CN112105511A

CN112105511A - 充气轮胎

Info

Publication number: CN112105511A
Application number: CN201980031654.1A
Authority: CN
Inventors: 曽根直幸
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2018-05-14
Filing date: 2019-04-23
Publication date: 2020-12-18
Also published as: US20210213783A1; EP3795379A1; EP3795379A4; JP2019199108A; WO2019220887A1; JP7048175B2

Abstract

充气轮胎包括：一对胎圈芯；胎体，其跨一对胎圈芯地形成；带束层，其在胎体的轮胎径向外侧将由树脂包覆帘线而形成的包覆帘线以螺旋状卷绕而形成；以及加强构件，其在带束层的轮胎径向外侧跨带束层的轮胎宽度方向端部地配置。

Description

充气轮胎

技术领域

本公开涉及一种具备带束层的充气轮胎。

背景技术

在日本特开平10－35220号公报中记载了在带束层的边缘部配置有由热塑性树脂形成的带束加强层的充气子午线轮胎。在该充气子午线轮胎中，带束加强层配置为其宽度方向端部的位置与带束层的宽度方向端部的位置一致。或者带束加强层形成为截面日文假名コ字形，配置从外周侧(轮胎径向外侧)和内周侧(轮胎径向内侧)将带束层夹入。

发明内容

发明要解决的问题

在日本特开平10－35220号公报的充气子午线轮胎中，带束层的边缘部(轮胎宽度方向外侧端部)由带束加强层进行加强，而在比带束层靠轮胎宽度方向外侧的位置未配置带束加强层。因此，在比带束层的轮胎宽度方向外侧端靠内侧的位置和靠外侧的位置之间产生刚度阶差。由此，存在应力集中于带束层的边缘部而对轮胎的耐久性产生影响的可能性。

本公开考虑到上述事实，其目的在于提供一种具备在对带束层进行加强的同时不易产生刚度阶差的加强构件的充气轮胎。

用于解决问题的方案

第1技术方案的充气轮胎包括：一对胎圈芯；胎体，其跨所述一对胎圈芯地形成；带束层，其在所述胎体的轮胎径向外侧将由树脂包覆帘线而形成的包覆帘线在轮胎周向上以螺旋状卷绕而形成；以及加强构件，其在所述带束层的轮胎径向外侧跨所述带束层的轮胎宽度方向端部地配置。

根据第1技术方案的充气轮胎，由树脂包覆帘线而形成带束层。与例如替代树脂而使用橡胶形成的带束层相比，使用树脂形成的带束层的环刚度提高。因此，胎面不易向沿着轮胎周向和轮胎宽度方向的环状面的面外变形，抑制了充气轮胎的变形。

此外，与使用橡胶形成的带束层相比，使用树脂形成的带束层的面内(即，沿着轮胎周向和轮胎宽度方向的环状面内)剪切刚度提高。因此，在例如转弯行驶时等情况下，相对于沿轮胎宽度方向作用的剪切力而言，胎面不易向面内变形。由此，能够省略交叉带束层，因此轮胎的重量减轻，内压行驶时的操纵稳定性提高。

而且，通过将包覆帘线在轮胎周向上以螺旋状卷绕而形成，与将多个包覆帘线排列形成的情况相比，带束层的环刚度提高。由此，进一步抑制了胎面向面外变形。因此，能够在确保水压强度的同时，使充气轮胎轻量化。此外，由于不易例如像交叉带束层那样帘线端在带束层的端部暴露，因此不易在带束层的端部发生剥离等。

此外，在带束层的轮胎宽度方向端部配置有加强构件。因此，能够抑制带束层的轮胎宽度方向端部变形。由于加强构件跨带束层的轮胎宽度方向端部地配置，因此加强构件对带束层的轮胎宽度方向端部的内侧和外侧(即，轮胎宽度方向的外侧和内侧)进行加强。由此，与例如加强构件的轮胎宽度方向端的位置与带束层的轮胎宽度方向端部的位置一致的情况相比，充气轮胎的轮胎宽度方向上的刚度变化变得平缓。因此不易产生刚度阶差。

