CN101384442A - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种充气轮胎。该充气轮胎包括由主体部和折回部构成的帘布层，满足下述条件：(a)扁平率为80％以下；(b)构成上述折回部的帘线与子午线方向成0°～10°地配置；(c)2×FH≤CE≤6×FH；(d)在沿轮胎径距上述轮辋的内侧凸缘端2×FH～4×FH的区域中，3×a≤t≤5×a；(e)在沿轮胎径向距上述轮辋的内侧凸缘端3×FH的位置，0.915≤L2/L1≤1.000。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎。

背景技术

以往，有一种为了提高胎圈的耐久性而抑制帘布层脱层(剥离)的技术。例如，公开有一种使帘布层的折回部带有角度的技术(例如，参照专利文献1或专利文献2)。或者，公开有一种使帘布层的折回部的中间部分最接近主体部的技术(例如，参照专利文献3)。

专利文献1:日本特开平11-170807号公报

专利文献2:日本特开2002-347409号公报

专利文献3:日本特开平1-111504号公报

但是，在超载重用轮胎(例如，建筑车辆用轮胎)等中存在这样的情况，即，因轮胎弯曲而在胎圈产生较大的倒伏变形，帘布层中的折回部的帘线(纤丝)断裂。上述以往技术难以应对这样的帘线断裂。

具体地讲，在应用专利文献1、专利文献2所公开的技术的轮胎中，轮胎的纵向弹性系数降低。其结果，因在承载负荷时轮胎的弯曲而在胎圈产生的倒伏变形增加，向折回部输入的压缩增加。因此，易于在折回部发生帘线断裂。

另外，在应用专利文献3所公开的技术的轮胎中，主体部与折回部之间的橡胶的剪切应变增加。其结果，主体部与折回部之间的橡胶有时会遭到破坏。同时，向折回部输入压缩的降低不充分，易于在折回部发生帘线断裂。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种可以防止在帘布层的折回部发生帘线断裂的充气轮胎。

本发明的充气轮胎包括由主体部和折回部构成的帘布层；上述主体部在分别埋设于各胎圈中的一对胎圈芯之间形成环形构造；上述折回部沿着上述胎圈芯的周面折回；该充气轮胎满足下述条件:

(a)扁平率为80％以下；

(b)构成上述折回部的帘线与子午线方向成0°～10°地配置；

(c)2×FH≤CE≤6×FH；

(d)在沿轮胎径向距上述轮辋的内侧凸缘端2×FH～4×FH的区域中，3×a≤t≤5×a；

(e)在沿轮胎径向距上述轮辋的内侧凸缘端3×FH的位置，0.915≤L2/L1≤1.000；

CE:从上述折回部的端部到上述胎圈芯的轮辋侧端部为止的轮胎径向的距离；

FH:轮辋的凸缘高度；

交点A:平行于轮胎旋转轴的第1平行线与轮胎外表面的交点；

交点B:通过交点A的、垂直于上述主体部的第1垂直线与上述主体部的交点；

交点C:上述第1垂直线与上述折回部的交点；

t:交点B-C之间的距离；

a:构成上述折回部的帘线的直径；

交点D:通过上述胎圈芯的中心的、平行于轮胎旋转轴的第2平行线与上述主体部的交点；

交点E:上述第2平行线与上述折回部的交点；

L1:交点B～D之间的沿着上述主体部的长度；

L2:交点C～E之间的沿着上述折回部的长度。

与以往的充气轮胎相比，本发明的充气轮胎的折回部更靠近弯曲变形的中立面(主体部)地配置。因此，降低了承载负荷时折回部的压缩而减小折回部的曲折。其结果，可以防止在帘布层的折回部处帘线(纤丝)断裂。

