CN109760476A - 重载荷用充气轮胎 - Google Patents

Abstract

技术问题：提高胎圈部的耐久性。解决方案：重载荷用充气轮胎具有：胎圈芯(12)；胎边芯(14)，其配置于所述胎圈芯(12)的轮胎径向外侧；胎体帘布层(16)，其包含绕着胎圈芯从轮胎轴向内侧向外侧卷起的钢制帘线；胎圈包布(18)，其包含以从轮胎径向内侧覆盖胎体帘布层的方式设置的钢制帘线；以及增强片(20)，其由混揉入了棉的橡胶构成，并介于胎圈芯与胎体帘布层之间。

Description

重载荷用充气轮胎

技术领域

本发明的实施方式涉及一种重载荷用充气轮胎。

背景技术

公知有在用于卡车、公交车等的重载荷用充气轮胎中，为了提高胎圈部的耐久性而介于胎圈芯与胎体帘布层之间存在作为增强片的鳍状板。鳍状板提高胎圈部整体的刚性，并且防止胎圈芯与胎体帘布层间的摩擦从而抑制胎体帘布层的损伤。以往的鳍状板是在将尼龙纤维帘线等有机纤维帘线拉伸对齐而成的材料上粘贴了橡胶而成。在该情况下，虽然能够提高胎圈部的刚性，但由于是具有角度的帘线，因此应变集中于鳍状板端(即增强片的端部)，有时会成为故障的原因。

在专利文献1中记载有：介于包含钢制帘线的胎体帘布层与胎圈芯之间存在由包含短纤维的橡胶构成的胎圈盖(增强片)。但是，作为短纤维，使用了碳纤维、芳族聚酰胺纤维等刚性较高的材料，并未记载含有棉的情况。

另一方面，在专利文献2中记载有将含有短纤维的橡胶设置于胎圈部。但是，其涉及一种相当于胎边芯的胎圈增强橡胶层，不涉及介于胎圈芯与胎体帘布层之间而存在的增强片。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2003-237324号公报

专利文献2：日本专利公开2001-138720号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的实施方式的目的在于，提供一种重载荷用充气轮胎，其配设了防止胎圈芯与胎体帘布层间的摩擦的增强片，能够抑制在增强片端部处的故障，从而提高胎圈部的耐久性。

(二)技术方案

根据本实施方式，提供下述[1]～[7]的方式。

[1]一种重载荷用充气轮胎具有：胎圈芯，其埋设于胎圈部；胎边芯，其配置于所述胎圈芯的轮胎径向外侧；胎体帘布层，其包含绕着所述胎圈芯从轮胎轴向内侧向外侧卷起的钢制帘线；胎圈包布，其包含在所述胎圈部中以从轮胎径向内侧覆盖所述胎体帘布层的方式设置的钢制帘线；以及增强片，其由混揉入了棉的橡胶构成，并介于所述胎圈芯与所述胎体帘布层之间。

[2]根据[1]所述的重载荷用充气轮胎，所述增强片以从轮胎径向内侧覆盖所述胎圈芯的方式设置，所述增强片具有向所述胎圈芯的轮胎轴向外侧卷起的轮胎轴向外侧部、和向所述胎圈芯的轮胎轴向内侧卷起的轮胎轴向内侧部，所述增强片的所述外侧部重叠于所述胎边芯的轮胎轴向外侧面，所述增强片的所述内侧部重叠于所述胎边芯的轮胎轴向内侧面。

[3]根据[1]或[2]所述的重载荷用充气轮胎，所述增强片具有外侧端和内侧端，其中，所述外侧端是向所述胎圈芯的轮胎轴向外侧卷起的轮胎轴向外侧部的上端，所述内侧端是向所述胎圈芯的轮胎轴向内侧卷起的轮胎轴向内侧部的上端，所述增强片的外侧端距离标称轮辋直径的高度H1、所述胎体帘布层的卷起端距离标称轮辋直径的高度H2、所述增强片的内侧端距离标称轮辋直径的高度H4满足下述条件(1)和(2)，

