CN103129319A - 刚度增强胎面 - Google Patents

Abstract

充气轮胎包括由第一材料构成的胎面基部、由第二材料构成的胎冠和由第三材料构成的圈。胎冠径向位于胎面基部外侧并在运行中与地面接触。该圈至少部分位于胎冠内并从胎面基部径向延伸出去。该圈在径向上的刚度大于在周向和横向上的刚度。第三材料在充气轮胎运行过程中的滞后明显低于第二材料。第三材料进一步提供到地面的导电路径。

Description

刚度增强胎面

发明领域

本发明大体上涉及与充气轮胎有关的方法和装置，更具体涉及关于具有含贯穿较高滞后/较低刚度材料的较低滞后/较高刚度材料的环形圈（annular rings）的胎面的充气轮胎的方法和装置。

相关技术描述

本领域技术人员已知的是，胎面单元的刚度特性可能危害充气轮胎的胎面花纹的整体性能（包括如湿地操控、干地操控和停止之类的性能标准）。提高胎面单元的刚度的已知方法包括使用相对较硬的胎面基部材料和使用相对较硬的胎冠材料。但是，这些方法通常具有危害其它胎面性能标准的缺点。

还已知提供了具有用具有第一弹性模量的第一材料形成的区段和用具有第二弹性模量的第二材料形成的其它区段的轮胎胎面。需要在使已知性能缺点最小化的同时提高轮胎胎面一些部分的刚度特性的方法。

发明概述

本发明的充气轮胎包括包含（comprised of）第一材料的胎面基部、包含第二材料的胎冠和包含第三材料的圈。胎冠径向位于胎面基部外侧并与地面运行接触（in operational contact with a ground surface）。该圈至少部分位于胎冠内并从胎面基部径向延伸出去（extends radially away）。该圈在径向上的刚度大于在周向和横向上的刚度。第三材料在充气轮胎运行过程中的滞后明显低于第二材料。

根据本发明的另一方面，该圈位于胎冠的肩部以降低充气轮胎的滚动阻力。

根据本发明的再一方面，第三材料的弹性模量明显高于第二材料。

根据本发明的又一方面，第三材料的弹性模量明显高于第一材料。

根据本发明的再一方面，第三材料是金属。

根据本发明的又一方面，第三材料是聚合物。

根据本发明的再一方面，第三材料是间同立构聚丁二烯聚合物。

根据本发明的又一方面，胎冠、胎面基部和圈同时硫化。

根据本发明的再一方面，第三材料具有1000 KPa至8000 KPa的动态损耗模量。

根据本发明的又一方面，第三材料具有1500 KPa至5000 KPa的动态损耗模量。

根据本发明的再一方面，第二材料具有250 KPa至3000 KPa的动态损耗模量。

根据本发明的又一方面，第二材料具有500 KPa至2500 KPa的动态损耗模量。

根据本发明的再一方面，第三材料和第二材料的动态损耗模量之差大于500 KPa。

根据本发明的又一方面，第三材料和第二材料的动态损耗模量之差大于1000 KPa。

根据本发明的另外的轮胎包括胎体和具有由第一材料形成的胎面基部、由刚度性质明显不同于第一材料的第二材料形成的胎冠和由刚度性质明显不同于第一材料的第三材料形成的圈的胎面。该圈从胎面基部经由胎冠延伸至胎面的接触地面的表面。

本发明还包含以下方面：

1. 充气轮胎，其包含：

包含第一材料的胎面基部；

包含第二材料的胎冠，所述胎冠径向位于所述胎面基部外侧并与地面运行接触；和

包含第三材料的环形圈，所述圈至少部分位于胎冠内并从所述胎面基部径向延伸出去，所述圈在径向上的刚度大于在周向和横向上的刚度，第三材料在所述充气轮胎运行过程中的滞后明显低于第二材料，第三材料进一步提供到地面的导电路径。

