CN101301845A - 漏气保用轮胎 - Google Patents

Abstract

一种双胎圈型漏气保用轮胎包括一对具有环形胎圈的胎圈部；在轮胎的直径方向上自这些胎圈部向外延伸的胎侧部；布置在这些胎侧部内的补强橡胶层；以及环形突起部，其从至少一个胎圈部在轮胎的宽度方向上向外突出，并包括一环形胎圈。在沿着轮胎子午线的截面上，在宽度方向上的截面二次矩Iw以及在直径方向上的截面二次矩Iz满足以下关系：49mm⁴≤Iw≤524mm⁴，7mm⁴≤Iz≤29mm⁴以及3.9≤Iw/Iz≤18.2。一个突出部分被在轮胎的直径方向上形成在该环形突起部的该胎圈的内侧，该突出部分从该环形突起部的内周侧面突出多于0.5mm。

Description

漏气保用轮胎

技术领域

本发明涉及一种在胎侧部设有补强橡胶层的双胎圈型漏气保用轮胎，以及一种布置在环形突起部内的胎圈。

背景技术

在其胎侧部设有补强橡胶层的漏气保用轮胎中，甚至当轮胎内的气压由于穿刺或类似的原因而降低时，补强橡胶层也支撑该轮胎并且防止轮胎漏完气，从而使得能够实现漏气行驶。但是，在轮胎内的气压降低的状态(轮胎漏气行驶状态)下，胎圈部作用在轮辋凸缘上的压力降低并且其接合力减小。因此产生了一个问题，即胎圈部可能会向内离开胎圈座从而使得轮胎脱离轮辋。

为了解决该问题，已经提出了一种通常所说的双胎圈型漏气保用轮胎，其中在轮胎的宽度方向上在胎圈部内于胎圈部的外侧形成环形突起部，并且环形胎圈被布置在该环形突起部内(参见日本特开昭52-121204号公报)。作为布置在环形突起部内的胎圈，已知这些胎圈具有大体方形或圆形的截面。在该类型的漏气保用轮胎中，包括胎圈的环形突起部可抵靠在轮辋凸缘上。从而限制胎圈向内移动并且防止胎圈在轮胎漏气行驶过程中脱座。

但是，由于深入研究，发明人已经发现，常规的双胎圈型漏气保用轮胎在抗胎圈脱座性方面具有需要改进的地方。即，在轮胎漏气行驶状态下，在受到相当于车辆转弯时的载荷的横向力载荷作用时，在接触点的后侧，环形突起部内的胎圈在轮胎的宽度方向上大程度地向外移动(参见图4中的对比例1)。因此，减小了施加到轮辋上的胎圈压力(bead compression pressure)(参见图5中的对比例1)，导致抗胎圈脱座性降低。关于图4和5中曲线图的详细说明将稍后连同本发明的实施方案一起给出。

此外，常规的双胎圈型漏气保用轮胎在轮胎和轮辋装配工作可行性方面存在问题。也就是说，当装配轮胎与轮辋时，需要将轮胎的胎圈部同时定位在轮辋凹槽内，然后使轮胎中充满空气，使得胎圈部被内部压力向上压，以便胎圈部翻过凸峰(hump)。在双胎圈型漏气保用轮胎中，由于环形突起部也必须被向上压以翻过轮辋凸缘，所以上述内部压力(用于翻过凸峰的压力)必须被提高到非常高的水平。因此，轮胎和轮辋的装配工作是非常困难和复杂的。

鉴于上述情况，提出了本发明。本发明的一个目的在于提供一种以高水平获得抗胎圈脱座性以及轮胎和轮辋装配工作可行性的双胎圈型漏气保用轮胎。

发明内容

该目的可以通过如下的本发明实现。本发明提供了一种漏气保用轮胎，该漏气保用轮胎包括：

一对各包括第一环形胎圈的胎圈部；

各从每个胎圈部在轮胎的直径方向上向外延伸的胎侧部；

各布置在每个胎侧部内的补强橡胶层；以及

环形突起部，其从至少一个所述胎圈部在轮胎的宽度方向上向外突出，并且包括一个第二环形胎圈，

其中，当在沿着轮胎子午线的截面上，在宽度方向上的截面二次矩(second moment of area)被定义为Iw，在直径方向上的截面二次矩被定义为Iz时，满足以下关系：49mm⁴≤Iw≤524mm⁴，7mm⁴≤Iz≤29mm⁴以及3.9≤Iw/Iz≤18.2，

