CN110667316A - 充气子午线轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够一边良好地维持耐久性一边有效地降低路面噪声的充气子午线轮胎。该充气子午线轮胎具备胎面部(1)、一对胎侧部(2)及一对胎圈部(3)，并且，在一对胎圈部(3、3)之间架设有胎体层(4)，在胎面部(1)处的胎体层(4)的外周侧配置有多层带束层(7)，包含沿着轮胎周向卷绕成螺旋状的多条有机纤维帘线的带束覆层(8)以覆盖带束层(7)的整个区域的方式配置于该带束层的外周侧，其中，带束覆层(8)的有机纤维帘线由44N负荷时的弹性模量处于0.05N/(tex·％)～0.09N/(tex·％)的范围的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线构成，胎面部(1)的接地形状的矩形率处于0.85～0.98的范围。

Description

充气子午线轮胎

技术领域

本发明涉及将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维帘线用于带束覆层的充气子午线轮胎，更详细而言，涉及能够一边良好地维持耐久性一边有效地降低路面噪声(roadnoise)的充气子午线轮胎。

背景技术

在乘用车用或小型卡车用的充气子午线轮胎中，在一对胎圈部之间架设有胎体层，在胎面部处的胎体层的外周侧配置有多层带束层，在带束层的外周侧配置有包含沿着轮胎周向卷绕成螺旋状的多条有机纤维帘线的带束覆层。这样的带束覆层有助于高速耐久性的改善，并且还有助于中频路面噪声的降低。

以往，带束覆层所使用的有机纤维帘线以尼龙纤维帘线为主流，但提出了使用与尼龙纤维帘线相比高弹性、且廉价的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线的方案(例如，参照专利文献1)。

然而，在将高弹性的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线应用于带束覆层的情况下，存在如下这样的问题：带束层与带束覆层之间的层间剪切应变变大，特别是在胎面部的胎肩区域容易发生脱层(separation)故障。因此，在基于由聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线构成的带束覆层来降低路面噪声时，要求良好地维持充气子午线轮胎的耐久性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-63312号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于，提供一种能够一边良好地维持耐久性一边有效地降低路面噪声的充气子午线轮胎。

用于解决课题的技术方案

用于达成上述目的的本发明的充气子午线轮胎具备在轮胎周向上延伸而呈环状的胎面部、配置在该胎面部的两侧的一对胎侧部、以及配置在这些胎侧部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，并且，在所述一对胎圈部之间架设有胎体层，在所述胎面部处的所述胎体层的外周侧配置有多层带束层，包含沿着轮胎周向卷绕成螺旋状的多条有机纤维帘线的带束覆层以覆盖所述带束层的整个区域的方式配置于该带束层的外周侧，

所述充气子午线轮胎的特征在于，

所述有机纤维帘线由44N负荷时的弹性模量处于0.05N/(tex·％)～0.09N/(tex·％)的范围的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线构成，

所述胎面部的接地形状的矩形率处于0.85～0.98的范围。

发明的效果

本发明人对具备由聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线构成的带束覆层的充气子午线轮胎进行了专心研究的结果是，发现：高弹性的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线难以伸长，由聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线构成的带束覆层难以变形，因此在具备这样的带束覆层的轮胎接地了时胎面部的胎肩区域的接地长度的变化变小，为了获取相应的接地面积而中央区域的接地长度变长(即，接地形状变圆)，进而接地宽度倾向于变宽。并且，发现：若这样的倾向变强，则带束层与带束覆层之间的层间剪切应变变大，容易发生脱层故障。

因此，在本发明中，通过使用44N负荷时的弹性模量处于0.05N/(tex·％)～0.09N/(tex·％)的范围的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线作为构成带束覆层的有机纤维帘线，从而能够有效地降低路面噪声，同时通过将胎面部的接地形状的矩形率设定在0.85～0.98的范围，从而能够降低在胎面部接地时在带束层与带束覆层之间产生的层间剪切应变，能够抑制脱层故障的发生。由此，能够一边良好地维持耐久性一边有效地降低路面噪声。

