CN107444027A - 增强胎圈部的无内胎轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能够有效减少与轮辋凸缘部相连部位和胎体边缘部应力的增强胎圈部的无内胎轮胎。在本发明中将胎体翻卷把胎圈芯包裹起来，在胎体内部胎圈芯的上侧填充有三角胶，在胎体外侧包裹有钢丝胎圈包布。对于具有以上结构的无内胎轮胎来说，在胎圈芯与胎体之间的轮辋凸缘侧设置有防止胎体的翻卷部被拽下的第1增强橡胶层。依据本发明的构成，可以减少胎体边缘与钢丝胎圈包布和尼龙胎圈包布的界面应力，在较高气压使用条件下，通过提高胎圈部的耐久性，从而具有增强胎圈部的效果。

Description

增强胎圈部的无内胎轮胎
技术领域
本发明涉及一种无内胎轮胎。具体讲，就是涉及一种能够有效减少与轮辋凸缘部相连部位和胎体边缘(carcass edge)部应力的增强胎圈部的无内胎轮胎。
背景技术
通常情况下，轮胎的耐久要求性能分为带束层耐久性和胎圈耐久性。为了防止轮胎产生的胎圈部剥离(Separation)，科研人员正在开展大量的研究。
图1是示出现有通常为防止胎圈部剥离的轮胎胎圈部10的截面图。如图所示，以由高强力钢丝构成的胎圈束(Bead bundle)为中心，配置有构成轮胎基本骨架按径向(Radial)排列的胎体12。如果持续在超载或者高温状态下行驶，在反复的压缩拉伸作用下，特别是胎体12的翻卷边缘部(turnup edge)12a会产生较高的剪切应力，由此导致早期发生事故，这也是导致胎圈部剥离的普遍事故现象。
为了防止出现这种情况，通常采用的增强结构包括：利用由钢丝帘线构成的钢丝胎圈包布(Steel chafer)14保护胎体12，或者在必要时利用尼龙胎圈包布(Nylon chafer)15进行增强。另外，依据现有技术，如果以所述胎圈芯11为中心配置胎体12，就会产生空的空间，用于堵住该空间的橡胶又称“三角胶(Bead filler)13”。在这里，如果是大型轮胎，为了满足要求特性，所述三角胶13利用具有互不相同物性的2种结构的橡胶进行设计，根据其位置不同，将上面部分叫作“上部三角胶13a”，将位于下侧的橡胶叫作“下部三角胶13b”。
关于现有轮胎的胎圈部结构，韩国公开专利第2012-0067138号、韩国公开专利第2013-0014878号、韩国公开专利第2013-0075792号等均有记载。
另外，无内胎轮胎(Tubeless Tire)是一种采用丁基(Butyl)材质等制造的轮胎，它用不漏气的橡胶膜代替内胎，将橡胶膜直接与轮胎的内侧内壁粘合在一起。它能够防止空气泄漏，且内胎与轮胎间没有摩擦，因此产生的热量较少，重量较轻，容易装配。
无内胎轮胎在被施加较高压力的状态下，如果通过制动鼓等部件向轮辋凸缘部传递热量，就会发生与轮辋凸缘部相连部分的橡胶断裂的事故。为了抑制这种现象，在制造时，可以增加轮胎中能够减少与轮辋凸缘部相连部分应力的橡胶用量。但是，在钢丝胎圈包布与尼龙胎圈包布上产生裂纹的情况下，其效果就不大。另外，如果胎体边缘部产生裂纹，裂纹就会沿钢丝胎圈包布的界面扩散，从而很容易使轮辋凸缘部的橡胶产生裂纹。
发明内容
所要解决的技术问题
本发明就是为解决上述问题而研发的。本发明的目的在于，提供一种增强胎圈部的无内胎轮胎，通过减少胎体边缘与钢丝胎圈包布和尼龙胎圈包布的界面应力，提高耐久性。
解决技术问题的方法
为了实现上述目的，依据本发明的增强胎圈部的无内胎轮胎将胎体翻卷把胎圈芯包裹起来，在胎体内部胎圈芯的上侧填充有三角胶，在胎体外侧包裹有钢丝胎圈包布。对于具有以上结构的无内胎轮胎来说，在胎圈芯与胎体之间的轮辋凸缘侧设置有防止胎体的翻卷部被拽下的第1增强橡胶层。
