CN116729030A - 充气轮胎 - Google Patents

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CN116729030A CN202310147864.5A CN202310147864A CN116729030A CN 116729030 A CN116729030 A CN 116729030A CN 202310147864 A CN202310147864 A CN 202310147864A CN 116729030 A CN116729030 A CN 116729030A
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Abstract

本发明提供充气轮胎，进一步提高胎圈耐久性能。充气轮胎(1)具有胎圈部(4)。在胎圈部(4)配置有与胎体帘布层(6A)的轮胎轴向的外侧相邻的加强橡胶部(10)。加强橡胶部(10)包含内侧橡胶层(11)和外侧橡胶层(12)。外侧橡胶层(12)的外端(12e)位于比内侧橡胶层(11)的外端(11e)靠轮胎半径方向外侧的位置。

Description

充气轮胎
技术领域
本公开涉及充气轮胎。
背景技术
在下述专利文献1中记载了在胎圈部配置有胎圈三角胶的充气轮胎。上述胎圈三角胶包含从胎圈芯的轮胎半径方向的外表面延伸的主体三角胶和配置在比上述主体三角胶更靠轮胎轴向外侧的外贴三角胶。该充气轮胎提高了耐久性能。
专利文献1：日本特开2020-93755号公报
近年来，要求提高胎圈部的耐久性能(以下称为“胎圈耐久性能”)，尤其在承受高负荷的小型卡车用的轮胎中，存在较高的需求。
发明内容
本公开是鉴于以上实际情况而提出的，其主要目的在于，提供能够进一步提高胎圈耐久性能的充气轮胎。
本公开是一种充气轮胎，其具有分别埋设有胎圈芯的一对胎圈部和在所述胎圈芯之间延伸的胎体，所述胎体包含胎体帘布层，该胎体帘布层包含主体部和折返部，该主体部在所述胎圈芯之间延伸，该折返部在各所述胎圈芯的周围从轮胎轴向的内侧向外侧折返并向轮胎半径方向外侧延伸，在所述一对胎圈部的至少一方配置有与所述折返部的轮胎轴向的外侧相邻的加强橡胶部，所述加强橡胶部包含内侧橡胶层和与所述内侧橡胶层的轮胎轴向的外侧相邻的外侧橡胶层，所述外侧橡胶层的轮胎半径方向的外端位于比所述内侧橡胶层的轮胎半径方向的外端靠轮胎半径方向外侧的位置。
本公开的充气轮胎通过采用上述结构，能够进一步提高胎圈耐久性能。
附图说明
图1是本实施方式的轮胎的轮胎子午线截面图。
图2是图1的胎圈部的放大图。
图3是片状橡胶部件的立体图。
标号说明
1：充气轮胎；4：胎圈部；6A：胎体帘布层；10：加强橡胶部；11：内侧橡胶层；11e：内侧橡胶层的外端；12：外侧橡胶层；12e：外侧橡胶层的外端。
具体实施方式
以下，基于附图对本公开的一个实施方式进行说明。
图1是本实施方式的充气轮胎(以下有时简称为“轮胎”)1的正规状态下的包含轮胎旋转轴线(省略图示)的轮胎子午线截面图。本公开例如用于小型卡车(包括商用车)的轮胎1。但是，本公开也可以用于乘用车用、重载荷用的轮胎1。
这里，“正规状态”是指轮胎1被组装于正规轮辋R且被调整为正规内压的无负载的状态。以下，在没有特别提及的情况下，轮胎1的各部分的尺寸等是在该正规状态下测定的值。
“正规轮辋R”是在包括轮胎所依据的规格在内的规格体系中按照每个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”。
