CN102079222A - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种充气轮胎(2)，具有优越的操纵稳定性和乘车舒适性，并且有助于车辆的低油耗。该充气轮胎(2)具有：胎面部(4)、胎侧部(6)、胎圈(8)、胎体(10)、带束层(12)、束带层(14)、加强层(16)以及内衬层(18)。胎面部(4)具有胎肩主沟(24)。加强层(16)在轴向上局部存在。加强层(16)在半径方向上位于胎体(10)与带束层(12)之间。加强层(16)与胎肩主沟(24)相对并在半径方向上位于其内侧。加强层(16)包括并排排列的多条帘线和贴胶。各帘线实质上沿轴向延伸。加强层(16)的宽度(Wr)为胎肩主沟(24)的宽度(Wg)的200％以上500％以下。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及安装于轿车等的充气轮胎。

背景技术

轮胎具有胎面部、胎侧部、胎圈、胎体、带束层等。带束层包括内侧层和外侧层。内侧层和外侧层分别包括并排排列的多条帘线和贴胶。各帘线相对于赤道面倾斜。带束层有助于轮胎的刚性。

胎面部具有多条主沟。各主沟沿周向延伸。该主沟有助于排水。胎面部的表面被这些主沟划分。

在车辆转弯时，离心力作用于该车辆。另一方面，转弯时会在轮胎上产生侧抗力。侧抗力的大小依赖于胎面部与路面的摩擦系数。侧抗力的大小还依赖于轮胎的横向刚性。侧抗力与离心力平衡。借助较大的侧抗力能够获得优越的操纵稳定性。

以往提出有各种涉及带束层(或者束带层)的方案。例如，日本特开2008-6892公报中公开了一种在带束层与胎面部之间具有束带层的轮胎。该束带层具有：帘线密度较大的区域和帘线密度较小的区域。该密度较大的区域位于主沟附近。

专利文献1：日本特开2008-6892公报

转弯时胎面部发生变形。变形会损害操纵稳定性。特别是在主沟附近，胎面部会发生较大的变形。

如果带束层使用高刚性的帘线，就能够获得横向刚性较大的轮胎。该轮胎能够产生较大的侧抗力。该轮胎的操纵稳定性优越。然而该轮胎的滚动阻力较大、质量也较大。该轮胎会阻碍车辆的低油耗。高刚性的帘线也能够提高轮胎的纵向刚性。纵向刚性较大的轮胎的乘车舒适性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种各种性能均优越的充气轮胎。

本发明涉及的充气轮胎包括：胎面部，其具有沿周向延伸的主沟；一对胎侧部，它们分别从所述胎面部的端部向半径方向大致内侧延伸；一对胎圈，它们分别位于比胎侧部更靠半径方向大致内侧；胎体，其沿着所述胎面部和胎侧部的内侧架设在一个胎圈与另一个胎圈之间；带束层，其在半径方向上位于所述胎面部与所述胎体之间；加强层，其在轴向上局部存在并且在半径方向上位于所述主沟的内侧。所述加强层包括并排排列的多条帘线和贴胶。所述帘线实质上沿着轴向延伸。

优选地，加强层帘线相对于周向的角度为60°以上90°以下。优选地，加强层的宽度为主沟宽度的200％以上500％以下。优选地，加强层在半径方向上位于胎体与带束层之间。

带束层可以包括并排排列的多条帘线和贴胶。优选地，加强层帘线的拉伸强度为带束层帘线的拉伸强度以下。

在本发明涉及的充气轮胎中，加强层帘线能够抑制主沟附近的胎面部的变形。该加强层有助于操纵稳定性。该轮胎不会大幅度地阻碍车辆的低油耗性能。该轮胎的乘车舒适性优越。

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概念图。

图2是表示图1的轮胎的一部分的放大剖视图。

图3是表示图1的轮胎的一部分的分解立体图。

图4是表示图1的轮胎的加强层的俯视图。

图5是表示用于图4的加强层的片材的一部分的俯视图。

图6是表示用于图4的加强层的带的一部分的俯视图。

附图标记说明：2...充气轮胎；4...胎面部；6...胎侧部；8...胎圈；10...胎体；12...带束层；14...束带层；16...加强层；18...内衬层；22...胎冠主沟；24...胎肩主沟；32...内侧层；34...外侧层；50...加强层帘线；52...加强层贴胶。