在轮胎的直径方向上在所述第二胎圈的内侧形成一个从所述环形突起部的内周侧面突出多于0.5mm的突出部分。

在此处，在宽度方向上的截面二次矩Iw代表第二胎圈在轮胎的宽度方向上的偏移。二次矩Iw被计算为相对于在轮胎的直径方向上延伸的一条中性轴的截面二次矩。另一方面，在直径方向上的截面二次矩Iz被计算为相对于在轮胎的宽度方向上延伸的一条中性轴的截面二次矩。

在根据本发明的漏气保用轮胎中，被置于环形突起部内的第二胎圈具有满足上述截面二次矩关系的结构。因此，可以抑制第二胎圈在轮胎的宽度方向上的偏移，并且可以减小第二胎圈在直径方向上的抗弯刚度。因而，在漏气行驶时的车辆转弯状态中，可以抑制第二胎圈的横向位移；从而可以确保整个周缘上施加到轮辋上的胎圈压力。除了在轮胎的直径方向上在第二胎圈的内侧形成的突出部分的效果之外--所述突出部分与轮辋凸缘接合，可以有效地提高抗胎圈脱座性。此外，与轮辋装配时，可以抬起环形突起部来使环形突起部翻过轮辋凸缘，而无需过高地提高压力，提高压力是翻过凸峰所需要的。因此，根据本发明的轮胎，当是一种双胎圈型的漏气保用轮胎时，以高水平获得了抗胎圈脱座性以及轮胎和轮辋装配工作的可行性。

附图说明

图1示出了根据本发明的漏气保用轮胎的一个实施方案的半截面视图；

图2是主要部分的截面视图，其示出了漏气保用轮胎的胎圈部附近；

图3是各个试验轮胎的第二胎圈的截面的样式图；

图4示出了一个显示第二胎圈相对于周向位置的横向位移量的曲线图；以及

图5示出了一个显示相对于周向位置的胎圈压力的曲线图。

具体实施方式

将参照附图描述本发明的实施方案。图1示出了根据本发明的漏气保用轮胎的一个实施方案的半截面视图。图2是主要部分的截面视图，示出了漏气保用轮胎的胎圈部附近。

如图1所示，本发明的充气轮胎包括一对环形胎圈部1、自相应的胎圈部1在轮胎的径向向外方向上延伸的胎侧部2以及在轮胎的径向向外方向上连接到相应的胎侧部2的胎面部3。胎圈部1包括胎圈1a(第一胎圈)以及由置于其中的硬橡胶制成的胎圈填充物12，其中该胎圈由一束在轮胎的圆周方向上被成形为环形的胎圈钢丝构成。当轮胎内的气压适当时，安装在胎圈座8b上的胎圈部1被压在轮辋凸缘8a上，从而轮胎与轮辋8接合。

胎体层4由相对于轮胎中纬线(equator)C成大致90°的角布置的帘线层组成。胎体层4被布置在一对胎圈部1之间。胎体层4的端部被卷绕，从而将胎圈1a和胎圈填充物12夹在中间。内衬层5在内周侧被布置在胎体层4上，用于保持气压。带束层6和带束补强层7在轮胎的外周侧被布置在胎体层4上。带束层6通过环箍效应(hoopeffect)来加强轮胎。

具有月牙形横截面的补强橡胶层9在胎侧部2内被布置在胎体层4的内侧。当轮胎内的气压低时，补强橡胶层9支撑轮胎以减小偏移变形量，从而使得能够实现漏气行驶。补强橡胶层9由橡胶硬度例如为65至90°(橡胶硬度根据JIS K6253A硬度计硬度试验(JIS K6253Type-A durometer hardness test)测得；下文同)的橡胶层制成。用于常规漏气保用轮胎的任意补强橡胶层都可以无特别限制地用于补强橡胶层9。补强橡胶层9可由多个具有不同物理性质的橡胶层组成。

环形突起部10在轮胎的宽度方向上被形成在胎圈部1的外侧。环形突起部10包括内周侧面11，该内周侧面在轮胎的宽度方向上从轮辋凸缘8a向外突出，并沿着轮辋凸缘8a的弯曲外周面面对轮辋凸缘8a。环形突起部10优选地被形成在这些胎圈部1的两侧。然而，环形突起部10可被形成在至少一个胎圈部1上。例如，当被安装到经常发生胎圈脱座的车辆上时，环形突起部10可以只形成在轮胎外侧。

根据本发明的该实施方案，钢制胎圈包布16被沿着环形突起部10的内周侧面11布置作为补强材料。此布置减少了内周侧面11由于与轮辋凸缘8a接触而受的磨损，并且也有利于提高抗胎圈脱座性。可以使用由人造纤维、尼龙、聚酯、芳族聚酰胺或类似物这样的有机纤维制成的胎圈包布代替钢制胎圈包布16。

