CN117425575A - 充气轮胎 - Google Patents
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Abstract
一种充气轮胎,在钢加强层(10)的轮胎宽度方向外侧配置有有机纤维加强层(11、12),有机纤维加强层(11、12)各自包含向一个方向拉齐的多根有机纤维帘线,构成有机纤维加强层(11、12)的有机纤维帘线以在层间相互交叉的方式取向,有机纤维加强层(11)的外径侧端部(11i)位于比胎体层(4)的卷起端部(4e)靠轮胎径向外侧的位置,有机纤维加强层(12)的外径侧端部(12i)位于比胎体层(4)的卷起端部(4e)靠轮胎径向内侧且比线段(K)靠轮胎径向外侧的位置,有机纤维加强层(11、12)的内径侧端部(11i、12i)均位于比线段(J)靠轮胎宽度方向内侧的位置,有机纤维加强层(11)的帘线角度θA处于20°≤|θA|≤45°或70°≤|θA|≤90°的范围,有机纤维加强层(12)的帘线角度θB处于20°≤|θB|≤45°或70°≤|θB|≤90°的范围。
Description
技术领域
本发明涉及具有胎体层绕各胎圈部的胎圈芯从轮胎内侧向外侧卷起的构造的充气轮胎,更详细而言,涉及能够抑制以胎体层的卷起端部为起点的脱层并且有效地抑制以埋设于胎圈部的有机纤维加强层的外径侧端部为起点的脱层的充气轮胎。
背景技术
在用于卡车、公共汽车等的重载荷用的充气轮胎中,存在如下的充气轮胎:在一对胎圈部之间架设有胎体层,该胎体层绕各胎圈部的胎圈芯从轮胎内侧向外侧卷起,包含多根钢帘线的钢加强层以包入胎体层的方式配置于各胎圈部。在这样的充气轮胎中,以防止以胎体层的卷起端部为起点的脱层为目的,在钢加强层的轮胎宽度方向外侧,埋设了包含向一个方向拉齐的多根有机纤维帘线、这些有机纤维帘线以在层间相互交叉的方式配置的两层有机纤维加强层(例如,参照专利文献1)。
然而,在配置了与胎圈部交叉层叠的两层有机纤维加强层的情况下,存在容易产生以其外径侧端部为起点的脱层这样的问题。更具体而言,两层有机纤维加强层以端部位置相互错开的方式配置,因此,一方的有机纤维加强层在外径侧端部处成为单层。并且,当在轮胎成形工序中将交叉层叠的两层有机纤维加强层向轮胎径向外侧提升时,在偏离层叠区域的单层区域中,有机纤维加强层具有高角度化的倾向。其结果是,在构成有机纤维加强层的有机纤维帘线产生的张力变大,容易发生以其外径侧端部为起点的脱层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本国专利第6554957号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于提供如下的充气轮胎,所述充气轮胎能够抑制以胎体层的卷起端部为起点的脱层并且能够有效地抑制以埋设于胎圈部的有机纤维加强层的外径侧端部为起点的脱层。
用于解决课题的手段
用于达成上述目的的本发明的充气轮胎具备:胎面部,所述胎面部沿轮胎周向延伸而呈环状;一对胎侧部,所述一对胎侧部配置于该胎面部的两侧;以及一对胎圈部,所述一对胎圈部配置于这些胎侧部的轮胎外径方向内侧,在该一对胎圈部之间架设有胎体层,该胎体层绕各胎圈部的胎圈芯从轮胎内侧向外侧卷起,包含多根钢帘线的钢加强层以包入所述胎体层的方式配置于各胎圈部,其特征在于,
在所述钢加强层的轮胎宽度方向外侧配置有第1及第2有机纤维加强层,所述第1及第2有机纤维加强层各自包含向一个方向拉齐的多根有机纤维帘线,构成所述第1及第2有机纤维加强层的有机纤维帘线以在层间相互交叉的方式取向,
所述第1有机纤维加强层的外径侧端部位于比所述胎体层的卷起端部靠轮胎径向外侧的位置,
所述第2有机纤维加强层的外径侧端部位于比所述胎体层的卷起端部靠轮胎径向内侧且比由从所述胎圈芯的向轮胎径向外侧最突出的顶点沿轮胎宽度方向画出的水平线构成的线段靠轮胎径向外侧的位置,
所述第1及第2有机纤维加强层的内径侧端部均位于比由从所述胎圈芯的向轮胎径向内侧最突出的顶点向胎圈基部表面画出的法线构成的线段靠轮胎宽度方向内侧的位置,
所述第1有机纤维加强层相对于轮胎周向的帘线角度θA处于20°≤|θA|≤45°或70°≤|θA|≤90°的范围,所述第2有机纤维加强层相对于轮胎周向的帘线角度θB处于20°≤|θB|≤45°或70°≤|θB|≤90°的范围。
