CN109466253A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

提供充气轮胎，在确保优异的过渡性能的同时提高转向时的操纵稳定性。带束层(7)的平均帘线角θn和平均帘线密度Nn分别从中央位置(Pc)至胎肩位置(Ps)恒定或者逐渐增加或减少。中央位置(Pc)处的平均帘线角θnc与胎肩位置(Ps)处的平均帘线角θns之比θns/θnc为1.30以下。中央位置(Pc)处的平均帘线密度Nnc与胎肩位置(Ps)处的平均帘线密度Nns之比Nns/Nnc为0.77以上。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及充气轮胎，该充气轮胎特别适合作为二轮摩托车用的轮胎，其通过改善带束帘线的排列来提高转向时的操纵稳定性。
背景技术
通常，充气轮胎经过第1成型工序、第2成型工序以及硫化工序而制造。通常在第1成型工序中，成型出包含胎体帘布层在内的圆筒状的初级壳体。另外，在第2成型工序中，使该圆筒状的初级壳体呈环状膨出，在其膨出部分配设包含带束帘布层在内的胎面部件而成型出生胎。
在该第2成型工序中，如图7的(A)大致所示，胎面部件a形成为圆筒状，与此相对，在初级壳体c中，由于环状的变形，周长朝向轮胎轴向两外侧而变小。因此，为了消除该周长差，进行所谓向下压合(stitch down)，一边使胎面部件a按照初级壳体c的弯曲形状变形一边进行粘贴。
但是，在向下压合中，一边使压合辊d等从轮胎轴向内侧向外侧移动一边将胎面部件a按压至初级壳体c。因此，如图7的(B)夸大所示，在带束帘布层a1中，产生如下的高角度化：胎肩侧的带束帘线相对于轮胎周向的角度αs变得比轮胎赤道侧的带束帘线相对于轮胎周向的角度αc大。另外，还产生如下的低捻化：胎肩侧的带束帘线的帘线密度(与带束帘线成直角方向的每单位宽度的带束帘线的根数)变得比轮胎赤道侧的带束帘线的帘线密度小。
在胎面的曲率半径较小的二轮摩托车用的轮胎中，更会显著产生该高角度化和低捻化。并且，由于该原因，带束帘布层在胎肩侧无法发挥充分的约束力，从而存在使摩托车倾斜而进行转向时的操纵稳定性(转向稳定性)降低的问题。
另外，在下述专利文献1中提出了下述内容：将带束帘布层在轮胎轴向上分割成三部分，使轮胎赤道侧的帘布层件的帘线角度与其两外侧的帘布层件的帘线角度不同。但是，在该情况下，带束帘线在分割位置中断，因此在所述分割位置存在如下的过渡性能差的问题：在带束层产生急剧的特性变化，在转向时的轮胎的侧倾时显示出不稳定动作等。
专利文献1：日本特开2008-149990号公报
发明内容
本发明提供充气轮胎，该充气轮胎特别适合作为二轮摩托车用的轮胎，在确保优异的过渡性能的同时提高转弯时的操纵稳定性。
本发明是一种充气轮胎，其在胎体的轮胎半径方向外侧且在胎面部的内部具有带束层，该带束层由2张以上的带束帘布层构成，在各带束帘布层中带束帘线相对于轮胎周向倾斜排列，并且在各带束帘布层中所述带束帘线从轮胎轴向的一端至另一端连续，其中，当将轮胎赤道上的位置作为中央位置、将从所述带束帘布层中的宽度最窄的带束帘布层的外端起沿着所述带束层的外表面朝轮胎轴向内侧相隔15mm的距离的位置作为胎肩位置时，对在从所述中央位置至所述胎肩位置之间的轮胎轴向的任意的各位置上各个带束帘布层中的带束帘线相对于轮胎周向的角度进行平均而得到平均帘线角θn，对在从所述中央位置至所述胎肩位置之间的轮胎轴向的任意的各位置上各个带束帘布层中的与带束帘线成直角的方向的每25mm宽度的带束帘线的根数进行平均而得到平均帘线密度Nn，关于该平均帘线角θn和该平均帘线密度Nn，所述平均帘线角θn从所述中央位置至所述胎肩位置恒定或者逐渐增加或减少，并且所述平均帘线密度Nn从中央位置至胎肩位置恒定或者逐渐增加或减少，并且，所述中央位置处的平均帘线角θnc与所述胎肩位置处的平均帘线角θns之比θns/θnc为1.30以下，并且，所述中央位置处的平均帘线密度Nnc与所述胎肩位置处的平均帘线密度Nns之比Nns/Nnc为0.77以上。
