CN101784402B - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种充气轮胎，其以高水平兼具乘车舒适性和操纵稳定性。该充气轮胎具备在胎侧部(6)的内侧位于胎体(10)的内周侧加强层(20)。胎体具有子午线构造。胎圈(8)具有胎圈芯(26)、和从胎圈芯向径向外侧延伸的三角胶(28)。三角胶的截面积Sa与所述胎圈芯的截面积Sc之比Sa/Sc是0.5以上且1.5以下。加强层的硬度是85以上且95以下。加强层的厚度是1mm以上且4mm以下。加强层的高度H1与轮胎2的高度Ht之比是0.5以上且0.8以下。优选该轮胎(2)的所述加强层的厚度是2mm以上。优选从该加强层的径向内侧的端部到胎趾前端的径向距离是10mm以上。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及充气轮胎。详细而言本发明是一种安装于轿车和摩托车等交通工具的充气轮胎。
背景技术
充气轮胎具有胎圈。胎圈具有胎圈芯和三角胶。三角胶对胎圈进行加强。三角胶提高胎圈的耐久性。三角胶增大轮胎的横向刚性。横向刚性大的轮胎的操纵稳定性优越。通常横向刚性大的轮胎纵向刚性也大。纵向刚性大的轮胎的乘车舒适性较差。在以往的充气轮胎中考虑操纵稳定性和乘车舒适性的平衡来设定三角胶的高度和硬度。伴随车辆的高输出化、高性能化三角胶的高度有增加的倾向。
在日本特开平11-20424号公报(USP6053229)中公开一种具备橡胶加强层的轮胎。该橡胶加强层从三角胶向轮胎径向外侧延伸设置。该橡胶加强层位于胎体的外周侧。该轮胎通过调整橡胶加强层及其上端位置来确保乘车舒适性和操纵稳定性的平衡。该轮胎抑制三角胶的高度增加来抑制生产性降低。
专利文献1：日本特开平11-20424号公报
该轮胎有可能显著降低乘车舒适性。为了抑制乘车舒适性降低而将橡胶加强层的硬度设定为95以下。此外，高输出化、高性能化的车辆期望提高操纵稳定性。通过提高橡胶加强层的硬度来提高车辆的操纵稳定性。然而，提高了橡胶加强层硬度后的轮胎乘车舒适性降低。在高输出化、高性能化的车辆中期望使用操纵稳定性优越并且乘车舒适性优越的轮胎。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种高水平地兼具乘车舒适性和操纵稳定性的轮胎。
本发明涉及的充气轮胎具备：胎面部，其外表面构成胎面；一对胎侧部，它们从胎面部的端部向径向略内侧延伸；一对胎圈，它们位于比所述胎侧部稍靠近径向内侧；胎体，其沿着胎面部内侧而架设于两个胎圈之间；加强层，其在胎侧部的内侧位于胎体的内周侧。胎体具有子午线构造。胎圈具有胎圈芯和从胎圈芯向径向外侧延伸的三角胶。三角胶的截面积Sa与所述胎圈芯的截面积Sc之比(Sa/Sc)是0.5以上且1.5以下。加强层的硬度是85以上且95以下。加强层的厚度是1mm以上且4mm以下。加强层的高度H1与轮胎的高度Ht之比是0.5以上且0.8以下。
优选地，所述轮胎的所述加强层的厚度是2mm以上。优选地，从所述加强层的径向内侧的端部到胎趾前端的径向距离是10mm以上。
该轮胎的三角胶的截面积比以往的轮胎小。该轮胎的胎体位于加强层的外侧并架设于两个胎圈之间。在该轮胎中，由于该加强层位于胎体的内周侧，因此胎体的长度比以往轮胎的长。在该轮胎中，即使具有硬度较高的加强层也不损害乘车舒适性。借助硬度较高的加强层，该轮胎的纵向刚性较大。该轮胎的操纵稳定性优越。该轮胎高水平地兼具乘车舒适性和操纵稳定性。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式涉及的充气轮胎的局部的剖视图。
附图标号说明：2...轮胎；4...胎面部；6...胎侧部；8...胎圈；10...胎体；12...带束层；14...束带层；16...内衬层；18...胎圈包布；20...加强层；22...胎面；24...沟；26...胎圈芯；28...三角胶；30...主体；32...折返部；34...第一带束层帘布；36...第二带束层帘布；38...第一束带层帘布；40...第一束带层帘布。