上述“正规内压”是在包括轮胎所依据的规格在内的规格体系中按照每个轮胎确定各规格的气压，如果是JATMA，则为“最高气压”，如果是TRA，则为表“TIRE LOAD LIMITSAT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”记载的最大值，如果是ETRTO，则为“INFLATIONPRESSURE”。
如图1所示，本实施方式的轮胎1具有分别埋设有胎圈芯5的一对胎圈部4、4和在胎圈芯5、5之间延伸的胎体6。
胎体6包含胎体帘布层6A，该胎体帘布层6A包含：主体部6a，其在胎圈芯5、5之间延伸；以及折返部6b，其在各胎圈芯5的周围从轮胎轴向的内侧向外侧折返并向轮胎半径方向外侧延伸。在本实施方式中，胎体6包含配置于轮胎半径方向的内外的2张胎体帘布层6A、6B。胎体6例如也可以由1张胎体帘布层6A形成。
在一对胎圈部4的至少一方配置有与折返部6b的轮胎轴向的外侧相邻的加强橡胶部10。加强橡胶部10提高胎圈部4的刚性，抑制行驶时的挠曲而提高胎圈耐久性能。在本实施方式中，加强橡胶部10配置于各胎圈部4。加强橡胶部10例如与内侧的胎体帘布层6A的折返部6b的轮胎轴向的外侧相邻。
加强橡胶部10包含内侧橡胶层11和配置于内侧橡胶层11的轮胎轴向的外侧的外侧橡胶层12。另外，加强橡胶部10也可以包含配置于内侧橡胶层11与外侧橡胶层12之间的1张以上的中间橡胶层(省略图示)。
外侧橡胶层12的轮胎半径方向的外端12e位于比内侧橡胶层11的轮胎半径方向的外端11e靠轮胎半径方向的外侧的位置。这样的外侧橡胶层12进一步提高胎圈部4的刚性，从而提高胎圈耐久性能。另外，外侧橡胶层12抑制内侧橡胶层11的外端11e与后述的胎侧橡胶3G或边口橡胶4G接触，减小由加强橡胶部10和各橡胶3G、4G形成的台阶部的数量，抑制缺胶的产生。此外，由于在内侧橡胶层11的外端11e和外侧橡胶层12的外端12e这两处与胎体帘布层6A接触，所以能够缓和应变向胎体帘布层6A集中，抑制胎体帘布层6A的松弛。因此，本公开的轮胎1能够进一步提高胎圈耐久性能。
在本实施方式的胎圈部4配置有胎圈三角胶8、胎侧橡胶3G以及边口橡胶4G。胎圈三角胶8从胎圈芯5向轮胎半径方向的外侧延伸。边口橡胶4G配置在加强橡胶部10的轮胎轴向的外侧。胎侧橡胶3G与边口橡胶4G的轮胎半径方向的外侧相邻。胎侧橡胶3G和边口橡胶4G例如形成轮胎1的外表面。
从胎圈基线BL到外侧橡胶层12的外端12e的高度H1优选为轮胎截面高度H的25％以上，更优选为50％以上，优选为75％以下。由于高度H1为轮胎截面高度H的25％以上，因此能够对行驶时的载荷负载维持较高的横向刚性。由于高度H1为轮胎截面高度H的75％以下，所以胎肩加强部B处的外侧橡胶层12的外端12e处的变形得到抑制，从而能够抑制损伤。
在本说明书中，“轮胎截面高度H”是从胎圈基线BL到轮胎半径方向的最外侧位置的轮胎半径方向的距离。另外，“胎圈基线BL”是穿过由轮胎所依据的规格确定的轮辋直径(参照JATMA)位置的轮胎轴向线。
在本实施方式中，外侧橡胶层12的外端12e位于比内侧的胎体帘布层6A的折返部6b的轮胎半径方向的外端6t靠轮胎半径方向的内侧的位置。由此，能够期待抑制在外侧橡胶层12产生的台阶差、抑制损伤的效果。
外侧橡胶层12的轮胎半径方向的内端12i与内侧橡胶层11的轮胎半径方向的内端11i在轮胎半径方向上错开。由此，抑制了内端11i、12i处的胎体帘布层6A上的应变的集中。
从胎圈基线BL到内侧橡胶层11的外端11e的高度H2优选为轮胎截面高度H的25％以上，更优选为30％以上，优选为60％以下，更优选为55％以下。由于高度H2为轮胎截面高度H的25％以上，因此能够对行驶时的载荷负载维持较高的横向刚性。由于高度H2为轮胎截面高度H的60％以下，所以抑制了胎圈部4的刚性过度升高。
