CN102616091A - 充气子午线轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种不仅在帘布层的卷起端而且在胎圈包布内侧端也能够抑制脱层等故障，并且胎圈部的耐久性优异的充气子午线轮胎。本发明的充气子午线轮胎，具备：帘布层(4)，在其配置于一对胎圈部(1)的胎圈芯(1a)之间延伸，并在该胎圈芯(1a)周围向轮胎径向外侧卷起；胎圈包布(6)，其以在胎圈芯(1a)周围从轮胎宽度方向内侧至外侧包覆帘布层(4)的方式配置。其中，位于轮胎宽度方向内侧的胎圈包布(6)的内侧端(6Ei)，配置于在轮胎径向比帘布层(4)的卷起端(4E)更靠外侧的位置，并且朝向轮胎径向外侧顶端变细的加强胶(10)以与内侧端(6Ei)的轮胎径向外侧邻接的方式设置。

Description

充气子午线轮胎
技术领域
本发明涉及一种胎圈部耐久性优异的充气子午线轮胎。
背景技术
一直以来，在充气子午线轮胎中，特别是用于工业车、工程车等重量较重的车辆的轮胎中，在胎圈芯周围可能以卷起的帘布层的卷起端为起点引起脱层等故障，为提高胎圈部的耐久性，通常设置胎圈包布。胎圈包布以在胎圈芯周围从轮胎宽度方向内侧至外侧包覆帘布层的方式配置(例如，参照专利文献1-4)。
另外，本发明人得知：通过将位于轮胎宽度方向内侧的胎圈包布内侧端配置在比帘布层卷起端更靠近轮胎径向外侧的位置，由此能够缓和向帘布层卷起端的应力集中，从而能够抑制脱层的发生。这样设置胎圈包布的方法本身也被专利文献1、2、4公开。但是，发现在这种情况下容易以胎圈包布内侧端为起点发生脱层等故障。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开昭53-119501号公报
专利文献2：特开平5-319035号公报
专利文献3：特开平6-191240号公报
专利文献4：特开2005-297927号公报
发明内容
发明要解决的问题
因此，本发明的目的在于提供一种不仅在帘布层的卷起端而且在胎圈包布内侧端也能够抑制脱层等故障，并且胎圈部耐久性优异的充气子午线轮胎。
解决问题的方法
本发明人，为达成上述目的，反复专心研究发现：关于帘布层卷起端的故障，以作用在布层帘线上的张力所引起的压缩和拉伸变形为主，而在胎圈包布内侧端上的故障，以向轮胎周方向的剪切变形为主。本发明是基于这样的认识而做出的，并采用如下构成来达成上述目的。
即，本发明的充气子午线轮胎，帘布层，其在配置于一对胎圈部的胎圈芯之间延伸，并在该胎圈芯周围向轮胎径向外侧卷起；胎圈包布，以在所述胎圈芯的周围从轮胎宽度方向内侧至外侧包覆所述帘布层的方式配置。其中，位于轮胎宽度方向内侧的胎圈包布的内侧端，配置于在轮胎径向上比所述帘布层的卷起端更靠外侧的位置，并且朝向轮胎径向外侧顶端变细的加强胶，以与所述胎圈包布的内侧端的轮胎径向外侧邻接的方式设置。
在本发明的充气子午线轮胎中，由于胎圈包布的内侧端配置于在轮胎径向比帘布层的卷起端更靠外侧的位置，因此，能够抑制帘布层卷起端的脱层等故障。而且，朝向轮胎径向外侧顶端变细的加强胶，以与胎圈包布内侧端的轮胎径向外侧邻接的方式设置，由此轮胎旋转时利用加强胶的锤作用来限制向胎圈包布的轮胎周方向的剪切变形，从而能够抑制在该胎圈包布内侧端的脱层等故障。
此处，所谓加强胶的锤作用是指，加强胶将胎圈包布的内侧端压向轮胎径向内侧而像锤那样发挥作用。也就是说，在本发明中，加强胶具有朝向轮胎径向外侧顶端变细的形状，由于轮胎的内压作用，加强胶被摁压在轮胎径向内侧，从而将邻接的胎圈包布内侧端压向轮胎径向内侧。利用这样的锤作用，能够限制胎圈包布向轮胎周方向的剪切变形，从而能够抑制在胎圈包布内侧端上的故障的发生。
