CN102656025A

CN102656025A - 充气轮胎

Info

Publication number: CN102656025A
Application number: CN2010800532906A
Authority: CN
Inventors: 市原永司
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2012-09-05
Also published as: EP2505386A4; WO2011065018A1; JPWO2011065018A1; US20120241068A1; JP5665766B2; US20140373993A1; EP2505386B1; EP2505386A1; US9211764B2

Abstract

提供一种在车辆高速行驶期间（即，在轮胎高速转动期间）耐久性和驱动稳定性都优异的充气轮胎。该充气轮胎包括：胎体；交叉带束，其设置在胎体的胎冠部的外周侧并且由两个倾斜带束层形成，这两个倾斜带束层具有倾斜的并且夹着轮胎赤道面在彼此交叉的方向上延伸的帘线；以及周向带束层，其设置在交叉带束的轮胎径向内侧或外侧并且包括与轮胎赤道面成等于或小于5度的倾斜角螺旋地卷绕配置的螺旋帘线。在形成交叉带束的两个倾斜带束层中，第一倾斜带束层中的帘线相对于轮胎赤道面以落入45度至90度范围的倾斜角倾斜，而第二倾斜带束层中的帘线相对于轮胎赤道面以落入15度至45度范围的并且比第一倾斜带束层中的帘线的倾斜角小的倾斜角倾斜。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎，尤其涉及在车辆高速行驶期间（即，在轮胎高速转动期间）耐久性和操纵性都优异的充气轮胎。

背景技术

近年来，随着车辆性能的提高，车辆以高速行驶的机会增加。因此，将安装于车辆的充气轮胎也需要具有进一步改进的高速行驶期间的耐久性和操纵性（转向稳定性）。

鉴于此，已经提出了一种充气轮胎，其包括：两个带束层（内侧带束层和外侧带束层），其配置为埋设在这些层中的钢帘线彼此交叉；以及螺旋带束层，其设置有埋设在螺旋带束层中的周向帘线（螺旋帘线（spiral cord）），周向帘线大致平行于轮胎的周向螺旋地卷绕，其中埋设在内侧带束层和外侧带束层中的钢帘线以与轮胎赤道面成45度至80度的角度倾斜，由此防止在改进操纵性的同时在带束层的端部与螺旋带束层之间产生裂纹（例如，见专利文献1）。

然而，在上述传统充气轮胎中，埋设在内侧带束层中的钢帘线和埋设在外侧带束层中的钢帘线都相对于轮胎赤道面以45度至80度的大角度倾斜，内侧带束层和外侧带束层在轮胎周向上容易伸长。这种结构不能充分地抑制带束层的在轮胎周向上的变形（伸长）和轮胎的由伸长引起的在轮胎径向上的向外膨胀（直径增大）。因此，在传统充气轮胎中，当内侧带束层、外侧带束层以及螺旋带束层由于充气压力或高速行驶期间的离心力而承受轮胎周向上的大的张力时，必须仅通过螺旋带束层来抑制轮胎的直径增大，这可能导致轮胎的耐久性的劣化。此外，当螺旋带束层的周向帘线由于被异物等穿透而断裂时，由于沿轮胎周向上的张力，胎面部极大地变形，这可能导致裂纹的出现。

