專利名稱：：重載用充氣子午線輪胎的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及重載用充氣子午線輪胎，該輪胎提高其胎圏部的耐久性。
背景技術：
：重載用充氣子午線輪胎已經用于卡車、公共汽車、施工車輛等。隨著近年來耐磨性技術的改進以及胎面體積的增加，實際情況是與之前的輪胎相比，直到輪胎被廢棄而反復施加的輸入力增加大約20%。因此，利用現有技術難以有效地保持胎圈的耐久性。作為應對該問題的對策，專利文獻1和2公開了能夠提高胎圈耐久性的胎圏結構。然而，專利文獻l中公開的結構涉及簾線的強度在胎體的巻起部處傾向于變弱的不利后果。此外，專利文獻2中公開的結構采取措施以防止簾線在胎體的巻起部處被割裂(cut)。然而，在提高胎體簾線的抗割裂強度以及防止胎體的巻起部的故障和防止橡膠層的故障之間存在折衷(trade-off)，因此在專利文獻2中考慮這三者之間的關系時不能同時提高這三者的耐久性。專利文獻1:日本特開2006-218936號公報(JP2006218936A)專利文獻2:日本特開2006-199111號公報(JP2006199111A)
發(fā)明內容因此，考慮到上述事實，本發(fā)明的目的是提供重載用充氣子午線輪胎，該輪胎有效地提高三種耐久性，即胎體的巻起部的耐久性、胎體的橡膠層的耐久性和胎體簾線的抗割裂強度(cutresistance)。根據本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明是一種重載用充氣子午線輪胎，該輪胎包括至少一個鋼子午線胎體，其由在一對胎圈芯之間以環(huán)狀形狀延伸的主胎體部和沿著胎圏芯從輪胎內側向輪胎外側沿輪胎的子午線方向巻起的巻起部構成，其中，在輪胎被安裝在標準輪輞上并且以50kPa的內壓充氣的情況下，滿足以下條件(1)至(4):5.3%SH<Wlpt<6.8%SH(1)1.7%SH<Wltm<3.2%SH(2)2.8%SH<W2tm<4.3%SH(3);以及1.0%SH<Wlpt-W2pt<3.0%SH(4)其中，SH是輪胎剖面高度，R是輪輞半徑，Hf是標準輪輞的輪輞凸緣的高度，Pl是在輪胎外表面上距離輪胎中心軸線的徑向距離為(R+1.18xHf)的位置，P2是在輪胎外表面上距離輪胎中心軸線的徑向距離為(R+0.81xHf)的位置，Tl和T2分別是從P1和P2向所述主胎體部繪制的法線與所述巻起部的交點，M1和M2是所述法線與所述主胎體部的交點，Wlpt是從P1到T1的距離，Wltm是從Tl到Ml的距離，而W2pt是從P2到T2的距離。如此處所使用的，術語"標準輪輞"是指由JATMA在日本出版的YEARBOOK2006版中規(guī)定的適用尺寸的標準輪輞，并上述定義遵循該標準。在完成本發(fā)明的第一方面所述的本發(fā)明的過程中，本發(fā)明人研究了三種耐久性，即胎圈芯周圍胎體的巻起部的耐久性、胎體的橡膠層的耐久性以及胎體簾線(纖維)的抗割裂強度。而后本發(fā)明人發(fā)現，當輪胎受到載荷從而引起塌陷變形(collapsedeformation)時，導致胎體的巻起部的剪應變、胎體簾布層之間的橡膠層的剪應變以及胎體的巻起部的壓縮應變，并且反復輸入高剪應變或者高壓縮應變會導致故障。為了降低這些應變的水平，發(fā)明人進一步進行了下述分析和試驗并且研究如下(1)胎體巻起部的耐久性和胎體橡膠層的耐久性剝離發(fā)生在胎體巻起部的T1部位，該部位位于T1點的附近。這是因為當輪胎受到載荷而引起塌陷變形時，使以輪輞凸緣為支撐點的塌陷量大，從而在靠近T1部位的剪應變最大(參見例如圖3)。為了抑制T1部位的塌陷，有效的是通過增加Wlpt而擴大接觸輪輞的部位和T1部位之間的距離，以及通過減小Wltm而將巻起部(巻起簾布)設置為靠近即使在載荷下張力也大的主胎體部(主簾布)處(參見例如圖4)，這樣能夠減小T1部位的剪應變。