專利名稱：重載型子午輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能提高輪胎胎圈部耐久性的重載型子午輪胎。
背景技術(shù)：
近年，隨著道路的完善化和車輛的高性能化，例如對用于卡車、大轎車等的重載型輪胎也要求高行走性能。近年來，普遍采用子午構(gòu)造胎體和用高剛性帶層緊固該胎體外側(cè)的重載型子午輪胎。該重載型子午輪胎，其胎面部的剛性高，高速性能好，并具有耐磨耗性和低燃費(fèi)性。
重載型子午輪胎，在行駛中，從側(cè)壁面部到胎圈部的區(qū)域受到很大的交變應(yīng)力。另外，除了該應(yīng)力外，由于大氣中臭氧的作用，該區(qū)域容易產(chǎn)生細(xì)微的龜裂(以下僅稱為裂紋)。
這些裂紋可能導(dǎo)致輪胎不能再循環(huán)使用，或者裂紋進(jìn)展到輪胎內(nèi)部而導(dǎo)致胎體簾布層分離。
另外，重載型子午輪胎、尤其如圖12所示那樣的裝在5°錐形輪圈(輪圈j的輪圈座面j1相對于輪胎軸方向傾斜5°)上的重載型子午輪胎，由于輪胎胎圈部的外面廣范圍(例如80％以上)地與輪圈凸緣的圓弧面j2接觸，所以，在行駛中，該接觸區(qū)域產(chǎn)生大的變形和產(chǎn)生高熱。
該變形和熱的復(fù)合作用，使輪胎胎圈部的橡膠物性硬化以至于劣化，是促進(jìn)誘發(fā)上述裂紋和胎體簾布層分離等的原因。
發(fā)明的揭示本發(fā)明權(quán)利要求1至3記載的發(fā)明，其目的是提供可長期抑制容易在輪胎胎圈部表面容易產(chǎn)生的裂紋，能提高輪胎胎圈部耐久性的重載型子午輪胎。
本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，將輪胎組裝在正規(guī)輪圈上并使其膨脹變化時(shí)，輪胎外表面的最大主變形越大，越容易產(chǎn)生上述裂縫。另外還發(fā)現(xiàn)，輪胎外表面在輪胎軸向最外側(cè)的輪胎最大寬度點(diǎn)與接觸外方點(diǎn)(該接觸外方點(diǎn)是胎圈部與輪圈凸緣接觸的接觸區(qū)域的半徑方向外方點(diǎn))之間的區(qū)域的輪胎外表面的最大主變形εm、以及該最大主變形εm與上述輪胎最大寬度點(diǎn)處的最大主變形εp之差(εm-εp)越大，在相對地主變形大的部位容易集中產(chǎn)生裂紋。
為了控制該最大主變形，將胎體簾布層在胎圈鋼絲芯的周圍從輪胎軸方向內(nèi)側(cè)向外側(cè)折返形成折返部，同時(shí)，將該折返部接近本體部地形成平行的平行部，而且，將該平行部的長度限制為胎圈鋼絲芯斷面最大寬度CW的1.0～8.0倍。這樣，可以見效。
權(quán)利要求4、5記載發(fā)明的目的，除了防止裂縫外，還防止胎體簾布層的分離，進(jìn)一步提高胎圈部的耐久性。為此，在胎體簾布層折返部的靠輪胎軸方向的外側(cè)面，配設(shè)有100％定伸強(qiáng)度為14～65kgf/cm2、最好為47～60kgf/cm2的側(cè)密封橡膠，并且，限制其輪胎半徑方向外端位置。
權(quán)利要求6至9記載發(fā)明，為了進(jìn)一步防止上述裂紋和分離，胎圈部的外面與凸緣圓弧面接觸的接觸長度St與凸緣圓弧面的圓弧長度S之比(St/S)，設(shè)定為0.2～0.7，最好為0.4～0.65。
本說明書中，“正規(guī)輪圈”是指由JATMA規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)輪圈、由TRA規(guī)定的“Design Rim”或由ETRTO規(guī)定的“Measuring Rim”，是特定尺寸的輪圈。“正規(guī)內(nèi)壓”是指由JATMA規(guī)定的最高空氣壓、TRA的表“TIRE LOAD LIMITSAT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”中記載的最大值、或者由ETRTO規(guī)定的“INFLATION PRESSURE”。
附圖的簡單說明圖1是本發(fā)明一實(shí)施例輪胎的斷面圖(右半部分)。
圖2是其胎圈部的放大斷面圖。
圖3是圖2的A-A部斷面圖。
圖4是表示最大主變形測定結(jié)果的曲線圖。
圖5是說明最大主變形測定方法的線圖。
圖6(A)和(B)是說明記號的標(biāo)點(diǎn)位置的圖。
圖7是表示另一實(shí)施例的胎圈部放大斷面圖。
圖8是表示邊沿部溫度與比(St/S)關(guān)系的曲線圖。
圖9是說明過盈量的局部斷面圖。
圖10是表示另一實(shí)施例的胎圈部的放大斷面圖。
圖11是表示胎圈部的溫度與比(f/F)關(guān)系的曲線圖。
圖12是表示現(xiàn)有重載型子午輪胎的胎圈部的放大斷面圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式下面，參照


