CN105392641A - 轮胎 - Google Patents

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Abstract

轮胎(1)的折返帘布层的胎面宽度方向上的端部延伸超过轮胎最大宽度，胎圈填胶的高度为轮胎截面高度的30％以下。增强橡胶层的最大厚度比胎圈填胶的最大厚度薄。胎面宽度大于或等于轮胎最大宽度的81％。沿胎面宽度方向延伸、通过轮胎最大宽度位置的延长线上的胎体层的曲率半径为30mm以上。

Description

轮胎
技术领域
本发明涉及一种轮胎。
背景技术
已经提供了一种通过提高轮胎侧部的刚性来改善操纵稳定性的轮胎(例如，参见专利文献1)。专利文献1的轮胎具有：一对胎圈芯；横跨于左右一对胎圈芯之间的一层胎体层；以及增强橡胶层，该增强橡胶层介于胎体层和胎侧部之间且由橡胶硬度比胎侧部的橡胶硬度高的橡胶形成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-1073号公报
发明内容
在专利文献1的轮胎中，需要用于增强胎体层的增强橡胶层来提高轮胎刚性以改善操纵稳定性。然而，近年，存在进一步改善操纵稳定性的需求。进一步提高操纵稳定性的方式包括通过增加构成轮胎的胎体层的厚度或者通过使胎圈填胶大型化来提高轮胎刚性。然而，增加构成轮胎的胎体层的厚度或者使胎圈填胶大型化增加了轮胎的重量，可能使滚动阻力劣化。
鉴于上述问题做出了本发明，本发明的目的是提供一种在抑制滚动阻力劣化的同时提高操纵稳定性的轮胎。
根据本发明的轮胎包括：与路面接触的胎面部；一对胎圈部，每个胎圈部均包括胎圈芯和胎圈填胶；胎侧部，所述胎侧部在胎圈部和胎面部之间延伸；胎体层，所述胎体层绕着所述胎圈芯折返且在所述胎圈部之间环状延伸；带束层，所述带束层配置在所述胎体层的轮胎径向外侧，所述带束层增强所述胎面部；以及增强层，所述增强层被配置成在所述胎体层的胎面宽度方向外侧或者在所述胎体层的胎面宽度方向内侧与所述胎体层邻接，所述增强层增强所述胎侧部。所述胎体层包括从所述胎面部延伸到所述胎圈芯的主体帘布层部分和绕着所述胎圈芯折返的折返帘布层部分。所述折返帘布层部分的端部延伸超过轮胎最大宽度位置的高度。所述胎圈填胶的高度为轮胎截面高度的30％以下。所述增强层的轮胎径向的内侧端部位于所述胎圈填胶的轮胎径向的外侧端部的轮胎径向内侧。在沿着所述轮胎的胎面宽度方向且与轮胎周向正交的截面中，所述增强层的最大厚度比所述胎圈填胶的最大厚度薄。作为所述胎面部的所述胎面宽度方向上的长度的胎面宽度为轮胎最大宽度的81％以上。在沿着所述轮胎的胎面宽度方向且与轮胎周向正交的截面中，沿所述胎面宽度方向延伸、通过轮胎最大宽度位置的延长线上的胎体层的曲率半径为30mm以上。
根据本发明的特征，提供了一种在抑制滚动阻力劣化的同时提高操纵稳定性的轮胎。
附图说明
图1是根据实施方式的轮胎的示出了沿着胎面宽度方向且与轮胎周向正交的截面的一部分的示意性截面图。
具体实施方式
接下来，将参照附图对根据本发明的轮胎的实施方式以及比较评价进行说明。图1示出了根据本实施方式的轮胎的沿着轮胎宽度方向且与轮胎周向正交的截面图的一部分。这里，轮胎具有关于赤道面O对称的结构，所以图1仅示出了由赤道面O划分的截面的一半。在下述图的说明中，相同或类似的部分标有相同或类似的附图标记。然而，应注意，图示仅是示例性的，而非按比例绘制的。
因此，应参考以下说明确定具体尺寸等。此外，在一些情况下图还包括彼此具有不同尺寸关系和比率的部分。
