CN101920633B - 摩托车轮胎 - Google Patents

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CN101920633B CN201010203145.3A CN201010203145A CN101920633B CN 101920633 B CN101920633 B CN 101920633B CN 201010203145 A CN201010203145 A CN 201010203145A CN 101920633 B CN101920633 B CN 101920633B
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Abstract

一种摩托车轮胎,包括在胎圈部之间延伸并经过胎面部和胎侧壁部的胎体、和沿径向设置在胎体外侧的在胎面部中的胎面增强层。胎面增强层包括全宽度增强层和一对轴向间隔的肩部增强层。轴向间隔的肩部增强层各自设置在一个胎面肩部中,并由相对于轮胎圆周方向成15-40度的角度倾斜的增强帘线制成。全宽度增强层沿径向设置在肩部增强层的外侧,并由至少一个相对于轮胎圆周方向以不超过10度的角度螺旋形卷绕的增强帘线制成,使得全宽度增强层基本在胎面部的整个宽度上延伸。

Description

摩托车轮胎
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎,更特别地,涉及一种用于摩托车轮胎的增强帘线结构。
背景技术
传统的摩托车轮胎(a)如图5所示,其中胎体(b)由两个胎体帘布层b1和b2组成,沿径向设置在胎体(b)外侧的胎面增强层(e)包括相对于轮胎赤道(c)倾斜的平行帘线的带束帘布层(f)和基本上与轮胎圆周方向平行的平行帘线的束带(band)帘布层(g),所述带束(belt)帘布层(f)沿径向设置在胎体外侧,所述束带帘布层(g)沿径向设置在带束帘布层(f)外侧,其中束带帘布层(g)基本在胎面部(d)的整个宽度上延伸,而带束帘布层(f)则未在胎面部的整个宽度上延伸。
于是,胎面肩部具有相对较低的刚性,因此,在以较大倾斜角转向(其中胎面肩部大部分与地面接触)期间,难以获得足够的转向牵引性和操纵反应,从而存在转向稳定性降低的可能。此外,操纵反应比如刚性感、控制感(hold-onfeeling)等随着倾斜角的增加而降低,因此,驾驶员难以自由地或安全地增加倾斜角。
另外,如果胎面肩部具有可接受的刚性,那么胎面冠部的抗弯刚度变得相对较高。于是,在以较小的倾斜角直线行驶期间,接地面积减小,于是直线行驶稳定性降低。此外,乘坐舒适性降低。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种摩托车轮胎,其能提高在以较大倾斜角转向期间的性能,比如转向牵引性、操纵反应和转向稳定性,以及提高在以较小倾斜角直线行驶期间的性能比如直线行驶稳定性和乘坐舒适性,于是,驾驶员能安全地、舒适地驾驶。
根据本发明,摩托车轮胎包括在胎圈部之间延伸并经过胎面部和胎侧壁部的胎体、沿径向设置在胎体外侧的在胎面部中的胎面增强层,其中胎面增强层包括:
一对轴向间隔的肩部增强层,各个肩部增强层分别设置在一个胎面肩部中,并由相对于轮胎圆周方向成15-40度的角度倾斜的增强帘线制成;以及
沿径向设置在肩部增强层外侧的全宽度增强层,其由至少一个相对于轮胎圆周方向以不超过10度的角度螺旋形卷绕的增强帘线制成,使得全宽度增强层基本在胎面部的整个宽度上延伸。
