CN113442654A - 充气轮胎 - Google Patents

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CN113442654A CN202110232988.4A CN202110232988A CN113442654A CN 113442654 A CN113442654 A CN 113442654A CN 202110232988 A CN202110232988 A CN 202110232988A CN 113442654 A CN113442654 A CN 113442654A
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Abstract

一种充气轮胎。提高胎圈部的耐久性能。充气轮胎(1)包含胎圈加强层(8)。胎圈加强层(8)配置于胎体(6)的折返部(6b)的轮胎轴向外侧，并且以覆盖折返部(6b)的外端(6e)的方式向轮胎径向的内外延伸。在胎圈部(4)的外表面(4a)设置有沿轮胎周向形成有多个凹部(9)而成的凹部列(9R)。胎圈加强层(8)的外端(8e)比凹部(9)的外端(9e)靠轮胎径向的外侧处。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎。
背景技术
在下述专利文献1中记载了以提高胎圈部的耐久性为课题的重载用充气轮胎。该重载用充气轮胎在容易成为损伤起点的胎体帘布层的折返部的外侧设有由有机纤维帘线层构成的加强层。这样的加强层具有分散行驶时的胎圈部的变形的功能。
专利文献：日本特开2018-111433号公报
发明内容
但是，在胎圈部设置有加强层的情况下，在轮胎行驶时，变形容易集中在所述加强层的轮胎径向的外端附近，进而存在该部分成为松动等损伤的起点的新课题。
发明人进行了深入研究，结果发现，轮胎行驶时在胎圈部的周边产生紊流，利用该紊流冷却所述加强层的外端附近，对抑制所述加强层附近的损伤有效。
本发明是鉴于以上那样的实际情况而提出的，其主要目的在于提供一种能够提高胎圈部的耐久性能的充气轮胎。
本发明提供一种充气轮胎，其中，所述充气轮胎包含：一对胎圈部，其分别埋设有胎圈芯；胎体，其跨在所述一对胎圈部之间；以及胎圈加强层，其分别配置在所述一对胎圈部上，所述胎体包含胎体帘布层，该胎体帘布层包含在所述胎圈芯之间延伸的主体部、以及绕所述各胎圈芯从轮胎轴向的内侧向外侧折返的折返部，所述胎圈加强层配置于所述折返部的轮胎轴向的外侧，并且以覆盖所述折返部的轮胎径向的外端的方式向轮胎径向的内外延伸，在所述胎圈部的外表面具有沿着轮胎周向形成有多个凹部而成的凹部列，所述胎圈加强层的轮胎径向的外端比所述凹部的轮胎径向的外端靠轮胎径向的外侧。
在本发明的充气轮胎中，优选为，所述胎圈加强层是用贴胶覆盖多根尼龙帘线而成的尼龙帘线帘布层。
在本发明的充气轮胎中，优选为，所述凹部在轮胎周向上等间隔地配置。
在本发明的充气轮胎中，优选为，所述凹部的深度h为1.0mm～5.0mm。
在本发明的充气轮胎中，优选为，所述凹部列配置于比轮胎最大宽度位置靠轮胎径向的内侧处。
在本发明的充气轮胎中，优选为，所述凹部的轮胎周向的间隔p与所述凹部的深度h之比(p/h)为1.0～30.0。
在本发明的充气轮胎中，优选为，所述胎圈加强层的轮胎径向的外端与所述凹部的轮胎径向的外端之间的轮胎径向的距离为3.0mm以上。
在本发明的充气轮胎中，优选为，所述胎圈加强层包含第一加强层和第二加强层，所述第二加强层的轮胎径向的外端配置于比所述第一加强层的轮胎径向的外端靠轮胎径向的内侧处。
在本发明的充气轮胎中，优选为，所述第二加强层的轮胎径向的外端和所述折返部的轮胎径向的外端中的至少一方与所述凹部在轮胎径向上重叠。
在本发明的充气轮胎中，优选为，所述第一加强层配置于所述第二加强层的轮胎轴向的外侧。
