專利名稱：充氣子午線輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及充氣子午線輪胎(以下也僅稱作“輪胎”)，具體來說，涉及具有由沿輪 胎圓周方向延伸的多根波浪形或鋸齒形的壓型鋼絲簾線構(gòu)成的圓周方向帶束層的充氣子 午線輪胎。
背景技術(shù)：
一直以來，作為充氣子午輪胎的帶束層，采用沿輪胎圓周方向設(shè)置圓周方向帶束 層，眾所周知的是，所述圓周方向帶束層能應(yīng)用波浪形或鋸齒形的壓型簾線。例如，在專利文獻(xiàn)1中公開了以下內(nèi)容在卡車、公共汽車及越野車等高內(nèi)壓情 況下使用的重載荷用子午線輪胎，特別是扁平的輪胎中，使用將波浪形或鋸齒形的沿輪胎 赤道面延伸的多根簾線或單絲作為加強(qiáng)元件，并使用橡膠包覆所述加強(qiáng)元件后形成的多層 帶束層替換由傾斜設(shè)置的簾線形成的帶束層，或者將所述多層帶束層追加于所述帶束層使 用。并且在專利文獻(xiàn)2中公開了以下內(nèi)容胎體層周圍的胎面部為2層斜交的帶束層 和沿輪胎圓周方向排列簾線的胎冠強(qiáng)化層，該胎冠強(qiáng)化層呈帶狀，位于帶束層下層，由至少 1層波浪形(或者鋸齒形)的許多簾線(或者單絲)的加強(qiáng)元件構(gòu)成，從而能夠在不增加輪 胎重量情況下有效地防止脫層。但是同時(shí)，由于沿輪胎圓周方向排列的帶狀胎冠強(qiáng)化層中的簾線等通常在圓周方 向螺旋狀卷繞，當(dāng)外部損傷等到達(dá)沿輪胎圓周方向的胎冠強(qiáng)化層附近時(shí)，有可能水分從外 部進(jìn)入，所述水分容易沿圓周長度方向擴(kuò)散。因此，需要確保外套絲之間的單絲-單絲間隔 大于所需間隔，并且在鋼絲簾線內(nèi)部滲入橡膠，從而防止水分的擴(kuò)散。作為使橡膠滲入鋼絲簾線內(nèi)部的技術(shù)，在專利文獻(xiàn)3中公開了一種充氣大型子午 線輪胎，該輪胎在帶束層應(yīng)用使埋設(shè)于輪胎帶束層狀態(tài)下的鋼絲簾線的壓型曲率半徑R為 23mm左右的鋼絲簾線。專利文件1 日本特開平11-245617號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特許第2623003號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特許第3444925號(hào)公報(bào)但是，在加工為波浪形或鋸齒形的鋼絲簾線中，因?yàn)槠鋲盒筒糠值木植壳拾霃絉 變小，存在該部分容易發(fā)生由輪胎圓周方向的受力所引起的彎曲應(yīng)變的集中的問題。這成 為鋼絲簾線耐久性能降低的主要原因。并且，在具有由波浪形或鋸齒形的壓型鋼絲簾線構(gòu)成的圓周方向帶束層的輪胎 中，從其結(jié)構(gòu)來說，會(huì)給予圓周方向帶束層很大負(fù)擔(dān)。由于圓周方向帶束層直接承受輪胎轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí)的應(yīng)變，在輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)要承受反復(fù)的應(yīng)變變形。因此，與今后輪胎尺寸大型化及扁平化 所導(dǎo)致的負(fù)擔(dān)增大相伴地，人們擔(dān)心會(huì)發(fā)生由受力增大引起的脫層等耐久性降低現(xiàn)象，所 以當(dāng)務(wù)之急是試圖提高圓周方向帶束層的耐久性。