CN103978843B - 重载荷用充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供的重载荷用充气轮胎，耐久性优异且滚动阻力小。本发明涉及的轮胎（2）具备与胎体（12）层叠的带束层（18）以及覆盖胶（20）。带束层（18）具备：位于胎体（12）的径向外侧的第一帘布（38a）、位于第一帘布（38a）的径向外侧的第二帘布（38b）、以及位于第二帘布（38b）的径向外侧的第三帘布（38c）。覆盖胶（20）覆盖第二帘布（38b）的端部（42）以及第三帘布（38c）的端部（40）。位于上述端部（42）与上述端部（40）之间的覆盖胶（20）的径向的厚度（Y）为4.0mm以上且5.0mm以下。构成各帘布的贴胶的复弹性模量（E*t）为4.0MPa以上且7.0MPa以下，覆盖胶的复弹性模量（E*c）为8.0MPa以上且12.0MPa以下。

Description

重载荷用充气轮胎

技术领域

本发明涉及重载荷用充气轮胎。

背景技术

充气轮胎具备对胎体进行加强的带束层（belt）。对安装于卡车、公共汽车等车辆的重载荷用充气轮胎施加有大的载荷。对于重载荷用轮胎而言，为了增大带束层对胎体的加强效果，通常情况下带具备三层以上帘布（ply）。换言之，在胎体层叠有三层以上帘布。

各帘布具备贴胶以及并排排列的多条帘线。各帘线相对于轮胎的赤道面倾斜。为了进一步增大带束层的加强效果，自胎体侧起第二层帘线的倾斜方向被设置成与第三层帘线的倾斜方向相反。

在行驶时轮胎反复变形。由于轮胎的胎肩部的接地压力大，因此轮胎的胎肩部的变形量也大。因此，带束层的帘布的端部也反复发生大的变形。由于此时的摩擦热而引起橡胶发热，从而存在带束层的端部的帘布发生剥离的情况。已知该剥离特别容易在自胎体侧起第二层以及第三层帘布的端部的附近发生。如上所述，由于第二层与第三层的帘线的倾斜方向相反，因此在轮胎发生变形时，两层帘布之间作用有大的剪切力成为帘布剥离的原因之一。

当在带束层的帘布发生剥离时，以该剥离部分为起点，能够在胎面部或胎侧部产生龟裂。帘布的剥离有损于轮胎的耐久性。

从防止带的帘布的剥离的观点出发而进行了各种研讨。该研讨例被日本特开平4-183605号公报以及日本特开平9-263108号公报公开。

在日本特开平4-183605号公报中公开了具备缓冲橡胶的轮胎，该缓冲橡胶在第二层帘布与第三层帘布之间具有大的模数。第三层帘布的径向外侧被模数比其小的橡胶覆盖。

在日本特开平9-263108号公报中公开有如下发明：帘布的端部被具有大的模数的端部覆盖橡胶覆盖。

专利文献1：日本特开平4-183605号公报

专利文献2：日本特开平9-263108号公报

日本特开平4-183605号公报公开的轮胎，由于具有最大模数的橡胶仅存在于第二层与第三层的帘布之间，因此抑制帘布的剥离的力不足。该轮胎无法充分防止帘布的剥离。

日本特开平9-263108号公报公开的结构，具有大的模数的端部覆盖橡胶的厚度薄，防止帘布剥离的效果不足。该结构无法防止帘布的剥离。

为了防止帘布的剥离，存在将复弹性模量大的贴胶用于帘布的方法。但是，复弹性模量大的贴胶会招致轮胎滚动阻力增大。具备该轮胎的车辆耗油性能不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐久性优异且滚动阻力小的重载荷用充气轮胎。

本发明涉及的重载荷用充气轮胎具备：胎面部，该胎面部的外表面成为胎面表面；一对胎侧部，该一对胎侧部分别从所述胎面部的端部朝向径向大致内侧延伸；一对胎圈，该一对胎圈分别从所述胎侧部进一步朝向径向大致内侧延伸；胎体，该胎体沿着胎面部以及胎侧部的内侧而架设于两个胎圈之间；带束层，该带束层在所述胎面部的径向内侧与胎体层叠；以及覆盖胶，所述带束层具备：位于所述胎体的径向外侧的第一帘布、位于该第一帘布的径向外侧的第二帘布、以及位于该第二帘布的径向外侧的第三帘布，各个帘布具备贴胶和并排排列的多条帘线，所述第二帘布的端部与所述第三帘布的端部分离，所述覆盖胶覆盖所述第二帘布的端部以及所述第三帘布的端部，并且所述覆盖胶被填充在所述第二帘布的端部与所述第三帘布的端部之间，位于所述第二帘布的端部与所述第三帘布的端部之间的所述覆盖胶的径向的厚度Y为4.0mm以上且5.0mm以下，所述贴胶的复弹性模量E*t为4.0MPa以上且7.0MPa以下，所述覆盖胶的复弹性模量E*c为8.0MPa以上且12.0MPa以下。

