CN106232383B - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

在抑制滚动阻力的增大且不影响胎体线的形成的同时降低噪音。充气轮胎(10)设置有：胎体(13)；倾斜带束(14)；以及气密层(15)。倾斜带束(14)配置在胎体(13)的冠部的轮胎径向外侧。倾斜带束(14)包括至少一层倾斜带束层(16)。倾斜带束层(16)包括相对于轮胎周向以35°以上的角度倾斜延伸的帘线。侧部(19)的至少局部处的内衬层(17)的厚度为1.5mm以上。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎。
背景技术
近些年，已经要求车辆具有改善的静音性，并且需要降低轮胎产生的噪音，同时维持轮胎所要求的诸如滚动阻力等的各种性能。例如，可以降低如下的充气轮胎中的噪音：该充气轮胎在胎体层与设置于胎面部的带束层之间包括配置在与轮胎赤道面交叉的位置处的橡胶层，以便将截面二阶振动模式的频率范围向低频率侧转换(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-182123号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，如在专利文献1中，在胎体层与带束层之间附加地设置橡胶层可能会影响所期望的胎体线(carcass line)的形成，因而专利文献1的构造已经不适用于一些轮胎。
因此，本发明的目的是提供一种能够在不影响胎体线的情况下降低噪音并还能够抑制滚动阻力增大的轮胎。
用于解决问题的方案
鉴于上述问题，本发明的充气轮胎包括：胎体，所述胎体跨设在一对胎圈部之间；倾斜带束，所述倾斜带束配置在所述胎体的冠部的轮胎径向外侧且包括具有相对于轮胎周向倾斜延伸的帘线的至少一层倾斜带束层；以及气密层，所述气密层配设在所述胎体的内侧，其中，所述轮胎的侧部的至少局部处的所述气密层的厚度为1.5mm以上，并且所述倾斜带束层中的至少一层倾斜带束层的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度为35°以上。本发明的包括具有上述下限值以上的厚度的气密层(inner liner)的轮胎能够降低轮胎噪音。此外，本发明的气密层的厚度增加了的轮胎不会影响胎体线。本发明的轮胎还包括具有相对于轮胎周向倾斜35°以上的帘线的倾斜带束层，这抑制了滚动阻力增大。
此外，在本发明的轮胎中，优选地，所述气密层的厚度可以为2.8mm以下。该构造可靠地抑制了滚动阻力增大。
此外，在本发明的轮胎中，优选地，所述侧部的至少局部处的所述气密层的厚度可以比其余部分处的所述气密层的厚度大。该构造能够进一步降低轮胎噪音。
此外，在本发明的轮胎中，所述倾斜带束至少具有轮胎宽度方向宽度不同的两层所述倾斜带束层，优选地，该倾斜带束层中的最宽宽度倾斜带束层的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ1与该倾斜带束层中的最窄宽度倾斜带束层的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ2满足：35°≤θ1≤85°；和10°≤θ2≤30°；并且优选地，所述最宽宽度倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度W1与所述最窄宽度倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度W2优选地满足：W2≤0.6×W1。该构造允许轮胎噪音进一步降低。
此外，本发明的轮胎还包括所述轮胎还包括周向带束，所述周向带束配置在所述胎体的冠部的轮胎径向外侧且包括具有沿着轮胎周向延伸的帘线的至少一层周向带束层，其中，优选地，所述周向带束在包括轮胎赤道的中央区域中的每单位宽度的轮胎周向刚性可以比在其它区域中的每单位宽度的轮胎周向刚性高。该构造允许轮胎噪音进一步降低。
发明的效果
本发明的具有上述构造的轮胎能够在不影响胎体线的情况下使80Hz至100Hz的车内噪音降低并还能够抑制滚动阻力的增大。
附图说明
图1是根据本发明的一本实施方式的轮胎的轮胎宽度方向局部截面图。
图2是示出了图1的轮胎的带束结构的平面图。
图3是示出了图1的轮胎的第一变形例中的带束结构的平面图。
图4示出了图1的轮胎的截面宽度和外径。
图5的(a)是用于说明宽宽度的轮胎的湿路面性能的图。图5的(b)是用于说明窄宽度的轮胎的湿路面性能的图。
图6是示出根据本发明的一实施方式的轮胎的胎面花纹的第一示例的展开图。
图7是示出根据本发明的一实施方式的轮胎的胎面花纹的第二示例的展开图。
图8是示出根据本发明的一实施方式的轮胎的胎面花纹的第三示例的展开图。
图9是示出根据本发明的一实施方式的轮胎的胎面花纹的第四示例的展开图。
图10是示出了图1的轮胎的第二变形例中的带束结构的平面图。
图11是当本发明的轮胎为缺气保用轮胎时的根据本发明的一实施方式的轮胎的轮胎宽度方向局部截面图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
首先，说明根据本发明的一实施方式的充气轮胎。图1是本发明的充气轮胎的在安装于轮辋、充填300kPa的内压且处于未施加负载的无负荷状态下的轮胎的一侧半部的轮胎宽度方向局部截面图。
