CN105073449B - 重载充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种重载充气轮胎，其在不降低耐用性的情况下具有提高的耐不均匀磨损性。该重载充气轮胎被配置为，带束部具有：通过将一对带束层片互相重叠形成的交错的带束层；以及包含一个或多个带束层片的成角度的带束层。重载充气轮胎的特征在于：交错的带束层的带束帘线的倾斜角度(θ₁)和成角度的带束层的带束帘线的倾斜角度(θ₂)被设置为满足10°<θ₁<25°和15°<θ₂‑θ₁<25°的关系；胎体的形状通过连接具有不同的曲率半径的两段弧线形成；并且如果在轮胎宽度方向内侧的内弧线的曲率半径和在轮胎宽度方向外侧的外弧线的曲率半径分别是R₁和R₂，则曲率半径(R₁、R₂)满足R₁＞R₂的关系；并且沿轮胎宽度方向测量的从轮胎的赤道表面到内弧线和外弧线相交的交点的距离是以相同的方式测量的沿交错的带束层的带束层片互相重叠的长度的距离的80％或更多。

Description

重载充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种重载充气轮胎，并且尤其涉及在不降低耐用性的情况下提高了耐不均匀磨损性的重载充气轮胎。

背景技术

例如，在诸如公共汽车和卡车的重载车辆中使用的重载充气轮胎中，不均匀磨损趋向于出现在轮胎胎面的胎肩部处。已提出多种技术以减少发生在胎肩部中的不均匀磨损并且提高耐不均匀磨损性(例如，参见特开2009-18629号公报(PTL1))。

引用列表

专利文献

PTL 1:特开2009-18629号公报

发明内容

技术问题

然而，在基于此种传统技术的重载充气轮胎中，出现在胎面的胎肩部中的不均匀磨损没有被充分地减少。而且，提高耐不均匀磨损性会不利地影响其他性能，例如，由于带束层片边缘的分离而降低耐用性，从而难以同时实现耐不均匀磨损性和其他性能。

因此，有益的是，提供一种重载充气轮胎，使其在耐用性不下降的情况下提高耐不均匀磨损性。

解决问题的方案

本发明的一个方面提供了重载充气轮胎，10°<θ₁<25°并且15°<θ₂-θ₁<25°，其中θ₁是形成交错的带束层的带束层片中的带束帘线相对于轮胎赤道面的倾斜角度，并且θ₂是形成成角度的带束层的带束层片中的带束帘线相对于轮胎赤道面的倾斜角度。

在沿轮胎宽度方向的剖面中，胎体在从胎体的在轮胎径向方向上的最外侧的位置到胎体在轮胎宽度方向上最外侧的位置，具有通过连接两段弧线形成的形状，该两段弧线具有朝向轮胎内侧的曲率中心并且具有不同的曲率半径，并且R₁＞R₂，其中R₁是在轮胎的宽度方向上朝内定位的内弧线的曲率半径，并且R₂是在轮胎的宽度方向上朝外定位的外弧线的曲率半径，并且

沿轮胎宽度方向测量的从轮胎赤道面到内弧线和外弧线的交点的距离，是沿轮胎宽度方向自轮胎赤道面测量的交错的带束层中的带束层片之间的重叠范围长度的距离的80％或更多。

从而，能够在提高耐不均匀磨损性的同时防止带束在轮胎宽度方向上的外边缘的分离且防止耐用性降低。

“交错的带束层中的带束层片之间的重叠范围”(重叠范围)是指当在轮胎径向方向上观察时，交错的带束层中的带束层片所重叠的范围的长度。

根据另一方面，在重载充气轮胎中，曲率半径R₁和R₂优选地设定为R₁/R₂≥9.5，使用该结构，胎体的胎肩部附近的在轮胎宽度方向上的径向生长的量能进一步减少，从而进一步提高轮胎耐用性。

在本发明中，除非另外说明，诸如在带束层片中的带束帘线相对于轮胎赤道面的角度、自轮胎赤道面的重叠范围的距离等的角度和尺寸是指，对于在施加特定的空气压力和无负载的情况下安装到适合的轮辋上的轮胎而言的角度和尺寸。“适合的轮辋”是根据用于轮胎生产和使用领域的有效工业标准指定的适用尺寸的标准轮辋(“认可的轮辋”或“推荐的轮辋”)，所述有效工业标准诸如日本的“JATMA(日本汽车轮胎制造商协会)年鉴”、欧洲的“ETRTO(欧洲轮胎和轮辋技术组织)标准手册”以及美国的“TRA(轮胎和轮辋协会)年鉴”。“在施加特定的空气压力和无负载的情况下安装于适合的轮辋上的轮胎”是指轮胎被安装在上面的适合的轮辋上，并且被填充对应于由JATMA等列出的适用尺寸/层级的单个轮胎的最大负载能力的空气压力(最大空气压力)。应注意的是，这里所指的空气例如能被诸如氮气的惰性气体代替。

