CN101186170B - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

一种充气子午线轮胎具有轮胎体及胎缘。轮胎体具有至少一个轮胎体加强帘布层以及相对的胎缘部分。每个胎缘部分具有胎缘芯体及径向的胎缘顶件。每个胎缘部分内的顶件具有从胎缘基线(B)测量的相同径向高度(HA)。该轮胎具有胎缘加强帘布层，该胎缘加强帘布层包括仅仅定位在轮胎的一个胎缘部分内的芳纶加强帘线，并且胎缘加强帘布层靠近轮胎体加强帘布层。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎。更具体地，本发明涉及一种在轮胎的下胎侧及胎缘区域内具有非对称加强元件的充气轮胎，用于增强轮胎的高性能特点。

背景技术

充气轮胎传统地构造成具有对称的内部构造；对称位于轮胎的侧向中心或赤道平面内的中心上。实验研究已显示：轮胎的有效侧滑力的大部分产生于位于转动方向内侧的肩部区域内。滚动及向外侧的侧向偏移倾向于将内侧肩部举起来，从而减小了轮胎的转向能力。在许多车辆中，车辆的悬架系统补偿了由车辆车轮的外顷引起的减小的转向能力。在外顷中，车轮及轮胎的顶部向着对应于最大侧滑力的转角的半径中心倾斜。通过使用高车轮外倾角及前端角，车辆悬架系统通常以这种方式设计，使得由轮胎承载的负荷没有平均地分布在轮胎的内侧与外侧边之间。假定轮胎的两个侧边总体上相等的事实，这导致非对称的接地面负荷，从而引起侧边到侧边的非一致形状，该形状可对轮胎性能产生危害。

为了补偿这些侧向力量，形成具有非对称胎冠的轮胎是已知的。这在Mirtain的美国专利第3435874号及Verdier的美国专利第3765468号中的轮胎中已实现。

发明内容

本发明涉及一种充气轮胎，其设计成用于补偿车轮的外顷，并产生改善的轮胎性能。

文中公开了一种充气子午线轮胎，其具有两个圆周半轮胎，并且轮胎包括轮胎体及位于该轮胎体径向外侧的胎冠。该轮胎体具有至少一个轮胎体加强帘布层、相对的胎缘部分及相对的侧壁。轮胎体加强帘布层具有在该相对的胎缘部分之间延伸的主要部分及一对翻边部分，并且每个翻边部分从主要部分的一个端部延伸而出。轮胎体内的每个胎缘部分具有胎缘芯体及位于每个胎缘芯体径向外侧的胎缘顶件，并且该顶件定位于主要部分与至少一个加强帘布层的翻边部分之间。在本发明的轮胎中，每个胎缘部分内的顶件具有从胎缘基线(B)测量的相同径向高度(HA)。轮胎具有胎缘加强帘布层，其包括仅仅定位于轮胎的一个胎缘部分内的芳纶(aramid fiber)加强帘线，其中该胎缘加强帘布层靠近至少一个轮胎体加强帘布层。

在本发明的一方面中，胎缘加强帘布层的芳纶加强帘线具有范围从550dTex到3,300dTex的丹尼尔。帘线相对于轮胎的圆周方向倾斜30°到60°。此外，芳纶帘线可具有范围从550到9,900的丝束(TOW)。在形成胎缘加强帘布层的过程中，芳纶帘线可具有范围从10到30股/英寸的股数。

在本发明的一方面中，胎缘加强帘布层具有径向外部端点。胎缘加强帘布层的径向外部端点位于胎缘顶件的径向外部端点的径向内部。优选地，胎缘加强帘布层的径向外部端点大约是胎缘顶件的径向外部端点的径向高度HA的70％到200％。

在本发明的不同方面中，胎缘加强帘布层可定位于单个胎缘部分内的多个位置内。帘布层可靠近轮胎体加强帘布层的翻边部分而定位，靠近轮胎体加强帘布层的主要部分而定位，或者直接地靠近胎缘顶件而定位。

在本发明的另一方面中，在与其内具有胎缘帘布层的胎缘部分相同的半轮胎内的轮胎体加强帘布层的翻边部分，相对于轮胎的胎缘基线及相对于相对的半胎冠内的翻边部分的端点外部而在径向高度终止，从而增加了轮胎构造的非对称性。