具体实施方式
图1中上下方向为径向。左右方向为轴向。与纸面垂直的方向为周向。该轮胎2相对于图1的点划线CL为大致左右对称的形状。该点划线CL表示轮胎2的赤道面。实线BBL表示胎圈基准线。该轮胎2具备胎面部4、胎侧部6、胎圈8、胎体10、带束层12、束带层14、内衬层16、胎圈包布18以及加强层20。该轮胎2为无内胎型的充气轮胎。该轮胎2安装于轿车。
胎面部4由耐磨损性优越的交联橡胶形成。胎面部4为向径向外侧突出的形状。胎面部4具备胎面22。该胎面22与路面接地。在该胎面22上刻有沟24。通过该沟24形成胎面花纹。还可以在该胎面4上不刻沟24。
胎侧部6从胎面部4的端部向径向略内侧延伸。该胎侧部6由交联橡胶构成。胎侧部6通过挠曲吸收来自路面的冲击。此外，胎侧部6能够防止胎体10的外伤。
胎圈8位于比胎侧部6靠近径向略内侧。胎圈8具备胎圈芯26和从该胎圈芯26向径向外侧延伸的三角胶28。胎圈芯26包括多条非伸缩性金属丝(典型的是钢丝)。三角胶28朝向径向外侧前端细。该轮胎2中三角胶28的截面形状是大致三角形。三角胶28由高硬度的交联橡胶形成。
图1中，三角胶28的截面积Sa与胎圈芯26的截面积Sc之比(Sa/Sc)是0.5以上且1.5以下。该比(Sa/Sc)为0.5以上，因此在制造时胎圈芯26和胎体10之间难于存留空气。由于该比(Sa/Sc)为1.5以下，因此横向刚性被抑制得较小。纵向刚性也被抑制得较小。该轮胎乘车舒适性优越。基于该观点，该比(Sa/Sc)优选为1.0以下。更优选为0.8以下。如图1所示的截面，该截面积Sc、Sa是通过在切割轮胎2获得的样本中测量的。
胎体10架设于两侧的胎圈8之间。胎体10沿着胎面部4和胎侧部6的内侧延伸。胎体10绕胎圈芯26从轴向内侧向外侧折返。该胎体10具有主体30和与该主体30的两端连接的一对折返部32。折返部32向径向外侧延伸。主体30沿着三角胶28和胎圈芯26的内侧重叠。折返部32沿着三角胶28和胎圈芯26的外侧重叠。主体30和折返部32在三角胶28的径向外侧前端重叠。
虽未图示，但胎体10由并排的多条帘线和贴胶形成。该帘线相对于赤道面所成的角度的绝对值一般为70°～90°。换而言之，该胎体10具有子午线构造。该帘线一般由有机纤维形成。作为优选的有机纤维例示出了聚酯纤维、尼龙纤维、人造丝纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维及芳香族聚酰胺纤维。
带束层12位于胎体10的径向外侧。带束层12与胎体10重叠。带束层12加强胎体10。带束层12由第一带束层帘布34和第二带束层帘布36构成。虽未图示，但是第一带束层帘布34由并排的多条帘线和贴胶形成。该帘线相对于赤道面倾斜。倾斜角度的绝对值为10°以上且35°以下。第二带束层帘布36由并排的多条帘线和贴胶形成。该帘线相对于赤道面倾斜。倾斜角度的绝对值为10°以上且35°以下。第一带束层帘布34的帘线的倾斜方向与第二带束层帘布36的帘线的倾斜方向为相反方向。帘线的材质是钢或者有机纤维。作为帘线的材质优选为钢。
束带层14位于带束层12的外周。束带层14由一对第一束带层帘布38和第二束带层帘布40构成。一对第一束带层帘布38设置为相对于点划线CL对称。该第一束带层帘布38位于第二带束层帘布36的轴向的端部。虽未图示，但是该第一束带层38由帘线和贴胶形成。该帘线实质上沿周向延伸。该帘线被螺旋状卷绕。第二束带层40由帘线和贴胶形成。该帘线实质上沿周向延伸。该帘线被螺旋状卷绕。束带层14具有所谓的无接缝构造。由于带束层12被该帘线束缚，因此可以抑制带束层12的上升。该帘线通常由有机纤维形成。作为优选的有机纤维例示出了尼龙纤维、聚酯纤维、人造丝纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维及芳香族聚酰胺纤维。