具体实施方式

以下，参照适合的附图并基于优选实施方式详细地说明本发明。

在图1和图2中，上下方向是轮胎2的半径方向，左右方向是轮胎2的轴向，与纸面垂直的方向是轮胎2的周向。图3中用箭头X表示的是轴向，用箭头Y表示的是周向，用箭头Z表示的是半径方向。该轮胎2具有：胎面部4、胎侧部6、胎圈8、胎体10、带束层12、束带层14、加强层16以及内衬层18。该轮胎2是无内胎型轮胎。该轮胎2被安装于轿车。该轮胎2具有以图1中的点划线CL为中心的大致左右对称的形状。该点划线CL表示轮胎2的赤道面。

胎面部4由耐磨损性能优越的交联橡胶构成。胎面部4形成向半径方向外侧突出的形状。胎面部4具备胎面20。该胎面20与路面接地。胎面部4具备胎冠主沟22和胎肩主沟24。胎冠主沟22位于赤道面CL。上述主沟22、24有助于轮胎2的排水。

胎侧部6从胎面部4的端部向半径方向大致内侧延伸。该胎侧部6由交联橡胶构成。胎侧部6通过弯曲能够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更靠半径方向大致内侧。胎圈8具备：芯部26、和从该芯部26向半径方向外侧延伸的三角胶28。芯部26是环状。芯部26由非伸缩性钢丝卷绕而成。代表性地，芯部26是采用钢丝。三角胶28向半径方向外侧前端变细。三角胶28由高硬度的交联橡胶构成。

胎体10由胎体帘布30构成。胎体帘布30架设在两侧的胎圈8之间，并沿着胎面部4和胎侧部6的内侧。胎体帘布30绕芯部26从轴向内侧向外侧折返。

虽未图示，然而胎体帘布30由并排排列的多条帘线和贴胶构成。各帘线相对于赤道面所成的角度的绝对值通常是70°到90°。换而言之，该胎体10具有子午线构造。帘线通常由有机纤维构成。作为优选的有机纤维可例示出：聚酯纤维、尼龙纤维、人造丝纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维和芳族聚酰胺纤维。也可以采用斜交构造的胎体。

带束层12位于胎体10的半径方向外侧。带束层12对胎体10进行加强。带束层12包括内侧层32和外侧层34。如图3所示，内侧层32和外侧层34分别包括并排排列的多条帘线36和贴胶38。各帘线36相对于赤道面倾斜。倾斜角度的绝对值为10°以上35°以下。内侧层32的帘线36的倾斜方向与外侧层34的帘线36的倾斜方向相反。帘线36的材质优选是钢。帘线36可以采用有机纤维。

束带层14覆盖带束层12。虽未图示，然而该束带层14由帘线和贴胶构成。帘线实质上沿周向延伸并卷绕成螺旋状。束带层14具有所谓的无接缝构造。带束层12被该帘线束缚，因此能够抑制带束层12卷起。帘线通常由有机纤维构成。作为优选的有机纤维可例示出：尼龙纤维、聚酯纤维、人造丝纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维和芳族聚酰胺纤维。

图2表示一个加强层16。如前所述，轮胎2具有以图1中的点划线CL为中心的大致左右对称的形状。因此该轮胎2具有两个加强层16。各个加强层16的内端40未到达赤道面CL。该加强层16的外端42不到达胎面部4的端部44。换而言之，各个加强层16在轴向上局部存在。