2. 如方面1中所述的充气轮胎，其中所述圈位于所述胎冠的肩部以降低所述充气轮胎的滚动阻力。

3. 如方面1中所述的充气轮胎，其中第三材料的弹性模量明显高于第二材料。

4. 如方面3中所述的充气轮胎，其中第三材料的弹性模量明显高于第一材料。

5. 如方面1中所述的充气轮胎，其中第三材料是聚合物。

6. 如方面1中所述的充气轮胎，其中第三材料是间同立构聚丁二烯聚合物。

7. 如方面1中所述的充气轮胎，其中所述胎冠、所述胎面基部和所述圈同时硫化。

8. 如方面1中所述的充气轮胎，其中第三材料具有1000 KPa至8000 KPa的动态损耗模量。

9. 如方面1中所述的充气轮胎，其中第三材料具有1500 KPa至5000 KPa的动态损耗模量。

10. 如方面1中所述的充气轮胎，其中第二材料具有250 KPa至3000 KPa的动态损耗模量。

11. 如方面1中所述的充气轮胎，其中第二材料具有500 KPa至2500 KPa的动态损耗模量。

12. 如方面1中所述的充气轮胎，其中第三材料和第二材料的动态损耗模量之差大于500 KPa。

13. 如方面1中所述的充气轮胎，其中第三材料和第二材料的动态损耗模量之差大于1000 KPa。

14. 轮胎，其包含：

胎体；和

胎面，所述胎面具有由第一材料形成的胎面基部、由刚度性质明显不同于第一材料的第二材料形成的胎冠和由刚度性质明显不同于第一材料的第三材料形成的环形圈，所述圈从所述胎面基部经由所述胎冠延伸至胎面的接触地面的表面，第三材料进一步提供到地面的导电路径。

附图简述

本发明可在某些部件和部件布置中呈实物形式，其实施方案详细描述在本说明书中和图示在构成其一部分的附图中，其中：

图1是根据本发明构造的示例性轮胎的正视图。

图2是图1的示例性轮胎的部分截面图。

定义

“三角胶芯（Apex）”是指径向位于胎圈芯（bead core）上方和帘布层与反包帘布层（turnup ply）之间的弹性体填料。

“环形”是指形成环状。

“高宽比”是指其截面高度对其截面宽度的比。

“轴向的”和“轴向地”在本文中用于指平行于轮胎旋转的轴线的线或方向。

“胎圈”是指包含环形承拉构件的轮胎部分，该环形承拉构件由帘布包绕并成形，具有或不具有其它补强元件，如胎圈芯包布（flippers）、胎跟加强层（chippers）、三角胶芯、护趾胶（toe guards）和胎圈包布（chafers），以适应轮辋设计。

“带束层结构”是指平行帘线的至少两个环形层或帘布层，所述平行帘线是纺成的或无纺的，在胎面下方，未锚定在胎圈上，并具有相对于轮胎的赤道面倾斜的帘线。该带束层结构还可以包括以相对低角度倾斜的平行帘线的帘布层，所述帘布层充当限制层。

“斜交轮胎”（交叉帘布层）是指其中在胎体帘布层中的补强帘线以相对于轮胎的赤道面约25°至65°角度对角穿过轮胎由胎圈延伸至胎圈的轮胎。如果存在多个帘布层，该帘线在交替层中以相反角度延伸。

“缓冲层”是指平行补强帘线的至少两个环形层或帘布层，所述平行补强帘线相对于轮胎赤道面具有与胎体帘布层中平行补强帘线相同的角度。缓冲层通常与斜交轮胎相关。

“缆线”是指通过将两个或多个合股线扭绞在一起而形成的帘线。

“胎体”是指除带束层结构、胎面、底胎面和帘布层上的胎侧橡胶之外的轮胎结构，但包括胎圈。

“外胎”是指除胎面和底胎面之外的胎体、带束层结构、胎圈、胎侧和轮胎的所有其它组件，即整个轮胎。

“胎跟加强层“是指位于胎圈区域内的一窄条织物或钢帘线，其作用在于补强胎圈区域并稳定胎侧的径向最内侧部分。

“周向“是指沿着与赤道面（EP）平行并垂直于轴方向的环形轮胎表面的周长延伸的线或方向；该术语还指其半径限定胎面的轴向曲率的多组相邻圆形曲线的方向，如在横截面中观察到的那样