在本发明中，优选的是，由下述(1)式表示的有机纤维帘线的捻系数(日文：撚り係数)K处于1300～1800的范围。由此，能够以更高的维度兼顾到耐久性的改善效果和路面噪声的降低效果。

其中，T：有机纤维帘线的上捻数(日文：上撚り数)(次/10cm)

D：有机纤维帘线的总纤度(dtex)

优选的是，构成带束覆层的有机纤维帘线与构成带束层的钢帘线之间的层间间距在胎面部的胎肩区域为0.20mm以上。由此，能够有效地抑制带束层与带束覆层之间的脱层故障的发生。

优选的是，构成带束覆层的有机纤维帘线被拉齐而形成带，该带的环绕部分在轮胎宽度方向上隔开间隔地配置。通过采用这样的配置形态，能够控制带束覆层的刚性，能够进一步改善耐久性。

在本发明中，44N负荷时的弹性模量[N/(tex·％)]依据JIS-L1017的“化学繊維タイヤコード試験方法(化学纤维轮胎帘线试验方法)”，通过在温度20℃、夹持间隔250mm、拉伸速度300±20mm/分钟的条件下实施拉伸试验，将载荷-伸长曲线的与载荷44N对应的点处的切线的斜率换算为每1tex的值而算出。

另外，在本发明中，胎面部的接地形状的矩形率根据在将轮胎轮辋组装于正规轮辋(日文：正規リム)并填充了正规内压(日文：正規内圧)的状态下在平面上垂直放置并施加了正规载荷(日文：正規荷重)时形成的接地形状来测定。也就是说，在将接地区域中的轮胎周向的最大接地长度设为Lc，将从轮胎中心位置朝向轮胎宽度方向外侧的、接地宽度的40％的位置处的轮胎周向的接地长度设为Ls时，矩形率是比Ls/Lc的值。在此，“正规轮辋”是指在包括轮胎所基于的标准的标准体系中该标准按每个轮胎而定的轮辋，例如，若是JATMA，则是标准轮辋(日文：標準リム)，若是TRA，则是“Design Rim(设计轮辋)”，或者若是ETRTO，则是“Measuring Rim(测量轮辋)”。“正规内压”是指在包括轮胎所基于的标准的标准体系中各标准按每个轮胎而定的空气压，若是JATMA，则是最高空气压，若是TRA，则是表“TIRE ROAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES(各种冷充气压力下的轮胎负荷极限)”所记载的最大值，若是ETRTO，则是“INFLATION PRESSURE(充气压力)”，但在轮胎为乘用车用的情况下设为180kPa。“正规载荷”是在包括轮胎所基于的标准的标准体系中各标准按每个轮胎而定的载荷，若是JATMA，则是最大负荷能力，若是TRA，则是表“TIREROAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES(各种冷充气压力下的轮胎负荷极限)”所记载的最大值，若是ETRTO，则是“LOAD CAPACITY(负荷能力)”，但在轮胎为乘用车用的情况下设为与前述载荷的88％相当的载荷。

附图说明

图1是示出由本发明的实施方式构成的充气子午线轮胎的子午线截面图。

图2是将图1的充气子午线轮胎中的带束层及带束覆层提取而示出的俯视图。

图3是示出图1的充气子午线轮胎的接地形状的俯视图。

图4是示出带束覆层的具体构造的截面图。

图5是示出带束覆层的另一具体构造的截面图。

附图标记说明

1：胎面部；

2：胎侧部；

3：胎圈部；

4：胎体层；

5：胎圈芯；

6：胎圈填胶；

7：带束层；

8：带束覆层；

10：主槽。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的构成详细地进行说明。图1是示出由本发明的实施方式构成的充气子午线轮胎的图，图2是示出其带束层及带束覆层的图，图3是示出其接地形状的图。