(1)0.3≦H1/H2≦0.8；

(2)0.3≦H4/H2≦0.9。

[4]根据[3]所述的重载荷用充气轮胎，所述胎圈包布具有外侧端和内侧端，其中，所述外侧端是向所述胎圈芯的轮胎轴向外侧卷起的外侧部分的上端，所述内侧端是向所述胎圈芯的轮胎轴向内侧卷起的内侧部分的上端，所述胎体帘布层的卷起端距离标称轮辋直径的高度H2、所述胎圈包布的外侧端距离标称轮辋直径的高度H3、所述胎圈包布的内侧端距离标称轮辋直径的高度H5满足下述条件(3)和(4)，

(3)0.5≦H3/H2≦0.8；

(4)1.1≦H5/H2≦1.3。

[5]根据[1]～[4]中的任一项所述的重载荷用充气轮胎，所述增强片中的棉的含量是5～15质量％。

[6]根据[1]～[5]中的任一项所述的重载荷用充气轮胎，所述增强片的橡胶硬度是80～90。

[7]根据[1]～[6]中的任一项所述的重载荷用充气轮胎，所述增强片的厚度是1.0～2.0mm。

(三)有益效果

根据本发明的实施方式，利用由混揉入了棉的橡胶构成的增强片，能够防止胎圈芯与胎体帘布层间的摩擦，并且能够抑制该增强片的端部处的故障，能够提高胎圈部的耐久性。

附图说明

图1是一个实施方式(实施例1)的充气轮胎的胎圈部的剖视图。

图2是实施例2的充气轮胎的胎圈部的剖视图。

图3是实施例3的充气轮胎的胎圈部的剖视图。

图4是实施例4的充气轮胎的胎圈部的剖视图。

图5是实施例5的充气轮胎的胎圈部的剖视图。

附图标记说明

10-胎圈部；12-胎圈芯；14-胎边芯；16-胎体帘布层；16BE-胎体帘布层的卷起端；18-胎圈包布；18AE-胎圈包布的轮胎轴向内侧端；18BE-胎圈包布的轮胎轴向外侧端；20-增强片；20AE-增强片的轮胎轴向内侧端；20BE-增强片的轮胎轴向外侧端；N-标称轮辋直径。

具体实施方式

下面参照附图对实施方式进行说明。

在本说明书中，轮胎轴向是平行于轮胎旋转轴的方向，与轮胎宽度方向是相同意思，在图中用附图标记Y表示。轮胎轴向内侧是在轮胎轴向上接近轮胎赤道面的方向，在图中用附图标记Yi表示。轮胎轴向外侧是在轮胎轴向上远离轮胎赤道面的方向，在图中用附图标记Yo表示。另外，轮胎径向(径向方向；radial direction)是垂直于轮胎旋转轴的方向，在图中用附图标记Z表示。轮胎径向内侧是在轮胎径向上接近轮胎旋转轴的方向，在图中用附图标记Zi表示。轮胎径向外侧是在轮胎径向上远离轮胎旋转轴的方向，在图中用附图标记Zo表示。

一个实施方式的充气轮胎是用于卡车或者公交车的重载荷用轮胎，其具有：左右一对的胎圈部、从胎圈部向轮胎径向外侧延伸的一对胎侧部、以及以将左右的胎侧部的轮胎径向外方端部彼此连结的方式设置于两胎侧部之间的胎面部。本实施方式中，特征在于胎圈部的结构，关于胎圈部以外的结构并没有特别限定，可以采用公知的结构。下面参照图1对胎圈部的结构进行说明。

如图1所示，在胎圈部10中埋设有环状的胎圈芯12和环状的橡胶制的胎边芯14，其中，所述胎圈芯12由对包覆了橡胶的胎圈线进行层叠卷绕的集束体构成，所述胎边芯14配置于该胎圈芯12的轮胎径向外侧。在本例中，胎圈芯12的剖面形状呈六边形形状，也可以是其他多边形的形状，剖面形状不受特别限定。胎边芯14是从胎圈芯12的轮胎径向外表面向轮胎径向外侧延伸的硬质橡胶部件，形成为越趋向末端则宽度越变窄的剖面形状。

