CN110770044B

CN110770044B - 充气轮胎

Info

Publication number: CN110770044B
Application number: CN201880040977.2A
Authority: CN
Inventors: 长谷川圭一; 片山昌宏
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2018-06-07
Publication date: 2022-02-18
Anticipated expiration: 2038-06-07
Also published as: JP2019001409A; CN110770044A; US20200114690A1; EP3643523A1; US11207920B2; WO2018235614A1; EP3643523A4

Abstract

本发明的充气轮胎包括由被包覆树脂包覆的线材形成的树脂包覆带束层，在所述树脂包覆带束层的轮胎径向内侧设置有与所述树脂包覆带束层的轮胎宽度方向外侧端接触的底环，在所述底环的至少任一个面设有凹凸。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎。

背景技术

以往，在充气轮胎中，为了发挥紧固胎体的环箍效果而提高胎面的刚度，通常进行在胎体的轮胎径向外侧配置带束层的操作(例如专利文献1)。

近年来，在对于轮胎的轻量化的要求提高的过程中，也提出了将由包覆树脂包覆线材而成的结构用作带束层的做法。若使用这样的树脂包覆带束层，则树脂的相比于重量而言的刚度较高，因此在谋求轻量化的同时也能够发挥上述带束层的功能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10－035220号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在充气轮胎使用树脂包覆带束层的情况下，由于树脂包覆带束层的刚度较高，因此会以树脂包覆带束层的轮胎宽度方向端部为分界地产生轮胎周向刚度在轮胎宽度方向上急剧地较大程度地变化的刚度阶差。因此，在树脂包覆带束层的端部处应变容易较大，期望抑制因上述状况而导致的树脂包覆带束层的端部处的故障的发生从而提升轮胎的耐久性。相对于此，也考虑利用特定的构件来缓和刚度阶差的做法，但在该情况下，期望也抑制因配置有该构件而导致的故障从而提升轮胎的耐久性。

因而，本发明的目的在于提供一种提升了轮胎的耐久性的充气轮胎。

用于解决问题的方案

本发明的主旨结构如下。

本发明的充气轮胎的特征在于，

该充气轮胎包括由被包覆树脂包覆的线材形成的树脂包覆带束层，

在所述树脂包覆带束层的轮胎径向内侧设置有与所述树脂包覆带束层的轮胎宽度方向外侧端接触的底环，

在所述底环的至少任一个面设有凹凸。

在本说明书中，槽的“槽宽”在槽宽沿槽的延伸方向变化的情况下是指最大宽度。

在本说明书中，在以一个凹凸进行观察时，“最大尺寸”是指凹凸的凹部或者凸部的俯视图中的外轮廓线的两点间距离的最大值，在有多个凹凸的情况下，“最大尺寸”意味着在多个凹凸中“最大尺寸”最大的尺寸。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种提升了轮胎的耐久性的充气轮胎。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的充气轮胎的轮胎宽度方向半部的轮胎宽度方向概略局部剖视图。

图2A是表示图1的充气轮胎的树脂包覆带束层的一部分和底环的局部剖视图。

图2B是表示凹凸的另一个配置的局部剖视图。

图2C是表示凹凸的另一个配置的局部剖视图。

图2D是表示凹凸的另一个配置的局部剖视图。

图3A是表示图1的充气轮胎的底环的、从与设有凹凸的面相对的方向观察到的示意图。

图3B是表示凹凸是许多个微小的凹凸的例子的示意图。

图4是表示树脂包覆带束层和底环的示意性的立体图。

图5是表示树脂包覆带束层的一部分和底环的另一个例子的局部剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地例示说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明的一个实施方式的充气轮胎的轮胎宽度方向半部的轮胎宽度方向概略局部剖视图。在图1中仅示出了以轮胎赤道面CL为分界的轮胎宽度方向一侧的半部，另一侧的半部省略了图示，但另一侧的半部也是相同的结构。本实施方式的充气轮胎1(以下也简称为轮胎)在以环形形状跨埋设于一对胎圈部2的胎圈芯2a的胎体3的胎冠部的轮胎径向外侧依次包括由被包覆树脂4a包覆的线材4b形成的树脂包覆带束层4、以及胎面5。