相关技术文件

专利文献

专利文献1：日本特开2009-73245号公报

发明内容

发明要解决的问题

鉴于上述问题，存在着在减少操纵性劣化的同时改进轮胎的耐久性的需求，由此提供一种在车辆高速行驶期间耐久性和操纵性都优异的充气轮胎。

用于解决问题的方案

本发明的目的是有利地解决上述问题。根据本发明的充气轮胎包括：胎体，其由环状延伸的至少一层帘布形成；交叉带束，其设置在所述胎体的胎冠部的外周侧并且由两个倾斜带束层形成，所述两个倾斜带束层具有倾斜的并且夹着轮胎赤道面在彼此交叉的方向上延伸的帘线；以及周向带束层，其设置在所述交叉带束的轮胎径向内侧或轮胎径向外侧并且包括与轮胎赤道面成等于或小于5度的倾斜角螺旋地卷绕配置的螺旋帘线；其中，在形成所述交叉带束的所述两个倾斜带束层中，第一倾斜带束层中的帘线相对于轮胎赤道面以从锐角侧测量的落入45度至90度范围的倾斜角倾斜；在形成所述交叉带束的所述两个倾斜带束层中，第二倾斜带束层中的帘线相对于轮胎赤道面以在与所述第一倾斜带束层中的帘线的倾斜角相反的方向测量的落入15度至45度范围的并且在绝对值上比所述第一倾斜带束层中的帘线的倾斜角小的倾斜角倾斜。当第二倾斜带束层的帘线相对于轮胎赤道面的倾斜角（A2）如上所述地被设定为15度至45度时，第二倾斜带束层以及周向带束层还可以起到抑制轮胎的直径增大的作用，从而改进轮胎的耐久性，尤其是高速行驶期间的耐久性（高速耐久性）。此外，即使当周向带束层的螺旋帘线由于被异物等穿透而断裂时，借助于第二倾斜带束层仍然可以防止轮胎的直径增大。此外，当第一倾斜带束层中的帘线相对于轮胎赤道面的倾斜角（A1）被设定为45度至90度并且还限定为A1>A2时，两个倾斜带束层，即，第一倾斜带束层和第二倾斜带束层都可以容易地在胎面宽度方向上伸长，从而可以防止胎面部变硬。因此，可以在不劣化操纵性的情况下改进轮胎的耐久性。这里，如果A 1被限定为小于45度，则胎面部变硬，这将减小行驶期间的接地面积，从而导致操纵性的劣化。同时，如果A2被限定为大于45度，则当轮胎承受轮胎周向上的张力时，第二倾斜带束层中的帘线不能充分地承担轮胎周向上的张力，因此不能充分地改进轮胎的耐久性，尤其是高速耐久性。相反地，如果A2被限定为小于15度，则当胎面部在转弯等期间承受横向力（轮胎宽度方向上的力）时，第二倾斜带束层容易变形，从而导致操纵性能的劣化。应当注意，在根据本发明的充气轮胎中，第一倾斜带束层可以设置在第二倾斜带束层的轮胎径向外侧，或者可以设置在第二倾斜带束层的轮胎径向内侧。

这里，在根据本发明的充气轮胎中，第二倾斜带束层和周向带束层可以优选地在轮胎径向上彼此邻接。当第二倾斜带束层和周向带束层在轮胎径向上彼此邻接时，在轮胎径向上彼此邻接的带束层之间，带束层中的帘线（即，螺旋帘线和第二倾斜带束层中的帘线）形成较小的角度。结果，周向带束层与第二倾斜带束层之间的橡胶变形被保持为小，这几乎不会增加滚动阻力。

此外，在根据本发明的充气轮胎中，第一倾斜带束层中的帘线和第二倾斜带束层中的帘线可以优选地是钢帘线。钢帘线的刚性高，从而充分地增加了操纵性。

还有，在根据本发明的充气轮胎中，螺旋帘线可以优选是钢帘线。使用具有高刚性的钢帘线作为螺旋帘线，周向带束层的轮胎周向上的伸长可以被抑制至最小，由此有效地防止轮胎的直径增大。

此外，在根据本发明的充气轮胎中，螺旋帘线可以优选是由芳香族聚酰胺、聚酮、聚萘二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的帘线。理由如下。由芳香族聚酰胺（例如，Kevlar（商标））、聚酮、聚萘二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的帘线强度较高。此外，帘线的重量轻，这可以减小轮胎的重量从而改进操纵性。

更进一步地，在根据本发明的充气轮胎中，螺旋帘线可以优选具有3%以上且8%以下的断裂伸长率。当螺旋帘线的断裂伸长率小于3%时，变得难以通过传统的制造方法来制造充气轮胎。当断裂伸长率大于8%时，螺旋帘线缺乏刚性，这可能使操纵性劣化。应当注意，本发明中，术语“断裂伸长率”是指根据JIS G3510-1992测量的断裂时的总伸长率。

