CN110831783A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明的充气轮胎包括由被包覆树脂包覆的线材构成的树脂包覆带束，在所述树脂包覆带束的轮胎径向内侧设有与所述树脂包覆带束的轮胎宽度方向外侧端接触的底环，所述底环的轮胎宽度方向外侧端位于比所述树脂包覆带束的轮胎宽度方向外侧端靠轮胎宽度方向外侧的位置，该充气轮胎还包括辅助带束，该辅助带束在从所述树脂包覆带束的轮胎宽度方向外侧端到轮胎宽度方向外侧的至少一部分的轮胎宽度方向区域中覆盖所述底环的轮胎径向外侧，并且在从所述树脂包覆带束的轮胎宽度方向外侧端到轮胎宽度方向内侧的至少一部分的轮胎宽度方向区域中覆盖所述树脂包覆带束的轮胎径向外侧。

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，还提出了将用包覆树脂包覆线材而成的部件作为带束的做法。若采用这样的树脂包覆带束，则树脂相比于重量而言刚度较高，因此能够在谋求轻量化的同时也发挥上述带束的功能。
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的情况下，由于树脂包覆带束的刚度较高，因此以树脂包覆带束的轮胎宽度方向端为分界，在轮胎宽度方向上急剧地产生很大的刚度阶差。因此，在树脂包覆带束的端部应变容易变大，期望抑制由此导致的树脂包覆带束的端部的故障发生。
因而，本发明的目的在于，提供一种能够抑制在树脂包覆带束的端部发生故障的充气轮胎。
用于解决问题的方案
本发明的主旨结构如下所述。
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构成的树脂包覆带束，
在所述树脂包覆带束的轮胎径向内侧设有与所述树脂包覆带束的轮胎宽度方向外侧端接触的底环，
所述底环的轮胎宽度方向外侧端位于比所述树脂包覆带束的轮胎宽度方向外侧端靠轮胎宽度方向外侧的位置，
该充气轮胎还包括辅助带束，该辅助带束在从所述树脂包覆带束的轮胎宽度方向外侧端到轮胎宽度方向外侧的至少一部分的轮胎宽度方向区域中覆盖所述底环的轮胎径向外侧，并且在从所述树脂包覆带束的轮胎宽度方向外侧端到轮胎宽度方向内侧的至少一部分的轮胎宽度方向区域中覆盖所述树脂包覆带束的轮胎径向外侧。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种能够抑制在树脂包覆带束的端部发生故障的充气轮胎。
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是将辅助带束的配置的其他例子与底环和树脂包覆带束的局部一起表示的局部剖视图。
图2B是将辅助带束的配置的其他例子与底环和树脂包覆带束的局部一起表示的局部剖视图。
图2C是将辅助带束的配置的其他例子与底环和树脂包覆带束的局部一起表示的局部剖视图。
图2D是将辅助带束的配置的其他例子与底环和树脂包覆带束的局部一起表示的局部剖视图。
图3是表示本发明的另一个实施方式的充气轮胎的轮胎宽度方向半部的局部的轮胎宽度方向概略局部剖视图。
图4A是将树脂包覆带束的截面形状的其他例子与底环和树脂包覆带束的局部一起表示的局部剖视图。
图4B是将树脂包覆带束的截面形状的其他例子与底环和树脂包覆带束的局部一起表示的局部剖视图。
图4C是将树脂包覆带束的截面形状的其他例子与底环和树脂包覆带束的局部一起表示的局部剖视图。
图4D是将树脂包覆带束的截面形状的其他例子与底环和树脂包覆带束的局部一起表示的局部剖视图。
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，仅表示以轮胎赤道面CL为分界的轮胎宽度方向一个半部，另一个半部省略了图示，但另一个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)在胎体3的胎冠部的轮胎径向外侧依次具备由被包覆树脂4a包覆的线材4b构成的树脂包覆带束4、及胎面5，胎体3环状地跨过埋设于一对胎圈部2的胎圈芯2a。