在本发明中，除了带束层构造和后述的底环的结构之外的轮胎构造并没有特别的限定，能够按照惯例使用通常的橡胶而构成。

例如，在本实施方式中，具有使钢丝捆束而成的胎圈芯2a，但胎圈芯的材质、形状并没有特别的限定，或者能够设为不具有胎圈芯2a的构造。此外，在本实施方式中，利用由有机纤维形成的一张胎体帘布层来构成胎体3，但胎体帘布层的材料、张数也没有特别的限定。

在本实施方式中，树脂包覆带束层4是将由包覆树脂4a包覆线材4b而成的树脂包覆线材绕轮胎轴线呈螺旋状卷绕而成的螺旋带束层。由此，能够简单地形成树脂包覆带束层4。在本发明中，优选将树脂包覆带束层4设为一层。其原因在于，由于包入有线材的树脂的刚度较高，因此利用一层就能够充分地提高胎面的刚度，此外，从轻量化的方面考虑也优选。树脂包覆带束层4的轮胎宽度方向上的宽度能够设为例如轮胎接地宽度的90％～120％。

线材4b能够使用任意的已知的材料，能够使用例如钢丝帘线。钢丝帘线能够设为例如由钢的单丝或者绞合线形成的结构。此外，线材4b也能够使用有机纤维、碳纤维等。

此外，包覆树脂4a能够使用例如热塑性弹性体、热塑性树脂，此外也能够使用在热、电子射线的作用下发生交联的树脂、在热重排的作用下固化的树脂。作为热塑性弹性体，能够列举出聚烯烃系热塑性弹性体(TPO)、聚苯乙烯系热塑性弹性体(TPS)、聚酰胺系热塑性弹性体(TPA)、聚氨酯系热塑性弹性体(TPU)、聚酯系热塑性弹性体(TPC)、动态交联型热塑性弹性体(TPV)等。此外，作为热塑性树脂，能够列举出聚氨酯树脂、聚烯烃树脂、氯乙烯树脂、聚酰胺树脂等。此外，作为热塑性树脂，能够使用例如ISO75－2或者ASTM D648所规定的载荷挠曲温度(0.45MPa载荷时)为78℃以上、并且JIS K7113所规定的拉伸屈服强度为10MPa以上、并且同样地JIS K7113所规定的拉伸断裂伸长率(JIS K7113)为50％以上、并且JIS K7206所规定的维卡软化温度(A法)为130℃以上的材料。包覆线材4b的包覆树脂4a的拉伸弹性模量(JIS K7113：1995所规定的)优选为50MPa以上。此外，包覆线材4b的包覆树脂4a的拉伸弹性模量优选为1000MPa以下。另外，这里所说的包覆树脂4a不包含橡胶(在常温下显示橡胶弹性的有机高分子物质)。

螺旋带束层例如能够通过这样的方式来形成：将熔融状态下的包覆树脂4a包覆于线材4b的外周侧并通过冷却使其固化，从而形成树脂包覆线材，通过热板熔接等使包覆树脂4a熔融并且将卷绕树脂包覆线材而形成的环状体中的在轴线方向上相邻的树脂包覆线材相互熔接而接合在一起。或者，也能够利用粘接剂等将形成的环状体中的在轴线方向上相邻的树脂包覆线材相互粘接而接合在一起从而形成螺旋带束层。

如图1所示，在本实施方式的轮胎1中，在树脂包覆带束层4的轮胎径向内侧设有与树脂包覆带束层4的轮胎宽度方向外侧端4c接触的(至少一部分位于在轮胎宽度方向上与树脂包覆带束层4的轮胎宽度方向外侧端4c相同的位置的)底环6。在该例子中，底环6是由树脂形成的环状构件(在该例子中是沿着轮胎周向连续地延伸)。树脂既可以使用与树脂包覆带束层4的包覆树脂4a相同的树脂，也可以使用与树脂包覆带束层4的包覆树脂4a不同的树脂。在使底环6的树脂与树脂包覆带束层4的包覆树脂4a不同的情况下也是，能够使用作为上述包覆树脂4a的材料而上述例示的热塑性弹性体、热塑性树脂。

