充气轮胎的制作方法

本发明涉及充气轮胎，更详细而言，涉及一种通过采用在踏面区域和侧面区域中胎体帘线的角度连续地变化的弯曲胎体构造，从而能够在使轮胎轻量化的同时在踏面区域和侧面区域分别确保所期望的刚度的充气轮胎。

背景技术

一般，作为使轮胎轻量化的方法，尝试使在轮胎中作为体积大的部位的胎冠胎面、侧面等的橡胶薄壁化。然而，从耐磨性、耐久性的观点出发，难以通过使轮胎的各部位的橡胶薄壁化这一方法来实现进一步的轻量化。

另一方面，为了使轮胎轻量化，提出了各种不需要以往的子午线(radial)构造中的独立的带束层的技术。例如，在专利文献1中，关于平行地排列了多根帘线的内侧帘线层和外侧帘线层，使得各帘线层的帘线角度在胎侧部为80°～90°、在胎面部中央为15°～50°，并且在两帘线层间向彼此相反的方向倾斜，从而能够获得不需要带束层，并且兼备内压保持功能和环箍(日文：タガ)功能这两个功能的充气轮胎。然而，因为是使一根帘线在左右的胎圈芯间连续地往复移动来形成这一复杂的制造方法的发明，所以存在实用性低这一缺点。

另外，在专利文献2中能够获得如下充气轮胎：该充气轮胎具备对一对胎圈间进行加强的2层以上的胎体层，胎体层的帘线在从胎圈到轮胎最大宽度附近的位置为止大致沿轮胎半径方向配置，使得从该位置到接地端，相对于周向的角度逐渐变化，在接地端附近以相对于周向20°～60°的角度、在踏面部以20°～50°的角度进行配置。然而，在使用2层以上的胎体层来进行加强的情况下，与使用单一的胎体层的情况相比，多产生像绕胎圈芯卷起的胎体层的端部那样作为加强材料实质上不发挥作用的部分，所以存在无法在使轮胎轻量化的同时进行有效的加强这一问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-22537号公报

专利文献2：日本特开2002-127711号公报

发明的内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供如下充气轮胎，该充气轮胎通过采用在踏面区域和侧面区域中胎体帘线的角度连续地变化的弯曲胎体构造，从而能够在使轮胎轻量化的同时在踏面区域和侧面区域中分别确保所期望的刚度。

用于解决问题的技术方案

用于达成上述目的的本发明的充气轮胎具备：胎面部，其在轮胎周向上延伸而呈环状；一对胎侧部，其配置在该胎面部的两侧；一对胎圈部，其配置在这些胎侧部的轮胎径向内侧；以及胎体层，其架设于该一对胎圈部之间并包括多根胎体帘线，该胎体层具有绕各胎圈部的胎圈芯而从轮胎内侧向外侧卷起的构造，所述充气轮胎的特征在于，在将与所述胎面部的接地宽度相当的区域设为踏面区域，将与所述胎面部的接地宽度的中央80％相当的区域设为踏面中央区域，将比轮胎最大宽度位置靠轮胎径向内侧的区域设为侧面区域时，所述胎体层的两末端在所述踏面区域中彼此重叠，所述胎体层具有包括在所述踏面区域中位于轮胎径向最内侧的内侧层、在所述踏面区域中位于轮胎径向最外侧的外侧层、以及在所述踏面区域中位于所述内侧层与所述外侧层之间的中间层的3层构造，所述胎体层的所述踏面中央区域中的相对于轮胎周向的帘线角度在所述内侧层、所述外侧层、以及所述中间层中的至少一个中，与所述胎体层的所述侧面区域中的相对于轮胎周向的帘线角度不同。

