專利名稱：充氣輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充氣輪胎，特別是涉及一種操縱穩(wěn)定性能 和高速行駛時的耐久性能優(yōu)良的充氣輪胎。
背景技術(shù)：
在高性能乘用車用輪胎這樣的為了用于高速行駛而設(shè)計的 輪胎中，由于在輪胎的旋轉(zhuǎn)速度變高時被施加很大的離心力， 因此，配置在胎面部的內(nèi)表面?zhèn)鹊膸鴮优c其周圍的橡膠有可 能發(fā)生脫層。在發(fā)生該脫層時，上述帶束層的寬度方向兩端部 換起，輪胎的胎面部分向外側(cè)膨脹，因此，有可能導(dǎo)致操縱穩(wěn) 定性能降低。
因此，為了抑制上述膨脹，如圖3所示，開發(fā)出一種具有 下述帶束加強層54的構(gòu)造的充氣輪胎50，上述帶束加強層54 通過在交叉帶束層52的外側(cè)橫跨其整個寬度地、以與輪胎赤道 面大致平行的方式纏繞由有機纖維、鋼絲構(gòu)成的加強構(gòu)件(螺 旋構(gòu)件)53而成，該交叉帶束層52由配置于輪胎胎面51內(nèi)側(cè)的 2個帶束層52a、 52b構(gòu)成(例如參照專利文獻l)。
另外，在乘載兩用車用輪胎、機動兩輪車用輪胎中，近年 來也出現(xiàn)了同樣構(gòu)造的輪胎。
作為沿著上述輪胎赤道面以螺旋狀纏繞的加強構(gòu)件，可采 用尼龍纖維、芳香族聚酰胺、鋼絲等，其中，芳香族聚酰胺、 鋼絲即使在高溫時也不會伸長，能夠有效地抑制上述脫層，因 此受到關(guān)注。并且，由于芳香族聚酰胺與鋼絲相比重量較輕， 能夠減小輪胎重量，因此，從提高操縱穩(wěn)定性能方面考慮，其 關(guān)注度也4艮高。另夕卜，在將這些加強構(gòu)件纏繞在輪胎的胎冠部分的情況下， 利用所謂的"束緊，，效應(yīng)(以下稱作束緊效應(yīng))，上述加強構(gòu)件 起到勒住輪胎的胎冠部分的作用。因而，即使在輪胎高速旋轉(zhuǎn) 的情況下，輪胎也不會因離心力而膨脹，因此，能夠同時提高 操縱穩(wěn)定性能和耐久性能。
專利文獻l:曰本凈爭開平2001 — 180220號7>才艮
但是，在纏繞有螺旋構(gòu)件的輪胎中，雖然能夠防止帶束層 拱起，但是由于沿赤道方向纏繞的螺旋構(gòu)件具有高于橡膠構(gòu)件 的張力，因此，在交叉帶束層的端部與螺旋加強層之間，夾設(shè) 于其間的橡膠(交叉帶束層的貼膠用膠料、螺旋加強層的貼膠 用膠料)的剪切應(yīng)變增大，易于發(fā)生龜裂這樣的問題。特別是， 由于近年來推行車輛的高速化、充氣輪胎的扁平化，因此，越 來越需要有力地抑制帶束層-帶束加強層之間的脫層。
本發(fā)明人等基于對上述脫層的原因進行研究的結(jié)果，得知 以下的舉動是產(chǎn)生脫層的原因。
交叉帶束層的帶束層端部在與路面接觸時進行沿輪胎周向 (赤道方向)錯位的運動，欲沿周向伸展。這會導(dǎo)致胎面部具 有隨著自胎面中心朝向胎面端部去外徑變小的徑差。這樣的徑 差雖然因接地時胎面部(帶束層、帶束加強層等)沿寬度方向 彎曲變形而被吸收，但由于輪胎沿赤道方向也呈360度的圓形， 因此，沿赤道方向(周向)也要吸收圓度。因此，配置在胎面 橡膠內(nèi)部的半徑較小的帶束層的端部應(yīng)該會伸展而與平坦路面 接觸。
但是，在螺旋加強層等帶束加強層內(nèi)實質(zhì)上埋設(shè)有沿周向 延伸的加強元件(簾線)，因此，帶束加強層幾乎不會沿周向伸 展。另一方面，如上所述，交叉帶束層的帶束層端部欲沿周向 伸展。因此，在帶束層的端部與螺旋加強層重合的部分因變形而產(chǎn)生周向的錯位。該錯位成為應(yīng)變而施加到介于兩者之間的 橡膠上，因此，易于自該部分發(fā)生龜裂。即，在交叉帶束層的 帶束層的兩端部與帶束加強層之間產(chǎn)生較大的周向剪切應(yīng)變， 因該剪切應(yīng)變而發(fā)生龜裂。該龜裂通常自交叉帶束層的帶束層 端部發(fā)生。
作為抑制這樣的周向剪切應(yīng)變的方法， 一般考慮在圖3所 示的帶束層52a、 52b的兩端部與帶束加強層54之間配置橡膠層 來確保上述帶束層52a、 52b的兩端部與帶束加強層54之間的距 離，降低應(yīng)變的程度。但是，由于帶束加強層54處于帶束層52a、 52b的半徑方向外側(cè)，該帶束加強層54的加強構(gòu)件(螺旋構(gòu)件) 53實質(zhì)上與赤道方向平^f亍地纏繞，因此，在上述帶束層52a、 52b與上述帶束加強層54之間配置規(guī)定的橡膠層來制造輪胎是 極為困難的。
其理由如下。即，成型后的未硫化輪胎(生胎)在硫化工 序中，在模具中一邊被加熱和加壓一邊被模具按壓地進行硫化， 此時上述生胎在模具中一邊擴張2% ~ 7%左右一邊成形為模具 的形狀。在該擴張時，由于帶束加強層54在內(nèi)部包含與赤道方 向大致平行地纏繞的簾線構(gòu)件(螺旋構(gòu)件53)，因此，不能擴 張。另一方面，帶束層52a、 52b的簾線構(gòu)件相對于赤道方向以 15度 75度的排列角度傾斜，因此，通過簾線與簾線之間的橡 膠擴張能夠使其外周伸展擴張。
