CN105437877A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

一种充气轮胎,其具备:在胎圈芯的周围从内侧向外侧卷起的帘布层片;和在所述胎圈芯的周围从外侧卷向内侧的胎圈包布;及配置于所述帘布层片的内侧的内衬层橡胶,其中:在所述帘布层片和所述内衬层橡胶之间且比所述胎圈包布更靠近所述内衬层橡胶的一侧,设置有弹性模量高于所述内衬层橡胶的夹层胶,所述夹层胶具备:厚壁部,其以覆盖所述胎圈包布的内侧卷起端的方式配置,并且其厚度大于所述内衬层橡胶的厚度;和薄壁部,其分别配置于所述厚壁部的轮胎径向的内侧及外侧,并且其厚度小于所述内衬层橡胶的厚度。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎,所述充气轮胎具备:在胎圈芯的周围从内侧向外侧卷起的帘布层片;和在胎圈芯的周围从外侧向内侧卷起并以包覆帘布层片的方式配置的胎圈包布(chafer)。
背景技术
在现有技术中,特别是在工业车辆或工程车辆等重型车辆中所使用的充气轮胎,存在有如下担忧:以在胎圈芯的周围卷起的帘布层片的卷起端作为起点,发生剥离(separation)等故障。因此,如下述专利文献1-3所公开那样,通常将被称为胎圈包布的补强构件沿着帘布层片配置。但是,即使配设胎圈包布,也会因胎圈部的外伸变形而导致耐久性恶化,因此还有使其进一步改善的空间。
图3是说明胎圈部的外伸变形的图。对于行驶时的轮胎而言,胎侧部因内压和载荷的作用而发生大的弯曲,如图所示,胎圈部1沿着轮辋边缘(rimflange)91向外侧发生外伸变形。若这种外伸变形随着轮胎转动而反复发生,则构成轮胎内表面的内衬层(inner-liner)橡胶5会被拉伸,胎圈包布6的轮胎内表面侧的卷起端62E发生大的形变,并由此容易发生以卷起端62E为起点的开裂(crack)。
现有技术文献:
专利文献
专利文献1:日本国特开2005-297927号公报
专利文献2:日本国特开平7-195918号公报
专利文献3:日本国特开2013-18816号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于上述实际情况而作出的,其目的在于,提供一种抑制以胎圈包布的轮胎内表面侧的卷起端作为起点发生开裂,并且耐久性优异的充气轮胎。
解决课题的方法
通过如下所述的本发明,能够实现上述目的。
即,本发明的充气轮胎具备:埋设于胎圈部的胎圈芯;配置于所述胎圈芯的轮胎径向外侧的三角胶条;在所述胎圈芯的周围从内侧向外侧卷起的帘布层片;胎圈包布,其在所述胎圈芯的周围从外侧向内侧卷起并以包覆所述帘布层片的方式配置;及配置于所述帘布层片的内侧的内衬层橡胶,其中:
在所述帘布层片和所述内衬层橡胶之间且比所述胎圈包布更靠近所述内衬层橡胶一侧,设置有弹性模量高于所述内衬层橡胶的夹层胶(squeegeerubber),
所述夹层胶具备:厚壁部,其以覆盖所述胎圈包布的内侧卷起端的方式配置,并且其厚度大于所述内衬层橡胶的厚度;和薄壁部,其分别配置于所述厚壁部的轮胎径向的内侧及外侧,并且其厚度小于所述内衬层橡胶的厚度。
就本发明的充气轮胎而言,在帘布层片和内衬层橡胶之间且比胎圈包布更靠近内衬层橡胶的一侧,设置有弹性模量高于内衬层橡胶的夹层胶。在本发明中,用弹性模量高的夹层胶的厚壁部覆盖胎圈包布的内侧卷起端,因此能够抑制内衬层橡胶伸长,同时能够有效地降低在胎圈包布的内侧卷起端发生的形变。由此,能够抑制以胎圈包布的轮胎内表面侧的卷起端作为起点发生开裂。此外,就夹层胶而言,由于在厚壁部的轮胎径向的内侧及外侧分别具备薄壁部,因此能够充分地确保内衬层橡胶的厚度,从而能够确实地阻止填充到轮胎内的气体泄漏。
就本发明的充气轮胎而言,在从所述胎圈包布的内侧卷起端向轮胎内表面引出的垂线上,所述夹层胶的厚度大于所述内衬层橡胶的厚度。根据这种结构,能够抑制以胎圈包布的轮胎内表面侧的卷起端作为起点发生开裂。