发明的效果

在本发明中，胎体层的两末端在踏面区域中彼此重叠，胎体层具有包括在踏面区域中位于轮胎径向最内侧的内侧层、在踏面区域中位于轮胎径向最外侧的外侧层、以及在踏面区域中位于内侧层与外侧层之间的中间层的3层构造，胎体层的踏面中央区域中的相对于轮胎周向的帘线角度在内侧层、外侧层、以及中间层中的至少一个中，与胎体层的侧面区域中的相对于轮胎周向的帘线角度不同，由此能够在踏面区域和侧面区域表现出彼此不同的刚度，能够在踏面区域和侧面区域分别确保所期望的刚度。另外，与像以往那样具备多层的带束层的充气轮胎相比，能够使轮胎轻量化。进而，与具备2层以上的非单一的胎体层的充气轮胎相比，能够减少作为加强材料而实质上不发挥作用的部分，能够利用最小限度的材料来对胎圈部间进行加强。

在本发明中，优选，内侧层、外侧层、以及中间层中的至少一个的相对于轮胎周向的帘线角度在踏面中央区域中处于10°～75°的范围，并且胎体层相对于轮胎周向的帘线角度在侧面区域中处于85°～90°的范围。由此，能够使胎体层充分分担作为带束层的功能。另外，在踏面区域与侧面区域的边界附近允许胎体帘线的舒缓的角度变化，能够提高耐久性。更优选在踏面中央区域中为15°～70°，并且进而优选为15°～65°。

在本发明中，优选，至少踏面区域中的构成胎体层的胎体帘线的每50mm宽度的埋入根数为20根～70根，该胎体帘线的直径为0.2mm～1.5mm。由此，能够抑制胎体层的质量的增加，有助于轮胎的轻量化，并且能够抑制刚度、耐久性的降低。

在本发明中，优选，在踏面区域中的胎体层的外周侧具备带束层。由此，能够充分确保胎面部的刚度并发挥出良好的操纵稳定性。

在本发明中，优选，带束层为1层。由此，能够将带束层的质量的增加抑制为最小限度，并且能够增大胎面部的环箍效果。

在本发明中，优选，带束层相对于轮胎周向的帘线角度为15°～45°。由此，能够使带束层具备作为带束层所需要的环箍功能。

在本发明中，优选，在胎体层与带束层之间配置有具有0.2mm～2.0mm的厚度的中间橡胶层。由此，能够弥补踏面区域的面外弯曲刚度降低并且提高面内弯曲刚度。

在本发明中，优选，在带束层的轮胎径向外侧具备带束加强层。由此，能够提高高速耐久性。

在本发明中，胎面部的接地区域基于在以将轮胎组装于正规轮辋并且填充了正规内压的状态将轮胎垂直放置在平面上并施加了正规载荷时测定的轮胎轴向的胎面接地宽度来确定。接地端是接地区域的轮胎轴向的最外侧位置。“正规轮辋”是指在包括轮胎所基于的规格的规格体系中，针对每个轮胎确定该规格的轮辋，例如，如果是jatma则设为标准轮辋，如果是tra则设为“designrim(设计轮辋)”，或者如果是etrto则设为“measuringrim(测量轮辋)”。“正规内压”是指在包括轮胎所基于的规格的规格体系中，针对每个轮胎确定各规格的气压，如果是jatma则设为最高气压，如果是tra则设为表“tireloadlimitsatvariouscoldinflationpressures(各种冷膨胀压力下的轮胎负载极限)”中记载的最大值，如果是etrto则设为“inflationpressure(膨胀压力)”，但在轮胎用于乘用车的情况下设为180kpa。“正规载荷”是指在包括轮胎所基于的规格的规格体系中，针对每个轮胎确定各规格的载荷，如果是jatma则设为最大载荷能力，如果是tra则设为表“tireloadlimitsatvariouscoldinflationpressures”中记载的最大值，如果是etrto则设为“loadcapacity(负载能力)”，但在轮胎用于乘用车的情况下设为与所述载荷的88％相当的载荷。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式所构成的充气轮胎的子午线剖视图。

