CN110167767B - 充气轮胎及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即使在使侧壁部薄壁化的情况下也能够良好地维持轮辋组装性的充气轮胎及其制造方法。该充气轮胎具备：在轮胎周向延伸并形成环状的胎面部、配置于该胎面部的两侧的一对侧壁部、以及配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，侧壁部的包括轮胎最大宽度位置Pmax的挠曲区域X的平均厚度设定在1.0mm～3.0mm的范围，其中，胎圈部的胎圈基部宽度TBW设定在胎面部的胎面展开宽度TDW的115％～130％的范围。

Description

充气轮胎及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种为了降低纵向弹簧常数而使侧壁部薄壁化的充气轮胎及其制造方法，更具体地，涉及一种即使在使侧壁部薄壁化的情况下也能够良好地维持轮辋组装性的充气轮胎及其制造方法。
背景技术
充气轮胎具备：胎面部，在轮胎周向延伸并呈环状；一对侧壁部，配置于该胎面部的两侧；以及一对胎圈部，配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧。在这样的充气轮胎中，例如，以改善接地性、乘坐舒适性为目的，有时会要求降低纵向弹簧常数。
作为降低充气轮胎的纵向弹簧常数的方法之一，考虑使侧壁部薄壁化(例如，参照专利文献1～3)。但是，在使侧壁部薄壁化的情况下，由于该侧壁部的刚性降低，因此存在轮辋组装性恶化的问题。就是说，当侧壁部的刚性低时，侧壁部容易变形且胎圈部的相互间隔容易变窄，因此难以使胎圈部嵌合于轮辋。
再者，以改善行驶时的轮胎特性为目的，提出了将充气轮胎的胎圈部的胎圈基部宽度设定得比轮辋宽度宽的方案(例如，参照专利文献4～5)。但是，这些方案并没有改善轮辋组装性，此外，现状是仅使胎圈基部宽度比轮辋宽度宽不一定能改善轮辋组装性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-36262号公报
专利文献2：日本特开2015-174594号公报
专利文献3：日本特开2015-189253号公报
专利文献4：日本实开昭58-96927号公报
专利文献5：日本实开昭58-100101号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于，提供一种即使在使侧壁部薄壁化的情况下也能够良好地维持轮辋组装性的充气轮胎及其制造方法。
技术方案
为了达到上述目的的本发明的充气轮胎具备：胎面部，在轮胎周向延伸并形成环状；一对侧壁部，配置于该胎面部的两侧；以及一对胎圈部，配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧，其中，所述侧壁部的包括轮胎最大宽度位置的挠曲区域的平均厚度设定在1.0mm～3.0mm的范围，所述充气轮胎的特征在于，所述胎圈部的胎圈基部宽度TBW设定在所述胎面部的胎面展开宽度TDW的115％～130％的范围。
此外，为了达到上述目的的本发明的充气轮胎的制造方法，制造如下的充气轮胎，所述充气轮胎具备：胎面部，在轮胎周向延伸并形成环状；一对侧壁部，配置于该胎面部的两侧；以及一对胎圈部，配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧，其中，所述侧壁部的包括轮胎最大宽度位置的挠曲区域的平均厚度设定在1.0mm～3.0mm的范围，所述充气轮胎的制造方法的特征在于，使用以所述胎圈部的胎圈基部宽度TBW在所述胎面部的胎面展开宽度TDW的115％～130％的范围的方式形成的模具，在该模具内进行所述充气轮胎的硫化。
