专利名称：乘用车用充气子午线轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种乘用车用充气子午线轮胎，更具体而言，涉及一种能够在提高高速行驶时驾驶稳定性的同时改善抗平点性能的乘用车用充气子午线轮胎。
背景技术：
乘用车用充气子午线轮胎一般具有以下构造在一对胎圈部之间设置含有多条取向于轮胎径向的帘布层帘线的帘布层，在胎面部中帘布层的外周侧配置带束层，进而在该带束层的外周侧配置带罩层。以往，作为带罩层的增强帘线，会使用各种有机纤维帘线，尤其尼龙纤维帘线被广泛使用(例如参照专利文献I)。然而，由于尼龙纤维帘线蠕变错位严重，所以将其用于带束增强层的充气轮胎存在容易产生平点的问题。 因此，大家考虑使用钢帘线代替尼龙纤维帘线，但如果只是单纯地将尼龙纤维帘线更换为钢帘线，则存在带罩层刚性过高、驾驶稳定性降低的问题。现有技术文献专利文献专利文献I日本专利特开平06-024208号公报
发明内容
发明拟解决的问题本发明的目的在于解决上述问题点，提供一种使用由钢帘线构成的带罩层的乘用车用充气子午线轮胎，其能够在提高高速行驶时驾驶稳定性的同时改善抗平点性能。
发明内容
为实现上述目的，本发明的乘用车用充气子午线轮胎具备往轮胎周向上延伸且呈环状的胎面部、配置于该胎面部两侧的一对侧壁部、以及配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，在所述一对胎圈部之间设置帘布层，在所述胎面部中所述帘布层的外周侧配置多层带束层，其特征在于，在所述带束层的外周侧设置带罩层，该带罩层由在橡胶中埋设钢帘线的带状构件构成，在以轮胎赤道为中心且至少为带束宽度50%的区域内，往轮胎周向上进行螺旋状卷绕，使得所述带状构件相邻绕圈部分之间互不接触，同时，所述钢帘线的载重-变形曲线在1% 3. 5%变形区域内具有拐点，所述钢帘线的载重为50N 100N时的平均弹性率为25GPa lOOGPa。发明的效果本发明在带束层的外周侧设置带罩层，该带罩层由在橡胶中埋设钢帘线的带状构件构成，在以轮胎赤道为中心且至少为带束宽度50%以上的区域内，往轮胎周向上进行螺旋状卷绕，使得带状构件相邻绕圈部分之间互不接触，由此，带罩层不覆盖整个带束层并形成间隙，所以能够避免带罩层刚性明显增强，从而优化刚性，提高驾驶稳定性。此外，由于较带束层更靠近胎面一侧的构件减少，所以能够改善散热性，抑制轮胎发热。因此，能够改善抗平点性能。尤其，所用钢帘线的载重-变形曲线在1% 3. 5%变形区域内具有拐点，并且载重为50N IOON时的平均弹性率为25GPa lOOGPa，所以即使在带状构件之间形成间隙，带罩层也能维持充分的刚性，从而发挥优异的高速耐久性。本发明中，优选在带罩层的轮胎宽度方向两端部，设置带状构件相邻绕圈部分之间相互接触或反复在周向上进行螺旋状卷绕的区域。由此，能够有效提高带罩层中宽度方向两端部的刚性，从而进一步提高抗平点性能及驾驶稳定性。此时，优选带罩层由I根带状构件连续往轮胎周向上螺旋状卷绕形成。如此通过由I根带状构件连续构成带状构件相互接触或重复的区域、以及带状构件不接触的区域，能够进一步提高带罩层的端部刚性，从而改善抗平点性能。此外，由此还能够改善产能和均匀性。本发明中，优选构成钢帘线的钢丝剖面积与钢帘线在带状构件中的埋入密度的积为0. 8mm2/cm 2. Omm2/cm,并且钢帘线在带状构件中的埋入密度为5根/cm 10根/cm。 