充气轮胎的制作方法

专利名称：充气轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种耐磨损性优异并且滚动阻力较低的充气轮胎。
背景技术：
近年来，由于包括全球变暖等的环境问题，一直在积极寻求开发对环境的不期望 的影响较小的产品，在这样的环境友好型产品的开发中，轮胎的开发也不例外。关于轮胎， 重要的是确保其性能有助于减小汽车的燃料消耗以解决这些环境问题。减小轮胎的滚动阻 力已经作为实现该任务的一个方案被提出，并且在这方面已经开发出了各种技术。传统的减小滚动阻力的一些方法如下。首先，已知的是，轮胎的较大部分的滚动阻力产生于胎面部的橡胶。作为直接解决 该问题的方法，有效的是以具有较小的损耗角正切(loss tangent)的橡胶来代替胎面部中 使用的橡胶。但是，也已知的是，在该方法中牺牲了轮胎的其他性能，例如耐磨损性。其次， 本领域的普通技术人员能够容易地想象到如下方法减小胎面部的厚度，以减少作为产生 并增加滚动阻力的源头的橡胶。但是，在该情况中，出现的问题在于，不能保证轮胎的产品 寿命中的充分长的耐磨损寿命。另外，在日本特开2006-327502号公报中已经提出通过改变轮胎的截面形状来减 小滚动阻力的提案。尽管通过该提案确实能够降低滚动阻力，考虑到使滚动阻力与其他特 性的相容性，特别是与优异的耐磨损性的相容性，仍需要更为特殊的轮胎设计。

发明内容
发明要解决的问题考虑到上述问题，本发明的目的是提出一种具体的轮胎构造，用以提供具有优异 的耐磨损性并且具有较低的滚动阻力的轮胎。用于解决问题的方案本发明的发明人已经发现，通过精心地限定轮胎的形状能够如所期望地改进轮 胎的性能，并且特别地在形状设计的情况下，因为加强结构的形状对于轮胎性能具有显著 的影响，单独地限定作为轮胎的骨架的加强结构的形状及限定轮胎的外表面的形状是有效 的。具体地，本发明的发明人已经发现，抑制轮胎在轮胎宽度方向的截面中的剪切变形，特 别地抑制胎面在的其宽度方向外侧的剪切变形使得能够同时实现如下改进降低由该变形 引起的能量损失所产生的滚动阻力；和减小同样由该变形引起的剪切力和滑动所产生的磨 损，由此完成本发明。本发明的结构的主旨如下。(1) 一种充气轮胎，其具有作为骨架的胎体，其以环状形状跨设在一对胎圈部之 间；带束，其包括至少一个斜带束层；以及胎面，带束和胎面被顺次配置于胎体的胎冠部的 轮胎径向外侧，轮胎的特征在于在轮胎与适用轮辋组装的状态下，在轮胎的宽度方向的截 面中，斜带束层的最外层的轮胎宽度方向的中心部处的半径和轮胎宽度方向的端部处的半径之间的半径差BD与最外层的宽度BW的比BD/BW在0. 01至0. 04的范围。在本发明中，“轮胎与适用轮辋组装的状态”表示这样的状态轮胎与日本汽车轮 胎制造者协会(JATMA，Japan AutomobileTyre Manufacturers Association)规定的标准 轮辋或其它类型的适用轮辋组装在一起，并且轮胎未充内部压力或者被充气至30kPa左右 的极低的内部压力。(2)在上述(1)的充气轮胎中，在胎体的最大宽度位置处与轮胎的转动轴线平行 地引出的线和在胎趾处与轮胎的转动轴线平行地引出的线之间的最短距离CSWh与胎体的 径向最外侧和胎趾之间的轮胎径向距离CSH的比CSWh/CSH在0. 6至0. 9的范围。(3)在上述(1)或(2)的充气轮胎中，在轮胎的最大宽度位置处与轮胎的转动轴线 平行地引出的线和在胎趾处与轮胎的转动轴线平行地引出的线之间的最短距离SWh与轮 胎的截面高度SH的比SWh/SH在0. 5至0. 8的范围。(4)在上述(1)至(3)中的任一种充气轮胎中，斜带束层的最外层的宽度BW与胎 体的最大宽度CSW的比BW/CSW在0. 8至0. 94的范围。(5)在上述(1)至(4)中的任一种充气轮胎中，胎面的宽度方向的中心部处的半径 与宽度方向的端部处的半径之间的半径差TD与斜带束层的最外层的宽度的一半BW/2的比 TD/ (BW/2)在 0. 