專利名稱：子午線輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種子午線輪胎，特別是通過改良主掌其胎面補(bǔ)強(qiáng)的帶(belt)，達(dá)成提升耐久性的高負(fù)重用的子午線輪胎。
背景技術(shù)：
卡車或巴士用輪胎或是建設(shè)車輛用輪胎等高負(fù)重用輪胎的帶，一般而言帶的主層是由相對于輪胎的赤道面以大傾斜角度，例如是以20～70°的傾斜角度平行排列而成的鋼簾線(cord)，是通常等間隔的被埋設(shè)的橡膠化鋼簾線層的大傾斜帶層，相對于輪胎的赤道面以小傾斜角度，例如是以5～15°的傾斜角度平行排列而成的鋼簾線，是通常等間隔的被埋設(shè)的橡膠化鋼簾線層的小傾斜帶層所組合構(gòu)成。
也就是通過大傾斜帶層，能夠確保沿著帶面變形的剛性[以下稱為面內(nèi)彎曲剛性(bending rigidity)]。另一方面，小傾斜帶層通過其傾斜角度小的鋼簾線配置以負(fù)擔(dān)胎面邊緣方向的張力，并抑制胎面的徑向成長也防止行走(running)時(shí)的胎冠形狀產(chǎn)生變化。
再者，帶主層的構(gòu)成，通常由車架側(cè)向徑向外側(cè)、依序配置2層小傾斜帶與1層或2層的大傾斜帶的合計(jì)3～4層所構(gòu)成。此處，由于小傾斜帶層負(fù)擔(dān)胎面邊緣方向的張力，各層的鋼簾線在鄰近層間以交錯(cuò)方向配置，而且小傾斜帶層外側(cè)的大傾斜帶層為2層時(shí)，為了提高面內(nèi)彎曲剛性，各層的鋼簾線在鄰近層間以交錯(cuò)方向配置，然后小傾斜帶層與大傾斜帶層的鄰近層間之中，為了防止最靠近車架側(cè)的小傾斜帶層的應(yīng)變集中，也將鋼簾線以交錯(cuò)方向配置是有效的。
因此，帶主層中的全部帶層的鋼簾線成為在鄰近層間互相交錯(cuò)配置，在致力于抑制胎面的徑成長、提升內(nèi)面彎曲剛性以及分散帶端的應(yīng)變上是有利的。
然而，胎面在負(fù)重轉(zhuǎn)動(dòng)之際，不可避免的會(huì)在帶的端部區(qū)域產(chǎn)生剪應(yīng)變(shear strain)。特別是帶的鋼簾線的傾斜角度愈小，然后帶的寬度愈寬，所發(fā)生的剪應(yīng)變愈大，位于橡膠與未粘著的鋼簾線末端的帶端產(chǎn)生龜裂，這些會(huì)進(jìn)一步造成帶層間的分離，并導(dǎo)致輪胎被破壞。
此處，由于大傾斜帶的鋼簾線的傾斜角度大所發(fā)生的剪應(yīng)變小，可以加寬帶寬，其主要目的為容易確保內(nèi)面彎曲剛性。
另一方面，小傾斜帶層為了達(dá)成其主要目的，實(shí)現(xiàn)對胎面徑成長的抑制，必須確保鋼簾線的傾斜角度小且最低限度的帶寬，然而為了使輪胎的負(fù)重轉(zhuǎn)動(dòng)中的剪應(yīng)變小，則必須將使帶寬變窄或是鋼簾線的傾斜角度變大，因此，不論是采用何種作法，對于胎面的徑成長的抑制變得不夠充分，隨著行走徑成長量會(huì)變大，從而使得耐切斷分離性、耐發(fā)熱性以及耐磨耗性變得顯著的惡化。也就是，鋼簾線的傾斜角度小的小傾斜帶層，帶寬更寬、然后帶的傾斜角度更小的話，對于抑制胎面的徑成長是有利的，然而，此會(huì)導(dǎo)致上述帶端為起點(diǎn)的分離的發(fā)生，而阻止了這些的實(shí)現(xiàn)。
此處本發(fā)明的目的為提出一種方法，適用于抑制容易產(chǎn)生應(yīng)變的小傾斜帶層端部其龜裂的產(chǎn)生，且小傾斜帶層的寬度更寬。
首先，發(fā)明者們將帶的鋼簾線的傾斜角度以及帶寬，與胎面部的徑成長以及帶耐久性的關(guān)系進(jìn)行種種的探討。也就是，鋼簾線的傾斜角度以及帶寬如表1所示的種種變化，并調(diào)查每一個(gè)條件的胎面部的徑成長以及帶耐久性。其結(jié)果一并記入表1中，并將各評價(jià)項(xiàng)目全部整理的結(jié)果表示如圖1以及圖2。于是，胎面部的徑成長，是測量當(dāng)輪胎的內(nèi)壓由50kPa變化至700kPa時(shí)的胎面中心部分的徑成長量，并且其結(jié)果以指數(shù)表示的，帶耐久性是后述的鼓行走實(shí)驗(yàn)中到達(dá)由于帶故障而不能行走為止的可行走時(shí)間以指數(shù)表示。


首先，鋼簾線的傾斜角度如圖1(a)所示，此角度在小于等于15°的話，帶耐久性急速的降低，反之如圖1(b)所示，可了解到傾斜角度愈小的話，愈能夠抑制胎面部的徑成長。因此，通過將鋼簾線的傾斜角度設(shè)定在小于等于15°以抑制帶端的龜裂，來達(dá)成抑制胎面部的徑成長。
