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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen und insbesondere einen Luftreifen mit verringertem Gewicht, der in der Lage ist, die gewünschte Steifigkeit sowohl für einen Laufflächenbereich als auch für Seitenbereiche sicherzustellen, indem eine gekrümmte Karkassenstruktur verwendet wird, bei der sich ein Winkel eines Karkassencordfadens im Laufflächenbereich und in den Seitenbereichen kontinuierlich ändert.
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Stand der Technik
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Generell wird als ein Verfahren zum Reduzieren des Gewichts eines Reifens die Dicke von Gummi reduziert, der beispielsweise für eine Verschlusslauffläche und Seiten verwendet wird, die Abschnitte des Reifens sind, die eine große Fläche aufweisen. Jedoch ist es aus der Perspektive der Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit schwierig, eine weitere Verringerung des Gewichts mit dem Verfahren zum Reduzieren der Dicke jedes Abschnitts des Reifens zu erreichen.
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Inzwischen wurden zur Reduzierung des Gewichts des Reifens verschiedene Arten von Reifen vorgeschlagen, die keine unabhängige Gürtelschicht einer radialen Struktur nach dem Stand der Technik benötigen. Beispielsweise kann in Patentdokument 1 der folgende Luftreifen erhalten werden. Das heißt, sowohl in einer Innenseitencordfadenschicht als auch in einer Außenseitencordfadenschicht ist eine große Anzahl von Cordfäden parallel zueinander angeordnet. Ein Cordfadenwinkel in jeder Cordfadenschicht wird in Seitenwandabschnitten in einem Bereich von 80° bis 90° und in einem Zentrum eines Laufflächenabschnitts in einem Bereich von 15° bis 50° eingestellt, und die Cordfäden sind zwischen den beiden Cordfadenschichten gegenläufig zueinander geneigt. Als ein Ergebnis kann der Luftreifen sowohl eine innere Druckhaltefunktion als auch eine Ringfunktion ohne Gürtelschicht aufweisen. Jedoch bezieht sich der Stand der Technik auf ein kompliziertes Herstellungsverfahren, bei dem ein Cordfaden kontinuierlich zwischen rechten und linken Wulstkernen hin und her verläuft, und daher ist die praktische Gebrauchsfähigkeit nicht hoch.
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Ferner kann in Patentdokument 2 der folgende Luftreifen erhalten werden. Das heißt, der Luftreifen umfasst zwei oder mehr Karkassenschichten zum Verstärken eines Zwischenraums zwischen einem Paar von Wülsten. Cordfäden der Karkassenschichten sind im Wesentlichen in einer Reifenradialrichtung vom Wulst zu einer Position nahe einer Position der maximalen Reifenbreite angeordnet. Von dieser Position zu einer Bodenkontaktkante verändert sich ein Winkel der Cordfäden in Bezug auf eine Umfangsrichtung allmählich. In Bezug auf die Umfangsrichtung sind die Cordfäden in einem Winkel von 20° bis 60° in der Nähe der Bodenkontaktkante und in einem Winkel von 20° bis 50° an einem Laufflächenabschnitt angeordnet. Jedoch fungieren in dem Fall, in dem die Verstärkung durch Verwendung der zwei oder mehr Karkassenschichten erfolgt, im Vergleich zu einem Fall, bei dem eine einzelne Karkassenschicht verwendet wird, Abschnitte wie Endabschnitte der Karkassenschichten, die um die Wulstkerne gewickelt sind, im Wesentlichen nicht als Verstärkungsmaterialien. Somit besteht ein Problem darin, dass eine effektive Verstärkung nicht durchgeführt werden kann, wobei gleichzeitig das Gewicht des Reifens verringert wird.
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Liste der Dokumente des Stands der Technik
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Patentliteratur
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- Patentdokument 1: JP 2005-22537 A
- Patentdokument 1: JP 2002-127711 A
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Luftreifen bereitzustellen, der im Gewicht reduziert ist und in der Lage ist, die für jeden von einem Laufflächenbereich und Seitenbereichen gewünschte Steifigkeit sicherzustellen, indem eine gekrümmte Karkassenstruktur verwendet wird, bei der sich ein Winkel eines Karkassencordfadens im Laufflächenbereich und in den Seitenbereichen kontinuierlich verändert.
