CN101795876B - 机动两轮车用充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机动两轮车用充气轮胎，其中，在干路面上当中等的外倾角被赋予轮胎时，提高了驱动性能和制动性能，而没有劣化行驶稳定性，可靠地产生较大的横向力，并且发挥优异的湿路面性能，而没有劣化轮胎的干路面性能，从而总是能够实现稳定行驶。机动两轮车用充气轮胎包括：胎面部(1)，该胎面部包括胎面胶(7)，该胎面胶具有包括至少一层的层结构；一对侧壁部(2)，该一对侧壁部与胎面部(1)的各侧部连续且自所述胎面部向径向内侧延伸；以及胎圈部(3)，胎圈部与各侧壁部(2)的内周侧连续地设置，其中，胎面部(1)的接地区由如下五个区构成：中央区(8)，该中央区包括轮胎赤道面(E)；一对肩侧区(9)，该一对肩侧区包括胎面的接地端；以及一对中间区(10)，该一对中间区位于中央区(8)和各肩侧区(9)之间，设置在各中间区(10)的整个区域的中间胎面胶(7a)的室温(25℃)时的100％模量被设定成比设置在中央区(8)的整个区域的中央胎面胶(7b)的100％模量和设置在各肩侧区(9)的整个区域的肩侧胎面胶(7c)的100％模量都大，胎面的接地区的负比率被设定成从各肩侧区(9)朝向中央区(8)逐渐增大。

Description

机动两轮车用充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种机动两轮车用充气轮胎，特别地提出了一种使轮胎能够在干路面或湿路面上稳定行驶的技术。

背景技术

与主要通过被赋予偏行角(slip angle)来实现转弯的如公共汽车、卡车等四轮车辆用轮胎不同，机动两轮车用轮胎在转弯时需要被赋予使轮胎相对于轮胎所行驶的路面倾斜的外倾角(camber angle)。因此，在机动两轮车用轮胎中，胎面部的接地区在直行时和转弯时不同。

具体地，在机动两轮车用轮胎中，在直行时使胎面部的包括轮胎赤道面的中央区与路面接触，以起到在路面上施加驱动力或制动力的作用，而在转弯时使包括胎面的接地端的各肩侧区与路面接触，以起到产生抵抗施加在机动两轮车上的离心力的横向力作用。

此外，位于中央区和两肩侧区之间的各中间区例如在加速以驶出转弯时等起到在路面上施加驱动力或制动力的作用，并且在转弯时起到产生抵抗离心力的横向力的作用。

通过选择单一橡胶种类或单一橡胶硬度等的设置于胎面部的胎面胶，不能使机动两轮车用充气轮胎完全发挥其胎面部的各接地区的上述功能。

鉴于上述问题，考虑到机动两轮车用轮胎在干路面上的行驶性能，日本特开2006-273240号公报提出了如下机动两轮车用充气轮胎：在该机动两轮车用充气轮胎中，胎面部的接地区被分成三个区，即中央区和两个肩侧区，被设置在各区内的胎面胶均被选择成具有损耗角正切与动态弹性模量的适当比率的橡胶材料，使得由中央区实现的较高速直行时的耐久性和由肩侧区实现的转弯时的抓地性能和稳定性两者都得以增强。

然而，在日本特开2006-273240号公报中公开的机动两轮车用充气轮胎中，尽管由中央区实现的较高速时的耐久性和由肩侧区实现的转弯时的抓地性能和稳定性两者都得以增强，但是在需要由在中央区和两肩侧区之间延伸且特别是在加速以驶出转弯时与路面接触的各中间区来实现的在路面上施加驱动力或制动力以及产生作为抵抗离心力的横向力方面，结果仍不令人满意。

此外，在该机动两轮车用充气轮胎中，特别是由于在转弯时的行驶，存在着在中间区及其附近可能产生偏磨损等问题的顾虑。

此外，在将损耗角正切与动态弹性模量的比率彼此显著不同的两种类型的胎面胶分别用于中央区和肩侧区的情况下，在外倾角增大或减小时，不同类型的胎面胶顺次或同时与地面接触，由此随着外倾角变化，胎面胶的接地性能显著变化，并且可能显著地影响转弯时行驶的稳定性。

发明内容

发明要解决的问题

鉴于上述事实，本发明的目的是提供一种机动两轮车用充气轮胎，在干路面上，当中等的外倾角被赋予轮胎时，提高了驱动性能和制动性能，而没有劣化行驶稳定性，可靠地产生较大的横向力，并且发挥优异的湿路面性能，而没有劣化轮胎的干路面性能，从而总是能够实现稳定行驶。

