CN111169227A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供充气轮胎，该充气轮胎高水平地兼顾平点性能和高速耐久性。冠带层(9)包含：半径方向内侧的第1层部(11)，其在带束层(7)的整个宽度上覆盖带束层(7)；多个第2层部(12)，它们层叠于第1层部(11)。各第2层部(12)配置在周向陆部的半径方向内侧。第2层部(12)的侧缘(12E)与周向槽(G)的槽底隔开3.0mm以上的距离(A)。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及兼顾平点(Flat-Spot)性能和高速耐久性的充气轮胎。
背景技术
在子午线轮胎中，为了提高高速耐久性，广泛采用在带束层的半径方向外侧设置有冠带层的构造(例如，参照专利文献1)。冠带层是通过将具有冠带帘线的带状的带条呈螺旋状卷绕而形成的。
另一方面，当车辆长时间停车时，会产生轮胎的胎面接地部变形为平坦的所谓平点，存在轮胎的振动特性下降的问题。作为该平点的产生原因之一，列举了冠带层。在行驶时，由于轮胎的温度变高，所以冠带帘线的模量下降，冠带帘线处于容易变形的状态。而且，当在该状态下施加载荷并且放置一定时间的情况下，胎面接地部的冠带层会保持平坦的变形状态，这是产生平点的一个原因。
以往，为了抑制平点的产生(提高平点性能)，提出了减少冠带帘线量以减少冠带帘线的变形的影响等方案。但是，在简单地减少冠带帘线量的情况下，存在对带束层的约束力不足、高速耐久性下降的问题。这样，由于平点性能与高速耐久性存在相反的关系，所以难以高水平地兼顾两者。
专利文献1：日本特开平09-277803号公报
发明内容
本发明的课题在于，提供能够高水平地兼顾平点性能和高速耐久性的充气轮胎。
本发明是充气轮胎，该充气轮胎具有：胎体，其从胎面部起经过胎侧部到达胎圈部的胎圈芯；带束层，其配置在所述胎体的半径方向外侧且，配置在所述胎面部的内部；以及冠带层，其配置在所述带束层的半径方向外侧，
并且，所述胎面部被在轮胎周向上延伸的周向槽划分成多个周向陆部，其中，
所述冠带层包含：靠半径方向内侧的第1层部，其在所述带束层的整个宽度上覆盖所述带束层；多个第2层部，它们层叠在所述第1层部上并且在轮胎轴向上间隔设置，
各所述第2层部配置在各所述周向陆部的半径方向内侧，并且在各所述周向陆部处，所述第2层部具有至少一个轮胎轴向的侧缘，所述轮胎轴向的侧缘在轮胎轴向上与最接近的周向槽的槽底隔开3.0mm以上的距离。
本发明的充气轮胎优选为，所述第2层部中的最靠轮胎轴向外侧配置的最外侧的第2层部的轮胎轴向外侧的侧缘在轮胎轴向内侧与所述带束层的外侧缘隔开距离B1。
本发明的充气轮胎优选为，所述带束层由靠半径方向内侧的第1带束帘布层和帘布层宽度比所述第1带束帘布层小的靠半径方向外侧的第2带束帘布层构成，
所述最外侧的第2层部的轮胎轴向外侧的侧缘在轮胎轴向内侧与所述第2带束帘布层的外侧缘隔开距离B2。
本发明的充气轮胎也可以是，所述冠带层是通过将具有冠带帘线的带状的冠带带条呈螺旋状卷绕而形成的，
所述冠带层的在轮胎轴向上相邻的第2层部由一个冠带带条形成，由此所述冠带层具有在相邻的第2层部之间沿着横穿所述周向槽的方向延伸的所述冠带带条的槽下通过部分。
本发明的充气轮胎也可以是，所述冠带层是通过将具有冠带帘线的带状的冠带带条呈螺旋状卷绕而形成的，
所述冠带层的各所述第2层部分别由独立的冠带带条形成，由此所述冠带层不具有在轮胎轴向上相邻的第2层部之间沿着横穿所述周向槽的方向延伸的冠带带条的槽下通过部分。
