重负荷用轮胎的胎圈部的胎体耐久性评价方法

摘要

一种重负荷用轮胎的胎圈部的胎体耐久性评价方法，包括使试验轮胎在转鼓上行驶的行驶工序、以及对胎圈部的胎体耐久性进行评价的评价工序。所述行驶工序中，内压P为正常内压P0的160～260％，负荷F为正常负荷F0的350～450％，行驶速度V是15～40km/h，且使试验轮胎在规定的挠曲状态下行驶。所述挠曲状态是在将通过胎圈芯的轮胎轴方向最内点和胎体帘布层的轮胎轴方向最大宽度点的基准线X相对于轮胎轴方向线的角度设为θ时，在正常内压状态下轮胎的所述角度θ的值θ0与在所述行驶工序中轮胎的所述角度θ的值θ1之差(θ0-θ1)处于5～15°的范围中的挠曲状态。由此，能以较短的试验时间高精度地评价胎体耐久性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种能以较短的试验时间再现与胎圈芯的摩擦所引起的胎体帘线的损伤、 能够以较短的试验时间高精度地评价胎体耐久性的重负荷用轮胎的胎圈部的胎体耐久性 评价方法。

背景技术

如图6所示，重负荷用轮胎的胎圈部a上配设有胎圈芯b，该胎圈芯b是将钢丝卷绕 成多列多段而成的，其截面为多边形、通常为六边形。此外，构成轮胎的骨架的胎体帘布 层c的两端部是通过围绕所述胎圈芯b的周围翻折而卡止的。

但是，所述重负荷用轮胎是在高内压且高负荷的苛刻的条件下使用的，所以较大的张 力f作用于胎体帘布层c的胎体帘线。其结果是，在胎体帘线上会发生所谓的微振磨损， 微振磨损是指在胎体帘线与胎圈芯b的位于轮胎轴方向最内点P的角部b1之间强烈地相 互摩擦。此外，还存在如下问题：该微振磨损所引起的磨耗的持续发展会导致胎体帘线的 强作用力下降，最终发生帘线断裂甚至轮胎爆胎。

因此，为了抑制该微振磨损，进行了各种开发研究，例如对比文件1中提出了一种在 胎圈芯的周围形成加入了短纤维的橡胶层来防止胎体帘线与胎圈芯之间的直接接触的技 术方案。此外，对比文件2中提出了如下技术方案：设置两层胎圈加强层来抑制胎圈变形， 并在胎体帘线与胎圈芯之间夹有高弹性的橡胶层。此外，对比文件3中提出了一种在胎圈 芯的内部形成橡胶芯而使胎圈芯具有弹性的技术方案。

此外，所研究开发的轮胎需要用于评价其效果的评价试验。但是，没有以较短的试验 时间再现所述胎圈部的微振磨损、从而以较短的试验时间高精度地评价胎体耐久性的有效 的试验方法，强烈需求该试验方法的出现。

现有技术文件：

对比文件1：日本专利特开2000-085322号公报

对比文件2：日本专利特开2012-106531号公报

对比文件3：日本专利特开2005-041392号公报

发明内容

因此，本发明的课题在于提供一种能以较短的试验时间再现与胎圈芯的摩擦所引起的 胎体帘线的损伤、能够以较短的试验时间高精度地评价胎体耐久性的重负荷用轮胎的胎圈 部的胎体耐久性评价方法。

本发明的第一技术方案涉及一种重负荷用轮胎的胎圈部的胎体耐久性评价方法，该重 负荷用轮胎具有由胎体帘布层构成的胎体，该胎体帘布层在从胎面部经过侧壁部至胎圈部 的胎圈芯的环状的帘布层主体部的两侧，连续地设置有在所述胎圈芯周围从轮胎轴方向内 侧向外侧翻折而卡止的帘布层翻折部，该重负荷用轮胎的胎圈部的胎体耐久性评价方法的 特征在于，

包括：

行驶工序，将组装有轮辋的试验轮胎按压到旋转的转鼓上并使其在转鼓上行驶；以及

评价工序，对行驶过的轮胎的胎圈部的胎体耐久性进行评价；

所述行驶工序中，所述试验轮胎的内压P为正常内压P₀的160～260％，负荷F为正 常负荷F₀的350～450％，且行驶速度V是15～40km/h，

而且，使试验轮胎在挠曲状态下行驶，所述挠曲状态是指，将轮胎子午截面上，通过 所述胎圈芯的轮胎轴方向最内点和胎体帘布层的轮胎轴方向最大宽度点的基准线X相对于 轮胎轴方向线的角度设为θ时，

