CN112334327A - 轮胎 - Google Patents
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Abstract
轮胎包括:环状的外胎;带束层,其设于外胎的外周,将用树脂包覆加强帘线而构成的树脂包覆帘线沿轮胎周向呈螺旋状卷绕于外胎的外周并接合于外胎,并且将树脂包覆帘线的在轮胎轴向上彼此相邻的部分相互接合从而形成该带束层;以及冠带层,其设于带束层的至少轮胎轴向端部侧的轮胎径向外侧,将用橡胶包覆纤维帘线而构成的橡胶包覆帘线沿轮胎周向呈螺旋状卷绕于带束层的轮胎轴向端部侧的外周从而形成该冠带层,在沿轮胎径向观察时,树脂包覆帘线与橡胶包覆帘线交叉。
Description
技术领域
本公开涉及一种轮胎。
背景技术
在日本特开2014-210487号公报中公开了具有将加强帘线构件(以下称为“树脂包覆帘线”)沿轮胎周向呈螺旋状卷绕并接合于轮胎骨架构件的外周而得到的带束层的结构,该加强帘线构件是用包覆树脂包覆加强帘线而成的。
发明内容
发明要解决的问题
在像上述现有技术那样将树脂包覆帘线呈螺旋状卷绕并接合而形成带束层的情况下,有时会在带束层的轮胎轴向端部上设有将用橡胶包覆纤维帘线而成的橡胶包覆帘线呈螺旋状卷绕而形成的冠带层,以抑制在带束层的轮胎轴向端部产生不良情况。
在该情况下,在轮胎接地时,会从冠带层(橡胶包覆帘线)的轮胎轴向内侧端部对位于其轮胎径向内侧的树脂包覆帘线作用剪切应力。因而,从轮胎的耐久性的观点出发,构成冠带层的橡胶包覆帘线的配置存在设计的余地。
本公开的目的在于提高具有将树脂包覆帘线呈螺旋状卷绕而构成的带束层的轮胎的耐久性。
用于解决问题的方案
本公开的轮胎包括:环状的轮胎骨架构件;带束层,将用包覆树脂包覆加强帘线而构成的树脂包覆帘线沿轮胎周向呈螺旋状卷绕于所述轮胎骨架构件的外周并接合于所述轮胎骨架构件,并且将所述树脂包覆帘线的在轮胎轴向上彼此相邻的部分相互接合从而形成该带束层;以及冠带层,将长条状的帘线构件沿轮胎周向呈螺旋状卷绕于该带束层的至少轮胎轴向端部的外周从而形成该冠带层,在沿轮胎径向观察时,所述树脂包覆帘线与所述帘线构件交叉。
在该轮胎中,将树脂包覆帘线呈螺旋状卷绕于轮胎骨架构件的外周(轮胎径向外侧)并接合于轮胎骨架构件,并且将相邻的树脂包覆帘线相互接合从而形成带束层。在该带束层的至少轮胎轴向端部的外周(轮胎径向外侧)形成有冠带层。通过将长条状的帘线构件呈螺旋状卷绕于带束层上并接合于带束层从而形成冠带层。
在该轮胎中,在接地时最大拉伸载荷所作用的带束层的轮胎轴向外侧端部侧的轮胎径向外侧设有冠带层,因此能够防止或者抑制带束层的轮胎轴向外侧端部的不良情况的产生。即,通过在该带束层的至少轮胎轴向外侧端部的轮胎径向外侧配置橡胶包覆帘线,从而能够提高带束层的该部分的树脂包覆帘线相互间的接合强度。
另一方面,在像该轮胎这样将冠带层(帘线构件)呈螺旋状卷绕于带束层上的情况下,在轮胎接地时会沿着冠带层(帘线构件)的轮胎轴向内侧端部对树脂包覆帘线作用剪切应力。特别是,在沿轮胎径向观察时帘线构件的延伸方向与树脂包覆帘线的延伸方向一致(平行)时,有可能导致剪切应力沿着树脂包覆帘线(加强帘线)集中。
但是,在本轮胎中,由于在沿轮胎径向观察时树脂包覆帘线与帘线构件交叉地配置,因此缓和了在轮胎接地时从冠带层的轮胎轴向端部对树脂包覆帘线作用的剪切应力沿着树脂包覆帘线(加强帘线)集中的情况。其结果为,轮胎的耐久性上升。
发明的效果
根据本公开,能够提高具有将树脂包覆帘线呈螺旋状卷绕而构成的带束层的轮胎的耐久性。