這樣，在硫化時，在帶束層52a、 52b的夕卜側(cè)像"束緊"那 樣地配置的螺旋帶束層(帶束加強層54)不會沿周向(輪胎赤 道方向)伸展，處于其內(nèi)側(cè)的帶束層52a、 52b沿赤道方向擴張， 因此，在帶束層52a、 52b與帶束加強層54之間配置有規(guī)定的橡 膠層的情況下，上述橡膠層的未硫化橡膠會脫離螺旋構(gòu)件53之 間而被吸出到半徑方向外側(cè)，或者流出到帶束加強層5 4的寬度
5方向外側(cè)而被擠出，結(jié)果，難以利用橡膠保持帶束層52a、 52b 與帶束加強層54的距離。這些在硫化工序初期發(fā)生，因此在碌u 化工序初期未石克化橡月交是才及為柔軟的流動體，相對于此，加入 有加強元件的帶束層52a、 52b、帶束加強層54會因上述加強元 件而無法流動。
即，作為用于抑制周向的剪切應(yīng)變的方法，確保帶束層 52a、 52b與帶束加強層54之間的距離是很有效的，但在欲通過 設(shè)置橡膠層來進行確保帶束層52a、 52b與帶束加強層54之間的 距離時，在輪胎制造上非常困難，在現(xiàn)實狀況中是缺乏實現(xiàn)性 的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明即是鑒于以往問題點而做成的，其目的在于提供一 種能夠有力地抑制帶束層-帶束加強層之間的脫層、并且在胎 面端部也設(shè)置了具有有效的束緊效果的帶束加強層的、操縱穩(wěn) 定性能和高速行駛時的輪胎耐久性能優(yōu)良的充氣輪胎。
本申請的技術(shù)方案l所述的發(fā)明是一種充氣輪胎，該充氣 輪胎包括配置在輪胎胎面橡膠與分簾布層之間的、由至少2 層帶束層構(gòu)成的交叉帶束層；橫跨上述帶束層的整個寬度地配 置在上述交叉帶束層外側(cè)的、以與輪胎赤道面大致平行的方式 纏繞加強構(gòu)件而成的帶束加強層，其特征在于，上述帶束加強 層由第l螺旋加強層和第2螺旋加強層構(gòu)成，上述第l螺旋加強 層配置在胎面中心部，其寬度小于胎面寬度；上述第2螺旋加 強層覆蓋上述帶束層中的至少一個帶束層的端部，構(gòu)成該加強 層的簾線直徑小于構(gòu)成上述第l螺旋加強層的簾線直徑，并且， 在上述第2螺旋加強層的 一部分上設(shè)置加強層為2層的重合部。
技術(shù)方案2所述的發(fā)明以技術(shù)方案1所述的充氣輪胎為基礎(chǔ)，使構(gòu)成上述第2螺旋加強層的簾線捻數(shù)多于構(gòu)成上述第l螺 旋加強層的簾辨捻數(shù)。
技術(shù)方案3所述的發(fā)明以技術(shù)方案l或2所述的充氣輪胎為 基礎(chǔ)，上述第l螺旋加強層由捻合芳香族聚酰胺而成的簾線構(gòu) 成，上述第2螺旋加強層由捻合尼龍而成的簾線構(gòu)成。
另外，技術(shù)方案4所述的發(fā)明以技術(shù)方案l ~ 3中任一項所 述的充氣輪胎為基礎(chǔ)，使上述第2螺旋加強層的重合部的長度 為10mm以上，且為胎面寬度的20%以下。
技術(shù)方案5所述的發(fā)明以技術(shù)方案l ~ 4中任一項所述的充 氣輪胎為基礎(chǔ)，將上述第2螺旋加強層做成不會在胎面端部被 切斷而連續(xù)延伸地;陂折回的螺;旋加強層。
采用本發(fā)明，能夠獲得一種操縱穩(wěn)定性能和高速行駛時的 輪胎耐久性能優(yōu)良的充氣輪胎，該充氣輪胎具有在由至少2層 帶束層構(gòu)成的交叉帶束層的外側(cè)橫跨上述帶束層整個寬度地配 置的帶束加強層，其中，上述帶束加強層由第l螺旋加強層和 第2螺旋加強層構(gòu)成，上述第1螺旋加強層配置在胎面中心部， 其寬度小于胎面寬度；上述第2螺旋加強層覆蓋上述帶束層中 的至少一個帶束層的端部，構(gòu)成該加強層的簾線的直徑小于構(gòu) 成上述第l螺旋加強層的簾線的直徑，并且，通過使上述第2螺 旋加強層在胎面端部不^皮切斷而連續(xù)延伸地祐:折回等方法，在 上述第2螺旋加強層的 一部分上設(shè)置加強層為2層的重合部，因 此，該帶束加強層能夠有力地抑制帶束層-帶束加強層之間的 脫層，并且在胎面端部也具有有效的束緊效應(yīng)
另外，通過使第2螺旋加強層為2層，能夠防止在上述硫化 工序中未硫化橡膠的橡膠流動，易于確保交叉帶束層與第2螺 旋加強層之間的距離。即，在交叉帶束層周圍的橡膠自第2螺 旋加強層之間被吸出而流動時，通過使第2螺旋加強層為2層而
7增加阻力，因此難以吸出橡膠。并且，在做成上述第2螺旋加
強層在胎面端部不被切斷而連續(xù)延伸地:帔折回的構(gòu)造的情況
下，上述第2螺旋加強層需要做成2層。另外，若使第2螺旋加 強層的簾線變細，則能夠在抑制厚度的同時將簾線做成2層， 因此，具有也能夠確保強度這樣的優(yōu)點。另外，由于在簾線較 細時其與橡膠層的邊界面變小，因此也具有難以發(fā)生龜裂這樣 的優(yōu)點。
此時，只要使上述第2螺旋加強層的重合部的長度為10 m m 以上，為胎面寬度20%以下，就能夠使胎面端部的第2螺旋加強 層的束緊效應(yīng)更合適，因此，能夠進一步提高操縱穩(wěn)定性能和 乘坐舒適性能。
