CN103269880A - 充气子午线轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种充气子午线轮胎，其被构造为具有优异的耐久性和轻量性而不损害刚性。充气子午线轮胎包括：胎体，其包括至少一个胎体层并且在左右一对胎圈芯之间环状地延伸；胎面部，其配置在胎体的胎冠区域的轮胎径向外侧以形成接地部；以及带束，其包括配置在胎面部和胎体的胎冠区域之间以形成增强部的至少两个带束层。构成带束层的增强材料为束（6），各束（6）包括配置成对并排延伸的两条帘线，并且如果构成帘线的丝（7）的直径为a（mm），相邻的束（6）之间的距离作为期望值比用帘线的外接圆（8）表示的距离大a/4（mm）或更多。

Description

充气子午线轮胎
技术领域
本发明涉及一种充气子午线轮胎（下文也简称为“轮胎”），并且更特别地涉及一种具有优异的耐久性和轻量性而不损害刚性的充气子午线轮胎。 
背景技术
当前，构成乘用车辆用的子午线轮胎的骨架的胎体用的增强构件，特别地，通常被用作胎体的胎冠部用的增强构件的带束主要构成为，使用由涂橡胶的钢丝帘线相对于轮胎赤道面倾斜地配置的层组成的两个或多个钢丝带束层，并且使得带束层中的钢丝帘线彼此交叉。 
传统地，为了改进带束层，已做出了各种研究。例如，专利文献1公开了一种技术，在该技术中，使用若干个增强元件以形成束（bundle）并且将束以恒定间隔埋设于带束中，从而提高带束的耐久性。专利文献2公开了通过使用具有（1×2）结构的钢丝帘线作为带束增强材料，能够抑制发生在带束边缘的分离并且减小轮胎的重量。 
现有技术文献 
专利文献 
专利文献1：日本特开平5-213007号公报 
专利文献2：日本特开昭62-234921号公报 
发明内容
发明要解决的问题
近年来，随着机动车性能的提高，需要不断提高轮胎的性能。为了提高燃料效率，轮胎的轻量化也是重要的课题。在这种情况下，专利文献1和2中 的带束结构对于耐久性和轻量性不再充分了。同样从诸如乘坐平顺性和操纵稳定性的观点来看，还需要确保带束具有高刚性。 
因此，本发明的目标是提供一种具有优异的耐久性和轻量性而不损害刚性的充气子午线轮胎。 
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明人深入研究了带束的结构，发现采用下述结构能够解决上述问题，由此完成本发明。 
具体地，本发明的充气子午线轮胎包括：胎体，所述胎体由在左右一对胎圈芯之间环状地延伸的至少一个胎体层组成；胎面部，所述胎面部配置在所述胎体的胎冠区域的轮胎径向外侧以形成接地部；以及带束，所述带束由配置在所述胎面部和所述胎体的胎冠区域之间以形成增强部的至少两个带束层组成，其中， 
构成所述带束层的增强材料是通过以未加捻的方式配置两条帘线形成的束；以及构成所述帘线的所有丝的直径相同，并且，使所述丝的直径为a（mm），相邻的所述束之间的间隔作为期望值比用所述帘线的外接圆表示的间隔增加a/4（mm）或更大。 
在本发明中，优选地，所述带束层的厚度大于0.70mm并且小于1.20mm。在本发明中，优选地，所述丝的直径为0.23mm至0.30mm。进一步，在本发明中，优选地，所述帘线具有（1×2）结构。 
发明的效果
通过本发明，能够提供一种具有优异的耐久性和轻量性而不损害刚性的充气子午线轮胎。 
附图说明
图1是示出本发明的充气轮胎的一个优选示例的半截面图。 
图2是示出在束由具有（1×2）结构的两条帘线形成的情况下、束的截面变化的示例的截面图。 
图3是示出在束由具有（1+1）结构的两条帘线形成的情况下、束的截面变化的示例的截面图。 