在如下说明中,除非另有说明,否则轮胎的各种尺寸、位置等是指轮胎在标准充气卸载条件下的那些。
标准充气卸载条件是指轮胎被安装在标准轮辋上并被充气到标准气压,但没有负载轮胎载荷。
标准轮辋是由标准组织即JATMA(日本和亚洲)、T&RA(北美洲)、ETRTO(欧洲)、STRO(斯堪的纳维亚)等官方批准的用于轮胎的轮辋。标准气压和标准轮胎载荷是由上述相同的组织在空气压力/最大载荷表或类似的列表中说明的用于轮胎的最大气压和最大轮胎负荷。例如,标准轮辋是JATMA中注明的“标准轮辋”、ETRTO中的“测量轮辋”,TRA中的“设计轮辋”等。标准气压是JATMA中的“最大气压”,ETRTO中的“充气压力”,TRA中的“在各种低温充气压力下的轮胎载荷极限”表给出的最大气压等。标准载荷是JATMA中的“最大载重量”,ETRTO中的“载重量”,TRA的上述表中给出的最大值等。
附图说明
图1所示为根据本发明的在标准充气卸载条件下的摩托车轮胎的横截面图。
图2为展开的部分平面图,显示图1所示摩托车轮胎的胎体帘布层、全宽度增强层以及轴向间隔的肩部增强层的设置。
图3为展开的部分平面图,显示用于下述对比试验的参考用轮胎1的胎体帘布层和全宽度增强层以及宽的中心增强层14的设置情况,其中宽的中心增强层14被设置用于代替轴向间隔的肩部增强层11A和11B。
图4为展开的部分平面图,显示胎体帘布层和全宽度增强层以及一对沿径向设置在全宽度增强层外侧的轴向间隔的肩部增强层的设置情况。
图5是传统的摩托车轮胎的横截面图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明的实施方式进行详细说明。
根据本发明,摩托车轮胎1包括胎面部2、一对各自在其内具有胎圈芯5的轴向间隔的胎圈部4、一对在胎面边缘2e与胎圈部4之间延伸的胎侧壁部3、在胎圈部4之间延伸的胎体6、沿径向设置在胎体6外侧的在胎面部2中的胎面增强层7。
当与客车轮胎、卡车/公共汽车轮胎等比较时,摩托车轮胎的特征在于,其胎面部2(包括胎体6、胎面增强层7和其上的胎面橡胶)以相对较小的曲率半径弯曲,于是,轮胎的最大截面宽度在胎面边缘2e之间。
胎面部2具有胎面花纹沟TG,其形成具有预定的或设计的转动方向的单向胎面花纹。预定的转动方向被标示在胎侧壁部3的外表面上。
上述胎体6和胎面增强层7构成用于摩托车轮胎1的增强帘线结构。
胎体6由至少一个帘布层构成,在本实施方式中,其由两个胎体帘线的帘布层6A和6B构成,该胎体帘线被设置得沿径向相对于轮胎赤道C成60-90度的角度γ,并且在经由胎面部2的胎圈部4与胎侧壁部3之间延伸并围绕每个胎圈部4中的胎圈芯5卷起,从而在其间形成卷起部6b和主要部分6a。
在每个胎圈部4中形成的被胎体帘布层主要部分6a、胎体帘布层卷起部6b以及胎圈芯5的径向外侧围绕的三角区填满由硬质橡胶制成的胎圈三角胶8。于是,胎圈三角胶8以锥形方式沿径向从胎圈芯的径向外侧向外延伸。
在如本实施方式中的多个胎体帘布层的情况中,胎体帘布层中的卷起部6b的径向外部端点位于不同的径向高度,例如,使得轴向外端的卷起部在更高的位置处具有其径向外部端点,于是易于在径向外部端点上集中的应力被分散,进一步地,胎侧壁刚性中的突然变化可被避免。
在本实施方式中,轴向外端的卷起部6b延伸到接近、但略偏于胎面边缘2e径向内侧的位置;而轴向内端的卷起部6b沿径向向外延伸,并在胎圈三角胶的径向外端与轴向外端的卷起部6b的径向外端之间的位置处终止。
胎体帘布层6A中的胎体帘线6d的帘线角γ和胎体帘布层6B中的胎体帘线6c的帘线角γ具有低于90度的同一绝对值,但它们的帘线倾斜方向相反,使得胎体帘线6c如图2所示与胎体帘线6d相交。