在本发明的充气轮胎中，优选为，所述凹部列包含外侧凹部列和配置于比所述外侧凹部列靠轮胎径向的内侧处的内侧凹部列，所述外侧凹部列的凹部和所述内侧凹部列的凹部在轮胎周向上配置成交错状。
在本发明的充气轮胎中，优选为，所述充气轮胎为重载用充气轮胎。
本发明通过采用上述结构，能够提高胎圈部的耐久性能。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的充气轮胎的剖视图。
图2是图1的充气轮胎的局部立体图。
图3是图1的放大图。
图4是图1的放大图。
标号说明
1：充气轮胎；4：胎圈部；4a：外表面；6：胎体；6b：折返部；6e：外端；8：胎圈加强层；8e：外端；9：凹部；9e：外端；9R：凹部列。
具体实施方式
下面，对本发明的实施方式进行详细地说明。
图1是本实施方式的充气轮胎(以下有时简称为“轮胎”。)的1个标准状态下的包含轮胎旋转轴(省略图示)的轮胎子午线剖视图。图1表示例如重载用的轮胎1。但是，本发明也可以适用于乘用车用或轻型卡车用等轮胎1。
所述“标准状态”是轮胎1组装于标准轮辋(省略图示)且填充了标准内压的无负载状态。在本说明书中，在没有特别提及的情况下，轮胎1的各部的尺寸等是在该标准状态下测定的值。
所述“标准轮辋”是在包含轮胎1所基于的规格在内的规格体系中按照轮胎确定该规格的轮辋，例如如果是JATMA则为“标准轮辋”，如果是TRA则为“Design Rim”，如果是ETRTO则为“Measuring Rim”。“标准内压”是在包含轮胎1所基于的规格在内的规格体系中按照轮胎规定各规格的气压，如果是JATMA则为“最高气压”，如果是TRA则为表“TIRELOADLIMITSAT VARIOUSCOLD INFLATION PRESSURES”中记载的最大值，如果是ETRTO则为“INFLATION PRESSURE”。
如图1所示，本实施方式的轮胎1包含：一对胎圈部4，其分别埋设有胎圈芯5；胎体6，其跨在一对胎圈部4之间；以及胎圈加强层8，其分别配置于一对胎圈部4。
胎体6包含胎体帘布层6A，该胎体帘布层6A包含在胎圈芯5、5之间延伸的主体部6a和绕各胎圈芯5从轮胎轴向的内侧向外侧折返的折返部6b。
胎圈加强层8配置于折返部6b的轮胎轴向外侧，并且以覆盖折返部6b的轮胎径向的外端6e的方式向轮胎径向的内外延伸。这样的胎圈加强层8抑制折返部6b的剥离，提高胎圈部4的耐久性。
图2是轮胎1的局部立体图。如图2所示，本实施方式的轮胎1在胎圈部4的外表面4a上形成有沿轮胎周向形成有多个凹部9的凹部列9R。这样的凹部列9R在轮胎1行驶时，在胎圈部4的外表面4a产生紊流f。该紊流f将低温空气从轮胎外侧取入胎圈部4的外表面4a。所述低温的空气通过由轮胎旋转产生的离心力向轮胎径向的外侧转移，对胎圈部4的凹部列9R的轮胎径向的外侧区域进行冷却。
图3是胎圈部4的放大图。如图3所示，胎圈加强层8的轮胎径向的外端8e比凹部9的轮胎径向的外端9e靠轮胎径向的外侧。由此，所述低温的空气对胎圈加强层8的外端8e进行冷却，抑制此处的损伤。因此，本实施方式的轮胎1提高了胎圈部4的耐久性能。
为了有效地发挥上述作用，胎圈加强层8的外端8e与凹部9的外端9e之间的轮胎径向的距离La优选为3.0mm以上。如果距离La过大，则所述冷空气与胎圈加强层8的外端8e的接触被抑制。因此，距离La优选为10.0mm以下。
凹部9的轮胎径向的内端9i与外端9e之间的轮胎径向的长度L1例如优选为胎圈加强层8的轮胎径向的长度L2的35％～55％。由于凹部9的长度L1为胎圈加强层8的长度L2的35％以上，因此能够有效地抑制胎圈加强层8的损伤。由于凹部9的长度L1为胎圈加强层8的长度L2的55％以下，因此能够抑制胎圈部4的刚性的降低。
在将标准轮辋R安装于轮胎1的情况下，凹部9的内端9i例如比标准轮辋R的轮胎径向的外端Rm靠轮胎径向的外侧。
凹部9的深度优选为1.0mm～5.0mm。由于深度为1.0mm以上，因此能够在外表面4a产生紊流。由于深度h为5.0mm以下，因此不会产生过大的紊流，能够较高地维持轮胎1的滚动阻力性能。另外，能够抑制胎圈部4的刚性的大幅降低。根据这样的观点，深度h更优选为2.0mm以上，更优选为4.0mm以下。