用于解决问题的方案

本发明提供一种机动两轮车用充气轮胎，其包括：胎面部，该胎面部包括胎面胶，该胎面胶具有包括至少一层的层结构；一对侧壁部，该一对侧壁部与胎面部的各侧部连续且自胎面部向径向内侧延伸；以及胎圈部，胎圈部与各侧壁部的内周侧连续地设置，其中，胎面部的接地区由如下五个区构成：中央区，该中央区包括轮胎赤道面；一对肩侧区，该一对肩侧区包括胎面的接地端；以及一对中间区，该一对中间区位于中央区和各肩侧区之间，设置在各中间区的整个区域的中间胎面胶的至少形成接地面的部分的室温(25℃)时100％模量被设定成在同样条件下比设置在中央区的整个区域的中央胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量和设置在各肩侧区的整个区域的肩侧胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量都大，以及胎面的接地区的负比率、即槽的面积与接地区的比率，被设定成从各肩侧区朝向中央区逐渐增大。

在本发明中，“胎面胶具有包括至少一层的层结构”是指胎面胶可以是具有单一层结构的胎面胶，或者具有如盖和基部结构等包括两个以上层的层结构。

此外，在本发明中，“100％模量”表示通过制备JIS哑铃型No.3样品并且根据JISK6251在室温下以500±25mm/min的速率进行拉伸试验而测量的拉伸应力值。

在本发明中，中间胎面胶的外表面在沿轮胎子午线方向的截面内的周长可以被设定在接地区的全周长的10％～40％的范围内；中央胎面胶的外表面在沿轮胎子午线方向的截面内的周长可以被设定在接地区的全周长的10％～35％的范围内；肩侧胎面胶的外表面在沿轮胎子午线方向的截面内的周长可以被设定在接地区的全周长的5％～35％的范围内。

更具体地，各“周长”表示在与适用的轮辋组装在一起的轮胎以规定空气压充气的状态下在轮胎子午线方向上测量的沿着外表面的长度。

在该结构中，“适用轮辋”表示根据轮胎尺寸由如下所述的标准规定的轮辋，“规定空气压”表示根据最大负荷能力由下面标准规定的空气压，“最大负荷能力”表示根据下述标准可以施加在轮胎上的最大质量。

在本发明中，如氮气等非活性气体等可以用于替代上述“空气”。

在本发明中，“标准”表示在制造或使用轮胎的地区有效的工业标准。作为如上所述的标准的示例包括美国的轮胎和轮辋协会的“YEAR BOOK”(年鉴)、欧洲的欧洲轮胎和轮辋技术组织的“STANDARDAS MANUAL”(标准手册)和日本的日本汽车轮胎制造者协会的“JATMA YEAR BOOK”(日本汽车轮胎制造者协会年鉴)

在如上所述的本发明的轮胎中，更优选地，中央区的负比率被设定成在6％～12％的范围内，各中间区的负比率被设定成在3％～9％的范围内，各肩侧区的负比率被设定成在1％～7％的范围内。

此外，更优选地，中央胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量被设定成比肩侧胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量大。

更进一步地，优选地，中间胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量被设定在1.3MPa到2.1MPa的范围内，中央胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量被设定在1.0MPa到1.8MPa的范围内，肩侧胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量被设定在0.9MPa到1.7MPa的范围内。

如上所述的轮胎的侧壁部优选地具有表示该轮胎是用作后轮轮胎的显示。

发明的效果

在机动两轮车用充气轮胎中，在直行时与地面接触的中央区需要具有适于有效地在路面上施加驱动力或制动力的物理特性，而在转弯时与地面接触的肩侧区需要具有适于产生足够大的横向力的物理特性。

此外，胎面部的位于中央区和各肩侧区之间的中间区需要具有用于例如在加速以驶出转弯时在路面上有效地施加驱动力或制动力的物理特性和用于产生足够大的横向力的物理特性。

鉴于上述事实，本发明关注作为表示抵抗由外力引起的伸展的胎面部刚性的特定物理特性的胎面胶的弹性模量。

此外，100％模量为伸长率为100％时的弹性模量，由于100％模量呈现作为模量大小基准的较稳定数据，因此，本发明采用100％模量。

在本发明中，通过将中间胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量设定成比在同样条件下中央胎面胶的100％模量和肩侧胎面胶的100％模量都大，特别地通过确保例如在加速以驶出转弯将中等的外倾角赋予轮胎时与地面接触的中间区的刚性较高，能够增强轮胎的前后方向的刚性和横向的刚性。因此，中间区能够施加较大的驱动力或制动力，以及用于抵抗离心力的足够大的横向力。

