CN113242804B

CN113242804B - 充气轮胎

Info

Publication number: CN113242804B
Application number: CN201980081181.6A
Authority: CN
Inventors: 竹森谅平
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2019-01-07
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2023-03-10
Anticipated expiration: 2039-12-06
Also published as: US11964521B2; WO2020144993A1; DE112019005505T5; US20220063335A1; CN113242804A; JP7131395B2; DE112019005505B4; JP2020108986A

Abstract

提供一种充气轮胎，其能够在无需大幅增加轮胎重量的情况下提高针对垫伤起鼓的耐久性。胎面部(1)中的胎面展开宽度TDW与轮胎最大宽度SW之间满足0.70≦TDW/SW≦0.75的关系，在轮胎子午线剖面中，形成侧壁部(2)的外表面的轮廓线(PL)由至少3个具有互不相同的曲率半径(R)的圆弧(C)形成，在该轮廓线(PL)中，从点P1至点P2的圆弧(C1)的曲率半径R1、从点P2至轮胎最大宽度位置(T1)的圆弧(C2)的曲率半径R2以及从轮胎最大宽度位置(T1)开始形成轮胎径向内侧的部位的圆弧(C3)的曲率半径R3之间满足R1>R2>R3的关系，从胎圈根部(3e)至轮胎最大宽度位置(T1)的轮胎径向的高度SDH与轮胎剖面高度SH之间满足0.47≦SDH/SH≦0.50的关系。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及充气轮胎，更详细而言，涉及一种能够在无需大幅增加轮胎重量的情况下提高针对垫伤起鼓的耐久性的充气轮胎。

背景技术

在铺设不良的道路上使用充气轮胎时，针对外部创伤的耐久性是轮胎性能的一个指标。更具体而言，当驶过诸如路缘石或坑洞之类的路面上的台阶时，要求具有针对垫伤起鼓的耐久性，所谓垫伤起鼓是指因轮胎侧部被向上推并夹在路面的突出部与轮辋凸缘之间而胎体层破裂的情况。

对此，在侧壁部配置加强层或者使橡胶量规变厚，但是轮胎的侧向刚度变得过高或者轮胎重量变得太重，因此，近年来已经提出，在侧壁部的外壁上以相对于轮胎周向隔开规定间隔的方式形成向相对于轮胎周向正交方向延伸的多个带状的突起物，以通过这种突起物来防止来自外部障碍物的损伤(例如，参照专利文献1)。但是，在这种轮胎结构中，因在侧壁部上设置突起物而使橡胶量趋于增加，因此存在轮胎重量相应增加的问题。并且，为了减少轮胎的滚动阻力，需要减轻轮胎的重量，但是上述的轮胎结构不利于减轻重量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-279954号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于，提供能够在无需大幅增加轮胎重量的情况下提高针对垫伤起鼓的耐久性的充气轮胎。

技术方案

用于实现上述目的的本发明的充气轮胎包括向轮胎周向延伸以呈环状的胎面部、配置于该胎面部的两侧的一对侧壁部及配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，在该一对胎圈部之间安装有在径向上排列多条胎体帘线的至少一层胎体层，所述充气轮胎的特征在于，所述胎面部中的胎面展开宽度TDW与轮胎最大宽度SW之间满足0.70≦TDW/SW≦0.75的关系，在轮胎子午线剖面中，形成所述侧壁部的外表面的轮廓线由至少3个具有互不相同的曲率半径的圆弧形成，当所述胎面展开宽度TDW的终点设为点P1，所述侧壁部的外表面上的胎面花纹的终点设为点P2时，在所述轮廓线中，从所述点P1至所述点P2的圆弧的曲率半径R1、从所述点P2至轮胎最大宽度位置的圆弧的曲率半径R2及从轮胎最大宽度位置开始形成轮胎径向内侧的部位的圆弧的曲率半径R3之间满足R1>R2>R3的关系，从所述胎圈部的胎圈根部至轮胎最大宽度位置的轮胎径向的高度SDH与轮胎剖面高度SH之间满足0.47≦SDH/SH≦0.50的关系。