在本发明的充气轮胎中，优选所述比Nns/Nnc为0.80以上。
在本发明的充气轮胎中，优选所述比θns/θnc为1.20以下。
在本发明的充气轮胎中，优选所述平均帘线密度Nn从所述中央位置至所述胎肩位置逐渐增加。
在本发明的充气轮胎中，优选所述平均帘线角θn从所述中央位置至所述胎肩位置逐渐减少。
在本发明的充气轮胎中，优选所述比θns/θnc为1.00以下，并且所述比Nns/Nnc为1.20以上。
在本发明的充气轮胎中，优选所述平均帘线角θn为10度～40度。
本发明中，在由2张以上的带束帘布层构成的带束层中，轮胎轴向的任意的各位置处的带束帘线的平均帘线角θn从中央位置至胎肩位置恒定或者逐渐增加或减少，并且平均帘线密度Nn从中央位置至胎肩位置恒定或者逐渐增加或减少。
并且，将平均帘线角之比θns/θnc限制为1.30以下，比以往低，并且将平均帘线密度之比Nns/Nnc限制为0.77以上，比以往高。从而通过使该平均帘线角之比θns/θnc较低以及使平均帘线密度之比Nns/Nnc较高，能够在胎肩侧提高相对于轮胎周向的约束力和刚性，从而能够提高转向时的操纵稳定性。
并且，在各带束帘布层中带束帘线从带束帘布层的轮胎轴向的一端至另一端连续。因此，能够防止带束层中的急剧的特性变化，能够使转向时的轮胎的侧倾稳定化而发挥优异的过渡性能。
附图说明
图1是示出本发明的充气轮胎的一个实施例的剖视图。
图2的(A)是将半径方向内侧的带束帘布层中的带束帘线的排列状态展开为平面而示出的示意图，图2的(B)是将半径方向外侧的带束帘布层中的带束帘线的排列状态展开为平面而示出的示意图。
图3是将带束帘线的排列状态的其他实施例展开为平面而示出的示意图。
图4是将带束帘线的排列状态的另一个实施例展开为平面而示出的示意图。
图5的(A)、(B)是示出形成未硫化的带束层的工序的示意图。
图6的(A)、(B)是示出将未硫化的带束层粘贴于初级壳体而成型出生胎的工序的示意图。
图7的(A)是示出以往的向下压合的示意图，图7的(B)是将以往的带束帘线的排列状态展开为平面而示出的示意图。
标号说明
1：充气轮胎；2：胎面部；6：胎体；7：带束层；7A：带束帘布层；10：带束帘线；Co：轮胎赤道；Pc：中央位置；Ps：胎肩位置。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。
如图1所示，本实施方式的充气轮胎1具有：胎体6，其从胎面部2经胎侧部3而到达胎圈部4的胎圈芯5；以及带束层7，其配置在胎体6的轮胎半径方向外侧且配置在胎面部2的内部。
本例的充气轮胎1是二轮摩托车用的轮胎，作为胎面部2的外表面的胎面表面2S从轮胎赤道Co至胎面端Te呈凸圆弧状弯曲而延伸。另外，作为胎面端Te、Te之间的轮胎轴向上的距离的胎面宽度成为轮胎最大宽度。由此，能够实现使车体大幅倾斜的二轮摩托车所特有的转向行驶。
所述胎体6由使胎体帘线相对于轮胎周向按照例如75～90°的角度排列而成的1张以上(在本例中为1张)的胎体帘布层6A形成。作为胎体帘线，适当采用尼龙、聚酯、人造丝等有机纤维帘线。胎体帘布层6A在跨越胎圈芯5、5之间的帘布层主体部6a的两端连续地具有从轮胎轴向内侧向外侧折返而将胎圈芯5卡定的帘布层折返部6b。在该帘布层主体部6a与帘布层折返部6b之间设置有胎圈加强用的胎圈三角胶8，该胎圈三角胶8从胎圈芯5向半径方向外方呈尖细状延伸。