本发明的充气轮胎优选为，所述胎圈部具有从所述胎圈芯的外周面向轮胎半径方向外侧延伸的胎圈三角胶，
所述胎圈三角胶的外端从所述胎圈芯的外周面起的半径方向高度h为25mm～45mm。
本发明的充气轮胎优选为，所述胎圈部具有形成所述胎圈部的外表面的边口三角胶，并且所述边口三角胶在70℃时的正切损失tanδ为0.20以下。
正切损失tanδ是基于JIS-K6394的规定在以下所示的条件下使用“粘弹性光谱仪”测定的值。
·初始变形(10％)
·振幅(±1％)
·频率(10Hz)
·变形模式(拉伸)
·测定温度(70℃)。
如上述那样，本发明的形成冠带层的第1层部和第2层部中的第2层部配置在胎面接地部中变形较少的周向陆部的半径方向内侧，而未配置在变形较大的周向槽的槽下区域中。由此，能够高水平地兼顾高速耐久性和平点性能。
附图说明
图1是示出本发明的充气轮胎的一个实施方式的剖视图。
图2是将胎面部放大而示出的局部剖视图。
图3是示出冠带带条的立体图。
图4是第1实施方式的冠带层的第1层部中的冠带带条的卷绕状态的一例的展开图。
图5是示出第1实施方式的冠带层的第2层部中的冠带带条的卷绕状态的一例的展开图。
图6是示出第1实施方式的冠带层的第2层部中的冠带带条的卷绕状态的另一例的展开图。
图7是示出第1实施方式的冠带层的第2层部中的冠带带条的卷绕状态的又一例的展开图。
图8是示出第2实施方式的冠带层的冠带带条的卷绕状态的一例的展开图。
标号说明
1：充气轮胎；2：胎面部；3：胎侧部；4：胎圈部；5：胎圈芯；6：胎体；7：带束层；7A：第1带束帘布层；7B：第2带束帘布层；7E：外侧缘；9：冠带层；11：第1层部；12：第2层部；12E：侧缘；12o：最外侧的第2层部；13：冠带帘线；15：冠带带条；15a：槽下通过部分；20：胎圈三角胶；21：边口三角胶；A：距离；G：周向槽；L：周向陆部。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。
如图1所示，本实施方式的充气轮胎1(以下，称为轮胎1)具有：胎体6，其从胎面部2起经过胎侧部3到达胎圈部4的胎圈芯5；带束层7，其配置在胎体6的半径方向外侧且胎面部2的内部；以及冠带层9，其配置在带束层7的半径方向外侧。
在胎面部2配置有沿轮胎周向延伸的1个以上(在本例中为3个)的周向槽G。由此，胎面部2被划分为多个周向陆部L。在周向陆部L中包含内周向陆部Li和外周向陆部Lo，其中，该内周向陆部Li配置在周向槽G、G之间，该外周向陆部Lo配置在周向槽G与胎面接地端Te之间。周向陆部L可以是沿周向连续延伸的肋，也可以是多个块(省略图示)沿周向排列而成的块列。
胎面接地端Te是指对安装在标准轮辋上且填充了标准内压的状态的轮胎施加了标准载荷时接地的胎面接地面的轮胎轴向最外端的位置。所述“标准轮辋”是指在包含有轮胎所依据的规格在内的规格体系中按照轮胎来确定该规格的轮辋，例如如果是JATMA，则为标准轮辋，如果是TRA，则为“设计轮辋(Design Rim)”，或者如果是ETRTO，则为“测量轮辋(Measuring Rim)”。所述“标准内压”是指按照轮胎来确定所述规格的空气压，如果是JATMA，则为最高空气压，如果是TRA，则为表“各种冷充气压力下的轮胎载荷极限(TIRELOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES)”中记载的最大值，如果是ETRTO，则为“膨胀压力(INFLATION PRESSURE)”，但在乘用车用轮胎的情况下为180kPa。所述“标准载荷”是指按照轮胎来确定所述规格的载荷，如果是JATMA，则为最大负载能力，如果是TRA，则为表“各种冷充气压力下的轮胎载荷极限(TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLDINFLATION PRESSURES)”中记载的最大值，如果是ETRTO，则为“承载能力(LOADCAPACITY)”。
