CN110177700A - 充气轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种充气轮胎，具备将胎圈钢丝111呈环状且多重地卷绕而成的一对胎圈芯11。此外，在胎圈芯11的径向剖视图中，胎圈芯11具有将一根或多根胎圈钢丝111以最密状态卷绕而成的六边形的钢丝排列构造。此外，六边形是所有顶点都具有钝角内角的凸六边形。此外，Y轴方向上的钢丝截面的层数M和X轴方向上的钢丝截面的排列数N的最大值N_max具有0.75≦M/N_max≦1.30的关系。此外，从位于轮胎宽度方向的最内侧的六边形的顶点P6到六边形的重心G的轮胎宽度方向上的距离A和从位于轮胎宽度方向的最外侧的六边形的顶点P3到六边形的重心G的轮胎宽度方向上的距离B具有1.05≦B/A的关系。
Description
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎，更具体地，涉及一种能在适当地确保胎圈芯的耐芯崩裂性的同时高效地抑制胎圈趾的翘起变形的充气轮胎。
背景技术
一般，在装接于卡车、公共汽车的重载荷用轮胎中，存在应该抑制在车辆行驶时胎圈趾的翘起变形的问题。该翘起变形是导致轮胎的再充气容易性恶化的原因，此外，也是导致轮胎翻新时基胎的适当性受损的原因，因此是不优选的。作为涉及该问题的以往的重载荷用轮胎，已知专利文献1～3中记载的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5071137号公报
专利文献2：日本特开平2-37003号公报
专利文献3：日本特开平2-286408号公报
发明内容
发明要解决的问题
为了抑制上述胎圈趾的翘起变形，增加构成胎圈芯的胎圈钢丝的卷绕数是有效的。不过，当胎圈钢丝的卷绕数增加时，存在胎圈芯以及周边构件(例如，胎边芯等的橡胶材料)的材料成本增加的问题。
因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能在适当地确保胎圈芯的耐芯崩裂性的同时高效地抑制胎圈趾的翘起变形的充气轮胎。
技术方案
为了达成上述目的，本发明的充气轮胎具备将胎圈钢丝呈环状且多重地卷绕而成的一对胎圈芯，其特征在于，在所述胎圈芯的径向剖视图中，所述胎圈芯具有将一根或多根所述胎圈钢丝以最密状态卷绕而成的六边形的钢丝排列构造，所述六边形是所有顶点都具有钝角内角的凸六边形，将位于所述胎圈芯的最内径侧的所述六边形的顶点定义为第一顶点P1，将包括第一顶点P1并向轮胎宽度方向外侧延伸的所述六边形的边定义为第一边S12，将与所述六边形的第一边S12平行的轴定义为X轴，并且将与X轴垂直的轴定义为Y轴，Y轴方向上的钢丝截面的层数M和X轴方向上的所述钢丝截面的排列数N的最大值N_max具有0.75≦M/N_max≦1.30的关系，并且，从位于轮胎宽度方向的最内侧的所述六边形的顶点到所述六边形的重心的轮胎宽度方向上的距离A和从位于轮胎宽度方向的最外侧的所述六边形的顶点到所述六边形的重心的轮胎宽度方向上的距离B具有1.05≦B/A的关系。
此外，本发明的充气轮胎具备将胎圈钢丝呈环状且多重地卷绕而成的一对胎圈芯，其特征在于，在所述胎圈芯的径向剖视图中，所述胎圈芯具有将一根或多根所述胎圈钢丝以最密状态卷绕而成的六边形的钢丝排列构造，所述六边形是所有顶点都具有钝角内角的凸六边形，将位于所述胎圈芯的最内径侧的所述六边形的顶点定义为第一顶点P1，将包括第一顶点P1并向轮胎宽度方向外侧延伸的所述六边形的边定义为第一边S12，将与所述六边形的第一边S12平行的轴定义为X轴，并且将与X轴垂直的轴定义为Y轴，将所述六边形的各边上的钢丝截面的排列数从所述六边形的第一边S12起向轮胎宽度方向外侧依次定义为N12、N23、N34、N45、N56、N61，并且，所述六边形的三组对边上的所述钢丝截面的排列数满足2≦N12-N45＝N34-N61＝N56-N23≦3的条件。
有益效果
在本发明的充气轮胎中，(1)由于胎圈芯具有将胎圈钢丝以最密状态卷绕而形成并且内角为钝角的凸六边形的钢丝排列构造，因此具有适当地确保胎圈芯的耐芯崩裂性的优点。此外，(2)通过使胎圈芯的钢丝排列构造适当化，具有能够高效地抑制胎圈趾的翘起变形的优点。
附图说明
[图1]图1是表示本发明的实施方式的充气轮胎的轮胎子午线方向的剖面图。
[图2]图2是表示图1中所记载的充气轮胎的胎圈部的放大剖面图。
[图3]图3是表示图2中所记载的胎圈部的胎圈芯的说明图。
[图4]图4是表示图2中所记载的胎圈部的胎圈芯的说明图。
[图5]图5是表示图3中所记载的胎圈芯的钢丝排列构造的改进例的说明图。
[图6]图6是表示图3中所记载的胎圈芯的钢丝排列构造的改进例的说明图。
[图7]图7是表示图3中所记载的胎圈芯的钢丝排列构造的改进例的说明图。
[图8]图8是表示图3中所记载的胎圈芯的钢丝排列构造的改进例的说明图。
