CN100436164C - 防爆轮胎 - Google Patents

Abstract

一种防爆轮胎，它包括：由一层帘线胎体帘布层构成的胎体，所述帘布层在胎圈部之间延伸，并在每个胎圈部绕着胎圈芯从轮胎内侧向外侧卷起，从而形成一对卷起部及其之间的主体部；在胎面部中位于胎体径向外侧的带束层；以及加强橡胶层，其包含：一对各自位于主体部和卷起部之间并从胎圈芯延伸至带束层轴向外侧边缘的附近的侧面部，和位于胎体和带束层之间并与两侧的侧面部相连的中心部。

Description

防爆轮胎

技术领域

本发明涉及一种防爆性能得以改善的防爆轮胎。

背景技术

已知的防爆轮胎即便是因为被刺破或其他原因而漏气也能行驶相当一段距离。普通防爆轮胎在其胎壁部提供有胎壁加强橡胶层，其由高硬度橡胶组成，用于在发生刺破的情况下支撑负重。

图5是传统防爆轮胎的截面图。一对胎壁加强橡胶层“a”各有一个基本呈新月形的截面，并被设置在胎壁部内胎体b的轴向内侧。每个胎壁加强层“a”包含一个径向内端p2和一个径向外端p1。

然而，这种结构的防爆轮胎的缺点在于，胎壁加强橡胶层“a”的径向外端p1和径向内端p2的位置在形成生胎时容易大幅变化，例如，当外端p1的一部分在轮胎轴向上比胎面接地端Te更为靠向内侧，轮胎转动一周时来自路面的影响会发生很大的变化。因此，径向力波动(后文称RFV)更加严重导致轮胎的均一性下降。此外，在胎壁加强橡胶层“a”的内端p2的位置发生变化的情况下，轮胎的纵向弹性系数(spring coefficient)和负载性能会发生改变，并导致RFV恶化以及防爆性能恶化。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种防爆轮胎，其具有限制均一性恶化和力波动的防爆性能。

根据本发明，防爆轮胎包括：由一层胎体帘线帘布层构成的胎体，该帘布层在胎圈部之间延伸，并在每个胎圈部中绕着胎圈芯从轮胎内侧向外侧卷起，从而形成一对卷起部及其之间的主体部；在胎面部中位于胎体径向外侧的带束层；以及加强橡胶层，其包含一对各自位于主体部和卷起部之间并从胎圈芯延伸至带束层轴向外侧边缘附近的侧面部和位于胎体和带束层之间并与两侧的侧面部相连的中心部。

由于本发明的防爆轮胎是以上述方法制得，因此在防爆性能上有可能限制均一性和力波动的恶化。

附图说明

图1是本发明的防爆轮胎的一个实施方式的截面图；

图2是加强橡胶层的侧面部的截面放大图；

图3是加强橡胶层的中心部的截面放大图；

图4是解释本发明的作用及效果的图解；

图5是一个传统防爆轮胎的截面图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明的一个实施方式加以详细描述。

在图1中，根据本发明的客车用防爆轮胎1包含：胎面部2；一对胎侧壁部3；一对胎圈部4和位于其中的胎圈芯5；至少包含一层胎体帘线帘布层6A的胎体6，该帘布层在胎圈部4之间延伸并经过胎面部2和胎侧壁部3；在胎面部2中位于胎体径向外侧的带束层7；以及加强橡胶层11。

带束层7包含至少两层由涂有橡胶的平行带束层帘线构成的交错帘布层，该带束层帘线设置成与轮胎赤道C成10～35°倾角。在此例中，带束层7由径向外侧帘布层7B和径向内侧帘布层7A组成。对于带束层帘线，可以使用钢制帘线和高模量有机纤维例如芳香尼龙纤维、人造纤维等。

另一方面，为了进一步提高带束层7的高速耐受性，可在带束层7的径向外侧设置覆盖至少带束层边缘部的紧固带紧固带9。这里紧固带9是一层由至少一根螺旋形缠绕而成的帘线，或与轮胎圆周方向成0～5°的平行帘线制成的帘线层。在本实施方式中，紧固带9包含具有与带束层7基本等宽的单层紧固带帘布层。对于紧固带帘线，可以使用有机纤维帘线，例如尼龙、人造纤维、芳香尼龙纤维等。

胎体部6至少包含一层帘布层，在本例中仅帘线帘布层6A与轮胎赤道C成70至90度径向排列。对于胎体帘线，可以使用有机纤维帘线如尼龙，聚酯，人造纤维，芳香尼龙纤维等，以及钢制帘线。