在本发明中，除了带束构造、后述的底环及辅助带束的结构之外的轮胎构造没有特别限定，能够按照惯例使用通常的橡胶来构成。
例如，在本实施方式中，具有将钢丝捆束而成的胎圈芯2a，但胎圈芯的材质、形状没有特别限定，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，利用由有机纤维制成的一张胎体帘布构成胎体3，但胎体帘布的材料、张数也没有特别限定。
在本实施方式中，树脂包覆带束4是利用包覆树脂4a包覆线材4b而成的树脂包覆线材绕轮胎轴线以螺旋状卷绕而成的螺旋带束。在本发明中，优选的是，树脂包覆带束4设为一层。其原因在于，由于放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，并且从轻量化的观点出发也是优选的。树脂包覆带束4的轮胎宽度方向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材料，能够使用例如钢丝帘线。钢丝帘线能够设为例如由钢丝的单丝或复丝构成的帘线。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，另外也能够使用由于热、电子射线而发生交联的树脂、由热重排而固化的树脂。作为热塑性弹性体，能够列举出聚烯烃类热塑性弹性体(TPO)、聚苯乙烯类热塑性弹性体(TPS)、聚酰胺类热塑性弹性体(TPA)、聚氨酯类热塑性弹性体(TPU)、聚酯类热塑性弹性体(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。并且，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、且JIS K7113所规定的拉伸屈服强度为10MPa以上、且同样JIS K7113所规定的拉伸断裂伸长率(JIS K7113)为50％以上、且JIS K7206所规定的维卡软化温度(A法)为130℃以上的热塑性树脂。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)。
螺旋带束例如能够通过这样的方式来形成：通过将熔融状态的包覆树脂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，在通过热板熔接等使包覆树脂4a熔融的同时，使卷绕树脂包覆线材而形成的环状体的在轴向方向上相邻的树脂包覆线材彼此熔接而接合。或者，螺旋带束也能够通过利用粘接剂等将所形成的环状体的在轴向方向上相邻的树脂包覆线材彼此粘接而接合来形成。
如图1所示，在本实施方式的轮胎1中，在树脂包覆带束4的轮胎径向内侧设有与树脂包覆带束4的轮胎宽度方向外侧端4c接触的(至少一部分与树脂包覆带束4的轮胎宽度方向外侧端4c在轮胎宽度方向上位于相同的位置而接触的)底环6。在该例中，底环6是由树脂制成的环状构件(在该例中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4的包覆树脂4a相同的树脂，也可以使用与树脂包覆带束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4的包覆树脂4a不同的情况下，也能够使用上述中例示的热塑性弹性体、热塑性树脂作为上述包覆树脂4a的材料。