内衬层16位于胎体10的内周面。内衬层16由交联橡胶形成。内衬层16使用了一种空气屏蔽性优越的橡胶。内衬层16发挥保持轮胎2的内压的作用。胎圈包布18位于胎圈8附近。在将轮胎2组装于轮辋时，该胎圈包布18与轮辋抵接。通过该抵接来保护胎圈8附近。胎圈包布18通常由布和浸渍于该布中的橡胶形成。还可以使用由橡胶单独形成的胎圈包布18。
加强层20位于胎侧部6的轴向内侧。加强层20位于胎体10和内衬层16之间。加强层20由交联橡胶形成。点Q是加强层20的径向外侧的端部。点S是加强层20的径向内侧的端部。图1的双箭头Ht表示轮胎的高度。该轮胎高度Ht是在图1的截面中从实线BBL到胎面22的最远点P的径向距离。图1的双箭头H1表示加强层20的高度。该加强层20的高度是从实线BBL到加强层20的点Q的径向距离。图1的点R表示胎趾的前端。图1的双箭头H2表示从该点R到加强层20的点S的径向距离。如图1所示的截面所示，该Ht、H1、H2是通过在切割轮胎2获得的样本中测量的。
由于具备加强层20，即使比(Sa/Sc)较小，轮胎2也能够获得较大的纵向刚性。该加强层20的硬度为85以上且95以下。由于加强层20的硬度为85以上，因此在轮胎2中能够获得较大的纵向刚性。借助该较大的纵向刚性，轮胎2的操纵稳定性优越。由于加强层20的硬度为95以下，因此在轮胎2中抑制横向刚性增大。通过抑制横向刚性增大就可以抑制纵向刚性增大。该轮胎2不损害乘车舒适性。该加强层20的硬度以“JIS-K 6253”的规定为基准，在23℃的条件下将A型硬度计按压于加强层20进行测量。
加强层的厚度为1mm以上且4mm以下。加强层20的厚度较厚的轮胎2的纵向刚性大。根据该观点，加强层20的厚度优选为2mm以上。在加强层20的厚度较薄的轮胎2中抑制横向刚性增大。根据该观点，加强层20的厚度优选为3mm以下。如图1所示的截面所示，该加强层20的厚度是通过在切割轮胎2获得的样本中测量的。
加强层20的高度H1与该轮胎2的轮胎高度Ht之比(H1/Ht)为0.5以上且0.8以下。该比(H1/Ht)较大的轮胎2的纵向刚性较大。根据该观点，该比(H1/Ht)优选为0.6以上。在该比(H1/Ht)较小的轮胎2中抑制横向刚性增大。根据该观点，该比(H1/Ht)优选为0.8以下。
从该轮胎2的胎趾前端的点R到加强层20的端部的点S的加强层20的径向距离H2为10mm以上。由此，该轮胎2的轮胎组装损伤以及胎圈耐久性被保持为与以往的轮胎相同的水平。根据该观点，从点R到点S的径向距离H2更优选为25mm以上。
加强层20的端部的点S位于比胎圈芯26的轮胎径向外侧面靠近径向外侧。加强层20的端部的点S的在径向上的位置是在三角胶28的径向最内侧的位置与最外侧的位置之间。加强层20与胎体10的主体30的一侧重叠。胎圈芯26和三角胶28与该胎体10的主体30的另一侧重叠。借助该加强层20、胎体10、胎圈芯26以及三角胶28的构成，保持了加强层20和三角胶28的轮胎径向的连续性。根据该构成有助于轮胎的操纵稳定性。
在本发明中除特殊说明以外，轮胎的各部件的尺寸及角度是在轮胎2组装于正常轮辋、且在轮胎中填充空气成为正规内压的状态下所测量的。测量时不对轮胎作用负荷。在本说明书中，正规轮辋是指在轮胎所依据的规格中确定的轮辋。JATMA规格中的“标准轮辋”、TRA规格中的“Design Rim”、以及ETRTO规格中的“Measuring Rim”为正规轮辋。在本说明书中，正规内压是指在轮胎2所依据的规格中确定的内压。JATMA规格中的“最高气压”、TRA规格中的“TIRE LOAD LIMITS ATVARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”中所记载的“最大值”、以及ETRTO规格中的“INFLATION PRESSURE”为正规内压。
实施例：
下面，通过实施例来明确本发明的效果，但是不应根据该实施例的记载来限定地解释本发明。