本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1中，表示把重載型子午輪胎1(以下僅稱為輪胎1)裝在正規(guī)輪圈上并充填正規(guī)內(nèi)壓的無負(fù)荷狀態(tài)、即標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的輪胎和輪圈的組合體，左半部分與右半部分對稱。
上述輪圈J，在本實(shí)施例中表示的是5°錐形輪圈，該錐形輪圈在一方具有固定凸緣Jf，其輪圈座面Js相對于輪胎軸方向線傾斜5°(容許±1°的誤差)，該固定凸緣Jf如圖2所示，在作為輪圈寬度部分的輪圈凸緣面Jf1的徑方向外端，具有以略90度的圓弧角彎曲的凸緣圓弧部Jf2。
圖1、圖2中，輪胎1具有胎面部2、從該胎面部2的兩端向輪胎半徑方向內(nèi)方延伸的一對側(cè)壁面部3、位于各側(cè)壁面部3的內(nèi)方端的胎圈部4。另外，輪胎1還具有例如由1塊胎體簾布層6a構(gòu)成的胎體6，該胎體簾布層6a由本體部6A和折返部6B一體地構(gòu)成，上述本體部6A從胎面部2經(jīng)過側(cè)壁面部3到達(dá)胎圈4的胎圈鋼絲芯5。上述折返部6B在上述胎圈鋼絲芯5的周圍從輪胎軸方向內(nèi)側(cè)向外側(cè)折返。由于用一塊胎體簾布層6a構(gòu)成胎體6，所以可減輕輪胎的重量。
上述胎體簾布層6a，其胎體簾線相對于輪胎赤道C配置在70～90°的角度范圍。另外，胎體簾線最好采用鋼線，根據(jù)需要也可以采用尼龍、人造絲、聚酯、芳香族聚酰胺等有機(jī)纖維線。本實(shí)施例中的胎體6，是用100％定伸強(qiáng)度Mt為37～47kgf/cm2的襯橡膠包覆鋼線束成的簾線配列體的織物構(gòu)成，相對于輪胎赤道C約傾斜90°。
在上述胎體6的半徑方向外側(cè)且胎面部2的內(nèi)方，配置著帶層7。帶層7在本例中為帶簾布層7A、7B、7D、7C的4層疊合構(gòu)造。帶簾布層7A在最內(nèi)層，其鋼簾線相對于輪胎赤道C例如傾斜60±10°。簾布層7B、7C、7D的鋼簾線相對于輪胎赤道C傾斜30°以下的小角度，上述帶簾線在簾布層間相互交叉的交叉部分設(shè)有一處以上。另外，根據(jù)需要帶層7也可采用人造絲、尼龍、芳香族聚酰胺等其它的線材。
上述胎圈部4內(nèi)充填著硬質(zhì)橡膠構(gòu)成的膠芯8，該膠芯在胎體簾布層6a的本體部6A與折返部6B之間、從胎圈鋼絲芯5向輪胎半徑方向外側(cè)變細(xì)。上述胎圈膠芯8，例如如圖1所示，從胎圈基線BL到其外端8t的輪胎半徑方向高度H1，為胎體斷面高度Hc的6～35％，最好為8～25％，更好為15～25％。本例中設(shè)定為約21％。
所謂的“邊沿基線BL”，是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)中，通過輪圈徑位置的輪胎軸方向線。所謂的“胎體斷面高度”，是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)中，從該邊沿基線BL到胎體6的輪胎半徑方向最外端的輪胎半徑方向的距離。
如圖2所示，胎圈膠芯8，在本例中，其輪胎軸方向外側(cè)面8o朝輪胎軸方向內(nèi)側(cè)凹陷并形成為圓滑的圓弧狀，例如，由100％定伸強(qiáng)度Ma為14～84kgf/cm2，最好為55～84kgf/cm2，更好為64～84kgf/cm2的橡膠形成。
上述胎圖膠芯8的100％定伸強(qiáng)度Ma，如果超過84kgf/cm2，則胎圈部4的剛性過大，在胎圈膠芯8的半徑方向外端附近，容易局部地彎折胎體簾線，使胎體簾線強(qiáng)度降低，或誘發(fā)簾布層松弛等。另外，如果胎圈膠芯8的100％定伸強(qiáng)度Ma小于55kgf/cm2，則胎圈部4得不到所需的剛性，使操作穩(wěn)定性大為降低。
上述胎圈鋼絲芯5，在本例中是將鋼線卷繞預(yù)定圈數(shù)并綁扎而形成為大致六邊形狀斷面。例如，用橡膠包覆其周圍。另外，如圖2所示，胎圈鋼絲芯5的輪胎半徑方向的內(nèi)片5i沿著輪胎軸方向線。另外，本實(shí)施例的輪胎1，由于裝在5°錐形輪圈上，所以，通過上述內(nèi)片5i的胎圈鋼絲芯5的內(nèi)徑φA，必須大于正規(guī)輪圈J的輪圈名義直徑φB。
上述胎圈鋼絲芯5的內(nèi)徑φA，如果小于正規(guī)輪圈J的輪圈名義直徑φB，則胎體6的線露出于邊沿座面，或者不能組裝輪圈。另外，胎圈鋼絲芯5除了鋼線以外，也可以采用芳香族聚酰胺的線材等。
上述胎體胎圈簾布層6a的折返部6B，其終端最好在負(fù)載時(shí)變形量較小的、高度H2的位置。具體地說，使胎圈膠芯8的外端8t避開輪胎最大寬度點(diǎn)P1。該最大寬度點(diǎn)P1超過到半徑方向外側(cè)，并且輪胎外表面為輪胎軸方向的最外側(cè)。這樣，可減少在該折返部6B的外端的變形集中，防止分離。