优选为，上述帘线由钢形成。

本发明涉及的重载荷用充气轮胎，由于用复弹性模量大的覆盖胶来覆盖第二帘布以及第三帘布的端部，因此能够有效地抑制这些帘布的剥离。第三帘布的端部与第二帘布的端部分离且在它们之间填充有覆盖胶，因此在该部分的覆盖胶的厚度Y的值足够大。该覆盖胶抑制帘布剥离的效果高。此外，本轮胎由于贴胶的复弹性模量小，因此滚动阻力也小。根据本发明，能够提供一种耐久性优异且滚动阻力小的重载荷用充气轮胎。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式涉及的轮胎的一部分的剖视图。

图2是示出图1的轮胎的一部分的放大剖视图。

附图标记说明：2…轮胎；4…胎面部；6…胎侧部；8…防擦布；10…胎圈；12…胎体；14…内衬层；16…填充层；18…带束层；20…覆盖胶；22…胎面表面；24…沟；26…胎肩部；28…底层；30…顶层；32…芯部；34…三角胶；36…胎体帘布；38a…第一帘布；38b…第二帘布；38c…第三帘布；38d…第四帘布；40、42…端部；44a…第一覆盖胶；44b…第二覆盖胶；46、58…第二端；48、52、56…端点；50、54…第一端

具体实施方式

以下，参照适宜附图且基于优选的实施方式对本发明进行详细的说明。

图1中示出充气轮胎2。在图1中，上下方向是轮胎2的径向，左右方向是轮胎2的轴向，与纸面垂直的方向是轮胎2的周向。在图1中，点划线CL表示轮胎2的赤道面。除胎面花纹之外，该轮胎2的形状为相对于赤道面对称。

该轮胎2具备：胎面部4、胎侧部6、防擦布8、胎圈10、胎体12、内衬层14、填充层16、带束层18以及覆盖胶20。该轮胎2为无内胎型轮胎。

胎面部4呈朝向径向外侧凸出的形状。胎面部4形成与路面接地的胎面表面22。在胎面表面22刻有沟24。由该沟24而形成胎面花纹。胎面部4的轴向外侧端及其附近被称为轮胎2的胎肩部26。胎面部4具有底层28与顶层30。顶层30位于底层28的径向外侧。顶层30层叠于底层28。底层28由粘接性优异的交联橡胶形成。底层28的典型的基材橡胶是天然橡胶。顶层30由耐磨损性、耐热性以及抓地性优异的交联橡胶形成。

胎侧部6从胎面部4的端部朝向径向大致内侧延伸。该胎侧部6的径向外侧部分与胎面部4接合。该胎侧部6的径向内侧部分与防擦布8接合。从图1可知，胎侧部6位于比胎体12靠轴向外侧的位置。该胎侧部6由耐切割性以及耐环境性优异的交联橡胶形成。该胎侧部6防止胎体12的损伤。胎侧部6为比防擦布8软质的橡胶。软质的胎侧部6能够有助于弯曲。

防擦布8从胎侧部6大朝向径向的大致内侧延伸。防擦布8由耐磨损性优异的交联橡胶形成。防擦布8与轮辋的凸缘抵接。防擦布8为比胎侧部6硬质的橡胶。硬质的防擦布8能够有助于胎圈10的部分的刚性。在行驶状态的轮胎2中，防擦布8能够抑制胎圈10的部分的塌陷。

胎圈10具备：芯部32和从该芯部32朝向径向外侧延伸的三角胶34。芯部32为环状，且包括卷绕的非伸缩性金属线。金属线的典型的材质是钢。三角胶34朝向径向外侧为尖细状。三角胶34由高硬度的交联橡胶形成。

胎体12由胎体帘布36形成。胎体帘布36架设于两侧的胎圈10之间，且沿着胎面部4以及胎侧部6。胎体帘布36绕芯部32从轴向内侧朝外侧折返。通过该折返而在胎体帘布36形成有主部与折返部。胎体12也可以由2张以上胎体帘布36形成。