图4是用于在束由具有（1×2）结构的两条帘线形成的情况下、计算束间隔的增量的期望值的说明图。 
图5是用于在束由具有（1×2）结构的两条帘线形成的情况下、计算束间隔的增量的期望值的说明图。 
具体实施方式
下面将详细描述本发明的实施方式。 
图1示出了根据本发明的一个实施方式的充气子午线轮胎。图中示出的轮胎包括：胎面部1，其配置在胎体的胎冠区域以形成接地部；一对胎侧部2，该一对胎侧部2连续到胎面部1的两侧并且沿轮胎径向向内延伸；以及胎圈部3，其连续到各胎侧部2的内周侧。 
通过胎体4增强胎面部1、胎侧部2和胎圈部3，胎体4是由从一个胎圈部3环状地延伸到另一个胎圈部3的一个胎体层组成。通过将详细描述的配置在胎体4的胎冠区域的轮胎径向外侧的、由至少两层组成的带束来增强胎面部1，在示出的示例中两层为第一带束层5a和第二带束层5b。这里，多个胎体层可用于胎体4，并且适当地使用在与轮胎周向几乎垂直（例如，成70°至90°的角度）的方向上延伸的有机纤维帘线。 
在本发明中，构成第一带束层5a和第二带束层5b的增强材料为通过以未加捻的方式配置两条帘线形成的束。通过采用由两条帘线形成的束作为增强材料，与帘线未形成束的情况相比，带束层中的增强材料的间隔变宽，并且能够抑制源自带束宽度方向上的帘线端的橡胶分离容易传播到相邻的帘线 的带边（belt edge）分离。通过这样，可提高带束的耐久性。在本发明中，构成帘线的所有丝（filament）的直径相同，并且，使丝的直径为a（mm），，相邻的束之间的间隔作为期望值比使用帘线的外接圆表示的间隔增加a/4（mm）或更大，优选地增加4a/11（mm）或者更大。图2的（a）～（c）是示出在束6由具有（1×2）结构的两条帘线形成作为用于带束层的增强材料的情况下，帘线束的截面变化的示例的截面图；图3的（a）～（c）是示出在束16由具有（1+1）结构的两条帘线形成的情况下，帘线束的截面变化的示例的截面图。首先，将通过图2和图3说明帘线直径的变化。 
通常，如图2的（a）所示，帘线直径Dc由丝7的外接圆8的直径表示。然而，由于具有（1×2）结构的帘线是通过加捻两条丝7而形成的帘线，因此丝7的位置在帘线中（在外接圆8中）连续地改变。例如，当丝7的位置如图2的（b）、（c）改变45度时，水平方向上的实际帘线直径小于外接圆8的直径。在使用具有（1+1）结构的帘线的情况下也是同样的。如图3的（a）～（c）所示，当丝17的位置如图3的（a）～（c）改变时，帘线16在水平方向上的实际直径小于外接圆18的直径。 
在本发明的轮胎中，由两条帘线形成的束用作带束增强材料，并且如上所述，当帘线直径在带束宽度方向上改变时，相邻的束的间隔根据帘线直径的改变而连续地改变。换言之，出现相邻的束的间隔宽的部分和相邻的束的间隔窄的部分。相邻的束的间隔宽的部分的存在允许更有效地抑制源自带束宽度方向上的帘线端的橡胶分离容易传播到相邻的帘线的带边分离。结果，进一步提高了带束的耐久性。由于存在束的间隔窄的部分，因此能够保持带束的刚性。 
接下来，将说明束间隔的增量的期望值的计算方法。图4和图5是用于在束由具有（1×2）结构的两条帘线形成的情况下、计算束间隔的增量的期望值的说明图。首先，如图4的（a）所示，使相邻的束6中的一条帘线为帘线X 且另一条帘线为帘线Y，并且使帘线X的外接圆和帘线Y的外接圆之间的距离为W。接着，使帘线X的外接圆和帘线Y的外接圆之间的距离与帘线X的丝和帘线Y的丝之间的距离在水平方向上相同的状态为帘线X和帘线Y的基态（图4（a））。图4的（a）～（h）的各图示出帘线X的如下截面，例如，示出在帘线X每一个节距转动360°的情况下、当帘线X从基态起每转动45°时帘线X的截面。参考图4的（b），通过使帘线X从基态起转动45°，帘线X和帘线Y之间的实际距离变得比W大xz2。此外，当帘线X每转动45°时（图4的（c）～（h）），帘线X和帘线Y之间的距离的增量从xz3变到xz8。基态（图4的（a））的xz1和帘线X从基态转动180°的状态（图4的（e））的xz5为0。 
