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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022084351
(43)【公開日】2022-06-07
(54)【発明の名称】ベルト、タイヤ
(51)【国際特許分類】
B60C 9/20 20060101AFI20220531BHJP
B60C 9/00 20060101ALI20220531BHJP
B60C 9/04 20060101ALI20220531BHJP
【ＦＩ】
B60C9/20 E
B60C9/00 J
B60C9/04 D
B60C9/20 G
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020196174
(22)【出願日】2020-11-26
(71)【出願人】
【識別番号】504211429
【氏名又は名称】栃木住友電工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】松岡 映史
【テーマコード（参考）】
3D131
【Ｆターム（参考）】
3D131AA15
3D131AA39
3D131AA45
3D131BA02
3D131BA04
3D131BA18
3D131BC05
3D131BC31
3D131DA44
(57)【要約】 （修正有）
【課題】タイヤに適用した場合に、軽量化し、かつ耐久性を向上できるベルトを提供する。
【解決手段】複数本のスチールワイヤー１０Ａ～１０Ｈと、複数本のスチールワイヤーを埋設するゴム２１とを備えたベルトであって、スチールワイヤーは、単線スチールワイヤーであり、スチールワイヤーの長手方向と垂直な断面が扁平形状を有しており、複数本のスチールワイヤーの長手方向と垂直な、ベルトの断面において、複数本のスチールワイヤーは一列に配列され、長軸Ａ１Ａ～Ａ１Ｈ傾きが異なるスチールワイヤーを含んでおり、複数本のスチールワイヤーのうち、長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にあるスチールワイヤーの本数の割合が５０％以上である。
【選択図】図２
【解決手段】複数本のスチールワイヤー１０Ａ～１０Ｈと、複数本のスチールワイヤーを埋設するゴム２１とを備えたベルトであって、スチールワイヤーは、単線スチールワイヤーであり、スチールワイヤーの長手方向と垂直な断面が扁平形状を有しており、複数本のスチールワイヤーの長手方向と垂直な、ベルトの断面において、複数本のスチールワイヤーは一列に配列され、長軸Ａ１Ａ～Ａ１Ｈ傾きが異なるスチールワイヤーを含んでおり、複数本のスチールワイヤーのうち、長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にあるスチールワイヤーの本数の割合が５０％以上である。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数本のスチールワイヤーと、複数本の前記スチールワイヤーを埋設するゴムとを備えたベルトであって、
前記スチールワイヤーは、単線スチールワイヤーであり、前記スチールワイヤーの長手方向と垂直な断面が扁平形状を有しており、
複数本の前記スチールワイヤーの長手方向と垂直な、前記ベルトの断面において、
複数本の前記スチールワイヤーは一列に配列され、
長軸の傾きが異なる前記スチールワイヤーを含んでおり、
複数本の前記スチールワイヤーのうち、前記長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にある前記スチールワイヤーの本数の割合が５０％以上であるベルト。
前記スチールワイヤーは、単線スチールワイヤーであり、前記スチールワイヤーの長手方向と垂直な断面が扁平形状を有しており、
複数本の前記スチールワイヤーの長手方向と垂直な、前記ベルトの断面において、
複数本の前記スチールワイヤーは一列に配列され、
長軸の傾きが異なる前記スチールワイヤーを含んでおり、
複数本の前記スチールワイヤーのうち、前記長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にある前記スチールワイヤーの本数の割合が５０％以上であるベルト。
【請求項2】
複数本の前記スチールワイヤーのうち、前記長軸の傾きが－７０°以上－３０°未満、または＋３０°より大きく＋７０°以下の範囲にある前記スチールワイヤーの本数の割合が１０％以上５０％以下である請求項１に記載のベルト。
【請求項3】
前記スチールワイヤーは、前記スチールワイヤーの長手方向と垂直な断面において、
前記断面の外形が、第１の直線部と、
前記第１の直線部と対向するように配置された第２の直線部と、
前記第１の直線部と、前記第２の直線部との間を接続する第１の曲線部および第２の曲線部とを有しており、
前記第１の曲線部と、前記第２の曲線部とは対向するように配置され、
前記第１の曲線部と、前記第２の曲線部との間の最大距離を幅Ｗとし、
前記第１の直線部と、前記第２の直線部との間の最大距離を高さＨとした場合に、
前記高さＨの前記幅Ｗに対する割合である扁平率が４９％以上６５％以下である請求項１または請求項２に記載のベルト。
前記断面の外形が、第１の直線部と、
前記第１の直線部と対向するように配置された第２の直線部と、
前記第１の直線部と、前記第２の直線部との間を接続する第１の曲線部および第２の曲線部とを有しており、
前記第１の曲線部と、前記第２の曲線部とは対向するように配置され、
前記第１の曲線部と、前記第２の曲線部との間の最大距離を幅Ｗとし、
前記第１の直線部と、前記第２の直線部との間の最大距離を高さＨとした場合に、
前記高さＨの前記幅Ｗに対する割合である扁平率が４９％以上６５％以下である請求項１または請求項２に記載のベルト。
【請求項4】
前記ゴムの弾性率が５．０ＭＰａ以上１０．０ＭＰａ以下である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のベルト。
【請求項5】
エンズが１５本／５ｃｍ以上４０本／５ｃｍ以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のベルト。
【請求項6】
請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のベルトを含むタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ベルト、タイヤに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１では、トレッド部におけるカーカス層の外周側に、引き揃えられた複数本の単線スチールワイヤを含むベルト層が埋設された空気入りタイヤにおいて、前記単線スチールワイヤが扁平断面形状を有すると共に、前記トレッド部における溝下ゴム厚さが１．０ｍｍ～２．０ｍｍであることを特徴とする空気入りタイヤが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－０５８５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に開示された発明によれば、空気入りタイヤのベルト層の補強コードとして撚りが加えられていない単線スチールワイヤーを使用することで、ベルト層のコートゴムの使用量を減らして空気入りラジアルタイヤの転がり抵抗を低減できるとされている。
【0005】
しかしながら、近年ではタイヤに対して更なる性能向上が求められている。このため、タイヤに関して、例えば転がり抵抗の低減等のための軽量化に加えて、タイヤの耐久性の向上が求められている。そして、タイヤに用いられるベルトについても、タイヤに適用した場合に軽量化し、かつ耐久性を向上できるベルトであることが求められるようになっている。
【0006】
そこで、本開示はタイヤに適用した場合に、軽量化し、かつ耐久性を向上できるベルトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示のベルトは、複数本のスチールワイヤーと、複数本の前記スチールワイヤーを埋設するゴムとを備えたベルトであって、
前記スチールワイヤーは、単線スチールワイヤーであり、前記スチールワイヤーの長手方向と垂直な断面が扁平形状を有しており、
複数本の前記スチールワイヤーの長手方向と垂直な、前記ベルトの断面において、
複数本の前記スチールワイヤーは一列に配列され、
長軸の傾きが異なる前記スチールワイヤーを含んでおり、
複数本の前記スチールワイヤーのうち、前記長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にある前記スチールワイヤーの本数の割合が５０％以上である。
前記スチールワイヤーは、単線スチールワイヤーであり、前記スチールワイヤーの長手方向と垂直な断面が扁平形状を有しており、
