CN111405989A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

提供一种如下充气轮胎：在胎侧部具备胎侧加强层的充气轮胎中，改善胎圈部的构造，并能够一边维持轮胎的耐久性一边减轻轮胎重量。胎圈芯(5)的最大宽度W0、轮胎径向最内侧的宽度W1以及轮胎径向最外侧的宽度W2满足W1>W2且W2≤0.5×W0的关系，将最大宽度W0的位置配置于比胎圈芯(5)的轮胎径向中心位置靠轮胎径向内侧处，使胎体层(4)一边沿着胎圈芯(5)的周缘弯折一边折回，使胎体层(4)的折回部(4B)一边与胎体层(4)的主体部(4A)接触一边朝向各胎侧部(2)侧延伸，在将在子午线截面中由胎圈钢丝(5A)的多个环绕部分的共同切线形成的多边形作为所述胎圈钢丝(5A)的轮廓形状时，使所述轮廓形状满足预定的关系。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及在胎侧部具备胎侧加强层的充气轮胎，更详细而言，涉及改善胎圈部的构造、并能够一边维持轮胎的耐久性一边减轻轮胎重量、并且使耐轮辋脱落性(日文：耐リム外れ性)良好的充气轮胎。
背景技术
一般，在充气轮胎的胎圈部埋设胎圈芯和胎圈填胶。而且，在即使发生漏气(英文：puncture)也能够安全地行驶一定距离的充气轮胎(所谓缺气保用(英文：run flat tire)轮胎)中，将用于在漏气时支承车辆的负荷载荷的胎侧加强层(由横截面形状为月牙状的硬质橡胶构成的层)设置于胎侧部。在这样的轮胎中，存在胎侧加强层的轮胎径向内侧端部到达至胎圈部附近的情况，存在胎圈部附近厚度厚而轮胎重量容易增大的倾向。另外，若由于存在胎侧加强层而轮辋凸缘所抵接的部位的附近为高刚性，则在缺气行驶时，会产生使胎圈部以轮辋凸缘所抵接的部位为支点朝向轮胎内侧方向旋转的力，而存在容易引起轮辋脱落的倾向。
另一方面，近年来，强烈要求减轻轮胎重量，在上述那样的缺气保用轮胎中也正在研究轻量化。例如，在专利文献1中，提出了如下方案：在具备截面月牙状的胎侧加强层的充气轮胎中，通过对胎圈芯的形状下功夫来排除胎圈填胶。然而，在这样的轮胎中，即使能够减轻轮胎重量，胎圈部附近的刚性也会降低，因此不能说一定充分得到轮胎耐久性，另外，没有考虑因以轮辋凸缘所抵接的部位为支点的旋转力引起的轮辋脱落，要求进一步的对策。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-301915号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于提供一种如下充气轮胎：在胎侧部具备胎侧加强层的充气轮胎中，改善胎圈部的构造，并能够一边维持轮胎的耐久性一边减轻轮胎重量，并且使耐轮辋脱落性良好。
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轮胎具备沿轮胎周向延伸而呈环状的胎面部、配置于所述胎面部的两侧的一对胎侧部、以及配置于这些胎侧部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，并且具有设置于各胎圈部的胎圈芯、架设于所述一对胎圈部之间的胎体层、以及在所述胎侧部处的所述胎体层的轮胎宽度方向内侧设置的截面月牙状的胎侧加强层，所述充气轮胎的特征在于，所述胎圈芯由沿轮胎周向卷绕的至少1根胎圈钢丝(英文：bead wire)构成，所述胎圈钢丝的多个环绕部分形成在轮胎宽度方向上排列的至少1列和在轮胎径向上重叠的多个层，所述胎圈芯的最大宽度W0、轮胎径向最内侧的层的宽度W1以及轮胎径向最外侧的层的宽度W2满足W1>W2且W2≤0.5×W0的关系，所述多个层中的为最大宽度W0的层位于比所述胎圈芯的轮胎径向中心位置靠轮胎径向内侧处，在将在子午线截面中由所述胎圈钢丝的多个环绕部分的共同切线形成的多边形作为所述胎圈钢丝的轮廓形状时，位于所述轮廓形状的轮胎径向内侧的边的两端处的角部的内角α、β满足α>90°且β>90°的关系，所述轮廓形状的周长L0、所述轮廓形状的轮胎径向内侧的边的长度L1、所述轮廓形状的与轮胎径向内侧的边相连的胎趾侧的倾斜的边的长度L2、以及所述轮廓形状的与轮胎径向内侧的边相连的胎踵侧的倾斜的边的长度L3满足0.25≤(L1+L2)/L0≤0.40且1.0≤(L1+L2)/(2×L3)≤2.5的关系，所述胎体层由从所述胎面部经各胎侧部而到达各胎圈部为止的主体部、和在各胎圈部一边沿着所述胎圈芯的周缘弯折一边折回并从所述胎圈芯的轮胎径向外侧端的位置起一边与所述主体部接触一边朝向各胎侧部侧延伸的折回部构成。