另外，通過使構(gòu)成上述第2螺旋加強層的簾線捻數(shù)多于構(gòu) 成上述第l螺旋加強層的簾線捻數(shù)，能夠防止第2螺旋加強層內(nèi) 側(cè)的橡膠剝離，從而能夠進一步提高耐久性。
另外，若上述第l螺旋加強層由捻合芳香族聚酰胺而成的 簾線構(gòu)成，上述第2螺旋加強層由捻合與橡膠的粘接性比上述 芳香族聚酰胺好且柔軟的尼龍而成的簾線構(gòu)成，則不僅能夠進 一步提高耐久性，也能夠提高乘坐舒適性。


圖l是表示本發(fā)明最佳方式的充氣輪胎的構(gòu)造的剖視圖。 圖2是歸納實際車輛行駛試驗的結(jié)果的表。 圖3是表示具有以往的帶束加強層的充氣輪胎的構(gòu)造的剖 視圖。
附圖標(biāo)記i兌明
10、充氣輪胎；11、胎面部；12、胎側(cè)部；13、胎圈部； 14、胎體層；15、交叉帶束層；15a、第l帶束層；15b、第2帶束層；16、帶束加強層；17、第l螺旋加強層；18、第2螺旋 加強層；18a、第2螺旋加強層的第1層；18b、第2螺旋加強層 的第2層；18z、重合部。
具體實施例方式
下面，根據(jù)

本發(fā)明的最佳方式。
圖1是表示本最佳方式的充氣輪胎10的構(gòu)造的剖視圖，在 該圖中，附圖標(biāo)記ll是在其表面具有胎面花紋的胎面部，附圖 標(biāo)記12是胎側(cè)部，附圖標(biāo)記13是胎圏部，附圖標(biāo)記14是胎體層， 附圖標(biāo)記15是設(shè)置在上述胎面部11與胎體層14之間的、包括以 各自簾線互相交叉的方式配置的第l及第2帶束層15a、 15b的交 叉帶束層，附圖標(biāo)記16是由第1螺旋加強層17和第2螺旋加強層 18構(gòu)成的帶束加強層；上述第1螺旋加強層17在以胎面中心部 為中心的較寬范圍內(nèi)覆蓋上述交叉帶束層15,其寬度小于胎面 寬度；上述第2螺旋加強層18覆蓋上述2層帶束層15a、 15b中的 至少一個端部(在此是兩者的端部)。
本例子的第2螺旋加強層18未在胎面端部被切斷而連續(xù)延 伸地被折回。即，在將上述第2螺旋加強層18的處于輪胎徑向 內(nèi)側(cè)的層設(shè)為第l層18a、處于輪胎徑向外側(cè)的層設(shè)為笫2層18b 時，本例子的第2螺旋加強層18具有上述第l層18a和上述第2 層18b重合的重合部18z。
在本例子中，使用鋼絲簾線作為上述第l及第2帶束層15a、 15b的加強元件(簾線)。另外，作為上述第l及第2帶束層15a、 15b的簾線角度，分別優(yōu)選為15度 75度的范圍，由此，能夠 將交叉帶束層15的帶束層面內(nèi)剪切剛性保持得較高。
另外，在上述帶束加強層16中，使用芳香族聚酰胺(正式 地也稱作全芳香族聚酰胺、aramid)作為構(gòu)成第l螺旋加強層
917的簾線，使用尼龍作為構(gòu)成上述第2螺旋加強層18的簾線， 并且使構(gòu)成上述第2螺旋加強層18的簾線的掄數(shù)多于構(gòu)成上述 第1螺旋加強層17的簾線的捻數(shù)。
由芳香族聚酰胺構(gòu)成的簾線有20世紀(jì)60年代開發(fā)出來的 抗拉強度、彈性模量、耐藥品性優(yōu)良的對位系(para-type), 和之后開發(fā)的耐熱性、防火性、耐藥品性優(yōu)良的間位系 (meta-type)，但現(xiàn)今輪胎中大多使用間位系，通常以芳綸 (Kevlarl)(商品名稱杜邦(Dupont)公司制)這樣的名稱 使用。由于該芳綸為輕重量且強度高，因此非常適合用作螺旋 加強構(gòu)件的原料。但難點在于，與尼龍相比，該芳綸與橡膠的 粘接性較差。另一方面，尼龍在強度上不如芳綸，但與橡膠的 粘接性優(yōu)良。
因此，在本例子中，在覆蓋有助于輪胎的操縱穩(wěn)定性能的 胎面中心部的大部分范圍的第l螺旋加強層17的簾線中使用強 度較高的芳綸，在覆蓋易于發(fā)生龜裂的交叉帶束層15端部的第 2螺旋加強層18的簾線中使用與簾線的粘接性優(yōu)良的尼龍。如 上所述，尼龍在強度上弱于芳綸，但在本例子中，由于如上所 述地在第2螺i走加強層18中設(shè)有重合部18z，因此，即使簾線的 原料是尼龍，也能夠獲得充分的束緊效應(yīng)。另外，尼龍也是商 品名稱，現(xiàn)今，像6-尼龍、6, 6 -尼龍等那樣地不僅用于機 動車用零件，也被普遍使用，因此直接使用。
接著，說明簾線的掄數(shù)。
通常，螺旋簾線是通過將芳香族聚酰胺的纖維做成0.4mm 左右直徑的束，捻合2根或3根該束而做成的簾線。其捻數(shù)通常 為在100mm之間捻30次左右。簾線的捻數(shù)越少，簾線越有剛性， 但由于在捻數(shù)較少時纖維的方向朝向簾線方向，因此，纖維相
對于簾線的壓縮承受直接的壓縮，因此，在用于輪胎的情況下，
10有時易于疲勞且耐久性出現(xiàn)問題。相反，在捻數(shù)較多時，簾線 的初始抗拉強度降低，由于纖維的方向相對于簾線以很大的角 度扭轉(zhuǎn)，即使沿簾線方向承受壓縮，纖維也不會被直接壓縮， 因此，成為疲勞、耐久性優(yōu)良的簾線。即，鑒于捻數(shù)較少的簾 線的疲勞、耐久性較差、捻數(shù)較多的簾線低應(yīng)變的強度不足這
樣的長處和短處，將兩者平衡了的30次是捻數(shù)的通常值。
