工程车辆用轮胎的制作方法

[0001]
本发明涉及一种能够抑制胎圈部的温度上升的工程车辆用轮胎。


背景技术：

[0002]
以往，在矿山等采掘现场行驶的自卸卡车等车辆(工程车辆)由于在承载高负载的状态下在不平整地面上行驶，因此组装于该车辆的充气轮胎(以下称为工程车辆用轮胎)的温度上升剧烈。
[0003]
因此，已知在靠近胎圈部的胎侧部(胎侧)形成有朝向轮胎内侧凹陷的凹状面的工程车辆用轮胎(参照专利文献1)。利用具有这样的构造的工程车辆用轮胎，该部位的橡胶厚度减小，因此能够抑制发热量。
[0004]
现有技术文献
[0005]
专利文献
[0006]
专利文献1：日本特开2014-162299号公报


技术实现要素：

[0007]
近年来，上述那样的工程车辆伴随着性能的进一步提高，实现了运行速度的高速化和装载量的增大。因此，工程车辆用轮胎在更严酷的环境下使用。
[0008]
因此，谋求更有效地抑制作为温度上升特别剧烈的部位之一的胎圈部的温度上升的方法。另一方面，若简单地使上述那样的凹状面较深，则在载重时形成有凹状面的部位的变形量(应变)变大，从而耐久性有可能降低。
[0009]
因此，本发明是鉴于这样的状况而完成的发明，其目的在于提供一种工程车辆用轮胎，该工程车辆用轮胎在胎侧部或胎圈部形成有朝向轮胎内侧凹陷的凹状面，同时能够更有效地抑制胎圈部的温度上升。
[0010]
本发明的一个技术方案是一种工程车辆用轮胎(工程车辆用轮胎10)，该工程车辆用轮胎(工程车辆用轮胎10)包括：胎面部(胎面部20)，其与路面接触；胎侧部(胎侧部30)，其与所述胎面部相连，位于所述胎面部的轮胎径向内侧；以及胎圈部(胎圈部60)，其与所述胎侧部相连，位于所述胎侧部的轮胎径向内侧，其中，在所述胎侧部和所述胎圈部中的至少任一者形成有朝向轮胎内侧凹陷的凹状面(凹状面70)，所述凹状面形成于比组装于所述工程车辆用轮胎的车轮轮辋(车轮轮辋200)的轮胎径向外侧端靠轮胎径向外侧的位置，在所述凹状面形成有沿轮胎径向延伸的槽部(槽部100)，所述槽部在所述轮胎周向上隔开间隔地形成有多个。
附图说明
[0011]
图1是工程车辆用轮胎10的局部立体图。
[0012]
图2是工程车辆用轮胎10的沿着轮胎宽度方向和轮胎径向的局部剖视图。
[0013]
图3是工程车辆用轮胎10的沿着轮胎宽度方向和轮胎径向的包括胎圈部60的局部
放大剖视图。
[0014]
图4是工程车辆用轮胎10的包括胎圈部60的局部放大侧视图。
[0015]
图5是胎体40的倒塌角度的说明图。
[0016]
图6是表示胎体40的倒塌角度与形成于凹状面70的槽部100的面积的关系的图表。
具体实施方式
[0017]
以下基于附图对实施方式进行说明。此外，对相同的功能、结构标注相同或相似的标记，并且适当省略其说明。
[0018]
(1)工程车辆用轮胎的整体概略结构
[0019]
图1是本实施方式的工程车辆用轮胎10的局部立体图。图2是工程车辆用轮胎10的沿着轮胎宽度方向和轮胎径向的局部剖视图。
[0020]
如图1和图2所示，工程车辆用轮胎10具有胎面部20和胎侧部30。此外，在图1和图2中，将轮胎赤道线cl作为基准，仅示出了轮胎宽度方向的一侧，但将轮胎赤道线cl作为基准的轮胎宽度方向的另一侧也是相同的形状(对称形状)。
[0021]
