CN111587186A - 具有改善的操纵性能和速度耐久性的轮胎 - Google Patents

具有改善的操纵性能和速度耐久性的轮胎 Download PDF

Info

Publication number
CN111587186A
CN111587186A CN201780098101.9A CN201780098101A CN111587186A CN 111587186 A CN111587186 A CN 111587186A CN 201780098101 A CN201780098101 A CN 201780098101A CN 111587186 A CN111587186 A CN 111587186A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tread
tire
width
extending
depth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780098101.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111587186B (zh
Inventor
P·J·布雷士
J·斯乔恩马凯尔
R·狄龙
P·W·谢克
W·M·汤普森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Original Assignee
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA filed Critical Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Publication of CN111587186A publication Critical patent/CN111587186A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111587186B publication Critical patent/CN111587186B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/0041—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts comprising different tread rubber layers
    • B60C11/005—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts comprising different tread rubber layers with cap and base layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/01—Shape of the shoulders between tread and sidewall, e.g. rounded, stepped or cantilevered
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B60C9/2003—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel characterised by the materials of the belt cords
    • B60C9/2006—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel characterised by the materials of the belt cords consisting of steel cord plies only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B60C9/22—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel the plies being arranged with all cords disposed along the circumference of the tyre
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C2009/1828—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers characterised by special physical properties of the belt ply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B60C2009/2012—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel with particular configuration of the belt cords in the respective belt layers
    • B60C2009/2016—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel with particular configuration of the belt cords in the respective belt layers comprising cords at an angle of 10 to 30 degrees to the circumferential direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B60C2009/2012—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel with particular configuration of the belt cords in the respective belt layers
    • B60C2009/2019—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel with particular configuration of the belt cords in the respective belt layers comprising cords at an angle of 30 to 60 degrees to the circumferential direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B60C9/22—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel the plies being arranged with all cords disposed along the circumference of the tyre
    • B60C2009/2228—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel the plies being arranged with all cords disposed along the circumference of the tyre characterised by special physical properties of the zero degree plies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/0008—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts characterised by the tread rubber
    • B60C2011/0016—Physical properties or dimensions
    • B60C2011/0033—Thickness of the tread

Abstract

本公开的实施例包括充气轮胎，其具有改善的高速极限，同时总体上保持磨损、牵引和操纵性能。所述轮胎包括盖层，该盖层基本上在至少一个带束层的整个宽度上延伸并且布置成至少部分地在每个肩部内，所述盖层形成弹性体材料层，所述弹性体材料层由以阵列隔开的多个细长增强件增强，所述盖层的特征在于每15mm的所述盖层宽度具有大于210N的断裂力。在所述轮胎的每个肩部区域中，胎面的特征在于更平坦并且具有更大的胎面厚度。