複数本の前記スチールワイヤーの長手方向と垂直な、前記ベルトの断面において、
複数本の前記スチールワイヤーは一列に配列され、
長軸の傾きが異なる前記スチールワイヤーを含んでおり、
複数本の前記スチールワイヤーのうち、前記長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にある前記スチールワイヤーの本数の割合が５０％以上である。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、タイヤに適用した場合に、軽量化し、かつ耐久性を向上できるベルトを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。
【0011】
（１）本開示の一態様に係るベルトは、複数本のスチールワイヤーと、複数本の前記スチールワイヤーを埋設するゴムとを備えたベルトであって、
前記スチールワイヤーは、単線スチールワイヤーであり、前記スチールワイヤーの長手方向と垂直な断面が扁平形状を有しており、
複数本の前記スチールワイヤーの長手方向と垂直な、前記ベルトの断面において、
複数本の前記スチールワイヤーは一列に配列され、
長軸の傾きが異なる前記スチールワイヤーを含んでおり、
複数本の前記スチールワイヤーのうち、長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にある前記スチールワイヤーの本数の割合が５０％以上である。
前記スチールワイヤーは、単線スチールワイヤーであり、前記スチールワイヤーの長手方向と垂直な断面が扁平形状を有しており、
複数本の前記スチールワイヤーの長手方向と垂直な、前記ベルトの断面において、
複数本の前記スチールワイヤーは一列に配列され、
長軸の傾きが異なる前記スチールワイヤーを含んでおり、
複数本の前記スチールワイヤーのうち、長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にある前記スチールワイヤーの本数の割合が５０％以上である。
【0012】
既述の様に、スチールワイヤーとして、断面が扁平形状のスチールワイヤーが従来から用いられている。
【0013】
しかし、既述のように、ベルトや、該ベルトを用いたタイヤについてさらなる性能の向上が求められており、タイヤに適用した場合の軽量化と耐久性の向上が求められていた。
【0014】
本発明の発明者は、複数本のスチールワイヤーの長手方向と垂直な断面（以下、「断面」とも記載する）において、扁平形状の複数本のスチールワイヤーを所定の配置としたベルトとすることで、タイヤに適用した場合に軽量化し、かつ耐久性を向上できることを見出した。具体的には、複数本のスチールワイヤーの長手方向と垂直なベルトの断面において以下の２つの条件を満たすことで、タイヤに適用した場合に、軽量化し、かつ耐久性を向上できる。第１の条件としては、ベルトが、上記断面において長軸の傾きが異なるスチールワイヤーを含むことが挙げられる。第２の条件としては、ベルトが含有する複数本のスチールワイヤーのうち、上記断面において長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にあるスチールワイヤーの本数の割合を５０％以上とすることが挙げられる。
【0015】
ベルトが上記２つの条件を充足することで、ベルトをタイヤに適用した場合に軽量化し、かつ耐久性が向上する理由について、本発明の発明者は以下のように推認している。
【0016】
タイヤは、自動車等に装着して使用され、自動車を走行している最中に路面から力を受けることになる。タイヤ内に配置したベルトや、ベルト内のスチールワイヤーについても同様に路面から力を受けることになる。
【0017】
路面は通常完全な平坦面ではなく、例えば小石等により凹凸が形成されている。また、タイヤの空気の充填状況等により、路面とタイヤの接地面との関係も変化する。このため、タイヤを自動車等に装着して走行している場合、該タイヤや、タイヤ内に配置されたスチールワイヤーは、路面側から、タイヤの接地面と鉛直方向の力だけではなく、例えばタイヤの接地面と鉛直方向から水平方向に傾いた力も受ける。
【0018】
扁平形状のスチールワイヤーは直線部を有しており、路面側から該直線部と鉛直方向に力を受けることで、該スチールワイヤーに圧縮応力や引張応力が生じた場合の耐久性を高められる。しかし、上述のようにタイヤを自動車等に装着して走行している場合に、スチールワイヤーはタイヤの接地面と鉛直方向の力だけではなく、例えばタイヤの接地面と鉛直方向から水平方向に傾いた力も受けることになる。
【0019】
そして、上述のようにベルトが、断面において長軸の傾きが異なるスチールワイヤーを含む場合、該ベルトは、上記直線部の傾きが異なるスチールワイヤーを含むことになる。このため、タイヤの接地面と鉛直方向から水平方向に傾いた力が、上記直線部の鉛直方向に当たるスチールワイヤーを含むことになる。その結果、該ベルトを含むタイヤの耐久性を高められると考えられる。さらに、本発明の発明者の検討によれば、複数本のスチールワイヤーのうち、長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にあるスチールワイヤーの本数の割合を５０％以上とすることで、該ベルトを含むタイヤの耐久性を特に高められる。
【0020】
また、ベルトの厚さは、該ベルト内に配置した複数本のスチールワイヤーの厚さの平均値に、該スチールワイヤーを埋設できるように定めた所定のゴム厚さを加えた値に設定できる。既述のようにベルト内に配置した複数本のスチールワイヤーは長軸の傾きが異なるスチールワイヤーを含む。このため、ベルトの厚さ方向に沿った各スチールワイヤーの厚さの平均値が、ベルト内に配置した複数本のスチールワイヤーの厚さの平均値になる。
【0021】
複数本のスチールワイヤーのうち、長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にあるスチールワイヤーの本数の割合が５０％以上の場合、該割合が５０％未満の場合と比較して、ベルト内に配置した複数本のスチールワイヤーの厚さの平均値を抑制できる。その結果、ベルトの厚さも抑制でき、ベルトに含まれるゴムの量を抑制し、ベルトを軽量化できるため、該ベルトを含むタイヤも軽量化できる。
【0022】
（２） 複数本の前記スチールワイヤーのうち、前記長軸の傾きが－７０°以上－３０°未満、または＋３０°より大きく＋７０°以下の範囲にある前記スチールワイヤーの本数の割合が１０％以上５０％以下であってもよい。
【0023】
長軸の傾きが上記範囲にあるスチールワイヤーは、長軸の傾きが０°のスチールワイヤーと比較して、ベルトの厚さ方向に沿って力を加えた際の曲げ剛性が高くなる。このため、ベルトが有する複数本のスチールワイヤーのうち、長軸の傾きが上記範囲にあるスチールワイヤーの本数の割合を１０％以上とすることで、該割合が１０％未満の場合と比較してベルトとしての曲げ剛性を高くできる。なお、ここでの曲げ剛性とは、ベルトの厚さ方向に沿って力を加えた場合の曲げ剛性を意味する。このため、ベルトが、長軸の傾きが上記範囲にあるスチールワイヤーを本数の割合で１０％以上含有する場合、該ベルトに厚さ方向に沿って力が加えられた際の変形を抑制できる。また、該ベルトをタイヤに適用した場合についても、タイヤ内で該ベルトに厚さ方向に沿って力が加えられた際の変形を抑制できる。このため、該ベルトが繰り返し変形し、該ベルトや、該ベルトを含むタイヤが破損等することを抑制できる。
【0024】
長軸の傾きが上記範囲にあるスチールワイヤーの本数の割合を５０％以下とすることで、上記断面における長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にあるスチールワイヤーの本数の割合を確保できる。このため、該ベルトを含むタイヤの耐久性を高めることができる。また、ベルトを軽量化し、該ベルトを含むタイヤも軽量化できる。
【0025】
（３） 前記スチールワイヤーは、前記スチールワイヤーの長手方向と垂直な断面において、
前記断面の外形が、第１の直線部と、
前記第１の直線部と対向するように配置された第２の直線部と、
前記第１の直線部と、前記第２の直線部との間を接続する第１の曲線部および第２の曲線部とを有しており、
前記第１の曲線部と、前記第２の曲線部とは対向するように配置され、
前記第１の曲線部と、前記第２の曲線部との間の最大距離を幅Ｗとし、
前記第１の直線部と、前記第２の直線部との間の最大距離を高さＨとした場合に、
前記高さＨの前記幅Ｗに対する割合である扁平率が４９％以上６５％以下であってもよい。
前記断面の外形が、第１の直線部と、
前記第１の直線部と対向するように配置された第２の直線部と、
前記第１の直線部と、前記第２の直線部との間を接続する第１の曲線部および第２の曲線部とを有しており、
前記第１の曲線部と、前記第２の曲線部とは対向するように配置され、
