充气轮胎 【技术领域】
本发明是关于可抑制胎面部偏磨耗的充气轮胎、尤其适用于填充高内压的重载荷用轮胎。
背景技术
比如重载荷用轮胎，其胎面轮廓形状a一般如图6的简略所示，在加硫模具内形成单一的圆弧状。
但是，这样的轮胎，在标准轮辋中装入轮圈并填充了标准内压的标准内压状态下，在从轮胎赤道到胎面半宽的0.5～0.7倍距离的领域y，往往有胎面向半径方向外方膨出的倾向。为此，膨出部分b和胎面接地端e之间的周长差增大，发生胎面接地端侧的胎面与路面间的滑移，容易产生所谓的偏肩磨耗等的偏摩耗。
另一方面，为了抑制这种偏肩磨耗，采用了将加硫模具内地胎面轮廓形状形成胎面接地端侧部分比轮胎赤道侧曲率半径要大的双圆弧状，将标准内压状态下的胎面轮廓形状接近于单一圆弧，这样一种抑制偏肩磨耗的技术，例如在日本专利特开平7-164823号公报等中已有揭示。
但是，这样的技术，虽在一定程度上可抑制偏肩磨耗，但在前述的领域y处有着招致新的偏摩耗发生的问题。尤其在前述领域y处配置有纵向沟槽时，此纵向沟槽的轮胎轴向内侧/外侧处则显著发生偏摩耗。
因此，本发明的目的在于，提供一种可抑制从轮胎赤道至胎面缘的偏摩耗、提高耐摩性的充气轮胎。
【发明内容】
本申请的申请范围中的第1项发明是一种充气轮胎，具有：由从胎面部经胎侧部到胎圈部的胎圈芯的胎体帘布层组成的胎体、以及由配置在胎面部的内侧且胎体的外侧的带束帘布层组成的带束层，其特征在于，
在标准轮辋中装入轮圈且向填充标准内压后的标准内压状态的轮胎加载标准载荷时，标准接地面形状是在包含该轮胎圆周方向的接地长L呈最大的轮胎赤道处的接地长Lc的中央领域与包含接地缘的接地长Le在内的胎面缘领域之间，具有包含前述接地长Lc、比接地长Le短的最短接地长Lm的内领域，同时，
前述最短的接地长Lm的位置处于从前述轮胎赤道到胎面半宽TW的0.5～0.9倍距离的范围内，
而且，使前述胎体帘布层的胎体帘线与其最近的半径方向内侧的带束帘布层的带束层帘线之间的橡胶厚度t1，由前述轮胎赤道起沿轮胎轴方向外侧逐渐增加，但是，从轮胎赤道到胎面半宽TW的0.55倍的半幅位置的前述橡胶厚度t1q为0.5～3.0mm，
此半幅位置处的胎面部的全厚t2q和轮胎赤道处胎面部的全厚t2c之比t2q/t2c为1.01±0.05。
又，第2项发明的特征在于，在标准轮辋中装入轮圈且在向填充了标准内压的80％内压状态下的轮胎加载标准载荷时，80％的内压接地面形状是，从轮胎赤道C至胎面半宽TW的0.5倍距离的位置开始到接地缘止的领域的最短接地长Lsm与轮胎赤道C的接地长Lsc之比Lsm/Lsc应在0.75～0.99的范围内。
还有，本说明书中，术语“标准轮辋(standard rim)”即是指在包含依据轮胎标准的规格体系中对每一种轮胎规定有该规格的胎圈。例如是JATMA的话，则为标准胎圈，若是TRA，则为“压花胎圈(Design Rim)”、或者若是ETRTO的话，则表示“测量胎圈(Measuring Rim)”的意思。另外，术语“标准内压”是指对每一种轮胎规定有上述规格的空气压力，若是JATMA，则为最高空气压力，若是TRA的话，则是表“各种常温内压下的轮胎载荷极限(TIRE LOAD LIMITSATVARIOUS COLD INFLATION PRESSURES)”中记载的最大值，若是ETRTO的话，则为“充气压力”，但轮胎若是轿车轮胎时，则为180KPa。另外，前述“标准载荷”是指对每种轮胎规定有前述规格的的载荷，若是JATMA的话，则为最大载荷能力，若是TRA的话，则为表“各种常温内压下的轮胎载荷极限(TIRE LOAD LIMITS ATVARIOUS COLD INFLATION PRESSURES)”中记载的最大值，若是ETRTO的话，则为“载荷容量(LOAD CAPACITY)”。