如图1所示，底环6的轮胎宽度方向内侧端6a位于比树脂包覆带束层4的轮胎宽度方向外侧端4c靠轮胎宽度方向内侧的位置，并且底环6的轮胎宽度方向外侧端6b位于比树脂包覆带束层4的轮胎宽度方向外侧端4c靠轮胎宽度方向外侧的位置。在本发明中，优选的是，底环6的轮胎宽度方向上的宽度设为树脂包覆带束层4的轮胎宽度方向上的宽度的7％以上。其原因在于，通过设为7％以上，从而在制造时能够容易地配置树脂包覆带束层4(特别是对螺旋带束层进行卷绕的情况)。还优选的是，底环6的轮胎宽度方向中央位置设为树脂包覆带束层4的轮胎宽度方向外侧端4c及其附近的轮胎宽度方向位置。其原因在于，在制造时能够容易地配置树脂包覆带束层4(特别是对螺旋带束层进行卷绕的情况)，此外是后述的、能够利用底环6更可靠地发挥对树脂包覆带束层4与橡胶的刚度阶差进行缓和的效果。底环6的厚度能够设为0.5mm～2mm，此外，从树脂包覆带束层4的轮胎宽度方向外侧端4c到底环6的轮胎宽度方向内侧端和外侧端的轮胎宽度方向上的距离能够分别设为0mm以上。另外，底环6和树脂包覆带束层4的“轮胎宽度方向上的宽度”及本说明书中的其他尺寸是在将轮胎安装于应用轮辋并填充标准内压且设为无负载状态的状态下测量到的尺寸(其中，“轮胎接地宽度”是将把轮胎安装于应用轮辋并填充标准内压且负载了最大负载载荷的状态下的接地面的轮胎宽度方向最外侧位置设为接地端，将轮胎安装于应用轮辋并填充标准内压且设为无负载状态的状态下的接地端之间的轮胎宽度方向距离)。在本说明书中，“应用轮辋”是指生产、使用轮胎的地域有效的工业标准，在日本是指JATMA(日本汽车轮胎协会)的JATMA YEAR BOOK，在欧洲是指ETRTO(The European Tyre and Rim TechnicalOrganisation)的STANDARDS MANUAL，在美国是指TRA(The Tire and Rim Association，Inc.)的YEAR BOOK等所记载的、或者将来记载的应用尺寸中的标准轮辋(在ETRTO的STANDARDS MANUAL中是Measuring Rim，在TRA的YEAR BOOK中是Design Rim)。(即，上述的“轮辋”除了包含现行尺寸之外，也包含上述工业标准将来会包含的尺寸。作为“将来记载的尺寸”的例子，能够列举出在ETRTO的STANDARDS MANUAL 2013年度版中作为“FUTUREDEVELOPMENTS”而记载的尺寸。)，在上述工业标准没有记载的尺寸的情况下，是指与轮胎的胎圈宽度相对应的宽度的轮辋。此外，“标准内压”是指应用尺寸的轮胎的与上述JATMA等标准的轮胎最大负载能力相对应的空气压力(最高空气压力)。另外，在上述工业标准没有记载的尺寸的情况下，“标准内压”是指与安装轮胎的每个车辆所规定的最大负载能力相对应的空气压力(最高空气压力)。“最大负载载荷”意味着应用尺寸的轮胎的与上述JATMA等标准的轮胎最大负载能力、或者在上述工业标准没有记载的尺寸的情况下是与安装轮胎的每个车辆所规定的最大负载能力相对应的载荷。

