CN105682940A - 轮胎 - Google Patents

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Abstract

提供一种在增大转弯能力的同时改善车外噪音性能的乘用车用充气轮胎。该轮胎设置有：胎体，其环状地跨设在一对胎圈部之间；周向带束层和倾斜带束层，周向带束层具有沿着轮胎周向延伸的帘线，倾斜带束层具有相对于轮胎周向倾斜延伸的帘线，周向带束层和倾斜带束层设置在胎体的冠部的轮胎径向外侧。该轮胎的特征在于，倾斜带束层至少包括轮胎宽度方向宽度不同的两层倾斜带束层，形成具有最宽宽度的倾斜带束层的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ1和形成具有最窄宽度的倾斜带束层的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ2满足30°≤θ1≤85°、10°≤θ2≤30°以及θ1＞θ2，并且具有最宽宽度的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度W1和具有最窄宽度的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度W2满足W2≤0.6W1。

Description

轮胎
技术领域
本发明涉及一种增大了转弯能力(corneringpower)的轮胎。
背景技术
传统上，已知在跨设在胎圈部之间的胎体的冠部的轮胎径向外侧设置倾斜带束层和周向带束层作为乘用车用轮胎的增强构件，该倾斜带束层具有相对于轮胎周向倾斜延伸的帘线，该周向带束层具有沿着轮胎周向延伸的帘线。即，通过经由周向带束层来确保轮胎周向上的刚性，特别地，抑制了直径在高速行驶期间增大；通过经由倾斜带束层来确保轮胎宽度方向上的刚性，获得了作为车辆操纵稳定性的指标的转弯能力。
这里，尝试在增大转弯能力的同时确保胎面的轮胎宽度方向上的刚性，。例如，尝试通过增大倾斜带束层的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度来增大车辆转弯期间的转弯能力。更具体地，通过增大倾斜带束层的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度，降低了轮胎周向上的面外抗弯刚性，延长了胎面的接地长度，因而能够增大转弯能力。
发明内容
发明要解决的问题
然而，如果倾斜带束层的帘线倾斜角度以该方式增大，则轮胎的振动模式会发生变化，并且会从胎面表面产生大的噪音辐射，因而导致车外噪音性能(以下简称为“噪音性能”)恶化的新问题。
于是，本发明提供一种增大了转弯能力且改善了噪音性能的乘用车用充气轮胎。
用于解决问题的方案
本发明的主旨如下：
(1)本发明的乘用车用充气轮胎包括环状地跨设在一对胎圈部之间的胎体、设置在该胎体的冠部的轮胎径向外侧且具有相对于轮胎周向倾斜延伸的帘线的倾斜带束层和设置在该胎体的冠部的轮胎径向外侧且具有沿着轮胎周向延伸的帘线的周向带束层，其中：所述倾斜带束层至少包括轮胎宽度方向宽度不同的两层倾斜带束层，用于形成具有最宽宽度的倾斜带束层的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ1和用于形成具有最窄宽度的倾斜带束层的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ2满足30°≤θ1≤85°，10°≤θ2≤30°，以及θ1＞θ2，并且所述具有最宽宽度的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度W1和所述具有最窄宽度的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度W2满足W2≤0.6W1。
根据具有该构造的本发明的轮胎，能够降低轮胎周向上的面外抗弯刚性、增大转弯能力并同时改善车外噪音性能。这里，轮胎周向上的面外抗弯刚性是指抵抗在与带束的面垂直的方向上(轮胎径向上)产生的变形的刚性。
这里，“沿着轮胎周向延伸”包括帘线与轮胎周向平行的情况，并且包括帘线通过螺旋状地卷绕具有橡胶包覆帘线的条来形成带束层而相对于轮胎周向略微倾斜(相对于轮胎周向的倾斜角度为5°以下)的情况。
