CN110770041A - 轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种这样的技术：对于在轮胎胎冠部包括螺旋状帘线层及设于其上层和下层之间的芯材帘线层的轮胎，能够抑制产生沟槽裂纹，并且能够抑制产生自芯材帘线层的宽度方向端部起的脱层。轮胎包括在一对胎圈部(13)之间呈环状延伸的胎体(14)、配置于该胎体(14)的胎冠部轮胎半径方向外侧且是将增强帘线呈螺旋状卷绕而形成有上层(1A)和下层(1B)而成的螺旋状帘线层(1)、以及配置于该螺旋状帘线层(1)的上层和下层之间的芯材帘线层(2)。螺旋状帘线层的增强帘线由碳纤维构成，而且芯材帘线层的芯材帘线相对于轮胎周向的角度处于0°～50°的范围。

Description

轮胎

技术领域

本发明涉及一种轮胎，详细地讲，是涉及一种在胎冠部包括呈螺旋状卷绕增强帘线而形成有上层和下层的螺旋状帘线层及设于该上层和下层之间的芯材帘线层的轮胎的改良。

背景技术

以往，对于轮胎的增强构件进行了各种研究。对于例如作为乘用车用轮胎的增强构件的带束的构造，通常是在作为轮胎的骨架构件的胎体的胎冠部轮胎半径方向外侧配设有增强帘线的帘线方向互相交错的两层以上带束交错层的构造。除此之外，作为带束的构造，也已知设为这样的螺旋卷绕构造的形态，即，以使增强帘线互相交叉的方式配置上下两层带束层，并且使增强帘线在带束层端部折回，并从一个带束层延伸到另一个带束层。

作为这样的构造，例如在专利文献1中公开了一种这样的充气子午线轮胎：构成为在胎面部的胎体层外周侧埋设排列有增强帘线的多个带束层，将上下两层带束层配置为其由有机纤维构成的增强帘线互相交叉并且使其增强帘线在带束层端部折回并从一个带束层延伸到另一个带束层的螺旋卷绕构造，在上下两层带束层之间夹设排列有由钢丝帘线构成的增强帘线的带束层，并且将该带束层的增强帘线相对于轮胎周向的取向角度α设为15°≤α＜45°。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10－109503号公报

发明内容

发明要解决的问题

像专利文献1所开示的那样，以提升轮胎的高速耐久性等为目的，已知在胎体层的外周侧配置通过将由有机纤维构成的增强帘线呈螺旋状卷绕而形成且实质上由上层和下层这两层构成的螺旋状帘线层，也已知在该螺旋状帘线层的上层和下层之间还配置芯材帘线层。

但是，作为应用螺旋状帘线层的轮胎的进一步的课题，指出了在胎面胎肩部的槽底产生裂纹的所谓的沟槽裂纹的问题。另一方面，对于有的螺旋状帘线层的增强帘线的材质，有时产生以芯材帘线层的宽度方向端部为起点的脱层(龟裂)，也寻求解决该问题。这样的沟槽裂纹、自芯材帘线层的宽度方向端部起的脱层的问题在卡车·客车用轮胎中特别显著。

因此，本发明的目的在于，提供一种这样的技术：对于在轮胎胎冠部包括螺旋状帘线层及设于该螺旋状帘线层的上层和下层之间的芯材帘线层的轮胎，能够抑制产生沟槽裂纹，并且能够抑制产生自芯材帘线层的宽度方向端部起的脱层。

用于解决问题的方案

本发明者为了解决上述问题而进行深入研究，结果，发现通过螺旋状帘线层的增强帘线使用碳纤维并且将芯材帘线层的芯材帘线的角度设为预定的范围，从而能够解决上述问题，以致完成本发明。

即，本发明的轮胎包括在一对胎圈部之间呈环状延伸的胎体、配置于该胎体的胎冠部轮胎半径方向外侧且是将增强帘线呈螺旋状卷绕而形成有上层和下层而成的螺旋状帘线层、以及配置于该螺旋状帘线层的上层和下层之间的芯材帘线层，其特征在于，

所述螺旋状帘线层的增强帘线由碳纤维构成，而且所述芯材帘线层的芯材帘线相对于轮胎周向的角度处于0°～50°的范围。

本发明的轮胎优选的是，所述芯材帘线层的芯材帘线相对于轮胎周向的角度处于15°～25°的范围。

发明的效果

根据本发明，能够实现以下轮胎：该轮胎在轮胎胎冠部包括螺旋状帘线层及设于其上层和下层之间的芯材帘线层，抑制了产生沟槽裂纹，并且抑制了自芯材帘线层的宽度方向端部起的脱层。

附图说明

图1是表示本发明的卡车·客车用轮胎的一个结构例的轮胎宽度方向剖视图。

图2是表示本发明的乘用车用轮胎的一个结构例的轮胎宽度方向剖视图。

图3是表示本发明的建筑车辆用轮胎的一个结构例的轮胎宽度方向剖视图。

图4是表示配置有由钢丝帘线构成的倾斜带束层和由钢丝帘线构成的带束保护层的轮胎的内压填充时直径增长的状态的图表。

图5是表示配置有由芳纶帘线构成的螺旋状帘线层、由钢丝帘线构成的芯材帘线层、由钢丝帘线构成的带束保护层的轮胎的内压填充时直径增长的状态的图表。

图6是表示配置有由碳纤维帘线构成的螺旋状帘线层、由钢丝帘线构成的芯材帘线层、由钢丝帘线构成的带束保护层的轮胎的内压填充时直径增长的状态的图表。

图7是表示配置有三张带束层和一张带束保护层的卡车·客车用轮胎的宽度方向局部剖视图。

图8是表示配置有螺旋状帘线层、一张芯材帘线层、一张带束保护层的卡车·客车用轮胎的宽度方向局部剖视图。

图9的(a)～图9的(c)是表示在对轮胎施加了内压时在螺旋状帘线层产生的收缩和在其内部的芯材帘线层的宽度方向端部产生的应变的状态的说明图。

图10是表示芯材带束层的芯材帘线的角度(以轮胎周向为基准)与芯材带束层的宽度方向端部的应变量的关系的图表。

具体实施方式

以下，使用附图详细地说明本发明。

图1是表示本发明的轮胎的一个例子的卡车·客车用轮胎的轮胎宽度方向剖视图。图示的轮胎10包括形成接地部的胎面部11、与该胎面部11的两侧部连续并向轮胎半径方向内方延伸的一对胎侧部12、以及与各胎侧部12的内周侧连续的胎圈部13。胎面部11、胎侧部12及胎圈部13利用在从一个胎圈部13到另一个胎圈部13的整个范围内呈环状延伸的由一张胎体帘布构成的胎体14进行增强。此外，在图示的卡车·客车用轮胎10中，在一对胎圈部13分别埋设有胎圈芯15，胎体14在该胎圈芯15的周围从轮胎内侧向外侧折回并被卡定。并且，在胎圈芯15的轮胎半径方向外侧配置有胎圈填胶16。