外侧橡胶层12的外端12e与内侧橡胶层11的轮胎半径方向的外端11e之间的轮胎半径方向的第1距离(H1-H2)优选为轮胎截面高度H的10％以上，更优选为15％以上，优选为30％以下，更优选为25％以下。由此，在各外端11e、12e产生的应变适度地分散，并且能够较高地发挥加强橡胶部10的横向刚性的提高效果。
图2是胎圈部4的放大图。如图2所示，外侧橡胶层12的内端12i位于比胎圈芯5的外端5e靠轮胎半径方向的外侧的位置。由此，抑制了胎圈芯5附近的刚性变得过高，抑制了轮辋组的嵌合性的降低。内侧橡胶层11的内端11i位于比胎圈芯5的外端5e靠轮胎半径方向的内侧的位置。由此，胎圈部4的横向刚性被维持得较高。这样，在本实施方式中，外侧橡胶层12的内端12i位于比内侧橡胶层11的内端11i靠轮胎半径方向外侧的位置。外侧橡胶层12的内端12i例如与胎圈三角胶8在轮胎半径方向上重叠。
外侧橡胶层12的内端12i与内侧橡胶层11的内端11i之间的轮胎半径方向的第2距离Hb例如优选为第1距离(H1-H2)的5％以上，更优选为7％以上，优选为15％以下，更优选为13％以下。由此，能够有效地提高胎圈芯5附近的刚性。
优选外侧橡胶层12的损失正切值tanδ2比内侧橡胶层11的损失正切值tanδ1大。这样的外侧橡胶层12具有较大的刚性，可发挥应变的抑制效果、横向刚性的提高效果。另外，内侧橡胶层11与外侧橡胶层12相比滞后损耗小，因此能够抑制其发热量。由此，内侧橡胶层11抑制了外侧橡胶层12的热向胎体帘布层6A传递，并且抑制了内侧橡胶层11与胎体帘布层6A的剥离。因此，胎圈耐久性能大幅提高。
为了有效地发挥上述作用，外侧橡胶层12的损失正切值tanδ2例如优选为0.12以上，更优选为0.14以上，优选为0.25以下，更优选为0.20以下。内侧橡胶层11的损失正切值tanδ1例如优选为外侧橡胶层12的损失正切值tanδ2的60％以上，更优选为65％以上，优选为90％以下，更优选为85％以下。
在本说明书中，损失正切值tanδ及后述的复弹性模量E*是依据JISK6394“硫化橡胶及热塑性橡胶-动态性质的求法-一般指南”的规定，使用粘弹性光谱仪在以下所示的条件下测定的值。
初始应变：10％
振幅：±2％
频率：10Hz
变形模式：拉伸
温度：70℃
粘弹性光谱仪：GABO公司制造的“Iplexer(注册商标)”
优选外侧橡胶层12的复弹性模量E*2内侧橡胶层11的复弹性模量E*1的60％以上。由此，配置于轮胎轴向的外侧的外侧橡胶层12的横向刚性被维持得较高，抑制了高负荷条件下的变形，因此胎圈耐久性能提高。当外侧橡胶层12的复弹性模量E*2比内侧橡胶层11的复弹性模量E*1过大时，外侧橡胶层12的外端12e、内端12i处的刚性阶差变大，反而有可能导致胎圈耐久性能降低。因此，更优选外侧橡胶层12的复弹性模量E*2比内侧橡胶层11的复弹性模量E*1大，优选为复弹性模量E*1的200％以下，更优选为190％以下。虽然没有特别限定，但外侧橡胶层12的复弹性模量E*2优选为60MPa以上，更优选为80MPa以上，优选为140MPa以下，进一步优选为120MPa以下。
内侧橡胶层11和外侧橡胶层12例如由片状橡胶部件13(图3所示)构成。片状橡胶部件13例如通过将由公知的橡胶挤出机挤出的片原料(省略图示)切断而得到。这样的片状橡胶部件13能够容易地制造出多种轮胎尺寸的加强橡胶部10，提高了其通用性。图3是各片状橡胶部件13的立体图。如图3所示，在本实施方式中，片状橡胶部件13包含用于形成内侧橡胶层11的第1片状橡胶部件13a和用于形成外侧橡胶层12的第2片状橡胶部件13b。在本实施方式中，加强橡胶部10通过将这些片状橡胶部件13a、13b沿轮胎轴向层叠而形成。各片状橡胶部件13被硫化，并形成为内侧橡胶层11和外侧橡胶层12。