在轮胎的另一方面中，轮胎体加强帘布层的翻边部分的端点中的至少一个，在从轮胎的最大截面宽度处测量的距离HT处终止。距离HT为轮胎的截面高度SH的0％到20％。

在本发明的另一方面中，轮胎体可包括两个轮胎体加强帘布层。在这种轮胎中，在与其内具有胎缘帘布层的胎缘部分相同的半轮胎内的两个轮胎体加强帘布层的末端部，可相对于轮胎的胎缘基线及相对于相对的半胎冠内的翻边部分的末端部的外侧而在径向高度终止。

在本发明的另一方面中，轮胎的非对称内部构造与非对称胎冠配对。对于这样一种轮胎与胎冠的组合，由于胎冠沟槽的缘故，半  胎冠在一个半胎冠内，在轮胎的圆周方向上、侧向方向上或同时在该两个方向上具有比相对的半胎冠更大的强度。优选地，该强度较大的半胎冠定位于与其内具有胎缘帘布层的胎缘部分相对的半轮胎内。

在本发明的另一方面中，轮胎胎冠可由多种橡胶化合物形成。在这种轮胎中，在与其内具有胎缘加强帘布层的胎缘部分相同的半轮胎内的胎冠化合物的至少一部分具有比定位于所相对的半胎冠内的胎冠化合物更低的硬度或刚度特性

附图说明

本发明将通过举例并结合附图进行描述，在图中：

图1是本发明的一个实施例；

图2是本发明的备选实施例；

图3是本发明的备选实施例；

图3A是用于图3中的轮胎的备选胎缘构造；以及

图4展示了轮胎的胎冠。

具体实施方式

定义

下列定义可应用于本公开，并且总是按照以下定义的那样使用：

“顶件”是指位于胎缘芯体的径向上方以及帘布层与帘布层翻边之间的弹性填充物；

“轴向的”和“轴向地”用于文中，以指平行于轮胎转动轴线的线或方向；

“胎缘”或“胎缘区域”是指包括由帘布层帘线缠绕的环形张紧件的轮胎部分，其可成形为与设计轮辋配合，具有或不具有其它的加强元件，例如胶织物、凿、三角胶、束角保护件以及胎缘包布；

“胎缘基体”是指胎缘形成其内径的部分；

“胎缘基线(BL)”是指想像的线，其垂直于轮胎的赤道平面，并且从胎缘部分的径向延伸的外部与胎缘基体之间的交点开始；

“胎缘芯体”是指轮胎的胎缘区域内的环形钩状加强元件，并通常地由钢绳、帘线或缆绳形成；

“圆周”是指沿着环形轮胎表面的周缘延伸的线或方向，该周缘平行于赤道平面并垂直于轴向方向；

“设计轮辋”是指具有特定配置及宽度的轮辋。为了此规格的目的，设计轮辋及设计轮辋宽度在轮胎制造地由有效的工业标准所指定。比如，在美国，设计轮辋由轮胎与轮辋协会(TRA)指定。在欧洲，轮辋在欧洲轮胎与轮辋技术组织(ETRTO)中被指定，标准手册及术语设计轮辋具有与标准测量轮辋相同的含义。在日本，标准组织为日本汽车轮胎制造商协会(JATMA)；

“赤道平面(EP)”是指与轮胎的转动轴线垂直并通过胎冠中心的平面；

“沟槽”是指胎冠内的纵向空心区域，该空心区域可借助直线的方式、弯曲的方式或Z形折曲的方式而围绕胎冠在圆周方向上或侧向地延伸。在圆周方向上或侧向地延伸的沟槽可以划分为子类“刀槽花纹”、“狭窄沟槽”或“主要沟槽”类型。“刀槽花纹”是指具有宽度为补偿后的胎冠宽度的大约0.2％到0.8％的沟槽，而“狭窄沟槽”是指具有宽度为补偿后的胎冠宽度的大约0.8％到3％的沟槽，而“主要沟槽”则具有大于补偿后的胎冠宽度的3％的宽度。“沟槽宽度”等于由沟槽或沟槽部分占据的胎冠表面区域，该讨论中的胎冠表面区域由这种沟槽或沟槽部分的长度分割。因此，沟槽宽度为该沟槽长度方向上的平均宽度；

