ES2339039T3 - Neumatico radial para camiones ligeros. - Google Patents
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Abstract
Un neumático radial de aire para un camión ligero, en el cual está formada una capa de carcasa (4A, 4B) de cordones de fibras orgánicas, el neumático tiene una estructura de envoltura en la que al menos dos capas de cinturón (7) están dispuestas en un lado radialmente exterior de la capa de carcasa, y una presión de aire correspondiente a la máxima capacidad de porte de carga está comprendida entre 350 y 650 kPa, caracterizado porque una capa de cubierta de cinturón (8) está dispuesta alrededor de cada parte de borde de la capa de cinturón (7), comprendiendo la capa de cubierta de cinturón un cordón de fibras orgánicas alrededor del neumático en una dirección circunferencial del neumático, teniendo el cordón de fibras orgánicas un alargamiento intermedio de al menos el 5,5% bajo una carga de 67 N.
Description
Neumático radial para camiones ligeros.
La presente invención se refiere a un neumático
radial de aire adecuado para un camión ligero, y más concretamente
a un neumático radial de aire para un camión ligero que está
diseñado para mejorar la forma de contacto, para suprimir el
crecimiento y deformación de la parte de borde de cinturón debido a
la deformación por fluencia de una capa de carcasa, y para evitar
el fallo por separación de la parte de borde de cinturón.
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En general, con referencia al neumático radial
de aire para un camión ligero. Dado que el neumático se utiliza
bajo una condición de carga elevada, existe una tendencia a que la
presión de contacto en el área de hombro de la parte de rodadura se
vuelva completamente alta en comparación con el área central de la
parte de rodadura. Por esta razón, existe un problema de que el
desgaste del hombro tienda a producirse dado que la longitud de
contacto en el área de hombro de hace más larga que la del área
central.
Como medida contra este problema, el método
generalmente adoptado es evitar que la longitud de contacto del
área de hombro se alargue, haciendo el radio de curvatura del área
de hombro más pequeño que el del área central, y haciendo grande la
diferencia de diámetros en las áreas central y de hombro. Sin
embargo, en las circunstancias actuales, especialmente para los
neumáticos con una relación de aspecto del 70% o menor, puede no ser
obtenido un efecto suficiente de mejora de la forma de contacto
sólo haciendo el radio de curvatura del área de hombro pequeño, y
proporcionando la diferencia relativa de diámetros en la parte de
rodadura.
Además, en el neumático radial de aire para un
camión ligero, es común utilizar cordones de fibras orgánicas para
el material de carcasa en vista de la simplicidad de fabricación y
la reducción de peso (véase la publicación de solicitud de patente
japonesa de Kobai Nº H06-24206, por ejemplo). Sin
embargo, para un neumático de aire radial para un camión ligero,
dado que la presión utilizada es elevada, y se usa bajo una
condición de carga elevada, existe un caso en el que se produce
deformación por fluencia en la capa de la carcasa a medida que el
kilometraje aumenta, y la periferia de la carcasa se alarga. Existe
un problema consistente en que, cuando se produce la deformación
por fluencia en la capa de la carcasa, la deformación que se produce
en la parte de borde de cinturón aumenta, y el fallo por separación
en las partes de borde del cinturón tiende a producirse a medida
que se llega a la etapa final de la vida útil.
Por cierto, se concibe que, con el fin de evitar
el fallo por separación en las partes de borde del cinturón, sea
añadida una capa de cubierta de cinturón formada por cordones de
fibras orgánicas de manera que se cubre la parte de borde del
cinturón, como en el caso del neumático radial para un vehículo de
pasajeros. Sin embargo, el neumático radial de aire para un camión
ligero, dado que la presión de aire utilizada es elevada, y el
neumático se utiliza bajo una condición de elevada carga, existe la
posibilidad de que se produzca deformación por fluencia en la capa
de cubierta del cinturón en el caso de la capa de carcasa. Por
tanto, se requiere una mejora adicional.
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Un objeto de la presente invención es
proporcionar un neumático de aire radial para un camión ligero que
está diseñado para mejorar la forma de contacto, para suprimir el
desarrollo y deformación de una parte de borde de cinturón debido a
la deformación por fluencia de la cada de carcasa, y para evitar el
fallo por separación en la parte de borde de cinturón.