如图2所示，内侧橡胶层11和外侧橡胶层12例如具有：厚度恒定部14，其由恒定的厚度构成；以及厚度缩小部15，其厚度朝向内侧橡胶层11或外侧橡胶层12的外端11e、12e或者内端11i、12i变小。厚度缩小部15有助于缓和刚性阶差而提高胎圈耐久性能。在本说明书中，上述“恒定的厚度”是在轮胎半径方向上厚度变化为0.2mm/mm以下的部分。厚度缩小部15的长度Lc例如优选为3mm～5mm以下。
加强橡胶部10包含：第1部分17，其由片状橡胶部件13(图3所示)层叠起来的部分构成；以及第2部分18，其由片状橡胶部件13未层叠的部分构成。在本实施方式中，第1部分17由内侧橡胶层11和外侧橡胶层12层叠起来的部分形成。在本实施方式中，第2部分18包含：内侧第2部分18a，其仅由内侧橡胶层11形成；以及外侧第2部分18b，其仅由外侧橡胶层12形成且配置于比内侧第2部分18a靠轮胎半径方向的外侧的位置。在本实施方式中，第1部分17位于内侧第2部分18a与外侧第2部分18b之间。
第1部分17包含最大厚度部分17a。最大厚度部分17a例如通过将内侧橡胶层11的厚度恒定部14与外侧橡胶层12的厚度恒定部14重叠起来而形成。内侧橡胶层11的厚度缩小部15与外侧橡胶层12的厚度恒定部14所重叠的部分19a以及外侧橡胶层12的厚度缩小部15与内侧橡胶层11的厚度恒定部14所重叠的部分19b不包含在最大厚度部分17a中。
在正规状态下，第1部分17优选位于穿过轮胎1与正规轮辋R的接触位置的轮胎半径方向的外端21的轮胎轴向线K上。外端21是在车辆行驶时作用有较大的弯曲载荷的部位。通过在与这样的外端21相同的轮胎半径方向的位置配置第1部分17，抑制了外端21处的变形，进一步提高了胎圈耐久性能。为了更有效地发挥该作用，优选第1部分17中的最大厚度部分17a位于轮胎轴向线K上。
第1部分17的厚度Ta与第2部分18的厚度Tb之差(Ta-Tb)优选为1mm以上。由于差(Ta-Tb)为1mm以上，因此第1部分17的刚性变大，耐久性提高。在差(Ta-Tb)过大的情况下，第1部分17的刚性变得过大，例如乘坐舒适性能有可能恶化。根据这样的观点，差(Ta-Tb)优选为3.5mm以下，更优选为3.0mm以下。第1部分17的厚度Ta是最大厚度部分17a的厚度。第2部分18的厚度Tb是内侧橡胶层11的厚度恒定部14的厚度。第2部分18的厚度Tb例如也可以是外侧橡胶层12的厚度恒定部14的厚度。
为了有效地发挥上述作用，第1部分17的厚度Ta优选为第2部分18的厚度Tb的1.5倍以上，更优选为1.8倍以上，优选为2.5倍以下，进一步优选为2.3倍以下。
内侧橡胶层11的厚度T1和外侧橡胶层12的厚度T2优选为0.5mm以上，更优选为0.8mm以上，优选为2.0mm以下，更优选为1.5mm以下。
胎圈三角胶8例如在轮胎子午线截面中形成为三角形状。虽然未特别限定，但在胎圈三角胶8的轮胎半径方向的外端8e的轮胎半径方向的高度位置配置有内侧橡胶层11和外侧橡胶层12。在本实施方式中，在胎圈三角胶8的外端8e的轮胎半径方向的高度位置配置有最大厚度部分17a。
胎圈三角胶8的复弹性模量E*3例如优选比内侧橡胶层11的复弹性模量E*1小。胎圈三角胶8的复弹性模量E*3例如优选比外侧橡胶层12的复弹性模量E*2小。