环形突起部10包括由胎圈钢丝制成的胎圈1b(第二胎圈)，该胎圈钢丝具有环形的形状并且在轮胎的圆周方向上被布置在该环形突起部内。根据该实施方案的胎圈1b被布置为使得，胎圈1b的中心与轮辋凸缘8a的最外侧相比，在轮胎的直径方向上位于外侧，并且在轮胎的宽度方向上也位于外侧。与胎圈1a相同，胎圈1b不限于一束钢制胎圈钢丝或者类似物。例如，可以使用一束芳族聚酰胺或类似物这样的有机纤维、纤维强化橡胶或类似物这样的橡胶胎圈实心体或者中空材料。

胎圈1b在沿着轮胎子午线的截面内具有平面形状，该平面形状在轮胎的宽度方向上较长。在沿着轮胎子午线的截面内，将在宽度方向上的截面二次矩定义为Iw，将在直径方向上的截面二次矩定义为Iz，胎圈1b满足以下关系：即，49mm⁴≤Iw≤524mm⁴，7mm⁴≤Iz≤29mm⁴以及3.9≤Iw/Iz≤18.2。这一配置抑制了胎圈1b在轮胎的宽度方向上的偏移；从而减小了横向位移并且减小了在直径方向上的抗弯刚度。因此，根据该实施方案的双胎圈型漏气保用轮胎以高水平获得了抗胎圈脱座性以及轮胎和轮辋装配工作的可行性。

通过以下的胎圈来举例说明具有矩形截面的、根据该实施方案的胎圈1b：即宽度尺寸W为4至13mm，纵横比(高度尺寸H/宽度尺寸W×100％)为50％或更小。根据公式Iw＝W³H/12计算在宽度方向上的截面二次矩Iw；并且根据公式Iz＝WH³/12计算在直径方向上的截面二次矩Iz。

具有上述构造的胎圈1b通过以下的方式来制造。即，将一根胎圈钢丝连续地螺旋地卷绕成多层；或者将多根胎圈钢丝放置成被相互平行地布置，同时控制排数和层数。例如，在轮胎的宽度方向上被布置成六排的胎圈钢丝被放成两层。

突出部分13在轮胎的宽度方向上被从环形突起部10的内周侧面11向外侧连续地形成。为了限制胎圈部1向内移动，突出部分13具有小于轮辋凸缘8a外径的内径，以便与轮辋凸缘8a接合。突出部分13自内周侧面11的突出量δ被设定为超过0.5mm；优选地被设定为0.7-1.7mm。突出量δ利用沿着轮胎子午线的横截面上的截取试样(cutsample)测得。优选地，突出部分13沿着轮胎的圆周方向被连续成形为具有相同截面形状的环形形状。

胎圈1a的内径R1和胎圈1b的内径R2被设定为使得它们之间的半径差(R2-R1)/2是，例如，15至19mm。同样，在轮胎的轴向上从胎圈部1的外壁面到胎圈1b的外侧面的距离L被设定为，例如，13至21.5mm。上述各部分的尺寸利用沿着轮胎子午线的横截面上的截取试样测得。

实施例

将说明具体示出本发明的结构和效果的示例轮胎。

[轮胎质量]

利用一个被定义为指数100的对比例1来计算和评估各个试验轮胎的质量。

[抗胎圈脱座性]

试验轮胎被安装到一个位于实际车辆的左前方的轮辋(轮辋尺寸：18×8-JJ)上。使用处于气压为0kPa的漏气行驶状态下的试验轮胎，车辆从直道驶入半径为20米的环形道，进行顺时针的J形转弯。试验从25km/h的行驶速度开始进行，一直提高速度直到发生胎圈脱座情况；测量发生胎圈脱座情况时的行驶速度。相对于被定义为指数100的对比例1进行评估。较大的值表示发生胎圈脱座情况时的行驶速度较高，并且它意味着在抗胎圈脱座性方面具有优势。

[轮胎和轮辋装配工作的可行性]

当试验轮胎被安装到轮辋(轮辋尺寸：18×8-JJ)上时，气压被测定为当两侧的胎圈部都翻过凸峰并且轮胎被安装到胎圈座上时一个位置处的翻过凸峰的压力(hump climb-over pressure)。相对于被定义为指数100的对比例1进行评估。较小的值表示翻过凸峰的压力较小，并且它意味着在轮胎和轮辋装配工作的可行性方面具有优势。