[图9]图9是表示发明的实施方式的充气轮胎的性能试验的结果的表。
[图10]图10是表示图9中所记载的以往例1的说明图。
[图11]图11是表示图9中所记载的以往例2的说明图。
[图12]图12是表示图9中所记载的比较例1的说明图。
[图13]图13是表示图9中所记载的比较例2的说明图。
[图14]图14是表示图9中所记载的比较例3的说明图。
[图15]图15是表示图9中所记载的比较例4的说明图。
[图16]图16是表示图9中所记载的比较例5的说明图。
[图17]图17是表示图9中所记载的比较例6的说明图。
[图18]图18是表示图9中所记载的比较例7的说明图。
[图19]图19是表示图9中所记载的比较例8的说明图。
[图20]图20是表示图9中所记载的比较例9的说明图。
[图21]图21是表示图9中所记载的比较例10的说明图。
[图22]图22是表示图9中所记载的比较例11的说明图。
[图23]图23是表示图9中所记载的比较例12的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明进行详细说明。需要说明的是，本发明并不受本实施方式的限定。此外，本实施方式的构成要素中包括维持发明的统一性并且能够置换且明显能置换的要素。此外，本实施方式中所记载的多个改进例可以在对于本领域技术人员而言显而易见的范围内进行任意组合。
[充气轮胎]
图1是表示本发明的实施方式的充气轮胎的轮胎子午线方向的剖面图。该图示出了轮胎径向的剖面图的单侧区域的剖面图。此外，该图示出了装接于长距离运输用的卡车、公共汽车等的重载荷用子午线轮胎作为充气轮胎的一个例子。
在该图中，轮胎子午线方向的剖面是指以包括轮胎旋转轴(省略图示)的平面切断轮胎时的剖面。此外，符号CL是轮胎赤道面，是指从轮胎旋转轴方向的轮胎的中心点穿过并与轮胎旋转轴垂直的平面。此外，轮胎宽度方向是指与轮胎旋转轴平行的方向，轮胎径向是指与轮胎旋转轴垂直的方向。
充气轮胎1具有以轮胎旋转轴为中心的环状构造，具备：一对胎圈芯11、11；一对胎边芯12、12；胎体层13；带束层14；胎面橡胶15；一对侧壁橡胶16、16；以及一对轮辋缓冲橡胶17、17(参照图1)。
一对胎圈芯11、11具有将由钢形成的胎圈钢丝沿轮胎周向多重地卷绕而成的环状构造，构成左右胎圈部的芯。一对胎边芯12、12包括下部芯121以及上部芯122，分别配置于一对胎圈芯11、11的轮胎径向外周而构成胎圈部。
胎体层13呈圆环状架设于左右胎圈芯11、11之间，构成轮胎的骨架。此外，胎体层13的两端部以包住胎圈芯11以及胎边芯12的方式从轮胎宽度方向内侧向轮胎宽度方向外侧卷回并卡定。此外，胎体层13是通过将涂层橡胶包覆由钢或者有机纤维材料(例如，尼龙、聚酯、人造丝等)形成的多条胎体帘线并进行轧制加工而构成的，具有绝对值在85[deg]以上95[deg]以下的胎体角度(定义为胎体帘线的长尺寸方向相对于轮胎周向的倾斜角)。
带束层14从轮胎径向内侧起依次层叠高角度带束141、一对交叉带束142、143、附加带束144而形成，滚绕于胎体层13的外周而配置。高角度带束141是通过将涂层橡胶包覆由钢形成的多条带束帘线并进行轧制加工而构成的，具有绝对值在45[deg]以上70[deg]以下的带束角度(定义为带束帘线的长尺寸方向相对于轮胎周向的倾斜角)。一对交叉带束142、143是通过将涂层橡胶包覆由钢形成的多条带束帘线并进行轧制加工而构成的，具有绝对值在10[deg]以上55[deg]以下的带束角度。此外，一对交叉带束142、143具有相互不同符号的带束角度，使带束帘线的长尺寸方向相互交叉而层叠(具有所谓的斜交构造)。附加带束144是通过将涂层橡胶包覆由钢形成的多条带束帘线并进行轧制加工而构成的，具有绝对值在10[deg]以上55[deg]以下的带束角度。此外，将附加带束144的带束角度设定为与外径侧的交叉带束143的带束角度相同的符号。
胎面橡胶15配置于胎体层13以及带束层14的轮胎径向外周，构成轮胎的胎面部。一对侧壁橡胶16、16分别配置于胎体层13的轮胎宽度方向外侧，构成左右的侧壁部。一对轮辋缓冲橡胶17、17分别配置于左右的胎圈芯11、11以及胎体层13的卷回部的轮胎径向内侧，构成左右的胎圈部与轮辋凸缘的接触面。
[胎圈芯]
图2是表示图1中所记载的充气轮胎1的胎圈部的放大剖面图。图3以及图4是表示图2中所记载的胎圈部的胎圈芯11的说明图。在这些图中，图2示出了轮胎的轮辋组装状态下的胎圈部的轮胎子午线方向的剖面图，图3示出了未硫化状态下的单体的胎圈芯11的放大图，图4示出了图3中所记载的胎圈芯11中的胎圈钢丝111的排列状态。