應注意的是，由于所產生的熱量的增加，Wlpt的過度增加可能降低耐久性，從而必須設定可接受的極限。具體地，當Wlpt小于5.3。/。SH或者Wltm大于3.2。/。SH時，對于要求嚴格使用條件(重載等)的用戶來說不能確保胎體巻起部的足夠耐久性。當Wltm小于1.7。/。SH時，胎體的橡膠層的剪應力增加，并且胎體的橡膠層的剝離在胎體巻起部的剝離之前發(fā)生，所以在現有條件下1.7%就是極限。因此，關系式1.7%SH<Wltm<3.2%SH就是所需的限定。同時，當滿足上述關系式但是Wlpt大于6.8MSH時，胎圈5部的溫度升高超出傳統(tǒng)輪胎的溫度的升高。因此，關系式5.3%SH<Wlpt<6.8%SH就是進一步所需的限定。(2)胎體簾線(纖維)的抗割裂強度輪胎受到載荷而引起輪胎的胎圈部等向輪胎外部塌陷變形，但是如果將胎體的巻起部布置在接近彎曲變形(主胎體)的中性面的區(qū)域，就能夠減小施加到巻起部的壓縮力的大小以抑制壓縮應變。具體地，重要的是從胎圏芯的上表面到Wltm部分的胎體內的橡膠厚度(gaugethickness),在Wltm部分處，主胎體部與巻起部之間的橡膠厚度一般是均一的。擠壓W21m部分處的外表線(caseline),W2tm部分是胎圏芯的上表面與Wltm部分之間的大約中間部分，即，使胎體的跡線(pathlines)之間的間隔變窄會降低從胎圈芯施加到巻起部的壓縮力的大小，這會使壓縮應變的減小量增大。應注意，過多地減小W2tm將降低i殳置在主胎體部與巻起部之間的橡膠部的剛度，從而增大載荷下的塌陷量，從而使胎體巻起部的耐久性劣化，所以應該確定可4姿受的才及限。另外，在輪胎制造中難以形成局部變形到很大程度的胎體跡線L1(見圖5)和胎體跡線L2(見圖6),所以當W2tm部分變窄時，應該確定用于Wlpt與W2pt之間的關系的可接受極限。具體地，如果W2tm大于4.3。/。SH，則簾線的抗割裂強度比傳統(tǒng)產品劣化。如果滿足關系式(1)和(2),但是W2tm小于2.8%SH,則載荷下的塌陷量增大，從而使剪應變劣化，對于要求嚴格使用條件的用戶來說，這樣不能確保胎體巻起部的充分耐久性。因此關系式2.8%SH<W2tm<4.3%SH6就是所需的限定。由于制造限制，當Wlpt-W2pt小于1.0。/oSH時，出現如圖5所示的胎體跡線L1，而當Wlpt-W2pt大于3.(T/oSH時，出現如圖6所示的胎體跡線L2。因此，關系式1.0%SH<Wlpt-W2pt<3.0%SH就是所需的限定。以此方式，通過改變胎圈部周圍的胎體跡線，權利要求l所述的本發(fā)明就能夠提高三種耐久性，即胎圏芯周圍胎體的巻起部的耐久性、胎體的橡膠層的耐久性以及胎體簾線的抗割裂強度，而無需使用另外的部件，從而提供了一種具有較長壽命的重載用充氣子午線輪胎。發(fā)明的效果根據本發(fā)明，重載用充氣子午線輪胎能夠具有三種耐久性，即胎圈芯周圍胎體的巻起部的耐久性、胎體的橡膠層的耐久性以及胎體簾線的抗割裂強度。圖l是沿根據本發(fā)明的一個實施例的重載用充氣子午線輪胎的輪胎徑向的剖面圖。圖2是根據本發(fā)明的一個實施例的重載用充氣子午線輪胎的胎圏部的剖面圖。圖3是示出在胎圏部中剪應變的分布的分析實例的分析模型圖，其中較高的點密度表示較大的剪應變。圖4是示出載荷下的胎圏部的形狀的分析實例的分析模型圖。圖5是胎圏部的剖面圖，其示出在制造輪胎中難以實現的胎體跡線的形狀的示例。圖6是胎圈部的剖面圖，其示出在制造輪胎中難以實現的胎體跡線的形狀的示例。附圖標記i兌明10重載用充氣子午線輪胎12鋼子午線胎體12E巻起部12M主胎體部20輪輞(標準輪輞)具體實施例方式下文中討論本發(fā)明的實施例。