CN101541566A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

提供即使在具有单层结构并且使上卷部以与带束层的端部重叠的方式延伸到该带束层的下方区域的胎体层时，也能够抑制由连续行驶所引起的操纵稳定性的性能变化的充气轮胎。本发明的充气轮胎，其在一对胎圈部之间装架有相对于轮胎周方向的帘线角度在75°～90°的范围内的单层结构的胎体层，在胎面部处的胎体层的外周侧配置带束层，所述胎体层围绕在各胎圈部配置的胎圈芯从轮胎内侧向外侧上卷，通过所述胎体层的本体部与上卷部夹持在所述胎圈芯上配置的胎圈填胶，并且使所述胎体层的上卷部以与所述带束层的端部重叠的方式延伸到该带束层的下方区域；其中：将胎圈填胶的距胎踵的高度设在25mm以下，将该胎圈填胶的剖面面积设在65mm2以下，将构成该胎圈填胶的橡胶组成物的60℃下的tanδ设在0.20以下。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及具有单层结构并且使上卷部以与带束层的端部重叠的方式延伸到该带束层的下方区域的胎体层的充气轮胎，更详细地说，涉及能够抑制由连续行驶所引起的操纵稳定性的性能变化的充气轮胎。
背景技术
近年来，对于被装配在运动型车辆等设想为高速行驶的车辆上的充气轮胎，轻量化的要求逐渐严格，不但要满足这样的轻量化的要求，而且还要求其确保与以往同等或者更好的操纵稳定性。
相对于此，提出了这样的充气轮胎：在一对胎圈部之间装架单层结构的胎体层，在胎面部处的胎体层的外周侧配置带束层，将胎体层围绕被配置在各胎圈部的胎圈芯地从轮胎内侧向外侧上卷，通过胎体层的本体部与上卷部将被配置在胎圈芯上的胎圈填胶夹在内，并且使胎体层的上卷部以与带束层的端部重叠的方式延伸到该带束层的下方区域(例如，参照专利文献1～3)。
这样具有单层结构并且使上卷部以与带束层的端部重叠的方式延伸到该带束层的下方区域的胎体层的充气轮胎，通过将胎体层设为单层结构能够得到轻量的效果，同时通过在胎侧部使胎体层的本体部与上卷部重叠能够发挥优异的操纵稳定性。
但是，具有上述结构的充气轮胎具有这样的问题，例如在实施环形跑道上的连续行驶时，伴随着轮胎的发热，操纵稳定性下降。因此，对于基于上述结构兼顾轻量化与操纵稳定性的充气轮胎，要求抑制由连续行驶所引起的操纵稳定性的性能变化。
专利文献1：日本国特开平5-238208号公报
专利文献2：日本国特开平6-16009号公报
专利文献2：日本国特开2000-52709号公报
发明内容
本发明的目的在于提供即使在具有单层结构并且使上卷部以与带束层的端部重叠的方式延伸到该带束层的下方区域的胎体层时，也能够抑制由连续行驶所引起的操纵稳定性的性能变化的充气轮胎。
用于达成上述目的的本发明的充气轮胎，其在一对胎圈部之间装架有相对于轮胎周方向的帘线角度在75°～90°的范围内的单层结构的胎体层，在胎面部处的胎体层的外周侧配置有带束层，将所述胎体层围绕被配置在各胎圈部的胎圈芯从轮胎内侧向外侧上卷，通过所述胎体层的本体部与上卷部夹持在所述胎圈芯上配置的胎圈填胶，并且使所述胎体层的上卷部延伸到该带束层的下方区域，使得所述胎体层的上卷部与所述带束层的端部重叠；其特征在于：将胎圈填胶距胎踵的高度设为25mm以下，将该胎圈填胶的剖面面积设为65mm2以下，将构成该胎圈填胶的橡胶组成物的60℃下的tanδ设为0.20以下。