发明的效果

本发明能够在减少操纵性劣化的同时改进轮胎的耐久性，由此提供了一种在车辆高速行驶期间（即，轮胎高速转动期间）耐久性和操纵性都优异的充气轮胎。

附图说明

图1是示出了根据本发明的充气轮胎的示例的轮胎宽度方向上的截面图。

图2是示出了图1的充气轮胎的胎面部的内部结构的说明图，胎面部被部分断开并且移走。

具体实施方式

在下文中，参照附图描述本发明的实施方式。如在轮胎宽度方向上截取的图1所示，根据本发明的示例的充气轮胎10包括：胎面部1；一对胎侧部2，各胎侧部2都从胎面部1的侧部起沿轮胎径向向内延伸；以及一对胎圈部3，各胎圈部3都从相应的胎侧部2起沿轮胎径向向内延续。

此外，充气轮胎10包括胎体5，所述胎体5由在一对胎圈部3之间延伸的一层帘布形成。胎体5从胎面部1起经由所述一对胎侧部2中的各胎侧部2环状地延伸经过所述一对胎圈部3中的各胎圈部3，并且围绕埋设在所述一对胎圈部3中的各胎圈部3中的各胎圈芯4折返以被锁定。虽然图1的胎体5由一层帘布形成，但在本发明的充气轮胎中，根据需要胎体可以包括两层或更多层帘布。

此外，如图1所示，充气轮胎10的胎面部1在胎体5的胎冠部的外周侧包括：沿轮胎径向从内向外依次配置的第一倾斜带束层6、第二倾斜带束层7、周向带束层8以及胎面胶9。此外，胎面部1具有形成在其中的形成胎面花纹的多个槽11。

这里，如图2所示，示出了在胎面部1被部分断开并且移走的状态下胎面部1的内部结构，胎体5具有埋设于其中的帘线51。帘线51由加捻的有机纤维形成，并且以相对于轮胎赤道面E成90度的方式彼此平行地配置。还有，第一倾斜带束层6具有埋设于其中的第一帘线61，第一帘线61彼此平行地配置并且相对于轮胎赤道面E以倾斜角A 1倾斜。此外，第二倾斜带束层7具有埋设于其中的第二帘线71，第二帘线71彼此平行地配置并且沿与第一帘线61的方向相反的方向（沿图2中的左上方向）相对于轮胎赤道面E以倾斜角A2倾斜。然后，第一帘线61和第二帘线71夹着轮胎赤道面E彼此交叉，从而第一倾斜带束层6和第二倾斜带束层7形成交叉带束。此外，周向带束层8具有埋设于其中的螺旋帘线81，螺旋帘线81相对于轮胎赤道面E以大于0度并且等于或小于5度的倾斜角A3螺旋地卷绕。

例如，由加捻钢单丝（twisted steel single wire）形成的钢帘线可以被用作第一倾斜带束层6中的第一帘线61。第一帘线61相对于轮胎赤道面E的倾斜角A 1可以被设定为45度至90度。当倾斜角A1被设定为45度或更大时，胎面部1可以形成为具有适当的足以确保胎面部1的行驶期间的接地面积的硬度，与倾斜角A1和A2两者都较小的情况相比，可以减少操纵性的劣化。鉴于增大倾斜角A1和倾斜角A2之间的差可以更可靠地减少操纵性的劣化，尤其优选将倾斜角A1设定为45度至70度。

与第一帘线61类似，例如钢帘线可以被用作第二倾斜带束层7中的第二帘线71。第二帘线71相对于轮胎赤道面E的倾斜角A2可以被设定为15度至45度并且小于倾斜角A1的角度（A1>A2）。当倾斜角A2被设定为15度或更大时，即使胎面部1在转弯期间承受轮胎宽度方向上的力，仍可以使第二倾斜带束层7不容易产生变形，这几乎不会引起操纵性的劣化。当倾斜角A2被设定为45度或更小时，第二倾斜带束层7几乎不会在轮胎周向上伸长，从而第二倾斜带束层7以及周向带束层8还可以起到抑制充气轮胎10的直径增大的作用，因此充气轮胎10可以在耐久性、尤其是在高速行驶期间的耐久性（高速耐久性）方面得到充分地改进。