在图2中，胎圈芯11具有将由钢形成的一根或多根胎圈钢丝111多重地卷绕而成的环状构造，埋设于胎圈部，构成左右的胎圈部的芯。此外，胎圈芯11的环状构造的轴与轮胎旋转轴一致。此外，胎圈芯11被胎体层13的卷起部包住并保持。此外，轮辋缓冲橡胶17包覆于胎体层13的卷起部的轮胎径向的内侧而配置，构成胎圈部的轮辋嵌合部。此外，在图2的构成中，胎体层13的端部以包住胎圈芯11以及胎边芯12的方式向轮胎宽度方向外侧卷起，延伸至越过胎圈部的轮辋嵌合面的位置。此外，由钢或者有机纤维材料形成的增强层18配置于胎体层13与轮辋缓冲橡胶17之间，沿着胎体层13的卷起部的外周面包围胎圈芯11的整体。
此外，如图2所示，将胎圈部嵌合于轮辋10而使充气轮胎1装接在轮辋10上。具体而言，轮辋10的胎圈基部101相对于轮胎旋转轴向具有规定的倾斜角，轮胎的胎圈部具有与胎圈基部101的外周面一致的形状的轮辋嵌合面。此外，当将轮胎装接在规定轮辋上、施加规定内压、并处于无负荷状态时，从轮辋嵌合面的胎圈趾(bead toe)Bt到胎圈踵(bead heel)Bh的区域紧贴于胎圈基部101的外周面，此外，从胎圈趾Bt到轮胎宽度方向外侧的区域卡合于在胎圈基部101的外侧缘部形成的轮辋凸缘部102。由此，胎圈部适当地嵌合在轮辋10，确保轮胎的气密性。
规定轮辋是指，由JATMA规定的“适用轮辋”、由TRA规定的“Design Rim(设计轮辋)”、或者由ETRTO规定的“Measuring Rim(测量轮辋)”。此外，规定内压是指由JATMA规定的“最高气压”、由TRA规定的“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES(各种冷充气压力下的轮胎负荷极限)”的最大值、或者由ETRTO规定的“INFLATIONPRESSURES(充气压力)”。此外，规定载荷是指由JATMA规定的“最大负荷能力”、由TRA规定的“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”的最大值、或者由ETRTO规定的“LOAD CAPACITY(负荷能力)”。其中，在JATMA中，在轿车用轮胎的情况下，规定内压为气压180[kPa]，规定载荷为最大负荷能力的88[％]。
此外，图3示出了零件单体时未硫化的胎圈芯11的径向的剖面图。胎圈芯11是将胎圈钢丝111呈环状且多重地卷绕而成的，具有后述的规定的钢丝排列构造。具体而言，使用芯成形夹具(省略图示)，将一根或多根胎圈钢丝111以规定的钢丝排列构造卷绕于芯成形夹具，成形为未硫化的胎圈芯11。此外，胎圈芯11具备由橡胶材料形成、并且覆盖卷绕的胎圈钢丝111的外周的胎圈壳112。然后，成形的胎圈芯11在生胎的硫化成形工序之前被预硫化。需要说明的是，并不限定于此，也可以省略胎圈芯11的预硫化，将未硫化的胎圈芯11组装于生胎，进行生胎的硫化成形工序。
此外，如图4所示，胎圈钢丝111由股线1111、以及覆盖股线1111的绝缘橡胶1112构成。股线1111如上所述由钢构成。此外，绝缘橡胶1112优选由具有70[M]以上的门尼粘度的橡胶组合物构成。此外，在卡车、公共汽车用的重载荷用轮胎中，胎圈钢丝111的外径在1.70[mm]以上2.20[mm]以下的范围内。门尼粘度根据JIS K6300-1:2013来计算。
[胎圈芯的钢丝排列构造]
一般，在装接于卡车、公共汽车的重载荷用轮胎中，存在应该抑制在车辆行驶时胎圈趾的翘起变形的问题。该翘起变形是导致轮胎的再充气容易性恶化的原因，此外，也是导致轮胎翻新时基胎的适当性受损的原因，是不优选的。为了抑制上述胎圈趾的翘起变形，增加构成胎圈芯的胎圈钢丝的卷绕数是有效的。不过，当胎圈钢丝的卷绕数增加时，存在胎圈芯以及周边构件(例如，胎边芯等的橡胶材料)的材料成本增加的问题。
因此，为了在适当地确保胎圈芯的耐芯崩裂性的同时高效地抑制胎圈趾的翘起变形，该充气轮胎1采用以下的构成。
即，如图3所示，胎圈芯11具有在其径向剖视图中将胎圈钢丝111以最密状态卷绕而成的六边形的钢丝排列构造。
最密状态是指，如图4所示，在胎圈芯11的径向剖视图中，一个钢丝截面与在该钢丝截面的周围以大致60[deg]间隔排列的六个钢丝截面相邻的状态。在该最密状态下的钢丝排列构造中，与钢丝截面的列为纵横正交的格子状的钢丝排列构造相比，胎圈芯11的钢丝截面的配置密度提高，胎圈芯11的耐芯崩裂性提高。需要说明的是，在上述最密状态中，相邻的钢丝截面的所有组无须相互接触，部分组也可以隔开后述的微小间隙g而配置。
如图3所示，将钢丝排列构造的形状定义为连接构成胎圈芯11的外周面的钢丝截面群的中心点的图形。此外，图形的一个顶点通过一个钢丝截面的中心点来定义。此外，图形的各边通过两个以上的钢丝截面的中心点来定义。不过，构成图形的一条边的钢丝截面的中心点不需要严格存在于一条直线上，也可以配置为具有由制造误差等引起的微小的位置偏移。在图3的构成中，钢丝排列构造具有六个顶点P1～P6的六边形状。
