CN102416827A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种充气轮胎，其具备帘布层(6)，其在轮胎周向上排列多根增强帘线，其轮胎宽度方向两端部一直延伸到配置于两胎圈部(5)上的胎圈芯(51)；以及带束层(7)，其在胎面部(2)中帘布层(6)的轮胎直径方向外侧至少设置1层，其中，在带束层(7)轮胎宽度方向端的轮胎宽度方向内侧，且在带束层(7)轮胎宽度方向最大尺寸W1的5[％]以上95[％]以下范围W2内，将通过〔帘布强度系数K[N/mm·kPa]〕＝〔增强帘线植入根数[根/mm]〕×〔增强帘线强度[N/根]〕×〔帘布层层数〕÷〔最大空气压力[kPa]〕公式定义的帘布层(6)的帘布强度系数K设为0[N/mm·kPa]＜K＜0.15[N/mm·kPa]。本发明目的在于提供一种充气轮胎，可在维持乘坐舒适性的同时，提高轮胎规格的均匀性。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种可提高胎面均匀性的充气轮胎。
背景技术
众所周知，在以往的充气轮胎中，为提高乘坐舒适性等，会在轮胎宽度方向上分割帘布层(例如参考专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】日本专利特开2008-37265号公报
发明内容
发明拟解决的问题
但是，在上述以往的充气轮胎中，由于成型时帘布层的分割部分发生膨胀，可能会造成胎面规格不均匀。因此，胎面部将变形，给接地形状带来不良影响，导致乘坐舒适性降低。
本发明鉴于上述问题而开发完成，其目的在于提供一种充气轮胎，可在维持与分割帘布层同等乘坐舒适性的同时，提高胎面规格的均匀性。
发明内容
为解决上述问题，实现目的，本发明的充气轮胎具备帘布层，其在轮胎周向上排列多根增强帘线，其轮胎宽度方向两端部一直延伸到配置于两胎圈部上的胎圈芯；以及带束层，其在胎面部中所述帘布层的轮胎直径方向外侧至少设置1层，其特征在于，在所述带束层轮胎宽度方向端的轮胎宽度方向内侧，且在所述带束层轮胎宽度方向最大尺寸W1的5[％]以上95[％]以下范围W2内，将通过〔帘布强度系数K[N/mm·kPa]〕＝〔增强帘线植入根数[根/mm]〕×〔增强帘线强度[N/根]〕×〔帘布层层数〕÷〔最大空气压力[kPa]〕公式定义的所述帘布层的帘布强度系数K设为0[N/mm·kPa]＜K＜0.15[N/mm·kPa]。
当帘布强度系数K＝0时，是一种帘布层被断开的构造，成型时帘布层的分割部分将膨胀，可能会导致胎面规格不均匀。因此，将帘布层的帘布强度系数设为0[N/mm·kPa]＜K后，可防止帘布层膨胀，提高胎面规格的均匀性。另一方面，当帘布强度系数K≥0.15时，增强帘线植入根数、增强帘线强度或帘布层层数将增多，从而轮胎重量会增加，并导致乘坐舒适性降低。因此，根据该充气轮胎，在带束层的轮胎宽度方向规定范围内，通过将帘布层的帘布强度系数K设为0[N/mm·kPa]＜K＜0.15[N/mm·kPa]，可维持与分割帘布层同等的乘坐舒适性，同时提高胎面规格的均匀性。
此外，本发明充气轮胎的特征在于，在以下位置的轮胎宽度方向内侧的范围内，设为所述帘布强度系数K，该位置是距离所述带束层轮胎宽度方向两端为该带束层轮胎宽度方向最大尺寸的至少10[％]的位置。
通过将需要设为帘布强度系数K的范围向轮胎宽度方向内侧缩小，可在帘布层容易膨胀的轮胎宽度方向中央部位，进一步提升胎面规格的均匀性。因此，根据该充气轮胎，可显著获得提高胎面规格均匀性的效果。
