CN104070933B - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明的充气轮胎，实现轻型化并且均衡地提高耐夹断性以及操纵稳定性能。充气轮胎具有：从胎面部（2）经过胎侧部（3）而到达胎圈部（4）的胎圈芯（5）的胎体（6）、配置在该胎体（6）的轮胎径向外侧且在胎面部（2）的内侧的带束层（7）、以及在胎圈部（4）配置在胎体（6）的轮胎轴向外侧并且形成胎圈部（4）的外侧面的边口胶（10）。带束层（7）包括多片带束帘布，这些带束帘布具有相对于轮胎赤道（C）以15～45°的角度倾斜的带束帘线。在两侧的胎壁部（B）分别设置有配置在胎体（6）与带束层（7）之间的一对胎壁加强层（12）。边口胶（10）在从胎圈基准线（BL）向轮胎径向外侧为25mm的高度位置处的厚度（dc）为3～5mm。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及实现轻型化并且均衡地提高耐夹断性能以及操纵稳定性能的充气轮胎。

背景技术

近年，为了提高车辆的燃油效率而要求充气轮胎轻型化。充气轮胎的轻型化主要通过减小形成轮胎的外皮部分的橡胶材料的厚度（薄壁化）来进行。实施薄壁化的位置包括胎面部与胎侧部之间的胎壁部。

然而，在如上所述实施薄壁化的充气轮胎中，当轮胎转动而接地时，胎壁部的胎体帘线的间隔被拉开而产生所谓的网眼，从而降低刚性。因此存在因例如登上路缘石等突起物等而发生的大的弯曲变形，而导致该部分的胎体帘线发生断裂这样的夹断（pinch cut）的问题。另外，胎壁部的刚性小的充气轮胎也存在操纵稳定性能变差的问题。

相关技术参见下述专利文献1。

专利文献1：日本特开2008-1138号公报

发明内容

本发明是鉴于以上那样的实际情况所做出的，主要目的在于提供一种充气轮胎，该充气轮胎在胎壁部设置加强层，并且将边口胶的厚度规定在一定范围，以此为基本，实现轻型化且均衡地提高耐夹断性能以及操纵稳定性能。

本发明中技术方案1所述的发明是一种充气轮胎，具有：从胎面部经过胎侧部而到达胎圈部的胎圈芯的胎体、配置在该胎体的轮胎径向外侧且在胎面部的内侧的带束层、以及在上述胎圈部配置在上述胎体的轮胎轴向外侧并且形成上述胎圈部的外侧面的边口胶，该充气轮胎的特征在于，上述带束层包括多片带束帘布，这些带束帘布具有相对于轮胎赤道以15～45°的角度倾斜的带束帘线，在两侧的胎壁部分别设置有配置在上述胎体与上述带束层之间的一对胎壁加强层，上述边口胶在从胎圈基准线向轮胎径向外侧为25mm的高度位置处的厚度为3～5mm。

另外，技术方案2所述的发明是在技术方案1所述的充气轮胎的基础上，上述一对胎壁加强层具有朝向与最内侧的带束帘布的带束帘线相反的方向倾斜的加强帘线。

另外，技术方案3所述的发明是在技术方案1或2所述的充气轮胎的基础上，上述胎壁加强层的上述加强帘线相对于轮胎周向以40～60°的角度倾斜。

另外，技术方案4记载的发明是在技术方案1至3中任一项所述的充气轮胎的基础上，配置有从上述胎圈芯向轮胎径向外侧延伸的截面大致三角形状的胎圈三角胶，上述边口胶的橡胶硬度与上述胎圈三角胶的橡胶硬度相同。

本发明的充气轮胎具有：从胎面部经过胎侧部而到达胎圈部的胎圈芯的胎体、配置在该胎体的轮胎径向外侧且在胎面部的内侧的带束层、在两侧的胎壁部分别配置于胎体与带束层之间的一对胎壁加强层、以及在胎圈部配置在胎体的轮胎轴向外侧并且形成胎圈部的外侧面的边口胶。

带束层包括多片带束帘布，这些带束帘布具有相对于轮胎赤道以15～45°的角度倾斜的带束帘线。这样的带束帘布对胎体进行紧箍，从而提高胎面部的刚性、提高操纵稳定性能。另外，一对胎壁加强层能够进一步牢固地紧箍胎体。因此提高胎壁部的刚性，进一步提高操纵稳定性能。

