CN102574431A - 充气子午线轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供充气子午线轮胎，在不增加轮胎的重量的情况下具有改善的耐胎侧拱起变形性。子午线轮胎具有：在胎圈部的与适用轮辋接触的区域配置于胎体帘布层的橡胶胎圈包布(7)；配置于胎圈芯的径向外侧的填充胶条(8)；在各个胎侧部沿胎体的外表面延伸的胎侧胶(13)。在轮胎安装到适用轮辋(R)并充以预定气压的状态下，胎体的折返部(6)的径向外端(6a)和填充胶条(8)的径向外端(8a)布置于适用轮辋(R)的轮辋凸缘(Rf)的径向外端(r)的径向内侧；橡胶胎圈包布(7)的径向外端(7a)布置于轮辋凸缘(Rf)的径向外端(r)的径向外侧；在位于轮辋凸缘(Rf)的径向外侧的部分，胎侧胶(13)的至少一部分布置于橡胶胎圈包布(7)和胎体之间。

Description

充气子午线轮胎
技术领域
本发明涉及充气子午线轮胎，特别地，提出了在不增加轮胎的重量的情况下改善这种轮胎的耐胎侧拱起变形性的技术。
背景技术
近年来，从环境友好和运转成本的观点，对低燃油消耗的充气子午线轮胎的需求日益增大。响应该需求，轮胎的重量被减小，例如通过降低胎体的折返部的径向高度或者填充胶条的径向外端的径向高度来减小。
然而，通过如上所述的轮胎轻量化的方法，轮胎的强度在适用轮辋的轮辋凸缘的径向外侧附近劣化。这容易导致在例如图4的轮胎宽度方向截面图所图示出的轮胎驶过路缘石时，胎侧部处的胎体被夹在适用轮辋的轮辋凸缘和路缘石之间。此时发生的局部变形致使胎体的帘线断裂，引起所谓的胎侧拱起变形的问题。
作为改善耐胎侧拱起变形性的方法，如专利文献1所述，已知通过增加胎体的帘布层的数目或者增大帘线的直径，或者在胎体的绕胎圈芯折返的折返部的轮胎宽度方向外侧布置填充胶条，使得填充胶条位于适用轮辋的轮辋凸缘的径向外端的外侧，来加强胎体。然而，通过该方法，胎体中帘线的量和橡胶胎圈包布的橡胶量增加，因此不可能实现期望的重量的减小。
因此，通过传统的充气子午线轮胎，难以同时实现轮胎的轻量化和耐胎侧拱起变形性的改善。
相关技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-048118号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的是提供在不增加轮胎的重量的情况下具有改善的耐胎侧拱起变形性的充气子午线轮胎。
用于解决问题的方案
根据本发明的充气子午线轮胎包括：胎面部；一对胎侧部；一对胎圈部，各个胎圈部均具有与适用轮辋接触的接触区域；胎体，其由多层胎体帘布层形成并且具有主体部和折返部，所述主体部在所述胎圈部的胎圈芯之间环形地延伸，所述折返部绕各所述胎圈芯折返；橡胶胎圈包布，其在所述胎圈部的所述接触区域中配置于所述胎体帘布层；填充胶条，其配置在所述胎圈芯上，所述填充胶条具有沿径向向外延伸的大致三角形横截面形状，所述填充胶条的厚度朝向径向外侧逐渐减小；和胎侧胶，其在各所述胎侧部沿着所述胎体的外表面延伸。在轮胎被安装到适用轮辋并充以预定的气压的状态下，所述胎体的折返部的径向外端和所述填充胶条的径向外端布置于所述适用轮辋的轮辋凸缘的径向外端的径向内侧；所述橡胶胎圈包布的径向外端布置于所述轮辋凸缘的径向外端的径向外侧；和在位于所述轮辋凸缘的径向外端的径向外侧的部分，所述胎侧胶的至少一部分布置于所述橡胶胎圈包布和所述胎体之间。
