本发明涉及提高胎圈部的耐久性的重载荷用充气轮胎。
背景技术：
例如，在下述专利文献1中提出了在胎圈部设置有加强层的重载荷用充气轮胎。专利文献1的加强层由包含绕胎体帘布的折返部以截面大致u字状延伸的钢帘线的第一加强层、以及包含在第一加强层的轮胎轴向外侧沿轮胎径向延伸的有机纤维帘线的第二加强层构成。
专利文献1：日本特开平11－020421号公报
然而，专利文献1的重载荷用充气轮胎，例如在高温地区、制动频率较高的地区使用的情况下，轮缘附近的胎圈部的温度容易成为高温，因此存在橡胶在轮缘上流动，之后固化的问题。固化后的橡胶因胎体帘布的拉力而产生破裂等损伤，从而成为胎圈部的耐久性降低的原因。
技术实现要素：
本发明是鉴于以上的实际情况所做出的，主要的目的在于提供一种以设置于胎圈部的第二加强层具有内侧第二帘布和外侧第二帘布为基本，提高胎圈部的耐久性的重载荷用充气轮胎。
本发明的重载荷用充气轮胎，包括从胎面部经由侧壁部而到达胎圈部的胎圈芯的环状的胎体，该重载荷用充气轮胎的特征在于，所述胎体具有胎体帘布，该胎体帘布包括：从所述胎面部经由所述侧壁部而到达所述胎圈部的所述胎圈芯的主体部、和与所述主体部连接并且绕所述胎圈芯从轮胎轴向内侧向外侧折返的折返部，在所述胎圈部设置有：在轮胎子午线截面中，至少一部分从所述折返部的轮胎径向内侧朝向轮胎径向外侧以大致u字状延伸的第一加强层、以及至少一部分在所述第一加强层的轮胎轴向外侧沿轮胎径向延伸的第二加强层，所述胎体帘布包含钢制的胎体帘线，该钢制的胎体帘线相对于轮胎放射方向具有0°～20°的角度，所述第一加强层具有钢帘线帘布，该钢帘线帘布包含相对于所述胎体帘线倾斜的钢帘线，所述第二加强层具有：内侧第二帘布，其与所述钢帘线帘布连接；外侧第二帘布，其在所述内侧第二帘布的轮胎轴向外侧与所述内侧第二帘布连接，所述外侧第二帘布的轮胎径向外侧的端部位于比所述内侧第二帘布的轮胎径向外侧的端部靠轮胎径向外侧，所述内侧第二帘布包含相对于所述胎体帘线而向与所述钢帘线相同方向倾斜的内侧有机纤维帘线，所述外侧第二帘布包含相对于所述胎体帘线而向与所述内侧有机纤维帘线相反的方向倾斜的外侧有机纤维帘线。
在本发明的重载荷用充气轮胎中，优选为，所述内侧有机纤维帘线相对于所述胎体帘线的倾斜角度小于所述钢帘线相对于所述胎体帘线的倾斜角度。
在本发明的重载荷用充气轮胎中，优选为，所述外侧有机纤维帘线相对于所述胎体帘线的倾斜角度与所述内侧有机纤维帘线相对于所述胎体帘线的倾斜角度大致相等。
在本发明的重载荷用充气轮胎中，优选为，所述内侧有机纤维帘线以及所述外侧有机纤维帘线相对于所述胎体帘线的倾斜角度为20°～60°，所述钢帘线相对于所述胎体帘线的倾斜角度为50°～70°。
在本发明的重载荷用充气轮胎中，优选为，所述外侧第二帘布的所述端部与所述内侧第二帘布的所述端部的距离为8mm～18mm。
在本发明的重载荷用充气轮胎中，优选为，所述折返部具有轮胎径向外侧的端部，所述内侧第二帘布的所述端部位于比所述折返部的所述端部靠轮胎径向外侧的位置，所述内侧第二帘布的所述端部与所述折返部的所述端部的距离为8mm～18mm。
在本发明的重载荷用充气轮胎中，优选为，在所述胎圈部设置有与正规轮辋的轮辋座面连接的胎圈包布橡胶，所述胎圈包布橡胶的所述胎圈芯的轮胎轴向外侧位置处的最小厚度为2.5mm～6.0mm。
在本发明的重载荷用充气轮胎中，优选为，在所述胎圈部设置有与正规轮辋的轮辋座面连接的胎圈包布橡胶，所述胎圈包布橡胶的复弹性模量为7mpa～14mpa。