在第2技术方案的充气轮胎中，所述加强构件至少包覆所述包覆帘线的轮胎周向端部。

根据第2技术方案的充气轮胎，由于加强构件包覆包覆帘线的轮胎周向端部，因此能够高效地对带束层进行加强。

在胎面和带束层在轮胎制造等时发热或者从轮胎径向内侧受到压力时，包覆帘线欲沿着轮胎周向线膨胀。此时，在轮胎宽度方向上相邻的树脂包覆帘线彼此约束相互的膨胀。

然而，轮胎宽度方向上的最外侧的包覆帘线仅从轮胎宽度方向的内侧受到约束力。此外，由于胎面抑制包覆帘线的直径生长，因此沿周向的变形集中于包覆帘线的轮胎周向端部。

因此，包覆帘线的轮胎周向端部的变形比其他部分的变形大。通过利用加强构件对该变形较大的轮胎周向端部进行加强，从而能够抑制轮胎周向端部自包覆帘线的其他部分剥离。

在第3技术方案的充气轮胎中，在轮胎赤道面中，所述包覆帘线相对于轮胎周向的倾斜角度设为2°以下。

根据第3技术方案的充气轮胎，与包覆帘线相对于轮胎周向的倾斜角度大于2°的情况相比，包覆帘线的倾斜角度更靠近周向。因此，包覆帘线发挥作为箍(环箍)的功能，能够抑制胎面的面外变形。

发明的效果

根据本公开的充气轮胎，加强构件在对带束层进行加强的同时，不易产生刚度阶差。

附图说明

图1是表示将本公开的实施方式的充气轮胎沿着轮胎宽度方向和轮胎径向剖切的状态的半剖视图。

图2是表示本公开的实施方式的充气轮胎的带束层的结构的立体图。

图3A是表示本公开的实施方式的充气轮胎的带束层的剖视图。

图3B是表示在本公开的实施方式的充气轮胎中在一根树脂包覆帘线中埋设有两根加强帘线的变形例的剖视图。

图4是表示在本公开的实施方式的充气轮胎中将带束层形成为两层的变形例的半剖视图。

图5是表示本公开的实施方式的充气轮胎的冠带层的局部放大俯视图。

具体实施方式

在图1示出本公开的实施方式的充气轮胎(以下称为“轮胎10”。)的沿着轮胎宽度方向和轮胎径向剖切的剖切面(即，从沿着轮胎周向的方向观察到的截面)的单侧。另外，图中箭头W表示轮胎10的宽度方向(轮胎宽度方向)，箭头R表示轮胎10的径向(轮胎径向)。这里所说的轮胎宽度方向是指与轮胎10的旋转轴线平行的方向。此外，轮胎径向是指与轮胎10的旋转轴线正交的方向。此外，附图标记CL表示轮胎10的赤道面(轮胎赤道面)。

此外，在本实施方式中，将沿着轮胎径向距轮胎10的旋转轴线较近的一侧记载为“轮胎径向内侧”，将沿着轮胎径向距轮胎10的旋转轴线较远的一侧记载为“轮胎径向外侧”。另一方面，将沿着轮胎宽度方向距轮胎赤道面CL较近的一侧记载为“轮胎宽度方向内侧”，将沿着轮胎宽度方向距轮胎赤道面CL较远的一侧记载为“轮胎宽度方向外侧”。

(轮胎)

图1示出组装于作为标准轮辋的轮辋30并填充了标准空气压力时的轮胎10。另外，这里所说的“标准轮辋”是指JATMA(日本汽车轮胎协会)的Year Book2017年版规定的轮辋。此外，上述标准空气压力是指与JATMA(日本汽车轮胎协会)的Year Book2017年版的最大负载能力对应的空气压力。