边口胶在从胎圈基准线向轮胎径向外侧为25mm的高度位置处的厚度为3～5mm的薄壁。由此减小轮胎的质量。另外，这样的边口胶由于厚度小，因此胎圈部的胎体帘线位于弯曲变形的中性轴，从而对该胎体帘线的拉伸应力减小。因此提高胎体帘线的耐夹断性能。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的充气轮胎的右半部分的剖视图。

图2是图1的胎壁部的放大图。

图3是图1的充气轮胎的局部立体图。

图4是表示胎体帘布、带束帘布以及胎壁加强层的轮胎的展开图。

图5（a）是表示本发明的效果的轮胎的局部剖视图，（b）是（a）的胎圈部的放大图。

图6是说明耐夹断性能的测试方法的俯视图。

图7是表示现有例的充气轮胎的局部立体图。

附图标记说明：2…胎面部；3…胎侧部；4…胎圈部；5…胎圈芯；6…胎体；7…带束层；10…边口胶；12…胎壁加强层；B…胎壁部；BL…胎圈基准线；C…轮胎赤道。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的一个实施方式。

图1是本实施方式的充气轮胎（以下，有时简称为“轮胎”）的正规状态下的轮胎子午线剖视图，图2是其胎壁部B的放大图，图3是图1的轮胎的局部立体图。在本说明书中，“正规状态”是指将轮胎组装于正规轮辋（未图示）且填充正规内压并且无负载的状态，在未特殊说明的情况下，轮胎各部的尺寸等为在该正规状态下测量的值。

上述“正规轮辋”是指：在包括轮胎所依据的规格在内的规格体系中，按照每个轮胎规定各规格的轮辋，如果是JATMA则为“标准轮辋”，如果是TRA则为“Design Rim”，如果是ETRTO则为“Measuring Rim”。另外，上述“正规内压”是指：在包括轮胎所依据的规格在内的规格体系中，按照每个轮胎规定各规格的空气压力，如果是JATMA则为“最高空气压”，如果是TRA则为表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”所记载的最大值，如果是ETRTO则为“INFLATION PRESSURE”。

如图1至图3所示，本实施方式的轮胎形成为所谓的TOS构造，形成胎面部2的轮胎表面的胎面胶2G具有其轮胎轴向外端部2e将形成胎侧部3的轮胎表面的胎侧胶3G的轮胎径向外端部3e覆盖而重叠的重叠部9。本实施方式的胎面胶2G的构成包括：与路面接地的主胎面胶部2t、和配置在主胎面胶部2t两端的截面呈三角形状的胎面侧面胶部2w。

本实施方式的轮胎是扁平率为50～70%的轿车用轮胎，具有：从胎面部2经过两侧的胎侧部3而到达胎圈部4的胎圈芯5的胎体6、和配置在该胎体6的轮胎径向外侧且在胎面部2的内侧的带束层7。

上述胎体6由连续设置主体部6a和折返部6b而成的一片胎体帘布6A构成，其中主体部6a以环状跨越在一对胎圈芯5、5之间，折返部6b与该主体部6a的两侧连接并且绕上述胎圈芯5而从轮胎轴向内侧向外侧折返。

图4表示包括胎体帘布6A的轮胎的展开图。如图4所示，胎体帘布6A的胎体帘线6c相对于轮胎赤道C方向例如以75～90°的角度θ1倾斜，在本实施方式中以90°倾斜。胎体帘线6c例如采用有机纤维帘线或钢帘线。在本实施方式中，通过将胎体帘布规定为一片，从而抑制轮胎质量的增加。

带束层7由多片带束帘布构成，在本实施方式中由两片带束帘布构成，带束层7的构成包括：配置在胎体帘布6A的轮胎径向外侧并且在带束帘布中最靠轮胎径向内侧的第一带束帘布7A、和配置在比该第一带束帘布7A靠轮胎径向外侧的第二带束帘布7B。

各带束帘布7A、7B分别具有相对于轮胎赤道C以15～45°的角度θ2a、θ2b的范围倾斜的高弹性的带束帘线7a、7b。这样的带束帘布7A、7B能够对胎体6进行紧箍，从而提高胎面部2的刚性，提高操纵稳定性能。在本实施方式中，各带束帘布7A、7B在带束帘线7a、7b相互交叉的方向上重叠。由此进一步发挥紧箍效果。