带束层7由2张以上(在本例中为2张)的带束帘布层7A1、7A2形成，在各带束帘布层7A1、7A2中带束帘线相对于轮胎周向倾斜排列。另外，在将带束帘布层7A1、7A2统称的情况下，称为“带束帘布层7A”。作为带束帘线，例如优选芳族聚酰胺、尼龙、人造丝等有机纤维帘线、特别优选芳族聚酰胺纤维帘线，也可以采用钢帘线。
在图2的(A)、(B)中，将带束帘布层7A1、7A2的带束帘线10的排列状态展开为平面而示出。在该展开图中，为了方便起见，将轮胎周向长度描绘成在轮胎轴向内侧和外侧相同。如图2的(A)、(B)所示，在带束帘布层7A1、7A2中，带束帘线10从带束帘布层的轮胎轴向的一端连续延伸至另一端。另外，带束帘布层7A1、7A2按照带束帘线10在帘布层之间交叉的方式使倾斜的朝向不同而层叠于半径方向内外。
在带束层7中，从中央位置Pc至胎肩位置Ps之间的轮胎轴向上的任意的各位置P处的平均帘线角θn从中央位置Pc至胎肩位置Ps恒定或者逐渐增加或减少。即，平均帘线角θn不会从增加变化为减少或者从减少变化为增加。
另外，在带束层7中，从中央位置Pc至胎肩位置Ps之间的轮胎轴向上的任意的各位置P处的平均帘线密度Nn从中央位置Pc至胎肩位置Ps恒定或者逐渐增加或减少。即，平均帘线密度Nn不会从增加变化为减少或者从减少变化为增加。
所述“逐渐增加”以及“逐渐减少”中包含下述情况：在从中央位置Pc至胎肩位置Ps之间，局部地具有恒定的部分。
所述“中央位置Pc”定义为轮胎赤道Co上的位置。另外，所述“胎肩位置Ps”定义为从带束帘布层7A1、7A2中的宽度最窄的带束帘布层(在本例中为带束帘布层7A1)的外端E起沿着带束层7的外表面朝轮胎轴向内侧相隔15mm的距离L的位置。相隔15mm的距离L的原因是为了避开帘线排列不稳定的外端E的附近区域。
所述“平均帘线角θn”定义为在上述任意的位置P上对各个带束帘布层7A1、7A2中的带束帘线10相对于轮胎周向的角度θ进行平均而得到的值。
使用图2具体地进行说明，任意的位置P例如可以表示为从轮胎赤道Co起沿着带束层7的外表面在轮胎轴向上相隔任意的距离X(X≥0)的位置Px。当X≠0时，位置Px存在于轮胎赤道Co的左右两侧。在一方(例如左侧)的位置Px上，带束帘布层7A1的带束帘线10的角度为θ1a，带束帘布层7A2的带束帘线10的角度为θ2a。另外，在另一方(例如右侧)的位置Px上，带束帘布层7A1的带束帘线10的角度为θ1b，带束帘布层7A2的带束帘线10的角度为θ2b。并且，这些角度θ1a、θ1b、θ2a、θ2b的平均值成为任意的位置P处的“平均帘线角θn”。另外，在X＝0时，轮胎赤道Co上的带束帘布层7A1的带束帘线10的角度θ1c与带束帘布层7A2的带束帘线10的角度θ2c的平均值成为“平均帘线角θn”。
另外，“平均帘线密度Nn”定义为在任意的位置P上对各个带束帘布层7A1、7A2中的与带束层线10呈直角的方向的每25mm宽度W的带束帘线10的根数N进行平均而得到的值。
具体而言，当X≠0时，一方(例如左侧)的位置Px处的带束帘布层7A1的单位宽度W的带束帘线10的根数N1a、带束帘布层7A2的单位宽度W的带束帘线10的根数N2a、另一方(例如右侧)的位置Px处的带束帘布层7A1的单位宽度W的带束帘线10的根数N1b以及带束帘布层7A2的单位宽度W的带束帘线10的根数N2b的平均值作为任意的位置P处的“平均帘线密度Nn”。另外，在X＝0时，轮胎赤道Co上的带束帘布层7A1的单位宽度W的带束帘线10的根数N1c和带束帘布层7A2的单位宽度W的带束帘线10的根数N2c的平均值作为“平均帘线密度Nn”。