并且，為了提高圓周方向帶束層的耐久性，人們也期望進(jìn)一步提高加強(qiáng)簾線的耐腐蝕性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種技術(shù)，針對(duì)在圓周方向帶束層中使用波浪形或鋸齒形的 壓型鋼絲簾線的充氣子午線輪胎，通過提高所述圓周方向帶束層的耐久性，能夠防止特別 是今后受力增大時(shí)可能會(huì)發(fā)生的鋼絲簾線疲勞斷裂。并且，本發(fā)明的其它目的為在達(dá)成上述目的的同時(shí)，提供一種能夠進(jìn)一步提高帶 束層加強(qiáng)簾線的耐腐蝕性能的充氣子午線輪胎。本發(fā)明的發(fā)明者為了解決上述課題經(jīng)過專心研究后發(fā)現(xiàn)，通過設(shè)定較大的波浪形 或鋸齒形的壓型鋼絲簾線的壓型部的曲率半徑R，能夠分散該部分的彎曲應(yīng)變的集中，提高 簾線的耐久性，進(jìn)而完成本發(fā)明。S卩，本發(fā)明提供的是充氣子午線輪胎，其以橫跨左右一對(duì)胎圈部之間的環(huán)狀延伸 的胎體層為骨架，通過在該胎體層的輪胎半徑方向外側(cè)順次層疊設(shè)置帶束層和胎面層而 成，該充氣子午線輪胎特征在于，所述帶束層包括至少1層由沿輪胎圓周方向延伸的多根 波浪形或鋸齒形的壓型鋼絲簾線構(gòu)成的圓周方向帶束層，并且，取出該圓周方向帶束層的 鋼絲簾線情況下所取出后的鋼絲簾線的壓型的曲率半徑R在大于等于18mm且小于等于 125mm的范圍內(nèi)。在本發(fā)明中，所述圓周方向帶束層的鋼絲簾線為由具有大于等于0. 12mm且小于 等于0. 45mm的單絲直徑的單絲構(gòu)成的加捻簾線，優(yōu)選其具有大于等于1. 20mm且小于等于 3. OOmm的簾線直徑，并且，具有大于等于0. 3%且小于等于3. 0%范圍內(nèi)的初始拉伸應(yīng)變 量。并且，優(yōu)選所述帶束層包括1層至4層所述圓周方向帶束層，也優(yōu)選所述帶束層包括1 層至3層由沿相對(duì)于輪胎圓周方向相傾斜的方向延伸的簾線構(gòu)成的斜交帶束層。并且，在本發(fā)明中，所述鋼絲簾線是將由多根鋼絲單絲捻成2層或3層的層捻鋼絲 簾線壓型成波浪形或鋸齒形后形成，至少外套絲之間的單絲_單絲間隔AL與外套絲直徑 df的比值A(chǔ)L/df優(yōu)選為0.08 1.00。根據(jù)本發(fā)明，通過上述結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了能夠提高圓周方向帶束層的波浪形壓型鋼絲 簾線的耐久性、并有效防止鋼絲簾線疲勞斷裂的充氣子午線輪胎。并且同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了能夠提 高耐腐蝕性能的的充氣子午線輪胎。


圖1是本發(fā)明一個(gè)例子中的充氣子午線輪胎的胎面附近的放大剖面圖。圖2是加工成波浪形的鋼絲簾線的示意圖。圖3是示出鋼絲簾線的應(yīng)變-載荷曲線的圖表。圖4是外套絲直徑df以及單絲_單絲間隔AL的說明圖。附圖標(biāo)記說明1、胎體層2、帶束層3、圓周方向帶束層4、斜交帶束層
5、胎面層10、充氣子午線輪胎20、鋼絲單絲R、鋼絲簾線的壓型的曲率半徑df、外套絲直徑AL、單絲-單絲間隔a、振幅λ、波長