有益效果
在本发明中，在充气轮胎中，将侧壁部的包括轮胎最大宽度位置的挠曲区域的平均厚度设定在1.0mm～3.0mm的范围，另一方面，将胎圈部的胎圈基部宽度TBW设定在胎面部的胎面展开宽度TDW的115％～130％的范围，由此，即使在使侧壁部薄壁化的情况下也能良好地维持轮辋组装性。就是说，由于形成环状的胎面部是轮胎宽度方向的变形小且稳定的构造物，因此在以该胎面部的胎面展开宽度TDW为基准、将胎圈部的胎圈基部宽度TBW以规定的比率设定得大的情况下，在向轮胎内填充气压之前的状态下，充分确保胎圈部的相互间隔，因此能顺利地进行轮辋组装作业。
在本发明中，胎圈基部宽度TBW以及胎面展开宽度TDW均为模具中的尺寸。因此，如上所述，在制造侧壁部的包括轮胎最大宽度位置的挠曲区域的平均厚度在1.0mm～3.0mm的范围的充气轮胎的情况下，使用以胎圈部的胎圈基部宽度TBW在胎面部的胎面展开宽度TDW的115％～130％的范围的方式形成的模具，在该模具内进行充气轮胎的硫化。需要说明的是，侧壁部的包括轮胎最大宽度位置的挠曲区域是指，以轮胎最大宽度位置为中心的轮胎剖面高度SH的20％的区域。
在本发明中，胎圈基部宽度TBW优选比标准轮辋的轮辋宽度RW大1英寸～3英寸。使胎圈基部宽度TBW大于标准轮辋的轮辋宽度RW也有助于改善轮辋组装性。在制造这样的充气轮胎的情况下，只要以胎圈基部宽度TBW比标准轮辋的轮辋宽度RW大1英寸～3英寸的方式形成模具即可。
此外，埋设于胎圈部的胎边芯的高度优选为轮胎剖面高度的30％以下。由此，能够在良好地维持轮辋组装性的同时，使充气轮胎的纵向弹簧常数进一步降低。
附图说明
图1是表示由本发明的实施方式构成的充气轮胎的子午线剖面图。
图2是表示组装有由本发明的实施方式构成的充气轮胎的标准轮辋的子午线剖面图。
图3是表示在由本发明的实施方式构成的充气轮胎的硫化中使用的模具的子午线剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的构成进行详细说明。图1是表示由本发明的实施方式构成的充气轮胎的图，图2是表示组装有该充气轮胎的标准轮辋的图。
如图1所示，本实施方式的充气轮胎具备：在轮胎周向延伸并形成环状的胎面部1；配置于该胎面部1的两侧的一对侧壁部2、2；以及配置于这些侧壁部2的轮胎径向内侧的一对胎圈部3、3。
在一对胎圈部3、3之间装架有胎体层4。该胎体层4包括在轮胎径向延伸的多条增强帘线，绕着配置于各胎圈部3的胎圈芯5从轮胎内侧向外侧折回。作为胎体层4的增强帘线，优选使用尼龙、聚酯等有机纤维帘线。在胎圈芯5的外周上配置有剖面为三角形的由橡胶组合物形成的胎边芯6。此外，在轮胎内表面沿着胎体层4配置有内衬层9。
另一方面，在胎面部1处的胎体层4的外周侧埋设有多层带束层7。这些带束层7包括相对于轮胎周向倾斜的多条增强帘线，且配置为增强帘线在层间相互交叉。在带束层7中，增强帘线相对于轮胎周向的倾斜角度例如设定在10°～40°的范围。作为带束层7的增强帘线，优选使用钢帘线。以提高高速耐久性为目的，在带束层7的外周侧配置有将增强帘线相对于轮胎周向以例如5°以下的角度排列而成的至少一层带束覆盖层(belt coverlayer)8。作为带束覆盖层8的增强帘线，优选使用尼龙、芳纶等有机纤维帘线。
而且，在胎面部1处的带束覆盖层8的外侧配置有胎面橡胶层11，在侧壁部2处的胎体层4的外侧配置有侧壁橡胶层12，在胎圈部3处的胎体层4的外侧配置有轮辋缓冲橡胶层13。需要说明的是，上述轮胎内部结构表示充气轮胎的代表性例子，但并不限定于此。