类似地，对于帘线Y，图5的（a）～（h）的各图示出帘线Y的如下截面，例如，示出在帘线Y每一个节距转动360°的情况下、当帘线Y从基态起每转动45°时帘线Y的截面。通过使帘线Y从基态（图5的（a））起转动45°（图5的（b）），帘线X和帘线Y之间的实际距离变得比W大yz2。此外，当帘线Y每转动45°时（图5的（c）～（h）），帘线X和帘线Y之间的距离的增量从yz3变到yz8。 
在上述中，已通过使帘线X和帘线Y单独转动45°的示例描述了束间隔的增量的计算方法。在本发明中，基于类似的构思，在帘线X和帘线Y每一个节距转动360°的情况下，使帘线X和帘线Y从基态起每转动1°，以确定xz1到xz360以及yz1到yz360。基于所得值，通过下列公式计算束间隔的增量的期望值： 
Figure BDA00003388055400051
虽然作为示例已说明了帘线具有（1×2）结构的情况，但是对于具有其他结构的帘线，能够以同样的步骤计算束间隔的增量的期望值。 
通过使用如下的两条帘线的束作为带束增强材料，能够得到具有优异的 耐久性和轻量性而不损害刚性的充气子午线轮胎，其中，通过上述公式计算的束间隔的增量的期望值增加a/4（mm）或更大，优选地增加4a/11（mm）或更大。满足上述关系的帘线结构的示例包括（1×2）结构和（1+1）结构。 
在本发明中，带束增强材料的排列密度（end count）优选地为（35～65）个/50mm，更优选地为（40～59）个/50mm。当排列密度小于上述范围时，可能无法确保拉伸强度，这不是优选的。另一方面，当排列密度大于上述范围时，变得难以确保束间隔以及难以有效地抑制可能使耐久性恶化的带边分离。这也不是优选的。 
在本发明中，从减小轮胎的重量和提高轮胎的耐久性的观点出发，带束层的厚度优选地大于0.70mm并且小于1.20mm。当带束层的厚度为0.70mm或更小时，可能得不到充分的耐久性。另一方面，当带束层的厚度为1.20mm或更大时，可能得不到充分的轻量效果。更优选地，厚度为0.80mm至1.10mm。 
在本发明中，构成帘线的丝的直径优选地为0.23mm至0.30mm。当丝直径小于0.23mm时，可能得不到充分的强度。另一方面，当丝直径大于0.30mm时，带束的厚度变厚并且可能得不到充分的轻量性。 
在本发明中，诸如加捻的方向和各丝的加捻节距的条件不特别限定并且能够取决于用途根据通用步骤适当地构成。丝的材料等不特别限定并且钢丝是适用的。可适当地使用具有适当的2700N/mm2或更高的拉伸强度的钢丝。可适当地使用包含至少0.72质量%的碳、特别是包含至少0.82质量%的碳的单丝帘线作为具有高拉伸强度的单丝帘线。 
只要带束的结构满足上述要求，不特别限定本发明的充气子午线轮胎的其他具体的轮胎结构。作为用于填充轮胎的气体，可使用普通的空气或调节氧气分压的空气，以及诸如氮气、氩气或氦气等非活性气体。 
示例 
下面，将通过示例详细地描述本发明。 
<示例1～8> 