如圖1所示的上述胎體簾布層6a的折返高度H2，為從邊沿基線BL到胎體斷面高度Hc的20～60％，最好為30～60％，更好為35～45％，本例中設(shè)定為約41％。上述折返部6B的半徑方向外端高度H2，如果不足上述胎體斷面高度Hc的30％，則在該折返部6B的外端變形集中而容易產(chǎn)生分離。反之，如果折返部6B的半徑方向外端高度H2超過上述胎體斷面高度Hc的60％，其耐久性早已達(dá)到最大限度，反而導(dǎo)致輪胎重量增加，并不理想。
上述胎體簾布層的折返部6B，在本實(shí)施例中形成一段平行部G，該平行部G沿著胎圈膠芯8的外側(cè)8o，以先向內(nèi)鼓出狀朝半徑方向外側(cè)延伸且從胎圈膠芯8的略外端8t的位置接近胎體織物的本體部6A，并平行于本體部6A地延伸。
上述平行部G的長度L(沿平行部測定)，例如在上述標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，為上述胎圈鋼絲芯5的斷面最大寬度CW(以線部分為對象測定)的1.8～8.0倍，最好為2.0～8.0倍，更好為3.5～6.5倍，尤其是4.0～6.0倍為最佳。本實(shí)施例中，平行部G為胎圈鋼絲芯的斷面最大寬度CW的約5.0倍。該平行部G起到控制胎圈部外表面的最大主變形等的作用。
本實(shí)施例中，形成該平行部G的同時(shí)，把輪胎1組裝到正規(guī)輪圈J上，并且從充填了0.5kgf/cm2內(nèi)壓的臨時(shí)狀態(tài)到充填了正規(guī)內(nèi)壓的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)地使其膨脹變化時(shí)，上述輪胎最大寬度點(diǎn)P1與接觸外方點(diǎn)(該接觸外方點(diǎn)是胎圈部4與輪圈J的凸緣Jf接的接觸區(qū)域的半徑方向外方點(diǎn))P2之間區(qū)域Y的表面最大主變形εm為4％以下，而且，上述區(qū)域Y的最大主變形εm與上述輪胎最大寬度點(diǎn)P1處的最大主變形εp之差(εm-εp)不足2％。
上述平行部G的長度L為胎圈鋼絲芯的斷面最大寬度CW的1.0倍以下時(shí)，上述區(qū)域Y出現(xiàn)明顯的最大主變形εm的峰值，在該最大主變形εm的峰值位置，容易較早產(chǎn)生集中的裂縫。相反，如果平行部G的長度L為胎圈鋼絲芯的斷面最大寬度CW的8.0倍以上，則胎圈部的耐久性的提高早已達(dá)到最大限度，反而導(dǎo)致輪胎重量增加，也是不理想的。
本例中，上述平行部G的靠輪胎半徑方向的內(nèi)端處于輪圈凸緣Jf的外端的輪胎半徑方向的外側(cè)。圖2的A-A斷面即圖3中，平行部G中，胎體簾布層的本體部6A和折返部6B相互接近。圖中，胎體簾布層6a的本體部6A和折返部6B的胎體線間距離N，例如設(shè)定為胎體簾線11的直徑D的1.0～4.5倍，最好為1.5～3.5倍。
該平行部G的作用是，借助夾在胎體簾線間的橡膠材的彈性緩和作用于胎體本體部6A與折返部6B的胎體簾線間的剪切力，另外，減少胎圈部表面的變形。
上述線間的距離N，如果不足上述胎體簾線直徑D的1.0倍，則胎體簾線11彼此容易接近，線間剪力的橡膠產(chǎn)生的緩和效果不理想，并且，胎體線11可能會(huì)局部接觸而導(dǎo)致簾線松弛。如果線間距離N超過胎體線直徑D的4.5倍，則即使在本體部6A與折返部6B平行地延伸的情況下，也降低上述區(qū)域Y的外表面的最大變形ε的效果也變小，另外，不必要地增大了胎圈部4的厚度，發(fā)熱性不好。
夾設(shè)在平行部G的胎體線11、11間的橡膠材，可以利用胎體簾布層6a的上述襯橡膠，但本例中，是在胎體簾布層的本體部6A與折返部6B之間，夾設(shè)了另外的緩沖橡膠層12。該緩沖橡膠層12可采用與上述襯橡膠略相同的橡膠材，也可以采用能加強(qiáng)胎圈部4的、與上述胎圈膠芯8相同程度的硬質(zhì)橡膠材等。
圖4中表示現(xiàn)有輪胎(沒有平行部的圖12所示輪胎)和本發(fā)明輪胎的、上述輪胎最外側(cè)點(diǎn)P1與接觸外方點(diǎn)P2之間區(qū)域Y中的變形測定結(jié)果。從圖4可見，現(xiàn)有輪胎在其膨張變化中，區(qū)域Y處的最大主變形εm有7～8％的峰值Z。另外，現(xiàn)有輪胎，在輪胎最外側(cè)點(diǎn)P1處約減小為2％程度。即，最大主變形εm大，并且，區(qū)域Y的最大主變形εm與上述輪胎最大寬度點(diǎn)P1處的最大主變形εp之差(εm-εp)即相對變形也大5％以上。
而本發(fā)明的輪胎，可將整個(gè)區(qū)域Y的最大主變形εm抑制在4％以下。而且，本發(fā)明的輪胎，上述區(qū)域Y的最大主變形εm與上述輪胎最大寬度點(diǎn)P1處的最大主變形εm之差(εm-εp)可控制為不足于2％，所以，基本上沒有最大主變形εm的峰值，而且該區(qū)域Y中的相對變形也小。