胎体帘线(6c、6d)为有机纤维帘线,例如聚酯、人造丝、尼龙等。
上述胎面增强层7由全宽度增强层12和一对轴向间隔的肩部增强层11A和11B(统称为“11”)组成。
肩部增强层11A和11B沿径向设置在胎体6的外侧,并在胎面部2中的各个肩部Sh中延伸,同时紧邻胎体6的径向外表面。
肩部增强层11A由贴胶的平行增强帘线11c的截断的帘布层组成,帘线11c被设置为相对于轮胎圆周方向成倾斜角α1。肩部增强层11B由贴胶的平行增强帘线11d的截断的帘布层组成,帘线11d被设置为相对于轮胎圆周方向成倾斜角α2。
在本实施方式中,尼龙帘线用作增强帘线11c和11d。然而,也可以使用其他的有机纤维帘线,例如芳族聚酰胺、聚酯、人造丝等,以及可以使用钢帘线。
如图2所示,倾斜角α1和倾斜角α2具有相同的绝对值,但倾斜方向相反。
角度α1和α2设置为不低于15度,优选为不低于17度,进一步优选为不低于20度;但不超过40度,优选为不超过30度,进一步优选为不超过25度。
肩部增强层11A的展开宽度CW1和肩部增强层11B的展开宽度CW2被设置为如下相同的值:不低于胎面部2的展开宽度TW的25%,优选为不低于28%;但不超过40%,优选为不超过38%。
如图1和图2所示,肩部增强层11A和11B相对于轮胎赤道C几何对称,并且增强层11A和11B就宽度CW1、CW2、帘线角α1、α2以及帘线密度来说在数值上均是相同的。
例如,当轮胎的设计或预定转动方向R根据单向胎面花纹被给定时,肩部增强层11A和11B被设置成使得增强帘线11c和11d朝着如图2所示的转动方向R向轴向内侧(轮胎赤道C)倾斜。于是,在从直线行驶到拐角的瞬态,轮胎特性的改变变得平稳。
全宽度增强层12沿径向设置在肩部增强层11A和11B的外侧,并且在整个肩部增强层11上延伸到与轮胎赤道C相交,同时紧邻肩部增强层11的径向外表面和胎体6的冠部的径向外表面。
全宽度增强层12由至少一个增强帘线12c以相对于轮胎圆周方向不超过10度的角度呈螺旋形地从一个轴向边缘卷绕到其另一个轴向边缘所形成,从而具有无接点的单层结构。
至于增强帘线12c,可以使用有机纤维帘线,例如芳族聚酰胺、尼龙、聚酯、人造丝等。在本实施方式中,芳族聚酰胺帘线被使用。
增强帘线12c用面层橡胶贴胶。考虑到生产效率,优选多个帘线12c被设置成彼此平行并且以条带的形式被嵌入面层橡胶中。
全宽度增强层12基本在胎面部的总宽度上延伸,使得沿其曲线测定的全宽度增强层12的展开宽度PW为胎面部2的展开宽度TW的85-100%,胎面部2的展开宽度TW沿胎面外形的胎面表面在胎面边缘2e之间测定。
如图1和图2所示,为有效地防止肩部增强层11的提升,全宽度增强层12的轴向外缘12t位于肩部增强层11的各个轴向外缘11t的轴向外侧,并且增强层12中沿轴向从轴向外缘11t向外凸出的各个边部13的展开宽度L1设为不低于2mm,优选为不低于3mm,更优选为不低于5mm;但优选不超过15mm,更优选不超过12mm,更进一步优选为不超过10mm。于是,本实施方式中的上述增强帘线结构具有三层结构的中心部(Cr)和一对四层结构的侧部,中心部由设置成不超过10度的增强帘线12c、低于90度(顺时针方向)的胎体帘线6c、以及低于90度(逆时针方向)的胎体帘线6d组成,侧部由设置成不超过10度的增强帘线12c、呈15-40度的增强帘线11c/11d、低于90度(顺时针方向)的胎体帘线6c、以及低于90度(逆时针方向)的胎体帘线6d组成,其中侧部各自的展开宽度(CW1、CW2)不低于胎面部2的展开宽度TW的25%、但不超过40%,并且中心部的展开宽度不低于胎面部2的展开宽度TW的20%、但不超过50%。