而且，帶寬如圖2(a)所示，增大到大于等于其胎面寬度的0.25倍，也就是寬度愈寬則帶耐久性惡化，反之如圖2(b)所示，了解到寬度愈寬則愈能夠抑制胎面部的徑成長。因此，通過將帶寬設(shè)定為增大到大于等于胎面寬的0.25倍以抑制帶端的龜裂，來達(dá)成胎面部的徑成長的抑制。
另一方面，帶寬超過胎面寬的0.50倍的話，在通過擴(kuò)展帶寬得到充分的抑制徑成長的效果，反之由于應(yīng)變的增加而導(dǎo)致耐久性大幅的降低，帶寬設(shè)定為小于等于胎面寬的0.50倍。
此處的胎面寬是指胎面接地寬度，換言之是指負(fù)荷重量、輪胎內(nèi)壓以及輪輞在下列場合的胎面接地面的最大寬度。也就是說負(fù)重是指JATMA Year Book中記載的適用尺寸的輪最大負(fù)重(最大負(fù)荷能力)，輪胎內(nèi)壓是指上述規(guī)格中記載的適用尺寸的單輪最大負(fù)重所對應(yīng)的空氣壓，輪輞是指上述規(guī)格中記載的適用尺寸的標(biāo)準(zhǔn)輪輞。
其次，發(fā)明者們對于作為帶主層的小傾斜帶層與大傾斜帶層組合而成的帶，詳細(xì)的檢討帶端部的龜裂的發(fā)生。
也就是，如同圖3所示作為輪胎的赤道面O邊界的帶半部，從車架側(cè)依序由小傾斜帶層1B以及2B與大傾斜帶層3B以及4B構(gòu)成帶主層，再于大傾斜帶層4B上配置保護(hù)帶層5B，在帶結(jié)構(gòu)中，各帶層的鋼簾線對于赤道面O的傾斜角度以及寬度如表2所示，檢討習(xí)知的帶。


首先解析龜裂發(fā)生原因的小傾斜帶層1B以及2B端部的應(yīng)變，由于小傾斜帶層1B、2B以及大傾斜帶層3B的各層的鋼簾線是在全部的層間相互交錯(cuò)的，包夾帶層2B端的帶層1B以及3B的鋼簾線，個(gè)別與帶層2B的鋼簾線交錯(cuò)配置，因此在輪胎負(fù)重轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在施加負(fù)重正下方的帶端部產(chǎn)生圓周方向的延伸之際，對于帶層1B以及3B的位移帶層2B為逆向位移的結(jié)果，新了解的是剪應(yīng)變集中于帶層2B的端部的徑向外側(cè)(以下表示為上)以及同內(nèi)側(cè)(以下表示為下)。
而且，在帶層1B的端部上，雖然位于其上方的帶層3B的鋼簾線是與帶層1B的鋼簾線同向配置，但是由于帶層3B具有徑向內(nèi)側(cè)(彎曲變形的中心軸的更內(nèi)側(cè))，在帶層1B端部的拉伸量大，且寬度寬之故，會(huì)發(fā)生比較大的應(yīng)變。另一方面，在帶層1B的端部下，由于鋼簾線的傾斜角度較小，然后比較存在有到車架的距離，因此應(yīng)變的產(chǎn)生非常小。因此，應(yīng)變是在帶層1B端上以及同2B端上下產(chǎn)生問題。
其次，具有上述以往帶的輪胎提供于鼓耐久試驗(yàn)之際，調(diào)查帶端發(fā)生的龜裂與其進(jìn)展的結(jié)果，以如圖4(a)～(c)的模式來表示。
也就是，鼓行走過程中停止輪胎的行走，調(diào)查帶端的龜裂的發(fā)生狀態(tài)。首先，鼓行走距離在1000km時(shí)，如圖4(a)所示，帶層1B上以及帶層2B上下產(chǎn)生3處的龜裂K1～K3，此為因應(yīng)各帶層端的應(yīng)變的大小所產(chǎn)生的。
其次，鼓行走距離在2000km時(shí)，如圖4(b)所示，上述各龜裂K1～K3成長的同時(shí)，帶層1B上以及帶層2B下的龜裂K1與K2相連接。
再者，鼓行走距離在3500km時(shí)，如圖4(c)所示，由于連接在一起的龜裂K1、K2，與其它的龜裂K3或連接前的龜裂K1、K2相較之下，其成長極為迅速，因此帶層1B與帶層2B間的沿著帶層產(chǎn)生的龜裂會(huì)過早的延伸，在此容易發(fā)生作為起點(diǎn)的帶層間的分離故障被解明。因此，帶層間分離在帶層1B上以及帶層2B下會(huì)特別造成問題。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明者們在基于關(guān)于上述帶分離的發(fā)生過程的知識，銳意的研究關(guān)于回避此龜裂發(fā)展的方法，并發(fā)現(xiàn)到通過規(guī)定2層的小傾斜帶層的寬度，對于減少龜裂原因的應(yīng)變極為有效，因而完成了本發(fā)明。
也就是，本發(fā)明的主要構(gòu)成如下所述。