由此，能够优化带罩层的刚性，从而进一步提高驾驶稳定性。本发明中，优选带状构件的宽度为4mm以上12mm以下，并且带状构件相邻绕圈部分之间的间隔为带状构件宽度的0. 5 I. 5倍。由此，能够改善驾驶稳定性及抗平点性能，此外，还能够避免带状构件的端末部发生应力集中，从而改善耐久性。本发明中，优选带状构件相对于轮胎赤道的倾斜方向，与多层带束层中和带罩层邻接的带束层相对于轮胎赤道的倾斜方向相同。由此，能够抑制发热，从而改善抗平点性倉泛。本发明中，优选构成带束层的帘线为钢单丝。由此，能够进一步抑制带束层发热，从而改善抗平点性能。另外，载重为50N 100N时的平均弹性率，是根据载重-变形曲线中载重为50N的点与载重为100N的点之间连接直线的倾斜度而求得。
图I是表示根据本发明实施例的乘用车用充气子午线轮胎的子午线剖面图。图2是提取图I所示乘用车用充气子午线轮胎中帘布层、带束层、以及带罩层并加以显示的局部展开图。图3表示构成本发明中带罩层的钢帘线的载重-变形曲线。图4是表示本发明乘用车用充气子午线轮胎胎面部剖面形状的模式图。图5是表示以往乘用车用充气子午线轮胎胎面部剖面形状的模式图。
具体实施例方式以下参考附图详细说明本发明的结构。图I表示根据本发明实施例的乘用车用充气子午线轮胎(以下简称“轮胎”)。此夕卜，图2提取图I所示轮胎的帘布层4及带束层10，从轮胎赤道面CL仅对一侧进行展开显
/Jn o图I中，I为胎面部，2为侧壁部，3为胎圈部。胎面部I往轮胎周向上延伸且呈环状。侧壁部2配置在该胎面部I的两侧。进而，胎圈部3配置在这些侧壁部2的轮胎径向内侧。左右一对胎圈部3、3之间设置帘布层4。该帘布层4包含往轮胎径向延伸的多条增强帘线，并在配置于各胎圈部3中的胎圈芯5周围，从轮胎内侧往外侧折返。此外，在胎圈芯5的外周上配置胎边芯6，该胎边芯6被帘布层4的主体部分与折返部分包围。另一方面，在胎面部I中帘布层4的外周侧，于轮胎全周上配置由钢帘线构成的2层带束层10 (11、12)。构成该带束层10 (11、12)的帘线IOa (lla、12a)如图2所示，往轮胎周向倾斜，其倾斜角度9为15° 40°。此外，这些帘线lla、12a在层间以相互交叉的方式配置。另外，带束层10可设置多层，并不限定于图中所示的2层。进而，在带束层10的外周侧设置带罩层20。该带罩层20由在橡胶中埋设钢帘线的带状构件21构成。并且，在以轮胎赤道CL为中心且至少为带束宽度W50%的区域内，往轮胎周向上进行螺旋状卷绕，使得带状构件21相邻绕圈部分之间互不接触。如此通过带罩层20不覆盖整个带束层10并形成间隙，能够避免带罩层20刚性明·显增强，从而优化刚性，提高驾驶稳定性。此外，由于带罩层20不覆盖整个带束层10，因此与图5所示的以往设置全覆盖层时相比，较带束层10更靠近胎面一侧的构件得以减少，从而能够改善散热性，抑制轮胎发热。因此，能够改善抗平点性能。另外，当设有多层的带束层10宽度不同时，在以轮胎赤道CL为中心且至少为最大宽度带束层(图I中为带束层11)中带束宽度W 50%的区域内，往轮胎周向上进行螺旋状卷绕，使得带状构件21相邻绕圈部分之间互不接触。此时，作为构成带罩层20的钢帘线20a，是使用以下钢帘线如图3所示，其载重-变形曲线在1% 3. 5%变形区域内具有拐点P，并且载重为50N 100N时的平均弹性率为25GPa lOOGPa。即，如图3中载重-变形曲线所示，横轴变形量为1% 3. 5%之间，载重-变形曲线具有拐点P。