在本發(fā)明的帶束加強層16中，使第2螺旋加強層18的簾線 捻數(shù)多于上述第1螺旋加強層17的簾線捻數(shù)的理由是著眼于如 下特性在簾線捻數(shù)增多時，簾線的表面會像拉網(wǎng)的網(wǎng)那樣成 為凹凸增多這樣的形狀。即，在發(fā)生龜裂的情況下，由于該龜 裂沿簾線方向發(fā)展，必須要越過上述凹凸，因此，增多簾線表 面的凹凸的做法、即捻數(shù)較多的做法有助于延遲龜裂的發(fā)展。
另外，在捻數(shù)較多時，如上所述，簾線耐不住較小的應(yīng)變， 在硫化時交叉帶束層的端部膨脹的情況下，其外側(cè)的螺旋帶束 層也能夠稍稍伸展，因此，能夠確保交叉帶束層15與第2螺旋 加強層18之間的距離。
另外，作為第2螺旋加強層18的簾線的具體捻數(shù)，在使第l 螺旋加強層17的簾線捻數(shù)為30時，優(yōu)選為35以上，若為45以上 則更佳。另外，捻數(shù)的上限是70左右，若在該數(shù)量之上，不僅 扭轉(zhuǎn)量過多而導(dǎo)致簾線強度降低，而且作為實際問題，在10mm 中放入80、 90捻在制造上也是不可能的。
在本例子中，如上所述，第1螺旋加強層17配置在以胎面 中心部為中心的較寬范圍內(nèi)。另一方面，第2螺旋加強層18覆 蓋2層帶束層15a、 15b中的至少一個的端部，而且具有2層簾線 重合的重合部18z。
如圖l所示，在上述交叉帶束層15的作為半徑方向內(nèi)側(cè)的 帶束層的第l帶束層15a的帶束寬度較寬、作為半徑方向外側(cè)的
ii帶束層的第2帶束層15b的帶束寬度較窄的情況下，第2螺旋加 強層18優(yōu)選配置為覆蓋兩個帶束層15a、 15b的端部。另外，也 可以僅覆蓋一個帶束層的端部，但由于上述交叉帶束層15通常 重疊2層鋼絲制材料的情況較多，因此，在這種情況下，優(yōu)選 將第2螺旋加強層18配置為覆蓋兩個帶束層15a、 15b的端部。
另外，例如，在構(gòu)成帶束寬度較寬的作為半徑方向內(nèi)側(cè)的 帶束層的第l帶束層15a的簾線是捻合芳綸(芳香族聚酰胺)、 碳(carbon)或者玻璃纖維等而成的簾線、構(gòu)成帶束寬度較窄 的作為半徑方向外側(cè)的帶束層的第2帶束層15b的簾線是鋼絲 簾線這樣的情況下，寬度較窄的第2帶束層15 b的壓縮剛性較 高，易于發(fā)生龜裂，因此，也存在將第2螺旋加強層18配置為 覆蓋比寬度較寬的第1帶束層15a的端部寬度窄的第2帶束層 15b的端部的做法更佳的情況。
并且，在像本例子這樣地設(shè)置重合部18 z而4吏胎面端部的 螺旋線為2層時，即使在內(nèi)側(cè)的螺旋線(第l層18a)中發(fā)生龜 裂的情況下，由于在外側(cè)存在第2層螺旋線(第2層18b),因此， 不會發(fā)生突然的故障而能夠延遲故障的發(fā)展。
另外，通過使螺旋線的直徑變細，也能夠延遲故障的發(fā)展。 其原因在于，通常在線徑較細的簾線的情況下龜裂難以發(fā)展。 另外，在線徑較細時，即使配置2層螺旋線也能夠使厚度變薄。 即，在線徑較粗的狀態(tài)下配置2層螺旋線時，難以使帶束層向 面外彎曲，帶束層會牢固地動作，結(jié)果，帶束層難以向面外彎 曲。因此，產(chǎn)生無法充分地獲取接地長度而導(dǎo)致接地面積降低 這樣的問題。相對于此，在使簾線直徑變細且做成2層的情況 下，能夠接近與線徑較粗的 一 層螺旋線相等的面外彎曲硬度， 因此，能夠使胎肩部的帶束層柔和地運動。
接著，說明上述重合部18z的形成方法。
12在本例子中，將用橡膠涂覆多根尼龍簾線而成的帶狀物自 胎面中心側(cè)朝向胎面端部方向地、與赤道大致平行:地以螺;旋狀
纏繞而形成第l層18a,將其在胎面端部不切斷而折回地朝向胎 面中心方向纏繞而形成第2層18b。若這樣地形成第2螺旋加強 層18,則由于在胎面端部不存在簾線的縫隙，因此在胎面端部 也能夠發(fā)揮充分的束緊效應(yīng)。
如果是在胎面端部存在簾線的縫隙的情況下，簾線有可能 自其縫隙綻開，因此，輪胎的耐久性降低，但若采用上述那樣 的纏繞方法，不僅能夠提高耐久性，也能獲得應(yīng)對故障也很優(yōu) 良的輪胎。另外，由此，由于能夠用l個構(gòu)件形成具有重合部 18z的第2螺旋加強層18,因此，能夠提高生產(chǎn)效率。
此時，優(yōu)選^f吏上述重合部18z的長度為10mm以上，為胎面 寬度的20%以下。即，由于第2螺旋加強層18是為了防止自交 叉帶束層15的端部發(fā)生故障而設(shè)置的，因此，只要僅以交叉帶 束層15的端部為中心進行覆蓋就足夠，其他的大部分用強度較 高的第1螺旋加強層17覆蓋較為理想。相對于上述交叉帶束層 15的端部，只要寬度為10mm就能夠充分地覆蓋。另外，在上 述重合部18 z的寬度大于胎面寬度的2 0 %時，要由強度較弱的第 2螺旋加強層18覆蓋胎面寬度的40%的范圍，因此，有可能對 操縱穩(wěn)定性能產(chǎn)生不良影響。
另夕卜，第2螺旋加強層18的重合部18z為10mm,此外也可 以有10mm為l層的部分。即，也可以是如下結(jié)構(gòu)第2螺旋加 強層18的第l層18a的寬度為10mm ,第2層18b的寬度為 20mm,這20mm中的、胎面端部側(cè)的10mm與第l層18a重合， 胎面中心側(cè)的10mm與第1螺旋加強層17重合。