发明效果
本发明人对在胎圈部配置有有机纤维加强层的轮胎构造进行了锐意研究,结果发现:交叉层叠的有机纤维加强层抑制硫化时的胎圈部的橡胶流动,由此胎体层接近平衡胎体线,以胎体层的卷起端部为起点的脱层得到抑制,换言之,发现不需要在胎体层的卷起端部附近使有机纤维加强层交叉层叠,从而完成了本发明。
即,在本发明中,配置了在钢加强层的轮胎宽度方向外侧交叉层叠的第1及第2有机纤维加强层,以由从胎圈芯的向轮胎径向内侧最突出的顶点向胎圈基部表面画出的法线构成的线段为基准,使第1及第2有机纤维加强层双方至少延伸至胎圈芯下方,因此,硫化时的胎圈部的橡胶流动被抑制,胎圈芯的位置靠近胎趾侧,能够使胎体层接近平衡胎体线。由此,能够抑制以胎体层的卷起端部为起点的脱层。另外,通过将第1有机纤维加强层的外径侧端部配置于比胎体层的卷起端部靠轮胎径向外侧的位置,另一方面,将第2有机纤维加强层的外径侧端部配置于比胎体层的卷起端部靠轮胎径向内侧且比由从胎圈芯的向轮胎径向外侧最突出的顶点沿轮胎宽度方向画出的水平线构成的线段靠轮胎径向外侧的位置,由此在轮胎成形工序中将交叉层叠的第1及第2有机纤维加强层向轮胎径向外侧提升时的提升率变小,能够避免第1有机纤维加强层在其外径侧端部附近高角度化。其结果是,能够将第1有机纤维加强层相对于轮胎周向的帘线角度θA及第2有机纤维加强层相对于轮胎周向的帘线角度θB设定于在该有机纤维帘线产生的张力变小那样的范围,能够有效地抑制以第1及第2有机纤维加强层的外径侧端部为起点的脱层。
在本发明中,在第1及第2有机纤维加强层相对于轮胎周向的帘线倾斜方向为相反方向的情况下,第1有机纤维加强层相对于轮胎周向的帘线角度θA优选处于20°≤|θA|≤45°的范围。通过这样将外径侧端部成为单层的第1有机纤维加强层的帘线角度θA设定得小,能够有效地抑制以第1有机纤维加强层的外径侧端部为起点的脱层。另外,通过使第1及第2有机纤维加强层相对于轮胎周向的帘线倾斜方向为相反方向,能够有效地抑制硫化时的胎圈部的橡胶流动。
在本发明中,优选的是,在第1及第2有机纤维加强层相对于轮胎周向的帘线倾斜方向为相同方向的情况下,第1有机纤维加强层相对于轮胎周向的帘线角度θA处于20°≤|θA|≤45°的范围,第2有机纤维加强层相对于轮胎周向的帘线角度θB处于|θA|+20≤|θB|的范围。通过这样将外径侧端部成为单层的第1有机纤维加强层的帘线角度θA设定得小,能够有效地抑制以第1有机纤维加强层的外径侧端部为起点的脱层。另外,通过使第2有机纤维加强层的帘线角度θB相对于第1有机纤维加强层的帘线角度θA充分大,能够有效地抑制硫化时的胎圈部的橡胶流动。
优选的是,胎圈部的胎踵顶点至第1有机纤维加强层的外径侧端部的距离Ah和胎圈部的胎踵顶点至胎体层的卷起端部的距离Ph满足Ah-Ph≥5.0mm的关系。由此,能够缓和胎体层的卷起端部处的应力集中,有效地抑制从该卷起端部起的脱层。
优选的是,在与胎体层的卷起端部、钢加强层的轮胎宽度方向外侧的端部、第1有机纤维加强层的外径侧端部及第2有机纤维加强层的外径侧端部相邻的位置埋设有裂纹抑制层,裂纹抑制层的100%模量KcM100处于4.5MPa≤KcM100≤10.0MPa的范围,裂纹抑制层的断裂伸长率KcEB处于300%≤KcEB的范围。由此,能够有效地抑制以胎体层的卷起端部、第1有机纤维加强层的外径侧端部及第2有机纤维加强层的外径侧端部为起点的脱层。需要说明的是,100%模量及断裂伸长率依据JIS-K6251进行测定。
优选的是,第1及第2有机纤维加强层中的一方是位于轮胎宽度方向内侧的位置的内侧的有机纤维加强层,第1及第2有机纤维加强层中的另一方是位于轮胎宽度方向外侧的位置的外侧的有机纤维加强层,外侧的有机纤维加强层以被覆内侧的有机纤维加强层的内径侧端部的方式配置,外侧的有机纤维加强层的内径侧端部从内侧的有机纤维加强层的内径侧端部离开5mm以上,并且位于比由从钢加强层的轮胎宽度方向外侧的端部沿轮胎宽度方向画出的水平线构成的线段靠轮胎径向内侧的位置。在该情况下,即使在轮辋取下时胎圈部的胎趾变形,也不易产生以外侧的有机纤维加强层的内径侧端部及内侧的有机纤维加强层的内径侧端部为起点的脱层。