如图1所示，在该例中，底环6的轮胎宽度方向内侧端6a位于比树脂包覆带束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的轮胎宽度方向的宽度设为树脂包覆带束4的轮胎宽度方向的宽度的7％以上。其原因在于，通过设为7％以上，从而在制造时能够使树脂包覆带束4(特别是卷绕螺旋带束的情况)的配置容易。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，在制造时能够使树脂包覆带束4(特别是卷绕螺旋带束的情况)的配置容易，并且能够更可靠地发挥后述的利用底环6缓和树脂包覆带束4与橡胶的刚度阶差的效果。底环6的厚度能够设为0.5mm～2mm，另外，从树脂包覆带束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分别能够设为0mm以上。另外，本说明书中的尺寸是在将轮胎安装于应用轮辋并填充规定内压而成为无负荷状态的状态下测量的(其中，“轮胎接地宽度”是将把轮胎安装于应用轮辋并填充规定内压而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的情况下的将轮胎安装于应用轮辋并填充规定内压而成为无负荷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”是指在生产、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(欧洲轮胎轮辋技术组织)的STANDARDS MANUAL，在美国是指TRA(轮胎与轮辋协会)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 YEAR BOOK中是DesignRim)。(即，在上述的“轮辋”中除了包含现行尺寸之外，还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“FUTURE DEVELOPMENTS”而记载的尺寸。)，在上述工业标准中没有记载的尺寸的情况下，是指与轮胎的胎圈宽度对应的宽度的轮辋。此外，“规定内压”是指应用尺寸的轮胎中的与上述JATMA等标准的轮胎最大负荷能力对应的空气压力(最高空气压力)。另外，在上述工业标准中没有记载的尺寸的情况下，“规定内压”是指与针对安装轮胎的每个车辆规定的最大负荷能力对应的空气压力(最高空气压力)。“最大负载载荷”是指应用尺寸的轮胎中的与上述JATMA等标准的轮胎最大负荷能力对应的载荷，或者在上述工业标准中没有记载的尺寸的情况下，是指与针对安装轮胎的每个车辆规定的最大负荷能力对应的载荷。
在此，本实施方式的轮胎还包括辅助带束7，该辅助带束7在从树脂包覆带束4的轮胎宽度方向外侧端4c到轮胎宽度方向外侧的至少一部分的轮胎宽度方向区域中覆盖底环6的轮胎径向外侧，并且在从树脂包覆带束4的轮胎宽度方向外侧端4c到轮胎宽度方向内侧的至少一部分的轮胎宽度方向区域中覆盖树脂包覆带束4的轮胎径向外侧。
在图示例中，辅助带束7的轮胎宽度方向内侧端7a位于比底环6的轮胎宽度方向内侧端6a靠轮胎宽度方向内侧的位置，辅助带束7在从树脂包覆带束4的轮胎宽度方向外侧端4c到至少底环6的轮胎宽度方向内侧端6a的轮胎宽度方向区域中覆盖树脂包覆带束4的轮胎径向外侧，并且辅助带束7的轮胎宽度方向外侧端7b位于与底环6的轮胎宽度方向外侧端6b在轮胎宽度方向上大致相同的位置，辅助带束7在从树脂包覆带束4的轮胎宽度方向外侧端4c到底环6的轮胎宽度方向外侧端6b的轮胎宽度方向区域中覆盖底环6的轮胎径向外侧。
在本实施方式中，辅助带束7由用包覆树脂7d包覆线材7c而成的树脂包覆线材构成。包覆树脂7d既可以使用与树脂包覆带束4的包覆树脂4a相同的树脂，也可以使用与树脂包覆带束4的包覆树脂4a不同的树脂。例如，辅助带束7能够通过利用包覆树脂7d注射成形线材7c而形成。在该情况下，设为与树脂包覆带束4的线材相比直径较小的线材、较薄的包覆厚度、低弹性模量的树脂中的任一者或者它们的组合。
以下说明本实施方式的充气轮胎的作用效果。另外，在本实施方式中，树脂包覆带束4是用包覆树脂4a包覆钢丝而成的，其与由树脂制成的(不具有线材的)底环6相比刚度较高。此外，辅助带束7与树脂包覆带束4相比刚度较低，与底环相比刚度较高。