在上述充气轮胎中，侧壁部2的包括轮胎最大宽度位置Pmax的挠曲区域X的平均厚度设定在1.0mm～3.0mm的范围，更优选地设定在1.5mm～2.5mm的范围。侧壁部2的包括轮胎最大宽度位置Pmax的挠曲区域X是指，以轮胎最大宽度位置Pmax为中心的轮胎剖面高度SH的20％的区域。平均厚度是指，在挠曲区域X沿着轮胎外表面的法线方向对包括胎体层4、内衬层9以及侧壁橡胶层12的侧壁部2的厚度进行测定时的平均值。
这样，通过减小侧壁部2的包括轮胎最大宽度位置Pmax的挠曲区域X的平均厚度，能够降低充气轮胎的纵向弹簧常数，并能够改善接地性和乘坐舒适性。在此，当挠曲区域X的平均厚度小于1.0mm时，作为轮胎的功能会降低，相反，当平均厚度超过3.0mm时，纵向弹簧常数的降低不充分。
但是，在使侧壁部2薄壁化的情况下，由于该侧壁部2的刚性降低，因此轮辋组装性有恶化的倾向。因此，在上述充气轮胎中，胎圈部3的胎圈基部宽度TBW设定在胎面部1的胎面展开宽度TDW的115％～130％的范围，更优选地设定在115％～120％的范围。胎圈基部宽度TBW是以胎圈部3的与轮辋凸缘抵接的面为基准测定的一对胎圈部3、3之间的胎圈基部的宽度。胎面展开宽度TDW是，在轮胎子午线剖面中，在将形成胎面部1的两侧的胎肩区域的轮廓的圆弧的延长线、与形成偏离胎面部1的接地区域的两侧的胎肩加强区域的轮廓的圆弧的延长线的交点分别设为胎面端E1、E2时，沿着胎面部1的踏面的轮廓进行测定的从胎面端E1到胎面端E2的距离。
这样将胎圈部3的胎圈基部宽度TBW相对于胎面部1的胎面展开宽度TDW设定得足够大，由此，即使在使侧壁部2薄壁化的情况下也能良好地维持轮辋组装性。在此，当胎圈基部宽度TBW小于胎面展开宽度TDW的115％时，轮辋组装性的改善效果不充分，相反，当胎圈基部宽度TBW超过胎面展开宽度TDW的130％时，轮胎形状变形，因此难以发挥所期望的轮胎性能。
在上述充气轮胎中，胎圈基部宽度TBW大于标准轮辋R(参照图2)的轮辋宽度RW，理想的是，胎圈基部宽度TBW与标准轮辋R的轮辋宽度RW之差设定在1英寸(25.4mm)～3英寸(76.2mm)的范围。使胎圈基部宽度TBW大于标准轮辋的轮辋宽度RW有助于轮辋组装性的改善。当胎圈基部宽度TBW相对于轮辋宽度RW的增加量小于1英寸时，轮辋组装性的改善效果降低，相反，当增加量超过3英寸时，轮胎形状变形，因此难以发挥所期望的轮胎性能。
此外，在上述充气轮胎中，理想的是，将胎圈部3的胎圈基部宽度TBW设定在轮胎剖面宽度SW的85％～94％的范围。由此，能良好地维持轮辋组装性。在此，当胎圈基部宽度TBW小于轮胎剖面宽度SW的85％时，轮辋组装性的改善效果降低，相反，当胎圈基部宽度TBW超过轮胎剖面宽度SW的94％时，轮胎形状变形，因此难以发挥所期望的轮胎性能。
而且，在上述充气轮胎中，理想的是，将埋设于胎圈部3的胎边芯6的高度FH设定为轮胎剖面高度SH的30％以下，更优选地设定在5％～25％的范围。由此，能够在良好地维持轮辋组装性的同时，使充气轮胎的纵向弹簧常数进一步降低。需要说明的是，也可以从胎圈部3排除胎边芯6。
而且，在上述充气轮胎中，为了降低纵向弹簧常数，作为构成侧壁橡胶层12的橡胶组合物，使用例如JIS K-6253所规定的JIS硬度在52～53的范围的橡胶组合物也是有效的。
图3是表示在由本发明的实施方式构成的充气轮胎的硫化中使用的模具的图。在图3中，CL是轮胎中心线，T是轮胎。如图3所示，模具20具备：用于成形轮胎T的胎面部1的扇形模具(sector mold)21、用于成形轮胎T的侧壁部2的侧板(side plate)22、以及用于成形轮胎T的胎圈部3的钢圈(bead ring)23。在硫化时，在轮胎T的内侧插入橡胶制的气囊，通过该气囊的膨胀，轮胎T被按压在模具20的内表面。