本发明的轮胎通过安装到适用轮辋来使用。“适用轮辋”是在制造和使用轮胎的区域中的有效的产业标准、例如日本的JATMA年鉴(JATMAYEARBOOK)、欧洲的ETRTO标准手册(ETRTOSTANDARDSMANUAL)、美国的TRA年鉴(TRAYEARBOOK)等记载的适用尺寸的标准轮辋(具体为ETRTO标准手册中的测量轮辋(MeasuringRim)和TRA年鉴中的设计轮辋(DesignRim))。
在本发明中，倾斜带束层和周向带束层的轮胎宽度方向宽度等是指当轮胎安装到适用轮辋、填充了与JATMA等中记载的适用尺寸/层级的最大负荷能力对应的空气压力(以下称为“预定空气压力”)且无负荷时测量的值。
(2)优选地，本发明的乘用车用充气轮胎满足W2≥0.25W1。根据该构造，能够充分地增大转弯能力。
(3)在本发明的轮胎中，优选地，所述倾斜带束层仅包括宽宽度的倾斜带束层和窄宽度的倾斜带束层这两层倾斜带束层。根据该构造，能够确保足够的耐久性，并且能够同时减轻轮胎重量。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种增大了转弯能力和改善了噪音性能的轮胎。
附图说明
图1示出了根据本发明的一实施方式的轮胎的轮胎宽度方向截面图。
图2示出了图1的轮胎的带束结构的图。
图3示出了根据本发明的另一实施方式的轮胎的轮胎宽度方向截面图。
图4示出了图3的轮胎的带束结构的图。
图5示出了用于说明本发明的优选构造的作用的图。
图6A示出了用于说明比较例轮胎的胎面的浮起现象的图，图6B示出了比较例轮胎的带束结构的图。
图7例示了图1的轮胎的带束结构的另一模式的图。
具体实施方式
以下，参照附图，通过例示本发明的轮胎的实施方式来详细说明本发明的乘用车用充气轮胎(以下简称为“轮胎”)。
图1示出了根据本发明的一实施方式的轮胎的轮胎宽度方向截面图。该轮胎10包括胎体2、带束B和胎面6，胎体2环状地跨设在一对胎圈部11之间，带束B包括位于胎体2的冠部的轮胎径向外侧的倾斜带束层3(在图中为两层倾斜带束层3w、3n)和周向带束层4(在图中为一层)，倾斜带束层3具有相对于轮胎周向倾斜延伸的帘线，周向带束层4具有沿着轮胎周向延伸的帘线。更具体地，两层倾斜带束层3的轮胎宽度方向宽度彼此不同，并且轮胎宽度方向宽度为W2的具有最窄宽度的倾斜带束层3n位于轮胎宽度方向宽度为W1的具有最宽宽度的倾斜带束层3w的外周侧。
图2示出了如图1所示的轮胎10的带束B的结构的平面图。如上所述，在胎体2(未示出)的外周侧，具有最宽宽度的倾斜带束层3w和具有最窄宽度的倾斜带束层3n以如下方式与周向带束层4重叠：这些带束层的轮胎宽度方向中心线位于轮胎赤道面CL上。
在本发明的轮胎中，重要的是，倾斜带束层至少包括轮胎宽度方向宽度彼此不同的两层倾斜带束层，用于形成具有最宽宽度的倾斜带束层3w的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ1为30°≤θ1≤85°，用于形成具有最窄宽度的倾斜带束层的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ2为10°≤θ2≤30°，其中满足θ1＞θ2。
通过将用于形成具有最宽宽度的倾斜带束层3w的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ1设定为30°以上，在胎面6的胎面接地面变形时橡胶的轮胎周向上的伸长率增大。因此，能够确保轮胎足够的接地长度，结果，能够增大转弯能力，从而能够实现高的转弯性能。
然而，如果将具有最宽宽度的倾斜带束层3w中的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ1设定为如此大的值，则会产生噪音辐射，并且车外噪音性能会因轮胎的振动模式的改变而倾向于降低。更具体地，倾斜带束层的帘线以30°以上且85°以下的角度相对于轮胎周向倾斜的大多数轮胎会变形如下形状(图5中的双点划线所示)：该形状使得胎面表面在400Hz到2kHz的高频区域中、在截面方向上的一阶、二阶、三阶振动模式下以相同的程度大幅振动。因此，产生了大的噪音辐射。