在本发明的重载荷用轮胎中，第二加强层包括：与钢帘线帘布连接的内侧第二帘布、和在所述内侧第二帘布的轮胎轴向外侧与所述内侧第二帘布连接的外侧第二帘布，所述外侧第二帘布的外端位于比所述内侧第二帘布的外端靠轮胎径向外侧的位置。这样的第二加强层能够用外侧第二帘布覆盖容易受胎体帘布的拉力的影响的内侧第二帘布的端部，因此能够抑制以此为基点的破裂、剥离等损伤。
在本发明的重载荷用轮胎中，内侧第二帘布包含相对于胎体帘线而向与钢帘线相同方向倾斜的内侧有机纤维帘线，外侧第二帘布包含相对于所述胎体帘线而向与所述内侧有机纤维帘线相反的方向倾斜的外侧有机纤维帘线。这样的外侧第二帘布以及内侧第二帘布有效地抑制胎体帘布的拉力，进而能够减少以橡胶的固化为起因的胎圈部的损伤。因此，本发明的重载荷用轮胎能够提高胎圈部的耐久性。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的重载荷用充气轮胎的剖视图。
图2是图1的胎圈部的侧视图。
图3是图1的胎圈部的放大剖视图。
附图标记的说明：2…胎面部；3…侧壁部；4…胎圈部；5…胎圈芯；6…胎体；6a…胎体帘布；6a…主体部；6b…折返部；10…第一加强层；10a…钢帘线帘布；11…第二加强层；11a…内侧第二帘布；11b…外侧第二帘布。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。
在图1中示出本实施方式的重载荷用充气轮胎(以下，有时简称为“轮胎”)1的正规状态下包括旋转轴的轮胎子午线剖视图。
“正规状态”是将轮胎1轮辋组装于正规轮辋r，并且填充为正规内压的无负荷的状态。以下，在未特殊说明的情况下，轮胎1的各部的尺寸等是在该正规状态下测定的值。
“正规轮辋”是在包括轮胎1依据的规格的规格体系中，对每个轮胎规定该规格的轮辋，例如若为jatma则为“标准轮辋”，若为tra则为“designrim”，若为etrto则为“measuringrim”。
“正规内压”是在包括轮胎1依据的规格的规格体系中，对每个轮胎规定各规格的气压，若为jatma则为“最高气压”，若为tra则为表“tireloadlimitsatvariouscoldinflationpressures”所记载的最大值，若为etrto则为“inflationpressure”。
如图1所示，本实施方式的轮胎1包括：从胎面部2经由侧壁部3而到达胎圈部4的胎圈芯5的环状的胎体6。胎体6具有至少一块胎体帘布，在本实施方式中为一块胎体帘布6a。
胎体帘布6a优选为包括主体部6a和折返部6b。本实施方式的主体部6a从胎面部2经由侧壁部3而到达胎圈部4的胎圈芯5。本实施方式的折返部6b与主体部6a连接，并且绕胎圈芯5从轮胎轴向内侧向外侧折返。折返部6b例如具有轮胎径向外侧的第一端部9。本实施方式的胎体帘布6a的主体部6a的以胎圈基线bl为基准的高度h1在轮胎赤道c附近最大。
在图2中示出胎圈部4的侧视图。如图2所示，胎体帘布6a优选为包含相对于轮胎放射方向具有0°～20°的角度θ1的钢制的胎体帘线c1。在本说明书中，轮胎放射方向是在包含轮胎1的旋转轴的平面上沿着帘布的形状的方向。具有这样的胎体帘布6a的轮胎1的滚动阻力较小，能够有助于车辆的低油耗。
如图1所示，优选为，在胎体6的轮胎径向外侧且在胎面部2的内部配置有带束层7。带束层7例如具有包含钢制的带束帘线的多个带束帘布。本实施方式的带束层7是由第一～第四带束帘布7a～7d形成的四块带束帘布的构造。
