CN106573498A - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

一种充气轮胎，包括由两个倾斜带束层形成的带束，所述倾斜带束层由以相对于轮胎周向倾斜的方式延伸的帘线的涂橡胶的层形成，所述帘线在所述层之间彼此交叉，其中：在未加载状态下，当充气轮胎安装到适用的轮辋并施加规定的内部压力时，所述两个倾斜带束层具有不同的轮胎宽度方向宽度；在所述两个倾斜带束层中，当W1(mm)是具有较大轮胎宽度方向宽度的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度，W2(mm)是另一倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度时，比值W2/W1满足关系式：0.25≤(W2/W1)≤0.8；所述带束的轮胎径向外侧还包括由一个或多个周向带束层形成的增强带，所述周向带束层由沿着轮胎周向延伸的帘线的涂橡胶的层形成；以及在一个倾斜带束层的端部和另一个倾斜带束层的端部之间的轮胎宽度方向的区域中的所述增强带的周向刚度高于所述区域的轮胎宽度方向内侧中的所述增强带的周向刚度。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎，特别是涉及一种能够降低转弯力的负载依赖性并同时确保耐久性的充气轮胎。

背景技术

通常，已知在胎圈部之间延伸的胎体的胎冠部的轮胎径向外侧上设置具有相对于轮胎周向倾斜的帘线的倾斜的带束层(belt layers)作为充气轮胎的增强构件。

也就是说，作为转向稳定性的指标，通常通过确保倾斜带束层的轮胎宽度方向的刚度来获得转弯力。

在使用这种增强构件的情况下，提高了转弯力。然而，在负载依赖性方面存在问题，使得取决于对轮胎的负载的程度而获得的转弯力的程度产生差异。例如，在将具有上述增强结构的充气轮胎安装在对前轮的负荷和对后轮的负荷大不相同的小FF车辆上的情况下，由前轮获得的转弯力明显大于由后轮获得的转弯力，因此，例如存在转弯过程中的趋向于过转弯和转弯稳定性降低的问题。

关于这一点，PTL 1提出了一种充气轮胎，其通过在胎面宽度方向端部区域上设置周向槽并且在该周向槽的底部上布置圆形增强构件来确保轮胎的刚度，而不会实质上增加转弯力的负荷依赖性。

引文列表

专利文献

PTL1：JP2007-62468A

技术问题

然而，当使用如PTL1中公开的增强结构时，必须制备用于形成增强构件的除了充气轮胎之外的构件，例如尼龙帘线等。此外，需要通过将尼龙帘线等缠绕在槽底上来布置尼龙帘线等的过程。因此，存在增加充气轮胎的制造成本的问题。此外，由于增强部件暴露于外部，存在的问题是，当在行进期间从外部向增强部件施加大的力时，增强部件破裂，使得不可能获得足够的刚度。因此，期望一种不使用上述增强构件而改善即减小转弯力的负载依赖性的方法。

关于上述问题，本公开提供一种能够减小转弯力的负载依赖性并同时确保耐久性的充气轮胎。

发明内容

解决技术问题的技术方案

本公开的主题如下。

本公开的充气轮胎是包括由两个倾斜带束层形成的带束，所述倾斜带束层由以相对于轮胎周向倾斜的方式延伸的帘线的涂橡胶的层形成，所述帘线在所述层之间彼此交叉，其中：在未加载状态下，当充气轮胎安装到适用的轮辋并施加规定的内部压力时，所述两个倾斜带束层具有不同的轮胎宽度方向宽度；在所述两个倾斜带束层中，当W1(mm)是具有较大轮胎宽度方向宽度的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度，W2(mm)是另一倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度时，比值W2/W1满足关系式：0.25≤(W2/W1)≤0.8；所述带束的轮胎径向外侧还包括由一个或多个周向带束层形成的增强带，所述周向带束层由沿着轮胎周向延伸的帘线的涂橡胶的层形成；以及在一个倾斜带束层的端部和另一个倾斜带束层的端部之间的轮胎宽度方向的区域中的所述增强带的周向刚度高于所述区域的轮胎宽度方向内侧中的所述增强带的周向刚度。

这里，“适用的轮辋”是生产或使用轮胎的区域的有效工业标准，并且是指具有根据日本的“JATMA Year Book”、欧洲的“ETRTO STANDARD MANUAL”或美国的“TRA YEARBOOK”(ETRTO的STANDARD MANUAL中的“Measuring Rim”，以及TRA的“YEAR BOOK”中的“Design Rim”)的适用尺寸的标准轮辋。“规定的内部压力”是指与适用尺寸的上述轮胎中的标准的轮胎最大承载能力(最大空气压力)相对应的内压。