图2是抽出并示出本发明的实施方式所构成的充气轮胎的胎体层、带束层以及带束加强层的俯视图。

图3是为了定义胎体帘线与带束帘线的帘线角度而示出图2的胎体层、带束层以及带束加强层的一部分的俯视图。

图4是示意性地示出图1的胎体层的各部分中的胎体帘线的角度变化的说明图。

图5是抽出并示出本发明的实施方式所构成的充气轮胎的变形例中的胎体层、带束层以及带束加强层的俯视图。

图6是示意性地示出图5的胎体层的各部分中的胎体帘线的角度变化的说明图。

图7(a)是示意性地示出图1的胎体层的两末端的位置的说明图，图7(b)、图7(c)是示出变形例的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的构成详细地进行说明。图1、图2是示出本发明的实施方式所构成的充气轮胎的图。此外，在图1、图2中，cl为轮胎中心线。

如图1所示，本实施方式的充气轮胎具备在轮胎周向上延伸而呈环状的胎面部1、配置在该胎面部1的两侧的一对胎侧部2、2、以及配置在这些胎侧部2的轮胎径向内侧的一对胎圈部3、3。

在一对胎圈部3、3之间架设有单一的胎体层4。胎体层4具有在轮胎径向上延伸的多根胎体帘线41，且绕配置在各胎圈部3的胎圈芯5而从轮胎内侧向外侧折回。在胎圈芯5的外周上配置有由截面为三角形状的橡胶组成物构成的胎圈填胶6。

在此，将与胎面部1的接地宽度w相当的区域设为踏面区域rt，将至少比轮胎最大宽度位置pmax靠轮胎径向内侧的区域设为侧面区域rs，将与胎面部1的接地宽度w的中央80％相当的区域设为踏面中央区域rc。胎体层4包括在踏面区域rt中配置在轮胎径向内侧的内侧层4a、在踏面区域rt中配置在轮胎径向外侧的外侧层4b、以及在踏面区域rt中配置在内侧层4a与外侧层4b之间的中间层4c，在踏面区域rt中具有3层构造。

在胎面部1中的胎体层4的外周侧埋设有1层的带束层7。通过像这样将带束层7设为1层，能够将带束层7的质量的增加抑制为最小限度，并且能够增大胎面部1的环箍效果。带束层7构成为包括相对于轮胎周向倾斜的多根带束帘线71。作为带束层7的带束帘线71，优选使用钢帘线和尼龙、芳纶等的有机纤维帘线。

以提高高速耐久性为目的，在带束层7的外周侧配置有包括沿轮胎周向配置的纤维帘线的多层(在图1中为2层)的带束加强层8。该带束加强层8例如可以具有将至少一根纤维帘线拉齐并覆盖橡胶而形成的带材在轮胎周向上螺旋状地缠绕而得到的无缝构造。该带束加强层8相对于轮胎周向的帘线角度为5°以下，更优选为3°以下。作为带束加强层8的纤维帘线，适合使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、尼龙、人造丝、芳纶等的有机纤维帘线或高弹性的芳纶纤维帘线、高弹性的芳纶纤维与低弹性的尼龙纤维绞合而成的复合帘线。此外，在图1的技术方案中，位于轮胎径向内侧的带束加强层8构成覆盖带束层7的整个宽度的全覆盖层，位于轮胎径向外侧的带束加强层8构成仅覆盖带束层7的端部的边缘覆盖层。

在胎体层4与带束层7之间配置有中间橡胶层9。关于中间橡胶层9，其模量为10mpa以上，60℃的tanδ为0.2以下即可。另外，在构成中间橡胶层9的橡胶板中也可以配合有短纤维，但长纤维除外。中间橡胶层9的厚度构成为在0.2mm～2.0mm的范围即可。通过像这样适度地设定中间橡胶层9的厚度，能够弥补踏面区域rt的面外弯曲刚度的降低，并且能够提高面内弯曲刚度。