在本发明的充气轮胎中,优选地,所述三角胶条包括:与所述胎圈芯相邻的下部三角胶条(filler);和上部三角胶条,其配置于该下部三角胶条的轮胎径向外侧,并且其橡胶硬度低于下部三角胶条,在从所述下部三角胶条和所述上部三角胶条的界面位置向轮胎内表面引出的垂线上,所述夹层胶的厚度小于所述内衬层橡胶的厚度。
由于下部三角胶条和上部三角胶条的界面位置接近轮辋边缘的高度,因此在填充空气时,内衬层橡胶在该界面位置附近被大幅度地伸长。由此,通过在该界面位置附近使内衬层橡胶的厚度变大,能够确实地阻止填充至轮胎内的气体的泄漏。
在本发明的充气轮胎中,优选地,以轮辋基准线作为基准,在所述帘布层片的卷起端的高度的1.7-1.9倍的高度上,所述夹层胶的厚度小于所述内衬层橡胶的厚度。
以轮辋基准线作为基准,在帘布层片的卷起端高度的1.7-1.9倍的高度上,当填充空气时,内衬层橡胶伸长得最大。由此,通过在该高度附近使内衬层橡胶的厚度增大,能够确实地阻止填充至轮胎内的气体的泄漏。
附图说明
图1是示出本发明的充气轮胎的一例的轮胎子午线剖视图。
图2是将胎圈部放大示出的剖视图。
图3是用于说明胎圈部的外伸变形的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方案进行说明。图1中示出的轮胎T为本发明的充气轮胎的一例,其表示安装到规定的轮辋时的轮胎子午线截面。安装到规定的轮辋时,是指将轮胎安装到与轮胎尺寸相对应的在JATMA中规定的轮辋,施加与同样在JATMA中规定的单轮最大负荷能力相对应的最高气压时的状态。图2是将该轮胎T的胎圈部1放大示出的剖视图。
该轮胎T具备:一对胎圈部1;从胎圈部1向轮胎径向外侧延伸的胎侧部2;及与胎侧部2的轮胎径向外侧端连接并构成胎面的胎面部3。在胎圈部1埋设有由集束体形成的环状胎圈芯1a,该集束体是将覆胶的胎圈钢丝层叠并卷绕而成的,在该胎圈芯1a的轮胎径向外侧配置有三角胶条1b。
帘布层片4在配设于一对胎圈部1的胎圈芯1a之间延伸,并在该胎圈芯1a的周围从内侧向外侧卷起。在胎圈芯1a及三角胶条1b的轮胎宽度方向外侧配置有帘布层片4的卷起部,该卷起部的顶端为卷起端4E。帘布层片4是用顶覆橡胶包覆帘线而成的,所述帘线排列在与轮胎圆周方向大致垂直相交的方向上。作为帘线,可适当地使用钢丝帘线或有机纤维帘线。
在帘布层片4的内侧设置有构成轮胎T内周面的内衬层橡胶5。内衬层橡胶5具有阻止填充至轮胎内的气体泄漏的功能。此外,胎侧部2中,在帘布层片4的外侧设置有构成轮胎T的外壁面的胎侧橡胶9。
胎圈包布6在胎圈芯1a的周围从外侧向内侧卷起并配置于帘布层片4的外侧。本实施方案的胎圈包布6以包覆帘布层片4的方式从外侧向内侧卷起。胎圈包布6包括含有钢丝帘线而成的钢丝胎圈包布。钢丝帘线相对于轮胎圆周方向倾斜(例如,倾斜角度为20-50°)地排列,并用顶覆橡胶包覆。
三角胶条1b具有:与胎圈芯1a相邻的截面呈圆形的下部三角胶条11;和上部三角胶条12,其配置于该下部三角胶条11的轮胎径向外侧,并且其橡胶硬度低于下部三角胶条11的橡胶硬度。下部三角胶条11的上表面形成为向轮胎径向外侧凸出的弯曲面。上部三角胶条12具有越朝向轮胎径向外侧越呈尖细状的形状,其顶端配置于比帘布层片4的卷起端4E或胎圈包布6的外侧卷起端61E更靠近轮胎径向外侧的位置。
在三角胶条1b和胎侧橡胶9之间,以夹入帘布层片4的卷起端4E和胎圈包布6的外侧卷起端61E的方式设置有补强橡胶20。
在帘布层片4和内衬层橡胶5之间且比胎圈包布6更靠近内衬层橡胶5的一侧,设置有弹性模量高于内衬层橡胶5的夹层胶7(图1中未图示)。夹层胶7沿着内衬层橡胶5的外侧设置,并与帘布层片4或胎圈包布6的内侧相邻。夹层胶7以覆盖胎圈包布6的内侧卷起端62E的方式配置,降低在胎圈包布6的内侧卷起端62E发生的形变,从而能够抑制以内侧卷起端62E作为起点发生开裂。