胎体帘线的帘布层6A在胎圈部4之间延伸并经过胎面部2和胎侧壁部3，并且绕着胎圈芯5从轮胎轴向内侧向轮胎轴向外侧卷起，从而形成一对卷起部6b和其间的主体部6a。

在本实施方式中，胎体帘布层6A的每个卷起部6b延伸经过胎侧壁部3至胎面部2，并终止于带束层7和主体部6a之间。以这种排列方式，在胎圈部4直至胎侧壁部3的区域内抗弯刚度得到大幅提高。由于卷起部6b的径向外端不会出现在爆胎行驶时容易严重倾斜的胎侧壁部3处，从而避免对外端的损坏。

在这个方面，当卷起部6b和带束层7之间在轮胎轴向上的重叠宽度Wj过小时，不会增加轮胎重量以及使燃油效率变差，而当上述宽度过大时，则会发生上述情况。从这个方面考虑，重叠宽度Wj优选在5～50mm的范围内，进一步优选在10～50mm的范围内。

环形的加强橡胶层11包含：一对各自位于主体部6a和卷起部6b之间并从胎圈芯5延伸至带束层7的轴向外端7E的侧面部12；以及位于胎体6和带束层7之间并与两侧的侧面部12相连的中心部13。加强橡胶层11优选具有70至98范围内的JIS-A硬度。当加强橡胶层11的JIS-A硬度低于70度，轮胎刺破时的承载能力会迅速下降，从而防爆性能不能充分显现。另一方面，当硬度高于98度，正常行驶时的驾驶舒适性、燃油效率和耐久度有变差趋势。在本实施例中，侧面部12及中心部13基本由同一种橡胶制成。

如图1和2所示，在本实施例中，侧面部12各自具有最大厚度部分12M，其在基本位于轮胎高度H的中心位置具有最大厚度Ta。

为了提高防爆性能，最大厚度部分12M和轮胎最大宽度部分Pm在径向上的差距不超过轮胎高度H的10％。或者说，最大厚度部分12M优选位于以轮胎最大宽度部分Pm为中心的轮胎高度H的20％的范围Y内。用这种排列，侧面部12在轮胎刺破时能够有效地承载负重。

这里，“轮胎最大宽度位置”指的是，在标准状态下，一条沿轮胎轴向延伸穿过胎体6投射在轮胎轴向上最外侧的点的直线与侧壁部3的外表面相交得到的点的位置。标准状态是指轮胎安装到标准轮圈并充气至标准压力且无轮胎负重的状态。此外，标准轮圈特指JATMA中的“标准轮圈”，ETRTO中的“测量轮圈”，TRA中的“设计轮圈”等。标准压力指JATMA中的“最大空气压力”，ETRTO中的“充气压力”，TRA中的“多种冷充气压力下的轮胎负重极限”表给出的最大压力等。但对于客车轮胎而言，标准压力采用180kPa。

侧面部12最大厚度Ta优选在5～30mm范围内。当最大厚度Ta小于5mm，防爆条件下的承载能力将迅速下降，导致防爆性能不能充分显现。另一方面。当最大厚度Ta大于30mm，正常行驶时的驾驶舒适性，燃油效率和耐久度有变差趋势。

另外，侧面部12具有径向内端12i和厚度比内端12i小的收缩部12A。收缩部12A优选位于内端12i和最大厚度部12M之间。就是说，在此区域内，侧面部12的厚度从内端12i向收缩部12A逐渐减小，并从收缩部12A向最大厚度部12M逐渐增加。由于收缩部12A的限制，有可能实现正常气压下正常行驶时的驾驶舒适性。

收缩部12A优选具有内端12i的厚度Ti的50～95％的厚度Tc。此外，收缩部12A优选具有轮胎高度H的10～30％的高度h。但侧面部12也可或者以不变的厚度或者以逐渐增加的厚度从内端12i向最大厚度部12M延伸。此外，侧面部12以逐渐减小的厚度由最大厚度部12M向其外端12E延伸。

如图3所示，片状的中心部13具有一个很小的厚度Tb并位于胎体6和带束层7之间用以连接两侧的侧面部12。以这种排列方式，加强橡胶层11形成为环状。

由于设置了加强橡胶层11，在成型时确保均一性。例如，在成型生胎的过程中，传统的胎圈三角胶”e”(如图5所示)和侧壁加强橡胶层”a”之间没有相对的位置移动。因此有可能使轮胎的纵向弹性系数和负载性能均一化。此外，在加强橡胶层11中，由于侧面部12的外端12E通过中心部13成为一体，有可能限制在先前工艺中侧壁加强橡胶层”a”的外端p1的位置移动。因此有可能改进轮胎尤其是RFV的均一性。而且，由于所有加强橡胶层11的表面都被包含有胎体帘布层6A和带束层7的帘线帘布层所覆盖，因此加强橡胶层11具有高的加强效果。

当使用这种防爆轮胎进行爆胎行驶时，胎面部2会出现如图4所示的翘曲变形。这种变形增大了肩部Sh的扭曲，导致耐久性下降。传统上是通过增加侧壁加强层”a”的橡胶容量来分散肩部Sh的扭曲，从而降低侧壁部3屈曲畸形的量。

