充气轮胎的制作方法

1.本公开涉及一种充气轮胎。


背景技术：

2.一般来说，期望的是增加充气轮胎的侧偏力。
3.特别是近年来，燃料效率可以通过简化轮胎结构和减轻轮胎的重量来改进，诸如通过薄化侧壁部的橡胶或降低胎圈填胶的高度(例如，专利文献1)。在这种情况下，特别是由于横向弹簧系数的减少，担心侧偏力降低。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：特开2019-137327号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的问题
8.因此，本公开的目的是提供一种能够抑制侧偏力降低的充气轮胎。
9.用于解决问题的方案
10.本公开的要点如下；
11.(1)一对胎圈部；和
12.胎体，其包括在所述一对胎圈部之间以环形形式延伸的径向配置帘线的一个或多个胎体帘布层，其中，
13.在所述充气轮胎安装在适用轮辋上、施加规定内压并且不施加负载的基准状态下，
14.在所述胎体的轮胎宽度方向外侧、在沿轮胎径向伸展的包括所述充气轮胎的轮胎最大宽度位置的区域中以相对于轮胎径向成角度地延伸的方式设置加强构件。
15.在本文中，“轮胎最大宽度位置”是指在前述基准状态下，在轮胎宽度方向截面中充气轮胎的轮胎宽度方向上的宽度最大的位置。
16.在本文中，术语“适用轮辋”是指在生产或使用轮胎的地区有效的产业标准中的已经记载或将来记载的适用尺寸的标准轮辋(欧洲轮胎轮辋技术组织[etrto]的标准手册中的测量轮辋以及轮胎轮辋协会[tra]的年鉴中的设计轮辋)。产业标准的示例包括日本的日本汽车轮胎制造商协会(jatma)的jatma年鉴、欧洲的etrto的标准手册以及美国的tra的年鉴(即，“轮辋”包括当前所包括的任何尺寸以及产业标准中可能将包括的任何尺寸。“未来可能记载的尺寸”的示例包括在etrto 2013版中记载为“未来发展(future developments)”的尺寸)。对于以上产业标准中未记载的尺寸，“轮辋”是指具有与轮胎的胎圈宽度相对应的宽度的轮辋。
[0017]
另外，“规定内压”是指在jatma等记载的适用尺寸和帘布层等级下，单个轮的最大负载能力所对应的空气压力(最大空气压力)。至于未在上述产业标准中记载的尺寸，“规定
内压”是指与依据安装有轮胎的车辆所确定的最大负载能力相对应的空气压力(最大空气压力)。
[0018]
发明的效果
[0019]
根据本公开，能够提供一种可以抑制侧偏力降低的充气轮胎。
附图说明
[0020]
[图1]图1是沿着根据本公开的实施方式的充气轮胎的轮胎宽度方向截取的部分截面图。
[0021]
[图2]图2示意性地图示了抑制剪切变形的加强构件。
具体实施方式
[0022]
以下，将参考附图详细说明本公开的实施方式。
[0023]
图1是沿着根据本公开的实施方式的充气轮胎(在下文中简称为轮胎)的轮胎宽度方向截取的部分截面图。图1图示了在前述基准状态下的轮胎宽度方向截面。
[0024]
轮胎1包括一对胎圈部2和胎体3，胎体3包括在该对胎圈部2之间以环形形式延伸的径向配置帘线的一个或多个胎体帘布层。
[0025]
在本示例中，各胎圈部2均包括胎圈芯2a和布置在胎圈芯2的轮胎径向外侧的胎圈填胶2b。本示例中的胎圈芯2a包括由橡胶涂层包围的多个胎圈线。本示例中的胎圈线由钢帘线形成。在本示例中，胎圈填胶2b由橡胶等制成，并且具有厚度朝向轮胎径向外侧减小的大致三角形的截面形状。然而，在本公开中，轮胎1也可以被构造为没有胎圈芯2a或胎圈填胶2b。
[0026]
在此，胎圈填胶2b的高度(沿轮胎径向测得)优选地为8mm至25mm，如本示例中那样。这是因为将胎圈填胶2b的高度设定为8mm以上能够抑制空气在制造期间进入，而将胎圈填胶2b的高度设定为25mm以下能够减轻轮胎的重量。出于同样的原因，更优选的是将胎圈填胶2b的高度设定为10mm至15mm。