如圖1和圖2所示，根據本發(fā)明的一個實施例的重載用充氣子午線輪胎10設置有鋼子午線胎體簾布層12(下文中簡稱為胎體12)。胎體12具有在胎圏部14的兩個胎圏芯16之間環(huán)狀地延伸的主胎體部12M;以及沿著胎圏芯16從輪胎內側向輪胎外側沿輪胎的子午線方向巻起的巻起部12E。由多層帶束層構成的帶束部設置在胎冠部的外周側上，而且設置有槽的胎面18形成在輪胎徑向外側的帶束部上。應注意的是，在該實施例中，充氣子午線輪胎10的扁平比(profileratio)是90%以上。在該實施例中，如圖2所示，以下面的方式定義位置和距離。R是標準輪輞20的半徑，Hf是輪輞凸緣22的高度，Pl是輪胎外表面上距離輪胎的中心軸線的徑向距離為(R+1.18xHf)的位置，P2是輪胎外表面上距離輪胎的中心軸線的徑向距離為(R+0.81xHf)的位置。T1和T2分別是從P1和P2向主胎體部12M的胎體跡線13M(下文中稱為主胎體跡線)繪制的法線與巻起部12E的胎體跡線13E(下文中稱為巻起胎體跡線)的交點，M1和M2是所述法線與主胎體跡線13M的交點。Wlpt是從P1到T1的距離，Wltm是從Tl到Ml的距離，W2pt是從P2到T2的距離。本實施例滿足以下關系式(1)至(4)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>當滿足關系(1)時，能夠提高胎體巻起部的耐久性，而與傳統(tǒng)輪胎的胎圏部相比，不會升高胎圏部14的溫度。當滿足關系式(2)時，胎體橡膠層的耐久性等于或者超過傳統(tǒng)輪胎的胎體橡膠層的耐久性，并且能夠提高胎體巻起部的耐久性。另外，當滿足關系式(3)時，能夠提高胎體簾線的抗割裂強度和胎體巻起部的耐久性。另外，當滿足關系式(4)時，即使在W2tm較小的情況下，主胎體跡線13M和巻起胎體跡線13E也能夠呈現可在輪胎制造中獲得的形狀。因此，胎體巻起部的耐久性、胎體12的橡膠層的耐久性和胎體簾線的抗割裂強度都能夠被提高，從而能夠提供具有更長壽命的重載用充氣子午線輪胎IO。換言之，與傳統(tǒng)輪胎相比，僅通過改變胎圈部14周圍的胎體跡線就能夠提高所有上述三種耐久性，而無需使用另外的部件。應注意，胎圈芯周圍的胎體跡線極大地影響胎體簾線(纖維)的抗割裂強度的提高，因此本實施例利用該事實來有效地提高胎體簾線的抗割裂強度。<分析示例>為了確認本發(fā)明的效果，發(fā)明人利用FEM(有限元方法)對載荷下的輪胎中產生的應變進行分析計算，以評價上述實施例的重載用充氣子午線輪胎10的一個示例(下文中稱為ET)、傳統(tǒng)輪胎的重載用充氣子午線輪胎的一個示例(下文中稱為CT)和用于對比的重載用充氣子午線輪胎的四個示例(下文中稱為RTl-4)的4元變阻力(strainresistance)。在這些分析示例中，所有的輪胎都用于施工車輛(或者輪胎)并且尺寸為46/90R57。表1中示出在該分析示例中的每個胎圏部的狀況。[表l]<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>胎圈部中的問題由于胎由于完成，完成,完成，幾體巻起月臺體但在胎但在胎但在胎成，部處的簾線體巻起體橡膠體巻起沒有剝離而的切部中發(fā)層中發(fā)部中發(fā)任何造成的斷而現小的現裂紋現小的問題停止造成剝離剝離的停止行駛時間(H)400450500500500500在該分析示例中，在所有的輪胎都安裝在標準輪輞(TRA)上并且施加規(guī)定的內壓(TRA)和規(guī)定的載荷(TRA)的情況下，利用FEM計算應變。假設傳統(tǒng)輪胎的評價指數是IOO,計算其它輪胎的評價指數，其它輪胎的評價指數是相對于傳統(tǒng)輪胎的評價指數的值。表l中也示出了其它輪胎的結果。關于表l中的應變，較小的評價指數表示較佳的性能。