有益效果

从而，能够提供一种在不降低耐用性的情况下提高耐不均匀磨损性的重载充气轮胎。

附图说明

在附图中：

图1是示出了根据实施方式的重载充气轮胎的胎面部的附近区域的沿宽度方向的放大剖视图。

图2是图1中的重载充气轮胎的胎面部中的带束层片和胎体的展开视图。

具体实施方式

下面将参考附图描述实施方式。

图1是示出了当在特定的空气压力下且不施加负载的情况下，重载充气轮胎被安装到适合的轮辋上时，靠近重载充气轮胎(下面也被称作轮胎)的胎面部的区域(一半)的沿轮胎宽度方向的放大剖视图。

图1所示的重载充气轮胎1是要被安装在公共汽车或卡车上的轮胎。虽然从附图中省略了部分，但重载充气轮胎1包括胎面部2、在胎面部2的两侧连续的一对侧壁，以及与侧壁连续的未示出的胎圈部。更进一步，胎面部2在嵌入到胎圈部中的胎圈芯之间延伸，并且重载充气轮胎1包括跨越侧壁和胎圈部环向地延伸的胎体3。在图1中示出的胎体3由一层形成，然而，胎体3中的层数可按需要被改变为两个或多个。

在胎面部2中，胎面橡胶21被设置在胎体3的轮胎径向方向外侧，并且沿轮胎周向方向延伸的周向花纹槽22被形成在胎面橡胶的表面上。附图示出了周向花纹槽22，然而诸如沿轮胎宽度方向延伸的宽度方向花纹槽的其他花纹槽可替代地形成诸如条状花纹、块状花纹等的任何胎面花纹。

更进一步，在图1中，带束部4被设置在胎体3和在胎面部2中的胎面橡胶21之间。带束部4通过堆叠多个带束层片4a而构成，每个带束层片4a通过使用橡胶覆盖诸如钢帘线的一个或多个带束帘线而形成。

带束部4包括通过分层放置一对带束层片4a形成的交错的带束层41，在带束层片4a中的带束帘线彼此相交，其中轮胎赤道面E位于彼此相交的带束帘线之间；以及成角度的带束层由至少一个带束层片4a形成的成角度的带束层42。在图中，成角度的带束层42由一个带束层片4a形成。形成交错的带束层41的带束层片4a的带束帘线相对于轮胎赤道面以角度θ₁倾斜，并且被布置为大致对称。只要带束帘线夹着轮胎赤道面E彼此相交，它们不需要对称(θ₁可不同)。形成成角度的带束层42的带束层片4a的带束帘线相对于轮胎赤道面E以角度θ₂倾斜。

如图1和2所示，以由一个带束层片4a形成的倾斜带束层42、由一对带束层片4a形成的交错的带束层41的顺序，沿轮胎的径向方向从内侧到外侧分层放置带束层，应当注意的是，可自由地改变分层放置的顺序。

在传统重载充气轮胎中，当轮胎滚动时，被设置在胎面部中的带束部的张力通常在胎面部的中央部是最大的，并且沿轮胎宽度方向向外朝向胎面部的胎肩部减小。因此胎肩部在路面上的接地压力减小，并且当轮胎滚动且离开路面时，胎肩部可在路面上滑动，导致胎肩部中的不均匀磨损。

因此，在重载充气轮胎1中，保持10°<θ₁<25°和15°<θ₂-θ₁<25°的关系，其中θ₁是形成交错的带束层41的带束层片4a中的带束帘线相对于轮胎赤道面E的倾斜角度，并且θ₂是形成成角度的带束层42的带束层片4a中的带束帘线相对于轮胎赤道面E的倾斜角度。