发明的效果
在本发明中，由于胎圈芯具有上述的构造，因此，能够一边作为胎圈芯整体减少胎圈钢丝的匝数，一边在比胎圈芯的轮胎径向中心位置靠轮胎径向内侧处充分确保胎圈钢丝的匝数，能够一边作为胎圈芯维持充分的性能而确保轮胎的耐久性，一边减少胎圈钢丝的使用量而实现轮胎重量的减轻。此时，将胎圈芯的轮廓形状(特别是周长L0与长度L1～L3的关系)如上述那样设定，因此，能够充分确保缺气行驶时的对轮辋脱落的贡献大的长度L1及L2，能够改善耐轮辋脱落性。
在本发明中，优选的是，在子午线截面中，在画出通过从胎趾朝向轮胎径向外侧离开20mm且与轮胎径向平行地延伸的直线与胎侧部的外表面的轮廓线的交点且相对于胎体层垂直的辅助线A0、从辅助线A0向轮胎径向内侧离开5mm且与辅助线A0平行的辅助线A1、以及从辅助线A0向轮胎径向外侧离开5mm且与辅助线A0平行的辅助线A2时，胎侧加强层的存在于辅助线A1与辅助线A2之间的部分的截面积SR与由胎体层的主体部和折回部形成的封闭区域的面积SB满足0.4≤SB/SR≤2.5的关系。由此，轮辋凸缘所抵接的部位的附近的截面构造变得良好，能够抑制因以轮辋凸缘所抵接的部位为支点的旋转力引起的轮辋脱落，有利于提高耐轮辋脱落性。
在本发明中，优选的是，在子午线截面中，通过从胎趾朝向轮胎径向外侧离开20mm且与轮胎径向平行地延伸的直线与胎侧部的外表面的轮廓线的交点且相对于胎体层垂直的辅助线A0上的轮胎截面宽度K与所述胎圈芯的轮廓形状的周长L0满足1.2≤L0/K≤5.0的关系。由此，轮辋凸缘所抵接的部位的附近的截面构造变得良好，能够抑制因以轮辋凸缘所抵接的部位为支点的旋转力引起的轮辋脱落，有利于提高耐轮辋脱落性。
在本发明中，优选的是，存在于由胎体层的主体部和折回部形成的封闭区域内的橡胶的总面积相对于封闭区域的面积的比率为0.1％～15％。由此，在由胎体层的主体部和折回部形成的封闭区域内实质上仅存在胎圈芯，因此有利于减轻轮胎重量。
此时，优选的是，在胎体层的主体部及折回部的轮胎宽度方向外侧设置填胶层(日文：フィラー層)。由此，即使在胎体层的主体部与折回部之间实质上不存在以往的胎圈填胶层的情况下，也能够使轮胎的截面构造(特别是，从胎圈部到胎侧部的橡胶厚度)变得良好，有利于提高轮胎的耐久性、耐轮辋脱落性。此外，该填胶层代替以往的胎圈填胶层而设置，因此，即使设置该填胶层，轮胎重量也不会比以往的具备胎圈填胶层的轮胎增大。
而且，优选的是，在子午线截面中，在画出通过从胎趾朝向轮胎径向外侧离开20mm且与轮胎径向平行地延伸的直线与胎侧部的外表面的轮廓线的交点且相对于胎体层垂直的辅助线A0、从辅助线A0向轮胎径向内侧离开5mm且与辅助线A0平行的辅助线A1、以及从辅助线A0向轮胎径向外侧离开5mm且与辅助线A0平行的辅助线A2时，填胶层的存在于辅助线A1与辅助线A2之间的部分的截面积SF和由胎体层的主体部和折回部形成的封闭区域的面积SB满足0.6≤SB/SF≤2.4的关系。由此，即使在由胎体层的主体部和折回部形成的封闭区域内实质上仅存在胎圈芯的情况下，轮辋凸缘所抵接的部位的附近的截面构造也变得良好，也能够抑制因以轮辋凸缘所抵接的部位为支点的旋转力引起的轮辋脱落，也有利于提高耐轮辋脱落性。
而且，优选的是，在子午线截面中，在画出通过从胎趾朝向轮胎径向外侧离开20mm且与轮胎径向平行地延伸的直线与胎侧部的外表面的轮廓线的交点且相对于胎体层垂直的辅助线A0、从辅助线A0向轮胎径向内侧离开5mm且与辅助线A0平行的辅助线A1、以及从辅助线A0向轮胎径向外侧离开5mm且与辅助线A0平行的辅助线A2时，胎侧加强层的存在于辅助线A1与辅助线A2之间的部分的截面积SR、填胶层的存在于辅助线A1与辅助线A2之间的部分的截面积SF、以及由胎体层的主体部和折回部形成的封闭区域的面积SB满足0.3≤SB/(SR+SF)≤2.0的关系。由此，即使在由胎体层的主体部和折回部形成的封闭区域内实质上仅存在胎圈芯的情况下，轮辋凸缘所抵接的部位的附近的截面构造也变得良好，也能够抑制因以轮辋凸缘所抵接的部位为支点的旋转力引起的轮辋脱落，也有利于提高耐轮辋脱落性。