然而，在本发明实施方式的加强橡胶层11中，由于中心部13强化了胎面部2，上述翘曲变形可以被抑制。因此可以降低侧面部12的厚度并在保持或提高爆胎行驶下的耐久度的同时实现减重。由此考虑，中心部13优选具有最小不少于0.5mm的厚度Tb，进一步优选为不少于1.0mm。虽然没有特别定义上限，仍然优选不大于2.0mm，因为厚度Tb过大不利于驾驶舒适性，并会导致轮胎重量不必要的增加。

虽然本发明特别优选实施方式已经详细描述，本发明并不局限于附图的实施方式，但可以以不同形式加以改变来实施。

对照测试

防爆轮胎(尺寸：245/40ZR18)基本结构如图1所示，其根据表1的规格试制，对轮胎重量、均一性、防爆性能和驾驶舒适性均分别进行评估。除了表1所列的参数外，所有的规格都基本相同。这里，对照例1中包含有螺旋形缠绕的加强帘线的帘线帘布层被设置在传统轮胎胎面部的顶部区域并位于胎体和带束层(而不是中心部13)之间。

测试方法如下。

轮胎重量：

单个轮胎的重量是以先前工艺实施例为100的系数来表示。值越小，轮胎越轻。均一性：

主RFV用均一性测试仪测定。测试条件为轮圈18×8.5JJ、内部压强200kPa、负重4.88kN。值越小，结果越好。

驾驶舒适性：

轮胎在轮圈18×8.5JJ和内部压强230kPa的条件下安装到汽车上(3,000cc，FR汽车)，在轮胎测试跑道(干燥路面)上行驶的驾驶舒适性由驾驶员进行感官评估。以先前工艺实施例为6分，结果以10分制表示。值越大，结果越好。

防爆性能：

只把左后轮轮胎的泡芯(bulb core)除去，在内压为0的状态下让汽车在轮胎测试跑道上以90km/h的速度行驶，测量轮胎爆裂前行驶距离。结果以先前工艺实施例为100的系数表示。值越大，结果越好。

测试结果如表1所示。

表1

	先前工艺实施例	对照例1	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
									加强橡胶层·结构·橡胶硬度(度)(<sup>*</sup>1)·有无中心部·中心部厚度Tb(mm)·侧面部最大厚度Ta(<sup>*</sup>2)轮胎重量要RFV(N)防爆性能驾驶舒适	图586∶92无-100100601006	图586∶92无(帘线帘布层)-100105601106	图192有0.110093501204.5	图192有0.59094501155.5	图192有1.09095501155.5	图192有1.590965211555	图192有2.09097531105	图192有2.59098551104.5

^*1)在先前工艺实施例和对照例中，橡胶硬度(胎圈三角胶：侧壁加强橡胶层)分别显示。

^*2)在先前工艺实施例和对照例中，侧壁加强橡胶层的最大厚度Ta以先前工艺实施例的最大厚度Ta为100的系数表示。

通过测试发现，与先前工艺实施例相比，本实施例在均一性、减重和防爆性能上均得到改进。

Claims (7)

1.一种防爆轮胎，它包括：

由一层帘线胎体帘布层构成的胎体，所述帘布层在胎圈部之间延伸，并在每个胎圈部中绕着胎圈芯从轮胎内侧向外侧卷起，从而形成一对卷起部及其之间的主体部；

在胎面部中位于胎体径向外侧的带束层；以及

加强橡胶层，其包含

一对各自位于主体部和卷起部之间并从胎圈芯延伸至带束层轴向外侧边缘的附近的侧面部，和位于胎体和带束层之间并与两侧的侧面部相连的中心部；其特征在于，

每个所述侧面部含有一个具有最大厚度的最大厚度部分，并且

所述轮胎最大厚度部分和最大宽度部分在径向上的差距不超过轮胎高度H的10％。

2.如权利要求1所述的防爆轮胎，其特征在于，

所述加强橡胶层具有的最大厚度Ta在5～30mm范围内。

3.如权利要求1所述的防爆轮胎，其特征在于，

所述中心部具有的厚度Tb至少为0.5mm。

4.如权利要求1所述的防爆轮胎，其特征在于，

所述加强橡胶层具有的JIS-A硬度在70至98度范围内。

5.如权利要求1所述的防爆轮胎，其特征在于，

所述每个侧面部具有径向内端和厚度小于内端的收缩部，和

所述收缩部位于内端和最大厚度部分之间。

6.如权利要求5所述的防爆轮胎，其特征在于，

所述收缩部的厚度是内端厚度的50～95％范围内。

7.如权利要求1或3所述的防爆轮胎，其特征在于，

所述中心部的厚度不大于2.0mm。

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