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Lösung des Problems
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Um die oben erwähnte Aufgabe zu lösen, ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Luftreifen mit einem Laufflächenabschnitt, einem Paar Seitenwandabschnitte, einem Paar Wulstabschnitte und einer Karkassenschicht. Der Laufflächenabschnitt verläuft in einer Reifenumfangsrichtung und weist eine Ringform auf. Das Paar Seitenwandabschnitte ist auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts angeordnet. Das Paar Wulstabschnitte ist in einer Reifenradialrichtung des Paars Seitenwandabschnitte innen angeordnet. Die Karkassenschicht beinhaltet eine Mehrzahl von Karkassencordfäden, die zwischen dem Paar Wulstabschnitten montiert sind und von einer Reifeninnenseite zu einer Außenseite um Wulstkerne des Paars Wulstabschnitte gewickelt sind. Wenn ein Laufflächenbereich einen Bereich anzeigt, der einer Bodenkontaktbreite des Laufflächenabschnitts entspricht, ein mittlerer Laufflächenbereich einen Bereich anzeigt, der 80 % einer Mitte der Bodenkontaktbreite des Laufflächenabschnitts entspricht, und ein Seitenbereich einen Bereich in der Reifenradialrichtung innen bezogen auf eine Position der maximalen Reifenbreite anzeigt, überlappen sich beide Abschlüsse der Karkassenschicht im Laufflächenabschnitt. Die Karkassenschicht hat eine Dreifachschichtstruktur, die eine in Reifenradialrichtung im Laufflächenbereich am weitesten innen liegende Innenschicht, eine in Reifenradialrichtung im Laufflächenbereich am weitesten außen liegende Außenschicht und eine im Laufflächenabschnitt zwischen der Innen- und Außenschicht liegende Zwischenschicht umfasst. Ein Cordfadenwinkel in der Karkassenschicht im mittleren Laufflächenbereich bezogen auf die Reifenumfangsrichtung unterscheidet sich in mindestens einer von der Innenschicht, der Außenschicht und der Zwischenschicht von einem Cordfadenwinkel in der Karkassenschicht im Seitenbereich bezogen auf die Reifenumfangsrichtung.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung weist die folgende Struktur auf. Das heißt, beide Abschlüsse der Karkassenschicht überlappen sich im Laufflächenabschnitt. Die Karkassenschicht hat eine Dreifachschichtstruktur, die die in Reifenradialrichtung im Laufflächenbereich am weitesten innen liegende Innenschicht, die in Reifenradialrichtung im Laufflächenbereich am weitesten außen liegende Außenschicht und die im Laufflächenabschnitt zwischen der Innen- und Außenschicht liegende Zwischenschicht umfasst. Der Cordfadenwinkel in der Karkassenschicht im mittleren Laufflächenbereich bezogen auf die Reifenumfangsrichtung unterscheidet sich in mindestens einer von der Innenschicht, der Außenschicht und der Zwischenschicht von dem Cordfadenwinkel in der Karkassenschicht im Seitenbereich bezogen auf die Reifenumfangsrichtung. Dadurch kann eine unterschiedliche Steifigkeit für jeden von dem Laufflächenbereich und dem Seitenbereich erreicht werden, und die für jeden von dem Laufflächenbereich und dem Seitenbereich gewünschte Steifigkeit kann sichergestellt werden. Ferner kann das Gewicht des Reifens im Vergleich zum Luftreifen nach dem Stand der Technik einschließlich der Mehrzahl von Gürtelschichten reduziert werden. Ferner können Abschnitte, die im Wesentlichen nicht als Verstärkungsmaterialien dienen, im Vergleich zum Luftreifen, die die Karkassenschichten beinhalten, die nicht einzeln sind, sondern zwei oder mehr Schichten aufweisen, reduziert werden, weshalb der Raum zwischen den Wulstabschnitten mit der Mindestanzahl von Elementen verstärkt werden kann.
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In der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass der Cordfadenwinkel in mindestens einer von der Innenschicht, der Außenschicht und der Zwischenschicht der Karkassenschicht bezogen auf die Reifenumfangsrichtung im mittleren Laufflächenbereich in einem Bereich von 10° bis 75° liegt und dass der Cordfadenwinkel in der Karkassenschicht bezogen auf die Reifenumfangsrichtung im Seitenbereich in einem Bereich von 85° bis 90° liegt. Dadurch kann die Karkassenschicht die Funktion als Gürtelschicht ausreichend mit übernehmen. Ferner dürfen die Karkassencordfäden in einem Grenzbereich zwischen dem Laufflächenbereich und dem Seitenbereich leicht im Winkel verändert werden, und daher kann die Haltbarkeit verbessert werden. Bevorzugter fällt der Cordfadenwinkel im mittleren Laufflächenbereich vorzugsweise in einen Bereich von 15° bis 70° und noch bevorzugter in einen Bereich von 15° bis 65°.
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In der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass eine Cordfadenzahl pro Breiteneinheit, die 50 mm beträgt, für die Mehrzahl von Karkassencordfäden, die die Karkassenschicht mindestens im Laufflächenbereich bilden, zwischen zwanzig und siebzig liegt, und dass ein Durchmesser von jedem der Mehrzahl von Karkassencordfäden in einen Bereich von 0,2 mm bis 1,5 mm fällt. Dadurch wird eine Massenzunahme der Karkassenschicht verhindert, was zu einer Reduktion des Reifengewichts beiträgt. Gleichzeitig kann eine Verschlechterung bei der Steifigkeit und Haltbarkeit verhindert werden.
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In der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass die Gürtelschicht auf einer Außenumfangsseite der Karkassenschicht im Laufflächenbereich bereitgestellt wird. Als ein Ergebnis kann die Steifigkeit des Laufflächenabschnitts ausreichend sichergestellt werden, und es kann eine zufriedenstellende Lenkstabilität ausgeübt werden.
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In der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass die Gürtelschicht eine einzelne Schicht ist. Dadurch kann eine Massenzunahme der Gürtelschicht auf ein Mindestmaß gedrückt werden, und der Ringspannungseffekt des Laufflächenabschnitts kann erhöht werden.
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In der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass der Cordfadenwinkel in der Gürtelschicht bezogen auf die Reifenumfangsrichtung in einen Bereich von 15° bis 45° fällt. Dadurch kann bewirkt werden, dass die Gürtelschicht die als Gürtelschicht erforderliche Ringspannungsfunktion aufweist.
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In der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass eine Kautschukzwischenschicht mit einer Dicke von 0,2 mm bis 2,0 mm zwischen der Karkassenschicht und der Gürtelschicht angeordnet wird. Dadurch kann eine Verschlechterung der Biegesteifigkeit des Laufflächenbereichs außerhalb der Ebene ausgeglichen werden, und die Ebenen-Biegesteifigkeit des Laufflächenbereichs kann verbessert werden.
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In der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass in der Reifenradialrichtung der Gürtelschicht außen eine Gürtelverstärkungsschicht bereitgestellt ist. Dadurch kann die Haltbarkeit bei hoher Geschwindigkeit verbessert werden.