在上述说明中，优选地，在所述胎圈包布的内侧端的位置，所述加强胶的厚度在3mm以上，并且从所述胎圈包布的内侧端到所述加强胶的顶端的距离在30mm以上。若采用该构成，就能确保加强胶的体积，提高上述锤作用的实际效果，并能够很好地抑制胎圈包布内侧端的脱层等故障。
在上述说明中，优选地，所述加强胶具有沿着所述胎圈包布从内侧端向轮胎径向内侧延伸的延伸部。若采用该构成，能够容易一体处理胎圈包布和加强胶，因此，具有能够提高轮胎成形时的操作性、避免空气从构件之间具有高度差的部位混入的优点。
在上述说明中，优选地，所述加强胶的所述胎圈包布的内侧端的周边部分、夹在所述胎圈包布和所述帘布层之间的部分，由比该加强胶的轮胎径向外侧部分模量更高的橡胶形成。若采用该构成，能够提高抑制胎圈包布内侧端的故障的效果。
附图说明
图1是显示本发明充气子午线轮胎的一例的轮胎子午线半剖视图。
图2是放大显示图1的轮胎胎圈部的图。
图3是用于说明加强胶结构的示意图。
图4是显示本发明其他实施方案的加强胶的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方案进行说明。如图1、2所示的充气子午线轮胎T具备：一对胎圈部1；胎侧部2，其从胎圈部1向轮胎径向外侧延伸；胎面部3，其与胎侧部2的轮胎径向外侧端相连而构成踏面。在胎圈部1上配置有：由集束体构成的环状胎圈芯1a，该集束体是将覆盖橡胶的胎圈钢丝积层卷绕而形成的；位于该胎圈芯1a的轮胎径向外侧的三角胶条1b。
帘布层4在配置于一对胎圈部1的胎圈芯1a之间延伸，并在该胎圈芯1a的周围向轮胎径向外侧卷起。4E是该帘布层4的卷起端。帘布层4是用顶覆橡胶覆盖排列在与轮胎周方向大致垂直相交方向的布层帘线而形成的。作为布层帘线，适合使用钢丝帘线，聚酯、人造纤维、尼龙、芳族聚酰胺等有机纤维帘线。
在帘布层4内侧设置有构成轮胎T内周面的内衬层5。内衬层5具有阻止填充在轮胎内的气体透过的功能。
胎圈包布6(chafer)以在胎圈芯1a周围从轮胎宽度方向内侧至外侧包裹帘布层4的方式配置。6Ei是位于轮胎宽度方向内侧的胎圈包布6的内侧端，6Eo是位于轮胎宽度方向外侧的胎圈包布6的外侧端。胎圈包布6是通过用顶覆橡胶覆盖相对于轮胎径向倾斜(例如，安装规定轮辋时20-50°)排列的帘线来形成的。该帘线可以是有机纤维帘线，但从提高补强效果的观点出发，优选钢丝帘线。
在该轮胎T中，胎圈包布6的内侧端6Ei配置于在轮胎径向上比帘布层4的卷起端4E更靠外侧的位置。由此，能够有效地抑制帘布层4的卷起端4E的脱层等故障。该位置关系，只要在规定轮辋上安装时成立就可以。所谓在规定轮辋上安装时是指，安装在根据轮胎尺寸由JATMA确定的标准轮辋上，设成由JATMA确定的内压的状态。
轮胎转动时(行驶时)的帘布层4中，特别是在高内压下的使用过程中，因内压引起的布层帘线的张力，压缩和拉伸变形成为主导。内压引起的张力不会像作用于帘布层4那样作用于胎圈包布6，并且加之如上所述的内侧端6Ei和卷起端4E之间的位置关系，由此适当抑制帘布层4的变形，从而抑制卷起端4E上的故障。不过，在这样配置的胎圈包布6中，伴随帘线倾斜角度变化的向轮胎周方向的剪切变形成为主导，可能在内侧端6Ei产生故障。
于是，在该轮胎T中，将向轮胎径向外侧顶端变细的加强胶10与胎圈包布6内侧端6Ei邻接而设置在其轮胎径向外侧。该加强胶10从内侧端6Ei逐渐减小厚度、同时向轮胎径向外侧延伸。轮胎旋转时，受到轮胎的内压作用而向轮胎径向内侧被摁压的加强胶10将内侧端6Ei压向轮胎径向内侧，像锤那样发挥作用。由此，能够限制胎圈包布6向轮胎周方向的剪切变形，从而能够抑制以内侧端6Ei为起点的脱层等故障的发生。
在本实施方案中，将胎圈包布6的外侧端6Eo配置于在轮胎径向上比该胎圈包布6的内侧端6Ei、帘布层4的卷起端4E更靠内侧的位置。由此，可以避开行驶时变形较大的位置而配置外侧端6Eo，并能够防止由在该外侧端6Eo上产生的变形引起的耐久性降低的现象。