因此,胎面冠部Cr的刚性变得相对较低。于是,在直线行驶期间,接地面积增加,于是直线行驶稳定性提高。此外,乘坐舒适性提高。
另一方面,胎面肩部Sh的刚性变得相对较高。于是,在转向期间,来自路面的侧力导致的胎面部2的变形可被控制,于是转向牵引性提高,并且操控稳定性提高。由于在较大倾斜角处的操纵反应比如刚性感和控制感得到提高,故驾驶员可以毫无顾虑地增加倾斜角,于是转向感提高。
此外,由于全宽度增强层12被设置成径向最外端的增强层,故胎面部在高速行驶期间的提升被控制,于是高速耐久性得到提高。由于全宽度增强层12覆盖肩部增强层的接头(未显示)的径向外侧,故轮胎在行驶期间由于肩部增强层的RRO导致的振动、以及轮胎均一性被改善。于是,高速耐久性进一步提高。
此外,由于增强帘线11c和增强帘线11d彼此以相反的方向倾斜,故帘布层转向被抵消,于是在高速直线行驶期间的稳定性提高。
如果上述角度α1和α2低于15度,那么变得难以控制胎面部2在转向期间的变形。如果角度α1和α2超过40度,那么变得难以控制胎面部2的提升。
如果宽度CW1、CW2低于25%,那么变得难以充足地提高肩部Sh的刚性。如果宽度CW1、CW2超过40%,那么胎面冠部Cr的抗弯刚度增加,于是,在直线行驶期间的乘坐舒适性和行驶稳定性趋于降低。
对比试验
尺寸120/70ZR17(轮辋尺寸MT3.5×17)的摩托车轮胎按如下方式被制备并被测试。
除了肩部增强层11A和11B之外,所有的试验轮胎具有相同的结构。规格如表1所示。
在对比试验中,试验轮胎被安装在1300cc摩托车的前轮上(轮胎气压250kPa),并且在轮胎试验场中的干燥柏油路上行驶期间,最大可能倾斜角、操控稳定性和在较大倾斜角处的操纵反应(包括刚性感和控制感)、直线行驶稳定性、乘坐舒适性等根据试验驾驶员的评估被分为5个等级,其中等级数越大,性能越好。结果如表1所示。
高速耐久性试验:根据ECE75设定的试验步骤,通过使用轮胎试验鼓轮,使试验轮胎在1.75kN的轮胎载荷下旋转,直至230千米/小时的初始速度;接着花20分钟使转速逐渐提高,然后转速每隔10分钟提高10千米/小时,直至在胎面橡胶上出现分离破坏为止,从而获得出现分离破坏时的破坏速度、以及达到破坏速度时的运转时间。
以参照例1轮胎为100作为基准,用指数表示的结果如表1所示。数值越大,高速耐久性越好。
由试验结果可知,根据本发明的轮胎的操控稳定性、乘坐舒适性和直线行驶稳定性得到提高,同时保持了高速耐久性。此外,根据本发明的轮胎在较大倾斜角处的操纵反应(包括刚性感和控制感)得到提高,因此,驾驶员可以毫无顾虑地增加倾斜角。
表1[第1部分,共3部分]
轮胎 参照例1 参照例2 参照例3 参照例4 实施例1 实施例2
胎面部展开宽度TW(mm) 170 170 170 170 170 170
胎体帘布层数胎体帘线角度γ(度) 2尼龙+-72 2尼龙+-72 2尼龙+-72 2尼龙+-72 2尼龙+-72 2尼龙+-72
胎面增强层(图中编号) 3 4 2 2 2 2
全宽度增强层12帘线材料:芳族聚酰胺展开宽度PW(mm) 芳族聚酰胺140 芳族聚酰胺140 芳族聚酰胺140 芳族聚酰胺140 芳族聚酰胺140 芳族聚酰胺140
