充气轮胎的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及维持肩部的耐不均匀磨损性能的同时还改善燃料消耗的充气轮胎。
【背景技术】
[0002] 作为轮胎中燃料经济性的参数，已知为轮胎的滚动阻力和空气阻力。轮胎滚动阻 力的主要原因是由于行驶时橡胶的反复变形而引起的能量损失。为了减少该滚动阻力，提 倡使用具有低能量损失（低tanδ)的胎面胶。
[0003] 当使用具有低能量损失的胎面胶时，虽然滚动阻力降低了，但是抓地性能（特别 是湿抓地性能）降低，并且还存在耐磨性恶化的另一问题。如下述专利文献1和2所示，已 对在改善耐磨性同时具有减小的滚动阻力的胎面胶组合物进行了研究。令人遗憾地，仅依 赖橡胶组合物的改善提供了不充足的效果。因此，强烈寻求除了改善橡胶组合物之外的改 善滚动阻力的另一途径。
[0004] 考虑到这些情况，本申请发明人进行了研究，能够发现以下情况。当在维持其轮胎 外径的同时减小轮胎截面宽度时，胎面宽度也相应地减小了。因此，胎面胶的量减少。结果 是，减少由胎面胶而引起的能量损失，此外还降低了轮胎的重量。此外，当从其前面观察车 辆时，根据减小的轮胎截面宽度，减小了从保险杠边缘朝下露出的轮胎暴露面积。这使得其 可以减少轮胎的空气阻力。
[0005] 此外，当在维持其轮胎外径的同时加宽胎圈直径时，行驶时倾向于大变形的胎侧 壁区域变窄。结果是，可以获得胎侧壁区域中的能量损失的减少和轮胎的重量的降低。
[0006] 因此，已经确认：通过减少胎面部和胎侧壁部中的能量损失、减少轮胎质量以及降 低空气阻力，轮胎截面宽度减小同时加宽胎圈直径的窄宽度和大胎圈直径的轮胎具有显著 改善的燃料经济性。
[0007] 令人遗憾地，本发明的发明人的进一步研究结果表明，因轮胎截面宽度减小，上述 窄宽度和大胎圈直径的轮胎还具有减小的胎面宽度。于是，使轮胎的肩部在负载时经受高 地面接触压力和长地面接触长度，由此存在在拐弯时产生肩部磨损的应该解决的新问题。 引用文献列表 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本未审查专利申请公开号2004-010781 专利文献2 :日本未审查专利申请公开号2004-002622
【发明内容】
发明要解决的课题
[0009] 本发明的目的在于提供具有窄宽度和大胎圈直径的充气轮胎，其通过基本地设置 从胎体至胎面部的外表面的胎面厚度沿轴向的分布，能够在改善轮胎的燃料消耗同时还抑 制不均匀的肩部磨损。 解决课题的手段
[0010] 本发明涉及一种充气轮胎，其包括： 胎体，所述胎体经由胎面部和胎侧壁部、在胎圈部的胎圈芯之间延伸； 轮胎截面宽度wt(单位:mm)与胎圈直径Db(单位：英寸）之间的关系满足下述等式 ⑴和⑵， fft^ -0. 7257X(Db)2+42. 763XDb-339. 67(1)以及fft^ -0. 7257X(Db)2+48. 568XDb-552. 33(2);以及 在由下述等式（3)表示的胎面厚度分布曲线f(y)中， f(y) =l-t(y)/t(0) - (3)， 当y= 0. 4时，f(y)的值在0. 03~0. 06的范围内，以及f(y)的值的变化率增至y= 0. 4,随后减小， 其中，t(y)表示胎面厚度，所述胎面厚度是在各轮胎轴向位置Py处在轮胎的径向上从 胎体的外表面至胎面部的外表面的距离；y表示离开轮胎赤道面的轴向距离对从轮胎赤道 面至所述胎体的最大宽度位置的轴向距离L的比值。
[0011] 根据本发明的所述充气轮胎中，轮胎外径Dt(mm)优选满足以下等式（4)和（5)， Dt^ 59. 078Xfft0'498⑷以及Dt^ 59. 078Xfft0'467(5) 〇