需要注意的是，“轮胎被安装到适用轮辋并充以预定的气压的状态”指的是轮胎被安装到在轮胎被制造或使用的区域有效的工业标准中规定的轮辋并且对各个轮胎尺寸充以诸如JATMA等标准中规定的最大气压的状态，所述工业标准包括例如日本的“日本汽车轮胎制造者协会(JATMA)年鉴”、欧洲的“欧洲轮胎和轮辋技术组织(ETRTO)标准手册”和美国的“轮胎轮辋协会(TRA)年鉴”。
在如上所述的轮胎中，优选的是，隔离胶布置于所述胎体的主体部和折返部之间，更优选的是，所述隔离胶的径向外端布置于所述轮辋凸缘的径向外端的径向外侧。
此外，优选的是，位于所述橡胶胎圈包布和所述胎体的折返部之间的胎侧胶具有在所述橡胶胎圈包布的100％模量的1/3至1/2范围内的100％模量。
在本说明书中，用语“100％模量”指的是使用JIS 3号哑铃状样本(dumbbell sample)、根据JIS K6251在室温下以500±25mm/min的速度、通过拉伸试验产生100％的伸长量时所需要的拉伸应力。
此外，优选的是，所述胎体的折返部的径向外端布置于所述轮辋凸缘的径向外端径向内侧的-10mm至+10mm的位置；所述填充胶条的径向外端布置于所述轮辋凸缘的径向外端径向内侧的-15mm至0mm的位置；所述橡胶胎圈包布的径向外端布置于所述胎体的折返部的径向外端径向内侧5mm的点和轮胎的最大宽度点之间；和所述隔离胶的径向外端布置于所述轮辋凸缘的径向外端径向外侧的-15mm至+15mm的位置。
发明的效果
根据本发明的充气子午线轮胎，在轮胎被安装到适用轮辋并充以预定的气压的状态下，胎体的折返部的径向外端和填充胶条的径向外端布置于适用轮辋的轮辋凸缘的径向外端的径向内侧，由此可以在不使乘坐舒适性劣化且不减小胎体的强度的情况下减小轮胎的重量。
此外，橡胶胎圈包布的径向外端布置于适用轮辋的轮辋凸缘的径向外端的径向外侧，由此可以防止由于轮辋的磨擦而磨损轮胎的与轮辋凸缘接触的表面。
此外，胎侧胶的位于适用轮辋的轮辋凸缘的径向外端的径向外侧的部分布置于橡胶胎圈包布和胎体之间。通过该构造，在位于轮辋凸缘的径向外端径向外侧并且在轮胎驶过路缘石等时夹在路缘石和轮辋凸缘之间的胎体处，可以通过胎侧胶的弹性模量来缓和由于夹在路缘石和轮辋凸缘之间而发生于胎体的应力集中，以抑制胎体的帘线的断裂。这使得可以防止胎侧拱起变形的发生。
附图说明
图1是图示出安装到适用轮辋并充以预定的气压的根据本发明的实施方式的充气子午线轮胎的宽度方向截面图。
图2是以更详细的方式图示出图1中的胎圈部的主要部分的放大截面图。
图3是图示出在根据本发明的充气子午线轮胎安装到适用轮辋并充以预定的气压的状态下，胎圈部的主要部分的放大截面图。
图4是图示出发生胎侧拱起变形的状态下的轮胎的宽度方向截面图。
图5是图示出传统轮胎的胎圈部的主要部分的放大截面图。
图6是图示出传统轮胎的胎圈部的主要部分的放大截面图。
具体实施方式
下面，将参照附图详细说明根据本发明的充气子午线轮胎。
图1是图示出根据本发明的实施方式的充气轮胎的宽度方向截面图，该充气轮胎被安装到适用轮辋并充以预定的气压。图2是以更加详细的方式图示出图1中的胎圈部的主要部分的放大截面图。
在附图中，附图标记1表示胎面部，附图标记2表示连续到胎面部1的各侧部并且在径向上向内延伸的一对胎侧部，附图标记3表示连续到各个胎侧部2的径向内侧的胎圈部。