在本实施方式的胎圈部4设置有：从胎圈芯5朝向轮胎径向外侧以尖细状延伸的胎圈三角胶8、用于加强胎圈部4的第一加强层10和第二加强层11、以及与正规轮辋r的轮辋座面r1连接的胎圈包布橡胶12。
在图3中示出胎圈部4的放大图。如图3所示，胎圈芯5例如具有将钢制的胎圈线卷绕为多列多层的多边形形状的截面形状。本实施方式的胎圈芯5具有大致六边形形状的截面形状。胎圈芯5优选为包括：位于轮胎径向外侧并沿轮胎轴向延伸的外侧面5a、和位于轮胎径向内侧并沿轮胎轴向延伸的内侧面5b。
在正规状态和对该正规状态加载正规负载且以0°外倾角接地的标准负载加载状态下，胎圈芯5的内侧面5b与正规轮辋r的轮辋座面r1所成的角度θ2优选为0°±3°。具有这样的胎圈芯5的轮胎1抑制行驶过程中胎圈芯5的旋转(rotation)，且在胎圈部4的胎体帘布6a的拉力减小，其结果能够提高胎圈部4的耐久性。
在此，上述“正规负载”是在包括轮胎1依据的规格的规格体系中，对每个轮胎规定各规格的负载，若为jatma则为“最大负荷能力”，若为tra，则为表“tireloadlimitsatvariouscoldinflationpressures”所记载的最大值，若为etrto则为“loadcapacity”。
上述的胎圈芯5在正规轮辋r为15°锥形轮辋的情况下，例如，使成形胎圈部4时的内侧面5b以内径朝向轮胎轴向外侧增大的方向的倾斜，并且相对于轮胎轴向成为20°的角度来形成。另外，15°锥形轮辋是轮辋座面r1从轮胎轴向内侧朝向外侧且向轮胎径向外侧以大致15°的角度倾斜的轮辋。另外在本说明书中，标注“大致”的各部的尺寸等中包括具有小于10％的误差。
胎圈芯5优选为包括：由胎圈线构成的芯主体5a、和覆盖芯主体5a的周围的包覆层5b。包覆层5b例如由尼龙等有机纤维的帆布(canvascloth)构成，用于固定胎圈线。
本实施方式的胎圈三角胶8包括：内三角胶8a、和配置于内三角胶8a的轮胎径向外侧的外三角胶8b。
内三角胶8a例如具有在主体部6a与折返部6b之间从胎圈芯5向轮胎径向外侧延伸的大致三角形状的截面形状。内三角胶8a的轮胎径向外侧的第二端部13例如位于主体部6a的轮胎轴向外侧面上。内三角胶8a的第二端部13优选位于比折返部6b的第一端部9靠轮胎径向外侧的位置。
内三角胶8a的复弹性模量e*1优选为40mpa～65mpa。在本说明书中，构成轮胎1的橡胶材料的复弹性模量是使用粘弹性分光仪，在温度70℃、频率10hz、初始应变10％以及动应变2％的条件下测定出的值。
外三角胶8b例如经由从内三角胶8a的第二端部13朝向折返部6b而向径向内侧延伸的边界面14，与内三角胶8a连接。外三角胶8b的复弹性模量e*2优选为比内三角胶8a的复弹性模量e*1小的3～5mpa。
这样的胎圈三角胶8能够在胎圈部4变形时确保充分的抗弯刚性。另外，本实施方式的胎圈三角胶8能够在低弹性的外三角胶8b中缓和作用于胎体帘布6a的折返部6b的剪切应力，从而能够有效地防止脱层等损伤。
第一加强层10具有至少一块钢帘线帘布，在本实施方式中为一块钢帘线帘布10a。这样的第一加强层10的钢帘线帘布10a能够提高胎圈部4的抗弯刚性，从而有效地抑制以胎圈芯5为支点的胎圈部4向轮胎轴向外侧的较大的弯曲变形。
钢帘线帘布10a优选为在轮胎子午线截面中，至少一部分从折返部6b的轮胎径向内侧朝向轮胎径向外侧以大致u字状延伸。本实施方式的钢帘线帘布10a的至少一部分与胎体帘布6a的主体部6a以及折返部6b连接。这样的钢帘线帘布10a不过度提高胎圈部4的轮胎轴向外侧的刚性，从而提高乘坐舒适性。另外，钢帘线帘布10a的配置不限定于这样的方式。