这里，“轮辋”是指由在制造轮胎和使用轮胎的地域内有效的例如日本的(日本机动车轮胎协会)的JATMA年鉴、欧洲的ETRTO(欧洲轮胎和轮辋技术组织(The European Tireand Rim Technological Organization))的标准手册、美国的TRA(轮辋协会(The and RimAssociation，Inc.))的年鉴等的产业标准中记载的适用尺寸的标准轮辋(诸如ETRTO的标准手册(STANDARDS MANUAL)中的测量轮辋(Measuring Rim)，TRA的年鉴(YEAR BOOK)中的设计轮辋(Design Rim))。
如图1所示，根据本实施方式的充气轮胎10包括一对胎圈部11、与胎圈部11相连的胎侧部12以及联接在两侧胎侧部12之间的胎面部13。充气轮胎10还包括：胎体15，其包括跨过埋设于一对胎圈部11的一对胎圈芯14环状延伸的径向排列的帘线的帘布层；倾斜带束16，其配置在胎体15的冠部的轮胎径向外侧；以及气密层17，其配置在胎体15的内侧。
由胎圈部11和胎侧部12形成的侧部19的至少局部处的气密层17具有1.5mm以上的厚度。这里，气密层17的厚度是指气密层17的最薄部位的厚度。在本实施方式中，气密层17在宽度方向截面的整个区域的厚度为1.5mm以上。此外，出于强调和清楚的目的，图1示出了气密层17(即，将稍后说明的第一气密层橡胶20和第二气密层橡胶21)的厚度比实际厚度略厚。
倾斜带束16具有相对于轮胎周向倾斜延伸的倾斜带束层18、22。倾斜带束层18、22中，至少一层的倾斜带束层18的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度为如图2所示的35°以上。
如将稍后说明地，上述构造允许在不影响胎体线的形成的情况下降低车内噪音。
气密层17可以被如此地加厚，以改善在截面一阶振动模式下的轮胎振动的衰减效果。因而，可以配置如上所述的1.5mm以上厚度的气密层17，以便抑制会构成轮胎噪音的主因的截面一阶振动模式下的振动，由此实现使充气轮胎10的噪音降低。此外，在轮胎的构成部件中，仅加厚气密层17，这防止了在将气密层17配置在胎体15的内侧时影响胎体线。此外，气密层是现有的轮胎构件，这意味着能够在不增加构件数量的情况下实现噪音的降低。
同时，在当前的轮胎制品开发中，在满足所需要的空气透过性的范围内，为了抑制气密层发生损耗并为了改善滚动阻力，通常需要减小气密层的厚度。
在设计本发明的轮胎的过程中，还预想到滚动阻力可能会因气密层的加厚而增大。然而，在本发明的构造中，气密层与相对于轮胎周向倾斜35°以上的帘线结构组合，这抑制了轮胎宽度方向上的收缩，由此抑制胎面部13的接地处在轮胎宽度方向上发生变形(摩擦变形(wiping deformation))。因此，能够在抑制由于气密层的损耗增加导致的滚动阻力增大的同时加厚气密层。
此外，在本实施方式中，将气密层17的厚度限定为2.8mm以下。
将上述使用2.8mm以下厚度的气密层17设定为气密层17的重量的上限，允许可靠地抑制滚动阻力的增大。
这里，从与上述相同的观点出发，气密层17的厚度可以更优选为1.6mm以上且2.4mm以下，进一步优选为1.8mm以上且2.2mm以下。
此外，在本实施方式中，与其余部分处的气密层17的厚度相比，在从侧部19开始至配置倾斜带束16的轮胎宽度方向上的带束端的部分止的部分中的至少局部处增加气密层17的厚度。这里，在侧部19中，气密层17的部分是指从胎圈部11的轮胎径向内侧端开始至侧部19的内表面侧的配置倾斜带束16的轮胎宽度方向带束端的轮胎宽度方向端的部分。例如，在具有均匀厚度的第一气密层橡胶20的更内侧，还可以配置第二气密层橡胶21作为另一气密层橡胶，由此使侧部19的至少局部处的气密层17的厚度比其余部分处的气密层17的厚度厚。
在上述构造中，气密层17仅在对抑制截面一阶振动模式下的轮胎振动做出突出贡献的部分加厚，这能够在抑制气密层17的重量增加的同时进一步降低噪音。
此外，在本实施方式中，倾斜带束16包括轮胎宽度方向上的宽度彼此不同的两层倾斜带束层18、22(参照图2)。倾斜带束层中的最宽宽度倾斜带束层18由相对于轮胎周向以倾斜角度θ1倾斜的帘线形成，而最窄宽度倾斜带束层22由相对于轮胎周向以倾斜角度θ2倾斜的帘线形成，倾斜角度θ1和θ2分别满足35°≤θ1≤85°和10°≤θ2≤30°。此外，最宽宽度倾斜带束层18的轮胎宽度方向宽度W1与最窄宽度倾斜带束层22的轮胎宽度方向宽度W2满足W2≤0.6×W1。
如以下说明地，上述构造允许进一步抑制噪音。如上已经说明地，被如此加厚的气密层17主要抑制频率为80Hz至100Hz的低频率的截面一阶振动模式下的振动。然而，最宽宽度倾斜带束层18包括相对于轮胎周向倾斜35°以上的帘线，这会导致诸如频率为400Hz至600Hz的高频范围的截面二阶振动模式等的另一振动模式下的振动增大。鉴于这一点，设置具有上述倾斜角度和轮胎宽度方向宽度的最窄宽度倾斜带束层22，由此在轮胎赤道面CL附近维持适度的轮胎周向上的面外抗弯刚性，从而允许抑制胎面表面在上述振动模式下的振动。因此，包括最窄宽度倾斜带束层22的上述构造允许降低高频范围以及低频范围的噪音。
此外，在本实施方式中，充气轮胎10还包括在胎面部13中配置在倾斜带束16的轮胎径向外侧、即配置在胎体15的冠部的轮胎径向外侧的周向带束23。周向带束23包括具有沿着轮胎周向延伸的帘线的至少一层周向带束层。这里，“沿着轮胎周向延伸的帘线”指与轮胎周向平行地延伸的帘线，还指被构造成当螺旋状卷绕时可以相对于轮胎周向(相对于轮胎周向的倾斜角度为大约5°)略微倾斜的条带的橡胶包覆帘线。