夹层胶7具备:厚度大于内衬层橡胶5的厚度的厚壁部71;分别配置于厚壁部71的轮胎径向的内侧及外侧,并且厚度均小于内衬层橡胶5的厚度的内侧薄壁部72及外侧薄壁部73。胎圈包布6的内侧卷起端62E由厚壁部71覆盖。
夹层胶7的厚度在胎圈包布6的内侧卷起端62E的附近最厚,并且越朝向轮胎径向的内侧及外侧越变薄。夹层胶7的厚度在厚壁部71中大于内衬层橡胶5的厚度,并且越朝向轮胎径向的内侧及外侧越变薄,从而夹层胶7的厚度在内侧薄壁部72及外侧薄壁部73比内衬层橡胶5的厚度还要小。
在本实施方案中,在从胎圈包布6的内侧卷起端62E向轮胎内表面引出的垂线上,夹层胶7的厚度大于内衬层橡胶5的厚度。更具体而言,当假设由与轮胎内表面垂直的法线形成且经过胎圈包布6的内侧卷起端62E的基准线L1时,在该基准线L1上,夹层胶7的厚度Y1大于内衬层橡胶5的厚度X1。即,基准线L1横穿厚壁部71。
厚度X1与厚度Y1的比例X1/Y1优选为0.6-0.9。即,优选满足0.6≤X1/Y1≤0.9的关系。此外,内衬层橡胶5的厚度X1优选为1.2-2.5mm。夹层胶7的厚度Y1优选为1.8-3.0mm。
若X1/Y1<0.6,则内衬层橡胶5的厚度X1过小,从而无法阻止填充至轮胎内的气体的泄漏,并由此可能会发生氧化老化。另一方面,若X1/Y1>0.9,则夹层胶7的厚度Y1过小,从而粘附性变差,并由此可能会发生开裂。
在本实施方案中,在从下部三角胶条11和上部三角胶条12的界面位置13向轮胎内表面引出的垂线上,夹层胶7的厚度小于内衬层橡胶5的厚度。更具体而言,当假设由与轮胎内表面垂直的法线形成且经过下部三角胶条11和上部三角胶条12的界面位置13的基准线L2时,在该基准线L2上,夹层胶7的厚度Y2小于内衬层橡胶5的厚度X2。即,基准线L2横穿内侧薄壁部72。另外,界面位置13作为下部三角胶条11和上部三角胶条12的界面的轮胎宽度方向内侧端。
厚度X2与厚度Y2的比例X2/Y2优选为1.2-1.5。即,优选满足1.2≤X2/Y2≤1.5的关系。此外,内衬层橡胶5的厚度X2优选为1.8-3.0mm。夹层胶7的厚度Y2优选为1.2-2.5mm。
若X2/Y2<1.2,则内衬层橡胶5的厚度X2过小,从而无法阻止填充至轮胎内的气体的泄漏,并由此可能会发生氧化老化。另一方面,若X2/Y2>1.5,则内衬层橡胶5的厚度X2过大,从而不利于降低成本。
在本实施方案中,以轮辋基准线NL为基准,在帘布层片4的卷起端4E的高度h1的1.7-1.9倍的高度h2,夹层胶7的厚度小于内衬层橡胶5的厚度。更具体而言,当假设由与轮胎内表面垂直的法线形成且经过以轮辋基准线NL为基准的位于高度h2的轮胎内表面的基准线L3时,在该基准线L3上,夹层胶7的厚度Y3小于内衬层橡胶5的厚度X3。即,基准线L3横穿外侧薄壁部73。
厚度X3与厚度Y3的比例X3/Y3优选为1.2-2.0。即,优选满足1.2≤X3/Y3≤2.0的关系。此外,内衬层橡胶5的厚度X3优选为2.0-3.0mm。夹层胶7的厚度Y3优选为1.0-2.5mm。
若X3/Y3<1.2,则内衬层橡胶5的厚度X3过小,从而无法阻止填充至轮胎内的气体的泄漏,并由此可能会发生氧化老化。另一方面,若X3/Y3>2.0,则内衬层橡胶5的厚度X3过大,从而不利于降低成本。
另外,内衬层橡胶5和夹层胶7的总厚度优选为3.0-5.5mm。
夹层胶7的弹性模量高于内衬层橡胶5的弹性模量。这里的弹性模量,是根据JISK6251使用3号哑铃制作样品并进行拉伸试验,并由此测定300%拉伸时的弹性模量(M300)(MPa)的值。内衬层橡胶5的弹性模量M300i和夹层胶7的弹性模量M300s,优选满足5.0≤M300s/M300i≤7.0的关系。即,夹层胶7的弹性模量M300s优选为内衬层橡胶5的弹性模量M300i的5.0-7.0倍。当夹层胶7和内衬层橡胶5的弹性模量满足该关系时,减少胎圈包布6的内侧卷起端62E的形变的效果变高,并且抑制内衬层橡胶5的拉伸的效果也变高。