于是，在多层倾斜带束层3中，通过将具有最窄宽度的倾斜带束层3n中的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ2设定为比具有最宽宽度的倾斜带束层3w中的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ1小，并且将倾斜角度θ2设定为10°以上且30°以下的范围，适当地维持了轮胎赤道面附近的轮胎周向上的面外抗弯刚性。因此，能够抑制胎面表面因上述振动模式而振动。即，因为抑制了胎面6在轮胎赤道面附近沿轮胎周向的扩展，所以能够减少噪音辐射(图5中的虚线所示)。
通过将倾斜角度θ2设定为10°以上，能够在不阻碍确保具有最宽宽度的倾斜带束层3w的接地长度的作用的情况下，维持轮胎周向上的面外抗弯刚性。此外，通过将倾斜角度θ2设定为30°以下，充分地维持了轮胎赤道面附近的轮胎周向上的面外抗弯刚性，因而能够确实地减少噪音辐射的产生。
此外，从增大转弯能力并同时通过抑制噪音辐射的产生来改善车外噪音性能的观点出发，更优选地使用30°≤θ1≤60°且15°≤θ2≤25°的范围。
除了帘线倾斜角度的上述要求以外，在本发明的轮胎中，重要的是，具有最宽宽度的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度W1和具有最窄宽度的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度W2满足W2≤0.6W1。
如上所述，在胎面赤道面附近的轮胎径向外侧，如果轮胎周向上的面外抗弯刚性较大的区域的宽度过宽，则胎面可能不均匀地振动，因而降低了噪音辐射的减少效果。于是，通过将具有最窄宽度的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度W2设定为具有最宽宽度的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度W1的60％以下，能够在不造成整个胎面振动的模式的情况下改善噪音性能。
通常，在车辆转弯期间产生的侧向力被胎面6的胎面橡胶部分吸收，胎面6的胎面接地面强力地压抵路面，由此获得了转弯能力。因此，对于轮胎的轮胎周向上的刚性，在轮胎负荷的负载不足的情况下，胎面6的胎面接地面未充分地压抵路面，并且如图6A所示，会发生胎面6的肩部区域浮起的现象，从而降低了转弯能力的增大程度。
于是，在轮胎宽度方向宽度彼此不同的两层倾斜带束层之间，通过将具有最窄宽度的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度设定为具有最宽宽度的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度的60％以下，能够适当地降低胎面6的肩部区域的刚性。结果，能够抑制上述浮起现象。
此外，通过使用范围W2≤0.6W1，减轻了轮胎重量，因而还能够减小轮胎的滚动阻力。
在图1和图2所示的实施方式中，在两层倾斜带束层之间，位于轮胎径向外侧的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度被设定为比位于轮胎径向内侧的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度小，而另一方面，还可以将位于轮胎径向外侧的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度设定为比位于轮胎径向内侧的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度大。此外，倾斜带束层还可以为三层以上。在该情况下，如果具有最宽宽度的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度W1和具有最窄宽度的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度W2满足W2≤0.6W1，则还可以包括具有相同宽度的倾斜带束层。
在本发明的轮胎中，具有最宽宽度的倾斜带束层3w的轮胎宽度方向宽度W1和具有最窄宽度的倾斜带束层3n的轮胎宽度方向宽度W2优选地满足W2≥0.25W1。
通过设置满足关系W2≥0.25W1的、具有最窄宽度的倾斜带束层3n，由于充分地维持了轮胎赤道附近的带束刚性，所有能够抑制胎面6向轮胎周向扩展，并且能够同时确实地增大转弯能力。
从确实地增大转弯能力和减少噪音辐射的观点出发，更优选为W2≥0.4W1。在低负荷负载的情况下，从防止转弯能力的增大程度降低的观点出发，更优选为W2≤0.55W1。