【附图说明】
图1为本发明一实施例的轮胎的剖视图。
图2为胎面部放大的剖视图。
图3为说明胎面帘线与带束层帘线间的橡胶厚度的线图。
图4为轮胎的标准接地面形状的线图。
图5为轮胎的80％内压接地面形状的线图。
图6为说明以往技术的问题点的线图。
【具体实施方式】
以下就本发明实施的一形态及其图示加以说明。
图1为本发明的充气轮胎用于货车/大客车等的重载荷用时的子午线轮胎时的剖视图，图2为对该胎面部放大图示的剖视图。
图1中，充气轮胎1，它具有从胎面部2经胎侧部3到胎圈部4的胎圈芯5的胎体6、以及配置于胎面部2的内侧且前述胎体6的外侧的带束层7。
上述胎体6是由在与轮胎圆周方向呈70～90度的角度配置了胎体帘线的1层以上、本例是1层帘布层6A形成。钢等的金属帘线适合作为胎体帘线，但尼龙、人造纤维、聚酯、芳香族聚铣胺等有机纤维帘线也可根据需要而使用。
又，前述胎体帘布层6A，在跨过前述胎圈芯5、5之间的帘布层本体部6a的两侧，具有将前述胎圈芯5的周边由内向外折叠后嵌合的折叠部6b。这种帘布层本体部6a和折叠部6b之间，配置有从胎圈芯5沿半径方向呈锥状向外延伸的胎圈胶芯橡胶(bead apex rubber)8，以增加由胎圈部4到胎侧部3的强度。
又，前述带束层7，由使用了金属帘线作为带束层帘线的3层以上带束帘布层而形成。本例中，例示了钢丝帘线相对于轮胎周向比如呈60±15°的角度配列且与半径方向最里层配置的第1带束帘布层7A、相对轮胎周向比如呈10～35°的小角度配列的第2～4层带束帘布层7B、7C、7D的4层构造。在这种带束层7中，带束层帘线与帘布层间相互交叉的部位有一处以上，籍此提高带束层的钢性，起到胎面部2环箍的效果，增加了强度。
因此，本发明的轮胎1中，如图2、图3中夸张所示的那样，前述胎体帘布层6A的胎体帘线10、以及与其最近的第1层带束帘布层7A的带束层帘线11之间的橡胶厚度t1，使其由前述轮胎赤道C沿轮胎轴向外侧逐渐增加。又如图3所示，方便起见，省略了帘线排列角度，胎体帘线10及带束层帘线以直角剖面表示。
尤其在本例中，例示了籍由辅助橡胶层12介入前述胎体6与带束层7之间、使前述橡胶厚t1逐渐增加的情况。即，辅助橡胶层12，具有由轮胎赤道C到第1带束帘布层7A的外端的厚度逐渐增加而延伸的主部12A，本例中，其外端厚度逐渐减小并与胎体6相接延伸，使之与锯齿部3U内中断的翼部12B相连接。
又，从第1带束层7A的外端到轮胎轴向外侧，在前述第2带束帘布层7B和翼部12B之间，夹进常用的缓冲橡胶13，以缓和带束层端的应力集中。这种缓冲橡胶13，最好使用不会引起蓄热的、损失正接较小的低发热性橡胶。还有一种是不设置前述的辅助橡胶层12，而是通过控制胎体帘布层6A及/或带束帘布层7A的顶层橡胶的覆盖膜厚度自身，也可使得前述橡胶厚度t1逐渐增加。
如图2所示，在不填充内压的状态下，前述胎面部2的子午剖面的轮廓形状Y，由轮胎赤道面上有中心的曲率半径R1的轮胎赤道侧的第1圆弧Y1和比其大的曲率半径R2(R2＞R1)的胎面缘侧的第2圆弧Y2的双圆弧形状形成。
籍此，一方面，在轮胎的标准轮辋中装入轮圈且填充标准内压，此标准内压状态下的胎面轮廓形状近似于曲率半径650±100mm的单一圆弧。