(1)轮胎的总体构造
轮胎1包括一对胎圈部2、胎侧部4和胎面部5。
该对胎圈部2中的每一个胎圈部2均包括胎圈芯21和胎圈填胶22。胎圈部2被构造成在其的轮胎径向R内侧与轮辋接触。胎圈填胶22的高度22R为轮胎截面高度SR的30％以下。更优选地，胎圈填胶22的高度22R为轮胎截面高度SR的25％以下。此外，优选地，胎圈填胶22的高度22R为轮胎截面高度SR的5％以上。
轮胎截面高度SR指在充填正规内压且无负荷的条件下轮胎的径向上的长度，即指在充填正规内压且无负荷的条件下的轮胎最大高度。轮胎最大高度指在轮胎赤道面位置处的从胎圈部的底面到胎面表面的轮胎径向距离。这里，胎圈底面被限定为在胎圈的底面中的定位在轮胎宽度方向外侧部的胎踵部(beadheelportion)的底面。胎圈填胶的高度22R指胎圈填胶的径向长度。
这里，在本发明中使用的正规内压指JATMA规定的“最大空气压力”、TRA规定的“不同冷膨胀压力下的轮胎负荷极限(TIRELOADLIMITSATVARIOUSCOLDINFLATIONPRESSURES)”中记载的最大值或者ETRTO规定的“膨胀压力(INFLATIONPRESSURES)”。
胎体层3在一对胎圈芯21之间环状地延伸。胎体层3配置于该对胎圈芯21之间，并且该胎体层3具有从胎面部延伸到胎圈芯的主体帘布层部分31和分别绕着对应胎圈芯21向胎圈部2的轮胎径向外侧折返的折返帘布层部分32。
胎面部5包括与路面接触的接地面。胎面部5在轮胎径向内侧设置有增强胎面部5的带束层6。带束层6由包含相对于轮胎周向倾斜的钢丝纤维的倾斜带束层和包含沿轮胎周向延伸的有机纤维的周向带束层构成。
带束层6的一部分与各折返帘布层的一部分重叠。更具体地，如图1所示，各折返帘布层部分32的端部32WE延伸到带束层6的倾斜带束层的轮胎径向内侧，同时各折返帘布层部分32的端部32WE配置于倾斜带束层的胎面宽度方向端部6WE的胎面宽度方向T内侧。
然而，折返帘布层部分32的端部不限于这种形式，当该端部向轮胎径向外侧延伸至少超过轮胎最大宽度位置的高度时，能够得到足够的侧刚性。优选地，该端部延伸到如上所述的带束层的端部。
各胎侧部4与对应胎圈部2的径向外侧相连。胎侧部4在胎圈部2和胎面部5之间延伸。胎侧部4设置有作为增强层中的一层增强层的增强橡胶层7。增强橡胶层7配置于胎体层3的胎面宽度方向W外侧。
增强橡胶层7被配置成在胎体层3的胎面宽度方向外侧或胎体层3的胎面宽度方向内侧与胎体层3邻接。增强橡胶层7的设置提高了胎侧部4和胎体层3的刚性。在使用增强帘线层代替增强橡胶层的情况下，要求将增强帘线层配置成与胎体层3邻接，优选地，增强帘线层位于胎体层3和胎圈填胶22之间。
增强橡胶层7与胎圈填胶22在轮胎径向上重叠。更具体地，增强橡胶层7的轮胎径向的内侧端部7IE位于胎圈填胶22的轮胎径向的外侧端部22OE的轮胎径向内侧。优选地，增强橡胶层7的轮胎径向R的内侧端部7IE和胎圈填胶22的轮胎径向R的外侧端部22OE之间的轮胎径向长度D1为10mm以下。增强橡胶层7的轮胎径向的外侧端部7OE位于轮胎在胎面宽度方向上的长度为最长的轮胎最大宽度位置SWM的轮胎径向外侧。另外，增强橡胶层7的轮胎径向长度为轮胎截面高度的40％以下。
在本实施方式中，可以使用增强帘线层代替增强橡胶层7。这里，增强帘线层由包覆橡胶的帘线层制成，该帘线层由诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或尼龙等的有机纤维形成。在使用这种增强帘线层的情况下，该增强帘线层能够在相对于轮胎径向倾斜的情况下提高刚性，即使在该增强帘线层未延伸到最大宽度位置的情况下也能够确保足够的刚性。从滚动阻力的观点出发，优选地使用增强橡胶层。
