CN105313608A

CN105313608A - 充气轮胎

Info

Publication number: CN105313608A
Application number: CN201510460281.3A
Authority: CN
Inventors: 郑景文
Original assignee: Kumho Tire Co Inc
Current assignee: Kumho Tire Co Inc
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2015-07-30
Publication date: 2016-02-10
Also published as: EP2979904B1; KR101596343B1; KR20160015499A; JP6086355B2; JP2016033009A; US20160031266A1; EP2979904A1

Abstract

本发明提供了一种充气轮胎，该充气轮胎包括胎面部、冠带层、胎体、三角胶条、胎圈、侧部、以及带束层，并且具有相对于宽度方向的中心线C不对称的结构。此外，该充气轮胎包括以下技术特征：左侧和右侧的外径相等，而左侧和右侧的轮辋直径不同，左侧部和右侧部的厚度不同。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种包括胎面部、冠带层、胎体、三角胶条、胎圈、侧部、以及带束层的充气轮胎；更具体地涉及具有在充气轮胎的宽度方向上相对于中心线的不对称结构的充气轮胎。

背景技术

通常，充气轮胎包括胎面部10，其直接接触道路表面；冠带层20，设置在胎面部10内且充当其它部件的保护层；胎体30，构成轮胎的框架；胎圈40，联接到轮辋；三角胶条50，覆盖胎圈40以减轻被应用到胎圈40的冲击；胎里气密层60，位于胎体30的内侧且防止内部空气泄漏；胎侧70，连接胎面部10和胎圈40，并且允许轮胎进行弯曲和伸展运动；以及一个或多个带束层80，安装在胎面部10和胎体30之间。图1和图2示出普通充气轮胎1和2的横截面结构。

同时，充气轮胎的高宽比是轮胎横截面高度(H)与轮胎横截面宽度(TSW)之比乘以100所得到的值。通常，具有高宽比等于或大于55的高的高宽比轮胎1(如图1所示)具有优异的行驶舒适性、噪声性能等，而相较于高的高宽比轮胎1，具有高宽比小于55的低的高宽比轮胎2(如图2所示)具有优异的制动、操控和倾斜性能、燃料效率、高速驱动安全性等。

为了结合上述两类轮胎的优势，通常，已经开发出具有不对称结构的轮胎，其中相对于驱动方向的左侧和右侧的轮辋直径不同的。图3示出具有不对称结构的常规轮胎3的横截面。

当左侧和右侧的轮辋直径如上所述不同时，能够增强行驶舒适性和操控性能。但是，由于轮胎左侧和右侧刚度不对称，因此轮胎在支撑车辆载重方面的性能不能得到优化。

此外，操控性能可以略有增强，但是轮胎的各种其它驱动性能不会有效地增强。

现有技术文件

专利文献

专利文献1：韩国注册实用新型第0388349号

发明内容

如上所述，本发明的实施例提供了一种具有不对称结构的充气轮胎，这种不对称结构能够有效地确保优异的耐久性能和燃料效率，以及增强的驱动性能。

根据本发明的一个方案，一种充气轮胎包括胎面部、冠带层、胎体、三角胶条、胎圈、侧部、以及带束层，并且具有相对于宽度方向的中心线C不对称的结构，其中左侧和右侧的外径相等，然而左侧和右侧的轮辋直径不同，并设置不同的左侧部和右侧部的厚度。

此外，可以提供一种充气轮胎，其中当左侧和右侧的轮辋直径为D1和D2，左、右的高宽比为S1和S2，以及左、右侧部的厚度为T1和T2时，轮胎满足公式：(D1/D2)×(S1/S2)≠1，T1≠T2。