这里，“沿着轮胎周向延伸”包括帘线平行于轮胎周向的情况以及由于通过螺旋地缠绕具有涂覆有橡胶的帘线的条带而形成带束层，帘线相对于轮胎周向方向略微倾斜的情况(相对于轮胎周向的倾斜角度为5°或以下)。

此外，“增强带的周向刚度”是指当单元增强带从所述增强带切割出并且具有轮胎宽度方向单元宽度、周向单元长度和包括在径向方向上存在的所有的周向带束层的厚度，并且施加有在帘线的延伸方向上的张力时，对切割出的单元增强带，在帘线的延伸方向上产生一定的应变所需的力。

“在一个倾斜带束层的端部和所述另一个倾斜带束层的端部之间的轮胎宽度方向的区域中的增强带的周向的周向刚度高于所述区域的轮胎宽度方向内侧的增强带的周向刚度”是指“一个倾斜带束层的端部与另一个倾斜带束层的端部之间的轮胎宽度方向的区域中的增强带的周向的周向刚度”的平均值高于“所述区域的轮胎宽度方向内侧的增强带的周向刚度”的平均值。

此外，“一个倾斜带束层的端部与另一个倾斜带束层的端部之间的轮胎宽度方向的区域”是指在由轮胎赤道平面划分的一个轮胎宽度方向的半部分上的一个倾斜带束层的端部和另一倾斜带束层的端部之间的轮胎宽度方向区域，或者在另一轮胎宽度方向的半部分上的一个倾斜带束层的端部与另一倾斜带束层的端部之间的轮胎宽度方向区域。

这里，“布置在区域内的周向带束层的数量大于该区域的轮胎宽度方向内侧上布置的周向带束层的数量”是指“布置在该区域内的周向带束层”的平均数量大于“布置在该区域的轮胎宽度方向内侧的周向带束层”的平均数量。

有益效果

根据本公开，可以提供一种能够减小转弯力的负载依赖性并同时确保耐久性的充气轮胎。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施方式的充气轮胎的轮胎宽度方向的剖视示意图。

图2示出了图1的轮胎的带束结构的示意图。

具体实施方式

深入研究了上述问题之后，我们发现，在包括由两个倾斜带束层形成的带束的充气轮胎中，通过由具有轮胎宽度方向的不同宽度的两个倾斜带束层形成带束，并且通过使用由周向带束形成的增强带束增强仅存在一个倾斜带束层的区域，在一些情况下，转弯力的负载依赖性降低。

通过减小两个倾斜带束层中的一个倾斜带束层的宽度，带束刚度受损并且带束变得易于在轮胎宽度方向上移位，这降低了获得的转弯力。这里，在低负载时，转向期间带束的移位量小。因此，在低负载下，由于带束的刚度降低导致的转弯力的降低量小。

另一方面，在高负荷下，带束的移位变大。这里，在高负载下，转弯期间带束的移位量大。因此，由于带束移位引起的转弯力减小的程度大。

以这种方式，在高负载下由于带束移位引起的转弯力的减小程度较大，因此通过减小两个倾斜带束层中的一个倾斜带束层的宽度，可以降低转弯力的负载相关性。然而，如果任何一个倾斜带束层的宽度减小，则产生倾斜带束层的数量减少的区域。在该区域中，由于倾斜带束层较少，由于例如轮胎直径增长的容易性，轮胎的耐久性劣化。

然后，我们已经研究了用于补偿该区域的耐久性的方法，而不重新增大转弯力的被减小的依赖性。结果发现，即使用于补偿刚度的周向帘线层设置在由于倾斜带束层的宽度减小而倾斜带束层的数量减少的区域中，高负载下的转弯力也不增加。原因被认为是局部设置的周向帘线层对轮胎宽度方向的刚度几乎没有贡献，并且不抑制倾斜带束层的移位。

基于这样的知识，作为对两个倾斜带束层的尺寸比的进一步研究的结果，我们完成了本公开。

在下文中，通过参考附图详细地例示本公开的实施例。

图1示出了根据本公开第一实施方式的充气轮胎(以下简称为“轮胎”)在轮胎宽度方向上的示意性横截面图。进一步地，在图1中，示出了在轮胎安装到适用轮辋、施加有规定的内压并设定为无负载状态(以下也称为“基准状态”)的状态下的轮胎的轮胎宽度方向的横截面图。