轮胎最大宽度位置SWM是轮胎的胎面宽度方向的外侧端部。轮胎在胎面宽度方向上的长度为最长的轮胎最大宽度位置SWM是在充填正规内压且无负荷的条件下的最大宽度并且是不包括轮辋保护部和凸文字的假想外轮廓的最大宽度位置。
增强橡胶层7的橡胶硬度比胎侧部4的橡胶硬度高。优选地，增强橡胶层7的橡胶硬度与胎圈填胶的橡胶硬度大致相等。
在沿着轮胎的胎面宽度方向且与轮胎周向正交的截面(图1中示出的截面)中，沿胎面宽度方向延伸、通过轮胎最大宽度位置SWM的延长线FL1上的胎体层3的曲率半径为30mm以上。该曲率半径是在图1中示出的截面中胎体层的曲率半径。该曲率半径是在充填正规内压且无负荷的条件下获得的曲率半径。
优选地，该曲率半径是从轮胎最大宽度位置SWM朝向轮胎径向内侧和轮胎径向外侧的轮胎截面高度的约5％的范围的上述数值范围。
增强橡胶层7被构造成比胎圈填胶22薄。更具体地，在图1示出的截面中，增强橡胶层7的最大厚度7T比胎圈填胶22的最大厚度22T薄。优选地，增强橡胶层7比胎侧橡胶薄，使得能够在抑制滚动阻力的同时增强胎侧部。
作为胎面部在胎面宽度方向上的长度的胎面宽度TW为轮胎最大宽度SW的81％以上。另外，优选地，胎面宽度TW为轮胎最大宽度SW的95％以下。胎面宽度TW指胎面端部之间的沿胎面宽度方向的距离。胎面端部是在胎面部和各胎侧部之间的轮胎外周面的角部处的、该角部的胎面部侧的轮胎外周面的切线和该角部的胎侧部侧的轮胎外周面的切线的交叉点。这里，各角部通常形成为在胎面和胎侧之间的部分具有最小曲率半径的圆弧形状。胎面宽度是在充填正规内压且无负荷的条件下的胎面的胎面宽度方向上的长度。轮胎最大宽度SW是在充填正规内压且无负荷的条件下的轮胎的最大宽度、也是不包括轮辋保护部和凸文字的侧部外轮廓线的最大宽度。
优选地，胎面部5(胎面接地面)包括作为胎面花纹的多个周向槽和至少位于内侧肩部陆部的横向花纹槽(raggroove)，该内侧肩部陆部位于在车辆安装方向内侧的最外侧的肩部周向槽的外侧，该横向花纹槽不向周向槽(主槽)开口且延伸超过接地端。另外，优选地，在肩部周向槽之间的中央区域的陆部没有横断(cross)陆部的横向花纹槽。该陆部可以具有一端终止于陆部的横向花纹槽，由此在维持陆部的刚性的同时确保了排水性。
本发明的轮胎的胎面宽度为轮胎最大宽度的81％以上，可能对轮胎肩部陆部增加更多负荷。然而，由于横向花纹槽配置成在如前述承受诸如当该轮胎具有负外倾角等而产生的负荷的内侧肩部陆部、未向周向槽开口，因此轮胎在维持足够的刚性的同时确保了排水性，由此对轮胎有利。注意，虽然当轮胎安装到车辆时位于外侧的外侧肩部陆部可以包括向周向主槽开口的横向花纹槽，但在这种情况下，该横向花纹槽包括用于确保刚性的、在向主槽开口的位置处的隆起底部。
(2)作用效果
通过设置增强橡胶层7以及将折返帘布层部分32配置成使该折返帘布层部分32的胎面宽度方向上的端部32WE与带束层6重叠，能够提高胎侧部4和胎体层3的刚性以改善操纵稳定性。此外，高度22R为轮胎截面高度SR的30％以下的胎圈填胶22相对于整个轮胎具有小容积。可以降低胎圈填胶的重量，由此降低轮胎的重量。另外，设置最大厚度比胎圈填胶22的最大厚度薄的增强橡胶层7使得即使胎圈填胶22的容积减小也能够维持胎圈填胶22的刚性。因而，轮胎能够在轻量化的同时维持刚性。