附图中图示出的充气子午线轮胎具有胎体，该胎体由具有主体部5和折返部6的胎体帘布层构成。主体部5在具有圆形截面并且被埋设在胎圈部3中的胎圈芯4之间环形地延伸，折返部6是胎体帘布层的两侧部并且绕胎圈芯4从径向内侧折返到径向外侧。
胎体帘布层可以包括例如在与轮胎周向垂直的方向上延伸的钢帘线或有机纤维帘线。
胎圈部3包括橡胶胎圈包布7、填充胶条8和隔离胶9，橡胶胎圈包布7在胎圈部的与适用轮辋接触的区域内在胎圈底部附近和胎踵附近之间延伸，并且位于胎体的绕胎圈芯4折返的折返部6的宽度方向外侧，填充胶条8在胎体的主体部5和折返部6之间配置于胎圈芯4上，并且具有厚度朝向胎圈芯4的径向外侧逐渐减小地在径向上向外延伸的大致三角形横截面形状，隔离胶9布置于填充胶条8的径向外侧。优选的是，隔离胶9的外端布置于轮辋凸缘Rf的径向外端的径向外侧。
此外，图中的由帘线交叉的两层带束层形成的带束10、带束加强层11和胎面胶12以该次序配置在胎体的主体部5的胎冠区域的外周侧。虽然未图示出，多个在轮胎周向上延伸的周向槽等形成于胎面胶12的表面。
胎侧胶13布置于胎体的轮胎宽度方向上的外表面，并且延伸过胎侧部2和胎圈部3。
在充气子午线轮胎中，优选的是胎体的折返部的径向外端6a以-10mm至+10mm范围内的距离c布置于适用轮辋R的轮辋凸缘Rf的径向外端r的径向内侧；填充胶条8的径向外端8a以-15mm至0mm范围内的距离b布置于适用轮辋R的轮辋凸缘Rf的径向外端r的径向内侧；橡胶胎圈包布7的径向外端7a布置于轮辋凸缘Rf的径向外端r的径向外侧，优选地布置于位于胎体的折返部6的径向外端6a的径向内侧5mm的点和轮胎的最大宽度点之间，更优选地以从轮辋凸缘Rf的径向外端r到轮胎外表面的与轮辋凸缘Rf的最大接触区域的距离g布置于轮辋凸缘Rf的径向外端r的径向外侧。本说明书中使用的术语“与轮辋凸缘的最大接触区域”是指当轮胎弯曲变形时轮胎的外表面与轮辋凸缘接触的区域。此外，至少一部分胎侧胶13布置于橡胶胎圈包布7和胎体的折返部6之间，在图中，胎侧胶13的径向内端布置于轮辋凸缘Rf的径向外端r的径向内侧。
图3是详细图示出在根据本发明的充气子午线轮胎的另一实施方式被安装到适用轮辋并被充以预定的气压的状态下，胎圈部的主要部分的放大截面图。需要注意的是，以相同的附图标记标出与图2图示出的轮胎的元件相同的元件，并且将不再重复对它们的详细的说明。在本实施方式中，橡胶胎圈包布17的具有从轮辋凸缘Rf的径向外端r延伸到橡胶胎圈包布17的径向外端17a的长度g的区域在轮胎宽度方向上从轮胎的外表面向内弯曲以嵌入胎侧胶13中。
通过该构造，可以避免应变集中在橡胶胎圈包布的存在刚度台阶差的端部，以防止在橡胶胎圈包布的端部出现裂纹。此外，虽然橡胶胎圈包布17由比胎侧胶13硬的橡胶形成，并且抵抗由劣化或者反复的应变引起的裂纹的抗龟裂性降低，但是通过将橡胶胎圈包布17定位成不使橡胶胎圈包布17的外表面的位于轮辋凸缘Rf的径向外端r的径向外侧的部分露出，其中所述外表面可能响应于胎侧部的变形而变形，该构造可防止出现裂纹。
优选的是，在充气子午线轮胎中，隔离胶9配置在胎体的主体部5和折返部6之间，使得可以减小应变的集中并且抑制发生在胎体的主体部5和折返部6之间的刚度的台阶差。此外，胎侧胶13和隔离胶9在胎体的折返部6的径向外侧彼此邻接，使得可以防止胎体的折返部6的端部处的剥离。