此外，本发明充气轮胎的特征在于，设为所述帘布强度系数K的所述帘布层的增强帘线植入根数至少为3[根/50mm]。
增强帘线植入根数至少为3[根/50mm]时，可防止帘布层膨胀，因此较为理想。因此，根据该充气轮胎，可更加显著地获得提高胎面规格均匀性的效果。
此外，本发明充气轮胎的特征在于，设为所述帘布强度系数K的所述帘布层的增强帘线强度至少为2[N/根]。
增强帘线强度至少为2[N/根]时，可防止帘布层膨胀，因此较为理想。因此，根据该充气轮胎，可更加显著地获得提高胎面规格均匀性的效果。
此外，本发明充气轮胎的特征在于，所述帘布层具有在所述带束层形成的所述范围内被分割的分割部、以及跨所述分割部而设置的增强部，所述增强部被设为所述帘布强度系数K。
将胎面部的所述范围设为所述帘布强度系数K时，要维持轮胎的耐久性，需从所述范围到轮胎宽度方向外侧即胎圈部，具有规定的帘布强度系数。因此，根据该充气轮胎，帘布层主体的设置是，将轮胎宽度方向两端部配置在两胎圈部中，围绕胎圈芯，自轮胎宽度方向内侧向轮胎宽度方向外侧折返，在该帘布层主体中，从所述范围到轮胎宽度方向外侧即胎圈部适当维持强度，同时设置分割部，并通过增强部设为所述帘布强度系数K，由此，可维持乘坐舒适性，并显著获得提高胎面规格均匀性的效果。
发明的效果
本发明所述充气轮胎可在维持乘坐舒适性的同时，提高胎面规格的均匀性。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例所述的充气轮胎的子午线剖面图。
图2是根据本发明实施例所述的充气轮胎中帘布层其他配置的子午线剖面概要图。
图3是根据本发明实施例所述的充气轮胎中帘布层其他配置的子午线剖面概要图。
图4是根据本发明实施例所述的充气轮胎中帘布层其他配置的子午线剖面概要图。
图5是根据本发明实例所述的充气轮胎性能试验结果的图表。
图6是根据本发明实例所述的比较例1充气轮胎中帘布层配置的子午线剖面概要图。
图7是根据本发明实例所述的比较例2充气轮胎中帘布层配置的子午线剖面概要图。
图8是根据本发明实例所述的充气轮胎帘布强度系数范围的曲线图。
具体实施方式
下面，依据附图对本发明实施例进行详细说明。但本发明并不仅限于该实施例。此外，该实施例的构成要素包含本领域技术人员能够且容易取代的内容或实质上相同的内容。此外，该实施例中记载的多个改进例可在本领域技术人员理解的范围内进行任意组合。
图1是根据本发明实施例所述的充气轮胎的子午线剖面图。在以下说明中，轮胎直径方向是指与充气轮胎旋转轴(未图示)正交的方向，轮胎直径方向内侧是指在轮胎直径方向上朝向旋转轴的一侧，轮胎直径方向外侧是指在轮胎直径方向上远离旋转轴的一侧。此外，轮胎周向是指以所述旋转轴为中心轴的圆周方向。此外，轮胎宽度方向是指与所述旋转轴平行的方向，轮胎宽度方向内侧是指在轮胎宽度方向上朝向轮胎赤道面C的一侧，轮胎宽度方向外侧是指在轮胎宽度方向上远离轮胎赤道面C的一侧。轮胎赤道面C是指与充气轮胎旋转轴正交、且穿过充气轮胎的轮胎宽度中心的平面。轮胎宽度是指位于轮胎宽度方向外侧的部分在轮胎宽度方向上的宽度，即，在轮胎宽度方向上距离轮胎赤道面C最远的部分之间的距离。此外，轮胎赤道线是指，位于轮胎赤道面C上，沿充气轮胎周向的线。本实施例中，轮胎赤道线与轮胎赤道面一样，以符号“C”表示。另外，以下说明的充气轮胎是以轮胎赤道面C为中心，呈大致对称结构，因此在穿过充气轮胎旋转轴的平面上切开该充气轮胎时的子午线剖面图(图2～4、图6、图7)中，仅图示以轮胎赤道面C为中心的一侧(图中右侧)，并仅对该侧进行说明，对另一侧(图中左侧)则省略说明。