Un neumático radial de aire para un camión
ligero de la presente invención para conseguir el objeto anterior
es uno, en el que una capa de carcasa está formada de cordones de
fibras orgánicas, el neumático tiene una estructura de carcasa en
la que al menos están dispuestas dos capas de cinturón sobre un lado
radialmente exterior de la capa de carcasa, y una presión de aire
correspondiente a la capacidad de porte de carga máxima está
comprendida entre 350 y 650 kPa, en la que la capa de cubierta de
cinturón está dispuesta alrededor de la parte de borde de la capa
de cinturón, comprendiendo la capa de cubierta de cinturón un cordón
de fibras orgánicas enrollado alrededor del neumático en una
dirección circunferencial del neumático, teniendo el cordón de
fibras orgánicas un alargamiento intermedio de como mucho 5,5% bajo
una carga de 67 N.
En la presente invención, en el neumático radial
de aire para un camión ligero, que incluye la capa de carcasa
formada alrededor de los cordones de fibras orgánicas, y para el
cual la presión utilizada es relativamente alta, la capa de
cubierta de cinturón está dispuesta alrededor de la parte de borde
de la capa de cinturón, comprendiendo la capa de cubierta de
cinturón el cordón de fibras orgánicas enrollado alrededor del
neumático en una dirección circunferencial del neumático teniendo
el cordón de fibras orgánicas un alargamiento intermedio bajo. Por
tanto, es posible evitar que la longitud de contacto en el área de
hombro se alargue bajo una condición de uso de carga elevada, y
mejorar la forma del contacto desde el momento en el que el
neumático es nuevo hasta la etapa final de la vida útil. Como
resultado, es posible evitar que se produzca el desgaste del hombro.
Además, dado que se añade la capa de cubierta de cinturón, es
posible suprimir el crecimiento y deformación de la parte de borde
de cinturón debidos a la deformación por fluencia de la capa de
carcasa, y evitar el fallo por separación en la parte de borde de
cinturón. De este modo, es posible aumentar la durabilidad que dura
hasta la etapa final de la vida útil.
Es preferible que el neumático radial de aire
para un camión ligero tenga un perfil de rodadura tal que, con
relación al radio de curvatura Rce en el área central de la parte de
rodadura, un radio de curvatura Rsh en un área de hombro de la
parte de rodadura satisface la condición Rsh<Rce, y más
preferiblemente satisface la condición Rhs<0,5Rce, cuando el
neumático está montado en un borde estándar y el aire cuya presión
corresponde a la máxima capacidad de porte de carga está llenando
el neumático. Cuando el radio de curvatura Rsh del área de hombro
es relativamente pequeño, y la diferencia entre los diámetros de las
áreas central y de hombro es grande, es posible evitar que la
longitud de contacto del área de hombro se alargue. Por
consiguiente, es posible optimizar la forma de contacto bajo una
condición de uso de carga elevada por medio del efecto de sinergía
entre el perfil de rodadura y la capa de cubierta de cinturón.
Es preferible que, además de que el cordón de
fibras orgánicas que forma la capa de cubierta de cinturón tenga
tal alargamiento intermedio, el cordón de fibras orgánicas tenga una
estructura en la que una pluralidad de haces de fibras está
trenzada, estando al menos uno de los haces de fibras fabricado de
polietileno-2,6-naftalato y
polietileno tereftalato. Tal cordón de fibras orgánicas presenta un
efecto de zunchado favorable.
Es preferible que la presente invención se
aplique al neumático radial de aire para un camión ligero que
incluye tres capas de cinturón en un lado radialmente exterior de
la capa de carcasa. En particular, la presente invención es
marcadamente efectiva en el neumático radial de aire para un camión
ligero en el que una relación de aspecto (H/W) del neumático
satisface la condición 0,45<H/W<0,75, siendo la relación de
aspecto obtenida a partir de la altura de sección h y la anchura de
sección W del neumático, que se dan cuando el neumático está montado
en un borde estándar y el aire cuya presión corresponde a la
capacidad de porte de carga máxima está dentro del neumático.
Se ha de observar que la presión de aire que
corresponde a la máxima capacidad de porte de carga significa que
la presión de aire correspondiente a la máxima capacidad de porta de
carga especificada por una norma. Esta es la presión de aire
especificada en la tabla de correspondencia de presiones de aire y
capacidades de porte de carga en "JATMA Year Book" (Edición
2004), por ejemplo. El alargamiento intermedio es el alargamiento
dado cuando una fuerza de 67 N es aplicada a un único cordón bajo
las condiciones especificadas en JIS L107 y medida después de la
vulcanización del neumático. "Alrededor de una parte de borde de
la capa de cinturón" se refiere a la región que contiene el área
que se extiende desde un borde de la capa de cinturón más ancha
hacia el interior en la dirección de la anchura del neumático por
una anchura de al menos 10 mm.
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La Fig. 1 es una sección transversal meridiana
que muestra un neumático radial de aire para un camión ligero de
acuerdo con una realización de la presente invención.