此外，本发明的轮胎在胎体14的胎冠部轮胎半径方向外侧包括具有将增强帘线呈螺旋状卷绕而形成上层1A和下层1B而成的构造的螺旋状帘线层及配置于该上层1A和下层1B之间的芯材帘线层2。在本发明中，螺旋状帘线层1的增强帘线使用碳纤维并且将芯材帘线层2的芯材帘线相对于轮胎周向的角度设为0°～50°的范围，这一点是很重要的。由此，能够抑制产生沟槽裂纹，并且能够抑制产生自芯材帘线层的宽度方向端部起的脱层。以下，对其机理进行说明。

图4～图6是表示轮胎的内压填充时直径增长的状态的图表。图4是表示在一张胎体104的轮胎半径方向外侧配置有由钢丝帘线构成的三张倾斜带束层101和由钢丝帘线构成的一张带束保护层102的卡车·客车用轮胎(参照图7)的内压100kPa时(实线)和900kPa时(虚线)的轮胎的外形的图表。图表的横轴表示以轮胎赤道CL为基准的轮胎宽度方向位置，纵轴表示轮胎表面的轮胎径向位置。以下相同。此外，图5是表示替代由钢丝帘线构成的三张倾斜带束层101而配置有由芳纶帘线构成的螺旋状帘线层1和位于其上层1A和下层1B之间的由钢丝帘线构成的一张芯材帘线层2的卡车·客车用轮胎(参照图8)的内压100kPa时(实线)和900kPa时(虚线)的轮胎的外形的图表。如图所示，在替代三张倾斜带束层101而配置有螺旋状帘线层1和芯材帘线层2的轮胎中，认为由于在宽度方向端部上层1A和下层1B相连的螺旋状帘线层1的特性，轮胎赤道CL附近的直径增长变得更大，由此胎肩部槽A的槽底较大程度张开，因此易于产生沟槽裂纹。

相对于此，图6是表示替代芳纶帘线而使用碳纤维帘线作为螺旋状帘线层1的增强帘线的情况下的卡车·客车用轮胎(参照图8)的内压100kPa时(实线)和900kPa时(虚线)的轮胎的外形的图表。如图所示，通过替代通用的芳纶帘线而使用拉伸弹性模量较高的碳纤维(cabon fiber)作为螺旋状帘线层1的增强帘线，从而抑制了轮胎赤道CL附近的直径增长，也能够抑制胎肩部的槽底的张开。

但是，另一方面，由于碳纤维的拉伸弹性模量较高，因此，由于在向轮胎内填充空气而施加内压时产生的轮胎周向张力，螺旋状帘线层1在轮胎宽度方向上收缩，此时，存在配置于螺旋状帘线层1内的芯材帘线层2的轮胎宽度方向端部的橡胶的应变变大的倾向。图9的(a)～图9的(c)是表示在对螺旋状帘线层1和配置于其上层1A和下层1B之间的芯材帘线层2施加轮胎周向张力时在螺旋状帘线层1产生的收缩和在其内部的芯材帘线层2的宽度方向端部产生的应变的状态的说明图。将图9的(a)设为初始状态，对螺旋状帘线层1的增强帘线使用芳纶帘线的情况下的内压填充后的状态(该图的(b))和螺旋状帘线层1的增强帘线使用碳纤维的情况下的内压填充后的状态(该图的(c))进行比较可知，在使用碳纤维的情况下，螺旋状帘线层1的收缩变大，与之相伴的芯材帘线层2的宽度方向端部的应变量也变大。另外，图9的(b)、图9的(c)意味着螺旋状帘线层1从虚线部向实线部收缩的状况，在各图中，芯材帘线层2的宽度方向端部的虚线所示的部分表示图9的(a)的初始状态下的橡胶部分X在图9的(b)、图9的(c)中分别承受的应变的状态。

这样，若芯材帘线层2的轮胎宽度方向端部的橡胶的应变变大，则有可能在该部分产生龟裂(脱层)。这样的问题不仅在施加内压的情况下产生，在高速行驶时也会产生。因此，在本发明中，使芯材帘线层2的芯材帘线相对于轮胎周向的角度处于0°～50°的范围，接近轮胎周向。由此，抑制了螺旋状帘线层1和芯材帘线层2的相对位移，在螺旋状帘线层1在轮胎宽度方向上收缩的情况下，芯材帘线层2也难以受到其影响，结果，也能够抑制产生脱层。这是出于以下的原因。即，根据图10的表示芯材带束层的芯材帘线的角度(以轮胎周向为基准)与芯材带束层的宽度方向端部的应变量的关系的图表可知，若芯材帘线层的帘线角度大于50°，则芯材带束层的宽度方向端部的应变量的大小急剧地上升。因而，通过将芯材帘线层的帘线角度设为50°以下，从而即使螺旋状帘线层1的增强帘线使用碳纤维帘线，也能够抑制应变量的增大，进而也能够抑制由于应变而产生脱层，因此能够同时实现抑制产生沟槽裂纹和抑制产生芯材帘线层端脱层。另外，图10的图表的下方所示的是表示与各帘线角度相对应的芯材带束层的帘线方向的概略图。