具體實(shí)施例方式接下來，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。在圖1中，放大表示本發(fā)明的一個(gè)例子中的充氣子午線輪胎的胎面部附近的剖面 圖。圖示的本發(fā)明的充氣子午線輪胎10為以橫跨左右一對(duì)胎圈部(圖中未示出)之間的 環(huán)狀延伸的胎體層1為骨架，在所述胎體層的輪胎半徑方向外側(cè)順次層疊設(shè)置帶束層2和 胎面層5而成。在本發(fā)明中，帶束層2包括至少1層由沿輪胎圓周方向延伸的多根波浪形或鋸齒 形的壓型鋼絲簾線構(gòu)成的圓周方向帶束層3，圖示實(shí)施例中包括2層圓周方向帶束層3，在 不改變形狀情況下從輪胎中的圓周方向帶束層3取出的鋼絲簾線，其壓型的曲率半徑R在 大于等于18mm且小于等于125mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選在大于等于20mm且小于等于75mm的范圍 內(nèi)。如上所述，在波浪形或鋸齒形的壓型鋼絲簾線中，在壓型部產(chǎn)生彎曲應(yīng)變的集中， 由于今后尺寸大型化等引起的受力增大，可能會(huì)以所述壓型部為起始點(diǎn)發(fā)生鋼絲簾線的疲 勞斷裂。為了防止所述疲勞斷裂發(fā)生，有效的方法是增大所述壓型部的曲率半徑R，從而緩 和彎曲應(yīng)變的集中。在本發(fā)明中，通過將所述壓型部的曲率半徑R設(shè)定在上述范圍內(nèi)，有效 地緩和了彎曲應(yīng)變的集中，能夠防止疲勞斷裂的發(fā)生。在此，如圖2所示，定義本發(fā)明中的壓型部的曲率半徑R為，將加工成波浪形或鋸 齒形的鋼絲簾線20 (振幅a，波長λ)的壓型部作為近似圓弧所測(cè)定到的曲率半徑。具體來 說，理想的曲率半徑R是振幅a及波長λ的函數(shù)R= Α^λΛπ)2。所述曲率半徑R小于 18mm的情況下，不能充分緩和彎曲應(yīng)變，相應(yīng)地在壓型部容易產(chǎn)生應(yīng)變的集中，導(dǎo)致簾線抗 疲勞性降低。另一方面，所述曲率半徑R超過125mm的情況下，由于不能確保輪胎中所需鋼 絲量，在其他性能方面，例如不易確保輪胎制造時(shí)所需的初始應(yīng)變，也可能會(huì)產(chǎn)生壓曲不良 等現(xiàn)象。并且，從輪胎中取出的加工為波浪形或鋸齒形的鋼絲簾線的波長λ為20mm 120mm，并且，優(yōu)選振幅a與λ的比值滿足下式關(guān)系0. 025彡a/λ彡0. 065。并且，構(gòu)成圓周方向帶束層3的上述鋼絲簾線為由單絲直徑在大于等于0. 12mm且 小于等于0. 45mm、優(yōu)選大于等于0. 15mm且小于等于0. 36mm的范圍內(nèi)的單絲構(gòu)成的加捻簾 線，簾線直徑為大于等于1.20mm且小于等于3. 00mm，特別優(yōu)選在大于等于1. 20mm且小于等 于2. OOmm的范圍內(nèi)，并且，初始拉伸應(yīng)變量為大于等于0. 3%且小于等于3. 0%，特別優(yōu)選 在大于等于0.9%且小于等于2.0%范圍內(nèi)。通過使用此種鋼絲簾線，能夠更加良好地確保簾線的耐久性。上述鋼絲簾線的初始拉伸應(yīng)變量小于0. 3%情況下，內(nèi)壓時(shí)及增大胎徑時(shí)簾線會(huì) 被拉斷，輪胎壓曲時(shí)不能變?yōu)檎Ｐ螤?，將?dǎo)致不均勻磨損性惡化。另一方面，簾線的初始 拉伸應(yīng)變量超過3. 0%情況下，由內(nèi)壓引起的胎徑增大會(huì)過度，由此會(huì)使輪胎表面的胎面橡 膠處于拉伸狀態(tài)，導(dǎo)致耐磨性和抗剪切性降低。在此，如圖3所示，鋼絲簾線的初始拉伸應(yīng) 變量在簾線的應(yīng)變-載荷曲線中定義。特別地，作為上述圓周方向帶束層3的鋼絲簾線，優(yōu)選使用上述曲率半徑R在大于 等于20mm且小于等于30mm范圍內(nèi)的強(qiáng)度為2500MPa以上的鋼材，或者使用上述曲率半徑 R在大于等于30mm且小于等于75mm范圍內(nèi)的強(qiáng)度為2900MPa以上的鋼材。