除钢帘线之外，例如，由芳香族聚酰胺、聚酮、聚萘二甲酸乙二醇酯（polyethylene naphthalate）或聚对苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate）制成的加捻有机纤维形成的有机纤维帘线可以被用作周向带束层8的螺旋帘线81。当需要将周向带束层的轮胎周向上的伸长保持为最小从而有效地抑制轮胎的直径增大时，作为螺旋帘线81优选地采用刚性高的钢帘线，更优选地采用断裂伸长率为3%至8%的钢帘线。当断裂伸长率小于3%时，周向带束层8几乎不伸长，这使得难以通过传统的制造方法来制造充气轮胎10。当断裂伸长率大于8%时，螺旋帘线缺乏刚性，这可能使操纵性劣化。另一方面，当需要减少轮胎重量从而改进操纵性时，作为螺旋帘线81优选地采用重量轻且强度高的有机纤维帘线，并且更优选地采用断裂伸长率为3%至8%的有机纤维帘线。

螺旋帘线81随着以大致平行于轮胎赤道面E的倾斜角A3（大于0度并且等于或小于5度）配置的方式螺旋地卷绕而埋设到周向带束层8中。这里，倾斜角A3可以被设定为例如0.1度至0.4度。

然后，根据充气轮胎10，即使当第一倾斜带束层6、第二倾斜带束层7和周向带束层8由于充气压力或高速行驶期间的离心力而承受轮胎周向上的大的张力时，因为第二倾斜带束层7和周向带束层8承担了张力，所以仍可以防止轮胎的直径增大。因此，轮胎的耐久性可以增加。此外，在充气轮胎10中，第一倾斜带束层6容易在轮胎周向上伸长，因此胎面部1可以形成为具有适当的足以确保胎面部1的行驶期间的接地面积的硬度，由此提供优异的操纵性。此外，即使当周向带束层8的螺旋帘线81由于被异物等穿透而断裂时，借助于第二倾斜带束层7仍然可以防止轮胎的直径增大。此外，第二倾斜带束层7和周向带束层8在轮胎径向上彼此邻接，从而在轮胎径向上彼此邻接的带束层之间，带束层中的帘线形成了较小的角度（A2-A3）。结果，在周向带束层8与第二倾斜带束层7之间的橡胶变形被保持为小，这几乎不会增加滚动阻力。

应当注意，根据本发明的充气轮胎并不限于如上所述的一个示例，并且可以进行酌情变更。

具体地，周向带束层可以设置在第一倾斜带束层和第二倾斜带束层的轮胎径向内侧。该构造防止了周向带束层中的螺旋帘线由于被异物等穿透而断裂。此外，第一倾斜带束层可以设置在第二倾斜带束层的轮胎径向外侧。利用该构造，在轮胎径向上彼此邻接的带束层中的帘线形成了较大的角度，这提高了轮胎宽度方向上的刚性，由此增加了转弯期间的操纵性。

实施例

在下文中，参照实施例更详细地描述本发明。然而，本发明决不受如下所述的实施例的限制。

<实施例1>

制造除胎体包括两层帘布之外、具有表1所示的尺寸以及图1所示的构造的充气轮胎作为样品。轮胎规格为225/45R17，并且具有由聚乙烯有机纤维的加捻帘线形成的胎体帘布层。加捻帘线相对于轮胎赤道面成90度配置。然后，根据以下方法对轮胎进行性能评价。其结果如表1所示。

<实施例2至5>

制造除第二帘线的倾斜角A2如表1所示变化之外与实施例1类似的充气轮胎作为样品。然后，对各轮胎进行与实施例1类似的性能评价。其结果如表1所示。

<实施例6至10>

制造除第二帘线的倾斜角A2被设定为30度并且螺旋帘线的断裂伸长率变化之外与实施例1类似的充气轮胎作为样品。然后，对各轮胎进行与实施例1类似的性能评价。其结果如表1所示。

<实施例11、12>

制造除第二帘线的倾斜角A2被设定为30度并且螺旋帘线的类型变化之外与实施例1类似的充气轮胎作为样品。然后，对各轮胎进行与实施例1类似的性能评价。其结果如表1所示。

<实施例13至17>

制造除第二帘线的倾斜角A2被设定为30度并且第一帘线的倾斜角A1如表1所示的变化之外与实施例1类似的充气轮胎作为样品。然后，对各轮胎进行与实施例1类似的性能评价。其结果如表1所示。

<传统例1>

制造根据日本特开2009-73245号公报的、具有表1所示的尺寸以及225/45R17的规格的充气轮胎作为样品。然后，对各轮胎进行与实施例1类似的性能评价。其结果如表1所示。