如图2所示，加强层16在半径方向上位于胎体10与带束层12之间。加强层16与胎体10层叠。带束层12与加强层16层叠。加强层16与胎肩主沟24相对并在半径方向上位于其内侧。胎肩主沟24的内侧边缘46在轴向上与加强层16重叠。胎肩主沟24的外侧边缘48也在轴向上与加强层16重叠。

如图3和图4所示，加强层16包括并排排列的多条帘线50和贴胶52。各帘线50实质上沿着轴向延伸。帘线50的材质是钢。帘线50可以采用有机纤维。

加强层16的帘线50沿着轴向延伸，因此通过该帘线50能够提高轮胎2的横向刚性。转弯时，横向力作用于轮胎2。在该轮胎2中即使作用有横向力，胎面部4也不会发生大幅度地变形。因此能够获得转弯时优越的操纵稳定性。该帘线50还能够抑制胎肩主沟24的塌落。通过抑制塌落，从而能够抑制胎面部4的不均匀磨损和胎肩主沟24的裂纹。

如前所述，加强层16在局部存在。因此与设置有在轴向上从带束层12的一端到达另一端的层的情况相比，具有以下优点。

(1)不会大幅度地提高轮胎2的重量。

(2)不会大幅度地提高轮胎2的滚动阻力。

(3)不会大幅度地提高轮胎2的纵向刚性。

该轮胎2有助于车辆的低油耗性能。该轮胎2的乘车舒适性优越。根据低油耗和乘车舒适性的观点，优选为，加强层16的内端40未到达胎冠主沟22的下方。

转弯时，在胎肩主沟24附近，对胎面部4作用较大的横向力。由于加强层16位于胎肩主沟24的下方，因此尽管加强层16为局部存在，但却能充分地抑制胎面部4的变形。

图2中用箭头Wr表示的是加强层16的宽度，用箭头Wg表示的是胎肩主沟24的宽度。宽度Wr和Wg是沿着轴向测量的。根据操纵稳定性的观点，优选为，宽度Wr相对于宽度Wg的比率为200％以上，特别优选为250％以上。根据油耗和乘车舒适性的观点，该比率优选为500％以下，特别优选为400％以下。

根据操纵稳定性的观点，加强层16的宽度Wr优选为15mm以上，特别优选为20mm以上。根据油耗和乘车舒适性的观点，宽度Wr优选为60mm以下，特别优选为50mm以下。

图4中用箭头θ表示的是帘线50相对于周向Y的角度的绝对值。根据操纵稳定性的观点，角度θ优选为60°以上，更优选为70°以上，特别优选为80°以上。理想的角度θ是90°。

根据油耗、乘车舒适性以及抑制带束层12的帘线36损伤的观点，加强层16的帘线50的拉伸强度Tr相对于带束层12的帘线36的拉伸强度Tb之比(Tr/Tb)优选为1.0以下，更优选为0.9以下，特别优选为0.8以下。根据操纵稳定性的观点，比值(Tr/Tb)优选为0.5以上。

拉伸强度Tr和Tb是依据“JIS G 3510”的“钢轮胎帘线试验方法”中的“剪切载荷以及剪切时全伸长”的规定，并利用拉伸试验机进行测量。拉伸速度为5cm/分。应力-变形曲线中的最大载荷为拉伸强度。

根据操纵稳定性的观点，加强层16的帘线50的密度优选为20条/5cm以上，更优选为25条/5cm以上，特别优选为30条/5cm以上。根据油耗和乘车舒适性的观点，该密度优选为50条/5cm以下，更优选为45条/5cm以下，特别优选为40条/5cm以下。

加强层16的帘线50的构成可以是单线也可以是绞合线。加强层16可以使用单股帘线和层型帘线。作为优选的帘线构成，可例示出：“1×1”、“1×2”、“1×3”、“1×4”、“1+2”以及“2+2”。

胎体10的帘线在胎面部4的下方，实质上沿轴向延伸。加强层16的帘线50实质上也沿轴向延伸。因此胎体10的帘线与加强层16的帘线50的交叉点较少。在该轮胎2中，无论加强层16是否与胎体10层叠，均不易产生由加强层16的帘线50引起的胎体10的帘线损伤。