此处，拐点P是指，在以初始载重为5N的负载状态为基准(零变形点)进行测量的载重-变形曲线中，0. 2% 0. 5%变形区域的直线部延长线与50N 100N负载区域的直线部延长线的交点。此外，根据纵轴载重为50N的点A与载重为100N的点B之间连接直线的倾斜度，计算出的平均弹性率为25GPa lOOGPa。通过使用这种钢帘线，即使如上所述在带状构件21之间形成间隙，带罩层20也具有充分的刚性，从而能够发挥优异的高速耐久性。此时，如果载重-变形曲线中的拐点位置处于较1%小的变形区域，则带罩层20的制造会变得困难。如果载重-变形曲线中的拐点位置处于较3. 5%大的变形区域，则高速耐久性会不足。此外，如果载重为50N 100N时的平均弹性率小于25GPa，则带束刚性会过度降低，导致驾驶稳定性降低，同时无法在形成平点时充分抑制接地部变形，导致抗平点性能降低。如果载重为50N 100N时的平均弹性率大于lOOGPa，则会与以往设置全覆盖层的情况类似，无法获得改善驾驶稳定性及抗平点性能的效果。此处，作为在载重-变形曲线中设置拐点的方法，例如可列举使用mXn结构的钢帘线、或者对捻线实施平面波型或螺旋波型弯曲后的钢帘线作为构成带罩层20的钢帘线20a。这种钢帘线在变形初期会因帘线捻合带来的拉伸而随之变形，进而在该帘线捻合带来的拉伸达到最大后，会发挥材料本身带来的弹性率，因此将在载重-变形曲线上出现拐点。本发明中，带状构件21只要如图4(A)所示，在带罩层20的整个区域内，往周向上进行螺旋状卷绕，使得相邻绕圈部分之间互不接触即可，但是优选如图4 (B)所示，在带罩层20的轮胎宽度方向两端部，设置带状构件21中相邻绕圈部分之间相互接触的区域20B。或者，优选如图4 (C)所示，在带罩层20的轮胎宽度方向两端部，设置带状构件21中相邻绕圈部分之间重复的区域20B。如此，通过在带罩层20的轮胎宽度方向两端部，使带状构件21中相邻绕圈部分之间相互接触或重复，能够有效提高带罩层20中宽度方向两端部的刚性，从而进一步提高抗平点性能及驾驶稳定性。另外，该接触或重复区域20B内，带状构件21中相邻绕圈部分之间可以不必全部接触或重复，只要其一部分进行接触或重复即可。如此设置带状构件21中相邻绕圈部分之间接触或重复的区域20B时，只要从带状构件21的长度方向两端部往周向上卷绕的至少两圈部分进行接触或重复即可。相反，优选带状构件21中相邻绕圈部分之间接触或重复区域20B的宽度总和为带束宽度W的40%以下。如果带状构件21中相邻绕圈部分之间接触或重复区域20B的宽度总和大于带束宽度W的40%，则带状构件21不接触而卷绕的区域20A会过度减少，从而无法优化带罩层20的刚性。此时，带状构件21不接触而卷绕的区域20A、以及带状构件21在接触或重复中卷 绕的区域20B也可分别使用不同的带状构件21单独形成，但是优选这些区域20A、20B由I根带状构件21连续往周向上螺旋状卷绕形成。如此，通过由I根带状构件21连续形成带罩层20，能够更有效地提高带罩层20的端部刚性，从而进一步改善抗平点性能。此外，还能够提高产能和均匀性。本发明中，优选构成带罩层20的钢帘线20a中，构成其的钢丝剖面积与钢帘线20a在带状构件21中的埋入密度的积为0. 8mm2/cm 2. Omm2/cm 如此通过规定钢帘线20a的样态，能够改善驾驶稳定性。此时，优选钢帘线20a在带状构件21中的埋入密度为5根/cm 10 根 /cm。