如图1所示，本实施方式的充气子午线轮胎具备在轮胎周向上延伸而呈环状的胎面部1、配置在胎面部1的两侧的一对胎侧部2、以及配置在胎侧部2的轮胎径向内侧的一对胎圈部3。在胎面部1形成有在轮胎周向上延伸的多条主槽10，但除了主槽10之外，还能够形成包括在轮胎宽度方向上延伸的横槽(日文：ラグ溝)在内的各种槽。

在一对胎圈部3、3之间架设有包含在轮胎径向上延伸的多条加强帘线的胎体层4。在各胎圈部3埋设有环状的胎圈芯5，在该胎圈芯5的外周上配置有由截面为三角形形状的橡胶组合物构成的胎圈填胶6。并且，胎体层4绕胎圈芯5从轮胎内侧向外侧卷起。作为胎体层4的加强帘线，例如优选使用聚酯帘线。

另一方面，在胎面部1处的胎体层4的外周侧，遍及轮胎整周地埋设有多层带束层7。这些带束层7包含相对于轮胎周向倾斜的多条加强帘线，并且在层间以加强帘线互相交叉的方式配置。在带束层7中，加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的加强帘线，例如优选使用钢帘线。

以提高高速耐久性和降低路面噪声为目的，如图2所示，将加强帘线相对于轮胎周向以5°以下的角度排列而成的至少1层的带束覆层8以覆盖带束层7的整个区域的方式配置于带束层7的外周侧。带束覆层8可以是覆盖带束层7的整个区域的全覆盖(full cover)，或者，也可以是覆盖带束层7的整个区域的全覆盖和仅覆盖带束层7的两个边缘部的边缘覆盖(edge cover)的组合。带束覆层8优选设为将通过将至少1条加强帘线拉齐并覆盖橡胶而成的带沿轮胎周向卷绕成螺旋状而得到的无接缝(jointless)构造。作为带束覆层8的加强帘线，使用了有机纤维帘线。

在上述充气子午线轮胎中，作为构成带束覆层8的有机纤维帘线，使用了44N负荷时的弹性模量处于0.05N/(tex·％)～0.09N/(tex·％)的范围的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线。

在采用由这样的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线构成的带束覆层8时，胎面部1的接地形状的矩形率设定在0.85～0.98的范围。也就是说，如图3所示，胎面部1的接地区域的轮胎周向的接地长度通常在轮胎中心位置CL处最大，但在将该接地区域的轮胎周向的最大接地长度设为Lc，将从轮胎中心位置CL朝向轮胎宽度方向外侧的、接地宽度TCW的40％的位置处的轮胎周向的接地长度设为Ls时，满足Ls/Lc＝0.85～0.98的关系。此外，在Ls/Lc的值在轮胎中心位置CL的两侧为不同的情况下，将其平均值作为矩形率。

在上述的充气轮胎中，通过使用44N负荷时的弹性模量处于0.05N/(tex·％)～0.09N/(tex·％)的范围的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线作为构成带束覆层8的有机纤维帘线，从而能够有效地降低路面噪声。而且，通过将胎面部1的接地形状的矩形率(Ls/Lc)设定在0.85～0.98的范围，从而能够降低在胎面部1接地时在带束层7与带束覆层8之间产生的层间剪切应变，能够抑制脱层故障的发生。由此，能够一边良好地维持耐久性一边有效地降低路面噪声。

在此，若带束覆层8例如具有仅覆盖带束层7的两个边缘部的构造而没有配置成覆盖带束层7的整个区域，则难以维持上述的矩形率。另外，若聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线的44N负荷时的弹性模量小于0.05N/(tex·％)，则无法充分降低中频路面噪声，相反地，若大于0.09N/(tex·％)，则帘线的耐疲劳性降低，轮胎的耐久性降低。