优选的是,构成第1及第2有机纤维加强层的有机纤维帘线的纤维构造分别处于800dtex/2~1500dtex/2的范围。通过这样使构成第1及第2有机纤维加强层的有机纤维帘线变细,能够减小在以第1及第2有机纤维加强层中的一方被覆第1及第2有机纤维加强层中的另一方的内径侧端部的方式配置时产生的台阶部,降低向该台阶部的应力集中,抑制以第1或第2有机纤维加强层的台阶部为起点的脱层。另外,对于构成第1及第2有机纤维加强层的有机纤维帘线,确保了必要最小限度的粗细,因此也能够发挥抑制橡胶流动的效果。
优选的是,沿着通过胎圈芯的向宽度方向外侧最突出的顶点且与胎圈芯的最长边平行的直线测定的、所述顶点至胎踵位置的距离A处于2.5mm≤A≤5.5mm的范围。通过这样充分确保距离A,胎圈芯的位置靠近胎趾侧,能够增加胎圈部的胎趾形成的角度。其结果是,胎圈部的胎趾的刚性增加,不易产生以第1有机纤维加强层的内径侧端部及第2有机纤维加强层的内径侧端部为起点的脱层。
附图说明
图1是示出由本发明的实施方式构成的重载荷用的充气轮胎的子午线剖视图。
图2是示出图1的充气轮胎的胎圈部的剖视图。
图3是示出图1的充气轮胎的胎圈部的其他剖视图。
图4是将埋设于胎圈部的有机纤维加强层提取而示出的侧视图。
图5是示出有机纤维加强层的帘线角度与张力的关系的图。
图6是示出埋设于胎圈部的有机纤维加强层的变形例的侧视图。
图7是示出埋设于胎圈部的有机纤维加强层的其他变形例的剖视图。
图8是示出图7的有机纤维加强层的其他剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明的构成。图1示出由本发明的实施方式构成的重载荷用的充气轮胎,图2~图4示出其主要部分。
如图1所示,本实施方式的充气轮胎具备:在轮胎周向上延伸而呈环状的胎面部1、配置于该胎面部1的两侧的一对胎侧部2、2、以及配置于这些胎侧部2的轮胎径向内侧的一对胎圈部3、3。
在一对胎圈部3、3之间架设有胎体层4。该胎体层4具有包含沿轮胎径向延伸的多根钢帘线并绕配置于各胎圈部3的胎圈芯5从轮胎内侧向外侧卷起的构造。在胎圈芯5的外周上配置有由截面三角形状的橡胶组合物构成的胎圈填胶6。
在胎面部1处的胎体层4的外径侧埋设有4层带束层7。各带束层7包含相对于轮胎周向倾斜的多根带束帘线(钢帘线)。这些带束层7具有带束帘线相互交叉的中央2层的主带束层72、73和配置于这些主带束层72、73的内径侧及外径侧的辅助带束层71、74。构成主带束层72、73的带束帘线相对于轮胎周向的倾斜角度例如设定于15°~35°的范围,构成辅助带束层71、74的带束帘线相对于轮胎周向的倾斜角度例如设定于15°~75°的范围。
在上述充气轮胎中,包含多根钢帘线的钢加强层10以包入胎体层4、胎圈芯5及胎圈填胶6的方式配置于各胎圈部3。在钢加强层10的轮胎宽度方向外侧配置有第1及第2有机纤维加强层11、12。第1及第2有机纤维加强层11、12各自包含向一个方向拉齐的多根有机纤维帘线,构成第1及第2有机纤维加强层11、12的有机纤维帘线以在层间相互交叉的方式取向。
如图2所示,第1有机纤维加强层11的外径侧端部11o位于比胎体层4的卷起端部4e靠轮胎径向外侧的位置。另一方面,第2有机纤维加强层12的外径侧端部12o位于比胎体层4的卷起端部4e靠轮胎径向内侧且比由从胎圈芯5的向轮胎径向外侧最突出的顶点沿轮胎宽度方向画出的水平线构成的线段K靠轮胎径向外侧的位置。也就是说,第1及第2有机纤维加强层11、12层叠,但在胎体层4的卷起端部4e的附近成为单层构造。需要说明的是,用于确定线段K的水平线是在轮胎单体的情况下无负荷时确定的。
第1及第2有机纤维加强层11、12的内径侧端部11i、12i均位于比由从胎圈芯5的向轮胎径向内侧最突出的顶点向胎圈基部3b的表面画出的法线构成的线段J靠轮胎宽度方向内侧的位置。也就是说,第1及第2有机纤维加强层11、12延伸至胎圈芯5的下方。
如图4所示,第1有机纤维加强层11相对于轮胎周向的帘线角度θA设定于20°≤|θA|≤45°或70°≤|θA|≤90°的范围,第2有机纤维加强层12相对于轮胎周向的帘线角度θB设定于20°≤|θB|≤45°或70°≤|θB|≤90°的范围。帘线角度θA、θB是在第1及第2有机纤维加强层11、12的外径侧端部11o、12o处测定的有机纤维帘线相对于轮胎周向的角度。第1及第2有机纤维加强层11、12相对于轮胎周向的帘线倾斜方向可以是任意方向。例如,第1及第2有机纤维加强层11、12的帘线角度θA、θB在构成它们的有机纤维帘线相对于轮胎周向向一方侧倾斜的情况下成为正值(+),在构成它们的有机纤维帘线相对于轮胎周向向另一方侧倾斜的情况下成为负值(-)。