因此，本實(shí)施例的輪胎，從側(cè)壁面部3到胎圈部4的上述區(qū)域Y中，由于輪胎表面的最大主變形非常小，所以，可長期有效地抑制因反復(fù)變形及大氣中臭氧的影響而產(chǎn)生的裂縫。另外，也可防止從胎圈部4的外面向輪胎內(nèi)部進(jìn)展的分離。
如果上述最大主變形εm超過了4％，則行駛時(shí)因側(cè)壁面部的反復(fù)變形而產(chǎn)生橡膠劣化，并且因大氣中臭氧等的影響，裂縫在變形高的部位集中產(chǎn)生。如果有上述區(qū)域Y的最大主變形εm與上述輪胎最大寬度點(diǎn)P1的最大主變形εm之差(εp-εm)超過2％的部位存在，則與該輪胎最大寬度點(diǎn)P1的相對變形大，在該位置容易集中產(chǎn)生裂縫。
如圖5所示，上述最大主變形εm的測定如下述地進(jìn)行。先拋光研磨試驗(yàn)用輪胎的側(cè)壁面部3和胎圈部4的表面，用石腦油擦拭。在該研磨面上涂敷粘接劑，畫出朝輪胎半徑方向延伸的測定基準(zhǔn)線RL。然后，使用印刷用網(wǎng)板等，用白墨水(氧化鈦+DOP+蓖麻油)把排列著若干圓的記號復(fù)印到尼龍帶15上。接著把該尼龍帶15沿上述測定基準(zhǔn)線貼在組裝在輪圈上并充填了0.5kgf/cm2內(nèi)壓的上述試驗(yàn)用輪胎的研磨面上，進(jìn)行轉(zhuǎn)印。再充填空氣壓直到正規(guī)內(nèi)壓，使輪胎膨脹后，把留在輪胎上的上述記號復(fù)印到新的帶子上。放大這樣得到的記號(0.5kgf/cm2的內(nèi)壓充填時(shí)的基準(zhǔn)條件、正規(guī)內(nèi)壓充填時(shí)的比較條件)，計(jì)測圖6所示各標(biāo)點(diǎn)，可用下述式1～式11算出最大主變形。(式1)基準(zhǔn)條件下的周向長度Lc0={(x10-x20)2+(y10-y20)2}1/2(式2)基準(zhǔn)條件下的半徑方向長度Lr0={(x30-x40)2+(y30-y40)2}1/2(式3)基準(zhǔn)條件下的135°方向長度L1350={(x50-x60)2+(y50-y60)2}1/2(式4)比較條件下的周向長度Lc1={(x11-x21)2+(y11-y21)2}1/2(式5)比較條件下的半徑方向長度Lr1={(x31-x40)2+(y31-y41)2}1/2(式6)比較條件下的135°方向長度L1351={(x51-x61)2+(y51-y61)2}1/2(式7)周方向變形εc=(Lc1-Lc0)/Lc0(式8)半徑方向變形εr=(Lr1-Lr0)/Lr0(式9)135°方向變形ε135=(L1351-L1350)/L1350(式10)剪切變形γ=εc+εr-2×ε135(式11)最大主變形ε=(εc+εr)/2+{(εc-εr)2+γ2}1/2/2另外，本實(shí)施例中，在胎體簾布層6A的折返部6B的輪胎軸方向外側(cè)面，配設(shè)著輪胎半徑方向內(nèi)端、外端為尖狀的、100％定伸強(qiáng)度Mp為14～65kgf/cm2、最好為47～60kgf/cm2的側(cè)襯橡膠9。該側(cè)襯橡膠9的半徑方向外端9t終止在胎圈膠芯8的外端8t外側(cè)、并且，本例中該外端9t終止在上述平行部G外端的內(nèi)側(cè)。
胎圈部4配置了全部覆蓋側(cè)襯橡膠9的輪胎軸方向外面，并且，露出于胎圈部4的外面4a和邊沿座面4b的沿口襯層橡膠10。該沿口襯層橡膠10，其100％定伸強(qiáng)度Mc為55～75kgf/cm2，最好為60～75kgf/cm2。該定伸強(qiáng)度大的沿口襯層橡膠10的作用是，提高與輪圈J相接的胎圈部4的外面4a和邊沿座面4b的剛性，不偏離輪圈，并且，有效地抑制因與輪圈的接觸而損傷。
這樣，由于在上述胎體簾布層的折返部6B的外側(cè)面，分別配置規(guī)定了100％定伸強(qiáng)度的側(cè)襯橡膠9和沿口襯層橡膠10等，可以與減小胎體6的襯橡膠的界面的定伸強(qiáng)度差，緩和變形的集中，有效防止折返部6B的分離。
如果上述側(cè)襯橡膠9的100％定伸強(qiáng)度Mp不足14kgf/cm2，雖然對胎體的隨從性得到提高，但是胎圈部的剛性降低，操作穩(wěn)定性大幅度降低。反之，如果側(cè)襯橡膠9的100％定伸強(qiáng)度Mp超過65kgf/cm2，則與胎體簾布層6a的襯橡膠的定伸強(qiáng)度差變大，防止分離的效果減小。胎體簾線的襯橡膠的100％定伸強(qiáng)度Mt與側(cè)襯橡膠的100％定伸強(qiáng)度Mp之差在10kgf/cm2以下，最好在5kgf/cm2以下。