胎体6由将胎体帘线相对于轮胎周向例如以75°～90゜的角度排列的1张以上(在本例中为1张)的胎体帘布层6A形成。该胎体帘布层6A在横跨于胎圈芯5、5之间的环状的帘布层主体部6a的两端具有帘布层折返部6b，该帘布层折返部6b围绕着胎圈芯5从轮胎轴向内侧向外侧折返。
带束层7由将带束帘线相对于轮胎周向例如以10度～45度的角度排列的1张以上的带束帘布层形成。在本例中，带束层7由靠半径方向内侧的第1带束帘布层7A和靠半径方向外侧的第2带束帘布层7B形成。第2带束帘布层7B的帘布层宽度比第1带束帘布层7A的帘布层宽度例如小10mm～20mm左右，由此，作用于带束端的应力集中得到缓和。
冠带层9包含：半径方向内侧的第1层部11，其在带束层7的整个宽度上覆盖带束层7；以及多个第2层部12，它们层叠在第1层部11上且沿轮胎轴向分隔设置。第1层部11和第2层部12分别具有沿轮胎周向呈螺旋状卷绕的冠带帘线。
第1层部11形成为与第1带束帘布层7A相同或更宽的宽度，由此能够在带束层7的整个宽度上包覆带束层7的外周面。
各第2层部12配置在各周向陆部L的半径方向内侧。即，在各周向陆部L的半径方向内侧分别配置有第2层部12。
如图2所示，各第2层部12的轮胎轴向的侧缘12E在轮胎轴向上与周向槽G的槽底隔开3.0mm以上的距离A。距离A优选为5.0mm以上。
严格来讲，所述“距离A”是指以周向槽G的槽壁面Gs的延长线与穿过槽底的最深点并与胎面踏面平行的线相交的点为基准点，穿过该基准点的半径方向线即基准线X与第2层部12的所述侧缘12E之间的轮胎轴向距离。另外，在周向槽G为锯齿槽的情况下，在因锯齿而左右摆动的基准点中，以穿过向最靠槽外侧摆动的基准点的半径方向线为基准线X。
多个第2层部12中的配置在最靠轮胎轴向外侧的最外侧的第2层部12o的轮胎轴向外侧的侧缘12oE位于比带束层7的外侧缘7E(在本例中为第1带束帘布层7A的外侧缘7AE)靠轮胎轴向内侧的位置。特别是，优选为，侧缘12oE位于比第2带束帘布层7B的外侧缘7BE靠轮胎轴向内侧的位置。
这样，在冠带层9中，第2层部12仅配置在胎面接地部中变形较少的周向陆部L的半径方向内侧。即，在变形较大的周向槽G的槽下区域中，减少冠带帘线量。因此，能够减少冠带帘线的变形的影响，抑制平点的产生，并且能够提高高速耐久性。即，在冠带帘线量相同的冠带层的轮胎中，能够高水平地兼顾高速耐久性和平点性能。
另外，在第2层部12也形成在变形较大的槽下区域中的情况下，冠带帘线的变形增大，难以提高平点性能。另外，在距离A小于5mm的情况下，由于第2层部12的侧缘12E接近周向槽G的槽底，因此变形集中在槽底，容易在槽底产生裂纹。
在接地时，带束层7的外侧缘7E的周边也较大地变形。因此，在所述外侧缘7E的周边减少冠带帘线量，这对于提高平点性能来说也是有效的。因此，优选最外侧的第2层部12o的轮胎轴向外侧的侧缘12oE相对于所述外侧缘7E向轮胎轴向内侧隔开距离B1。进而更优选为，外侧的侧缘12oE相对于外侧缘7BE向轮胎轴向内侧隔开距离B2。所述距离B1优选为12mm以上，更优选为17mm以上。所述距离B2优选为5mm以上，更优选为10mm以上。