在本发明中，优选的是，胎圈钢丝的平均直径为0.8mm～1.8mm。通过这样将胎圈钢丝的平均直径设定在适度的范围，有利于兼顾轮胎重量的减轻和耐轮辋脱落性的提高。
在本发明中，优选的是，胎圈钢丝的总截面积为10mm2～50mm2。通过这样将胎圈钢丝的总截面积设定在适度的范围，有利于兼顾轮胎重量的减轻和耐轮辋脱落性的提高。
在本发明中，优选的是，胎圈芯的轮廓形状的与轮胎径向内侧的边相连的胎趾侧的倾斜的边的长度L2为1.5mm～8mm。由此，胎圈芯的形状变得更良好，有利于兼顾轮胎重量的减轻和耐轮辋脱落性的提高。
在本发明中，优选的是，胎圈芯的轮廓形状的轮胎径向内侧的边的长度L1为2mm～10mm。由此，胎圈芯的形状变得更良好，有利于兼顾轮胎重量的减轻和耐轮辋脱落性的提高。
在本发明中，各种尺寸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)的状态下进行测定。“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照每个轮胎而定的轮辋，例如，若是JATMA则设为标准轮辋(日文：標準リム)，若是TRA则设为“Design Rim(设计轮辋)”，或者若是ETRTO则设为“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照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 VARIOUSCOLD INFLATION PRESSURES(各种冷充气压力下的轮胎负荷极限)”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。
附图说明
图1是由本发明的实施方式构成的充气轮胎的子午线半截面图。
图2是示意性地示出本发明的胎圈钢丝的层叠构造的说明图。
图3(a)～图3(d)是示意性地示出本发明的胎圈钢丝的层叠构造的说明图。
图4是将图1的胎圈部附近放大而示出的说明图。
图5(a)～图5(c)是示意性地示出以往例和比较例的胎圈构造的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的结构详细地进行说明。
如图1所示，本发明的充气轮胎具备在轮胎周向上延伸而呈环状的胎面部1、配置于该胎面部1的两侧的一对胎侧部2、以及配置于胎侧部2的轮胎径向内侧的一对胎圈部3。此外，在图1中，CL表示轮胎赤道。
在左右一对的胎圈部3之间架设有胎体层4。该胎体层4包含沿轮胎径向延伸的多根加强帘线，绕配置于各胎圈部3的胎圈芯5从车辆内侧向外侧折回。在以后的说明中，将从胎面部1经各胎侧部2而到达各胎圈部3为止的部分称为主体部4A，将在各胎圈部3绕胎圈芯5折回并朝向各胎侧部2侧延伸的部分称为4B。
如图2放大所示，胎圈芯5由沿轮胎周向卷绕的至少1根胎圈钢丝5A构成，胎圈钢丝5A的多个环绕部分形成在轮胎宽度方向上排列的多个列和在轮胎径向上重叠的多个层。在本发明中，若在子午线截面中如上述那样胎圈钢丝5A的多个环绕部分形成多个列和多个层，则可以是连续地卷绕了单一的胎圈钢丝5A而成的所谓一根卷绕构造，也可以是将多根胎圈钢丝5A以拉齐的状态卷绕而成的所谓层卷绕构造。在图示的例子中，具有从轮胎径向最内侧起依次将包含4列环绕部分的层、包含5列环绕部分的层、包含4列环绕部分的层、包含3列环绕部分的层、包含2列环绕部分的层、包含1列环绕部分的层共计6层层叠而成的构造。此外，在以后的说明中，将该构造称为“4+5+4+3+2+1构造”。同样地，在以后的说明中，将胎圈钢丝5A的层叠构造以将各层所包含的列的数量从轮胎径向最内侧的层起依次用“+”相连的同样的形式来表现。而且，在图示的例子的胎圈芯5中，胎圈芯5A呈草包堆积(日文：俵積み)状层叠。此外，“草包堆积”是指互相接触的3个环绕部分的中心形成大致正三角形的堆积方式，是指也有时被称为六方填充配置的填充率高的层叠构造。
此时，关于各胎圈芯5，若将胎圈芯5的最大宽度设为W0，将轮胎径向最内侧的层的宽度设为W1，将轮胎径向最外侧的层的宽度设为W2，则这些宽度满足W1>W2且W2≤0.5×W0的关系。另外，构成胎圈芯5的多个层中的为最大宽度W0的层位于比胎圈芯5的轮胎径向中心位置靠轮胎径向内侧处。即，各胎圈芯5具有以从位于比轮胎径向中心位置靠轮胎径向内侧处的最大宽度的部分起胎圈芯5的宽度朝向轮胎外径侧比轮胎最内径侧的宽度小的方式越向顶端越细的形状(以下，存在指出该形状而称为“外径侧楔形状”的情况)。此外，如图所示，宽度W0～W2都是各层的轮胎宽度方向两外侧的环绕部分的轮胎宽度方向外侧端之间的沿着轮胎宽度方向的长度。