如前所述在该轮胎2中，半径方向的加强层16的位置为：

(A)胎体10与带束层12之间。

加强层16还可以位于：

(B)内衬层18与胎体10之间。

(C)带束层12的内侧层32与带束层12的外侧层34之间。

(D)带束层12与束带层14之间，或者

(E)束带层14与胎面部4之间。

根据不产生由加强层16的帘线50引起的束带层14的帘线损伤的观点，加强层16的位置优选(A)、(B)和(C)。根据轮胎2制造容易的观点，加强层16的位置特别优选(A)。

也可以在胎肩主沟24的下方不设置加强层16，而在胎冠主沟22的下方设置加强层16。胎冠主沟22下方的加强层16能够抑制胎冠主沟22的变形。也可以在胎肩主沟24的下方设置加强层16，而在胎冠主沟22的下方设置另外的加强层16。如前所述，转弯时在胎肩主沟24附近作用有较大的横向力。根据操纵稳定性、油耗以及乘车舒适性的观点，优选在胎肩主沟24的下方设置加强层16，而在胎冠主沟22的下方不设置加强层16。

还可以采用以下构造：在车辆的外侧的胎肩主沟24的下方具有加强层16，而在车辆的内侧的胎肩主沟24的下方不具有加强层16。该构造是非对称的构造。转弯时，在外侧的胎肩主沟24附近作用较大的横向力。位于外侧的胎肩主沟24下方的加强层16能够抑制胎面部4的变形。在内侧的胎肩主沟24的下方不设置加强层16的轮胎2为轻质轮胎。在内侧的胎肩主沟24的下方不设置加强层16，这在具有非对称的胎面部花纹的轮胎2中特别有效。

存在具有两条胎冠主沟和两条胎肩主沟的轮胎。在该轮胎中优选在胎肩主沟的下方设置加强层16。

存在具有一条胎冠主沟、两条胎肩主沟、两条中间主沟的轮胎。在该轮胎中，优选在胎肩主沟的下方设置加强层16。也可以在中间主沟的下方设置加强层16。

图5是表示用于图4的加强层16的片材54的俯视图。该片材54通过将挤出的贴胶52(参照图4)与帘线50层叠而获得。图5中用箭头A表示的是贴胶52的挤出方向。帘线50向用箭头A表示的方向延伸。该片材54在箭头B表示的位置被切断。通过切断获得图6所示的带56。

在预成型工序中，在成型头上卷绕胎体帘布30。在该胎体帘布30上卷绕带56。此外，在胎体帘布30上装配其他橡胶部件从而获得生胎。在硫化工序中，将该生胎放入模具。生胎在模具内被加压和加热。通过加压和加热使橡胶组成物流动。通过加热在橡胶组成物中发生交联反应。于是获得具备加强层16的轮胎2。

在本发明中，轮胎2的各部件的尺寸和角度是在轮胎2组装于正规轮辋并向轮胎2内填充空气而成为正规内压的状态下测量的。测量时，不对轮胎2施加载荷。本说明书中正规轮辋是指轮胎2所依据的规格中规定的轮辋。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”是正规轮辋。本说明书中正规内压是指轮胎2所依据的规格中规定的内压。JATMA规格中的“最高空气压”、TRA规格中的“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”所记载的“最大值”、以及ETRTO规格中的“INFLATION PRESSURE”是正规内压。在轿车用轮胎2的情况下，在内压为180kPa的状态下测量尺寸和角度。

