CN100497008C

CN100497008C - 充气轮胎

Info

Publication number: CN100497008C
Application number: CNB2005100083202A
Authority: CN
Inventors: 吉中伸好
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2005-02-05
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2025-02-05
Also published as: US20050205189A1; CN1672964A; JP4723198B2; US7165588B2; JP2005263137A; EP1580030A1; DE602005000138T2; EP1580030B1; DE602005000138D1

Abstract

轮胎的加固带(14)覆盖带束层(12)。加固带(14)由加固带层(36)形成。加固带层(36)包括侧部(38)和中心部(40)。侧部(38)使用的是高模量(Ms)的加固带帘线。用于侧部(38)的加固带帘线典型的是尼龙纤维和芳香族聚酰胺纤维的复合纤维。中心部(40)使用的是低模量(Mc)的加固带帘线。用于中心部(40)的加固带帘线典型的是尼龙纤维。比值(Ms/Mc)为2.0～4.0。侧部(38)的宽度(Ws)与加固带(14)宽度(Wb)的比值为5.0%～20.0%。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种主要用于客车的充气轮胎。

背景技术

用于高速行驶的子午线轮胎在胎面和带束层之间具有加固带。该加固带包括沿圆周向缠绕的加固带帘线。加固带帘线将带束层绑定。加固带帘线抑制了高速直线行驶下由离心力导致的带束层的提升。日本公开专利No.2002-137606公开了一种由高模量加固带帘线和低模量加固带帘线复合而成的加固带。

覆盖带束层整个面积的加固带足以绑定带束层沿轴向的中心周围。另一方面，加固带对带束层边缘周围的绑定力不足。加固带不足以抑制带束层边缘周围的提升。此外，绑定力不足还导致巨大的路面噪音。

如果加固带中使用的是高模量的帘线，带束层的边缘周围也得到了足够的绑定。但是，使用这种加固带的轮胎的刚度变得非常大。极大的刚度导致驾驶舒适性降低。这种加固带还导致巨大的外部噪音。如果帘线的模量非常高，操作稳定性也遭到破坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非常安静和优异的驾驶舒适性的充气轮胎。

根据本发明的充气轮胎包括：具有外表面以形成胎面表面的胎面，一对从胎面两端沿径向几乎向内延伸的胎壁，一对从胎壁沿径向几乎向内延伸的胎面，在两个胎面之间沿胎面和胎壁的内侧延伸的胎体，胎体上沿胎面径向的内侧的带束层，以及位于带束层和胎面之间且覆盖带束层的加固带。构成加固带的加固带层由加固带帘线和顶置橡胶形成。加固带层包括位于沿轴向带束层边缘附近的侧部和位于轴向中心附近的中心部。侧部加固带帘线的模量比中心部加固带帘线的大。侧部的宽度Ws是加固带宽度Wb的5.0％～20.0％。

侧部加固带帘线的模量与中心部加固带帘线的模量之比应为2.0～4.0，更优选为2.6～3.7。

侧部的宽度Ws优选是加固宽度Wb的12.0％～18.0％。

侧部的加固带帘线的模量优选为3000N/mm²～8000N/mm²。尼龙纤维和芳香族聚酰胺纤维的复合纤维适于用作侧部的加固带帘线。

在轮胎中，带束层边缘的附近得到足够绑定。轮胎发出的路面噪音小。在轮胎中，沿轴向的中心附近的刚度并不很大。轮胎还具有优良的驾驶舒适性。

附图说明

图1是本发明一个实施方式的充气轮胎的部分截面图；

图2是图1所示的轮胎中带束层和加固带的部分截面放大图；

图3是图2所示的外带束层、以及加固带的侧部和中心部的立体放大分解图；

图4是本发明另一个实施方式的充气轮胎的部分截面图。

具体实施方式

下面基于优选实施方式结合附图对本发明进行详细描述。

在图1中，将竖向定为轮胎2的径向，横向定为轮胎2的轴向，而垂直于纸面的方向定为轮胎2的圆周向。轮胎2对应图1中的点划线CL几乎成对称形。轮胎2包括胎面4、胎壁6、胎圈8、胎体10、带束层12、加固带14、气密层16和胎圈包布18。

胎面4由交联橡胶形成，沿径向呈向外凸起状。胎面4形成胎面表面20与路面相接触。胎面表面20上具有凹槽22。

胎壁6从胎面4一端沿径向几乎向内延伸。胎壁6由交联橡胶形成。胎壁6通过其挠曲吸收来自路面的冲击。此外，胎壁6还防止胎体10的外部损坏。

胎圈8从胎壁6的内侧端沿径向几乎向内延伸。胎圈8由胎圈芯24和从胎圈芯沿径向向外延伸的三角胶26所构成。胎圈芯呈环形，其包括数个不可伸长性金属线(典型的如钢制线)。三角胶26由高硬度交联橡胶形成，并沿径向向外呈渐缩形。