图2是抽出并示出本发明的实施方式所构成的充气轮胎的胎体层4、带束层7以及带束加强层8的图，tr表示轮胎子午线方向，tc表示轮胎周向。如图2所示，构成胎体层4的胎体帘线41以在踏面区域rt中相对于轮胎子午线方向即轮胎宽度方向倾斜，并且另一方面在侧面区域rs中沿轮胎子午线方向延伸的方式配置。在图2的技术方案中，内侧层4a、外侧层4b以及中间层4c的各层的胎体帘线41在踏面区域rt中相对于轮胎宽度方向倾斜，但在本发明中，内侧层4a、外侧层4b、中间层4c中的至少一层的胎体帘线41在踏面区域rt中以相对于轮胎宽度方向倾斜的方式配置即可。

另一方面，构成带束层7的带束帘线71在踏面区域rt中相对于轮胎子午线方向向同一方向倾斜。在图2的技术方案中，内侧层4a和外侧层4b的胎体帘线41与带束帘线71彼此交叉。在本发明中具有如下构造：在踏面区域rt中，内侧层4a、外侧层4b、中间层4c中的至少一层的胎体帘线41与带束帘线71以彼此交叉的方式配置。

如图3所示，将胎体层4的胎体帘线41相对于轮胎周向所呈的角度设为帘线角度θ1。该帘线角度θ1表示踏面中央区域rc和侧面区域rs中的各自的平均角度。此时，胎体层4的踏面中央区域rc中的帘线角度θ1被设定为在内侧层4a、外侧层4b、中间层4c中的至少一层中与侧面区域rs中的帘线角度θ1不同。另外，在图2的技术方案中示出了以内侧层4a或外侧层4b的踏面中央区域rc中的帘线角度θ1与中间层4c的踏面中央区域rc中的帘线角度θ1彼此不同，内侧层4a或外侧层4b的胎体帘线41与中间层4c的胎体帘线41在踏面中央区域rc中正交的方式配置的例子，但在具备带束层7的情况下也可以使内侧层4a、外侧层4b、中间层4c的踏面中央区域rc中的各帘线角度θ1全部相同来进行配置。

图4是示意性地示出图1的胎体层4的各部分中的胎体帘线41的角度变化的图。即，在将单一的胎体层4的整体作为一部件进行观察而得到的俯视图中，在从一方的末端40a到另一方的末端40b的区间中连续地示出胎体帘线41的帘线角度θ1的变化。表现为：当胎体帘线41平行于轮胎子午线方向时帘线角度θ1为90°，当倾斜时帘线角度θ1为除90°以外(在图4中为45°或-45°)的角度。胎体层4主要包括折起部分pu、侧面部分ps、踏面部分pt这3个部分。即，图4所示的胎体帘线41在踏面部分pt中帘线角度θ1为45°或-45°，在折起部分pu和侧面部分ps中帘线角度θ1为90°。这样，胎体层4在轮胎上折回，从而成为如图2所示那样以内侧层4a或外侧层4b的胎体帘线41与中间层4c的胎体帘线41正交的方式配置的构造。

图5是示出本发明的实施方式所构成的充气轮胎的变形例的图。在图5的技术方案中，以外侧层4b和中间层4c的各层的胎体帘线41在踏面区域rt中相对于轮胎宽度方向倾斜，另一方面内侧层4a的胎体帘线41在轮胎子午线方向上延伸，并且外侧层4b的胎体帘线41与中间层4c的胎体帘线41正交的方式配置。图6是示意性地示出图5所示的胎体层4的各部分中的胎体帘线41的角度变化的图。在图6所示的踏面部分pt中，在将胎体层4的整体作为一部件进行观察而得到的俯视图中，仅在位于两端部的踏面部分pt中帘线角度θ1为45°或-45°，在除此以外的部分中帘线角度θ1全部为90°。在该情况下，胎体层4在轮胎上折回，从而成为如图5所示那样以外侧层4b的胎体帘线41与中间层4c的胎体帘线41正交的方式配置的构造。在本发明中，在像这样将胎体层4的整体作为一部件进行观察而得到的俯视图中，仅在位于两端部的踏面部分pt适度地设定帘线角度θ1，从而能够仅将胎体层4的两端部设为弯曲胎体构造，适合轮胎成形时的部件准备。