钢帘线帘布10a的轮胎轴向外侧的第三端部15优选为位于比折返部6b的第一端部9靠轮胎径向内侧的位置。由此，钢帘线帘布10a的第三端部15能够抑制形变集中于其附近。这样的胎圈部4能够抑制以第三端部15为起点的脱层等损伤。
钢帘线帘布10a的第三端部15与折返部6b的第一端部9的距离l1优选为8mm～18mm。若距离l1小于8mm，则钢帘线帘布10a的第三端部15处的刚性差增大，从而有可能引起以第三端部15为起点的脱层等损伤。若距离l1大于18mm，则有可能无法提高胎圈部4的抗弯刚性。
钢帘线帘布10a的轮胎轴向内侧的第四端部16例如优选为位于比内三角胶8a的第二端部13靠轮胎径向内侧。作为进一步优选的方式，钢帘线帘布10a的第四端部16位于比钢帘线帘布10a的第三端部15靠轮胎径向内侧。这样的钢帘线帘布10a能够使沿着其形状测定的长度比较小，从而能够兼顾轻型化和加强效果。在此，沿着其形状测定的长度是所谓的外围(periphery)长度。
如图2所示，钢帘线帘布10a优选为包含相对于胎体帘线c1倾斜的钢帘线c2。钢帘线c2相对于胎体帘线c1的倾斜角度θ3优选为50°～70°。钢帘线c2的排列根数优选为帘布宽度每50mm设置20～40根。这样的钢帘线帘布10a提高胎圈部4的抗弯刚性，进而能够更有效地抑制以胎圈芯5为支点的胎圈部4向轮胎轴向外侧的较大的弯曲变形。
如图3所示，第二加强层11优选为至少一部分在第一加强层10的轮胎轴向外侧沿轮胎径向延伸。本实施方式的第二加强层11具有：与钢帘线帘布10a连接的内侧第二帘布11a、和在内侧第二帘布11a的轮胎轴向外侧且与内侧第二帘布11a连接的外侧第二帘布11b。
这样的第二加强层11即使正规轮辋r的轮缘附近的胎圈部4的温度成为高温，也能够抑制与轮辋座面r1相接的胎圈包布橡胶12因热的影响等软化而在轮缘上流动，之后固化。因此胎圈部4能够减少以橡胶的固化为起因的损伤。
如图2所示，本实施方式的内侧第二帘布11a包含相对于胎体帘线c1而向与钢帘线c2相同方向倾斜的内侧有机纤维帘线c3。另外，本实施方式的外侧第二帘布11b包含相对于胎体帘线c1而向与内侧有机纤维帘线c3相反的方向倾斜的外侧有机纤维帘线c4。这样的内侧第二帘布11a以及外侧第二帘布11b互补，从而有效地抑制胎体帘布6a的拉力，进而能够减少以橡胶的固化为起因的胎圈部4的损伤。其结果，本实施方式的轮胎1能够更加提高胎圈部4的耐久性。
如图3所示，内侧第二帘布11a以及外侧第二帘布11b相互重叠，从轮胎轴向外侧覆盖钢帘线帘布10a的第三端部15。这样的第二加强层11具有比钢帘线帘布10a优异的柔软性以及与橡胶部件的紧贴性。因此，能够缓和在钢帘线帘布10a的第三端部15处的应力，从而能够长期抑制以第三端部15为起点的脱层等损伤。另外，本实施方式的第二加强层11能够缓和作用于胎体帘布6a的折返部6b的剪切应力，从而能够减少伴随剪切应力的形变。
内侧第二帘布11a的轮胎径向外侧的第五端部17优选为位于比折返部6b的第一端部9靠轮胎径向外侧。这样的内侧第二帘布11a能够覆盖折返部6b的第一端部9。因此，胎圈部4能够有效地抑制以折返部6b的第一端部9为起点的脱层等损伤。