周向带束23在包括轮胎赤道面CL的中央区域CA中的每单位宽度的轮胎周向刚性比在其它区域中的每单位宽度的轮胎周向刚性高。以轮胎赤道面CL为中心，中央区域CA的宽度W4是周向带束23、即最宽宽度周向带束层24的宽度W3的0.2倍以上且0.6倍以下。即，宽度W3和W4满足0.2×W3≤W4≤0.6×W3。
例如，在周向带束23中，轮胎径向宽度彼此不同的最宽宽度周向带束层24和最窄宽度周向带束层25可以被配置成在包括轮胎赤道面CL的中央区域CA中彼此层叠，由此使中央区域CA中的每单位宽度的轮胎周向刚性比其它区域中的每单位宽度的轮胎周向刚性高。
此外，例如，如图3所示，在周向带束230中，两层周向带束层260可以被配置成仅在中央区域CA中彼此层叠，由此使中央区域CA中的每单位宽度的轮胎周向刚性比其它区域中的每单位宽度的轮胎周向刚性高。
此外，在周向带束23中，例如，可以局部地增加形成周向带束层25的帘线的植入数量或加捻数量，使得中央区域CA中的帘线的刚性能够提高，由此使中央区域CA中的每单位宽度的轮胎周向刚性比其它区域中的每单位宽度的轮胎周向刚性高。
如以下说明地，上述构造允许进一步降低噪音。如上已经说明地，气密层17可以被如此地加厚，以主要抑制频率为80Hz至100Hz的低频率范围的截面一阶振动模式下的振动。然而，诸如频率为400Hz至600Hz的高频范围的截面二阶振动模式等的另一振动模式下的振动还会因包括相对于轮胎周向倾斜35°以上的帘线的最宽宽度倾斜带束层18而增大。鉴于这一点，可以设置具有上述刚性的周向带束23、230，使得胎面部的宽度方向中央部在周向上不大可能被加宽，从而抑制了胎面表面的周向上的加宽，允许抑制胎面表面在上述振动模式下的振动。因此，被如上所述地构成的包括周向带束23、230的上述构造允许降低高频范围以及低频范围的噪音。
此外，在本实施方式中，当将内压限定为250kPa以上时，如图4所示，充气轮胎10具有满足以下关系的截面宽度SW和外径OD。即，当充气轮胎10的截面宽度SW小于165mm时，SW/OD为0.26以下。同时，当充气轮胎10的截面宽度SW为165mm以上时，外径OD满足OD≥2.135×SW+282.3。
本实施方式的充气轮胎10为具有满足上述关系的截面宽度SW和外径OD的窄宽度大直径的轮胎，这允许抑制胎面部13的接地处的轮胎宽度方向上的变形，还允许抑制偏心变形。因此，与通常尺寸的轮胎相比，具有满足上述关系的截面宽度SW和外径OD的窄宽度大直径的轮胎能够在增加气密层的厚度的同时进一步抑制滚动阻力的增大。
此外，在本实施方式中，形成气密层17的橡胶组合物的空气透过系数为1.0×10- 14cc·cm/(cm2·s·cmHg)以上且6.5×10-10cc·cm/(cm2·s·cmHg)以下。该构造允许在保持气密层17的高的空气阻隔性并维持高的轮胎内压的同时抑制重量和制造成本的增加。
此外，在本实施方式中，气密层17由-40℃下的动态储能弹性模量(dynamicstorage elastic modulus)E’为500MPa以上且8000MPa以下的橡胶组合物形成。该构造允许在防止气密层17在低温下龟裂的同时提供足够的轮胎的成型性。
此外，在本实施方式中，形成气密层17的橡胶组合物的损耗角正切(tanδ)为0.1以上且0.3以下。该构造允许维持弹性并允许抑制损耗增加。
此外，在本实施方式中，气密层17整体可以具有均匀的厚度。此外，在本实施方式中，最窄宽度倾斜带束层17配置在最宽宽度倾斜带束层18的外周侧。
此外，在本实施方式中，定义为X＝Y×n×m的X为750以上，其中Y表示周向带束层的帘线的杨氏模量(GPa)，m表示周向带束层的层数，n表示每50mm的帘线的植入数量。此外，X可以优选为800以上，进一步优选为900以上。此外，X还可以优选为1500以下。
在上述构造中，周向带束23的周向刚性高，这能够抑制胎面部13的接地处的轮胎周向上的变形以及所伴随的轮胎宽度方向上的变形(摩擦变形)。因此，能够抑制由轮胎变形导致的滚动阻力的增大。
本实施方式的充气轮胎10的轮胎尺寸的具体示例为：105/50R16、115/50R17、125/55R20、125/60R18、125/65R19、135/45R21、135/55R20、135/60R17、135/60R18、135/60R19、135/65R19、145/45R21、145/55R20、145/60R16、145/60R17、145/60R18、145/60R19、145/65R19、155/45R18、155/45R21、155/55R18、155/55R19、155/55R21、155/60R17、155/65R13、155/65R18、155/70R17、155/70R19、165/45R22、165/55R16、165/55R18、165/55R19、165/55R20、165/55R21、165/60R19、165/65R19、165/70R18、175/45R23、175/55R18、175/55R19、175/55R20、175/55R22、175/60R18、175/65R15、185/45R22、185/50R16、185/50R20、185/55R19、185/55R20、185/60R17、185/60R19、185/60R20、195/50R20、195/55R20、195/60R19、195/65R17、205/50R21、205/55R16、205/55R20、205/60R16、205/60R18、215/50R21、215/60R17、225/65R17。