并且，在本发明中，中央位置Pc处的平均帘线角θnc与胎肩位置Ps处的平均帘线角θns之比θns/θnc限定为1.30以下，比以往低。另外，中央位置Pc处的平均帘线密度Nnc与胎肩位置Ps处的平均帘线密度Nns之比Nns/Nnc限定为0.77以上，比以往高。
这样，通过使平均帘线角之比θns/θnc低并且平均帘线密度之比Nns/Nnc高，能够在胎肩侧相对地提高相对于轮胎周向的约束力和刚性，能够提高转向时的操纵稳定性。
为了上述效果，所述比θns/θnc优选为1.20以下，进一步优选为1.00以下。另外，比Nns/Nnc优选为0.8以上，进一步为1.20以上。另外，为了确保所需的约束力，平均帘线角θn优选为10～40度的范围。
另外，在带束层7中，通过下述设置，能够防止带束层7中的急剧的特性变化，
(a)在各带束帘布层7A1、7A2中，带束帘线10从轮胎轴向的一端至另一端连续；
(b)平均帘线角θn不会从增加变化为减少或者从减少变化为增加；以及
(c)平均帘线密度Nn不会从增加变化为减少或者从减少变化为增加，
由此，能够使转向时的轮胎的侧倾稳定化，能够发挥优异的过渡性能。
这里，在带束层7中，如所述图2的(A)、(B)所示，最优选平均帘线角θn从中央位置Pc至胎肩位置Ps逐渐减少(比θns/θnc＜1.00)。此时，平均帘线密度Nn能够从中央位置Pc至胎肩位置Ps逐渐增加(比Nns/Nnc＞1.00)。---第1实施方式
另外，在带束层7中，如图3中仅以带束帘布层7A1为代表所示的那样，也优选平均帘线角θn从中央位置Pc至胎肩位置Ps恒定(比θns/θnc＝1.00)。此时，平均帘线密度Nn能够从中央位置Pc至胎肩位置Ps逐渐增加(比Nns/Nnc＞1.00)。---第2实施方式
另外，在图2～图4中，在展开图中，为了方便起见，将轮胎周向长度在轮胎轴向内侧与外侧描绘成相同的。因此，周向的帘线间距离K被描绘成恒定，但实际上胎肩侧处的帘线间距离K按照周长差的量比轮胎赤道面侧小。因此，在第2实施方式中，比Nns/Nnc＞1.00。
另外，在带束层7中，如图4中仅以带束帘布层7A1为代表示出的那样，也优选平均帘线角θn从中央位置Pc至胎肩位置Ps增加(比θns/θnc＞1.00)。此时，包括下述情况，
(1)平均帘线密度Nn从中央位置Pc至胎肩位置Ps逐渐增加(比Nns/Nnc＞1.00)的情况---第3实施方式
(2)平均帘线密度Nn从中央位置Pc至胎肩位置Ps恒定(比Nns/Nnc＝1.00)的情况---第4实施方式
(3)平均帘线密度Nn从中央位置Pc至胎肩位置Ps逐渐减少(比Nns/Nnc＜1.00)的情况---第5实施方式。
另外，第3实施方式、第4实施方式能够在比θns/θnc接近1.00的范围实现。
第5实施方式是接近以往实施方式的方式，但在比θns/θnc为1.00～1.30的范围并且比Nns/Nnc为0.77～1.00时，能够得到转向时的操纵稳定性的提高效果。
接着，能够使用图5、图6所示的生胎制造方法形成第1实施方式的充气轮胎。在生胎制造方法中，包含：形成未硫化的带束层20的工序SA(图5所示)；以及将未硫化的带束层20粘贴于呈环状膨出的初级壳体21而成型出生胎23的工序SB。
如图5的(A)、(B)所示，工序SA包含第1步骤SA1和第2步骤SA2。在第1步骤SA1中，将带状的带束帘布层材料24跨越地卷绕在一对胎铃环25L、25R上而成型出圆筒状的带束帘布层26。在第2步骤SA2中，在所述带束帘布层26上卷绕带状的带束帘布层材料27而形成圆筒状的带束帘布层28。
所述胎铃环25L、25R形成为圆筒状，按照能够以轮胎赤道Co为中央沿轮胎轴向内外靠近远离移动的方式被保持。另外，带束帘布层材料24具有相对于轮胎周向按照帘线角度θc例如向右上倾斜排列的带束帘线10。与此相对，带束帘布层材料27具有相对于轮胎周向按照帘线角度θc例如向左上倾斜排列的带束帘线10。