若胎面部1的接地形状的矩形率小于0.85，则在带束层7与带束覆层8之间产生的层间剪切应变变大而容易发生脱层故障，相反地，若大于0.98，则在湿路面上行驶时容易产生浮滑现象。特别是胎面部1的接地形状的矩形率优选处于0.90～0.98的范围。此外，胎面部1的接地形状的矩形率能够基于在轮胎成形时对带束覆层8的有机纤维帘线施加的张力、轮胎硫化时的模具形状等来进行调整。例如，通过降低在轮胎成形时对带束覆层8的有机纤维帘线施加的张力，能够增大矩形率。

在上述充气轮胎中，由下述(1)式表示的有机纤维帘线的捻系数K优选处于1300～1800的范围。由此，能够以更高的维度兼顾到耐久性的改善效果和路面噪声的降低效果。

其中，T：有机纤维帘线的上捻数(次/10cm)

D：有机纤维帘线的总纤度(dtex)

在此，若构成带束覆层8的有机纤维帘线的捻系数K小于1300，则帘线的耐疲劳性降低，轮胎的耐久性降低，相反地，若大于1800，则帘线模量(modulus)降低，无法有效地降低中频路面噪声。优选的是，构成带束覆层8的有机纤维帘线的总纤度处于1000dtex～3000dtex的范围，其上捻数处于20.0次/10cm～40.0次/10cm的范围。

构成带束覆层8的有机纤维帘线与构成带束层7的钢帘线之间的层间间距优选在胎面部1的胎肩区域为0.20mm以上。由此，能够有效地抑制带束层7与带束覆层8之间的脱层故障的发生。若上述层间间距小于0.20mm，则无法充分缓和带束层7与带束覆层8之间的剪切应变，容易发生脱层故障。此外，胎面部1的胎肩区域是指比从轮胎中心位置CL朝向轮胎宽度方向外侧的、接地宽度TCW的25％的位置靠轮胎宽度方向外侧的区域，在该区域中，带束覆层8的有机纤维帘线与带束层7的钢帘线之间的层间间距(最短距离)为0.20mm以上即可。

图4及图5是分别示出带束覆层的具体构造的图。在图4中，构成带束覆层8的有机纤维帘线C被拉齐而形成带S，带S的环绕部分以在轮胎宽度方向上不隔开间隔地互相紧贴的方式配置。另一方面，在图5中，构成带束覆层8的有机纤维帘线C被拉齐而形成带S，带S的环绕部分在轮胎宽度方向上隔开间隔地配置。也就是说，在将带S沿着轮胎周向卷绕时，使环绕部分互相分离开。在采用了图5那样的配置形态的情况下，能够控制带束覆层8的刚性，能够进一步改善耐久性。

【实施例】

制作了在轮胎尺寸为225/60R18，具备胎面部、一对胎侧部以及一对胎圈部，并且，在一对胎圈部之间架设有胎体层，在胎面部处的胎体层的外周侧配置有2层带束层，在带束层的外周侧配置有包含聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线作为加强帘线的带束覆层的充气子午线轮胎中，将带束覆层的构造(全覆盖、边缘覆盖)、带束覆层所使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线的帘线构造、总纤度、44N负荷时的弹性模量、捻数、捻系数、胎面部的接地形状的矩形率、胎面部的胎肩区域处的带束覆层与带束层之间的层间间距如表1及表2那样设定了的现有例1、比较例1～3及实施例1～9的轮胎。

带束覆层具有将多条聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线拉齐并覆盖橡胶而成的带沿轮胎周向卷绕成螺旋状而得到的无接缝构造。带中的帘线埋入密度为50条/50mm。在现有例1及比较例1、2中，作为带束覆层，设置了覆盖带束层的整个区域的1层的全覆盖和仅覆盖带束层的两个边缘部的2层的边缘覆盖。在比较例3中，作为带束覆层，设置了仅覆盖带束层的两个边缘部的2层的边缘覆盖。在实施例1～8中，作为带束覆层，设置了覆盖带束层的整个区域的1层的全覆盖和仅覆盖带束层的两个边缘部的1层的边缘覆盖(参照图4)。在实施例9中，作为带束覆层，设置了覆盖带束层的整个区域的1层的全覆盖、且将带以使其环绕部分在轮胎宽度方向上隔开间隔地配置的方式卷绕(参照图5)。