此外，钢丝排列构造的六边形是所有顶点都具有钝角内角的凸六边形。即，六边形的所有内角都在大于90[deg]小于180[deg]的范围内。该凸六边形的钢丝排列构造与例如具有向内侧凸出顶点的凹六边形的钢丝排列构造(参照后述的图10)相比，由于胎圈芯11的形状稳定性高，因此能适当地确保胎圈芯11的耐芯崩裂性。此外，在钢丝排列构造的六边形具有钝角内角的构成中，与具有锐角内角的多边形的钢丝排列构造相比，胎圈芯11的耐芯崩裂性高。
例如，在图3的构成中，胎圈钢丝111是具有一定外径的圆形截面的钢丝，钢丝截面以上述的最密状态排列。因此，六边形的所有内角在120[deg]附近，具体而言，在105[deg]以上135[deg]以下的范围内。
在此，在图3中，将位于胎圈芯11的最内径侧的六边形的顶点P1定义为第一顶点。此外，将包括第一顶点P1并向轮胎宽度方向外侧延伸的六边形的边S12定义为第一边。此外，将与六边形的第一边S12平行的轴定义为X轴，将与X轴垂直的轴定义为Y轴。由于胎圈部的轮辋嵌合面是倾斜的(参照图2)，X轴朝向轮胎宽度方向外侧地向轮胎径向外侧倾斜。
此时，Y轴方向上的钢丝截面的层数M和X轴方向上的钢丝截面的排列数N的最大值N_max优选具有0.75≦M/N_max≦1.30的关系，更有选地，具有0.95≦M/N_max≦1.20的关系。由此，胎圈芯11的扁平率被适当化。即，通过上述M/N_max的下限，来抑制胎圈芯11宽度过度宽的情况，降低胎圈芯11以及周边构件(特别是胎边芯12)的材料成本。此外，通过上述M/N_max的上限，来抑制胎圈芯11在Y轴方向上纵长的情况，适当地确保胎圈芯11的扭转刚性。需要说明的是，在卡车、公共汽车用的重载荷用轮胎中，X轴方向上的钢丝截面的排列数N的最大值N_max在7≦N_max≦13的范围内。
以沿着六边形的第一边S12在X轴方向排列的钢丝截面的列作为最内层，将钢丝截面的层数M定义为相对于该最内层以上述最密状态在Y轴方向层叠的钢丝截面的层数。
钢丝截面的排列数N定义为构成上述钢丝截面的各层的钢丝截面的数量。
例如，在图3的构成中，单一的胎圈钢丝111在X轴方向呈螺旋状地卷绕，形成钢丝截面的层。此外，单一的胎圈钢丝111在X轴方向往复地卷绕，形成多个钢丝截面的层。此外，最初，形成六边形的第一边S12上的钢丝截面的层，多个钢丝截面的层以此作为最内层在Y轴方向层叠而形成胎圈芯11。因此，六边形的三组对边S12、S45；S23、S56；S34、S61相互平行。此外，上述的钢丝截面的层数M和排列数N的最大值N_max的比M/N_max是M/N_max＝8/8＝1.00。在该构成中，钢丝截面的层在与轮辋10的胎圈基部101正交的方向层叠，因此胎圈芯11的强度高，轮胎的轮辋嵌合性提高。
此外，在图3中，从位于轮胎宽度方向的最内侧的六边形的顶点P6到六边形的重心G的轮胎宽度方向的距离A和从位于轮胎宽度方向的最外侧的六边形的顶点P3到六边形的重心G的轮胎宽度方向的距离B优选具有1.05≦B/A的关系，更有选地，具有1.06≦B/A的关系。由此，六边形的重心G，即胎圈芯11的重心位置被适当化。即，通过比值B/A的上述下限，胎圈芯11的重心偏向胎圈趾Bt(参照图2)侧。于是，在轮胎的充气时，当来自胎体层13的张力作用于胎圈芯11时，该张力由胎圈芯11适当地承载。由此，对胎圈趾Bt的翘起变形进行抑制。例如，在图3的构成中，上述轮胎宽度方向的距离A、B的比B/A是B/A＝1.07。需要说明的是，B/A的上限没有特别限定，但受到上述六边形的内角的条件以及比M/N_max的条件的限制。
六边形的重心G通过六边形的各顶点P1～P6的坐标的算术平均来计算出。
距离A、B是将产品轮胎装接在规定轮辋、赋予规定内压的5[％]的同时以无负荷状态进行测定的。在5[％]内压时的轮胎形状最接近轮胎硫化成形模具内的轮胎形状，即充气前的自然的轮胎形状。
此外，由于胎圈钢丝111在X轴方向以规定间距呈螺旋状地卷绕，因此如图4所示，在X轴方向上相邻的钢丝截面之间，会产生由制造误差引起的微小间隙g。优选地，该间隙g越小，胎圈芯11的强度越提高。具体而言，间隙g优选在g≦0.08[mm]的范围内。此外，间隙g和X轴方向上相邻的钢丝截面的帘线间距离D1优选具有0.020≦g/D1≦0.045的关系。
另一方面，在Y轴方向上相邻的钢丝截面中，由于胎圈钢丝111被赋予张力而卷绕，因此钢丝截面被向Y轴方向按压，绝缘橡胶1112被压扁。因此，X轴方向上相邻的钢丝截面的帘线间距离D1和Y轴方向上相邻的钢丝截面的帘线间距离D2具有D2<D1的关系。此外，在胎圈芯11的内部，一个钢丝截面通过两个钢丝截面从Y轴方向来支承。由此，Y轴方向，即胎圈芯11的径向的强度提高。
此外，如图3所示，沿着六边形的第一边S12在X轴方向排列的钢丝截面的层，即Y轴方向的最内层，相对于轮胎宽度方向以规定的倾斜角θ倾斜。因此，胎圈芯11的内径从六边形的第一顶点P1向轮胎宽度方向外侧扩径。此外，倾斜角θ设定为，在轮胎的轮辋装接时与轮辋10的胎圈基部101(参照图2)的外周面平行。在一般的重载荷用轮胎中，倾斜角θ设定为15[deg]。由此，在轮胎的轮辋装接时，胎圈芯11的Y轴方向的最内层与胎圈基部101对置，高效地提高胎圈部的轮辋嵌合性。