此外，可以提供一种充气轮胎，其中胎面部表面的左、右图案的形状不同。

此外，可以提供一种充气轮胎，其中用于所有季节的图案形成在左侧和右侧中的任一侧上，而用于夏季的图案形成在另一侧上。

此外，可以提供一种充气轮胎，其中左、右胎体的延伸长度不同，从而使左、右侧部中的任一侧部比另一侧部更大程度地被加固。

此外，可以提供一种充气轮胎，其中冠带层仅应用于带束层的左端和右端之一。

此外，可以提供一种充气轮胎，其中左、右胎圈的帘线以彼此不同的结构形成。

此外，可以提供一种充气轮胎，其中左、右侧部的模量不同。

此外，可以提供一种充气轮胎，其中形成左、右侧部中的任一个的橡胶组合物的模量等于或大于形成另一侧的橡胶组合物的模量的1.3倍。

此外，可以提供一种充气轮胎，其中左、右三角胶条的模量不同，并且左、右三角胶条中的任一个的模量等于或大于另一三角胶条的模量的1.2倍。

此外，可以提供一种充气轮胎，其中左、右三角胶条的材料不同。

此外，可以提供一种充气轮胎，其中使用包括在左侧和右侧中任一侧上的纤维帘线的三角胶条。

附图说明

根据以下结合附图对实施例的描述，本发明的上述和其它目的以及特征将会变得明显，在附图中：

图1示出传统的高高宽比轮胎的横截面结构；

图2示出传统的低高宽比轮胎的横截面结构；

图3示出左侧和右侧轮辋直径不同的传统轮胎的横截面结构；

图4示出根据本发明的实施例的充气轮胎的横截面结构；

图5示出包括根据传统轮胎与图4的充气轮胎在轮胎刚度、滚动阻力以及耐久性能方面比较的仿真结果的数据的表格；

图6示出传统轮胎与图4的充气轮胎在带束层端部处的应变能方面比较的仿真结果；

图7示出在驱动期间传统轮胎与图4的充气轮胎在温度分布方面比较的仿真结果；

图8示出传统轮胎与图4的充气轮胎在车辆操控性能方面比较的仿真结果。

具体实施方式

在下文中，将参考附图具体描述实施本发明的技术构思的特定实施例。

而且，在描述本发明时，如果确定相关已知部件或功能的详细描述会不必要地使本发明的要旨模糊不清，则将会省略这些部件或功能的详细描述。

在下文中，将参考图4至图8来描述根据本发明实施例的充气轮胎。

图4是示出根据本发明的实施例的充气轮胎的横截面结构的视图。

参考图4，根据本发明的实施例的充气轮胎100包括胎面部110、冠带层120、胎体130、胎圈140、三角胶条150、侧部170、以及带束层180。在充气轮胎100中，其左、右部分相对于宽度方向的中心线C的外径可相等，左侧和右侧的轮辋直径可不同，以及左、右侧部170的厚度可不同。这里，宽度方向是指轮胎100的旋转轴线延伸的方向。

由于轮胎100的左、右侧的轮辋直径不同，所以轮胎100的横截面的两侧的高度可形成为不同的。另外，在根据本发明实施例的充气轮胎100中，可以具有以下条件：左、右侧的高度不同，而同时，左、右侧部170的厚度可不同。这里，侧部170是将胎面部110连接到轮胎100的左、右部分的轮辋的部分，这可以包括胎体130、胎里气密层(未示出)、以及胎侧(如覆盖胎体130和胎里气密层的橡胶组合物)。另外，侧部170的厚度是指每个左、右侧部170的最小厚度。

特别地，当假设轮胎100的左、右侧的轮辋直径分别为D1和D2、左、右侧部170的厚度分别为T1和T2、以及左、右高宽比分别为S1和S2时，根据本实施例的充气轮胎100可以满足以下公式(1)。这里，左高宽比S1和右高宽比S2可以分别由S1＝(H1/TSW)×100和S2＝(H2/TSW)×100得到。H1和H2分别是轮胎100的横截面的左、右部分的高度，而TSW(胎面截面宽度)是轮胎100的截面宽度。

(D1/D2)×(S1/S2)≠1，T1≠T2公式(1)

另外，在根据本实施例的充气轮胎100中，可以同时满足以下条件：左、右侧的厚度不同，而左、右侧的轮辋直径之比与左、右侧的高宽比之比相乘得到的值不为1。

而且，在左、右侧中较小高宽比的部分，侧部170的厚度可较大。就是说，当值S1小于值S2时，T1可大于T2；而当值S1大于S2时，T1可小于T2。

同时，在根据本发明的另一个实施例的充气轮胎100中，虽然其左、右侧的外径相等，但左、右侧的轮辋直径可不同，左、右侧部170的厚度可不同，而且同时，胎面部110表面的左、右图案的形状可不同。这里，图案的形状可以包括延伸图案的形状、形成图案的凹槽的深度、图案的数量、图案之间的间隔等。

例如，参考图4，用于所有季节的图案形状可以应用于具有高的高宽比的部分TSW2，而用于夏季的图案形状可以应用于具有低的高宽比的部分TSW1。这里，用于夏季的图案形状可被设计为使得图案块(patternblock)的刚度大于用于所有季节的图案形状。但是，这仅仅是一个示例，本发明的技术构思并不局限于此。

同时，在根据本发明的另一个实施例的充气轮胎100中，左、右胎体130的延伸长度可不同。例如，左、右胎体130中任一个的延伸长度可以大于另一个的延伸长度。在这种情况中，胎体130的延伸长度较长的轮胎100的刚度可以增大，形成不对称结构。

同时，在根据本发明的另一个实施例的充气轮胎100中，冠带层120可仅应用于左、右带束层180的任一端，且冠带层120可不应用于左、右带束层180的另一端。在这种情况中，应用冠带层120的一侧的轮胎100的刚度可以增大，形成不对称结构。