肩部增强层11A、11B增强帘线11c、11d角度α1(度)角度α2(度)倾斜方向*1展开宽度CW1(mm)展开宽度CW2(mm)(CW1/TW)×100(%)(CW2/TW)×100(%)凸起边部13是否存在?展开宽度L1(mm) ----------- 尼龙2020A111111111114023.523.5-- 尼龙6060A1404023.523.5是3 尼龙1010A1404023.523.5是3 尼龙1515A1404023.523.5是3 尼龙2020A1404023.523.5是3
中心增强层14增强帘线角度α(度)展开宽度CW(mm) 尼龙72105 --- --- --- --- ---
试验结果操控稳定性最大可能倾斜角在较大倾斜角处的操纵反应乘坐舒适性直线行驶稳定性高速耐久性 3.53.53.53.53.5100 3.84.04.04.03.3120 3.53.52.54.04.0120 3.53.53.54.04.0120 4.04.04.04.04.0120 4.04.04.04.04.0120
*1)A1:朝着转动方向R向轴向内侧(轮胎赤道C)倾斜
A2:朝着转动方向R向轴向外侧(胎面边缘3e)倾斜
表1[第2部分,共3部分]
轮胎 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8
胎面部展开宽度TW(mm) 170 170 170 170 170 170
胎体帘布层数胎体帘线角度γ(度) 2尼龙+-72 2尼龙+-72 2尼龙+-72 2尼龙+-72 2尼龙+-72 2尼龙+-72
胎面增强层(图中编号) 2 2 2 2 2 2
全宽度增强层12帘线材料:芳族聚酰胺展开宽度PW(mm) 芳族聚酰胺140 芳族聚酰胺140 芳族聚酰胺140 芳族聚酰胺140 芳族聚酰胺140 芳族聚酰胺140
肩部增强层11A、11B增强帘线11c、11d角度α1(度)角度α2(度)倾斜方向*1展开宽度CW1(mm)展开宽度CW2(mm)(CW1/TW)×100(%)(CW2/TW)×100(%)凸起边部13是否存在?展开宽度L1(mm) 尼龙3030A1404023.523.5是3 尼龙4040A1404023.523.5是3 尼龙2020A1252523.523.5是3 尼龙2020A1303017.617.6是3 尼龙2020A1454526.526.5是3 尼龙2020A1505029.429.4是3
中心增强层14增强帘线角度α(度)展开宽度CW(mm) --- --- --- --- --- --
试验结果操控稳定性最大可能倾斜角在较大倾斜角处的操纵反应乘坐舒适性直线行驶稳定性高速耐久性 4.04.04.04.03.8120 4.03.53.84.03.8120 4.03.53.54.24.0130 4.04.03.84.14.0120 4.04.04.03.83.8115 4.04.23.83.73.6110
*1)A1:朝着转动方向R向轴向内侧(轮胎赤道C)倾斜
A2:朝着转动方向R向轴向外侧(胎面边缘3e)倾斜
表1[第3部分,共3部分]
轮胎 实施例9 实施例10 实施例11 实施例12 实施例13
胎面部展开宽度TW(mm) 170 170 170 170 170
胎体帘布层数胎体帘线角度γ(度) 2尼龙+-72 2尼龙+-72 2尼龙+-72 2尼龙+-72 2尼龙+-72
胎面增强层(图中编号) 2 2 2 2 2
全宽度增强层12帘线材料:芳族聚酰胺展开宽度PW(mm) 芳族聚酰胺140 芳族聚酰胺140 芳族聚酰胺140 芳族聚酰胺140 芳族聚酰胺140