从而，通过将交错的带束层41的角度θ₁设置在上面的范围内，当轮胎滚动时，在胎肩部处的带束部4的张力与在中央部处的带束部4的张力相比相对地增加了。因此，当轮胎滚动时，能提高在胎肩部的带束部4的张力。然而，将交错的带束层41的角度θ₁设置在上面的范围内使得在在中央部处的带束部4的张力不足。为了解决这一点，成角度的带束层42的角度θ₂被设置在上面的范围内，该成角度的带束层42的角度θ₂比交错的带束层41的角度θ₁大，以便当轮胎滚动时，成角度的带束层42能在不减小在胎肩部处的带束部4的张力的情况下，补偿在中央部处的带束部4的张力。因此，在带束部的宽度方向上，带束部4的张力从中央部到胎肩部整体增加，或者可选地，带束部4的张力在轮胎的宽度方向上变得一致。结果是，能够在增加胎肩部在路面上的接地压力的同时保证中央部在路面上的接地压力，从而提高耐不均匀磨损性。

如果交错的带束层41的角度θ₁被设置为10°或更小，当轮胎滚动时，在中央部处的带束部4的张力极大地减少，这可能引起在中央部处的不均匀磨损。相反地，即使当交错的带束层41的角度θ₁被设置为25°或更大，当轮胎滚动时，在胎肩部处的带束部4的张力不会增加到足以促进进一步提高耐不均匀磨损性。

如果角度θ₁和θ₂之间的关系是θ₂-θ₁≤15°，则当轮胎滚动时，在胎肩部处的带束部4的张力大幅地减小，反之如果25°≤θ₂-θ₁，则尽管在中央部处的带束部4的张力增加，但通过将交错的带束层41的角度θ₁设置在上面的范围内曾经增加的在胎肩部处的带束部4的张力将减小。

更进一步，从使得与下面描述的轮胎耐用性兼容的耐不均匀磨损性增加的角度，14°<θ₁<20°和15°<θ₂-θ₁<25°的关系是更优选的。

如图1所示，在重载充气轮胎1沿轮胎宽度方向的剖视图中，从胎体3在轮胎径向方向上的最外侧的位置到胎体3在轮胎宽度方向上的最外侧的位置，胎体3具有通过连接两段弧线形成的形状，该两段弧线具有朝向轮胎内侧的曲率中心且具有不同的曲率半径，这两段弧线中，位于轮胎宽度方向内侧的内弧线的曲率半径被限定为R₁，并且位于轮胎宽度方向外侧的外弧线的曲率半径被限定为R₂。

然而在图1中仅示出了轮胎的一半，在本实施方式的沿轮胎宽度方向的剖视图中，经过在轮胎径向方向上最外侧的位置从在轮胎宽度方向一侧的最外侧的位置到轮胎宽度方向另一侧的最外侧的位置，胎体3的形状通过连接三段弧线而形成：具有R₁的曲率半径的内弧线，内弧线包括胎体3在轮胎径向方向上的最外侧的位置；以及在轮胎宽度方向上的外侧的两侧的具有R₂的曲率半径的外弧线。只要满足下面描述的曲率半径R₁和R₂之间的关系，在轮胎宽度方向的外侧的外弧线的曲率半径可相互不同。

如上述，耐不均匀磨损性能通过将交错的带束层41的角度θ₁和成角度的带束层42的角度θ₂设置在上述范围内来提高。在另一方面，当将内压施加于轮胎1时，由于在胎肩部处的带束部4的张力增加而引起的胎面橡胶21的形变，分离更容易发生，胎肩部在轮胎的宽度方向上靠近带束部4的外边缘，特别地在轮胎宽度方向上靠近交错的带束层41的外边缘。从而，轮胎1的耐用性趋向于变差。

要解决这个问题，在重载充气轮胎1中，内弧线和外弧线的曲率半径R₁和R₂被设置为R₁＞R₂，并且沿轮胎宽度方向测量的从轮胎赤道面E到弧线的交点I的距离Di是距离D的80％或更多，距离D是沿轮胎宽度方向自轮胎赤道面E测量的交错的带束层41中的带束层片4a之间的重叠范围的长度。

将曲率半径R₁设置为比R₂更大，并且使得弧线的交点I更靠近距离D处允许了当内压被施加到轮胎时，带束部4的轮胎宽度方向上的外边缘沿轮胎径向方向朝外的径向生长的减小。将交点I的距离设置为距离D的80％或更多减少了在带束部4的轮胎宽度方向上的外边缘的径向生长的量，并且足以抑制胎面橡胶21的形变，允许防止在带束部4的轮胎宽度方向上的外边缘处的分离，并且允许防止耐用性下降。