优选的是，在径向上隔离胶9的外端布置于胎体的折返部6的端部6a和轮辋凸缘Rf的外端r的外侧，优选地以在-15mm至+15mm范围内的距离s布置。通过该构造，可以减小胎体的折返部6和主体部5之间的应变，并且减小由胎体的折返部6的内部和外部之间的刚度台阶差引起的应变，同时保持胎体的刚度。这使得可以防止在胎体的折返部6的端部发生剥离和胎侧拱起变形(pinch out)。
此外，优选的是，位于橡胶胎圈包布7和胎体的折返部6之间的胎侧胶13的100％模量在橡胶胎圈包布7的100％模量的1/3至1/2的范围内，更优选地，隔离胶9的100％模量几乎等于胎侧胶13的100％模量。通过该范围，可以缓和夹在路缘石(curb)和轮辋凸缘Rf之间的胎体的应力集中。
更具体地，在胎侧胶13的100％模量小于橡胶胎圈包布的100％模量的1/3的情况下，胎侧胶13的刚度不期望地低，并且当胎体夹在适用轮辋和路缘石之间时，作为橡胶胎圈包布7与胎体的折返部6接触的结果的应力集中的缓和被减小。另一方面，在胎侧胶13的100％模量超过橡胶胎圈包布的100％模量的1/2的情况下，存在应力集中不能够分散的趋势。可以采用胎体的折返部6的端部嵌入胎侧胶的径向内侧区域中的构造。在该情况下，胎侧胶可以位于图中从胎侧胶13到隔离胶的区域。
此外，优选的是，胎体的折返部6的径向外端8a布置于轮辋凸缘Rf的径向外端r径向内侧的-10mm至+10mm的位置，使得可以减小胎圈部中的橡胶量，由此减小轮胎的重量。
优选的是，填充胶条8的径向外端8a布置于轮辋凸缘Rf的径向外端r径向内侧的-15mm至0mm的位置，使得可以减小胎圈部的橡胶量，由此减小轮胎的重量。
优选的是，橡胶胎圈包布7的外端7a布置在位于胎体的折返部6的径向外端6a径向内侧5mm的点和最大宽度点之间。通过该构造，具有较高刚度的橡胶胎圈包布7不被使用在弯曲变形大的最大宽度点，因此可以防止轮胎的乘坐舒适性的劣化。更优选的是，在径向上橡胶胎圈包布7的外端7a布置于轮胎的外表面与轮辋凸缘Rf的最大接触区域内侧。通过该结构，可能发生应变的径向外端7a和胎体的折返部6的径向外端6a被布置成在轮胎宽度方向上不相互重叠，因此可以抑制应变的集中，并且可以防止胎体的折返部6的径向外端6a的附近的橡胶的剥离。
优选的是，隔离胶9的径向外端布置于轮辋凸缘Rf的径向外端r径向外侧-15mm至+15mm的位置。通过该结构，特别地，可以防止在胎体的折返部6的端部处发生剥离。
实施例
接着，制备具有如附图所图示的结构并且具有175/70R14尺寸的轮胎。在轮胎重量、乘坐舒适性、耐胎侧拱起变形性(pinch cut resistance)方面评价具有如表1中所示出的不同特性的实施例轮胎和比较例轮胎1和2。需要注意的是，对于比较例轮胎不需要胎圈部结构以外的轮胎的结构的变型，因此，除了胎圈部，比较例轮胎均具有与实施例轮胎相同的结构。
[表1]
Figure BDA0000150510960000081
*1：自轮辋凸缘的径向外端的径向高度
*2：自与轮辋凸缘的最大接触区的径向高度
[轮胎重量]
对于实施例轮胎和比较例轮胎1和2，在不安装到适用轮辋的情况下测量轮胎重量。表2示出评价结果。需要指出的是，表格中的指数值是在将比较例1的值设定为100的情况下计算的，值越大表示轮胎重量越重。
[乘坐舒适性]
实施例轮胎以及比较例轮胎1和2被安装到具有14-5.5J尺寸的轮辋并充以210kPa的内压，并被应用于车辆。驾驶员在试验跑道上驾驶车辆，并通过感觉评价乘坐舒适性。表2示出评价结果。需要指出的是，表中的指数值是在将比较例轮胎1的值设定为100的情况下计算的，值越大表示乘坐舒适性越好。