附图说明
图1是表示第1实施方式的轮胎的轮胎径向剖视图。
图2是表示第1实施方式的轮胎的带束层与冠带层的层叠状态的轮胎径向视图。
图3是表示第2实施方式的轮胎的轮胎径向剖视图。
图4是表示第2实施方式的轮胎的带束层与冠带层的层叠状态的轮胎径向视图。
图5是表示第3实施方式的轮胎的轮胎径向剖视图。
图6是表示第3实施方式的轮胎的带束层与冠带层的层叠状态的轮胎径向视图。
图7是表示其他例子的轮胎的带束层与冠带层的层叠状态的轮胎径向视图。
具体实施方式
[第1实施方式]
以下,基于附图说明本发明的第1实施方式。在各图中,用箭头S表示轮胎周向,用箭头W表示轮胎轴向(也可以换称为轮胎宽度方向),用箭头R表示轮胎径向。轮胎轴向是指与轮胎旋转轴线平行的方向。
此外,将在轮胎轴向上远离轮胎赤道面CL的那一侧设为“轮胎轴向外侧”、将在轮胎轴向上靠近轮胎赤道面CL的那一侧设为“轮胎轴向内侧”地进行说明。并且,将在轮胎径向上远离轮胎轴线的那一侧设为“轮胎径向外侧”,将在轮胎径向上靠近轮胎轴线的那一侧设为“轮胎径向内侧”。
各部分的尺寸测量方法依据JATMA(日本汽车轮胎协会)发行的2016年度版YEARBOOK中记载的方法。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。
(轮胎)
使用图1和图2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的子午线轮胎,其具备埋设有胎圈芯12的一对胎圈部20,由一张胎体帘布层14构成的胎体16跨一个胎圈部20与另一个胎圈部(未图示)之间。另外,图1示出了充气轮胎10的填充空气前的自然状态的形状。
胎体帘布层14是用贴胶用胶料(未图示)包覆沿充气轮胎10的子午线方向延伸的多根帘线(未图示)而形成的。即,本实施方式的充气轮胎10是所谓的子午线轮胎。胎体帘布层14的帘线的材料例如是PET,也可以是以往公知的其他的材料。
胎体帘布层14的轮胎轴向的端部部分在胎圈芯12处向轮胎径向外侧折回。胎体帘布层14的从一个胎圈芯12跨另一个胎圈芯(未图示)的部分被称为主体部14A,自胎圈芯12折回的部分被称为折回部14B。
在胎体帘布层14的主体部14A与折回部14B之间配置有胎圈填胶18,该胎圈填胶18随着从胎圈芯12朝向轮胎径向外侧去厚度逐渐减小。另外,在充气轮胎10中将比胎圈填胶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。
在胎体16的轮胎内侧配置有由橡胶形成的内衬层22,在胎体16的轮胎轴向外侧配置有由第1橡胶材料形成的胎侧橡胶层24。
另外,在本实施方式中,由胎圈芯12、胎体16、胎圈填胶18、内衬层22及胎侧橡胶层24来构成外胎25。外胎25换言之是形成充气轮胎10的骨架的轮胎骨架构件。
(带束层)
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层26,带束层26密合于胎体16的外周面。带束层26是通过卷绕用树脂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而形成的。树脂32相当于“包覆树脂”。