尼龙胎圈包布包裹钢丝胎圈包布的外部，在钢丝胎圈包布与尼龙胎圈包布之间设置有减少界面应力的第2增强橡胶层。
第1增强橡胶层的模量为胎体贴胶(carcass topping)用橡胶的350～450％，第1增强橡胶层的高度设置为在轮辋凸缘的高度以下。
第2增强橡胶层的模量为胎体贴胶用橡胶的125～175％。
发明效果
依据本发明的增强胎圈部的无内胎轮胎，可以减少胎体边缘与钢丝胎圈包布和尼龙胎圈包布的界面应力，在较高气压使用条件下，能够提高胎圈部的耐久性，具有增强胎圈部的效果。
附图说明
图1是示出现有用于防止胎圈部剥离的轮胎胎圈部的截面图。
图2是示出依据本发明实施例的增强胎圈部的无内胎轮胎胎圈部的截面图。
图3是示出本发明实施例中与增强橡胶层的模量相关的变形能量的图表。
图4是将依据本发明实施例的胎圈部的变形能量与现有胎圈部的变形能量进行比较而示出的图表。
附图标记说明
100：胎圈部 110：胎圈芯
120：胎体 121：翻卷部
121a：翻卷部的末端 130：三角胶
131：上部三角胶 132：下部三角胶
140：钢丝胎圈包布 150：尼龙胎圈包布
160：第1增强橡胶层 170：第2增强橡胶层
F：轮辋凸缘 H：轮辋凸缘高度
L：第1增强橡胶层的厚度
具体实施方式
下面，将参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。在这里，请注意附图中相同的构成要素尽可能用同一符号标示。另外，对于可能对本发明的要点产生混淆的公知功能及构成将不再进行详细说明。基于同样的原因，附图中一部分构成要素进行了夸张或者省略或者概略标示。
图2是示出依据本发明实施例的增强胎圈部的无内胎轮胎胎圈部的截面图。适用了本发明的无内胎轮胎，包括：胎面(Tread)，它是与路面接触的橡胶层；胎侧(Side wall)，它与胎面相连，构成轮胎侧面；胎圈(Bead)部，它与胎侧相连，固定于车辆轮辋(Rim)上；胎体(Carcass)，它设置于轮胎内部，针对胎侧屈伸运动的耐疲劳性强，并形成骨架；带束层，它配置于胎面与胎体之间，保护胎体，提高胎面表面的刚性。下面，除了设置于胎侧端部的胎圈部的胎圈芯之外，将不再对构成轮胎的其它部分进行详细说明。
如图2所示，胎圈部100，包括：胎圈芯110、胎体120、三角胶130、钢丝胎圈包布140、尼龙胎圈包布150、第1增强橡胶层160、第2增强橡胶层170。
胎圈芯110既可以形成带有多根钢丝的聚集体的六边形截面，也可以形成为圆形截面的多层。
胎体120设置成包裹(翻卷)胎圈芯110，在由钢丝帘线构成的心材上包裹橡胶，按轮胎径向(Radial)排列，发挥配置在胎面内部的带束层轮胎的骨架作用。
三角胶130是填充以胎圈芯110为中心设置胎体120时形成的空的空间(胎圈芯的上侧空间)的橡胶，根据位置的不同分为上部三角胶131和下部三角胶132。
钢丝胎圈包布140紧密包裹在胎体120外侧，沿胎体120两侧裹卷形成。钢丝胎圈包布140的末端比胎体120的翻卷部121末端121a更低。
尼龙胎圈包布150将钢丝胎圈包布140一侧(轮辋凸缘侧)紧密包裹，尼龙胎圈包布150的末端将钢丝胎圈包布140的末端与胎体120的翻卷部121裹卷，因此尼龙胎圈包布150的末端比翻卷部121的末端121a更高。尼龙胎圈包布150的末端与上部三角胶131的右侧面接触。
第1增强橡胶层160设置于胎圈芯110与胎体120的翻卷边缘部之间，防止胎体120的翻卷部121被拽下。第1增强橡胶层160位于胎圈芯110中轮辋凸缘F一侧。因此，第1增强橡胶层160会防止以下现象，即胎圈芯110与轮辋凸缘F之间的压力增加，使胎体120向被牵拉的相反方向发生变形，从而胎体120的翻卷部121被拽下。