“帘线”是指构成轮胎补强结构的补强线束之一。

“帘线角”是指相对于赤道面在轮胎平面图中向左或右由帘线形成的锐角。该“帘线角”在已经固化但未打气的轮胎中测得。

“冠部”是指在轮胎胎面宽度限制内的轮胎部分。

“旦尼尔”是指以每9000米的克数为单位的重量（表示线性密度的单位）。“分特”是指每10,000米的克数为单位的重量。

“密度”是指每单位长度的重量。

“弹性体”是指在变形后能够恢复尺寸和形状的弹性材料。

“赤道面（EP）”是指垂直于轮胎的旋转轴并穿过其胎面中心的平面；或含有胎面周向中心线的平面。

“织物”是指基本上单向延伸的帘线的网眼织物，其可以被加捻，进而由多个由高模数材料构成的多根长丝（其也可被加捻）组成。

“纤维”是形成长丝的基本元素的天然或人造的物质单元，其特征在于其长度为其直径或宽度的至少100倍。

“长丝支数”是指构成纱线的长丝数量。实例：1000旦尼尔聚酯纤维具有大约190根长丝。

“胎圈芯包布”是指围绕胎圈钢丝的加强织物用于强度并将胎圈钢丝紧固在轮胎体内。

“规格”通常是指测量值，尤其是指厚度测量值。

“高抗拉强度钢（HT）”是指在0.20毫米长丝直径下具有至少3400MPa的抗张强度的碳钢。

“内部”是指朝向轮胎内侧，和“外部”是指朝向它的外侧。

“气密层”是指形成无内胎轮胎的内表面的弹性体或其它材料的层或多个层，其含有轮胎内的充气流体。

“LASE”是在规定伸长下的载荷。

“横向”是指轴向方向。

“捻距”是指加捻的长丝或线束绕另一长丝或线束旋转360度而行进的距离。

“轮胎载荷级别”是指如The Tire and Rim Association, Inc.的目录中所定义的用于特定类型服务的给定轮胎的载荷和充气限制。

“兆抗拉强度钢（MT）”是指在0.20毫米长丝直径下具有至少4500MPa的抗张强度的碳钢。

“标准载荷”是指由适当的标准组织为轮胎使用情况选定的规定设计充气压力和载荷。

“标准抗拉强度钢（NT）”是指在0.20毫米长丝直径下具有至少2800MPa的抗拉强度的碳钢。

“帘布层”是指由涂敷有橡胶的径向配置或以其它方式平行布置的帘线构成的帘线补强层。

“径向的”和“径向地”用于指在径向方向上朝向或远离轮胎的旋转轴的方向。

“子午线帘布层结构”是指一个或多个胎体帘布层或其中至少一个帘布层具有相对于轮胎赤道面以65°至90°的角度定向的补强帘线。

“子午线轮胎”是指带束层或周线受限的充气轮胎，其中至少一个帘布层具有以相对于轮胎赤道面为65°至90°的帘线角从胎圈延伸至胎圈的帘线。

“Rivet”是指在层中帘线之间的开放空间。

“截面高度”是指在轮胎赤道面上从标称轮辋直径到轮胎外径的径向距离。

“截面宽度”是指以标准压力对轮胎充气24小时时或之后但并未负载的情况下平行于轮胎轴且位于其胎侧外部之间的最大线性距离，不包括由于标签、装饰或保护带而导致的胎侧升高造成的宽度。

