重载用充气轮胎的制作方法

本发明涉及提高了胎圈部的耐久性的重载用充气轮胎。

背景技术：

例如，在下述专利文献1中，提出了在胎圈部设置加强层的重载用充气轮胎。专利文献1的加强层由第1加强层和第2加强层构成，其中，该第1加强层由截面为大致U字状地在胎体帘布层的折返部的周围延伸的钢帘线的层构成，该第2加强层由在第1加强层的轮胎轴向外侧沿轮胎半径方向延伸的有机纤维帘线的层构成。

专利文献1：日本特开平11-020421号公报

但是，专利文献1的重载用充气轮胎存在如下问题：例如，当在高温地域或制动频率较高的地域使用的情况下，轮辋凸缘附近的胎圈部的温度容易变为高温，橡胶在轮辋凸缘上流动，随后硬化。这样的橡胶的硬化成为橡胶的断裂等损伤的原因。因此，在以往的技术中，在提高胎圈部的耐久性方面，还有进一步改善的余地。

本发明是鉴于以上的实际情况而完成的，其主要目的在于提供以由内侧第2帘布层和外侧第2帘布层构成设置于胎圈部的第2加强层为基础，提高胎圈部的耐久性的重载用充气轮胎。

技术实现要素：

本发明是一种重载用充气轮胎，该重载用充气轮胎具有由胎体帘布层构成的胎体，该胎体包括：从胎面部经由胎侧部直至胎圈部的胎圈芯的主体部；以及折返部，其与所述主体部相连，并且绕所述胎圈芯从轮胎轴向内侧向外侧折返，该重载用充气轮胎的特征在于，在轮胎子午线截面中，在所述胎圈部中设置有第1加强层和第2加强层，该第1加强层的至少一部分从所述折返部的轮胎半径方向内侧朝向轮胎半径方向外侧呈大致U字状地延伸，并且由钢帘线的层构成，该第2加强层的至少一部分在所述第1加强层的轮胎轴向外侧沿轮胎半径方向延伸，并且由有机纤维帘线的层构成，所述第2加强层由与所述第1加强层接触的内侧第2帘布层以及在所述内侧第2帘布层的轮胎轴向外侧与所述内侧第2帘布层接触的外侧第2帘布层构成，所述外侧第2帘布层的内端位于所述胎圈芯的轮胎半径方向内侧，所述内侧第2帘布层的内端位于比所述外侧第2帘布层的内端靠轮胎轴向内侧的位置，并且所述外侧第2帘布层和所述内侧第2帘布层的沿其形状测定的长度大致相同。

在本发明的重载用充气轮胎中，期望所述胎圈芯具有大致六边形状的截面形状并且包含位于轮胎半径方向内侧的内侧面，所述重载用充气轮胎被组装在正规轮辋上，在正规状态和额定载荷负载状态下，所述内侧面与所述正规轮辋的轮辋座面所成的角度为0度±3度，其中，该正规状态是填充有正规内压的无负载的状态，该额定载荷负载状态是在该正规状态下承受正规载荷而以外倾角0度接触地面的状态。

在本发明的重载用充气轮胎中，期望所述内侧第2帘布层的有机纤维帘线相对于轮胎放射方向以55度～75度的角度朝向一个方向倾斜，所述外侧第2帘布层的有机纤维帘线相对于轮胎放射方向以55度～75度的角度朝向与所述内侧第2帘布层相反的方向倾斜。

在本发明的重载用充气轮胎中，期望所述内侧第2帘布层的外端位于比所述折返部的端部靠轮胎半径方向外侧的位置，所述内侧第2帘布层的外端与所述折返部的端部之间的轮胎半径方向的距离为8mm～18mm。

在本发明的重载用充气轮胎中，期望所述内侧第2帘布层的外端与所述外侧第2帘布层的外端之间的轮胎半径方向的距离为8mm～18mm。

在本发明的重载用充气轮胎中，期望从胎圈基线至所述外侧第2帘布层的外端的高度是所述胎体帘布层的以所述胎圈基线为基准的最大高度的25％～40％。

在本发明的重载用轮胎的胎圈部上设置有由钢帘线的层构成的第1加强层以及由有机纤维帘线的层构成的第2加强层。第2加强层由与第1加强层接触的内侧第2帘布层和在内侧第2帘布层的轮胎轴向外侧与内侧第2帘布层接触的外侧第2帘布层构成。这样的胎圈部的加强层能够防止应力在胎体帘布层的端部集中，从而抑制以此为基点的断裂和剥离等的产生。

