CN102762390B - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够在确保耐久性的同时、实现轻量化及降油耗的充气轮胎。该充气轮胎包括：一层倾斜钢丝带束层(3)，其以横跨分别埋设于左右一对胎圈部中的一对胎圈芯(1)之间呈环状延伸的胎体层(2)作为骨架，配设在该胎体层(2)的冠部的外周侧，且通过排列有相对于轮胎周向倾斜延伸的多根帘线而成；以及一层周向带束层(4)，其配设于该倾斜钢丝带束层(3)的外周侧，并通过以实质上与轮胎周向平行的方式排列多根帘线而成。倾斜钢丝带束层(3)的帘线(5)由拉齐多根钢丝单丝而成的线束构成，上述倾斜钢丝带束层通过沿带束宽度方向并排放置该倾斜钢丝带束层(3)的帘线(5)而形成，并且，周向带束层(4)的帘线(6)通过加捻多根单丝而成，上述周向带束层通过沿带束宽度方向并排放置该周向带束层(4)的帘线(6)而形成。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎(以下也简称为“轮胎”)，详细地说，涉及一种能够在确保耐久性的同时实现轻量化及降油耗的充气轮胎。

背景技术

近年来，为了改善汽车的油耗，减轻轮胎重量的要求逐渐提高。此外，从产品的生产到使用、废弃为止，谋求削减产品在整个寿命周期中产生的CO₂排出量，并谋求削减原材料(轻量化)、提高制造性(削减制造能量)以及降低滚动阻力(提降油耗)。

对于这种要求，例如，在专利文献1～专利文献5中公开有如下一种充气子午线轮胎：该充气子午线轮胎作为因构造简单故制造容易、轻量并且滚动阻力较小的轮胎，包括一层倾斜钢丝带束层以及至少一层周向钢丝带束层，该周向钢丝带束层位于该倾斜钢丝带束层上，并排列有多根实质上与轮胎周向平行的帘线。

此外，除此以外，从带束层的轻量化的观点来看，开发有将金属单丝不加捻就用作带束层用帘线的技术，迄今为止提出有各种方案。例如，在专利文献6中，提出有如下一种充气子午线轮胎：该充气子午线轮胎以改善油耗及改进乘坐舒适感为目的，具有带束层，该带束层通过以不是加捻而是沿带束宽度方向排列拉齐四根或五根金属线材(单丝)而成的线束为单位埋设于橡胶中而形成。此外，在专利文献7中，为了应对轮胎的轻量化需求，以及为了解决由金属线的弯折而产生的耐久性降低等不良情况，提出有如下一种充气子午线轮胎：该充气子午线轮胎由三张带束帘布层构成，该三张带束帘布层通过在预定的条件下沿带束帘布层宽度方向排列带束层的金属单丝而使该金属单丝埋设于覆盖橡胶中而形成。而且，除此之外，在专利文献8、9中，公开有并列配置有金属单丝帘线而成的带束构造。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002－019414号公报(权利要求书等)

专利文献2：日本专利第3071808号公报(日本特开平4－78602号公报，权利要求书等)

专利文献3：日本特开2001－206010号公报(权利要求书等)

专利文献4：日本专利第4054072号公报(日本特开平8－318706号公报，权利要求书等)

专利文献5：日本特开2007－161026号公报(权利要求书等)

专利文献6：日本专利第2713806号公报(日本特开平4－95505号公报，实施例)

专利文献7：日本特开2002－283809号公报(权利要求书等)

专利文献8：日本特开2005－349999号公报(权利要求书等)

专利文献9：日本特开2007－302203号公报(权利要求书等)

发明内容

发明要解决的问题

虽然可考虑通过在专利文献1～专利文献5所记载的倾斜钢丝带束层以及周向钢丝带束层中适用专利文献6～专利文献9所记载的将金属单丝不加捻就用作带束用帘线的技术，从而进一步实现轻量化及降油耗的轮胎，但是上述构造不能够简单的适用。这是因为，专利文献6～专利文献9所记载的带束构造是并列配置未加捻的钢丝单丝而成，对垂直施加于并列钢丝单丝的变形较差。因此，在轮胎接地时，周向带束在承受了压缩变形时容易发生弯曲变形，在轮胎的耐久性方面不能够说是足够的。