前記第１の曲線部と、前記第２の曲線部との間の最大距離を幅Ｗとし、
前記第１の直線部と、前記第２の直線部との間の最大距離を高さＨとした場合に、
前記高さＨの前記幅Ｗに対する割合である扁平率が４９％以上６５％以下であってもよい。
【0026】
スチールワイヤーの扁平率を４９％以上とすることで、該スチールワイヤーを扁平化する際に、スチールワイヤーに加える加工量を抑制できるため、スチールワイヤーの耐久性を特に高めることができるからである。
【0027】
スチールワイヤーは、例えば長手方向と垂直な断面が円形状である加工前スチールワイヤーを圧延ローラー等で加圧、圧延することで、所定の形状に加工できる。このため、上記加工量とは、加工前スチールワイヤーから所定の形状にするまでの加工量、すなわち変形量を意味する。
【0028】
扁平率を６５％以下とすることで特にスチールワイヤーの厚さを抑制でき、ベルトの厚さを抑制し、ベルトや、該ベルトを用いたタイヤを特に軽量にできる。
【0029】
（４） 前記ゴムの弾性率が５．０ＭＰａ以上１０．０ＭＰａ以下であってもよい。
【0030】
ゴムの弾性率を５．０ＭＰａ以上とすることで、該ベルトをタイヤに適用した場合に、乗り心地を向上できると考えられる。
【0031】
ゴムの弾性率を１０．０ＭＰａ以下とすることで、力が加えられた際のベルトの変形を抑制し、ベルトや、該ベルトを用いたタイヤの耐久性を特に高めることができる。
【0032】
（５） エンズが１５本／５ｃｍ以上４０本／５ｃｍ以下であってもよい。
【0033】
ベルトのエンズを１５本／５ｃｍ以上とすることで、ベルトや、該ベルトを用いたタイヤの耐久性を特に高められる。ベルトのエンズを４０本／５ｃｍ以下とすることでコード間のゴム量を確保でき、該ベルトを用いたタイヤについて乗り心地を向上できる。
【0034】
（６） 本開示の一態様に係るタイヤは、（１）～（５）のいずれかに記載のベルトを含むことができる。
【0035】
（１）～（５）のいずれかに記載のベルトに用いたスチールワイヤーは、該スチールワイヤーの長手方向と垂直な断面が扁平形状である。また、上記ベルトにおいては、スチールワイヤーの長軸の傾きが所定の範囲にある。このため、既述の様にベルトの厚さを薄くでき、ベルトや、ベルトを用いたタイヤを軽量化できる。
【0036】
また、本開示の一態様に係るタイヤは既述のベルトを含むため、耐久性を向上できる。
【0037】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の一実施形態（以下「本実施形態」と記す）に係るベルト、タイヤの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
本開示の一実施形態（以下「本実施形態」と記す）に係るベルト、タイヤの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【0038】
〔ベルト〕
本実施形態のベルトは、複数本のスチールワイヤーと、複数本のスチールワイヤーを埋設するゴムとを備えることができる。
本実施形態のベルトが有するスチールワイヤーは、単線スチールワイヤーである。そして、該スチールワイヤーの長手方向と垂直な断面が扁平形状を有しており、複数本のスチールワイヤーの長手方向と垂直な、ベルトの断面において、複数本のスチールワイヤーを一列に配列できる。
本実施形態のベルトは、複数本のスチールワイヤーの長手方向と垂直な、ベルトの断面において、長軸の傾きが異なるスチールワイヤーを含んでいる。そして、複数本のスチールワイヤーのうち、長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にあるスチールワイヤーの本数の割合を５０％以上とすることができる。
本実施形態のベルトは、複数本のスチールワイヤーと、複数本のスチールワイヤーを埋設するゴムとを備えることができる。
本実施形態のベルトが有するスチールワイヤーは、単線スチールワイヤーである。そして、該スチールワイヤーの長手方向と垂直な断面が扁平形状を有しており、複数本のスチールワイヤーの長手方向と垂直な、ベルトの断面において、複数本のスチールワイヤーを一列に配列できる。
本実施形態のベルトは、複数本のスチールワイヤーの長手方向と垂直な、ベルトの断面において、長軸の傾きが異なるスチールワイヤーを含んでいる。そして、複数本のスチールワイヤーのうち、長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にあるスチールワイヤーの本数の割合を５０％以上とすることができる。
【0039】
【0040】
本実施形態のベルトが有する各部材についてまず説明する。
（１）ベルトが有する各部材について
（スチールワイヤー）
図１に本実施形態のベルトで好適に用いることができるスチールワイヤー１０の長手方向と垂直な面での断面図を示す。
（１）ベルトが有する各部材について
（スチールワイヤー）
図１に本実施形態のベルトで好適に用いることができるスチールワイヤー１０の長手方向と垂直な面での断面図を示す。
【0041】
スチールワイヤー１０は既述のように単線スチールワイヤー、すなわち１本のワイヤーである。スチールワイヤー１０は、長手方向に沿って捩り加工が施されていないことが好ましい。すなわち、スチールワイヤー１０はストレートスチールワイヤーであることが好ましい。
【0042】
図１に示すようにスチールワイヤー１０は長手方向と垂直な断面において、扁平形状を有することができる。扁平形状とは、例えば幅よりも高さが短く、平たい形状であることを意味する。
【0043】
スチールワイヤーはベルトのゴム内に配置できる。ベルトは、ゴム内に一列に配列したスチールワイヤーを埋め込めるように厚さを選択できるため、スチールワイヤーの断面の形状を扁平形状とし、スチールワイヤーの厚さを抑制することで、ベルトの厚さも抑制できる。従って、断面の形状が扁平形状のスチールワイヤーとすることで、例えば同一の断面積を有する円形状のスチールワイヤーを用いた場合と比較して、ベルトに含まれるゴムの量を抑制できる。このため、断面の形状が扁平形状のスチールワイヤーとすることでベルトを軽量化でき、該ベルトを含むタイヤも軽量化できる。
【0044】
図１に示すように、スチールワイヤー１０は、該スチールワイヤー１０の長手方向と垂直な断面において、該断面の外形が、第１の直線部１１と、第１の直線部１１と対向するように配置された第２の直線部１２とを有する。また、本実施形態のスチールワイヤー１０の断面の外形は、第１の直線部１１と第２の直線部１２との間を接続する第１の曲線部１３および第２の曲線部１４を有することができる。
【0045】
第１の直線部１１と、第２の直線部１２とは図１に示すように平行であることが好ましい。なお、ここでいう平行とは厳密な意味での平行を意味するものではなく、該２本の直線部が並列に配置されていることを意味する。
【0046】
図１に示すように、第１の曲線部１３と、第２の曲線部１４とは対向するように配置される。第１の曲線部１３、および第２の曲線部１４はそれぞれ、第１の直線部１１の端部と第２の直線部１２の端部との間を接続するように構成されていればよく、その形状は特に限定されない。例えば図１に示すように、第１の曲線部１３、および第２の曲線部１４はそれぞれ、スチールワイヤー１０の外側に凸の曲線形状とすることができる。
【0047】
そして、第１の直線部１１と、第２の直線部１２との間に、両直線部からの距離が等しくなるように引いた直線が、長軸Ａ１となる。第１の曲線部１３と、第２の曲線部１４からの距離が等しくなるように引いた直線が短軸Ａ２となる。長軸Ａ１と短軸Ａ２との交点が中心Ｏとなる。
【0048】
スチールワイヤー１０の、第１の曲線部１３と、第２の曲線部１４との間の最大距離である、スチールワイヤー１０の幅Ｗの具体的なサイズは特に限定されない。スチールワイヤー１０の幅Ｗは例えば、０．６ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．７ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることがより好ましい。スチールワイヤー１０の幅Ｗを０．６ｍｍ以上とすることで、該スチールワイヤーの耐久面での強度を特に高めることができるからである。
【0049】
第１の曲線部１３と、第２の曲線部１４との間の最大距離とは、最も長くなる部分での第１の曲線部１３と、第２の曲線部１４との間の距離を意味している。
【0050】
スチールワイヤー１０の幅Ｗは、スチールワイヤーの断面形状のばらつきの影響を避けるため、スチールワイヤーの長手方向と垂直な複数の断面において測定した値の平均値であることが好ましい。スチールワイヤー１０の幅Ｗは、例えばスチールワイヤーの長手方向と垂直な３つの断面における測定値の平均値であることがより好ましい。スチールワイヤーの長手方向と垂直な複数の断面において第１の曲線部１３と、第２の曲線部１４との間の最大距離である幅Ｗを測定し、平均値を算出する場合、隣接する断面間の距離を十分にとることが好ましい。スチールワイヤーの試験片の長さにもよるが、例えば隣接する断面間の距離は１ｃｍ以上５ｃｍ以下であることが好ましい。