06 至 0. 11 的范围。(6)在上述(1)至(5)中的任一种充气轮胎中，从与斜带束层的最外层的宽度方向 的端部对应的位置到与胎体的最大宽度对应的位置的路径长度CSL与从与斜带束层的最 外层的宽度方向的中心部对应的位置到胎圈芯的正下方的位置的路径长度CSP的比CSL/ CSP在0. 1至0. 25的范围。(7)在上述(1)至(6)中的任一种充气轮胎中，沿胎体的最大宽度CSW距离最大 宽度CSW的一端的长度是最大宽度CSW的0. 8倍的位置处的高度在轮胎的截面高度SH的 0. 90倍到0. 97倍的范围。(8)在上述(1)至(7)中的任一种充气轮胎中，斜带束层的最外层的宽度方向的端 部处的带束摆出角(belt projectionangle)在0°到10°的范围。在本发明中，“带束摆出角”表示如下确定的角在轮胎宽度方向的截面中，寻找斜 带束层的最外层的一个端部处的切线方向与斜带束层的最内层的与最外层的一个端部对 应的位置处的切线方向之间的中间方向(中间线)；并且测量被认为是0°的轮胎宽度方向 与该中间线之间的角度。(9)在上述(1)至(8)中的任一种充气轮胎中，胎体具有在各胎圈芯处从宽度方向 内侧向宽度方向外侧卷起以朝向径向外侧延伸的卷起部，卷起部的末端与在胎趾处与轮胎 的转动轴线平行地引出的线之间的最短距离CSEh不大于最短距离SWh的0. 5倍，其中，最 短距离SWh是在轮胎的最大宽度位置处与轮胎的转动轴线平行地引出的线与在胎趾处与 轮胎的转动轴线平行地引出的线之间的最短距离。发明的效果根据本发明，能够提供具有优异的耐磨损性并且具有较低的滚动阻力的轮胎。


图1是示出根据本发明的轮胎的沿宽度方向的截面的图。
图2是示出传统轮胎在被施加负荷之前和施加负荷之后的行为(behavior)的图。图3是示出根据本发明的轮胎在被施加负荷之前和施加负荷之后的行为的图。图4示出根据传统轮胎的沿宽度方向的截面的图。图5是示出比BD/BW对于滚动阻力和耐磨损性的影响情况的图。图6是示出比CSWh/CSH对于滚动阻力和耐磨损性的影响情况的图。图7是示出比SWh/SH对于滚动阻力和耐磨损性的影响情况的图。图8是示出比BW/CSW对于滚动阻力和耐磨损性的影响情况的图。图9是示出比TD/(BW/2)对于滚动阻力和耐磨损性的影响情况的图。图10是示出比CSL/CSP对于滚动阻力和耐磨损性的影响情况的图。图11是示出对应于0. 8CSW位置处的相对高度对于滚动阻力和耐磨损性的影响情 况的图。图12是示出带束摆出角θ对于滚动阻力和耐磨损性的影响情况的图。图13是示出胎体卷起部的末端的位置对于滚动阻力和耐磨损性的影响情况的 图。图14是示出胎圈后面角(bead rear face)的图。附图标记说明1胎圈芯2 胎体2a卷起部3a斜带束层(最外层)3b斜带束层4周向带束层5 胎面
具体实施例方式下面将参照附图详细说明本发明。在图1中示出了根据本发明的轮胎沿其宽度方向的截面。在图1中，附图标记1 表示一对胎圈芯；作为骨架的胎体2具有帘线沿子午线方向配置的至少一个帘布层，并且 胎体2以环状形状跨设在两个胎圈芯1之间；通过用橡胶涂覆沿相对于轮胎赤道面0倾斜 的方向延伸的多个帘线而形成的至少一个斜带束层(在图1中为斜带束层3a和斜带束层 3b)被布置于胎体2的胎冠部的径向外侧；通过用橡胶涂覆沿轮胎的赤道面0延伸的多个 帘线而形成的至少一层周向带束层(在图1中为一层周向带束层4)被布置于斜带束层3a 的径向外侧；以及胎面5被布置在带束层4的径向外侧。斜带束层可以是单层的。但是，在 这种情况下，优选地是将单层的斜带束层与至少一层的周向带束层组合以组成带束。构造如上的这种轮胎6与适用轮辋7组装并且供使用。在本实施方式中，如图1 中所示，在轮胎6与适用轮辋7组装的状态下，在轮胎6的沿宽度方向的截面中，重要的是， 斜带束层的最外层3a的轮胎宽度方向的中心部(赤道面0)处的半径与轮胎宽度方向的端 部处的半径的半径差BD与最外层的宽度BW的比、即比BD/BW在0. 01至0. 04的范围。在本实施方式中，斜带束层所具有的宽度等于或大于胎体的最大宽度CSW的0. 6