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In der vorliegenden Erfindung wird ein Bodenkontaktbereich des Laufflächenabschnitts basierend auf einer Bodenkontaktbreite in einer Reifenaxialrichtung spezifiziert, die gemessen wird, wenn der Reifen auf einer regulären Felge aufgezogen, auf einen regulären Innendruck gefüllt und vertikal auf einer glatten Oberfläche mit einer daran angelegten regulären Last angeordnet ist. Bodenkontaktkanten sind äußerste Positionen des Bodenkontaktbereichs in der Reifenaxialrichtung. „Reguläre Felge“ ist eine Felge, die durch einen Standard für jeden Reifen gemäß einem System von Standards definiert ist, das Standards einschließt, auf denen Reifen basieren, und bezieht sich auf eine „standard rim“ (Standardfelge) im Falle der JATMA, auf eine „design rim“ (Entwurfsfelge) im Falle der TRA und auf eine „measuring rim“ (Messfelge) im Falle der ETRTO. „Regulärer Innendruck“ ist ein Luftdruck, der durch Standards für jeden Reifen nach einem System von Standards definiert ist, das Standards umfasst, auf denen Reifen beruhen, und bezieht sich auf einen „maximum air pressure“ (maximalen Luftdruck) im Falle der JATMA, auf den maximalen Wert in der Tabelle „TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES“ (Reifenlastgrenzen bei verschiedenen Kaltbefüllungsdrücken) im Falle der TRA und auf den „INFLATION PRESSURE“ (Befüllungsdruck) im Falle der ETRTO. Ein „regulärer Innendruck“ beträgt 180 kPa für einen Reifen an einem Personenwagen. „Reguläre Last“ ist eine Last, die durch Standards für jeden Reifen nach einem Standardsystem definiert ist, das die Standards beinhaltet, auf denen Reifen basieren, und bezieht sich auf „maximum load capacity“ (maximale Lastenkapazität) im Fall von JATMA, den maximalen Wert in der Tabelle „TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES“ (Reifenlastgrenzen bei verschiedenen Kaltbefüllungsdrücken) im Fall von TRA und „LOAD CAPACITY“ (Lastenkapazität) im Fall von ETRTO. Wenn ein Reifen für die Verwendung mit einem Personenwagen vorgesehen ist, wird eine Last verwendet, die 88 % der vorstehend beschriebenen Last entspricht.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsmeridianansicht, die einen Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 ist eine Draufsicht, bei der eine Karkassenschicht, eine Gürtelschicht und eine Gürtelverstärkungsschicht des Luftreifens nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung herausgenommen und veranschaulicht werden.
- 3 ist eine Draufsicht, die die Karkassenschicht, die Gürtelschicht und die Gürtelverstärkungsschicht in 2 zum Zweck der Definition von Cordfadenwinkeln von Karkassencordfäden und Gürtelcordfäden teilweise veranschaulicht.
- 4 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Winkeländerung der Karkassencordfäden in jedem Abschnitt der Karkassenschicht in 1 schematisch veranschaulicht.
- 5 ist eine Draufsicht, bei der eine Karkassenschicht, eine Gürtelschicht und eine Gürtelverstärkungsschicht in einem modifizierten Beispiel des Luftreifens nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung herausgenommen und veranschaulicht werden.
- 6 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Winkeländerung der Karkassencordfäden in jedem Abschnitt der Karkassenschicht in 5 schematisch veranschaulicht.
- 7A ist eine erläuternde Zeichnung, die Positionen von beiden Enden der Karkassenschicht in 1 schematisch veranschaulicht, und
- 7B und 7C sind erläuternde Ansichten, die modifizierte Beispiele veranschaulichen.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nun wird unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen eine detaillierte Beschreibung der Konfiguration der vorliegenden Erfindung gegeben. 1 und 2 sind Veranschaulichungen eines Luftreifens nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Man beachte, dass die Linie CL eine Reifenmittellinie in 1 und 2 anzeigt.
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Wie in 1 dargestellt, beinhaltet der Luftreifen der vorliegenden Ausführungsform einen in einer Reifenumfangsrichtung verlaufenden Laufflächenabschnitt 1, um eine Ringform aufzuweisen, ein Paar Seitenwandabschnitte 2 und 2, die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts 1 angeordnet sind, und ein Paar Wulstabschnitte 3 und 3, die von den Seitenwandabschnitten 2 in Reifenradialrichtung innen liegend angeordnet sind.
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Eine einzelne Karkassenschicht 4 ist zwischen dem Paar Wulstabschnitte 3 und 3 montiert. Die Karkassenschicht 4 beinhaltet eine Mehrzahl von in der Reifenradialrichtung verlaufenden Karkassencordfäden 41 und ist um die Wulstkerne 5, die in jedem der Wulstabschnitte 3 angeordnet sind, von einer Reifeninnenseite zu einer Reifenaußenseite zurückgefaltet. Ein Wulstfüller 6, der eine dreieckige Querschnittsform aufweist und aus einer Kautschukzusammensetzung ausgebildet ist, ist am Außenumfang des Wulstkerns 5 angeordnet.
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In diesem Fall zeigt ein Laufflächenbereich Rt einen Bereich an, der einer Bodenkontaktbreite W des Laufflächenabschnitts 1 entspricht. Ein Seitenbereich Rs zeigt mindestens einen Bereich nach innen in der Reifenradialrichtung von einer Position der maximalen Reifenbreite Pmax an. Ein mittlerer Laufflächenbereich Rc zeigt einen Bereich an, der 80 % einer Mitte der Bodenkontaktbreite W des Laufflächenabschnitts 1 entspricht. Die Karkassenschicht 4 umfasst eine in Reifenradialrichtung im Laufflächenbereich Rt innen angeordnete Innenschicht 4A, eine in Reifenradialrichtung im Laufflächenbereich Rt außen angeordnete Außenschicht 4B und eine zwischen der Innenschicht 4A und der Außenschicht 4B im Laufflächenbereich Rt angeordnete Zwischenschicht 4C und hat im Laufflächenbereich Rt eine dreischichtige Struktur.