“最大截面宽度(SW)”是指从一个侧壁到相对的侧壁测量的轮胎的最大轴向宽度；

“径向的”或“径向地”是指径向地指向或离开轮胎转动轴线的方向；以及

“轮胎截面高度(SH)”是指从胎冠基线BL测量的轮胎的最大径向高度。

下列描述为目前所构思出的用于实施本发明的最佳模式。该描述用于对本发明的一般原理进行解释，而不应当被理解为具有限制意义。本发明的范围通过参考附加的权利要求而最佳地确定。

图1展示了根据本发明的充气轮胎。充气轮胎为低形态(lowaspect)子午线轮胎，并且优选地设计成作为高性能轮胎而使用。充气轮胎具有轮胎体、位于该轮胎体径向外侧的皮带结构8以及位于该皮带结构8径向外侧的胎冠10。皮带结构8可以为传统地用于客车轮胎的任何类型，并且一般地将包括两个帘线加强帘布层，并且具有覆盖帘布层，该覆盖帘布层至少覆盖单个皮带加强帘布层的径向外边缘。

轮胎体具有至少一个轮胎体加强帘布层12、一对相对的胎缘部分14以及一对相对的侧壁16。图1中的轮胎展示为具有一个轮胎体加强帘布层12，然而，形成具有两个轮胎体帘布层的图1中的轮胎为本领域的技术人员所知道。帘布层12具有延伸穿过相对侧壁16的主要部分18，以及开始于胎缘部分14内的两个翻边部分20。轮胎体加强帘布层12的每个翻边部分20从轮胎体加强帘布层12的主要部分18延伸，并且缠绕在胎缘芯体22及位于胎缘部分20内的胎缘顶件24上，因此，每个翻边部分20最少包络胎缘芯体22及位于每个胎缘部分14内的胎缘顶件24的低部。在该实施例中，翻边部分20在距离H_T处终止，该距离H_T处于轮胎的最大截面宽度SW的径向上方或下方，并且该距离H_T为截面高度SH的0％-20％。

在相对的胎缘部分14内，胎缘顶件24具有从胎缘基线BL测量的相同径向高度H_A。胎缘加强帘布层26仅仅定位于轮胎的一个胎缘部分14内。胎缘加强帘布层26由压延的芳纶帘线形成。该芳纶帘线相对于轮胎的圆周方向倾斜30°到60°，并且优选地倾斜40°到50°。传统的凿帘布层由织物帘线形成，芳纶帘线在此提供了类似的重量轻巧的材料，但具有比传统的织物材料更大的抗拉强度及负荷断裂强度。

在胎缘加强帘布层26内形成芳纶帘线的芳纶具有范围从550dTex到3,300dTex的丹尼尔(denier)，并且优选地具有范围从400dTex到1,700dTex的丹尼尔。帘线的丝束范围为从550到9,900，并且优选地从2,200到3,400。帘线具有从8,000到70,000KPa的杨氏模数，并且优选地具有从16,000到50,000KPa的杨氏模数。帘线具有从125到1,500N的抗拉强度，并且优选地具有从250到800N的抗拉强度。此外，帘线具有从4到10％的延伸性，并且优选地从6到9％的延伸性。

在形成胎缘加强帘布层26的过程中，芳纶帘线的股数，通常称为股数/英寸(e.p.i)，取决于帘线的丝束范围。e.p.i在16到32之间的范围内，并且优选地在20到30之间的范围内。

在本发明的一个实施例中，如图所示，胎缘加强帘布层26定位于翻边包层内，并且直接地与胎缘顶件24相邻。胎缘加强帘布层26从靠近胎缘芯体22的初始点延伸到位于径向高度H_R处的径向外末端部28。径向高度H_R大约为胎缘顶件径向高度H_A的70％到200％，并且优选地为胎缘顶件径向高度H_A的70％到125％。胎缘加强帘布层26的径向内初始点30没有与胎缘芯体22交叠，但优选地与胎缘芯体22的径向外表面之间隔开至少为1.5mm的距离，从而防止胎缘加强帘布层26的端部夹紧在胎缘芯体22与轮胎体增强帘布层12之间。

在备选构造中，胎缘加强帘布层26可以定位于：a)轮胎体翻边部分20的轴向外侧边上(参考图2)；b)位于胎缘顶件24与轮胎体帘布层主要部分18之间的胎缘顶件24的轴向内侧边上(参考图3A)；或者c)位于轮胎体帘布层18与轮胎内衬垫层之间的轮胎体主要部分18的径向内侧边上。文中没有解释最后一个构造，但在上述限制内构造这样一种变形结构是为熟悉本领域的技术人员所知道的。