此外，如专利文献6～专利文献9所记载的技术那样，在将金属单丝适用于带束层的同时确保金属单丝之间的距离(gauge)，并且适当地设计带束层之间的距离，由此能够使轮胎轻量化、降油耗。但是，为了进一步实现轻量化、降油耗，需要细化带束层的金属单丝直径，或减小打纬密度，在该情况下，会产生轮胎周向上的带束刚性降低、轮胎耐久性降低这种问题。

因此，本发明的目的在于提供一种能够在确保耐久性的同时实现轻量化及降油耗的充气轮胎。

用于解决问题的方案

本发明人为了解决上述问题而专心讨论，结果发现，通过将带束的构造设为下述结构，能够解决上述问题，直至完成本发明。

即，本发明提供一充气轮胎包括：一层倾斜钢丝带束层，其以横跨分别埋设于左右一对胎圈部中的一对胎圈芯之间呈环状延伸的胎体层作为骨架，配设在该胎体层的冠部的外周侧，且通过排列有相对于轮胎周向倾斜延伸的多根帘线而成；以及一层周向带束层，其配设于该倾斜钢丝带束层的外周侧，并通过以实质上与轮胎周向平行的方式排列多根帘线而成；其特征在于，

上述倾斜钢丝带束层的帘线由拉齐多根钢丝单丝而成的线束构成，上述倾斜钢丝带束层通过沿带束宽度方向并排放置该倾斜钢丝带束层的帘线而形成，并且，周向带束层的帘线通过加捻多根单丝而成，上述周向带束层通过沿带束宽度方向并排放置该周向带束层的帘线而形成。

在本发明中，优选的是，构成上述周向带束层的帘线的单丝的线径D1与构成上述倾斜钢丝带束层的帘线的钢丝单丝的线径D2满足下述式(1)表示的关系：

D1＜D2 (1)。

此外，优选的是，上述周向带束层的帘线由5根～15根单丝构成。而且，上述倾斜钢丝带束层的帘线彼此的间隔A1与上述周向带束层的帘线彼此的间隔A2满足下述式(2)表示的关系：

A1>A2 (2)。

而且，优选的是，上述倾斜钢丝带束层的相对于周向的倾斜角度为40°～60°。而且，优选的是，上述周向带束层的带束宽度方向的宽度B1与上述倾斜钢丝带束层的带束宽度方向的宽度B2满足下述式(3)表示的关系：

0.8×B2＜B1＜0.95×B2 (3)。

而且，优选的是，上述倾斜钢丝带束层的帘线由3根～6根钢丝单丝构成。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种能够在确保耐久性的同时实现轻量化及降油耗的充气轮胎。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的充气轮胎的单侧剖视图。

图2是表示本发明的充气轮胎的胎面部的加强构造的俯视图。

图3是本发明的充气轮胎的胎面部的放大剖视图。

图4是表示能够恰当地使用于本发明的周向带束层的帘线构造的概略剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的优选的实施方式。

图1是本发明的一实施方式的充气轮胎的单侧剖视图。图示的充气轮胎10包括：一层倾斜钢丝带束层3，其以横跨分别埋设于左右一对胎圈部11中的一对胎圈芯1之间呈环状延伸的胎体层2作为骨架，并配设在胎体层2的冠部的外周侧，且通过排列有相对于轮胎周向倾斜延伸的多根帘线而成；以及一层周向带束层4，其配设于倾斜钢丝带束层3的外周侧，并通过以实质上与轮胎周向平行的方式排列有多根帘线而成。图2是抽出本发明的充气轮胎中的胎面部13的加强构造来表示。通过使用由倾斜钢丝带束层3与周向带束层4构成的加强构造，而不需要以往的带束加强层，此外，通过设为倾斜钢丝带束层3与周向带束层4这两层，能够更大幅度地使轮胎轻量化。此外，由于带束构造变简单，因此能够实现降油耗。