另外，通过降低折回部的压缩，可以降低作用于折回部的自内周侧向外周侧的上顶压缩的累积，从而防止在帘布层的折回部帘线(纤丝)断裂。

在此，优选在沿轮胎径向距上述轮辋的内侧凸缘端0.7×FH的位置，满足0.23≤Y/Z≤0.76。

交点F:平行于轮胎旋转轴的第3平行线与轮胎外表面的交点；

交点G:通过交点F的、垂直于上述主体部的第2垂直线与上述主体部的交点；

交点H:上述第2垂直线与上述折回部的交点；

Y:交点G-H之间的距离；

Z:上述胎圈芯的胎面宽度方向最大宽度。

若这样地设置，则通过在沿着轮辋凸缘的弯曲变形中的最大弯曲变形的位置(0.7FH)规定从交点G到交点H的距离Y，可以大幅度地防止在帘布层的折回部帘线断裂。

在此，优选满足α<0。

α:在胎面宽度方向截面中，通过交点E的、垂直于轮胎旋转轴的第3垂直线与上述折回部所成的角度。

若这样地设置，则可以防止在胎圈(轮胎)倒伏变形时，因向外周侧挤出胎圈与轮辋凸缘之间的嵌合面的橡胶(背面橡胶)而产生的应变(背面应变)。其结果，可以抑制易于产生于背面橡胶的裂纹。另外，可以防止因折回部的压缩力增加而导致在折回部帘线断裂。

附图说明

图1是本实施方式的充气轮胎的胎面宽度方向剖视图。

图2是表示构成本实施方式的充气轮胎的胎圈的放大剖视图。

图3是用于说明承载负荷时的胎圈变形的图(之一)。

图4是用于说明承载负荷时的胎圈变形的图(之二)。

图5是用于说明承载负荷时的胎圈变形的图(之三)。

具体实施方式

参照附图对本发明的充气轮胎的一个例子进行说明。另外，在以下附图的记载中，对相同或类似的部分标注相同或类似的附图标记。但是，附图是示意的表示，各尺寸的比例等与现实状况不同。因而，具体的尺寸等应参考以下说明来判断。另外，附图相互间也包含互相的尺寸关系、比例不同的部分。

图1是本实施方式的充气轮胎的胎面宽度方向剖视图，图2是表示构成本实施方式的充气轮胎的胎圈的放大剖视图。如图1所示，充气轮胎1包括一对胎圈3、帘布层5、一对胎侧部7、带束层9和胎面11。充气轮胎1具有相对于轮胎赤道线CL对称的截面形状。

另外，本实施方式的充气轮胎1是扁平率为80％以下的超重型建筑车辆用扁平子午线轮胎。即，本实施方式的充气轮胎1是轮辋直径为57英寸以上、载重负荷能力为60mton(metricton)以上、载重系数(k-factor)为1.7以上的子午线轮胎。

帘布层5由主体部5a和折回部5b构成。主体部5a在分别埋设于各胎圈3中的一对胎圈芯3a之间形成环形构造(toroidalstructure)。折回部5b与主体部5a连续，沿着胎圈芯3a的周面自胎面宽度方向内侧向外侧折回。构成折回部5b的帘线与子午线方向成0°～10°地配置。

在此，如图2所示，在胎面宽度方向截面中，将从折回部5b的端部到胎圈芯3a的轮辋侧的端部为止的轮胎径向的距离定义为CE。另外，将轮辋13的凸缘高度定义为FH。在这种情况下，在本实施方式的充气轮胎1中，2×FH≤CE≤6×FH成立。

另外，若CE小于2×FH，则在负载较大时，折回部5b会从胎圈芯3a抽出而产生爆裂。另一方面，若CE大于6×FH，则折回部5b会到达主体部5a变形较多的区域，导致折回部5b的端部的应变增大。

另外，在胎面宽度方向截面中，将沿轮胎径向距轮辋3的内侧凸缘端2×FH～4×FH的区域中的、与轮胎旋转轴平行的线定义为第1平行线PL₁。将第1平行线PL₁与轮胎外表面的交点定义为交点A。将通过交点A的、与主体部5a垂直的线定义为第1垂直线VL₁。将第1垂直线VL₁与主体部5a的交点定义为交点B。将垂直线VL₁与折回部5b的交点定义为交点C。将交点B-C之间的距离定义为t。将构成折回部5b的帘线的直径定义为a。在这种情况下，在本实施方式的充气轮胎1中，在上述2×FH～4×FH的区域内3×a≤t≤5×a成立。