同时，在根据本发明的另一个实施例的充气轮胎100中，左、右胎圈140的帘线结构可以构造成不同。胎圈140的帘线结构可以包括胎圈140的材料、胎圈140的形状、胎圈140的刚度等。在这种情况中，轮胎100的两侧的刚度可以不同，形成不对称结构。

同时，在根据本发明的另一个实施例的充气轮胎100中，左、右侧部170的模量可以不同。例如，构成侧部170的橡胶组合物的模量可以不同。特别地，构成左、右侧部170中的任一个的橡胶组合物的模量可以等于或大于形成另一侧部的橡胶组合物的模量的1.3倍。在另一个示例中，设置在侧部170内的左、右三角胶条150的模量可以不同。在这种情况中，一个三角胶条150的模量可以等于或大于另一个三角胶条的模量的1.2倍。

同时，在根据本发明的另一个实施例的充气轮胎100中，左、右三角胶条150的材料可以不同。例如，包括纤维帘线的一个三角胶条150可以设置在左侧和右侧中的任一侧上，而不包括纤维帘线的三角胶条150可以设置在另一侧上。

上述各种实施例可以应用于一个充气轮胎100，或者结合两个或更多实施例而应用于一个充气轮胎100。当结合两个或更多实施例时，实施例可以结合为使得左、右侧相对于轮胎100在圆周方向上的中心线不对称。

图5是示出根据图1至3的传统轮胎和图4中的轮胎在轮胎刚度、滚动阻力、以及耐久性能方面比较的仿真结果数据的表格。

在图5的表格中，从左侧开始的各栏示出具有高的高宽比的传统轮胎1(图1)、具有低的高宽比的传统轮胎2(图2)、左、右侧的轮辋直径不同的现有轮胎3(图3)、以及本实施例的充气轮胎100的仿真结果。在本实施例的充气轮胎100中，左、右侧的轮辋直径和高宽比满足(D1/D2)×(S1/S2)＝1.027，轮辋的直径较大的一侧的侧部的厚度是另一侧部的1.1倍。另外，在轮辋的直径的较大一侧的胎体的卷上(turn-up)高度更高，而带有纤维帘线的钢圈包布(Flipper)应用于三角胶条。

图5示出在应用气压为30psi和载重为500kgf的情况下，轮胎的垂直弹簧率(verticalspringrate，VSR)、滚动阻力系数(RRc)以及耐久性能的有限元分析(FEA)结果。参考图5，当应用本实施例的不对称轮胎100时，相较于仅仅左、右侧的轮辋直径不同的现有轮胎3、或者具有低的高宽比的传统轮胎2来说，轮胎100的垂直弹簧率(VSR)增强。另外，本实施例的不对称轮胎100具有小于仅仅左、右侧的轮辋直径不同的现有轮胎3、或者具有高的高宽比的传统轮胎1中那些的滚动阻力系数(RRc)。随着RRc减小，燃料效率可以增强。

当应用本实施例的不对称轮胎100时，相较于使用具有高的高宽比的轮胎1的情况，可以保证轮胎刚度大于具有低的高宽比的传统轮胎2的轮胎刚度并且燃料效率可以增强。另外，可以得到比应用仅仅左、右侧的轮辋直径不同的传统轮胎3更大的效果。

图6是示出在传统轮胎(图1至3)和图4的轮胎的带束层端部的应变能比较的仿真结果的视图。

在图6中，从上开始示出了具有高的高宽比的传统轮胎1、具有低的高宽比的传统轮胎2、以及左、右侧的轮辋直径不同的传统轮胎3、以及本实施例的充气轮胎100的仿真结果。

在图6中，当在标准气压下应用相同载重时，带束层的端部的应变能被解释成表明颜色和数值。通常，当应用载重时，由钢构成的带束层的端部最易受影响(vulnerable)，随着应变能值增加，耐久性能减弱。参考图6，本实施例的不对称轮胎100具有基本上低于具有高的高宽比的传统轮胎1、具有低的高宽比的传统轮胎2、以及左、右侧的轮辋直径不同的传统轮胎3的应变能值。

因此，可以看出，相较于传统轮胎1、2和3，本实施例的不对称轮胎100显示出增强的耐久性能。

图7是示出驱动期间传统轮胎(图1至3)和图4的充气轮胎在温度分布方面比较的仿真结果的视图。

在图7中，从上开始示出了具有高的高宽比的传统轮胎1、具有低的高宽比的传统轮胎2、以及左、右侧的轮辋直径不同的传统轮胎3、以及本实施例的充气轮胎100的仿真结果。本实施例的充气轮胎100具有与上述图5的仿真相同的不对称结构。