胎体10由第一胎体层28和第二胎体层30所构成。第一胎体层28和第二胎体层30沿着胎面4和胎壁6的内侧位于胎圈8之间的二侧上。第一胎体层28和第二胎体层30绕着胎圈芯24沿轴向由内而外缠绕。

第一胎体层28和第二胎体层30由胎体帘线和顶置橡胶构成，图中未示出。胎体帘线沿圆周向形成角度的绝对值通常为75～90度。换句话说，轮胎2是子午线轮胎。胎体帘线常使用有机纤维。优选的有机纤维包括聚酯纤维、尼龙纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)芳香族聚酰胺纤维。

带束层12位于胎体10沿径向的外侧。胎体10上置有带束层12。带束层12增强了胎体10。带束层12由内带束层32和外带束层34构成。每个内带束层32和外带束层34由带束层帘线和顶置橡胶组成，图中未示出。带束层帘线朝圆周向倾斜。内带束层32的带束层帘线沿圆周向的倾斜方向和外带束层34的带束层帘线沿圆周向的倾斜方向相反。带束层帘线的优选材料是钢。有机纤维也可用作带束层帘线。

气密层16绑定在胎体10的内圆周面上。气密层由交联橡胶形成。气密层16使用的是透气率很小的橡胶。气密层16的作用是维持轮胎2的内压。

胎圈包布18位于胎圈8的周边上。当为轮胎2安装上轮辋时，胎圈包布与轮辋相接触。通过这种接触，胎圈8的周边得到了保护。胎圈包布18通常由布和浸渍于布中的橡胶构成。也可以仅使用橡胶形成胎圈包布18。

图2是图1所示的轮胎中带束层12和加固带14的部分截面放大图。加固带14由加固带层36构成。加固带层36覆盖了整个带束层12。加固带层36是所谓完整层。加固带层36包括侧部38和中心部40。侧部38位于带束层12边缘附近。中心部40位于轮胎2沿轴向的中心附近。

图3是图2所示加固带层36的侧部38和中心部40的立体放大分解图。在图3中，X方向表示轴向，Y方向表示圆周向，Z方向表示径向。

侧部38由加固带帘线42S和顶置橡胶44S构成。加固带帘线42S呈螺旋形缠绕。加固带帘线42S是严密无缝的。加固带帘线42S基本沿圆周向延伸。如上所述，加固带帘线42S呈螺旋形缠绕。因此，严格说加固带帘线42S轻微的倾斜于圆周向。加固带帘线42S沿圆周向所成角度的绝对值小于2.0度。在本发明中，沿圆周向所成角度的绝对值小于2.0度的方向被设为“基本是圆周向”。

侧部38中使用的是具有高模量Ms的加固带帘线42S。从而，侧部38同带束层12边缘附近的粘结力相当大。通过这巨大的粘结力，路面噪音得到抑制。尤其是中频段噪音得到了抑制。轮胎2具有优良的静音性。

中心部40由加固带帘线42C和顶置橡胶44C构成。加固带帘线42C呈螺旋形缠绕。加固带帘线42C是严密无缝的。加固带帘线42C以与侧部38的加固带帘线42S同样的方式基本上沿圆周向延伸。

中心部40中使用的是具有低模量Mc的加固带帘线42C。从而，中心部40同带束层12中心部附近的粘结力相对较小。轮胎2中心部附近包括中心部40的刚度相对较小。轮胎2具有极佳的驾驶舒适性。具有低模量Mc的加固带帘线42C对降低外部噪音和减少滚阻方面有作用。

从兼顾由侧部38带来的静音效果和由中心部40带来的驾驶舒适性考虑，加固带帘线42S的模量Ms同加固带帘线42C的模量Mc之比(Ms/Mc)优选为2.0～4.0。比值(Ms/Mc)更优选为2.3，特别优选等于或大于2.6。比值(Ms/Mc)更优选等于或小于3.8，特别优选等于或小于3.7。在本发明中，比值(Ms/Mc)是基于当伸长率为2％时的模量Ms和Mc计算得到的。模量Ms和Mc是根据“JIS L 1017”标准测定的。

从减少路面噪音考虑，侧部38的加固带帘线42S的模量Ms优选等于或大于3000N/mm²，更优选等于或大于5000N/mm²。如果模量Ms过高，操作稳定性下降，此外，滚阻增大。从这点考虑，模量Ms优选等于或小于8000N/mm²，更优选等于或小于7500N/mm²，特别优选等于或小于7000N/mm²。