5倍。前述的比值限制条件意味着斜带束层3的宽度方向的半径存在较小的差别。换 句话说，该限制条件表示带束接近为平的状态。如上所述，滚动阻力主要归因于在轮胎胎 面部的橡胶中产生的能量损失，因此抑制在宽度方向的截面中的作为相关变形(relevant deformation)的一种示例的剪切变形对减小滚动阻力是有效的。上述的剪切变形主要是 由于施加负荷之前和施加负荷之后的显著的变形而引起的，该变形在图2中以箭头表示， 其中实线表示规格为195/65R15(比BD/BW :0. 052)的子午线轮胎在轮胎被内部压力充气 之前的无负荷状态，而虚线表示轮胎被210kPa的内部压力充气之后施加4. 41kN的负荷时 的状态。应注意到，剪切变形是弯曲的带束在其接地部处被伸展变平的变形。另外，如图2 所示，标准的子午线轮胎在其胎肩部的半径小于轮胎中央部的半径，使得在两个部分中存 在半径差，由此使在胎肩部的附近的带束沿着轮胎周向伸展。结果，由彼此交叉的帘线形 成的斜带束以类似于缩放仪(pantograph)的方式变形，而在周向上伸展和在宽度方向上 收缩(shrink)，由此有助于前述的剪切变形并且增加了胎面橡胶的滞后损耗(hysteresis loss) ο为了以最容易和最简单的方式抑制轮胎的构造面中的该剪切变形，需要将带束设 计得尽可能平。具体地，通过使规格与图2中的轮胎的规格相同的轮胎的带束显著地平(比 BD/BW 0. 026)，并且将轮胎的在如图2中所示的相同条件下施加负荷之前和施加负荷之后 的变形设置成使BD/BW不大于0. 04，如图3中所示，则能够将施加负荷前和施加负荷后之 间的变形(见图3中的箭头)抑制在非常低的水平。由此，通过将比BD/BW设置成不大于 0. 04，减小胎面橡胶的滞后损耗，并能够得到具有较低的滚动阻力的轮胎。另外，已经发现，在执行抑制剪切变形的前述改良中，就胎面构造而言，在接地面 内的剪切力和胎面滑动的分布以使其幅度减小的方式变化，由此还能够改进轮胎的耐磨损 性。在轮胎的实际设计中，考虑到与侧部的变形相关联的变形分量，及防止发生偏磨 损所需要的接地构造和接地压力的分布，重要的是轮胎不制成为完全平的，而是将其弯曲 度设置在适当的范围内。作为对于前述弯曲度的适当的范围锐意研究的结果，已经发现比 BD/BW需要为0.01以上。下文中，将详细说明揭示前述发现的实验结果。具体地，在前述BD/BW以各种值变化的条件下，通过使用规格为195/65R15的子午 线轮胎来分别进行滚动阻力和耐磨损性的试验。这些试验轮胎具有相同的基本结构，所述 基本结构包括一个胎体帘布层；两个斜带束层；和配置于斜带束层上的由尼龙制成的周 向加强层，在该基本结构中，一个斜带束层的相对于轮胎赤道面倾斜24°的帘线与另一个 斜带束层的相对于轮胎赤道面倾斜24°的帘线交叉，以关于轮胎赤道面与所述一个斜带束 层的帘线对称。在本实施方式中，滚动阻力的试验通过如下步骤进行将试验轮胎与标准轮辋组 装在一起；调节轮胎的内部压力至210kPa ；并且使用直径为1. 7m的铁表面的转鼓试验机 (drumtester)(速度:80km/h)获得轴的滚动阻力。以传统轮胎(0. 04 < BD/BW彡0. 07)的 滚动阻力为100，图4示例性地示出了传统轮胎沿宽度方向的截面，将测量结果表示为相对 指数值。指数值越小表示滚动阻力越小。对于评价，在消除误差之后，在市场有利性(marketadvantage)方面观察到5%或更大的差别则认为是显著性差异。特别地，观察到滚动阻力 存在10%或更大的差别则认为具有优异的效果。与滚动阻力试验中使用的试验类似，使用直径为1. 