如图1所示，轮胎10包括一对胎圈部12、跨埋设于各个胎圈部12的胎圈芯12A且端部卡定于胎圈芯12A的胎体14、埋设于胎圈部12并从胎圈芯12A向轮胎径向外侧沿着胎体14的外表面延伸的胎圈填胶12B、设于胎体14的轮胎径向外侧的带束层40、在带束层40的轮胎径向外侧跨带束层40的轮胎宽度方向的端部40EW地配置的冠带层50、以及设于带束层40和冠带层50的轮胎径向外侧的胎面60。另外，在图1中仅图示了单侧的胎圈部12。

(胎圈部)

在一对胎圈部12中分别埋设有作为线束的胎圈芯12A。胎体14跨越上述的胎圈芯12A。胎圈芯12A能够采用截面为圆形、多边形状等的各种各样的构造。此外，作为多边形，能够采用例如六边形，但在本实施方式中设为四边形。

在胎圈部12中的由卡定于胎圈芯12A的胎体14包围的区域埋设有从胎圈芯12A向轮胎径向外侧延伸的胎圈填胶12B。

(胎体)

胎体14是由包覆橡胶包覆多根帘线而形成的轮胎骨架构件。胎体14从一个胎圈芯12A向另一个胎圈芯12A以环状延伸而构成轮胎的骨架。此外，胎体14的端部侧卡定于胎圈芯12A。具体地讲，胎体14通过其端部侧绕胎圈芯12A从轮胎宽度方向内侧向轮胎宽度方向外侧折回而被卡定。

另外，在本实施方式中，胎体14设为子午线胎体。此外，胎体14的材质没有特别的限定，能够采用人造丝、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、钢等。另外，从轻量化的方面考虑，优选为有机纤维帘线。此外，胎体的纬密设为20根/50mm～60根/50mm的范围，但并不限定于该范围。

在胎体14的轮胎宽度方向外侧设有胎侧橡胶16。胎侧橡胶16从胎圈部12向轮胎径向外侧延伸而形成轮胎10的胎侧部10A，与胎面60接合。此外，胎侧橡胶16形成为在胎肩部10B处其厚度逐渐减小。胎侧橡胶16的端部16E配置于后述的带束层40的轮胎径向内侧且是比带束层40的轮胎宽度方向端部40EW靠轮胎宽度方向内侧的位置。

另外，胎侧橡胶16的端部16E也可以配置于比带束层40的轮胎宽度方向端部40EW靠外侧的位置。在该情况下，带束层40的轮胎宽度方向端部40EW配置为不与胎侧橡胶16接触而是与胎体14的外周面接触。而且，胎侧橡胶16的端部16E也可以配置于比后述的冠带层50的轮胎宽度方向端部50EW靠外侧的位置。在该情况下，冠带层50的轮胎宽度方向端部50EW配置为不与胎侧橡胶16接触而是与胎体14的外周面接触。

(带束层)

在胎体14的轮胎径向外侧配设有带束层40。如图2所示，带束层40是一根树脂包覆帘线42在轮胎周向上以螺旋状卷绕于胎体14的外周面而形成的环状的箍(环箍)。树脂包覆帘线42的两端部42E1、42E2配置于轮胎周向上不同的位置。另外，“螺旋状”表示一根树脂包覆帘线42在胎体14的周围卷绕至少一周以上的状态。

如图3A所示，树脂包覆帘线42通过由包覆树脂42S包覆加强帘线42C而构成的，其截面设为大致正方形。包覆树脂42S借助橡胶、粘接剂与配置于轮胎径向内侧的胎体14和胎侧橡胶16的外周面接合。

此外，在轮胎宽度方向上相邻的包覆树脂42S彼此利用热熔接、粘接剂等一体地接合。由此形成利用包覆树脂42S包覆加强帘线42C而成的带束层40(树脂包覆带束层)。如图2所示，加强帘线42C的端面在树脂包覆帘线42的端部42E1、42E2处暴露。另外，树脂包覆帘线42的端部42E1、42E2相对于树脂包覆帘线的长度方向形成为大致直角。