根据上述的充气轮胎,配置了在钢加强层10的轮胎宽度方向外侧交叉层叠的第1及第2有机纤维加强层11、12,以由从胎圈芯5的向轮胎径向内侧最突出的顶点向胎圈基部3b的表面画出的法线构成的线段J为基准,使第1及第2有机纤维加强层11、12双方至少延伸至胎圈芯5的下方,因此,硫化时的胎圈部3的橡胶流动被抑制,胎圈芯5的位置靠近胎趾3t侧,能够使胎体层4接近平衡胎体线。由此,能够抑制以胎体层4的卷起端部4e为起点的脱层。
另外,通过将第1有机纤维加强层11的外径侧端部11o配置于比胎体层4的卷起端部4e靠轮胎径向外侧的位置,另一方面,将第2有机纤维加强层12的外径侧端部12o配置于比胎体层4的卷起端部4e靠轮胎径向内侧且比由胎圈芯5的向轮胎径向外侧最突出的顶点沿轮胎宽度方向画出的水平线构成的线段K靠轮胎径向外侧的位置,由此,在轮胎成形工序中将交叉层叠的第1及第2有机纤维加强层11、12向轮胎径向外侧提升时的提升率变小,能够避免第1有机纤维加强层11在其外径侧端部11o附近高角度化。需要说明的是,第1有机纤维加强层11延伸至比胎体层4的卷起端部4e靠轮胎径向外侧的位置,因此抑制硫化时的胎圈部3的橡胶流动的效果得以充分地确保。
由于如上述那样能够避免第1有机纤维加强层11在其外径侧端部11o附近高角度化,因此,能够将第1有机纤维加强层11相对于轮胎周向的帘线角度θA及第2有机纤维加强层相对于轮胎周向的帘线角度θB设定于在其有机纤维帘线产生的张力变小那样的范围,能够有效地抑制以第1及第2有机纤维加强层11、12的外径侧端部11o、12o为起点的脱层。
图5示出有机纤维加强层的帘线角度与张力的关系。在图5中,“◇”表示包含向一个方向拉齐的多根有机纤维帘线的第1有机纤维加强层11的数据,“×”表示包含向一个方向拉齐的多根有机纤维帘线的第2有机纤维加强层12的数据。如图5所示,存在第1有机纤维加强层11在相对于轮胎周向的帘线角度θA处于20°≤|θA|≤45°或70°≤|θA|≤90°的范围时张力变低、且第2有机纤维加强层12在相对于轮胎周向的帘线角度θB处于20°≤|θB|≤45°或70°≤|θB|≤90°的范围时张力变低的倾向。因此,通过将帘线角度θA、θB设定于上述范围,能够避免张力的增大而抑制以第1及第2有机纤维加强层11、12的外径侧端部11o、12o为起点的脱层。
在此,当第1有机纤维加强层11的帘线角度θA处于45°<|θA|<70°的范围时,容易产生以第1有机纤维加强层11的外径侧端部11o为起点的脱层。同样,当第2有机纤维加强层12的帘线角度θB处于45°<|θB|<70°的范围时,容易产生以第2有机纤维加强层12的外径侧端部12o为起点的脱层。另外,当帘线角度|θA|、|θB|小于20°时,难以在轮胎成形工序中将交叉层叠的第1及第2有机纤维加强层11、12向轮胎径向外侧提升。特别是,第1有机纤维加强层11相对于轮胎周向的帘线角度θA优选设定于25°≤|θA|≤40°或75°≤|θA|≤85°的范围,第2有机纤维加强层12相对于轮胎周向的帘线角度θB优选设定于25°≤|θB|≤40°或75°≤|θB|≤85°的范围。
如图4所示,在第1及第2有机纤维加强层11、12相对于轮胎周向的帘线倾斜方向为相反方向的情况下,第1有机纤维加强层11相对于轮胎周向的帘线角度θA优选处于20°≤|θA|≤45°的范围,更优选处于20°≤|θA|≤35°的范围。通过这样将外径侧端部11o成为单层的第1有机纤维加强层11的帘线角度θA设定得小,能够有效地抑制以第1有机纤维加强层11的外径侧端部11o为起点的脱层。另外,由于第1及第2有机纤维加强层11、12相对于轮胎周向的帘线倾斜方向为相反方向,因此能够有效地抑制硫化时的胎圈部的橡胶流动。其结果是,能够促进胎体线的平衡化。