7m的室内转鼓试验机(在其表 面有安全防滑贴(safety walk))在80km/h的速度下通过测试与轮辋组装的试验轮胎来进 行耐磨损性试验。关于输入，进行10分钟自由滚动和以施加0. IG的制动力的方式进行10 分钟滚动，并交替地重复进行。在前述状态下运行1200km之后的磨损重量(已经被磨损的 橡胶的量)以表示为相对于传统例的指数值的形式进行评价。磨损重量越小越好。当所观 察到的差别小于5%时认为与传统例相当，并且当观察到10%或更大的差别时认为与传统 例显著地不同。该试验实际上是评价耐磨损性的试验，因为根据其方法对磨损重量进行了 比较。但是，由于具有糟糕的耐偏磨损性的轮胎在较早的阶段出现磨损，无论如何，能够由 前述的耐磨损性试验检测偏磨损。因此，用于耐磨损性的前述试验能够评价耐磨偏损性，及 总的评价耐磨损性。根据上述的实验结果，如图5中所示，当比BD/BW在0.01至0.04的范围时，已经 确认，滚动阻力和耐磨损性与传统轮胎的滚动阻力和耐磨损性相比表现出显著差异；并且 更优选地比BD/BW在0. 02至0. 035的范围。接着，如图1中所示，在胎体的最大宽度位置处与轮胎的转动轴线平行地引出的 线和在胎趾处与轮胎的转动轴线平行地引出的线之间的最短距离CSWh与胎体的最外侧和 胎趾之间的径向距离CSH的比、S卩比CSWh/CSH在0. 6至0. 9的范围，并且更为优选地在0. 7 至0.8的范围。根据该限制条件，在路面附近的轮胎侧部的胎体线具有局部弯曲的区域，并且该 区域中的弯曲刚度较小。结果，所述弯曲区域周围的位于带束宽度的宽度方向外侧的部分 在被施加负荷时显著地变形，由此减小了胎面部的变形的幅度。换句话说，能够减小胎面部 在宽度方向截面的剪切变形的幅度。当对有效地减小轮胎施加负荷时的变形的各种尺寸进 行试验之后，结果表明比CSWh/CSH需要在0. 6至0. 9的范围。下文中，将详细说明揭示了前述发现的实验结果。具体地，在前述比CSWh/CSH以各种值变化的条件下，通过使用规格为195/65R15 的子午线轮胎来分别进行滚动阻力和耐磨损性的试验。比BD/BW保持在0.026。其他的轮 胎结构条件和评价方法与比BD/BW的实验中的相同。根据上述的实验结果，如图6中所示，当比CSWh/CSH在0. 6至0. 9的范围时，已经 确认，滚动阻力和耐磨损性与传统轮胎的滚动阻力和耐磨损性相比表现出显著差异。另外，如图1中所示，在轮胎的最大宽度位置处与轮胎的转动轴线平行地引出的 线和在胎趾处与轮胎的转动轴线平行地引出的线之间的最短距离SWh与轮胎的截面高度 SH的比、即SWh/SH优选在0.5至0.8的范围，并且更为优选地在0. 6至0. 75的范围。关于侧部的形状，通过限制作为骨架的胎体线的形状是非常重要的。但是，该侧部 不能排除考虑如下现象，即橡胶内部的能量损失导致滚动阻力增加。即，将侧部改变成使侧 部遵循与传统轮胎的形状不同的胎体线将会对轮胎的效率进行改良。这意味着，例如，使胎 侧橡胶较薄。如果胎侧橡胶被完全去除，则侧部的尺寸将显然与胎体线的最大宽度位置一 致。但是，在实际中，为了在胎体接触到路边石时保护胎体及其他一些目的，胎侧橡胶必须 具有预定的厚度。考虑到上述情况，对侧部在轮胎最大宽度位置处的高度相对于轮胎的截面高度进行调节，由此确认比SWh/SH应该在前述的范围内。由于硫化型模的设计在轮胎设 计中至关重要，所以就轮胎设计方法而言，需要将本发明的变化定义为轮胎的外表面的尺 寸。下文中，将详细说明揭示了前述发现的实验结果。具体地，在前述比SWh/SH以各种值变化的条件下，通过使用规格为195/65R15的 子午线轮胎来分别进行滚动阻力和耐磨损性的试验。比BD/BW保持在0. 026，比CSWh/CSH 保持在0. 746。其他的轮胎结构条件和评价方法与比BD/BW试验中的相同。根据上述的实验结果，如图7中所示，当比SWh/SH在0. 5至0. 8的范围时，已经确 认，滚动阻力和耐磨损性与传统轮胎的滚动阻力和耐磨损性相比表现出显著差异。