在充气轮胎中，埋设有呈环状横跨一对胎圈部10之间的胎体帘布层16。胎体帘布层16从未图示的胎面部通过胎侧部进而延伸，并在胎圈部10卡止其两端部。胎体帘布层16用贴胶包覆在相对于轮胎周向大致正交(80°～90°)的方向上排列的帘布线而成。在本实施方式中，帘布线是钢制帘线，即，胎体帘布层16是钢制胎体帘布层。

胎体帘布层16绕胎圈芯12从轮胎轴向内侧向外侧卷起。具体而言，胎体帘布层16的从胎面部延伸的主体部16A沿着胎圈芯12和胎边芯14的轮胎轴向内侧面配置，并通过胎圈芯12的下侧向外侧卷起(即折返)。而且，该卷起部16B沿着胎圈芯12和胎边芯14的轮胎轴向外侧面配置，其末端(即卷起部16B的上端)成为卷起端16BE。

在胎圈部10中的胎体帘布层16的周围埋设有包含钢制帘线的胎圈包布18。胎圈包布18以在胎圈部10的整周上从轮胎径向内侧包覆胎体帘布层16的折返部的方式设置。

胎圈包布18是使用了钢制帘线的增强层(即钢制胎圈包布)，通过在相对于轮胎周向以例如20°～50°的倾斜角度倾斜地排列的钢制帘线上包覆贴胶而形成。胎圈包布18由内侧部分18A和外侧部分18B构成，其中，所述内侧部分18A沿着胎体帘布层16的主体部16A向胎圈芯12的轮胎轴向内侧卷起，所述外侧部分18B沿着胎体帘布层16的卷起部16B向胎圈芯12的轮胎轴向外侧卷起。

如图1所示，介于胎圈芯12与胎体帘布层16之间，在胎圈部10的整周上存在增强片20。增强片20是抑制胎圈芯12与胎体帘布层16间的摩擦的片状部件，作为鳍状板发挥作用。

增强片20以从轮胎径向内侧包覆胎圈芯12的方式设置，且剖面呈在胎圈芯12的下表面侧折返的U字状。增强片20具有向胎圈芯12的轮胎轴向内侧卷起的轮胎轴向内侧部20A、和向胎圈芯12的轮胎轴向外侧卷起的轮胎轴向外侧部20B。增强片20的内侧部(即，向内侧的卷起部)20A重叠于胎边芯14的轮胎轴向内侧面，增强片20的外侧部(即，向外侧的卷起部)20B重叠于胎边芯14的轮胎轴向外侧面。因此，在本例中，在胎圈芯12的轮胎轴向外侧，按照增强片20的外侧部20B、胎体帘布层16的卷起部16B、以及胎圈包布18的外侧部分18B的顺序重叠。另外，在胎圈芯12的轮胎轴向内侧，按照增强片20的内侧部20A、胎体帘布层16的主体部16A、以及胎圈包布18的内侧部分18A的顺序重叠。

增强片20是由混揉入了棉(日文：綿；ワタ)的橡胶构成的加棉橡胶片。作为棉，可以举出棉花、木棉等。由于通过混揉入棉而进行增强，因此能够提高保护胎体帘布层16的效果，另外也能够使胎圈部10的刚性提高。另外，由加棉橡胶构成的增强片20不是像以往的鳍状板那样由具有角度的帘线构成，因此能够抑制在增强片20的端部处的故障，能够提高胎圈部10的耐久性。另外，由于棉比芳族聚酰胺纤维等其他的短纤维廉价，因此增强性与成本上的平衡优异，而且，由于是石油以外资源的天然材料，环境性也优异。