在本实施方案中，例示了加强胶10由胶垫11、边缘带12和加强带13构成且以内侧端6Ei为基准上下分别以X、Y的距离延伸的例子。其中，对锤作用有所贡献的是图3中虚线所示的从轮胎径向外侧与胎圈包布6内侧端6Ei邻接的三角部分10a。因此，如果考虑起到抑制内侧端6Ei上的故障的效果，也可以仅由这样的三角部分10a来构成加强胶10。
加强胶10具有的三角部分10a以夹在帘布层4和内衬层5之间的方式设置。从提高锤作用的实际效果的观点出发，三角部分10a的底面厚度T1，即处于内侧端6Ei位置的加强胶10的厚度T1优选3mm以上，进而，优选从内侧端6Ei到加强胶10顶端的距离X在30mm以上。另外，为避免加强胶10超过所需尺寸而变得过大，优选厚度T1在7.0mm以下、距离X在40mm以下。
与内侧端6Ei距离X/2位置的加强胶10的厚度T2优选大于厚度T1的0.5倍，更优选大于厚度T1的0.5倍且在0.7倍以下。由此，能够以厚壁状形成加强胶10，从而提高锤作用的实际效果。此时，将三角部分10a的轮胎宽度方向内侧侧面形成为平缓弯曲的圆弧状面，由此就能平滑地形成壁厚的加强胶10的侧面。
优选胎圈包布6的内侧端6Ei与三角部分10a的底面中心相对置。由此，容易传递加强胶10将内侧端6Ei压向轮胎径向内侧的力，从而能够提高锤作用的实际效果。优选地，将内侧端6Ei这样配置，并且使加强胶10具有后述的延伸部10c。
在本实施方案中，加强胶10具有沿着胎圈包布6从内侧端6Ei向轮胎径向内侧延伸的延伸部10b、10c。在从胎圈包布6内侧端6Ei距离Y的区域，从轮胎宽度方向内侧邻接有延伸部10b，从轮胎宽度方向外侧邻接有延伸部10c。若采用该构成，容易一体处理胎圈包布6和加强胶10，因此，具有提高轮胎成形时的操作性、避免空气从构件之间具有高度差的部位混入的优点。另外，还有消除刚性的不连续性、抑制应力集中的优点。
优选位于内侧端6Ei侧部的延伸部10b厚度T3在1mm以上，且优选从内侧端6Ei到延伸部10b顶端的距离Y在15mm以上。由此，有避免空气从构件之间具有高度差的部位混入的优点。另外，为避免加强胶10超过所需尺寸变得过大，优选厚度T3在3.5mm以下、距离Y在35mm以下。优选延伸部10c的尺寸以此为准。
在本实施方案中，加强胶10中的内侧端6Ei的周边部分由边缘带12构成，夹在帘布层4和胎圈包布6之间的部分由加强带13构成。边缘带12在胎圈包布6的内侧端6Ei以U字状安装，旨在抑制以内侧端6Ei为起点的脱层的产生和加深。边缘带12的厚度，例如为0.4-1.0mm。边缘带12和加强带13可以由与胶垫11相同成分比率的橡胶形成，也可以由不同成分配比的橡胶形成。另外，边缘带12也可以由尼龙等有机纤维形成。
如后述的实施例那样，使加强胶10的内侧端6Ei的周边部分和夹在胎圈包布6和帘布层4之间的部分，由比该加强胶10的轮胎径向的外侧部分模量高的橡胶形成，由此能够提高抑制内侧端6Ei的故障的效果。可以认为这主要是因为相当于三角部分10a的加强胶10的外侧部分变得容易弯曲，由此加强胶10的锤作用得到提高。在图3中，该高模量部分以斜线表示。
这样的高模量部分的模量例如为2.2-6.2MPa，更优选为4.0-4.4MPa，优选比加强胶10的外侧部分的模量高0.6MPa以上。该外侧部分的模量例如为1.6-6.2MPa，更优选为3.4-4.4MPa。这些数值是指根据JISK6251：2004在25℃下测定的100％拉伸模量。
在本实施方案中，加强胶10的内侧端6Ei的周边部分由边缘带12构成，夹在帘布层4和胎圈包布6之间的部分由加强带13构成，因此，通过改变它们的橡胶成分配比，能够简便地形成如上所述那样的高模量部分。