带束层26的加强帘线30优选使用比胎体帘布层14的帘线粗并且强度(抗拉强度)较大的材料。带束层26的加强帘线30能够由金属纤维、有机纤维等单丝(单股线)或者对这些纤维进行加捻而成的复丝(捻线)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使用拉伸弹性模量比构成胎侧橡胶层24的橡胶和构成后述的胎面36的第2橡胶材料的拉伸弹性模量高的树脂材料。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)以及热固性树脂等。考虑到车辆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,能列举出聚烯烃系热塑性弹性体(TPO)、聚苯乙烯系热塑性弹性体(TPS)、聚酰胺系热塑性弹性体(TPA)、聚氨酯系热塑性弹性体(TPU)、聚酯系热塑性弹性体(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℃以上并且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%以上并且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100MPa以上。此外,包覆加强帘线30的树脂32的拉伸弹性模量的上限优选设为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设在200MPa~700MPa范围内。
优选的是,如图1所示,本实施方式的带束层26的厚度尺寸t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。在充气轮胎10为轿车用途的情况下,带束层26的厚度尺寸t具体优选设为0.70mm以上。
在带束层26的径向外侧形成有冠带层40。冠带层40是将橡胶包覆帘线42呈螺旋状配置在带束层26上而成的,该橡胶包覆帘线42是用橡胶包覆纤维帘线(未图示)的外侧而成的。该橡胶包覆帘线42相当于“帘线构件”。
如图2所示,橡胶包覆帘线42在从呈螺旋状配置在胎体上的树脂包覆帘线34的轮胎轴向一端部34A的上部到轮胎轴向另一端部34B的上部的范围在带束层26(树脂包覆帘线34)上沿着与树脂包覆帘线34的卷绕方向相反的方向卷绕。另外,在图2中,为了便于理解,对配置在树脂包覆帘线34上的橡胶包覆帘线42标注阴影线。后述的图4、图6、图7也相同。
即,如图2所示,在沿轮胎径向观察时,树脂包覆帘线34自轮胎周向向轮胎轴向一端部侧倾斜,另一方面橡胶包覆帘线42自轮胎周向向轮胎轴向另一端部侧倾斜。
其结果为,在沿轮胎径向观察时,树脂包覆帘线34与橡胶包覆帘线42所成的交叉角度为θ1。
此外,针对构成冠带层40的橡胶包覆帘线42而言,在轮胎轴向上相邻的橡胶包覆帘线相互分离开预定距离地配置。即,多个橡胶包覆帘线42在轮胎轴向上空开距离D的间隔地呈螺旋状卷绕。
如图1所示,在冠带层40的轮胎径向外侧配置有由第2橡胶材料形成的胎面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。此外,胎面36的花纹也使用以往一般公知的花纹。
沿着轮胎轴向测量到的带束层26的宽度BW优选为沿着轮胎轴向测量到的胎面36的接地宽度TW的75%以上。另外,带束层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是指如下时候的数据,即,将充气轮胎10安装于JATMAYEAR BOOK(2018年度版、日本汽车轮胎协会标准)所规定的标准轮辋,填充与JATMA YEARBOOK中的应用尺寸·轮胎层级的最大负载能力(内压-负载能力对应表的粗字载荷)相对应的空气压力(最大空气压力)的100%的内压,配置为在静止的状态下使旋转轴线与水平的平板平行,并且施加与最大的负载能力相对应的质量。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。