【0051】
スチールワイヤー１０の第１の直線部１１と、第２の直線部１２との間の最大距離である、スチールワイヤー１０の高さＨの具体的なサイズは特に限定されないが、０．３ｍｍ以上であることが好ましく、０．４ｍｍ以上であることがより好ましい。
【0052】
第１の直線部１１と、第２の直線部１２との間の最大距離とは、最も長くなる部分での第１の直線部１１と、第２の直線部１２との間の距離を意味している。
【0053】
これはスチールワイヤーの高さＨを０．３ｍｍ以上とすることで、該スチールワイヤーの強度を特に高めることができるからである。
【0054】
スチールワイヤーの高さＨの上限は特に限定されないが、例えば１．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．７ｍｍ以下であることがより好ましい。これはスチールワイヤーの高さＨを１．０ｍｍ以下とすることで、該スチールワイヤーを含むベルトの厚さ、さらにはベルトに含まれるゴムの量を抑制できる。このため、該スチールワイヤーを用いたベルトや、該ベルトを含むタイヤを軽量化できるからである。
【0055】
高さＨについても、幅Ｗの場合と同様にスチールワイヤーの長手方向と垂直な複数の断面において測定した値の平均値であることが好ましい。特に高さＨは、スチールワイヤーの長手方向と垂直な３つの断面における測定値の平均値であることがより好ましい。スチールワイヤーの長手方向と垂直な３つの断面において高さＨを測定し、平均値を算出する場合、スチールワイヤーの試験片の長さにもよるが、隣接する断面間の距離が１ｃｍ以上５ｃｍ以下であることが好ましい。
【0056】
スチールワイヤー１０は、その扁平率は特に限定されないが、扁平率は４９％以上６５％以下であることが好ましい。なお、扁平率は第１の直線部１１と、第２の直線部１２との間の最大距離である高さＨの、第１の曲線部１３と、第２の曲線部１４との間の最大距離である幅Ｗに対する割合であり、（扁平率（％））＝Ｈ／Ｗ×１００により算出できる。
【0057】
本発明の発明者の検討によれば、扁平率を４９％以上とすることで、該スチールワイヤーを扁平化する際に、スチールワイヤーに加える加工量を抑制できるため、スチールワイヤーの耐久性を特に高めることができるからである。
【0058】
扁平率を６５％以下とすることで特にスチールワイヤーの厚さを抑制でき、ベルトの厚さを抑制し、ベルトや、該ベルトを用いたタイヤを特に軽量にできる。
【0059】
扁平率は、５０％以上６０％以下であることがより好ましい。
【0060】
スチールワイヤー１０の材料は特に限定されないが、スチールワイヤーは、例えば図１中に示したように、鋼線１０１と、鋼線１０１の表面にめっき膜１０２を配置した構成を有することができる。
【0061】
鋼線１０１としては高炭素鋼線を好適に用いることができる。
【0062】
また、めっき膜１０２としては、例えば金属成分がＣｕ（銅）と、Ｚｎ（亜鉛）とのみからなるめっき膜、すなわちブラスめっき膜とすることもできるが、Ｃｕと、Ｚｎ以外の金属成分をさらに含有することもできる。めっき膜は例えば、金属成分としてＣｏ（コバルト）、およびＮｉ（ニッケル）から選択された１種類以上の元素をさらに含むこともできる。
【0063】
すなわち、スチールワイヤーは、例えばＣｕおよびＺｎを含むブラスめっき膜を有することができる。また、上記ブラスめっき膜は、さらにＣｏ、およびＮｉから選択された１種類以上の元素を含有することもできる。なお、ブラスめっき膜は上述のように例えば鋼線の表面に配置することができる。
【0064】
スチールワイヤーが、ＣｕおよびＺｎを含むブラスめっき膜を有することで、該スチールワイヤーをゴムにより被覆、加硫してベルトや、タイヤとした場合に、スチールワイヤーとゴムとの界面よりもゴム側にＣｕ２Ｓを含有する接着層を形成できる。なお、ＺｎはＣｕ２Ｓの生成を促進する働きを有する。該接着層が形成されることで、スチールワイヤーとゴムとの接着力を高め、特に耐久性に優れたベルト、タイヤとすることができる。
【0065】
また、ＣｏおよびＮｉは、イオン化傾向がＺｎより大きい。このため、ブラスめっき膜がＣｏおよびＮｉから選択された１種類以上の元素をさらに含有することで、上記ＣｏおよびＮｉから選択された１種類以上の元素が犠牲防食として機能し、あるいはＣｕとＺｎの合成電位を貴にし、ブラスめっき膜の耐食性を高められる。その結果、スチールワイヤーとゴムとの接着力をさらに高め、ベルトやタイヤの耐久性をさらに高めることができる。
（ゴム）
ベルトのゴムは、ゴムの組成物を成形し、必要に応じて加硫することで製造できる。
（ゴム）
ベルトのゴムは、ゴムの組成物を成形し、必要に応じて加硫することで製造できる。
【0066】
ゴムの具体的な組成は本実施形態のベルトを適用するタイヤの用途や、タイヤに要求される特性等に応じて選択することができ、特に限定されない。ゴムは、例えばゴム成分と、硫黄と、加硫促進剤とを含むことができる。
【0067】
ゴム成分は、ゴム成分中、例えば天然ゴム（ＮＲ：ｎａｔｕｒａｌ ｒｕｂｂｅｒ）、およびイソプレンゴム（ＩＲ：ｉｓｏｐｒｅｎｅ ｒｕｂｂｅｒ）から選択された１種類以上を６０質量％以上含むことが好ましく、７０質量％以上含むことがより好ましく、１００質量％含むことさらに好ましい。
【0068】
これは、ゴム成分中の天然ゴム、およびイソプレンゴムから選択された１種類以上のゴムの割合を、６０質量％以上とすることで、ベルトや、タイヤの破断強度を高めることができ、好ましいからである。
【0069】
天然ゴムや、イソプレンゴムと混用して用いるゴム成分としては、例えばスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、エチレン－プロピレン－ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、アクリロニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）から選択された１種類以上を挙げることができる。
【0070】
硫黄としては特に限定されないが、例えばゴム工業において加硫剤として一般的に用いられる硫黄を用いることができる。
【0071】
ゴムの硫黄の含有量は特に限定されないが、ゴム成分１００質量部に対して例えば５質量部以上８質量部以下とするのが好ましい。
【0072】
これは、ゴム成分１００質量部に対する、硫黄の割合を５質量部以上とすることで、得られるゴムの架橋密度を高め、特にスチールコードとゴムとの接着力を高めることができるからである。また、ゴム成分１００質量部に対する、硫黄の割合を８質量部以下とすることで、硫黄をゴム内に特に均一に分散させることができ、またブルーミングが生じることを抑制できるため、好ましいからである。
【0073】
加硫促進剤についても特に限定されないが、例えばＮ，Ｎ′－ジシクロヘキシル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ－シクロヘキシル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチル－２－ベンゾチアゾリルスフェンアミド、Ｎ－オキシジエチレン－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系促進剤が好適に用いられる。また、所望により、２－メルカプトベンゾチアゾール、ジ－２－ベンゾチアゾリルジスルフィド等のチアゾール系促進剤や、テトラベンジルチラウムジスルフィド、テトラメチルチラウムジスルフィド、テトラエチルチラウムジスルフィド、テトラキス（２－エチルヘキシル）チラウムジスルフィド、テトラメチルチラウムモノスルフィド等のチラウム系促進剤を用いてもよい。
【0074】
本実施形態のベルトに用いるゴム組成物は、これら各成分を、常法により混練りし、熱入れおよび押し出しすることにより製造することができる。
【0075】
また、本実施形態のベルトのゴムは、コバルト単体、およびコバルトを含有する化合物から選択された１種類以上を含有することが好ましい。
【0076】
コバルトを含有する化合物としては、有機酸コバルトや、無機酸コバルトを挙げることができる。
【0077】
有機酸コバルトとしては例えば、ナフテン酸コバルト、ステアリン酸コバルト、ネオデカン酸コバルト、ロジン酸コバルト、バーサチック酸コバルト、トール油酸コバルト等から選択された１種類以上を好ましく用いることができる。なお、有機酸コバルトは有機酸の一部をホウ酸で置き換えた複合塩でもよい。
【0078】
無機酸コバルトとしては例えば、塩化コバルト、硫酸コバルト、硝酸コバルト、リン酸コバルト、クロム酸コバルトから選択された１種類以上を好ましく用いることができる。
