CN112154074A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

充气轮胎具有：胎体，其是由涂覆橡胶包覆帘线而成的；胎圈芯和胎圈填胶中的至少一者，其与胎体相对的外表面由比涂覆橡胶硬的树脂形成；以及缓冲层，其配置于涂覆橡胶与树脂之间，用于减小在涂覆橡胶中产生的剪切应变。

Description

充气轮胎
技术领域
本公开涉及一种这样的充气轮胎：具有外表面为树脂材料的胎圈填胶和胎圈芯中的至少一者，并且具有由涂覆橡胶包覆帘线而成的胎体帘布。
背景技术
作为安装于汽车的充气轮胎，有一种由涂覆橡胶包覆帘线而成的胎体帘布在胎圈填胶和胎圈芯处折回的充气轮胎(例如参照日本实开平9－366号公报、日本特开平2－151510号公报)。
发明内容
发明要解决的问题
然而，在轮胎负载滚动而使轮胎发生变形时，夹在胎体与胎圈芯之间的涂覆橡胶和夹在胎体的帘线与胎圈填胶之间的涂覆橡胶产生剪切应变。例如在充气轮胎的载荷正下方，在胎体与胎圈填胶之间或胎体与胎圈芯之间产生轮胎径向的剪切应变，在踩入部分和蹬出部分产生轮胎周向的剪切应变。
若胎圈填胶和胎圈芯为了确保弯曲刚度等而使用较硬的树脂，则其与包覆胎体的帘线的涂覆橡胶的弹性模量(作为一例是拉伸弹性模量)之差变大，在胎体与胎圈填胶之间或胎体与胎圈芯之间产生的剪切应变增大，涂覆橡胶有可能剥离，有改善的余地。
本公开考虑到上述事实，其目的在于，提供一种能够减小在胎体的涂覆橡胶中产生的剪切应变的充气轮胎。
用于解决问题的方案
第1技术方案的充气轮胎具有：胎体，其是由涂覆橡胶包覆帘线而成的；胎圈芯和胎圈填胶中的至少一者，其与所述胎体相对的外表面由比所述涂覆橡胶硬的树脂形成；以及缓冲层，其配置于所述涂覆橡胶与所述树脂之间，用于减小在所述涂覆橡胶中产生的剪切应变。
涂覆橡胶与胎圈芯之间的拉伸弹性模量之差和涂覆橡胶与胎圈填胶之间的拉伸弹性模量之差越大，则该剪切应变越大。例如若为了使胎圈填胶小型化而在胎圈填胶使用较硬的树脂，则上述的剪切应变增大，存在胎体的涂覆橡胶容易剥离的担心。
在第1技术方案的充气轮胎中，由于在涂覆橡胶与树脂之间配置有用于减小剪切应变的缓冲层，因此与未配置缓冲层的情况相比，能够减小在胎体的涂覆橡胶中产生的剪切应变。由此，能够抑制由剪切应变引起的胎体的涂覆橡胶的剥离。
发明的效果
如以上说明的那样，根据本公开的充气轮胎，具有能够抑制胎体的涂覆橡胶剥离的优异效果。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的充气轮胎的沿着充气轮胎旋转轴线的剖视图。
图2是胎体帘布、缓冲层及胎圈填胶的剖视图。
图3是胎体帘布、缓冲层及胎圈芯的剖视图。
具体实施方式
使用图1～图3说明本发明的一实施方式的充气轮胎10。
如图1所示，本实施方式的充气轮胎10例如是轿车所使用的所谓子午线充气轮胎，具备埋设有胎圈芯12的一对胎圈部20，由一张胎体帘布14构成的胎体16跨越一个胎圈部20与另一个胎圈部20之间。另外，图1示出安装于标准轮辋19的充气轮胎10的空气填充前(内压＝大气压)的自然状态的形状。
胎体帘布14通过由涂覆橡胶13B(在图1中未图示。参照图2)包覆沿充气轮胎10的子午线方向延伸的多根帘线13A(在图1中未图示。参照图2)而形成。即，本实施方式的充气轮胎10是所谓的子午线充气轮胎。胎体帘布14的帘线13A的材料例如是PET，但也可以是以往公知的其他材料。
胎体帘布14的轮胎宽度方向的端部部分在胎圈芯12处向轮胎径向外侧折回。就胎体帘布14而言，将从一个胎圈芯12跨到另一个胎圈芯12的部分称为主体部14A，并将自胎圈芯12折回的部分称为折回部14B。
在胎体帘布14的主体部14A与折返部14B之间配置有胎圈填胶18，该胎圈填胶18的厚度从胎圈芯12朝向轮胎径向外侧逐渐减小。另外，在本实施方式的充气轮胎10中，比胎圈填胶18的轮胎径向外侧端18A靠轮胎径向内侧的部分设为胎圈部20。