此外，在图3的构成中，六边形的边S23形成为，在轮胎的轮辋装接时与轮辋10的轮辋凸缘部102(参照图2)的外周面平行。由此，在轮胎的轮辋装接时，胎圈芯11的轮胎宽度方向外侧的端面与轮辋凸缘部102对置，高效地提高胎圈部的轮辋嵌合性。
此外，在图3中，六边形的三组对边S12、S45；S23、S56；S34、S61上的钢丝截面的排列数N12、N45；N23、N56；N34、N61优选满足2≦N12-N45＝N34-N61＝N56-N23≦3的条件。即，在相同直径的钢丝截面以最密状态(参照图4)配置为凸六边形的构成中，钢丝排列构造优选满足(1)N12-N45＝N34-N61＝N56-N23＝2，以及，(2)N12-N45＝N34-N61＝N56-N23＝3中任一方的条件。
钢丝截面的排列数N12～N61定义为分别包含位于六边形的各顶点P1～P6的钢丝截面的数。例如，在图3的构成中，N12＝6，N23＝3，N34＝6，N45＝4，N56＝5，N61＝4，其中N12-N45＝N34-N61＝N56-N23＝2。
在上述的构成中，Y轴方向的最内层(六边形的第一边S12)中的钢丝截面的排列数N12比最外层(六边形的边S45)中的钢丝截面的排列数N45多。因此，胎圈芯11具有扩大了内周面的形状。此外，与Y轴方向的最内层相邻的两边S23、S61上的钢丝截面的排列数N23、N61比各自的对边S56、S34上的钢丝截面的排列数N56、N34少。因此，胎圈芯11具有扩大了外周面侧的斜边(六边形的边S56、S34)的形状。由此，胎圈芯11的强度效率提高。
此外，通过N12-N45＝N34-N61＝N56-N23＝2，胎圈芯11的重心G适当地偏向胎圈趾Bt侧，确保了胎圈趾Bt的翘起变形的抑制作用。此外，通过N12-N45＝N34-N61＝N56-N23＝3，抑制了胎圈芯11的周边零件的材料成本的增加。
此外，六边形的第一边S12上的钢丝截面的排列数N12优选在5≦N12≦8的范围内，更优选地，在6≦N12≦7的范围内。由此，适当地确保了与胎圈基部101(参照图2)对置的一侧的边S12的长度，并且适当地确保了胎圈芯11对轮辋嵌合性的加强作用。
此外，与六边形的第一边S12相邻的轮胎宽度方向外侧的边S23上的钢丝截面的排列数N23优选在2≦N23≦5的范围，更优选地，在3≦N23≦4的范围内。在与轮辋10的轮辋凸缘部102(参照图2)对置的一侧的边S23上，由于从轮辋凸缘部102作用的反力大，因此有易于发生轮辋崩裂的倾向。因此，通过适当地确保在该位置处的钢丝截面的排列数N23，高效地抑制胎圈芯11的轮辋崩裂。
此外，与六边形的第一边S12相邻的轮胎宽度方向外侧的边S23上的钢丝截面的排列数N23和轮胎宽度方向内侧的边上的钢丝截面的排列数N61优选具有1≦N61-N23的关系，更优选地，具有2≦N61-N23的关系。因此，在胎圈芯11的Y轴方向内径侧的区域内，与轮辋10的轮辋凸缘部102(参照图2)对置的一侧的边S23比胎圈趾Bt侧的边S61短。由此，六边形的重心G的位置可以高效地偏向胎圈趾Bt侧。需要说明的是，差N61-N23的上限没有特别限定，但是收到上述六边形的内角的条件以及比M/N_max的条件的限制。
此外，如上所述，由于六边形的对边上的钢丝截面的排列数满足N34-N61＝N56-N23的条件，因此位于胎圈芯11的Y轴方向内径侧的区域内的边S23、S61的钢丝截面的排列数N23、N61满足上述1≦N61-N23的条件，由此，与位于六边形的Y轴方向的最外侧的边S45相邻的轮胎宽度方向外侧的边S34上的钢丝截面的排列数N34和轮胎宽度方向内侧的边S56上的钢丝截面的排列数N56具有1≦N34-N56的关系。
此外，六边形的第一边S12上的钢丝截面的排列数N12和X轴方向上的钢丝截面的排列数N的最大值N_max作为前提具有1≦N_max-N12的关系，优选具有2≦N_max-N12的关系。由此，六边形的重心G的位置可以高效地偏向胎圈趾Bt侧。
此外，Y轴方向上相邻的任意钢丝截面的层中的所述钢丝截面的排列数N的差为-1、0或1。即，胎圈芯11的钢丝排列构造构成为，使胎圈钢丝111的匝数的增减朝向Y轴方向最多各一次。由此，提高钢丝排列构造的形状稳定性，并且提高胎圈芯11的耐轮辋崩裂性。
此外，如图3所示，六边形的重心G优选比胎圈芯11的Y轴方向的中央位置Yc更靠Y轴方向内径侧。由此，提高钢丝排列构造的形状稳定性，并且提高胎圈芯11的耐轮辋崩裂性。
需要说明的是，上述胎圈芯11的钢丝排列构造的条件，只要在胎圈芯11的轮胎周向的50[％]以上的区域，更具体而言，在除了胎圈钢丝11的卷绕开始的端部以及卷绕结束的端部的大部分区域成立即可。
[改进例]
图5～图8是表示图3中所记载的胎圈芯11的钢丝排列构造的改进例的说明图。这些图示出了未硫化状态下的单体的胎圈芯11的放大图。