外侧第2帘布层的内端位于胎圈芯的轮胎半径方向内侧，内侧第2帘布层的内端位于比外侧第2帘布层的内端靠轮胎轴向内侧的位置。即使当轮辋凸缘附近的胎圈部的温度变为高温时，这样的外侧第2帘布层以及内侧第2帘布层也能够抑制橡胶在轮辋凸缘上流动并且随后硬化，而且能够降低由橡胶的硬化引起的胎圈部的损伤。

外侧第2帘布层和内侧第2帘布层的沿着其形状测定的长度大致相同。因此，外侧第2帘布层和内侧第2帘布层能够使用同一帘布层，而且能够伴随着部件的共用化而减少制造成本。这里，沿着其形状测定的长度是指所谓的外围长度。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的重载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。

图4是比较例的重载用充气轮胎的胎圈部的放大剖视图。

标号说明

2：胎面部；3：胎侧部；4：胎圈部；5：胎圈芯；6：胎体；6A：胎体帘布层；6a：主体部；6b：折返部；10：第1加强层；11：第2加强层；11A：内侧第2帘布层；11B：外侧第2帘布层。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的一个实施方式进行说明。在图1中，示出了本实施方式的重载用充气轮胎(以下，有时简称为”轮胎”。)1在正规状态下包含旋转轴在内的轮胎子午线剖视图。

“正规状态”是指轮胎被组装于正规轮辋R并且填充有正规内压的无负载的状态。以下，在没有特别说明的情况下，轮胎的各部分的尺寸等是在该正规状态下测定的值。

“正规轮辋”是在包含轮胎所基于的规格在内的规格体系中，对每个轮胎按照该规格而确定的轮辋，例如如果是JATMA，则是“标准轮辋”，如果是TRA，则是“Design Rim”，如果是ETRTO，则是“Measuring Rim”。

“正规内压”是在包含轮胎所基于的规格在内的规格体系中，对每个轮胎按照各规格而确定的空气压，如果是JATMA，则是“最高气压”，如果是TRA，则是表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”中记载的最大值，如果是ETRTO，则是“INFLATION PRESSURE”。

如图1所示，本实施方式的轮胎1具有从胎面部2经由胎侧部3直至胎圈部4的胎圈芯5的环状的胎体6。胎体6由至少1层，在本实施方式中由1层胎体帘布层6A形成。

胎体帘布层6A包括主体部6a和折返部6b。主体部6a从胎面部2经由胎侧部3直至胎圈部4的胎圈芯5。折返部6b与主体部6a相连，绕胎圈芯5从轮胎轴向内侧向外侧折返，并且在轮胎半径方向外侧具有端部9。胎体帘布层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附近达到最大。

在图2中示出了胎圈部4的侧视图。如图2所示，胎体帘布层6A优选构成为钢制的胎体帘线c1相对于轮胎放射方向以0～20度的角度θ1排列。具有这样的胎体帘布层6A的轮胎1的滚动阻力小，能够有利于车辆的低燃费。

如图1所示，期望在胎体6的半径方向外侧且胎面部2的内部配置带束层7。带束层7例如由使用了钢制的带束帘线的多个带束帘布层形成。本实施方式的带束层7例如是由第1～第4带束帘布层7A～7D形成的4层构造。

在本实施方式的胎圈部4中设置有：从胎圈芯5朝向轮胎半径方向外侧呈渐细状地延伸的胎圈三角胶橡胶8；用于加强胎圈部4的由钢帘线的层构成的第1加强层10；用于加强胎圈部4的由有机纤维帘线的层构成的第2加强层11；以及与正规轮辋R的轮辋座面R1接触的胎圈包布橡胶12。

在图3中示出了胎圈部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成多列多段的多角形状的截面形状。本实施方式的胎圈芯5例如具有大致六边形状的截面形状。胎圈芯5包含位于轮胎半径方向外侧并且沿轮胎轴向延伸的外侧面5a以及位于轮胎半径方向内侧并且沿轮胎轴向延伸的内侧面5b。

期望在正规状态和在该正规状态下承受正规载荷而以外倾角0度接触地面的额定载荷负载状态下，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为0度±3度。具有这样的胎圈芯5的轮胎1抑制了行驶中的胎圈芯5的旋转，胎圈部4处的胎体帘布层6A的拉伸力变小，其结果是，能够提高胎圈耐久性。