(胎圈芯)
本实施方式的胎圈芯12由包覆层12A包覆胎圈帘线12B而成。作为一例，本实施方式的胎圈芯12通过将一根胎圈帘线12B在轮胎周向上卷绕多次并且利用熔接将相邻的胎圈帘线12B的包覆层12A彼此接合而形成，所述胎圈帘线12B被由包覆用树脂材料形成的包覆层12A包覆并且与该包覆层12A接合。换言之，本实施方式的胎圈芯12是外表面为包覆层12A且在内部埋设有胎圈帘线12B的构造。
在此，作为胎圈帘线12B，可以使用金属纤维、有机纤维等单丝(单股线)或者将金属纤维、有机纤维加捻而成的复丝(多股线)。作为金属纤维，可以使用钢丝纤维等，作为有机纤维，可以使用芳香族聚酰胺纤维、脂肪族聚酰胺(尼龙)纤维等。另外，金属纤维、有机纤维不限定于上述的纤维。在本实施方式中，作为胎圈帘线12B，使用钢丝单丝。
在本实施方式中，包覆层12A由具有热塑性的热塑性材料(例如热塑性树脂、热塑性弹性体等)形成。另外，包覆层12A由与包覆胎体帘布14的帘线13A的涂覆橡胶13B相比拉伸弹性模量较高的包覆用树脂材料形成。
(胎圈填胶)
本实施方式的胎圈填胶18由树脂材料形成，作为一例，由具有热塑性的热塑性材料(例如热塑性树脂、热塑性弹性体等)形成。
胎圈填胶18既可以由与形成包覆层12A的包覆用树脂材料相同种类的材料形成，也可以由与形成包覆层12A的包覆用树脂材料不同种类的材料形成。
胎圈填胶18为了确保胎圈部20的弯曲刚度，而由与胎侧橡胶层24A和胎侧橡胶层24B相比拉伸弹性模量较高(换言之是较硬)的树脂材料形成。另外，胎圈填胶18由与包覆胎体帘布14的帘线13A的涂覆橡胶13B相比拉伸弹性模量较高的树脂材料形成。
(缓冲层)
如图1～图3所示，胎圈芯12的外周面和胎圈填胶18的外周面被由弹性材料制成的片状的缓冲层21覆盖。换言之，在胎圈芯12与胎体帘布14之间和胎圈填胶18与胎体帘布14之间配置有片状的缓冲层21。
缓冲层21由弹性材料形成，该弹性材料所具有的拉伸弹性模量处于形成胎圈填胶18的树脂材料与包覆胎体帘布14的帘线13A的涂覆橡胶13B之间。缓冲层21能够由橡胶材料、树脂材料、将橡胶材料和树脂材料混合而成的材料等形成，但优选由橡胶材料形成。另外，在由橡胶材料形成缓冲层21的情况下，优选由与涂覆橡胶13B相同种类的橡胶材料形成。
另外，在由树脂材料形成缓冲层21的情况下，作为该树脂材料，既可以使用与形成胎圈芯12的包覆层12A的包覆用树脂材料和形成胎圈填胶18的树脂材料相同种类的树脂材料，也可以使用不同种类的树脂材料。
缓冲层21只要至少与胎圈芯12的包覆层12A接触的部分和与胎圈填胶18接触的部分由橡胶材料或树脂材料形成，就可以在内部埋设加强用的纤维等。
另外，作为一例，胎体帘布14的涂覆橡胶13B的拉伸弹性模量(杨氏模量)设定在10MPa～200MPa的范围内。
形成胎圈芯12的包覆层12A的树脂材料的拉伸弹性模量比涂覆橡胶13B的拉伸弹性模量高，作为一例设定在100～1000的范围内。
形成胎圈填胶18的树脂材料的拉伸弹性模量比涂覆橡胶13B的拉伸弹性模量高，作为一例设定在100～1000的范围内。
作为一例，缓冲层21的拉伸弹性模量设定在10MPa～200MPa的范围内。
涂覆橡胶13B和缓冲层21的拉伸弹性模量的值不限制在上述数值范围内，既可以某一者较硬，也可以相同。
胎圈芯12的包覆层12A和胎圈填胶18的拉伸弹性模量的值不限制在上述数值范围内，既可以某一者较硬，也可以相同。
另外，优选的是，缓冲层21的厚度设定在0.5mm～3.0mm的范围内。
在胎体16的充气轮胎内侧配置有由橡胶制成的内衬层22。另一方面，在胎体16的轮胎宽度方向外侧，在轮胎径向外侧配置有胎侧橡胶层24A，在轮胎径向内侧配置有胎侧橡胶层24B。另外，胎侧橡胶层24B的一部分在胎圈芯12的径向内侧折回而延伸到轮胎内表面的一部分。