包覆树脂42S所使用的树脂材料为热塑性树脂。不过，本公开的实施方式不限于此，例如作为树脂材料，除了热塑性弹性体、热固性树脂以及(甲基)丙烯酸类树脂、EVA树脂、聚氯乙烯树脂、氟类树脂、硅酮类树脂等通用树脂之外，还能够使用工程塑料(包含超级工程塑料)等。另外，这里的树脂材料不包含硫化橡胶。

热塑性树脂(包含热塑性弹性体)是指在温度上升的同时材料软化、流动而在冷却时变为比较硬的具有强度的状态的高分子化合物。在本说明书中，其中，将在温度上升的同时材料软化、流动而在冷却时变为比较硬的具有强度的状态且具有橡胶状弹性的高分子化合物设为热塑性弹性体。此外，将在温度上升的同时材料软化、流动而在冷却时变为比较硬的具有强度的状态且不具有橡胶状弹性的高分子化合物设为不是弹性体的热塑性树脂，与热塑性弹性体区分开。

作为热塑性树脂(包含热塑性弹性体)，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)及动态交联型热塑性弹性体(TPV)、以及聚烯烃类热塑性树脂、聚苯乙烯类热塑性树脂、聚酰胺类热塑性树脂及聚酯类热塑性树脂等。

热固性树脂是指在温度上升的同时形成三维的网孔构造并固化的高分子化合物，例如能列举出酚醛树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂等。

此外，本实施方式的带束层40的加强帘线42C设为钢丝帘线。该钢丝帘线将钢作为主要成分，能够含有碳、锰、硅、磷、硫、铜、铬等各种微量含有物。

另外，本公开的实施方式不限于此，作为带束层40的加强帘线42C，能够替代钢丝帘线而使用单丝帘线、将多个长丝捻合而成的帘线。此外，也可以使用芳纶等有机纤维、碳纤维等。加捻构造也可以采用各种设计，截面构造、加捻节距、加捻方向、相邻的长丝彼此间的距离也能够使用各种各样的设计。进而还可以采用将不同材质的长丝捻合而成的帘线，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。

(冠带层)

如图1所示，在带束层40的轮胎径向外侧配置有冠带层50。冠带层50分别配置于带束层40的轮胎宽度方向一侧的端部和轮胎宽度方向另一侧的端部这两个端部。冠带层50是对带束层40进行加强的加强构件(加强层)，跨带束层40的轮胎宽度方向的端部40EW地配置。

冠带层50是通过将包含多根纤维帘线而构成的一定宽度的带状的带状构件(加强构件)50A(参照图5)在轮胎周向上以直线状卷绕不到一周(一周以下)而形成的。在带状构件50A未形成长度方向端部彼此相互重叠的搭接部。即，冠带层50在整个轮胎周向上设为一层以下。

作为冠带层50所使用的纤维帘线，例如能够使用尼龙、聚酯、芳香族聚酰胺等有机纤维帘线。此外，也能够使用钢丝帘线。而且能够使用通常的充气轮胎所使用的公知的冠带层的材料。此外，本实施方式的冠带层50包含多根纤维帘线，但例如也可以由不含有纤维的树脂材料单体、橡胶单体的片状构件构成。

另外优选的是，将冠带层50的弯曲刚度设为带束层40的弯曲刚度以下，以追随胎面的变形。此外，冠带层50的帘线由橡胶或树脂包覆，但作为该树脂，优选选择热收缩(或热膨胀)较少的材料。作为热收缩较少的材料，例如能列举出EVA、PET、PPS等结晶性树脂、ABS、PS、AS、PC、PVC、PMMA等非晶性树脂。此外，也能够使用上述的热固性树脂。热固性树脂固化后的热收缩较少。