“胎侧”是指胎面与胎圈之间的轮胎部分。[0087] “弹性系数(Spring Rate)”是指表示为给定压力下载荷偏转曲线的斜率的轮胎刚度。

“刚度比”是指对照带束层结构刚度值除以另一带束层结构刚度值，其中通过帘线两端都由位于固定端之间的正中的载荷支承和弯曲的固定三点弯曲试验测定这些值。

“超抗拉强度钢（ST）”是指在0.20毫米长丝直径下具有至少3650MPa的抗张强度的碳钢。

“韧性”是以每单位未应变的样品线密度的力表示的应力（克/特克斯或克/旦尼尔）。用在纺织品中。

“张力”是以力/横截面积表示的应力，以psi计的强度=12,800乘以比重乘以以克/旦尼尔计的韧性。

“护趾胶”是指轮胎的每个胎圈轴向向内的周向展开的弹性轮辋接触部分。

“胎面”是指当结合到轮胎外胎时包括轮胎的一部分的模制橡胶部件，该部分在轮胎正常充气时并在标准负载下与道路接触。

“胎面宽度”是指胎面表面在包括轮胎旋转轴的平面内的弧长。

“反包端（Turnup end）”是指胎体帘布层的从帘布层包绕的胎圈向上（即径向向外）翻折的部分。

“超高强度钢（UT）”是指在0.20毫米长丝直径下具有至少4000MPa的抗张强度的碳钢。

“纱线”是用于纺织纤维或长丝的连续线股的专业术语。纱线以以下形式出现：1）捻到一起的许多纤维；2）无加捻地布置到一起的许多长丝；3）以一定程度的加捻布置到一起的许多长丝；4）加捻或未加捻的单根长丝（单丝）；5）加捻或未加捻的窄材料条带。

本发明的详述

现在参考附图，其中所展示的只是为了图解本发明的实施方案而非限制本发明，且其中类似的标号被理解为是指类似部件，图1 & 2显示具有根据本发明的示例性胎面30的充气轮胎10。示例性胎面30可位于示例性胎体12上。示例性胎体12可包括一对第一和第二环形胎圈14和径向位于第一和第二环形胎圈14上方的一对三角胶芯16。示例性胎体12可包括可围绕胎圈14延伸的一个或多个帘布层18。示例性胎体12可进一步限定出冠区（crown region）26和一对胎侧28。胎体12可包括其它部件，如气密层20、胎侧胶部分22和带束层组件（belt package） 24。

在图1 & 2中显示在其硫化和成品态下的示例性轮胎胎面30。胎面30可具有第一材料36形成的胎冠32和由第二材料38形成的胎面基部34。第一材料36可具有明显不同于第二材料38的刚度性质（弹性模量）。第二材料38可具有明显高于第一材料36的刚度性质。胎面30可具有第三材料39的第一环形圈40，其围绕轮胎10周向延伸并从胎面基部34经由胎冠32径向延伸至胎面的外地面接触表面46。胎面30还可具有第三材料39（或第四种不同材料）的第二环形圈42，其围绕轮胎10周向延伸并从胎面基部34经由胎冠32径向延伸至胎面的外地面接触表面46。第一圈40可位于胎面30第一胎肩50中，第二圈42可位于胎面的第二胎肩52中。

可以调节胎肩50，52的刚度以影响轮胎的若干性能特性。尽管填塞圈（plugs rings）40，42据显示位于胎面单元54，56内，但这些圈也可位于胎面30的其它部位，如图1 & 2中的凹槽58，60中。尽管所示圈40，42限定出矩形横截面，但可以根据轮胎尺寸和所需性能特性使用各种横截面和/或尺寸的圈40，42。圈40，42可以在胎面基部34与胎面表面46之间完全延伸，或仅部分延伸。

借助本发明的圈40，42，胎面30可表现出定向依赖性刚度。例如，含有圈40，42的胎面30可以在垂直或Z方向中表现出高模量——源于在Z方向中的极大降低的压缩应变。具有环40，42的胎面30还可由于周围的较软胎冠32而在周向或X方向和/或横向或Y方向中表现出降低的模量。圈40，42的Z方向中的这种高模量或这些圈与轮胎10的其它结构的作用的结合由此使得轮胎10的滚动阻力（RR）显著降低，而不显著破坏其它轮胎性能标准。

通过使用在厚度或Z方向中具有提高的模量的材料/构造，可以显著降低循环胎面压缩应变。这导致降低的RR，可归因于Z定向承载作用以及X和Y方向中的变形的相关减低。由所有这些机制管理同时周期应力和应变循环（为了降低的RR）因此需要在Z方向中的相对较高模量以及在X和/或Y方向中的相对较低模量。

获得这些所需定向刚度特性的一种方法是在胎面内使用材料组合。可以用以独特几何形状嵌在相对较低模量的橡胶基质36内的相对较高模量的材料39实现Z定向加劲（stiffening）。例如，根据本发明，基本以Z方向延伸的高模量材料39的环形圈40，42可抵抗Z方向应力，而将这些圈互连的周围胎冠材料36可以在X和Y方向中提供相对较低的模量性质。