如图1所示，本实施方式的带束帘布7A、7B各自的宽度中心均与轮胎赤道C一致地重叠，并且从轮胎轴向的一侧的胎壁部B连续地延伸到另一侧的胎壁部（未图示）。由此减小胎面部2的刚性阶梯差，并且遍布胎面部2的大致整个区域发挥各带束帘布7A、7B的大的紧箍效果。根据这样的观点，如图4所示，第一带束帘布7A以及第二带束帘布7B的轮胎轴向的宽度W1、W2，优选形成为接地端Te、Te之间的轮胎轴向的距离亦即接地宽度TW（图1所示）的95～105%。另外，在本实施方式中，第一带束帘布7A的宽度W1大于第二带束帘布7B的宽度W2。然而不限定于这样的方式。

上述“接地端”Te被定为：对上述正规状态的轮胎施加正规载荷，且以0°外倾角接地为平面时接地面的轮胎轴向最外侧的接地位置。

另外，“正规载荷”是指：在包括轮胎所依据的规格在内的规格体系中，按照每个轮胎规定各规格的载荷，如果是JATMA则为“最大负载能力”，如果是TRA则为表“TIRE LOADLIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”所记载的最大值，如果是ETRTO则为“LOAD CAPACITY”，但在轮胎为轿车用的情况下为相当于上述载荷的88%的载荷。

另外，如图1至图3所示，在本实施方式的轮胎中，在两侧的胎壁部B分别设置有配置在胎体6与带束层7之间的一对胎壁加强层12。这样的一对胎壁加强层12能够更加牢固地紧箍胎体6。因此提高胎壁部B的刚性，进一步提高操纵稳定性能。另外，这样的胎壁部B的刚性大的轮胎，例如即使登上路缘石等突起物，也能够抑制夹断。

本实施方式的胎壁加强层12具有例如由聚酯、尼龙、人造丝、芳香族等构成的加强帘线12c。

如图4所示，在本实施方式中，胎壁加强层12的加强帘线12c朝向与第一带束帘布7A的带束帘线7a相反的方向倾斜。即，加强帘线12c与带束帘线7a在相互交叉的方向上重叠。由此进一步提高胎壁部B的刚性，因此提高操纵稳定性能。

在胎壁加强层12的加强帘线12c相对于轮胎周向的角度θ3大的情况下以及角度θ3小的情况下，这两种情况下第一带束帘布7A的带束帘线7a与加强帘线12c所成的角度均过度减小，因而无法抑制胎体帘布6A产生网眼。因此角度θ3优选为40°以上，更优选为45°以上，另外优选为60°以下，更优选为55°以下。

在胎壁加强层12的加强帘线12c的帘线间隔Wc大的情况下，无法充分增加胎壁部B的帘线密度，从而有可能无法提高操纵稳定性能。相反，在帘线间隔Wc小的情况下，则相邻的加强帘线12c、12c有可能彼此接触，使胎壁加强层12的耐久性降低。另外，胎壁部B的刚性过度升高，有可能使乘车舒适性变差。根据这样的观点，加强帘线12c的帘线间隔Wc优选为0.4mm以上，更优选为0.7mm以上，另外优选为2.0mm以下，更优选为1.7mm以下。另外在本说明书中，帘线间隔Wc是指加强帘线12c、12c之间的最小间隙。

本实施方式的胎壁加强层12在内缘12i与外缘12o之间延伸，其中内缘12i位于比带束层7的轮胎轴向外端7o靠轮胎轴向内侧的位置，外缘12o位于比带束层7的外端7o靠轮胎轴向外侧的位置。由此形成带束层7与胎壁加强层12在轮胎径向上重叠的重叠部13、和两者不重叠的非重叠部14。这样的重叠部13进一步抑制在胎壁部B形成刚性阶梯差，从而进一步提高操纵稳定性能。

在重叠部13的轮胎轴向的宽度Wa大的情况下，有可能使轮胎的质量增大。在重叠部13的宽度Wa小的情况下，有可能形成刚性阶梯差，从而使操纵稳定性能变差。因此重叠部13的宽度Wa优选为5mm以上，更优选为7mm以上，另外优选为15mm以下，更优选为13mm以下。

同样，在非重叠部14的轮胎轴向的宽度Wb大的情况下，有可能使轮胎的质量增大。在非重叠部14的宽度Wb小的情况下，有可能降低胎壁部B的刚性，从而使操纵稳定性能变差。因此非重叠部14的宽度Wb优选为15mm以上，更优选为12mm以上，另外优选为40mm以下，更优选为35mm以下。