在本发明中，作为螺旋状帘线层1的增强帘线所使用的碳纤维，并没有特别的限制，能够从聚丙烯腈(PAN)系碳纤维、沥青系碳纤维、人造丝系碳纤维等中适当选择来使用。螺旋状帘线层1的增强帘线所使用的碳纤维的拉伸弹性模量优选处于60GPa～300Gpa的范围，更优选处于85GPa～300Gpa的范围。若使用碳纤维，则能获得轮胎赤道CL附近的直径增长的抑制效果，但若拉伸弹性模量过高，则耐疲劳性下降，因此并不优选。另外，优选的是，对上述的增强帘线实施粘接剂处理而提升与橡胶粘接的粘接性。能够使用RFL系粘接剂等通用的粘接剂并按照常用方法进行该粘接剂处理。

在本发明中，螺旋状帘线层1的增强帘线的总纤度优选为1000dtex以上且30000dtex以下，更优选为5000dtex以上且30000dtex以下，进一步优选为9000dtex以上且30000dtex以下。

在本发明中，芯材帘线层2的芯材帘线相对于轮胎周向的角度需要设为0°～50°的范围，优选为15°～25°的范围。若芯材帘线相对于轮胎周向的角度大于50°，则在螺旋状帘线层1在轮胎宽度方向上收缩的情况下，芯材帘线层2易于受到其影响，得不到抑制产生芯材帘线层端脱层的效果。

在本发明的轮胎中，螺旋状帘线层1的增强帘线使用碳纤维并且将芯材帘线层2的芯材帘线相对于轮胎周向的角度设为0°～50°的范围，这一点是很重要的，由此，能够获得本发明的期望的效果。除此之外的结构并没有特别的限制，能够按照常用方法适当地构成。

在本发明中，螺旋状帘线层1是通过将橡胶－帘线复合体呈螺旋状卷绕于芯材帘线层2的周围而形成的，该橡胶－帘线复合体是将由上述碳纤维构成的一根或多根例如2根～100根增强帘线并列拉齐并用橡胶包覆而成的。螺旋状帘线层1的增强帘线的帘线密度优选处于例如5根/50mm～60根/50mm的范围。

此外，在本发明中，螺旋状帘线层1的增强帘线的角度相对于轮胎周向优选处于12°～90°的范围。对于螺旋状帘线层1，在轮胎宽度方向端部处上层1A和下层1B未被分开，因此在轮胎的内压负载时发挥张力，具有难以直径增长这样的特性，其结果，在设置螺旋状帘线层1时存在胎冠部变圆的倾向，但通过将螺旋状帘线层1的增强帘线的角度设为12°以上，从而能够使内压负载时的直径增长处于容许范围内，能够抑制在胎肩部中产生磨损。另外，在本发明中，螺旋状帘线层1的增强帘线的角度能够使用在轮胎赤道面上测量的值。该角度优选处于12°～45°的范围。

在本发明中，配置于螺旋状帘线层1的内部的芯材帘线层2既可以设为一层，也能够设为以多层例如两层～十层层叠。在本发明中，在以两层以上设置芯材帘线层2的情况下，全部的芯材帘线层2也需要满足芯材帘线的角度的上述条件。另外，在设置多层芯材帘线层2的情况下，也可以是，多层芯材帘线层2构成交错带束层。在此，芯材帘线层2是通过将多根芯材帘线并列拉齐，在其上下配置未硫化橡胶并用橡胶包覆芯材帘线而制造的。芯材帘线层2的芯材帘线的帘线密度优选处于例如5根/50mm～60根/50mm的范围。

在本发明中，作为芯材帘线层2的芯材帘线的材质，并没有特别的限制，能够适当地使用以往通用的各种金属帘线、有机纤维帘线等。具体地讲，例如，作为金属帘线，能够使用钢丝单丝、将多根钢丝单丝捻合而成的钢丝帘线。在该情况下，帘线的加捻构造也能够进行各种设计，截面构造、捻距、加捻方向、相邻的单丝相互间的距离也能够使用各种各样的方式。作为截面构造，能够采用单捻、层捻、复捻等各种各样的加捻构造，此外，也能够使用截面形状扁平的帘线。另外，也可以是，构成钢丝帘线的钢丝单丝将铁作为主要成分，含有碳、锰、硅、磷、硫、铜、铬等各种微量成分。此外，为了改善与橡胶的粘接性，也可以对钢丝单丝的表面实施镀铜。

作为有机纤维，能够使用芳纶纤维(芳香族聚酰胺纤维)、聚酮(PK)纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维、聚芳酯纤维等。此外，也能够使用聚丙烯腈(PAN)系碳纤维、沥青系碳纤维、人造丝系碳纤维等碳纤维(carbon fiber)、玻璃纤维(glass fiber)、玄武岩纤维、安山岩纤维等岩石纤维(rock rool)等。另外，优选的是，对上述的增强帘线实施粘接剂处理而提升与橡胶粘接的粘接性。能够使用RFL系粘接剂等通用的粘接剂并按照常用方法来进行该粘接剂处理。并且，也可以使用由上述中的任意两种以上构成的混合帘线。

在本发明中，作为螺旋状帘线层1、芯材帘线层2的涂覆橡胶所使用的橡胶组合物，能够使用已知的物质，并没有特别的限制。例如，作为涂覆橡胶所使用的橡胶组合物的橡胶成分，除了天然橡胶之外还能够使用乙烯基芳香烃/共轭二烯共聚物、聚异戊二烯橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、乙烯－丙烯橡胶等合成橡胶等所有公知的橡胶成分。橡胶成分既可以单独使用一种，也可以同时使用两种以上。从与金属帘线粘接的粘接特性和橡胶组合物的破坏特性的方面考虑，作为橡胶成分，优选为由天然橡胶和聚异戊二烯橡胶中的至少一者构成，或者含有50质量％以上的天然橡胶且剩余部分由合成橡胶构成。

在本发明中，能够向涂覆橡胶所使用的橡胶组合物中以通常的配合量适当地配合碳黑、二氧化硅等填充剂；芳香油等软化剂；六亚甲基四胺、五甲氧基甲基三聚氰胺、六亚甲基三聚氰胺等甲氧基甲基化三聚氰胺等亚甲基供体；硫化促进剂；硫化促进助剂；防老化剂等橡胶界常用的配合剂。此外，在本发明中作为涂覆橡胶而使用的橡胶组合物的调制方法并没有特别的限制，按照常用方法使用例如班伯里密炼机、辊等向橡胶成分中混炼硫、有机酸钴盐和各种配合剂等来调制即可。