如图3所示，冠带层9是通过将冠带带条15呈螺旋状卷绕而形成的。冠带带条15形成为通过顶覆橡胶14将1个或大致等间隔地平行排列的多个冠带帘线13包覆而成的偏平且小幅的带状。
在冠带层9的第1实施方式中，遍及整个宽度地形成了第1层部11之后，在该第1层部11上依次形成第2层部12。
如图4所示，第1层部11是通过将冠带带条15从第1层部11的轮胎轴向一侧的侧缘位置P1向另一侧的侧缘位置P2呈螺旋状连续地卷绕而形成的。此时，以使冠带带条15的卷绕部彼此在厚度方向上不重叠的方式，使螺旋间距Pc1为冠带带条15的宽度W的1.0倍以上。螺旋间距Pc1的上限比2.0倍小，优选为1.5倍以下。特别优选Pc1＝W，优选冠带带条15的卷绕部的侧面彼此互相接触。
作为螺旋状的卷绕方法，在本例中，冠带带条15的一周K由与轮胎周向平行的周向部K1和与周向部K1相连且相对于轮胎周向倾斜的倾斜部K2构成。在该情况下，倾斜部K2的轮胎轴向的偏移量相当于螺旋间距Pc1。
作为其他卷绕方法，虽然未图示，但冠带带条15的一周K仅由倾斜部K2构成。在该情况下，一周K以固定的间距角度倾斜。
如图5所示，在第1实施方式中，第2层部12是通过在先形成的第1层部11上呈螺旋状卷绕冠带带条15而依次形成的。
在本例中，示出了在轮胎轴向上相邻的第2层部12、12通过1个冠带带条15连续形成的情况。具体来说，在通过螺旋状卷绕冠带带条15而形成了一侧(例如左侧)的第2层部12之后，使该冠带带条15穿过周向槽G的槽下而横穿周向槽G。然后，通过继续将冠带带条15呈螺旋状地卷绕，连续地形成另一侧(例如右侧)的第2层部12。
即，本例的冠带层9具有在相邻的第2层部12、12之间延伸的冠带带条15的槽下通过部分15a。该槽下通过部分15a穿过周向槽G的槽下而向横穿周向槽G的方向延伸。
第2层部12的螺旋间距Pc2与螺旋间距Pc1同样地为宽度W的1.0倍以上，上限比2.0倍小，优选为1.5倍以下。特别优选为Pc2＝W，优选冠带带条15的卷绕部的侧面彼此互相接触。
与此相对，槽下通过部分15a的周向长度Ja为第2层部12的一周长度Jk的40％以下，优选20％以下。而且，槽下通过部分15a的轮胎轴向长度Jb为2×A+Gw，明显比螺旋间距Pc2大。因此，槽下通过部分15a能够与第2层部12的卷绕部明确地区分开。另外，Gw是周向槽G的槽宽。
在本例中，示出了如下情况：在第2层部12中，冠带带条15的一周K由周向部K1和倾斜部K2构成。在该情况下，第2层部12的侧缘12E与周向平行。
在图6中示出了第1实施方式的冠带层9的另一例。在本例中，冠带层9的在轮胎轴向上相邻的第2层部12、12分别由独立的冠带带条15形成。在该情况下，未形成槽下通过部分15a。
在图7中示出第1实施方式的冠带层9的又一例。在本例中，在第2层部12中，冠带带条15的一周K仅由倾斜部K2构成。在该情况下，第2层部12的侧缘12E也在整个一周内以固定的间距角度倾斜。因此，所述距离A由侧缘12E最接近基准线X的位置处的、基准线X与侧缘12E之间的距离来定义。
在本例中，示出了在相邻的第2层部12、12之间配置有槽下通过部分15a的情况。但是，也能够与图6的情况同样，相邻的第2层部12、12由独立的冠带带条15形成，由此排除槽下通过部分15a。
在图8中示出冠带层9的第2实施方式。在第2实施方式中，通过将1个冠带带条15以不同的螺旋间距进行卷绕，以同时进行的方式形成第1层部11和第2层部12。