(1)具有在車架的胎冠的徑向外側(cè)，對輪胎的赤道面傾斜延伸的多數(shù)條鋼簾線索構(gòu)成的橡膠化層的至少3層，其鋼簾線于鄰近層間以交錯(cuò)方向配置的帶的子午線輪胎中，其特征在于該帶的配置于車架側(cè)的2層，是對輪胎的赤道面以小于等于15°的傾斜角度延伸的多數(shù)條鋼簾線所構(gòu)成的橡膠化層，在輪胎的寬度方向以胎面寬度的0.25～0.5倍寬度設(shè)置的小傾斜帶層，該小傾斜帶層的車架側(cè)的帶層寬度W1與剩余帶層寬度W2的比W2/W1為1.1～1.3。
(2)根據(jù)上述(1)的子午線輪胎中，其特征在于在小傾斜帶層中，鋼簾線的配置成為其層內(nèi)所占有的個(gè)別獨(dú)立的鋼簾線區(qū)分為多個(gè)束，且在每一束內(nèi)具有多數(shù)條鋼簾線，相較于各束內(nèi)的鄰近鋼簾線的間隔，束與此束鄰近的鋼簾線的間隔較寬。
(3)根據(jù)上述(2)的子午線輪胎中，其特征在于大于等于30％的小傾斜帶層的鋼簾線形成束。
(4)于上述(2)或是(3)的子午線輪胎中，其特征在于與小傾斜帶層垂直方向的單位寬度內(nèi)的鋼簾線的平均埋設(shè)條數(shù)為N，各束的鋼簾線的條數(shù)為n的同時(shí)，束與此束鄰近的鋼簾線的間隔部分的與鋼簾線的垂直方向的距離為Qi時(shí)，滿足下式。
1/5≤Qi×N/n≤3/4(5)于上述(2)、(3)或是(4)的子午線輪胎中，其特征在于小傾斜帶層的一側(cè)端的、鋼簾線束彼此間的輪胎圓周方向長度Qi/sinθ的、輪胎的沿著全圓周的總合，對于其一側(cè)端的圓周長度L滿足下式。
L×1/5≤∑(Qi/sinθ)≤L×3/4(6)于上述(2)至(5)的任意一項(xiàng)的子午線輪胎中，其特征在于束內(nèi)的鄰近鋼簾線間隔為Pi，鋼簾線的直徑d的鋼簾線沿著全圓周均勻且平行配置時(shí)的鋼簾線間隔為P0時(shí)，滿足下式。
-d＜Pi＜P0(7)于上述(2)至(6)的任意一項(xiàng)的子午線輪胎中，其特征在于束內(nèi)相鄰的至少兩條的鋼簾線為部分的互相接觸。
(8)于上述(2)至(7)的任一項(xiàng)的子午線輪胎中，其特征在于對于鋼簾線的多數(shù)條束的內(nèi)接圓與外接圓的半徑距離差，為鋼簾線直徑的1～3倍。
(9)于上述(1)至(8)的任意一項(xiàng)的子午線輪胎中，其特征在于鋼簾線的直徑為2.5～4.0mm。
(10)于上述(2)至(9)的任意一項(xiàng)的子午線輪胎中，其特征在于各束內(nèi)的鋼簾線條數(shù)為2～5條。
(11)于上述(2)至(10)的任意一項(xiàng)的子午線輪胎中，其特征在于各束內(nèi)的鄰近鋼簾線間隔為0.2～0.5mm，且束與此束鄰近的鋼簾線的間隔為2～10mm。
(12)于上述(1)至(11)的任意一項(xiàng)的子午線輪胎中，其特征在于鋼簾線的斷面二次矩I對鋼簾線斷面積A的比I/A為大于等于0.015。
此處，上述鋼簾線可以使用多數(shù)條絲(filament)搓捻而成的鋼簾線，也可以使用單絲構(gòu)成的單絲鋼簾線，其材質(zhì)可以是鋼或是化學(xué)纖維。


圖1所示為鋼簾線的傾斜角度與帶的耐久性以及胎面的徑成長量的關(guān)系圖。
圖2所示為小傾斜帶層的寬度與帶的耐久性以及胎面的徑成長量的關(guān)系圖。
圖3所示為以往的帶的結(jié)構(gòu)圖。
圖4所示為帶的堆棧層間其龜裂的傳導(dǎo)圖。
圖5所示本發(fā)明的輪胎的主要部位的剖面圖。
圖6所示為本發(fā)明的帶其龜裂發(fā)生的模式圖。
圖7所示為小傾斜帶層的寬度比與龜裂長度的關(guān)系圖。
圖8所示為依照本發(fā)明的小傾斜帶其鋼簾線的配置的模式圖。
圖9所示為習(xí)知鋼簾線的配置的模式圖。
圖10所示為依照本發(fā)明的小傾斜帶其鋼簾線的配置的模式圖。
圖11所示為鋼簾線的配置的模式圖。
圖12所示為全鋼簾線以等間隔配置場合的圖。
圖13為例示鋼簾線束的配置型態(tài)的圖。
圖14所示為依照本發(fā)明的各種鋼簾線配置的示意圖。
圖15所示為各種帶結(jié)構(gòu)其行走距離與龜裂長度的關(guān)系的圖。
符號說明1鋼簾線；
2、2-1、2-2、2-3束；1B、2B小傾斜帶層；3B、4B大傾斜帶層；5B保護(hù)帶層；B帶；C車架；d鋼簾線直徑；K1、K2、K3龜裂；n各束的鋼簾線的條數(shù)；N鋼簾線的平均埋設(shè)條數(shù)；O赤道面；P0鋼簾線沿著全圓周均勻且平行配置時(shí)的鋼簾線間隔；Pi束內(nèi)的鄰近鋼簾線間隔；Qi束與此束鄰近的鋼簾線的間隔；T胎面；TW胎面寬度；W1、W2小傾斜帶層寬度具體實(shí)施方式