这里，所述“正规载荷”是指在包含轮胎所基于的规格在内的规格体系中，对每个轮胎按照各规格而确定的载荷，如果是JATMA，则是“最大负载能力”，如果是TRA，则是表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”中记载的最大值，如果是ETRTO，则是“LOAD CAPACITY”。

在正规轮辋R为15度锥形轮辋的情况下，上述胎圈芯5例如是通过在成型胎圈部4时使内侧面5b以随着朝向轮胎轴向外侧而内径变大的朝向倾斜并且相对于轮胎轴向呈20度的角度而形成的。另外，15度锥形轮辋是指轮辋座面R1从轮胎轴向内侧朝向外侧而向轮胎半径方向外侧以大致15度的角度倾斜的轮辋。

胎圈芯5例如期望包含由胎圈线构成的胎圈芯主体5A以及包覆胎圈芯主体5A的周围的包裹层5B。包裹层5B例如由尼龙等有机纤维的帆布构成，对胎圈线进行固定。

本实施方式的胎圈三角胶橡胶8例如包含内三角胶8A以及配置在内三角胶8A的轮胎半径方向外侧的外三角胶8B。

内三角胶8A例如具有在主体部6a和折返部6b之间从胎圈芯5向轮胎半径方向外侧延伸的大致三角形状的截面形状。内三角胶8A的轮胎半径方向的外端13例如位于主体部6a的轮胎轴向外侧面上。内三角胶8A的外端13例如期望位于比折返部6b的端部9靠轮胎半径方向外侧的位置。内三角胶8A的复合弹性模量E*1优选设定为40MPa～65MPa。

外三角胶8B例如经由边界面14与内三角胶8A相连，该边界面14从内三角胶8A的外端13朝向折返部6b而向半径方向内侧延伸。外三角胶8B的复合弹性模量E*2优选设定为比内三角胶8A的复合弹性模量E*1小的3MPa～5MPa。

这样的胎圈三角胶橡胶8在胎圈部4的变形时确保了充分的弯曲刚性，并且在低弹性的外三角胶8B处能够缓和作用于胎体帘布层6A的折返部6b的剪切应力，能够有效地防止脱层等损伤。

第1加强层10由至少1个在本实施方式中是1个钢帘线帘布层10A的层形成。这样的第1加强层10的钢帘线帘布层10A能够提高胎圈部4的弯曲刚性，而且能够有效地抑制以胎圈芯5为支点的胎圈部4的朝向轮胎轴向外侧的较大弯曲变形。

在轮胎子午线截面中，钢帘线帘布层10A的至少一部分从折返部6b的轮胎半径方向内侧朝向轮胎半径方向外侧呈大致U字状延伸。本实施方式的钢帘线帘布层10A例如至少一部分与主体部6a以及折返部6b接触。这样的钢帘线帘布层10A不会过度地提高胎圈部4的轮胎轴向外侧的刚性，有效地提高了乘车舒适性。但是，钢帘线帘布层10A的配置不限于这样的方式。

钢帘线帘布层10A的轮胎轴向的外端15例如位于比折返部6b的端部9靠轮胎半径方向内侧为距离L1的位置。由此，抑制了变形在钢帘线帘布层10A的外端15附近集中。因此，能够抑制以该外端15为起点的脱层等损伤。

距离L1优选为8mm～18mm。如果距离L1比8mm小，则钢帘线帘布层10A的外端15处的刚性差变大，可能引起以该外端15为起点的脱层等损伤。如果距离L1比18mm大，则恐怕不能有效地提高胎圈部4的弯曲刚性。

钢帘线帘布层10A的轮胎轴向的内端16例如位于比内三角胶8A的外端13靠轮胎半径方向内侧的位置。作为更期望的方式，钢帘线帘布层10A的内端16位于比钢帘线帘布层10A的外端15靠轮胎半径方向内侧的位置。这样的钢帘线帘布层10A能够使沿其形状测定的长度比较小，能够兼顾轻量化和加强效果。

如图2所示，钢帘线帘布层10A优选多个钢帘线c2相对于轮胎放射方向以30度～70度的角度θ3倾斜排列。钢帘线c2的排列根数优选帘布层宽度每50mm为20根～40根。

如图3所示，第2加强层11的至少一部分在第1加强层10的轮胎轴向外侧沿轮胎半径方向延伸。本实施方式的第2加强层11由与第1加强层10接触的内侧第2帘布层11A以及在内侧第2帘布层11A的轮胎轴向外侧与内侧第2帘布层11A接触的外侧第2帘布层11B构成。第2加强层11的各第2帘布层11A、11B期望分别由有机纤维帘线帘布层构成。即使正规轮辋R的轮辋凸缘附近的胎圈部4的温度变为高温，这样的第2加强层11也能够抑制与轮辋座面R1接触的胎圈包布橡胶12由于热影响等而软化从而在轮辋凸缘上流动并且随后硬化的情况。因此，胎圈部4能够降低由橡胶的硬化引起的损伤。