如此构成的模具20被加工成轮胎T的胎圈基部宽度TBW相对于胎面展开宽度TDW为上述规定的比率。同样地，模具20被加工成轮胎T的胎圈基部宽度TBW相对于标准轮辋R的轮辋宽度RW、轮胎剖面宽度SW为上述规定的比率。
然后，使用以胎圈基部宽度TBW相对于胎面展开宽度TDW成为规定的比率的方式形成的模具20，在该模具20内进行轮胎T的硫化，由此能够制造如图1所示的充气轮胎。
实例
制作了轮胎尺寸为205/60R16，如表1那样设定如下项目的以往例、比较例1以及实例1～4的充气轮胎，即，侧壁部的包括轮胎最大宽度位置的挠曲区域的平均厚度、胎面展开宽度TDW、胎圈基部宽度TBW、胎圈基部宽度TBW相对于胎面展开宽度TDW的比率(TBW/TDW×100％)、胎边芯高度FH相对于轮胎剖面高度SH的比率(FH/SH×100％)。上述充气轮胎的标准轮辋的轮辋宽度RW为6.0英寸(153mm)。
按照下述的评价方法对这些试验轮胎的轮辋组装性、纵向弹簧常数进行评价，并将其结果一并示于表1。
轮辋组装性：
测量将各试验轮胎组装于标准轮辋时的作业时间。评价结果使用测定值的倒数，以将以往例设为100的指数来表示。该指数值越大表示轮辋组装性越良好。
纵向弹簧常数：
将各试验轮胎组装于标准轮辋，将气压设为240kPa，测量纵向弹簧常数。评价结果以将以往例设为100的指数来表示。该指数值越小表示纵向弹簧常数越小。
[表1]
以往例 比较例1 实例1 实例2 实例3 实例4
侧壁部的挠曲区域的平均厚度(mm) 3.5 2.5 2.5 1.5 2.5 2.5
胎面展开宽度TDW(mm) 170 172 172 172 172 172
胎圈基部宽度TBW(mm) 191 190 203 203 216 203
TBW/TDW×100％ 112 110 118 118 126 118
FH/SH×100％ 30 30 30 30 30 25
轮辋组装性(指数) 100 80 100 99 100 100
纵向弹簧常数(指数) 100 97 97 95 97 95
根据表1可知，实例1～4的轮胎在与以往例的对比中，虽然均使侧壁部薄壁化而使纵向弹簧常数降低，但轮辋组装性良好。另一方面，比较例1的轮胎，由于使侧壁部薄壁化而使纵向弹簧常数降低，因此轮辋组装性大幅恶化。
符号说明
1 胎面部；
2 侧壁部；
3 胎圈部；
4 胎体层；
5 胎圈芯；
6 胎边芯；
7 带束层；
8 带束覆盖层；
9 内衬层；
11 胎面橡胶层；
12 侧壁橡胶层；
13 轮辋缓冲橡胶层；
20 模具；
T 轮胎。

Claims (3)

1.一种充气轮胎的制造方法，制造如下的充气轮胎，
所述充气轮胎具备：
胎面部，在轮胎周向延伸并形成环状；
一对侧壁部，配置于所述胎面部的两侧；以及
一对胎圈部，配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧，其中，
所述侧壁部的包括轮胎最大宽度位置的挠曲区域的平均厚度设定在1.0mm～3.0mm的范围，
所述充气轮胎的制造方法的特征在于，
使用以所述胎圈部的胎圈基部宽度TBW在所述胎面部的胎面展开宽度TDW的115％～130％的范围的方式形成的模具，在所述模具内进行所述充气轮胎的硫化。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于，
以所述胎圈基部宽度TBW比标准轮辋的轮辋宽度RW大1英寸～3英寸的方式形成所述模具。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于，
埋设于所述胎圈部的胎边芯的高度为轮胎剖面高度的30％以下。
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