向试验轮胎填充正常内压且没有负载负荷的无负载的正常内压状态下的所述角度θ的 数值θ₀与在所述行驶工序的内压P、负荷F的条件下将试验轮胎按压到转鼓的状态下的所 述角度θ的数值θ₁之差(θ₀-θ₁)处于5～15°的范围中的状态。

此外，在第二技术方案的特征在于，在所述评价工序中，将在所述行驶工序中行驶了 600～1200km的范围的评价距离后的试验轮胎解体，对所述胎圈芯的轮胎轴方向最内点的 位置上的胎体帘线的微振磨损量进行评价。

这里，所述“正常内压”是指，在包含轮胎所基于的标准的标准体系中，该标准对于每 个轮胎所规定的内压，若是JATMA则为最高气压，若为TRA则为“各种冷充气压力下的 轮胎负载极限值(TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES)” 所记载的最大值，若为ETRTO则为“充气压力(INFLATION PRESSURE)”。另外，所述 “正常负荷”是指所述标准根据正常内压对于每个轮胎所规定的负荷，若是JATMA则为最 大负载能力，若为TRA则为“各种冷充气压力下的轮胎负载极限值(TIRE LOAD LIMITS  AT VARIOUS COLDINFLATION PRESSURES)”所记载的最大值，若为ETRTO则为“负 载能力(LOAD CAPACITY)”。

发明效果：

本发明如上述那样规定行驶工序中的行驶条件。因此，如下述的“具体实施方式”部分 所说明的那样，能以较短的试验时间高精度地再现与胎圈芯的摩擦所引起的胎体帘线的损 伤。其结果是，能够以较短的试验时间高精度地评价胎体耐久性，对轮胎的开发研究能够 给予很大的贡献。

附图说明

图1是显示本发明的胎圈部的胎体耐久性的评价方法的实施状况的概念图。

图2是显示被实施所述胎圈部的胎体耐久性的评价方法的重负荷用轮胎的一例的截面 图。

图3(A)是对带内胎的轮胎的角度差(θ₀-θ₁)进行说明的大致截面图，图3(B) 是对无内胎轮胎的角度差(θ₀-θ₁)进行说明的大致截面图。

图4(A)是显示内压比P/P₀与微振磨损量及其偏差σ的关系的图表，图4(B)是显 示负荷比F/F₀与微振磨损量及其偏差σ的关系的图表。

图5(A)是显示行驶速度V与微振磨损量及其偏差σ的关系的图表，图5(B)是显 示角度差(θ₀-θ₁)与微振磨损量及其偏差σ的关系的图表。

图6是显示重负荷用轮胎的胎圈部的截面图。

符号说明：

1...试验轮胎；

2...胎面部；

3...侧壁部；

4...胎圈部；

5...胎圈芯；

6...胎体；

6A...胎体帘布层；

6a...帘布层主体部；

6b...帘布层翻折部；

10...转鼓；

M...轮胎轴方向最大宽度点；

P...轮胎轴方向最内点；

T...重负荷用轮胎。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式详细地进行说明。

图1是表示本发明的胎圈部的胎体耐久性的评价方法(以下称为“胎体耐久性评价方 法”)的实施状况的概念图，所述胎体耐久性评价方法包括：行驶工序，将组装轮辋的试验 轮胎1按压到旋转的转鼓10上并使其在转鼓10上行驶；以及评价工序，对行驶的试验轮 胎1的胎圈部4的胎体耐久性进行评价。

所述转鼓10可以适当采用轮胎行驶试验用的公知构造的转鼓。此外，如图2所示， 所述试验轮胎1采用具有从胎面部2经过侧壁部3至胎圈部4的胎圈芯5的胎体6的各种 构造的重负荷用轮胎T。在本例中，例示了所述重负荷用轮胎T为带内胎的子午线轮胎的 情况。

所述胎体6是由将金属制的胎体帘线相对于轮胎周方向以例如75°～90°的角度配列而 成的一张以上的、在本例中为一张的胎体帘布层6A形成的。该胎体帘布层6A具有跨设在 所述胎圈芯5、5之间的环状的帘布层主体部6a、以及与其两侧相连并通过围绕上述胎圈 芯5从轮胎轴方向内侧向外侧翻折而卡止的帘布层翻折部6b。另外，所述帘布层主体部 6a与帘布层翻折部6b之间配设有从胎圈芯5向半径方向外侧延伸的胎圈加强用的胎圈三 角胶8。