图2A是表示图1的充气轮胎的树脂包覆带束层的一部分和底环的局部剖视图。如图2A所示，在本实施方式中，底环6的截面为大致矩形(长方形)。

如图2A所示，在本实施方式中，在底环6的任一个面设有凹凸6e。在图2A所示的例子中，凹凸6e设于底环6的形成轮胎宽度方向外侧端6b的面。

图3A是表示图1的充气轮胎的底环的示意图。如图3A所示，在本实施方式中，凹凸6e由沿着轮胎周向延伸的槽6f形成。

以下，说明本实施方式的作用效果。

采用本实施方式的充气轮胎，首先，在树脂包覆带束层4的轮胎径向内侧设有与树脂包覆带束层4的轮胎宽度方向外侧端4c接触的底环6，因此与在轮胎宽度方向上产生树脂包覆带束层4和橡胶之间的急剧的刚度阶差的情况(不设置底环6的情况)相比，能够缓和以树脂包覆带束层4的轮胎宽度方向外侧端4c为分界的刚度阶差。

此外，在本实施方式中，由于在底环6的形成轮胎宽度方向外侧端6b的面设有上述范围的大小的凹凸6e，因此该面与橡胶的粘接面积增大，能够提高底环6与橡胶的粘接性从而抑制底环6和橡胶的剥离。

并且，在本实施方式中，由于凹凸6e由沿着轮胎周向呈非直线状延伸的槽6f形成，因此假定即使在底环6的形成轮胎宽度方向外侧端6b的面与橡胶的分界面处产生了龟裂的情况下也能够抑制龟裂的进展，其原因在于，与呈直线状设有槽的情况相比，龟裂进展的路径较长。

像以上那样，采用本实施方式的充气轮胎，能够提升轮胎的耐久性。

图2B～图2D是表示凹凸6e的其他配置的局部剖视图。在图2B所示的例子中，凹凸6e设于底环6的形成轮胎径向外侧端6c的面。在图2C所示的例子中，凹凸6e设于底环6的形成轮胎宽度方向内侧端6a的面。在图2D所示的例子中，凹凸6e设于底环6的形成轮胎径向内侧端6d的面。

这样，在图2A所示的之前的实施方式中，凹凸6e设于形成轮胎宽度方向外侧端6b的面，但在本发明中，例如能够通过如图2B～图2D所示地在底环6的至少任一个面设置上述的凹凸6e从而增大设有凹凸6e的面与橡胶的粘接面积，获得与上述相同的作用效果。

此外，在图2A～图2D所示的例子中，均是仅在底环6的任一个面设置凹凸6e，但在本发明中，从增大底环6与橡胶的粘接面积的方面考虑，优选在底环6的两个以上的面设置凹凸6e，更优选在底环6的所有面都设置凹凸6e。

此外，凹凸6e能够设于底环6的各面整体，或者能够设于各面的局部。

如上所述，在本发明中，优选的是，凹凸6e由沿着轮胎周向呈非直线状延伸的槽6f形成。其原因在于，假定即使在底环6的(设有凹凸的)面与橡胶的分界面处产生了龟裂的情况下也能够抑制龟裂的进展，其原因是与呈直线状设有槽的情况相比龟裂进展的路径较长。

在该情况下，优选的是，槽6f的槽宽为0.8mm以上且2mm以下。其原因在于，通过设为0.8mm以上，从而能够可靠地设为能增大接触面积的程度的槽宽，另一方面，通过设为2mm以下，从而能够设为不会较大地产生槽6f的没有与橡胶粘接的部分的程度，不会使底环6与橡胶的接触面积反而减小。

此外，在该情况下，槽6f为非直线状(例如锯齿状、弯曲状)，但轮胎宽度方向上的最大振幅优选设为3mm以下。通过设为3mm以下，从而能够设为不会较大地产生槽6f的没有与橡胶粘接的部分的程度，不会使底环6与橡胶的接触面积反而减小。

此外，在本发明中，特别优选的是，凹凸6e形成于底环6的形成轮胎宽度方向外侧端6b的面。其原因在于，由于是底环6与橡胶的分界面处的容易产生龟裂的部分，因此假定在底环6的形成轮胎宽度方向外侧端6b的面与橡胶的分界面处产生了龟裂的情况下，能够最有效地抑制龟裂的进展。