[0027]
本示例中的胎体3包括在该对胎圈部2之间以环形形式延伸的胎体主体部3a以及从胎体主体部3a围绕胎圈芯2a从轮胎宽度方向内侧向轮胎宽度方向外侧折叠的胎体折返部3b。诸如pet等的有机纤维、由两种类型的有机纤维帘线(例如，尼龙和芳纶)捻合在一起制成的混合帘线等可以用作胎体帘线。如上所述，胎体帘布层是径向配置帘线的帘布层。
[0028]
在本示例中，胎体折返部3b的轮胎径向外端位于轮胎最大宽度位置的轮胎径向内侧，并且位于胎圈填胶2b的轮胎径向外端的轮胎径向外侧。利用该构造，能够进一步减轻轮胎的重量。
[0029]
如图1所示，在胎体3的胎冠部的轮胎径向外侧存在带束4，带束4包括一个或多个(在图示示例中为两个)带束层4a和4b。带束层4a和4b的带束帘线在层间相互交叉，并且在本示例中相对于轮胎周向以30
°
至60
°
的倾斜角度延伸。钢帘线可以用于带束帘线，但也可以使用有机纤维帘线来减轻重量。在带束4的轮胎径向外侧布置由胎面橡胶制成的胎面部5。
[0030]
如图1所示，一对侧壁部6连接在一对胎圈部2与胎面部5之间。在此，轮胎最大宽度位置处的橡胶厚度(在前述基准状态下，在轮胎宽度方向截面中沿垂直于侧壁部6的外表面
的方向测得的橡胶厚度)优选地为1mm以上但3mm以下，如本示例中那样。将轮胎最大宽度位置处的橡胶厚度设定为1mm以上能够确保最小耐侧切性能，而将轮胎最大宽度位置处的橡胶厚度设定为3mm以下能够减轻轮胎的重量。
[0031]
在此，如图1所示，根据本实施方式的轮胎1设置有加强构件7，加强构件7在胎体3的轮胎宽度方向外侧、在沿轮胎径向伸展的包括轮胎最大宽度位置的区域中相对于轮胎径向成角度地延伸。另外，在图示示例中，加强构件7在截面中具有沿着胎体主体部3a的圆弧形状，但它也可以具有诸如直线等的其它形状。
[0032]
在本示例中，加强构件7包括有机纤维帘线。有机纤维帘线的示例包括诸如pet等的有机纤维或由两种类型的有机纤维帘线(例如，尼龙帘线和芳纶帘线)捻合在一起制成的混合帘线。加强构件7的帘线的杨氏模量(按照jis l1017 8.5a[2002]测试并且根据jis l1017 8.8[2002]确定)没有特别的限制，但是可以为3000gpa至50000gpa，加强构件7的帘线的数量可以为20根/50mm至70根/50mm，加强构件7的帘线的帘线直径可以为0.3mm至0.9mm。虽然从减轻重量的观点出发，优选地布置一层加强构件，但也可以布置两层以上的加强构件，并且在这种情况下，优选地调整帘线的杨氏模量、数量和直径，使得两层以上的加强构件在刚性和减轻重量方面减小到与一层加强构件大致相同。
[0033]
如在本示例中那样，加强构件7优选地相对于轮胎径向以30
°
至60
°
的角度延伸，更优选地，加强构件7相对于轮胎径向以40
°
至50
°
的角度延伸。
[0034]
加强构件7在轮胎径向上的长度优选地为轮胎截面高度的10％至40％、更优选地为15％至35％。将加强构件7布置在适当的截面高度处能够控制侧偏力、维持适当的乘坐舒适性并且减少重量增加，从而改进燃料效率。
[0035]
在此，如图1所示，根据本实施方式的轮胎1在胎圈填胶2b的轮胎宽度方向外侧设置有橡胶胎圈包布8。橡胶胎圈包布8在轮胎径向上的长度优选地为30mm至60mm。
[0036]
橡胶胎圈包布8的轮胎径向外端优选地位于轮辋分离点的轮胎径向外侧。橡胶胎圈包布8的轮胎径向内端优选地位于胎圈芯2a的轮胎径向内端的轮胎径向内侧。如图1所示，在本示例中，橡胶胎圈包布8在沿轮胎径向伸展的区域中从胎圈基线(穿过胎圈基部并平行于轮胎宽度方向延伸的假想线)的附近延伸到轮辋护板的顶点的轮胎径向外侧。
[0037]
在此，“轮辋分离点”是指当充气轮胎处于安装在适用轮辋上、施加规定内压并且没有被施加负载的基准状态下时，轮胎的外表面与轮辋凸缘分离的点。
[0038]