本实施方式的充气轮胎10可以优选地使用高的内压。具体地，轮胎10可以优选地具有250kPa以上的内压。轮胎具有250kPa以上的内压能够抑制接地长度的增加，否则接地长度可能会增加，由此减少胎面橡胶的变形量并进一步减小滚动阻力。
这里，在本实施方式的充气轮胎10中，考虑到湿路面性能与其它性能之间的平衡，可以优选地减小胎面中的槽量。具体地，槽体积率(槽体积V2/胎面橡胶体积V1)可以优选为20％以下，负比率(槽面积与胎面表面的面积的比率)可以优选为20％以下。这些值均小于传统尺寸的充气轮胎的标准值。
总体思路提供了：应当增大槽量，以改善湿路面性能。然而，与图5的(a)相比，如图5的(b)所示，本实施方式的窄宽度大直径尺寸的充气轮胎10的接地面宽度W减小了，这允许水容易沿着轮胎宽度方向排出。这意味着能够减小槽量，而不会损害湿路面性能；而且，改善了陆部刚性，这改善了诸如转弯能力(cornering power)等的其它性能。
这里，将槽体积率定义为比V2/V1，其中V1表示配置在如下位置的胎面橡胶的体积，V2代表形成于胎面表面的槽的总体积：该位置比形成倾斜带束16的倾斜带束层中的在轮胎宽度方向上具有最大宽度的最大宽度倾斜带束层的宽度方向两端部靠轮胎宽度方向内侧、且比位于轮胎宽度方向中央位置处的轮胎径向最外侧的增强构件(在图1的示例中为最窄宽度周向带束层25)靠轮胎径向外侧。
本实施方式的充气轮胎10可以优选地具有例如如图6的示例所示的胎面花纹，该胎面花纹主要包括分别由两个周向槽31、32或由周向槽32和胎面端TE沿着轮胎宽度方向划分出的肋状陆部33、34。这里，肋状陆部33、34是指沿着轮胎周向延伸、在轮胎宽度方向上不被任何宽度方向槽横穿的陆部。然而，肋状陆部33、34可以包括刀槽以及在肋状陆部内终止的其它宽度方向槽。这与通常采用具有宽度方向槽的花纹来改善湿路面性能的传统尺寸的标准充气轮胎形成对比。
这可以被认为归功于本实施方式的充气轮胎10具有窄的接地宽度且特别是在高的内压(例如，250kPa以上)下使用时具有高的接地压力，因而能够在提高周向抗剪刚性的同时改善湿路面上的接地性。
如图6的示例所示，在主要包括肋状陆部33、34的胎面花纹中，胎面花纹可以在以轮胎赤道面CL为中心的占胎面宽度TW的80％的轮胎宽度方向区域中仅包括肋状陆部(即，没有宽度方向槽)。原因是：该轮胎宽度方向区域的排水性能会对特别是湿路面性能做出显著的贡献。
这里，“胎面端TE”是指在轮胎安装于轮辋、充填待安装轮胎的各车辆所规定的内压且在施加如下负荷负载时遍及与路面接触的接地面的轮胎周向上的整个区域的区域中的位于轮胎宽度方向最外侧的位置：施加与产业标准所规定的或将来确定的最大负荷负载，或者在尺寸未记载在产业标准中的情况下施加在假定最大乘员数量时四个轮胎中的承受最大负载的轮胎受到的的负荷负载。
“待安装轮胎的各车辆所规定的内压”是指如下空气压力：上述产业标准中规定的空气压力，或者与将来确定的最大负荷负载对应的空气压力，并且在尺寸未记载在上述产业标准中的情况下在假定最大乘员数量时与四个轮胎中的承受最大负载的轮胎受到的负荷负载对应的空气压力。
“胎面宽度TW”是指胎面端之间的轮胎宽度方向上的距离。
此外，如图6所示，刀槽30可以设置于胎面表面，以便改善各种性能。
特别地，就改善湿路面性能而言，刀槽30均可以优选为一端朝向槽开口而另一端在陆部内终止的一侧开口刀槽30。与两侧开口刀槽相比，一侧开口刀槽30能够在除去接地面内的水膜的同时提高周向抗剪刚性，由此得到由周向抗剪刚性的改善带来湿路面性能改善效果。出于相同的原因，如图6所示，一侧开口刀槽30可以优选地与主要包括肋状陆部33、34的花纹组合。
在本实施方式的充气轮胎10中，在进一步改善湿路面性能方面，当胎面橡胶使用高刚性橡胶时，可以在胎面表面中优选地设置图6所示的小孔35和图7所示的周向刀槽36。高刚性橡胶的使用提高了周向抗剪刚性，这会促进排水。然而，另一方面，轮胎与路面之间的有效接地面积可能减小，从而会降低湿路面性能。鉴于这一点，可以使用会降低橡胶压缩刚性的周向刀槽和/或小孔，由此抑制橡胶的压缩刚性以增大有效接地面积。这里，小孔35和/或周向刀槽36具有降低周向抗剪刚性的效果，然而这十分地小、足以维持由周向抗剪刚性的改善带来的湿路面性能改善效果。
这里，在本实施方式中，在轮胎10相对于车辆的安装方向(车辆安装方向)被指定的情况下，可以将以轮胎赤道面CL为边界的位于车辆安装方向内侧和车辆安装方向外侧的轮胎宽度方向半部之间的负比率设定为不同。
在本实施方式中，如图8的示例所示，胎面花纹可以被构造成具有从轮胎赤道面CL附近延伸至胎面端TE的宽度方向槽37。在该情况下，可以选择性地省略周向槽。作为图8中的示例的主要包括宽度方向槽37的胎面花纹能够有效地对特别是雪上性能做出贡献。
在本实施方式中，图6、图7和图9所示的肋状陆部33、34中的由位于轮胎宽度方向最外侧的周向槽32和胎面端TE划分出的肩侧肋状陆部34可以采用各种构造。例如，在车辆安装方向被指定的轮胎中，肩侧肋状陆部34的轮胎宽度方向上的宽度在车辆安装方向外侧与车辆安装方向内侧之间可以不同。这里，考虑到操纵稳定性，位于车辆安装方向外侧的肩侧肋状陆部34的宽度优选地比位于车辆安装方向内侧的肩侧肋状陆部34的宽度大。