图6示出埋设于胎圈部的有机纤维加强层的变形例。如图6所示,第1及第2有机纤维加强层11、12相对于轮胎周向的帘线倾斜方向也可以为相同方向。在该情况下,第1有机纤维加强层11相对于轮胎周向的帘线角度θA优选处于20°≤|θA|≤45°的范围,更优选处于20°≤|θA|≤40°的范围,第2有机纤维加强层12相对于轮胎周向的帘线角度θB优选处于|θA|+20≤|θB|的范围。通过这样将外径侧端部11o成为单层的第1有机纤维加强层11的帘线角度θA设定得小,能够有效地抑制以第1有机纤维加强层11的外径侧端部11o为起点的脱层。另外,通过使第2有机纤维加强层12的帘线角度θB相对于第1有机纤维加强层11的帘线角度θA充分大,从而即使第1及第2有机纤维加强层11、12的帘线倾斜方向为相同方向,也能够有效地抑制硫化时的胎圈部的橡胶流动。其结果是,能够促进胎体线的平衡化。另外,由于第1及第2有机纤维加强层11、12以相同符号交叉层叠,因此,即使使第2有机纤维加强层12的帘线角度θB相对于第1有机纤维加强层11的帘线角度θA增大20°以上,第2有机纤维加强层12的张力也难以变大,因此,能够有效地抑制以第2有机纤维加强层12的外径侧端部12o为起点的脱层。
如图3所示,胎圈部3的胎踵顶点3h至第1有机纤维加强层11的外径侧端部11o的距离Ah和胎圈部3的胎踵顶点3h至胎体层4的卷起端部4e的距离Ph优选满足Ah-Ph≥5.0mm的关系。即,第1有机纤维加强层11优选越过胎体层4的卷起端部4e而朝向轮胎径向外侧充分突出。由此,能够缓和胎体层4的卷起端部4e处的应力集中,有效地抑制从该卷起端部4e起的脱层。在此,当Ah-Ph<5.0mm时,抑制从胎体层4的卷起端部4e起的脱层的效果降低。特别是,优选满足Ah-Ph≥8.0mm的关系。需要说明的是,胎圈部3的胎踵顶点3h至第2有机纤维加强层12的外径侧端部12o的距离Bh和胎圈部3的胎踵顶点3h至胎体层4的卷起端部4e的距离Ph满足Ph>Bh的关系。
如图2所示,在从胎侧部2遍及胎圈部3的区域,配置有在轮胎外表面露出的胎侧橡胶层13和轮辋缓冲橡胶层14。并且,在由胎圈填胶6、胎侧橡胶层13及轮辋缓冲橡胶层14包围的区域,在与胎体层4的卷起端部4e、钢加强层10的轮胎宽度方向外侧的端部10e、第1有机纤维加强层11的外径侧端部11o及第2有机纤维加强层12的外径侧端部12o相邻的位置埋设有裂纹抑制层15。需要说明的是,胎体层4的卷起端部4e及钢加强层10的轮胎宽度方向外侧的端部10e也可以被边缘带覆盖,在附加有这样的边缘带的情况下,裂纹抑制层15隔着边缘带与胎体层4的卷起端部4e及钢加强层10的轮胎宽度方向外侧的端部10e相邻。优选的是,裂纹抑制层15的100%模量KcM100处于4.5MPa≤KcM100≤10.0MPa的范围,裂纹抑制层15的断裂伸长率KcEB处于300%≤KcEB的范围。由此,能够有效地抑制以胎体层4的卷起端部4e、第1有机纤维加强层11的外径侧端部11o及第2有机纤维加强层12的外径侧端部12o为起点的脱层。
在此,当裂纹抑制层15的100%模量KcM100小于4.5MPa时,会助长胎体层4的卷起端部4e、第1有机纤维加强层11的外径侧端部11o及第2有机纤维加强层12的外径侧端部12o处的应力集中,有可能会发生以它们为起点的脱层。另外,当裂纹抑制层15的100%模量KcM100超过10.0MPa时,难以使裂纹抑制层15的断裂伸长率KcEB为300%以上。并且,当裂纹抑制层15的断裂伸长率KcEB小于300%时,抑制以胎体层4的卷起端部4e、第1有机纤维加强层11的外径侧端部11o及第2有机纤维加强层12的外径侧端部12o为起点的脱层的效果降低。裂纹抑制层15的断裂伸长率KcEB的上限值优选为500%。
图7示出埋设于胎圈部的有机纤维加强层的其他变形例。在图7中,第1有机纤维加强层11是位于轮胎宽度方向内侧的位置的内侧的有机纤维加强层11,第2有机纤维加强层12是位于轮胎宽度方向外侧的位置的外侧的有机纤维加强层12。外侧的有机纤维加强层12以被覆内侧的有机纤维加强层11的内径侧端部11i的方式配置,外侧的有机纤维加强层12的内径侧端部12i从内侧的有机纤维加强层11的内径侧端部11i离开5mm以上,并且位于比由从钢加强层10的轮胎宽度方向外侧的端部10e沿轮胎宽度方向画出的水平线构成的线段L靠轮胎径向内侧的位置。需要说明的是,外侧的有机纤维加强层12的内径侧端部12i与内侧的有机纤维加强层11的内径侧端部11i的分离距离是沿着钢加强层10测定的距离。
在采用了上述那样的构造的情况下,内侧的有机纤维加强层11的内径侧端部11i被外侧的有机纤维加强层12被覆,因此,在胎圈部3的胎趾3t附近没有形成刚性台阶部(应力集中部)。因此,即使在轮辋取下时胎圈部3的胎趾3t变形,也不易产生以内侧的有机纤维加强层11的内径侧端部11i为起点的脱层。另外,外侧的有机纤维加强层12的内径侧端部12i也配置于适当的位置,因此不易产生以外侧的有机纤维加强层12的内径侧端部12i为起点的脱层。