胎圈芯11的钢丝排列构造不限于图3的构成，在满足上述条件的范围内可以适当变更。
例如，在图5的实例中，胎圈芯11的钢丝排列构造是具有钝角内角的凸六边形，Y轴方向上的钢丝截面的层数M和X轴方向上的所述钢丝截面的排列数N的最大值N_max的比M/N_max为M/N_max＝1.14，从位于轮胎宽度方向的最内侧的六边形的顶点P6到六边形的重心G的轮胎宽度方向上的距离A和位于轮胎宽度方向的最外侧的六边形的顶点P3到六边形的重心G的轮胎宽度方向上的距离B的比B/A为B/A＝1.09。此外，六边形的各边S12～S61上的钢丝截面的排列数N12～N61为N12＝6，N23＝2，N34＝7，N45＝4，N56＝4，N61＝5，其中N12-N45＝N34-N61＝N56-N23＝2。
此外，在图6的实例中，胎圈芯11的钢丝排列构造是具有钝角内角的凸六边形，比M/N_max为M/N_max＝1.29，比B/A为B/A＝1.08，钢丝截面的排列数N12～N61为N12＝5，N23＝3，N34＝7，N45＝3，N56＝5，N61＝5，其中N12-N45＝N34-N61＝N56-N23＝2。
此外，在图7的实例中，胎圈芯11的钢丝排列构造是具有钝角内角的凸六边形，比M/N_max为M/N_max＝1.13，比B/A为B/A＝1.12，钢丝截面的排列数N12～N61为N12＝6，N23＝3，N34＝7，N45＝3，N56＝6，N61＝4，其中N12-N45＝N34-N61＝N56-N23＝3。
此外，在图8的实例中，胎圈芯11的钢丝排列构造是具有钝角内角的凸六边形，比M/N_max为M/N_max＝1.00，比B/A为B/A＝1.13，钢丝截面的排列数N12～N61为N12＝6，N23＝2，N34＝6，N45＝3，N56＝5，N61＝3，其中N12-N45＝N34-N61＝N56-N23＝3。图8的实例中胎圈钢丝111的总匝数少，因此与图3的实例相比，对胎圈趾Bt的翘起变形的抑制作用小。不过，与胎圈钢丝111的总匝数为相同水平的其他钢丝排列构造相比，后述的强度效率高，能高效地抑制胎圈趾Bt的翘起变形。
[效果]
如上说明的那样，该充气轮胎1具备将胎圈钢丝111呈环状且多重地卷绕而成的一对胎圈芯11(参照图3)。此外，在胎圈芯11的径向剖视图中，胎圈芯11具有将一根或者多根胎圈钢丝111以最密状态(图4参照)卷绕而成的六边形的钢丝排列构造。此外，六边形是所有顶点都具有钝角内角的凸六边形。此外，Y轴方向上的钢丝截面的层数M和X轴方向上的钢丝截面的排列数N的最大值N_max具有0.75≦M/N_max≦1.30的关系。此外，从位于轮胎宽度方向的最内侧的六边形的顶点P6到六边形的重心G的轮胎宽度方向上的距离A和从位于轮胎宽度方向的最外侧的六边形的顶点P3到六边形的重心G的轮胎宽度方向上的距离B具有1.05≦B/A的关系。
在该构成中，(1)胎圈芯11具有将胎圈钢丝111以最密状态(图4参照)卷绕而成、并且具有钝角内角的凸六边形的钢丝排列构造，因此，例如与具有向内侧凸出的顶点的凹六边形的钢丝排列构造(参照后述图10)相比，具有胎圈芯11的形状稳定性高、适当地确保胎圈芯11的耐芯崩裂性的优点。(2)具有胎圈芯11的扁平率M/N_max被适当化而胎圈芯11以及周边构件(特别是胎边芯12)的材料成本降低、并且适当地确保胎圈芯11的扭转刚性的优点。此外，(3)通过比B/A，胎圈芯11的重心位置的偏移被适当化，具有适当地抑制胎圈趾Bt的翘起变形的优点。
此外，该充气轮胎1具备将胎圈钢丝111呈环状且多重地卷绕而成的一对胎圈芯11(参照图3)。此外，在胎圈芯的径向剖视图中，胎圈芯11具有将一根或多根胎圈钢丝111以最密状态卷绕而成的六边形的钢丝排列构造。此外，六边形是所有顶点都具有钝角内角的凸六边形。此外，六边形的三组对边S12、S45；S23、S56；S34、S61上的钢丝截面的排列数N12、N45；N23、N56；N34、N61满足2≦N12-N45＝N34-N61＝N56-N23≦3的条件。
在该构成中，(1)胎圈芯11具有将胎圈钢丝111以最密状态(图4参照)卷绕而成、并且具有钝角内角的凸六边形的钢丝排列构造，因此，例如与具有向内侧凸出的顶点的凹六边形的钢丝排列构造(参照后述图10)相比，具有胎圈芯11的形状稳定性高、适当地确保胎圈芯11的耐芯崩裂性的优点。此外，(2)通过使六边形的三组对边S12、S45；S23、S56；S34、S61满足上述条件，具有钢丝排列构造的六边形的形状被适当化而提高胎圈芯11的强度效率，此外，胎圈芯11的重心G适当地偏向胎圈趾Bt侧而确保对胎圈趾Bt的翘起变形的抑制作用的优点。
此外，在该充气轮胎1中，Y轴方向上的钢丝截面的层数M和X轴方向上的钢丝截面的排列数N的最大值N_max具有0.75≦M/N_max≦1.30的关系(参照图3)。由此，具有胎圈芯11的扁平率M/N_max被适当化而胎圈芯11以及周边构件(特别是胎边芯12)的材料成本降低、并且适当地确保胎圈芯11的扭转刚性的优点。