采用本实施方式的充气轮胎，首先，由于在树脂包覆带束4的轮胎径向内侧设有与树脂包覆带束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，能够使以树脂包覆带束4的轮胎宽度方向外侧端4c为分界的刚度阶差缓和。另一方面，在仅是该结构的情况下，存在底环6的轮胎宽度方向外侧端6b附近产生橡胶的应变而导致故障的可能性。
针对于此，在本实施方式中，由于还包括辅助带束7，该辅助带束7在从树脂包覆带束4的轮胎宽度方向外侧端4c到轮胎宽度方向外侧的至少一部分的轮胎宽度方向区域中覆盖底环6的轮胎径向外侧，并且在从树脂包覆带束4的轮胎宽度方向外侧端4c到轮胎宽度方向内侧的至少一部分的轮胎宽度方向区域中覆盖树脂包覆带束4的轮胎径向外侧，因此能够抑制底环6的轮胎宽度方向外侧端6b附近的橡胶的应变，从而抑制所述故障。
如上所述，根据本实施方式，能够抑制在树脂包覆带束4的端部发生故障，而且还能够抑制底环6的轮胎宽度方向外侧端6b与橡胶的分离等故障。
此外，在本实施方式中，由于辅助带束7在从树脂包覆带束4的轮胎宽度方向外侧端4c到轮胎宽度方向内侧的至少一部分的轮胎宽度方向区域中覆盖树脂包覆带束4的轮胎径向外侧，因此还能够抑制制造过程中的树脂包覆带束4的轮胎宽度方向外侧端4c附近的空气进入等。
在本发明中，优选的是，像图1所示的实施方式那样，在以轮胎赤道面CL为分界的轮胎宽度方向半部分别具备各一个具有轮胎宽度方向内侧端6a的底环6。其原因在于，通过将底环6设为中空构造，从而能够谋求轮胎的轻量化。另一方面，在本发明中，底环6也能够设为在轮胎宽度方向两端之间沿着轮胎宽度方向连续地延伸。
此外，在本发明中优选的是，像上述实施方式那样，辅助带束7由用包覆树脂7d包覆线材7c而成的树脂包覆线材构成。其原因在于，能够确保辅助带束7的刚度，使抑制底环6的轮胎宽度方向外侧端6b附近的橡胶应变的效果可靠，进一步抑制在该位置附近发生分离等。图3是表示本发明的另一个实施方式的充气轮胎的轮胎宽度方向半部的局部的轮胎宽度方向概略局部剖视图。如图3所示，在本发明中，也可以由用包覆橡胶10包覆线材11(有机纤维等)而成的橡胶包覆线材构成辅助带束7。
此外，在本发明中，像上述实施方式那样，树脂包覆带束4能够设为利用包覆树脂4a包覆线材4b而成的树脂包覆线材以螺旋状卷绕而成的螺旋带束。其原因在于，能够利用简单的方法形成树脂包覆带束4。
图2A～图2C是将辅助带束7的配置的其他例子与底环6和树脂包覆带束4的局部一起表示的局部剖视图。
在图2A所示的例子中，辅助带束7的轮胎宽度方向内侧端7a位于比底环6的轮胎宽度方向内侧端6a靠轮胎宽度方向外侧的位置，并且辅助带束7的轮胎宽度方向外侧端7b位于与底环6的轮胎宽度方向外侧端6b在轮胎宽度方向上大致相同的位置。在图2B所示的例子中，辅助带束7的轮胎宽度方向内侧端7a位于比底环6的轮胎宽度方向内侧端6a靠轮胎宽度方向内侧的位置，并且辅助带束7的轮胎宽度方向外侧端7b位于比底环6的轮胎宽度方向外侧端6b靠轮胎宽度方向内侧的位置。在图2C所示的例子中，辅助带束7的轮胎宽度方向内侧端7a位于比底环6的轮胎宽度方向内侧端6a靠轮胎宽度方向外侧的位置，并且辅助带束7的轮胎宽度方向外侧端7b位于比底环6的轮胎宽度方向外侧端6b靠轮胎宽度方向内侧的位置。
此外，在图2D所示的例子中，辅助带束7由两层辅助带束层8、9构成，辅助带束层9层叠于辅助带束层8的轮胎径向外侧。在图示例中，辅助带束层8、9均是利用包覆树脂(或者包覆橡胶)包覆线材(例如有机纤维)而成的。在图示例中，辅助带束层8的轮胎宽度方向内侧端8a和辅助带束层9的轮胎宽度方向内侧端9a位于在轮胎宽度方向上大致相同的位置，均位于比底环6的轮胎宽度方向内侧端6a靠轮胎宽度方向内侧的位置。此外，辅助带束层8的轮胎宽度方向外侧端8b和辅助带束层9的轮胎宽度方向外侧端9b均位于与底环6的轮胎宽度方向外侧端6b在轮胎宽度方向上大致相同的位置。也可以像这样由多层构成辅助带束。