另外，第1螺旋加強層17與第2螺旋加強層18的位置關(guān)系， 也可以是如圖l所示地第1螺旋加強層17與第2螺旋加強層18—部分重合。例如，也可以是第1螺旋加強層17占包括胎面中心 部的胎面寬度的80%,在第l螺旋加強層17兩端的各自10%范圍 內(nèi)存在第2螺旋加強層18的第l層18a (徑向內(nèi)側(cè)的層；寬度 Wa)，在第1螺旋加強層17兩端的12%范圍內(nèi)存在第2螺旋加強 層18的第2層18b (徑向外側(cè)的層；寬度Wb)。在這種情況下， 從胎面左端算起10%的范圍(寬度Wa)是第2螺旋加強層18的 重合部18z，接下來的2%的范圍(Wb-Wa)中，第l螺旋加強 層17處于徑向內(nèi)側(cè)，第2螺旋加強層18處于徑向外側(cè)。接下來 的76%范圍中僅存在第1螺旋加強層17,接下來的2%范圍中第1 螺旋加強層17與第2螺旋加強層18重合，最后的10%范圍中(胎 面右端側(cè))是重合部18z。若這樣地以螺旋加強層彼此在各自 的端部互相重合的方式配置第l及第2螺旋加強層17、 18，則不 存在不小心的故障隱患就能完成。
這樣，釆用本最佳方式，能夠獲得操縱穩(wěn)定性能和高速行 駛時的輪胎耐久性能優(yōu)良的充氣輪胎，該充氣輪胎具有在交叉 帶束層15的外側(cè)橫跨上述帶束層15整個寬度地配置的帶束加 強層16，上述交叉帶束層15包括各自簾線互相交叉地配置的第 l及第2帶束層15a、 15b,上述帶束加強層16由后述的第l螺旋 加強層17和后述的第2螺旋加強層18構(gòu)成，并且在上述第2螺旋 加強層18的 一部分上設(shè)置了加強層為2層的重合部18z，因此， 該帶束加強層能夠有力地抑制帶束層-帶束加強層之間的脫 層，并且在胎面端部也具有有效的束緊效應(yīng)，上述第l螺旋加 強層17在以胎面中心部為中心的較寬范圍內(nèi)覆蓋上述交叉帶 束層15,其寬度小于胎面寬度，具有由芳香族聚酰胺構(gòu)成的簾 線；上述第2螺旋加強層18覆蓋上述2層帶束層15a、 15b兩者的 端部，由尼龍構(gòu)成的簾線的直徑小于上述第l螺旋加強層17的 簾線的直徑。
14另外，由于第2螺旋加強層18為2層，因此，即使在內(nèi)側(cè)的 螺旋線中發(fā)生龜裂的情況下，也能夠因存在外側(cè)的螺旋線而延
遲故障。
另外，在上述最佳方式中，使第1螺旋加強層17的簾線材 質(zhì)為芳香族聚酰胺，使第2螺旋加強層18的簾線材質(zhì)為尼龍， 但即便第l及第2螺旋加強層17、 18的簾線材質(zhì)均為芳香族聚酰 胺，也能夠獲得同樣的效果。
另外，在上述例子中，使用鋼絲簾線作為上述第1及第2帶 束層15a、 15b的簾線，但也可以是l層為鋼絲制、l枚為芳香族 聚酰胺等有機纖維簾線等的其他構(gòu)造。另外，作為交叉層的第 l層(內(nèi)側(cè))帶束層的簾線，也可以使用捻合了碳纖維而成的 碳簾線(carbon cord )。
實施例
制作圖l所示的具有由2個螺旋加強層構(gòu)成的帶束加強層 的本發(fā)明的輪胎(本發(fā)明1-4)、圖3所示的螺旋加強層為1個 的以往輪胎(以往例子)、與本發(fā)明l的輪胎構(gòu)造相同但改變了 構(gòu)成第2螺旋加強層的簾線的材質(zhì)及重合部的寬度的輪胎(比 較例l、 2),使用轉(zhuǎn)鼓試驗機進行A、 B2類的耐久性試驗。
作為輪胎，在乘用車用的高性能輪胎中，輪胎規(guī)格為245 / 45R18 (輪月臺夕卜徑677mm,輪輞寬度8.5英寸，輪輞直 徑18英寸)。
這些輪胎均存在2層呈環(huán)狀橫跨1對胎圈芯的輪胎胎體層。 該胎體層使用直徑為0.5mm的捻合而成的尼龍簾線，胎體層2 層均為子午線型(相對于赤道方向的角度為90度)。該胎體層 環(huán)繞胎圏芯而在胎圈芯中心折回。
另外，用于加強胎冠部分(胎面部分)的2層交叉帶束層 是將捻合了 3根直徑為0.18mm的鋼絲單股線而成的、所謂的1x 3型的簾線相對于赤道面傾斜40度地互相交叉地配置而成 的，打綿間隔為35根/ 50mm。
這些輪胎的胎面寬度為245mm，處于交叉帶束層的徑向內(nèi) 側(cè)的帶束層的寬度為240mm,處于徑向外側(cè)的帶束層的寬度為 220mm,在該交叉帶束層的外側(cè)配置有螺旋加強層。
在以往例子的輪胎中，螺旋加強層以50根/ 50mm的打綿 間隔配置有直徑為0.7mm的捻合而成的芳香族聚酰胺(商品名 稱芳綸)簾線。上述芳綸的捻數(shù)為30次/ 100mm。另外，用寬 度為250mm的l層加強層覆蓋交叉帶束層的整個寬度。螺旋加 強層的制造如下所述將2根芳綸簾線平行地排列并用未硫化 橡膠將其覆蓋而做成帶狀，在輪胎成型時將其纏繞在交叉帶束 層上。
r 如圖l所示，在本發(fā)明l的輪胎中，上述以往的芳綸螺旋線 變?yōu)?個螺旋線。第l螺旋加強層與以往例子的螺旋線的材料、 緯密相同，以50才艮/ 50mm的打緯間隔配置有直徑為0.7mm的 捻合而成的芳香族聚酰胺(商品名稱芳綸)簾線。另外，上述 第l螺旋加強層以寬度200mm相對于輪胎中心左右對稱地配 置。
