重載用充氣子午線輪胎的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種重載用充氣子午線輪胎，其可以有效地抑制在對高速耐久性的改善做出貢獻(xiàn)的低發(fā)熱性的基部橡膠內(nèi)斷裂的發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的耐久性。在根據(jù)本發(fā)明的重載用充氣子午線輪胎中，通過層疊冠部橡膠(5)和基部橡膠(4)形成胎面橡膠(6)，并且至少四層帶束層(3a至3e)配置在胎面橡膠(6)的徑向內(nèi)側(cè)。徑向最外側(cè)的帶束層(3e)和寬度最寬的帶束層(3c)中的至少一方的寬度方向側(cè)緣的徑向外側(cè)被增強(qiáng)橡膠層(7)覆蓋，該增強(qiáng)橡膠層以不到達(dá)輪胎赤道面(E)的方式終止于所述胎面橡膠(6)的徑向內(nèi)側(cè)?；肯鹉z(4)和形成增強(qiáng)橡膠層(7)的增強(qiáng)橡膠之間的回彈模量的相對關(guān)系滿足下面的條件：增強(qiáng)橡膠<基部橡膠(4)。
【專利說明】重載用充氣子午線輪胎
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于諸如工程車輛等重載車輛的重載用充氣子午線輪胎，特別地，本發(fā)明提出了一種用于確保優(yōu)良耐久性且改善運(yùn)輸效率(高速行駛性能)的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了實(shí)現(xiàn)耐久性和運(yùn)輸效率之間的高水平的兼容性，例如采用如下的傳統(tǒng)技術(shù):
(I)將胎面橡膠構(gòu)造成具有冠部橡膠和基部橡膠的層疊結(jié)構(gòu)，冠部橡膠具有優(yōu)良的耐磨耗性，基部橡膠是低發(fā)熱性橡膠，以便降低胎面橡膠的發(fā)熱量；(2)降低帶束層之間的應(yīng)變；
[3]在帶束層中采用具有優(yōu)良的耐斷裂性的橡膠。
[0003]然而，根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)，如果在由多個(gè)帶束層構(gòu)成的帶束的側(cè)緣發(fā)生橡膠的斷裂，則斷裂易于發(fā)展到在帶束層之外的由低發(fā)熱性橡膠構(gòu)成的基部橡膠。斷裂的可能的發(fā)展是阻礙輪胎更直接地說是阻礙胎面橡膠的耐久性改善的原因。
[0004]也就是說，在橡膠中，耐斷裂性被認(rèn)為是與低發(fā)熱性不兼容的。然而，在包括多個(gè)鋼帶束層的這種子午線輪胎中，例如，由于在接地期間橡膠流動所引起的變形和整個(gè)帶束層的變形之間的不一致導(dǎo)致在最外側(cè)的帶束層和/或?qū)挾茸顚挼膸鴮拥膫?cè)緣處主要在胎面周向上和胎面寬度方向上發(fā)生剪切變形。因此，在上述子午線輪胎中，如圖6所示(圖6示出了胎面部的寬度方向的局部放大截面圖)，例如，在低發(fā)熱性基部橡膠br內(nèi)，相對于最外側(cè)的帶束層的表面的切線ta成大約20°?30°角度的斷裂c從最外側(cè)的帶束層的側(cè)緣位置向輪胎赤道面E發(fā)展。結(jié)果，在上述子午線輪胎中，胎面橡膠TR的耐久性在較早期就劣化了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明要解決的問題
[0006]本發(fā)明在于解決傳統(tǒng)技術(shù)中所存在的上述問題。本發(fā)明的目的是提供一種重載用充氣子午線輪胎，其通過關(guān)注于低發(fā)熱性橡膠具有低彈性模量且耐斷裂性的橡膠或回彈性(回彈模量)低的橡膠具有高彈性模量的事實(shí)而通過有效地抑制斷裂發(fā)展到對改善高速耐久性做出貢獻(xiàn)的低發(fā)熱性的基部橡膠而能夠提供優(yōu)良的耐久性。
[0007]用于解決問題的方案