在抑制翘曲以改善转弯能力方面，如图9所示，本实施方式的充气轮胎10可以优选地包括均从周向槽32向当轮胎安装于车辆时的车辆安装方向内侧延伸的一端开口槽42。更具体地，在胎面表面上，在以轮胎赤道面CL为边界的半部中的至少一个半部中，轮胎10可以优选地包括周向槽32，周向槽32沿着轮胎周向延伸、位于胎面端TE侧，周向槽32与胎面端TE相邻且在轮胎宽度方向上与胎面端TE间隔开的距离为胎面宽度TW的25％以上，在与由周向槽32和胎面端TE划分出的肩侧肋状陆部34相邻的肋状陆部33中的一个肋状陆部33中，轮胎10可以优选地包括至少一个一端开口槽42，一端开口槽42以留在陆部33内的方式从位于胎面端TE侧的周向槽32延伸且沿着轮胎宽度方向延伸。这里，图9的槽43是槽深比周向槽32的槽深浅的浅槽。
在如本实施方式的窄宽度大直径的充气轮胎的情况下，轮胎在车辆安装方向外侧经受压缩应力，而在车辆安装方向内侧经受拉伸应力。这些应力会使胎面橡胶变形，胎面橡胶变形会使带束变形，从而导致接地面从地面不利地浮起。
这里，轮胎具有以留在肋状陆部33内的方式从位于胎面端TE侧的周向槽32延伸的一端开口槽42。因而，轮胎被构造成在肋状陆部33内、在车辆安装方向外侧具有在压缩应力下可闭合的一端开口槽42，与不设置一端开口槽42或一端开口槽42不向车辆安装方向外侧延伸的情况相比，能够抑制胎面和带束在压缩应力下的变形。
此外，一端开口槽42留在肋状陆部33内，因而与一端开口槽42朝向车辆安装方向内侧延伸的情况相比，轮胎在车辆安装方向内侧的抵抗拉伸应力的刚性提高了，由此抑制胎面和带束的变形。
在本实施方式的充气轮胎10中，如图1所示，在轮胎宽度方向截面中，将直线m1与直线m2之间的距离定义为下降高度LCR，下降高度LCR优选地满足比LCR/TW为0.045以下，其中直线m1穿过胎面表面上的位于轮胎赤道面CL处的点P且与轮胎宽度方向平行，直线m2穿过胎面端TE且与轮胎宽度方向平行。在将比LCR/TW限定在上述范围内的情况下，轮胎10具有扁平化(平坦化)的冠部以增大接地面积，使来自路面的输入(压力)得以缓和以减小轮胎径向上的挠曲率，由此改善轮胎的耐久性和耐磨耗性。
在本实施方式的充气轮胎10中，就改善湿路面性能而言，可以优选地使用高弹性橡胶作为胎面橡胶。这与使用低弹性橡胶改善湿路面性能的传统尺寸的充气轮胎形成对比。可想到的原因是：本实施方式的窄宽度大直径尺寸的充气轮胎10具有窄的接地宽度且特别是在高的内压下使用时还具有高的接地压力，这可以提高周向抗剪刚性，由此改善湿路面上的接地性。
具体地，高弹性橡胶的30℃下的动态储能弹性模量E’可以优选地在6.0MPa至12.0MPa的范围。使用满足该范围的橡胶可以进一步提高充气轮胎10的湿路面性能。此外，胎面橡胶的60℃下的损耗角正切tanδ可以优选地落在0.05至0.15的范围。满足该范围的胎面橡胶可以进一步减小滚动阻力。
在本实施方式中，除了胎面橡胶使用上述高弹性橡胶以外，可以使用图6、图7和图9所示的主要包括肋状陆部33、34的胎面花纹以进一步提高周向抗剪刚性，由此改善湿路面性能。
在本实施方式中的轮胎10中，胎面橡胶可以由沿着轮胎径向层叠的不同的多层橡胶层形成。用作上述多层橡胶层的橡胶可以在诸如损耗角正切、模量、硬度、玻璃化转变温度以及材质等的特性方面彼此不同。此外，多层橡胶层的轮胎径向上的厚度的比率在轮胎宽度方向上可以不同。可选地，周向槽31、32(图1)的槽底例如可以仅由与周围不同的橡胶层形成。
在本实施方式中，胎面橡胶可以由在轮胎宽度方向上彼此不同的多层橡胶层形成。用作上述多层橡胶层的橡胶可以在诸如损耗角正切、模量、硬度、玻璃化转变温度以及材质等的特性方面彼此不同。此外，多层橡胶层的轮胎宽度方向上的宽度的比率在轮胎径向上可以不同。可选地，限定区域中的橡胶层，诸如仅在周向槽31、32附近的橡胶层、仅在胎面端TE附近的橡胶层、仅在肩侧陆部34附近的橡胶层或者仅在中央陆部33附近的橡胶层，可以由与周围不同的橡胶层形成(图1)。
根据本实施方式的轮胎10，图1的倾斜带束16中的最宽宽度倾斜带束层18的轮胎宽度方向上的宽度可以优选为胎面宽度TW的90％至115％，特别优选为胎面宽度TW的100％至105％。
在本实施方式中，金属帘线、特别是钢帘线是构成图1的倾斜带束16的最宽宽度倾斜带束层18或最窄宽度倾斜带束层22中使用的带束帘线的最典型的示例。然而，还可以使用有机纤维帘线。钢帘线可以包括作为主要成分的钢，还可以包含诸如碳、锰、硅、磷、硫、铜和铬等的各种微量含有物。
在本实施方式中，构成图1的倾斜带束16的最宽宽度倾斜带束层18或最窄宽度倾斜带束层22中使用的带束帘线可以使用单丝帘线和通过加捻多根丝获得的帘线。对于加捻结构可以采用各种设计，这些设计可以在例如截面结构、加捻节距、加捻方向、相邻的丝的距离方面不同。此外，还可以使用通过加捻不同材质的丝获得的帘线，可以采用诸如单捻(single twist)、层捻(layer twist)和复捻(multi twist)等的各种加捻结构，而不受限于任何特别的截面结构。
图10示意性地示出了带束结构的另一示例，其中在两层倾斜带束层71、72的轮胎径向外侧层叠一层周向带束层73。