此外，在图示的卡车·客车用轮胎10中，在螺旋状帘线层1的轮胎半径方向外侧配置有辅助带束层17。在本发明中，辅助带束层能够与期望相应地设置。辅助带束层17能够设为带束帘线相对于轮胎周向呈预定的角度的倾斜带束，是通过将许多根带束帘线拉齐并用橡胶包覆而形成的。

在本发明中，辅助带束层17的带束帘线相对于轮胎周向的角度优选处于0°～45°的范围，更优选处于0°～20°的范围。若带束帘线相对于轮胎周向的角度大于45°，则带束帘线几乎不负担轮胎周向的张力，因此得不到螺旋状帘线层的增强帘线的耐久性提升效果。

作为辅助带束层的增强帘线，例如最常见的是使用金属帘线特别是钢丝帘线，但也可以使用有机纤维帘线。钢丝帘线能够使用由将铁作为主要成分且含有碳、锰、硅、磷、硫、铜、铬等各种微量含有物的钢丝单丝构成的钢丝帘线。

作为钢丝帘线，除了将多根单丝捻合而成的帘线之外，也可以使用钢丝单丝帘线。另外，钢丝帘线的加捻构造也能够进行各种设计，截面构造、捻距、加捻方向、相邻的钢丝帘线相互间的距离也能够使用各种各样的方式。此外，也能够采用将不同材质的单丝捻合而成的帘线，截面构造也没有特别的限定，能够采取单捻、层捻、复捻等各种各样的加捻构造。此外，辅助带束层17的宽度优选为胎面宽度的40％～115％，特别优选为50％～70％。还优选的是，在螺旋状帘线层1的端部的轮胎径向内侧设置带束下缓冲橡胶18。由此，能够降低螺旋状帘线层1的端部的应变·温度而提升轮胎耐久性。

在本发明的卡车·客车用轮胎10中，胎体14能够采用包含以往构造在内的各种结构，可以是子午线构造、斜交构造中的任一者。作为胎体14，优选的是，将由钢丝帘线层构成的胎体帘布设为一层～两层。此外，例如轮胎径向上的胎体最大宽度位置既可以接近胎圈部13侧，也可以接近胎面部11侧。例如，胎体14的最大宽度位置能够设在朝向轮胎径向外侧距胎圈底部为轮胎高度的50％～90％的范围内。此外，胎体14通常优选为如图所示在一对胎圈芯15之间连续地延伸的构造，但也能够使用从胎圈芯15延伸并在胎面部11附近断开的一对胎体片形成。

此外，胎体14的折回部能够采用各种各样的构造。例如，能够使胎体14的折回端位于比胎圈填胶16的上端靠轮胎径向内侧的位置，此外，也可以使胎体折回端延伸到比胎圈填胶16的上端、轮胎最大宽度位置靠轮胎径向外侧的位置，在该情况下，也能够延伸到比螺旋状帘线层1的轮胎宽度方向端靠轮胎宽度方向内侧的位置。并且，在胎体帘布是多层的情况下，也能够使胎体14的折回端的轮胎径向位置不同。此外，也可以设为不存在胎体14的折回部而用多个胎圈芯构件夹入的构造，也能够采用卷绕于胎圈芯15的构造。另外，作为胎体14的帘线密度，通常处于5根/50mm～60根/50mm的范围，但并不限定于此。

此外，在本发明的卡车·客车用轮胎10中，也可以是，在螺旋状帘线层1和辅助带束层17的轮胎径向外侧设置周向帘线层(未图示)。

在本发明的卡车·客车用轮胎10中，胎侧部12的结构也能够采用已知的构造。例如，轮胎最大宽度位置能够设在朝向轮胎径向外侧距胎圈底部为轮胎高度的50％～90％的范围内。在本发明的卡车·客车用轮胎10中，优选的是，与乘用车用轮胎不同，不形成与轮辋凸缘接触的凹部，而形成为在轮胎宽度方向上凸出的圆滑的曲线。

此外，胎圈芯15能够采用圆形、多边形状等各种各样的构造。另外，如上所述，作为胎圈部13，除了将胎体14卷绕于胎圈芯15的构造之外，也可以设为用多个胎圈芯构件夹入胎体14的构造。在图示的卡车·客车用轮胎10中，在胎圈芯15的轮胎半径方向外侧配置有胎圈填胶16，但该胎圈填胶16也可以由在轮胎径向上分开的多个橡胶构件构成。

在本发明的卡车·客车用轮胎10中，作为胎面花纹，既可以是肋状陆部主体的花纹、块状花纹、不对称花纹，也可以指定旋转方向。

肋状陆部主体花纹是将利用一根以上周向槽或者利用周向槽和胎面端部划分轮胎宽度方向而成的肋状陆部作为主体的花纹。在此，肋状陆部是指不具有在轮胎宽度方向上横贯的横槽而沿着轮胎周向延伸的陆部，但肋状陆部也可以具有刀槽花纹、在肋状陆部内终止的横槽。认为其目的在于，由于子午线轮胎特别是在高内压使用条件下变为高接地压，因此通过增加周向剪切刚度来提升湿路面上的接地性。作为以肋状陆部为主体的花纹的例子，能够在以赤道面为中心的胎面宽度的80％的区域设为仅由肋状陆部构成的胎面花纹即不具有横槽的花纹。对于这样的花纹，该区域中的排水性能特别有助于湿路性能。

块状花纹是具有利用周向槽和宽度方向槽划分成的块状陆部的花纹，块状花纹的轮胎的基本的冰上性能和雪上性能优异。

不对称花纹是以赤道面为分界而左右的胎面花纹不对称的花纹。例如在指定安装方向的轮胎的情况下，既可以在以赤道面为分界的车辆安装方向内侧的轮胎半部和车辆安装方向外侧的轮胎半部对花纹沟与花纹块面积之比设置差异，也可以是在以赤道面为分界的车辆安装方向内侧的轮胎半部和车辆安装方向外侧的轮胎半部使周向槽的数量不同的结构。