在本发明中，为了兼顾轻量化与操纵稳定性，设置有单层结构并且使上卷部以与带束层的端部重叠的方式延伸到该带束层的下方区域的胎体层，进而降低在轮胎转动时反复变形的胎圈填胶，减小其剖面面积，并且降低构成胎圈填胶的橡胶组成物的60℃下的tanδ，从而抑制在环形跑道上的连续行驶所引起的轮胎的发热，抑制操纵稳定性的性能变化。由此，在连续行驶中能够长时间维持初期的操纵稳定性。
在本发明中，在为被指定了装配在车辆上时的轮胎内外的装配方向的充气轮胎的情况下，优选的是：在胎面部以在轮胎宽度方向上相邻的方式配置橡胶组成物不同的至少2种胎冠橡胶层，并且使构成成为车辆外侧的胎冠橡胶层的橡胶组成物的60℃下的tanδ比构成成为车辆内侧的胎冠橡胶层的橡胶组成物的60℃下的tanδ高。
一般来说，如果提高构成胎冠橡胶层的橡胶组成物的60℃下的tanδ，则操纵稳定性提高，但变得容易产生由发热所引起的操纵稳定性的性能变化。与此相对，如上所述在车辆外侧将tanδ相对提高，在车辆内侧将tanδ相对降低，由此能够既提高操纵稳定性又抑制由连续行驶所引起的操纵稳定性的性能变化。
优选，将构成至少2种胎冠橡胶层的橡胶组成物的60℃下的tanδ的最高值tanδH与最低值tanδL的比(tanδH/tanδL)设在1.05～1.80的范围内。由此，能够既提高操纵稳定性、又充分获得抑制由连续行驶所引起的操纵稳定性的性能变化的效果。
优选，将至少2种胎冠橡胶层的边界配置于在胎面部沿轮胎圆周方向延伸的主槽之下。由此，能够抑制由橡胶组成物的不同所引起的偏磨损的产生。
另外，在为被指定了装配在车辆上时的轮胎内外的装配方向的充气轮胎的情况下，优选的是：在胎面部设置在轮胎圆周方向上延伸的至少一根主槽、并且形成有槽面积比例GAo比槽面积比例GAi小的非对称胎面花纹，其中槽面积比例GAo是从胎面中心向车辆外侧的接地区域中的槽面积比例，槽面积比例GAi是从胎面中心向车辆内侧的接地区域中的槽面积比例。由此，能够既提高操纵稳定性又充分获得抑制由连续行驶所引起的操纵稳定性的性能变化的效果。
在非对称胎面花纹中，优选，将整个接地区域中的槽面积比例GA设在20％～40％的范围内，将从胎面中心靠车辆外侧的接地区域中的槽面积比例GAo与从胎面中心向车辆内侧的接地区域中的槽面积比例GAi之差(GAi-GAo)设在1％～15％的范围内。由此，能够既提高操纵稳定性又充分获得抑制由连续行驶所引起的操纵稳定性的性能变化的效果。
在本发明中，所谓胎圈填胶距胎踵的高度，是在由轮胎基准规格所确定的轮胎尺寸的测定条件下测定的高度，是从相当于轮辋直径的基准位置的胎踵到胎圈填胶的顶点的轮胎径方向的尺寸。所谓60℃下的tanδ，是使用粘弹性光谱仪(東洋精機製作所制)在温度60℃、频率20Hz、初期应变10％、动态应变±2％的条件下测定的值。所谓槽面积比例，是在由轮胎基准规格所确定的轮胎静负荷半径的测定条件下测定的该接地区域内的槽面积相对于接地区域的总面积的比例(％)。
附图说明
图1是表示由本发明的实施方式构成的充气轮胎的子午线剖视图。
图2是表示由本发明的实施方式构成的充气轮胎的胎面花纹的平面图。
符号说明
1：胎面部         1A、1B：胎冠橡胶层
2：胎侧部         3：胎圈部
4：胎体层         4a：本体部
4b：上卷部        5：胎圈芯
6：胎圈填胶       7：有机纤维加强层
8：带束层         9：带束覆盖层
60：主槽
具体实施方式
