专利名称：工程车辆用轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程车辆用轮胎，特别地涉及减少发热并且抑制在最外层的带束端产生裂纹(crack)的工程车辆用轮胎。
背景技术：
近年来，随着工程车辆的尺寸的增大，轮胎日益增大并承载更重的载荷，并且轮胎日益扁平化。这提出了在胎面中央部发热的问题。为解决该问题，例如，如专利文献1中所述，发展了以下技术在胎面中央部设置窄槽以提高轮胎的胎面中央部的散热性能。现有技术文献专利文献1 特开2007-191093号公报
发明内容
发明要解决的问题然而，虽然已经对温升较大的胎面中央部作出上述改进，但是未对带束的胎面宽度方向上的端部附近的发热(与胎面中央部相比，该带束的胎面宽度方向上的端部附近的散热性能是良好的并且温升较小)作出任何改进。于是，尤其带束端部附近的温度相对高于胎面中央部的温度，因此，归因于从带束端部开始的裂纹的胎面脱层(tre ad separation)增力口。此外，工程车辆用轮胎行驶在不平坦的地形时，布置于最外侧的带束层通常被设计得较宽以保护胎体。如果将槽设置于带束端的近旁，胎面会由于从带束端开始的胎面切割而脱落，因此往往要避免这种槽。考虑到上述情形，本发明旨在解决上述问题，本发明的目的是提供一种工程车辆用轮胎，该轮胎在最外侧带束层的附近具有提高的散热性能并且抑制从最外侧带束层的端部开始的裂纹的产生。用于解决问题的方案本发明人为解决上述问题作了认真的研究，结果发现，从最外侧带束层开始的裂纹由截面中的径向-宽度方向的剪切应变引起，该剪切应变是如下两种应变的叠加其中一种应变是在行驶过程中载荷施加到轮胎时使带束端的附近与路面接触并沿周向延伸并且带束部在接地面内沿宽度方向收缩时产生，另一种应变是在胎面胶被压缩并且胎面在宽度方向上被挤出时产生。本发明人还发现，在轮胎转动的时候在胎面产生的热加速裂纹的发展。然后，本发明人研究了解决上述问题的措施，结果发现，通过以对应最外侧带束层的端部的方式布置窄槽，可以缓和胎面的挤出(pushing-out)变形以延缓从最外侧带束层的端部开始的裂纹的产生，并提高该区域中的散热性能以抑制从最外侧带束层的端部开始产生的裂纹的发展。此外，本发明人对轮胎的接地面的行为作了认真的研究，并发现特别地，在具有尤其在周向上刚性增大的带束部的工程车辆用轮胎中，在施加标准内压，并且在胎面宽度方向上的胎面半宽度的中央的附近作为变形中心的时候，胎面胶的径向变形增大；通过该行为，从胎面的端部起测量的在胎面半宽度的25%到50%的范围的胎面区域内，轮胎的接地面趋于在胎面的宽度方向上的内侧与地面接触。然后，本发明人发现，通过将最外侧带束层的端部定位在比以胎面半宽度的25% 远离胎面的端部的位置靠近中央的位置，可以进一步缓和胎面的挤出变形以进一步抑制在截面的径向-宽度方向上的剪切应变，所述挤出变形通常沿宽度方向向外作用。此外，通过将窄槽定位在比以胎面半宽度的25%远离胎面的端部的位置靠近中央的位置，可以引起在轮胎与路面接触的时候在窄槽闭合的方向上作用的力，由此可以抑制槽底部的裂纹的产生和发展。解决以上问题的本发明的主要构造如下(1) 一种工程车辆用轮胎，其具有由在胎体的胎冠部的径向外侧的多个层形成的带束部，所述胎体在一对胎圈部之间环状地延伸，其中，位于所述带束部的径向最外侧的最外侧带束层具有胎面宽度的50%以上的宽度， 禾口以如下方式设置窄槽所述最外侧带束层的端部和所述窄槽的底部之间的距离在胎面厚度T的15%到100%的范围，其中T是在所述最外侧带束层的端部处的胎面厚度。