使用的鋼材的 強(qiáng)度在該范圍以下的情況下，由于輪胎中所需的鋼絲簾線的強(qiáng)度不足而不優(yōu)選使用。并且，作為適合本發(fā)明的鋼絲簾線，能夠例舉出將由多根鋼絲單絲捻成2層或3層 的層捻鋼絲簾線壓型成波浪形或鋸齒形所形成的鋼絲簾線。在所述鋼絲簾線中，優(yōu)選至少 外套絲之間的單絲-單絲間隔AL和外套絲直徑df的比值A(chǔ)L/df為0. 08 1.00，更加優(yōu) 選在0. 20 0. 70的范圍內(nèi)。圖4是示出外套絲之間的單絲-單絲間隔AL及單絲直徑df的說明圖。通過使 AL/df的值為0. 08 1. 00，橡膠充分滲入鋼絲簾線內(nèi)部，使得簾線內(nèi)充填有橡膠。其結(jié) 果為，即使例如水分從外部進(jìn)入，也能夠防止水分在長度方向擴(kuò)散。相反，AIVdf的值超過 1.00情況下，在反復(fù)拉伸受力時(shí)每個(gè)單絲的張力平衡會(huì)被破壞，產(chǎn)生鋼絲簾線的耐久性降 低的問題，另一方面，AIVdf的值低于0. 08情況下，橡膠不易滲入鋼絲簾線內(nèi)部，使得帶束 層加強(qiáng)簾線的耐腐蝕性能的效果不充分。并且，在本發(fā)明中，優(yōu)選df的值在0. 15 0.36范圍內(nèi)。df的值低于0. 15mm情況 下，確保鋼絲簾線的耐久性變得困難，另一方面，df的值超過0. 36情況下，橡膠滲入鋼絲簾 線的內(nèi)部變得困難，從而不能良好地獲得本發(fā)明的效果。單絲-單絲間隔Δ L能夠通過例如減少外套部(sheath)的單絲根數(shù)或增加芯部 的單絲根數(shù)來進(jìn)行調(diào)整。此外，還能夠通過僅使外套部的單絲直徑變細(xì)，僅使芯部的單絲直 徑變粗，使單絲的捻線間距變小，或者使壓型時(shí)的張力變小等方法或這些方法的組合來進(jìn) 行調(diào)整。在本發(fā)明中，帶束層2包括至少1層上述圓周方向帶束層3，優(yōu)選包括1層至4層 上述圓周方向帶束層3。包括5層或5層以上的圓周方向帶束層3情況下，帶束層2整體厚 度過厚，導(dǎo)致重量增加及耐發(fā)熱性劣化，優(yōu)選圓周方向帶束層為1 4層。并且，圓周方向 帶束層3還能夠由將鋼絲簾線作為整體沿圓周方向排列而成的帶構(gòu)成。并且，優(yōu)選帶束層2除了上述圓周方向帶束層3之外，還包括1層至3層由沿相對(duì) 于輪胎圓周方向傾斜延伸的簾線所構(gòu)成的斜交帶束層4。在圖示例子中，設(shè)置有2層彼此間 相互斜交的斜交帶束層4。不設(shè)置斜交帶束層4情況下，有不能抑制輪胎寬度方向的變形、 產(chǎn)生不均勻磨損性劣化的情況。另一方面，設(shè)置4層或4層以上的斜交帶束層4情況下，整 體厚度過厚，有可能導(dǎo)致重量增加及耐發(fā)熱性的劣化。并且，在本發(fā)明的輪胎10中，于胎體層1的胎冠部的輪胎半徑方向外側(cè)設(shè)置的胎 面層5的表面上形成有適當(dāng)?shù)奶ッ婊y，在輪胎的最內(nèi)層設(shè)置有內(nèi)襯層(圖中未示出)。而 且，在本發(fā)明的輪胎中，作為輪胎內(nèi)填充的氣體，能夠使用普通的例如改變氧分壓的空氣，或者使用氮?dú)獾榷栊詺怏w。下面，通過實(shí) 施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)說明。