另外，若t小于3×a，则主体部5a与折回部5b之间的应变增大，就易于产生脱层。另一方面，若t大于5×a，则折回部5b到达压缩输入区域，就在折回部5b发生帘线(纤丝)断裂。

另外，将通过胎圈芯3a的中心的、与轮胎旋转轴平行的线定义为第2平行线PL₂。将第2平行线PL₂与主体部5a的交点定义为交点D。将第2平行线PL₂与折回部5b的交点定义为交点E。将沿轮胎径向距轮辋13的内侧凸缘端3×FH的位置的、交点B～D之间的沿着主体部5a的长度(宽度)定义为第1长度L1。将交点C～E之间的沿着折回部5b的长度定义为第2长度L2。在这种情况下，在本实施方式的充气轮胎1中，0.915≤L2/L1≤1.000成立。

另外，若L2/L1小于0.915，则主体部5a与折回部5b之间的橡胶厚度过薄，就易于产生脱层。另一方面，若L2/L1大于1.000，则折回部5b的曲折极大，有时易于在折回部5b发生帘线断裂。

另外，将沿轮胎径向距轮辋13的内侧凸缘端0.7×FH的位置的、与轮胎旋转轴平行的线定义为第3平行线PL₃。将第3平行线PL₃与轮胎外表面的交点定义为交点F。将通过交点F的、与主体部5a垂直的线定义为第2垂直线VL₂。将第2垂直线VL₂与主体部5a的交点定义为交点G。将垂直线VL₂与折回部5b的交点定义为交点H。将交点G-H之间的距离定义为Y。将胎圈芯3a的胎面宽度方向最大宽度定义为Z。在这种情况下，在本实施方式的充气轮胎1中，0.23≤Y/Z≤0.76成立。

另外，若Y/Z小于0.23，则折回部5b局部弯曲，有时会在该局部弯曲的部分发生帘线断裂。另一方面，若Y/Z大于0.76，则会无法充分地获得降低上顶压缩的效果。

另外，在胎面宽度方向截面中，将通过交点E的、与轮胎旋转轴垂直的线定义为第3垂直线VL₃。另外，将第3垂直线VL₃与折回部5b所成的角度定义为α。在这种情况下，在本实施方式的充气轮胎1中，α<0成立。

另外，若α为0，则在胎圈3(充气轮胎1)倒伏变形时，会因胎圈3与轮辋13的凸缘之间的嵌合面的橡胶(背面橡胶)发生由于被向外周侧挤出所产生应变(背面应变)，在该背面橡胶产生裂纹。结果，有时向折回部3b输入的压缩增加，易于产生帘线断裂。

并且，将截面高(轮胎的截面高度)定义为SH。在这种情况下，将本实施方式的充气轮胎1组装于满足FH/SH≤0.15的轮辋13来使用。

使用附图对以上说明的本实施方式的充气轮胎的作用、效果进行说明。首先，对通常的充气轮胎的重负荷时胎圈3的变形进行说明。

如图3(无负荷时)所示，在未承载有负荷时，主体部5a及折回部5b不承受弯曲变形。在承载了负荷时，胎圈3因倒伏而较大地弯曲变形。该弯曲变形的中立面是主体部5a，以主体部5a为中心向胎面宽度方向内侧产生拉伸，向外侧产生压缩。如图3(承载有负荷时)所示，压缩力作用于折回部5b。

如图4(a)所示，在压缩力作用于折回部5b时，由于金属帘线(帘布层帘线)无法收缩，因此由折回部5b的曲折来吸收压缩。其结果如图4(b)(从图4(a)中的P方向看到的图)所示，折回部5b在胎侧7的表面内曲折。这样，折回部5b强烈地曲折，其结果，局部的压缩力作用于帘线内的纤丝，纤丝断裂。

因此，如图5所示，与以往的充气轮胎相比，上述本实施方式的充气轮胎1的折回部5b更靠近弯曲变形的中立面(主体部5a)地配置。因此，降低折回部5b的压缩而减小折回部5b的曲折，可以防止折回部5b处的帘线(纤丝)断裂。