在此,当外侧的有机纤维加强层12的内径侧端部12i与内侧的有机纤维加强层11的内径侧端部11i的分离距离小于5mm时,外侧的有机纤维加强层12的内径侧端部12i位于胎圈部3的胎趾3t附近,因此,容易产生以外侧的有机纤维加强层12的内径侧端部12i为起点的脱层。另外,比由从钢加强层10的轮胎宽度方向外侧的端部10e沿轮胎宽度方向画出的水平线构成的线段L靠轮胎径向内侧的区域R是在轮胎滚动时运动少的区域,但当外侧的有机纤维加强层12的内径侧端部12i位于比线段L靠轮胎径向外侧的位置时,轮胎滚动时的运动变大,因此容易从外侧的有机纤维加强层12的内径侧端部12i产生脱层。
在上述充气轮胎中,优选的是,构成第1及第2有机纤维加强层11、12的有机纤维帘线的纤维构造分别处于800dtex/2~1500dtex/2的范围。通过这样使构成第1及第2有机纤维加强层11、12的有机纤维帘线变细,如图7所示,能够减小在以第2有机纤维加强层12被覆第1有机纤维加强层11的内径侧端部11i的方式配置时产生的台阶部,降低向该台阶部的应力集中,抑制以第2有机纤维加强层12的台阶部为起点的脱层。另外,对于构成第1及第2有机纤维加强层11、12的有机纤维帘线,确保了必要最小限度的粗细,因此也能够发挥抑制橡胶流动的效果。
在此,当有机纤维帘线的纤维构造小于800dtex/2时,无法抑制胎圈部3处的橡胶流动,相反地,当大于1500dtex/2时,在以第1及第2有机纤维加强层11、12中的一方被覆第1及第2有机纤维加强层11中的另一方的内径侧端部11i、12i的方式配置时产生的台阶部变大,由于向该台阶部的应力集中导致容易产生脱层。
在上述充气轮胎中,如图8所示,沿着通过胎圈芯5的向宽度方向外侧最突出的顶点E并与胎圈芯5的最长边平行的直线D测定的、顶点E至胎踵位置的距离A优选处于2.5mm≤A≤5.5mm的范围。通过这样充分确保距离A,从而胎圈芯5的位置靠近胎圈部3的胎趾3t侧,能够增加胎圈部3的胎趾3t形成的角度θ。其结果是,胎圈部3的胎趾3t的刚性增加,不易产生以第1有机纤维加强层11的内径侧端部11i及第2有机纤维加强层12的内径侧端部12i为起点的脱层。
需要说明的是,距离A的具体求出方法如下。胎圈芯5具有在轮胎子午线截面中多根线材排列而得的层叠构造。顶点E是通过位于胎圈芯5的最靠宽度方向外侧的位置的线材的重心且与胎圈芯5的最长边平行的直线D与位于最靠宽度方向外侧的位置的线材的轮廓相交的点。在此,在求出通过胎圈芯5的向宽度方向外侧最突出的顶点E并与胎圈芯5的最长边平行的直线D、形成胎圈底面的轮廓的边的延长线与构成胎圈背面的轮廓的曲线的延长线相交叉的假想交点H、通过该假想交点H并与直线D正交的直线M、以及通过顶点E并与直线D正交的直线F时,距离A是在直线M与直线F之间划分出的直线D上的线段的长度。
在此,当距离A小于2.5mm时,胎圈芯5的位置不会充分靠近胎趾3t侧,胎趾3t的刚性的增加少,因此抑制脱层的效果降低,相反地,当超过5.5mm时,招致过大的成本增加。
由上述实施方式构成的充气轮胎优选单轮下的负荷指数为121以上、或帘布层层级为10PR以上。在具有这样的负荷指数或帘布层层级的充气轮胎中改善胎圈部的耐久性是极有意义的。
实施例
制作了在轮胎尺寸为275/70R22.5且具备胎面部、一对胎侧部及一对胎圈部并在该一对胎圈部之间架设有包含多根钢帘线的胎体层、该胎体层绕各胎圈部的胎圈芯从轮胎内侧向外侧卷起、包含多根钢帘线的钢加强层以包入胎体层的方式配置于各胎圈部的充气轮胎中、在胎圈部配置第1及第2有机纤维加强层(参照图2)并仅使胎圈部的构造不同的以往例1~2、比较例1~3及实施例1~12的轮胎。
在这些以往例1~2、比较例1~3及实施例1~12的轮胎中,如表1~表2那样设定了胎踵顶点至胎体层的卷起端部的距离Ph、胎踵顶点至第1有机纤维加强层的外径侧端部的距离Ah、胎踵顶点至第2有机纤维加强层的外径侧端部的距离Bh、第1有机纤维加强层的内径侧端部的位置、第2有机纤维加强层的内径侧端部的位置、第1有机纤维加强层的在轮胎中的帘线角度θA、第1有机纤维加强层的在成形工序中的帘线角度θA’、第2有机纤维加强层的在轮胎中的帘线角度θB、第2有机纤维加强层的在成形工序中的帘线角度θB’、|θB|-|θA|、Ah-Ph、裂纹抑制层的100%模量KcM100、裂纹抑制层的断裂伸长率KcEB。构成第1有机纤维加强层及第2有机纤维加强层的有机纤维帘线的纤维构造均为1400dtex/2。