此外,带束层26的面内剪切刚度优选为通过橡胶包覆而形成的带束层的面内剪切刚度以上。
(作用、效果)
接着,说明本实施方式的充气轮胎10的作用、效果。
在本实施方式的充气轮胎10中,通过将树脂包覆帘线34呈螺旋状卷绕并将在轮胎轴向上相邻的树脂包覆帘线34相互接合从而形成带束层26,但由于在该带束层26的轮胎径向外侧设有冠带层40,因此树脂包覆帘线34相互间的接合强度上升。
特别是,由于冠带层40形成在带束层26的轮胎轴向上的整个区域,因此在带束层26的轮胎轴向上的整个区域中树脂包覆帘线34相互间的接合强度进一步上升。
此外,在该充气轮胎10接地时,会对位于构成冠带层40的橡胶包覆帘线42的轮胎轴向内侧端部、例如位于橡胶包覆帘线42的区域A的轮胎径向内侧的树脂包覆帘线34作用剪切应力。
但是,树脂包覆帘线34(加强帘线30)和橡胶包覆帘线42形成为在沿轮胎径向观察时自轮胎周向分别向相反侧倾斜,两者配置为以交叉角度θ1交叉。
即,与树脂包覆帘线34和橡胶包覆帘线42的相对于轮胎周向的倾斜角度一致的情况(交叉角度=0度的情况)相比较,缓和了从橡胶包覆帘线42的轮胎轴向端部对位于轮胎径向内侧的树脂包覆帘线34作用的剪切应力的集中(将剪切应力分散),并且树脂包覆帘线34相互间的接合强度上升。
并且,构成冠带层40的橡胶包覆帘线42与在轮胎轴向上与之相邻的橡胶包覆帘线42空开预定间隔地卷绕于带束层26(以下称为“间隔卷绕”)。因而,与橡胶包覆帘线与在轮胎轴向上与之相邻的橡胶包覆帘线抵接的情况(以下称为“连续卷绕”)相比较,在螺旋卷绕时,在沿轮胎径向观察时相对于轮胎周向易于带有较大的角度。其结果,在将树脂包覆帘线34和橡胶包覆帘线42夹着轮胎周向沿相反方向配置的情况下,能够使交叉角度θ1增加。
其结果为,进一步缓和了从橡胶包覆帘线42的轮胎轴向端部对位于轮胎径向内侧的树脂包覆帘线34作用的剪切应力的集中(将剪切应力分散),并且树脂包覆帘线34相互间的接合强度进一步上升。
此外,通过将橡胶包覆帘线42间隔卷绕,从而与连续卷绕的情况相比较,能够抑制冠带层40(橡胶包覆帘线42)的使用量、即材料的使用量,并且使充气轮胎10轻量化。
并且,由于冠带层40(橡胶包覆帘线42)也配置在带束层26的轮胎轴向中央部(轮胎赤道面CL附近)上,因此所谓的“突起跨越性”优异。
此外,由于在带束层26的轮胎轴向上的整个宽度范围设有冠带层40(橡胶包覆帘线42),因此在环箍效应的作用下安装有充气轮胎10的汽车的操纵稳定性优异。
另一方面,由于将冠带层40的橡胶包覆帘线42间隔卷绕,因此与连续卷绕的橡胶包覆帘线相比较能抑制针对带束层26的环箍效应,能抑制安装有充气轮胎10的汽车的乘坐舒适性的恶化。
并且,在充气轮胎10中,由于带束层26是单层构造,因此与以往的由两张以上的带束层片构成的情况相比较,能够使带束层26的厚度较薄,相应地能够使胎面36的厚度较厚,并且能够使槽37的深度较深。由此,也能够延长充气轮胎10的寿命。
此外,就充气轮胎10的带束层26而言,加强帘线30呈螺旋状卷绕,在圆周上没有加强帘线30在轮胎径向上重叠的部分,在轮胎周向上厚度较均匀,因此充气轮胎10的均匀性优异。