具体来说，冠带层9包含：第1卷绕区域16A，其以较小的第1螺旋间距PcA卷绕冠带带条15而形成；以及第2卷绕区域16B，其以较大的第2螺旋间距PcB卷绕冠带带条15而形成。
第1螺旋间距PcA为所述宽度W的0.5倍以上且比1.0倍小。由此，在第1卷绕区域16A中，冠带带条15一边使其宽度方向的一部分上下重合(即，具有下层部分17L和上层部分17U)一边进行卷绕。与此相对，第2螺旋间距PcB为所述宽度W的1.0倍以上。因此，在第2卷绕区域16B中，冠带带条15不重叠，而是仅在一层部分18中卷绕。
因此，在本例中，第1层部11由第1卷绕区域16A的下层部分17L和第2卷绕区域16B的一层部分18形成。另外，第2层部12由第1卷绕区域16A的上层部分17U形成。在本例中，示出了第1螺旋间距PcA为宽度W的0.5倍、第2螺旋间距PcB为宽度W的1.0倍的情况。
如图1所示，在胎圈部4配置有胎圈三角胶20和边口三角胶21。
胎圈三角胶20的截面呈三角形状，从胎圈芯5的外周面向轮胎半径方向外侧延伸。由于该胎圈三角胶20具有粘弹性，因此有粘性的部分保持变形。因此，通过以固定的变形状态长时间放置，容易产生永久变形。在该胎圈三角胶20的高度较大的轮胎中，该永久变形会诱发胎侧部3或胎面部2的变形，对平点不利。
因此，在本例中，将胎圈三角胶20的外端距离胎圈芯5的外周面的半径方向高度h设定为比以往低的25mm～45mm的范围。当高度h超过45mm时，胎圈三角胶20的永久变形的影响增大，无法有助于平点性能的提高。相反地，当低于25mm时，轮胎横向刚性降低，从而导致操纵稳定性下降。
边口三角胶21形成胎圈部4的外表面。本例的边口三角胶21从胎踵沿着胎圈部4的外表面向半径方向外侧延伸，其外端部与胎侧橡胶接合。
该边口三角胶21也与胎圈三角胶20同样地具有粘弹性，因此通过以固定的变形状态长时间放置，容易产生永久变形。但是，边口三角胶21为了实现抑制相对于轮辋凸缘的轮辋偏移的功能而无法减小高度。因此，优选使用使70℃时的正切损失tanδ为0.20以下的粘弹性低的橡胶。由此，可减少永久变形，有助于提高平点性能。
以上，对本发明的特别优选的实施方式进行了详述，但本发明不限定于图示的实施方式，可变形为各种方式而实施。
实施例
具有图1、2所示的构造的充气轮胎(265/50R20)是按照表1的规格而试制的。然后，对各试制轮胎的平点性能、高速耐久性以及操纵稳定性进行了测试。在比较例1中，仅在轮胎轴向最外侧的周向陆部(肩部陆部)形成有第2层部。
在各轮胎中，第1层部、第2层部是分别通过螺旋卷绕(Pc＝W)冠带带条而形成的。冠带带条的宽度W为10mm，冠带帘线为尼龙帘线，冠带带条中的冠带帘线的条数为10条。
＜平点性能＞
使试制轮胎按照轮辋(20x8.0JJ)、内压(230kPa)、纵向载荷(6.5kN)的第1条件在转鼓试验机上以速度(100km/h)进行1个小时的预备行驶。然后，在施加了纵向载荷(6.5kN)的状态下使试制轮胎在平面上接地，自然冷却16个小时，生成平点。然后，基于JASOC607来测定生成平点后的轮胎的RFV1(径向力变化：单位N)。另外，使生成平点后的轮胎按照与所述第1条件相同的条件进行30分钟的平点恢复行驶。然后，测定恢复行驶后的轮胎的RFV2，用比较例1为100的指数来表示差(RFV1-RFV2)。数值越小越良好。
＜高速耐久性＞