[0008]本發(fā)明的一個(gè)方面在于一種重載用充氣子午線輪胎，其包括胎面橡膠，其具有耐磨耗性的冠部橡膠和低發(fā)熱性的基部橡膠的層疊結(jié)構(gòu)，以及四層以上(例如六層)的具有各種寬度的帶束層，該帶束層布置在胎面橡膠的徑向內(nèi)側(cè)，其中帶束層之中的徑向最外側(cè)的帶束層和寬度最寬的帶束層中的至少一方(優(yōu)選地為兩方)的寬度方向側(cè)緣的徑向外側(cè)被增強(qiáng)橡膠層覆蓋，增強(qiáng)橡膠層被構(gòu)造成以不到達(dá)輪胎赤道面的方式終止于胎面橡膠的徑向內(nèi)側(cè)，并且基部橡膠和構(gòu)成所述增強(qiáng)橡膠層的增強(qiáng)橡膠之間的回彈模量的相對關(guān)系滿足下面的條件:增強(qiáng)橡膠〈基部橡膠。
[0009]發(fā)明的效果[0010]在根據(jù)本發(fā)明的重載用充氣子午線輪胎中，徑向最外側(cè)的帶束層和寬度最寬的帶束層中的至少一方的寬度方向側(cè)緣的徑向外側(cè)被彈性模量比低發(fā)熱性的橡膠的彈性模量高的耐斷裂性的橡膠制成的增強(qiáng)橡膠層覆蓋，也就是說，增強(qiáng)橡膠的回彈模量比低發(fā)熱性的基部橡膠的回彈模量小。因此，通過覆蓋帶束層的側(cè)緣的、具有高彈性模量的增強(qiáng)橡膠層有利地抑制了本身在帶束層的側(cè)緣處的各種類型的剪切變形，該剪切變形是由在接地期間因橡膠流動引起的變形和整個(gè)帶束層變形的不一致所導(dǎo)致的。結(jié)果，緩解了本身在帶束層的側(cè)緣處發(fā)生的橡膠的斷裂，通過有效地抑制發(fā)生的斷裂向基部橡膠發(fā)展，顯著地改善了帶束的耐久性。
[0011]此外，在根據(jù)本發(fā)明的重載用充氣子午線輪胎中，由具有高彈性模量的增強(qiáng)橡膠制成的增強(qiáng)橡膠層被構(gòu)造成在不到達(dá)輪胎赤道面的情況下終止。因此，允許低發(fā)熱性的基部橡膠完全發(fā)揮本來的功能，由此允許減小整個(gè)胎面橡膠的發(fā)熱量。結(jié)果，即使當(dāng)輪胎進(jìn)行高速轉(zhuǎn)動時(shí)，也有效抑制了胎面橡膠的發(fā)熱，確保了高速行駛性能，進(jìn)而改善了運(yùn)輸效率。
[0012]此外，在輪胎中，特別地，回彈模量的相互關(guān)系由下面的條件限定:
[0013]增強(qiáng)橡膠〈基部橡膠。
[0014]因此，實(shí)現(xiàn)了輪胎的耐發(fā)熱性和帶束的耐久性之間的高水平的兼容性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是當(dāng)輪胎安裝到適用輪輞、填充規(guī)定的空氣壓力并且施加與最大負(fù)荷能力對應(yīng)的負(fù)荷時(shí)根據(jù)本發(fā)明的輪胎的胎面部的半部的胎面寬度方向的局部放大截面圖。
[0016]圖2是示出在由多個(gè)帶束層材料構(gòu)成的帶束構(gòu)件上的增強(qiáng)橡膠構(gòu)件和未硫化橡膠片材構(gòu)件的預(yù)置狀態(tài)的胎面寬度方向截面圖。
[0017]圖3是示出圖2的預(yù)置狀態(tài)的部分展開平面圖，其中斷去了構(gòu)件的一部分。
[0018]圖4是示出預(yù)置輪胎構(gòu)成部件如何貼附到成型鼓的局部展開平面圖。
[0019]圖5是示出未硫化的橡膠片材構(gòu)件的預(yù)置狀態(tài)的示意性側(cè)視圖。
[0020]圖6是與圖1同樣的截面圖，其示出了傳統(tǒng)輪胎中基部橡膠的斷裂的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0022]在根據(jù)圖1所示的實(shí)施方式的輪胎中，圖中的附圖標(biāo)記I是指胎面部，附圖標(biāo)記2是指由在一個(gè)胎圈芯(未示出)和另一個(gè)胎圈芯(未示出)之間環(huán)狀地延伸的一個(gè)以上胎體簾布層構(gòu)成的子午線胎體。附圖標(biāo)記3是指由在子午線胎體2的徑向外側(cè)布置在胎冠區(qū)域的外周側(cè)的四層以上帶束層(在圖中為五層層疊帶束層3a_3e)構(gòu)成的帶束。
[0023]一層帶束層中的簾線在與鄰接該一層帶束層的另一層帶束層的簾線交叉的方向上延伸。特別地，當(dāng)從徑向最內(nèi)層觀察時(shí)，第一帶束層3a的簾線優(yōu)選地在相對于輪胎赤道面E與第二帶束層3b的簾線相反的方向上延伸，第四帶束層3d的簾線優(yōu)選地在相對于輪胎赤道面E與第五帶束層3e的簾線相反的方向上延伸。