如果剖面积与埋入密度的积小于0. 8mm2/cm,则无法充分提高带罩层20的刚性，导致驾驶稳定性降低。此外，如果剖面积与埋入密度的积大于2. OmmVcm,则带罩层20的刚性会变得过高，反而导致驾驶稳定性降低。同样，如果钢帘线20a的埋入密度小于5根/cm，则无法充分提高带罩层20的刚性，导致驾驶稳定性降低。此外，如果钢帘线20a的埋入密度大于10根/cm，则带罩层20的刚性会变得过高，反而导致驾驶稳定性降低。本发明中，优选带状构件21的宽度w为4mm以上12mm以下。如此通过规定带状构件21的宽度W，能够避免带状构件21的端末部发生应力集中，从而提高带状构件21的耐久性。此外，优选带状构件21中相邻绕圈部分之间的间隔d为带状构件21宽度w的0. 5 I. 5倍。如此通过规定带状构件21的间隔d，能够进一步改善驾驶稳定性及抗平点性能。此处，如果带状构件21的宽度w小于4_，则圈数会增多，导致生产效率降低。如果带状构件21的宽度w大于12mm，则端部的刚性落差会变大，导致耐久性降低。此外，如果带状构件21的间隔d小于带状构件21宽度w的0. 5倍，则带罩层20的刚性会变得过高，刚性产生不平衡，导致驾驶稳定性降低。此外，由于较带束层10更靠近胎面一侧的构件会增力口，所以将无法充分抑制温度上升，导致无法充分改善抗平点性能。如果带状构件21的间隔d大于带状构件21宽度w的I. 5倍，则带罩层20的刚性会变得过低，刚性生产不平衡，导致驾驶稳定性降低。本发明中，因为进行卷绕使得带状构件21互不接触，所以较之进行卷绕使得其相互接触时，存在构成带罩层20的钢帘线20a的倾斜角度增大的趋势。另一方面，因为在带罩层20中使用钢帘线20a，所以存在带罩层20与和带罩层20接触的带束层12之间层间剪断变形较大的趋势。因此，如图2所示，优选带状构件21相对于轮胎赤道CL的倾斜方向，与和带罩层20邻接的带束层12相对于轮胎赤道CL的倾斜方向相同。如此通过配置带束层12与带罩层20，能够抑制发热，从而改善抗平点性能。本发明中，构成带束层10的帘线IOa材质并无特别限定，优选使用钢单丝作为构成带束层10的帘线10a。钢单丝是指使用未经捻合的钢丝，具有不会因捻线时产生的细丝间摩擦(fretting)而导致能量损失的特质。因此,通过在带束层10中使用这种钢单丝,能够抑制带束层10发热，从而进一步改善抗平点性能。实例制作比较例I 4、实例I 14的18种试验轮胎，其在轮胎尺寸205/55R16的充
气轮胎中，以图I为基本的轮胎结构，其带罩层的形状、相对于带束宽度的宽度、相对于带罩层宽度的接触或重复区域宽度总和、带状构件卷绕方法；构成带罩层的钢帘线的拐点、平均弹性率、结构、剖面积、埋入根数、总剖面积、相对于邻接带束层的倾斜方向；以及带束层的结构如表1、2那样各不相同。另外，这些比较例I 4以及实例I 14的18种试验轮胎的带束层中，帘线相对于轮胎周向的倾斜角度均为27°，帘线的埋入量相等，带束层的宽度从轮胎内面侧开始依次为 180mm、170mm。关于这18种试验轮胎，通过下述评估方法，对抗平点性能以及驾驶稳定性进行评估，其结果一并如表I及表2所不。抗平点性能将各试验轮胎组装到轮辋尺寸16X6. 5JJ的轮辋后，填充气压220kPa，通过室内滚筒试验(滚筒直径1707mm)，以JASO C607为标准，测量均匀性(RFV)，同时在滚筒上以150km/h的速度预行驶30分钟后,停止滚筒,在载重(4. 85kN)的状态下放置I小时。然后，再次测量均匀性(RFV)，将预行驶前后的均匀性(RFV)数值差作为评估指标。评估结果以常规例I的倒数为指数100来表示。该指数值越大，表示抗平点性能越优异。驾驶稳定性将各试验轮胎组装到轮辋尺寸16X6. 5JJ的轮辋后，填充气压220kPa，安装到试验车辆上，在试车跑道上由5名试驾员进行感官评估。评估结果以比较例I为3分，采用5分制来表示。该评估分数越大，表示驾驶稳定性越优异。