在诸如高速转弯等期间施加侧向力的情况下，特别是胎侧部由于应变受到变形。在这种情况下，当沿胎面宽度方向延伸、通过轮胎最大宽度位置SWM的延长线FL1上的胎体层3的曲率半径为30mm以上时，该变形能够被胎侧部4整体接收。另一方面，当沿胎面宽度方向延伸、通过轮胎最大宽度位置SWM的延长线上的胎体层3的曲率半径小于30mm时，不能增大构成胎体层3的帘线的张力(tension)，可能导致胎侧部4的局部变形。当胎侧部4局部变形时，应变集中在变形的部分，这可能使滚动阻力或操纵稳定性劣化。然而，由于沿胎面宽度方向延伸、通过轮胎最大宽度位置的延长线上的胎体层的曲率半径为30mm以上，因此抑制了胎侧部的局部变形，由此抑制了滚动阻力或操纵稳定性的劣化。
由于增强橡胶层的轮胎径向的内侧端部位于胎圈填胶的轮胎径向的外侧端部的轮胎径向内侧，因此增强橡胶层与胎圈填胶重叠而难以形成刚性差，由此抑制了局部变形以及操纵稳定性的劣化。此外，增强橡胶层7的轮胎径向长度小于轮胎截面高度的40％，使得在维持对操纵性的贡献的同时防止了轮胎重量的增加，由此改善了燃料效率(RR)。
当胎圈填胶22的高度22R占轮胎截面高度过高的比例(即，胎圈填胶的高度大于轮胎截面高度的30％)时，应变可能集中在胎圈填胶的轮胎径向端部附近。然而，胎圈填胶的高度为轮胎截面高度的30％以下，使得这抑制了在胎圈填胶的轮胎径向端部附近的应变集中。另外，胎侧部4配置有增强橡胶层7，使得该增强橡胶层7也抑制应变。因而，通过胎侧部4整体缓和了应变。
当胎面宽度TW与轮胎最大宽度SW的比率太小(即，胎面宽度小于轮胎最大宽度的81％)时，可能使胎面部5的磨耗性能劣化。然而，胎面宽度TW为轮胎最大宽度SW的81％以上，由此确保了磨耗性能。
特别地，胎面宽度TW越宽，则轮胎的中央和端部侧的部分之间的径向差越大，由于在靠近胎面宽度TW方向外侧端的区域打滑，因此容易导致肩部发生磨耗。然后，横向花纹槽配置于肩部陆部，由此降低了轮胎刚性并获得额外的接地长度，同时，横向花纹槽被构造成不向周向槽开口，由此抑制了轮胎的端部附近的径向差过小以防止偏磨耗。此外，横向花纹槽未形成于肩部周向槽之间的中央区域的陆部，由此进一步抑制了轮胎的端部附近的径向差过小以防止偏磨耗。可以在中央区域的陆部中使用槽宽为1mm以下的刀槽，这是由于其难以施加前述影响。
如上所述，本实施方式的轮胎能够在使轮胎整体轻量化的同时抑制胎侧部的应变，并能够在抑制滚动阻力的劣化的同时提高操纵稳定性。
从确保胎侧部4的刚性和操纵稳定性的观点出发，优选地，胎圈填胶22的高度为轮胎截面高度的5％以上。
期望地，胎面宽度TW为轮胎最大宽度SW的95％以下。例如，当胎面宽度TW大于轮胎最大宽度的95％时，应变集中在作为胎面部和胎侧部之间的边界的肩部以在胎面部产生大量热，由此可能降低滚动阻力。然而，胎面宽度为轮胎最大宽度的95％以下，因而这抑制了应变的集中，从而抑制了滚动阻力的降低。
优选地，胎体层3由一层形成。于是，与包含由多层形成的胎体层3的轮胎相比，该轮胎能够实现轻量化。优选地，构成胎体层3的帘线与胎面宽度方向W所成的倾斜角度为20度以下。构成胎体层3的帘线与胎面宽度方向W所成的倾斜角度大于0度(指帘线是倾斜的)且为20度以下，使得确保了胎体层的刚性。另一方面，当构成胎体层的帘线与胎面宽度方向所成的倾斜角度过大(大于20度)时，胎体层变得过硬。因而，根据该构造，使胎体层轻量化，由此抑制了滚动阻力，同时确保了胎体层的刚性，由此改善了操纵稳定性。