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Eine Gürtelschicht 7 mit einer einzelnen Schicht ist auf einer Außenumfangsseite der Karkassenschicht 4 im Laufflächenabschnitt 1 eingebettet. Wenn die Gürtelschicht 7 eine einzelne Schicht aufweist, wie vorstehend beschrieben, kann eine Massenzunahme der Gürtelschicht 7 auf ein Mindestmaß gedrückt werden, und ein Ringspannungseffekt des Laufflächenabschnitts 1 kann erhöht werden. Die Gürtelschicht 7 beinhaltet eine Mehrzahl von Gürtelcordfäden 71, die bezogen auf die Reifenumfangsrichtung geneigt sind. Als Gürtelcordfäden 71 der Gürtelschicht 7 werden vorzugsweise Stahlcorde oder organische Fasercordfäden aus Nylon, Aramid oder dergleichen verwendet.
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Für den Zweck des Verbesserns der Haltbarkeit bei hoher Geschwindigkeit ist eine Gürtelverstärkungsschicht 8 auf einer Außenumfangsseite der Gürtelschicht 7 angeordnet. Die Gürtelverstärkungsschicht 8 weist eine Mehrzahl von (zwei in 1) Schichten auf, in denen Fasercordfäden in der Reifenumfangsrichtung ausgerichtet sind. Die Gürtelverstärkungsschicht 8 kann zum Beispiel eine fugenlose Struktur aufweisen, bei der ein durch Ausrichten mindestens eines kautschukbeschichteten Fasercordfadens gebildetes Streifenmaterial spiralförmig in Reifenumfangsrichtung gewickelt ist. Ein Cordfadenwinkel der Gürtelverstärkungsschicht 8 bezogen auf die Reifenumfangsrichtung beträgt 5° oder weniger und bevorzugter 3° oder weniger. Als Fasercordfaden der Gürtelverstärkungsschicht 8 werden entsprechend ein organischer Fasercordfaden zum Beispiel aus Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Nylon, Rayon oder Aramid, ein Aramidfasercordfaden mit hoher Elastizität oder ein Verbundcordfaden verwendet, bei dem eine Aramidfaser mit hoher Elastizität und eine Nylonfaser mit niedriger Elastizität miteinander verwoben sind. Man beachte, dass im Modus in 1 ein Abschnitt der Gürtelverstärkungsschicht 8, der nach innen in der Reifenradialrichtung angeordnet ist, eine vollständige Abdeckung zum Bedecken der gesamten Breite der Gürtelschicht 7 bildet, und Abschnitte der Gürtelverstärkungsschicht 8, die nach außen in der Reifenradialrichtung angeordnet sind, Randdeckschichten zum ausschließlichen Bedecken der Ränder der Gürtelschicht 7 bilden.
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Ferner ist eine Kautschukzwischenschicht 9 zwischen der Karkassenschicht 4 und der Gürtelschicht 7 angeordnet. Es wird bevorzugt, dass die Kautschukzwischenschicht 9 bei 60 °C einen Elastizitätsmodul von 10 MPa oder mehr und einen Verlustfaktor (tan δ) von 0,2 oder weniger aufweist. Ferner können kurze Fasern in einer Gummiplatte, die die Kautschukzwischenschicht 9 bildet, untergemischt werden, aber lange Fasern sind ausgeschlossen. Eine Dicke der Kautschukzwischenschicht 9 kann so ausgebildet sein, dass sie in einen Bereich von 0,2 mm bis 2,0 mm fällt. Wenn die Dicke der Kautschukzwischenschicht 9 wie vorstehend beschrieben passend eingestellt ist, kann eine Verschlechterung der Biegesteifigkeit des Laufflächenbereichs Rt außerhalb der Ebene ergänzt werden, und die Ebenen-Biegesteifigkeit des Laufflächenbereichs Rt kann verbessert werden.
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2 ist eine Ansicht, bei der die Karkassenschicht 4, die Gürtelschicht 7 und die Gürtelverstärkungsschicht 8 des Luftreifens nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung herausgenommen und veranschaulicht werden. Die Reifenradialrichtung wird als Tr bezeichnet, und die Reifenumfangsrichtung wird als Tc bezeichnet. Wie in 2 dargestellt, sind die Karkassencordfäden 41, die die Karkassenschicht 4 bilden, bezogen auf die Reifenradialrichtung, das heißt eine Reifenbreitenrichtung im Laufflächenbereich Rt, geneigt, und sind gleichzeitig angeordnet, sich entlang der Reifenradialrichtung im Seitenbereich Rs zu erstrecken. Im Modus in 2 sind die Karkassencordfäden 41 in der Innenschicht 4A, in der Außenschicht 4B und in der Zwischenschicht 4C bezogen auf die Reifenbreitenrichtung im Laufflächenbereich Rt geneigt. Doch in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Karkassencordfäden 41 in mindestens einer Schicht von der Innenschicht 4A, der Außenschicht 4B und der Zwischenschicht 4C so angeordnet sein, dass sie bezogen auf die Reifenbreitenrichtung im Laufflächenbereich Rt geneigt sind.