另外，各胎圈芯5在将在子午线截面中由胎圈钢丝5A的多个环绕部分的共同切线(图中的虚线)形成的多边形作为胎圈钢丝5A的轮廓形状时，位于该轮廓形状的轮胎径向内侧的边的两端处的角部的内角α、β满足α>90°且β>90°的关系，优选满足100°≤α≤150°且100°≤β≤150°的关系。而且，若将该轮廓形状的周长(由胎圈钢丝5A的多个环绕部分的共同切线形成的多边形的所有边的长度之和)设为L0，将轮廓形状的轮胎径向内侧的边的长度设为L1，将轮廓形状的与轮胎径向内侧的边相连的胎趾侧的倾斜的边的长度设为L2，将轮廓形状的与轮胎径向内侧的边相连的胎踵侧的倾斜的边的长度设为L3，则这些长度满足0.25≤(L1+L2)/L0≤0.40且1.0≤(L1+L2)/(2×L3)≤2.5的关系，优选满足0.28≤(L1+L2)/L0≤0.36且1.1≤(L1+L2)/(2×L3)≤2.0的关系。
胎体层4如上述那样绕胎圈芯5折回，但本发明的胎圈芯5如上述那样具有特殊的形状(外径侧楔形状)，因此胎体层4沿着胎圈芯5的周缘弯折。例如，在图示的例子中，胎圈芯5满足上述的设定的结果是，截面形状成为大致五边形，因此沿着其周缘延伸的胎体层4也呈大致五边形形状弯折。而且，胎体层4的折回部4B的比胎圈芯5的轮胎径向外侧端靠轮胎径向外侧的部分一边与胎体层4的主体部4A接触一边沿着胎体层4的主体部4A朝向各胎侧部2侧延伸。其结果是，由胎体层4的主体部4A和折回部4B形成了包围胎圈芯5的封闭区域。
在胎面部1处的胎体层4的外周侧埋设有多层(在图示的例子中为2层)带束层6。各带束层6包含相对于轮胎周向倾斜的多根加强帘线。该加强帘线在层间以加强帘线彼此互相交叉的方式排列。在这些带束层6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。而且，在带束层6的外周侧设置有带束加强层7。特别是，在图示的例子中，设置有覆盖带束层6的整个宽度的全覆盖层和仅分别覆盖带束加强层7的两端部的边缘覆盖层这2层。带束加强层7包含在轮胎周向上取向的有机纤维帘线。在带束加强层7中，有机纤维帘线相对于轮胎周向的角度例如设定为0°～5°。
在胎侧部2处的胎体层4的轮胎宽度方向内侧配设有截面月牙形状的胎侧加强层8。该胎侧加强层8由比构成胎侧部2的其他橡胶硬的橡胶构成。具体而言，关于构成胎侧加强层8的橡胶，JIS-A硬度例如为70～80，100％伸长时的模量例如为9.0MPa～10.0MPa。这样的物性的胎侧加强层8基于其刚性而在漏气时支承载荷从而能够进行缺气行驶。
在图示的例子中，在胎侧部2处的胎体层4(主体部4A及折回部4B)的轮胎宽度方向外侧设置有填胶层9。该填胶层9是如图示那样在由胎体层4的主体部4A和折回部4B形成的封闭区域内仅设置胎圈芯5(不存在以往的胎圈填胶)的情况下能够如后述那样任意设置的层。
在本发明中，胎圈芯5如上述那样具有特殊的形状(外径侧楔形状)，因此，能够一边作为胎圈芯5整体减少胎圈钢丝5A的匝数，一边在比胎圈芯5的轮胎径向中心位置靠轮胎径向内侧处充分确保胎圈钢丝5A的匝数，能够一边作为胎圈芯5维持充分的性能而确保轮胎的耐久性，一边减少胎圈钢丝5的使用量而实现轮胎重量的减轻。此时，将胎圈芯5的轮廓形状(特别是周长L0与长度L1～L3的关系)如上述那样设定，因此，能够充分确保缺气行驶时的对轮辋脱落的贡献大的长度L1及L2，能够改善耐轮辋脱落性。
在上述的构造中，若宽度W0、W1、W2不满足上述的关系，则胎圈芯5的形状变得不适当而无法使胎圈部3的形状稳定。特别是，若为W1≤W2、W2>0.5×W0这样的关系，则胎圈芯5的上端的宽度变大，因此轮辋凸缘所抵接的部位的附近的刚性提高而难以抑制因以轮辋凸缘所抵接的部位为支点的旋转力引起的轮辋脱落而耐轮辋脱落性下降。若内角α、β为90°以下，则无法充分减少胎圈钢丝5A的匝数而轮胎重量的减轻效果下降。另外，若内角α、β为90°以下，则位于轮廓形状的轮胎径向内侧的边的两端处的胎圈钢丝5A容易受到硫化时的橡胶流动的影响，难以良好地维持硫化后的胎圈芯5的形状。若周长L0与长度L1～L3不满足上述的关系，则无法兼顾轮胎重量的减轻和耐轮辋脱落性的提高。特别是，若为0.25>(L1+L2)/L0、1.0>(L1+L2)/(2×L3)这样的关系，则耐轮辋脱落性恶化，若为(L1+L2)/L0>0.40、(L1+L2)/(2×L3)>2.5这样的关系，则无法减轻轮胎重量。