如图1所示，本实施方式的轮胎1(充气轮胎)包括在一对胎圈部2之间的胎圈芯2a之间环状地延伸的胎体3，设置在胎体3的胎冠部的轮胎径向外侧的带束4，以及设置在带束4的轮胎径向外侧上的胎面5。胎体3的胎体帘布层的帘线的材料可以是例如钢丝帘线等，而不限于此。

如图1所示的根据第一实施例的轮胎1的带束4由具有轮胎宽度方向宽度W1的倾斜带束层4a和具有比倾斜带束层4a小的轮胎宽度方向宽度W2的倾斜带束层4b形成。两个倾斜带束层4a、4b是具有以相对于轮胎周向倾斜的方式延伸的带束帘线的带束层，其中带束帘线在倾斜带束层之间彼此交叉。带束帘线的材料优选为钢丝帘线，但不限于此。设置在轮胎径向内侧的一个倾斜带束层4a具有比设置在轮胎径向外侧的另一个倾斜带束层4b的轮胎宽度方向宽度W2大的轮胎宽度方向宽度W1。在本公开中，倾斜带束层4a和倾斜带束层4b形成为使得倾斜带束层4a的宽度W1与倾斜带束层4b的宽度W2的比值W2/W1满足关系式0.25≤(W2/W1)≤0.8。特别地，在本实施方式中，倾斜带束层4a和倾斜带束层4b形成为使得倾斜带束层4a的宽度W1与倾斜带束层4b的宽度W2之比W2/W1满足关系式0.6≤(W2/W1)≤0.8。此外，轮胎宽度方向宽度较小的倾斜带束层4b可以布置在轮胎径向内侧，并且具有较大轮胎宽度方向宽度的倾斜带束层4a可以布置在轮胎径向外侧。

图2示出了图1的轮胎的带束4的结构的示意图。在本实施方式中，倾斜带束层4a以这样的方式布置：使得具有较大轮胎宽度方向宽度的倾斜带束层4a的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ1为10°≤θ1≤30°。此外，在本实施方式中，倾斜带束层4b以这样的方式布置：使得具有较小轮胎宽度方向宽度的倾斜带束层4b的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ2为10°≤θ2≤30°。此外，本实施方式的倾斜带束层4a和倾斜带束层4b以倾斜带束层4a和倾斜带束层4b的轮胎宽度方向中心与轮胎赤道平面CL一致的方式布置。

如图1所示，本发明的轮胎1还包括位于带束4的轮胎径向外侧的增强带束6。本实施方式的增强带6由两个周向带束层6a和6b形成。周向带束层6a以在轮胎宽度方向上覆盖整个带束4的方式形成。周向带束层6b仅在倾斜带束层4a的端部和倾斜带束层4b的端部之间的轮胎宽度方向区域中以与周向带束层6a的轮胎径向外侧分离的方式设置。周向带束层6a和6b优选使用由有机纤维形成的帘线，并且可以使用由有机纤维如芳族聚酰胺(aramid)等形成的帘线、芳族聚酰胺和尼龙的混合帘线等，但不限于此。在本实施方式中，周向带束层6b配置在周向带束层6a的轮胎径向外侧，而周向带束层6b也可布置在周向带束层6a的轮胎径向内侧。

下面描述根据本实施例的轮胎的效果。

根据本实施方式的轮胎，首先，在上述基准状态下，在用于形成带束4的两个倾斜带束层中，当W1是具有较大轮胎宽度方向宽度的倾斜带束层4a的轮胎宽度方向宽度并且W2是倾斜带束层4b的轮胎宽度方向宽度时，比值W2/W1满足关系式0.25≤(W2/W1)≤0.8。本实施方式的轮胎还包括由周向带束层6a和6b形成的增强带束6，并且增强带束6的周向刚度在倾斜带束层4a的端部和倾斜带束层4b的端部之间的轮胎宽度方向区域比在该区域的轮胎宽度方向内侧的刚度更高。

如上所述，在低负载时，转弯期间带束的移位量小。因此，在低负载下，由于带束的刚度降低导致的转弯力的降低量小。另一方面，在高负荷下，带束的移位变大。这里，在高负载下，转弯期间带束的移位量大。因此，由于带束的移位引起的转弯力减小的程度大。以这种方式，由于带束的移位引起的转弯力减小程度在高负载下较大，因此通过减小两个倾斜带束层中的一个倾斜带束层的宽度，减小了转弯力的负载依赖性。此外，在由于倾斜带束层的宽度减小而使倾斜带束层的数量减少的部分中，通过布置用于补偿刚度的周向帘线层，倾斜带束层的宽度被减小而不增加高负荷下的转弯力的程度，因此抑制了在倾斜带束层的数量减少的区域中的轮胎的直径生长，并且补偿了耐久性。