权利要求
1.一种乘用车用充气子午线轮胎，其具备往轮胎周向上延伸且呈环状的胎面部、配置于该胎面部两侧的一对侧壁部、以及配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧的ー对胎圈部，在所述ー对胎圈部之间设置帘布层，在所述胎面部中所述帘布层的外周侧配置多层带束层，其特征在干， 在所述带束层的外周侧设置带罩层，该带罩层由在橡胶中埋设钢帘线的帯状构件构成，在以轮胎赤道为中心且至少为带束宽度50%的区域内，往轮胎周向上进行螺旋状卷绕，使得所述带状构件相邻绕圈部分之间互不接触，同时，所述钢帘线的载重-变形曲线在1% 3. 5%变形区域内具有拐点，所述钢帘线的载重为50N 100N时的平均弹性率为25GPa lOOGPa。
2.如权利要求I所述的乘用车用充气子午线轮胎，其特征在于，在所述带罩层的轮胎宽度方向两端部，设置所述带状构件相邻绕圈部分之间相互接触或反复在周向上进行螺旋状卷绕的区域。
3.如权利要求2所述的乘用车用充气子午线轮胎，其特征在于，所述带罩层是由I根带状构件连续往轮胎周向上螺旋状卷绕形成的。
4.如权利要求I至3中任一项所述的乘用车用充气子午线轮胎，其特征在于，构成所述钢帘线的钢丝剖面积与所述钢帘线在所述带状构件中的埋入密度的积为0. 8mm2/cm 2.Omm2/cm,并且所述钢帘线在所述带状构件中的埋入密度为5根/cm 10根/cm。
5.如权利要求I至4中任一项所述的乘用车用充气子午线轮胎，其特征在于，所述带状构件的宽度为4mm以上12mm以下，并且所述带状构件相邻绕圈部分之间的间隔为所述带状构件宽度的0. 5 I. 5倍。
6.如权利要求I至5中任一项所述的乘用车用充气子午线轮胎，其特征在于，所述带状构件相对于轮胎赤道的倾斜方向，与所述多层带束层中和所述带罩层邻接的带束层相对于轮胎赤道的倾斜方向相同。
7.如权利要求I至6中任一项所述的乘用车用充气子午线轮胎，其特征在干，构成所述带束层的帘线为钢单丝。
全文摘要
本发明提供一种使用由钢帘线构成的带罩层的乘用车用充气子午线轮胎，其能够在提高高速行驶时驾驶稳定性的同时改善抗平点性能。一种乘用车用充气子午线轮胎，其在带束层(10)的外周侧设置带罩层(20)，该带罩层(20)由在橡胶中埋设钢帘线(20a)的带状构件(21)构成，在以轮胎赤道(CL)为中心且至少为带束宽度W 50%的区域内，往轮胎周向上进行螺旋状卷绕，使得带状构件(21)相邻绕圈部分之间互不接触，同时，钢帘线(20a)的载重-变形曲线在1%～3.5%变形区域内具有拐点，钢帘线(20a)的载重为50N～100N时的平均弹性率为25GPa～100GPa。
文档编号B60C9/18GK102950973SQ20121030252
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月23日 优先权日2011年8月24日
发明者张替绅也, 栗山正俊 申请人:横滨橡胶株式会社