周长L0与长度L1～L3满足上述的关系即可，但在这些长度中，也是胎圈芯的轮廓形状的轮胎径向内侧的边的长度L1、和胎圈芯的轮廓形状的与轮胎径向内侧的边相连的胎趾侧的倾斜的边的长度L2对缺气行驶时的轮辋脱落的贡献大。因此，可以是，将长度L2优选设定为1.5mm～8mm，更优选设定为2mm～5mm，将长度L1优选设定为2mm～10mm，更优选设定为2.5mm～7mm。若长度L2小于1.5mm，则提高耐轮辋脱落性的效果有限，若长度L2大于8mm，则减轻轮胎重量的效果有限。若长度L1小于2mm，则提高耐轮辋脱落性的效果有限，若长度L1大于10mm，则减轻轮胎重量的效果有限。
关于胎圈钢丝5A自身的构造没有特别限定，但若鉴于兼顾轮胎重量的减轻和耐轮辋脱落性的提高，则可以是，使平均直径优选为0.8mm～1.8mm，更优选为1.0mm～1.6mm，进一步优选为1.1mm～1.5mm。另外，可以是，使胎圈钢丝5A的总截面积(各胎圈芯5的子午线截面所包含的胎圈钢丝5A的环绕部分的截面积的总和)优选为10mm2～50mm2，更优选为15mm2～48mm2，进一步优选为20mm2～45mm2。若胎圈钢丝5A的平均直径小于0.8mm，则提高耐轮辋脱落性的效果有限，若胎圈钢丝5A的平均直径大于1.8mm，则减轻轮胎重量的效果有限。若胎圈钢丝5A的总截面积小于10mm2，则提高耐轮辋脱落性的效果有限，若胎圈钢丝5A的总截面积大于50mm2，则减轻轮胎重量的效果有限。
如上所述，由胎体层4的主体部4A和折回部4B形成封闭区域。在该封闭区域内，也能够配置以往的胎圈填胶或与其类似的轮胎构成构件(配置于胎圈芯5的轮胎径向外侧并由胎体层4的主体部4A和折回部4B包入而提高从胎圈部3到胎侧部2的刚性的构件)，但为了有效果地减轻轮胎重量，如图所示，可以在封闭区域内实质上仅存在胎圈芯5。即，即使存在覆盖胎圈钢丝5A的绝缘橡胶、将形成于胎圈芯5与胎体层4之间的微小的间隙填埋的橡胶，也优选不使用以往的充气轮胎那样的具有大体积的胎圈填胶。特别是，优选使该封闭区域的橡胶占有率、即、子午线截面中的存在于封闭区域内的橡胶的总面积a相对于封闭区域的面积A的比率(a/A×100％)为0.1％～15％。若封闭区域的橡胶占有率大于15％，则实质上与存在以往的充气轮胎的胎圈填胶的情况同等，难以进一步提高轮胎重量的减轻效果。此外，由于在轮胎构造上，必须存在覆盖胎圈钢丝5A的绝缘橡胶等，因此基本上封闭区域的橡胶占有率不会小于0.1％。
在这样在封闭区域内实质上仅存在胎圈芯5的情况下，能够如上述那样设置填胶层9。该填胶层9与在以往的充气轮胎中设置于胎体层4的主体部4A与折回部4B之间的胎圈填胶不同，与前述的胎侧加强层8协作来适度地确保胎侧部2的刚性。即使设置这样的填胶层9，填胶层9也只不过是代替以往的胎圈填胶层而设置的构件，因此轮胎重量不会比以往的具备胎圈填胶层的轮胎增大。此外，为了更有效果地减轻轮胎重量，可以使填胶层9的构造等与胎侧加强层8相关联，例如，可以使填胶层9的截面积S2及硬度H2相对于胎侧加强层8的截面积S1及硬度H1满足0.15≤(S2×H2)/(S1×H1)≤0.60的关系。由此，能够一边抑制填胶层9的使用量而抑制对轮胎重量的影响，一边适度地得到由填胶层9进行的加强效果。
胎圈芯5的具体形状只要宽度W0、W1、W2、长度L0～L3满足上述的关系即可，没有特别限定。例如，能够采用图3所示的形状。在图3的例子中，由于宽度W0、W1、W2均满足上述的关系，因此相当于本发明的“外径楔形状”，而且长度L0～L3满足上述的关系。详细而言，图3(a)具有草包堆积的3+4+3+2+1构造，图3(b)具有草包堆积的3+4+3+2构造，图3(c)具有草包堆积的3+4+4+3+2+1构造，图3(d)具有从轮胎径向内侧起的第2层和在其轮胎径向内侧相邻的层不是草包堆积而是直列堆积(日文：直列積み)(在轮胎径向上相邻的环绕部分彼此在轮胎宽度方向上垂直层叠的堆积方式)的3+4+4+3+2+1构造。