在本实施方式中，橡胶胎圈包布7由高弹性橡胶制成，具体地，当胎圈填胶2b的储能模量为e1
′
，并且橡胶胎圈包布7的储能模量为e2
′
时，比率e2
′
/e1
′
满足：
[0039]
0.4≤e2
′
/e1
′
≤1。
[0040]
在此，“储能模量”是指根据jis k7244在25℃温度下测得的值。
[0041]
下面将说明根据本实施方式的充气轮胎的有益效果。
[0042]
在根据本实施方式的充气轮胎中，首先，胎圈填胶2b的高度为25mm以下，胎体折返部3b的轮胎径向外端位于轮胎最大宽度位置的轮胎径向内侧，轮胎最大宽度位置处的橡胶厚度为3mm以下，并且胎体帘线的材料是诸如pet等的有机纤维或由两种类型的有机纤维制成的混合帘线。因此，能够减轻轮胎的重量。如上所述，由于横向弹簧系数的减小，这样的轮胎可能导致侧偏力减小。本发明人通过研究发现，横向弹簧系数减小的原因是横向位移集中在负载正下方并且周围区域在负载方向上受到牵拉，导致周向上的剪切变形增大。因此，
根据本实施方式的轮胎设置有加强构件7，加强构件7在胎体3的轮胎宽度方向外侧、在沿轮胎径向伸展的包括轮胎最大宽度位置的区域中相对于轮胎径向成角度地延伸。结果，如图2示意性地图示，在剪切变形期间，在加强构件7上作用有沿相反方向牵拉的两个力，从而减小了剪切变形。这能够抑制横向弹簧系数减小并且抑制侧偏力减小。
[0043]
如上所述，根据本实施方式的充气轮胎能够在减轻轮胎重量的情况下抑制侧偏力减小。
[0044]
另外，如在本实施方式中那样，虽然加强构件7在前述轻量化构造中特别有效，但是因为在剪切变形期间，在加强构件7上作用有沿相反方向牵拉的两个力，因此即使在不采用前述轻量化构造的情况下，也能够获得抑制侧偏力减小的效果。
[0045]
在此，加强构件优选地包括有机纤维帘线。不管它们的刚性如何，由于有机纤维重量轻，所以能够使由于添加加强构件而增加的重量最小化。
[0046]
加强构件优选地相对于轮胎径向以30
°
至60
°
的角度延伸，更优选地相对于轮胎径向以40
°
至50
°
的角度延伸。当加强构件相对于轮胎径向的倾斜角度接近大约45
°
时，图4中示意性地图示的减小剪切变形的效果变得最显著，因此，设定以上范围能够进一步抑制侧偏力减小。
[0047]
加强构件的轮胎径向长度优选地为轮胎截面高度的10％至40％。将长度设定为10％以上进一步确保能够获得抑制侧偏力减小的效果，而将长度设定为40％以下能够使由于添加加强构件而增加的重量最小化。在示例中，加强构件的轮胎径向外端可以在与从胎圈基线(穿过胎圈基部且平行于轮胎宽度方向延伸的假想线)起的轮胎截面高度的50％至80％相对应的位置处，并且加强构件的轮胎径向内端可以在与从胎圈基线起的轮胎截面高度的15％至40％相对应的位置处。加强构件的轮胎径向长度可以是、但不特别地限于15mm至40mm。
[0048]
根据本公开的轮胎优选地是乘用车用充气子午线轮胎。
[0049]
在示例中，轮胎具有窄宽度和大直径的形状，且轮胎截面宽度sw小于165(mm)，轮胎截面宽度sw与外径od的比率sw/od为0.26以下。将轮胎截面宽度sw设定为小于轮胎外径od能够减小空气阻力，相对于轮胎截面宽度sw增大轮胎外径od能够减小轮胎接地面附近的胎面橡胶的变形，从而减小滚动阻力。这样能够改进轮胎的燃料效率。比率sw/od优选地为0.25以下，更优选地为0.24以下。
[0050]
优选地当轮胎内压为200kpa以上、更优选地当轮胎内压为220kpa以上、甚至更优选地当轮胎内压为280kpa以上时，满足以上比率。这是因为能够减小滚动阻力。另一方面，优选地当轮胎内压为350kpa以下时满足以上比率。这是因为能够改进乘坐舒适性。
[0051]