根据上述内容，本实施方式的轮胎能够减小转向力的负载依赖性并同时确保耐久性。

这里，如果0.25＞(W2/W1)，则存在带束的刚度过小并且不能获得足够的转弯力的情况。此外，如果(W2/W1)＞0.8，则存在带束的刚度的降低不充分并且不能降低转弯力的负载依赖性的情况。

特别地，关于根据上述定义的周向刚度，增强带6在倾斜带束层4a的端部和倾斜带束层4b的端部之间的区域中的周向刚度优选为在该区域的轮胎宽度方向内侧的增强带6的周向刚度的1.5～2.5倍。

这里，在本公开中，比值W2/W1优选地满足关系式0.6≤(W2/W1)≤0.8。通过以这种方式形成带束层4a和4b，可以保持轮胎的高刚度，并且抑制轮胎的刚度的过度增加。因此，可以获得足够的转弯力，并且同时增加高负载下的转弯力。

如图1的实施例中所示，在本公开的充气轮胎中，布置在倾斜带束层4a的端部和倾斜带束层4b的端部之间的区域内的周向带束层的数量优选大于设置在该区域的轮胎宽度方向内侧的周向带束层的数量。这种周向带束层的数量的关系能够以简单的构造提高倾斜带束层4a的端部和倾斜带束层4b的端部之间的轮胎宽度方向区域的刚度。这里，可以通过除了将设置在该区域中的周向带束层的数量设定为大于布置在该区域的轮胎宽度方向内侧的周向带束层的数量之外的方法来改善该区域内的刚度。例如，倾斜带束层4a的端部和倾斜带束层4b的端部之间的刚度可以通过使用杨氏模量高于该区域的轮胎宽度方向内侧上的周向带束层中使用的帘线的帘线作为在该区域内的周向带束层中使用的帘线来提高。这里，“杨氏模量”根据JIS L1017.8.8(2002)通过根据JIS L10178.5a)(2002)进行试验来确定。此外，可以改变轮胎宽度方向截面中的轮胎宽度方向上的单位长度的长丝数，上述轮胎宽度方向区域内的长丝数可以设定为大于上述轮胎宽度方向区域内侧的长丝数。

特别是，在杨氏模量以外的帘线的构造，例如层数、单位长度的长丝数等相同的情况下，带束层4a的端部和带束层4b的端部之间的区域的杨氏模量优选为并且在上述轮胎宽度方向区域的内侧的帘线的杨氏模量的1.5～2.5倍。类似地，在轮胎宽度方向的每单位长度的单丝长度以外的帘线的构造，例如层数、杨氏模量等相同的情况下，带束层4a的端部和带束层4b的端部之间的区域中的轮胎宽度方向上的帘线的每单位长度的长丝数优选为在上述轮胎宽度方向区域的内侧的帘线的轮胎宽度方向上的每单位长度的长丝数的1.5～2.5倍。

此外，如图1的实施例所示，在本公开的充气轮胎中，优选在带束层4a的端部和带束层4b的端部之间的轮胎宽度方向区域内设置两个周向带束层6a和6b，并且周向带束层6a设置于比该区域更靠轮胎宽度方向的内侧。根据这种结构，能够以少量的构件提高带束层4a的端部和带束层4b的端部之间的区域的刚度。此外，在该区域中的和该区域的轮胎宽度方向内侧中的周向带束层的数量不限于分别为两个和一个。例如，可以不在该区域的轮胎宽度方向内侧布置周向带束层而仅在该区域配置周向带束层。此外，例如，可以在该区域内设置三个或更多个周向带束层，并且在这种情况下，该区域内和该区域的轮胎宽度方向内侧的周向带束层的数量之间的差值可以为一个，两个或更多。

如图2所示，在本公开的充气轮胎中，优选倾斜带束层4a的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ1为10°≤θ1≤30°，并且倾斜带束层4b的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ2为10°≤θ2≤30°。这样，能够抑制宽度方向刚度的过度劣化，并且能够抑制高负载时的转弯力的过度降低。

在下文中，描述了本公开的示例，而本公开不限于这些示例。

实施例

为了证明本公开的效果，实施例1～3和比较例1～3的轮胎是通过实验制造的。每个轮胎的尺寸如下表1所示。每个轮胎的尺寸为225/50R17。对每个轮胎进行用于评价转弯力的负荷依赖性和轮胎的耐久性的试验。