下面，一边参照附图一边对本发明的结构进行详细说明。图1是表示由本发明的实施方式构成的充气轮胎的图。在图1中，1为胎面部，2为胎侧部，3为胎圈部。如图1所示，在一对胎圈部3、3之间，装架有由并排的多根胎体帘线构成的单层胎体层4。作为胎体帘线，可以使用由人造丝、聚酯、尼龙、芳香族聚酰胺等构成的有机纤维帘线。胎体层4的相对于轮胎周方向的帘线角度被设定在75°～90°的范围内，优选，设定在80°～87°的范围内。胎体层4的相对于轮胎周方向的帘线角度，在例如负荷率低时设为高角度，在负荷率高时设为低角度，由此能够不给轮胎质量带来影响地维持操纵稳定性等要求性能。将胎体层4围绕胎圈芯5从轮胎内侧向外侧上卷。即，胎体层4由以胎圈芯5为边界的本体部4a与上卷部4b构成。
在胎圈部3，在胎圈芯5的外周上配置有由高硬度的橡胶组成物构成的胎圈填胶6，该胎圈填胶6被胎体层4的本体部4a与上卷部4b夹持。在该胎圈部3内，以将胎圈芯5以及胎圈填胶6包在内的方式埋设有包含相对于轮胎圆周方向倾斜的有机纤维帘线的有机纤维加强层7。有机纤维加强层7的轮胎内面侧的端部被配置在从胎圈填胶6的顶点向轮胎径方向外侧，有机纤维加强层7的轮胎外面侧的端部被配置在从轮胎内面侧的端部向轮胎径方向外侧。
另一方面，在胎面部1上的胎体层4的外周侧配置有包含相对于轮胎圆周方向倾斜的加强帘线的多层带束层8。进而，在带束层8的外周侧配置有包含在轮胎圆周方向上排列的加强帘线的带束覆盖层9。而且，所述的胎体层4的上卷部4b以与带束层8的轮胎宽度方向的端部重叠的方式延伸到该带束层8的下方区域。
在上述充气轮胎中，为了兼顾轻量化与操纵稳定性，设置有单层结构并且使上卷部4b以与带束层8的端部重叠的方式延伸到该带束层8的下方区域的胎体层4，但以该结构为前提，将胎圈填胶6距胎踵的高度H设为25mm以下，将胎圈填胶6的轮胎子午线剖面上的剖面面积设为65mm2以下，将构成胎圈填胶6的橡胶组成物的60℃下的tanδ设为0.20以下。
在充气轮胎中，在转动时胎圈填胶6反复变形，在因此胎圈填胶6所产生的发热量增加时，操纵稳定性的性能变化显著出现。因此，可以通过降低胎圈填胶6，减小其剖面面积，并且降低构成胎圈填胶6的橡胶组成物的60℃下的tanδ，来抑制由在环形跑道上的连续行驶所引起的轮胎的发热，抑制操纵稳定性的性能变化。其结果，在连续行驶中能够长时间维持初期的操纵稳定性。
在这里，如果胎圈填胶6的高度H超过25mm，则抑制操纵稳定性的性能变化的效果不充分。优选，胎圈填胶6的高度H的下限值为10mm。
同样，如果胎圈填胶6的剖面面积超过65mm2，则抑制操纵稳定性的性能变化的效果不充分。优选，胎圈填胶6的剖面面积的下限值为15mm2。
另外，如果构成胎圈填胶6的橡胶组成物的60℃下的tanδ超过0.20，则抑制操纵稳定性的性能变化的效果不充分。优选，构成胎圈填胶6的橡胶组成物的60℃下的tanδ的下限值为0.03。
上述的充气轮胎，是指定了装配在车辆上时的轮胎内外的装配方向的轮胎。在图1中，IN为装配在车辆上时的车辆内侧，OUT为装配在车辆上时的车辆外侧。
在这样指定了轮胎内外的装配方向的轮胎中，如图1所示，在胎面部1以在轮胎宽度方向上相邻的方式配置有橡胶组成物不同的2种胎冠橡胶层1A、1B。而且，构成成为车辆外侧的胎冠橡胶层1A的橡胶组成物的60℃下的tanδ比构成成为车辆内侧的胎冠橡胶层1B的橡胶组成物的60℃下的tanδ高。通过使胎冠橡胶层1A、1B的橡胶组成物的tan具有差，能够提高操纵稳定性，同时抑制胎面部1的发热，抑制操纵稳定性的性能变化。