从保持接地面积的观点出发，轮胎截面宽度sw在满足以上比率的范围内优选地为105mm以上、更优选地为125mm以上、甚至更优选地为135mm以上、特别优选地为145mm以上。另一方面，从减少空气阻力的观点出发，轮胎截面宽度sw在满足以上比率的范围内优选地为155mm以下。从减小滚动阻力的观点出发，轮胎外径od在满足以上比率的范围内优选地为500mm以上、更优选地为550mm以上、甚至更优选地为580mm以上。另一方面，从减少空气阻力的观点出发，轮胎外径od在满足以上比率的范围内优选地为800mm以下、更优选地为720mm以下、甚至更优选地为650mm以下、特别优选地为630mm以下。从减小滚动阻力的观点出发，在轮胎截面宽度sw和外径od满足以上比率的情况下，轮辋直径优选地为16英寸以上、更优
选地为17英寸以上、甚至更优选地为18英寸以上。另一方面，从减少空气阻力的观点出发，在轮胎截面宽度sw和外径od满足以上述比率的情况下，轮辋直径优选地为22英寸以下、更优选地为21英寸以下、甚至更优选地为20英寸以下、特别优选地为19英寸以下。在轮胎截面宽度sw和外径od满足以上比率的情况下，轮胎的扁平率优选地为45至70、更优选地为45至65。
[0052]
在示例中，轮胎的具体尺寸可以是、但不特别地限于105/50r16、115/50r17、125/55r20、125/60r18、125/65r19、135/45r21、135/55r20、135/60r17、135/60r18、135/60r19、135/65r19、145/45r21、145/55r20、145/60r16、145/60r17、145/60r18、145/60r19、145/65r19、155/45r18、155/45r21、155/55r18、155/55r19、155/55r21、155/60r17、155/65r18、155/70r17或155/70r19。
[0053]
在另一示例中，轮胎具有窄宽度和大直径的形状，且轮胎截面宽度sw为165(mm)以上，其中轮胎截面宽度sw(mm)和外径od(mm)满足关系式：
[0054]
od(mm)≥2.135
×
sw(mm) 282.3；
[0055]
满足以上关系式能够减小空气阻力，并且能够减小滚动阻力，从而能够改进轮胎的燃料效率。
[0056]
在第二实施方式中，在轮胎截面宽度sw和外径od满足以上表达式的情况下，比率sw/od优选地为0.26以下、更优选地为0.25以下、甚至更优选地为0.24以下。这是因为能够进一步改进轮胎的燃料效率。
[0057]
优选地当轮胎内压为200kpa以上、更优选地220kpa以上、甚至更优选地280kpa以上时，满足以上关系式和/或比率。这是因为能够减小滚动阻力。另一方面，当轮胎内压为350kpa以下时，满足以上关系式和/或比率。这是因为能够改进乘坐舒适性。
[0058]
在此，从保持接地面积的观点出发，轮胎截面宽度sw在满足以上关系式的范围内优选地为175mm以上、更优选地为185mm以上。另一方面，从减小空气阻力的观点出发，轮胎截面宽度sw在满足以上关系式的范围内优选地为230mm以下、更优选地为215mm以下、甚至更优选地为205mm以下、特别优选地为195mm以下。从减小滚动阻力的观点出发，轮胎外径od在满足以上关系式的范围内优选地为630mm以上、更优选地为650mm以上。另一方面，从减小空气阻力的观点出发，轮胎外径od在满足以上关系式的范围内优选地为800mm以下、更优选地为750mm以下、甚至更优选地为720mm以下。另外，从减小滚动阻力的观点出发，在轮胎截面宽度sw和外径od满足以上关系式的情况下，轮辋直径优选地为18英寸以上、更优选地为19英寸以上。另一方面，从减小空气阻力的观点出发，在轮胎截面宽度sw和外径od满足以上关系式的情况下，轮辋直径优选地为22英寸以下、更优选地为21英寸以下。另外，在轮胎截面宽度sw和外径od满足以上关系式的情况下，轮胎的扁平率优选地为45至70、更优选地为45至65。
[0059]