胎体帘布36由贴胶和并排排列的多条帘线形成。各个帘线相对于赤道面所成的角度的绝对值为75°～90°。换言之，该胎体12具有径向结构。帘线由有机纤维形成。作为优选的有机纤维，例举有聚酯纤维、尼龙纤维、人造纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维、以及芳族纤维。

填充层16位于胎圈10附近。填充层16与胎体12层叠。填充层16在胎体帘布36的内侧且绕胎圈10的芯部32折返。填充层16由贴胶和并排排列的多条帘线形成。各帘线由钢形成。各帘线相对于径向倾斜。对于该轮胎2而言，填充层16可以有助于胎圈10的部分的刚性。填充层16抑制胎圈10的部分的塌陷。

内衬层14位于胎体12的内侧。内衬层14由交联橡胶形成。内衬层14使用空气遮蔽性优异的橡胶。内衬层14的典型的基材橡胶是丁基橡胶或卤化丁基橡胶。内衬层14保持轮胎2的内压。

在图1的截面中，带束层18沿轴向延伸。带束层18在径向上位于胎面部4的内侧。该带束层18位于胎体12的径向外侧。带束层18对胎体12进行加强。带束层18的轴向宽度优选为轮胎2的最大宽度的0.7倍以上。对于该轮胎2而言，带束层18包括：第一帘布31a、第二帘布38b、第三帘布38c以及第四帘布38d。该带束层18由4层帘布构成。该带束层18也可以由3层帘布构成。

第一帘布38a在径向上构成带束层18的内侧部分。第一帘布38a在赤道面上与胎体12层叠。第二帘布38b位于第一帘布38a的径向外侧。第二帘布38b与第一帘布38a层叠。对于该轮胎2而言，在轴向上第二帘布38b在构成带束层18的4层帘布中具有最大的宽度。第三帘布38c位于第二帘布38b的径向外侧。第三帘布38c与第二帘布38b层叠。如图所示，第三帘布38c的端部40与第二帘布38b的端部42分离。第四帘布38d位于第三帘布38c的径向外侧。第四帘布38d与第三帘布38c层叠。对于该轮胎2而言，在轴向上第四帘布38d在构成带束层18的4层帘布中具有最小的宽度。

虽未图示，但第一帘布38a、第二帘布38b、第三帘布38c以及第四帘布38d分别由贴胶和并排排列的多条帘线形成。各帘线由非伸缩性材料形成。典型的非伸缩性材料为钢。该帘线相对于赤道面倾斜。第一帘布38a的帘线相对于赤道面的倾斜方向与第二帘布38b的帘线相对于赤道面的倾斜方向相同。第二帘布38b的帘线相对于赤道面的倾斜方向与第三帘布38c的帘线相对于赤道面的倾斜方向相反。第三帘布38c的帘线相对于赤道面的倾斜方向与第四帘布38d的帘线相对于赤道面的倾斜方向相同。在各个层中，帘线相对于赤道面所成的角度的绝对值为15°～70°。

图2是示出图1的轮胎2的胎肩部26附近的放大剖视图。覆盖胶20覆盖第二帘布38b的端部42以及第三帘布38c的端部40。覆盖胶20具备：覆盖第二帘布38b的端部42的第一覆盖胶44a、和覆盖第三帘布38c的端部40的第二覆盖胶44b。如图所示，第一覆盖胶44a从径向内侧朝向径向外侧在第二帘布38b的端部折返。同样，第二覆盖胶44b从径向内侧朝向径向外侧在第三帘布38c的端部折返。

第一覆盖胶44a的第二端46在轴向上位于第三帘布38c的端点48与第二覆盖胶44b的第一端50之间。第一覆盖胶44a与第二覆盖胶44b接触。如图所示，在该第二帘布38b的端部42与第三帘布38c的端部40之间用第一覆盖胶44a和第二覆盖胶44b填充。换言之，在第二帘布38b的端部42与第三帘布38c的端部40之间仅存在第一覆盖胶44a以及第二覆盖胶44b。

第一覆盖胶44a的第一端54在轴向上位于比第一帘布38a的端点52更靠内侧的位置。第一帘布38a与第一覆盖胶44a接触。第二覆盖胶44b的第二端58在轴向上位于比第四帘布38d的端点56更靠外侧的位置。第二覆盖胶44b不与第四帘布38d接触。