[耐胎侧拱起变形性]
实施例轮胎以及比较例轮胎1和2被安装到具有14-5.5J尺寸的轮辋并充以150kPa的内压。载荷质量设定为驾驶员的重量加60kg，行驶速度在50m/h和80m/h之间变化，并且通过指数评价在轮胎驶过布置在路面上的尺寸为60mm的突起时发生胎侧拱起变形的速度。表2示出评价结果。需要指出的是，表中的指数值是在将比较例轮胎1的值设定为100的情况下计算的，值越大表示耐胎侧拱起变形性越好。
[表2]
Figure BDA0000150510960000101
如从表2中可以看到的，与比较例轮胎1和2相比，在减小其自身重量的同时，实施例轮胎具有改善的乘坐舒适性和耐胎侧拱起变形性。
附图标记说明
1  胎面部
2  胎侧部
3  胎圈部
4  胎圈芯
5   胎体的主体部
6   胎体的折返部
6a  径向外端
7，17    橡胶胎圈包布
7a，17a  径向外端
8   填充胶条
8a  径向外端
9   隔离胶
10  带束
11  带束加强层
12  胎面胶
13  胎侧胶
R   适用轮胎
Rf  轮辋凸缘
r   径向外端

Claims (5)

1.一种充气子午线轮胎，其具有：
胎面部；
一对胎侧部；
一对胎圈部，各个胎圈部均具有与适用轮辋接触的接触区域；
胎体，其由多层胎体帘布层形成并且具有主体部和折返部，所述主体部在所述胎圈部的胎圈芯之间环形地延伸，所述折返部绕各所述胎圈芯折返；
橡胶胎圈包布，其在所述胎圈部的所述接触区域中配置于所述胎体帘布层；
填充胶条，其配置在所述胎圈芯上，所述填充胶条具有沿径向向外延伸的大致三角形横截面形状，所述填充胶条的厚度朝向径向外侧逐渐减小；和
胎侧胶，其在各所述胎侧部沿着所述胎体的外表面延伸；其中
在轮胎被安装到适用轮辋并充以预定的气压的状态下，
所述胎体的折返部的径向外端和所述填充胶条的径向外端布置于所述适用轮辋的轮辋凸缘的径向外端的径向内侧；
所述橡胶胎圈包布的径向外端布置于所述轮辋凸缘的径向外端的径向外侧；和
在位于所述轮辋凸缘的径向外端的径向外侧的部分，所述胎侧胶的至少一部分布置于所述橡胶胎圈包布和所述胎体之间。
2.根据权利要求1所述的充气子午线轮胎，其特征在于，隔离胶布置于所述胎体的主体部和折返部之间。
3.根据权利要求1或2所述的充气子午线轮胎，其特征在于，所述隔离胶的径向外端布置于所述轮辋凸缘的径向外端的径向外侧。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的充气子午线轮胎，其特征在于，位于所述橡胶胎圈包布和所述胎体的折返部之间的胎侧胶具有在所述橡胶胎圈包布的100％模量的1/3至1/2范围内的100％模量。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的充气子午线轮胎，其特征在于，
所述胎体的折返部的径向外端布置于所述轮辋凸缘的径向外端径向内侧的-10mm至+10mm的位置；
所述填充胶条的径向外端布置于所述轮辋凸缘的径向外端径向内侧的-15mm至0mm的位置；
所述橡胶胎圈包布的径向外端布置于所述胎体的折返部的径向外端径向内侧5mm的点和轮胎的最大宽度点之间；和
所述隔离胶的径向外端布置于所述轮辋凸缘的径向外端径向外侧的-15mm至+15mm的位置。
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