在带束层26的厚度t换言之是树脂32的厚度小于0.7mm时,有可能无法使埋设在树脂32中的加强帘线30较粗而获得环箍效应。
此外,在带束层26的宽度BW小于胎面36的接地宽度TW的75%时,带束层26的环箍效应不充分,有可能难以抑制胎肩39附近的噪声的产生。另一方面,在带束层26的宽度BW大于胎面36的接地宽度TW的100%时,环箍效应处于已达到极限的状态,带束层26成为所需程度以上的宽度,导致充气轮胎10的重量增加。
在本实施方式的充气轮胎10中,利用由树脂32对呈螺旋状卷绕的加强帘线30进行包覆而成的带束层26对胎体16的胎冠部进行加强,因此与以往轮胎的包括由两张以上带束层片构成的多层在内的带束层相比较较为轻量,制造也较为简单。
就本实施方式的带束层26而言,包覆加强帘线30的树脂32的拉伸弹性模量设为100MPa以上,厚度也确保在0.7mm以上,因此能够充分地确保带束层26的轮胎轴向上的面内剪切刚度。
通过确保带束层26的面内剪切刚度,从而能够充分地产生对充气轮胎10赋予侧滑角的情况下的横向力,能够确保操纵稳定性,此外,也能够提高响应性。
此外,通过确保带束层26的面外弯曲刚度,从而在向充气轮胎10输入了较大的横向力时能够抑制胎面36的压曲(Buckling)(胎面36的表面起伏而导致一部分自路面分离的现象)。
并且,在本实施方式的充气轮胎10中,使用面内剪切刚度较高的带束层26并且将带束层26的宽度BW设为胎面36的接地宽度TW的75%以上,因此能够提高胎肩39附近的刚度。
[第2实施方式]
参照图3和图4说明本发明的第2实施方式的充气轮胎。对与第1实施方式相同的构成要素标注相同的参照附图标记,也包含作用效果在内地省略其详细的说明。
如图3和图4所示,该充气轮胎50仅在带束层26的轮胎轴向两端部侧的轮胎径向外侧以间隔卷绕的方式形成有冠带层40(橡胶包覆帘线42)。即,橡胶包覆帘线42仅形成在带束层26(树脂包覆帘线34)的轮胎轴向两端部。
在此,“带束层26的轮胎轴向端部”是指从带束层26的轮胎轴向端部到轮胎轴向最外(端部)侧的槽37A的范围。此外,“冠带层40形成于带束层26的轮胎轴向端部”包含冠带层40形成于该范围的一部分的形态。
说明该充气轮胎50的作用。
在充气轮胎50接地时,对带束层26的轮胎轴向两端部作用最大拉伸载荷。因而,通过像充气轮胎50这样仅在接地时最大拉伸载荷所作用的带束层26(树脂包覆帘线34)的轮胎轴向端部上配置冠带层40(橡胶包覆帘线42),从而能够对该部位的带束层26(树脂包覆帘线34)进行加强。其结果为,能够提高在轮胎接地时最大拉伸载荷所作用的带束层26的轮胎轴向两端部处的树脂包覆帘线相互间的接合强度。
另一方面,通过在带束层26的轮胎轴向内侧(轮胎赤道面CL侧)的轮胎径向外侧不配置冠带层40(橡胶包覆帘线42),从而能够抑制带束层26的环箍效应过剩的状况,能够提高安装有充气轮胎50的汽车的乘坐舒适性。
此外,通过在带束层26的轮胎轴向内侧部分的轮胎径向外侧不配置冠带层40(橡胶包覆帘线42),从而能够谋求充气轮胎50的轻量化并且能够抑制冠带层40(橡胶包覆帘线42)的使用量。
并且,在轮胎50中也是,在沿轮胎径向观察时树脂包覆帘线34与橡胶包覆帘线42相对于轮胎周向彼此向相反侧倾斜地配置(交叉角度θ1),因此与倾斜角度一致的情况(交叉角度=0度的情况)相比较,缓和了从橡胶包覆帘线42的轮胎轴向端部对位于轮胎径向内侧的树脂包覆帘线34作用的剪切应力的集中(将剪切应力分散),并且树脂包覆帘线34相互间的接合强度上升。