工程车辆用轮胎10例如是适用于在碎石、矿山、水坝现场行驶的自卸卡车、铰接式自卸卡车、轮式装载机等工程车辆的轮胎。此外，在组装于车轮轮辋200的工程车辆用轮胎10中填充有空气或空气以外的气体(例如氮气)。
[0022]
在本实施方式中，工程车辆用轮胎10的规格是59/80r63。但不限定于这样的规格，工程车辆用轮胎10的直径尺寸比29英寸大即可。
[0023]
胎面部20是与路面接触的部分。实际上，在胎面部20形成有与工程车辆用轮胎10的使用环境、所装配的工程车辆的种类对应的花纹(未图示)。
[0024]
胎侧部30与胎面部20相连，位于比胎面部20靠轮胎径向内侧的位置。具体来说，胎侧部30是从胎面部20的轮胎宽度方向外侧端到胎圈部60的上端的区域。有时胎侧部30也被称为胎侧等。
[0025]
胎体40形成工程车辆用轮胎10的骨架。胎体40是具有沿着轮胎径向配置为放射状的胎体帘线(未图示)的子午线结构。但不限定于子午线结构，也可以是以胎体帘线在轮胎径向上交错的方式配置的斜交构造。
[0026]
带束层50设于胎面部20的轮胎径向内侧。带束层50由多张(例如4～6张)含有帘线的带束构成。
[0027]
胎圈部60位于胎侧部30的轮胎径向内侧。胎圈部60是圆环状，经由胎圈部60将胎体40从轮胎宽度方向内侧向轮胎宽度方向外侧折回。
[0028]
凹状面70在本实施方式中形成于胎侧部30和胎圈部60。凹状面70朝向轮胎内侧凹陷。轮胎内侧是指由组装于车轮轮辋200的工程车辆用轮胎10形成并且填充有空气等的内部空间侧。显然的是，轮胎内侧在本实施方式中也可以表达为轮胎宽度方向内侧。
[0029]
另外，凹状面70如日本特开2014-162299号公报中记载的那样，在工程车辆用轮胎10的沿着轮胎宽度方向和轮胎径向的剖面中，将沿着胎侧部30的外侧表面(轮辋侧外表面)的圆弧曲线作为基准。具体来说，凹状面70是指使该圆弧曲线延长至形成有凹状面70的区域并且比延长的该圆弧曲线的位置更向轮胎内侧凹陷的区域的轮胎表面。
[0030]
凹状面70形成于比组装于工程车辆用轮胎10的车轮轮辋200的轮胎径向外侧端靠
轮胎径向外侧的位置。也就是说，凹状面70未形成于与车轮轮辋200接触的区域，具体来说未形成于与车轮轮辋200的轮辋凸缘部分接触的区域。
[0031]
在本实施方式中，在从胎圈部60的轮胎径向内侧端起沿着轮胎径向的轮胎高度h的22％以上且28％以下的范围内，从该圆弧曲线(参照图3的单点划线部分)向轮胎内侧凹陷40mm(最大部分)。
[0032]
另外，在凹状面70形成有多个槽部100。槽部100沿轮胎径向延伸。在本实施方式中，槽部100与轮胎径向(法线)平行地延伸，但只要沿轮胎径向延伸即可，也可以未必与轮胎径向(法线)平行。
[0033]
槽部100在轮胎周向上隔开间隔地形成有多个。
[0034]
(2)胎圈部60的形状
[0035]
图3是工程车辆用轮胎10的沿着轮胎宽度方向和轮胎径向的包括胎圈部60的局部放大剖视图。图4是工程车辆用轮胎10的包括胎圈部60的局部放大侧视图。
[0036]
如图3所示，胎圈部60包括胎圈芯61和胎圈填胶62。胎圈填胶62也可以被称为加强件。
[0037]
在本实施方式中，凹状面70的轮胎径向内侧端位于比胎圈芯61的轮胎径向外侧端靠轮胎径向外侧的位置。另外，凹状面70的轮胎径向外侧端位于比胎圈填胶62的轮胎径向外侧端靠轮胎径向外侧的位置。也就是说，凹状面70的轮胎径向外侧端位于胎侧部30。
[0038]