如图1所示，胎侧橡胶3G和边口橡胶4G的复弹性模量E*均比内侧橡胶层11的复弹性模量E*1小。由此，可发挥基本的乘坐舒适性能。胎侧橡胶3G的复弹性模量E*b优选为内侧橡胶层11的复弹性模量E*1的5％以上，更优选为10％以上，优选为50％以下，更优选为40％以下。边口橡胶4G的复弹性模量E*c优选为内侧橡胶层11的复弹性模量E*1的10％以上，更优选为20％以上，优选为70％以下，更优选为60％以下。
以上，详细地说明了本公开的一个实施方式，但本公开并不限定于上述具体的实施方式，能够变更为各种方式来实施。
[实施例]
基于表1的规格试制了具有图1的基本构造的充气轮胎。并且，对各测试轮胎的胎圈耐久性能和操纵稳定性能进行了测试。各测试轮胎的共同规格以及测试方法如下。
比较例1的内侧橡胶层的tanδ1：0.10
比较例1的内侧橡胶层的E*1：20MPa
表的tanδ1、tanδ2用以比较例1的tanδ1为100的指数来表示。
表的E*1、E*2用以比较例1的E*1为100的指数来表示。
＜胎圈耐久性能＞
使各试供轮胎在下述条件下在转鼓试验机上行驶，测定直至胎圈部发生损伤为止的行驶距离。结果用以比较例1的行驶距离为100的指数来表示。数值越大越好。
轮辋尺寸：6.0J
内压：220kPa
纵向载荷：19.84kN
行驶速度：20km/h
＜操纵稳定性能＞
各测试轮胎安装于下述测试车辆的所有车轮。测试驾驶员使上述测试车辆在干燥沥青路面的测试路线上高速行驶。通过测试驾驶员的感官对此时的基于稳定性、操作性的操纵稳定性能进行评价。结果用以实施例1为100的评分来表示。数值越大越优异。
车辆：排气量2000cc的小型卡车
[表1]
从测试的结果可知，与比较例的轮胎相比，实施例的轮胎的胎圈耐久性能提高。另外，可知实施例的轮胎维持了操纵稳定性能。
[附记]
本公开包含以下方式。
[本公开1]
一种充气轮胎，其中，
该充气轮胎具有分别埋设有胎圈芯的一对胎圈部和在所述胎圈芯之间延伸的胎体，
所述胎体包含胎体帘布层，该胎体帘布层包含主体部和折返部，该主体部在所述胎圈芯之间延伸，该折返部在各所述胎圈芯的周围从轮胎轴向的内侧向外侧折返并向轮胎半径方向外侧延伸，
在所述一对胎圈部的至少一方配置有与所述折返部的轮胎轴向的外侧相邻的加强橡胶部，
所述加强橡胶部包含内侧橡胶层和与所述内侧橡胶层的轮胎轴向的外侧相邻的外侧橡胶层，
所述外侧橡胶层的轮胎半径方向的外端位于比所述内侧橡胶层的轮胎半径方向的外端靠轮胎半径方向外侧的位置。
[本公开2]
根据本公开1所述的充气轮胎，其中，
从胎圈基线到所述外侧橡胶层的所述外端为止的高度是轮胎截面高度的25％～75％。
[本公开3]
根据本公开1或2所述的充气轮胎，其中，
所述外侧橡胶层的轮胎半径方向的内端位于比所述内侧橡胶层的轮胎半径方向的内端靠轮胎半径方向外侧的位置。
[本公开4]
根据本公开3所述的充气轮胎，其中，
所述内侧橡胶层和所述外侧橡胶层由片状橡胶部件构成，
所述加强橡胶部包含第1部分，该第1部分由所述片状橡胶部件层叠起来的部分构成，
在所述充气轮胎组装于正规轮辋且填充了正规内压的无负载的状态下，所述第1部分位于穿过所述充气轮胎与所述正规轮辋的接触位置的轮胎半径方向的外端的轮胎轴向线上。
[本公开5]
根据本公开4所述的充气轮胎，其中，
所述第1部分中的最大厚度部分位于所述轮胎轴向线上。
[本公开6]
根据本公开4或5所述的充气轮胎，其中，
所述加强橡胶部包含第2部分，该第2部分由所述片状橡胶部件未层叠的部分构成，
所述第1部分的厚度Ta与所述第2部分的厚度Tb的差(Ta-Tb)为1mm以上。
[本公开7]
根据本公开6所述的充气轮胎，其中，
所述第1部分的厚度Ta是所述第2部分的厚度Tb的1.5～2.5倍。