在重载充气轮胎1中，曲率半径R₁和R₂优选地为R₁/R₂≥9.5。使用这种结构，当内压被施加到轮胎时，进一步减少了带束部4的轮胎宽度方向上的外边缘沿轮胎径向方向朝外的径向生长的量。因此，胎面橡胶21上的形变能被更好地抑制，从而更有效地允许防止在带束部4的轮胎宽度方向上的外边缘处的分离且防止耐用性下降。

由于将距离Di设置为距离D的80％或更多能防止耐用性下降，所以不限制距离Di的上限，然而从制造的角度来看，距离D的105％的上限是优选的(即是，80％≤Di/D×100≤105％)。

在图1和图2中，交错的带束层41被形成为在轮胎径向方向内侧的带束层片4a的宽度比在轮胎径向方向外侧的带束层片4a的宽度更大，然而这些宽度的幅值之间的关系可颠倒，或宽度可相等。然而，带束层片4a的轮胎宽度方向上的外边缘优选地在轮胎宽度方向上不位于相同的位置。如果带束层片4a在轮胎宽度方向上的外边缘在轮胎宽度方向上位于相同的位置，这些外边缘附近将更容易出现分离。

如图1所示，在胎面部2中，在带束部4的轮胎径向方向的外侧可提供比带束部4更窄的辅助带束层43。通过这样做，即使轮胎1行驶过路面上的岩石等，也能防止胎面2的损坏，并且能提高轮胎1的耐用性。在图中，辅助带束层43由一个带束层片4a形成，其宽度大约是成角度的带束层42的宽度的一半，并且辅助带束帘线具有与交错的带束层41的角度θ₁相同的角度。然而，可自由地改变辅助带束层43的带束层片4a的数量、宽度和角度。

重载充气轮胎1的扁平率优选地从60％到100％。在扁平率小于60％的轮胎中，当轮胎滚动时与扁平率为60％到100％的轮胎相比，作用在带束部上的张力趋向于增加。该增加的张力可在成角度的带束层上造成负荷。因此，本发明中的结构优选地采用扁平率为60％到100％的轮胎。

当胎体由两层或多层形成时，在沿轮胎宽度方向的剖面中的胎体的形状参照当施加特定的空气压力且无负载的情况下轮胎1被安装在适合的轮辋上时胎体中的拉伸压缩的中立轴线。

虽然实施方式参考附图被描述为示例，但本发明的重载充气轮胎并不被限于上述实施方式，并且可对上述实施方式自由的进行修改。

示例

下面通过示例的方式提供进一步的细节，然而下面的示例不以任何方式限制本发明。

如图1和2所示，示例1的轮胎具有295/75R22.5的尺寸，并且被构造为，形成胎体的形状的两段弧线的曲率半径R1和R2满足R1＞R2的关系。轮胎的尺寸符合列于表1中的规格。在示例1的轮胎中，胎面表面宽度是117mm，交错的带束层的宽度是98mm，成角度的带束层由一个带束层片形成，成角度的带束层的宽度为98mm，并且扁平率是75％。更进一步，示例1的轮胎包括由一个带束层片形成的辅助带束层，辅助带束层具有34mm的宽度和72°的角度。

除了由表1中的规格所示的结构改变，示例2至6的轮胎以及比较例1至8的轮胎具有与示例1的轮胎的结构相同的结构。

将对上面的样本轮胎的每一个执行下面描述的耐不均匀磨损性测试和耐用性测试。表1示出了测试结果。

对于耐不均匀磨损性测试，每个样本轮胎都被安装在8.25×22.5大小的轮辋上，并且施加690kPa的内压。随后，样本轮胎被放置在室内滚筒测试机器中，施加27kN的负载，并且轮胎以80km/h的速度行驶10000km的距离。随后，在运行测试之后测量在样本轮胎中的胎面部的胎肩部处的不均匀磨损量。在使用比较例1的轮胎的值作为100情况下，表1列出了被表示为指数的不均匀磨损量，取由来自胎面表面边缘的磨损深度(mm)乘以轮胎宽度方向上的不均匀磨损的长度所产生的值的倒数，然后除以二来计算不均匀磨损量。指数越大表示耐不均匀磨损性越好。