就本发明的充气轮胎而言,除了如上所述地构成夹层胶和内衬层橡胶的厚度以外,与通常的充气轮胎相同,本发明能够采用任何以往公知的材料、形状、结构、制法等。
本发明的充气轮胎,由于胎圈部的耐久性优异,因此适用于载重汽车或公共汽车、工业车辆、工程车辆等重型车辆中所使用的重载荷用充气轮胎。
【实施例】
以下,为具体表示本发明的结构和效果,进行了胎圈部的耐久性试验,以下对其进行说明。供试验用的轮胎的尺寸为275/80R22.5151J,并安装到JATMA规定尺寸的轮辋。
在耐久性试验中,在内压为900kPa及速度为40km/h的条件下,使轮胎在钢鼓(steeldrum)上行驶,并且将载荷作为JATMA标准条件的210%使其行驶了168小时,而且每168小时使载荷增加10%,最后评价了在胎圈部发生故障时的行驶距离。以比较例1的结果作为100的指数表示,数值越大则表示耐久性越优异。
比较例1
将内衬层橡胶的厚度和夹层胶的厚度设定为固定厚度的轮胎作为比较例1。将内衬层橡胶的厚度X形成为夹层胶的厚度Y的0.7倍。将夹层胶的弹性模量M300s形成为内衬层橡胶的弹性模量M300i的6倍。表1中示出评价结果。
比较例2
按照表1设定内衬层橡胶的厚度和夹层胶的厚度的轮胎作为比较例2。将夹层胶的弹性模量M300s形成为内衬层橡胶的弹性模量M300i的0.5倍,使夹层胶的弹性模量低于内衬层橡胶的弹性模量。表1中示出评价结果。
比较例3
按照表1设定内衬层橡胶的厚度和夹层胶的厚度的轮胎作为比较例3。即,将夹层胶的厚壁部和薄壁部相反地配置。将夹层胶的弹性模量M300s形成为内衬层橡胶的弹性模量M300i的6倍。表1中示出评价结果。
实施例1和2
按照表1设定内衬层橡胶的厚度和夹层胶的厚度的轮胎作为实施例1和2。将夹层胶的弹性模量M300s形成为内衬层橡胶的弹性模量M300i的6倍。表1中示出评价结果。
【表1】
从表1的结果可确认如下内容。实施例1和2的充气轮胎与比较例1相比,耐久性更优异。若如比较例2那样使夹层胶的弹性模量低于内衬层橡胶的弹性模量,则导致耐久性恶化。若使内衬层橡胶的厚度与夹层胶的厚度的关系形成为比较例3那样,则胎圈包布的内侧卷起端的形变增大,并导致耐久性恶化。

Claims (4)

1.一种充气轮胎,其具备:埋设于胎圈部的胎圈芯;配置于所述胎圈芯的轮胎径向外侧的三角胶条;在所述胎圈芯的周围从内侧向外侧卷起的帘布层片;胎圈包布,其在所述胎圈芯的周围从外侧向内侧卷起并以包覆所述帘布层片的方式配置;及配置于所述帘布层片的内侧的内衬层橡胶,其中:
在所述帘布层片和所述内衬层橡胶之间且比所述胎圈包布更靠近所述内衬层橡胶的一侧,设置有弹性模量高于所述内衬层橡胶的夹层胶,
所述夹层胶具备:厚壁部,其以覆盖所述胎圈包布的内侧卷起端的方式配置,并且其厚度大于所述内衬层橡胶的厚度;和薄壁部,其分别配置于所述厚壁部的轮胎径向的内侧及外侧,并且其厚度小于所述内衬层橡胶的厚度。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎,其特征在于:
在从所述胎圈包布的内侧卷起端向轮胎内表面引出的垂线上,所述夹层胶的厚度大于所述内衬层橡胶的厚度。
3.根据权利要求1所述的充气轮胎,其特征在于:
所述三角胶条包括:与所述胎圈芯相邻的下部三角胶条;和上部三角胶条,其配置于所述下部三角胶条的轮胎径向外侧,并且其橡胶硬度低于下部三角胶条,
在从所述下部三角胶条和所述上部三角胶条的界面位置向轮胎内表面引出的垂线上,所述夹层胶的厚度小于所述内衬层橡胶的厚度。
4.根据权利要求1所述的充气轮胎,其特征在于:
以轮辋基准线为基准,在所述帘布层片的卷起端的高度的1.7-1.9倍的高度,所述夹层胶的厚度小于所述内衬层橡胶的厚度。
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