[0012] 根据本发明的所述充气轮胎中，当y= 0. 3时，f(y)的值优选在0. 01~0. 03的 范围内；当y= 0.5时，f(y)的值优选在0.06~0.105的范围内。
[0013] 在本说明书中，除非另有说明，在不装配轮辋的情况下，在保持胎圈部以便适配由 轮胎尺寸所限定的轮辋宽度时，限定轮胎各部的尺寸。 本发明的有益效果
[0014] 本发明的充气轮胎被构造为满足上述的等式（1)和（2)的具有窄宽度和大胎圈直 径的轮胎。因此，可以实现胎面部和胎侧壁部中的能量损失的减少、轮胎重量的减少和空气 阻力的减少，从而改善燃料消耗。
[0015] 然而，由于具有窄宽度和大胎圈直径的轮胎具有较窄的胎面宽度，因此在转弯时 发生肩部磨损的问题。
[0016] 在本发明中，通过将由上述等式（3)限定的胎面厚度分布曲线f(y)指定在某范围 之内，在进一步提高改善上述燃料经济性的效果的同时，可以防止具有窄宽度和大胎圈直 径的轮胎的肩部不均匀磨损。
[0017] 此处，在y=0.4处的胎面部的轮胎轴向位置匕4处，地面接触长度通常变得更长， 并且地面接触压力通常变得更高。这使得当对轮胎施加负载时，胎面部在地面接触边缘附 近处弯曲，然后胎面胶经过沿轴向和周向的压缩，而导致聚集在轮胎轴向位置Ρα4周围。当 地面接触长度变长且地面接触压力变高时，在转弯期间，轮胎将不利于在肩部上的耐不均 匀磨损性。
[0018] 特别是，当胎面厚度t(y)沿轮胎轴向均匀分布时，即当胎面厚度分布曲线f(y)近 似等于零时，上述倾向明显出现。另一方面，当f(y)被定义为随y增加的曲线时，将改善这 个倾向。
[0019] 然而，当y= 0. 4时的f(y)的值小于0. 03时，相对于轮胎赤道面处的胎面厚度 t(0)，在匕4的轮胎轴向位置处的胎面厚度t(0. 4)仍足够厚，并且通过将其沿轮胎轴向从 外侧压缩，胎面胶还可以变得更厚。结果是，地面接触压力仍然很高，因此无法充分改善转 弯时肩部上的耐不均勾磨损性。此外，当y= 0.4时的f(y)的值大于0.06时，轮胎赤道面 一侧上的地面接触长度较长，且肩部一侧的地面接触长度较短。结果是，自由滚动期间，肩 部倾向于向道路大幅度地滑动，由此倾向于促进直线行驶期间肩部上的不均匀磨损。
[0020] 此外，即使当y= 0. 4时的f(y)的值在0. 03~0. 06的范围内，也仍需要f(y)的 变化率增至y= 〇. 4,随后减小。当上述变化率不满足这个时，例如当变化率为线性时，胎面 厚度t(y)不仅在轮胎赤道侧过薄，而且在肩部一侧过厚。因此，以与f(0. 4) < 0. 03的情 况相同的方式，无法充分改善转弯时肩部上的不均匀磨损。
【附图说明】
[0021] 图1是根据本发明的实施方式的充气轮胎的横截面图。 图2是显示根据JATMA的常规轮胎中的轮胎截面宽度和胎圈直径之间的关系的图。 图3是显示根据JATMA的常规轮胎中的轮胎截面宽度和轮胎外径之间的关系的图。 图4是说明加宽轮胎直径的效果的示意图。 图5是说明胎面厚度t(y)的横截面图。 图6是说明表2中所述的实施例3A~3C和比较例3A~3C的胎面厚度分布曲线f(y) 的图。 图7A~7D是各自说明实施例3A、3B、比较例3A和3B的接地印迹的平面图。 符号说明 1 充气轮胎 2 胎面部 3 胎侧壁部 4 胎圈部 5 胎圈芯 6 胎体 Co轮胎赤道面Pm最大宽度位置
【具体实施方式】
[0022] 以下，将详细地描述本发明的实施方式。
[0023] 如图1所示，根据本发明实施方式的充气轮胎1包括胎体6,该胎体6经由胎面部 2和胎侧壁部3、在胎圈部4的胎圈芯5之间延伸。在本实施方式中，例如将充气轮胎1图 示为客车用子午线轮胎（radialtire)。