作为混揉入棉的橡胶，可以举出一般作为轮胎用橡胶组合物而使用的各种橡胶组合物，并无特别限定。例如，作为橡胶成分，能够举出天然橡胶(NR)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、异戊二烯橡胶(IR)等二烯类橡胶的一种或者两种以上，优选包含天然橡胶。在橡胶组合物中可以混合碳黑等填充剂、锌白、抗老化剂、硫、硫化促进剂等各种添加剂。将棉与橡胶成分以及各种添加剂一起混炼，由此获得作为短纤维的棉分散于橡胶中而成的加棉的未硫化橡胶。将该未硫化橡胶成型成片状，之后，与包含胎圈芯的其他轮胎部件组合而使生轮胎成型，并按照常规方法进行硫化成型，从而获得充气轮胎。

增强片20中的棉的含量不受特别限定，若将增强片20整体设为100质量％，则优选为5～15质量％。通过为5质量％以上，能够提高增强片20的刚性，并容易确保胎圈芯12与胎体帘布层16之间的厚度。另外，通过使含量为15质量％以下，能够提高增强片20的加工性。

增强片20的橡胶硬度并无特别限定，优选依据JIS K6253-3的在常温下的硬度计A型硬度是80～90。通过使用具有这样的硬度的增强片20，能够提高刚性并提高胎圈部10的耐久性。

增强片20的厚度并无特别限定，例如可以是1.0～2.0mm。

如图1所示，在本实施方式中设定为，增强片20的轮胎轴向外侧端(即，外侧部20B的上端(轮胎径向外端))20BE的高度比胎体帘布层16的卷起端16BE的高度低。并且设定为，增强片20的轮胎轴向内侧端(即，内侧部20A的上端)20AE的高度比胎体帘布层16的卷起端16BE的高度低。由此，能够更有效地抑制在增强片20的端部20AE、20BE处的应变。具体而言，优选也考虑到基于增强片20的增强效果而如下述那样设定。

将增强片20的轮胎轴向外侧端20BE距离标称轮辋直径N的高度(即，轮胎径向距离。下同)设定为H1，将胎体帘布层16的卷起端16BE距离标称轮辋直径N的高度设定为H2，将增强片20的轮胎轴向内侧端20AE距离标称轮辋直径N的高度设定为H4。在此，标称轮辋直径是在JATMA的标准中规定的轮辋直径(称为轮辋直径)。

此时，H1、H2以及H4满足下述条件(1)和(2)，

(1)0.3≦H1/H2≦0.8；

(2)0.3≦H4/H2≦0.9。

也就是说，使H1对H2的比为0.3～0.8，且，使H4对H2的比为0.3～0.9。通过设定于这样的范围内，能够提高基于增强片20的增强效果，并且能够有效地抑制在增强片20的端部20AE、20BE处的应变。具体而言，通过H1/H2为0.3以上，能够提高基于增强片20的增强效果。另外，通过H1/H2为0.8以下，能够确保增强片20的外侧端20BE与胎体帘布层16的卷起端16BE的距离，从而能够提高应变抑制效果。通过H4/H2为0.3以上，能够提高基于增强片20的增强效果。另外，通过H4/H2为0.9以下，能够确保增强片20的内侧端20AE与胎圈包布18的内侧端18AE的距离，从而能够提高应变抑制效果。H1/H2更优选为0.4～0.6，H4/H2更优选为0.4～0.8。

在本实施方式中，还设定为，如图1所示，胎圈包布18的轮胎轴向外侧端(即，外侧部分18B的上端)18BE的高度比与胎圈包布18的内侧邻接的胎体帘布层16的卷起端16BE的高度低。并且设定为，胎圈包布18的轮胎轴向内侧端(即，内侧部分18A的上端)18AE的高度比胎体帘布层16的卷起端16BE的高度高。由此，能够更有效地抑制在胎圈包布18的端部18AE、18BE处的应变。

具体而言，将胎圈包布18的轮胎轴向外侧端18BE距离标称轮辋直径N的高度设定为H3，将胎圈包布18的轮胎轴向内侧端18AE距离标称轮辋直径N的高度设定为H5，优选H2、H3以及H5满足下述条件(3)和(4)，