在圖5中表示依照本發(fā)明的建設(shè)車輛用子午線輪胎的寬度方向斷面的主要部位。
此輪胎在一對的胎邊(bead)部間環(huán)狀延伸的車架C的胎冠部的徑向外側(cè)，依序配置至少3層的帶B(在圖標(biāo)例中是5層)以及胎面T。
帶B由車架C側(cè)向其徑向外側(cè)，依序由2層的小傾斜帶層1B以及2B、2層的大傾斜帶層3B以及4B、然后以一層的保護(hù)帶層5B堆棧而成。也就是，帶B的各帶層1B～5B，是對輪胎的赤道面傾斜的平行配置而成，且多數(shù)條的鋼簾線的橡膠化層在鄰近層間交錯(cuò)向配置的，帶層1B以及2B，是具有鋼簾線對輪胎的赤道面O小于等于15°，優(yōu)選為3～12°的傾斜角度延伸，且寬度W1以及W2為胎面寬TW的0.25～0.50倍寬度的小傾斜帶層，另一方面帶層3B以及4B，與小傾斜帶層相較之下，是寬度較寬且鋼簾線的傾斜角度較大的大傾斜帶層。
于是，保護(hù)帶層5B，具有較寬的寬度，其鋼簾線對輪胎的赤道面以較大傾斜延伸的鋼簾線配置構(gòu)成的橡膠化層，其具有的主要功能是作為當(dāng)輪胎受到外部傷害時(shí)的保護(hù)層。
此處，小傾斜帶層1B以及2B，特別是小傾斜帶層2B下的應(yīng)變的減少，對于避免帶層間分離故障是有效的。也就是說在圖5所示的帶層結(jié)構(gòu)中，關(guān)于各帶層的鋼簾線的對輪胎赤道面的傾斜角度以及寬度具有如表3所示的規(guī)格的帶，在分析龜裂發(fā)生原因的小傾斜帶層1B以及2B端部的應(yīng)變，解釋了發(fā)生在小傾斜帶層2B下的應(yīng)變?nèi)缤l(fā)生在小傾斜帶層1B下的應(yīng)變而相當(dāng)小。而且，小傾斜帶層1B上的應(yīng)變是通過使該帶層的寬度變窄以減少。另一方面，雖然該小傾斜帶層2B下的應(yīng)變會(huì)由于帶2B寬于帶1B而變得不利，但是由于在小傾斜帶層2B下沒有小傾斜帶層1B所造成的限制，與以往的帶結(jié)構(gòu)相比應(yīng)變不會(huì)增加。


再者，具有上述帶結(jié)構(gòu)的輪胎在提供鼓耐久試驗(yàn)之際，調(diào)查帶端發(fā)生的龜裂以及其進(jìn)展的結(jié)果，以如圖6(a)～(c)的模式來表示。
也就是，鼓行走過程中停止輪胎的行走，調(diào)查帶端的龜裂的發(fā)生狀態(tài)。首先，鼓行走距離在1000km時(shí)，如圖6(a)所示，帶層1B上以及帶層2B上產(chǎn)生2處的龜裂K1以及K3，此為因應(yīng)各帶層端的應(yīng)變的大小所產(chǎn)生的，龜裂的成長是等于或是小于圖4(a)所示的龜裂K1以及K3。
其次，鼓行走距離在2000km時(shí)，如圖6(b)所示，雖然上述各龜裂K1以及K3成長，但是不會(huì)如同以往的帶那樣的龜裂彼此連接，并以與龜裂發(fā)生初期相同的進(jìn)展速度成長。
再來，鼓行走距離在3500km時(shí)，如圖6(c)所示，由于各龜裂K1以及K3其后也以一定的速度成長，且不會(huì)急速進(jìn)展，因此解釋明白了能夠回避帶層間分離故障的發(fā)生。
如同上述，發(fā)現(xiàn)到通過使小傾斜帶層1B以及2B的寬度比與以往帶的場合相反，在各帶層端下側(cè)降低了在帶端應(yīng)變的產(chǎn)生，且龜裂的傳導(dǎo)不會(huì)相連，而改良了龜裂的進(jìn)展形態(tài)。
此處，小傾斜帶層1B以及2B的寬度作種種的變化，鼓行走試驗(yàn)的鼓行走距離調(diào)查2000km時(shí)所產(chǎn)生的小傾斜帶層的端部的龜裂長度。其結(jié)果如圖7所示，發(fā)現(xiàn)到在基本狀態(tài)下小傾斜帶層2B下的龜裂未發(fā)生，且同帶層2B上以及帶層1B上的龜裂的發(fā)生抑制在容許范圍(龜裂長度45mm)內(nèi)，必須要將比W2/W1限制在1.1～1.3。而且，在圖7中，在相同的比W2/W1下，將帶的鋼簾線配置如同后述進(jìn)行了束化場合的結(jié)果，以束鋼簾線表示。
也就是，比W2/W1未滿1.1的話，與以往的帶結(jié)構(gòu)相同，在小傾斜帶層2B下發(fā)生，且通過與小傾斜帶層1B上的龜裂連接，龜裂的進(jìn)展速度增加的很大且?guī)娱g分離故障容易發(fā)生。
另一方面，比W2/W1超過1.3的話，雖然小傾斜帶層2B下的龜裂不會(huì)發(fā)生，由于與小傾斜帶層相比之下同帶層2B的寬度變寬，帶層2B端上的應(yīng)變增加的結(jié)果，帶層2B端上的龜裂增大。