在图3所示的任一构造中，均是至少一部分呈草包堆积状层叠，因此与整体以直列堆积的方式层叠的构造的胎圈钢丝相比，能够紧密地配置胎圈钢丝5A而提高胎圈钢丝5A的填充率。其结果是，能够一边良好地确保胎圈部3的刚性、耐压性能而维持行驶性能，一边减轻轮胎重量，而平衡良好地发挥这些性能。若着眼于胎圈钢丝5A的填充率，则优选如图3(a)～图3(c)所示那样所有的胎圈钢丝5A呈草包堆积状层叠。
另外，关于胎圈芯5的形状，为了提高胎圈芯5整体的形状的稳定性，优选使胎圈芯5整体的形状相对于胎圈芯5的轮胎宽度方向中心呈线对称。从该观点出发，优选图3(a)、图3(b)、图3(d)那样的形状。
这些各种各样的胎圈芯5的形状基于上述的各种各样的观点，能够考虑充气轮胎整体的构造、重视的特性等而适当选择。
如上所述，在具备胎侧加强层8的充气轮胎中，在轮辋凸缘所抵接的部位的附近为高刚性的情况下，有可能在缺气行驶时产生使胎圈部以轮辋凸缘所抵接的部位为支点朝向轮胎内侧方向旋转的力而引起轮辋脱落。因此，使轮辋凸缘所抵接的部位的附近的构造最佳化对于提高耐轮辋脱落性是有效的。即，在子午线截面中，如在图4中放大所示那样，可以使画出通过从胎趾朝向轮胎径向外侧离开20mm且与轮胎径向平行地延伸的直线与胎侧部的外表面的轮廓线的交点且相对于胎体层垂直的辅助线A0、从辅助线A0向轮胎径向内侧离开5mm且与辅助线A0平行的辅助线A1、以及从辅助线A0向轮胎径向外侧离开5mm且与辅助线A0平行的辅助线A2时的、辅助线A1与辅助线A2之间的区域(图中的斜线部：以下，称为轮辋凸缘抵接区域)的构造最佳化。
具体而言，可以是，轮辋凸缘抵接区域所包含的胎侧加强层8的部分的截面积SR与由胎体层4的主体部4A和折回部4B形成的封闭区域的面积SB优选满足0.4≤SB/SR≤2.5的关系，更优选满足0.7≤SB/SR≤2.0的关系。另外，可以是，辅助线A0上的轮胎截面宽度K与胎圈芯5的轮廓形状的周长L0优选满足1.2≤L0/K≤5.0的关系，更优选满足1.4≤L0/K≤4.5的关系。由此，轮辋凸缘抵接区域的截面构造变得良好，能够抑制因以轮辋凸缘所抵接的部位为支点的旋转力引起的轮辋脱落，有利于提高耐轮辋脱落性。截面积SR、截面宽度K越大，则轮辋凸缘抵接区域的刚性越大，越容易产生以轮辋凸缘所抵接的部位为支点的旋转力，面积SB、周长L0越大，则胎圈芯5越大而减轻轮胎重量的效果越有限。
如图示那样设置填胶层9的情况也是同样的，可以是，轮辋凸缘抵接区域所包含的填胶层9的部分的截面积SF与由胎体层的主体部和折回部形成的封闭区域的面积SB优选满足0.6≤SB/SF≤2.4的关系，更优选满足0.7<SB/SF≤2.1的关系。另外，可以是，轮辋凸缘抵接区域所包含的胎侧加强层8的部分的截面积SR、轮辋凸缘抵接区域所包含的填胶层9的部分的截面积SF、以及由胎体层5的主体部5A和折回部5B形成的封闭区域的面积SB优选满足0.3≤SB/(SR+SF)≤2.0的关系，更优选满足0.4≤SB/(SR+SF)≤1.7的关系。由此，轮辋凸缘抵接区域的截面构造变得良好，能够抑制因以轮辋凸缘所抵接的部位为支点的旋转力引起的轮辋脱落，有利于提高耐轮辋脱落性。截面积SF、截面积SR越大，则轮辋凸缘抵接区域的刚性越大，越容易产生以轮辋凸缘所抵接的部位为支点的旋转力，面积SB越大，则胎圈芯5越大而减轻轮胎重量的效果越有限。
上述的各部的构造可以适当组合而采用。无论如何，在具有上述的构造的充气轮胎中，胎圈部3的构造得到改善，因此能够一边维持轮胎的耐久性一边减轻轮胎重量，并且能够改善耐轮辋脱落性。
实施例
制作了轮胎尺寸为235/50R18并具有图1所示的基本构造并且将胎圈芯的构造、胎圈填胶的有无、胎圈芯的最大宽度W0、胎圈芯的轮胎径向最内侧的层的宽度W1、胎圈芯的轮胎径向最外侧的层的宽度W2、位于胎圈钢丝的轮廓形状的轮胎径向内侧的边的两端处的角部的内角α、β、轮廓形状的周长L0、轮廓形状的轮胎径向内侧的边的长度L1、轮廓形状的与轮胎径向内侧的边相连的胎趾侧的倾斜的边的长度L2、轮廓形状的与轮胎径向内侧的边相连的胎踵侧的倾斜的边的长度L3、式(L1+L2)/L0、式(L1+L2)/(2×L3)、由胎体层的主体部和折回部形成的封闭区域的面积SB、轮辋凸缘抵接区域所包含的胎侧加强层的部分的截面积SR、比SB/SR、辅助线A0上的轮胎截面宽度K、比L0/K、橡胶占有率、配置于胎体层的轮胎宽度方向外侧处的填胶层的有无、轮辋凸缘抵接区域所包含的填胶层的部分的截面积SF、比SB/SF、式SB/(SR+SF)、胎圈钢丝的平均直径、胎圈钢丝的总截面积如表1～3所示那样设定的以往例1、比较例1～6、实施例1～24这31种充气轮胎。