通过设定中间胎面胶的较大的100％模量，当例如在加速以驶出转弯和弯道(slalom)中中等的外倾角被赋予轮胎时，能够大幅提高轮胎在干路面上的行驶性能。

另一方面，需要通过增大胎面的接地区的负比率(negativerate)来增大排水性能，从而增强轮胎在湿路面上的行驶性能。然而，如果均匀地增大胎面的整个接地区的负比率，则由于减小了接地部的刚性，而导致相对于干路面的抓地力的下降。因此，需要将负比率设定成对应的接地区可接受的尽可能小的值，从而确保良好的湿路面性能，而不劣化干路面的抓地性能。

因此，考虑到在摩擦系数较小的湿路面上不赋予较大的外倾角且胎面的中央区及其附近是机动两轮车在一般行驶状况下被最频繁使用的，在本发明中，通过从各肩侧区朝向中央区逐渐增大负比率，中央区特别地适于执行优异的排水性能，使得可靠地增强在湿路面上的行驶性能。

鉴于上述设计，优选地将本发明的轮胎的中央区的负比率设定在6％～12％的范围内，将各中间区的负比率设定在3％～9％的范围内，将各肩侧区的负比率设定在1％～7％的范围内。

具体地，在中央区的负比率超过12％的情况下，由于接地部的刚性的降低，因此特别地直行时的干路面的抓地性能很有可能恶化。在中央区的负比率小于6％的情况下，耐浮滑性很有可能恶化。

在各中间区的负比率超过9％的情况下，干路面抓地性能可能恶化。在各中间区的负比率小于3％的情况下，尽管中间区在湿路面上不那么频繁地使用，但是当路面的水较深时，一定程度地恶化湿路面的排水性能。在各肩侧区的负比率在1％～7％的范围之外的情况下，发生与上述情况类似的情况。

在如上所述的本发明的轮胎中，通过将中央胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量设定成比肩侧胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量大，能够有利地增强作为最频繁使用的直行时的接地区的胎面中央区的耐磨性。

更具体地，优选地，中央胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量被设定在1.0MPa到1.8MPa的范围内，肩侧胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量被设定在0.9MPa到1.7MPa的范围内。此外，中间胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量优选被设定在1.3MPa到2.1MPa的范围内，更优选地被设定在1.5MPa到1.9MPa的范围内。

换言之，在中央胎面胶的100％模量小于1.0MPa的情况下，由于橡胶的刚性不足，使耐磨性劣化。在中央胎面胶的100％模量超过1.8MPa的情况下，橡胶的刚性过高，对于凹凸路面的冲击吸收性能趋于恶化。

此外，在肩侧胎面胶的100％模量小于0.9MPa的情况下，橡胶的刚性过低以致不能确保抵抗横向力的足够大的刚性。在肩侧胎面胶的100％模量超过1.7MPa的情况下，转弯时对于凹凸路面的冲击吸收性能趋于恶化。

更进一步地，在中间胎面胶的100％模量小于1.3MPa的情况下，橡胶的刚性不足，由此不能可靠地获得令人满意的驱动力、制动力和横向力。在中间胎面胶的100％模量超过2.1MPa的情况下，橡胶的刚性过高，在凹凸路面上的振动吸收醒能和接地性能趋于恶化。

在如上所述的本发明的轮胎中，通过在轮胎的侧壁显示轮胎适于用作后轮轮胎，来确保将该轮胎可靠的安装到实质需要产生驱动力的后轮。通过这样做，轮胎可以充分发挥所需要的制动/驱动性能、转弯性能等。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式的子午线方向的截面图。

图2的(a)和图2的(b)是均示出胎面花纹的展开平面图。

附图标记说明

1胎面部

2侧壁部

3胎圈部

4胎圈芯

5胎体

6带束

7胎面胶

7a中间胎面胶

7b中央胎面胶

7c肩侧胎面胶

8中央区

9肩侧区

10中间区

11倾斜槽

E轮胎赤道面

pa、pb、pc周长

1全周长

具体实施方式

图1是示出本发明的实施方式的子午线方向的截面图。图中，附图标记1表示胎面部，附图标记2表示与胎面部1的各侧部连续设置的各侧壁部，附图标记3表示与各侧壁部2的内周侧连续设置的各胎圈部。