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Währenddessen sind die Gürtelcordfäden 71, die die Gürtelschicht 7 bilden, in derselben Richtung bezogen auf die Reifenradialrichtung im Laufflächenbereich Rt geneigt. Im Modus in 2 kreuzen die Karkassencordfäden 41 in der Innenschicht 4A und in der Außenschicht 4B und die Gürtelcordfäden 71 einander. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die Struktur, bei der die Karkassencordfäden 41 im Laufflächenbereich Rt in mindestens einer der Innenschicht 4A, der Außenschicht 4B und der Zwischenschicht 4C und die Gürtelcordfäden 71 so angeordnet sind, dass sie einander kreuzen.
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Wie in 3 dargestellt, ist ein Winkel der Karkassencordfäden 41 in der Karkassenschicht 4 bezogen auf die Reifenumfangsrichtung als ein Cordfadenwinkel θ1 angegeben. Der Cordfadenwinkel θ1 gibt einen Durchschnittswinkel in jedem von dem mittleren Laufflächenbereich Rc und dem Seitenbereich Rs an. In diesem Fall ist, wie bei dem Cordfadenwinkel θ1 in der Karkassenschicht 4 im mittleren Laufflächenbereich Rc, der Cordfadenwinkel θ1 in mindestens einer der Innenschicht 4A, der Außenschicht 4B und der Zwischenschicht 4C anders als der Cordfadenwinkel θ1 im Seitenbereich Rs eingestellt. Ferner ist in dem Modus in 2 ein Fall beispielhaft dargestellt, bei dem sich der Cordfadenwinkel θ1 in der Innenschicht 4A oder der Außenschicht 4B und der Cordfadenwinkel θ1 in der Zwischenschicht 4C im mittleren Laufflächenbereich Rc voneinander unterscheiden und bei dem die Karkassencordfäden 41 in der Innenschicht 4A oder der Außenschicht 4B und die Karkassencordfäden 41 in der Zwischenschicht 4C so angeordnet sind, dass sie im mittleren Laufflächenbereich Rc senkrecht zueinander verlaufen. Doch wenn die Gürtelschicht 7 bereitgestellt ist, können die Karkassencordfäden 41 so angeordnet sein, dass sie in der Innenschicht 4A, der Außenschicht 4B und der Zwischenschicht 4C im mittleren Laufflächenbereich Rc denselben Cordfadenwinkel θ1 haben.
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4 ist eine Ansicht zur schematischen Veranschaulichung einer Winkeländerung der Karkassencordfäden 41 in jedem Abschnitt der Karkassenschicht 4 in 1. Das heißt, 4 ist eine Ansicht zur kontinuierlichen Veranschaulichung einer Änderung des Cordfadenwinkels θ1 der Karkassencordfäden 41 zwischen dem einen Abschluss 40A und dem anderen Abschluss 40B, wenn die gesamte einzelne Karkassenschicht 4 in Draufsicht als ein einziges Element betrachtet wird. Wenn die Karkassencordfäden 41 parallel zur Reifenradialrichtung sind, beträgt der Cordfadenwinkel θ1 90°, und wenn die Karkassencordfäden 41 geneigt sind, hat der Cordfadenwinkel θ1 einen anderen Wert als 90° (45° oder -45° in 4). Die Karkassenschicht 4 umfasst im Wesentlichen drei Abschnitte, bei denen es sich um einen hochgezogenen Abschnitt Pu, einen Seitenabschnitt Ps und einen Laufflächenabschnitt Pt handelt. Das heißt, bei den in 4 dargestellten Karkassencordfäden 41 beträgt der Cordfadenwinkel θ1 im Laufflächenabschnitt Pt 45° oder -45° und der Cordfadenwinkel θ1 im hochgezogenen Abschnitt Pu und Seitenabschnitt Ps 90°. Dementsprechend ist die Karkassenschicht 4 auf den Reifen zurückgefaltet, und wie in 2 dargestellt, sind die Karkassencordfäden 41 in der Innenschicht 4A oder der Außenschicht 4B und die Karkassencordfäden 41 in der Zwischenschicht 4C senkrecht zueinander angeordnet.
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5 ist eine Ansicht eines modifizierten Beispiels des Luftreifens nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Modus in 5 sind die Karkassencordfäden 41 in jeder Schicht der Außenschicht 4B und in der Zwischenschicht 4C bezogen auf die Reifenbreitenrichtung im Laufflächenbereich Rt geneigt. Die Karkassencordfäden 41 in der Innenschicht 4A verlaufen in Reifenradialrichtung, und die Karkassencordfäden 41 in der Außenschicht 4B und die Karkassencordfäden 41 in der Zwischenschicht 4C sind senkrecht zueinander angeordnet. 6 ist eine Ansicht zur schematischen Veranschaulichung einer Winkeländerung der Karkassencordfäden 41 in jedem Abschnitt der Karkassenschicht 4 in 5. Nur in den Laufflächenabschnitten Pt der in 6 dargestellten Laufflächenabschnitte Pt, die auf beiden Endabschnitten positioniert sind, wenn die gesamte einzelne Karkassenschicht 4 in der Draufsicht als ein einziges Element betrachtet wird, beträgt der Cordfadenwinkel θ1 45° oder -45°. In allen anderen Abschnitten beträgt der Cordfadenwinkel θ1 90°. In diesem Fall ist die Karkassenschicht 4 auf den Reifen zurückgefaltet, und wie in 5 dargestellt, sind die Karkassencordfäden 41 in der Außenschicht 4B und die Karkassencordfäden 41 in der Zwischenschicht 4C senkrecht zueinander angeordnet. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, wird der Cordfadenwinkel θ1 nur in den Laufflächenabschnitten Pt passend eingestellt, die an beiden Endabschnitten positioniert sind, wenn die gesamte einzige Karkassenschicht 4 in Draufsicht als ein einziges Element betrachtet wird. Somit können nur die beiden Endabschnitte der Karkassenschicht 4 so ausgebildet sein, dass sie eine kurvenförmige Karkassenstruktur haben, die zum Zeitpunkt der Reifenbildung zur Vorbereitung von Elementen geeignet ist.