内侧第2帘布层11A以及外侧第2帘布层11B互相重叠，从轮胎轴向外侧覆盖钢帘线帘布层10A的外端15。由2个有机纤维帘线帘布层构成的第2加强层11具有比钢帘线帘布层10A优异的柔软性以及与橡胶部件的密合性。因此，钢帘线帘布层10A的外端15处的应力得到缓和，能够长期地抑制此处的脱层。此外，上述第2加强层11能够缓和作用于胎体帘布层6A的折返部6b的剪切应力，能够减小伴随着剪切应力的变形。

本实施方式的内侧第2帘布层11A的轮胎半径方向的外端17位于比折返部6b的端部9靠轮胎半径方向外侧为距离L2的位置。由此，内侧第2帘布层11A覆盖折返部6b的端部9。因此，能够有效地抑制折返部6b的以端部9为起点的脱层。

距离L2优选为8mm～18mm。如果距离L2比8mm小，则胎体帘布层6A的端部9处的刚性差变大，可能引起以端部9为起点的脱层等损伤。如果距离L2比18mm大，则内侧第2帘布层11A容易移动，可能引起内侧第2帘布层11A的以外端17为起点的脱层等损伤。

内侧第2帘布层11A的外端17与折返部6b的端部9之间的距离L2期望大致等于折返部6b的端部9与钢帘线帘布层10A的外端15之间的距离L1。由此，对于胎圈部4，应力均匀地分散，胎圈耐久性进一步提高。

内侧第2帘布层11A的轮胎半径方向的内端18位于比钢帘线帘布层10A的外端15以及内端16靠轮胎半径方向内侧的位置。内侧第2帘布层11A的内端18期望位于比后述的外侧第2帘布层11B的内端20靠轮胎轴向内侧的位置。由此，抑制了变形在内侧第2帘布层11A的内端18附近集中。因此，能够抑制内侧第2帘布层11A的以内端18为起点的脱层等损伤。

外侧第2帘布层11B的轮胎半径方向的外端19例如位于比内侧第2帘布层11A的外端17靠轮胎半径方向外侧为距离L3的位置。由此，外侧第2帘布层11B覆盖内侧第2帘布层11A的容易受到胎体帘布层6A的拉伸力影响的外端17。因此，能够有效地抑制内侧第2帘布层11A的以外端17为起点的脱层。

距离L3优选为8mm～18mm。如果距离L3比8mm小，则内侧第2帘布层11A的外端17处的刚性差变大，可能引起内侧第2帘布层11A的以外端17为起点的脱层等损伤。如果距离L3比18mm大，则外侧第2帘布层11B容易移动，可能引起外侧第2帘布层11B的以外端19为起点的脱层等损伤。

外侧第2帘布层11B的外端19与内侧第2帘布层11A的外端17之间的距离L3期望大致等于内侧第2帘布层11A的外端17与折返部6b的端部9之间的距离L2。对于这样的胎圈部4，应力均匀地分散，胎圈耐久性进一步提高。

从胎圈基线BL至外侧第2帘布层11B的外端19为止的轮胎半径方向的高度H2优选为胎体帘布层6A的以胎圈基线BL为基准的最大高度H1的25％～40％。如果外端19的高度H2比胎体帘布层6A的最大高度H1的25％小，则抑制胎圈包布橡胶12在正规轮辋R的轮辋凸缘上流动并硬化的效果可能变弱。如果外端19的高度H2比胎体帘布层6A的最大高度H1的40％大，则外侧第2帘布层11B容易移动，可能引起外侧第2帘布层11B的以外端19为起点的脱层等损伤。

本实施方式的外侧第2帘布层11B的轮胎半径方向的内端20位于胎圈芯5的轮胎半径方向内侧的内侧区域S1内。即使在胎体帘布层6A产生拉伸力的情况下，这样的外侧第2帘布层11B也不会较大地移动，能够有效地抑制胎体帘布层6A的拉伸力。因此，对于轮胎1，抑制了伴随着胎体帘布层6A的拉伸力的变形，抑制了以变形为原因的断裂等损伤。其结果是，能够进一步提高胎圈部4的胎圈耐久性。