图7(a)示意性地示出图1的胎体层4的两末端40a、40b的位置。图7(a)所示的末端40a、40b分别延伸到以轮胎中心线cl为基准位于相反侧的胎面部1的胎肩部附近。另一方面，图7(b)、(c)是图7(a)的变形例。图7(b)所示的末端40a、40b分别超过以轮胎中心线cl为基准位于相反侧的胎面部1的胎肩部而延伸到胎圈芯5的附近。另外，图7(c)所示的一方的末端40a延伸到以轮胎中心线cl为基准位于相反侧的胎面部1的接地端，另一方的末端40b与末端40a重叠，未到达轮胎中心线cl便终止。尤其优选如图7(a)和图7(b)所示那样设定两末端40a、40b的位置。在本发明中，构成为以使得在踏面区域rt的整个宽度中胎体层4具有3层构造的方式配置两末端40a、40b即可。通过像这样配置两末端40a、40b，有助于提高操纵稳定性。

在上述充气轮胎中，胎体层4的两末端40a、40b在踏面区域rt中彼此重叠，胎体层4具有包括在踏面区域rt中位于轮胎径向最内侧的内侧层4a、在踏面区域rt中位于轮胎径向最外侧的外侧层4b、以及在踏面区域rt中位于内侧层4a与外侧层4b之间的中间层4c的3层构造，胎体层4的踏面中央区域rc中的相对于轮胎周向的帘线角度θ1在内侧层4a、外侧层4b、中间层4c中的至少一层中，与胎体层4的侧面区域rs中的相对于轮胎周向的帘线角度θ1不同，由此能够在踏面区域rt和侧面区域rs中表现出彼此不同的刚度，能够在踏面区域rt和侧面区域rs分别确保所期望的刚度。另外，与以往那样具备多层的带束层的充气轮胎相比，能够使轮胎轻量化。进而，与具备2层以上的非单一的胎体层的充气轮胎相比，能够减少作为加强材料而实质上不发挥作用的部分，能够利用最小限度的材料来对胎圈部3间进行加强。

尤其优选，胎体层4的踏面中央区域rc中的相对于轮胎周向的帘线角度θ1在内侧层4a、外侧层4b、中间层4c中的至少一层中，比胎体层4的侧面区域rs中的相对于轮胎周向的帘线角度θ1小。通过像这样适度地设定踏面中央区域rc和侧面区域rs中的帘线角度θ1，能够使胎体层4分担作为带束层的功能。

另外，帘线角度θ1构成为在踏面中央区域rc中处于10°～75°的范围，并且随着朝向带束层7的端部的轮胎宽度方向外侧而逐渐增大，在侧面区域rs中为85°～90°的范围即可。尤其是，帘线角度θ1构成为在踏面中央区域rc中更优选为15°～70°，进而优选为15°～65°的范围即可。通过像这样适度地设定帘线角度θ1，能够使胎体层4充分分担作为带束层的功能。另外，在踏面区域rt与侧面区域rs之间允许胎体帘线41的舒缓的角度变化，能够提高耐久性。

进而，如图3所示，将构成带束层7的带束帘线71相对于轮胎周向的角度设为帘线角度θ2。帘线角度θ2构成为处于15°～45°的范围即可。通过像这样适度地设定帘线角度θ2，能够使带束层7具备作为带束层所需要的环箍功能。

在本发明中，构成为至少踏面区域rt中的胎体帘线41的每50mm宽度的埋入根数为20根～70根，胎体帘线41的直径为0.2mm～1.5mm即可。通过像这样适度地设定胎体帘线41的尺寸，能够抑制胎体层4的质量的增加，有助于轮胎的轻量化，并且能够抑制刚度、耐久性的降低。