该实施方式的轮胎还包括：胎体5，其由至少一个胎体帘布层构成(图中为1个)，该胎体帘布层从胎面部1延伸经过侧壁部2并且该胎体帘布层侧部分别被绕胎圈部3的胎圈芯4卷起；带束6，其由设置在胎体5的冠部区的外周侧上的至少一个带束层(例如，由沿胎面周向延伸的帘线形成的带束层)构成；以及胎面胶7，其被设置在带束6的外周侧。

尽管图中胎面胶7具有单层结构，但是胎面胶可以具有如盖和基部结构等的包括两个以上的层的层叠结构。

在该实施方式中，胎面部1的接地区是由总共五个区构成的，该五个区为：中央区8，其位于包含作为中央区8的中心的轮胎赤道面E的位置；两个肩侧区9，其分别位于包含胎面的接地端的位置；以及两个中间区10，其位于中央区8和各肩侧区9之间。关于胎面部1的胎面胶7，被设置在各中间区10的整个区域的中间胎面胶7a的至少形成接地面的部分在25℃时的100％模量被设定成在相同条件下比被设置在中央区8的整个区域的中央胎面胶7b的100％模量和被设置在各肩侧区9的整个区域的肩侧胎面胶7c的100％模量都大。

此外，更优选地，将中央胎面胶7b的100％模量设定成比肩侧胎面胶7c的100％模量大。

在该实施方式中，优选地，将上述中间胎面胶7a的100％模量设定在1.3MPa到2.1MPa的范围内，将上述中央胎面胶7b的100％模量设定在1.0到1.8MPa的范围内，将上述肩侧胎面胶7c的100％模量设定在0.9MPa到1.7MPa的范围内。

在分别具有如上所述的100％模量的各胎面胶7a、7b、7c中，在图1所示的沿轮胎子午线方向的截面中，中间胎面胶7a的外表面的周长pa优选地在接地区的全周长l的10％～40％的范围内，更优选地在12％～25％的范围内。此外，在图1所示的沿轮胎子午线方向的截面中，中央胎面胶7b的外表面的周长pb优选地在接地区的全周长l的10％～35％的范围内，肩侧胎面胶7c的外表面的周长pc优选地在接地区的全周长l的5％～35％的范围内。

更具体地，在中间胎面胶7a的外表面的周长pa小于接地区的全周长l的10％的情况下，不能可靠地获得抵抗各个驱动力、制动力和横向力的足够刚性。在中间胎面胶7a的周长pa超过全周长l的40％的情况下，具有较高100％模量的中间胎面胶7a大幅侵入中央区8和肩侧区9，由此中央区和各肩侧区的刚性的增大超过所需的刚性，并且对于凹凸路面的冲击吸收性能趋于恶化。

此外，在中央胎面胶7b的外表面的周长pb小于接地区的全周长l的10％的情况下，在直行时，具有较高刚性的中间胎面胶7a占据接地区的一部分，由此直行时接地区的刚性不必要得高，且乘坐舒适性恶化。在中央胎面胶7b的周长pb超过接地区的全周长l的35％的情况下，通过增强中间区10的刚性来提高制动性能和驱动性能的效果趋于弱化。

此外，在肩侧胎面胶7c的外表面的周长pc小于接地区的全周长l的5％的情况下，在转弯时，具有较高刚性的中间胎面胶7a占据了接地区的大部分，由此转弯时接地区的刚性不必要得高，转弯时在凹凸路面上的振动吸收性能和接地性能恶化，并且产生的横向力趋于减小。在肩侧胎面胶7c的周长pc超过全周长l的35％的情况下，通过增强中间胎面胶10的刚性来增强驱动性能的效果趋于弱化。

此外，在该实施方式的轮胎中，如图2的(a)和图2的(b)的胎面花纹的展开图所示，在各方向上延伸且终止在接地部内的倾斜槽11形成于胎面部1的接地区内的胎面胶7的表面，使得倾斜槽11被布置成相对于轮胎赤道面E呈人字状(herringboneshape)，这些倾斜槽11的负比率，即槽的面积与接地面积的比率，在中央区8最大，并且从中央区8起朝向各肩侧区9逐渐减小。

在该实施方式中，中央区8的负比率优选被设定在6％～12％的范围内，更优选在8％～11％的范围内。中间区10的负比率优选被设定在3％～9％的范围内，肩侧区9的负比率优选被设定在1％～7％的范围内。