外侧第2帘布层11B的内端20与内侧第2帘布层11A的内端18之间的距离L4期望大致等于外侧第2帘布层11B的外端19与内侧第2帘布层11A的外端17之间的距离L3。即，外侧第2帘布层11B和内侧第2帘布层11A期望沿其形状测定的长度大致相同。由此，外侧第2帘布层11B和内侧第2帘布层11A能够使用同一帘布层。因此，制造成本能够伴随着部件的共用化而降低。

如图2所示，内侧第2帘布层11A优选多根有机纤维帘线c3相对于轮胎放射方向以40度～80度的角度θ4倾斜排列。内侧第2帘布层11A的有机纤维帘线c3更优选相对于轮胎放射方向以55度～75度的角度θ4朝向一个方向倾斜。这样的内侧第2帘布层11A能够有效地抑制胎体帘布层6A的拉伸力。

外侧第2帘布层11B优选多根有机纤维帘线c4相对于轮胎放射方向以40度～80度的角度θ5倾斜排列。外侧第2帘布层11B的有机纤维帘线c4更优选相对于轮胎放射方向以55度～75度的角度θ5朝向与内侧第2帘布层11A相反的方向倾斜。这样的外侧第2帘布层11B能够有效地抑制胎体帘布层6A的拉伸力。

内侧第2帘布层11A的各帘线c3的角度θ4期望与外侧第2帘布层11B的各帘线c4的角度θ5大致相等。这样的内侧第2帘布层11A以及外侧第2帘布层11B互相补偿，能够进一步抑制胎体帘布层6A的拉伸力。

上述内侧第2帘布层11A以及外侧第2帘布层11B例如在制造时使同一帘布层的表里反转来使用而能够容易地进行制造。由此，内侧第2帘布层11A和外侧第2帘布层11B能够使部件共用化，能够降低轮胎1的制造成本。

在内侧第2帘布层11A以及外侧第2帘布层11B中，有机纤维帘线c3、c4的排列根数分别优选为帘布层宽度每50mm为20根～40根。作为有机纤维帘线c3、c4，例如，优选使用尼龙帘线、聚酯帘线、芳族聚酰胺帘线或者高张力维尼纶帘线等。这样的有机纤维帘线帘布层比钢帘线帘布层柔软性高并且与橡胶部件的密合性也优异。

胎圈包布橡胶12位于第2加强层11的轮胎轴向外侧，在胎圈芯5的轮胎半径方向内侧与正规轮辋R的轮辋座面R1接触。胎圈包布橡胶12的轮胎半径方向的外端21例如位于比外侧第2帘布层11B的外端19靠轮胎半径方向外侧的位置。

胎圈包布橡胶12在胎圈芯5的轮胎轴向外侧位置处的最小厚度t1优选为2.5mm～6.0mm。如果最小厚度t1比2.5mm小，则胎圈包布橡胶12硬化，可能引起断裂等损伤。如果最小厚度t1比6.0mm大，则胎圈包布橡胶12在正规轮辋R的轮辋凸缘上流动，可能在轮胎表面产生变形。

胎圈包布橡胶12的复合弹性模量E*3优选设定为7MPa～14MPa，更优选设定为9MPa～13MPa。如果复合弹性模量E*3比7MPa小，则胎圈包布橡胶12在正规轮辋R的轮辋凸缘上流动，轮胎表面可能产生变形。如果复合弹性模量E*3比14MPa大，则胎圈包布橡胶12硬化，可能引起断裂等损伤。

以上，对本发明的一个实施方式的重载用充气轮胎进行了详细的说明，但是本发明不限于上述具体的实施方式，能够变更为各种方式而实施。

实施例

具有图1的基本构造的尺寸295/80R22.5的重载用充气轮胎是根据表1的规格而试制的。作为比较例，如图4所示，试制了具有第2加强层仅设置在胎圈芯的轮胎轴向外侧的胎圈部的重载用充气轮胎。对各测试轮胎的胎圈部测试耐久性。各测试轮胎的共同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>

在滚筒试验机上，使上述测试轮胎在额定载荷的200％的条件下以时速20km/h行驶，测定直至胎圈部产生损伤为止的行驶距离。结果是以比较例作为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℃，在额定载荷的条件下，以时速20km/h行驶，测定直至胎圈部产生损伤为止的行驶距离。结果是以比较例作为100的指数，数值越大，表示胎圈部的耐久性越优异。测试结果如表1以及表2所示。

表1

表2

测试的结果是，确认了实施例的轮胎提高了胎圈部的耐久性。