[0024]在帶束3的徑向外側(cè)還設(shè)置胎面橡膠6，該胎面橡膠6具有基部橡膠4和位于基部橡膠4的徑向外側(cè)的冠部橡膠5的層疊結(jié)構(gòu)。胎面橡膠6在其冠部橡膠5的表面上設(shè)置有期望的胎面花紋(例如，在胎面寬度方向上延伸的寬度方向槽)。[0025]在這種輪胎中，徑向最外側(cè)的帶束層(即圖中的帶束層3e)和寬度最寬的帶束層(即圖中的帶束層3c)中的至少一方被增強(qiáng)橡膠層7覆蓋。在圖中，徑向最外側(cè)的帶束層3e的寬度方向側(cè)緣的徑向外側(cè)被增強(qiáng)橡膠層7覆蓋。注意，增強(qiáng)橡膠層7以不到達(dá)輪胎赤道面E的方式終止在胎面橡膠6的徑向內(nèi)側(cè)。構(gòu)成增強(qiáng)橡膠層7的增強(qiáng)橡膠、基部橡膠4和冠部橡膠5之間的回彈模量的相對關(guān)系優(yōu)選滿足下面的條件:
[0026]增強(qiáng)橡膠<冠部橡膠〈基部橡膠。
[0027]可通過根據(jù)JIS K6255-1996 的 Lupke 回彈性試驗(yàn)(Lupke rebound resiliencetest)來獲取回彈模量。
[0028]優(yōu)選地，增強(qiáng)橡膠層7的厚度最大的部分位于徑向最外側(cè)的帶束層3e和寬度最寬的帶束層3c的雙方的寬度方向側(cè)緣位置的胎面寬度方向內(nèi)側(cè)。利用上述結(jié)構(gòu)，基于具有高彈性模量的增強(qiáng)橡膠層7的厚度的增大，有效地阻止了橡膠的斷裂在基部橡膠4內(nèi)從帶束層3c或帶束層3e的側(cè)緣位置朝向輪胎赤道面發(fā)展。也就是說，針對橡膠的斷裂，通過增強(qiáng)橡膠層7有效地保護(hù)了基部橡膠4。為了防止拉伸應(yīng)力集中在增強(qiáng)橡膠層等上，增強(qiáng)橡膠層7的厚度本身優(yōu)選地從側(cè)緣位置朝向厚度最大的部分逐漸增大。
[0029]如上所述地獲得的構(gòu)成增強(qiáng)橡膠層7的增強(qiáng)橡膠的回彈模量優(yōu)選設(shè)定為70%以下，更優(yōu)選設(shè)定為65%以下。通過這樣做，增強(qiáng)橡膠層7的彈性模量更有效地防止了橡膠的斷裂的發(fā)展。也就是說，當(dāng)回彈模量超過70%時(shí)，不能夠充分地防止斷裂的發(fā)展。
[0030]同時(shí)，增強(qiáng)橡膠層7的寬度w優(yōu)選在胎面表面的寬度W的15%-25%的范圍。當(dāng)輪胎包括在胎面寬度方向上延伸通過從輪胎赤道線開始朝向胎面寬度方向外側(cè)的胎面表面寬度的1/4的位置處的寬度方向槽時(shí)，增強(qiáng)橡膠層7的最大厚度t優(yōu)選在從輪胎赤道線開始朝向胎面寬度方向外側(cè)的胎面表面寬度的1/4的位置處存在的寬度方向槽的槽深的7% -15%的范圍。利用上述結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)橡膠層7有效地防止斷裂發(fā)展到基部橡膠4，允許低發(fā)熱性的基部橡膠4完全發(fā)揮本來的功能，由此有效地降低胎面橡膠6的發(fā)熱量。也就是說，胎面橡膠6設(shè)置有高耐久性。
[0031]關(guān)于此，如果增強(qiáng)橡膠層7的寬度w小于胎面表面的寬度W的15%，則可能不能應(yīng)對到基部橡膠4的斷裂的發(fā)展方向的變化。如果增強(qiáng)橡膠層7的寬度w大于胎面表面的寬度W的25%，則存在由于基部橡膠4的體積不足而導(dǎo)致發(fā)熱量增加的高風(fēng)險(xiǎn)。
[0032]如果增強(qiáng)橡膠層7的厚度小于寬度方向槽的槽深的7%，則難以使得增強(qiáng)橡膠層7有效地發(fā)揮防止斷裂發(fā)展的功能。如果增強(qiáng)橡膠層7的厚度大于寬度方向槽的槽深的15%，則存在胎面橡膠的發(fā)熱量增加的高風(fēng)險(xiǎn)。