有益效果

在本发明中，胎面部中的胎面展开宽度TDW与轮胎最大宽度SW之间满足0.70≦TDW/SW≦0.75的关系，因此，与常规充气轮胎相比，可增加具有优异的挠性的挠曲区域(侧壁部的挠曲区域)中的周长，从而可增大最大挠曲量。并且，形成侧壁部的外表面的轮廓线由至少3个具有互不相同的曲率半径的圆弧形成，在该轮廓线中，从点P1至点P2的圆弧的曲率半径R1、从点P2至轮胎最大宽度位置的圆弧的曲率半径R2及从轮胎最大宽度位置开始形成轮胎径向内侧的部位的圆弧的曲率半径R3之间满足R1>R2>R3的关系，因此，可在不改变轮胎结构的情况下，改善高负荷下的纵向弹性。并且，从胎圈部的胎圈根部至轮胎最大宽度位置的轮胎径向的高度SDH与轮胎剖面高度SH之间满足0.47≦SDH/SH≦0.50的关系，因此，可在不改变轮胎结构的情况下，进一步改善纵向弹性。如上所述，根据本发明的充气轮胎的结构，可在无需大幅增加轮胎重量的情况下提高针对垫伤起鼓的耐久性。

在本发明中，优选地，从轮胎最大外径位置至点P2的轮胎径向的距离L与轮胎剖面高度SH之间满足0.17≦L/SH≦0.27的关系。由此，可有效地改善针对垫伤起鼓的耐久性。

在本发明中，优选地，胎圈部中的各胎圈芯的外周侧配置有胎边芯，从胎圈部的胎圈根部至胎边芯的轮胎径向外端的轮胎径向的高度BH与轮胎剖面高度SH之间满足0.18≦BH/SH≦0.30的关系。由此，可以在不增加轮胎重量的情况下有效地改善针对垫伤起鼓的耐久性。

在本发明中，优选地，胎体层围绕各胎圈部的胎圈芯从轮胎内侧向外侧卷起，胎面部中位于轮胎径向最内侧的胎体层的端部配置于与曲率半径R2相对应的轮胎内部的区域中。由此，可有效地改善针对垫伤起鼓的耐久性。

本发明中的各尺寸是在正规轮辋上轮辋组装轮胎并填充了正规内压的状态下测量的。“正规轮辋”是指在包括轮胎参照规格的规格体系中该规格为每个轮胎规定的轮辋，例如，若为JATMA，则设为标准轮辋，若为TRA，则设为“设计轮辋(Design Rim)”，或者若为ETRTO，则设为“测量轮辋(Measuring Rim)”。“正规内压”是指在包括轮胎参照规格的规格体系中各规格对每个轮胎规定的气压，若为JATMA，则是最高气压，若为TRA，则是表“各种冷充气压力下的轮胎载荷极限(TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATIONPRESSURES)”中记载的最大值，若为ETRTO，则为“充气压力(INFLATION PRESSURE)”。

附图说明

图1为示出根据本发明的实施方式形成的充气轮胎的示例的子午线半剖面图。

图2为放大示出图1的充气轮胎的一部分的剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的结构。图1及图2为示出根据本发明的实施方式形成的充气轮胎的示例的图。

如图1所示，本实施方式的充气轮胎包括向轮胎周向延伸以呈环状的胎面部1、配置于胎面部1的两侧的一对侧壁部2及配置于这种侧壁部2的轮胎径向内侧的一对胎圈部3。在图1中，仅描绘了以轮胎中心线CL为边界的轮胎宽度方向的一侧的半截面，但该充气轮胎在轮胎中心线CL的两侧具有对称的结构。当然，也可以采用非对称的结构。

在一对胎圈部3之间装设有至少一层在径向上排列多条胎体帘线的胎体层4。该胎体层4的各端部围绕配置于各胎圈部3的胎圈芯5从轮胎内侧向外侧卷起。在各胎圈芯5的轮胎外周侧配置有由橡胶制成的截面为三角形的胎边芯6。在图1中，胎体层4具有在胎面部1位于轮胎径向内侧的胎体层4A和位于轮胎径向外侧的胎体层4B的双层结构。胎体层4A的端部4Ae配置于比轮胎最大宽度位置T1更靠向轮胎径向外侧的位置，胎体层4B的端部4Be配置于胎边芯6的中间。