如果側(cè)襯橡膠9的外端9t位于胎圈膠芯8的外端8t內(nèi)側(cè)，則輪胎在行駛中，胎圈膠芯8的外端部8t追隨較大彎曲的胎體6，緩和變形的效果降低。另外，在側(cè)襯橡膠9的外端9t包覆著平行部G的外端地向其外側(cè)延伸時(shí)，有利于防止折返部6B的分離。另外，通過將側(cè)襯橡膠9的輪胎半徑方向內(nèi)端9b和外端9t，分別做成尖狀，能極力緩和與其它周圍橡膠之間產(chǎn)生的剛性差，能分散變形。
上述側(cè)襯橡膠9的半徑方向內(nèi)端9b，本例中如圖2所示，位于從胎圈鋼絲芯5的略中心向軸方向外側(cè)延伸的軸方向線上。為了有效地防止胎體簾布層的折返部6B的分離，該內(nèi)端9b的高度H3，最好為胎體斷面高度Hc的1～8％，本例中設(shè)定為4.5％。側(cè)襯橡膠9的外端高度H4，最好為胎體斷面高度Hc的25～65％，本例中設(shè)定為31％。
因此，本實(shí)施例中，胎圈膠芯8的高度H1、胎體的折返高度H2、側(cè)襯橡膠的內(nèi)外端高度H3、H4設(shè)定為下式關(guān)系H3＜H1＜H4＜H2。
但也可以設(shè)定為
H3＜H1＜H2＜H4。
側(cè)襯橡膠9的最大厚度t(圖2所示)，為胎圈鋼絲芯5的斷面最大寬度CW的0.2～0.7倍最有效。上述厚度t如果不足于胎圈鋼絲芯5的斷面最大寬度CW的0.2倍，則側(cè)襯橡膠9的防止胎體折返部6B分離的效果減小。反之，如果上述厚度t超過胎圈鋼絲芯5的斷面最大寬度CW的0.7倍，則有增加胎圈部4的橡膠厚度的傾向，有加劇胎圈部4發(fā)熱的傾向。
上述沿口襯層橡膠10的100％定伸強(qiáng)度Mc如果不足55kgf/cm2，則得不到能承受與輪圈J接觸的充分剛性。反之，如果超過了75kg/cm2，則胎圈部的剛性過度被提高。本例中，該沿口襯層橡膠10與構(gòu)成側(cè)壁面部3的外表面的、100％定伸強(qiáng)度Ms為10～20kgf/cm2的側(cè)壁面橡膠14相連接。
由于設(shè)置了該側(cè)襯橡膠9和沿口襯層橡膠10等，可適度緩和胎圈部4的剛性，將其變形分散到廣范圍，提高防止分離的效果。另外，側(cè)襯橡膠9可防止胎圈膠芯8外端8t處的胎體6的局部彎曲，可防止該外端8t附近的胎體簾線的強(qiáng)度降低。
圖7表示另一實(shí)施例。該例中，在上述標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的輪胎子午斷面中，胎圈部4的外面與彎曲的凸緣圓弧面Jf2接觸，同時(shí)，胎圈部4的外面與凸緣圓弧面Jf2接觸的接觸長度St與上述凸緣圓弧面的圓弧長度S之比(St/S)為0.2～0.7。其它構(gòu)造與上述實(shí)施例相同。上述凸緣圓弧面Jf2與輪圈寬度部分即輪圈凸緣面Jf1的徑向外端相連，并有約90°的圓弧角。
裝在5°錐形輪圈上的現(xiàn)有輪胎(圖12所示)，在上述標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由于胎圈部4的外面4a在廣范圍內(nèi)與上述凸緣圓弧面jf2接觸，所以，在胎體簾布層的折返部等處常常發(fā)生分離。而本實(shí)施例中，胎圈部4的外面4a與凸緣圓弧面Jf2接觸的接觸區(qū)域T(圖7所示)限定在比已往小的特定范圍內(nèi)，所以，可減小在輪胎行駛中伴隨著向輪圈凸緣Jf倒入的輪胎變形而產(chǎn)生的變形振幅和摩擦熱，由于側(cè)襯橡膠9的配置和限制最大主變形的復(fù)合作用，可進(jìn)一步抑制分離的產(chǎn)生。
上述比(St/S)的限定范圍，是根據(jù)本發(fā)明者的各種試驗(yàn)結(jié)果得出的。即，對進(jìn)行了種種變化了的(St/S)的輪胎進(jìn)行轉(zhuǎn)鼓耐久試驗(yàn)。測定胎圈部的內(nèi)部(圖7的A點(diǎn))的溫度，結(jié)果得到圖8所示的結(jié)果。將上述比(St/S)設(shè)定在0.2～0.7的范圍、最好在0.4～0.65、更好在0.5～0.65的范圍，可將胎圈部4的發(fā)熱抑制在非常小的程度。
如果上述比(St/S)不足0.2，則接觸區(qū)域T的范圍過于減少，胎圈部4的彎曲變形量顯著增大，使摩擦發(fā)熱增加。如果上述比(St/S)超過0.7，則與現(xiàn)有輪胎無大差別，由于接觸區(qū)域T的范圍過大而使發(fā)熱以至變形增大，得不到防止分離的效果。另外，凸緣圓弧面Jf具有90°以上的圓弧角時(shí)，圓弧長度S采用相當(dāng)于圓弧角的長度。
該實(shí)施例中，上述胎圈部4的外面形成圓弧形曲面部13，該圓弧形曲面部13從與上述輪圈凸緣Jf的凸緣圓弧面Jf2相接的接觸區(qū)域T的半徑外方向點(diǎn)即接觸外方點(diǎn)P2朝輪胎半徑方向外側(cè)延伸，并且向輪胎內(nèi)腔側(cè)凹陷。該圓弧形曲面部13的作用是，進(jìn)一步減少胎圈部4的橡膠厚度，減少因橡膠內(nèi)部摩擦而發(fā)熱，進(jìn)一步防止分離。