在本发明的轮胎中，倾斜带束层3优选地仅包括具有较宽宽度的倾斜带束层(在图2的示例中为3w)和具有较窄宽度的倾斜带束层(在图2的示例中为3n)。总之，在乘用车用轮胎中，由于对耐久性的要求水平不像例如重载用轮胎那样高，所以即使在具有两层倾斜带束层的带束结构中，也能够确保足够的耐久性。此外，能够减轻轮胎重量。
在图2所示的示例中，倾斜带束层3n和3w的帘线的延伸方向彼此相反(即，在图2中，倾斜带束层3n的帘线朝向右上方的方向延伸，倾斜带束层3w的帘线朝向左上方的方向延伸)，而另一方面，如图7所示，还可以设定所有带束层(在图2的示例中为两层)的帘线的延伸方向为同一方向(在图7的示例中为朝向左上方的方向)。
如图2所示，通过将倾斜带束层3n和3w的帘线的延伸方向设定为彼此相反，在车辆转弯期间会有剪切力施加在两层倾斜带束层之间。因此，能够获得特别优异的转弯能力。
此外，如图7所示，通过设定倾斜带束层3n和3w的帘线的延伸方向为同一方向，施加在两层倾斜带束层之间的剪切力会减小。因此，能够获得特别优异的滚动阻力。
这里提及的“帘线的延伸方向为同一方向”不意味着帘线相对于轮胎赤道面CL的倾斜角度是相同的，而是意味着在胎面的平面图中，多层倾斜带束层的所有帘线均朝向右上方或朝向左上方。
接着，图3示出了根据本发明的另一实施方式的轮胎的轮胎宽度方向截面图。在对其的说明中省略了与上述实施方式相同的点。
该轮胎20包括带束B和胎面6，带束B和胎面6位于环状地跨设在胎圈部11之间的胎体2的轮胎径向外侧，带束B包括带束层3(在图中为两层倾斜带束层3w和3n)和周向带束层4(在图中为在轮胎宽度方向上分离的周向带束层4a和4b)
参照以平面图示出了轮胎20的带束B的结构的图4，在轮胎20的倾斜带束层3的外周侧设置从一个胎面端TE附近向轮胎赤道面CL延伸并跨过轮胎赤道面CL终止的周向带束层4a和从另一胎面端TE附近向轮胎赤道面延伸并以与周向带束层4a的端部在轮胎径向上重叠的方式而终止的周向带束层4b。。注意，尽管在图中是相对于轮胎赤道面对称地设置，但是周向带束层4a和4b还可以非对称地设置。
以该方式，本发明的轮胎在轮胎赤道面附近可以具有比其它区域多的周向带束层，如果必要的话。这以利于轮胎制造为基础。
此外，在多层周向带束层如图3所示地彼此重叠的情况下，从抑制接地长度减小的观点出发，重叠部分的轮胎宽度方向长度A优选为30mm以内。注意，通过增加轮胎赤道面附近的周向带束层，能够对周向刚性作出贡献，由此抑制了导致噪音性能降低的振动模式，因而周向带束层可以彼此重叠大于30mm的范围。
从利于制造的观点出发，除了具有轮胎宽度方向长度A的上述重叠部分以外，周向带束层可以在周向带束层4的轮胎宽度方向外侧端部中重叠30mm以内的范围。
参照图1至图4，在本发明中，周向带束层4的轮胎宽度方向宽度W3优选比具有最宽宽度的倾斜带束3w的轮胎宽度方向宽度W1窄。在高刚性的周向带束层的轮胎宽度方向宽度W3比具有最宽宽度的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度W1大的情况下，周向带束层4与胎体2在轮胎径向上彼此邻接。这是因为在该情况下，当胎面6接地时，倾向于沿轮胎周向延伸的胎体与倾向于抑制朝向轮胎周向的伸长的周向带束层之间产生应变，这会导致滚动阻力恶化的倾向。
从使接地形状最优化和改善接地性能的观点出发，周向带束层4的轮胎宽度方向宽度W3优选为胎面宽度TW的90％以上且115％以下，具有最宽宽度的倾斜带束层3w的轮胎宽度方向宽度W1优选为胎面宽度TW的90％以上且115％以下。
这里，胎面宽度TW是指当轮胎安装到适用轮辋、充填了预定空气压力且负荷了与最大负荷能力对应的负载时的接地宽度。
具有上述轮胎宽度方向宽度的、具有较宽宽度的倾斜带束层的层数优选为一层至三层，并且从轮胎的耐久性的观点出发，更优选为一层或两层。这是因为，能够在不导致重量增加的情况下充分地维持耐久性。除了上述具有较宽宽度的倾斜带束层以外，具有窄宽度的倾斜带束层的层数优选为一层，但是任选地还可以设置多层。
在周向带束层4中，可以使用包含聚芳酰胺的帘线、包含聚芳酰胺和尼龙的复合帘线等，在倾斜带束层3中，可以使用钢丝帘线等。
在图4所示的带束结构中，倾斜带束层3n和3w的帘线的延伸方向彼此相反(即，在图4中，倾斜带束层3n的帘线朝向右上方的方向延伸，倾斜带束层3w的帘线朝向左上方的方向延伸)，而另一方面，尽管未图示出，但是还能够以与图7所示的带束结构相同的方式设定所有带束层(在图4的示例中为两层)的帘线的延伸方向为同一方向。通过将倾斜带束层的帘线的延伸方向设定为彼此相同或彼此不同来获得上述效果。