在本实施方式的充气轮胎10中，图2、图3和图10的周向带束层24、25、260、73优选具有高的刚性，更具体地，可以优选地由沿着轮胎周向延伸的帘线的贴胶层(rubberizedlayer)形成，可以优选地满足1500≥X≥750，X被定义为X＝Y×n×m，其中Y表示帘线的杨氏模量(GPa)，n表示帘线的植入数量(根/50mm)，m表示周向带束层24、25、260、73的层数。本实施方式的窄宽度大直径尺寸的充气轮胎10的形状在转弯时易于因抵抗来自路面的输入而在轮胎周向上局部变形，使得接地面可能为大致三角形，即周向上的接地长度根据轮胎宽度方向上的位置而大幅改变。相比之下，周向带束层24、25、260、73被形成为具有高的刚性，从而改善了轮胎的环刚性(ring rigid)，这会抑制轮胎周向上的变形，其结果是通过橡胶的不可压缩性还可以抑制轮胎宽度方向上的变形，从而使接地形状不大可能改变。此外，改善了的环刚性会促进偏心变形，这同时改善了滚动阻力。在本实施方式的充气轮胎10中，以特别大地幅度提高了滚动阻力的改善效果。
此外，当使用如上所述的高刚性的周向带束层24、25、260、73时，倾斜带束层18、71、72的带束帘线可以优选地相对于轮胎周向以大的角度、具体地以35°以上的角度倾斜。高刚性的周向带束层24、25、260、73的使用提高了轮胎周向刚性，这可能会在一些轮胎中不利地减小接地长度。鉴于这一点，可以使用以大的角度倾斜的带束层，以降低轮胎周向上的面外抗弯刚性，增大胎面表面变形时橡胶的轮胎周向上的拉伸，由此抑制接地长度的减小。
此外，在本实施方式中，为了提高断裂强度，周向带束层24、25、260、73可以使用波状帘线。使用高伸长率(例如，断裂时伸长4.5％至5.5％)的帘线同样可以提高断裂强度。
此外，在本实施方式中，可以使用各种材质作为周向带束层24、25、260、73，典型的示例有人造丝、尼龙、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚芳酰胺、玻璃纤维、碳纤维、钢等。就减轻重量而言，有机纤维帘线是特别优选的。
这里，在本实施方式中，周向带束层24、25、260、73可以采用单丝帘线、通过加捻多根丝获得的帘线或通过加捻不同材质的丝获得的复合帘线作为其帘线。
此外，在本实施方式中，周向带束层24、25、260、73的帘线的植入数量可以在20根/50mm至60根/50mm的范围，但不限于此。
此外，在本实施方式中，周向带束层24、25、260、73的诸如刚性、材质、层数、帘线的植入密度等的特性可以沿着轮胎宽度方向分布。例如，可以仅在例如轮胎宽度方向端部处增加周向带束层24、25、260、73的层数。另一方面，可以仅在中央部中增加周向带束层24、25、260、73的层数。
此外，在本实施方式中，周向带束层24、25、260、73可以被设计成比倾斜带束层18、22、71、72宽或窄。例如，周向带束层24、25、260、73可以被设计成具有在如下宽度的90％至110％的范围的宽度：倾斜带束层18、22、71、72中的轮胎宽度方向上的宽度最大的最大宽度倾斜带束层18、71的宽度。
这里，周向带束层24、25、260、73可以被构造成螺旋层，这对制造而言是特别有利的。
这里，在本实施方式中，可以选择性地省略周向带束层24、25、260、73。
在本实施方式中，胎体线可以采用各种结构。例如，胎体15在轮胎径向上的胎体最大宽度位置可以靠近胎圈部11侧或胎面部13侧。例如，胎体15在轮胎径向上的胎体最大宽度位置可以配置在胎圈基部的轮胎径向外侧、在轮胎截面高度的50％至90％的范围。
此外，在本实施方式中，胎体15还可以采用各种结构。例如，构成胎体15的胎体帘线的植入数量可以在20根/50mm至60根/50mm的范围，但不限于此。
此外，例如，如图11所示，胎体15可以具有位于比胎圈填胶82的轮胎径向端靠轮胎径向内侧的折返端15a。可选地，胎体折返端15a可以位于比胎圈填胶82的轮胎径向外侧端靠轮胎径向外侧的位置或位于比在轮胎径向上的轮胎最大宽度位置靠轮胎径向外侧的位置，或者在一些情况下可以延伸至比倾斜带束16的轮胎宽度方向端靠轮胎宽度方向内侧的位置。此外，在胎体15由多层胎体帘布层形成的情况下，各胎体帘布层的折返端在轮胎径向上可以配置在不同位置。可选地，胎体15原本可以不包括胎体折返部；替代地，胎体15可以是夹在多个胎圈芯构件之间的结构或是绕着胎圈芯14卷绕的结构。
在本实施方式的充气轮胎10中，可以优选地减小侧部19的厚度。以例如如下方式“减小侧部19的厚度”：可以将胎圈填胶82构造成具有为胎圈芯14的轮胎宽度方向截面面积S2的1倍以上且4倍以下的轮胎宽度方向截面面积S1。此外，胎侧部12在轮胎径向上的轮胎最大宽度位置处具有厚度Ts，胎圈芯14在轮胎径向中央位置处具有胎圈宽度Tb，Ts与Tb的比(Ts/Tb)落在15％以上且40％以下的范围。此外，胎侧部12在轮胎径向上的轮胎最大宽度位置处具有厚度Ts，胎体15具有直径为Tc的胎体帘线，Ts与Tc的比(Ts/Tc)为5以上且10以下。
厚度Ts是包括橡胶、胎体15和气密层17的所有构件的总厚度。此外，当轮胎被构造成胎圈芯14被胎体15分成多个小胎圈芯时，Tb是指所有小胎圈芯的宽度方向最内侧端部与最外侧端部之间的距离。
在本实施方式中，轮胎10的在轮胎径向上的轮胎最大宽度位置配置在轮胎截面高度的50％至90％的范围、位于胎圈基部的轮胎径向外侧。
本实施方式的轮胎10可以被构造成包括轮辋保护件。
本实施方式的轮胎10可以被构造成选择性地不包括胎圈填胶82。
根据本实施方式，胎圈芯14可以采用包括截面圆形或者截面多边形的各种结构。
在本实施方式中，出于增强的目的，胎圈部11还可以包括例如橡胶层和帘线层。这些附加构件可以相对于胎体15和胎圈填胶82配置在各种位置。