所述胎圈芯5形成为将钢丝卷绕成多列多段的截面为多边形的环状体。本例的胎圈芯 5截面呈六边形，其一边与轮辋撑圈座Rs大致平行，由此使与轮辋R之间的嵌合力保持均 匀。这种截面为六边形的胎圈芯5中，在轮胎轴方向最内点P的位置配设有六边形的角部 5a。

此外，在所述胎体6的半径方向外侧且胎面部2的内部配设有胎面加强用的带束层7。 该带束层7是由将带束层帘线相对于轮胎周方向以例如10°～70°的角度配列而成的两张以 上的、在本例中为四张的带束帘布层7A～7D形成的。

下面，在所述胎体耐久性评价方法的行驶工序中，

(1)所述试验轮胎1的内压P为正常内压P₀的160～260％，

(2)负荷F是正常负荷F₀的350～450％，

(3)行驶速度V是15～40km/h，

而且，在下述的挠曲状态Y下使试验轮胎1在转鼓10上行驶。

所述挠曲状态Y如图3(A)所示，是将轮胎子午截面上，通过所述胎圈芯5的轮胎 轴方向最内点P和胎体帘布层6A的轮胎轴方向最大宽度点M的基准线设为X时，基于相 对于所述基准线X的轮胎轴方向线的角度θ而规定的轮胎的挠曲状态。此外，所述轮胎轴 方向最大宽度点M特别规定为，在向试验轮胎1填充正常内压P₀且没有负载负荷的无负 载的正常内压状态Y₀下，胎体帘布层6A最向轮胎轴方向外侧鼓起的位置。

具体地说，挠曲状态Y是所述无负荷的正常内压状态Y₀下的所述角度θ的数值θ₀与 在所述行驶工序的内压P、负荷F的条件下将试验轮胎1按压到转鼓10的状态下的所述角 度θ的数值θ₁之差(θ₀-θ₁)处于5～15°的范围中的状态。此外，如图3(B)所示，在无 内胎轮胎的情况下也同样地定义所述角度θ，并将差值(θ₀-θ₁)限制于5～15°的范围中。

换句话说，所述行驶工序中，在

·处于正常内压P₀的160～260％的范围中的内压P，

·处于正常负荷F₀的350～450％的范围中的负荷F，

·处于15～40km/h的范围中的速度，且

·基准线X的角度差(θ₀-θ₁)处于5～15°的范围中的挠曲状态Y的条件下，使试验轮 胎1在转鼓10上行驶。

通过将所述内压P和负荷F的平衡调整到所述范围内，能够容易地将所述角度差(θ₀-θ₁)设定到所述范围内。

通过这种条件设定，能够以较短的试验时间高精度地再现在所述最内点P(角部5a) 的位置的胎体帘线与胎圈芯5之间的摩擦所引起的胎体帘线的损伤。其结果是，能够以较 短的试验时间高精度地评价胎体耐久性。

此外，如图4(A)所示，所述内压P低于正常内压P₀的160％的情况下，作用于胎体 帘线的张力变小，因此，在进行磨耗上花费时间而不能充分实现评价时间的缩短。相反地， 所述内压P高于正常内压P₀的260％时，虽然促进了磨耗，但是磨耗进行的偏差变大，导 致评价精度下降。此外，因为偏差变大，所以在行驶工序中可能会引起轮胎爆胎。从这些 观点来看，所述内压P的下限优选为正常内压P₀的180％以上，上限优选为240％以下。 此外，优选地，为了使内压P不会因行驶中的轮胎的温度上升而上升得比当初的设定值高、 即为了使内压P保持一定而设置压力调整阀等。

此外，如图4(B)所示，所述负荷F低于正常负荷F₀的350％的情况下，作用于胎体 帘线的张力变小，并且胎体帘线与胎圈芯5的接触压力也减少。因此，在进行磨耗上花费 时间，不能充分实现评价时间的缩短。相反地，所述负荷F高于正常负荷F₀的450％时， 虽然促进了磨耗，但是磨耗进行的偏差变大，导致评价精度下降。此外，因为偏差变大， 所以在行驶工序中可能会引起轮胎爆胎。从这些观点来看，所述负荷F的下限优选为正常 负荷F₀的330％以上，上限优选为420％以下。

此外，如图5(A)所示，所述行驶速度V低于15km/h的情况下，胎圈变形的重复频 率减少，因此，在进行磨耗上花费时间而不能充分实现评价时间的缩短。相反地，所述行 驶速度V超过40km/h时，虽然促进了磨耗，但是磨耗进行的偏差变大，导致评价精度下 降。此外，因为偏差变大，所以在行驶工序中可能会引起轮胎爆胎。此外，胎面部2的内 部温度上升，可能会导致在该胎面部2上先发生损伤而无法继续进行行驶工序。从这些观 点来看，所述行驶速度V的下限优选为18km/h以上，上限优选为30km/h以下。