实施例

以下，通过实施例能够明确本发明的效果，然而不应基于该实施例的记载来限定地解释本发明。

实施例1

制造了图1至图4表示的构造的轿车用轮胎。该轮胎的尺寸是“195/65R15”。该轮胎的规格如下所述。

胎面部

    主沟的宽度Wg：8mm

胎体

    帘线的材质：尼龙

    帘线的细度：1670 dtex/2

    帘线相对于周向的角度：90°

带束层

    帘线的材质：钢

    帘线的构成：2+2

    帘线的丝径：0.23mm

    帘线相对于周向的角度：26°

束带层

    帘线的材质：尼龙

    帘线的细度：1400 dtex/2

    帘线相对于周向的角度：约0°

加强层

    帘线的材质：钢

    帘线的构成：2+2

    帘线的丝径：0.23mm

    帘线相对于周向的角度：90°

    宽度Wr：25mm

实施例2～8

除了将宽度Wr设为下述表1表示的以外，其余与实施例1同样，从而获得了实施例2～8的轮胎。

比较例1

除了设置与带束层大致整个面重叠的加强层以外，其余与实施例1同样，从而获得了比较例1的轮胎。该加强层不是在轴向上局部存在。

比较例2

除了不设置加强层以外，其余与实施例1同样，从而获得了比较例2的轮胎。

实施例9～14

除了将加强层的位置设为如下述表2所示的位置以外，其余与实施例1同样，从而获得了实施例9～14的轮胎。表2中的符号(A)到(E)的含义如下所述。

(A)胎体10与带束层12之间

(B)内衬层18与胎体10之间

(C)带束层12的内侧层32与带束层12的外侧层34之间

(D)带束层12与束带层14之间

(E)束带层14与胎面部4之间

实施例15～17以及比较例3

除了将加强层帘线的角度θ设为下述表3所示的角度以外，其余与实施例1同样，从而获得了实施例15～17以及比较例3的轮胎。

实施例18～21

除了改变加强层帘线的密度或者构成或丝径，并将拉伸强度Tr设为下述表3表示的以外，其余与实施例1同样，从而获得了实施例18～21的轮胎。

质量

测量了轮胎的质量。将该结果以指数表示于下述表1至表3。数值越小越优越。

侧抗刚度

使用平带式装置，在下述测量条件下测量了侧抗刚度。

使用轮辋：15×6-J(铝合金制)

内压：220kPa

载荷：1.5kN

速度：30km/h

外倾角：0°

偏离角：1°

将该结果以指数表示于下述表1至表3。数值越大越优越。

滚动阻力

使用滚动阻力试验机，在下述的测量条件下测量了滚动阻力。

使用轮辋：15×6-J(铝合金制)

内压：220kPa

载荷：4.6kN

速度：80km/h

将该结果以指数表示于下述表1至表3。数值越小越优越。

纵向刚性和横向刚性

在下述条件下，测量了轮胎的纵向弹簧常数和横向弹簧常数。

使用轮辋：15×6-J(铝合金制)

内压：220kPa

载荷：1.5kN

将该结果以指数表示于下述表1至表3。

表1：

表2：

表3：

如表1至表3所示，实施例的轮胎各性能均优越。该评价结果明确了本发明的优越性。

产业上的可利用性

本发明涉及的轮胎能够安装于各种车辆。

Claims (5)

1.一种充气轮胎，其中，

包括：胎面部，其具有沿周向延伸的主沟；一对胎侧部，它们分别从所述胎面部的端部向半径方向大致内侧延伸；一对胎圈，它们分别位于比胎侧部更靠半径方向大致内侧；胎体，其沿着所述胎面部和胎侧部的内侧架设在一个胎圈与另一个胎圈之间；带束层，其在半径方向上位于所述胎面部与所述胎体之间；加强层，其在轴向上局部存在并且在半径方向上位于所述主沟的内侧，

所述加强层包括并排排列的多条帘线和贴胶，所述帘线实质上沿着轴向延伸。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，

所述加强层帘线相对于周向的角度为60°以上90°以下。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，

所述加强层的宽度为所述主沟宽度的200％以上500％以下。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的充气轮胎，其中，

所述加强层在半径方向上位于胎体与带束层之间。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的充气轮胎，其中，

所述带束层包括并排排列的多条帘线和贴胶，

所述加强层帘线的拉伸强度为所述带束层帘线的拉伸强度以下。

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