱温度で5分以上120分以下の加熱時間とする� �真鍮めっきがある場合、真鍮に含まれる亜� �の融点(419.6℃)を考慮することが好ましく、� ��付け処理の焼鈍温度は320℃以下が適してい� ��。

 また、環状コア11及び側線12の両方に真鍮 めっき等の銅合金めっき処理または亜鉛めっ き処理が施されていない場合、型付け処理の 焼鈍量は、180℃以上380℃以下の加熱温度で5� �以上120分以下の加熱時間とする。型付け処� �の加熱温度が350℃を超えると側線12自体の軟 化により強度は低下傾向を示すが、側線12の� ��付率は温度の上昇とともに向上するため、� ��れらの両特性が影響を与える強度利用率が� ��下しない限界加熱温度は380℃程度である。

 また、タイヤ成型される時の加硫時と比� ��して、ビードコード2単体の加熱では、加熱 する体積が十分に小さいため、真鍮めっきの 有無にかかわらず、型付け処理の焼鈍時間は 5分以上であれば十分均一に焼鈍できる。

 このように、本実施形態のビードコード2 は、環状コア11に巻き付けられた側線12の直� �型付率が20%以上105%以下であるため、側線12� �強度利用率を向上させることができる。こ� �により、車両用タイヤ1の補強材として使用� ��る際に過大な安全率を見込む必要がなくな� ��、環状コア11及び側線12の径を細くしても強 度を確保することができ、軽量化を図ること ができる。

 また、型付け処理はシース層13を形成し� �後に行うため、環状コア11に側線12を巻き付� ��る際の巻き付けピッチを所望の値にするこ� ��ができ、巻き付け張力を安定させることが� ��きるため、側線12を巻き付ける作業をスム� �スに行うことができ、製造が容易である。

 このようなビードコード2を車両用タイヤ 1に埋め込む際には、加硫促進剤を添加した� �ムシートをビードコード2に貼り付けて、ゴ� ��付きビードコードとする。そして、車両用� ��イヤ1のビード部3にゴム付きビードコード� �組み込み、タイヤ形状とした未加硫ゴム複� �体としてタイヤ成形機に入れる。この後、� �の成形金型を加圧・加硫してタイヤが完成� �る。側線12がめっきされている場合、ゴムシ ートに含まれる硫黄成分が側線12のめっきと� ��応して接着する。

 また、ゴムシートに加硫促進剤を添加せ� ��、金属とゴムとの接着に適した金属ゴム用� ��着剤によってビードコード2とゴムシートと を接着させても良く、この場合、側線12にお� ��るめっきが施されていない場合に有効であ� ��、側線12へゴムシートを確実に固着させる� �とができる。例えば、金属ゴム用接着剤と� �て、ケムロック(登録商標、ロード・ファー� ��イースト・インコーポレイテッド製)を使用 できる。

 このように製造された車両用タイヤ1は、 強度を確保しつつ軽量化が図られた上記のビ ードコード2を用いているため、製造が容易� �、軽量化が可能になり環境に優しいエコタ� �ヤとすることができる。