内侧第二帘布11a的第五端部17与折返部6b的第一端部9的距离l2优选为8mm～18mm。若距离l2小于8mm，则胎体帘布6a的第一端部9处的刚性差增大，从而有可能引起以第一端部9为起点的脱层等损伤。若距离l2大于18mm，则内侧第二帘布11a容易移动，从而有可能引起以内侧第二帘布11a的第五端部17为起点的脱层等损伤。
内侧第二帘布11a的第五端部17与折返部6b的第一端部9的距离l2，优选为和折返部6b的第一端部9与钢帘线帘布10a的第三端部15的距离l1大致相等。由此，胎圈部4的应力均匀地分散，从而进一步提高其耐久性。
内侧第二帘布11a的轮胎径向内侧的第六端部18位于比钢帘线帘布10a的第三端部15以及第四端部16靠轮胎径向内侧。内侧第二帘布11a的第六端部18优选为位于比后述的外侧第二帘布11b的第八端部20靠轮胎轴向内侧。由此，内侧第二帘布11a的第六端部18能够抑制形变集中于其附近。这样的胎圈部4能够抑制以内侧第二帘布11a的第六端部18为起点的脱层等损伤。
外侧第二帘布11b的轮胎径向外侧的第七端部19，优选为位于比内侧第二帘布11a的第五端部17靠轮胎径向外侧。这样的外侧第二帘布11b能够覆盖容易受胎体帘布6a的拉力影响的内侧第二帘布11a的第五端部17。因此，胎圈部4能够有效地抑制以内侧第二帘布11a的第五端部17为起点的脱层等损伤。
外侧第二帘布11b的第七端部19与内侧第二帘布11a的第五端部17的距离l3优选为8mm～18mm。若距离l3小于8mm，则内侧第二帘布11a的第五端部17处的刚性差增大，从而有可能引起以内侧第二帘布11a的第五端部17为起点的脱层等损伤。若距离l3大于18mm，则外侧第二帘布11b容易移动，从而有可能引起以外侧第二帘布11b的第七端部19为起点的脱层等损伤。
外侧第二帘布11b的第七端部19与内侧第二帘布11a的第五端部17的距离l3，优选为和内侧第二帘布11a的第五端部17与折返部6b的第一端部9的距离l2大致相等。这样的胎圈部4的应力均匀地分散，从而进一步提高其耐久性。
从胎圈基线bl到外侧第二帘布11b的第七端部19的轮胎径向的高度h2，优选为以胎圈基线bl为基准的胎体帘布6a的最大高度h1的25％～40％。若第七端部19的高度h2小于胎体帘布6a的最大高度h1的25％，则有可能减小抑制胎圈包布橡胶12在正规轮辋r的轮缘上流动、固化的效果。若第七端部19的高度h2大于胎体帘布6a的最大高度h1的40％，则外侧第二帘布11b容易移动，从而有可能引起以外侧第二帘布11b的第七端部19为起点的脱层等损伤。
本实施方式的外侧第二帘布11b的轮胎径向内侧的第八端部20，位于胎圈芯5的轮胎径向内侧的内侧区域s1内。这样的外侧第二帘布11b即便在胎体帘布6a产生了拉力的情况下，也不会大幅移动，能够有效地抑制胎体帘布6a的拉力。因此轮胎1能够抑制伴随胎体帘布6a的拉力的形变，从而抑制以形变为原因的破裂等损伤。其结果，本实施方式的轮胎1能够提高胎圈部4的耐久性。
外侧第二帘布11b的第八端部20与内侧第二帘布11a的第六端部18的距离l4，优选为和外侧第二帘布11b的第七端部19与内侧第二帘布11a的第五端部17的距离l3大致相等。即，外侧第二帘布11b与内侧第二帘布11a优选为沿着其形状测定的长度大致相同。由此，外侧第二帘布11b与内侧第二帘布11a能够使用相同的帘布层。因此制造成本能够伴随部件的共通化而削减。
如图2所示，内侧第二帘布11a的内侧有机纤维帘线c3相对于胎体帘线c1的倾斜角度θ4优选为20°～60°。内侧有机纤维帘线c3更优选相对于胎体帘线c1以30°～50°的倾斜角度θ4而向与钢帘线c2相同方向倾斜。这样的内侧第二帘布11a有效地抑制胎体帘布6a的拉力，其结果，能够进一步提高胎圈部4的耐久性。