本实施例所述充气轮胎如图1所示，具有胎面部2、位于其两侧的胎肩部3、由各胎肩部3依次连接的侧壁部4、以及胎圈部5。进而，该充气轮胎还具有帘布层6和带束层7。
胎面部2在充气轮胎的轮胎直径方向最外侧向外部露出，其表面成为充气轮胎的轮廓。在胎面部2的外周表面，即行驶时与路面接触的踏面上，形成胎面21.该胎面21上设有多个环岸部23，其由在轮胎周向上延伸而成的多根(本实施例中为4根)周向主槽22划分而成。
胎肩部3是胎面部2中轮胎宽度方向两外侧的部位。此外，侧壁部4是充气轮胎中向轮胎宽度方向最外侧露出的部位。此外，胎圈部5具有胎圈芯51和胎边芯52。胎圈芯51通过将钢丝即胎圈钢丝卷成环状而形成。胎边芯52配置在通过帘布层6的轮胎宽度方向端部在胎圈芯51位置折返而形成的空间内。
帘布层6的各轮胎宽度方向端部在一对胎圈芯51处，自轮胎宽度方向内侧向轮胎宽度方向外侧折返，并在轮胎周向上绕成环状，构成轮胎的架构。该帘布层6是由覆层橡胶覆盖有机纤维(尼龙或聚酯等)的增强帘线(未图示)而成。增强帘线相对于轮胎周向即轮胎赤道线C的角度为90[°](含±5[°])。
此外，帘布层6具有在胎面部2上轮胎宽度方向的规定范围内被分割的分割部61、以及跨分割部61而设置的增强部62。具体而言，如图1所示，帘布层6的设置是，其主体在各胎圈芯51处，自轮胎宽度方向内侧向轮胎宽度方向外侧折返，且在胎面部2的位置，在轮胎宽度方向上被分割。该帘布层6主体上被分割的轮胎宽度方向内侧端之间就是分割部61。然后，增强部62按照在胎面部2位置横跨分割部61的方式，叠层在帘布层6主体的轮胎直径方向外侧，其轮胎宽度方向外侧端插入帘布层6主体的折返部分之间。增强部62构成帘布层的一部分，由覆层橡胶覆盖有机纤维(尼龙或聚酯等)的增强帘线(未图示)而成，增强帘线相对于轮胎周向即轮胎赤道线C的角度为90[°](含±5[°])。
此外，如图2所示，帘布层6的设置是，其主体在各胎圈芯51处，自轮胎宽度方向内侧向轮胎宽度方向外侧折返，且在胎面部2的位置，在轮胎宽度方向上被分割。该帘布层6主体上被分割的轮胎宽度方向内侧端之间就是分割部61。然后，增强部62按照在胎面部2位置横跨分割部61的方式，叠层在帘布层6主体的轮胎直径方向外侧，其轮胎宽度方向外侧端从各胎圈芯51的轮胎宽度方向内侧一直伸到该胎圈芯51的轮胎直径方向内侧。增强部62由覆层橡胶覆盖有机纤维(尼龙或聚酯等)的增强帘线(未图示)而成，增强帘线相对于轮胎周向即轮胎赤道线C的角度为90[°](含±5[°])。
此外，如图3所示，帘布层6的设置是，其主体在各胎圈芯51处，自轮胎宽度方向内侧向轮胎宽度方向外侧折返，且在胎面部2的位置，在轮胎宽度方向上被分割。该帘布层6主体上被分割的轮胎宽度方向内侧端之间就是分割部61。然后，增强部62按照在胎面部2位置横跨分割部61的方式，叠层在帘布层6主体的轮胎直径方向外侧，其轮胎宽度方向外侧端与帘布层6主体一起在各胎圈芯51处，自轮胎宽度方向内侧向轮胎宽度方向外侧折返。增强部62由覆层橡胶覆盖有机纤维(尼龙或聚酯等)的增强帘线(未图示)而成，增强帘线相对于轮胎周向即轮胎赤道线C的角度为90[°](含±5[°])。
此外，如图4所示，帘布层6的设置是，其主体在各胎圈芯51处，自轮胎宽度方向内侧向轮胎宽度方向外侧折返，该折返端部一直延伸到胎面部2，且在轮胎宽度方向上间隔规定范围而对向。该帘布层6主体的折返端部之间就是分割部61。然后，增强部62是在胎面部2的位置，横跨分割部61而设的部分。