胎面橡胶并没有特别的限制，能够使用以往使用的橡胶。此外，胎面橡胶也可以在轮胎径向上由不同的多个橡胶层形成，例如，也可以是所谓的胎冠胎基构造。作为多个橡胶层，能够使用损耗角正切、模量、硬度、玻璃化转变温度、材质等不同的材料。此外，多个橡胶层的轮胎径向的厚度的比例既可以在轮胎宽度方向上变化，也能够仅将周向槽底等设为与其周边不同的橡胶层。

并且，胎面橡胶既可以在轮胎宽度方向上由不同的多个橡胶层形成，也可以是所谓的分割式胎面构造。作为上述的多个橡胶层，能够使用损耗角正切、模量、硬度、玻璃化转变温度、材质等不同的橡胶层。此外，多个橡胶层的轮胎宽度方向的长度的比例既可以在轮胎径向上变化，也能够仅将仅周向槽附近、仅胎面端附近、仅胎肩陆部、仅中心陆部这样的限定的局部区域设为与其周围不同的橡胶层。还优选的是，胎面部在轮胎宽度方向的端部形成有角部11a。

图1所示的轮胎是卡车·客车用轮胎，但本发明并不限于此，也能够适当地应用于乘用车用、建筑车辆用、两轮车用、飞机用、农业用的轮胎等。此外，作为轮胎，并不限定于充气轮胎，也能够应用于实心轮胎、非充气轮胎。

图2是表示本发明的乘用车用轮胎的一个结构例的轮胎宽度方向剖视图。图示的乘用车用轮胎20包括形成接地部的胎面部21、与该胎面部21的两侧部连续并向轮胎半径方向内方延伸的一对胎侧部22、以及与各胎侧部22的内周侧连续的胎圈部23。胎面部21、胎侧部22及胎圈部23利用在从一个胎圈部23到另一个胎圈部23的整个范围内呈环状延伸的由一张胎体帘布构成的胎体24进行增强。此外，在图示的乘用车用轮胎20中，在一对胎圈部23分别埋设有胎圈芯25，胎体24在该胎圈芯25的周围从轮胎内侧向外侧折回并被卡定。并且，在胎圈芯25的轮胎半径方向外侧配置有胎圈填胶26。

在图示的乘用车用轮胎20中，在胎体24的胎冠部轮胎径向外侧依次配设有具有将增强帘线呈螺旋状卷绕而形成上层1A和下层1B而成的构造的螺旋状帘线层1、位于该上层1A和下层1B之间的芯材帘线层2、以及辅助带束层27。

在本发明中，螺旋状帘线层1的增强帘线和芯材帘线层2的帘线角度满足上述条件这一点是很重要的，由此，能够获得本发明的期望的效果。在此，在图2所示的乘用车用轮胎的情况下，作为辅助带束层27，能够列举出在螺旋状帘线层1的整个宽度以上的范围内配置的冠带层27a或者配置于覆盖螺旋状帘线层1的两端部的区域的边缘冠带层27b。冠带层27a和边缘冠带层27b通常是通过将恒定宽度的条带呈螺旋状卷绕而形成的，该条带是将许多根帘线拉齐并用橡胶包覆而成的。冠带层27a和边缘冠带层27b既可以分别单独设置，也可以同时使用。或者，也可以是两层以上冠带层、两层以上边缘冠带层的组合。

作为冠带层27a和边缘冠带层27b的增强帘线，能够采用各种材质，作为代表性的例子，能够列举出人造丝、尼龙、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、芳纶、玻璃纤维、碳纤维、钢丝等。从轻量化的方面考虑，特别优选为有机纤维帘线。增强帘线也能够采用单丝帘线、将多根单丝捻合而成的帘线、另外将不同的材质的单丝捻合而成的混合帘线。此外，为了提高断裂强度，增强帘线也可以使用波状的帘线。同样，为了提高断裂强度，例如也可以使用断裂时的伸长率为4.5％～5.5％的高伸长率帘线。

冠带层27a的帘线密度和边缘冠带层27b的帘线密度通常在20根/50mm～60根/50mm的范围，但并不限定于该范围。此外，在冠带层27a中，也能够在轮胎宽度方向上具有刚度·材质·层数·帘线密度等分布，也能够仅增加例如轮胎宽度方向端部的层数，另一方面，也能够仅增加中心部的层数。

从制造的方面考虑，冠带层27a和边缘冠带层27b作为螺旋层而构成的方式特别有利。在该情况下，也可以由条带状的帘线形成，该帘线是将在平面内互相平行地排列的多根芯线维持着上述平行排列地利用缠绕线集束而成的。

在本发明的乘用车用轮胎20中，胎体24能够采用包含以往构造在内的各种结构，可以是子午线构造、斜交构造中的任一者。作为胎体24，优选的是，将由有机纤维帘线层构成的胎体帘布设为一层～两层。此外，例如胎体24的轮胎径向上的最大宽度位置既可以接近胎圈部23侧，也可以接近胎面部21侧。例如，胎体24的最大宽度位置能够设在朝向轮胎径向外侧距胎圈底部为轮胎高度的50％～90％的范围内。此外，胎体24通常优选为如图所示在一对胎圈芯25之间连续地延伸的构造，但也能够使用从胎圈芯25延伸并在胎面部21附近断开的一对胎体帘布片形成(未图示)。

此外，胎体24的折回部能够采用各种各样的构造。例如，能够使胎体24的折回端位于比胎圈填胶26的上端靠轮胎径向内侧的位置，此外，也可以使胎体24的折回端延伸到比胎圈填胶26的上端、轮胎最大宽度位置靠轮胎径向外侧的位置，在该情况下，也能够延伸到比螺旋状帘线层1的轮胎宽度方向端靠轮胎宽度方向内侧的位置。并且，在胎体帘布是多层的情况下，也能够使胎体24的折回端的轮胎径向位置不同。此外，也可以设为不存在胎体24的折回部而用多个胎圈芯构件夹入的构造，也能够采用卷绕于胎圈芯25的构造。另外，作为胎体24的帘线密度，通常处于5根/50mm～60根/50mm的范围，但并不限定于此。