构成胎冠橡胶层1A的橡胶组成物的60℃下的tanδH与构成胎冠橡胶层1B的橡胶组成物的60℃下的tanδL的比(tanδH/tanδL)被设定在1.05～1.80的范围内，更优选在1.10～1.50的范围内。如果该比(tanδH/tanδL)过小，则抑制操纵稳定性的性能变化的效果下降，相反如果过大，则不能得到本来所需要的夹紧力。另外，优选，将胎冠橡胶层1A、1B的边界配置于在胎面部1沿轮胎圆周方向延伸的主槽60之下。由此，能够抑制由橡胶组成物的不同所引起的偏磨损的产生。
在本实施方式中，在胎面部1配置有橡胶组成物不同的2种胎冠橡胶层1A、1B，但也可以以在轮胎宽度方向上相邻的方式配置2种以上胎冠橡胶层。
图2是表示由本发明的实施方式构成的充气轮胎的胎面花纹的图。在图2中，CL为胎面中心。如图2所示，在胎面部1上，形成有在轮胎圆周方向上延伸的多根主槽60，通过这些主槽60从轮胎外侧向轮胎内侧划分出多个接地部10、20、30、40、50。在位置最靠车辆外侧的接地部10上，形成有在轮胎圆周方向上延伸的细槽11、从细槽11向胎肩侧且在轮胎宽度方向上延伸的多根横槽12、至少从细槽11向胎面中心侧且在轮胎宽度方向上延伸的多根细槽13。在接地部20上，形成有在轮胎圆周方向上延伸的细槽21、在轮胎宽度方向上延伸的多根切口槽22。在接地部30上，形成有在轮胎圆周方向上弯曲延伸的多根弯曲槽31、在轮胎宽度方向上延伸的多根切口槽32。在接地部40上，形成有在轮胎圆周方向上弯曲延伸的多根弯曲槽41。在位于最靠车辆内侧的接地部50上，形成有在轮胎宽度方向上延伸的多根横槽51、在横槽51的相互之间在轮胎宽度方向上延伸的多根细槽52。
上述的充气轮胎，在胎面部1形成有在轮胎圆周方向上延伸的至少1根主槽60，在通过接地宽度TCW限定的整个接地区域，具有从胎面中心CL向车辆外侧的接地区域中的槽面积比例GAo比从胎面中心CL向车辆内侧的接地区域中的槽面积比例GAi小的不对称胎面花纹。由此，能够即提高操纵稳定性又充分获得抑制由连续行驶引起的操纵稳定性的性能变化的效果。
在这里，优选，将在整个接地区域的槽面积比例GA设在20％～40％的范围内，将从胎面中心CL向车辆外侧的接地区域中的槽面积比例GAo与从胎面中心CL向车辆内侧的接地区域中的槽面积比例GAi之差(GAi-GAo)设在1％～15％的范围内，更优选设在2％～13％的范围内。如果该差(GAi-GAo)过小，则抑制操纵稳定性的性能变化的效果下降，相反如果过大，则由于本来所需要的块状花纹刚性的不足而操纵稳定性下降。
上面，对本发明的优选的实施方式进行了详细说明，但应该理解为，只要不脱离权利要求书所规定的本发明的精神以及范围，可以对其进行各种变更、代用以及置换。
实施例
分别制作比较例1～3以及实施例1～5的充气轮胎，其中：轮胎尺寸为235/40R18，在一对胎圈部之间装架相对于轮胎周方向的帘线角度被设定为85°的单层结构的胎体层，在胎面部处的胎体层的外周侧配置带束层，将胎体层围绕在各胎圈部配置的胎圈芯从轮胎内侧向外侧上卷，通过胎体层的本体部与上卷部将夹持配置在胎圈芯上的胎圈填胶，并且使胎体层的上卷部以与带束层的端部重叠的方式延伸到该带束层的下方区域，并且，如表1那样设定胎圈填胶距胎踵的高度，胎圈填胶的剖面面积，构成胎圈填胶的橡胶组成物的60℃下的tanδ，构成车辆外侧以及车辆内侧的胎冠橡胶层的橡胶组成物的60℃下的tanδ，车辆外侧以及车辆内侧的槽面积比例。