在表1～3的“胎圈芯的构造”一栏中，示出了对应的附图的编号。此外，即使在与图示的构造不完全一致的情况下，为了参考，也将类似的形状的图号标注“*”来示出(基本上，解释为L2＝L3的构造与“图2”类似，L2≠L3的构造与“图3(c)”类似)。另外，以往例1是使用了以往的一般的胎圈芯的例子，胎圈芯具有如图5(a)所示那样以直列堆积的方式层叠的5+5+5+5构造。比较例1的胎圈芯具有如图5(b)所示那样以直列堆积的方式层叠的5+5+4+3+2+1构造。比较例2的胎圈芯具有如图5(c)所示那样呈草包堆积状层叠的8+7+6+4+2构造。
对于这些充气轮胎，通过下述的评价方法，评价轮胎质量、耐轮辋脱落性、缺气保用耐久性(日文：ランフラット耐久性)，将其结果一并示于表1～3。
轮胎质量
对各试验轮胎测定5个质量，求出其平均值。评价结果以将以往例1的值的倒数设为100的指数来表示。该指数值越大，则意味着轮胎质量越小。
耐轮辋脱落性
将各试验轮胎组装于轮辋尺寸为18×7.5J的车轮，在使空气压为0kPa的状态下，安装于排气量为2000cc的试验车辆，使其在平坦的沥青路面上以直行行驶进入后，以转弯半径为8m、转弯角为180度向右方向急转弯而反复实施停车试验(J转弯试验)。此时，使直行行驶时的速度阶段性地增加而测定产生轮辋脱落的速度，作为耐轮辋脱落性的评价。具体而言，在从初始速度35km/h起在第一阶段使速度增加至40km/h之后，使速度每次增加2km/h。评价结果以将以往例1的值设为100的指数来表示。该指数值越大，则意味着耐轮辋脱落性越良好。
缺气保用耐久性
将试验轮胎组装于轮辋尺寸为18×7.5J的车轮，在ECE30所记载的缺气保用轮胎用滚筒耐久试验条件下使其在滚筒试验机上行驶，测定直到轮胎发生破坏故障为止的行驶距离。评价结果以将以往例1的值设为100的指数来表示。该指数值越大，则意味着缺气保用耐久性越良好。
[表1]
Figure BDA0002510650370000151
[表2]
Figure BDA0002510650370000161
[表3]
Figure BDA0002510650370000171
从表1可知，实施例1～24均相对于以往例1一边维持或提高了缺气保用耐久性一边降低了轮胎质量。另一方面，比较例1由于胎圈芯的形状不适当，因此耐轮辋脱落性及缺气保用耐久性恶化。比较例2由于胎圈芯的形状不适当，因此轮胎质量恶化。比较例3由于(L1+L2)/L0的值过小，因此轮辋脱落性恶化。比较例4由于(L1+L2)/L0的值过大，因此轮胎质量恶化。比较例5由于(L1+L2)/(2×L3)的值过小，因此轮辋脱落性恶化。比较例6由于(L1+L2)/(2×L3)的值过大，因此轮胎质量恶化。
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 带束层
7 带束加强层
8 胎侧加强层
9 填胶层
CL 轮胎赤道

Claims (11)

1.一种充气轮胎，所述充气轮胎具备沿轮胎周向延伸而呈环状的胎面部、配置于所述胎面部的两侧的一对胎侧部、以及配置于这些胎侧部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，并且具有设置于各胎圈部的胎圈芯、架设于所述一对胎圈部之间的胎体层、以及在所述胎侧部处的所述胎体层的轮胎宽度方向内侧设置的截面月牙状的胎侧加强层，所述充气轮胎的特征在于，
所述胎圈芯由沿轮胎周向卷绕的至少1根胎圈钢丝构成，所述胎圈钢丝的多个环绕部分形成在轮胎宽度方向上排列的至少1列和在轮胎径向上重叠的多个层，所述胎圈芯的最大宽度W0、轮胎径向最内侧的层的宽度W1以及轮胎径向最外侧的层的宽度W2满足W1>W2且W2≤0.5×W0的关系，所述多个层中的为最大宽度W0的层位于比所述胎圈芯的轮胎径向中心位置靠轮胎径向内侧处，
在将在子午线截面中由所述胎圈钢丝的多个环绕部分的共同切线形成的多边形作为所述胎圈钢丝的轮廓形状时，位于所述轮廓形状的轮胎径向内侧的边的两端处的角部的内角α、β满足α>90°且β>90°的关系，