带束层7至少由1层构成。带束层7在胎面部2中被配置于帘布层6的外周即轮胎直径方向外侧，并在轮胎周向上覆盖帘布层6。带束层7由覆层橡胶覆盖有机纤维(尼龙或聚酯等)或钢丝等帘线而成。带束层7为1层时，该帘线与轮胎周向即轮胎赤道线C平行设置。
本实施例所述充气轮胎如图1～图4所示，带束层7是由将带束层71、72进行叠层后的多层构造而构成。带束层71、72的帘线相对于轮胎周向即轮胎赤道线C成规定的角度，且帘线相互交叉设置。
如此，本实施例所述充气轮胎具备帘布层6，其在轮胎周向上排列多根增强帘线，其轮胎宽度方向两端部一直延伸到配置于两胎圈部5上的胎圈芯51；以及带束层7，其在胎面部2中帘布层6的轮胎直径方向外侧至少设置1层。然后，该充气轮胎中，在带束层7轮胎宽度方向端的轮胎宽度方向内侧，且在带束层7轮胎宽度方向最大尺寸W1的5[％]以上95[％]以下范围W2内，将通过〔帘布强度系数K[N/mm·kPa]〕＝〔增强帘线植入根数[根/mm]〕×〔增强帘线强度[N/根]〕×〔帘布层层数〕÷〔最大空气压力[kPa]〕公式定义的帘布层6的帘布强度系数K设为0[N/mm·kPa]＜K＜0.15[N/mm·kPa]。
此处，当带束层7为多层构造时，带束层7的轮胎宽度方向最大尺寸W1是轮胎宽度方向最大宽度带束层的轮胎宽度方向尺寸。此外，距离带束层7轮胎宽度方向端部为带束层7轮胎宽度方向最大尺寸W1的5[％]以上95[％]以下的位置P是指，在带束层7轮胎宽度方向最大尺寸W1内，其5[％]以上95[％]以下范围的两端位置。然后，也可以将带束层7的轮胎宽度方向一端作为位置P，使该轮胎宽度方向一端的轮胎宽度方向内侧的范围在带束层7轮胎宽度方向最大尺寸W1的5[％]以上95[％]以下。
此外，将帘布层6的帘布强度系数K设为0[N/mm·kPa]＜K＜0.15[N/mm·kPa]的范围W2是指，在帘布层6的分割部61上设有增强部62的范围。
当帘布强度系数K＝0时，是一种帘布层6被分割部61断开的构造，是不具有增强部62的以往充气轮胎构造，因此成型时帘布层的分割部分将膨胀，可能会导致胎面规格不均匀。因此，将帘布层6的帘布强度系数设为0[N/mm·kPa]＜K后，可防止帘布层6膨胀，提高胎面规格的均匀性。另一方面，当帘布强度系数K≥0.15时，增强帘线植入根数、增强帘线强度或帘布层6层数将增多，从而轮胎重量会增加，并导致乘坐舒适性降低。因此，根据该充气轮胎，在带束层7的轮胎宽度方向规定范围内，通过将帘布层6的帘布强度系数K设为0[N/mm·kPa]＜K＜0.15[N/mm·kPa]，可维持与分割帘布层6同等的乘坐舒适性，同时提高胎面规格的均匀性。
另外，将帘布层6的帘布强度系数K设为0.08[N/mm·kPa]≤K≤0.13[N/mm·kPa]后，可进一步防止帘布层6膨胀，进一步提高胎面规格的均匀性，且能够进一步抑制轮胎重量的增加以及乘坐舒适性的降低，因此较为理想。
此外，本实施例所述充气轮胎中，优选在位置P的轮胎宽度方向内侧的范围W2内，设为所述帘布强度系数K，所述位置P是距离带束层7轮胎宽度方向两端为该带束层7轮胎宽度方向最大尺寸W1的至少10[％]的位置。
通过将需要设为帘布强度系数K的范围W2向轮胎宽度方向内侧缩小，可在帘布层6容易膨胀的轮胎宽度方向中央部位，进一步提升胎面规格的均匀性。因此，根据该充气轮胎，可显著获得提高胎面规格均匀性的效果。另外，在带束层7轮胎宽度方向端部的轮胎宽度方向内侧，且在带束层7轮胎宽度方向最大尺寸W1的至少10[％]以上80[％]以下范围W2内，设为所述帘布强度系数K后，可在胎面规格更易不均匀的部位，对帘布层6的帘布强度系数K进行设定，因此可更加显著地获得提高胎面规格均匀性的效果。