[乘坐舒适性评估]

试验轮胎被安装到轮辋(轮辋尺寸：18×8-JJ)上，气压被设定为230kPa。将轮辋固定并且将5,800N的竖直载荷施加到其上，测量偏移量。通过将竖直载荷除以竖直偏移量来计算竖直刚性。相对于被定义为指数100的对比例1进行评估。较小的值表示竖直刚性较小，并且它意味着在乘坐舒适性方面的优势。

对比例1至5和实施例1至7

利用漏气保用轮胎(轮胎尺寸：245/40ZR18)来准备用于对比例1至5和实施例1至7的试验轮胎，这些漏气保用轮胎中的每一个具有图1和2中所示的结构。设定表1中所示的条件。每一个试验轮胎被一致地配置为使得(R2-R1)/2＝17.4mm，L＝19.3mm。在表1中，补强橡胶层的厚度以及橡胶硬度值都相对于被定义为指数100的对比例1来表示。胎圈结构“a”至“d”对应于图3中的图解(a)至(d)。

参照表1，可以发现，在实施例1至7中，以高水平获得了抗胎圈脱座性以及轮胎和轮辋装配工作的可行性。例如，比较对比例1和实施例2，在实施例2中，第二胎圈中的比率Iw/Iz被增大，从而在保持抗胎圈脱座性的同时提高了轮胎和轮辋装配工作的可行性。在实施例3中，比率Iw/Iz被进一步增大，从而抗胎圈脱座性被提高得高于实施例2的抗胎圈脱座性。

除了去掉了钢制胎圈包布之外，实施例4与实施例3相同。如上所述，在实施例3中抗胎圈脱座性被提高。因此，在实施例4中，尽管去掉了钢制胎圈包布，但抗胎圈脱座性得以被确保，因而有助于减轻轮胎重量。相反地，在除了去掉了钢制胎圈包布之外与对比例1相同的对比例3中，抗胎圈脱座性未被确保。

在对比例4和5中，由于突出量δ小，抗胎圈脱座性相对下降。在实施例5中，抗胎圈脱座性被确保。实施例6和7除了补强橡胶层的厚度和硬度降低之外与实施例3相同。在实施例3中，抗胎圈脱座性如上所述被提高。在实施例6和7中，尽管降低了补强橡胶层的厚度和硬度，但抗胎圈脱座性被确保，从而有助于减轻轮胎的重量以及改善轮胎的乘坐舒适性。

[第二胎圈的横向位移量和胎圈压力]

将对比例1和实施例3的试验轮胎安装到相应的轮辋(轮辋尺寸：18×8-JJ)上，并且将气压设定为0kPa。在试验机上，在横向力相当于横向加速度为10米/秒²的转弯状态且被施加8,000N的竖直载荷的状态下，测量第二胎圈在轮胎的宽度方向上的向外位移量(横向位移量)和作用在环形突起部的内周侧面上的压力(胎圈压力)。图4和5是显示以上计算结果的曲线图。在这些曲线图中，在横坐标上的周向位置表示以下项：即，0°(360°)表示轮胎的非接触顶部的位置；180°表示轮胎的接触中心的位置；0至180°表示在行进方向上的、轮胎的前侧；180至360°表示在行进方向上的、轮胎的后侧。

参照图4和5，在对比例1中，可以发现，在行进方向上的轮胎的后侧，第二胎圈在轮胎的宽度方向上大程度地向外移动。相应地，胎圈压力大大减小。相反地，在实施例3中，增加了在第二胎圈的宽度方向上的截面二次矩，从而减小了第二胎圈的横向位移量。因此，确保了在第二胎圈的整个周缘上的胎圈压力，导致抗胎圈脱座性方面的优势。

Claims (1)

1.一种漏气保用轮胎，包括：

一对各包括第一环形胎圈的胎圈部；

各从每个所述胎圈部在轮胎的直径方向上向外延伸的胎侧部；

各布置在每个所述胎侧部内的补强橡胶层；以及

环形突起部，其从至少一个所述胎圈部在轮胎的宽度方向上向外突出，并且包括第二环形胎圈，

其中，当在沿着轮胎子午线的截面上，在宽度方向上的截面二次矩被定义为Iw，在直径方向上的截面二次矩被定义为Iz时，满足以下关系：49mm⁴≤Iw≤524mm⁴，7mm⁴≤Iz≤29mm⁴以及3.9≤Iw/Iz≤18.2，

在轮胎的直径方向上在所述第二胎圈的内侧形成一个从所述环形突起部的内周侧面突出多于0.5mm的突出部分。

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