有机纤维可适用于加固带帘线42S。该加固带帘线42S的优选材料包括聚萘二酸乙二醇酯(PEN)纤维和芳香族聚酰胺纤维。加固带帘线42S还可使用尼龙纤维和芳香族聚酰胺纤维的复合纤维。该复合纤维有利于降低路面噪音，增加驾驶操作稳定性以及减少滚阻。尼龙纤维和芳香族聚酰胺纤维在复合纤维中的重量比优选为1/4～4/1，更优选为2/3～3/2。

从增加驾驶舒适性、降低外部噪音以及减少滚阻方面考虑，中心部40的加固带帘线42C的模量Mc优选等于或小于2500N/mm²，更优选等于或小于2200N/mm²。如果模量Mc过低，轮胎2的耐用性会下降。从这点考虑，模量Mc优选等于或大于1000N/mm²，更优选等于或大于1500N/mm²。

有机纤维可适用于加固带帘线42C。典型的是使用尼龙纤维作为加固带帘线42C。聚酯纤维或维尼纶纤维也可用作加固带帘线42C。

加固带层36中加固带帘线42S和42C的密度优选为5纱/cm～20纱/cm。加固带层36中加固带帘线42S和42C的截面积优选为0.10mm²～1.6mm²。

在图2中，箭头Ws表示侧部38的宽度，而箭头Wb/2表示加固带14宽度的一半。侧部38的宽度Ws与加固带14的宽度Wb之比优选为5.0％～20.0％。当比值低于该范围时，路面噪音将难以得到足够的抑制。从这点考虑，该比值更优选等于或大于12％，特别优选为等于或大于15％。当比值高过该范围时，驾驶舒适性不足且滚阻上升，此外，外部噪音增大。从这点考虑，该比值更优选等于或小于19％，特别优选等于或小于18％。

轮胎可包括两个或更多的完整层。在本实施方式中，侧部和中心部至少配置一个完整层。

在本发明中，轮胎2每个部分的尺寸是在轮胎2安装在普通轮辋以及充气到普通内压的状态下测量的。在本说明书中，普通轮辋是指轮胎2所依据的标准规定的轮辋。普通轮辋包括JATMA规定的“标准轮辋”、TRA规定的“设计轮辋”以及ETRTO规定的“测量轮辋”。在本说明书中，普通内压是指轮胎2所依据的标准规定的内压。普通内压包括JATMA规定的“最大气压”、TRA规定中“各种常温充气压力下的轮胎载荷极限”所表述的“最大值”、以及ETRTO规定的“充气压力”。根据JATMA规定的汽车轮胎的普通内压为180kPa。

图4是本发明的另一个实施方式的充气轮胎45的部分截面图。图4显示了带束层46和加固带48。带束层46由内带束层50和外带束层52组成。轮胎45包括如图1的轮胎2中所包括相同的胎面、胎壁、胎体、气密层和胎圈包布(图中未示出)。

如图4所示，加固带48由边缘层54和完整层56形成。在轮胎45中，边缘层54构成了侧部58。没有重叠到侧部58的那部分完整层56构成了中心部60。侧部58位于带束层46的边缘附近。中心部60位于轮胎45沿轴向的中心附近。

侧部58和中心部60由加固带帘线和顶置橡胶形成，图中未示出。加固带帘线呈螺旋形缠绕。加固带帘线是严密无缝的。加固带帘线基本沿圆周向延伸。

侧部58中使用的是具有高模量Ms的加固带帘线。从而，侧部58同带束层46边缘附近的粘结力相当大。通过这巨大的粘结力，路面噪音得到抑制。尤其是中频段噪音得到了抑制。轮胎45具有优良的静音性。

中心部60中使用的是具有低模量Mc的加固带帘线。从而，中心部60同带束层46中心部附近的粘结力相对较小。轮胎45中心部附近包括中心部60的刚度相对较小。轮胎45具有极佳的驾驶舒适性。具有低模量Mc的加固带帘线对降低外部噪音和减少滚阻方面也有作用。

从兼顾由侧部58带来的静音效果和由中心部60带来的驾驶舒适性考虑，模量Ms同模量Mc之比(Ms/Mc)优选为2.0～4.0。比值(Ms/Mc)更优选为2.3，特别优选等于或大于2.6。比值(Ms/Mc)更优选等于或小于3.8，特别优选等于或小于3.7。

从减少路面噪音考虑，侧部58的加固带帘线的模量Ms优选等于或大于3000N/mm²，更优选等于或大于5000N/mm²。如果模量Ms过高，操作稳定性下降，此外，滚阻增大。从这点考虑，模量Ms优选等于或小于8000N/mm²，更优选等于或小于7500N/mm²，特别优选等于或小于7000N/mm²。