此外，本实施例所述充气轮胎中，优选设为所述帘布强度系数K的帘布层6的增强帘线植入根数至少为3[根/50mm]。
增强帘线植入根数至少为3[根/50mm]，进而在3～11[根/50mm]时，可防止帘布层6膨胀，因此较为理想。因此，根据该充气轮胎，可更加显著地获得提高胎面规格均匀性的效果。
此外，本实施例所述充气轮胎中，优选设为所述帘布强度系数K的帘布层6的增强帘线强度至少为2[N/根]，进而在2～180[N/根]。
增强帘线强度至少为2[N/根]时，可防止帘布层6膨胀，因此较为理想。因此，根据该充气轮胎，可更加显著地获得提高胎面规格均匀性的效果。
此外，本实施例所述充气轮胎中，优选帘布层6具有在带束层7形成的范围W2内被分割的分割部61、以及跨分割部61而设置的增强部62，增强部62被设为所述帘布强度系数K。
将胎面部2的所述范围W2设为所述帘布强度系数K时，要维持轮胎的耐久性，需从所述范围W2到轮胎宽度方向外侧即胎圈部5，具有规定的帘布强度系数。因此，根据该充气轮胎，帘布层6主体的设置是，将轮胎宽度方向两端部配置在两胎圈部5中，围绕胎圈芯51，自轮胎宽度方向内侧向轮胎宽度方向外侧折返，在该帘布层6主体中，从所述范围W2到轮胎宽度方向外侧即胎圈部5适当维持强度，同时设置分割部61，并通过增强部62设为所述帘布强度系数K，由此，可维持乘坐舒适性，并显著获得提高胎面规格均匀性的效果。
实例
图5是表示本发明实例所述充气轮胎性能试验结果的图表，图6是表示本发明实例所述比较例1充气轮胎中帘布层配置的子午线剖面概要图，图7是表示本发明实例所述比较例2充气轮胎中帘布层配置的子午线剖面概要图，图8是表示本发明实例所述充气轮胎帘布强度系数范围的曲线图。
本实例中，针对不同条件的多种充气轮胎，进行了乘坐舒适性及轮胎变形程度的相关性能试验(参照图5)。
试验轮胎是将轮胎尺寸为195/65R15的充气轮胎组装至正规轮辋上，填充正规内压(240[kpa])。另外，此处的正规轮辋是指，JATMA中规定的“标准轮辋”、TRA中规定的“Design Rim”(设计轮辋)、或者ETRTO中规定的“Measuring Rim”(测量轮辋)。此外，正规内压是指，JATMA中规定的“最高空气压力”、TRA中规定的“TIRE LOAD LIMITS ATVARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”(在各种冷胎充气压力下的轮胎冷载荷极限)最大值、或者ETRTO中规定的“INFLATIONPRESSURES”。
乘坐舒适性的评估方法是，将上述试验轮胎安装到试验车辆(2.5升级别的日本国产乘用车)上，利用该试验车辆，以50[km/h]速度在凹凸不平的直线试车跑道上行驶，然后由3名熟练驾驶员进行5个等级的感官评估。该评估是以常规例作为基准(100)，用指数表示，该指数越高，乘坐舒适性越好。
轮胎变形程度的评估方法是，在制造完成的上述试验轮胎的子午线方向剖面上，测量轮胎赤道面及位置P处的胎面厚度，其差值在3[mm]以上时是“×”，在1.5[mm]以上3[mm]以下时是“△”，1.5[mm]以下时是“○”，以“△”和“○”表示轮胎变形程度小，较为理想。
比较例1的充气轮胎如图6所示，在胎面部，帘布层6上仅设置了分割部61。该比较例1的充气轮胎中，从位置P到轮胎宽度方向内侧的范围W2内没有帘布层6。此外，比较例2的充气轮胎如图7所示，在胎面部，帘布层6在轮胎宽度方向上连续形成。该比较例2的充气轮胎中，从位置P到轮胎宽度方向内侧的范围W2内虽然有帘布层6，但帘布强度系数K在规定范围之外。