另一方面，通过使前述标准内压状态下的胎面轮廓形状近似单一圆弧，如图4所示的那样，这种标准内压状态的轮胎上加载了标准载荷时的标准接地形状FO(所谓轮胎面接地展开长)，必然是在包括轮胎圆周方向的接地长L呈最大的轮胎赤道C的接地长Lc的中央领域Fc与包括胎面缘侧的接地缘TE的接地长Le的胎面缘领域Fe之间，具有包含最短接地长Lm的内领域Fm。
即，在前述标准接地面形状FO中，并非是轮胎赤道C上的接地长Lc最长、而接地缘TE的接地长Le最短，轮胎赤道C与接地缘TE之间，有着最短接地长Lm。(Lc＞Le＞Lm)。此时，从前述最短接地长Lm位置的轮胎赤道C开始的距离K1，处于从轮胎赤道C到接地缘TE止的距离即胎面半宽TW的0.5～0.7倍范围内。。
籍由此构成，可使前述胎面缘领域Fe的接地压从内领域Fm沿接地缘TE方向逐渐加大，还可保证接地缘TE确实接地，从而有效地抑制偏肩摩耗。
而其反面，在前述内领域Fm中，由于接地压下降，此内领域Fm有新的偏磨耗发生的倾向。尤其在本例中，例示了在胎面部2中形成有至少包含通过前述内领域Fm、沿轮胎圆周方向延伸的纵向沟槽20A的情况。因此，在此纵向沟槽20A的轮胎轴向内侧/外侧更易发生偏磨耗。另外，本例中例示了在从轮胎赤道C到胎面半宽TW的0.2±0.05倍的距离K2的领域内又设置了纵向沟槽20B。
在此，为抑制前述内领域Fm的偏摩擦，本发明中：
①前述胎体帘布层6A的胎体帘线10与第1带束帘布层7A的带束层帘线11之间的橡胶厚t1，沿着轮胎赤道C向轮胎轴向外侧逐渐增大，同时，从轮胎赤道C到胎面半宽TW的0.55倍的距离K3的半幅位置Q处的所述橡胶厚度t1q为0.5～3.0mm，并且，
②前述半幅位置Q的胎面部2的全厚t2q与轮胎赤道C处的胎面部2的全厚t2c之比t2q/t2c为1.01±0.05。
由于采用了前述①、②的构造，则能够提高前述内领域Fm的接地压，使得最短的接地长Lm和最大接地长Lc之比Lm/Lc接近于1.0，例如0.85～0.99。其结果则可抑制内领域Tm的偏摩耗，从而抑制从轮抬赤道C到胎面缘的全宽范围的偏磨耗，能够提高轮胎的耐磨性。
前述橡胶厚度t1q不足0.5mm时，从轮胎赤道C到胎面半宽TW的0.5～0.7倍距离的领域Y内产生偏磨耗，相反，超过3.0mm后，则有胎肩部产生偏肩磨耗的问题。另外，与橡胶厚t1q的轮胎赤道C处的橡胶厚t1c的厚度之差t1q-t1c应在0.1～1.0mm的范围内较为理想。
又，前述的厚度比t2q/t2c不足0.96mm时，则在前述领域Y产生偏磨耗。相反，超过1.06后，则有在胎肩部产生偏肩磨耗的问题。
另外，本发明者的研究结果还判明：本发明的轮胎在实际行走过程中，由于行走条件不同等有时也会发生偏肩磨耗等的偏磨耗。这是考虑到作为一般的轮胎磨耗评价方法，使用标准接地面形状FO，会引起该接地长L最短的部分发生磨耗。但实际上，例如汽车爬坡时后轮过度地承受重载荷、或下坡时前轮过度地承受重载荷，又因轮胎的尺寸增大而使内压多少有些下降等，轮胎的变形增大的情况很严重。籍此原因，即可推测出会导致与标准接地面形状FO不一致。
在此，本发明者提出的方案是，采用了在标准轮辋中装入轮圈，且在填充了标准内压的80％内压状态下，将轮胎上加载标准载荷时的80％的内压接地面形状F1作为磨耗评价的新指标。这种80％内压接地面形状F1，它表示了轮胎的变形情况严重时的接地面形状。籍此可根据实际行走状况来评价过去未能评价的、从轮胎赤道C到胎面缘的全宽范围的偏磨耗。