在本实施方式中，为了降低空腔共鸣音，轮胎内表面可以配设有多孔构件或可以进行静电植绒加工。
本实施方式的轮胎10在轮胎内表面可以选择性地包括用于防止轮胎爆破时空气泄漏的密封构件。
本实施方式的充气轮胎10可以选择性地被构造成侧增强型缺气保用轮胎，其具有如图11所示的配置于侧部19的新月形截面的侧增强橡胶81。
如在图11的示例中，在本实施方式的充气轮胎10中，当被构造成侧增强型缺气保用轮胎时，可以简化侧部19的结构，由此实现缺气保用耐久性和燃耗性能两者。这是基于如下发现：在窄宽度、大直径尺寸的缺气保用的充气轮胎的情况下，缺气保用行驶期间，轮胎在侧部19和胎面部13经受相对小的变形，而从肩部至胎肩加强部经历相对大地变形。这种变形与传统尺寸的轮胎在侧部经受相对大的变形形成对比。窄宽度大直径的轮胎特有的这种变形允许轮胎具有简化的结构，以充分地确保缺气保用耐久性，并且还能够进一步改善燃耗性能。
具体地，可以满足以下条件(i)至(iii)中的至少任意一者，由此简化轮胎的结构。
(i)如图11所示，胎体15的胎体折返部的折返端15a位于比轮胎10在轮胎径向上的轮胎最大宽度位置靠轮胎径向内侧的位置。
(ii)处于组装于轮辋、充填预定内压且无负荷的基准状态的轮胎10满足关系1.8≤H1/H2≤3.5，其中H1表示在轮胎宽度方向截面中侧增强橡胶81的轮胎径向最大长度，H2表示连接胎圈填胶82的轮胎径向最外点和胎圈芯14的轮胎径向最外点的线段的长度。这里，如图11的示例所示，当存在多条连接胎圈填胶82的轮胎径向最外点和胎圈芯14的轮胎径向最外点的具有长度H2的线段时，使用最长的那条线段的长度作为长度H2。
(iii)轮胎满足关系式10(mm)≤(SW/OD)×H1≤20(mm)。
根据本实施方式的充气轮胎10，当该轮胎被构造成如图11所示的侧增强型缺气保用轮胎时，位于轮胎宽度方向最外侧的周向槽32被配置成在轮胎宽度方向上靠近轮胎赤道面CL，由此实现进一步改善缺气保用耐久性。这是基于如下发现：在窄宽度大直径尺寸的图11的示例的缺气保用的充气轮胎的情况下，在缺气保用行驶期间，轮胎在侧部19和胎面部13经受相对小的变形，而从肩部至胎肩加强部经历相对大的变形。这种变形与传统尺寸的轮胎在侧部经受相对大的变形形成对比。如上所述，在经受特有变形的窄宽度大直径的轮胎中，位于轮胎宽度方向最外侧的周向槽32可以被配置成靠近轮胎赤道面CL，由此提高在缺气保用行驶期间从肩部至胎肩加强部的接地性，这缓和了接地压力。结果，轮胎能够进一步改善缺气保用耐久性。
具体地，处于组装于轮辋、充填预定内压且无负荷的基准状态的轮胎可以优选地满足关系式0.5≤WG/WB≤0.8，其中WB表示形成倾斜带束16的一层以上的带束层中的轮胎宽度方向上的宽度最大的带束层的轮胎宽度方向上的一半宽度，WG表示从轮胎宽度方向上的宽度最大的带束层的轮胎宽度方向端部至一个以上的周向槽31、32中的位于轮胎宽度方向最外侧的周向槽32的轮胎宽度方向中心位置的轮胎宽度方向距离。
实施例
接下来，试制本发明的充气轮胎并在以下说明中对滚动阻力和车内噪音进行性能评价。试制具有表1所示的规格的、轮胎尺寸为165/60R19(窄宽度大直径尺寸，截面宽度SW＝175mm，外径OD＝680mm)的充气轮胎作为比较例1至比较例3和实施例1至实施例7，并且试制具有表1所示的规格的、轮胎尺寸为195/65R15(通常尺寸，截面宽度SW＝205mm，外径OD＝630mm)的充气轮胎作为比较例4至比较例6。通过以下方法对比较例1至比较例6的充气轮胎以及实施例1至实施例7的充气轮胎的车内噪音和滚动阻力进行评价。结果示出在表1中。
(车内噪音性能的评价)
将根据比较例1至比较例3和实施例1至实施例7的轮胎组装于轮辋尺寸为5.5J-19的轮辋、将根据比较例4至比较例6的轮胎组装于轮辋尺寸为6.5J-15的轮辋，并且均充填300kPa的内压，然后在4.28kN的负载下以时速40km、60km、80km、100km的速度在行驶试验用鼓上转动，以便分别测量低频范围(80Hz以上且100Hz以下)和高频范围(400Hz以上且800Hz以下)的车内噪音等级，并且算出测量值的平均值。表1示出了以比较例1作为基准的噪音变化量(dB)的结果。值越小表示性能越好。
(滚动阻力性能的评价)
将根据比较例1至比较例3和实施例1至实施例7的轮胎组装于轮辋尺寸为5.5J-19的轮辋、将根据比较例4至比较例6的轮胎组装于轮辋尺寸为6.5J-15的轮辋，并且均充填300kPa的内压，然后使用具有铁板表面的直径为1.7m的鼓试验机(速度为80km/h)，对车轴的滚动阻力进行测量。按照ISO18164，利用平滑的转鼓、力方式(force method)来实施滚动阻力的测量。表1以比较例1的值为100的指数示出了结果。值越小表示性能越好。
[表1]
在表1中，作为材料※1的复合帘线是有机纤维的聚芳酰胺和尼龙的复合帘线。※2是轮胎宽度方向宽度。
如表1所示，与比较例1相比，比较例2、比较例4至比较例6改善了低频范围的噪音性能，但是降低了滚动阻力性能。与比较例1相比，比较例3改善了滚动阻力性能，但是降低了高频范围的噪音性能。另一方面，与比较例1相比，实施例1至实施例7改善了至少低频范围的噪音性能，却具有与比较例1等同或优于比较例1的滚动阻力性能。因而，本发明的充气轮胎能够在抑制滚动阻力可能增大的同时降低噪音。