关于这些试验轮胎，通过下述的评价方法，评价路面噪声、耐久性，将其结果一并示于表1及表2。

路面噪声：

将各试验轮胎组装于轮辋尺寸为18×7J的车轮而作为排气量为2500cc的乘用车的前后车轮来安装，将空气压设为230kPa，在驾驶座的窗户的内侧设置集音麦克风，测定了在平均速度为50km/h的条件下在由沥青路面构成的试验路线上行驶了时的频率315Hz附近的声压等级。作为评价结果，以现有例为基准，示出相对于该基准的变化量(dB)。

耐久性：

将各试验轮胎组装于轮辋尺寸为17×7J的车轮，在以内压230kPa封入了氧的状态下在被保持为60℃的腔室内保管了2周之后，释放内部的氧，在内压160kPa下填充空气。将这样被进行了前处理之后的试验轮胎安装于具备表面平滑的钢制且直径为1707mm的滚筒的滚筒试验机，在将周边温度控制为38±3℃、使行驶速度为50km/h、使侧偏角(slipangle)为0°±3°且使载荷为JATMA规定的最大载荷的70％±40％的变动条件下，使载荷和侧偏角以0.083Hz的矩形波变动，用100小时行驶了约5000km。在行驶后切开试验轮胎，测定了带束层的宽度方向端部处的轮胎宽度方向的脱层长度。评价结果使用测定值的倒数，用将现有例设为100的指数来表示。该指数值越大，则意味着脱层长度越小，耐久性越优异。

【表1】

【表2】

从表1及表2可知，实施例1～9的轮胎在与成为基准的现有例1的对比中，能够一边良好地维持耐久性一边有效地降低路面噪声。另一方面，虽然比较例1～3的轮胎均通过使构成带束覆层的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线的44N负荷时的弹性模量比现有例1的弹性模量高而得到了路面噪声的降低效果，但由于胎面部的接地形状的矩形率过低而耐久性恶化。

Claims (4)

1.一种充气子午线轮胎，所述充气子午线轮胎具备在轮胎周向上延伸而呈环状的胎面部、配置在该胎面部的两侧的一对胎侧部、以及配置在这些胎侧部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，并且，在所述一对胎圈部之间架设有胎体层，在所述胎面部处的所述胎体层的外周侧配置有多层带束层，包含沿着轮胎周向卷绕成螺旋状的多条有机纤维帘线的带束覆层以覆盖所述带束层的整个区域的方式配置于该带束层的外周侧，

所述充气子午线轮胎的特征在于，

所述有机纤维帘线由44N负荷时的弹性模量处于0.05N/(tex·％)～0.09N/(tex·％)的范围的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线构成，所述胎面部的接地形状的矩形率处于0.85～0.98的范围。

2.根据权利要求1所述的充气子午线轮胎，其特征在于，

由下述(1)式表示的所述有机纤维帘线的捻系数K处于1300～1800的范围，

其中，T：有机纤维帘线的上捻数(次/10cm)

D：有机纤维帘线的总纤度(dtex)。

3.根据权利要求1或2所述的充气子午线轮胎，其特征在于，

构成所述带束覆层的有机纤维帘线与构成所述带束层的钢帘线之间的层间间距在所述胎面部的胎肩区域为0.20mm以上。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的充气子午线轮胎，其特征在于，

构成所述带束覆层的有机纤维帘线被拉齐而形成带，该带的环绕部分在轮胎宽度方向上隔开间隔地配置。

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