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7A ist eine Ansicht, die Positionen der beiden Abschlüsse 40A und 40B der Karkassenschicht 4 in 1 schematisch veranschaulicht. Die in 7A dargestellten Abschlüsse 40A und 40B erstrecken sich zu den Teilen in der Nähe der Schulterabschnitte des Laufflächenabschnitts 1, die auf gegenüberliegenden Seiten in Bezug zur Reifenmittellinie CL als Referenz positioniert sind. 7B und 7C sind modifizierte Beispiele von 7A. Die in 7B dargestellten Abschlüsse 40A und 40B erstrecken sich über die Schulterabschnitte des Laufflächenabschnitts 1 hinaus, die auf den gegenüberliegenden Seiten in Bezug zur Reifenmittellinie CL als Referenz positioniert sind, bis zu den Teilen in der Nähe der Wulstkerne 5. Ferner erstreckt sich der eine in 7C dargestellte Abschluss 40A zum Bodenkontaktrand des Laufflächenabschnitts 1, der auf der gegenüberliegenden Seite mit der Reifenmittellinie CL als Referenz positioniert ist, und der andere Abschluss 40B überlappt sich mit dem Abschluss 40A und endet, ohne die Reifenmittellinie CL zu erreichen. Insbesondere sind die Positionen beider Abschlüsse 40A und 40b geeignet eingestellt, wie in 7A und 7B veranschaulicht. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können beide Abschlüsse 40A und 40B so angeordnet sein, dass die Karkassenschicht 4 eine dreifache Struktur in der gesamten Breite im Laufflächenbereich Rt aufweist. Eine solche Anordnung der beiden Abschlüsse 40A und 40B trägt zur Verbesserung der Lenkstabilität bei.
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Im vorstehend beschriebenen Luftreifen ist die folgende Struktur bereitgestellt. D. h. die beiden Abschlüsse 40A und 40B der Karkassenschicht 4 überlappen sich im Laufflächenbereich Rt. Die Karkassenschicht 4 hat eine Dreifachschichtstruktur, die die Innenschicht 4A, die Außenschicht 4B und die Zwischenschicht 4C umfasst. Die Innenschicht 4A ist in Reifenradialrichtung im Laufflächenbereich Rt am weitesten innen positioniert. Die Außenschicht 4B ist in Reifenradialrichtung im Laufflächenbereich Rt am weitesten außen positioniert. Die Zwischenschicht 4C ist zwischen der Innenschicht 4A und der Außenschicht 4B im Laufflächenbereich Rt positioniert. Der Cordfadenwinkel θ1 in der Karkassenschicht 4 im mittleren Laufflächenbereich Rc bezogen auf die Reifenumfangsrichtung unterscheidet sich in mindestens einer Schicht der Innenschicht 4A, der Außenschicht 4B und der Zwischenschicht 4C vom Cordfadenwinkel θ1 in der Karkassenschicht 4 im Seitenbereich Rs bezogen auf die Reifenumfangsrichtung. Mit dieser Struktur kann eine unterschiedliche Steifigkeit für jeden Laufflächenbereich Rt und den Seitenbereich Rs erreicht werden, und die für jeden von dem Laufflächenbereich und dem Seitenbereich gewünschte Steifigkeit kann sichergestellt werden. Ferner kann das Gewicht des Reifens im Vergleich zum Luftreifen nach dem Stand der Technik einschließlich der Mehrzahl von Gürtelschichten reduziert werden. Ferner können Abschnitte, die im Wesentlichen nicht als Verstärkungsmaterialien dienen, im Vergleich zu dem Luftreifen, der die Karkassenschichten beinhaltet, die nicht einzeln sind, sondern zwei oder mehr Schichten aufweisen, reduziert werden, und daher kann der Raum zwischen den Wulstabschnitten 3 mit der Mindestanzahl von Elementen verstärkt werden.
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Insbesondere ist der Cordfadenwinkel θ1 in der Karkassenschicht 4 im mittleren Laufflächenbereich Rc bezogen auf die Reifenumfangsrichtung vorzugsweise kleiner als der Cordfadenwinkel θ1 in mindestens einer Schicht der Innenschicht 4A, der Außenschicht 4B und der Zwischenschicht 4C der Karkassenschicht 4 im Seitenbereich Rs bezogen auf die Reifenumfangsrichtung. Wie vorstehend beschrieben, kann, wenn der Cordfadenwinkel θ1 in jedem von dem mittleren Laufflächenbereich Rc und dem Seitenbereich Rs passend eingestellt ist, die Karkassenschicht 4 die Funktion als Gürtelschicht mit übernehmen.
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Ferner ist der Cordfadenwinkel θ1 vorzugsweise auf folgende Weise eingestellt. Das heißt, der Cordfadenwinkel θ1 fällt im mittleren Laufflächenbereich Rc in einen Bereich von 10° bis 75°, wird nach außen in der Reifenbreitenrichtung bezogen auf den Rand der Gürtelschicht 7 allmählich größer und fällt im Seitenbereich Rs in einen Bereich von 85° bis 90°. Insbesondere im mittleren Laufflächenbereich Rc fällt der Cordfadenwinkel θ1 vorzugsweise in einen Bereich von 15° bis 70° und mehr bevorzugt in einen Bereich von 15° bis 65°. Wenn der Cordfadenwinkel θ1 wie vorstehend beschrieben passend eingestellt ist, kann die Karkassenschicht 4 die Funktion als Gürtelschicht ausreichend mit übernehmen. Ferner dürfen die Karkassencordfäden 41 zwischen dem Laufflächenbereich Rt und dem Seitenbereich Rs leicht im Winkel geändert werden, und daher kann die Haltbarkeit verbessert werden.