在本发明的乘用车用轮胎20中，作为胎面部21的形状，在窄幅大径尺寸的乘用车用轮胎的情况下，优选的是，在轮胎宽度方向截面中，在将通过轮胎赤道面CL的胎面表面的点P且与轮胎宽度方向平行的直线设为m1、将通过接地端E且与轮胎宽度方向平行的直线设为m2、将直线m1与直线m2之间的轮胎径向的距离设为下落高度LCR、将轮胎的胎面宽度设为TW时，将比值LCR/TW设为0.045以下。通过将比值LCR/TW设为上述的范围，从而轮胎的胎冠部扁平化(平坦化)，接地面积增大，缓和来自路面的输入(压力)，降低轮胎径向的挠曲率，能够提升轮胎的耐久性和耐磨损性。此外，优选为胎面端部光滑。

此外，作为胎面花纹，既可以是全横向花纹、肋状陆部主体的花纹、块状花纹、不对称花纹，也可以指定旋转方向。

作为全横向花纹，也可以是具有从赤道面附近沿着轮胎宽度方向延伸到接地端的宽度方向槽的花纹，在该情况下，也可以不包含周向槽。这样的横槽为主体的花纹能够特别有效地发挥雪上性能。

肋状陆部主体花纹是将利用一条以上周向槽或者利用周向槽和胎面端部划分轮胎宽度方向而成的肋状陆部作为主体的花纹。在此，肋状陆部是指不具有在轮胎宽度方向上横贯的横槽而沿着轮胎周向延伸的陆部，但肋状陆部也可以具有刀槽花纹、在肋状陆部内终止的横槽。认为其目的在于，由于子午线轮胎特别是在高内压使用条件下变为高接地压，因此通过增加周向剪切刚度来提升湿路面上的接地性。作为以肋状陆部为主体的花纹的例子，能够在以赤道面为中心的胎面宽度的80％的区域设为仅由肋状陆部构成的胎面花纹即不具有横槽的花纹。对于这样的花纹，该区域中的排水性能特别有助于湿路性能。

块状花纹是具有利用周向槽和宽度方向槽划分成的块状陆部的花纹，块状花纹的轮胎的基本的冰上性能和雪上性能优异。

不对称花纹是以赤道面为分界而左右的胎面花纹不对称的花纹。例如在指定安装方向的轮胎的情况下，既可以在以赤道面为分界的车辆安装方向内侧的轮胎半部和车辆安装方向外侧的轮胎半部对花纹沟与花纹块面积之比设置差异，也可以是在以赤道面为分界的车辆安装方向内侧的轮胎半部和车辆安装方向外侧的轮胎半部使周向槽的数量不同的结构。

胎面橡胶并没有特别的限制，能够使用以往使用的橡胶，也可以使用发泡橡胶。此外，胎面橡胶既可以在轮胎径向上由不同的多个橡胶层形成，例如，也可以是所谓的胎冠胎基构造。作为多个橡胶层，能够使用损耗角正切、模量、硬度、玻璃化转变温度、材质等不同的材料。此外，多个橡胶层的轮胎径向的厚度的比例既可以在轮胎宽度方向上变化，也能够仅将周向槽底等设为与其周边不同的橡胶层。

并且，胎面橡胶也可以在轮胎宽度方向上由不同的多个橡胶层形成，也可以是所谓的分割式胎面构造。作为上述的多个橡胶层，能够使用损耗角正切、模量、硬度、玻璃化转变温度、材质等不同的橡胶层。此外，多个橡胶层的轮胎宽度方向的长度的比例既可以在轮胎径向上变化，也能够仅将仅周向槽附近、仅胎面端附近、仅胎肩陆部、仅中心陆部这样的限定的局部区域设为与其周围不同的橡胶层。

在本发明的乘用车用轮胎20中，胎侧部22的结构也能够采用已知的构造。例如，轮胎最大宽度位置能够设在朝向轮胎径向外侧距胎圈底部为轮胎高度的50％～90％的范围内。此外，也可以是具有轮辋护圈的构造。在本发明的乘用车用轮胎20中，优选的是，形成有与轮辋凸缘接触的凹部23a。

此外，胎圈芯25能够采用圆形、多边形状等各种各样的构造。另外，如上所述，作为胎圈部23，除了将胎体24卷绕于胎圈芯25的构造之外，也可以设为用多个胎圈芯构件夹入胎体24的构造。在图示的乘用车用轮胎20中，在胎圈芯25的轮胎半径方向外侧配置有胎圈填胶26，但在本发明的乘用车用轮胎20中，也可以不设置胎圈填胶26。

虽未图示，但本发明的乘用车用轮胎也可以在轮胎的最内层配置有通常的内衬层。内衬层除了由以丁基橡胶为主体的橡胶层形成之外，还能够由以树脂为主成分的膜层形成。此外，虽未图示，但为了减少空腔共鸣声，也能够在轮胎内表面配置多孔质构件、或者进行静电植绒加工。并且，也能够在轮胎内表面具备用于防止爆胎时的空气泄漏的密封构件。

乘用车用轮胎20的用途并没有特别的限定。能够应用于夏季用、全季候用、冬季用这样的用途的轮胎。此外，也够使用于在胎侧部22具有新月形的增强橡胶层的胎侧增强型防爆轮胎、镶钉轮胎这样的特殊构造的乘用车用轮胎。

图3是表示本发明的建筑车辆用轮胎的一个结构例的轮胎宽度方向剖视图。在图示的建筑车辆用轮胎30中，包括形成接地部的胎面部31、与该胎面部31的两侧部连续并向轮胎半径方向内方延伸的一对胎侧部32、以及与各胎侧部32的内周侧连续的胎圈部33。胎面部31、胎侧部32及胎圈部33利用在从一个胎圈部33到另一个胎圈部33的整个范围内呈环状延伸的一张胎体帘布构成的胎体34进行增强。此外，在图示的建筑车辆轮胎30中，在一对胎圈部33分别埋设有胎圈芯35，胎体34在该胎圈芯35的周围从轮胎内侧向外侧折回并被卡定。并且，在胎圈芯35的轮胎半径方向外侧配置有胎圈填胶36。

在图示的建筑车辆用轮胎30中，在胎体34的胎冠区域的轮胎径向外侧依次配设有具有将增强帘线呈螺旋状卷绕而形成上层1A和下层1B而成的构造的螺旋状帘线层1、位于该上层1A和下层1B之间的芯材帘线层2、以及4层带束层37a～37d。