另外，如图1中所示，斜带束层的最外层3a的宽度BW与胎体的最大宽度CSW的比、 即BW/CSW优选地在0. 8至0. 94的范围，并且更为优选地，在0. 84至0. 93的范围。在本发明中，轮胎的胎冠部具有较平的构造。因此，轮胎的接地形状自然地趋于沿 宽度方向扩展，由此需要与这样的扩展相对应的加强层的结构。特别地，为防止发生偏磨 损，接地宽度优选地不大于设置有多个加强层的宽度。考虑到这些事实，已经确认，在采用 本发明的轮胎构造的情况下带束宽度需要比通常地设置得宽，并且带束宽度应该优选地符 合上述的限制条件。另一方面，如关于在轮胎的宽度方向截面中的剪切变形所说明的，接地 面外的过多带束部的存在导致滚动阻力的恶化。因此，抑制偏磨损的限制条件的下限和抑 制滚动阻力的限制条件的上限在前述的比值限制条件中都重要。下文中，将详细说明揭示了前述发现的实验结果。具体地，在前述比BW/CSW以各种值变化的条件下，通过使用规格为195/65R15的 子午线轮胎来分别进行滚动阻力和耐磨损性的试验。比BD/BW保持在0. 026，比CSWh/CSH 保持在0. 746，比SWh/SH保持在0. 654。其他的轮胎结构条件和评价方法与比BD/BW试验 中的相同。根据上述的实验结果，如图8中所示，当比BW/CSW在0. 8至0. 94的范围时，已经 确认，滚动阻力和耐磨损性与传统轮胎的滚动阻力和耐磨损性相比表现出显著差异。如图1所示，胎面5的宽度方向的中心部(轮胎赤道面0)处的半径和宽度方向的 端部处的半径的半径差TD与斜带束层的最外层3a的宽度一半BW/2的比、即TD/(BW/2)优 选在0.06至0. 11的范围，并且更为优选地在0. 075至0. 095的范围。这是对斜带束层正上方的胎面表面位置的限制。优选的是，不仅如上所述地使带 束较平以抑制剪切变形，而且胎面外表面也被设置在适当的位置。如果橡胶具有允许胎面 保持类似胎冠的形状(见图2)的厚度分布，则与地面接触时由于半径差而造成偏磨损，并 且由于橡胶较薄的部分趋于被完全磨损而缩短了耐磨损寿命。因此，如带束的情况那样，优 选地是将作为胎面弯曲度的比TD/(SW/2)明确限定在预定的范围。下文中，将详细说明揭示了前述发现的实验结果。具体地，在前述比TD/(BW/2)以各种值变化的条件下，通过使用规格为195/65R15 的子午线轮胎来分别进行滚动阻力和耐磨损性的试验。比BD/BW保持在0. 026，比CSWh/CSH 保持在0. 746，比SWh/SH保持在0. 654，比BW/CSW保持在0. 844。其他的轮胎结构条件和评 价方法与比BD/BW实验中的相同。根据上述的实验结果，如图9中所示，当比TD/(BW/2)在0. 06至0. 11的范围时，已经确认，滚动阻力和耐磨损性与传统轮胎的滚动阻力和耐磨损性相比表现出显著差异。在胎体的最大宽度位置和斜带束层的最外层3a的宽度方向的端部之间的区域中 的胎体线优选具有在5mm至25mm范围的最小曲率半径。即，更直接地说，优选地是使胎体 的最大宽度位置和带束端部下方的位置之间的构造近似于圆弧并且限定圆弧的曲率半径。 如上所述，型模的设计在轮胎设计中非常重要，并且指定前述弯曲区域的曲率半径对轮胎 设计方法而言具有显著的意义。如图1所示，在胎体2中，从与斜带束层的最外层3a的宽度方向的端部对应的位 置到与胎体的最大宽度对应的位置的路径长度CSL与从与斜带束层的最外层3a的宽度方 向的中心部(轮胎赤道面0)对应的位置到胎圈芯1的正下方的位置的路径长度CSP的比、 即比CSL/CSP优选地在0. 1至0. 25的范围，并且更优选地，在0. 12至0. 18的范围。从对 应于赤道面0的位置到胎圈芯1的正下方的位置的路径长度CSP实质上是相关的胎体部的 路径长度。在插入型(interposed type)胎圈芯的情况下，该路径并不包括绕胎圈芯的卷 绕部，该路径长度是插入部的长度。