另外，在图4(b)中，将无负荷时的折回部5b的帘线中心线定义为X。将重负荷时的折回部5b的帘线中心线定义为Y。将如上述那样构成折回部5b的帘线直径定义为a。将折回部5b的帘线中心线的曲折量定义为b。所谓重负荷时是指，沿与轮胎旋转轴垂直的方向承载标准负荷的80～120％的负荷而使轮胎变形的状态。另外，“标准负荷”是指，美国The Tire and RimAssociation(TRA)发行的2004年版YEAR BOOK所规定的应用尺寸、帘布层层数的最大负荷。在图4(b)中，定义为曲折指数Z＝b/a时，本实施方式的充气轮胎1满足0<Z<0.5。

另外，在本实施方式的充气轮胎1中，通过如上述那样满足2×FH≤CE≤6×FH，可以防止在输入较大负荷时折回部5b从胎圈芯3a抽出而导致爆裂。同时，折回部5b的端部配置于主体部5a变形较少的区域，可以减小折回部5b的端部的应变。

另外，在本实施方式的充气轮胎1中，通过在构成折回部5b的帘线压缩变形最大的上述2×FH～4×FH区域中，满足3×a≤t≤5×a，主体部5a与折回部5b之间的应变减小，不会产生脱层。同时，可以防止折回部5b到达压缩输入区域而在折回部5b处发生帘线断裂。

在此，作为在折回部5b处帘线(纤丝)断裂的另一个原因，还存在因向折回部5b上顶而导致的压缩累积。具体地讲，如图4(c)所示，在组装于轮辋13的充气轮胎1产生应变时，胎圈3以主体部5a为中立轴线地沿着轮辋13的凸缘变形。

在该变形时，位于弯曲压缩侧的折回部5b相对于压缩方向具有较高的刚性。自内周侧因上顶而产生的压缩作用于比某指定位置靠近外周侧的折回部5b。该因上顶而产生的压缩从胎圈芯3a累积到上述指定位置，在指定位置帘线(纤丝)断裂。

因此，在本实施方式的充气轮胎1中，由于在3×FH位置满足0.915≤L2/L1≤1.000，因此可以降低上顶压缩而降低压缩的累积。另外，由于主体部5a与折回部5b之间的橡胶厚度不会过薄，因此可以抑制脱层。同时，由于折回部5b的曲折指数不会增大，因此可以防止在折回部5b处帘线(纤丝)断裂。

另外，在本实施方式的充气轮胎1中，由于在0.7FH位置满足0.23≤Y/Z≤0.76，因此，可以大幅度地防止在折回部5b处帘线断裂。另外，可以防止折回部5b局部弯曲，从而防止因局部弯曲而导致帘线断裂。同时，可以充分发挥降低上顶压缩的效果。

另外，在本实施方式的充气轮胎1中，由于满足α<0，因此，可以降低因在胎圈3(轮胎)倒伏变形时向外周侧挤出背面橡胶而导致的背面应变。

另外，本实施方式的充气轮胎1优选使用扁平率为80％以下、轮辋直径为57英寸以上、负荷能力为60mton以上、负荷系数(k-factor)为1.7以上的超重型建筑车辆用扁平子午线轮胎。在这样的超大型轮胎中，折回部5b的压缩应变大。因此，通过采用在本实施方式中说明的构造，可以有效地防止在折回部5b处帘线断裂。

并且，可以将本实施方式的充气轮胎1组装于满足FH/SH≤0.15的轮辋13来使用。这样，可以通过将其组装于凸缘高度FH低的轮辋来拓宽弯曲变形的范围，从而缩窄重负荷时折回部5b的曲折范围。