以下，对本发明的作用效果进行说明。

如上所述，在行驶时，位于胎肩部26附近的第二帘布38b以及第三帘布38c的端部反复发生大的变形。由于此时的摩擦热而使橡胶发热，而存在在其端部帘布发生剥离的情况。在本发明中，覆盖胶20覆盖第二帘布38b的端部42以及第三帘布38c的端部40。该覆盖胶20具有比上述贴胶更高的复弹性模量。该覆盖胶20从径向外侧以及径向内侧这两侧来支承第二帘布38b的端部42以及第三帘布38c的端部40。该覆盖胶20抑制这些帘布的端部变形的效果很高。该覆盖胶20减轻摩擦热的产生并抑制帘布的剥离。由此，防止胎面部4及胎侧部6发生龟裂。该覆盖胶20有助于轮胎2的耐久性。

从抑制第二帘布38b以及第三帘布38c的端部变形的观点出发，覆盖胶20的复弹性模量E*c优选为8.0MPa以上。E*c为8.0MPa以上的覆盖胶20能够抑制这些帘布的剥离。从该观点出发，E*c更优选为9.0MPa以上。具备E*c为12.0MPa以下的覆盖胶20的轮胎2的滚动阻力小。具备该轮胎2的车辆油耗性能良好。从该观点出发，E*c优选为11.0MPa以下。

在本申请中，覆盖带20的复弹性模量E*c以及下述的贴胶的复弹性模量E*t是以JIS K6394的规定为基准进行测量的。测量条件如下：

粘弹性分光仪：岩本制作所的“VESF-3”

初期应变：10%

动应变：±1%

频率：10Hz

变形模式：拉伸

测量温度：70℃

在对轮胎2加载有载荷时，在第二帘布38b在帘线相对于周向的角度减小的方向上产生剪切应变。在第三帘布38c也同样在帘线相对于周向的角度减小的方向上发生剪切应变。第二帘布38b与第三帘布38c的帘线相对于周向的角度相反，因此由该应变引起在两张帘布之间作用有大的剪切力。该剪切力与轮胎2的转动对应地发生变动。该变动在第二帘布38b的端部42以及第三帘布38c的端部40诱发这些帘布的剥离。本发明涉及的轮胎2，由于覆盖胶20的复弹性模量E*c大，因此抑制在第二帘布38b的端部42以及第三帘布38c的端部40的应变。此外，对于本轮胎2，在第二帘布38b的端部42与第三帘布38c的端部40之间填充有覆盖胶20。存在于这些端部之间的覆盖胶20的厚度的值大。厚度的值大的覆盖胶20能够有效地抑制第二帘布38b与第三帘布38c之间的剪切力。该覆盖胶20抑制第二帘布38b以及第三帘布38c剥离的效果高。该覆盖胶20有助于轮胎2的耐久性。

在图2中，双箭头Y表示位于第二帘布38b的端部42与第三帘布38c的端部40之间的覆盖胶20的径向厚度。从抑制第二帘布38b与第三帘布38c之间的剪切力的观点出发，厚度Y的值优选为4.0mm以上。厚度Y为4.0mm以上的覆盖胶20能够抑制帘布的剥离。由此防止胎面部4及胎侧部6发生龟裂。

厚度Y的值优选为5.0mm以下。一般情况下，重载荷轮胎是将使用过的轮胎再生而进行再利用的轮胎。该再生轮胎是通过研磨来去除磨损的胎面表面，并层叠新的胎面而获得的。具备厚度Y为5.0mm以下的覆盖胶20的轮胎2，在研磨时不会露出第三帘布38c。该轮胎2能够被再生并被再利用。

如上所述，第一帘布38a、第二帘布38b、第三帘布38c以及第四帘布38d分别由贴胶和并排排列的多条帘线形成。贴胶的复弹性模量E*t大的轮胎2的帘布的变形量小，因此能够抑制帘布的剥离。但是E*t大的贴胶造成行驶时的能量损失大。因此，具备E*t大的贴胶的轮胎2的滚动阻力大。本发明涉及的轮胎2，由于覆盖胶20抑制帘布的剥离，因此能够使用E*t小的贴胶。具备复弹性模量E*t小的贴胶的轮胎2滚动阻力小。具备本发明涉及的轮胎2的车辆油耗性能优异。

为了提高油耗性能，复弹性模量E*t优选为7.0MPa以下。具备E*t为7.0MPa以下的贴胶的轮胎2滚动阻力小。从该观点出发，E*t优选为6.0MPa以下。复弹性模量E*t优选为4.0MPa以上。E*t为4.0MPa以上的贴胶对帘线的保护力强。具备E*t在4.0MPa以上的贴胶的帘布有助于防止帘布的剥离。从该观点出发，E*t优选为5.0MPa以上。