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Ferner ist wie in 3 dargestellt ein Winkel der Gürtelcordfäden 71, die die Gürtelschicht 7 bilden, bezogen auf die Reifenumfangsrichtung als ein Cordfadenwinkel θ2 angegeben. Der Cordfadenwinkel θ2 fällt vorzugsweise in einen Bereich von 15° bis 45°. Wenn Cordfadenwinkel θ2 wie vorstehend beschrieben passend eingestellt ist, kann bewirkt werden, dass die Gürtelschicht 7 die als Gürtelschicht erforderliche Ringspannungsfunktion aufweist.
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In der vorliegenden Erfindung beträgt eine Cordfadenzahl pro Breiteneinheit, die 50 mm beträgt, für die Karkassencordfäden 41 mindestens im Laufflächenbereich Rt vorzugsweise zwanzig bis siebzig, und ein Durchmesser des Karkassencordfadens 41 fällt vorzugsweise in einen Bereich von 0,2 mm bis 1,5 mm. Wenn eine Abmessung des Karkassencordfadens 41 wie vorstehend beschrieben passend eingestellt ist, wird eine Massenzunahme der Karkassenschicht 4 verhindert, was zu einer Reduktion des Reifengewichts beiträgt. Gleichzeitig kann eine Verschlechterung bei der Steifigkeit und Haltbarkeit verhindert werden.
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Beispiele
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Ein Reifen für jedes der Beispiele 1 bis 8 wurde auf die folgende Weise hergestellt. Der Luftreifen hatte eine Reifengröße von 235/40R18, und enthielt einen Laufflächenabschnitt, ein Paar Seitenwandabschnitte, ein Paar Wulstabschnitte und eine Karkassenschicht. Der Laufflächenabschnitt erstreckte sich in der Reifenumfangsrichtung, und wies eine Ringform auf. Das Paar Seitenwandabschnitte war auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts angeordnet. Das Paar Wulstabschnitte war in der Reifenradialrichtung der Seitenwandabschnitte innen angeordnet. Die Karkassenschicht enthielt eine Mehrzahl von Karkassencordfäden, die zwischen dem Paar Wulstabschnitte montiert waren. Der Luftreifen hatte eine Struktur, bei der die Karkassenschicht von der Reifeninnenseite zur Außenseite um die Wulstkerne der Wulstabschnitte gewickelt war. Der Luftreifen hatte auch die folgende Struktur. Das heißt, beide Abschlüsse der Karkassenschicht überlappten sich im Laufflächenbereich. Die Karkassenschicht hatte eine Dreifachschichtstruktur, die eine in Reifenradialrichtung in einem Laufflächenbereich am weitesten innen liegende Innenschicht, eine in Reifenradialrichtung im Laufflächenbereich am weitesten außen liegende Außenschicht und eine im Laufflächenbereich zwischen der Innen- und Außenschicht liegende Zwischenschicht umfasste. Ein Cordfadenwinkel in der Karkassenschicht in einem mittleren Laufflächenbereich bezogen auf die Reifenumfangsrichtung unterschied sich von einem Cordfadenwinkel in der Karkassenschicht in einem Seitenbereich bezogen auf die Reifenumfangsrichtung.
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In jedem der Beispiele 1 bis 8, wie in Tabelle 1 dargestellt, wurden der Cordfadenwinkel in der Innenschicht im mittleren Laufflächenbereich, der Cordfadenwinkel in der Innenschicht im Seitenbereich, der Cordfadenwinkel in der Zwischenschicht im mittleren Laufflächenbereich, der Cordfadenwinkel in der Zwischenschicht im Seitenbereich, der Cordfadenwinkel in der Außenschicht im mittleren Laufflächenbereich, der Cordfadenwinkel in der Außenschicht im Seitenbereich, der Cordfadenwinkel in einer Gürtelschicht, Positionen von beiden Abschlüssen der Karkassenschicht und das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Kautschukzwischenschicht eingestellt. Die entsprechenden Cordfadenwinkel waren Neigungswinkel bezogen auf die Reifenumfangsrichtung.
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Es sei darauf hingewiesen, dass in Bezug auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Kautschukzwischenschicht eine Gummiplatte mit einer Dicke von 1 mm für den Reifen einschließlich der Kautschukzwischenschicht in Beispiel 8 verwendet wurde.
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Zu Vergleichszwecken wurde ein Reifen eines Beispiels des Stands der Technik vorbereitet, der zwei Karkassenschichten, bei dem die Karkassencordfäden in der Reifenradialrichtung ausgerichtet waren, und zwei Gürtelschichten beinhaltete. In dem Beispiel des Stands der Technik hatten die innere Gürtelschicht bzw. die äußere Gürtelschicht den Cordfadenwinkel von 24° bzw. den Cordfadenwinkel von -24°.
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Die Testreifen wurden auf Reifengewicht, Rollwiderstand und Lenkstabilität nach den folgenden Bewertungsverfahren bewertet, und Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
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Reifengewicht
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Das Gewicht jedes Testreifens wurde gemessen. Bewertungsergebnisse werden als Indexwerte ausgedrückt, wobei der Wert des Beispiels des Stands der Technik als 100 definiert wird. Kleinere Indexwerte weisen auf ein niedrigeres Reifengewicht hin.
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Rollwiderstand
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Jeder Testreifen wurde auf ein Rad mit einer Felgengröße von 18x8,5J aufgezogen und auf einen Luftdruck von 230 kPa befüllt. Dann wurde nach der ISO-Norm der Rollwiderstand durch die Verwendung einer Trommeltestvorrichtung mit einem Trommeldurchmesser von 2000 mm gemessen. Bewertungsergebnisse sind als Indexwerte ausgedrückt, wobei der Wert des Beispiels des Stands der Technik als 100 definiert wird. Kleinere Indexwerte zeigen geringeren Rollwiderstand an.