第2螺旋加強層使用捻合芳綸簾線而做成0.5mm的材料， 打綿間隔為50根/50mm，捻數(shù)為30次/ 100mm。該第2螺旋 加強層從上述第l螺旋加強層的停巻端開始纏繞，在胎面端部 改變纏繞方向而形成第2層，與第l螺旋加強層重合而停止纏 繞。另外，第2螺旋加強層的第1層(內(nèi)側(cè))的寬度為25mm, 徑向外側(cè)的寬度為35mm。即，第2螺旋加強層的第2層(外側(cè)) 的螺旋線與第l螺旋加強層重合10mm。因而，結(jié)合第l螺旋加 強層和第2螺旋加強層而成的螺旋加強層的層寬度與以往例子 同為250mm。
16本發(fā)明2的輪胎將本發(fā)明1的第2螺旋加強層的輪胎簾線的 捻數(shù)變?yōu)?0次/ 100mm，其他與本發(fā)明1的輪胎相同。
本發(fā)明3的輪胎將本發(fā)明l的輪胎簾線的材質(zhì)變?yōu)槟猃垼?他與本發(fā)明l的輪胎相同。
另外，比較例l的輪胎中，作為第2螺旋加強層的簾線，使 用捻合芳綸簾線而做成0.7mm的材料，其他與本發(fā)明1的輪胎 相同。
比較例2的輪胎將第1螺旋加強層的寬度做成120mm ，第2 螺旋加強層的第l層(內(nèi)側(cè))寬度做成65mm,徑向外側(cè)的寬度 做成75mm,其他與本發(fā)明1的輪胎相同。在該比較例2中，第2 螺旋加強層相互間重合的部分的寬度為65mm,相當(dāng)于胎面寬 度的26.5%。
另外，本發(fā)明4的輪胎是改變了本發(fā)明3的輪胎中的交叉帶 束層的材質(zhì)和寬度而成的，具體地講，將交叉層的第l層(內(nèi) 側(cè))的帶束層的寬度做成270mm,并且，替代鋼絲簾線而使用 捻合碳纖維而做成0.5mm的碳簾線。另外，打絆間隔為50根/ 50mm,角度相對于赤道方向以40度配置。捻數(shù)為30次/ lOOmm。該第l層帶束層的寬度大于胎面寬度，在緊貼于簾布 層的狀態(tài)下沿著簾布層配置到胎側(cè)的上部。
另一方面，第2層(外側(cè))的帶束層的材質(zhì)、角度與本發(fā) 明3的第1層(內(nèi)側(cè))的帶束層完全相同。即，本發(fā)明4是使本 發(fā)明3的交叉帶束層的構(gòu)造的l層是碳，帶束層寬度各自擴寬而 得到的。
耐久性試-驗通過如下進行通過將4侖胎以身見定壓力4安壓于 直徑為3m的鋼絲制轉(zhuǎn)鼓上而使其高速旋轉(zhuǎn)，使其以恒定速度連 續(xù)行駛規(guī)定時間之后，將輪胎剖開來調(diào)查有無龜裂。
試驗條件A
17在CA-1度、SA0度、負載5kN的條件下，將安裝于8.5J x 18英寸的輪輞上的、將輪胎內(nèi)壓設(shè)定為比指定內(nèi)壓220kP低 的180kP的輪胎按壓于轉(zhuǎn)鼓上，使其以130km / h的速度連續(xù) 行駛100小時后使轉(zhuǎn)鼓停止。在此，將輪胎內(nèi)壓設(shè)定得低于指 定內(nèi)壓是為了增大輪胎的彎曲量而促進輪胎的故障。另外，將 轉(zhuǎn)鼓周圍的溫度管理為1CTC ,朝向輪胎持續(xù)輸送風(fēng)速為10m/ s的風(fēng)來防止輪胎極端發(fā)熱，盡量再現(xiàn)實際的行駛狀態(tài)。
試驗條件B
使用與試驗條件A相同的轉(zhuǎn)鼓試驗機，將負載增加至通常 不會有的8kN，使其以130km/h的速度連續(xù)行駛100小時。另 外，除負載之外的條件與試驗條件A相同。
試驗結(jié)果如下。 (1 )以往例子的輪胎
試驗條件A
走完全程。
交叉帶束層內(nèi)側(cè)的帶束層發(fā)生龜裂。龜裂長度沿著內(nèi)側(cè)的 帶束層在水平方向上為5mm。另外，龜裂也向垂直方向(半徑 方向)外側(cè)發(fā)展，到達螺旋加強層。
螺旋加強層中存在能發(fā)現(xiàn)微量的橡膠剝離的部位。
試驗條件B
無法走完全程，在行駛67小時后輪胎爆裂。
在調(diào)查了爆裂后的輪胎后，確認到在內(nèi)側(cè)的帶束層和外側(cè)
還可確認到龜裂被傳導(dǎo)至螺旋加強層，螺旋加強層的簾線 橡膠在7mm的范圍內(nèi)整周剝離。 (2)本發(fā)明l的輪胎 試驗條件A走完全程。
交叉帶束層內(nèi)側(cè)的帶束層發(fā)生龜裂。龜裂長度沿著內(nèi)側(cè)的
帶束層在水平方向上為3mm。但是，龜裂未向垂直方向(半徑 方向)外側(cè)也發(fā)展。
在螺旋加強層中未發(fā)現(xiàn)橡膠剝離。
試驗條件B
走完全程。
沿內(nèi)側(cè)的帶束層的水平方向發(fā)生長度為4mm的龜裂。外側(cè) 的帶束層無龜裂。
在第2螺旋加強層的內(nèi)側(cè)(第l層)存在橡膠剝離。該橡膠 剝離的寬度為3mm，存在于周向整周的360度范圍內(nèi)。
在第2螺旋加強層的外側(cè)(第2層)完全不存在橡膠剝離。
(3) 本發(fā)明2的輪胎 試驗條件A 走完全程。
交叉帶束層內(nèi)側(cè)的帶束層發(fā)生龜裂。龜裂長度沿著內(nèi)側(cè)的 帶束層在水平方向上為3mm。但是，龜裂未向垂直方向(半徑 方向)外側(cè)也發(fā)展。