可以采用材料36、38、39的胎冠/胎面基部/圈组合的各种构造。也可以采用相对较高模量的圈40，42的各种取向和/或横截面。例如，如果矩形横截面相对于周向或X方向（未显示）呈45度取向，可造成胎面30的提高的X或Y刚度。这对改善转弯、刹车/驾驶抓地力（driving traction）等而言是合意的。计算表明，通过Z取向圈40，42，可以将RR降低超过30%（图1 & 2）。

如上论述，给定胎面单元的刚度或刚度欠缺常常损害给定胎面在湿地和干地操控或停止/抓地力方面的总体性能。提高胎面单元的刚度的愿望依赖于（1）提供更刚硬的基部材料38以提高整个胎面的刚度或（2）较高刚度的胎冠材料36，这可能损害其它胎面性能。根据本发明，圈40，42由埋在单独的胎面单元内或位于轮胎10的各种胎面区中的较高刚度的材料39形成。

具有较高刚度的这些圈40，42或脊或通道可以由各种类型的塑料或刚性材料，如尼龙、聚乙烯、聚氨酯和/或间同立构聚丁二烯聚合物（“SPBD”）构成。SPBD可以在界面处与硫磺硫化的二烯基胎冠或胎面基部材料36，38共硫化，由此将圈40，42固定到胎冠32和/或胎面基部34上。可以通过适当的挤出技术和适当的材料选择实施圈40，42的安置，以产生胎面胶（green tread）轮廓，其含有包封在外部更常规刚度的胎冠材料36内的高刚度材料39圈。

另外，可以在基于二氧化硅的胎面配混物（compounds）中通过所谓的“烟囱（chimney）”提供电接地。烟囱可提供用于电接地的导电配混物的表面接触。这些烟囱照惯例是高导电配混物（例如炭黑）在胎冠内的极细带，以便为从车辆到地面的静电荷传导提供电路径。根据本发明，上述挤出法可提供刚性材料39的较宽带或脊和在胎面单元（例如胎肩50，52）内的适当位置。因此，例如，较高刚度的塑料状圈40，42可位于胎肩50，52的较低刚度胎冠单元内，由此改进胎肩胎面单元的侧到侧（side-to-side）转矩响应并进一步改善操控性能和胎面磨损。SPBD圈40，42也可以传导静电荷并消除对传统导电烟囱的需求。

如上所述，用于圈40，42的一种示例性材料39可以是熔点高于150℃的SPBD。此外，可以通过Rubber Process Analyzer或“RPA,”，如Alpha Technologies（前身是Flexsys Company和前身是Monsanto Company）制造的RPA 2000^TM仪器测试材料39。关于RPA 2000仪器的参考，可见于下列出版物: H. A. Palowski等人, Rubber World, 1992年6月 & 1997年1月，以及Rubber & Plastics News, 1993年4月26日 & 1993年5月10日。可以由在11赫兹频率和10%动态应变值下的动态剪切模式中在100℃下获得的数据报道RPA试验结果。

示例性圈40，42的Y-Z横截面可以是正方形、三角形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、五边形或其它合适的形状。示例性圈40，42的横向或Y厚度也可随着该圈在Z方向上延伸而改变（例如随着其径向远离轮子延伸而变窄的圈比厚度不变的圈更牢固接合到胎面上）。根据本发明的示例性圈可根据胎面尺寸和构造而具有5毫米至60毫米的横向或Y厚度W2和15毫米至80毫米的径向或Z长度。

较硬的SPBD材料39可具有1000 KPa至8000 KPa或1500 KPa至5000 KPa的动态损耗模量。较软的胎冠材料32可具有250 KPa至3000 KPa或500 KPa至2500 KPa的动态损耗模量。此外，圈材料39与胎冠材料32的动态损耗模量之差可大于500 KPa或大于1000 KPa。

在10%应变下测得的“Tan Delta”可以是动态损耗模量与动态储能模量比并可以被视为滞后的衡量标准，其中胎面材料36，38和/或39的较低滞后对较低RR而言是合意的。Tan Delta值的降低对应于圈材料39的滞后的合意降低。因此，圈40，42的材料39可具有低Tan Delta和低滞后。