具有如下列表1和表2所示的结构的两条钢丝帘线被用于形成束，并且该束被用作带束增强材料，并且通过使用得到的带束增强材料，以225/45R17的轮胎尺寸制造如图1中所示的类型的轮胎。埋设的带束增强材料相对于轮胎周向的角度为±26°。对于每个得到的轮胎，根据以下步骤评价耐磨耗性（刚性）、耐久性和轮胎重量。 
<传统例> 
具有下列表3所示的结构的钢丝帘线被用作带束增强材料，并且通过使用得到的带束增强材料，以225/45R17的轮胎尺寸制造如图1中所示的类型的轮胎。埋设的带束增强材料相对于轮胎周向的角度为±26°。对于每个得到的轮胎，根据以下步骤评价耐磨耗性（刚性）、耐久性和轮胎重量。 
<比较例1～3> 
具有下列表3所示的结构的钢丝帘线被用作带束增强材料，并且通过使用得到的带束增强材料，以225/45R17的轮胎尺寸制造如图1中所示的类型的轮胎。埋设的带束增强材料相对于轮胎周向的角度为±26°。对于每个得到的轮胎，根据以下步骤评价耐磨耗性（刚性）、耐久性和轮胎重量。 
<耐磨耗性> 
测量在实际车辆的耐久行驶（在限制的模式下长度为3.5km的现有圆周的20圈）后残留的轮胎槽深度（中央肋槽）来评价轮胎，并且通过将传统例的轮胎设定为100来进行指数评价。当指数的值为100±2时，评价为△，与传统产品相同；当指数的值大于102时，评价为○；并且当指数的值小于98时，评价为×。结果在表1至表3中合并列出。小的耐磨耗性意味着小的胎面接地面积，胎面接地面积作为带束的刚性的标准。 
<耐久性> 
各测试轮胎安装到JATMA标准规定的标准轮辋上，然后，轮胎被充气到 与JATMA YEAR BOOK中的最大负载能力相对应的内压，轮胎被安装到乘用车辆。在公路上行驶40000km后，切开轮胎并研究带束边缘部分的分离的长度。值越小，结果越好。当结果等同于传统例的轮胎或与传统例的轮胎相同时，评价为○；当结果劣于传统例的轮胎时，评价为×。结果在表1至表3中合并列出。 
<轮胎重量> 
测量各轮胎的重量，并且通过将传统例的轮胎设定为100来进行指数评价。当值小于100时，评价为○；当值为100或更高时，评价为×。结果在表1至表3中合并列出。 
【表1】 
Figure BDA00003388055400081
【表2】 
Figure BDA00003388055400091
【表3】 
Figure BDA00003388055400092
通过表1至表3，可以确定本发明的轮胎具有优异的耐久性和轻量性而不损害刚性。 
附图标记说明 
1 胎面部 
2 胎侧部 
3 胎圈部 
4 胎体 
5a 第一带束层 
5b 第二带束层 
6、16 束 
7、17 丝 
8、18 外接圆 。

Claims (4)

1.一种充气子午线轮胎，其包括：胎体，所述胎体由在左右一对胎圈芯之间环状地延伸的至少一个胎体层组成；胎面部，所述胎面部配置在所述胎体的胎冠区域的轮胎径向外侧以形成接地部；以及带束，所述带束由配置在所述胎面部和所述胎体的胎冠区域之间以形成增强部的至少两个带束层组成，其中，
构成所述带束层的增强材料是通过以未加捻的方式配置两条帘线形成的束；以及构成所述帘线的所有丝的直径相同，并且，使所述丝的直径为a（mm），相邻的所述束之间的间隔作为期望值比用所述帘线的外接圆表示的间隔增加a/4（mm）或更大。
2.根据权利要求1所述的充气子午线轮胎，其特征在于，所述带束层的厚度大于0.70mm并且小于1.20mm。
3.根据权利要求1所述的充气子午线轮胎，其特征在于，所述丝的直径为0.23mm至0.30mm。
4.根据权利要求1所述的充气子午线轮胎，其特征在于，所述帘线具有（1×2）结构。
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