内侧有机纤维帘线c3的倾斜角度θ4优选为小于钢帘线c2的倾斜角度θ3。这样的内侧第二帘布11a能够更有效地抑制以钢帘线帘布10a的第三端部15为起点的脱层等损伤。
外侧第二帘布11b的外侧有机纤维帘线c4相对于胎体帘线c1的倾斜角度θ5优选为20°～60°。外侧有机纤维帘线c4更优选相对于胎体帘线c1以30～50°的倾斜角度θ5而向与内侧有机纤维帘线c3相反的方向倾斜。这样的外侧第二帘布11b有效地抑制胎体帘布6a的拉力，其结果，能够进一步提高胎圈部4的耐久性。
外侧有机纤维帘线c4的倾斜角度θ5优选为与内侧有机纤维帘线c3的倾斜角度θ4大致相等。这样的外侧第二帘布11b与内侧第二帘布11a互补，从而能够进一步抑制胎体帘布6a的拉力。
上述的内侧第二帘布11a以及外侧第二帘布11b，例如在制造时使同一帘布的正反反转来使用，从而能够容易地进行。由此，内侧第二帘布11a与外侧第二帘布11b能够使部件共通化，从而能够减少轮胎1的制造成本。
内侧有机纤维帘线c3以及外侧有机纤维帘线c4的排列根数，分别优选为帘布宽度每50mm设置20～40根。作为各有机纤维帘线c3、c4，例如适当地使用尼龙帘线、聚酯帘线、芳香族聚酰胺帘线、或者高张力维尼纶帘线等。这样的内侧第二帘布11a以及外侧第二帘布11b的柔软性比钢帘线帘布10a的高，并且与橡胶部件的紧贴性也优异。
如图3所示，本实施方式的胎圈包布橡胶12位于第二加强层11的轮胎轴向外侧，且在胎圈芯5的轮胎径向内侧与正规轮辋r的轮辋座面r1相接。胎圈包布橡胶12的轮胎径向外侧的第九端部21，例如位于比外侧第二帘布11b的第七端部19靠轮胎径向外侧。
胎圈包布橡胶12的胎圈芯5的轮胎轴向外侧位置处的最小厚度t1优选为2.5mm～6.0mm。若最小厚度t1小于2.5mm，则胎圈包布橡胶12固化，从而有可能引起破裂等损伤。若最小厚度t1大于6.0mm，则胎圈包布橡胶12有可能在正规轮辋r的轮缘上流动，从而在轮胎表面产生形变。
胎圈包布橡胶12的复弹性模量e*3优选为7mpa～14mpa，更优选为9mpa～13mpa。若复弹性模量e*3小于7mpa，则胎圈包布橡胶12有可能在正规轮辋r的轮缘上流动，在轮胎表面产生形变。若复弹性模量e*3大于14mpa，则胎圈包布橡胶12有可能固化，从而引起破裂等损伤。
以上，对本发明的一个实施方式的重载荷用充气轮胎1进行了详细地说明，但本发明不限定于上述具体的实施方式，还能够变更为各种方式来实施。
实施例
基于表1的规格试制了具有图1的基本构造的尺寸295/80r22.5的重载荷用充气轮胎。对各测试轮胎的胎圈部测试了耐久性。各测试轮胎的共通规格以及测试方法如下。
安装轮辋：22.5×9.00
轮胎内压：850kpa
＜胎圈部耐久性1＞
使上述测试轮胎在转鼓试验机上在标准负载的200％的条件下，以时速20km/h行驶，并测定了直至在胎圈部产生损伤为止的行驶距离。结果为以比较例为100的指数，数值越大，表示胎圈部的耐久性越优异。
＜胎圈部耐久性2＞
将轮辋加热至140℃，在标准负载的条件下以时速20km/h行驶，并测定了直至在胎圈部产生损伤为止的行驶距离。结果为以比较例为100的指数，数值越大，表示胎圈部的耐久性越优异。
测试结果示于表1以及表2。
表1
表2
测试的结果确认了实施例的轮胎提高了胎圈部的耐久性。