在螺旋加強層中未發(fā)現(xiàn)橡膠剝離。
試驗條件B
走完全程。
沿內(nèi)側(cè)的帶束層的水平方向發(fā)生長度為4mm的龜裂。外側(cè) 的帶束層無龜裂。
在第2螺旋加強層的內(nèi)側(cè)(第l層)存在橡膠剝離。該橡膠 剝離的寬度為2mm,僅沿周向分散存在，并未整周連續(xù)。
在第2螺旋加強層的外側(cè)(第2層)完全不存在橡膠剝離。
(4) 本發(fā)明3的輪胎試驗條件A 走完全程。
交叉帶束層內(nèi)側(cè)的帶束層發(fā)生龜裂。龜裂長度沿著內(nèi)側(cè)的
帶束層在水平方向上為3mm。但是，龜裂未向垂直方向(半徑 方向)外側(cè)也發(fā)展。
在螺旋加強層中未發(fā)現(xiàn)橡膠剝離。
試驗條件B
走完全程。
沿內(nèi)側(cè)的帶束層的水平方向發(fā)生長度為4mm的龜裂。外側(cè) 的帶束層無龜裂。
在第2螺旋加強層的內(nèi)側(cè)(第l層)僅存在l處橡膠剝離。 該橡膠剝離的寬度為lmm,沿周向的長度為10mm。
在第2螺旋加強層的外側(cè)(第2層)完全不存在橡膠剝離。 (5)比較例l的輪胎
試驗條件A
走完全程。
交叉帶束層內(nèi)側(cè)的帶束層發(fā)生龜裂。龜裂長度沿著內(nèi)側(cè)的 帶束層在水平方向上為2mm。但是，龜裂未向垂直方向(半徑 方向)外側(cè)也發(fā)展。
在螺旋加強層中未發(fā)現(xiàn)橡膠剝離。
試驗條件B
走完全程。
沿內(nèi)側(cè)的帶束層的水平方向發(fā)生長度為4mm的龜裂。外側(cè) 的帶束層無龜裂。
在第2螺旋加強層的內(nèi)側(cè)(第l層)存在橡膠剝離。寬度為 5mm,存在于周向整周的360度范圍內(nèi)。
在第2螺旋加強層的外側(cè)(第2層)完全不存在橡膠剝離。
20(6) 比較例2的輪胎 試驗條件A
走完全程。
交叉帶束層內(nèi)側(cè)的帶束層發(fā)生龜裂。龜裂長度沿著內(nèi)側(cè)的 帶束層在水平方向上為3mm。但是，龜裂未向垂直方向(半徑 方向)外側(cè)也發(fā)展。
在螺旋加強層中未發(fā)現(xiàn)橡膠剝離。
試驗條件B
走完全程。
沿內(nèi)側(cè)的帶束層的水平方向發(fā)生長度為4mm的龜裂。外側(cè) 的帶束層無龜裂。
在第2螺旋加強層的內(nèi)側(cè)(第l層)存在橡膠剝離。該橡膠 剝離的f度為2mm,存在于周向整周的360度范圍內(nèi)。
在第2螺旋加強層的外側(cè)(第2層)完全不存在橡膠剝離。
(7) 本發(fā)明4的輪胎 試驗條件A 走完全程。
交叉帶束層內(nèi)側(cè)的帶束層無龜裂。但是，沿著外側(cè)的帶束 層(鋼絲)發(fā)生長度為3mm的龜裂。但是，龜裂未向垂直方向 (半徑方向)外側(cè)也發(fā)展。
在螺旋加強層中未發(fā)現(xiàn)橡膠剝離。
試驗條件B
走完全程。
內(nèi)側(cè)的帶束層無龜裂。外側(cè)的帶束層發(fā)生長度為4mm的龜 裂。但是，在第2螺旋加強層中龜裂不連續(xù)。
在第2螺旋加強層中，內(nèi)側(cè)(第l層)和外側(cè)(第2層)均 完全不存在橡膠剝離。由以上試驗結(jié)果可知本發(fā)明的效果。
相對于以往例子的輪胎，在覆蓋交叉帶束層端部的螺旋線
為2層的本發(fā)明1 ~ 3的輪胎及比較例1、 2中能確認，即使在試 驗條件B這樣嚴(yán)苛的條件下內(nèi)側(cè)的螺旋線自橡膠剝離而發(fā)生龜 裂，束緊效應(yīng)變小，由于存在外側(cè)的螺旋線，因此也能夠延遲 故障。以往的輪胎無法走完全程。
由本發(fā)明l的輪胎與本發(fā)明2的輪胎的試驗結(jié)果比較，可知 第2螺旋加強層的簾線捻數(shù)的效果。即可知，在試驗條件B下， 在簾線捻數(shù)較少的本發(fā)明1的輪胎中，第2螺旋加強層內(nèi)側(cè)的橡 膠剝離整周地連續(xù)，與簾線捻數(shù)較多的本發(fā)明2的輪胎相比， 故障的發(fā)展較快。由此能確認，能夠通過使用高捻數(shù)的簾線來 提高耐久性。
由本發(fā)明2的輪胎與本發(fā)明3的輪胎的試驗結(jié)果比較，可知 第2螺旋加強層的簾線材質(zhì)的效果。在像本發(fā)明3的輪胎那樣地 使用尼龍時，尼龍與輪胎的粘接優(yōu)良，因此，即使在試驗條件 B這樣嚴(yán)苛的條件下橡膠的剝離也極小。°
另外，在像比較例l那樣地使第2螺旋加強層的簾線直徑變 粗時，與以往例子相比耐久性更佳，但由試驗條件B的結(jié)果可 知，簾線的剝離存在問題。在像比較例l的輪胎那樣地使用粗 眼簾線時，與使用細眼簾線的本發(fā)明l的輪胎相比，容易發(fā)生 橡膠剝離，試驗條件B下的故障發(fā)展比本發(fā)明l的輪胎快。另外， 在使第l螺旋加強層的簾線直徑變細時，束緊效應(yīng)變小，操縱 穩(wěn)定性能降低，因此，在第l螺旋加強層中使用粗眼簾線。
在比較本發(fā)明l的輪胎和比較例2的輪胎時，耐久試驗結(jié)果 沒有差異，但如后所述，在比較例2的輪胎中操縱穩(wěn)定性能存 在問題。