该限制条件限定胎体如上所述地局部弯曲的胎体部的长度。具体地，在连接与胎体线的最大宽度对应的位置和在带束端部的下方的位置的曲 线光滑的设计中，通过优化胎体在对应于所述曲线的区域中的长度，能够使得产生所期望 的局部变形。该区域的较短的胎体长度意味着在如该长度那样短的距离中，胎体方向从径 向改变到大致宽度方向，由此强化胎体局部弯曲的构造特性。下文中，将详细说明揭示了前述发现的实验结果。具体地，在前述比CSL/CSP以各种值变化的条件下，通过使用规格为195/65R15的 子午线轮胎来分别进行滚动阻力和耐磨损性的试验。比BD/BW保持在0. 026，比CSWh/CSH 保持在0. 746，比Sffh/SH保持在0. 654，比BW/CSW保持在0. 844，及比TD/ (BW/2)保持在 0. 134。其他的轮胎结构条件和评价方法与比BD/BW试验中的相同。根据上述的试验结果，如图10中所示，当比CSL/CSP在0. 1至0. 25的范围时，已 经确认，滚动阻力和耐磨损性与传统轮胎的滚动阻力和耐磨损性相比表现出显著差异。沿胎体的最大宽度CSW的、距离CSW的一端的长度是CSW长度的0. 8倍的位置(下 文中，该位置可以称为“对应于0. 8CSW的位置”)处的高度优选地在轮胎的截面高度SH的 0. 90倍到0. 97倍的范围，并且更为优选地，在0. 92倍到0. 96倍的范围内。该限制条件简单地限定对应于胎体的最大宽度的80%的位置处的胎面弯曲度。胎 面和带束部沿其宽度方向的弯曲变形能够通过将胎面弯曲度限制在上述范围内而得到抑 制。应注意到，因为使胎面完全地平坦将极大地增加各个胎肩端部处的接地压力，并使偏磨 损劣化，因此在限制条件中存在适当的上限。下文中，将详细说明揭示了前述发现的实验结果。具体地，在对应于0. 8CSW的前述位置处的高度以各种值变化的条件下，通过使用 规格为195/65R15的子午线轮胎来分别进行滚动阻力和耐磨损性的试验。比BD/BW保持在 0. 026，比 CSWh/CSH 保持在 0. 746，比 Sffh/SH 保持在 0. 654，比 BW/CSW 保持在 0. 844，比 TD/ (BW/2)保持在0. 134，及比CSL/CSP保持在0. 260。其他的轮胎结构条件和评价方法与BD/ BW试验中的相同。根据上述的试验结果，如图11中所示，当对应于0. 8CSW的前述位置处的高度在轮胎的截面高度SH的0. 92倍至0. 96倍的范围时，已经确认，滚动阻力和耐磨损性与传统轮 胎的滚动阻力和耐磨损性相比表现出显著差异。如图1所示，斜带束层的最外层3a的宽度方向的端部处的带束摆出角θ优选地 在0°到10°的范围，并且更为优选地在3°到7°的范围。该角度限制条件限定带束端部处的摆出角。如上所述，优选地将带束形状设计成 较平，并且更为优选地精心限定带束端部的形状。在本发明中，带束可以基本地成形为带 束在中央部是平的，而在其端部急剧弯曲。但是，因为已知大多数宽度方向的剪切变形发生 于轮胎的宽度方向的外侧，因此限定带束端部，特别地，精心地限定其形状是有意义的。因 为带束的端部发生局部弯曲，因此在带束端部显著地弯曲以形成较大的摆出角的情况对于 产生上述的剪切变形特别敏感。考虑到这些事实，带束摆出角理想地接近于零。另外考虑 到带束摆出角与接地形状之间的关系，优选地将带束摆出角θ限定在0°到10°的范围。下文中，将详细说明揭示了前述发现的试验结果。具体地，在带束摆出角θ以各种值变化的条件下，通过使用规格为195/65R15的 子午线轮胎来分别进行滚动阻力和耐磨损性的试验。比BD/BW保持在0. 026，比CSWh/CSH保 持在 0. 746，比 Sffh/SH 保持在 0. 654，比 BW/CSW 保持在 0. 844，比 TD/ (BW/2)保持在 0. 134， 比CSL/CSP保持在0. 260，对应于0. 8CSW的位置处的高度保持为0. 945SH。其他的轮胎结 构条件和评价方法与比BD/BW试验中的相同。根据上述的试验结果，如图12中所示，当带束摆出角θ在0°到10°的范围内 时，已经确认，滚动阻力和耐磨损性与传统轮胎的滚动阻力和耐磨损性相比表现出显著差