如表l可見，實施例輪胎(ET)在胎體巻起部的剪應變、胎體橡膠層的剪應變和巻起部的壓縮應變中都具有較佳的評價指數。另外，在該分析示例中確認的是，當輪胎受到載荷而引起塌陷變形時，朝向輪輞凸緣22的塌陷量為最大，并且在T1部位處剪應變?yōu)樽畲?，如圖3所示。另外，在該分析示例中還確認的是，與屬于傳統(tǒng)輪胎的模型1相比，具有與本發(fā)明一樣小的Wltm的模型2在減壓(deflation)情況下(內壓50kPa)能夠減小T1部位的塌陷，從而能夠減小剪應變。注意，模型l和2具有相同的Wlpt。<示例>為了確認本發(fā)明的效果，發(fā)明人實際制造了上述實施例輪胎、對比輪胎和傳統(tǒng)輪胎，并且進行了胎圈部的耐久性試驗以評價耐久性。在這些示例中，所有的輪胎都安裝在標準輪輞上，然后在施加規(guī)定的內壓和100%的規(guī)定載荷(TRA)、行駛速度為8km/h且轉鼓(drum)直徑為5米的情況下測量胎圏部的溫度。表l中也示出了測量結果。接著，施加170%的規(guī)定載荷(TRA)，并且轉鼓試驗持續(xù)進行500小時。無論是試驗能夠持續(xù)進行500小時的情況還是試驗僅能夠進行小于500小時的情況，胎圈部都被拆下以評價胎圏部中的問題。表l中也示出了這些結果。如表1中可見，示例輪胎和對比輪胎1-4的行馬史時間比傳統(tǒng)輪胎更長。另外，示例輪胎和對比輪胎2-4能夠行駛500小時。示例輪胎足以滿足所有三種耐久性，即，l)胎圏芯周圍的胎體的巻起部的耐久性，2)胎體的橡膠層的耐久性，以及3)胎體簾線(纖維)的抗割裂強度。已經通過示例討論了本發(fā)明的實施例，但是這些實施例僅是示例，并且只要不脫離本發(fā)明的要旨，就可以對本發(fā)明進行變形。另外，本發(fā)明的范圍當然不限于上述實施例。權利要求1.一種重載用充氣子午線輪胎，其包括至少一個鋼子午線胎體，所述鋼子午線胎體由在一對胎圈芯之間以環(huán)狀形狀延伸的主胎體部和沿著所述胎圈芯從輪胎內側向輪胎外側沿輪胎的子午線方向卷起的卷起部，其中，在所述輪胎被安裝在標準輪輞上并且以50kPa的內壓充氣的情況下，滿足以下關系式5.3％SH＜W1pt＜6.8％SH；1.7％SH＜W1tm＜3.2％SH；2.8％SH＜W2tm＜4.3％SH；以及1.0％SH＜W1pt-W2pt＜3.0％SH，其中，SH是輪胎剖面高度，R是輪輞半徑，Hf是標準輪輞的輪輞凸緣的高度，P1是在輪胎外表面上距離輪胎中心軸線的徑向距離為(R+1.18×Hf)的位置，P2是在輪胎外表面上距離輪胎中心軸線的徑向距離為(R+0.81×Hf)的位置，T1和T2分別是從P1和P2向所述主胎體部繪制的法線與所述卷起部的交點，M1和M2是所述法線與所述主胎體部的交點，W1pt是從P1到T1的距離，W1tm是從T1到M1的距離，W2pt是從P2到T2的距離。全文摘要一種重載用充氣子午線輪胎，其增強了三種耐久性胎體的卷起部的耐久性、胎體的橡膠層的耐久性和胎體簾線的抗斷裂強度。鋼子午線胎體(12)由主胎體部(12M)和卷起部(12E)構成。輪胎被安裝在標準輪輞(20)上，假設P1是在輪胎外表面上距離輪胎中心軸線的徑向距離為(R+1.18×Hf)的位置，P2是在輪胎外表面上距離輪胎中心軸線的徑向距離為(R+0.81×Hf)的位置，T1和T2分別是所述卷起部(12E)與從P1和P2向所述主胎體部(12M)繪制的法線的交點，M1和M2分別是所述主胎體部(12M)與所述法線的交點，所述位置T1、T2、M1和M2滿足預定的相互位置關系。文檔編號B60C15/06GK101553372SQ20078004530公開日2009年10月7日申請日期2007年10月29日優(yōu)先權日2006年12月8日發(fā)明者淺里純也申請人:株式會社普利司通