所述轮廓形状的周长L0、所述轮廓形状的轮胎径向内侧的边的长度L1、所述轮廓形状的与轮胎径向内侧的边相连的胎趾侧的倾斜的边的长度L2、以及所述轮廓形状的与轮胎径向内侧的边相连的胎踵侧的倾斜的边的长度L3满足0.25≤(L1+L2)/L0≤0.40且1.0≤(L1+L2)/(2×L3)≤2.5的关系，
所述胎体层由从所述胎面部经各胎侧部而到达各胎圈部为止的主体部、和在各胎圈部一边沿着所述胎圈芯的周缘弯折一边折回并从所述胎圈芯的轮胎径向外侧端的位置起一边与所述主体部接触一边朝向各胎侧部侧延伸的折回部构成。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，
在子午线截面中，在画出通过从胎趾朝向轮胎径向外侧离开20mm且与轮胎径向平行地延伸的直线与所述胎侧部的外表面的轮廓线的交点且相对于所述胎体层垂直的辅助线A0、从所述辅助线A0向轮胎径向内侧离开5mm且与所述辅助线A0平行的辅助线A1、以及从所述辅助线A0向轮胎径向外侧离开5mm且与所述辅助线A0平行的辅助线A2时，所述胎侧加强层的存在于所述辅助线A1与所述辅助线A2之间的部分的截面积SR与由所述胎体层的所述主体部和所述折回部形成的封闭区域的面积SB满足0.4≤SB/SR≤2.5的关系。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，
在子午线截面中，通过从胎趾朝向轮胎径向外侧离开20mm且与轮胎径向平行地延伸的直线与所述胎侧部的外表面的轮廓线的交点且相对于所述胎体层垂直的辅助线A0上的轮胎截面宽度K与所述胎圈芯的所述轮廓形状的周长L0满足1.2≤L0/K≤5.0的关系。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，
存在于由所述胎体层的所述主体部和所述折回部形成的封闭区域内的橡胶的总面积相对于所述封闭区域的面积的比率为0.1％～15％。
5.根据权利要求4所述的充气轮胎，其特征在于，
在所述胎体层的所述主体部及所述折回部的轮胎宽度方向外侧设置填胶层。
6.根据权利要求5所述的充气轮胎，其特征在于，
在子午线截面中，在画出通过从胎趾朝向轮胎径向外侧离开20mm且与轮胎径向平行地延伸的直线与所述胎侧部的外表面的轮廓线的交点且相对于所述胎体层垂直的辅助线A0、从所述辅助线A0向轮胎径向内侧离开5mm且与所述辅助线A0平行的辅助线A1、以及从所述辅助线A0向轮胎径向外侧离开5mm且与所述辅助线A0平行的辅助线A2时，所述填胶层的存在于所述辅助线A1与所述辅助线A2之间的部分的截面积SF和由所述胎体层的所述主体部和所述折回部形成的封闭区域的面积SB满足0.6≤SB/SF≤2.4的关系。
7.根据权利要求5或6所述的充气轮胎，其特征在于，
在子午线截面中，在画出通过从胎趾朝向轮胎径向外侧离开20mm且与轮胎径向平行地延伸的直线与所述胎侧部的外表面的轮廓线的交点且相对于所述胎体层垂直的辅助线A0、从所述辅助线A0向轮胎径向内侧离开5mm且与所述辅助线A0平行的辅助线A1、以及从所述辅助线A0向轮胎径向外侧离开5mm且与所述辅助线A0平行的辅助线A2时，所述胎侧加强层的存在于所述辅助线A1与所述辅助线A2之间的部分的截面积SR、所述填胶层的存在于所述辅助线A1与所述辅助线A2之间的部分的截面积SF、以及由所述胎体层的所述主体部和所述折回部形成的封闭区域的面积SB满足0.3≤SB/(SR+SF)≤2.0的关系。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，
所述胎圈钢丝的平均直径为0.8mm～1.8mm。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，
所述胎圈钢丝的总截面积为10mm2～50mm2。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，
所述胎圈芯的所述轮廓形状的与轮胎径向内侧的边相连的胎趾侧的倾斜的边的长度L2为1.5mm～8mm。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，
所述胎圈芯的所述轮廓形状的轮胎径向内侧的边的长度L1为2mm～10mm。
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