(3)0.5≦H3/H2≦0.8；

(4)1.1≦H5/H2≦1.3。

也就是说，使H3对H2的比为0.5～0.8，且，使H5对H2的比为1.1～1.3。在如本实施方式这样，胎体帘布层16和胎圈包布18均由钢制帘线构成的情况下，在胎圈部10中，尤其在胎体帘布层16的卷起端16BE和胎圈包布18的轮胎轴向内侧端18AE处的应变变大。但是，通过满足上述条件(1)～(4)，能够抑制在增强片20的端部20AE、20BE处的应变，并且也能够有效地抑制在胎体帘布层16的卷起端16BE和胎圈包布18的端部18AE、18BE处的应变。H3/H2更优选为0.6～0.7。此外，H1与H3可以一致，也可以不同。

在图1中，附图标记22表示内衬层，其作为构成轮胎的内周面的耐空气透过橡胶层。附图标记24表示胎侧胶，其构成胎侧部处的轮胎的外壁面。

本说明书中的上述各尺寸是将充气轮胎组装于正规轮辋并填充了正规内压的无载荷的正规状态下的尺寸。正规轮辋是JATMA标准中的“标准轮辋”、TRA标准中的“DesignRim(设计轮辋)”或者ETRTO标准中的“Measuring Rim(测量轮辋)”。正规内压是JATMA标准中的“最高胎压”、TRA标准中的“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATIONPRESSURES(各种低温充气压力下的轮胎载荷极限)”中记载的“最大值”或者ETRTO标准中的“INFLATION PRESSURE(充气压力)”。

根据本实施方式，能够利用增强片20防止胎圈芯12与胎体帘布层16间的摩擦。另外，由于增强片20由混揉入了棉的橡胶构成，因此能够抑制在增强片20的轮胎轴向外侧端20BE处的故障。因此，能够提高胎圈部10的耐久性。

此外，以上说明的胎圈部10的结构优选适用于左右一对的胎圈部双方，也可以适用任意一方。

(实施例)

为了具体地表示上述实施方式的结构和效果，试制了重载荷用充气子午线轮胎(大小：11R22.5)，并进行了胎圈部的耐久性评价，评价方法如下所示。

·胎圈部耐久性：将试制轮胎组装于22.5×7.50的轮辋，填充900kPa的内压，以JATMA基准载荷的210％压接到半径为1.7m的表面平滑的钢制滚筒上，并以速度40km/h行驶了168小时。使速度固定，且每168小时使负荷载荷增加10％，行驶到胎圈部破坏为止。室温设定为40℃。对于到破坏为止的时间，利用将比较例1设定为100的指数来表示。数值越大耐久性越好。

在表1中示出实施例1～5和比较例1的轮胎的结构。实施例1是具有图1所示的胎圈部结构的例子。在该例中，增强片20的外侧端20BE比内侧端20AE低，且比胎圈包布18的外侧端18BE低。另外，增强片20的内侧端20AE也比胎圈包布18的外侧端18BE高。作为增强片20，使用了加棉橡胶，所述加棉橡胶是向在天然橡胶中混合了作为填充剂的碳黑制成的轮胎用橡胶组合物中添加棉并进行了混炼而制成的。棉的含量为10质量％，加棉橡胶的橡胶硬度为85。另外，增强片20的厚度为1.5mm。

实施例2是具有图2所示的胎圈部结构的例子，相对于实施例1而言降低了增强片20的外侧端20BE的高度H1。增强片20的外侧部20B以不与胎边芯14的轮胎轴向外侧面重叠的方式在比胎圈芯12的上表面更靠近前处成为终端。其他全部与实施例1相同。

实施例3是具有图3所示的胎圈部结构的例子，相对于实施例1而言增高了增强片20的外侧端20BE的高度H1。外侧端20BE比内侧端20AE高，且比胎圈包布18的外侧端18BE高。其他全部与实施例1相同。