如上所述，通过本发明的实施方式公开了本发明的内容，但不应理解为形成该公开一部分的论述及附图限定了本发明。

具体地讲，在上述实施方式中，折回部5b沿着胎圈芯3a自胎面宽度方向内侧向外侧折回。但并不限定于此，也可以沿着胎圈芯3a自胎面宽度方向外侧向内侧折回。

由该公开内容，对本领域技术人员来说，各种替代的实施方式、实施例以及应用技术是显而易见的。因而，从上述说明中，只能由权利要求书限定的内容确定本发明的技术范围。

接着，为了更明确地说明本发明的效果，使用以下实施例1～3以及比较例1的充气轮胎进行试验。另外，这些例子并未对本发明有任何的限定。

实施例1～3以及比较例1的充气轮胎规格为59/80R63，轮辋规格为44英寸×5英寸。该实施例1～3以及比较例1的充气轮胎的构造如表1所示。另外，使除去了帘布层处的主体部与折回部之间的橡胶的充气轮胎弯曲来测定曲折指数Z。

表1

 

	实施例1	实施例2	实施例3	比较例1
					CE	4×FH～5×FH	4×FH～5×FH	4×FH～5×FH	4×FH～5×FH
FH/SH	0.11	0.11	0.11	0.11
					t	5×a	5×a	4×a	6×a
L2/L1	0.931	0.919	0.918	0.917
					Y	0.755	0.783	0.775	0.798
Z	0.100	0.150	0.200	1.000
					Y/Z	7.55	5.22	3.88	0.80

转鼓寿命评价

以气压为600kPa、负荷为150～170％、转鼓旋转速度为8km/h的条件使充气轮胎旋转，测定了直到因胎圈部故障(帘布层的帘线断裂)而无法行驶为止的距离。表示以比较例1的充气轮胎无法直到行驶为止的距离作为100的情况下的、实施例1～3的充气轮胎的直到无法行驶为止的距离的相对值。数值越大，耐久性越良好。结果表示于表2中。

表2

 

实施例1

实施例2

实施例3

比较例1

 

转鼓寿命

200

160

120

100

若与比较例1的充气轮胎相比可知，实施例1～3的充气轮胎的胎圈耐久性优良。即，与比较例1的充气轮胎相比，实施例1～3的充气轮胎可以防止在帘布层的折回部帘线断裂。

工业实用性

采用本发明的充气轮胎，可以有效地防止在帘布层的折回部帘线断裂。

Claims (3)

1.一种充气轮胎，其特征在于，该充气轮胎包括由主体部和折回部构成的帘布层；上述主体部在分别埋设于各胎圈中的一对胎圈芯之间形成环形构造；上述折回部沿着上述胎圈芯的周面折回；

(a)扁平率为80％以下；

(b)构成上述折回部的帘线与子午线方向成0°～10°地配置；

(c)满足2×FH≤CE≤6×FH；

CE:从上述折回部的端部到上述胎圈芯的轮辋侧端部为止的轮胎径向的距离；

FH:轮辋的凸缘高度；

(d)在沿轮胎径向距上述轮辋的内侧凸缘端部2×FH～4×FH的区域中，满足3×a≤t≤5×a；

交点A:平行于轮胎旋转轴的第1平行线与轮胎外表面的交点；

交点B:通过交点A的、垂直于上述主体部的第1垂直线与上述主体部的交点；

交点C:上述第1垂直线与上述折回部的交点；

t:交点B-C之间的距离；

a:构成上述折回部的帘线的直径；

(e)在沿轮胎径向距上述轮辋的内侧凸缘端3×FH的位置，满足0.915≤L2/L1≤1.000；

交点D:通过上述胎圈芯的中心的、平行于轮胎旋转轴的第2平行线与上述主体部的交点；

交点E:上述第2平行线与上述折回部的交点；

L1:交点B～D之间的沿着上述主体部的长度；

L2:交点C～E之间的沿着上述折回部的长度。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

在沿轮胎径向距上述轮辋的内侧凸缘端0.7×FH的位置，满足0.23≤Y/Z≤0.76；

交点F:平行于轮胎旋转轴的第3平行线与轮胎外表面的交点；

交点G:通过交点F的、垂直于上述主体部的第2垂直线与上述主体部的交点；

交点H:上述第2垂直线与上述折回部的交点；

Y:交点G-H之间的距离；

Z:上述胎圈芯的胎面宽度方向最大宽度。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，

满足α<0；

α:在胎面宽度方向截面中，通过交点E的、垂直于轮胎旋转轴的第3垂直线与上述折回部所成的角度。

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