在本实施方式中，凹部列9R配置于比轮胎最大宽度位置M(图1所示)靠轮胎径向的内侧。这样的凹部列9R有助于降低胎圈部4的发热。另外，由于凹部列9R配置于比轮胎最大宽度位置M靠轮胎径向的内侧，因此与配置于比轮胎最大宽度位置M靠轮胎径向的外侧的情况相比，轮胎旋转的阻力变小，能够抑制滚动阻力的增加。在本说明书中，轮胎最大宽度位置M是胎体帘布层6A的主体部6a成为轮胎轴向的最外侧的位置。
凹部列9R的凹部9例如在轮胎周向上等间隔地配置。由此，由凹部9产生的紊流f等间隔地产生，因此能够有效地冷却胎圈部4的外表面4a。所述“等间隔”当然是词典解释上的相同间隔，但也可以包含最大的间隔Px与最小的间隔Pi(省略图示)之差(Px-Pi)为最大的间隔Px的0.2倍以下的方式。
如图2所示，凹部列9R例如包含凹部9和在轮胎周向上相邻的凹部9之间形成的平滑部10，凹部9和平滑部10在轮胎周向上交替设置。平滑部10例如以与胎侧部3的外表面3a平滑地相连的方式形成。另外，凹部列9R并不限定于这样的方式。
在轮胎1的侧视图中，在本实施方式中凹部9形成为矩形状。凹部9具有沿轮胎径向延伸的一对纵边缘11、11。这样的凹部9有效地使纵边缘11产生紊流f。另外，凹部9并不限定于矩形状，例如可以采用圆形状、椭圆形状、三角形状以及多边形状等各种形状。
凹部9的轮胎周向的间隔P与凹部9的深度h之比(P/h)优选为1.0～30.0。通过将比(P/h)设定在这样的范围内，能够在胎圈部4的外表面4a有效地产生紊流f。比(P/h)更优选为3.0以上，进一步优选为5.0以上。比(P/h)更优选为25.0以下，进一步优选为20.0以下。
凹部9的轮胎周向的长度w与凹部9的间隔P之比(w/P)例如优选为0.60～0.90。由于比(w/P)为0.60以上，因此能够有效地产生紊流。由于比(w/P)为0.90以下，因此能够抑制胎圈部4的刚性的降低。为了有效地发挥这样的作用，比(w/P)更优选为0.70以上，进一步优选为0.80以下。
为了发挥同样的效果，凹部9的轮胎周向的长度w与深度h之比(h/w)例如优选为0.03以上，更优选为0.05以上。比(h/w)例如优选为0.10以下，更优选为0.08以下。另外，凹部9的轮胎径向的长度r(图3所示)与轮胎周向的长度w之比(r/w)例如优选为0.25以上，更优选为0.30以上，优选为0.55以下，更优选为0.50以下。
本实施方式的凹部列9R包含外侧凹部列14和配置于比外侧凹部列14靠轮胎径向内侧的内侧凹部列15。在本实施方式中，外侧凹部列14的凹部9和内侧凹部列15的凹部9在轮胎周向上配置成交错状。通过这样的配置，能够抑制胎圈部4的刚性的降低。在本实施方式中，外侧凹部列14的凹部9和内侧凹部列15的凹部9以相同数量形成。
在本实施方式中，胎体帘布层6A通过利用贴胶(省略图示)覆盖相对于轮胎赤道以70度以上的角度倾斜排列的胎体帘线而形成。所述胎体帘线优选采用例如尼龙、聚酯或人造丝等有机纤维帘线或钢丝帘线。
在本实施方式中，胎圈加强层8是利用贴胶覆盖多根尼龙帘线而成的尼龙帘线帘布层17。优选为，胎圈加强层8的贴胶的复合弹性模量E*1例如比胎体帘布层6A的贴胶的复合弹性模量E*2大或小或相等。胎圈加强层8的贴胶的复合弹性模量E*1例如优选为3.0MPa以上，更优选为5.0MPa以上，优选为8.0MPa以下，更优选为7.0MPa以下。在本说明书中，复合弹性模量是基于JIS-K6394的规定在下述条件下使用(株)岩本制作所制的粘弹性光谱仪测定的值。
初始变形：10％
振幅：±2％
频率：10Hz
变形模式：拉伸
测定温度：70℃
图4是胎圈部4的放大图。如图4所示，本实施方式的胎圈加强层8包含第一加强层18和第二加强层19。第二加强层19的轮胎径向的外端19e例如比第一加强层18的轮胎径向的外端18e靠轮胎径向的内侧。这样，由于两外端18e、19e在轮胎径向上错位，因此使胎圈部4的刚性在轮胎周向上大幅变化的刚性差被抑制，因此胎圈部4的耐久性能提高。