如图5所示，构成冠带层50的带状构件50A的宽度W1形成为比构成带束层40的树脂包覆帘线42的宽度W2宽。另外，带状构件50A的长度方向的端部相对于带状构件50A的长度方向以直角切断，但也可以相对于带状构件50A的长度方向倾斜地切断。

轮胎宽度方向一侧的冠带层50覆盖树脂包覆帘线42的一侧端部42E1和树脂包覆帘线42的与端部42E1的宽度方向内侧相邻的一部分。此外，轮胎宽度方向另一侧的冠带层50覆盖树脂包覆帘线42的另一侧端部42E2和树脂包覆帘线42的与端部42E2的宽度方向内侧相邻的一部分。

另外，也可以是，冠带层50的宽度形成为更宽，冠带层50设置为覆盖配置于端部42E1、42E2的宽度方向内侧的树脂包覆帘线42整体。

(胎面)

在带束层40和冠带层50的轮胎径向外侧设有胎面60。胎面60是在行驶过程中与路面接触的部位，在胎面60的接地面形成有多条沿轮胎周向延伸的周向槽62。周向槽62的形状、条数与对轮胎10要求的排水性、操纵稳定性等性能相应地适当设定。

(作用)

根据本实施方式的轮胎10，利用作为热塑性树脂的包覆树脂42S包覆加强帘线42C，来形成带束层40。与例如替代热塑性树脂而使用橡胶形成的带束层相比，使用热塑性树脂形成的带束层40的环刚度提高。因此，胎面60不易向沿着轮胎周向和轮胎宽度方向的环状面的面外变形，抑制了轮胎10的变形。

此外，与使用橡胶形成的带束层相比，使用热塑性树脂形成的带束层40的面内(即沿着轮胎周向和轮胎宽度方向的环状面内)剪切刚度提高。因此，在例如转弯行驶时等情况下，相对于沿轮胎宽度方向作用的剪切力而言，胎面60不易向面内变形。由此能够省略交叉带束层，因此轮胎的重量减轻，内压行驶时的操纵稳定性提高。

而且，通过将树脂包覆帘线42在轮胎周向上以螺旋状卷绕地形成，与将多个包覆帘线排列形成的情况相比，带束层的环刚度提高。由此进一步抑制了胎面60向面外变形。

此外，在带束层40的轮胎宽度方向端部配置有冠带层50。因此，能够抑制带束层40的轮胎宽度方向端部变形。冠带层50跨带束层40的轮胎宽度方向端部40EW地配置。因此，冠带层50对带束层40的轮胎宽度方向端部40EW的内侧和外侧(即，轮胎宽度方向的外侧和内侧)进行加强。由此，与例如冠带层50的轮胎宽度方向端的位置与带束层40的轮胎宽度方向端部40EW的位置一致的情况相比，轮胎10的轮胎宽度方向上的刚度变化变得平缓。因此，不易产生刚度阶差。

此外，冠带层50在轮胎周向上设为一层以下，未形成搭接部。因此，能够抑制在轮胎周向上形成刚度极端升高的部位。由此，能够抑制轮胎周向上的刚度阶差的产生。

此外，就本实施方式的轮胎10而言，在轮胎赤道面中，树脂包覆帘线42相对于轮胎周向的倾斜角度设为2°以下。因此，与树脂包覆帘线42相对于轮胎周向的倾斜角度大于2°的情况相比，树脂包覆帘线42的倾斜角度更靠近周向。因此，树脂包覆帘线42发挥作为箍(环箍)的功能，能够抑制胎面60的面外变形。此外，能够抑制高内压时的包覆树脂42S的蠕变。

另外，在本实施方式中，作为加强构件的冠带层50通过将带状构件50A在轮胎周向上以直线状卷绕超过一周(即，一周以上)而形成，但本公开的实施方式不限于此。加强构件像例如图5中单点划线所示的加强构件50B那样至少包覆树脂包覆帘线42的轮胎周向端部42E1、42E2即可。由此能够高效地对带束层40进行加强。