La Fig. 2 es un diagrama de contorno que muestra
un perfil del neumático radial de aire de la Fig. 1.
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A continuación se proporciona una descripción
detallada de una configuración de la presente invención con
referencia a los dibujos adjuntos.
La Fig. 1 muestra un neumático radial de aire
para un camión ligero de acuerdo con una realización de la presente
invención, y la Fig. 2 muestra un perfil del mismo. En la Fig. 1, el
número de referencia 1 indica una parte de rodadura; 2 indica
partes de pared; y 3 indica partes de talón. Entre el par de partes
de talón 3, 3 hay dispuestas dos capas de carcasa 4A y 4B. Cada una
de estas capas de carcasas 4A y 4B está formada por una pluralidad
de cordones de fibras orgánicas orientados en una dirección radial
del neumático. Al igual que los cordones de fibras orgánicas, se
pueden usar cordones de nilón, cordones de poliéster, o similares.
La capa de carcasa de lado interno 4A está girada hacia arriba
desde el interior axial del neumático hasta el exterior axial del
mismo de manera que los núcleos de talón de envuelta 5 y los
rellenadores de talón 6 están embebidos en las partes de talón. La
capa de carcasa de lado exterior 4B está dispuesta de tal manera que
la capa de carcasa 4B se extiende hasta el lado del núcleo de talón
5 a lo largo del lado exterior de la parte girada hacia arriba de
la capa de carcasa 4A.
Sobre el lado radialmente exterior de las capas
de carcasa 4A y 4B de la parte de rodadura 1, tres capas de
cinturón 7 están embebidas enteramente alrededor del neumático.
Estas capas de cinturón 7 incluyen una pluralidad de cordones de
refuerzo oblicuos con respecto a la dirección circunferencial del
neumático, estando dispuestos los corones de refuerzo de tal manera
que los cordones intersectan entre sí entre las capas. Además,
alrededor de cada parte de borde de las capas de cinturón 7, está
provista una capa de cubierta de cinturón 8. La capa de cubierta de
cinturón 8 está formada enrollando los cordones de fibras orgánicas
alrededor del neumático formando sustancialmente cero grados con
respecto a la dirección circunferencia del neumático, teniendo el
cordón de fibras orgánicas un alargamiento intermedio de al menos
5,5% bajo una carga de 67 N.
En el neumático radial de aire, cada una de las
capas de carcasa 4A y 4B está formada por cordones de fibras
orgánicas, y el neumático radial de aire tiene una estructura de
envoltura en la cual las tres capas de cinturón 7 están dispuestas
en el lado radialmente exterior de las capas de carcasa 4A y 4B. Al
mismo tiempo, la presión de aire que corresponde a la capacidad de
porte de carga máxima está especificada dentro del rango comprendido
entre 350 y 650 kPa. Además, el neumático radial de aire es tal que
la relación de aspecto (H/W) está establecida para satisfacer la
condición 0,45<H/W<0,75, siendo obtenida la relación de
aspecto a partir de la altura de sección H y la anchura de sección
W del neumático, que se dan cuando el neumático está montado en un
borde estándar y el aire cuya presión corresponde con la capacidad
de porte de carga máxima está llenando el neumático.
Como se ha descrito anteriormente, las capas de
carcasa 4A y 4B que están cada una formada de cordones de fibras
orgánicas están provistas, y, en el neumático radial de aire para
un camión ligero, para el cual la presión de aire utilizada es
relativamente elevada, las capas de cubierta de cinturón 8 están
dispuestas alrededor de ambas partes de borde de las capas de
cinturón 7, estando cada capa de cubierta de cinturón formada
enrollando, a lo largo de la dirección circunferencial del
neumático, los cordones de fibras orgánicas con un alargamiento
intermedio bajo, de manera que se evita que la longitud de contacto
en un área de hombro se alargue bajo una condición de uso de alta
carga, y que es posible mejorar la forma de contacto desde el
momento en el que el neumático es nuevo hasta la etapa final de la
vida útil. Dando la forma de contacto favorable de esta manera, es
posible evitar que se produzcan el desgaste del hombro.
Además, dado que las capas de cubierta de
cinturón 8 son añadidas, es posible suprimir el crecimiento y
deformación de ambas partes de borde de las capas de cinturón
debido a la deformación por fluencia de las capas de carcasa 4A y
4B, y para evitar el fallo por separación en las partes de borde.
Por consiguiente, incluso en el caso del neumático radial de aire
para un camión ligero, en el cual los cordones de fibras orgánicas
se utilizan en las capas de carcasa 4A y 4B, es posible incrementar
la durabilidad hasta la etapa final de la vida útil.