在示例中，轮胎的具体尺寸可以是、但不特别地限于165/45r22、165/55r18、165/55r19、165/55r20、165/55r21、165/60r19、165/65r19、165/70r18、175/45r23、175/55r19、175/55r20、175/55r22、175/60r18、185/45r22、185/50r20、185/55r19、185/55r20、185/60r19、185/60r20、195/50r20、195/55r20、195/60r19、205/50r21、205/55r20或215/50r21。
[0060]
在又一示例中，轮胎具有窄宽度和大直径的形状，其中轮胎截面宽度sw(mm)和外径od(mm)满足关系式：
[0061]
od(mm)≥-0.0187
×
sw(mm)2 9.15
×
sw(mm)-380。
[0062]
满足以上关系式能够减小空气阻力，并且能够减小滚动阻力，从而能够改进轮胎的燃料效率。
[0063]
在第三实施方式中，在轮胎截面宽度sw和外径od满足以上表达式的情况下，比率sw/od优选地为0.26以下、更优选地为0.25以下、甚至更优选地为0.24以下。这是因为能够进一步改进轮胎的燃料效率。
[0064]
优选地当轮胎的内压为200kpa以上、更优选地220kpa以上、甚至更优选地280kpa以上时，满足以上关系式和/或比率。这是因为能够减小滚动阻力。另一方面，优选地当轮胎的内压为350kpa以下时，满足以上关系式和/或比率。这是因为能够改进乘坐舒适性。
[0065]
在此，从保持接地面积的观点出发，轮胎截面宽度sw在满足以上关系式的范围内优选地为105mm以上、更优选地为125mm以上、甚至更优选地为135mm以上、特别优选地为145mm以上。另一方面，从减小空气阻力的观点出发，轮胎截面宽度sw在满足以上关系式的范围内优选地为230mm以下、更优选地为215mm以下、甚至更优选地为205mm以下、特别优选地为195mm以下。从减小滚动阻力的观点出发，轮胎外径od在满足以上关系式的范围内优选地为500mm以上、更优选地为550mm以上、甚至更优选地为580mm以上。另一方面，从减小空气阻力的观点出发，轮胎外径od在满足以上关系式的范围内优选地为800mm以下、更优选地为750mm以下、甚至更优选地为720mm以下。另外，从减小滚动阻力的观点出发，在轮胎截面宽度sw和外径od满足以上关系式的情况下，轮辋直径优选地为16英寸以上、更优选地为17英寸以上、甚至更优选地为18英寸以上。另一方面，从减小空气阻力的观点出发，在轮胎截面宽度sw和外径od满足以上关系式的情况下，轮辋直径优选地为22英寸以下、更优选地为21英寸以下、甚至更优选地为20英寸以下。另外，在轮胎截面宽度sw和外径od满足以上关系式的情况下，轮胎的扁平率优选地为45至70、更优选地为45至65。
[0066]
在示例中，轮胎的具体尺寸可以是但不特别地限于105/50r16、115/50r17、125/55r20、125/60r18、125/65r19、135/45r21、135/55r20、135/60r17、135/60r18、135/60r19、135/65r19、145/45r21、145/55r20、145/60r16、145/60r17、145/60r18、145/60r19、145/65r19、155/45r18、155/45r21、155/55r18、155/55r19、155/55r21、155/60r17、155/65r18、155/70r17、155/70r19、165/45r22、165/55r18、165/55r19、165/55r20、165/55r21、165/60r19、165/6r19、165/70r18、175/45r23、175/55r18、175/55r19、175/55r20、175/55r22、175/60r18、185/45r22、185/50r20、185/55r19、185/55r20、185/60r19、185/60r20、195/50r20、195/55r20、195/60r19、205/50r21、205/55r20或215/50r21。