(2)根据上面的(1)所述的工程车辆用轮胎，其中，所述最外侧带束层的端部被定位成在胎面的宽度方向上比以胎面半宽度的25%远离所述胎面的端部的位置靠近中央。(3)根据上面的(1)所述的工程车辆用轮胎，其中，所述窄槽在胎面的周向上延伸。(4)根据上面的(1)所述的工程车辆用轮胎，其中，所述窄槽在胎面的宽度方向上延伸。(5)根据上面的C3)所述的工程车辆用轮胎，其中，所述窄槽被定位成在所述胎面的宽度方向上比以胎面半宽度的25%远离所述胎面的端部的位置靠近中央。(6)根据上面的⑴至(5)中的任一项所述的工程车辆用轮胎，其中，宽度GW与深度D的比率GW/D落入5%到25%的范围，其中GW为所述窄槽的开口的宽度，D为所述窄槽的深度。(7)根据上面的(3)所述的工程车辆用轮胎，其中，所述窄槽形成在由横向槽限定的陆部内。(8)根据上面的(3)或(7)所述的工程车辆用轮胎，其特征在于，所述窄槽朝向轮胎安装到车辆时的车辆外侧从所述窄槽的底部向胎面表面倾斜。发明的效果根据本发明，通过将窄槽定位在与最外侧带束层的端部对应的适当的位置，可以在提高散热性能的同时缓和胎面的挤出变形，由此可以抑制从最外层的带束端开始的裂纹的产生和发展以防止归因于裂纹的胎面脱层。
图1是说明具有沿轮胎周向设置的窄槽的轮胎的剖视图。图2是说明具有沿轮胎周向设置的窄槽的轮胎的胎面部的平面图。
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图3是具有沿轮胎宽度方向设置的窄槽的轮胎的剖视图。图4是说明具有沿轮胎宽度方向设置的窄槽的轮胎的胎面部的平面图。图5是说明具有沿轮胎周向设置的窄槽并且使最外侧带束层的端部的位置优化的轮胎的剖视图。图6是具有沿轮胎宽度方向设置的窄槽并且使最外侧带束层的端部的位置优化的轮胎的剖视图。图7是说明具有倾斜的窄槽的轮胎的剖视图。图8是说明实施例轮胎5的胎面部的平面图。图9是说明实施例轮胎4的剖视图。图10是说明传统例轮胎的剖视图。图11是说明传统例轮胎的胎面部的平面图。
具体实施例方式下文中，将参考图1详细说明根据本发明的第一实施方式。如图1所示，根据本发明的工程车辆用轮胎(下文中，称为“轮胎”)包括在一对胎圈芯(未示出)之间环状地延伸的胎体1。在胎体1的胎冠部的径向外侧，设置有由多个带束层(在附图所示的示例中为六层)形成的带束部2。多个带束层中，位于轮胎径向最外侧的带束层称为最外侧带束层3。 在本说明书中，T表示从轮胎径向最外侧带束层的端部到胎面表面绘制的垂直线的长度。在该图的示例中，最外侧带束层3比从轮胎径向内侧数第一带束层和第二带束层的宽度宽，并且从轮胎径向外侧数第二带束层为最宽的带束层。此外，沿胎面的周向延伸的窄槽4设置于胎面的与最外侧带束层3对应的位置。更具体地，最外侧带束层3的端部和窄槽的底部5之间的距离L设置为落入最外侧带束层的端部的胎面厚度T的15%到100%的范围内。在本说明书中，最外侧带束层3的端部和窄槽的底部5之间的距离L表示最外侧带束层3的端点和窄槽的底部5之间的最短距离。术语“端点”中的“点”意思是线的厚度的中心位置。术语“底部”意思是在窄槽的底部表面平坦的情况下的底部表面；在窄槽的底部表面为弯曲表面的情况下朝径向内侧突出并且用作窄槽和胎面之间的界面的表面的弯曲部。此外，术语“窄槽”表示深度是其开口的宽度的三倍以上的槽。应注意的是，最外侧带束层3具有大于胎面宽度TW的50%以上的宽度，在图示的示例中，最外侧带束层的端部位于与点P对应的位置，其中所述点P在胎面的宽度方向上以胎面半宽度的25%远离胎面的端部定位。表述“位于与点P对应的位置”意思是在沿轮胎宽度方向的截面中位于通过点P并且与轮胎径向平行地延伸的直线上。此外，在图示的示例中，从轮胎径向内侧数第一带束层和第二带束层相对于轮胎周向的倾斜角小于最外侧带束层3相对于轮胎周向的倾斜角。图2是示出根据本发明的第一实施方式的轮胎的胎面部的平面图。如图2所示， 胎面部具有从胎面端朝向轮胎赤道一直延伸到与轮胎赤道相邻的区域并且均具有锥形形状的多个横向槽6，并且在胎面一端侧的横向槽6和胎面另一端侧的横向槽之间的周向配置中施加相位差。横向槽6分割胎面表面以形成花纹凸块(lug)7。