当胎面60和带束层40在轮胎制造等时发热或者从轮胎径向内侧受到压力时，树脂包覆帘线42欲沿着轮胎周向线膨胀。此时，由于在轮胎宽度方向上相邻的树脂包覆帘线42彼此相互粘接，因此约束相互的膨胀。

然而，轮胎宽度方向上的最外侧的树脂包覆帘线42仅从轮胎宽度方向的内侧受到约束力。此外，由于胎面60抑制树脂包覆帘线42的直径生长(即，曲率的增大)，因此沿周向的变形集中于树脂包覆帘线42的轮胎周向端部42E1、42E2。

因此，树脂包覆帘线42的轮胎周向端部的变形比其他部分的变形大。通过利用加强构件50B对该变形较大的周向端部42E1、42E2进行加强，从而能够抑制周向端部42E1、42E2自树脂包覆帘线42的其他部分剥离。

此外，在本实施方式中，带束层由一层形成，但本公开的实施方式不限于此，带束层也可以设置两层以上。

例如也可以是，如图4所示，在带束层40的轮胎径向外侧设置交叉带束层46。作为交叉带束层46中的包覆加强帘线(未图示)的材料，既可以使用橡胶，也可以使用树脂。即，在设有多层带束层的情况下，在至少一层中使用树脂作为包覆加强帘线的材料即可。

交叉带束层46的轮胎宽度方向端部46EW形成于比带束层40的轮胎宽度方向端部40EW靠轮胎宽度方向内侧的位置。在这样设有多层带束层的情况下，为了使刚度变化变得平缓，优选将各个带束层(带束层40、交叉带束层46)的轮胎宽度方向端部的位置错开地配置。

此外，更优选的是，将配置于轮胎径向外侧的带束层(交叉带束层46)的轮胎宽度方向端部46EW配置于比配置于轮胎径向外侧的带束层(带束层40)的轮胎宽度方向端部40EW靠轮胎宽度方向内侧的位置。

而且，冠带层50跨交叉带束层46的轮胎宽度方向端部46EW和带束层40的轮胎宽度方向端部40EW地配置较佳。由此，能够在对交叉带束层46和带束层40进行加强的同时抑制刚度阶差的产生。

此外，在本实施方式中，带束层40通过将由包覆树脂42S包覆一根加强帘线42C而形成的大致正方形的树脂包覆帘线42卷绕于胎体14的外周面而形成，但本公开的实施方式不限于此。

例如也可以是，如图3B所示，带束层40通过将由包覆树脂44S包覆多根加强帘线44C而形成的截面为大致平行四边形的树脂包覆帘线44卷绕于胎体14的外周面而形成。

此外，只要树脂包覆帘线42在胎体14的周围至少卷绕一周以上(即，只要以螺旋状卷绕)，则树脂包覆帘线42就既可以仅使用一根，也可以使用例如两根以上。这样，本公开能够以各种各样的形式实施。

2018年5月14日提出申请的日本特许出愿2018-093002号的公开整体通过参照编入到本说明书中。本说明书所记载的所有文献、发明专利申请和技术标准通过参照编入本说明书中，所谓通过参照编入各个文献、发明专利申请和技术标准即等同于具体且分别地记述了它们。

Claims

1.一种充气轮胎，其中，

该充气轮胎包括：

一对胎圈芯；

胎体，其跨所述一对胎圈芯地形成；

带束层，其在所述胎体的轮胎径向外侧将由树脂包覆帘线而形成的包覆帘线以螺旋状卷绕而形成；以及

加强构件，其在所述带束层的轮胎径向外侧跨所述带束层的轮胎宽度方向端部地配置。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，

所述加强构件至少包覆所述包覆帘线的轮胎周向端部。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，

在轮胎赤道面中，所述包覆帘线相对于轮胎周向的倾斜角度设为2°以下。