另外，在比4交本發(fā)明3的輪胎和本發(fā)明4的輪胎時可知，即使交叉帶束層的構(gòu)造不同，耐久試驗結(jié)果也沒有差異。另外，
在本發(fā)明4的輪胎中，在寬度較寬的內(nèi)側(cè)帶束層未發(fā)現(xiàn)龜裂， 而在寬度較窄的外側(cè)帶束層發(fā)現(xiàn)了龜裂的原因在于，相對于內(nèi) 側(cè)帶束層使用碳制的簾線，外側(cè)帶束層使用比其硬的鋼絲簾線。
接著，針對上述各輪胎，將調(diào)查操縱穩(wěn)定性能和乘坐舒適 性能的結(jié)果表示在圖2的表中。
對于操縱穩(wěn)定性能和乘坐舒適性能，準(zhǔn)備安裝有各輪胎的 試驗車輛，由熟練的駕駛員在試驗路線上行駛，將駕駛員的評 價換算為分數(shù)(IO分滿分)來進行比較。另外，輪胎使用4輪 全部相同的輪胎。
試驗車輛使用后輪驅(qū)動的比賽型車輛，為了觀察臨界時的 操縱穩(wěn)定性能，進行最高速度達到200km/ h的激烈行駛。
由以往例子的輪胎和本發(fā)明1 ~ 3的輪胎的比較，可知本發(fā) 明的輪胎的操縱穩(wěn)定性能和乘坐舒適性能均與以往例子相同。 另外，本發(fā)明3的輪胎的乘坐舒適性能比以往例子好，這是因 為尼龍比芳綸簾線柔軟。
在比較例l的輪胎中，輪胎出現(xiàn)發(fā)硬。這是由于與以往 例子相比，胎肩部的螺旋線為2層，使輪胎難以向面外彎曲。 因而，在使螺旋線為2層的情況下，需要像本發(fā)明的輪胎那樣 地減小簾線直徑。
在比較例2的輪胎中，輪胎變得非常硬。這是由于即使 減小簾線直徑，由于螺旋線為2層的范圍較寬，輪胎也難以彎 曲。
另外，在本發(fā)明4的輪胎中，第l層帶束層為碳，但顯示出 與本發(fā)明3的輪胎大致相同的特性。即，能確認即使交叉帶束 層的構(gòu)造不同，本發(fā)明的效果也不變。
工業(yè)實用性這樣，采用本發(fā)明，能夠提供一種不損失高性能輪胎的操 縱穩(wěn)定性而能夠抑制帶束層端部龜裂的、高速耐久性、高負載 耐久性優(yōu)良的充氣輪胎。
權(quán)利要求
1. 一種充氣輪胎，該充氣輪胎包括配置在輪胎胎面橡膠與簾布層之間的、由至少2層帶束層構(gòu)成的交叉帶束層；在上述交叉帶束層的外側(cè)橫跨上述帶束層的整個寬度配置的、與輪胎赤道面大致平行地纏繞加強構(gòu)件而成的帶束加強層，其特征在于，上述帶束加強層由第1螺旋加強層和第2螺旋加強層構(gòu)成，并且在上述第2螺旋加強層的一部分上設(shè)置了加強層為2層的重合部，上述第1螺旋加強層配置在胎面中心部，其寬度小于胎面寬度；上述第2螺旋加強層覆蓋上述帶束層中的至少一個帶束層的端部，構(gòu)成該加強層的簾線直徑小于構(gòu)成上述第1螺旋加強層的簾線直徑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的充氣輪胎，其特征在于， 構(gòu)成上述第2螺旋加強層的簾線的捻數(shù)多于構(gòu)成上述第1螺旋加強層的簾線捻數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的充氣輪胎，其特征在于， 上述第l螺旋加強層由捻合芳香族聚酰胺而成的簾線構(gòu)成，上述第2螺旋加強層由捻合尼龍而成的簾線構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l ~ 3中任一項所述的充氣輪胎，其特征在于，上述第2螺旋加強層的重合部的長度為10mm以上，為胎面 寬度的20%以下。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l ~ 4中任一項所述的充氣輪胎，其特征在于，上述第2螺;旋加強層在胎面端部不#皮切斷而連續(xù)延伸地#皮 折回。
全文摘要
本發(fā)明提供一種充氣輪胎。具有在充氣輪胎(10)的交叉帶束層(15)的外側(cè)橫跨上述帶束層(15)整個寬度地配置的帶束加強層(16)，上述帶束加強層(16)由后述的第1螺旋加強層(17)和后述的第2螺旋加強層(18)構(gòu)成，并且在上述第2螺旋加強層(18)的一部分上設(shè)置了加強層為2層的重合部(18z)，因此，能夠有力地抑制帶束層-帶束加強層之間的脫層，并且在胎面端部也發(fā)揮了有效的束緊效應(yīng)，提高了操縱穩(wěn)定性能和高速行駛時的耐久性能。上述第1螺旋加強層(17)在以胎面中心部為中心的較寬范圍內(nèi)覆蓋上述交叉帶束層(15)，其寬度小于胎面寬度，具有由芳香族聚酰胺構(gòu)成的簾線；上述第2螺旋加強層(18)覆蓋上述交叉帶束層(15)的2層帶束層(15a)、(15b)兩者的端部，其由尼龍構(gòu)成的簾線的直徑小于上述第1螺旋加強層(17)的簾線的直徑。
文檔編號B60C9/22GK101535062SQ200780042480
公開日2009年9月16日 申請日期2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月17日
發(fā)明者小出征史, 川井崇, 片山辰作, 石山誠 申請人:株式會社普利司通