此外，胎面中央部设置有在轮胎赤道上延伸并且具有窄的宽度的中央周向槽8，以及在与轮胎赤道相交的方向上延伸并且交替地连续延伸到胎面一侧的横向槽6和胎面另一侧的横向槽6的横断槽9。应注意的是，虽然图2示出每个横断槽9均具有大于中央周向槽8的深度的深度， 但是也可以将两者设置为深度彼此相等，或者将中央周向槽8的深度设置为更大。此外，在胎面部，在最外侧带束层的端部10的附近设置窄槽4。最外侧带束层的端部10和窄槽4之间的具体的位置关系如上所述。窄槽4被设置成使得最外侧带束层的端部和窄槽4的底部5之间的距离L落入最外侧带束层的端部处的胎面厚度T的15%到 100%的范围内。在图2中，沿周向延伸的窄槽具有直线形状。然而，窄槽可以以锯齿形状延伸。此外，在图2中，窄槽4与横向槽6连接。然而，窄槽4也可以不与横向槽6连接。利用窄槽4，可以缓和胎面的挤出变形以延缓从最外侧带束层的端部开始的裂纹的产生，可以提高该区域的散热性能以抑制从最外侧带束层的端部开始产生的裂纹的发展。在上述区域设置窄槽4的原因是，在该距离小于15%的情况下，在带束端产生的裂纹很可能与窄槽的底部5连接，这导致问题增大。在该距离超过100%的情况下，虽然可以获得抑制挤出变形的次要效果，但是不能够获得提高散热性能的效果，因此从本发明获得的效果降低。应注意的是，最外侧带束层3的宽度设置为胎面宽度TW的50%以上的原因是，在该宽度小于50%的情况下对胎体的保护不足。此外，工程车辆用轮胎在周向上需要具有显著高的刚度，因此，优选地，除最外侧带束层之外的一个或者多个带束层相对于轮胎周向以10°以下的角度倾斜。通过如上所述在轮胎的周向上延伸窄槽，可以获得在车辆行驶过程中空气流动 (下文中，称为行驶气流)增加从而提高散热性能的显著效果。图3是根据本发明的第二实施方式的轮胎的剖视图。如图3所示，第二实施方式不同于第一实施方式的是，在第二实施方式中窄槽4沿轮胎宽度方向延伸。图4是说明此时的轮胎胎面部的平面图。如图4所示，窄槽4沿着轮胎宽度方向从最外侧带束层的端部 10的附近朝向胎面中央部延伸。更具体地，窄槽4被设置成使得最外侧带束层3的端部和窄槽的底部5之间的距离L落入最外侧带束层的端部的胎面厚度T的15%到100%的范围内。与横向槽6、花纹凸块7、中央周向槽8和横断槽9相关的构造与第一实施方式的构造相同。应注意的是，在图4中，窄槽4与横断槽9连接。然而，窄槽4也可以不与横断槽 9连接。如上所述，通过将窄槽4设置成沿轮胎宽度方向延伸，可以抑制在窄槽4附近宽度方向上的刚度的降低。因此，可以抑制轮胎在蹬出时运动的增大并且防止耐磨性的降低。此夕卜，与沿周向设置的窄槽相比，如果裂纹产生在窄槽的底部，那么作用于窄槽的底部的应力小。因此，可以防止花纹块(block)的脱落。此外，随着胎面表面积增大，可以预期散热性能的提高，由此可以抑制从最外侧带束层的端部开始产生的裂纹的发展。在窄槽沿轮胎周向延伸和窄槽沿轮胎宽度方向延伸的任意情况下，可以通过由窄槽获得的散热效果来实现减小发热的效果，提高抵抗裂纹产生的耐疲劳性，利用窄槽吸收胎面的压缩变形，并且减小在带束端处的应变。