[本公开8]
根据本公开1至7中的任意一项所述的充气轮胎，其中，
所述外侧橡胶层的损失正切值tanδ2比所述内侧橡胶层的损失正切值tanδ1大。
[本公开9]
根据本公开1至8中的任意一项所述的充气轮胎，其中，
所述外侧橡胶层的复弹性模量E*2为所述内侧橡胶层的复弹性模量E*1的60％以上。
[本公开10]
根据本公开9所述的充气轮胎，其中，
所述外侧橡胶层的复弹性模量E*2比所述内侧橡胶层的复弹性模量E*1大。
[本公开11]
根据本公开1至10中的任意一项所述的充气轮胎，其中，
所述外侧橡胶层和所述内侧橡胶层分别包含厚度恒定的厚度恒定部。

Claims (11)

1.一种充气轮胎，其中，
该充气轮胎具有分别埋设有胎圈芯的一对胎圈部和在所述胎圈芯之间延伸的胎体，
所述胎体包含胎体帘布层，该胎体帘布层包含主体部和折返部，该主体部在所述胎圈芯之间延伸，该折返部在各所述胎圈芯的周围从轮胎轴向的内侧向外侧折返并向轮胎半径方向外侧延伸，
在所述一对胎圈部的至少一方配置有与所述折返部的轮胎轴向的外侧相邻的加强橡胶部，
所述加强橡胶部包含内侧橡胶层和与所述内侧橡胶层的轮胎轴向的外侧相邻的外侧橡胶层，
所述外侧橡胶层的轮胎半径方向的外端位于比所述内侧橡胶层的轮胎半径方向的外端靠轮胎半径方向外侧的位置。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，
从胎圈基线到所述外侧橡胶层的所述外端为止的高度是轮胎截面高度的25％～75％。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，
所述外侧橡胶层的轮胎半径方向的内端位于比所述内侧橡胶层的轮胎半径方向的内端靠轮胎半径方向外侧的位置。
4.根据权利要求3所述的充气轮胎，其中，
所述内侧橡胶层和所述外侧橡胶层由片状橡胶部件构成，
所述加强橡胶部包含第1部分，该第1部分由所述片状橡胶部件层叠起来的部分构成，
在所述充气轮胎组装于正规轮辋且填充了正规内压的无负载的状态下，所述第1部分位于穿过所述充气轮胎与所述正规轮辋的接触位置的轮胎半径方向的外端的轮胎轴向线上。
5.根据权利要求4所述的充气轮胎，其中，
所述第1部分中的最大厚度部分位于所述轮胎轴向线上。
6.根据权利要求4或5所述的充气轮胎，其中，
所述加强橡胶部包含第2部分，该第2部分由所述片状橡胶部件未层叠的部分构成，
所述第1部分的厚度Ta与所述第2部分的厚度Tb的差(Ta-Tb)为1mm以上。
7.根据权利要求6所述的充气轮胎，其中，
所述第1部分的厚度Ta是所述第2部分的厚度Tb的1.5倍～2.5倍。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的充气轮胎，其中，
所述外侧橡胶层的损失正切值tanδ2比所述内侧橡胶层的损失正切值tanδ1大。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的充气轮胎，其中，
所述外侧橡胶层的复弹性模量E*2为所述内侧橡胶层的复弹性模量E*1的60％以上。
10.根据权利要求9所述的充气轮胎，其中，
所述外侧橡胶层的复弹性模量E*2比所述内侧橡胶层的复弹性模量E*1大。
11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的充气轮胎，其中，
所述外侧橡胶层和所述内侧橡胶层分别包含厚度恒定的厚度恒定部。
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