再者，在小傾斜帶層1B以及2B中，其結(jié)構(gòu)如圖8所示的展開視點(diǎn)，各帶層內(nèi)所占個(gè)別獨(dú)立的鋼簾線1區(qū)分為束2，且每一束2包括多數(shù)條鋼簾線1，相較于各束2內(nèi)的鄰近鋼簾線1的間隔Pi，束2與此束2鄰近的鋼簾線1的間隔Qi較寬，有利于賦予鋼簾線1的配置。
也就是，如同前述的，子午線輪胎的小傾斜層的寬端橡膠的破壞過程，無關(guān)于鋼簾線末端產(chǎn)生的細(xì)微龜裂沿著鋼簾線進(jìn)展的初期階段，如同圖9中以往結(jié)構(gòu)的展開視點(diǎn)所示，依照以往技術(shù)將鋼簾線平行排列的場合，龜裂很快的在相互鄰近的鋼簾線1間成長，且在相互堆棧的帶層間相連而急速擴(kuò)大，從而進(jìn)展至帶分離而較為不利。
相對于此，本發(fā)明如圖10所示的圖8的X-X線剖面，束2與束2的間隔Qi(或者是摻雜有不屬于束的鋼簾線1時(shí)其鋼簾線1與束2的間隔)，由于與以往等間隔配置場合的鄰近鋼簾線間隔相比之下較寬，因此在間隔Qi的鄰近鋼簾線之間不會(huì)產(chǎn)生龜裂成長，因此能夠有效的抑制其后帶分離急速進(jìn)展之帶的堆棧層彼此間的龜裂擴(kuò)大。
此處，帶層的寬比W2/W1限制在上述的1.1～1.3，關(guān)于小傾斜帶層1B以及2B，各帶層的鋼簾線為束的配置時(shí)，其鼓行走實(shí)驗(yàn)的鼓行走距離調(diào)查于2000km時(shí)所產(chǎn)生的小傾斜帶層端部的龜裂長度。其結(jié)果如表4所示，通過使鋼簾線的鋼簾線區(qū)分為束，而能夠使龜裂長度降低至1/3的程度。


尚且，為了使間隔Qi比間隔Pi寬而將形成每一條束中含有數(shù)條的鋼簾線的多數(shù)條束形成包含有束，在考慮到如同比較圖8與圖9而通過增加鋼簾線的直徑(約為2.5～4.0mm)以使帶的總強(qiáng)度與以往的帶相等并減少鋼簾線的數(shù)，以使束內(nèi)的鋼簾線間隔寬度Pi在與以往等間隔配置時(shí)的鋼簾線間隔P0(請參照圖9)相比時(shí)不小于P0，優(yōu)選為加寬上述間隔Qi。
而且，構(gòu)成小傾斜帶層1B以及2B的帶中，優(yōu)選為大于等于30％的鋼簾線區(qū)分為束。也就是，與全部的鋼簾線以等間隔配置的場合相比，為了在維持輪胎圓周方向的剛性情況下，得到足以防止發(fā)生于鋼簾線端的龜裂的傳播所必須的鋼簾線間隔，至少需將30％的鋼簾線形成束較為有利。
此處，關(guān)于形成束的鋼簾線的配置，與鋼簾線長度方向垂直的剖面如圖11(a)以及(b)所示。另一方面如同圖(c)中，這些鋼簾線個(gè)別獨(dú)立地以等間隔P0配置。通過從圖11(c)的狀態(tài)，如同(a)所示的形成每一束中含有3條鋼簾線的束，而能夠使鋼簾線間隔P0成為更寬間隔的Qi，從而能夠抑制龜裂的連接。再者，如同圖(b)，即使將4條鋼簾線成一束與分散的未成束鋼簾線，同樣的加寬鋼簾線間隔Qi，而能夠抑制龜裂的成長。這些束的形態(tài)，可以采用如同圖(a)左端所示的束2-1是束內(nèi)的各鋼簾線接觸的場合，其中間所示的束2-2是束內(nèi)的3條鋼簾線之間隔有微小空隙的場合，其右端所示的束2-3是束內(nèi)的鋼簾線包含接觸者與未接觸者的場合，然而在由防止鋼簾線接觸造成磨損的觀點(diǎn)來考慮，優(yōu)選為束2-2的形態(tài)。
其次，各束2內(nèi)的鋼簾線1的條數(shù)優(yōu)選為2～5條。這是因?yàn)闉榱耸故g的間隔變大，束內(nèi)的鋼簾線數(shù)必須要大于等于2條，然而超過5條的話，由于會(huì)使得帶處理(belt treat)內(nèi)的剛性極端的不均勻，帶的面內(nèi)剛性無法確保能夠提供轉(zhuǎn)彎(cornering)的力量，因此鋼簾線的數(shù)目范圍是限制在2～5條。
再者，各束2內(nèi)的鄰近鋼簾線間隔Pi為0.2～0.5mm，且束2與此束2鄰近的鋼簾線1的間隔Qi為2～10mm的話較為有利。也就是，間隔Pi未滿0.2mm的話，束內(nèi)的龜裂進(jìn)展性惡化，且同間隔Pi超過0.5mm的話，不容易確保充分的間隔Qi。另一方面，間隔Qi未滿2mm的話，束間的龜裂抑制效果變得不充足，同間隔Qi超過10mm的話，會(huì)造成轉(zhuǎn)彎力的降低。