Cuando el alargamiento intermedio del cordón de
fibras orgánicas, que forma la capa de cubierta de cinturón 8, bajo
una carga de 67 N, es mayor del 5,5%, no sólo el efecto de mejorar
la forma de contacto sino que también el efecto de suprimir el
crecimiento y deformación de las partes de borde de cinturón se
hacen insuficientes debido a la insuficiencia del efecto de
zunchado. Un intervalo preferido del alargamiento intermedio es
entre el 2,5% y el 5,5%.
Además, cuando el cordón de fibras orgánicas que
forma la capa de cubierta de cinturón 8, uno teniendo una
estructura en la cual una pluralidad de haces de fibra está
trenzada, al menos uno de los haces de fibras que está hecho de
polietileno-2,6-naftalato o
polietileno tereftalato, se puede utilizar. Por ejemplo, se pueden
citar un cordón de fibras orgánicas, en el que una pluralidad de
haces de fibra fabricados de
polietileno-2,6-naftalato (PEN) o
polietileno tereftalato (PET) están trenzados, y un cordón de fibras
orgánicas de una estructura híbrida, en la que un haz de fibras,
que está hecho de
polietileno-2,6-naftalato o
polietileno tereftalato, y otro tipo de haz de fibras fabricado de
poliéster o nilón están trenzados. Alternativamente, un cordón
fabricado de poliolefina-cetona (POK) o similar se
puede utilizar.
Además, como se muestra en la Fig. 2, un
neumático radial de aire tiene un perfil de rodadura tal que, con
relación al radio de curvatura Rce en el área central de la parte de
rodadura 1, el radio de curvatura Rsh del área del hombro de la
parte de rodadura 1 satisface la condición Rsh<Rce, y más
preferiblemente satisface la condición Rsh<0,5Rce, cuando el
neumático está montado en un borde estándar y el aire cuya presión
corresponde a la máxima capacidad de porte de carga está llenando
el neumático. En la sección transversal meridiana del neumático, el
arco del área central, que está descrito por el radio de curvatura
Rce, y el arco del área de hombro, que está descrito por el radio
de curvatura Rsh, se tocan entre sí sin formar un punto de
inflexión.
Cuando el radio de curvatura Rsh del área de
hombro es relativamente pequeño, y la diferencia entre los diámetros
de las áreas central y de hombro es grande, es posible evitar que
la longitud de contacto del área de hombro (la longitud de contacto
en la dirección circunferencial del neumático) se alargue. Aquí, si
Rsh \geq Rce, el efecto de mejorar la forma de contacto por medio
del perfil de rodadura no se puede obtener.
En la descripción anterior de la realización,
aunque se ha dado la explicación de caso del neumático radial de
aire que incluye las dos capas de carcasa, que están formadas cada
una de cordones de fibras orgánicas, la presente invención se puede
aplicar a un neumático radial de aire que incluya al menos una capa
de carcasa. Además, aunque se ha dado la explicación del caso del
neumático radial de aire que incluye las tres capas de cinturón en
la descripción anterior de la realización, la presente invención se
puede aplicar a un neumático radial que incluye al menos dos capas
de cinturón.
Aunque se ha descrito anteriormente con detalle
una realización preferida de la presente invención, se ha de
entender que se pueden realizar diversas alteraciones, sustituciones
y remplazamientos en la presente invención sin que se salgan de la
filosofía y campo de la presente invención definida por las
reivindicaciones.
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Los neumáticos de los ejemplos 1 a 3 y un
ejemplo convencional se fabricaron respectivamente como sigue. En
el neumático radial de aire para un camión ligero, en el cual el
tamaño del neumático era de 205/60R17,5; la capa de carcasa se
formó de cordones de fibras orgánicas, el neumático tenía una
estructura de envoltura en la que las tres capas de cinturón
estaban dispuestas en el lado radialmente exterior de las capas de
carcasa; y la presión de aire correspondiente a la capacidad de
porte de carga máxima era de 600 kPa, las capas de cubierta estaban
añadidas alrededor de las partes de borde de las capas de cinturón,
y el alargamiento intermedio del cordón de fibras orgánicas que
forma la capa de cubierta de cinturón bajo una carga de 67 N fue
modificada. Además, en los neumáticos de los ejemplos 1 a 3 y el
ejemplo convencional, el radio de curvatura Rsh del área de hombro
de la parte de rodadura y el radio de curvatura Rce del área central
de la parte de rodadura, que se daba cuando el neumático estaba
montado en un borde estándar y el aire cuya presión corresponda a la
capacidad de porte de carga máxima estaba llenando los neumáticos,
fueron modificados para cada neumático.