图2为轮胎内部构造的备选实施例。轮胎体具有单个加强帘布层12。然而，帘布层12的末端部32、34相对于轮胎的赤道平面不对称。位于轮胎的内侧边I的轮胎体帘布层末端部32位于轮胎体帘布层末端部34的径向外侧，该轮胎体帘布层末端部34位于轮胎的外侧边O。这导致了外侧轮胎边的弹性系数的增加，以及轮胎平顺性的增加。位于轮胎的内侧边I的轮胎体帘布层末端部32定位于从最大截面宽度SW处测量的距离H_TI处，该距离H_TI为轮胎截面高度SH的0％到20％。位于轮胎的外侧边O的轮胎体帘布层末端部与胎缘顶件24的径向外末端部36之间隔开一定距离H_TO，该距离为轮胎截面高度SH的至少5％，并且优选地大约为10％到15％。

与第一个实施例类似，图2中的非对称轮胎内的胎缘加强帘布层26，除了可定位于上述位于轮胎体加强帘布层翻边部分20的轴向外侧的位置之外，可定位于内侧边胎缘部分14内的多个位置。胎缘加强帘布层26可位于顶件24与轮胎体加强帘布层翻边部分20之间(参考图1)，定位于顶件24与轮胎体加强帘布层主要部分18之间(参考图3A)，或者定位于轮胎体加强帘布层主要部分18与轮胎内衬垫层之间。

图3为轮胎内部构造的备选实施例。轮胎体具有两个轮胎体加强帘布层38、40，并且每个轮胎体加强帘布层具有主要部分以及一对翻边部分。在轮胎的内侧边I内，两个帘布层38、40在距离H_T处终止，该距离H_T在轮胎的最大截面宽度SW的径向上方或下方，距离H_T为轮胎截面高度SH的0％-20％。内帘布层38的末端部42可以位于外帘布层40的末端部44的径向内侧。备选地，如图3A所示，内帘布层38的末端部42可以位于外帘布层40的末端部44的径向外侧，从而彻底地包络所有的其它帘布层端部28、44及顶件24。

根据本发明，胎缘加强帘布层26仅仅定位于轮胎的胎缘部分14内，优选地，胎缘加强帘布层26定位于胎缘顶件24与外轮胎体帘布层40的翻边部分50之间，并且具有在高度HR处的径向外末端部28。与前述实施例类似，胎缘加强帘布层26可以定位在胎缘部分14内的多个位置内，并且要求胎缘加强帘布层26的低末端部30位于胎缘芯体22的径向外部。

在外轮胎侧边O处，帘布层38、40的两个末端部46、48均位于胎缘顶件24的径向外末端部36的径向内侧。帘布层38、40的末端部46、48之间隔开一定距离H_To，该距离H_TO为轮胎截面高度SH的至少5％，并且该距离H_TO在胎缘顶件24的径向外末端部36的下方。如图3所示，位于外轮胎侧边O处的内帘布层末端部46可以位于外帘布层末端部48的径向内侧，或者与图3A所示结构类似，可以位于外帘布层末端部48的径向外侧。

在本发明的轮胎中，不考虑特定实施例，虽然每个胎缘部分14内的轮胎体翻边部分与加强帘布层是不对称的，然而位于两个胎缘部分14内的胎缘顶件24在构造是相同的，并且两个顶件24具有相同的径向高度。图3的实施例导致轮胎的外侧边比轮胎的内侧边有更大的弹性系数。

图4展示了可用于上述轮胎中的任何一个轮胎的胎冠。虽然非对称胎冠对于所公开的发明并不重要，胎冠仍然具有非对称设计。在所示的胎冠70中，由于连续的肋部72及形成有最小沟槽的肩部胎冠的缘故，展示于图4内左侧的半胎冠，即用外侧O标示的半胎冠，至少在轮胎的圆周方向内具有比相对的半胎冠更大的胎冠强度。与轮胎的胎冠的内侧边I相比，外侧半胎冠也可以在侧向方向内具有较大的强度。非对称内部轮胎构造与非对称胎冠构造的组合，引起了相邻半胎冠内强度之间的平衡。因此，对于具有柔性更大的低胎缘区域的轮胎的外侧边，胎冠的强度更大，而对于轮胎的内侧边，则情况正好相反。