［实施例］

以下，根据实施例来明确本发明的效果，但不应基于该实施例的记载而限定地解释本发明。

［实施例1］

获得了具备图1所示的结构的实施例1的轮胎。轮胎的尺寸为275/80R22.5，LI值与速度记号为151/148。表1示出该轮胎的规格。贴胶的复弹性模量E*t为5.0MPa。覆盖胶的复弹性模量E*c为10.0MPa。因此，这些复弹性模量之差（E*c-E*t）为5.0MPa。贴胶的厚度Y为4.5mm。

［实施例2、3以及比较例1、2］

除了如下表1所示改变了厚度Y以外，其余与实施例1相同，从而获得实施例2、3以及比较例1、2的轮胎。

［实施例4、5以及比较例3、4］

除了改变复弹性模量E*c，并如下表2所示改变了差（E*c-E*t）以外，其余与实施例1相同，从而获得实施例4、5以及比较例3、4的轮胎。

［实施例6、7以及比较例5、6］

除了改变复弹性模量E*t，并如下表3所示改变了差（E*c-E*t）以外，其余与实施例1相同，从而获得实施例6、7以及比较例5、6的轮胎。

［比较例7］

除了改变复弹性模量E*c以及E*t的值并使差（E*c-E*t）为0以外，其余与实施例1相同，从而获得了比较例7的轮胎。

［滚动阻力］

使用滚动阻力试验机，在下述测量条件下对滚动阻力进行了测量。

使用轮辋：22.5×7.50

内压：900kPa

载荷：30.89kN

速度：50km/h

该结果，以比较例7为100的指数值并示于表1至表3。数值越小表示滚动阻力越小。数值越小越优选。

［龟裂防止性］

将轮胎组装于正规轮辋（尺寸=22.5×7.50），对该轮胎填充空气使得内压为800kPa。将该轮胎安装于滚筒耐久试验机，将33.83kN的纵向载重施加于轮胎。该试验机的偏离角为﹢3°。使该轮胎以120km/h的速度在滚筒上行驶。然后，确认在胎面上是否产生鼓包。以比较例7为100的指数，将产生鼓包为止的行驶时间示于表1至表3。数值越大表示防止龟裂的性能越优异。数值越大越优选。

［再生性］

利用X线检查装置对试制轮胎的截面进行拍照，观察胎面与带束层的间隔。在对用于再生的胎面进行研磨时，研磨后的表面与带束层之间的橡胶层的厚度为1mm以下的轮胎判定为不可再生的轮胎。该结果示于表1至表3。在表中，“可”表示能再生，“不可”表示不能再生。

表1

表1评价结果

表2

表2评价结果

表3

表3评价结果

如表1以及表2所示，本发明涉及的覆盖胶对防止由带束层的剥离引起的龟裂效果是明显的。并且，如表3所示，能够防止龟裂并且将贴胶的复弹性模量抑制为较小，因此能够减小轮胎的滚动阻力。该轮胎在耐久性方面优异，安装有该轮胎的车辆的油耗性能优异。从该评价结果能够明确本发明的优越性。

工业可利用性

本发明涉及的重载荷用充气轮胎能够安装于卡车、公共汽车等车辆。

Claims (2)

1.一种重载荷用充气轮胎，其特征在于，具备：

胎面部，该胎面部的外表面成为胎面表面；

一对胎侧部，该一对胎侧部分别从所述胎面部的端部朝向径向大致内侧延伸；

一对胎圈，该一对胎圈分别从所述胎侧部进一步朝向径向大致内侧延伸；

胎体，该胎体沿着胎面部以及胎侧部的内侧而架设于两个胎圈之间；

带束层，该带束层在所述胎面部的径向内侧与胎体层叠；以及

覆盖胶，

所述带束层具备：位于所述胎体的径向外侧的第一帘布、位于该第一帘布的径向外侧的第二帘布、以及位于该第二帘布的径向外侧的第三帘布，

各个帘布具备贴胶和并排排列的多条帘线，所述第二帘布的端部与所述第三帘布的端部分离，

所述覆盖胶覆盖所述第二帘布的端部以及所述第三帘布的端部，并且所述覆盖胶被填充在所述第二帘布的端部与所述第三帘布的端部之间，

位于所述第二帘布的端部与所述第三帘布的端部之间的所述覆盖胶的径向的厚度（Y）为4.0mm以上且5.0mm以下，

所述贴胶的复弹性模量（E*t）为4.0MPa以上且7.0MPa以下，

所述覆盖胶的复弹性模量（E*c）为8.0MPa以上且12.0MPa以下。

2.根据权利要求1所述的重载荷用充气轮胎，其特征在于，

所述帘线由钢形成。