Para cada uno de los neumáticos ensayados, el
radio de cuadratura de la forma de contacto y la fuerza de
separación de la parte de cinturón fueron medidos cuando el
neumático estaba nuevo, y después de un ensayo de durabilidad de
tambor. Los resultados se muestran en la Tabla 1. En el ensayo de
durabilidad de tambor, la presión de inflado era del 133% de la
presión de aire correspondiente a la máxima capacidad de porte de
carga; la carga se ajustó al 130% de la máxima capacidad de porte
de carga; la velocidad de estableció en 60 Km/h, y al neumático
ensayado se le hizo viajar 20.000 Km sobre un tambor de
interior.
El radio de cuadratura de la forma de contacto
es el radio de la longitud de contacto en el área de hombro a la
longitud de contacto en el área central dado cuando el neumático
está montado en un borde estándar, el aire cuya presión
corresponde a la máxima capacidad de porte de carga llena el
neumático, y se aplica la máxima carga. El criterio de aceptación
era el siguiente: el radio de cuadratura después del ensayo de
durabilidad de tambor era de 1,40 o menor; y el incremento del
radio de cuadratura comparado con el dado cuando el neumático era
nuevo era del 10% o menor.
La fuerza de separación de la parte de cinturón
es la fuerza necesaria para separar la parte de cinturón de la capa
de carcasa. Para cada neumático, la fuerza de separación del
neumático nuevo se suponía 100, y la fuerza de separación remanente
después del ensayo de durabilidad de tambor se dio como un índice.
Los criterios de aceptación eran que la fuerza de separación
remanente era de 90 o mayor.
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Como se puede observar en la Tabla 1, los
neumáticos de los ejemplos 1 a 3 consiguieron buenos resultados
referentes al radio de cuadratura de la forma de contacto y la
fuerza de separación remanente de la parte de cinturón en
comparación con el ejemplo convencional.
Claims (6)
1. Un neumático radial de aire para un camión
ligero, en el cual está formada una capa de carcasa (4A, 4B) de
cordones de fibras orgánicas, el neumático tiene una estructura de
envoltura en la que al menos dos capas de cinturón (7) están
dispuestas en un lado radialmente exterior de la capa de carcasa, y
una presión de aire correspondiente a la máxima capacidad de porte
de carga está comprendida entre 350 y 650 kPa, caracterizado
porque
una capa de cubierta de cinturón (8) está
dispuesta alrededor de cada parte de borde de la capa de cinturón
(7), comprendiendo la capa de cubierta de cinturón un cordón de
fibras orgánicas alrededor del neumático en una dirección
circunferencial del neumático, teniendo el cordón de fibras
orgánicas un alargamiento intermedio de al menos el 5,5% bajo una
carga de 67 N.
2. El neumático radial de aire para un camión
ligero de acuerdo con la reivindicación 1, que tiene un perfil de
rodadura de manera que, con relación al radio de curvatura Rce del
área central de la parte de rodadura, un radio de curvatura Rsh del
área de hombro de la parte de rodadura satisface la condición
Rsh<Rce cuando el neumático está montado en un borde estándar y
el aire cuya presión de aire corresponde a la máxima capacidad de
porte de carga está llenando el neumático.
3. El neumático radial de aire para un camión
ligero de acuerdo con la reivindicación 1, que tiene un perfil de
rodadura de manera que, con relación a un radio de curvatura Rce de
un área central de la parte de rodadura, un radio de curvatura Rsh
de un área de hombro de la parte de rodadura satisface la condición
Rsh<0,5Rce cuando el neumático está montado en un borde estándar
y el aire cuya presión corresponde a la máxima capacidad de porte
de carga está llenando el neumático.
4. El neumático radial de aire para un camión
ligero de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,
en el que el cordón de fibras orgánicas que forma la capa de
cubierta de cinturón tiene una estructura en la que una pluralidad
de haces de fibra está trenzada, estando al menos uno de los haces
de fibras fabricado de polietileno-2,6 naftalato y
polietileno tereftalato.
5. El neumático radial de aire para un camión
ligero de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
en el que el número de capas de cinturón dispuestas en el lado
radialmente exterior de la capa de carcasa es de tres.
6. El neumático radial de aire para un camión
ligero de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,
en el que la relación de aspecto (H/W) del neumático satisface la
condición 0,45<H/W<0,75, siendo obtenida la relación de
aspecto a partir de una altura de sección H y una anchura de sección
W del neumático, que son proporcionadas cuando el neumático está
montado en un borde estándar y el aire que corresponde a la máxima
capacidad de porte de carga está llenando el neumático.
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