此外，在该充气轮胎1中，六边形的所有内角都在105[deg]以上135[deg]以下的范围内(参照图3)。由此，具有将胎圈芯11的钢丝截面以最密状态适当地排列、适当地确保胎圈芯11的耐芯崩裂性的优点。
此外，在该充气轮胎1中，在胎圈钢丝11在X轴方向呈螺旋状地卷绕而形成钢丝截面的层同时，多个钢丝截面的层以六边形的第一边S12上的钢丝截面的层作为最内层在Y轴方向层叠而形成胎圈芯11(参照图3)。在该构成中，钢丝截面的层在与轮辋10的胎圈基部101正交的方向层叠，因此具有胎圈芯11的强度提高、轮胎的轮辋嵌合性提高的优点。
此外，在该充气轮胎1中，胎圈芯11具有将一根胎圈钢丝11以最密状态卷绕而成的六边形的钢丝排列构造(参照图3)。由此，具有胎圈芯11的钢丝截面的配置密度提高、胎圈芯11的耐芯崩裂性提高的优点。
此外，在该充气轮胎1中，六边形的第一边S12上的钢丝截面的排列数N12在5≦N12的范围内(参照图3)。由此，具有适当地确保与胎圈基部101(参照图2)对置的一侧的边S12的长度、适当地确保胎圈芯11对轮辋嵌合性的加强作用的优点。
此外，在该充气轮胎1中，与六边形的第一边S12相邻的轮胎宽度方向外侧的边S23上的钢丝截面的排列数N23在2≦N23的范围内(参照图3)。由此，具有高效地抑制胎圈芯11的轮辋崩裂的优点。
此外，在该充气轮胎1中，与六边形的第一边S12相邻的轮胎宽度方向外侧的边S23上的钢丝截面的排列数N23和轮胎宽度方向内侧的边上的钢丝截面的排列数N61具有1≦N61-N23的关系(参照图3)。由此，具有使六边形的重心G的位置高效地偏向胎圈趾Bt侧的优点。
此外，在该充气轮胎1中，六边形的第一边S12上的钢丝截面的排列数N12和X轴方向上的钢丝截面的排列数N的最大值N_max具有1≦N_max-N12的关系(参照图3)。由此，具有使六边形的重心G的位置高效地偏向胎圈趾Bt侧的优点。
此外，在该充气轮胎1中，Y轴方向上相邻的任意所述钢丝截面的层中的所述钢丝截面的排列数N的差为-1、0或1(参照图3)。由此，具有提高钢丝排列构造的形状稳定性、提高胎圈芯11的耐轮辋崩裂性的优点。
此外，在该充气轮胎1中，六边形的重心G在位于胎圈芯11的Y轴方向的中央的胎圈钢丝111的层的Y轴方向的内径侧(参照图3)。由此，具有提高钢丝排列构造的形状稳定性、提高胎圈芯11的耐轮辋崩裂性的优点。
此外，在该充气轮胎1中具有架设于一对胎圈芯11、11之间的胎体层13(参照图2)。此外，胎体层13的端部以包住胎圈芯11的方式向轮胎宽度方向外侧卷回并卡定(参照图2)。在该胎体构造中，易于产生由胎体层13的张力引起的胎圈趾Bt的翘起变形。因此，通过将具有该胎体构造的轮胎作为适用对象，具有能高效地提高上述胎圈芯11的钢丝排列构造对胎圈趾Bt的翘起变形的抑制作用的优点。
[实例]
图9是表示该发明的实施方式的充气轮胎的性能试验的结果的表。图10～图23是表示图9中所记载的以往例1、2以及比较例1～12的说明图。
在该性能试验中，对多种试验轮胎进行关于(1)耐胎趾变形性、(2)强度效率、以及(3)低成本性的评价。此外，将轮胎尺寸275/70R22.5的试验轮胎组装于JATMA的规定轮辋，对该试验轮胎施加JATMA规定的75[％]的内压以及140[％]的载荷。此外，将试验轮胎装接于作为试验车辆的6×2卡车的全轮。
关于(1)耐胎趾变形性的评价是通过使用室内转鼓试验机的低压耐久试验来进行的。然后，在距离4万[km]的行驶后测定胎圈趾部的翘起变形量，基于该测定结果并以以往例1为基准(100)进行指数评价。该评价的数值越大越优选。
在关于(2)强度效率的评价中，计算出上述(1)所测定的胎圈趾部的翘起变形量的倒数与一个胎圈芯中的胎圈钢丝的总卷绕次数的比，基于该计算结果并以以往例1为基准(100)进行指数评价。该评价的数值越大越优选。
在关于(3)低成本性的评价中，计算出胎圈芯11以及周边构件(特别是胎边芯12)的材料成本，基于该计算结果并以以往例1为基准(100)进行指数评价。该评价的数值越大越优选。
实例1的试验轮胎具备图1～图4的构成。实例2～5的试验轮胎是实例1的改进例，分别具备图5～图8的钢丝排列构造。此外，在这些实例1～5中，胎圈钢丝111的股线1111是外径为1.55[mm]的钢帘线，被绝缘橡胶1112包覆。
以往例1、2以及比较例1～12的试验轮胎具备图10～图23的钢丝排列构造。
如试验结果所示，可知：在实例1～5的试验轮胎中，兼顾了轮胎的(1)耐胎趾变形性、(2)强度效率以及(3)低成本性。
符号说明
1充气轮胎
11胎圈芯
111胎圈钢丝
1111股线
1112绝缘橡胶
12胎边芯
121下部芯
122上部芯
13胎体层
14带束层
141高角度带束
142、143交叉带束
144附加带束
15胎面橡胶
16侧壁橡胶
17轮辋缓冲橡胶
18增强层