有机纤维可适用于侧部58的加固带帘线。优选的有机纤维的例子包括聚萘二酸乙二醇酯纤维和芳香族聚酰胺纤维。侧部58的加固带帘线还可使用尼龙纤维和芳香族聚酰胺纤维的复合纤维。该复合纤维有利于降低路面噪音，增加操作稳定性以及减少滚阻。尼龙纤维和芳香族聚酰胺纤维在复合纤维的重量比优选为1/4～4/1，进一步优选为2/3～3/2。

从增加驾驶舒适性、降低外部噪音以及减少滚阻方面考虑，中心部60的加固带帘线的模量Mc优选等于或小于2500N/mm²，更优选等于或小于2200N/mm²。如果模量Mc过低，轮胎45的耐用性会下降。从这点考虑，模量Mc优选等于或大于1000N/mm²，更优选等于或大于1500N/mm²。

有机纤维可适用于中心部60的加固带帘线。典型的是使用尼龙纤维。聚酯纤维或维尼纶纤维也可用作中心部60的加固带帘线42c。

边缘层54和完整层56中加固带帘线的密度优选为5纱/cm～20纱/cm。边缘层54和完整层56中加固带帘线的截面积优选为0.10mm²～1.6mm²。

侧部58的宽度Ws与加固带48的宽度Wb之比优选为5.0％～20.0％。当比值低于该范围时，路面噪音将难以得到足够的抑制。从这点考虑，该比值更优选等于或大于12％，特别优选为等于或大于15％。当比值高过该范围时，驾驶舒适性不足且滚阻上升，此外，外部噪音增大。从这点考虑，该比值更优选等于或小于18％。

轮胎左右两侧的边缘均可包括两个或更多的边缘层。在本实施方式中，每个左右两侧的边缘上至少具有一个的边缘层模量Ms比中心部的加固带帘线的模量Mc大。

实施例

[实施例1]

制得具有如图1～3所示结构的客车用充气轮胎。轮胎的加固带的详细参数见下面的表1。在该轮胎中，内带束层的带束层帘线沿圆周向所成角度为+24度，外带束层的带束层帘线沿圆周向所成角度为-24度。轮胎尺寸为“215/60R16 95H”。

[实施例2～8和对照例1～4]

以与实施例1同样的方式制得了实施例2～12和对照例1～4的每个轮胎，其中除了如表1和表2所示的加固带的规格有所不同。

[噪音的测定]

为轮胎装上“16×6.5-JJ”的轮辋，轮胎内压设定为230kPa。在一个发动机排量为2300cm³的前置发动机且前轮驱动的客车上安装该轮胎。使客车在高粗糙度的沥青路面上以50km/h的速度行驶。测量行驶中司机右耳处的音量(总值)和外部音量。以对照例1为基准做出评价。针对实施例1～12和对照例2～4，其每个值减去对照例1的值，结果见表1和表2。

[感官评价]

让司机对操作稳定性和驾驶舒适性以10分为满分做出评价。结果见表1和表2。

[滚阻测定]

将轮胎安置到滚阻测试器上，对其施加4400N的载荷，在80km/h的速度下测定滚阻。其结果以对照例1的滚阻设定为100的指数形式表示于表1和表2中。

如表1和表2所示，本实施例的轮胎在静音效果、滚阻、操作稳定性和驾驶舒适性方面均表现优异。从测定结果看，本发明的优势显而易见。

上面的描述只是示例性说明，只要不脱离本发明保护范围，各种改变均有可能。

Claims

1.充气轮胎，其包括：具有外表面以形成胎面表面的胎面，一对从胎面两端沿径向几乎向内延伸的胎壁，一对从胎壁沿径向几乎向内延伸的胎圈，在两个胎圈之间沿胎面和胎壁的内侧延伸的胎体，胎体上沿胎面径向的内侧的带束层，以及位于带束层和胎面之间且覆盖带束层的加固带，

构成加固带的加固带层由加固带帘线和顶置橡胶形成，

加固带层包括位于沿轴向带束层边缘附近的侧部和位于沿轴向中心附近的中心部，

侧部的宽度(Ws)是加固带宽度(Wb)的5.0％～20.0％，

侧部的加固带帘线的模量比中心部的加固带帘线的大，其特征在于，

侧部的加固带帘线的模量小于8000N/mm²。

2.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述侧部的加固带帘线的模量与所述中心部的加固带帘线的模量之比为2.0～4.0。

3.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述侧部的宽度(Ws)是所述加固带宽度(Wb)的12.0％～18.0％。

4.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述侧部的加固带帘线的模量是所述中心部的加固带帘线模量的2.6～3.7倍。

5.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述侧部的加固带帘线的模量为3000N/mm²或更大且小于8000N/mm²。

6.如权利要求5所述的轮胎，其特征在于，所述侧部的加固带帘线使用的是尼龙纤维和芳香族聚酰胺纤维的复合纤维。

7.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述侧部的加固带帘线的模量等于或小于7600N/mm²。