此外，实施例6的高频范围的噪音性能比实施例1好，这表示具有如上所述地配置的相对于轮胎周向的倾斜角度和轮胎宽度方向宽度的最窄宽度倾斜带束层还能够改善甚至高频范围的噪音性能。此外，实施例7的高频范围的噪音性能比实施例1好。因此，设置有周向带束的中央区域可以具有比其它区域大的周向刚性，由此改善甚至高频范围的噪音性能。
附图标记说明
10 充气轮胎
11 胎圈部
12 胎侧部
13 胎面部
14 胎圈芯
15 胎体
15a 胎体的折返部的折返端
16 倾斜带束
17 气密层
18 最宽宽度倾斜带束层
19 侧部
20 第一气密层橡胶
21 第二气密层橡胶
22 最窄宽度倾斜带束层
23、230 周向带束
24 最宽宽度周向带束层
25 最窄宽度周向带束层
30 刀槽
31、32 周向槽
33、34 肋状陆部
35 小孔
36 周向刀槽
37 宽度方向槽
42 一端开口槽
43 浅槽
71、72 倾斜带束层
73 周向带束层
81 侧增强橡胶
82 胎圈填胶
260 周向带束层
CA 中央区域
CL 轮胎赤道面
TE 胎面端

Claims (9)

1.一种充气轮胎，其包括：
胎体，所述胎体跨设在一对胎圈部之间；
倾斜带束，所述倾斜带束配置在所述胎体的冠部的轮胎径向外侧且包括具有相对于轮胎周向倾斜延伸的帘线的倾斜带束层；以及
气密层，所述气密层配设在所述胎体的内侧，其中，
所述轮胎的侧部的至少局部处的所述气密层的厚度为1.5mm以上，
所述倾斜带束层中的至少一层倾斜带束层的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度为35°以上，
所述侧部的至少局部处的所述气密层的厚度比其余部分处的所述气密层的厚度大，
所述气密层的空气透过系数为1.0×10-14cc·cm/(cm2·s·cmHg)以上且6.5×10- 10cc·cm/(cm2·s·cmHg)以下，
所述气密层的-40℃下的动态储能弹性模量E’为500MPa以上且8000MPa以下，
所述气密层的损耗角正切为0.1以上且0.3以下，
所述胎圈部设置有胎圈填胶，所述胎圈填胶构造成具有为埋设于所述胎圈部的胎圈芯的轮胎宽度方向截面面积的1倍以上且4倍以下的轮胎宽度方向截面面积，
所述侧部在轮胎径向上的轮胎最大宽度位置处具有厚度Ts，所述胎圈芯在轮胎径向中央位置处具有胎圈宽度Tb，该厚度Ts与该胎圈宽度Tb的比Ts/Tb落在15％以上且40％以下的范围，并且
所述侧部在轮胎径向上的轮胎最大宽度位置处具有厚度Ts，所述胎体具有直径为Tc的胎体帘线，Ts与Tc的比为5以上且10以下。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述气密层的厚度为2.8mm以下。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述倾斜带束至少具有轮胎宽度方向宽度不同的两层所述倾斜带束层，该倾斜带束层中的最宽宽度倾斜带束层的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ1与该倾斜带束层中的最窄宽度倾斜带束层的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ2满足：
35°≤θ1≤85°；和
10°≤θ2≤30°；并且
所述最宽宽度倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度W1与所述最窄宽度倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度W2满足：
W2≤0.6×W1。
4.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述轮胎还包括周向带束，所述周向带束配置在所述胎体的冠部的轮胎径向外侧且包括具有沿着轮胎周向延伸的帘线的至少一层周向带束层，其中，
所述周向带束在包括轮胎赤道的中央区域中的每单位宽度的轮胎周向刚性比在其它区域中的每单位宽度的轮胎周向刚性高。
5.根据权利要求3所述的充气轮胎，其特征在于，所述轮胎还包括周向带束，所述周向带束配置在所述胎体的冠部的轮胎径向外侧且包括具有沿着轮胎周向延伸的帘线的至少一层周向带束层，其中，
所述周向带束在包括轮胎赤道的中央区域中的每单位宽度的轮胎周向刚性比在其它区域中的每单位宽度的轮胎周向刚性高。
6.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，
如果以SW表示所述轮胎的截面宽度并且以OD表示所述轮胎的外径，则
当SW小于165mm时，SW/OD为0.26以下；
当SW为165mm以上时，OD满足OD≥2.135×SW+282.3。
7.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述轮胎的槽体积率为20％以下。
8.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述轮胎的下降高度LCR与胎面宽度TW之比LCR/TW为0.045以下。
9.根据权利要求4所述的充气轮胎，其特征在于，所述轮胎满足1500≥X≥750，其中，X被定义为X＝Y×n×m，Y表示所述周向带束层的帘线的杨氏模量，n表示所述周向带束层的帘线的每50mm的植入数量，m表示所述周向带束层的层数。
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