(實(shí)施例1 5，比較例1 5)如下表1、2所示地分別改變應(yīng)用于圓周方向帶束層的鋼絲簾線(3層加捻3+9+15 結(jié)構(gòu))的波浪形壓型條件情況下，制造具有圖1所示結(jié)構(gòu)的輪胎型號(hào)為495/45R22. 5的充 氣子午線輪胎。在各個(gè)供試驗(yàn)的輪胎中，帶束層2為包括2層由沿輪胎圓周方向延伸的多根波浪 形鋼絲簾線構(gòu)成的圓周方向帶束層3和2層沿相對(duì)于輪胎圓周方向傾斜的方向延伸的簾線 構(gòu)成的斜交帶束層4的結(jié)構(gòu)。(疲勞特性評(píng)價(jià))進(jìn)行以下室內(nèi)試驗(yàn)使各個(gè)供試驗(yàn)輪胎在處于正常內(nèi)壓、正常載荷的120%的負(fù) 載條件下以60km/h行進(jìn)7. 0萬km，試驗(yàn)后，通過進(jìn)行X射線檢查來評(píng)價(jià)各個(gè)供試驗(yàn)輪胎中 的鋼絲簾線的疲勞特性。在X射線檢查中，定義無簾線斷裂的情況為◎，雖然發(fā)現(xiàn)少許簾線 斷裂但在實(shí)際應(yīng)用中無問題的情況為〇，有簾線斷裂的情況為X。其結(jié)果合并在下述表1、 2中表示。(表 1) (表 2) 如上述表1、2所示，在將滿足本發(fā)明相關(guān)條件的波浪形壓型鋼絲簾線應(yīng)用于圓周 方向帶束層的實(shí)施例的充氣子午線輪胎中，證實(shí)了能夠提高鋼絲簾線的耐久性。下面，通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)說明。(實(shí)施例6 10及比較例6 11)將具有下表3、4中所示簾線結(jié)構(gòu)、單絲直徑的鋼絲簾線加工成為規(guī)定的壓型曲率 半徑及Δ L/df，從而制造各個(gè)鋼絲簾線。接下來，和實(shí)施例1相同地，將獲得的各個(gè)鋼絲簾線應(yīng)用于具有圖1所示結(jié)構(gòu)的輪 胎(輪胎型號(hào)495/45R22. 5，全部層數(shù)4層，斜交帶束層2層，以及帶束層加強(qiáng)層2層)， 分別制造各個(gè)供試驗(yàn)的輪胎。隨后，使用所獲得的輪胎，對(duì)其橡膠滲透率、水分?jǐn)U散率及簾 線疲勞性進(jìn)行評(píng)價(jià)。將結(jié)果合并入下述表3及表4中。此外，橡膠滲透率、水分?jǐn)U散率及疲 勞性的定義如下所述。(橡膠滲透率)從應(yīng)用供試驗(yàn)的鋼絲簾線制造的各個(gè)輪胎中取出鋼絲簾線，拆掉全部的外層單 絲，取出芯部后，從4個(gè)方向測(cè)定被橡膠覆蓋的芯絲的長度，通過下式(1)計(jì)算出結(jié)果。橡 膠滲透率(％ )=橡膠覆蓋長度(mm)/試樣長度(mm) XlOO(I)(水分?jǐn)U散率)從應(yīng)用供試驗(yàn)的鋼絲簾線制造的各個(gè)輪胎中取出鋼絲簾線，初始載荷=強(qiáng) 度X0. 2，重復(fù)載荷=強(qiáng)度X0. 05，在環(huán)境濕度90%的條件下，測(cè)定其在施加1000萬次重復(fù) 應(yīng)變后的水分?jǐn)U散率。水分?jǐn)U散率需要找到最長的腐蝕痕跡，根據(jù)下式(2)算出結(jié)果。水分?jǐn)U散率(％)=最大腐蝕長度(mm)/卡盤(chuck)間隔長度(mm) X 100 (2)(簾線疲勞性)進(jìn)行以下實(shí)車試驗(yàn)使應(yīng)用供試驗(yàn)的鋼絲簾線制造的各個(gè)輪胎在處于正常內(nèi)壓、 正常載荷的120%的負(fù)荷條件下行進(jìn)。試驗(yàn)后，通過進(jìn)行X射線檢查來進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于帶束 層端部的鋼絲簾線來說，定義疲勞性良好為〇，不好為X。