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Lenkstabilität
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Jeder Testreifen wurde auf ein Rad mit einer Felgengröße von 18×8,5J aufgezogen und auf einem Fahrzeug mit einem Hubraum von 2400 cm3 montiert. Dann wurden bei einer Bedingung von einem Luftdruck von 230 kPa sensorische Bewertungen auf Lenkstabilität durch einen Testfahrer durchgeführt. Bewertungsergebnisse werden durch eine Bewertungsskala von 10 mit 5 als Referenzpunkt ausgedrückt. Größere Bewertungspunktzahlen weisen auf eine überlegene Lenkstabilität hin.
[Tabelle 1-I]
| | Beispiel des Stands der Technik | Beispiel 1 | Beispiel 2 | Beispiel 3 | Beispiel 4 |
| Cordfadenwinkel in der Innenschicht im mittleren Laufflächen bereich | 90° | -60° | 90° | -45° | -45° |
| Cordfadenwinkel in der Innenschicht im Seitenbereich | 90° | 90° | 90° | 90° | 90° |
| Cordfadenwinkel in der Zwischenschicht im mittleren Laufflächenbereich | 90° | 60° | -60° | 45° | 45° |
| Cordfadenwinkel in der Zwischenschicht im Seitenbereich | 90° | 90° | 90° | 90° | 90° |
| Cordfadenwinkel in der äußeren Schicht im mittleren Laufflächenbereich | 90° | -60° | -60° | -45° | -45° |
| Cordfadenwinkel in der Außenschicht im Seitenbereich | 90° | 90° | 90° | 90° | 90° |
| Cordfadenwinkel in der Gürtelschicht | 24°/ -24° | 24° | 24° | 24° | 24° |
| Positionen von Abschlüssen der Karkassenschicht | - | 7A | 7A | 7A | 7B |
| Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Kautschukzwischenschicht | - | Nicht vorhanden | Nicht vorhanden | Nicht vorhanden | Nicht vorhanden |
| Reifengewicht | 100 | 93 | 93 | 93 | 94 |
| Rollwiderstand | 100 | 95 | 95 | 95 | 96 |
| Lenkstabilität | 5 | 5 | 5 | 5 | 6 |
[Tabelle 1-II]
| | Beispiel 5 | Beispiel 6 | Beispiel 7 | Beispiel 8 |
| Cordfadenwinkel in der Innenschicht im mittleren Laufflächen bereich | -45° | 90° | -60° | -45° |
| Cordfadenwinkel in der Innenschicht im Seitenbereich | 90° | 90° | 90° | 90° |
| Cordfadenwinkel in der Zwischenschicht im mittleren Laufflächenbereich | 45° | -45° | 60° | 45° |
| Cordfadenwinkel in der Zwischenschicht im Seitenbereich | 85° | 90° | 90° | 90° |
| Cordfadenwinkel in der äußeren Schicht im mittleren Laufflächen bereich | -45° | -45° | -60° | -45° |
| Cordfadenwinkel in der Außenschicht im Seltenbereich | 90° | 90° | 90° | 90° |
| Cordfadenwinkel in der Gürtelschicht | 24° | 24° | 24° | 24° |
| Positionen von Abschlüssen der Karkassenschicht | 7B | 7B | 7C | 7A |
| Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Kautschukzwischenschicht | Nicht vorhanden | Nicht vorhanden | Nicht vorhanden | Vorhanden |
| Reifengewicht | 94 | 94 | 92 | 94 |
| Rollwiderstand | 99 | 96 | 95 | 96 |
| Lenkstabilität | 7 | 5 | 5 | 6 |
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Beide Abschlüsse der Karkassenschicht überlappen sich im Laufflächenbereich. Die Karkassenschicht hatte eine Dreifachschichtstruktur, die die in Reifenradialrichtung im Laufflächenbereich am weitesten innen liegende Innenschicht, die in Reifenradialrichtung im Laufflächenbereich am weitesten außen liegende Außenschicht und die im Laufflächenbereich zwischen der Innen- und Außenschicht liegende Zwischenschicht umfasst. Der Cordfadenwinkel in der Karkassenschicht im mittleren Laufflächenbereich bezogen auf die Reifenumfangsrichtung unterschied sich vom Cordfadenwinkel in der Karkassenschicht im Seitenbereich bezogen auf die Reifenumfangsrichtung. Mit dieser Struktur halten die Reifen in den Beispielen 1 bis 8, wie aus Tabelle 1 zu ersehen ist, die Lenkstabilität aufrecht, die der des Beispiels des Stands der Technik entspricht, und gleichzeitig wird das Reifengewicht reduziert. Ferner wird der Rollwiderstand verbessert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Laufflächenabschnitt
- 2
- Seitenwandabschnitt
- 3
- Wulstabschnitt
- 4
- Karkassenschicht
- 4A
- Innenschicht
- 4B
- Außenschicht
- 4C
- Zwischenschicht
- 40A, 40B
- Abschluss der Karkassenschicht
- 41
- Karkassencordfaden
- 5
- Wulstkern
- 6
- Wulstfüller
- 7
- Gürtelschicht
- 71
- Gürtelcordfaden
- Rt
- Laufflächenbereich
- Rc
- Mittlerer Laufflächenbereich
- Rs
- Seitenbereich
- W
- Bodenkontaktbreite
- Pmax
- Position der maximalen Reifenbreite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2005022537 A [0004]
- JP 2002127711 A [0004]