关于第1有机纤维加强层及第2有机纤维加强层的内径侧端部的位置,将内径侧端部位于比线段J靠轮胎宽度方向内侧的位置的情况设为“内侧”,将内径侧端部位于比线段J靠轮胎宽度方向外侧的位置的情况设为“外侧”。在Ah>Ph时,第1有机纤维加强层的外径侧端部位于比胎体层的卷起端部靠轮胎径向外侧的位置,在Bh<Ph时,第2有机纤维加强层的外径侧端部位于比胎体层的卷起端部靠轮胎径向内侧的位置。
对于这些试验轮胎,通过下述试验方法评价耐脱层性(有机纤维加强层、胎体层),将其结果一并示于表1~表2。
耐脱层性(有机纤维加强层、胎体层):
将各试验轮胎分别安装于JATMA的规定轮辋,在设为JATMA的规定气压的75%、负荷JATMA的规定载荷的1.4倍、行驶速度为49km/h的条件下利用转鼓试验机实施了行驶试验。在行驶40000km后,在轮胎周向上成为等间隔的8个部位沿着轮胎子午线切断试验轮胎,在两胎圈部的8个部位的切断面(合计16个部位)处分别测定了以有机纤维加强层的端部及胎体层的卷起端部为起点的裂纹的截面方向长度。然后,分别求出以有机纤维加强层的端部及胎体层的卷起端部为起点的裂纹的截面方向长度的总和。评价结果使用测定值的倒数,对于有机纤维加强层及胎体层的各自,用将以往例2设为100的指数来表示。该指数值越大,则意味着耐脱层性越优异。
[表1]
[表2]
由表1~表2可知,实施例1~12的轮胎在与以往例2的对比中,能够良好地维持与胎体层相关的耐脱层性,并且大幅度地改善与有机纤维加强层相关的耐脱层性。需要说明的是,以往例1由于制造时的故障而无法获得轮胎。另一方面,比较例1~3的轮胎由于第2有机纤维加强层的帘线角度不适当,因此容易产生以第2有机纤维加强层的外径侧端部为起点的脱层。
接着,制作了变更了实施例1的轮胎构造的一部分的实施例13~17的轮胎。在实施例13~17的轮胎中,第1有机纤维加强层是内侧有机纤维加强层,第2有机纤维加强层是外侧有机纤维加强层。并且,如表3那样设定了内侧有机纤维加强层的纤维构造、内侧纤维加强层的内径侧端部的位置、外侧有机纤维加强层的纤维构造、外侧纤维加强层的内径侧端部的位置、由外侧有机纤维加强层对内侧纤维加强层的内径侧端部的被覆的有无、外侧有机纤维加强层的内径侧端部与内侧有机纤维加强层的内径侧端部的距离、胎圈芯的距离A、胎趾的角度θ。
关于内侧有机纤维加强层的内径侧端部的位置,将内径侧端部位于比线段J靠轮胎宽度方向内侧的位置的情况设为“内侧”,将内径侧端部位于比线段J靠轮胎宽度方向外侧的位置的情况设为“外侧”。关于外侧有机纤维加强层的内径侧端部的位置,将内径侧端部位于比线段L靠轮胎径向内侧的位置的情况设为“下侧”,将内径侧端部位于比线段L靠轮胎径向外侧的位置的情况设为“上侧”。
对于这些试验轮胎,通过下述试验方法评价耐脱层性(有机纤维加强层),将其结果一并示于表3。
耐脱层性(有机纤维加强层):
将各试验轮胎分别安装于JATMA的规定轮辋,在设为JATMA的规定气压的75%、负荷JATMA的规定载荷的1.4倍、行驶速度为49km/h的条件下利用转鼓试验机实施了行驶试验。在行驶40000km后,在轮胎周向上成为等间隔的8个部位沿着轮胎子午线切断试验轮胎,在两胎圈部的8个部位的切断面(合计16个部位)处测定了以有机纤维加强层的端部为起点的裂纹的截面方向长度。然后,求出以有机纤维加强层的端部为起点的裂纹的截面方向长度的总和。评价结果使用测定值的倒数,用将以往例2设为100的指数来表示。该指数值越大,则意味着耐脱层性越优异。
[表3]
由表3可知,实施例13~17的轮胎与实施例1~12同样地,与有机纤维加强层相关的耐脱层性良好。
附图标记说明
1 胎面部
2 胎侧部
3 胎圈部
3t 胎趾
3b 胎圈基部
3h 胎踵顶点
4 胎体层
4e 卷起端部
5 胎圈芯
6 胎圈填胶
7 带束层
10 钢加强层
10e 端部
11第1有机纤维加强层
11i 内径侧端部
11o 外径侧端部
12第2有机纤维加强层
12i 内径侧端部
12o 外径侧端部
13 胎侧橡胶层