另外，該圓弧形曲面部13，形成為向輪圈凸緣側(cè)倒入時(shí)與輪圈凸緣Jf的凸緣圓弧面Jf2的形狀吻合的形狀，所以，在該倒入變形時(shí)，因沒有圓弧的反轉(zhuǎn)等，該圓弧形曲面部13與輪圈凸緣Jf的凸緣圓弧面Jf2的摩擦非常小，所以，可減少胎圈部4的發(fā)熱、減少變形、抑制分離。
如圖7所示，從邊沿基線BL到該圓弧形曲面部13的半徑方向外端P3的高度H5為上述胎體斷面高度Hc的15～35％，最好為20～30％，更好為22～28％，本例中設(shè)定為21％，與上述胎圈膠芯8的高度H1大致相等。本實(shí)施例中，該圓弧形曲面部13與側(cè)壁面部3的外面圓弧C1(該外面圓弧C1在輪胎內(nèi)腔側(cè)具有中心，曲率半徑為R1)相交，其相交部在輪胎周方向呈棱線。
上述圓弧形曲面部13的半徑方向外端高度H5，如果為胎體斷面高度Hc的15％以下，則難以減少胎圈部4的橡膠厚度，并且，減少圓弧形曲面部13與輪圈凸緣Jf的凸緣圓弧面Jf2的摩擦的效果降低。反之，如果超過30％，則胎圈部4的剛性降低。本例中，將圓弧形曲面部13的外端P3設(shè)在與硬質(zhì)橡膠構(gòu)成的胎圈膠芯8的外端8t同等或其內(nèi)側(cè)的位置，可防止胎圈部的剛性降低。
在輪胎子午斷面中，圓弧形曲面部13最好用單一或若干的圓弧形成。用單一圓弧時(shí)，其曲率半徑最好為上述胎體斷面高度Hc的20～30％。另外，如圖7的虛線所示，圓弧形曲面部13與側(cè)壁面部3的外面圓弧最好圓滑相接。
形成了這樣的圓弧形曲面部13時(shí)，胎圈部4的向輪圈凸緣Jf的倒入變形量增大。尤其是現(xiàn)有的裝在5°錐形輪圈上的重載型輪胎中，在輪胎加硫金屬模具尺寸內(nèi)由于胎圈座面4b的內(nèi)徑設(shè)定為大于輪圈座面Js的外徑，同時(shí)胎圈部外面與輪圈凸緣面之間形成著過盈量，所以，在上述的倒入時(shí)，胎圈座面4b產(chǎn)生更大的運(yùn)動(dòng)，使胎圈部4的發(fā)熱加劇。
本實(shí)施例中，如圖9中虛線所示，在輪胎加硫金屬模具內(nèi)的尺寸內(nèi)，把胎圈座面4b的內(nèi)徑設(shè)定得小于輪圈座面Js的外徑，這樣，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)中在胎圈座面4b與輪圈座面Js之間設(shè)置過盈量。這樣，輪胎1在負(fù)荷時(shí)，輪圈座面Js的大的動(dòng)作被抑制，可降低因反復(fù)變形導(dǎo)致的過盈部發(fā)熱，也抑制胎圈基面的橡膠破壞，更提高胎圈部的耐久性。
如圖9所示，固定凸緣側(cè)的輪圈座面Js與金屬模具內(nèi)尺寸的輪胎的胎圈座面之間的最大過盈量E，最好為0.5～3.0mm。如果該過盈量E不足0.5mm，則抑制負(fù)荷時(shí)的胎圈座面4b大運(yùn)動(dòng)的效果減小。反之，如果超過3.0mm，則輪圈的組裝困難。另外，也可以適當(dāng)配置增強(qiáng)胎圈座面4b強(qiáng)度的簾線(纖維)沿口襯層。
該實(shí)施例中，如圖10所示，在上述的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，在凸緣圓弧面Jf2中，以最短長度F連接P點(diǎn)(該P(yáng)點(diǎn)是從輪圈凸緣部Jf1的徑方向外端到相當(dāng)于60°圈弧角的凸緣圓弧面Jf2的60°位置)與M點(diǎn)(該M點(diǎn)是胎體折返部6B的軸方向外側(cè)面)的線，與胎圈部4的外面的交點(diǎn)為R時(shí)，MR間的長度f與上述線長度F之比(f/F)為0.4～0.9地設(shè)定橡膠厚度。
根據(jù)本發(fā)明者的試驗(yàn)結(jié)果，胎圈部4的分離，以上述M點(diǎn)附近為中心發(fā)生，通過限制相對于上述線長度F的橡膠厚度、即限制上述MR間的長度f，可以控制胎圈部4的發(fā)熱，防止分離。
即，對種種變化了(f/F)的輪胎作了轉(zhuǎn)鼓耐久性試驗(yàn)，測定該M點(diǎn)附近的溫度，如圖11所示，如果上述比(f/F)超過0.9，則雖然邊沿部4的剛性被提高，但由于與輪圈凸緣Jf的接觸機(jī)會(huì)增加而使發(fā)熱加劇。如果上述比(f/F)不足0.4，則因胎圈部的橡膠厚度不足而剛性降低，操作穩(wěn)定性降低，容易產(chǎn)生構(gòu)造破壞等。
這樣，通過限制胎圈部的橡膠厚度，可提高側(cè)襯橡膠9的作用，另外，也能減少上述區(qū)域Y的變形，更加提高胎圈部的耐久性。