(实施例1)
获得具有图1所示的基本构成、表1所示的规格的轿车用子午线轮胎。该轮胎的尺寸为“195/65R15”。比(Sa/Sc)是0.75。该轮胎的三角胶的硬度是80。该轮胎的加强层的硬度是90。该加强层的厚度是2mm。加强层的高度与轮胎高度之比(H1/Ht)是0.8。该硬度是JIS-A硬度。三角胶及加强层的硬度是在常温下按压A型硬度计测量的。
(比较例1)
准备不具备加强层的市场出售的轿车用子午线轮胎作为比较例1。该比较例1的轮胎除了不具备加强层、以及表1特殊表示的以外，与实施例1的轮胎相同。
(实施例2至4以及比较例2和3)
除了表1表示的规格以外与实施例1同样获得了实施例2至4以及比较例2和3的轿车用子午线轮胎。
(实施例5至8以及比较例4和5)
除了表2表示的规格以外与实施例1同样获得了实施例5至8以及比较例4和5的轿车用子午线轮胎。
(比较例6至8)
准备了在胎侧部的内侧具备位于胎体外周侧的加强层，除此以外与实施例1的子午线轮胎为相同构造的轮胎。获得了表2表示的规格的比较例6至8的汽车用子午线轮胎。
(横向刚性以及纵向刚性评价)
测量了表1和表2所示的轮胎的横向刚性。横向刚性是施加超过容许施加载荷的70％进行测量。在该轮胎中施加纵载荷4.2kN来进行测量。横向刚性是从在平坦路面横方向相对移动时的横向力Fy与横向位移Y之比求出的。对轮辋尺寸15×6J、空气压230kPa的轮胎施加横向力0.49kN来测量的。该比(Fy/Y)是在绕轮胎周向一周的多个测量位置测量的，得到其平均值作为横向刚性。
测量了用于评价横向刚性的轮胎的纵向刚性。纵向刚性是对该轮胎施加与评价横向刚性同样的纵载荷4.2kN来进行了测量。纵向刚性是从在平坦路面纵向相对移动时的纵向力Fx与纵向位移X之比求出的。纵向刚性是在纵向相对速度1.3mm/sec时测量的。该比(Fx/X)是在绕轮胎周向一周的多个测量位置测量的，得到其平均值作为纵向刚性。
以比较例1的轮胎横向刚性和纵向刚性作为100，将实施例1至8以及比较例2至8的轮胎的横向刚性和纵向刚性表示于表1和表2。该数值越大刚性越大。
(行驶评价)
在排气量为2000cc的汽车上依次安装了表1和表2表示的市场出售的轮胎和试制轮胎。轮辋为15×6J、轮胎的充气内压为230kPa。是该汽车在测试路线上行驶，使驾驶员对操纵稳定性和乘车舒适性进行了感官的评价。该数值越大表示越优越。其结果表示于表1和表2。
表1：
表1评价结果
Figure GPA00001022137300081
表2：
表2评价结果
Figure GPA00001022137300082
如表1和表2所示，实施例的轮胎与比较例的轮胎相比，操纵稳定性和乘车舒适度的评价均为高水平。根据该评价结果明确了本发明的优越性。
产业上的可利用性：
本发明能够适用于各种交通工具的轮胎。

Claims (3)

1.一种充气轮胎，其中具备：胎面部，其外表面构成胎面；一对胎侧部，它们从胎面部的端部向径向略内侧延伸；一对胎圈，它们位于比所述胎侧部靠近径向略内侧；胎体，其沿着胎面部的内侧而被架设于两个胎圈之间；加强层，其在胎侧部的内侧位于胎体的内周侧，
胎体具有子午线构造，
胎圈具备胎圈芯和从胎圈芯向径向外侧延伸的三角胶，
三角胶的截面积Sa与所述胎圈芯的截面积Sc之比Sa/Sc是0.5以上且1.5以下，
加强层的硬度是85以上且95以下，
加强层的厚度是1mm以上且4mm以下，
加强层的高度H1与轮胎的高度Ht之比H1/Ht是0.5以上且0.8以下。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中所述加强层的厚度是2mm以上。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中从所述加强层的径向内侧的端部到胎趾前端为止的径向距离是10mm以上。
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