在本发明中，螺旋状帘线层1的增强帘线和芯材帘线层2的帘线角度满足上述条件这一点是很重要的，由此，能够获得本发明的期望的效果。一般来讲，建筑车辆用轮胎由4层或者6层带束层构成，在由6层带束层构成的情况下，第1带束层和第2带束层形成内侧交错带束层组，第3带束层和第4带束层形成中间交错带束层组，第5带束层和第6带束层形成外侧交错带束层组。在本发明的建筑车辆用轮胎中，用螺旋状帘线层1替换内侧交错带束层组，作为中间交错带束层组和外侧交错带束层组，配置有辅助带束层37a～37d。此外，在由4层带束层构成的建筑车辆用轮胎的情况下，将第1带束层和第2带束层替换为螺旋状帘线层1，将第3带束层和第4带束层设为辅助带束层37a、37b即可。

另外，在6层带束层的情况下，在胎面宽度方向上，螺旋状帘线层1的宽度能够设为胎面接地面的宽度的25％以上且70％以下，辅助带束层37a、37b的宽度能够设为胎面接地面的宽度的55％以上且90％以下，辅助带束层37c、37d的宽度能够设为胎面接地面的宽度的60％以上且115％以下。

在本发明的建筑车辆用轮胎30中，辅助带束层37由增强帘线的橡胶涂层构成，能够设为相对于轮胎周向成预定的角度的倾斜带束。作为倾斜带束层的增强帘线，例如最常见的是使用金属帘线特别是钢丝帘线，但也可以使用有机纤维帘线。钢丝帘线能够使用由将铁作为主要成分且含有碳、锰、硅、磷、硫、铜、铬等各种微量含有物的钢丝单丝构成的钢丝帘线。

作为钢丝帘线，除了将多根单丝捻合而成的帘线之外，也可以使用钢丝单丝帘线。另外，钢丝帘线的加捻构造也能够进行各种设计，截面构造、捻距、加捻方向、相邻的钢丝帘线相互间的距离也能够使用各种各样的方式。此外，也能够采用将不同材质的单丝捻合而成的帘线，截面构造也没有特别的限定，能够采取单捻、层捻、复捻等各种各样的加捻构造。另外，优选的是，其他带束层的增强帘线的倾斜角度相对于轮胎周向设为10°以上。此外，辅助带束层37中的宽度最大的最大宽度倾斜带束层的宽度优选为胎面宽度的90％～115％，特别优选为100％～105％。还优选的是，在辅助带束层37的端部的轮胎径向内侧设置带束下缓冲橡胶39。由此，能够降低辅助带束层37的端部的应变·温度而提升轮胎耐久性。

在本发明的建筑车辆用轮胎中，胎体34能够采用包含以往构造在内的各种结构，可以是子午线构造、斜交构造中的任一者。作为胎体34，优选的是，将由钢丝帘线层构成的胎体帘布设为一层～两层。此外，例如轮胎径向上的胎体最大宽度位置既可以接近胎圈部33侧，也可以接近胎面部31侧。例如，胎体34的最大宽度位置能够设在朝向轮胎径向外侧距胎圈底部为轮胎高度的50％～90％的范围内。此外，胎体34通常优选为如图所示在一对胎圈芯35之间连续地延伸的构造，但也能够使用从胎圈芯35延伸并在胎面部31附近断开的一对胎体片形成。

此外，胎体34的折回部能够采用各种各样的构造。例如，能够使胎体34的折回端位于比胎圈填胶36的上端靠轮胎径向内侧的位置，此外，也可以使胎体34的折回端延伸到比胎圈填胶36的上端、轮胎最大宽度位置靠轮胎径向外侧的位置，在该情况下，也能够延伸到比螺旋状帘线层1的轮胎宽度方向端靠轮胎宽度方向内侧的位置。并且，在胎体帘布是多层的情况下，也能够使胎体34的折回端的轮胎径向位置不同。此外，也可以设为不存在胎体34的折回部而用多个胎圈芯构件夹入的构造，也能够采用卷绕于胎圈芯35的构造。另外，作为胎体34的帘线密度，通常处于10根/50mm～60根/50mm的范围，但并不限定于此。

在本发明的建筑车辆用轮胎30中，胎侧部32的结构也能够采用已知的构造。例如，轮胎最大宽度位置能够设在朝向轮胎径向外侧距胎圈底部为轮胎高度的50％～90％的范围内。在本发明的乘用车用轮胎30中，优选的是，形成有与轮辋凸缘接触的凹部。

此外，胎圈芯35能够采用圆形、多边形状等各种各样的构造。另外，如上所述，作为胎圈部33，除了将胎体34卷绕于胎圈芯35的构造之外，也可以设为用多个胎圈芯构件夹入胎体34的构造。在图示的建筑车辆用轮胎30中，在胎圈芯35的轮胎半径方向外侧配置有胎圈填胶36，但该胎圈填胶36也可以由在轮胎径向上分开的多个橡胶构件构成。

在本发明的建筑车辆用轮胎30中，作为胎面花纹，既可以是横向花纹、块状花纹、不对称花纹，也可以指定旋转方向。

作为横向花纹，也可以是具有从赤道面附近沿着轮胎宽度方向延伸到接地端的宽度方向槽的花纹，在该情况下，也可以不包含周向槽。

块状花纹是具有利用周向槽和宽度方向槽划分成的块状陆部的花纹。特别是，在建筑车辆用轮胎的情况下，从耐久性的方面考虑，优选的是增大花纹块，例如优选的是，花纹块的在轮胎宽度方向上测量的宽度设为胎面宽度的25％以上且50％以下。

不对称花纹是以赤道面为分界而左右的胎面花纹不对称的花纹。例如在指定安装方向的轮胎的情况下，既可以在以赤道面为分界的车辆安装方向内侧的轮胎半部和车辆安装方向外侧的轮胎半部对花纹沟与花纹块面积之比设置差异，也可以是在以赤道面为分界的车辆安装方向内侧的轮胎半部和车辆安装方向外侧的轮胎半部使周向槽的数量不同的结构。