第一加强层18例如配置于比第二加强层19靠轮胎轴向的外侧。这样的第一加强层18抑制第二加强层19的剥离，并且提高胎圈部4的刚性。第一加强层18的外端18e与胎圈基准线BL之间的轮胎径向的距离L3例如优选为轮胎截面高度H(图1所示)的18％以上，更优选为23％以上，优选为35％以下，更优选为32％以下。胎圈基准线BL相当于规定标准轮辋的轮辋直径(参照JATMA)的轮胎轴向线。
第二加强层19的外端19e或折返部6b的外端6e中的至少一方例如与凹部9在轮胎径向上重叠。在凹部9产生的紊流f有效地使凹部9的表面(底面)9s的热排出。由此，第二加强层19的外端19e或折返部6b的外端6e的热被除去，因此这些外端19e、6e的损伤被抑制。在本实施方式的轮胎1中，第二加强层19的外端19e及折返部6b的外端6e均与凹部9在轮胎径向上重叠。在本实施方式中，第二加强层19的外端19e比折返部6b的外端6e靠轮胎径向的外侧。
胎圈加强层8比胎圈芯5的轮胎径向的内端5i向轮胎径向的内侧延伸。这样的胎圈加强层8进一步提高胎圈部4的耐久性能。
胎圈加强层8与凹部9之间的最短距离Lb例如优选为凹部9的深度h的1.5倍以上，优选为3.5倍以下。由于最短距离Lb为凹部9的深度h的1.5倍以上，因此能够较高地维持胎圈部4的刚性，提高耐久性能。由于最短距离Lb为凹部9的深度h的3.5倍以下，因此能够从外表面4a、表面9s有效地除去在胎圈加强层8产生的热。为了有效地发挥这样的作用，最短距离Lb更优选为深度h的2.0倍以上，更优选为3.0倍以下。
如图1所示，轮胎1例如包含配置于胎面部2的带束层7、配置于各胎圈部4的胎圈三角胶20、边口橡胶21以及配置于各胎侧部3的胎侧胶22。这些带束层7、胎圈三角胶20由公知的结构形成。
带束层7例如由使用了钢制的带束帘线的多个带束帘布层形成。本实施方式的带束层7例如由配置于轮胎径向的内外的4片带束帘布层7A～7D形成。
胎圈三角胶20例如设置于主体部6a与折返部6b之间且设置于胎圈芯5的轮胎径向外侧。胎圈三角胶20的外端20e比胎圈加强层8的外端8e靠轮胎径向的外侧。
边口橡胶21例如以覆盖胎圈加强层8的外端8e的方式在胎圈加强层8的轮胎轴向的外侧相邻地配置。在本实施方式中，边口橡胶21形成胎圈部4的外表面4a。
胎侧胶22例如从比轮胎最大宽度位置M靠轮胎径向的外侧位置起延伸到凹部9的内端9i的轮胎径向的内侧。在本实施方式中，胎侧胶22形成有凹部9。
如图4所示，本实施方式的胎侧胶22在形成有凹部9的区域中与边口橡胶21在轮胎径向上重叠。在本实施方式中，胎侧胶22形成胎圈部4的外表面4a和胎侧部3的外表面3a。
本实施方式的胎圈部4设有配置在胎圈加强层8与胎体6之间的U字状加强层24。U字状加强层24例如是用贴胶覆盖多根钢丝帘线或有机纤维帘线而成的帘线帘布层。
在本实施方式中，U字状加强层24沿着胎体6延伸，防止胎圈加强层8与胎体6接触。本实施方式的U字状加强层24包含沿着主体部6a延伸的第一部分24a和沿着折返部6b延伸的第二部分24b。第二部分24b的轮胎径向的外端24e例如比凹部9的内端9i靠轮胎径向的外侧。第二部分24b的外端24e在轮胎径向上与凹部9重叠。由此，能够抑制第二部分24b的损伤。
以上，对本发明的特别优选的实施方式进行了详细说明，但本发明并不限定于图示的实施方式，能够变形为各种方式来实施。
【实施例】
基于表1和表2的规格试制了具有图1的基本结构的尺寸为275/80R22.5的重载用的充气轮胎。然后，对各供试轮胎的耐久性能、滚动阻力性能以及胎圈部的外表面的温度进行了测试。另外，各供试轮胎的通用规格和测试方法如下所述。
使用轮辋：22.5×8.25
表1中的各例的Lb相同。表2中的各例的Lb+h相同。表1及表2中的各例的P及w相同。
<耐久性能>