在本实施方式中，由胎圈芯12、胎体16、胎圈填胶18、内衬层22、胎侧橡胶层24A及胎侧橡胶层24B构成外胎(tire case)25。换言之，外胎25是形成充气轮胎10的骨架的充气轮胎骨架构件。
(带束)
在胎体16的胎冠部的外侧换言之是胎体16的轮胎径向外侧配置有带束26。本实施方式的带束26在以沿着旋转轴线的截面观察时形成为平坦，换言之，带束26从宽度方向一端朝向另一端形成为直线状，除了宽度方向两侧的一部分之外都紧贴于胎体16的外周面。本实施方式的带束26通过卷绕由树脂32包覆多根(在本实施方式中是两根)加强帘线30而成的树脂包覆帘线34而形成。另外，之后说明带束26的制造方法。
优选的是，带束26的加强帘线30使用比胎体帘布14的帘线粗且强度(抗拉强度)大的帘线。带束26的加强帘线30能够由金属纤维、有机纤维等单丝(单股线)或者将金属纤维、有机纤维等加捻而成的复丝(多股线)构成。本实施方式的加强帘线30是钢丝帘线。作为加强帘线30，例如能够使用直径为0.225mm的“1×5”的钢丝帘线，但也能够使用以往公知的其他构造的钢丝帘线。
包覆加强帘线30的树脂32使用与构成胎侧橡胶层24A、24B的橡胶材料和构成后述的胎面36的橡胶材料相比拉伸弹性模量较高的树脂材料。作为包覆加强帘线30的树脂32，能够使用具有弹性的热塑性树脂、热塑性弹性体(TPE)及热固性树脂等。考虑到行驶时的弹性和制造时的成形性，优选使用热塑性弹性体。
作为热塑性弹性体，能够列举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。
另外，作为热塑性树脂，能够列举聚氨酯树脂、聚烯烃树脂、氯乙烯树脂、聚酰胺树脂等。而且，作为热塑性树脂材料，例如能够使用ISO75-2或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、同样是JIS K7113所规定的拉伸断裂伸长率为50％以上且JIS K7206所规定的维卡软化温度(A法)为130℃以上的材料。
包覆加强帘线30的树脂32的拉伸弹性模量(JIS K7113：1995所规定)优选为50MPa以上。另外，包覆加强帘线30的树脂32的拉伸弹性模量的上限优选为1000MPa以下。另外，包覆加强帘线30的树脂32的拉伸弹性模量特别优选为200MPa～500MPa的范围内。
优选的是，本实施方式的带束26的厚度尺寸比加强帘线30的直径尺寸大，换言之，优选的是，加强帘线30完全埋设于树脂32中。在充气轮胎10为轿车用的情况下，具体而言，带束26的厚度尺寸优选为0.70mm以上。
(冠带)
带束26的轮胎宽度方向的端部26A附近由带状的冠带层38从轮胎径向外侧覆盖。优选的是，冠带层38从轮胎径向外侧至少覆盖带束26的轮胎宽度方向最外侧的加强帘线30，在本实施方式中，直到从轮胎宽度方向最外侧数第二个加强帘线30为止由冠带层38覆盖。另外，冠带层38以从轮胎宽度方向外侧覆盖带束26的端部26A的方式延伸至比带束26的端部26A靠轮胎宽度方向外侧的位置。
作为冠带层38，例如能够使用将多根帘线(未图示)平行地排列并用橡胶涂覆该帘线而成的材料。作为冠带层38所使用的帘线，例如能够列举有机纤维帘线、钢丝帘线。在冠带层38使用钢丝帘线的情况下，使用与带束26所使用的帘线相比弯曲刚度较低的帘线，换言之，使用比带束26所使用的帘线细的帘线。另外，冠带层38也可以替代帘线而使用由纤维等制成的织物或无纺布。另外，冠带层38也可以使用由树脂包覆帘线、织物或无纺布而成的材料。
而且，冠带层38也可以仅由橡胶材料或树脂材料构成。在该情况下，构成冠带层38的橡胶材料或树脂材料使用这样的材料：该材料所具有的拉伸弹性模量处于包覆加强帘线30的树脂32与构成胎侧橡胶层24的橡胶材料和构成胎面36的橡胶材料之间。另外，虽然在本实施方式中利用冠带层38仅覆盖带束26的端部26A附近，但根据需要，也可以利用宽度形成得较宽的至少一张冠带层38从轮胎径向外侧覆盖带束26整体。
(胎面)