已在本实施方式中，如图1所示，胎体2具有在各胎圈芯1处从宽度方向内侧向外侧 卷起以朝向径向外侧延伸的卷起部2a，并且卷起部2a的末端与在胎趾处平行于轮胎的转 动轴线引出的线之间的最短距离CSEh不大于最短距离SWh的0. 5倍，其中SWh是在轮胎的 最大宽度处平行于轮胎的转动轴线引出的线与在胎趾处平行于轮胎的转动轴线引出的线 之间的最短距离。具体地，因为配置有胎体2的卷起部2a的区域的结构具有介于两个加强构件之间 的结构，即介于胎体的主体和卷起部2a之间，因此配置有胎体2的卷起部2a的区域具有较 大的弯曲刚性。因此，卷起部2a在轮胎径向外侧延伸的越远，则轮胎侧部的刚性越高，并且 带束的在其接地部处的变形越大，由此滚动阻力趋于增加。但是，通过将距离CSEh设置成 不大于距离SWh的0. 5倍而使卷起部2a不会到达侧部区域，从而使侧部具有较小的刚性并 且易于弯曲。结果，抑制了带束在其接地部处的变形，并减小了滚动阻力。下文中，将详细说明揭示了前述发现的实验结果。具体地，在前述距离CSEh以各种值变化的条件下，通过使用规格为195/65R15的 子午线轮胎来分别进行滚动阻力和耐磨损性的试验。比BD/BW保持在0. 022，比CSWh/CSH保 持在 0. 746，比 Sffh/SH 保持在 0. 654，比 BW/CSW 保持在 0. 844，比 TD/ (BW/2)保持在 0. 074， 比CSL/CSP保持在0. 180，对应于0. 8CSW的位置处的高度保持为0. 945SH，带束摆出角θ 保持为2°。其他的轮胎结构条件和评价方法与比BD/BW实验中的相同。根据上述的实验结果，如图13中所示，当距离CSEh在不大于距离SWh的0. 5倍的 范围时，已经确认，滚动阻力和耐磨损性与传统轮胎的滚动阻力和耐磨损性相比表现出显者差升。另外，除了上述的限制条件之外，如图1所示，从胎体至轮胎的侧部处的轮胎表面 的橡胶厚度优选地在部分20处呈最小的厚度值(即，达到橡胶厚度t)，其中胎体线在该部 分20处具有最小的曲率半径。减小该部分20的橡胶厚度会使轮胎侧部具有较小的刚性并 且易于弯曲。结果，带束在其接地部处的变形受到抑制，并且减小了滚动阻力。另外，假设平行于轮胎的转动轴线并通过胎圈芯1的轴心引出的线Lf1与轮胎外 表面的交点为X ’从交点X向轮胎外表面的对应于轮胎的最大宽度SW的位置y引出的线为 Lh ；并且从位置y平行于轮胎的转动轴线引出的线为Lf2,则在Lh和Lf2之间形成的胎圈后 面角α被设置在68°至75°的范围，具体地，被设置成不小于70°，如图14中所示，这是 因为，这样的结构能够有效地减小轮胎的侧部的刚性，特别地，减小侧部在接地面附近的弯 曲部的局部刚性，使得侧部易被弯曲，并且能够抑制带束在其接地部处的变形。实施例根据表1中示出的详细特性制备规格为195/65R15的子午线轮胎，并且各子午线 轮胎分别接受前述的滚动阻力和耐磨损性试验。这些试验轮胎具有相同的基本结构，所述 基本结构包括一个胎体帘布层；两个斜带束层；和配置于斜带束层上由尼龙制成的周向 加强层，在该基本结构中，一个斜带束层的相对于轮胎赤道面倾斜24°的帘线与另一个斜 带束层的相对于轮胎赤道面倾斜24°帘线交叉，以关于轮胎赤道面与所述一个斜带束层的 帘线对称。表1中示出了试验轮胎的评价结果。根据这些结果，可以确认，根据本发明的各实 施例与传统例相比在滚动阻力和耐磨损性方面均显示出显著差异。[表1-1]
权利要求