此外，如图5和图6所示，优选地，最外侧带束层3的端部比点P靠近胎面宽度方向上的胎面中央定位，其中所述点P在胎面宽度方向上以胎面半宽度的25%的距离远离胎面的端部定位。利用该构造，在最外侧带束的带束端的位置处，轮胎的接地面接收使轮胎的接地面在胎面的宽度方向的内侧与路面接触的变形。这样由于在胎面宽度方向上向外作用的力而缓和胎面的挤出变形，并且在横截面的径向-宽度方向上的剪切应变进一步被抑制的区域内定位最外侧带束层的端部。此外，与最外侧带束层位于与点P对应的位置或者位于比点P靠胎面端部一侧的位置的情况相比，归因于最外侧带束层的变形的胎面胶变形量减小。利用这些效果，可以进一步延缓从最外侧带束层的端部开始的裂纹的产生。需要注意的是，如图5和图6所示，优选地，最外侧带束层3的端部比从轮胎径向内侧数第四带束层的端部靠近胎面的宽度方向上的中央定位。利用该构造，可以抑制由于从轮胎径向内侧数第四带束层的运动而产生的最外侧带束层的端部的应变。此外，优选地，最外侧带束层3比从轮胎径向内侧数第一带束层和第二带束层宽。采用该构造以保护承受更大张力的从轮胎径向内侧数第一带束层和第二带束层。此外，优选地，从轮胎径向外侧数第二带束层最宽。采用该构造以保护从轮胎径向内侧数第一至第四带束层。此外，优选地，从轮胎径向内侧数第一带束层和第二带束层相对于轮胎周向的倾斜角被设置为小于最外侧带束层3相对于轮胎周向的倾斜角。采用该构造以在抑制最外侧带束层3的端部处的裂纹产生的同时抑制轮胎半径的增大。此外，如图1所示，优选地，在窄槽4沿轮胎周向延伸的情况下，窄槽4比点P靠近在胎面的宽度方向上的胎面中央定位，而点P在胎面的宽度方向上以胎面半宽度的25%的距离远离胎面的端部定位。利用该构造，窄槽位于变形产生的区域内，该变形使得轮胎的接地面与胎面的宽度方向上的内侧的路面接触。因此，力作用在当轮胎与路面接触时窄槽闭合的方向上，从而，可以防止在槽底部的裂纹的产生和发展。在设置窄槽的情况下，优选地，如图7所示，窄槽形成为使得比率GW/D落入5%到 25%的范围内，其中GW为窄槽的开口部的宽度，而D为窄槽的深度。这是因为，在该比率小于5 %的情况下，行驶气流不能到达槽的底部5，这样减小散热效果，而在该比率大于或者等于25%的情况下，窄槽的壁表面在胎面中不彼此接触，这样减小胎面刚度并且使耐磨性劣化。此外，在窄槽沿轮胎宽度方向延伸的情况下，如图4所示，通过将窄槽4设置成与横断槽9连接，可以提高从胎面中央的散热性能，并且提高胎面刚性的均一性。此外，如图8所示，窄槽4可以形成在由槽向槽6限定的花纹凸块7的陆部内。在窄槽4形成于由横向槽6限定的花纹凸块7的陆部内的情况下，虽然散热性能提高的程度小，但是可以抑制胎面刚性的减小，由此可以抑制耐磨性的劣化并且减小花纹块脱落的风险。如图9所示，在窄槽沿周向延伸的情况下，和/或在窄槽形成在由槽向槽限定的花纹凸块的陆部内的情况下，窄槽4可以设置成使得相对于从最外侧带束层3的端部到当轮胎被安装到车辆时在车辆的外侧的轮胎的胎面表面绘制的垂直线，从窄槽4的底部5向该胎面表面倾斜。利用该构造，可以提高位于窄槽的外侧的花纹块的花纹块刚性，由此与竖直地设置的窄槽相比，可以防止花纹块的脱落。注意，倾斜角优选地设置在0°到30°的范围。实施例为了确定传统轮胎和根据本发明的轮胎之间在散热性能、裂纹产生的时间和抑制裂纹发展的效果的差别，制备样品轮胎使得具有53/80R63尺寸的轮胎安装到均具有36英寸轮辋宽度的轮辋，并且充以600kPa的内压。对于制备的样品轮胎，进行室内转鼓试验和耐磨性试验。作为传统轮胎，制备具有如图10和图11所示的构造的样品轮胎。基于具有六个带束层的该构造，制备实施例轮胎1至5、7和9，如表1所示，在这些实施例轮胎中窄槽被制备成沿轮胎周向延伸。