此處若干條的鋼簾線形成束，此時(shí)的鋼簾線間隔為間隔Pi(i＝1～n-1)而較前述間隔P0略窄，如果此束具有較上述更寬的鋼簾線間隔且為簡單的交互配置，根據(jù)鋼簾線束的形成實(shí)例、束間隔部分的配置實(shí)例等，束部分的鋼簾線切斷端面的初期龜裂會(huì)在短時(shí)間內(nèi)互相連結(jié)，進(jìn)而在圓周方向形成明顯的大龜裂。
例如是，如圖12所示，從對鋼簾線垂直的方向觀察時(shí)，每單位寬度的鋼簾線平均埋設(shè)條數(shù)為N(條)，每一條鋼簾線于寬度方向所占的距離為1/N(mm)，此處等于平均鋼簾線間隔P0與鋼簾線直徑的和。
1/N＝d+P0此處如圖13所示，單位寬度內(nèi)n條的鋼簾線形成束時(shí)，這些占有的寬度方向距離，平均而言為前述的每一條鋼簾線的距離乘以條數(shù)n所得的結(jié)果，它等于n乘以鋼簾線直徑、(n-1)乘以窄鋼簾線間隔與寬間隔Qi的和，因而成為n/N＝n(d+P0)＝Qi+nd+∑Pi (i＝1～n-1)因此間隔Qi對n條鋼簾線占有的區(qū)域n/N的比率成為Qi÷(n/N)＝Qi×N/n于是，n條的鋼簾線形成束時(shí)，此些原本占有的寬度方向?yàn)閚/N，寬間隔Qi是通過將束內(nèi)的鋼簾線聚集并使其間隔變窄以得到的，因此間隔Qi具有充足寬度的話將能夠避免束與其它束之間的龜裂進(jìn)展。然而，為此必須要使鋼簾線彼此之間接近，依此的話，如同前述的在鋼簾線切斷端的初期龜裂，將會(huì)與鄰近鋼簾線切斷端的初期龜裂很快的連接起來，其會(huì)導(dǎo)致與初期具有大龜裂面相同的現(xiàn)象并使得龜裂的進(jìn)展速度加快，其結(jié)果會(huì)導(dǎo)致無法改善分離故障的問題。
在同時(shí)考慮此些優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)，并實(shí)驗(yàn)地調(diào)查能夠有效抑制分離故障的間隔Qi，1/5≤Qi×N/n≤3/4時(shí)，優(yōu)選為1/4≤Qi×N/n≤2/3時(shí)，能夠有效抑制由鋼簾線束至鄰近鋼簾線束的龜裂的進(jìn)展以抑制帶層間的分離。
尚且在此場合，不證自明的n為大于等于2條的自然數(shù)。而且，間隔Qi對鋼簾線束的任意束間隔Pi也為Qi≥2Pi(i＝1～n)，優(yōu)選為能夠滿足Qi≥2P0的關(guān)系。
此處，本發(fā)明建議滿足下列關(guān)系式1/5≤Qi×N/n≤3/4優(yōu)選為滿足1/4≤Qi×N/n≤2/3其中N為鋼簾線的多數(shù)條的束、與此束鄰近的其它相同的束或是鋼簾線，在上述束內(nèi)的鋼簾線間隔以更寬間隔配置而成的帶層，在與鋼簾線垂直方向的單位寬度內(nèi)的鋼簾線平均埋設(shè)條數(shù)，也就是，單位寬度內(nèi)鋼簾線埋設(shè)條數(shù)的在輪胎的圓周方向的充足間隔所求取的平均值，n為各束的鋼簾線的條數(shù)，且Qi為上述寬間隔部分的與鋼簾線垂直方向的距離。
然后，看見上述間隔Qi平均的沿著輪胎全圓周的場合，帶層的一側(cè)端的圓周長為L的話，在滿足L×1/5≤∑(Qi/sinθ)≤L×3/4優(yōu)選為滿足L×1/4≤∑(Qi/sinθ)≤L×2/3的關(guān)系式時(shí)，輪胎整體更能夠發(fā)揮抑制帶層間分離的效果。
尚且，鋼簾線束之中鄰近鋼簾線間的個(gè)別間隔Pi，雖然一般被期望比平均配置時(shí)的間隔P0更小。但是鋼簾線束具有使在帶層側(cè)邊的圓周長變小的效果，如同圖14所示的種種形態(tài)，即使是鋼簾線彼此投影地互相重疊，也或是間隔Pi為0，在投影式重疊部分存在的狀態(tài)，實(shí)際上鋼簾線彼此之間部分接觸，也不會(huì)損及前述的效果。
此處，在本發(fā)明中，帶層的鋼簾線束內(nèi)的鋼簾線間隔為Pi，鋼簾線直徑d的鋼簾線沿著全圓周均勻且平行配置場合的鋼簾線間隔為P0時(shí)，優(yōu)選為滿足下列條件。
-d＜Pi＜P0再者，帶層的鋼簾線束內(nèi)，彼此鄰近至少2條鋼簾線也可以部分互相接觸。
而且，鋼簾線也可以如同上述的在投影面重疊或是部分接觸，在此場合，對于成為帶層基準(zhǔn)的鋼簾線，即使向輪胎的半徑方向內(nèi)外偏移一條的量，也不會(huì)損及前述的效果。
依此，對于鋼簾線的多數(shù)條的束的內(nèi)接圓與外接圓的半徑距離的差為鋼簾線直徑的1～3倍。
尚且，鋼簾線束內(nèi)的鋼簾線重疊且部分接觸的配置的場合，關(guān)于此鋼簾線間隔Pi，在上述式中鋼簾線間隔Pi表示為負(fù)值。