使各供试轮胎在下述条件下在鼓上行驶，测定到胎圈部发生损伤为止的行驶距离。测试结果用以比较例1为100的指数表示。数值越大越好。
内压：1075kPa
负荷：81.28kN
速度：20km/h
<滚动阻力性能·外表面的温度>
使用滚动阻力试验机，在下述条件下行驶1小时后，测定各供试轮胎的滚动阻力及胎圈部的外表面的温度。滚动阻力性能的测试结果以比较例1为100的指数表示。外表面的温度的测试结果用与比较例1的温度的差表示。数值越小越好。
内压：850kPa
负荷：27.09kN
速度：80km/h
【表1】
Figure BDA0002959374850000081
【表2】
Figure BDA0002959374850000091
如表所示，实施例的轮胎的耐久性能优异。另外，实施例的轮胎的外表面的温度小，滚动阻力性能也优异。

Claims (12)

1.一种充气轮胎，其中，
所述充气轮胎包含：一对胎圈部，其分别埋设有胎圈芯；胎体，其跨在所述一对胎圈部之间；以及胎圈加强层，其分别配置于所述一对胎圈部，
所述胎体包含胎体帘布层，该胎体帘布层包含在所述胎圈芯之间延伸的主体部、以及绕所述各胎圈芯从轮胎轴向的内侧向外侧折返的折返部，
所述胎圈加强层配置于所述折返部的轮胎轴向外侧，并且以覆盖所述折返部的轮胎径向的外端的方式向轮胎径向的内外延伸，
在所述胎圈部的外表面具有沿着轮胎周向形成有多个凹部而成的凹部列，
所述胎圈加强层的轮胎径向的外端比所述凹部的轮胎径向的外端靠轮胎径向的外侧。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，
所述胎圈加强层是用贴胶覆盖多根尼龙帘线而成的尼龙帘线帘布层。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，
所述凹部在轮胎周向上等间隔地配置。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的充气轮胎，其中，
所述凹部的深度h为1.0mm～5.0mm。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的充气轮胎，其中，
所述凹部列配置于比轮胎最大宽度位置靠轮胎径向的内侧处。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的充气轮胎，其中，
所述凹部的轮胎周向的间隔p与所述凹部的深度h之比(p/h)为1.0～30.0。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的充气轮胎，其中，
所述胎圈加强层的轮胎径向的外端与所述凹部的轮胎径向的外端之间的轮胎径向的距离为3.0mm以上。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的充气轮胎，其中，
所述胎圈加强层包含第一加强层和第二加强层，
所述第二加强层的轮胎径向的外端配置于比所述第一加强层的轮胎径向的外端靠轮胎径向的内侧处。
9.根据权利要求8所述的充气轮胎，其中，
所述第二加强层的轮胎径向的外端和所述折返部的轮胎径向的外端中的至少一方与所述凹部在轮胎径向上重叠。
10.根据权利要求8或9所述的充气轮胎，其中，
所述第一加强层配置于所述第二加强层的轮胎轴向的外侧。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的充气轮胎，其中，
所述凹部列包含外侧凹部列和配置于比所述外侧凹部列靠轮胎径向的内侧处的内侧凹部列，
所述外侧凹部列的凹部和所述内侧凹部列的凹部在轮胎周向上配置成交错状。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的充气轮胎，其中，
所述充气轮胎为重载用充气轮胎。
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