优选地，增强橡胶层7的轮胎径向的内侧端部7IE和胎圈填胶22的轮胎径向的外侧端部22OE之间的轮胎径向长度D1为10mm以下。通过使增强橡胶层的轮胎径向的内侧端部和胎圈填胶的轮胎径向的外侧端部重叠，能够提高胎侧部和胎体层的刚性以改善操纵稳定性。当增强橡胶层的轮胎径向的内侧端部和胎圈填胶的轮胎径向的外侧端部之间的轮胎径向长度为1mm至10mm时能够获得该效果。即使在增强橡胶层的轮胎径向的内侧端部和胎圈填胶的轮胎径向的外侧端部之间的轮胎径向长度大于10mm的情况下，也不会显著地改善操纵稳定性的效果。当增强橡胶层的轮胎径向的内侧端部和胎圈填胶的轮胎径向的外侧端部之间的轮胎径向长度过长时，会增加轮胎的重量。结果，优选地，增强橡胶层的轮胎径向的内侧端部和胎圈填胶的轮胎径向的外侧端部之间的轮胎径向长度为10mm以下。
在沿着轮胎的胎面宽度方向且与轮胎周向正交的截面中，期望地，沿胎面宽度方向延伸、通过轮胎最大宽度位置的延长线上的胎体层的曲率半径为60mm以下。当胎体层的曲率半径超过60mm时，轮胎可能朝向轮胎最大宽度位置的轮胎径向内侧或者外侧显著地应变。然而，胎体层的曲率半径为60mm以下，因而胎侧部整体能够以良好平衡的方式接收该应变，由此抑制局部应变。在沿着轮胎的胎面宽度方向且与轮胎周向正交的截面中，优选地，沿胎面宽度方向延伸、通过轮胎最大宽度位置的延长线上的胎体层的曲率半径为40mm以下。
期望地，胎圈填胶22的高度22R为轮胎截面高度SR的25％以下。当胎圈填胶高度与轮胎截面高度的比率过高时，不能使轮胎轻量化，使得难以改善操纵稳定性和滚动阻力两者。然而，胎圈填胶的高度为轮胎截面高度的25％以下，由此使轮胎轻量化并且进一步改善操纵稳定性和滚动阻力两者。
接下来，为了验证本发明的效果，比较实施例和比较例而进行评价。评价根据实施例1至实施例14的轮胎以及比较例1至比较例4的轮胎的操纵稳定性能和滚动阻力性能。
根据实施例1至实施例14的轮胎以及比较例1至比较例4的轮胎均为如下的轮胎：尺寸为225/45R17，轮辋宽度为8J，轮胎内压为240kPa。在安装到车辆(BMW325i)的情况下评价这些轮胎。在根据实施例1至实施例14的轮胎以及比较例1至比较例4的轮胎中的每一个轮胎中，胎体层的折返帘布层部分的端部以超过带束层的胎面宽度方向的外侧端部的方式向带束层的胎面宽度方向内侧延伸。在表1中示出了其它条件。以比较例1的轮胎的操纵稳定性能和滚动阻力性能为100，以比较例1的轮胎为基准进行比较评价。关于操纵稳定性，在轮胎安装于车辆的情况下进行试验的试验驾驶员通过感觉对轮胎进行评价。此外，关于滚动阻力性能，将各轮胎组装到轮辋，然后将轮辋安装到滚动阻力试验转鼓，在正规负荷且预定的试验速度(80km/h)的条件下测量滚动阻力值，由此评价滚动阻力性能。
【表1】
评价结果示出了期望轮胎采用以下构造以便在抑制滚动阻力劣化的同时提高操纵稳定性能和滚动阻力性能。
·胎圈填胶的高度22R为轮胎截面高度SR的30％以下。
·胎面宽度为轮胎最大宽度的81％以上且97％以下。
·沿胎面宽度方向延伸、通过轮胎最大宽度位置的延长线上的胎体层的曲率半径为30mm以上且70mm以下。
·轮胎包括增强橡胶层。
本发明已通过上述本发明的实施方式公开，但构成本公开的一部分的说明书以及附图不应该被认为是限制本发明。
从本公开，对于本技术领域的技术人员而言，替代实施方式、实施例以及操作技术将是显而易见的。因此，本发明的技术范围仅由根据能够从以上说明书合理得到的权利要求的本发明的特定事项限定。
注意，日本专利申请2013-148412号公报(2013年7月17日提交)的全部内容通过引用合并于本申请说明书中。
产业上的可利用性