[0033]此外，在所謂的OR輪胎中，關(guān)于“寬度方向槽的槽深”，一般地是在“從輪胎赤道線開始的胎面表面寬度的1/4的位置處”測量的寬度方向槽的槽深。當(dāng)在該位置存在臺階部時(shí)，將在該位置之外測量的槽深作為“寬度方向槽的槽深”。本說明書遵循上述習(xí)慣。在很多情況下，對于“槽深”存在多種表示方法。
[0034]在說明書和權(quán)利要求書中，“胎面表面寬度”是指胎面接地寬度?！疤ッ娼拥貙挾取笔侵府?dāng)輪胎安裝到適用輪輞、填充規(guī)定的空氣壓力、以零度的外傾角豎直地布置在平板上并且被施加與最大負(fù)荷能力對應(yīng)的負(fù)荷時(shí)輪胎軸向最外側(cè)的接地位置(接地端)之間的與輪胎軸線平行的直線距離。
[0035]在這種情況下，“適用輪輞”是指在下述標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的與輪胎尺寸對應(yīng)的任意輪輞?！耙?guī)定的空氣壓力”是指在下述標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的與最大負(fù)荷能力對應(yīng)的空氣壓力?！白畲筘?fù)荷能力”是指根據(jù)下述標(biāo)準(zhǔn)可以施加至輪胎的最大質(zhì)量。
[0036]這里的空氣還可以用諸如氮?dú)獾确腔钚詺怏w和其它氣體來代替。
[0037]“標(biāo)準(zhǔn)”是指在制造和使用輪胎的區(qū)域有效的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的示例包括美國的輪胎和輪輞組織年鑒、歐洲的歐洲輪胎和輪輞技術(shù)組織的標(biāo)準(zhǔn)手冊以及日本的日本機(jī)動車輪胎制造者協(xié)會的JATMA年鑒。
[0038]可以例如通過如圖2所示地預(yù)置未硫化輪胎結(jié)構(gòu)構(gòu)件并且將其它所需的輪胎構(gòu)成部件層疊在貼附到成型鼓的周面上的預(yù)置結(jié)構(gòu)上來制造具有上述結(jié)構(gòu)的輪胎制品。
[0039]輪胎構(gòu)成部件的預(yù)置執(zhí)行如下。
[0040]如利用圖2的寬度方向截面圖例示的未硫化的輪胎結(jié)構(gòu)構(gòu)件的預(yù)置狀態(tài)那樣，例如在由五層彼此層疊的帶束層材料構(gòu)成的平坦帶束構(gòu)件31的上表面上并且在覆蓋構(gòu)成徑向最外側(cè)的帶束層3e的帶束材料的各寬度方向側(cè)緣的區(qū)域中，帶狀增強(qiáng)橡膠層材料71被布置成使得各增強(qiáng)橡膠層材料71在彼此有間隔的狀態(tài)下直線狀地、彼此平行地粘合。隨后，例如將可以由胎面下方緩沖材料、胎面橡膠材料等制成的平坦的未硫化橡膠片材構(gòu)件61以跨越帶狀增強(qiáng)橡膠層材料71的方式通過粘合而層疊在帶束構(gòu)件31的上表面的整個(gè)露出部分。
[0041]如圖3的局部展開平面圖所示，可以在沿帶束構(gòu)件31的延伸方向直線狀延伸地形成在帶束構(gòu)件31的所需位置(例如寬度方向中央位置)的標(biāo)記線32與以同樣的方式形成在未硫化橡膠片材構(gòu)件61的所需位置處的直線狀的標(biāo)記線62對齊的狀態(tài)下，通過將未硫化橡膠片材構(gòu)件61貼附到帶束構(gòu)件31上而適當(dāng)?shù)貥?gòu)造該預(yù)置結(jié)構(gòu)。
[0042]此外，如圖4的局部展開平面圖所示，例如，通過將形成在未硫化橡膠片材構(gòu)件61上的標(biāo)記線62與形成在成型鼓81的周面上的直線狀的目標(biāo)線82對齊，將預(yù)置結(jié)構(gòu)貼附到成型鼓的周面，成型鼓可以是帶束-胎面成型鼓等。因此，總是以期望的方式貼附預(yù)置結(jié)構(gòu)并將該預(yù)制結(jié)構(gòu)定位在鼓81上，結(jié)果，可以將其它所需的輪胎構(gòu)成部件以高精度和高精確性層疊在預(yù)置結(jié)構(gòu)上。