14 轮辋缓冲橡胶层
15 裂纹抑制层
Claims (8)
1.一种充气轮胎,具备:胎面部,所述胎面部沿轮胎周向延伸而呈环状;一对胎侧部,所述一对胎侧部配置于该胎面部的两侧;以及一对胎圈部,所述一对胎圈部配置于所述胎侧部的轮胎外径方向内侧,在该一对胎圈部之间架设有胎体层,该胎体层绕各胎圈部的胎圈芯从轮胎内侧向外侧卷起,包含多根钢帘线的钢加强层以包入所述胎体层的方式配置于各胎圈部,其特征在于,
在所述钢加强层的轮胎宽度方向外侧配置有第1有机纤维加强层及第2有机纤维加强层,所述第1有机纤维加强层及第2有机纤维加强层各自包含向一个方向拉齐的多根有机纤维帘线,构成所述第1有机纤维加强层及第2有机纤维加强层的有机纤维帘线以在层间相互交叉的方式取向,
所述第1有机纤维加强层的外径侧端部位于比所述胎体层的卷起端部靠轮胎径向外侧的位置,
所述第2有机纤维加强层的外径侧端部位于比所述胎体层的卷起端部靠轮胎径向内侧且比由从所述胎圈芯的向轮胎径向外侧最突出的顶点沿轮胎宽度方向画出的水平线构成的线段靠轮胎径向外侧的位置,
所述第1有机纤维加强层及第2有机纤维加强层的内径侧端部均位于比由从所述胎圈芯的向轮胎径向内侧最突出的顶点向胎圈基部表面画出的法线构成的线段靠轮胎宽度方向内侧的位置,
所述第1有机纤维加强层相对于轮胎周向的帘线角度θA处于20°≤|θA|≤45°或70°≤|θA|≤90°的范围,所述第2有机纤维加强层相对于轮胎周向的帘线角度θB处于20°≤|θB|≤45°或70°≤|θB|≤90°的范围。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎,其特征在于,
所述第1有机纤维加强层及第2有机纤维加强层相对于轮胎周向的帘线倾斜方向为相反方向,所述第1有机纤维加强层相对于轮胎周向的帘线角度θA处于20°≤|θA|≤45°的范围。
3.根据权利要求1所述的充气轮胎,其特征在于,
所述第1有机纤维加强层及第2有机纤维加强层相对于轮胎周向的帘线倾斜方向为相同方向,所述第1有机纤维加强层相对于轮胎周向的帘线角度θA处于20°≤|θA|≤45°的范围,所述第2有机纤维加强层相对于轮胎周向的帘线角度θB处于|θA|+20≤|θB|的范围。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,
所述胎圈部的胎踵顶点至所述第1有机纤维加强层的外径侧端部的距离Ah和所述胎圈部的胎踵顶点至所述胎体层的卷起端部的距离Ph满足Ah-Ph≥5.0mm的关系。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,
在与所述胎体层的卷起端部、所述钢加强层的轮胎宽度方向外侧的端部、所述第1有机纤维加强层的外径侧端部及所述第2有机纤维加强层的外径侧端部相邻的位置埋设有裂纹抑制层,所述裂纹抑制层的100%模量KcM100处于4.5MPa≤KcM100≤10.0MPa的范围,所述裂纹抑制层的断裂伸长率KcEB处于300%≤KcEB的范围。
6.一种充气轮胎,其特征在于,
所述第1有机纤维加强层及第2有机纤维加强层中的一方是位于轮胎宽度方向内侧的位置的内侧的有机纤维加强层,所述第1有机纤维加强层及第2有机纤维加强层中的另一方是位于轮胎宽度方向外侧的位置的外侧的有机纤维加强层,
所述外侧的有机纤维加强层以被覆所述内侧的有机纤维加强层的内径侧端部的方式配置,所述外侧的有机纤维加强层的内径侧端部从所述内侧的有机纤维加强层的内径侧端部离开5mm以上,并且位于比由从所述钢加强层的轮胎宽度方向外侧的端部沿轮胎宽度方向画出的水平线构成的线段靠轮胎径向内侧的位置。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,
构成所述第1有机纤维加强层及第2有机纤维加强层的有机纤维帘线的纤维构造分别处于800dtex/2~1500dtex/2的范围。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,
沿着通过所述胎圈芯的向宽度方向外侧最突出的顶点且与所述胎圈芯的最长边平行的直线测定的、所述顶点至胎踵位置的距离A处于2.5mm≤A≤5.5mm的范围。
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