上面對本實(shí)施例的重載型子午輪胎1作了詳細(xì)說明，上述任一實(shí)施例中，在胎圈部4上都設(shè)有除了簾布層之外再與簾布層不同地配置由排列著有機(jī)纖維或鋼絲纖維的線簾布層構(gòu)成的線加強(qiáng)層。這有利于減輕輪胎的重量和降低成本。本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明宗旨范圍內(nèi)可作各種變更。具體例按照表1的規(guī)格，制作輪胎尺寸為10.00R20的5°錐形輪圈用重載型子午輪胎(實(shí)施例1～8、現(xiàn)有例)，進(jìn)行胎圈部的耐久試驗(yàn)。輪胎的規(guī)格如下。<胎體>·簾布層數(shù)1層·簾線構(gòu)成鋼線(3×0.20+7×0.23)·簾線角度相對于輪胎赤道90°·簾線密度38根/5cm(位于胎圈鋼絲芯的輪胎半徑方向內(nèi)側(cè))<帶層>·簾布層數(shù)4層·簾線構(gòu)成鋼線(3×0.20+6×0.35)·簾線角度相對于輪胎赤道從內(nèi)側(cè)織物起+67/+18/-18/-18度·簾線密度26根/5cm先比較使平行部長度作各種變化時(shí)的上述區(qū)域Y的最大主變形和裂縫的發(fā)生狀況、邊沿耐久性等。該試驗(yàn)中，各橡膠的定伸強(qiáng)度如下述為一定，未設(shè)置側(cè)襯橡膠。
側(cè)壁面橡膠的100％定伸強(qiáng)度Ms :15kgf/cm2胎圈膠芯橡膠的100％定伸強(qiáng)度Ma :75kgf/cm2沿口襯層橡膠的100％定伸強(qiáng)度Mc :71kgf/cm2胎體膠芯橡膠的100％定伸強(qiáng)度Mt :42kgf/cm2試驗(yàn)內(nèi)容如下。<胎圈部的耐久性>
把試驗(yàn)輪胎裝在7.5×20的正規(guī)輪圈上，充填內(nèi)壓1000kpa，使其以9000kgf荷重、20km/h的速度在轉(zhuǎn)鼓上行走，在用目視可確認(rèn)的損傷發(fā)生時(shí)停止行走，以將現(xiàn)有例設(shè)定為100的指數(shù)來評價(jià)損傷發(fā)生距離L1與行走距離L0(10000km)之比L1/L0。數(shù)值越大者越優(yōu)。<最大主變形測定試驗(yàn)>
按照前面的說明，評價(jià)峰值的有無和最大主變形εm、εp(正規(guī)輪圈7.5×20，內(nèi)壓800kpa)。<裂縫測定試驗(yàn)>
將試驗(yàn)輪胎裝在7.5×20的正規(guī)輪圈上，并充填800kpa的內(nèi)壓，將該試驗(yàn)輪胎放入臭氧濃度為40pphm、室溫40度的臭氧腔內(nèi)，以將現(xiàn)有例設(shè)定為100的指數(shù)來評價(jià)上述區(qū)域Y中產(chǎn)生裂紋的時(shí)間。數(shù)值越大者耐裂紋性越優(yōu)。<輪胎重量>
測定1個(gè)輪胎的重量，以將現(xiàn)有例1設(shè)定為100的指數(shù)來進(jìn)行表示。
試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。表1<

>
接著，如表2所示，設(shè)置側(cè)襯橡膠，并且使各橡膠定伸強(qiáng)度變化，進(jìn)行同樣的試驗(yàn)。各試驗(yàn)結(jié)果的指數(shù)，是以將現(xiàn)有例2設(shè)定為100的指數(shù)表示的。
試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。表2

*Hc胎體斷面高度再使各橡膠定伸強(qiáng)度變化，并變化上述比(St/S)，進(jìn)行同樣的試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。
表3

*Hc胎體斷面高度從這些試驗(yàn)結(jié)果可知，實(shí)施例的輪胎可提高胎圈部的耐久性。另外，實(shí)施例的輪胎，在區(qū)域Y中最大主變形εm不具有峰值，并且在4.0％以下。另外，(εm-εp)均不足于2％，相對變形也小。從這些結(jié)果還可知，實(shí)施例的輪胎具有很好的耐裂紋性。
另外，對其它的輪胎尺寸也得到大致同樣良好的試驗(yàn)結(jié)果。
權(quán)利要求
1．重載型子午輪胎，它具有含胎體簾布層的胎體和胎圈膠芯，上述胎體簾布層設(shè)有折返部，該折返部一體地設(shè)在從胎面部經(jīng)過側(cè)壁面部到達(dá)胎圈部的胎圈鋼絲芯的本體部上，并在上述胎圈鋼絲芯外從輪胎軸方向內(nèi)側(cè)向外側(cè)折返后延伸到半徑方向外側(cè)，簾線相對于輪胎赤道傾斜70～90°排列著；上述胎圈膠芯在胎體簾布層的本體部與折返部之間，從胎圈鋼絲芯呈尖狀地延伸到輪胎半徑方向；其特征在于，上述折返部具有平行部，該平行部沿著上述胎圈膠芯的輪胎軸向的外側(cè)面延伸到半徑方向外側(cè)，并且從胎圈膠芯的輪胎半徑方向外端接近胎體簾布層的本體部后幾乎平行地延伸；該平行部的長度L為上述胎圈鋼絲芯的斷面最大寬度CW的1.0～8.0倍。