10轮辋
101胎圈基部
102轮辋凸缘部
Claims (13)
1.一种充气轮胎，具备将胎圈钢丝呈环状且多重地卷绕而成的一对胎圈芯，其特征在于，
在所述胎圈芯的径向剖视图中，所述胎圈芯具有将一根或多根所述胎圈钢丝以最密状态卷绕而成的六边形的钢丝排列构造，
所述六边形是所有顶点都具有钝角内角的凸六边形，
将位于所述胎圈芯的最内径侧的所述六边形的顶点定义为第一顶点P1，将包括第一顶点P1并向轮胎宽度方向外侧延伸的所述六边形的边定义为第一边S12，将与所述六边形的第一边S12平行的轴定义为X轴，并且将与X轴垂直的轴定义为Y轴，
Y轴方向上的钢丝截面的层数M和X轴方向上的所述钢丝截面的排列数N的最大值N_max具有0.75≦M/N_max≦1.30的关系，并且，
从位于轮胎宽度方向的最内侧的所述六边形的顶点到所述六边形的重心的轮胎宽度方向上的距离A和从位于轮胎宽度方向的最外侧的所述六边形的顶点到所述六边形的重心的轮胎宽度方向上的距离B具有1.05≦B/A的关系。
2.一种充气轮胎，具备将胎圈钢丝呈环状且多重地卷绕而成的一对胎圈芯，其特征在于，
在所述胎圈芯的径向剖视图中，所述胎圈芯具有将一根或多根所述胎圈钢丝以最密状态卷绕而成的六边形的钢丝排列构造，
所述六边形是所有顶点都具有钝角内角的凸六边形，
将位于所述胎圈芯的最内径侧的所述六边形的顶点定义为第一顶点P1，将包括第一顶点P1并向轮胎宽度方向外侧延伸的所述六边形的边定义为第一边S12，将与所述六边形的第一边S12平行的轴定义为X轴，并且将与X轴垂直的轴定义为Y轴，
将所述六边形的各边上的钢丝截面的排列数从所述六边形的第一边S12起向轮胎宽度方向外侧依次定义为N12、N23、N34、N45、N56、N61，并且，
所述六边形的三组对边上的所述钢丝截面的排列数满足2≦N12-N45＝N34-N61＝N56-N23≦3的条件。
3.根据权利要求2所述的充气轮胎，其中，
Y轴方向上的所述钢丝截面的层数M与X轴方向上的所述钢丝截面的排列数N的最大值N_max具有0.75≦M/N_max≦1.30的关系。
4.根据权利要求2或3所述的充气轮胎，其中，
所述六边形的所有内角都在105[deg]以上135[deg]以下的范围内。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的充气轮胎，其中，
所述胎圈钢丝沿X轴方向呈螺旋状地卷绕而形成所述钢丝截面的层，并且，多个所述钢丝截面的层以所述六边形的第一边S12上的所述钢丝截面的层作为最内层并在Y轴方向层叠而形成所述胎圈芯。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的充气轮胎，其中，
所述胎圈芯具有将一根所述胎圈钢丝以所述最密状态卷绕而成的所述六边形的钢丝排列构造。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的充气轮胎，其中，
所述六边形的第一边S12上的所述钢丝截面的排列数N12在5≦N12的范围内。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的充气轮胎，其中，
与所述六边形的第一边S12相邻的轮胎宽度方向外侧的边S23上的钢丝截面的排列数N23在2≦N23的范围内。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的充气轮胎，其中，
与所述六边形的第一边S12相邻的轮胎宽度方向外侧的边S23上的所述钢丝截面的排列数N23和轮胎宽度方向内侧的边S61上的所述钢丝截面的排列数N61具有1≦N61-N23的关系。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的充气轮胎，其中，
所述六边形的第一边S12上的所述钢丝截面的排列数N12和X轴方向上的所述钢丝截面的排列数N的最大值N_max具有1≦N_max-N12的关系。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的充气轮胎，其中，
在Y轴方向上相邻的任意所述钢丝截面的层中的所述钢丝截面的排列数N的差为-1、0或1。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的充气轮胎，其中，
所述六边形的重心在位于所述胎圈芯的Y轴方向的中央的所述胎圈钢丝的层的Y轴方向的内径侧。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的充气轮胎，其中，
具备架设于所述一对胎圈芯之间的胎体层，
并且，所述胎体层的端部以包住所述胎圈芯的方式向轮胎宽度方向外侧卷回并卡定。
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