肩部增强层11A、11B增强帘线11c、11d角度α1(度)角度α2(度)倾斜方向*1展开宽度CW1(mm)展开宽度CW2(mm)(CW1/TW)×100(%)(CW2/TW)×100(%)凸起边部13是否存在?展开宽度L1(mm) 尼龙2020A1555532.432.4是3 尼龙2020A1404023.523.5否- 尼龙2020B1404023.523.5是3 尼龙-2020-404023.523.5是3 尼龙2020A1504029.423.5是3
中心增强层14增强帘线角度α(度)展开宽度CW(mm) --- --- --- --- ---
试验结果操控稳定性最大可能倾斜角在较大倾斜角处的操纵反应乘坐舒适性直线行驶稳定性高速耐久性 4.04.23.53.73.6110 4.04.04.04.04.0105 4.03.83.84.04.0120 3.54.03.84.04.0120 3.54.03.84.04.0120
*1)A1:朝着转动方向R向轴向内侧(轮胎赤道C)倾斜
A2:朝着转动方向R向轴向外侧(胎面边缘3e)倾斜。

Claims (5)

1.一种摩托车轮胎,包括
胎面部,
一对胎侧壁部,
一对胎圈部,
在所述胎圈部之间延伸并经过所述胎面部和所述胎侧壁部的胎体,以及
设置在所述胎体径向外侧、在所述胎面部中的胎面增强层,其中
所述胎面增强层包括:
一对轴向间隔的肩部增强层,各个肩部增强层分别设置在一个胎面肩部中,并由相对于轮胎圆周方向成15-40度的角度倾斜的增强帘线制成;以及
沿径向设置在所述肩部增强层外侧的全宽度增强层,所述全宽度增强层由至少一个相对于轮胎圆周方向以不超过10度的角度螺旋形卷绕的增强帘线制成,使得全宽度增强层在胎面部的整个宽度上延伸,
所述胎体包括各自由胎体帘线制成的第一胎体帘布层和第二胎体帘布层,所述胎体帘线沿径向被设置成相对于轮胎赤道的角度低于90度、但不低于60度,并且相对于轮胎赤道,所述第一胎体帘布层的胎体帘线与所述第二胎体帘布层的胎体帘线彼此以相反的方向倾斜,
所述第一胎体帘布层和所述第二胎体帘布层的卷起部的径向外部端点位于不同的径向高度,
所述全宽度增强层的轴向外缘位于所述肩部增强层的各个轴向外缘的轴向外侧,并且全宽度增强层中沿轴向从轴向外缘向外凸出的各个边部的展开宽度不低于2mm、不超过10mm。
2.如权利要求1所述的摩托车轮胎,其特征在于,
相对于轮胎圆周方向,所述肩部增强层中的一个肩部增强层的增强帘线与另一个肩部增强层的增强帘线彼此以相反的方向倾斜。
3.如权利要求2所述的摩托车轮胎,其特征在于,
所述胎面部具有胎面花纹沟,所述胎面花纹沟限定出具有预定的轮胎转动方向的单向胎面花纹,以及
所述肩部增强层的增强帘线朝着轮胎转动方向向轮胎赤道倾斜。
4.如权利要求1、2或3所述的摩托车轮胎,其特征在于,
所述肩部增强层各自的展开宽度不低于所述胎面部的展开宽度的25%,但不超过所述胎面部的展开宽度的40%。
5.如权利要求1或2所述的摩托车轮胎,其特征在于,
所述胎体和所述胎面增强层构成增强帘线结构,所述增强帘线结构具有三层结构的中心部和一对四层结构的侧部,所述中心部由所述全宽度增强层的增强帘线、第一胎体帘布层的胎体帘线和第二胎体帘布层的胎体帘线组成,所述侧部由所述全宽度增强层的增强帘线、所述肩部增强层的增强帘线、第一胎体帘布层的胎体帘线、以及第二胎体帘布层的胎体帘线组成,其中
所述侧部各自的展开宽度不低于所述胎面部的展开宽度的25%、但不超过所述胎面部的展开宽度的40%,所述中心部的展开宽度不低于所述胎面部的展开宽度TW的20%、但不超过所述胎面部的展开宽度的50%。
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