2．如權(quán)利要求1所述的重載型子午輪胎，裝在5°錐形輪圈上，其特征在于，上述胎體由一片胎體簾布層構(gòu)成，并且上述折返部的輪胎半徑方向的外端高度H2為胎體斷面高度Hc的30～60％。
3．如權(quán)利要求1所述的重載型子午輪胎，其特征在于，在從把輪胎裝在正規(guī)輪圈上、并充填0.5kgf/cm2的內(nèi)壓的臨時(shí)狀態(tài)到充填正規(guī)內(nèi)壓的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)使其膨張變化的情況下，輪胎外面在P1點(diǎn)與接觸外方點(diǎn)P2點(diǎn)之間區(qū)域的表面的最大主變形εm為4％以下，上述P1點(diǎn)是軸向最外側(cè)的輪胎最大寬度點(diǎn)，上述接觸外方點(diǎn)P2是胎圈部與輪圈凸緣相接的接觸區(qū)域的半徑方向外方點(diǎn)；而且，上述區(qū)域的最大主變形εm與輪胎最大寬度點(diǎn)P1處的最大主變形εp之差(εm-εp)在2％以下。
4．如權(quán)利要求1所述的重載型子午輪胎，其特征在于，上述胎圈部，在胎體簾布層的折返部的輪胎軸方向外側(cè)面上配設(shè)有100％定伸強(qiáng)度Mp為14～65kgf/cm2的側(cè)襯橡膠，同時(shí)，其輪胎半徑方向的外端位于胎圈膠芯外端的外側(cè)。
5．如權(quán)利要求4所述的重載型子午輪胎，其特征在于，上述胎圈部設(shè)有覆蓋上述側(cè)襯橡膠的輪胎軸方向外面、并露出于胎圈部外面和胎圈座面的100％定伸強(qiáng)度Mc為55～75％kgf/cm2的沿口襯層橡膠，而且，該沿口襯層橡膠上連接著形成為側(cè)壁面部的外面的、100％定伸強(qiáng)度Ms為10～20kgf/cm2的側(cè)壁面橡膠。
6．如權(quán)利要求1所述的重載型子午輪胎，其特征在于，上述胎圈部，在組裝到正規(guī)輪圈且充填了正規(guī)內(nèi)壓的無負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，與彎曲的凸緣圓弧面接觸，該凸緣圓弧面與通過輪圈凸緣寬度位置的輪圈凸緣面的徑向外端相連、并具有90°的圓弧角；并且，該胎圈部的外面與凸緣圓弧面接觸的接觸長度St，與上述凸緣圓弧面的圓弧長度S之比(St/S)為0.2～0.7。
7．如權(quán)利要求6所述的重載型子午輪胎，其特征在于，上述胎圈部具有在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，從與輪圈凸緣接觸的接觸區(qū)域的半徑方向外方點(diǎn)即接觸外方點(diǎn)延伸到輪胎半徑方向外側(cè)、并且向輪胎內(nèi)腔側(cè)凹入的圓弧形曲面部，同時(shí)，上述比(St/S)為0.4～0.65。
8．如權(quán)利要求6所述的重載型子午輪胎，其特征在于，上述胎圈部在上述標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，以最短長度F連接P與M的線與胎圈部外面相交的點(diǎn)為R時(shí)，MR間的長度f與上述線長度F之比(f/F)為0.4～0.9；上述P是從輪圈凸緣部的徑向外端到相當(dāng)于60°圓弧角的凸緣圓弧面的60°的位置，上述M是胎體折返部的軸方向外側(cè)面。
9．如權(quán)利要求6所述的重載型子午輪胎，其特征在于，上述胎圈部，其邊沿座面與輪圈座面之間有過盈量。
全文摘要
本發(fā)明提供的重載型子午輪胎,具有含胎體簾布層的胎體和胎圈膠芯。上述胎體簾布層由本體部和折返部構(gòu)成,本體部從胎面部經(jīng)過側(cè)壁面部到達(dá)胎圈部的胎圈鋼絲芯,折返部與本體部設(shè)成為一體,該折返部在胎圈鋼絲芯處從輪胎軸方向內(nèi)側(cè)向外側(cè)折返后朝半徑方向外側(cè)延伸,并且簾線相對于輪胎赤道以70～90°的角度傾斜配列,上述胎圈膠芯在胎體簾布層的本體部與折返部之間,從胎圈鋼絲芯朝輪胎半徑方向外側(cè)呈變細(xì)狀延伸。上述折返部具有平行部,該平行部沿著胎圈膠芯的輪胎軸方向外側(cè)面朝半徑方向外側(cè)延伸、并從胎圈膠芯的輪胎半徑方向外端接近胎體簾布層本體部后幾乎平行地延伸。該平行部的長度L設(shè)定為胎圈鋼絲芯的斷面最大寬度CW的1.0～8.0倍。
文檔編號B60C3/04GK1230924SQ98800907
公開日1999年10月6日 申請日期1998年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月1日
發(fā)明者上橫清志, 沼田一起, 中川恒之, 淺野賢司, 白石正貴 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會(huì)社