如上所述，圈40，42的示例性材料39可以是SPBD。SPBD与其它聚丁二烯的不同（与顺式1,4-聚丁二烯橡胶的不同）在于SPBD具有至少80%的乙烯基1,2-含量，其可以为大约80%至至少大约96%不等。SPBD可以是挠性的，但通常不被视为弹性体。此外，SPBD几乎或完全没有用于粘着到未硫化的共轭二烯基橡胶组合物上的构造粘性，除非SPBD首先与一种或多种弹性体共混，这通常要求添加增容剂和可能增粘树脂才能实现。

因此，如果在生胎（green tire）硫化前没有贴着生胶部件将圈40，42至少部分预硫化，在轮胎构造和成形工艺过程中可能发生SPBD圈40，42挨着未硫化橡胶部件的不合意移动。SPBD圈40，42可提供上文论述的径向或Z方向刚度。因此，最好没有弹性体、增容剂或增粘树脂与SPBD物理共混，除非极少量使用由此不损害SPBD的熔点。

在没有添加增容剂的情况下，SPBD可能是在弹性体中具有差溶解度的相对刚性（挠性有限）的结晶聚合物。对本发明而言，如上所述，SPBD可形成圈40，42，由此提供一定的挠性并且不与胎冠32和胎面基部34的材料36，38共混，也不与增容剂共混。SPBD的熔点（MP）可以随1,2-微结构的含量而变。例如，就其微结构而言，MP值可以为在大约80%乙烯基1,2-含量下大约120℃至在大约96%乙烯基1,2-含量下大约200℃-210℃。

对本发明而言，SPBD可能具有至少150℃或大约160℃至大约220℃的熔点（MP）温度，以致圈40，42在相对较高温度（因为在动态工作时胎面生热）下保持显著程度的尺寸稳定性并由此为胎面30增加刚度和尺寸稳定性/支持。对圈40，42而言，较高熔点是优选的。此外，SPBD可能含有一种或多种增强填料的分散体。为了制造与胎冠32和/或胎面基部34合为一体的SPBD圈40，42，该圈可以与可硫磺硫化的胎冠和胎面基部共硫化。对SPBD圈40，42的这种共硫化而言，圈与胎冠32和/或胎面基部34之间的界面可能依赖于：(A) SPBD内包含的一种或多种硫磺硫化剂，(B) 胎冠和/或胎面基部内包含的一种或多种硫磺硫化剂或(C) SPBD和胎冠32和/或胎面基部34各自内包含的一种或多种硫磺硫化剂。

可以通过在升高的温度下一起共硫化SPBD和胎冠和/或胎面基部来使SPBD与胎冠32和/或胎面基部34合为一体，其中SPBD和胎冠和/或胎面基部可以在SPBD与胎冠和/或胎面基部之间的界面处相互结合。SPBD圈40，42可以通过一体化的共硫化圈/胎冠/胎面基部界面为胎面30提供尺寸稳定性（例如一定刚度）。

此外，不希望将SPBD与其它弹性体共混，因为这样的共混可能减弱或降低SPBD圈40，42的尺寸稳定性。在上文的描述中，术语“phr”是指“每100重量份橡胶的材料重量份”。除非另行指明，术语“橡胶”和“弹性体”可互换使用。除非另行指明，术语“橡胶组合物”和“配混物”可互换使用。本文所用的术语“熔点”或“MP”是指通过常规差示扫描量热法使用10^oC/分钟升温速率测得的SPBD的熔融温度。

如上所述，根据本发明的具有圈40，42的胎面30在充气轮胎10的胎面中提供优异的定向刚度特性和电导率。圈40，42由此提高充气轮胎10的性能，即使该结构的复杂性和充气轮胎的表现使得尚未提出完整和令人满意的理论。Temple, Mechanics of Pneumatic Tires (2005)。尽管在充气轮胎力学中容易看见经典复合理论的原理，但由充气轮胎的许多结构部件引入的额外复杂性容易使预测轮胎性能的问题复杂化。Mayni, Composite Effects on Tire Mechanics (2005)。另外，由于聚合物和橡胶的非线性时间、频率和温度特性，充气轮胎的分析设计是当今工业中最富有挑战性和未得到充分认可的工程挑战之一。Mayni。

充气轮胎具有某些基本结构单元。United States Department of Transportation, Mechanics of Pneumatic Tires, 第207-208页(1981)。重要的结构单元是带束层结构，其通常由嵌在并结合到低模量聚合材料（通常天然或合成橡胶）基质中的细的硬拉钢或其它金属的许多帘线构成。Id. at 207至208。