在此，图3B是表示凹凸是许多个微小的凹凸的例子的、从与设有凹凸的面相对的方向观察到的示意图。在本发明中，优选的是，最大尺寸为0.1mm以上且0.5mm以下的凹凸6e以4个/mm²～100个/mm²的密度形成于底环6的至少任一个面。其原因在于，能够更有效地增大底环6与橡胶的粘接面积。

另外，在该情况下也是，如图2A～图2D所示，凹凸6e形成于底环6的至少任一个面即可。另一方面，从增大底环6与橡胶的粘接面积的方面考虑，优选的是凹凸6e形成于两个以上的面，更优选的是凹凸6e形成于所有的面。

还优选的是，凹凸6e的最大深度设为0.03mm～3.2mm(优选为0.4mm～3.2mm)。

图4是表示树脂包覆带束层4和底环6的示意性的立体图。在该例子中，在底环6的轮胎宽度方向外侧端面6b形成有沿着轮胎周向呈锯齿状延伸的槽6f。如上所述，优选的是，槽6f的槽宽为0.8mm以上且2mm以下。在该情况下也是，与上述的实施方式同样，假定即使在底环6的(设有凹凸的)面与橡胶的分界面处产生了龟裂的情况下也能够抑制龟裂的进展，其原因在于，与呈直线状设有槽的情况相比龟裂进展的路径较长。

图5是表示树脂包覆带束层的一部分和底环的另一个例子的局部剖视图。在该例子中，树脂包覆线材的截面形状是平行四边形，树脂包覆带束层4的截面形状也是平行四边形。

以上说明了本发明的实施方式，但上述的实施方式不会对本发明有任何限定。例如，槽的条数只要是一条以上即可，没有特别的限定，此外，也可以不是呈锯齿状而是呈弯曲状延伸。另外，能够通过在成为底环6与树脂包覆带束层4的接合面的底环6的面也设置凹凸从而提高底环6与树脂包覆带束层4的接合强度。此外，也可以是，底环6在底环6内具有例如沿着轮胎周向延伸的线材等。

附图标记说明

1、充气轮胎；2、胎圈部；2a、胎圈芯；3、胎体；4、树脂包覆带束层；4a、包覆树脂；4b、线材；4c、树脂包覆带束层的轮胎宽度方向外侧端；5、胎面；6、底环；6a、底环的轮胎宽度方向内侧端；6b、底环的轮胎宽度方向外侧端；6c、底环的轮胎径向外侧端；6d、底环的轮胎径向内侧端；6e、凹凸；6f、槽(凹凸)；CL、轮胎赤道面。

Claims

1.一种充气轮胎，其包括由被包覆树脂包覆的线材形成的螺旋带束层，该充气轮胎的特征在于，

所述螺旋带束层是将由包覆树脂包覆线材而成的树脂包覆线材绕轮胎轴线呈螺旋状卷绕而成的，

在所述螺旋带束层的轮胎径向内侧设置有与所述螺旋带束层的轮胎宽度方向外侧端接触的底环，

在所述底环的至少任一个面设有凹凸，

所述螺旋带束层是将卷绕所述树脂包覆线材而形成的环状体中的在轴线方向上相邻的所述树脂包覆线材相互熔接而接合在一起从而形成的，

所述底环内不含有线材，

所述螺旋带束层为单层。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，

所述凹凸由非直线状的轮廓沿着轮胎周向延伸而形成，所述凹凸由多个槽形成。

3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，

所述凹凸由非直线状的轮廓沿着轮胎径向延伸而形成，所述凹凸由多个槽形成。

4.根据权利要求2或3所述的充气轮胎，其中，

所述槽的槽宽为0.8mm以上且2mm以下。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的充气轮胎，其中，

所述凹凸形成于所述底环的轮胎宽度方向外侧端面。

6.根据权利要求4所述的充气轮胎，其中，

所述凹凸形成于所述底环的轮胎宽度方向外侧端面。

7.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，

最大尺寸为0.1mm以上且0.5mm以下的所述凹凸以4个/mm²～100个/mm²的密度形成于所述面。