其次，鋼簾線的鋼簾線直徑d為大于等于1.8mm，特別是大于等于2.5mm的大型輪胎，通過在負(fù)重的狀況下行走在惡劣路面使得胎面強(qiáng)制變形，在輸入帶的壓縮方向的力時(shí)容易發(fā)生鋼簾線的斷裂，此情形如同前述，當(dāng)鋼簾線束間的鋼簾線間隔變大，鋼簾線在帶層面內(nèi)變得容易變形的場合特別嚴(yán)重，因此鋼簾線容易產(chǎn)生金屬疲勞的破壞。
相對于此，將作為鋼簾線的彎曲剛性指針的斷面二次矩的比值變大是有效的。尚且，雖然由經(jīng)驗(yàn)可以得知鋼簾線的絲直徑變大的話彎曲剛性會(huì)增加，但是在考慮到輪胎制造時(shí)的便利性的話，0.5mm為絲直徑的界限。
在鋼簾線的彎曲剛性的計(jì)算中，如果僅將絲的斷面二次矩加算的話，在經(jīng)驗(yàn)上會(huì)造成剛性的過小評價(jià)，反之，將所有的鋼簾線固定在絕緣橡膠等的話會(huì)造成過大評價(jià)。此處，當(dāng)鋼簾線中的核心與軸套的絲，或是線(strand)彼此間的縫隙率為95％時(shí)，斷面二次矩的對鋼簾線斷面積比I/A大于等于0.015的話，分離耐久性與鋼簾線的彎曲剛性可以同時(shí)成立。
此時(shí)表示為I＝π/64×∑dfi4+(1-k)π/4×∑(Si2×dfi2)A＝π×4×∑dfi2式中，dfi為第i條絲的直徑，Si為第i條鋼簾線的來自鋼簾線中心的距離。
依此，此輪胎即使在鋼簾線直徑大于等于1.8mm的場合，通過比I/A大于等于0.015，能夠防止鋼簾線的疲勞斷裂，并有效防止層間分離故障的發(fā)生。
用以實(shí)施發(fā)明的最佳型態(tài)圖5中斷面所示的尺寸40.00 R57的建設(shè)車輛用子午線輪胎(胎面寬980mm)中，其帶的各帶層使用表5所示的規(guī)格，以制作測試用的輪胎。


關(guān)于依此所得的輪胎，在內(nèi)壓700kPa以及荷重The Tire and RimAssociation規(guī)格的150％負(fù)重下，以10km/h進(jìn)行鼓(5m直徑)行走，通過鼓耐久性試驗(yàn)測量小傾斜帶層1B以及2B之間發(fā)生的龜裂長度。尚且，通過制作若干個(gè)相同規(guī)格的輪胎以同時(shí)進(jìn)行鼓行走試驗(yàn)，每行走一定距離后將一個(gè)輪胎提供用于解剖，進(jìn)行龜裂長度的測定。其測定結(jié)果如表6以及圖15所示。


(*)根據(jù)表4如表6以及圖15所示，以往結(jié)構(gòu)的帶所構(gòu)成的輪胎，在行走距離3800km發(fā)生帶故障，依照本發(fā)明所規(guī)定的帶寬的輪胎，能夠完全走完4500km的距離。
也就是，以往帶的輪胎，小傾斜帶層1B以及2B之間的龜裂連接，行走距離到2000km以后的龜裂進(jìn)展速度約變?yōu)?倍，此龜裂在超過200mm時(shí)會(huì)發(fā)生帶層間分離故障，而變得不能行走。
另一方面，具有依照本發(fā)明的帶結(jié)構(gòu)的輪胎，由于在小傾斜帶層2B下不會(huì)發(fā)生龜裂，能夠避免帶層間龜裂的連接，且所發(fā)生的龜裂的成長維持初期的進(jìn)展速度，完全走完4500km時(shí)的龜裂長度約100mm，是以往例子的一半。
再者，將帶層的鋼簾線作為束配置形成列的話，龜裂長度能夠抑制在1/3的程度。
尚且，關(guān)于依照本發(fā)明的發(fā)明輪胎1以及2，在輪胎的內(nèi)壓由50kPa至700kPa變化之際測量其胎面中心部，幾乎不會(huì)產(chǎn)生差異。此處表示由于支配徑成長的小傾斜帶層間的交錯(cuò)角度以及交錯(cuò)寬度對于以往的帶而言沒有發(fā)生變化，因而得到適當(dāng)?shù)膹埩ω?fù)擔(dān)(tension bearing)。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性依照本發(fā)明，能夠有效的抑制作為帶的寬度端分離的原因的使用在帶的鋼簾線其末端附近的龜裂的成長進(jìn)展，其中此帶的寬度端分離被視為以往子午線輪胎的胎面補(bǔ)強(qiáng)的弱點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種子午線輪胎，為具有在車架的胎冠的徑向外側(cè)，對輪胎的赤道面傾斜延伸的多數(shù)條鋼簾線所構(gòu)成的橡膠化層的至少3層，這些鋼簾線在鄰近層間以交錯(cuò)方向配置的帶的子午線輪胎，其特征在于上述帶的配置在車架側(cè)的2層，是對輪胎的赤道面以小于等于15°的傾斜角度