[第3实施方式]
参照图5和图6说明本发明的第3实施方式的充气轮胎。对与第1实施方式相同的构成要素标注相同的参照附图标记,也包含作用效果在内地省略其详细的说明。
充气轮胎60与第2实施方式的充气轮胎50同样仅在带束层26的轮胎轴向两端部形成有冠带层40。但是,构成冠带层40的橡胶包覆帘线42被连续卷绕。
接着,说明充气轮胎60的作用。在充气轮胎60中也是,在接地时最大拉伸载荷所作用的带束层26的轮胎轴向两端部上(两端部的轮胎径向外侧)设有冠带层40,因此带束层26的轮胎轴向两端部的树脂包覆帘线34相互间的接合强度成为最高。即,由于在接地时最大拉伸载荷所作用的带束层26的轮胎轴向两端部的树脂包覆帘线34相互间的接合强度成为最高,因此充气轮胎60的耐久性上升。
特别是,构成冠带层40的橡胶包覆帘线42在轮胎轴向上没有间隙地配置并且相互接合,因此环箍效应较高,树脂包覆帘线相互间的接合强度进一步上升。
另一方面,由于冠带层40不存在于带束层26的轮胎轴向内侧,因此能够抑制充气轮胎60的环箍效应过剩的状况,能够使安装有充气轮胎60的汽车的乘坐舒适性良好。
(其他)
另外,在一系列的实施方式中,在沿轮胎径向观察时,树脂包覆帘线34与橡胶包覆帘线42夹着轮胎周向向相反侧倾斜,但不限定于此。
即,在沿轮胎径向观察时树脂包覆帘线34与橡胶包覆帘线42交叉即可。例如,即使如图7所示树脂包覆帘线34与橡胶包覆帘线42自轮胎周向向轮胎轴向上的相同方向(一端侧)倾斜,只要具有交叉角度θ2就也能缓和从橡胶包覆帘线42的轮胎轴向内侧端部对树脂包覆帘线34作用的应力集中,能够提高树脂包覆帘线34相互间的接合强度并且提高轮胎耐久性。
此外,被树脂32包覆的加强帘线30的数量不限于两根,也可以是三根以上。此外,也可以将被树脂32包覆的加强帘线30的数量设为一根。
并且,用橡胶包覆帘线42对冠带层40进行了说明,但不限定于此。例如也可以是用树脂包覆纤维帘线而得到的结构。
通过参照,将2018年6月19日提出申请的日本国特许出愿2018-116386号的公开整体编入本说明书。
通过参照,将本说明书所记载的全部的文献、发明专利申请以及技术标准编入本说明书中,所谓通过参照将各文献、发明专利申请以及技术标准编入等同于分别且具体地记述它们。
Claims (4)
1.一种轮胎,其中,
该轮胎包括:
环状的轮胎骨架构件;
带束层,将用包覆树脂包覆加强帘线而构成的树脂包覆帘线沿轮胎周向呈螺旋状卷绕于所述轮胎骨架构件的外周并接合于所述轮胎骨架构件,并且将所述树脂包覆帘线的在轮胎轴向上彼此相邻的部分相互接合从而形成该带束层;以及
冠带层,将长条状的帘线构件沿轮胎周向呈螺旋状卷绕于该带束层的至少轮胎轴向端部的外周从而形成该冠带层,
在沿轮胎径向观察时,所述树脂包覆帘线与所述帘线构件交叉。
2.根据权利要求1所述的轮胎,其中,
所述帘线构件与在轮胎轴向上与之相邻的帘线构件分离开地呈螺旋状卷绕。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎,其中,
所述帘线构件在所述带束层的轮胎轴向上的整个宽度范围延伸。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的轮胎,其中,
在沿轮胎径向观察时,所述树脂包覆帘线与所述帘线构件相对于轮胎周向彼此沿着相反的方向倾斜。
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