【0079】
特に、本実施形態のベルトのゴムは、有機酸コバルトを含有することがより好ましい。これは、有機酸コバルトを含有することで、スチールワイヤーと、ゴムとの初期接着性能を特に向上させることができるからである。なお、初期接着性能とは、タイヤの製造時等に、加硫を行った直後のスチールワイヤーと、ゴムとの接着性能を意味する。
【0080】
また、本発明の発明者の検討によれば、コバルトをゴムに添加することで、接着層中のＣｕ２Ｓの割合を高めることができ、スチールワイヤーとゴムとの接着力を高めることができる。そして、添加するコバルトとして、有機酸コバルトを用いた場合、その傾向が顕著なものとなる。このため、本実施形態のベルトのゴムは、コバルト、特に有機酸コバルトを含有することが好ましく、それにより特に耐久性に優れたベルトやタイヤとすることができる。
【0081】
また、ゴムは上記ゴム成分や、硫黄、加硫促進剤、コバルト等以外に任意の成分を含むことができる。ゴムは、例えば補強剤（カーボンブラック、シリカ等）、ワックス、老化防止剤などの周知のゴム用の添加剤を含有することもできる。
【0082】
本実施形態のベルトに用いるゴムの弾性率は特に限定されないが、例えば５．０ＭＰａ以上１０．０ＭＰａ以下であることが好ましく、６．０ＭＰａ以上９．０ＭＰａ以下であることがより好ましい。
【0083】
ゴムの弾性率を５．０ＭＰａ以上とすることで、該ベルトをタイヤに適用した場合に、乗り心地を向上できると考えられる。
【0084】
ゴムの弾性率を１０．０ＭＰａ以下とすることで、力が加えられた際のベルトの変形を抑制し、ベルトや、該ベルトを用いたタイヤの耐久性を特に高めることができる。
【0085】
ゴムの弾性率は、ゴムの粘弾性を示す指標である。ゴムの弾性率は、複素弾性率や動的粘弾性とも呼ばれる。ゴムの弾性率は、東洋精機社製のスペクトロメータを用いて、幅５ｍｍ、厚さ２ｍｍ、長さ２０ｍｍの試験片につき、初期荷重１５０ｇ、振動数５０Ｈｚ、動的歪１％、温度７０℃にて測定した数値を言う。ゴムの弾性率は、用いるゴム組成物の種類、配合等により調整できる。
（２）ベルトの構造について
本実施形態のベルト２０は、図２に示すように、複数本のスチールワイヤー１０と、スチールワイヤー１０を埋設するゴム２１とを有することができる。図２に示すように、スチールワイヤー１０は、断面が扁平形状を有している。図２中、紙面と垂直なＸ軸方向がスチールワイヤー１０の長手方向である。図２中、ベルトの幅方向に当たるＹ軸方向に沿って一列に複数本のスチールワイヤー１０が配列されている。図２中、Ｚ軸方向がベルト２０の厚さ方向になる。
（２）ベルトの構造について
本実施形態のベルト２０は、図２に示すように、複数本のスチールワイヤー１０と、スチールワイヤー１０を埋設するゴム２１とを有することができる。図２に示すように、スチールワイヤー１０は、断面が扁平形状を有している。図２中、紙面と垂直なＸ軸方向がスチールワイヤー１０の長手方向である。図２中、ベルトの幅方向に当たるＹ軸方向に沿って一列に複数本のスチールワイヤー１０が配列されている。図２中、Ｚ軸方向がベルト２０の厚さ方向になる。
【0086】
既述の様に、スチールワイヤーとして、断面が扁平形状のスチールワイヤーが従来から用いられている。
【0087】
しかし、既述のように、ベルトや、該ベルトを用いたタイヤについてさらなる性能の向上が求められており、タイヤに適用した場合の軽量化と耐久性の向上が求められていた。
【0088】
本発明の発明者は、複数本のスチールワイヤーの長手方向と垂直な断面において、扁平形状の複数本のスチールワイヤーを所定の配置としたベルトとすることで、タイヤに適用した場合に軽量化し、かつ耐久性を向上できることを見出した。具体的には、複数本のスチールワイヤーの長手方向と垂直なベルトの断面において以下の２つの条件を満たすことで、タイヤに適用した場合に、軽量化し、かつ耐久性を向上できる。第１の条件としては、ベルトが、上記断面において長軸の傾きが異なるスチールワイヤーを含むことが挙げられる。第２の条件としては、ベルトが、複数本のスチールワイヤーのうち、上記断面において長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にあるスチールワイヤーの本数の割合を５０％以上とすることが挙げられる。
【0089】
ベルトが上記２つの条件を充足することで、ベルトをタイヤに適用した場合に軽量化し、かつ耐久性が向上する理由について、本発明の発明者は以下のように推認している。
【0090】
タイヤは、自動車等に装着して使用され、自動車を走行している最中に路面から力を受けることになる。タイヤ内に配置したベルトや、ベルト内のスチールワイヤーについても同様に路面から力を受けることになる。
【0091】
路面は通常完全な平坦面ではなく、例えば小石等により凹凸が形成されている。また、タイヤの空気の充填状況等により、路面とタイヤの接地面との関係も変化する。このため、タイヤを自動車等に装着して走行している場合、該タイヤや、タイヤ内に配置されたスチールワイヤーは、路面側から、タイヤの接地面と鉛直方向の力だけではなく、例えばタイヤの接地面と鉛直方向から水平方向に傾いた力も受ける。
【0092】
既述のように扁平形状のスチールワイヤーは第１の直線部１１、第２の直線部１２を有しており、路面側から該直線部と鉛直方向に力を受けることで、該スチールワイヤーに圧縮応力や引張応力が生じた場合の耐久性を高められる。
【0093】
しかし、上述のようにタイヤを自動車等に装着して走行している場合に、スチールワイヤーはタイヤの接地面と鉛直方向の力だけではなく、例えばタイヤの接地面と鉛直方向から水平方向に傾いた力も受けることになる。
【0094】
そして、上述のようにベルトが、断面において長軸の傾きが異なるスチールワイヤーを含む場合、該ベルトは、上記直線部の傾きが異なるスチールワイヤーを含むことになる。このため、タイヤの接地面と鉛直方向から水平方向に傾いた力が、上記直線部の鉛直方向に当たるスチールワイヤーを含むことになる。その結果、該ベルトを含むタイヤの耐久性を高められると考えられる。
【0095】
さらに、本発明の発明者の検討によれば、複数本のスチールワイヤーのうち、長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にあるスチールワイヤーの本数の割合を５０％以上とすることで、該ベルトを含むタイヤの耐久性を特に高められる。
【0096】
また、ベルト２０の厚さは、該ベルト２０内に配置した複数本のスチールワイヤー１０の厚さの平均値に、該スチールワイヤー１０を埋設できるように定めた所定のゴム厚さを加えた値に設定できる。既述のようにベルト２０内に配置した複数本のスチールワイヤー１０は長軸の傾きが異なるスチールワイヤーを含む。このため、ベルト２０の厚さ方向に沿った各スチールワイヤー１０の厚さの平均値が、ベルト２０内に配置した複数本のスチールワイヤー１０の厚さの平均値になる。
【0097】
スチールワイヤー１０のベルト２０の厚さ方向に沿った各スチールワイヤーの厚さとは、図２のスチールワイヤー１０Ｂの場合、スチールワイヤー１０Ｂのベルト２０の厚さ方向、すなわち図２中のＺ軸方向の最下端部と、最上端部との間の距離Ｄ１０Ｂに相当する。
【0098】
複数本のスチールワイヤーのうち、長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にあるスチールワイヤーの本数の割合が５０％以上の場合、該割合が５０％未満の場合と比較して、ベルト内に配置した複数本のスチールワイヤーの厚さの平均値を抑制できる。その結果、ベルトの厚さも抑制でき、ベルト２０に含まれるゴムの量を抑制し、ベルト２０を軽量化できるため、該ベルトを含むタイヤも軽量化できる。
【0099】
複数本のスチールワイヤーのうち、上記断面における、長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にあるスチールワイヤーの本数の割合は、上述のように５０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましい。
【0100】
また、複数本のスチールワイヤーのうち、上記断面における長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にあるスチールワイヤーの本数の割合は、９０％以下であることが好ましく、８０％以下であることがより好ましい。長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にあるスチールワイヤーの本数の割合を９０％以下とすることで、後述する長軸の傾きが－７０°以上－３０°未満、または＋３０°より大きく＋７０°以下の範囲のスチールワイヤーの本数を十分に確保できる。このため、後述するように、ベルトに厚さ方向に沿って力が加えられた際の変形も抑制できる。