在图2的(b)所示的胎面花纹中，使中间胎面胶7a的外表面的周长pa、即中间区10较长，结果，与图2的(a)所示的胎面花纹相比，缩短了肩侧区9的外表面的周长pc。关于例如100％模量、负比率和沿轮胎子午线方向的周长等，图2的(a)和图2的(b)的胎面花纹都满足上述结构要求。

如上所述构造的轮胎优选地在其侧壁部具有表示该轮胎适用于后轮的某种显示。

实施例

制备机动两轮车用实施例轮胎、比较例轮胎和传统轮胎，规格均为190/50ZR17，具有由尼龙帘线制成的两个胎体帘布层构成的胎体和由钢单丝螺旋卷绕构造的单个带束层形成的带束，这些试验轮胎的100％模量和负比率的参数如表1所示。这些试验轮胎均被安装至前轮胎规格为120/70ZR17的1000cc的机动两轮车的后轮，并且实际地在路面上行驶。分别评价各轮胎在干路面和湿路面上的路面抓地力，获得表2所示的结果。

通过评价驾驶员的感觉来评价在干路面上的抓地力和在湿路面上的抓地力。通过使用胎面胶是由单一类型的橡胶构成的传统例轮胎作为基准，将结果表示为指数值。

指数值越大表示结果越好。

表1

	中央胎面胶的100％模量(MPa)	中间胎面胶的100％模量(MPa)	肩侧胎面胶的100％模量(MPa)	中央区的负比率(％)	中间区的负比率(％)	肩侧区的负比率(％)
							传统轮胎	1.38	1.38	1.38	6	6	4
实施例轮胎1	1.38	1.68	1.28	9.7	5.9	3.1
							实施例轮胎2	1.38	1.68	1.28	8	5	4
实施例轮胎3	1.38	1.68	1.28	10	8	6

比较例轮胎1	1.38	1.1	1.28	9.7	5.9	3.1
							比较例轮胎2	1.38	1.68	1.28	5	5.9	3.1
比较例轮胎3	1.38	1.68	1.28	9.7	12	3.1
							比较例轮胎4	1.38	1.68	1.28	9.7	2	1
比较例轮胎5	1.38	1.68	1.28	9.7	5.9	6.5

表2

	干路面上的抓地力(指数值)	湿路面上的抓地力(指数值)
			传统轮胎	100	100
实施例轮胎1	125	115
			实施例轮胎2	130	110
实施例轮胎3	110	125
			比较例轮胎1	90	115
比较例轮胎2	125	90
			比较例轮胎3	90	120
比较例轮胎4	128	90
			比较例轮胎5	95	113

从表2中，显然地，在实施例轮胎中，能够以兼容的方式确保在干路面上的抓地力和在湿路面上的抓地力。

Claims (6)

1.一种机动两轮车用充气轮胎，其包括：

胎面部，该胎面部包括胎面胶，该胎面胶具有包括至少一层的层结构；

一对侧壁部，该一对侧壁部与所述胎面部的各侧部连续且自所述胎面部向径向内侧延伸；以及

胎圈部，所述胎圈部与各侧壁部的内周侧连续地设置，

其中，所述胎面部的接地区由如下五个区构成：中央区，该中央区包括轮胎赤道面；一对肩侧区，该一对肩侧区包括胎面的接地端；以及一对中间区，该一对中间区位于所述中央区和各肩侧区之间，

设置在各中间区的整个区域的中间胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量被设定成比设置在所述中央区的整个区域的中央胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量和设置在各肩侧区的整个区域的肩侧胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量都大，以及

胎面的接地区的负比率被设定成从各肩侧区朝向所述中央区逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的机动两轮车用充气轮胎，其特征在于，所述中央区的负比率被设定成在6％～12％的范围内，各中间区的负比率被设定成在3％～9％的范围内，各肩侧区的负比率被设定成在1％～7％的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的机动两轮车用充气轮胎，其特征在于，所述中央胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量被设定成比所述肩侧胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量大。

4.根据权利要求1或2所述的机动两轮车用充气轮胎，其特征在于，所述中间胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量被设定在1.3MPa到2.1MPa的范围内。

5.根据权利要求1或2所述的机动两轮车用充气轮胎，其特征在于，所述中央胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量被设定在1.0MPa到1.8MPa的范围内，所述肩侧胎面胶的至少形成接地面的部分的100％模量被设定在0.9MPa到1.7MPa的范围内。

6.根据权利要求1或2所述的机动两轮车用充气轮胎，其特征在于，所述侧壁部具有表示所述轮胎是用作后轮轮胎的显示。

Images