实施例4是具有图4所示的胎圈部结构的例子，相对于实施例1而言降低了增强片20的内侧端20AE的高度H4。内侧端20AE比外侧端20BE低。其他全部与实施例1相同。

实施例5是具有图5所示的胎圈部结构的例子，相对于实施例1而言增高了增强片20的内侧端20AE的高度H4。内侧端20AE比胎圈包布18的外侧端18BE高。其他全部与实施例1相同。

比较例1是在图1所示的结构中作为增强片20使用了包含尼龙帘线的以往的鳍状板(NY鳍状板)的例子，除了增强片20以外与实施例1是相同结构。

(表1)

如表1所示，相对于使用了以往的鳍状板的比较例1而言，在本实施方式的实施例1～5中，能够大幅提高胎圈部的耐久性。

以上说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式仅作为例子提示，并不限定发明的范围。这些实施方式可以通过其他各种方式实施，可以在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其变形与发明的范围、主旨所包含同样地，包含于权利要求所记载的发明和与其同等的范围内。

Claims (7)

1.一种重载荷用充气轮胎，其具有：

胎圈芯，其埋设于胎圈部；

胎边芯，其配置于所述胎圈芯的轮胎径向外侧；

胎体帘布层，其包含绕着所述胎圈芯从轮胎轴向内侧向外侧卷起的钢制帘线；

胎圈包布，其包含在所述胎圈部中以从轮胎径向内侧覆盖所述胎体帘布层的方式设置的钢制帘线；以及

增强片，其由混揉入了棉的橡胶构成，并介于所述胎圈芯与所述胎体帘布层之间。

2.根据权利要求1所述的重载荷用充气轮胎，其特征在于，

所述增强片以从轮胎径向内侧覆盖所述胎圈芯的方式设置，

所述增强片具有向所述胎圈芯的轮胎轴向外侧卷起的轮胎轴向外侧部、和向所述胎圈芯的轮胎轴向内侧卷起的轮胎轴向内侧部，

所述增强片的所述外侧部重叠于所述胎边芯的轮胎轴向外侧面，所述增强片的所述内侧部重叠于所述胎边芯的轮胎轴向内侧面。

3.根据权利要求1或2所述的重载荷用充气轮胎，其特征在于，

所述增强片具有外侧端和内侧端，其中，所述外侧端是向所述胎圈芯的轮胎轴向外侧卷起的轮胎轴向外侧部的上端，所述内侧端是向所述胎圈芯的轮胎轴向内侧卷起的轮胎轴向内侧部的上端，

所述增强片的外侧端距离标称轮辋直径的高度H1、所述胎体帘布层的卷起端距离标称轮辋直径的高度H2、所述增强片的内侧端距离标称轮辋直径的高度H4满足下述条件(1)和(2)，

(1)0.3≦H1/H2≦0.8；

(2)0.3≦H4/H2≦0.9。

4.根据权利要求3所述的重载荷用充气轮胎，其特征在于，

所述胎圈包布具有外侧端和内侧端，其中，所述外侧端是向所述胎圈芯的轮胎轴向外侧卷起的外侧部分的上端，所述内侧端是向所述胎圈芯的轮胎轴向内侧卷起的内侧部分的上端，

所述胎体帘布层的卷起端距离标称轮辋直径的高度H2、所述胎圈包布的外侧端距离标称轮辋直径的高度H3、所述胎圈包布的内侧端距离标称轮辋直径的高度H5满足下述条件(3)和(4)，

(3)0.5≦H3/H2≦0.8；

(4)1.1≦H5/H2≦1.3。

5.根据权利要求1所述的重载荷用充气轮胎，其特征在于，

所述增强片中的棉的含量是5～15质量％。

6.根据权利要求1所述的重载荷用充气轮胎，其特征在于，

所述增强片的橡胶硬度是80～90。

7.根据权利要求1所述的重载荷用充气轮胎，其特征在于，

所述增强片的厚度是1.0～2.0mm。