在图7中，当在标准气压下应用相同载重且轮胎以80km/h速度旋转时，轮胎内产生的温度如图所示。关于温度，带束层的端部最易受影响，并且参考图7，相较于具有高的高宽比的传统轮胎1、具有低的高宽比的传统轮胎2、以及左、右侧的轮辋直径不同的现有轮胎3，本实施例的不对称轮胎100具有较低的温度分布。

就是说，可以看出，相较于传统轮胎1、2以及现有轮胎3，本实施例的不对称轮胎100还具有在驱动期间增强加热性能的效果。

图8是示出传统轮胎(图1至3)和图4的充气轮胎的车辆操控性能比较的仿真结果的视图。

在图8的表格中，从左开始各栏示出了具有高的高宽比的传统轮胎1、具有低的高宽比的传统轮胎2、以及左右侧的轮辋直径不同且左右互换的现有轮胎3和3’、本实施例的充气轮胎100、以及左右改变的轮胎100和100’的仿真结果。在本实施例的充气轮胎100中，左、右侧的轮辋直径和高宽比满足(D1/D2)×(S1/S2)＝0.974，而其它条件与上述图5的仿真中应用的不对称结构的条件相同。

在图8中，示出了通过在标准气压下应用相同的载重对力与力矩的分析结果。这里，转弯系数(corneringcoefficient，CC)和回位力矩系数(ATC)表示操控性能和操控稳定性。操控稳定性可以通过以相对于驱动方向的预定角度(偏离角)释放轮胎来进行测试，括号内的数字表示偏离角。另外，当轮胎偏离驱动方向移动时可以生成侧向力(LF)，该侧向力表示在偏离驱动方向移动时轮胎可承受而不会垮塌的力。通常，这意味着随着CC值越大、ATC值越小、且LF值越大，则操控稳定性越好。

参考图8，当应用本实施例的不对称轮胎100和100’时，其CC值和LF值大于具有高的高宽比的传统轮胎1以及具有低的高宽比的传统轮胎2的那些CC值和LF值。因此，可以看出，无论高宽比的大小如何，不对称轮胎100和100’的操控性能或操控稳定性增强，高于传统对称轮胎的操控性能或操控稳定性。

另外，本实施例的不对称轮胎100和100’的CC值和LF值大于仅仅左、右侧的轮辋直径不同的轮胎3和3’的CC值和LF值。考虑到图5至7的仿真结果，本实施例的不对称轮胎100具有优于或相对于仅仅左、右侧的轮辋直径不同的现有不对称轮胎3和3’的操控稳定性和出众的耐久性能、燃料效率、以及热性能。

根据本发明的实施例，可以提高车辆的耐久性能、燃料效率和热性能，还有驱动性能。

虽然相对于本实施例示出并描述了本发明，但本发明并不局限于此。本领域技术人员应该理解，可进行各种改变和修改而不会背离以下权利要求书所限定的本发明的范围。

Claims

1.一种充气轮胎，所述充气轮胎包括胎面部、冠带层、胎体、三角胶条、胎圈、侧部、以及带束层，并且具有相对于宽度方向的中心线C不对称的结构，

其中左侧和右侧的外径相等，而所述左侧和所述右侧的轮辋直径不同，左侧部和右侧部的厚度不同。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中当所述左侧和右侧的轮辋直径为D1和D2，左高宽比和右高宽比为S1和S2，以及所述左侧部和右侧部的厚度为T1和T2时，轮胎满足公式：

(D1/D2)×(S1/S2)≠1，

T1≠T2。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中所述胎面部的表面的左图案和右图案的形状不同。

4.根据权利要求3所述的充气轮胎，其中用于所有季节的图案形成在所述左侧和右侧中的任一者上，而用于夏季的图案则形成在另一者上。

5.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中所述左胎体和右胎体的延伸长度不同，从而使所述左侧部和右侧部中的任一侧部比另一侧部更大程度地被加固。

6.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中所述冠带层仅应用于所述带束层的左端和右端之一。

7.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中所述左胎圈和右胎圈的帘线以彼此不同的结构形成。

8.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中所述左侧部和右侧部的模量不同。

9.根据权利要求8所述的充气轮胎，其中构成所述左侧部和右侧部中的任一侧部的橡胶组合物的模量等于或大于构成另一侧的橡胶组合物的模量的1.3倍。

10.根据权利要求8所述的充气轮胎，其中所述左三角胶条和右三角胶条的模量不同，以及

所述左三角胶条和右三角胶条中任一三角胶条的模量等于或大于另一三角胶条的模量的1.2倍。

11.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中所述左三角胶条和右三角胶条的材料不同。

12.根据权利要求11所述的充气轮胎，其中使用包括在所述左侧和右侧中的任一侧上的纤维帘线的三角胶条。