对于这些试验轮胎，通过下述实验方法，评价操纵稳定性的性能变化，将其结果一起表示在表1中。
操纵稳定性的性能变化：
将试验轮胎嵌合在轮辋尺寸18×8J的车轮上，然后装配在排气量4000cc级别的车辆上，在空气压250kPa的条件下，由试驾驾驶员实施200km的连续行驶，对行驶初期的操纵稳定性与行驶末期的操纵稳定性之间的变化实施感官评价。评价结果通过将合格级别设为100的指数表示。该指数值越大，意味着性能变化越少。表1：
如该表1所示，实施例1～5的轮胎的由连续行驶所引起的操纵稳定性的性能变化都较少。另一方面，比较例1～3的操纵稳定性的性能变化的评价都没有到达合格级别。

Claims (8)

1.一种充气轮胎，该充气轮胎在一对胎圈部之间装架相对于轮胎周方向的帘线角度在75°～90°的范围内的单层结构的胎体层，在胎面部处的胎体层的外周侧配置有带束层，所述胎体层围绕在各胎圈部配置的胎圈芯从轮胎内侧向外侧上卷，通过所述胎体层的主体部与上卷部夹持在所述胎圈芯上配置的胎圈填胶，并且所述胎体层的上卷部延长到该带束层的下方区域，使得所述胎体层的上卷部与所述带束层的端部重叠，在该充气轮胎中，
将所述胎圈填胶距胎踵的高度设在25mm以下，将该胎圈填胶的剖面面积设在65mm2以下，将构成该胎圈填胶的橡胶组成物的60℃下的tanδ设在0.20以下。
2.如权利要求1所述的充气轮胎，其中：
该充气轮胎被指定了装配在车辆上时的轮胎内外的装配方向，在所述胎面部以在轮胎宽度方向上相邻的方式配置橡胶组成物不同的至少2种胎冠橡胶层，将构成位于车辆外侧的胎冠橡胶层的橡胶组成物的60℃下的tanδ设得比构成位于车辆内侧的胎冠橡胶层的橡胶组成物的60℃下的tanδ高。
3.如权利要求2所述的充气轮胎，其中：
将构成所述至少2种胎冠橡胶层的橡胶组成物的60℃下的tanδ的最高值tanδH与最低值tanδL之比(tanδH/tanδL)设在1.05～1.80的范围内。
4.如权利要求2或3所述的充气轮胎，其中：
将所述至少2种胎冠橡胶层的边界配置于在胎面部沿轮胎周方向延伸的主槽之下。
5.如权利要求1～4中的任意一项所述的充气轮胎，其中：
该充气轮胎被指定了装配在车辆上时的轮胎内外的装配方向，在所述胎面部设置在轮胎周方向上延伸的至少一根主槽、并且形成有槽面积比例GAo比槽面积比例GAi小的非对称胎面花纹，其中所述槽面积比例GAo是从胎面中心向车辆外侧的接地区域中的槽面积比例，所述槽面积比例GAi是从胎面中心向车辆内侧的接地区域中的槽面积比例。
6.如权利要求5所述的充气轮胎，其中：
将整个接地区域中的槽面积比例GA设在20％～40％的范围内，将车辆外侧的接地区域中的槽面积比例GAo与车辆内侧的接地区域中的槽面积比例GAi之差(GAi-GAo)设在1％～15％的范围内。
7.如权利要求1～6中的任意一项所述的充气轮胎，其中：
在所述胎圈部以包入所述胎圈芯以及所述胎圈填胶的方式埋设有包括相对于轮胎周方向倾斜的有机纤维帘线的有机纤维加强层。
8.如权利要求7所述的充气轮胎，其中：
将所述有机纤维加强层的轮胎内面侧的端部配置在从所述胎圈填胶的顶点向轮胎径方向外侧，将所述有机纤维加强层的轮胎外面侧的端部配置在从轮胎内面侧的端部向轮胎径方向外侧。
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