【0101】
ベルトにおけるスチールワイヤーの長軸の傾きの測定に当たっては、まず測定を行うベルトを平坦面上に押し付けて配置する。具体的には例えば、図２に示すように、ベルト２０を平坦面Ｐ上に押し付け、平坦面Ｐに沿うように配置する。この際、ベルト２０の平坦面Ｐと接する一方の面２０Ａと反対側に位置する他方の面２０Ｂ上に重り（荷重）等を配置し、ベルト２０全体を平坦面Ｐに押し付けることが好ましい。重りの重量は特に限定されないが、例えばベルト２０の他方の面２０Ｂの面積１００ｃｍ２当たり、２ｋｇ以上１０ｋｇ以下の重りを配置することが好ましい。ベルト２０の他方の面２０Ｂの面積１００ｃｍ２当たりの重りの重量を２ｋｇ以上とすることで、ベルトを平坦面Ｐに均一に押し付けることができ、１０ｋｇ以下とすることで、ベルトが重りにより過度に変形することを抑制できる。重りはベルト２０の他方の面２０Ｂ全体を均一に押圧することが好ましい。
【0102】
次いで、ベルト２０が有するスチールワイヤー１０の配列方向の両端部に位置するスチールワイヤー１０Ａの中心Ｏ１０Ａと、スチールワイヤー１０Ｈの中心Ｏ１０Ｈとの間を結ぶ直線である基準軸Ｌ２０を引く。
【0103】
スチールワイヤー１０Ａ、１０Ｈの中心Ｏ１０Ａ、Ｏ１０Ｈは、それぞれのスチールワイヤーの長手方向と垂直な断面における長軸Ａ１と短軸Ａ２（図１を参照）との交点になる。
【0104】
そして、基準軸Ｌ２０を基準として、各スチールワイヤーの長軸の傾きを求めることができる。例えばスチールワイヤー１０Ｂの場合、基準となる基準軸Ｌ２０と、スチールワイヤー１０Ｂの長軸Ａ１Ｂとが形成する角度θＢが、長軸Ａ１Ｂの傾きとなる。同様にして、スチールワイヤー１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｈは、それぞれの長軸Ａ１Ｃ、Ａ１Ｄ、Ａ１Ｅ、Ａ１Ｆ、Ａ１Ｈが基準軸Ｌ２０との間で形成する角度θＣ、θＤ、θＥ，θＦ、θＨが、各長軸の傾きとなる。
【0105】
スチールワイヤー１０Ａ、スチールワイヤー１０Ｇにおいては、長軸Ａ１Ａ、長軸Ａ１Ｇが、基準軸Ｌ２０と平行であるため、長軸の傾きは０となる。各長軸の傾きは－９０°以上＋９０°以下の範囲となる部分で測定できる。例えば、図２中の長軸Ａ１Ｃのように、基準軸Ｌ２０よりも該長軸が反時計回りに、すなわち左回り方向に回転させた位置にある場合には該長軸の傾きはマイナスとなる。また、図２中の長軸Ａ１Ｂのように、基準軸Ｌ２０よりも該長軸が時計回りに、すなわち右回り方向に回転させた位置にある場合には該長軸の傾きはプラスとなる。
【0106】
図２に示した場合と異なり、基準軸Ｌ２０が長軸の傾きの測定を行うスチールワイヤーの中心を通らない場合、基準軸Ｌ２０と平行で、かつ長軸の傾きの測定を行うスチールワイヤーの中心を通る直線を引き、該直線を基準として同様に長軸の傾きを求められる。
【0107】
本実施形態のベルトは、上記断面において、複数本のスチールワイヤーのうち、長軸の傾きが－７０°以上－３０°未満、または＋３０°より大きく＋７０°以下の範囲にあるスチールワイヤーの本数の割合が１０％以上５０％以下であることが好ましく、２５％以上４５％以下であることがより好ましい。
【0108】
長軸の傾きが上記範囲にあるスチールワイヤーは、長軸の傾きが０°のスチールワイヤーと比較して、ベルトの厚さ方向に沿って力を加えた際の曲げ剛性が高くなる。このため、本実施形態のベルトが有する複数本のスチールワイヤーのうち、長軸の傾きが上記範囲にあるスチールワイヤーの本数の割合を１０％以上とすることで、該割合が１０％未満の場合と比較してベルトとしての曲げ剛性を高くできる。なお、ここでの曲げ剛性とは、ベルトの厚さ方向に沿って力を加えた場合の曲げ剛性を意味する。このため、本実施形態のベルトが、長軸の傾きが上記範囲にあるスチールワイヤーを本数の割合で１０％以上含有する場合、該ベルトに厚さ方向に沿って力が加えられた際の変形を抑制できる。また、該ベルトをタイヤに適用した場合についても、タイヤ内で該ベルトに厚さ方向に沿って力が加えられた際の変形を抑制できる。このため、該ベルトが繰り返し変形し、該ベルトや、該ベルトを含むタイヤが破損等することを抑制できる。
【0109】
長軸の傾きが上記範囲にあるスチールワイヤーの本数の割合を５０％以下とすることで、上記断面における長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下の範囲にあるスチールワイヤーの本数の割合を確保できる。このため、該ベルトを含むタイヤの耐久性を高めることができる。また、ベルトを軽量化し、該ベルトを含むタイヤも軽量化できる。
【0110】
本実施形態のベルトが有するスチールワイヤーの本数は特に限定されず、該ベルトや、該ベルトを用いるタイヤに要求される性能等に応じて選択できる。ここで、本実施形態のベルトのスチールワイヤーの長手方向と垂直な断面における、ベルトの５ｃｍの幅あたりに存在するスチールワイヤーの本数をエンズとする。この場合、エンズは、例えば１５本／５ｃｍ以上４０本／５ｃｍ以下であることが好ましく、２０本／５ｃｍ以上３５本／５ｃｍ以下であることがより好ましい。
【0111】
本実施形態のベルトのエンズを１５本／５ｃｍ以上とすることで、該ベルトや、該ベルトを用いたタイヤの耐久性を特に高められる。４０本／５ｃｍ以下とすることでコード間のゴム量を確保することで、該ベルトを用いたタイヤについて乗り心地を向上できる。
【0112】
〔タイヤ〕
次に、本実施形態におけるタイヤについて図３に基き説明する。
次に、本実施形態におけるタイヤについて図３に基き説明する。
【0113】
本実施形態のタイヤは、既述のベルトを含むことができる。
【0114】
図３は、本実施形態のタイヤ３１の周方向と垂直な面での断面図を示している。図３ではＣＬ（センターライン）よりも左側部分のみを示しているが、ＣＬを対称軸として、ＣＬの右側にも連続して同様の構造を有している。
【0115】
図３に示すように、タイヤ３１は、トレッド部３２と、サイドウォール部３３と、ビード部３４とを備えている。
【0116】
トレッド部３２は、路面と接する部位である。ビード部３４は、トレッド部３２よりタイヤ３１の内径側に設けられている。ビード部３４は、車両のホイールのリムに接する部位である。サイドウォール部３３は、トレッド部３２とビード部３４とを接続している。トレッド部３２が路面から衝撃を受けると、サイドウォール部３３が弾性変形し、衝撃を吸収する。
【0117】
タイヤ３１は、インナーライナー３５と、カーカス３６と、ベルト層３７と、ビードワイヤー３８とを備えている。
【0118】
インナーライナー３５は、ゴムで構成されており、タイヤ３１とホイールとの間の空間を密閉する。
【0119】
カーカス３６は、タイヤ３１の骨格を形成している。カーカス３６はポリエステル、ナイロン、レーヨンなどの有機繊維あるいはスチールワイヤーと、ゴムと、により構成されている。カーカス３６に既述のベルト２０を用いることもできる。
【0120】
ビードワイヤー３８は、ビード部３４に設けられている。ビードワイヤー３８は、カーカスに作用する引っ張り力を受け止める。
【0121】
ベルト層３７は、カーカス３６を締め付けて、トレッド部３２の剛性を高めている。図３に示した例では、タイヤ３１は２層のベルト層３７を有している。
【0122】
【0123】
既述のベルト２０に用いたスチールワイヤー１０は、長手方向と垂直な断面が扁平形状である。また、ベルト２０においては、スチールワイヤー１０の長軸の傾きが所定の範囲にある。このため、既述の様にベルト２０の厚さを薄くでき、ベルト２０や、ベルト２０を用いたタイヤ３１を軽量化できる。
【0124】
また、タイヤ３１は既述のベルト２０を含むため、耐久性を向上できる。
【0125】
図３には、２層のベルト層３７を有するタイヤ３１を示したが、係る形態に限定されず、本実施形態のタイヤは、１層または３層以上のベルト層３７を有することもできる。
【0126】
以上、実施形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形および変更が可能である。
【実施例0127】
以下に具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（評価方法）
まず、以下の実験例において作製したスチールワイヤー、ベルトの評価方法について説明する。
（１）スチールワイヤーの断面形状の評価
実験例１～実験例５で作製したスチールワイヤーを透明樹脂に埋め込み、スチールワイヤーの長手方向と垂直な面（断面）が露出するように試料を切り出した。
（評価方法）
まず、以下の実験例において作製したスチールワイヤー、ベルトの評価方法について説明する。
（１）スチールワイヤーの断面形状の評価
実験例１～実験例５で作製したスチールワイヤーを透明樹脂に埋め込み、スチールワイヤーの長手方向と垂直な面（断面）が露出するように試料を切り出した。
【0128】