在胎面部1中的胎体层4的轮胎外周侧中埋设有多层(图1中为双层)的带束层7。带束层7包括相对于轮胎周向倾斜的多条加强帘线，且加强帘线在层间彼此相交。优选使用钢丝绳作为带束层7的加强帘线。在带束层7的轮胎外周侧中，为了提高高速耐久性，相对于轮胎周向以5°以下的角度排列的至少一层(在图1中为双层)的带束覆盖层8。在图1中，位于轮胎径向内侧的带束覆盖层8形成覆盖带束层7的整个宽度的完全覆盖，位于轮胎径向外侧的带束覆盖层8形成仅覆盖带束层7的端部的边缘覆盖层。作为带束覆盖层8的加强帘线，优选使用有机纤维帘线，例如尼龙、芳纶等。

此外，上述的轮胎内部结构为示出充气轮胎中的代表示例的结构，但不限定于此。

在上述的充气轮胎中，轮廓线PL为在轮胎子午线剖面上形成侧壁部2的外表面的轮廓线。该轮廓线PL具有至少3个圆弧C。这些圆弧C具有互不相同的曲率半径R，并且均为中心在轮胎径向内侧的圆弧。图1所示的轮廓线PL由3个圆弧C1～C3形成。此外，轮廓线PL为多个圆弧C平滑地彼此连接的复合圆弧，且不包括形成于侧壁部2的外表面上的凸部或凹部。

胎面展开宽度TDW为当在轮胎子午线剖面中将作为形成胎面部1的外表面且位于最靠近侧壁部2侧的圆弧C0的延长线与形成轮廓线PL的圆弧C1～C3之中位于最靠近胎面部1侧的圆弧C1的延长线之间的交叉点设定为点P1时，沿着胎面部1的踏面的轮廓测量的两侧的点P1之间的距离。此时，胎面部1中的胎面展开宽度TDW与轮胎最大宽度SW之间满足0.70≦TDW/SW≦0.75的关系。并且，胎圈部3的从胎圈根部3e至轮胎最大宽度位置T1的轮胎径向的高度SDH与轮胎剖面高度SH之间满足0.47≦SDH/SH≦0.50的关系。

换言之，上述的点P1为胎面展开宽度TDW的终点(胎面端)。并且，点P2为侧壁部2的外表面上的胎面花纹的终点(花纹端)。在轮廓线PL中，从点P1至点P2的圆弧C1的曲率半径R1、从点P2至轮胎最大宽度位置T1的圆弧C2的曲率半径R2以及从轮胎最大宽度位置T1开始形成轮胎径向内侧的部位的圆弧C3的曲率半径R3之间满足R1>R2>R3的关系。尤其，优选地，曲率半径R1与曲率半径R2之比R1/R2的范围为1.05～1.40，曲率半径R2与曲率半径R3之比R2/R3的范围为1.01～1.10。并且，更优选地，曲率半径R1的范围为100mm～120mm。

此外，点P2为轮胎上的胎面花纹的花纹端，但在轮胎模具中，其对应于用于成型胎面部1的扇区与用于成型侧壁部2的侧板之间的分割位置。并且，在轮胎模具中，圆弧C3中的轮胎径向内侧的端部对应于用于成型侧壁部2的侧板与用于成型胎圈部3的胎圈环之间的分割位置。

在上述的充气轮胎中，胎面部1中的胎面展开宽度TDW与轮胎最大宽度SW之间满足0.70≦TDW/SW≦0.75的关系，因此，与常规的充气轮胎相比，可增加具有优异的挠性的挠曲区域(侧壁部2的挠曲区域)中的周长，从而可增大最大挠曲量。并且，形成侧壁部2的外表面的轮廓线PL由具有互不相同的曲率半径R1～R3的至少3个圆弧C1～C3形成，在该轮廓线PL中，从点P1至点P2的圆弧C1的曲率半径R1、从点P2至轮胎最大宽度位置T1的圆弧C2的曲率半径R2及从轮胎最大宽度位置T1开始形成轮胎径向内侧的部位的圆弧C3的曲率半径R3之间满足R1>R2>R3的关系，因此，可在不改变轮胎结构的情况下，改善高负荷下的纵向弹性。并且，从胎圈根部3e至轮胎最大宽度位置T1的轮胎径向的高度SDH与轮胎剖面高度SH之间满足0.47≦SDH/SH≦0.50的关系，因此，可在不改变轮胎结构的情况下，进一步改善纵向弹性。如上所述，根据本发明的充气轮胎的结构，可在无需大幅增加轮胎重量的情况下提高针对垫伤起鼓的耐久性。