对于制备的轮胎，通过改变槽的宽度与深度的比率和与/不与横向槽连接而进行试验。此外，制备实施例轮胎6和8，在这些实施例轮胎中窄槽被设置成沿轮胎宽度方向延伸。表1至表3示出传统例轮胎和实施例轮胎1至9的特征。应要注意的是，在表1和表3中，术语“最外侧带束层上方”意思是窄槽被定位成使得最外侧带束层的端部与该窄槽的底部之间的距离落入胎面厚度T的15%至100%的范围内。术语“1/8点”表示以胎面半宽度的25%的距离远离胎面的端部而定位的点(例如，图1中的点P)。在实施例1至实施例9和传统例中，从轮胎径向内侧数第一带束层和第二带束层的端部分别位于以胎面半宽度的53%和55%远离胎面的端部的位置，从轮胎径向内侧数第四带束层的端部位于以胎面半宽度的30%远离胎面的端部的位置。这些端部的位置对于实施例1至实施例9和传统例是相同的。在表2中，“最外侧带束层的端部位置”中的“ 25 % ”和“40 % ”意思分别是最外侧带束层的端部位于以胎面半宽度的“25%”和“40%”远离胎面的端部的位置。在表2中，表中未示出的特征对实施例2和实施例7是相同的，并且表中未示出的特征对实施例6和实施例8是相同的。相似地，在表3中，表中未示出的特征对实施例1和实施例9是相同的。表 1V 01/ O^ § § O-V Olz _
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权利要求
1.一种工程车辆用轮胎，其具有由在胎体的胎冠部的径向外侧的多个层形成的带束部，所述胎体在一对胎圈部之间环状地延伸，其中，位于所述带束部的径向最外侧的最外侧带束层具有胎面宽度的50%以上的宽度，和以如下方式设置窄槽所述最外侧带束层的端部和所述窄槽的底部之间的距离在胎面厚度T的15%到100%的范围，其中T是在所述最外侧带束层的端部处的胎面厚度。
2.根据权利要求1所述的工程车辆用轮胎，其特征在于，所述最外侧带束层的端部被定位成在胎面的宽度方向上比以胎面半宽度的25%远离所述胎面的端部的位置靠近中央。
3.根据权利要求1所述的工程车辆用轮胎，其特征在于，所述窄槽在胎面的周向上延伸。
4.根据权利要求1所述的工程车辆用轮胎，其特征在于，所述窄槽在胎面的宽度方向上延伸。
5.根据权利要求3所述的工程车辆用轮胎，其特征在于，所述窄槽被定位成在所述胎面的宽度方向上比以胎面半宽度的25%远离所述胎面的端部的位置靠近中央。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的工程车辆用轮胎，其特征在于，宽度GW与深度D的比率GW/D落入5%到25%的范围，其中GW为所述窄槽的开口的宽度，D为所述窄槽的深度。
7.根据权利要求3所述的工程车辆用轮胎，其特征在于，所述窄槽形成在由横向槽限定的陆部内。
8.根据权利要求3或7所述的工程车辆用轮胎，其特征在于，所述窄槽朝向轮胎安装到车辆时的车辆外侧从所述窄槽的底部向胎面表面倾斜。
全文摘要
一种工程车辆用轮胎，其具有由在胎体的胎冠部的径向外侧的多个层形成的带束部，该胎体在一对胎圈部之间环状地延伸，其中，位于带束部的径向最外侧的最外侧带束层具有胎面宽度的50％以上的宽度，窄槽被设置成使得最外侧带束层的端部和窄槽的底部之间的距离在胎面厚度(T)的15％到100％的范围，其中T是在最外侧带束层的端部处的胎面厚度。
文档编号B60C11/04GK102481810SQ20108004002
公开日2012年5月30日 申请日期2010年7月27日 优先权日2009年7月27日
发明者松泽和贵 申请人:株式会社普利司通