此外，在本实施方式中，胎侧部30与胎圈部60的分界设为胎圈填胶62的轮胎径向外侧端的位置。
[0039]
凹状面70呈圆弧状凹陷。在本实施方式中，凹状面70的曲率半径r优选为100mm以上。
[0040]
在本实施方式中，从凹状面70的轮胎径向外侧端的位置处的胎体40的轮胎宽度方向外侧端到胎侧部30表面的厚度，具体来说是从胎体40在胎圈部60(胎圈芯61)处向轮胎宽度方向外侧折回的部分的轮胎宽度方向外侧端到胎侧部30表面的厚度为17mm左右。此外，该厚度为8mm～25mm，适当地优选为13mm～20mm。
[0041]
另外，槽部100的深度d在本实施方式中为12mm左右。深度d优选为5mm～15mm。
[0042]
如图4所示，槽部100在轮胎周向上隔开间隔p地形成有多个。另外，在本实施方式中，槽部100与轮胎径向平行地延伸。
[0043]
槽部100的沿着轮胎周向的槽宽w为5mm以上且20mm以下。在本实施方式中，槽宽w设定为10mm左右。
[0044]
另外，如图4所示，在侧视观察轮胎时，沿着在轮胎周向上相邻的槽部100的直线(法线)所成的角度α为3度～20度。在本实施方式中，角度α设定为4度～5度左右。
[0045]
另外，在角度α在这样的范围内的情况下，若假设胎圈部60的距轮胎中心的距离约为1,000mm，则与角度α＝1度相当的间隔p为15mm。
[0046]
此外，如后述那样，为了将位于胎圈部60的胎体40的倒塌角度的变化抑制在1度以内，凹状面70处的槽部100的比率优选为设为0.3以下。更优选的是，在轮胎周向上，形成有槽部100的部分与未形成槽部100的部分优选以1:2的比例重复。
[0047]
(3)作用和效果
[0048]
接下来，对工程车辆用轮胎10的作用和效果进行说明。根据工程车辆用轮胎10，在
胎侧部30和胎圈部60形成有朝向轮胎内侧凹陷的凹状面70。凹状面70形成于比车轮轮辋200的轮胎径向外侧端靠轮胎径向外侧的位置。
[0049]
另外，在凹状面70形成有沿轮胎径向延伸的槽部100，槽部100在轮胎周向上隔开间隔p地形成有多个。
[0050]
通过形成凹状面70，使得胎圈部60的橡胶厚度减小，因此能够抑制由于胎圈部60的变形而产生的发热量。另外，由于沿轮胎径向延伸的槽部100在轮胎周向上形成有多个，因此能够促进在槽部100处的与外界空气的热交换，从而能够有效地冷却凹状面70。
[0051]
即，根据工程车辆用轮胎10，能够在胎侧部30或胎圈部60形成朝向轮胎内侧凹陷的凹状面70，同时能够更有效地抑制胎圈部60的温度上升。
[0052]
在本实施方式中，槽部100的沿着轮胎周向的槽宽w为5mm以上且20mm以下。因此，能够确保胎圈部60的耐久性，同时能够有效地抑制胎圈部60的温度上升。
[0053]
此外，如果槽宽w超过20mm，则胎圈部60的刚度降低，位于胎圈部60的胎体40的倒塌量变得过大。另一方面，如果槽宽w小于5mm，则无法期待由槽部100产生的充分的冷却效果。
[0054]
在本实施方式中，槽部100与轮胎径向平行地延伸。另外，在侧视观察轮胎时，沿着槽部100的直线所成的角度α为3度～20度。因此，能够利用槽部100有效地冷却凹状面70，同时能够确保胎圈部60的耐久性。
[0055]
此外，关于角度α也与槽宽w同样，如果角度α小于3度，则胎圈部60的刚度降低，位于胎圈部60的胎体40的倒塌量变得过大。另一方面，如果角度α超过20度，则无法期待由槽部100产生的充分的冷却效果。