尤其，在如图1所示的实施方式的情况下，形成侧壁部2的外表面的轮廓线PL由3个圆弧C1～C3形成，使得可在获得上述的效果的同时，以最少的圆弧数形成轮廓线PL，因此，从生产率的角度来看，这是有利的。并且，胎体层4为双层，从而可提高轮胎的耐久性，因此适合用于恶劣区域中的铺设不良的道路。

其中，若胎面展开宽度TDW与轮胎最大宽度SW之比TDW/SW小于0.70，则可增加挠曲区域中的周长，但是胎面展开宽度TDW变得过窄，因此不为优选，反之，若大于0.75，则挠曲区域中的最大挠曲量减小，从而无法充分确保针对垫伤起鼓的耐久性。并且，若高度SDH与轮胎剖面高度SH之比SDH/SH小于0.47，则圆弧C2的长度变得过长，无法适当改善纵向弹性，而若大于0.50，则无法充分确保圆弧C2的长度，从而纵向弹性趋于减小。

在上述的充气轮胎中，将从轮胎最大外径位置T2至点P2的轮胎径向的距离设为距离L(参照图1)。此时，优选地，距离L与轮胎剖面高度SH之间满足0.17≦L/SH≦0.27的关系。通过以这种方式适当设置距离L与轮胎剖面高度SH之比L/SH，可有效地改善针对垫伤起鼓的耐久性。其中，若距离L与轮胎剖面高度SH之比L/SH小于0.17，则无法确保带束层7的端部与形成胎面部1的胎面橡胶层的端部之间的轮胎径向的距离，因此，在制造方面不是优选的，反之，若大于0.27，则随着胎面橡胶层的体积的增加，滚动阻力趋于劣化。

并且，将从胎圈部3的胎圈根部3e至胎边芯6的轮胎径向外端6e的轮胎径向的高度设为高度BH(参照图1)。此时，优选地，高度BH与轮胎剖面高度SH之间满足0.18≦BH/SH≦0.30的关系。通过以这种方式适当设置高度BH与轮胎剖面高度SH之比BH/SH，可以在不增加轮胎重量的情况下有效地改善针对垫伤起鼓的耐久性。其中，若高度BH与轮胎剖面高度SH之比BH/SH小于0.18，则无法充分获得高负荷下的纵向弹性的改善效果，反之，若大于0.30，则因轮胎重量增加而不为优选。

并且，优选地，胎体层4的位于胎面部1中的轮胎径向最内侧的端部4e配置于与曲率半径R2相对应的轮胎内部的区域中。在轮胎子午线剖面中，与该曲率半径R2相对应的轮胎内部的区域为由形成轮廓线PL的圆弧C2、从该圆弧C2的两端部分别相对于轮胎内表面的垂直线以及轮胎内表面包围的区域(图2示出的阴影区域)。在图2中，胎体层4A的端部4Ae配置于上述的区域中。通过以这种方式配置胎体层4的端部4e，可有效地改善针对垫伤起鼓的耐久性。其中，当胎体层4的端部4e越过上述的区域而配置于轮胎径向外侧时，由于轮胎重量增加，因此不为优选，反之，当胎体层4的端部4e配置于比上述的区域更靠近轮胎径向内侧且未到达上述的区域时，无法充分获得高负荷下的纵向弹性的改善效果。

在以上描述中，示出了形成侧壁部2的外表面的轮廓线PL由3个圆弧C1～C3形成的充气轮胎，但不限定于此，轮廓线PL也可由4个以上的圆弧C1～Cn(n为4以上)形成。例如，当轮廓线PL由4个圆弧C1～C4形成时，以与上述相同的方式定义点P1、P2及圆弧C1、C2，并且将轮廓线PL上的位于与胎边芯6的轮胎径向外端6e相同高度的新点定义为点P3。在此情况下，轮廓线PL为包括圆弧C1、圆弧C2、从轮胎最大宽度位置T1至点P3的圆弧C3、以及从点P3开始形成轮胎径向内侧的部位的圆弧C4的复合圆弧。当轮廓线PL以这种方式由4个以上的圆弧C1～Cn形成时，圆弧C1～Cn的曲率半径R1～Rn以曲率半径R1为最大顺序依次减小。