实例1～实例8的充气轮胎如图1所示，在胎面部，从位置P到轮胎宽度方向内侧的范围W2内，帘布层6具有分割部61以及增强部62，帘布强度系数K设定在规定范围内。然后，在实例1的充气轮胎中，相对于轮胎宽度方向最大尺寸W1，带束层各轮胎宽度方向端至位置P之间的距离[％]为2.5[％](两端侧相加共计5[％])。在实例2的充气轮胎中，相对于轮胎宽度方向最大尺寸W1，带束层各轮胎宽度方向端至位置P之间的距离[％]为47.5[％](两端侧相加共计95[％])。在实例3的充气轮胎中，相对于轮胎宽度方向最大尺寸W1，带束层各轮胎宽度方向端至位置P之间的距离[％]为20[％](两端侧相加共计40[％])。在实例4～实例8的充气轮胎中，相对于轮胎宽度方向最大尺寸W1，带束层各轮胎宽度方向端至位置P之间的距离[％]为10[％](两端侧相加共计20[％])。
此外，帘布强度系数K的0[N/mm·kPa]＜K＜0.15[N/mm·kPa]范围如图8所示，根据增强帘线植入根数与增强帘线强度的关系，是帘布强度系数K小于0.15[N/mm·kPa]基准线L的斜线范围。另外，比较例1中，范围W2内不存在帘布层6，因此用增强帘线植入根数及增强帘线强度为0的点进行表示。比较例2中，帘布强度系数K在规定范围之外，因此是在帘布强度系数K处于基准线L以上的斜线外范围。
如图5的实验结果所示，可知实例1～实例8的充气轮胎不仅维持了乘坐舒适性，且轮胎变形程度小，胎面规格的均匀性获得提高。
符号说明
2胎面部
21胎面
22周向主槽
23环岸部
3胎肩部
4侧壁部
5胎圈部
51胎圈芯
52胎边芯
6帘布层
61分割部
62增强部
7(71、72)带束层
C轮胎赤道面(轮胎赤道线)
K帘布强度系数

Claims (5)

1.一种充气轮胎，具备帘布层，其在轮胎周向上排列多根增强帘线，其轮胎宽度方向两端部一直延伸到配置于两胎圈部上的胎圈芯；以及带束层，其在胎面部中所述帘布层的轮胎直径方向外侧至少设置1层，其特征在于，
在所述带束层轮胎宽度方向端的轮胎宽度方向内侧，且在所述带束层轮胎宽度方向最大尺寸W1的5[％]以上95[％]以下范围W2内，将通过〔帘布强度系数K[N/mm·kPa]〕＝〔增强帘线植入根数[根/mm]〕×〔增强帘线强度[N/根]〕×〔帘布层层数〕÷〔最大空气压力[kPa]〕公式定义的所述帘布层的帘布强度系数K设为0[N/mm·kPa]＜K＜0.15[N/mm·kPa]。
2.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，在以下位置的轮胎宽度方向内侧的范围内，设为所述帘布强度系数K，该位置是距离所述带束层轮胎宽度方向两端为该带束层轮胎宽度方向最大尺寸的至少10[％]的位置。
3.如权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，设为所述帘布强度系数K的所述帘布层的增强帘线植入根数至少为3[根/50mm]。
4.如权利要求1至3中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，设为所述帘布强度系数K的所述帘布层的增强帘线强度至少为2[N/根]。
5.如权利要求1至4中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述帘布层具有在所述带束层形成的所述范围内被分割的分割部、以及跨所述分割部而设置的增强部，所述增强部被设为所述帘布强度系数K。
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