<比较例1至3>

<高速耐久性>

样品轮胎都安装在基于JATMA标准的标准尺寸（7.5J）的轮辋上并且充以300kPa的内部压力。然后，在4.82kN的负载下轮胎被压靠转鼓，以评价高速耐久性。具体地，轮胎开始以150km/h的速度行驶，每10分钟增加10km/h，使轮胎行驶直到轮胎损坏发生为止。然后，获得直到轮胎损坏的行驶距离，以100分表示传统例1的轮胎获得的直到轮胎损坏的行驶距离，对每个样品轮胎的该距离进行指数评价。当值越高时，轮胎的耐久性越高，由此性能越优异。

<干燥操纵性>

试验轮胎安装在2500cc排量的国产FR汽车（轮辋：7.5J×17）上，并且充以230kPa的内部压力。然后，专业的测试驾驶员在试验路线上驱动车辆，通过以时速150km/h改变车道、以时速80km/h极限转弯以及从时速50km/h加速，从而以1至10的等级进行评价。与市场上的传统轮胎相比，7.0及以上得分的轮胎的操纵性是优异的。另一方面，5.5及以下得分的轮胎，即使其可以提供市场上所需的性能，但仍被认为操纵性低下。

<外部缺陷发生率>

计算出20个样品轮胎中遭受外部缺陷的轮胎的数目。然后，如此计算出的数目除以样品轮胎的总数，从而获得外部缺陷的发生率。

<轮胎重量>

测量每个样品轮胎的重量，并且以100分表示传统例1的轮胎重量，对每个样品轮胎进行指数评价。当值越小时，重量越小，因此轮胎重量越轻。

表1

表1表明，与传统例1和比较例1至3的充气轮胎相比，实施例1至17的充气轮胎能够在改进轮胎的耐久性的同时减少操纵性的劣化。另外，实施例7-9的充气轮胎能够在不引起外部缺陷的情况下获得高的操纵性。此外，实施例11和12的充气轮胎能够获得轮胎的重量减少。此外，与实施例16和17的充气轮胎相比，实施例3和实施例13至15的充气轮胎能够获得高的操纵性。

产业上的可利用性

本发明能够在减少操纵性劣化的同时改进轮胎的耐久性，由此提供一种在车辆高速行驶期间（即，轮胎高速转动期间）耐久性和操纵性都优异的充气轮胎。

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

6第一倾斜带束层

7第二倾斜带束层

8周向带束层

9胎面胶

10充气轮胎

11槽

51帘线

61第一帘线

71第二帘线

81螺旋帘线

Claims

1.一种充气轮胎，其包括：

胎体，其由环状延伸的至少一层帘布形成；

交叉带束，其设置在所述胎体的胎冠部的外周侧并且由两个倾斜带束层形成，所述两个倾斜带束层具有倾斜的并且夹着轮胎赤道面在彼此交叉的方向上延伸的帘线；以及

周向带束层，其设置在所述交叉带束的轮胎径向内侧或轮胎径向外侧并且包括与轮胎赤道面成等于或小于5度的倾斜角螺旋地卷绕配置的螺旋帘线；

其中，在形成所述交叉带束的所述两个倾斜带束层中，第一倾斜带束层中的帘线相对于轮胎赤道面以从锐角侧测量的落入45度至90度范围的倾斜角倾斜；

其中，在形成所述交叉带束的所述两个倾斜带束层中，第二倾斜带束层中的帘线相对于轮胎赤道面以在与所述第一倾斜带束层中的帘线的倾斜角相反的方向测量的落入15度至45度范围的并且在绝对值上比所述第一倾斜带束层中的帘线的倾斜角小的倾斜角倾斜。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述第二倾斜带束层和所述周向带束层在轮胎径向上彼此邻接。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述第一倾斜带束层中的帘线和所述第二倾斜带束层中的帘线是钢帘线。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述螺旋帘线是钢帘线。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述螺旋帘线是由芳香族聚酰胺、聚酮、聚萘二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的帘线。

6.根据权利要求4或5所述的充气轮胎，其特征在于，所述螺旋帘线的断裂伸长率为3%以上且8%以下。