[0043]關(guān)于此，標(biāo)記線32、62和目標(biāo)線82的形成位置不限于寬度方向中央位置和鼓81等的軸線方向中央位置，而可以根據(jù)需要適當(dāng)?shù)剡x擇，只要該位置不受各種寬度尺寸、側(cè)緣位置等預(yù)期變化影響即可。
[0044]例如，如下地易于通過將未硫化橡膠片材構(gòu)件61以如圖3所示的期望方式粘合而層疊到帶束構(gòu)件31的上表面上的露出部分。
[0045]如圖5所示，在卷繞有未硫化橡膠片材構(gòu)件61的輥63沿待安裝未硫化橡膠片材構(gòu)件61的方向水平地移位的狀態(tài)下，輸送出未硫化橡膠片材構(gòu)件61。可選地，在卷繞輥63停止的情況下，在帶束構(gòu)件31和帶狀增強(qiáng)橡膠層材料71沿已經(jīng)貼附未硫化橡膠片材構(gòu)件61的方向水平地移位的狀態(tài)下，從輥63輸送出未硫化橡膠片材構(gòu)件61。在這種情況下，通過卷繞輥63在中心軸線方向上的水平移位以及帶束構(gòu)件31和帶狀增強(qiáng)橡膠層材料71的貼附體在寬度方向上的水平移位中的至少一方就能足夠精確地實(shí)現(xiàn)標(biāo)記線32和62之間的對齊。
[0046]實(shí)施例
[0047]制造尺寸為53/80R63并且不布置增強(qiáng)橡膠層的傳統(tǒng)例輪胎以及配置有增強(qiáng)橡膠層的實(shí)施例輪胎和比較例輪胎，其中，增強(qiáng)橡膠層的寬度、最大厚度和回彈模量被確定為參數(shù)。在表1中示出了實(shí)施例輪胎和比較例輪胎的規(guī)格。對于各輪胎，進(jìn)行胎面橡膠的鼓發(fā)熱試驗(yàn)和用于測量從徑向最外側(cè)的帶束層的側(cè)緣位置起發(fā)生的龜裂的長度的最外側(cè)帶束層耐久性鼓試驗(yàn)。
[0048][表 1]
[0049]
【權(quán)利要求】
1.一種重載用充氣子午線輪胎，其包括: 胎面橡膠，所述胎面橡膠具有冠部橡膠和基部橡膠的層疊結(jié)構(gòu)，以及 四層以上的帶束層，所述帶束層布置在所述胎面橡膠的徑向內(nèi)側(cè)， 所述帶束層之中的徑向最外側(cè)的帶束層和寬度最寬的帶束層中的至少一方的寬度方向側(cè)緣的徑向外側(cè)被增強(qiáng)橡膠層覆蓋，所述增強(qiáng)橡膠層被構(gòu)造成以不到達(dá)輪胎赤道面的方式終止于所述胎面橡膠的徑向內(nèi)側(cè)，并且 所述基部橡膠和構(gòu)成所述增強(qiáng)橡膠層的增強(qiáng)橡膠之間的回彈模量的相對關(guān)系滿足下面的條件: 增強(qiáng)橡膠〈基部橡膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重載用充氣子午線輪胎，其特征在于，所述增強(qiáng)橡膠層的厚度最大的部分位于所述徑向最外側(cè)的帶束層和所述寬度最寬的帶束層的雙方的寬度方向側(cè)緣位置的胎面寬度方向的內(nèi)側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的重載用充氣子午線輪胎，其特征在于，構(gòu)成所述增強(qiáng)橡膠層的增強(qiáng)橡膠的回彈模量為70%以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的重載用充氣子午線輪胎，其特征在于，所述增強(qiáng)橡膠層的寬度(w)在胎面表面寬度(W)的15% -25%的范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的重載用充氣子午線輪胎，其特征在于，所述重載用充氣子午線輪胎還包括: 寬度方向槽，所述寬度方向槽在胎面寬度方向上延伸通過從輪胎赤道線開始朝向胎面寬度方向外側(cè)的胎面表面寬度的1/4的位置， 所述增強(qiáng)橡膠層的最大厚度(t)在從輪胎赤道線開始朝向胎面寬度方向外側(cè)的胎面表面寬度的1/4的位置處測量的所述寬度方向槽的槽深的7% -15%的范圍。
【文檔編號】B60C9/20GK103906631SQ201280052806
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月25日
【發(fā)明者】松村宏之 申請人:株式會社普利司通