本发明的带束结构特别优选地应用于乘用车用充气子午线轮胎，其中当内压为250kPa以上时，在轮胎的截面宽度SW小于165mm的情况下，轮胎的截面宽度SW与外径OD的比SW/OD为0.26，在轮胎的截面宽度SW为165mm以上的情况下，轮胎的截面宽度SW和外径OD满足关系式OD≥2.135×SW+282.3。
关于满足上述比和关系式的轮胎，即具有比传统的乘用车用充气轮胎窄的宽度和大的直径的轮胎，尽管极大地改善了滚动阻力，但是由于胎面具有窄的宽度，所以转弯能力倾向于不足。通过应用本发明的构造，能够增大转弯能力，这是优选的。
实施例
以下，说明本发明的实施例。
试制发明例轮胎和比较例轮胎(均为具有165/60R19的轮胎尺寸的乘用车用充气轮胎)，并且评价其转弯能力、滚动阻力性能和耐噪音性能。
各供试轮胎均包括环状地跨设在一对胎圈部之间的胎体以及位于该胎体的冠部的轮胎径向外侧的带束和胎面，其中带束包括两层倾斜带束层和一层以上的周向带束层。
(转弯能力)
将各供试轮胎组装到轮辋(具有5.5J-19的尺寸)并施加300kPa的内压，然后安装到车辆并在平带式转弯试验机(flatbeltcorneringmachine)上进行测量。这里，所获得的转弯能力是在以100km/h的带速下和如下三种负载条件下测量的：即，在适用尺寸/层级下与最大负荷能力对应的负载条件下、与该最大负荷能力的70％相等的负载条件下以及与该最大负荷能力的40％相等的负载条件下。
(噪音性能)
在与上述条件相同的条件下将各供试轮胎安装到车辆，并且通过使行驶试验用转鼓(runningtestdrum)以100km/h的速度转动来经由移动式麦克风在该转鼓上测量各供试轮胎的噪音等级。结果示出在表1中。该结果是经由与比较例轮胎1相比的噪音等级的差来评价的。数值越小意味着降噪效果越优异。
(滚动阻力性能)
在与上述条件相同的条件下将各供试轮胎安装到车辆，并且通过使行驶试验用转鼓以100km/h的速度转动来在该转鼓上测量各供试轮胎的滚动阻力。结果示出在表1中。该结果是以比较例轮胎1的滚动阻力作为100的指数评价获得的。这里，指数越小，表示滚动阻力性能越优异。
[表1]
在发明例轮胎1至7中，通过增大具有较宽宽度的倾斜带束层的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度，增大了转弯能力，并且还改善了耐噪音性能。
附图标记说明
1：胎圈芯
2：胎体
3、3＇：倾斜带束层
3w：具有最宽宽度的倾斜带束层
3n：具有最窄宽度的倾斜带束层
4、4＇、4a、4b：周向带束层
6：胎面
10、20：轮胎
11：胎圈部
B：带束
CL：轮胎赤道
TE：胎面端
TW：胎面宽度

Claims (3)

1.一种乘用车用充气轮胎，其包括环状地跨设在一对胎圈部之间的胎体、设置在该胎体的冠部的轮胎径向外侧且具有相对于轮胎周向倾斜延伸的帘线的倾斜带束层和设置在该胎体的冠部的轮胎径向外侧且具有沿着轮胎周向延伸的帘线的周向带束层，其中：
所述倾斜带束层至少包括轮胎宽度方向宽度不同的两层倾斜带束层，用于形成具有最宽宽度的倾斜带束层的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ1和用于形成具有最窄宽度的倾斜带束层的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ2满足
30°≤θ1≤85°，
10°≤θ2≤30°，以及
θ1＞θ2，并且
所述具有最宽宽度的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度W1和所述具有最窄宽度的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度W2满足
W2≤0.6W1。
2.根据权利要求1所述的乘用车用充气轮胎，其特征在于，满足W2≥0.25W1。
3.根据权利要求1或2所述的乘用车用充气轮胎，其特征在于，所述倾斜带束层仅包括宽宽度的倾斜带束层和窄宽度的倾斜带束层这两层倾斜带束层。
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