图3是本发明的充气轮胎的胎面部13的放大剖视图。如图所示，在本发明中，重要的是，倾斜钢丝带束层3的帘线5由拉齐多根(在图示例中为5根)钢丝单丝而成的线束构成，上述倾斜钢丝带束层3通过沿带束宽度方向并排放置该倾斜钢丝带束层3的帘线5而形成，并且，周向带束层4的帘线6通过加捻多根(在图示例中为5根)单丝而成，上述周向带束层4通过沿带束宽度方向并排放置该周向带束层4的帘线6而形成。通过将倾斜钢丝带束层3的帘线5以拉齐多根钢丝单丝的线束为单位而沿带束宽度方向并排放置，能够减小倾斜钢丝带束层3的覆胶距离。结果，能够进一步实现轮胎的轻量化。在本发明中，出于加强性能等方面，优选的是，倾斜钢丝带束层3的帘线5的打纬密度为15～30束/50mm。

在本发明中，关于周向带束层4的帘线6，只要加捻多根单丝而成即可，具体的构造等并不特别受限。周向带束层4针对由内压增长、负载带来的变形需要伸缩。若周向带束层4的帘线6不能伸缩，则有时会因压缩导致单丝被切断。因此，需要周向带束层4的帘线6为加捻帘线。此外，出于加捻帘线的制造性、强度的观点，优选的是，周向带束层4的帘线6由5根～15根单丝构成。优选的是，周向带束层4的帘线6通过加捻多根拉伸强度为2700N/mm²以上的钢丝单丝而形成，并且如图4所示那样，周向带束层4的帘线6的从轮胎宽度方向截面观察时的截面形状呈在钢丝单丝7之间的一部分中具有开口部8的C形。

如上述那样，通过在周向带束层4中使用呈在钢丝单丝7之间的一部分中具有间隙的截面形状的加捻帘线6，能够增大带束帘线针对压缩及拉伸变形的变形容许度，在轮胎接地时，即使在轮胎周向上负载有压缩的状态下，带束帘线也不会弯曲，能够产生环箍效果。此外，当在钢丝单丝7之间不存在间隙的帘线的情况下，由于轮胎成形(shaping)时的帘线的变形量较少，因此在带束接合面上产生脱层等成形不良的可能性较大。因此，需要利用减少单丝数而降低了张力的帘线来成形，但是在该情况下，导致轮胎的耐久性降低。另一方面，由于图4所示那样的帘线的变形容许度较大，因此能够以不减少根数的方式成形，从而能够以不会降低轮胎的耐久性的方式制造轮胎。因而，通过如上述那样设置周向带束层4的帘线构造，能够得到在压缩时难以弯折且初始延伸性良好、并且兼备良好的拉伸强度以及制造性的充气轮胎。

此外，在本发明中，优选的是，上述开口部8的帘线中心角α设为30°～100°。若该开口部8的帘线中心角α过小，即，开口部8过窄，则可能会导致初始延伸性降低。另一方面，若开口部8的帘线中心角α过大，即，开口部8过宽，则可能会使已加捻的帘线变得容易断裂，从而导致轮胎耐久性降低。

而且，在本发明中，优选的是，周向带束层4的帘线6的直径D3为钢丝单丝7的线径D1的4倍～8倍。为了抑制在压缩帘线时帘线弯折而确保初始延伸率，需要的是以在钢丝单丝7之间留有空隙的方式松缓地加捻，而不是紧紧地加捻钢丝单丝7。另外，在该空隙中，实际上是填充橡胶。在上述帘线6的直径D3过小的情况下，即，若过紧地加捻钢丝单丝7，则帘线因压缩而容易弯折，此外，初始延伸率也会降低。另一方面，在上述帘线6的直径D3过大的情况下，即，若过于松缓地加捻钢丝单丝7，则钢丝单丝7会容易分散，且帘线的拉伸强度降低。