详细地讲，如图5所示的那样，在80％内压接地面形状F1中，从相隔轮胎赤道C至胎面半宽TW的0.5倍距离K4的位置开始到接地缘TE的领域Z的最短接地长Lsm、和前述轮胎赤道C的接地长Lsc之比Lsm/Lsc应限定在0.75～0.99的范围内。在此范围内时，则能抑制前述最短的接地长Lsm位置的偏磨耗，能够改善从轮胎赤道C到胎面缘的全宽范围内的偏磨耗。
另外，长度之比Lsm/Lsc不足0.75时在最短接地长Lsm的附近位置、或者超过0.99后在轮胎赤道附近位置，则会招致偏磨耗发生等的不良现象。
以上详细叙述了本发明的最理想的实施形态，但并非仅限于图示的实施形态。在如轿车用、小型货车用、建筑产业车辆用的各种类型的轮胎也应该可以实施。
[实施例]
根据表1的规格试作了图1结构的轮胎尺寸295/80R22.5的重载荷用轮胎，表1列出了各供测试轮胎的偏磨耗性能测试结果。表1中的“接地长L的关系”并非一定是轮胎赤道C上的接地长Lc最长、接地缘TE的接地长Le最短，在轮胎赤道C与接地缘TE之间，将存在最短的接地长Lm(Lc＞Le＞Lm)的场合标记为“○”，除此以外，例如，接地缘TE处的接地长Le最短的场合等标记为“×”表示。
(1)偏磨耗性能
在轮辋(22.5×8.25)、内压(900KPa)的条件下，将供测试轮胎装备于货车(2-2·D型)的所有轮上，行走50,000km距离后，对行走后由磨耗而引起纵向沟槽20A、20B的沟槽深度减少量作出比较。减少量差异大的一方，则磨耗差大，偏磨耗性差。
可以确认，如表所示的实施例的轮胎偏磨耗得到了改善。
表1 实施 例1 实施 例2 实施 例3 实施 例4 实施 例5 比较 例1 比较 例2 比较 例3 比较 例4标准内压状态的胎面曲率半径<mm>胎体与带束层的帘线间的橡胶厚度·t1q<mm>·t1c<mm>胎面部的全厚·t2q<mm>·t2c<mm>·比t2q/t2c标准接地面形状·接地长L的关系·比Lm/Lc0.8内压接地面形状·比Lsm/Lsc偏磨耗性能·纵向沟槽20B的减少量<mm>·纵向沟槽20A的减少量<mm>·差B-A<mm> 640 0.8 0.5 31.8 32.0 1.0 图4 ○ 0.85 图5 0.75 4.7 5.9 1.2 540 1.5 0.5 32.0 32.0 1.01 图4 ○ 0.96 图5 0.92 4.9 5.1 0.2 640 2.4 0.5 32.6 32.0 1.03 图4 ○ 0.98 图5 0.95 4.7 4.8 0.1 570 1.6 0.5 32.1 32.0 1.01 图4 ○ 0.96 图5 0.92 4.7 5.3 0.6 730 1.6 0.5 32.1 32.0 1.01 图4 ○ 0.96 图5 0.92 5.1 3.9 -1.2 520 0.2 0.5 32.1 32.0 0.95 - ×(Le 最短) 0.80 - 0.7 4.2 6.4 2.2 640 0.3 0.5 31.3 32.0 1.0 图4 ○ 0.79 图5 0.7 4.5 6.8 2.3 645 3.1 0.5 34.1 32.0 1. 0 图4 ○ 1.01 图5 1.01 7.4 5.1 -2.3 800 3.2 0.5 34.2 32.0 1.08 图4 ○ 1.02 图5 1.04 7.6 4.9 -2.7
产业上利用的可能性
本发明的充气轮胎如上所述，能够抑制轮胎赤道至胎面缘的偏磨耗，可提高耐磨耗性，尤其适合于高内压、高载荷下使用的重载荷用轮胎，有着良好的实用性。