实施例

制造了常规示例、比较例1、2及实施例1～6的充气轮胎，该充气轮胎的轮胎尺寸为205/65R16，该充气轮胎包括向轮胎周向延伸以呈环状的胎面部、配置于胎面部的两侧的一对侧壁部以及配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，在该一对胎圈部之间装架有至少一层胎体层，并且按照表1所示的胎面展开宽度TDW与轮胎最大宽度SW之比(TDW/SW)、曲率半径R1、曲率半径R2、曲率半径R3、高度SDH与轮胎剖面高度SH之比(SDH/SH)、距离L与轮胎剖面高度SH之比(L/SH)、高度BH与轮胎剖面高度SH之比(BH/SH)、胎体层的端部的位置来进行了设定。

此外，在表1中，当胎体层的端部的位置为“区域中”时，是指胎体层的端部配置于与曲率半径R2相对应的轮胎内部的区域中，当胎体层的端部的位置为“区域外”时，是指胎体层的端部配置于比上述的区域更靠近轮胎径向内侧且未到达上述的区域的位置。

针对这些试验轮胎，通过以下试验方法来评估针对垫伤起鼓的耐久性及滚动阻力，并将其结果合并示于表1中。

针对垫伤起鼓的耐久性：

将各试验轮胎分别组装在轮辋尺寸为16×6J的车轮上，在230kPa的气压条件下进行了行驶测试，并且开上路缘石上以测量轮胎爆裂的速度。在常规示例中，评估结果以指数100表示。该指数值越大意味着耐久性越好。

滚动阻力：

将各试验轮胎分别组装在轮辋尺寸为16×6J的车轮上，依据ISO25280，在230kPa的气压条件下，利用转鼓试验机测量了滚动阻力。以指数100表示常规示例评估结果。该指数值越大，表示滚动阻力越优异。

[表1]

从上述表1可以判断，实施例1～6的充气轮胎与常规示例相比，具有改善的针对垫伤起鼓的耐久性及滚动阻力。

另一方面，在比较例1、2中，曲率半径R1～R3均不满足本发明中所规定的关系式，因此，未获得充分的针对垫伤起鼓的耐久性及滚动阻力的改善效果。

符号说明

1胎面部

2侧壁部

3胎圈部

4胎体层

5胎圈芯

6胎边芯

C圆弧

R曲率半径

CL轮胎中心线

T1轮胎最大宽度位置

T2轮胎最大外径位置

PL轮廓线。

Claims

1.一种充气轮胎，包括向轮胎周向延伸以呈环状的胎面部、配置于该胎面部的两侧的一对侧壁部及配置于上述的侧壁部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，在上述的一对胎圈部之间装架有至少一层在径向上排列多条胎体帘线的胎体层，其特征在于，

所述胎面部中的胎面展开宽度TDW与轮胎最大宽度SW之间满足0.70≦TDW/SW≦0.75的关系，

在轮胎子午线剖面中，形成所述侧壁部的外表面的轮廓线由至少3个具有互不相同的曲率半径的圆弧形成，当所述胎面展开宽度TDW的终点设为点P1，所述侧壁部的外表面上的胎面花纹的终点设为点P2时，在所述轮廓线中，从所述点P1至所述点P2的圆弧的曲率半径R1、从所述点P2至轮胎最大宽度位置的圆弧的曲率半径R2及从轮胎最大宽度位置开始形成轮胎径向内侧的部位的圆弧的曲率半径R3之间满足R1>R2>R3的关系，

从所述胎圈部的胎圈根部至轮胎最大宽度位置的轮胎径向的高度SDH与轮胎剖面高度SH之间满足0.47≦SDH/SH≦0.50的关系。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，从轮胎最大外径位置至所述点P2的轮胎径向的距离L与轮胎剖面高度SH之间满足0.17≦L/SH≦0.27的关系。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述胎圈部中的各胎圈芯的外周侧配置有胎边芯，从所述胎圈部的胎圈根部至所述胎边芯的轮胎径向外端的轮胎径向的高度BH与轮胎剖面高度SH之间满足0.18≦BH/SH≦0.30的关系。

4.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述胎体层围绕各胎圈部的胎圈芯从轮胎内侧向外侧卷起，所述胎面部中位于轮胎径向最内侧的胎体层的端部配置于与所述曲率半径R2相对应的轮胎内部的区域中。

5.根据权利要求3所述的充气轮胎，其特征在于，所述胎体层围绕各胎圈部的胎圈芯从轮胎内侧向外侧卷起，所述胎面部中位于轮胎径向最内侧的胎体层的端部配置于与所述曲率半径R2相对应的轮胎内部的区域中。