[实施例]

以轮胎尺寸为235/40r18制作了如下实施例1～8的轮胎，所述轮胎具备：胎面部，其在轮胎周向上延伸而呈环状；一对胎侧部，其配置在该胎面部的两侧；一对胎圈部，其配置在这些胎侧部的轮胎径向内侧；以及胎体层，其架设于该一对胎圈部之间并包括多根胎体帘线，该胎体层具有绕各胎圈部的胎圈芯而从轮胎内侧向外侧卷起的构造，在所述轮胎中具有如下构造：胎体层的两末端在踏面区域中彼此重叠，胎体层具有包括在踏面区域中位于轮胎径向最内侧的内侧层、在踏面区域中位于轮胎径向最外侧的外侧层、以及在踏面区域中位于内侧层与外侧层之间的中间层的3层构造，胎体层的踏面中央区域中的相对于轮胎周向的帘线角度与胎体层的侧面区域中的相对于轮胎周向的帘线角度不同。

在实施例1～8中，如表1那样设定了内侧层的踏面中央区域中的帘线角度、内侧层的侧面区域中的帘线角度、中间层的踏面中央区域中的帘线角度、中间层的侧面区域中的帘线角度、外侧层的踏面中央区域中的帘线角度、外侧层的侧面区域中的帘线角度、带束层的帘线角度、胎体层的两末端的位置以及有无中间橡胶层。这些帘线角度均为相对于轮胎周向的倾斜角度。

此外，在有无中间橡胶层这一项中，在具备中间橡胶层的实施例8的轮胎中使用厚度为1mm的橡胶板。

为了进行比较，准备了具备胎体帘线沿轮胎子午线方向配置的2层的胎体层和2层的带束层的以往例的轮胎。在以往例中，内侧带束层和外侧带束层的帘线角度分别为24°、-24°。

通过下述试验方法对这些试验轮胎实施与轮胎重量、滚动阻力以及操纵稳定性有关的评价，并在表1中一并示出其结果。

轮胎重量：

测定各试验轮胎的重量。评价结果通过将以往例设为100的指数来表示。该指数值越小则意味着轮胎重量越轻。

滚动阻力：

将各试验轮胎组装于轮辋尺寸18×8.5j的车轮，充气至气压230kpa，依照iso的规定，使用滚筒直径为2000mm的滚筒试验机来测定滚动阻力。评价结果通过将以往例设为100的指数来表示。该指数值越小则意味着滚动阻力越小。

操纵稳定性：

将各试验轮胎组装于轮辋尺寸18×8.5j的车轮并安装于排气量为2400cc的车辆，在气压为230kpa的条件下，针对操纵稳定性实施了基于参与者的感官评价。评价结果通过以5为基准点并且分成10个等级的评价来表示。该评价值越大则意味着操纵稳定性越优异。

[表1]

根据表1可做出如下判断：胎体层的两末端在踏面区域中彼此重叠，胎体层具有包括在踏面区域中位于轮胎径向最内侧的内侧层、在踏面区域中位于轮胎径向最外侧的外侧层、以及在踏面区域中位于内侧层与外侧层之间的中间层的3层构造，胎体层的踏面中央区域中的相对于轮胎周向的帘线角度与胎体层的侧面区域中的相对于轮胎周向的帘线角度不同，由此，实施例1～8的轮胎在维持与以往例同等的操纵稳定性的同时，降低了轮胎重量，并且改善了滚动阻力。

附图标记说明

1：胎面部

2：胎侧部

3：胎圈部

4：胎体层

4a：内侧层

4b：外侧层

4c：中间层

40a、40b：胎体层的末端

41：胎体帘线

5：胎圈芯

6：胎圈填胶

7：带束层

71：带束帘线

rt：踏面区域

rc：踏面中央区域

rs：侧面区域

w：接地宽度

pmax：轮胎最大宽度位置