胎冠强度也可以受到选择用于轮胎的胎冠橡胶化合物内的差异的影响。如果需要增加胎冠强度，或者需要增加外侧O处半胎冠的强度，那么可选择胎冠橡胶或者甚至仅仅为胎冠基体橡胶，从而具有比内侧I处的半胎冠更大的硬度或强度。如果需要平衡半胎冠的强度，那么内侧I处的半胎冠可以为设置有胎冠橡胶或者胎冠基体橡胶的胎冠部分，该胎冠橡胶或者胎冠基体橡胶具有比外侧O处的半胎冠更大的硬度或强度。

非对称内部构造与非对称胎冠构造的结合导致可很好地适于对车辆的外顷效果进行处理的轮胎，并提供了具有改善的平顺性与处理能力的轮胎。

Claims (7)

1.一种充气子午线轮胎，其具有两个半轮胎，每个半轮胎位于所述轮胎的在圆周方向上延伸的赤道平面的每个侧边上，所述轮胎包括轮胎体以及位于所述轮胎体径向外侧的胎冠，所述轮胎体包括至少一个轮胎体加强帘布层、相对的胎缘部分及相对的侧壁，所述轮胎体加强帘布层具有在所述相对的胎缘部分之间延伸的主要部分及一对翻边部分，每个翻边部分从所述主要部分的一个端部延伸而出，每个胎缘部分具有胎缘芯体及位于每个胎缘芯体径向外侧的胎缘顶件，所述胎缘顶件定位于所述主要部分与所述至少一个轮胎体加强帘布层的翻边部分之间，每个胎缘部分内的所述胎缘顶件具有从胎缘基线测量的相同径向高度，所述轮胎具有从所述胎缘基线到位于所述轮胎的赤道平面上的所述胎冠的表面测量的截面高度，所述轮胎的特征在于：

还包括胎缘加强帘布层，所述胎缘加强帘布层位于所述轮胎的内侧边并且包括仅仅定位在所述轮胎的一个胎缘部分内的芳纶加强帘线，所述胎缘加强帘布层定位于所述内侧边中的轮胎体加强帘布层的翻边部分的轴向外侧、定位于所述内侧边中的胎缘顶件与所述内侧边中的轮胎体加强帘布层的翻边部分之间、定位于所述内侧边中的胎缘顶件与所述内侧边中的轮胎体加强帘布层的主要部分之间或者定位于所述内侧边中的轮胎体加强帘布层的主要部分与轮胎内衬垫层之间，所述胎缘加强帘布层内的所述芳纶加强帘线具有范围从550dTex到3300dTex的丹尼尔，并且所述芳纶加强帘线相对于所述轮胎的所述圆周方向倾斜30°到60°，其中，在具有所述胎缘加强帘布层的半轮胎中的所述至少一个轮胎体加强帘布层的所述翻边部分以相对于所述胎缘基线的径向高度终止，并且终止在相对的半轮胎内的翻边部分的末端部之外。

2.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述芳纶加强帘线具有范围从550到9900的丝束，并且在所述胎缘加强帘布层内具有范围从16到32股/英寸的股数。

3.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述胎缘加强帘布层具有径向外部端点，所述胎缘加强帘布层的所述径向外部端点位于所述胎缘顶件的径向外部端点的径向内侧。

4.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述胎缘加强帘布层的径向外部端点位于从所述胎缘基线测量的径向高度HR处，所述胎缘加强帘布层的所述径向外部端点的所述径向高度HR是所述胎缘顶件的径向外部端点的从所述胎缘基线测量的径向高度HA的70％到200％。

5.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述胎缘加强帘布层具有径向内部端点，所述胎缘加强帘布层的径向内部端点位于所述胎缘芯体的径向最外表面的径向外侧。

6.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述胎冠具有多个横向及圆周方向的沟槽及一对相邻的半胎冠，所述赤道平面的每侧有一个，其中，一个半胎冠至少在所述轮胎的所述圆周方向具有比所相对的半胎冠更大的强度，所述强度更大的半胎冠相对于具有在其内设有所述胎缘加强帘布层的所述胎缘部分的半轮胎而定位。

7.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述胎冠由多种橡胶化合物形成，且在与其内具有所述胎缘加强帘布层的所述胎缘部分相同的半轮胎内的所述胎冠的橡胶化合物的至少一部分具有比定位于所相对的半胎冠内的所述胎冠的橡胶化合物更低的硬度特性。

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