[0067]
在此，具有前述轻量化构造的轮胎可能由于横向弹簧系数的减少而导致侧偏力减少。
[0068]
为了解决以上问题，本发明人进行了研究并发现，当面外弯曲作用于胎圈部2时(特别地，在胎圈填胶2b的高度如前所述被设定为25mm以下、胎圈部的刚性减小并且面外弯曲的程度增大的情况下)，横向位移的平移分量、旋转分量和弯曲分量中的旋转分量的增加是横向弹簧系数减小的原因。另外，已经发现，面外弯曲在作为压缩力作用在胎圈部的接近轮胎外表面的一侧的情况下，也作为拉伸力作用在胎圈部2的更接近轮胎内表面的一侧，并且特别是通过承受胎圈部2的更接近轮胎外表面的一侧(弯曲的内侧)上的压缩力，能够抑制横向弹簧系数减少。这就是为什么如上所述地在胎圈填胶2b的轮胎宽度方向外侧布置高
刚性(0.4≤e2
′
/e1
′
≤1)的橡胶胎圈包布8的原因。结果，即使当压缩力作用在胎圈部2的更接近轮胎外表面的一侧时，高刚性的橡胶胎圈包布8也能够抑制横向位移的旋转分量增大，由此抑制横向弹簧系数减小，从而进一步抑制侧偏力减小。
[0069]
将比率e2
′
/e1
′
设定为0.4以上能够有效抑制横向位移的旋转分量增大。另一方面，将比率e2
′
/e1
′
设定为1以下能够抑制轮胎由于与轮辋接触区域处的摩擦系数减小而从轮辋脱落。
[0070]
如在本实施方式中那样，虽然在前述轻量化构造中特别有效，但即使在不采用前述轻量化构造的情况下，也能够获得进一步抑制侧偏力减小的效果，这是因为高刚性橡胶胎圈包布8能够抑制由于作用在胎圈部2的更接近轮胎外表面的一侧的压缩力而导致的横向位移的旋转分量的增大。
[0071]
在此，出于与上述相同的原因，比率e2
′
/e1
′
优选地进一步满足：
[0072]
0.6≤e2
′
/e1
′
≤1。
[0073]
橡胶胎圈包布的轮胎径向长度优选地为30mm至60mm。将该长度设定为30mm以上能够更充分地提供抑制横向位移的旋转分量增大的效果，而将该长度设定为60mm以下能够使由于布置橡胶胎圈包布而增加的重量最小化。
[0074]
橡胶胎圈包布的轮胎径向外端优选地位于轮辋分离点的轮胎径向外侧。这样，覆盖了更大的面外弯曲所作用的区域，并且能够更充分地获得抑制横向位移的旋转分量增大的效果。
[0075]
橡胶胎圈包布的轮胎径向内端优选地位于胎圈芯的轮胎径向内端的轮胎径向内侧。这样，覆盖了更大的面外弯曲所作用的区域，并且能够更充分地获得抑制横向位移的旋转分量增大的效果。
[0076]
实施例
[0077]
为了验证本公开的有益效果，试制了发明例轮胎、比较例轮胎和传统例轮胎，并对它们的性能进行了评估。各轮胎均包括：一对胎圈芯，其埋设在一对胎圈部中；和胎体，其包括在该对胎圈芯之间以环形形式延伸的一个或多个胎体帘布层，其中在胎圈芯的轮胎径向外侧布置胎圈填胶，并且在胎圈填胶的轮胎宽度方向外侧设置橡胶胎圈包布。各轮胎的规格总结在下面的表1中。在表1中，“侧部”指“侧壁部”，并且“侧部厚度”指轮胎最大宽度位置处的橡胶厚度。另外，bf是“胎圈填胶”的缩写，gc是“橡胶胎圈包布”的缩写。通过将各轮胎安装在轮辋上，使用室内试验机测量变位量，以及根据4kn负载下的切线斜率测量横向弹簧系数来测量横向弹簧系数。还测量了各轮胎在轮辋安装之前的重量。在表1中，评估结果表示为以传统例为100的情况下的指数。
[0078]
[表1]
[0079][0080]
附图标记说明
[0081]
1 充气轮胎
[0082]
2 胎圈部
[0083]
3 胎体
[0084]
4 带束
[0085]
5 胎面部
[0086]
6 侧壁部
[0087]
7 加强构件
[0088]
8 橡胶胎圈包布