对于耐用性测试，每个样本轮胎都被安装在8.25×22.5大小的轮辋上，并且施加690kPa的内压。随后，样本轮胎被放置在室内滚筒测试机器中，施加30kN的负载，并且轮胎以60km/h的速度行驶10000km的距离。对于运行测试之后的每个样本轮胎，随后测量在轮胎宽度方向上的交错的带束层的边缘的分离长度。随后，取每个测试轮胎的长度的倒数，并且在使用比较例1的轮胎的分离长度作为100的情况下，倒数被表示为指数。表1列出了分离长度的结果。指数越大表示分离长度越短且耐用性越好。

表1

表1示出的是，由于满足了10°<θ₁<25°和15°<θ₂-θ₁<25°的关系与比较例1至4以及7至8的轮胎相比，示例1至6以及比较例5至6的轮胎的耐不均匀磨损性提高了。表1还示出的是，由于交点距离Di/重叠区域的距离D是80％或更多，与比较例5至6的轮胎相比，示例1至6的轮胎的耐用性提高了。

工业适用性

从而，能够提供一种在耐用性不下降的情况下提高耐不均匀磨损性的重载充气轮胎。

附图标记列表

1-重载充气轮胎；2-胎面部；21-胎面橡胶；22-周向花纹槽；3-胎体；4-带束部；4a-带束层片；41-交错的带束层；42-成角度的带束层；43-辅助带束层；D-(沿轮胎宽度方向自轮胎赤道面测量的交错的带束层中的带束层片之间的重叠范围的)距离；Di-(沿轮胎宽度方向测量的从轮胎赤道面到交点的)距离；E-轮胎赤道面；I-(内弧线和外弧线之间)的交点；R₁-(内弧线的)曲率半径；R₂-(外弧线的)曲率半径；θ₁-(交错的带束层中的带束帘线的相对于轮胎赤道面的)角度；θ₂-(成角度的带束层中的带束帘线的相对于轮胎赤道面的)角度。

Claims (5)

1.一种重载充气轮胎，其包含：

胎体；以及

带束部，所述带束部在胎面部中被设置于该胎体的轮胎径向方向外侧，其中所述重载充气轮胎的扁平率为从60％到100％，

所述带束部包括：交错的带束层，所述交错的带束层通过分层放置一对带束层片形成，在各自的该带束层片中的带束帘线夹着轮胎赤道面彼此相交；以及成角度的带束层，所述成角度的带束层由至少一个带束层片形成，

在将形成所述交错的带束层的各个所述带束层片中的所述带束帘线相对于轮胎赤道面的倾斜角度定义为θ₁，并且将形成所述成角度的带束层的所述带束层片中的带束帘线相对于轮胎赤道面的倾斜角度定义为θ₂时，同时满足以下关系式(1)～(3)：

10°<θ₁<25° (1)

15°<θ₂-θ₁<25° (2)

θ₂≤40° (3)

在沿轮胎宽度方向的剖面中，所述胎体在从所述胎体的轮胎径向方向的最外侧的位置到轮胎宽度方向上最外侧的位置具有通过连接两段弧线形成的形状，所述两段弧线在轮胎内侧具有曲率中心，并且具有相互不同的曲率半径，

R₁＞R₂，其中R₁是所述两段弧线中定位在轮胎宽度方向内侧的内弧线的曲率半径，并且R₂是所述两段弧线中定位在轮胎宽度方向外侧的外弧线的曲率半径，并且

沿轮胎宽度方向测量的从轮胎赤道面到所述内弧线和所述外弧线的交点的距离是沿轮胎宽度方向自轮胎赤道面测量的交错的带束层中的各个带束层片之间的重叠范围长度的距离的80％以上，

所述带束部不包括由具有沿轮胎周向方向延伸的带束帘线的一个或多个带束层片形成的周向带束层。

2.根据权利要求1所述的重载充气轮胎，其中，R₁/R₂≥9.5。

3.根据权利要求1所述的重载充气轮胎，其中，所述交错的带束层被径向地设置在所述成角度的带束层的外侧。

4.根据权利要求1所述的重载充气轮胎，其中，沿轮胎宽度方向测量的从轮胎赤道面到内弧线和外弧线的交点的距离是沿轮胎宽度方向自轮胎赤道面测量的所述交错的带束层中的带束层片之间的重叠范围长度的距离的80％到105％。

5.根据权利要求1所述的重载充气轮胎，进一步包含辅助带束层，所述辅助带束层在带束层的外侧，所述辅助带束层具有比所述带束层的宽度小的宽度。