在图2A～图2D所示的任一个图中，辅助带束7在从树脂包覆带束4的轮胎宽度方向外侧端4c到轮胎宽度方向外侧的至少一部分的轮胎宽度方向区域中覆盖底环6的轮胎径向外侧，并且在从树脂包覆带束4的轮胎宽度方向外侧端4c到轮胎宽度方向内侧的至少一部分的轮胎宽度方向区域中覆盖树脂包覆带束4的轮胎径向外侧，因此能够起到与图1所示的实施方式相同的作用效果。另外，在像图2D所示的例子那样辅助带束由多层构成的情况下，轮胎径向最内侧的层在从树脂包覆带束4的轮胎宽度方向外侧端4c到轮胎宽度方向外侧的至少一部分的轮胎宽度方向区域中覆盖底环6的轮胎径向外侧，并且在从树脂包覆带束4的轮胎宽度方向外侧端4c到轮胎宽度方向内侧的至少一部分的轮胎宽度方向区域中覆盖树脂包覆带束4的轮胎径向外侧即可。
以上说明了本发明的实施方式，但本发明完全不被上述实施方式限定。例如，在图1、图2A～图2D所示的例子中，底环6的厚度是大致恒定的形状，但厚度也可以变化。优选的是，特别是底环6的比树脂包覆带束4的轮胎宽度方向外侧端4c靠轮胎宽度方向内侧的部分从轮胎宽度方向外侧朝向轮胎宽度方向内侧去而刚度减小，优选的是，设为例如从轮胎宽度方向外侧朝向轮胎宽度方向内侧去而厚度逐渐减小的锥形部。另外优选的是，特别是底环6的比树脂包覆带束4的轮胎宽度方向外侧端4c靠轮胎宽度方向外侧的部分从轮胎宽度方向内侧朝向轮胎宽度方向外侧去而刚度减小，优选的是，设为例如从轮胎宽度方向内侧朝向轮胎宽度方向外侧去而厚度逐渐减小的锥形部。其原因在于，能够缓和底环6与橡胶的刚度阶差。
图4A～图4D是将树脂包覆带束的截面形状的其他例子与底环和树脂包覆带束的局部一起表示的局部剖视图。在图4A～图4D所示的例子中，树脂包覆带束4的截面是平行四边形。这样，树脂包覆带束的截面形状能够设为各种各样的形状。
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；4a、包覆树脂；4b、线材；4c、树脂包覆带束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；7、辅助带束；7a、辅助带束的轮胎宽度方向内侧端；7b、辅助带束的轮胎宽度方向外侧端；7c、辅助带束的线材；7d、辅助带束的包覆树脂；8、辅助带束层；9、辅助带束层；10、包覆橡胶；11、线材；CL、轮胎赤道面。

Claims (4)

1.一种充气轮胎，其包括由被包覆树脂包覆的线材构成的树脂包覆带束，其特征在于，
在所述树脂包覆带束的轮胎径向内侧设有与所述树脂包覆带束的轮胎宽度方向外侧端接触的底环，
所述底环的轮胎宽度方向外侧端位于比所述树脂包覆带束的轮胎宽度方向外侧端靠轮胎宽度方向外侧的位置，
该充气轮胎还包括辅助带束，该辅助带束在从所述树脂包覆带束的轮胎宽度方向外侧端到轮胎宽度方向外侧的至少一部分的轮胎宽度方向区域中覆盖所述底环的轮胎径向外侧，并且在从所述树脂包覆带束的轮胎宽度方向外侧端到轮胎宽度方向内侧的至少一部分的轮胎宽度方向区域中覆盖所述树脂包覆带束的轮胎径向外侧。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，
在以轮胎赤道面为分界的轮胎宽度方向半部分别各具备一个具有轮胎宽度方向内侧端的所述底环。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，
所述辅助带束由用包覆树脂包覆线材而成的树脂包覆线材构成。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的充气轮胎，其中，
所述树脂包覆带束是利用包覆树脂包覆线材而成的树脂包覆线材以螺旋状卷绕而成的螺旋带束。
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