在第1步骤SA1中，包含阶段SA1a，在形成圆筒状的带束帘布层26之后，对配设在一方(例如左侧)的胎铃环25L上的带束帘布层26的部分26L以及配设在另一方(例如右侧)的胎铃环25R上的带束帘布层26的部分26R分别施加沿着带束帘线10的倾斜的旋转方向的扭转FA。由此，能够将带束帘布层26的所述部分26L、26R的帘线角度θ1LR设定成比所述帘线角度θc小。另外，扭转FA能够通过一边使胎铃环25L、25R旋转一边将带束帘布层26的外端侧按压至胎铃环25L、25R来进行。
另外，在第2步骤SA2中，包含阶段SA2a，在形成于带束帘布层26上的带束帘布层28中，对配设于一方(例如左侧)的胎铃环25L上的带束帘布层28的部分28L以及配设于另一方(例如右侧)的胎铃环25R上的带束帘布层28的部分28R分别施加沿着带束帘线10的倾斜的旋转方向的扭转FB。由此，能够将带束帘布层28的所述部分28L、28R的帘线角度θ2LR设定成比所述帘线角度θc小。另外，由于所述扭转FB，之前形成的带束帘布层26的帘线角度θ1LR也受到影响而发生变化。但是，通过调整所述扭转FA、FB，最终能够将帘线角度θ1LR和θ2LR设定为相等。
如图6的(A)、(B)所示，工序SB包含第1膨胀阶段SB1和第2膨胀阶段SB2。
在第1膨胀阶段SB1中，利用初始内压使初级壳体21膨出，使该膨出的顶部与从胎铃环25L、25R间的间隙部露出的圆筒状的带束帘布层26、28的露出部分抵接而粘贴。
在第2膨胀阶段SB2中，使用能够扩缩径的轮廓板30进一步使初级壳体21膨胀。轮廓板30形成为公知结构，具有接近轮胎1的内腔面的轮廓形状的外表面形状。然后，轮廓板30超过胎铃环25L、25R地进行扩径，从而能够一边将初级壳体21按压至带束帘布层26、28一边呈环状地膨胀。由此，不进行向下压合而能够将初级壳体21和带束帘布层26、28一体地接合。
另外，通过调整所述工序SA中的扭矩FA、FB，能够形成第2～第5实施方式的轮胎。
以上，对本发明的特别优选的实施方式进行了详细说明，但本发明不限于图示的实施方式，可以变形为各种方式并实施。
【实施例】
根据表1的规格，试制出形成为图1的基本结构的尺寸120/70ZR17的二轮摩托车用的轮胎。然后，对各试制轮胎的操纵稳定性进行测试，对轻快性、转向稳定性、过渡性能进行评价。
共同规格如下。
＜胎体＞
＊帘布数：1张
＊帘线：尼龙(1400dtex/2)
＊帘线角度：90度
＜带束层＞
＊帘布数：2张
＊帘线：芳族聚酰胺(1670dtex/2)
＊帘线角度：表1记载
平均帘线角θn和平均帘线密度Nn是对硫化后的轮胎进行解体而测量的。平均帘线角θnc是2张带束帘布层的中央位置Pc处的帘线角的平均值。平均帘线角θns是2张带束帘布层的左右两侧的胎肩位置Ps处的帘线角的平均值。平均帘线角θnm是2张带束帘布层的左右两侧的中间位置Pm处的帘线角的平均值。另外，中间位置Pm是带束层的外表面上的中央位置Pc与胎肩位置Ps之间的中点位置。
平均帘线密度Nnc是2张带束帘布层的中央位置Pc处的帘线密度的平均值。平均帘线密度Nns是2张带束帘布层的左右两侧的胎肩位置Ps处的帘线密度的平均值。平均帘线密度Nnm是2张带束帘布层的左右两侧的中间位置Pm处的帘线密度的平均值。
关于平均帘线角，记载有平均帘线角θnc、θnm、θns的测量值和将平均帘线角θnc设为100的相对值。关于平均帘线密度，记载有平均帘线密度Nnc、Nnm、Nns的测量值和将平均帘线密度Nnc设为100的相对值。相对值记载于括弧内。
(1)轻快性：