胎面橡胶并没有特别的限制，能够使用以往使用的橡胶。此外，胎面橡胶也可以在轮胎径向上由不同的多个橡胶层形成，例如，也可以是所谓的胎冠胎基构造。作为多个橡胶层，能够使用损耗角正切、模量、硬度、玻璃化转变温度、材质等不同的材料。此外，多个橡胶层的轮胎径向的厚度的比例既可以在轮胎宽度方向上变化，也能够仅将周向槽底等设为与其周边不同的橡胶层。

并且，胎面橡胶也可以在轮胎宽度方向上由不同的多个橡胶层形成，也可以是所谓的分割式胎面构造。作为上述的多个橡胶层，能够使用损耗角正切、模量、硬度、玻璃化转变温度、材质等不同的橡胶层。此外，多个橡胶层的轮胎宽度方向的长度的比例既可以在轮胎径向上变化，也能够仅将仅周向槽附近、仅胎面端附近、仅胎肩陆部、仅中心陆部这样的限定的局部区域设为与其周围不同的橡胶层。

在建筑车辆用轮胎30中，从耐久性的方面考虑，优选的是，胎面部31的橡胶厚度较厚，优选为轮胎外径的1.5％以上且4％以下，更优选为2％以上且3％以下。此外，胎面部31的槽面积相对于接地面的比例(花纹沟与花纹块面积之比)优选为20％以下。其原因在于，由于建筑车辆用轮胎30主要是以低速且在干燥地域中使用，因此不必为了排水性而增大花纹沟与花纹块面积之比。作为建筑车辆用轮胎的轮胎尺寸，例如轮辋直径为20英寸以上，特大型的轮胎的轮辋直径为40英寸以上。

实施例

以下，使用实施例更详细地说明本发明。

制作如下构造的增强构件：将增强帘线呈螺旋状卷绕于一层芯材帘线层，在螺旋状帘线层的上层和下层之间具有芯材帘线层。将该增强构件配置于胎体的胎冠部轮胎半径方向外侧，并且在其轮胎半径方向外侧配置辅助带束层，以轮胎尺寸275/80R22.5制作图1所示的卡车·客车用轮胎。

作为芯材帘线层的芯材帘线和辅助带束层的带束帘线，使用采用线径1.13mm的钢丝单丝的1+6构造的钢丝帘线。螺旋状帘线层的增强帘线的倾斜角度相对于增强构件的长度方向设为16°。辅助带束层的带束帘线的倾斜角度相对于增强构件的长度方向设为70°。

此外，辅助带束层的钢丝帘线的倾斜方向是与相邻的螺旋状帘线层的上层的增强帘线相同的方向，芯材帘线层的钢丝帘线的倾斜方向是相反的方向。并且，芯材帘线层的帘线密度设为18.06根/50mm，辅助带束层的帘线密度设为24.21根/50mm。

如下述的表中所示，改变螺旋状帘线层的增强帘线和芯材帘线层的帘线角度的条件，制作各试验用轮胎。

＜沟槽裂纹的评价＞

在将得到的各试验用轮胎组装于应用轮辋并填充了规定内压之后，测量在室温38℃且负载了正常载荷的110％的状态下在滚筒上以时速65km/h行驶了10万km之后的设于胎面胎肩部的槽的槽底的裂纹的深度。将其结果一并表示于下述的表中。结果是将实施例1的轮胎的试验结果设为100来指数化并进行相对评价而得到的。值越大，表示耐裂纹性越高。

在此，“应用轮辋”是指与轮胎的尺寸相应地下述的标准所规定的轮辋。此外，“规定内压”是指在下述的标准中与最大负荷能力相对应地规定的空气压力。并且，标准是指在生产或者使用轮胎的地域有效的工业标准，例如，在美利坚合众国是“美国轮胎轮辋协会(THE TIRE AND RIM ASSOCIATION INC.)的YEAR BOOK”，在欧洲是“欧洲轮胎和轮辋技术组织(THE European Tyre and Rim Technical Organisation)的STANDARDS MANUAL”，在日本是日本汽车轮胎协会的“JATMA YEAR BOOK”。

＜芯材帘线层的宽度方向端部的脱层的评价＞

像以下那样对芯材帘线层的宽度方向端部的脱层的状态进行了评价。将其结果一并表示于下述的表中。

在将得到的各试验用轮胎组装于轮辋并填充了规定内压之后，测量在室温38℃且负载了正常载荷的150％的状态下在滚筒上以时速65km/h行驶，直到产生由芯材帘线层的宽度方向端部的脱层引起的故障为止的行驶距离。结果是将实施例1的轮胎的试验结果设为100来指数化并进行相对评价而得到的。值越大，表示耐脱层性越高。

[表1]

*1)芯材帘线层的芯材帘线相对于轮胎周向的角度。

[表2]

如上述表中所示，根据本发明，可确认对于在轮胎胎冠部包括螺旋状帘线层及设于其上层和下层之间的芯材帘线层的轮胎，能够抑制产生沟槽裂纹，并且能够抑制产生自芯材帘线层的宽度方向端部起的脱层。

附图标记说明

1、螺旋状帘线层；1A、上层；1B、下层；2、芯材帘线层；10、卡车·客车用轮胎；11、21、31、胎面部；11a、角部；12、22、32、胎侧部；13、23、33、胎圈部；14、24、34、104、胎体；15、25、35、胎圈芯；16、26、36、胎圈填胶；17、27、37、37a～37d、辅助带束层；27a、冠带层；27b、边缘冠带层；20、乘用车用轮胎；23a、凹部；18、39、带束下缓冲橡胶；30、建筑车辆用轮胎；101、倾斜带束层；102、带束保护层。

Claims (2)

1.一种轮胎，其包括在一对胎圈部之间呈环状延伸的胎体、配置于该胎体的胎冠部轮胎半径方向外侧且是将增强帘线呈螺旋状卷绕而形成有上层和下层而成的螺旋状帘线层、以及配置于该螺旋状帘线层的上层和下层之间的芯材帘线层，其特征在于，

所述螺旋状帘线层的增强帘线由碳纤维构成，而且所述芯材帘线层的芯材帘线相对于轮胎周向的角度处于0°～50°的范围。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其中，

所述芯材帘线层的芯材帘线相对于轮胎周向的角度处于15°～25°的范围。

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