そして、投影機を用いて断面における各部の長さ、距離を測定した。
【0129】
各部の長さ、距離の測定は３つの断面で実施し、３つの断面での各部の長さの測定値の平均を、スチールワイヤーの各部の長さとした。測定に供した３つの断面は、隣接する断面間の距離が５ｃｍとなるようにその位置を設定した。
【0130】
具体的には、３つの断面において、第１の直線部１１と、第２の直線部１２との間の最大距離である高さＨを測定し、平均値を各実験例のスチールワイヤー１０の高さＨとした（図１を参照）。
【0131】
３つの断面において第１の曲線部１３と、第２の曲線部１４との間の最大距離、すなわちスチールワイヤー１０の幅Ｗを測定し、平均値を各実験例のスチールワイヤー１０の幅Ｗとした（図１を参照）。
【0132】
また、高さＨの幅Ｗに対する割合である扁平率（％）を、Ｈ／Ｗ×１００により算出した。
（２）ベルトにおける長軸の傾き
各実験例で作製したベルトを平坦面上に押し付けて配置した。具体的には図２に示すように、評価を行うベルト２０を、一方の面２０Ａが平坦面と接するように平坦面Ｐ上に配置した。この際、図２に示すように、ベルト２０は、ベルト２０が有する複数本のスチールワイヤー１０の配列方向が平坦面Ｐに沿うように配置した。また、ベルト２０の平坦面Ｐと接する面とは反対側に位置する他方の面２０Ｂ上に２ｋｇの重りを配置した。評価を行うベルト２０の他方の面２０Ｂは１００ｍｍ角の正方形であり、ベルト２０は、４０本のスチールワイヤー１０を含んでいる。上記重りは、ベルト２０の他方の面２０Ｂと接する面の形状が１００ｍｍ角の正方形である板状体であり、ベルト２０の他方の面２０Ｂ全体を重りで覆い、ベルト２０の他方の面２０Ｂ全体を均一に押圧した。
（２）ベルトにおける長軸の傾き
各実験例で作製したベルトを平坦面上に押し付けて配置した。具体的には図２に示すように、評価を行うベルト２０を、一方の面２０Ａが平坦面と接するように平坦面Ｐ上に配置した。この際、図２に示すように、ベルト２０は、ベルト２０が有する複数本のスチールワイヤー１０の配列方向が平坦面Ｐに沿うように配置した。また、ベルト２０の平坦面Ｐと接する面とは反対側に位置する他方の面２０Ｂ上に２ｋｇの重りを配置した。評価を行うベルト２０の他方の面２０Ｂは１００ｍｍ角の正方形であり、ベルト２０は、４０本のスチールワイヤー１０を含んでいる。上記重りは、ベルト２０の他方の面２０Ｂと接する面の形状が１００ｍｍ角の正方形である板状体であり、ベルト２０の他方の面２０Ｂ全体を重りで覆い、ベルト２０の他方の面２０Ｂ全体を均一に押圧した。
【0133】
次いで、図２に示すように、ベルト２０が有するスチールワイヤー１０の配列方向の両端部に位置するスチールワイヤー１０Ａの中心Ｏ１０Ａと、スチールワイヤー１０Ｈの中心Ｏ１０Ｈとの間を結ぶ直線である基準軸Ｌ２０を引いた。スチールワイヤー１０Ａ、１０Ｈの中心Ｏ１０Ａ、Ｏ１０Ｈは、それぞれのスチールワイヤーの長手方向と垂直な断面における長軸Ａ１と短軸Ａ２（図１を参照）との交点になる。
【0134】
そして、基準軸Ｌ２０を基準として、各スチールワイヤーの長軸の傾きを求めた。具体的には、基準軸Ｌ２０と平行で、かつ各スチールワイヤーの中心を通る直線を基準として、各スチールワイヤーの長軸の傾きを求めた。
【0135】
スチールワイヤー１０Ｂの場合、基準軸Ｌ２０と、スチールワイヤー１０Ｂの長軸Ａ１Ｂとが形成する角度θＢが、長軸Ａ１Ｂの傾きとなる。同様にして、ベルト２０に含まれる他のスチールワイヤー１０の長軸の傾きを求め、ベルトに含まれる４０本のスチールワイヤーの長軸の傾きの分布を測定した。
【0136】
各長軸の傾きは－９０°以上＋９０°以下の範囲となる部分で測定した。図２中の長軸Ａ１Ｃのように、基準軸Ｌ２０よりも該長軸が反時計回りに、すなわち左回り方向に回転させた位置にある場合には該長軸の傾きはマイナスとした。また、図２中の長軸Ａ１Ｂのように、基準軸Ｌ２０よりも該長軸が時計回りに、すなわち右回り方向に回転させた位置にある場合には該長軸の傾きはプラスとした。
【0137】
同じベルトについて複数回測定を行い、測定誤差を確認したところ、１°以内であることが確認できた。
【0138】
なお、各スチールワイヤーは、図１に示した断面形状を有しており、第１の直線部１１と、第２の直線部１２との間に、両直線からの距離が等しくなるように引いた直線を長軸Ａ１とした。
（３）曲げ剛性
以下の各実験例で作製したベルトの試験片４０を、図４中のＹ軸と平行な第１のローラー４１と、第３のローラー４３の上に配置した。そして、第１のローラー４１と第３のローラー４３との中間であって、ベルトの試験片４０の上面に第２のローラー４２を配置した。第２のローラー４２も図中のＹ軸と平行になっている。第１のローラー４１と、第３のローラー４３との間の中心間距離Ｌは２０ｍｍとなっている。また、ベルトの試験片４０中には、スチールワイヤーが、該スチールワイヤーの長手方向が、図中のＸ軸方向に沿うように配置されている。
（３）曲げ剛性
以下の各実験例で作製したベルトの試験片４０を、図４中のＹ軸と平行な第１のローラー４１と、第３のローラー４３の上に配置した。そして、第１のローラー４１と第３のローラー４３との中間であって、ベルトの試験片４０の上面に第２のローラー４２を配置した。第２のローラー４２も図中のＹ軸と平行になっている。第１のローラー４１と、第３のローラー４３との間の中心間距離Ｌは２０ｍｍとなっている。また、ベルトの試験片４０中には、スチールワイヤーが、該スチールワイヤーの長手方向が、図中のＸ軸方向に沿うように配置されている。
【0139】
そして、第２のローラー４２により、図中のＺ軸と平行なブロック矢印Ａに沿って１０Ｎの力で試験片４０を押圧して試験片をＺ軸方向に１ｍｍ変位させ、試験片４０の曲げ剛性求めた。
【0140】
各実験例の結果は、実験例１の結果を１００として相対値で示している。
【0141】
曲げ剛性の数値が高いほどベルトの曲げ剛性が高く、ベルトに厚さ方向に沿って力を加えた際に変形しにくいことを意味している。
（４）３点ロール疲労試験
図５に示すように、以下の実験例で作製したベルトの試験片５０を、ローラー径が２５ｍｍである第１のローラー５１、第２のローラー５２、および第３のローラー５３にかけた。第２のローラー５２には、試験片５０が図５中の紙面と垂直な方向、具体的にはローラーの長手方向に位置が大きくずれることを防止するための溝が、ローラーの周面に沿って設けられている。該溝の幅、すなわち該溝の第２ローラーの長手方向に沿った長さは２２ｍｍであり、試験片５０は、上記溝内に収容できるように幅を２０ｍｍとした。試験片５０の幅とは、試験片５０の図５中の紙面と垂直方向の長さに当たる。また、後述する試験片５０の長手方向とは、上記試験片５０の幅と垂直な方向を意味する。
（４）３点ロール疲労試験
図５に示すように、以下の実験例で作製したベルトの試験片５０を、ローラー径が２５ｍｍである第１のローラー５１、第２のローラー５２、および第３のローラー５３にかけた。第２のローラー５２には、試験片５０が図５中の紙面と垂直な方向、具体的にはローラーの長手方向に位置が大きくずれることを防止するための溝が、ローラーの周面に沿って設けられている。該溝の幅、すなわち該溝の第２ローラーの長手方向に沿った長さは２２ｍｍであり、試験片５０は、上記溝内に収容できるように幅を２０ｍｍとした。試験片５０の幅とは、試験片５０の図５中の紙面と垂直方向の長さに当たる。また、後述する試験片５０の長手方向とは、上記試験片５０の幅と垂直な方向を意味する。
【0142】
上記３つのローラーに試験片５０をかける際、図５に示すように、第１のローラー５１と第２のローラー５２との間に位置する試験片５０と、第２のローラー５２と第３のローラー５３の間に位置する試験片５０とが平行になるように、各ローラーの位置を調整した。また、第１のローラー５１～第３のローラー５３にかけられた試験片５０には、試験片５０の長手方向に沿って２９．４Ｎの荷重を加えている。そして、第１のローラー５１～第３のローラー５３を回転させて、まず図５中の矢印Ｂの方向に試験片５０を移動させた。次いで、第１のローラー５１～第３のローラー５３を逆回転させ、図中の矢印Ｂとは反対の方向に試験片５０を移動させた。試験片５０を往復させる動作を１セットとして、該動作を繰り返し実施した。各ローラーは、上記往復移動を１分間に１００セットできるように回転速度を設定した。そして、試験片５０の表面に割れが生じるまでの試験片の上記往復移動のセットの回数を数えた。
【0143】
ベルトである試験片５０は、該試験片５０の長手方向や、試験片５０が含有するスチールワイヤーの長手方向が、試験の際の上記試験片５０の搬送方向と一致するように第１のローラー５１～第３のローラー５３に設置した。
【0144】