(續(xù)下頁)(表 3) (表4) 通過上表3、4，可以看出對(duì)于本發(fā)明的輪胎來說，增大了橡膠滲透率，改善了水分 擴(kuò)散率，提高了耐腐蝕性。并且，將所述優(yōu)點(diǎn)合并后提高了輪胎中的簾線的抗疲勞性。雖然 比較例10及11的簾線抗疲勞性結(jié)果為“〇”，但是其與簾線曲率半徑為125mm以下的實(shí)施 例7 8相比還是具有一些劣勢(shì)。
權(quán)利要求
一種充氣子午線輪胎，所述充氣子午線輪胎以橫跨左右一對(duì)胎圈部之間的環(huán)狀延伸的胎體層為骨架，通過在該胎體層的輪胎半徑方向外側(cè)順次層疊設(shè)置帶束層和胎面層而成，其特征在于，所述帶束層包括至少1層由沿輪胎圓周方向延伸的多根波浪形或鋸齒形的壓型鋼絲簾線構(gòu)成的圓周方向帶束層，并且，取出該圓周方向帶束層的鋼絲簾線情況下，取出后的鋼絲簾線的壓型的曲率半徑R在大于等于18mm且小于等于125mm的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣子午線輪胎，其特征在于，所述圓周方向帶束層的鋼絲 簾線是由單絲直徑大于等于0. 12mm且小于等于0. 45mm的單絲所構(gòu)成的加捻簾線，該鋼絲 簾線具有大于等于1. 20mm且小于等于3. OOmm的簾線直徑，并且，其具有大于等于0. 3%且 小于等于3. 0%范圍內(nèi)的初始拉伸應(yīng)變量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣子午線輪胎，其特征在于，所述帶束層包括1層至4層所 述圓周方向帶束層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣子午線輪胎，其特征在于，所述帶束層包括1層至3層由 沿相對(duì)于輪胎圓周方向傾斜的方向延伸的簾線構(gòu)成的斜交帶束層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣子午線輪胎，其特征在于，所述鋼絲簾線是將由多根鋼 絲單絲捻成2層或3層的層捻鋼絲簾線壓型成波浪形或鋸齒形而形成的，至少外套絲之間 的單絲-單絲間隔Δ L與外套絲直徑df的比值A(chǔ)L/df為0.08 1.00。
全文摘要
本發(fā)明提供一種充氣子午線輪胎，該充氣子午線輪胎是在圓周方向帶束層中使用波浪形壓型鋼絲簾線的充氣子午線輪胎，其中，通過提高所述波浪形壓型鋼絲簾線的耐久性，能夠防止由受力增大所引起的鋼絲簾線的疲勞斷裂。所述充氣子午線輪胎以橫跨左右一對(duì)胎圈部之間的環(huán)狀延伸的胎體層(1)為骨架，在該胎體層的輪胎半徑方向外側(cè)順次層疊設(shè)置帶束層(2)和胎面層(5)而成。帶束層(2)包括至少1層由沿輪胎圓周方向延伸的多根波浪形或鋸齒形的壓型鋼絲簾線構(gòu)成的圓周方向帶束層(3)，并且，取出該圓周方向帶束層的鋼絲簾線情況下，取出后的鋼絲簾線的壓型的曲率半徑R在大于等于18mm且小于等于125mm的范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)B60C9/22GK101873940SQ20088011762
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月27日
發(fā)明者大貫厚, 直井浩一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社普利司通