如图2所示，胎壁加强层12的厚度dt虽未特殊限定，但为了有效地发挥上述作用而优选为0.5mm以上，另外优选为1.2mm以下。

这样的胎壁部B的刚性大的充气轮胎，能够减小从胎壁加强层12的外表面到胎壁部B的外侧面Ba的橡胶（由胎面侧面胶部2w或胎侧胶3G形成的）的最小厚度dm，因此能够抑制轮胎的质量。另外，若上述橡胶的最小厚度dm过度减小，则胎壁部B的刚性过度降低，从而有可能发生夹断。因此上述最小厚度dm优选为4.0mm以上，更优选为4.5mm以上，另外优选为6.5mm以下，更优选为6.0mm以下。另外，在本说明书中，最小厚度dm是胎壁加强层12的法线方向的距离。

另外，如图1所示，本实施方式的轮胎还具有：从胎圈芯5向轮胎径向外侧延伸的截面大致呈三角形状的胎圈三角胶8、在胎圈部4配置在胎体6的轮胎轴向外侧并且形成胎圈部4的外侧面4S的边口胶10、以及绕胎圈芯5以截面大致U字状延伸的胎圈包布橡胶17。

胎圈三角胶8从胎圈芯5开始以尖细状延伸。本实施方式的胎圈三角胶8配置在胎体6的主体部6a与折返部6b之间。

为了均衡地确保胎圈部4的刚性以及减少轮胎的质量，胎圈三角胶8的轮胎径向的高度Ha优选为7mm以上，更优选为9mm以上，另外优选为20mm以下，更优选为18mm以下。

为了提高胎圈部4的刚性并且确保与轮辋的嵌合力，这样的胎圈三角胶8的橡胶硬度优选设定为80～95°。另外，在本说明书中，上述“橡胶硬度”是以JISK6253为基准，在温度23℃的环境下用JIS杜罗回跳式A型硬度计测量的值。

在本实施方式中，胎圈包布橡胶17具有：位于胎圈芯5的径向内侧并且在胎圈底面4T露出的基部17A、与该基部17A连接且沿着胎体帘布6A的折返部6b而向轮胎径向外侧延伸的外侧立起部17B、以及与上述基部17A连接且在轮胎内腔面侧从胎趾部Bt向轮胎径向外侧延伸的内侧立起部17C。

胎圈包布橡胶17由将钢帘线相对于轮胎周向例如以15～60°的角度排列的钢帘线帘布构成，该胎圈包布橡胶17与胎圈三角胶8一起对胎圈部4进行加强，从而提高胎圈部4的耐久性以及操纵稳定性。

本实施方式的边口胶10在外侧立起部17B以及胎体帘布6A的轮胎轴向外侧以细长状延伸，并且至少在与轮辋凸缘（未图示）接触的凸缘接触范围内作为轮胎的外表面而露出。

在本实施方式中，在从胎圈基准线BL向轮胎径向外侧为25mm的高度Hc的位置，边口胶10的厚度dc需要设定为3.0～5.0mm。即，例如图5（a）所示，当车辆登上路缘石E时，在上述高度Hc处成为由轮辋R与路缘石E夹持胎圈部4的橡胶的部分。并且在该高度Hc处对胎体帘布6A的胎体帘线6c作用弯曲变形M。在此，由于在上述高度Hc处边口胶10的橡胶厚度dc被设定得较小、为3.0～5.0mm，因此如图5（b）所示，该高度Hc附近的胎体帘线6c位于弯曲变形M的中性轴X-X，从而对该胎体帘线6c的拉伸应力减小。因此提高胎体帘线6c的耐夹断性能。另外，边口胶10在上述高度Hc处的厚度dc小于3.0mm的情况下，胎圈部4的刚性过度降低，从而使操纵稳定性能变差。另外，边口胶10在上述高度Hc处的厚度dc超过5.0mm时，则胎圈部4的胎体帘线6c配置在离开弯曲变形M的中性轴X-X的位置。因此对胎体帘线6c的拉伸应力增大，从而胎体帘线6c发生断裂。因此边口胶10在上述高度Hc处的厚度dc优选为3.5mm以上，另外优选为4.5mm以下。并且，规定为这样的厚度的轮胎的质量小。另外，边口胶10在上述高度Hc处的厚度是指，在高度Hc处配置有胎圈包布橡胶17的情况下为胎圈包布橡胶17的法线方向的长度，在未配置胎圈包布橡胶17的情况下则为胎体帘布6A的法线方向的长度。

这样的边口胶10优选设定为与胎圈三角胶8的橡胶硬度相同的橡胶硬度。由此保持胎圈部4的刚性高，并且防止因与轮辋接触而产生的磨损、损伤。另外在本说明书中，当然包括边口胶10的橡胶硬度与胎圈三角胶8的橡胶硬度完全相同的情况，但也包括上述橡胶硬度之差在7°以下的情况。