[0024] 所述胎体6包括至少一个胎体帘布层6A，其胎体帘线例如以相对于轮胎赤道面Co 成75~90度的角度排列。在本实施方式中，采用一个胎体帘布层6A。该胎体帘布层6A包 括在胎圈芯5和5之间延伸的环状帘布主体部6a、一对各自在胎圈芯5周围从轴向内侧向 轮胎外侧折返的帘布折返部6b。将胎圈三角胶8设置在帘布主体部6a和帘布折返部6b之 间以加固胎圈部，该胎圈三角胶8从胎圈芯5以锥形径向向外延伸。
[0025] 在胎面部2中，将带束层7设置在胎体6的径向外侧。该带束层7包括至少两个 (在本发明实施方式中为两个）带束帘布层7A和7B，其带束帘线以相对于轮胎赤道面Co成10~35度的角度排列。各帘布层的带束帘线彼此相交。这个增加了带束刚度，并且胎 面部2因箍效应而被强烈加强。 在本实施方式中，为了改善高速耐久性，在所述带束层（beltlayer) 7的径向外侧设置 条带层（bandlayer) 9,该带束层7通过以相对于轮胎赤道面Co成5度以下的角度螺旋卷 绕条带帘线（bandcord)而成。作为该条带层9,可以视情况使用仅各自覆盖上述带束层7 的轴向外端的左右一对的边缘条带帘布层（edgebandply)或基本上覆盖带束层7的整个 宽度的全条带帘布层（fullbandply)。在本实施方式中，条带层9例如由一个全条带帘布 层构成。
[0027] 将充气轮胎1配置为窄宽度和大胎圈直径的轮胎，其中，轮胎截面宽度Wt(单位： _)和胎圈直径Db(单位：英寸）满足以下等式⑴和（2): fft^ -0. 7257X(Db)2+42. 763XDb-339. 67-(1)fft^ -0. 7257X(Db)2+48. 568XDb-552. 33-(2)。
[0028] 图2是显示根据JATMA的常规轮胎中的轮胎截面宽度Wt和胎圈直径Db之间的关 系的图。从该研究结果可知，根据JATM的常规轮胎中的轮胎截面宽度和胎圈直径之间的平 均关系，其如在图中的点划线Ka所示，其可以由以下等式（A)限定： Wt= -0· 7257X(Db) 2+39· 134XDb-217. 30 -(A)。
[0029]与此相对，满足上述等式（1)和（2)的区域Y1在如绘图所示的常规轮胎的范围之 外。此外，区域Y存在于将由等式㈧限定的关系Ka平行地向减小轮胎截面宽度Wt且放 大胎圈直径Db的方向移动的位置上。也就是说，相比于具有相同的轮胎外径的常规轮胎， 将满足所述等式（1)和（2)的轮胎构造成具有较窄的轮胎截面宽度Wt和加宽的胎圈直径 Db〇
[0030] 具有较窄轮胎截面宽度的这种轮胎可以提供相应提供较少胎面橡胶体积的窄胎 面宽度。因此，由胎面橡胶引起的能量损失量相对较少，并且轮胎质量也减少。此外，当从 其前面观察车辆时，因轮胎截面宽度减小，减小了从保险杠边缘朝下露出的轮胎暴露面积。 这使得其可以减少轮胎的空气阻力。
[0031] 此外，因为该轮胎相比于具有相同的轮胎外径的常规轮胎具有加宽的胎圈直径， 所以倾向于行驶时变形大的胎侧壁区域变窄。结果是，可以获得胎侧壁部3中能量损失的 减少和轮胎的重量的减少。
[0032] 因此，通过减少由胎面部2和胎侧壁部3引起的能量损失、减少轮胎质量和减少空 气阻力，具有窄宽度和大胎圈直径的轮胎可以改善燃料效率。
[0033] 当轮胎截面宽度Wt不满足所述等式（1)时，由于减少轮胎截面宽度或加宽胎圈直 径的不充分改善，而导致燃料效率的改善并不充分。当轮胎不满足所述等式（2)时，则轮胎 倾向于具有过窄的宽度。为了确保在负荷能力下的使用，有必要使用高内压使上述轮胎充 气。在这种情况下，乘坐舒适性和路面噪音性能将会恶化。
[0034] 为了进一步改善燃料效率，充气轮胎1具有满足以下等式（4)和（5)的轮胎外径 Dt(单位：mm) 〇 Dt^ 59. 078Xfft0'498-(4) Dt^ 59. 078Xfft0'