另外，由于周向带束层4通常利用沿轮胎周向呈螺旋状螺旋卷绕带状的带束构件而形成，因此，实际上周向带束层4相对于轮胎赤道线略微有倾斜角。此外，在本发明中，出于加强性等方面，优选的是，周向带束层4中的帘线6的打纬密度设为25根～45根/50mm。

在本发明中，作为构成周向带束层4的帘线6的单丝，可以使用钢丝单丝，但并不限于此，也可以使用张力较大的有机纤维。作为张力较大的有机纤维，例如能够列举聚酰胺(尼龙(注册商标))、芳纶纤维(凯芙拉(注册商标))等有机纤维。

在本发明中，优选的是，构成周向带束层4的帘线6的单丝的线径D1与构成倾斜钢丝带束层3的帘线5的单丝的线径D2满足下述式(1)表示的关系(参照图3)：

D1＜D2 (1)。

由于周向带束层4的帘线6是加捻多根单丝而成，因此即使每一根单丝的线径较细，也能够得到本发明的效果。优选的是，线径D1为0.13mm～0.25mm，线径D2为0.18mm～0.35mm。

此外，在本发明中，优选的是，倾斜钢丝带束层4的帘线5彼此的间隔A1与周向带束层4的帘线6彼此的间隔A2满足下述式(2)表示的关系(参照图3)：

A1>A2 (2)。

为了确保周向刚性，优选的是增大周向带束层4的打纬密度。优选的是，A1为1.0mm～2.0mm，A2为0.5mm～1.2mm。

此外，在本发明中，优选的是，倾斜钢丝带束层3的相对于周向的倾斜角度呈40°～60°。在沿一个方向排列强化纤维而成的复合构件在一定力的作用下剪切变形成平行四边形的情况下，剪切变形量在强化纤维的角度为54°的情况下最小。即，在带束角度相对于周向为54°时，倾斜钢丝带束层3的收缩最小，能够减小滚动阻力，因此上述范围较为优选。

此外，在本发明中，优选的是，周向带束层4的带束宽度方向的宽度B1与倾斜钢丝带束层3的带束宽度方向的宽度B2满足下述式(3)表示的关系(参照图2)：

0.8×B2＜B1＜0.95×B2 (3)。

为了确保带束部的高速耐久性，优选的是周向带束层4比倾斜钢丝带束层3窄。

此外，在本发明中，出于制造性、带束强度以及轻量化的观点，优选的是，倾斜钢丝带束层3的帘线5由3根～6根钢丝单丝构成。

在本发明中，重要的是，倾斜钢丝带束层3的帘线5由拉齐多根钢丝单丝而成的线束构成，上述倾斜钢丝带束层3通过沿带束宽度方向并排放置该倾斜钢丝带束层3的帘线5而形成，并且，周向带束层4的帘线6通过加捻多根单丝而成，上述周向带束层4通过沿带束宽度方向并排放置该周向带束层4的帘线6而形成，关于除此以外的轮胎的详细结构，能够按照通常方法适宜地构成，并不特别受限。例如，图1所示的轮胎包括胎面部13、与该胎面部13的两侧相连接的一对胎侧部12以及胎圈部11，胎体层2在分别埋设于胎圈部11内的一对胎圈芯1之间加强这些胎面部13、一对胎侧部12以及胎圈部11。

此外，在本发明中，作为胎体层2的帘线，能够使用尼龙、聚酯、人造纤维或芳香族聚酰胺等各种有机纤维的帘线。胎体层2需要至少配置一层，但也可以配置两层以上，通常，如图示那样，在胎圈芯1的周围从轮胎内侧向外侧折回而卡定。

而且，在本发明的轮胎中，在胎面部的表面上形成有适宜的胎面花纹，在最内层形成有内衬层(未图示)。而且，在本发明的轮胎中，作为填充于轮胎内的气体，能够使用通常的空气、或者改变了氧分压的空气、或是氮气等惰性气体。