帘线通常以单层或双层形式布置。Id. at 208。全行业的轮胎制造商不能一致认可或预测带束层结构的不同帘线捻对充气轮胎中的噪音特性、操控性、耐久性、舒适度等的影响，Mechanics of Pneumatic Tires, 第80至85页。

通过轮胎性能与轮胎部件之间的下示相互关系表证实这些复杂性。  

内衬

胎体帘布层

三角胶芯

带束层

OV’LY

胎面

模具

胎面磨损

X

X

X

噪音

X

X

X

X

X

X

操控性

X

X

X

X

X

X

抓地力

X

X

耐久性

X

X

X

X

X

X

X

滚动阻力

X

X

X

X

X

乘坐舒适性

X

X

X

X

高速

X

X

X

X

X

X

气密性

X

质量

X

X

X

X

X

X

X

如表中看出，胎面特性影响充气轮胎的其它部件（即胎面影响带束层等），以致许多部件以影响一组功能性质（噪音、操控性、抓地力、耐久性、滚动阻力、舒适性、高速和质量）的方式相互关联和相互作用，从而造成完全不可预测的复杂复合体。因此，甚至一个部件的改变也会导致直接改进或降低多达上述十种功能特性，以及改变一个部件与多达六个其它结构部件之间的相互作用。这六种相互作用各自可由此间接改进或降低那十种功能特性。如果没有本发明人进行的实验和测试，这些功能特性各自是改进、降低还是不受影响以及改进、降低的程度如何当然无法预测。

因此，例如，当以改进充气轮胎的一种功能性质为目的改变充气轮胎的胎面时，可能不可接受地降低许多其它功能性质。此外，胎面与带束层之间的相互作用也可能不可接受地影响充气轮胎的功能性质。由于这些复杂的相互关系，胎面的改变甚至可能并未改进那种功能性质。

因此，如上所述，多部件的相互关系的复杂性导致不可能由无穷多的可能结果预测或预见根据本发明改变胎面30的实际结果。只有通过大量实验揭示本发明的圈40，42和胎面30是充气轮胎的优异、意外和不可预测的选择。

上文的描述性语言目前想到的本发明的最佳实施方式。这一描述用于阐述本发明的一般原理的实例并且不应被解释为限制本发明。最好参照所附权利要求确定本发明的范围。示意图中描绘的标号与说明书中提到的那些相同。对本申请而言，附图中图解的各种实例各自使用相同标号指代类似部件。示例性结构可使用位置或数量可变的类似部件，由此提供根据本发明的备选构造。

Claims (10)

1.充气轮胎，其特征在于所述轮胎包含：

包含第一材料的胎面基部；

包含第二材料的胎冠，所述胎冠径向位于所述胎面基部外侧并与地面运行接触；和

包含第三材料的环形圈，所述圈至少部分位于胎冠内并从所述胎面基部径向延伸出去，所述圈在径向上的刚度大于在周向和横向上的刚度，第三材料在所述充气轮胎运行过程中的滞后明显低于第二材料，第三材料进一步提供到地面的导电路径。

2.如权利要求1中所述的充气轮胎，其特征在于所述圈位于所述胎冠的肩部以降低所述充气轮胎的滚动阻力。

3.如权利要求1中所述的充气轮胎，其特征在于第三材料的弹性模量明显高于第二材料。

4.如权利要求3中所述的充气轮胎，其特征在于第三材料的弹性模量明显高于第一材料。

5.如权利要求1中所述的充气轮胎，其特征在于第三材料是聚合物。

6.如权利要求1中所述的充气轮胎，其特征在于第三材料是间同立构聚丁二烯聚合物。

7.如权利要求1中所述的充气轮胎，其特征在于所述胎冠、所述胎面基部和所述圈同时硫化。

8.如权利要求1中所述的充气轮胎，其特征在于第三材料具有1000 KPa至8000 KPa的动态损耗模量。

9.如权利要求1中所述的充气轮胎，其特征在于第三材料具有1500 KPa至5000 KPa的动态损耗模量。

10.如权利要求1中所述的充气轮胎，其特征在于第二材料具有250 KPa至3000 KPa的动态损耗模量。

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