根据本发明的轮胎是有用的，这是因为该轮胎在抑制滚动阻力劣化的同时提高了操纵稳定性能。

Claims (9)

1.一种轮胎，其包括：
与路面接触的胎面部；
一对胎圈部，每个胎圈部均包括胎圈芯和胎圈填胶；
胎侧部，所述胎侧部在胎圈部和胎面部之间延伸；
胎体层，所述胎体层绕着所述胎圈芯折返且在所述胎圈部之间环状延伸；
带束层，所述带束层配置在所述胎体层的轮胎径向外侧，所述带束层增强所述胎面部；以及
增强层，所述增强层被配置成在所述胎体层的胎面宽度方向外侧或者在所述胎体层的胎面宽度方向内侧与所述胎体层邻接，所述增强层增强所述胎侧部，
所述胎体层包括从所述胎面部延伸到所述胎圈芯的主体帘布层部分和绕着所述胎圈芯折返的折返帘布层部分，
其中所述折返帘布层部分的端部延伸超过轮胎最大宽度位置的高度，
所述胎圈填胶的高度为轮胎截面高度的30％以下，
所述增强层的轮胎径向的内侧端部位于所述胎圈填胶的轮胎径向的外侧端部的轮胎径向内侧，
在沿着所述轮胎的胎面宽度方向且与轮胎周向正交的截面中，所述增强层的最大厚度比所述胎圈填胶的最大厚度薄，
作为所述胎面部的所述胎面宽度方向上的长度的胎面宽度为轮胎最大宽度的81％以上，并且
在沿着所述轮胎的胎面宽度方向且与轮胎周向正交的截面中，沿所述胎面宽度方向延伸、通过轮胎最大宽度位置的延长线上的胎体层的曲率半径为30mm以上。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述胎面宽度为所述轮胎最大宽度的95％以下。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，
所述胎体层是一层并且由相对于所述胎面宽度方向倾斜的多个帘线形成，并且
所述帘线与所述胎面宽度方向的倾斜角度为20度以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎，其特征在于，
所述增强层的轮胎径向的内侧端部和所述胎圈填胶的轮胎径向的外侧端部之间的轮胎径向上的长度为10mm以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎，其特征在于，
在沿着所述轮胎的胎面宽度方向且与轮胎周向正交的截面中，沿所述胎面宽度方向延伸、通过所述轮胎最大宽度位置的延长线上的胎体层的曲率半径为60mm以下。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的轮胎，其特征在于，所述胎圈填胶的高度为所述轮胎截面高度的25％以下。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的轮胎，其特征在于，
所述折返帘布层的端部延伸到所述带束层的轮胎径向内侧且配置于所述带束层的胎面宽度方向上的端部的胎面宽度方向内侧。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的轮胎，其特征在于，所述增强层的轮胎径向上的长度小于轮胎截面高度的40％。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的轮胎，其特征在于，
在沿着所述轮胎的胎面宽度方向且与轮胎周向正交的截面中，沿所述胎面宽度方向延伸、通过所述轮胎最大宽度位置的延长线上的所述胎体层的曲率半径为50mm以下。
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