[0056]
在本实施方式中，凹状面70的曲率半径r为100mm以上。因此，能够确保凹状面70的深度d(40mm)，同时能够避免曲率半径r局部地减小。由此，能够有效地抑制胎圈部60的温度上升，并且还能够抑制后述那样的胎圈部60的压缩应变。
[0057]
图5和图6表示与位于形成有凹状面70的胎圈部60的胎体40的倒塌角度相关的模拟结果。具体来说，图5是胎体40的倒塌角度的说明图。图6是表示胎体40的倒塌角度与形成于凹状面70的槽部100的面积的关系的图表。
[0058]
图5所示的θ
n
示意性地表示由于工程车辆用轮胎10的载荷(标准载荷)而导致的、位于仅形成有凹状面70即未形成槽部100的胎圈部60的胎体40的倒塌角度。
[0059]
图5所示的dθ
n
表示由于向凹状面70追加上述那样的多个槽部100而增大的胎体40的倒塌角度。也就是说，通过在凹状面70形成槽部100，使得胎体40的倒塌角度增大dθ
n
。
[0060]
图6的纵轴表示该载重时的dθ
n
，图6的横轴表示凹状面70处的槽部100的比率，具体来说表示槽部100的面积/凹状面70的面积。
[0061]
如图6所示，为了使dθ
n
在1度以内，该比率优选设为0.3以下。另外，如果dθ
n
超过1度，则θ
n
与dθ
n
的合计值变得过大，胎体40的倒塌变大，容易产生胎圈部60处的胎体40的脱层等。
[0062]
一般来说，如果形成凹状面70和槽部100，则工程车辆用轮胎10的载重时的变形增大，胎体40表面等处的应变变大，耐久性降低。因此，抑制胎圈部60的温度上升与防止因胎体40表面等处的应变引起的耐久性降低的兼顾是极其困难的。
[0063]
在本实施方式中，通过详细地分析胎圈部60内部的应力分布，确定对载荷支承几
乎没有贡献的部位，在该部位形成凹状面70和槽部100。
[0064]
由此，在59/80r63的规格中能够形成40mm左右的凹状面70，实现了抑制胎圈部60的温度上升与防止因胎体40表面等处的应变引起的耐久性降低的兼顾。
[0065]
(4)其他实施方式
[0066]
以上按照实施例对本发明的内容进行了说明，但本发明不限定于这些记载，而能够进行各种变形和改良，这对本领域技术人员来说是显而易见的。
[0067]
例如，在上述的实施方式中，凹状面70形成于胎侧部30和胎圈部60，但形成于胎侧部30和胎圈部60中的至少任一者即可。
[0068]
另外，凹状面70在高度h(参照图2)的22％以上且28％以下的范围内，凹陷35mm以上且40mm以下即可。
[0069]
上述的实施方式中的标准载荷是指与jatma yearbook中的最大负载能力对应的最大负载能力(最大载荷)。另外在欧洲与etrto对应，在美国与tra对应，与其他各国的轮胎标准对应。
[0070]
虽然如上所述地记载了本发明的实施方式，但不应理解为构成本公开的一部分的论述和附图限定本发明。根据本公开，各种替代实施方式、实施例以及运用技术对于本领域技术人员而言是清楚的。
[0071]
附图标记说明
[0072]
10、工程车辆用轮胎；20、胎面部；30、胎侧部；40、胎体；50、带束层；60、胎圈部；61、胎圈芯；62、胎圈填胶；70、凹状面；100、槽部；200、车轮轮辋。

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