此外，如图5(B)所示，所述角度差(θ₀-θ₁)低于5°的情况下，轮胎的挠曲变小， 因此胎体帘线与胎圈芯5的接触压力减少。因此，在进行磨耗上花费时间，不能充分实现 评价时间的缩短。相反地，所述角度差(θ₀-θ₁)超过15°时，虽然促进了磨耗，但是磨耗 进行的偏差变大，导致评价精度下降。此外，因为偏差变大，所以在行驶工序中可能会引 起轮胎爆胎。此外，挠曲变得过大，可能会导致以胎体帘布层6A的翻折端(帘布层翻折 部6b的半径方向外端)为起点的橡胶剥离即胎圈损伤先发生而无法继续进行行驶工序。 从这些观点来看，所述角度差(θ₀-θ₁)的下限优选为7°以上，上限优选为12°以下。

此外，所述图4(A)是表示在下述的试验结果的表1中负荷比一定(F/F₀＝350％)、 行驶速度一定(V＝20km/h)的条件下测定的内压比P/P₀与微振磨损量及其偏差σ的关系 的图表。所述图4(B)是表示在下述的试验结果的表1中内压比一定(P/P₀＝210％)、行 驶速度一定(V＝201m/h)的条件下测定的负荷比F/F₀与微振磨损量及其偏差σ的关系的 图表。所述图5(A)是表示在下述的试验结果的表1中内压比一定(P/P₀＝210％)、负 荷比一定(F/F₀＝370％)、角度差(θ₀-θ₁)一定((θ₀-θ₁)＝9.2°)的条件下测定的行 驶速度V与微振磨损量及其偏差σ的关系的图表。所述图5(B)是表示在下述的试验结 果的表1中内压比一定(P/P₀＝210％)、行驶速度一定(V＝20km/h)的条件下测定的角 度差(θ₀-θ₁)与微振磨损量及其偏差σ的关系的图表。

接着，在所述评价工序中，在本例中，将在所述行驶工序中行驶了事先确定的评价距 离后的试验轮胎1解体，对所述胎圈芯5的轮胎轴方向最内点P的位置上的胎体帘线的微 振磨损量进行评价。优选地，所述评价距离从600～1200km的范围内进行选择。评价距离 低于600km时，微振磨损量变少，变得难以得到较高的评价精度。此外，即便超过1200km， 磨耗进行的偏差也不会变小，反而导致试验时间的不必要的增加。

此外，作为所述微振磨损量，可以采用胎体帘线的磨耗部分的截面积、磨耗深度、或 者磨耗体积。此外，这些能够通过例如用激光显微镜观测胎体帘线的磨耗部分来求出。

此外，在所述评价工序中，还能够在确保爆胎的安全性的前提条件下，测量行驶工序 中从行驶开始直至试验轮胎1达到爆胎为止的期间的行驶距离、或者行驶时间，对其进行 评价。

以上，对本发明的尤为优选的实施方式进行详细说明，然而本发明不限于图示的实施 方式，可以变形成各种形态进行实施。

实施例：

为了确认本发明的效果，将图2所示构造的市面销售的重负荷用轮胎(12.00R20- 16PR)作为试验轮胎，在表1所示的标准下进行胎体耐久性的评价试验。此外，试验是在 各条件下对10条轮胎进行的，并对微振磨损量的平均值、以及微振磨损量的偏差σ进行 比较。

所述试验轮胎的正常内压P0为7.25kPa，正常负荷F₀为30.5kN。微振磨损量是用激 光显微镜测量胎圈芯的轮胎轴方向最内点的位置上的胎体帘线的磨耗部分的磨耗体积，用 将比较例1的微振磨损量的平均值作为100的指数来表示其平均值。数值越大，磨耗的进 行速度越快。

表1：

如表1所示，可确认其能够将微振磨损量的偏差σ抑制得较低而提高评价精度，同时 加快磨耗的进行速度而实现试验时间的缩短。

此外，在比较例3、5中，有轮胎在行驶工序中发生爆胎。此外，在比较例7中，有 轮胎在行驶工序中因发热而在胎面部产生剥离损伤。另外，在比较例9中，有轮胎在行驶 工序中以胎体的翻折端为基点发生剥离损伤。