延伸的多數(shù)條鋼簾線所構(gòu)成的橡膠化層，在輪胎的寬度方向以胎面寬度的0.25～0.5倍寬度設(shè)置的小傾斜帶層，該小傾斜帶層的車架側(cè)的帶層寬度W1與殘余帶層寬度W2的比W2/W1為1.1～1.3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子午線輪胎，其特征在于在上述小傾斜帶層中，上述鋼簾線的配置成為其層內(nèi)所占有的個(gè)別獨(dú)立的上述鋼簾線區(qū)分為多個(gè)束，且在每一束內(nèi)具有多數(shù)條鋼簾線，相較于各束內(nèi)的鄰近鋼簾線的間隔，束與此束鄰近的鋼簾線的間隔較寬。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的子午線輪胎，其特征在于大于等于30％的上述小傾斜帶層的上述鋼簾線形成束。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或是3所述的子午線輪胎，其特征在于與上述小傾斜帶層垂直方向的單位寬度內(nèi)的鋼簾線的平均埋設(shè)條數(shù)為N，各束的鋼簾線的條數(shù)為n的同時(shí)，束與此束鄰近的鋼簾線的間隔部分的、與鋼簾線的垂直方向的距離為Qi時(shí)，滿足下式。1/5≤Qi×N/n≤3/4
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或是4的子午線輪胎，其特征在于上述小傾斜帶層的一側(cè)端的、鋼簾線束彼此間的輪胎圓周方向長度Qi/sinθ的、輪胎的沿著全圓周的總合，對于其一側(cè)端的圓周長度L滿足下式。L×1/5≤∑(Qi/sinθ)≤L×3/4
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5的任意一項(xiàng)的子午線輪胎，其特征在于上述束內(nèi)的鄰近鋼簾線間隔為Pi，鋼簾線的直徑d的鋼簾線沿著全圓周均勻且平行配置時(shí)的鋼簾線間隔為P0時(shí)，滿足下式。-d＜Pi＜P0
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6的任一項(xiàng)的子午線輪胎，其特征在于上述束內(nèi)相鄰的至少兩條的鋼簾線為部分的互相接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7的任意一項(xiàng)的子午線輪胎，其特征在于對于上述鋼簾線的多數(shù)條束的內(nèi)接圓與外接圓的半徑距離的差為鋼簾線直徑的1～3倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8的任意一項(xiàng)的子午線輪胎，其特征在于上述鋼簾線的直徑為2.5～4.0mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至9的任意一項(xiàng)的子午線輪胎，其特征在于上述各束內(nèi)的鋼簾線條數(shù)為2～5條。
11.根據(jù)權(quán)利要求2至10的任意一項(xiàng)的子午線輪胎，其特征在于上述各束內(nèi)的鄰近鋼簾線間隔為0.2～0.5mm，且束與此束鄰近的鋼簾線的間隔為2～10mm。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11的任意一項(xiàng)的子午線輪胎，其特征在于上述鋼簾線的斷面二次矩I對鋼簾線斷面積A的比I/A為大于等于0.015。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種子午線輪胎，特別是涉及一種致力于提升耐久性的高負(fù)重用子午線輪胎，在輪胎寬度方向以胎面寬度的0.25～0.50倍設(shè)置的小傾斜帶層，通過使小傾斜帶層的接近車架側(cè)的帶層寬度(W1)與剩余帶層的寬度(W2)的比(W2/W1)為1.1～1.3，能夠有效的抑制作為帶的寬度端分離的原因、使用在帶的鋼簾線其末端附近的龜裂的成長進(jìn)展，克服子午線輪胎的胎面補(bǔ)強(qiáng)的弱點(diǎn)。
文檔編號B60C9/26GK1538915SQ0281529
公開日2004年10月20日 申請日期2002年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月5日
發(fā)明者小林一臣, 安藤修司, 司 申請人:株式會(huì)社普利司通