以上，对本发明的充气轮胎进行了详细地说明，但本发明不限定于上述的具体实施方式，不言而喻也能够变更为各种方式来实施。

实施例

基于表1的规格试制具有图1表示的轮胎的基本结构且尺寸为195/65R15的充气轮胎，并对各供试轮胎测试了耐夹断性能、操纵稳定性能以及轮胎质量。另外，主要的共通规格如下。

接地宽度TW：142mm

第一带束帘布的宽度W1/TW：103%

第二带束帘布的宽度W2/TW：95%

胎体帘线

帘线材料：聚酯

帘线间隔：0.08mm

帘线的直径：0.54mm

帘线的角度θ1：90°

带束帘线

帘线材料：钢

帘线间隔：0.13mm

帘线的直径：0.54mm

帘线的角度θ2：24°

胎壁加强层

帘线材料：凯芙拉（Kevlar）（注册商标）

帘线的直径：0.5mm

胎壁部橡胶的最小厚度dm：4.0mm

边口胶的橡胶硬度：70°

测试方法如下。

＜耐夹断性能＞

在下述条件下，将供试轮胎安装于排气量2000cm³的日本产FF车的前轮，如图6所示，使供试轮胎相对于路缘石以45°的角度并以5km/h的速度进入而登上路缘石。路缘石的高度及宽度均为110mm。并且，在登上路缘石之后，检查有无夹断（确认在胎侧部有无气泡状的鼓包）。然后，直到发生夹断为止，一边以5km/h为单位增加进入速度一边进行这样的测试。结果以现有例的进入速度为100的指数来表示，数值越大耐夹断性能越优异。

轮辋：15×6J

内压：230kPa

＜操纵稳定性能＞

将供试轮胎安装于上述车辆的四个车轮，由1名驾驶员驾车在干燥沥青路面的测试路线上行驶，根据驾驶员的感官对与转向盘响应性、刚性感等相关的操纵稳定性能进行了评价。结果以现有例为100的指数来表示。数值越大越好。

＜轮胎质量＞

测量了每一个轮胎的质量。结果以现有例的质量的倒数为100的指数来表示。数值越大越好。

测试的结果示于表1。

表1

测试的结果能够确认：与比较例相比，实施例的轮胎均衡地提高了各性能。另外，在上述范围内改变胎壁加强层的形状、边口胶的橡胶硬度并进行了测试，但显示出与该测试结果相同的趋势。

Claims (5)

1.一种充气轮胎，具有：从胎面部经过胎侧部而到达胎圈部的胎圈芯的胎体、配置在该胎体的轮胎径向外侧且在胎面部的内侧的带束层、以及在上述胎圈部配置在上述胎体的轮胎轴向外侧并且形成上述胎圈部的外侧面的边口胶，该充气轮胎的特征在于，

上述带束层由具有相对于轮胎赤道以15～45°的角度倾斜的带束帘线的第一带束帘布以及第二带束帘布构成，上述第一带束帘布配置于上述胎体的轮胎径向外侧，上述第二带束帘布配置于比上述第一带束帘布靠轮胎径向外侧的位置，上述第一带束帘布的轮胎轴向的宽度大于上述第二带束帘布的轮胎轴向的宽度，

在两侧的胎壁部分别设置有配置在上述胎体与上述带束层之间的一对胎壁加强层，

上述胎壁加强层具有加强帘线，

上述加强帘线的帘线间隔为0.4～0.8mm，

上述胎壁加强层的厚度为0.5～1.2mm，

上述边口胶在从胎圈基准线向轮胎径向外侧为25mm的高度位置处的厚度为3～5mm。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

上述一对胎壁加强层的上述加强帘线朝向与最内侧的带束帘布的带束帘线相反的方向倾斜。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，

上述胎壁加强层的上述加强帘线相对于轮胎周向以40～60°的角度倾斜。

4.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，

配置有从上述胎圈芯向轮胎径向外侧延伸的截面大致呈三角形状的胎圈三角胶，

上述边口胶的橡胶硬度与上述胎圈三角胶的橡胶硬度相同。

5.根据权利要求3所述的充气轮胎，其特征在于，

配置有从上述胎圈芯向轮胎径向外侧延伸的截面大致呈三角形状的胎圈三角胶，

上述边口胶的橡胶硬度与上述胎圈三角胶的橡胶硬度相同。