使试制轮胎在轮辋(20x8.0JJ)、内压(230kPa)、纵向载荷(7.35kN)的条件下在转鼓试验机上行驶。在行驶中，从初始速度170km/h起每隔20分钟以10km/h为一阶段来提高速度。通过比轮胎产生了损伤的速度低一个阶段的速度来评价轮胎的高速耐久性。其结果用比较例1为100的指数来表示。数值越大越良好。
＜操纵稳定性＞
将试制轮胎在轮辋(20x8.0JJ)、内压(230kPa)的条件下安装在车辆(兰德酷路泽200)的全部车轮上，并在轮胎测试路线上行驶。通过驾驶员的感官评价，用比较例1为100的指数来表示此时的操纵稳定性。数值越大越良好。
表1
Figure BDA0002239041310000091
如表所示的那样，能够确认实施例可高水平地兼顾平点性能和高速耐久性。

Claims (7)

1.一种充气轮胎，该充气轮胎具有：胎体，其从胎面部起经过胎侧部到达胎圈部的胎圈芯；带束层，其配置在所述胎体的半径方向外侧，且配置在所述胎面部的内部；以及冠带层，其配置在所述带束层的半径方向外侧，并且，
所述胎面部被在轮胎周向上延伸的周向槽划分成多个周向陆部，其中，
所述冠带层包含：靠半径方向内侧的第1层部，其在所述带束层的整个宽度上覆盖所述带束层；以及多个第2层部，它们层叠在所述第1层部上并且在轮胎轴向上间隔设置，
各所述第2层部配置在各所述周向陆部的半径方向内侧，并且在各所述周向陆部处，所述第2层部具有至少一个轮胎轴向的侧缘，所述轮胎轴向的侧缘在轮胎轴向上与最接近的周向槽的槽底隔开3.0mm以上的距离(A)。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，
所述第2层部中的最靠轮胎轴向外侧配置的最外侧的第2层部的轮胎轴向外侧的侧缘在轮胎轴向内侧与所述带束层的外侧缘隔开距离(B1)。
3.根据权利要求2所述的充气轮胎，其中，
所述带束层由靠半径方向内侧的第1带束帘布层和帘布层宽度比所述第1带束帘布层小的靠半径方向外侧的第2带束帘布层构成，
所述最外侧的第2层部的轮胎轴向外侧的侧缘在轮胎轴向内侧与所述第2带束帘布层的外侧缘隔开距离(B2)。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的充气轮胎，其中，
所述冠带层是通过将具有冠带帘线的带状的冠带带条呈螺旋状卷绕而形成的，
所述冠带层的在轮胎轴向上相邻的第2层部由一个冠带带条形成，由此所述冠带层具有在相邻的第2层部之间沿着横穿所述周向槽的方向延伸的所述冠带带条的槽下通过部分。
5.根据权利要求1～3中的任意一项所述的充气轮胎，其中，
所述冠带层是通过将具有冠带帘线的带状的冠带带条呈螺旋状卷绕而形成的，
所述冠带层的各所述第2层部分别由独立的冠带带条形成，由此所述冠带层不具有在轮胎轴向上相邻的第2层部之间沿着横穿所述周向槽的方向延伸的冠带带条的槽下通过部分。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的充气轮胎，其中，
所述胎圈部具有从所述胎圈芯的外周面向轮胎半径方向外侧延伸的胎圈三角胶，
所述胎圈三角胶的外端从所述胎圈芯的外周面起的半径方向高度(h)为25mm～45mm。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的充气轮胎，其中，
所述胎圈部具有形成所述胎圈部的外表面的边口三角胶，并且所述边口三角胶在70℃时的正切损失(tanδ)为0.20以下。
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