在本实施方案中，例示了由胶垫11、边缘带12和加强带13这三个构件构成加强胶10的例子，如图4所示，加强胶10也可以仅由胶垫11构成。在该构成中，当形成上述高模量部分时，在该加强胶10的对应部分上使橡胶成分配比不同即可。
本发明的充气子午线轮胎，除了以上述那样构成胎圈部1之外，与普通的充气轮胎相同，现有的公知的材料、形状、结构、制法等任一个都可以用在本发明中。例如，只要配置至少一层帘布层4即可，也可以重叠配置多层。
本发明的充气子午线轮胎，由于胎圈部的耐久性优异，因此，作为用于卡车、巴士、工业车、工程车等车辆重量较重的车的重负荷用充气子午线轮胎是很有用的。
实施例
以下，为具体显示本发明的构成和效果，进行了胎圈部的耐久性试验，以下进行说明。试验所用轮胎的尺寸为11R22.5，安装于JATMA规定的轮辋尺寸的轮辋。
在耐久性试验中，在内压900kPa、速度40km/h的条件下，将负荷从JATMA标准条件的230％开始阶段性地提高，并在转鼓上行驶一定距离(13000km)。其后，拆开轮胎，调查胎圈包布内侧端的脱层量和龟裂量。脱层量是胎圈包布的帘线从顶覆橡胶剥离的长度，龟裂量是脱层加深所产生的橡胶龟裂的长度。分别计算出编号侧(serial side)和反编号侧的平均值。
比较例1
在图1、2所示的轮胎结构中，不具备加强胶10，取而代之，在胎圈包布6的内侧端6Ei安装有边缘带12，除此之外，与实施例2相同，将这样的轮胎作为比较例1。
实施例1-3
将具备图1、2所示的轮胎结构的轮胎作为实施例1-3。在实施例1中，将厚度T1设为3mm、距离X设为小于30mm、在实施例2、3中，将厚度T1设为3mm、距离X设为30mm。另外，在实施例1、2中，将加强胶10的模量一律设为4.2MPa，在实施例3中，将加强胶10的高模量部分(图3中划斜线的部分)的模量设为4.2MPa，剩余部分的模量设为3.6MPa。将评价结果表示在表1中。
(表1)
 比较例1   实施例1   实施例2   实施例3
  龟裂量(mm)  2   0   0   0
  脱层量(mm)  ——(＊1)   8   6.5   5
＊1行驶一定距离后，由于产生龟裂而不能行驶
如表1所示，可知，比较例1中，龟裂的产生很明显，与此相对，实施例1-3中，不仅在胎圈包布内侧端防止了龟裂的产生，而且能够抑制脱层的加深，从而使胎圈部的耐久性得到改善。
附图标记说明
1胎圈部
1a胎圈芯
2胎侧部
3胎面部
4帘布层
5内衬层
6胎圈包布
6Ei内侧端
10加强胶
10b延伸部
10c延伸部

Claims (4)

1.一种充气子午线轮胎，其具备：帘布层，其在配置于一对胎圈部的胎圈芯之间延伸，并在该胎圈芯周围向轮胎径向外侧卷起；胎圈包布，其以在所述胎圈芯的周围从轮胎宽度方向内侧至外侧包覆所述帘布层的方式配置，其特征在于，
位于轮胎宽度方向内侧的胎圈包布的内侧端，配置于在轮胎径向上比所述帘布层的卷起端更靠外侧的位置，并且朝向轮胎径向外侧顶端变细的加强胶，以与所述胎圈包布的内侧端的轮胎径向外侧邻接的方式设置。
2.权利要求1所述的充气子午线轮胎，在所述胎圈包布的内侧端的位置，所述加强胶的厚度在3mm以上，并且从所述胎圈包布的内侧端到所述加强胶的顶端的距离在30mm以上。
3.权利要求1或2所述的充气子午线轮胎，所述加强胶具有沿着所述胎圈包布从内侧端向轮胎径向内侧延伸的延伸部。
4.权利要求3所述的充气子午线轮胎，所述加强胶的所述胎圈包布的内侧端的周边部分、夹在所述胎圈包布和所述帘布层之间的部分，由比该加强胶的轮胎径向外侧部分模量更高的橡胶形成。
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