将试制轮胎在轮辋(MT5.50)、内压(200kPa)的条件下安装于二轮摩托车(排气量600cc)的前轮。后轮在轮辋(MT3.50)、内压(200kPa)的条件下安装市售的轮胎(轮胎尺寸180/55R17)。然后，在干燥沥青路面的测试路线上进行实际车辆行驶，在从速度80km/h的直行状态起使车辆倾斜而转向时，利用10分法评价对于操舵的响应性及其手感(轻重)。数值越大越优异。轻快性需要适度的转弯力(cornering power)，转弯力过高、过低均不利于轻快性。
(2)转向稳定性：
在上述的实际车辆行驶中，对于转向半径50m(R50)的转弯，在按照速度70km/h行驶过程中对手柄输入干扰，利用10分法评价输入的输入难易度以及收敛性。输入越难、收敛越容易，则转向稳定性越优异。数值越大越良好。
(3)过渡性能：
在上述的实际车辆行驶中，利用10分法评价从速度80km/h的直行状态使车辆慢慢侧倾并达到全侧倾状态为止的手感的变化。手感越是不急剧变化地慢慢升高，则过渡性能越优异。数值越大越良好。
表1
如表所示，能够确认实施例能够在确保优异的过渡性能的同时提高转向时的操纵稳定性(转向稳定性)。

Claims (7)

1.一种充气轮胎，其在胎体的轮胎半径方向外侧且在胎面部的内部具有带束层，该带束层由2张以上的带束帘布层构成，在各带束帘布层中带束帘线相对于轮胎周向倾斜排列，并且在各带束帘布层中所述带束帘线从轮胎轴向的一端至另一端连续，其中，
当将轮胎赤道上的位置作为中央位置、将从所述带束帘布层中的宽度最窄的带束帘布层的外端起沿着所述带束层的外表面朝轮胎轴向内侧相隔15mm的距离的位置作为胎肩位置时，
对在从所述中央位置至所述胎肩位置之间的轮胎轴向的任意的各位置上各个带束帘布层中的带束帘线相对于轮胎周向的角度进行平均而得到平均帘线角θn，对在从所述中央位置至所述胎肩位置之间的轮胎轴向的任意的各位置上各个带束帘布层中的与带束帘线成直角的方向的每25mm宽度的带束帘线的根数进行平均而得到平均帘线密度Nn，关于该平均帘线角θn和该平均帘线密度Nn，
所述平均帘线角θn从所述中央位置至所述胎肩位置恒定或者逐渐增加或减少，并且所述平均帘线密度Nn从中央位置至胎肩位置恒定或者逐渐增加或减少，
并且，所述中央位置处的平均帘线角θnc与所述胎肩位置处的平均帘线角θns之比θns/θnc为1.30以下，
并且，所述中央位置处的平均帘线密度Nnc与所述胎肩位置处的平均帘线密度Nns之比Nns/Nnc为0.77以上。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，
所述比Nns/Nnc为0.80以上。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，
所述比θns/θnc为1.20以下。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的充气轮胎，其中，
所述平均帘线密度Nn从所述中央位置至所述胎肩位置逐渐增加。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的充气轮胎，其中，
所述平均帘线角θn从所述中央位置至所述胎肩位置逐渐减少。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的充气轮胎，其中，
所述比θns/θnc为1.00以下，并且所述比Nns/Nnc为1.20以上。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的充气轮胎，其中，
所述平均帘线角θn为10度～40度。
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