这里，每个轮胎是如图1所示的轮胎，其包括固定到嵌入到一对胎圈部中的胎圈芯的胎体，由设置在胎体的胎冠部外侧的轮胎径向侧上的两个倾斜带束层形成的倾斜带束以及胎面。

<转弯力>

将上述各实施例和比较例的轮胎安装在轮辋(尺寸：7.5J-17)上，施加220kPa的内压，然后安装到车辆上，并且经受平带式转弯试验机的测量。这里，测量在两种不同的负载条件下在100km/h的带速度下获得的转弯力，其在分别对应于在适用尺寸和帘布层等级下的最大负载能力的80％和30％的负载条件下获得。

<增强带束的刚度>

当E1是增强带束纤维的杨氏模量，并且a是带束的每单位宽度的帘线数时，将增强带的刚度评价为a×E1。

<轮胎耐久性>

将上述各实施例和比较例的轮胎在安装于轮辋(尺寸：7.5J-17)上、施加220kPa的内压的状态下在滚筒试验机上行驶，并且通过比较在轮胎内外产生的破裂量(裂纹的尺寸)的程度来评价耐久性。

结果如表1所示。将比较例的轮胎2的在30％的负荷下的轮胎的转弯力设为100，通过指数评价评价转弯力的值。较大的指数显示出较大的转弯力。此外，通过参考表中的α/β(％)，可以理解转弯力的负载依赖性。较低的值显示较低的负载相关性。

表1

如表1所示，根据实施例1～3的各轮胎与根据比较例1～3的轮胎相比，转弯力的负载依赖性提高。此外，尽管在表1中未示出，但是根据实施例1～3的每个轮胎的耐久性与根据比较例1～3的轮胎相比得到确保。另一方面，在比较例1中，尽管改善了转弯力的负载依赖性，但由于倾斜带束层4b的宽度W2较小且W2/W1的值小于0.25，不能确保轮胎的耐久性。在比较例2中，由于倾斜带束层4b的宽度W2大，W2/W1的值大于0.8，因此尽管轮胎耐久性与实施例1～3相比没有变差，但是转弯力的负载依赖性不能改善。在比较例3中，周向带束层的数量在区域内和区域之间相等，不能确保轮胎的耐久性。比较实施例1和实施例2，其中θ1和θ2为10°或以上且为30°或以下的实施例1具有降低的转弯力的负载依赖性。比较实施例2和实施例3，满足0.6≤(W2/W1)≤0.8的实施例2能够保持轮胎的高耐久性。

附图标记列表

1 轮胎(充气轮胎)

2 胎圈部

3 胎体

4 带束

4a，4b 倾斜带束层

5 胎面

6 增强带束

6a，6b 周向带束层

CL 轮胎赤道平面

Claims (5)

1.一种充气轮胎，包括由两个倾斜带束层形成的带束，所述倾斜带束层由以相对于轮胎周向方向倾斜的方式延伸的帘线的涂有橡胶的层形成，所述帘线在所述层之间彼此交叉，其中：

在未加载状态下，当充气轮胎安装到适用的轮辋并被施加规定的内部压力时，

所述两个倾斜带束层具有不同的轮胎宽度方向宽度；

在所述两个倾斜带束层中，当W1(mm)是具有较大轮胎宽度方向宽度的倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度，W2(mm)是另一倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度时，比值W2/W1满足关系式

0.25≤(W2/W1)≤0.8；

所述带束的轮胎径向外侧还包括由一个或多个周向带束层形成的增强带束，所述周向带束层由沿着轮胎周向方向延伸的帘线的涂有橡胶的层形成；以及

所述增强带束在一个倾斜带束层的端部和另一个倾斜带束层的端部之间的轮胎宽度方向的区域中的周向刚度高于所述增强带束在所述区域的轮胎宽度方向内侧的周向刚度。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，比值W2/W1进一步满足关系式0.6≤(W2/W1)≤0.8。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，布置在所述区域内的周向带束层的数量大于布置在所述区域的轮胎宽度方向内侧的周向带束层的数量。

4.根据权利要求3所述的充气轮胎，其中，在所述区域内配置有两个周向带束层，并且在该区域的轮胎宽度方向内侧配置有一个周向带束层。

5.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述倾斜带束层的帘线相对于轮胎周向方向的倾斜角度θ为10°≤θ≤30°。