在带束26的轮胎径向外侧配置有由橡胶材料制成的胎面36。胎面36所使用的第2橡胶材料使用以往一般公知的材料。在胎面36形成有排水用的槽37。另外，胎面36的花纹也使用以往一般公知的花纹。
沿着轮胎轴向测量的带束26的宽度BW优选为沿着轮胎轴向测量的胎面36的接地宽度TW的75％以上。另外，带束26的宽度BW的上限优选为接地宽度TW的110％。
在此，胎面36的接地宽度TW是此时的宽度：将充气轮胎10安装于JATMA YEAR BOOK(2018年度版、日本汽车充气轮胎协会标准)所规定的标准轮辋，填充与JATMA YEAR BOOK中的应用规格、层级的最大负载能力(内压－负载能力对应表的粗字载荷)对应的空气压力(最大空气压力)的100％的内压，在静止的状态下以旋转轴线与水平的平板平行的方式配置，施加与最大的负载能力对应的质量。另外，在使用地或者制造地应用TRA标准、ETRTO标准的情况下，遵照各自的标准。
另外，带束26的面内剪切刚度优选为由橡胶包覆帘线而成的以往构造的带束的面内剪切刚度以上。
(作用和效果)
接下来说明本实施方式的充气轮胎10的作用和效果。
在本实施方式的充气轮胎10中，由于在胎体帘布14的涂覆橡胶13B与胎圈芯12的包覆层12A之间和涂覆橡胶13B与胎圈填胶18之间配置有减小剪切应变的缓冲层21，拉伸弹性模量(刚度)逐渐变化，因此与未配置缓冲层21的情况相比，能够减小在胎体帘布14的涂覆橡胶13B中产生的剪切应变。由此，能够抑制由剪切应变引起的胎体帘布14的涂覆橡胶13B的剥离(由于涂覆橡胶13B产生龟裂)。
在本实施方式的充气轮胎10中，由于由橡胶形成缓冲层21，因此缓冲层21与胎体帘布14的涂覆橡胶13B成为橡胶彼此的接合，能够提高缓冲层21与涂覆橡胶13B的接合强度。
另外，在由树脂材料形成缓冲层21的情况下，缓冲层21与胎圈芯12的包覆层12A的接合和缓冲层21与胎圈填胶18的接合成为树脂彼此的接合，能够提高缓冲层21与胎圈芯12的包覆层12A的接合强度和缓冲层21与胎圈填胶18的接合强度。
[其他实施方式]
以上说明了本发明的一实施方式，但本发明不限定于上述方式，除了上述方式以外，当然也能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形来实施。
缓冲层21不限于由单一的材料形成，也可以具有由拉伸弹性模量不同的材料制成的多个层。在该情况下关于拉伸弹性模量优选的是，将涂覆橡胶13B侧的层的弹性模量设定为比形成胎圈填胶18的材料或形成胎圈芯12的包覆层12A的材料侧的层的弹性模量低，以使拉伸弹性模量从涂覆橡胶13B朝向形成胎圈填胶18的材料或形成胎圈芯12的包覆层12A的材料逐渐升高。
上述实施方式的胎圈填胶18由树脂材料形成，但也可以由橡胶材料形成。另外，上述本实施方式的胎圈芯12的包覆层12A由包覆用树脂材料形成，但也可以由橡胶材料形成。
另外，本发明的构造也能够应用于利用加强橡胶对胎侧部进行了加强的缺气保用充气轮胎，也能够应用于安装于除轿车用以外的车的充气轮胎。
2018年5月30日提出申请的日本特许出愿2018-103628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 (3)

1.一种充气轮胎，其中，
该充气轮胎具有：
胎体，其是由涂覆橡胶包覆帘线而成的；
胎圈芯和胎圈填胶中的至少一者，其与所述胎体相对的外表面由比所述涂覆橡胶硬的树脂形成；以及
缓冲层，其配置于所述涂覆橡胶与所述树脂之间，用于减小在所述涂覆橡胶中产生的剪切应变。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，
所述缓冲层由橡胶形成。
3.根据权利要求2所述的充气轮胎，其中，
所述缓冲层由比所述涂覆橡胶耐受剪切变形的橡胶形成。
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