上述のように試験片５０の長手方向に沿って荷重を加えながら試験片５０を搬送する際、試験片５０と各ローラーとの間の摩擦力の大きさのばらつき等により、試験片５０には例えば試験片５０の長手方向を回転軸としてねじるように力が加わる。このため、３点ロール疲労試験の間、試験片５０は軽微ではあるが変形している。その結果、３点ロール疲労試験の間、試験片５０は、試験片５０の各ローラーと対向する面と鉛直方向の力だけではなく、鉛直方向よりも水平方向に傾いた力も受けることになる。
【0145】
各実験例の結果は、実験例５の結果を１００として相対値で示している。
【0146】
３点ロール疲労試験の数値が高いほど耐久性に優れていることを意味している。
（５）重量指数
各実験例で作製したベルトの重量を測定し、実験例５のベルトの重量を１００として、各実験例で作製したベルトの重量を指数で表した。なお、各実験例のベルトの重量は、ベルトの幅、および奥行きがそれぞれ１００ｍｍとなるように各実験例のベルトの試験片を作製し、測定した。ベルトの幅とは図２中のＹ軸方向の長さであり複数本のスチールワイヤーが配列されている方向を意味する。また、ベルトの奥行きとは、図２中のＸ軸方向の長さであり、スチールワイヤーの長手方向の長さに当たる。各実験例のベルトの試験片の中には４０本のスチールワイヤーが含まれている。
（実験例について）
以下、実験条件について説明する。実験例１～実験例３が実施例、実験例４、実験例５が比較例となる。
［実験例１］
ワイヤー径が０．８３ｍｍの、断面の形状が円形状である加工前スチールワイヤーを用意した。加工前スチールワイヤーは、高炭素鋼線の表面に、金属成分がＣｕとＺｎとからなるブラスめっき膜が配置された構成を有している。
（５）重量指数
各実験例で作製したベルトの重量を測定し、実験例５のベルトの重量を１００として、各実験例で作製したベルトの重量を指数で表した。なお、各実験例のベルトの重量は、ベルトの幅、および奥行きがそれぞれ１００ｍｍとなるように各実験例のベルトの試験片を作製し、測定した。ベルトの幅とは図２中のＹ軸方向の長さであり複数本のスチールワイヤーが配列されている方向を意味する。また、ベルトの奥行きとは、図２中のＸ軸方向の長さであり、スチールワイヤーの長手方向の長さに当たる。各実験例のベルトの試験片の中には４０本のスチールワイヤーが含まれている。
（実験例について）
以下、実験条件について説明する。実験例１～実験例３が実施例、実験例４、実験例５が比較例となる。
［実験例１］
ワイヤー径が０．８３ｍｍの、断面の形状が円形状である加工前スチールワイヤーを用意した。加工前スチールワイヤーは、高炭素鋼線の表面に、金属成分がＣｕとＺｎとからなるブラスめっき膜が配置された構成を有している。
【0147】
そして、加工前スチールワイヤーを、圧延装置に供給し、図１に示した扁平な断面形状となるように加工した。得られたスチールワイヤーについて、既述の手順により高さＨと、幅Ｗとを測定、算出したところ、高さＨが０．５５ｍｍ、幅Ｗが１．０４ｍｍであり、扁平率は５２．９％であった。
【0148】
作製した、単線スチールワイヤーであり、長手方向と垂直な面が扁平形状であるスチールワイヤーを用いて、図２に示したベルトを作製した。
【0149】
ベルトを作製するに当って、ゴム成分と、添加剤とを含むゴム組成物を用意した。ゴム組成物は、ゴム成分として天然ゴムを１００質量部含む。そして、ゴム組成物は添加剤として、ゴム成分１００質量部に対して、カーボンブラックを６０質量部、硫黄を６質量部、加硫促進剤を１質量部、酸化亜鉛１０質量部、有機酸コバルトとしてステアリン酸コバルトを１質量部の割合で含有する。
【0150】
そして、上記スチールワイヤー、およびゴム組成物を用いて、図２を用いた構造を有するベルト２０を作製した。ベルトを作製する際には、スチールワイヤーを高さ方向に押圧する力と、スチールワイヤーをその長手方向に沿って牽引する力とを調整することで、ベルトに含まれるスチールワイヤーの長軸の傾きを調整した。その結果、含有する複数本のスチールワイヤーの長手方向と垂直な、実験例１のベルトの断面において、複数本のスチールワイヤーは、長軸の傾きの分布が表１に示した結果になることが確認できた。
【0151】
また、ベルトのスチールワイヤーの長手方向と垂直な断面における、ベルトの５ｃｍの幅あたりに存在するスチールワイヤーの本数をエンズとした場合に、エンズが２０本／５ｃｍとなるように、スチールワイヤーを配置した。ベルトの厚さは、ベルト内に配置した複数本のスチールワイヤーの厚さの平均値に、スチールワイヤーを埋設できるように予め設定しておいたゴム厚さを加えた値とした。ベルト内に配置した複数本のスチールワイヤーの厚さの平均値については既に説明したため、ここでは説明を省略する。
【0152】
なお、用いたゴム組成物を用いてゴムの弾性率測定用の試験片を作製し、ゴムの弾性率を測定したところ、７．５ＭＰａであることが確認できた。
【0153】
ゴムの弾性率は、東洋精機社製のスペクトロメータを用いて、幅５ｍｍ、厚さ２ｍｍ、長さ２０ｍｍの試験片につき、初期荷重１５０ｇ、振動数５０Ｈｚ、動的歪１％、温度７０℃にて測定した。
【0154】
評価結果を表１に示す。
［実験例２～実験例５］
ベルトを作製する際に、スチールワイヤーを高さ方向に押圧する力と、スチールワイヤーをその長手方向に沿って牽引する力とを調整することで、ベルトに含まれるスチールワイヤーの長軸の傾きを変更した点以外は、実験例１と同様にしてベルトを作製した。
［実験例２～実験例５］
ベルトを作製する際に、スチールワイヤーを高さ方向に押圧する力と、スチールワイヤーをその長手方向に沿って牽引する力とを調整することで、ベルトに含まれるスチールワイヤーの長軸の傾きを変更した点以外は、実験例１と同様にしてベルトを作製した。
【0155】
含有する複数本のスチールワイヤーの長手方向と垂直な、各実験例のベルトの断面における、スチールワイヤーの長軸の傾きの分布は表１に示した通りとなった。
【0156】
【表1】
表１によれば、長軸の傾きが異なるスチールワイヤーを含み、長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下のスチールワイヤーの本数の割合が５０％以上である実験例１～実験例３のベルトは、３点ロール疲労試験の結果が１１７以上であることを確認できた。これに対して、長軸の傾きが－３０°以上＋３０°以下のスチールワイヤーの本数の割合が５０％未満である実験例４、５のベルトは、３点ロール疲労試験の結果が１０３、１００であり、実験例１～実験例３のベルトと比較して、耐久性に劣ることを確認できた。
【0157】
また、上記実験例１～実験例３のベルトは、重量指数が９３～９６であり、重量指数が９８、１００である実験例４、実験例５のベルトよりも軽量であることを確認できた。このため、実験例１～実験例３のベルトを用いたタイヤについても、実験例４、実験例５のベルトを用いたタイヤよりも軽量になることを確認できた。
【0158】
以上の結果から、実験例１～実験例３のベルトや、該ベルトを用いたタイヤは、軽量化することができ、かつ耐久性に優れることを確認できた。
【符号の説明】
【0159】
１０ スチールワイヤー
１１ 第１の直線部
１２ 第２の直線部
１３ 第１の曲線部
１４ 第２の曲線部
１０１ 鋼線
１０２ めっき膜
Ａ１ 長軸
Ａ２ 短軸
Ｏ 中心
Ｗ 幅
Ｈ 高さ
２０ ベルト
２０Ａ 一方の面
２０Ｂ 他方の面
Ｐ 平坦面
Ｏ１０Ａ、Ｏ１０Ｈ 中心
１０Ａ～１０Ｈ スチールワイヤー
２１ ゴム
Ｌ２０ 基準軸
Ａ１Ａ、Ａ１Ｂ、Ａ１Ｃ、Ａ１Ｄ、Ａ１Ｅ、Ａ１Ｆ、Ａ１Ｇ、Ａ１Ｈ 長軸
θＢ、θＣ、θＤ、θＥ、θＦ、θＨ 角度
Ｄ１０Ｂ 距離
３１ タイヤ
３２ トレッド部
３３ サイドウォール部
３４ ビード部
３５ インナーライナー
３６ カーカス（ベルト）
３７ ベルト層（ベルト）
３８ ビードワイヤー
ＣＬ センターライン
４０ 試験片
４１ 第１のローラー
４２ 第２のローラー
４３ 第３のローラー
Ａ ブロック矢印
Ｌ 中心間距離
５０ 試験片
５１ 第１のローラー
５２ 第２のローラー
５３ 第３のローラー
Ｂ 矢印
１１ 第１の直線部
１２ 第２の直線部
１３ 第１の曲線部
１４ 第２の曲線部
１０１ 鋼線
１０２ めっき膜
Ａ１ 長軸
Ａ２ 短軸
Ｏ 中心
Ｗ 幅
Ｈ 高さ
２０ ベルト
２０Ａ 一方の面
２０Ｂ 他方の面
Ｐ 平坦面
Ｏ１０Ａ、Ｏ１０Ｈ 中心
１０Ａ～１０Ｈ スチールワイヤー
２１ ゴム
Ｌ２０ 基準軸
Ａ１Ａ、Ａ１Ｂ、Ａ１Ｃ、Ａ１Ｄ、Ａ１Ｅ、Ａ１Ｆ、Ａ１Ｇ、Ａ１Ｈ 長軸
θＢ、θＣ、θＤ、θＥ、θＦ、θＨ 角度
Ｄ１０Ｂ 距離
３１ タイヤ
３２ トレッド部
３３ サイドウォール部
３４ ビード部
３５ インナーライナー
３６ カーカス（ベルト）
３７ ベルト層（ベルト）
３８ ビードワイヤー
ＣＬ センターライン
４０ 試験片
４１ 第１のローラー
４２ 第２のローラー
４３ 第３のローラー
Ａ ブロック矢印
Ｌ 中心間距離
５０ 試験片
５１ 第１のローラー
５２ 第２のローラー
５３ 第３のローラー
Ｂ 矢印
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】