一种充气轮胎，其具有作为骨架的胎体，其以环状形状跨设在一对胎圈部之间；带束，其包括至少一个斜带束层；以及胎面，所述带束和所述胎面被顺次配置于所述胎体的胎冠部的轮胎径向外侧，所述轮胎的特征在于在所述轮胎与适用轮辋组装的状态下，在所述轮胎的宽度方向的截面中，所述斜带束层的最外层的轮胎宽度方向的中心部处的半径和轮胎宽度方向的端部处的半径之间的半径差BD与所述最外层的宽度BW的比BD/BW在0.01至0.04的范围。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，在所述胎体的最大宽度位置处与所 述轮胎的转动轴线平行地引出的线和在胎趾处与所述轮胎的转动轴线平行地引出的线之 间的最短距离CSWh与所述胎体的径向最外侧和所述胎趾之间的轮胎径向距离CSH的比 CSWh/CSH在0. 6至0. 9的范围。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，在所述轮胎的最大宽度位置处与 所述轮胎的转动轴线平行地引出的线和在胎趾处与所述轮胎的转动轴线平行地引出的线 之间的最短距离SWh与所述轮胎的截面高度SH的比SWh/SH在0. 5至0. 8的范围。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述斜带束层的最外 层的宽度BW与所述胎体的最大宽度CSW的比BW/CSW在0. 8至0. 94的范围。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述胎面的宽度方向 的中心部处的半径与宽度方向的端部处的半径之间的半径差TD与所述斜带束层的最外层 的宽度的一半BW/2的比TD/ (BW/2)在0. 06至0. 145的范围。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的充气轮胎，其特征在于，从与所述斜带束层的 最外层的宽度方向的端部对应的位置到与所述胎体的最大宽度对应的位置的路径长度CSL 与从与所述斜带束层的最外层的宽度方向的中心部对应的位置到所述胎圈芯的正下方的 位置的路径长度CSP的比CSL/CSP在0. 1至0. 25的范围。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的充气轮胎，其特征在于，沿所述胎体的最大宽 度CSW距离所述最大宽度CSW的一端的长度是所述最大宽度CSW的0. 8倍的位置处的高度 在所述轮胎的截面高度SH的0. 91倍到0. 97倍的范围。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述斜带束层的最外 层的宽度方向的端部处的带束摆出角在0°到10°的范围。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述胎体具有在各胎 圈芯处从宽度方向内侧向宽度方向外侧卷起以朝向径向外侧延伸的卷起部，所述卷起部的 末端与在胎趾处与所述轮胎的转动轴线平行地引出的线之间的最短距离CSEh不大于最短 距离SWh的0. 5倍，其中，所述最短距离SWh是在所述轮胎的最大宽度位置处与所述轮胎的 转动轴线平行地引出的线与在所述胎趾处与所述轮胎的转动轴线平行地引出的线之间的 最短距离。
全文摘要
本发明提供一种充气轮胎，其具有作为骨架的胎体，其以环状形状跨设在一对胎圈部之间；带束，其包括至少一个斜带束层；以及胎面，带束和胎面被顺次配置于胎体的胎冠部的轮胎径向外侧，轮胎的特征在于在轮胎与适用轮辋组装的状态下，在轮胎的宽度方向的截面中，斜带束层的最外层的轮胎宽度方向的中心部处的半径和轮胎宽度方向的端部处的半径之间的半径差BD与最外层的宽度BW的比BD/BW在0.01至0.04的范围。由此能够得到一种具有优异的耐磨损性并且具有较低的滚动阻力的轮胎。
文档编号B60C9/28GK101909905SQ20088012485
公开日2010年12月8日 申请日期2008年12月17日 优先权日2007年12月17日
发明者中山壮人, 高桥文男 申请人:株式会社普利司通