实施例

以下，使用实施例来详细说明本发明。

(比较例1、比较例2及实施例1～实施例4)

以轮胎尺寸195/65R15来制作图1所示的、在一层胎体层2的冠部的外周侧依次设有第1带束层3和第2带束层4的充气轮胎。在下表1中详细表示带束构造。根据得到的各试样轮胎，按照下述进行评价。

(耐高速性)

将各试样轮胎装配于JATMA所规定的标准轮辋，填充280kPa的内压，并使用任意的力将轮胎按压于鼓轮，从滚轮的任意的周速开始阶段性地增加速度，并且记录在以任意时间维持了各速度的情况下的故障产生速度，以比较例1的轮胎在产生故障时的速度为基准，计算出速度之差。将得到的结果一并记入表1。

(轮胎重量)

分别测量各试样轮胎的重量，以比较例1的轮胎重量为基准，计算出轮胎重量之差。将得到的结果一并记入表1。

(降油耗)

作为各试样轮胎的降油耗的指标，遵循SAE J 1269，使用滚动阻力试验机测量了低滚动阻力。以比较例1为基准，设相比于比较例1极其优异的情况为◎、优异的情况为○、相同的情况为△、较差的情况为×而进行了评价。将得到的结果一并记入表1。

(综合评价)

作为各式样轮胎的综合评价，以比较例1为基准，设相比于比较例1极其良好的情况为◎、良好的情况为○、相同的情况为△、较差的情况为×而进行了评价。将得到的结果一并记入表1。

(表1)

如上述表1所示，得知本发明的充气轮胎在确保耐久性的同时实现轻量化及降油耗。

附图标记说明

1 胎圈芯

2 胎体层

3 倾斜钢丝带束层

4 周向带束层

5 倾斜钢丝带束层的帘线

6 周向带束层的帘线

7 钢丝单丝

8 开口部

10 充气轮胎

11 胎圈部

12 胎侧部

13 胎面部

Claims (6)

1.一种充气轮胎，该充气轮胎的带束层由一层倾斜钢丝带束层和一层周向带束层这两层构成，其中，

一层倾斜钢丝带束层以横跨分别埋设于左右一对胎圈部中的一对胎圈芯之间呈环状延伸的胎体层作为骨架，配设在该胎体层的冠部的外周侧，且通过排列有相对于轮胎周向倾斜延伸的多根帘线而成；

一层周向带束层配设于该倾斜钢丝带束层的外周侧，并通过以与轮胎周向平行的方式排列多根帘线而成；

其特征在于，

上述倾斜钢丝带束层的帘线由拉齐多根钢丝单丝而成的线束构成，上述倾斜钢丝带束层通过沿带束宽度方向并排放置该倾斜钢丝带束层的帘线而形成，并且，周向带束层的帘线通过加捻多根单丝而成，上述周向带束层通过沿带束宽度方向并排放置该周向带束层的帘线而形成，

上述周向带束层是最外层带束层，且该周向带束层的帘线为钢丝帘线，该周向带束层的帘线由10根～15根单丝构成。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

构成上述周向带束层的帘线的单丝的线径D1与构成上述倾斜钢丝带束层的帘线的钢丝单丝的线径D2满足下述式(1)表示的关系：

D1＜D2 (1)。

3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

上述倾斜钢丝带束层的帘线彼此的间隔A1与上述周向带束层的帘线彼此的间隔A2满足下述式(2)表示的关系：

A1＞A2 (2)。

4.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

上述倾斜钢丝带束层的相对于周向的倾斜角度为40°～60°。

5.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

上述周向带束层的带束宽度方向的宽度B1与上述倾斜钢丝带束层的带束宽度方向的宽度B2满足下述式(3)表示的关系：

0.8×B2＜B1＜0.95×B2 (3)。

6.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

上述倾斜钢丝带束层的帘线由3根～6根钢丝单丝构成。