优选地，胎圈芯110右侧面与胎体120的翻卷部121内侧之间的距离，即第1增强橡胶层160的厚度L为2～4mm。另外，第1增强橡胶层160的高度形成为轮辋凸缘F的高度H以下。优选地，第1增强橡胶层160的模量(Modulus)为胎体贴胶用橡胶的350～450％。
第2增强橡胶层170设置于钢丝胎圈包布140与尼龙胎圈包布150之间，从而降低界面应力。优选地，第2增强橡胶层170的厚度为3mm以下。优选地，第2增强橡胶层170的模量为胎体贴胶用橡胶的125～175％。
第1增强橡胶层160的模量越高，胎体边缘的变形能量就越减少，钢丝胎圈包布140与尼龙胎圈包布150之间的变形能量就增加，钢丝胎圈包布140与尼龙胎圈包布150之间的剥离(Separation)发生概率就会增加。因此，就需要有与本发明相同的结构变更及适当的刚性分配(第1增强橡胶层与第2增强橡胶层的模量分配)。
图3是示出本发明实施例中随着第1增强橡胶层160的模量的变形能量的示意图。在图3的图表中，显示了在将第1增强橡胶层160的模量设定为胎体贴胶用橡胶的100％、200％、300％及400％的情况下，胎体边缘(翻卷部末端)的变形能量与钢丝胎圈包布和尼龙胎圈包布之间的变形能量。在这种情况下，变形能量在将100％设定为100时显示出相对数值。即，胎体边缘的变形能量以100、82、74及68逐渐减少，钢丝胎圈包布与尼龙胎圈包布之间的变形能量以100、125、134及138逐渐增加。
图4是将依据本发明实施例的胎圈部的变形能量与现有胎圈部的变形能量进行比较而示出的示意图。在示意图中，显示了将现有结构(a)的变形能量设定为100时的相对值。如图所示，从图1所示现有结构(a)变更为图2所示本发明的结构(b)时，胎体边缘的变形能量约减少25％，钢丝胎圈包布与尼龙胎圈包布之间的变形能量约减少55％。
另外，本发明的结构(c)，即将物性及结构设定为最佳化的情况下(使第1增强橡胶层的模量达到胎体贴胶用橡胶的400％，使第2增强橡胶层的模量达到胎体贴胶用橡胶的150％)，胎体边缘的变形能量约减少35％，钢丝胎圈包布与尼龙胎圈包布之间的变形能量约减少65％。
另外，本说明书和附图中列举的本发明实施例是为了能够对本发明的技术内容进行通俗易懂地说明以有助于对本发明的理解而列举的特定示例，它并不限定本发明的范围。除了这里列举的实施例外，本领域技术人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内进行其它变更。

Claims (5)

1.一种增强胎圈部的无内胎轮胎，该无内胎轮胎中将胎体翻卷把胎圈芯包裹起来，在胎体内部胎圈芯的上侧填充有三角胶，在胎体外侧包裹有钢丝胎圈包布，其特征在于：
在所述胎圈芯与胎体之间的轮辋凸缘侧设置有防止所述胎体的翻卷部被拽下的第1增强橡胶层。
2.根据权利要求1所述的增强胎圈部的无内胎轮胎，其特征在于：
在所述钢丝胎圈包布的外部包裹有尼龙胎圈包布，在所述钢丝胎圈包布与尼龙胎圈包布之间设置有减少界面应力的第2增强橡胶层。
3.根据权利要求1所述的增强胎圈部的无内胎轮胎，其特征在于：
所述第1增强橡胶层的模量为胎体贴胶用橡胶的350～450%。
4.根据权利要求1所述的增强胎圈部的无内胎轮胎，其特征在于：
所述第1增强橡胶层的高度设置为在所述轮辋凸缘的高度以下。
5.根据权利要求2所述的增强胎圈部的无内胎轮胎，其特征在于：
所述第2增强橡胶层的模量为胎体贴胶用橡胶的125～175%。
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