Description

具有改善的操纵性能和速度耐久性的轮胎
技术领域
本公开的实施例总体上涉及充气轮胎。
背景技术
在充气轮胎的设计中，期望实现各种性能参数中的任何一种。通常情况下，要达到某些性能目标，就不得不牺牲其他性能指标。在特定情况下，当试图改善高速耐久性时，已经牺牲了在肩部区域中保持期望的胎面厚度。通过在肩部区域中采用更薄的胎面厚度，不仅提供了可用的磨损寿命减小的较浅沟槽，从而降低了湿滑性能和雪天性能。另外，为了提高高速耐久性，肩部的侧向胎面轮廓已进一步变圆。与更平坦的胎面轮廓相比，通过使胎肩区域变圆，减少了可用的胎面接触面积，从而导致牵引力和磨损性能下降。因此，需要提供改善的高速耐久性能而不降低磨损、滑水和雪地牵引性能。
发明内容
本公开的实施例包括充气轮胎。在特定的实施例中，所述轮胎包括：一对环形胎圈区域，其沿着所述轮胎的旋转轴线轴向地间隔开；沿所述轮胎的旋转轴线轴向间隔开的一对侧壁，所述一对侧壁中的每个侧壁从所述一对胎圈区域中的一个胎圈区域相对于所述旋转轴线沿径向向外延伸；和横向地设置在所述一对侧壁之间并且在所述轮胎周围环形地延伸的胎冠部分。胎冠部分包括胎面，所述胎面环形地布置在胎冠部分周围，并形成轮胎要在其上滚动的接地外侧，所述胎面具有径向延伸的厚度和轴向延伸的宽度，所述胎面形成轮胎的磨损部分。胎冠部分还包括一个或多个带束层，每个带束层形成弹性体材料层，该弹性体材料层由以阵列间隔开的多个细长增强件增强。胎冠部分还包括一对肩部，每个肩部形成邻近每个侧壁布置的胎冠部分的一部分。胎冠部分还包括从一个或多个带束层径向向外布置并且在胎面和一个或多个带束层之间的盖层，该盖层基本上在至少一个带束层的整个宽度上延伸并且布置成至少部分地在每个肩部内，所述盖层形成弹性体材料层，所述弹性体材料层由以阵列隔开的多个细长增强件增强，所述盖层的特征在于每15mm的所述盖层宽度具有大于210N的断裂力。胎面包括多个胎面特征，包括在胎面厚度内延伸深度的凹槽，其包括。胎面特征延伸到胎面厚度中基本上达到限定胎面的滑移深度的深度，该滑移深度是在轮胎胎面的预期寿命期间要磨损的胎面的厚度。在径向最外侧带束层的每个宽度方向范围上，每个宽度方向范围由横向最外部增强件的中心在其最横向向外的位置处限定，胎面厚度在垂直于接地外侧的方向上延伸大于在赤道平面上滑移深度的61％。在滚动宽度的每个宽度方向范围上，在垂直于接地外侧的方向上延伸的胎面厚度大于在赤道平面的滑移深度的52％。在径向最外带束层的每个宽度方向范围上，如由横向最外增强件的中心在其最横向向外的位置所限定的，胎面厚度从水平线延伸径向距离，所述水平线从滑移深度在赤道平面延伸，径向距离延伸到滑移深度的底部，并且在径向最外带束层的相应宽度方向范围内等于滑移深度的50％至80％，其中对于锥度方程dx＝dD(Lx/LD)P，P小于3。应当理解，轮胎的其他变型可以通过以任意组合并入下文所述的更多或更少特征或通过如下所述改变当前特征而改变。
如附图所示，根据以下对具体实施例的更详细描述，上述和其他目的、特征和优点将变得显而易见，其中相同的附图标记表示特定实施例的相同部分。
附图说明
图1是根据示例性实施例的沿在径向和轴向均延伸的平面截取的轮胎的截面图，该平面延伸穿过旋转轴线；
图2是根据示例性实施例的图1所示的轮胎胎面的一部分的俯视图；
图3为图1所示的轮胎的截面图，示出如何测量滚动宽度(rolling width)；
图4为图1所示的轮胎的截面图，示出在具体实施例中如何测量下垂度(droop)；和
图5为图1所示的轮胎的截面图，示出在具体实施例中如何测量锥度(taper)。
具体实施方式
虽然减小轮胎的肩部区域中的胎面厚度并在肩部区域中提供更圆的胎面轮廓通常可以提高高速轮胎的耐久性，但是这样做还通过减小胎面深度、凹槽深度以及可用的接触表面积降低了磨损性能、湿路性能和牵引力。本公开提供了一种轮胎，其特征在于在胎肩区域中具有增加的胎面厚度，从而在胎肩区域中具有增加的凹槽深度，并且具有湿性能和牵引力，这是诸如乘用车高性能轮胎之前无法实现的。
为了描述本发明的目的，现在将参考特定的示例性实施例，在特定附图中或与特定附图相关联地示出了其一个或多个实例。通过举例说明本发明而不是限制本发明来提供每个实例。实际上，对于本领域技术人员将明显的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变型。例如，图示或描述为一个实施例的一部分的特征或步骤可以与另一实施例的特征或步骤一起使用以产生其他实施例或方法。因此，意图是本发明覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变型。
对于本公开，以下术语定义如下：
图中的“轴向”或字母“Ad”是指与轮胎或轮胎胎体及其部件(例如外带和内轮毂)沿地面滚动时的旋转轴线A平行的方向。“横向”或“宽度方向”或字母LATd与轴向Ad同义。
图中的“径向”或字母“Rd”是指与轴向正交并且在与从轴向正交延伸的任何半径相同的方向上延伸的方向。“径向向内”是指沿径向Rd朝向旋转轴线A。“径向向内”是指沿径向Rd远离旋转轴线A。
图中的“周向”或字母“Cd”是指与轴向正交且与径向正交的方向。周向是轮胎沿其滚动或旋转的方向，并且垂直于轮胎的旋转轴线。周向也称为纵向LONGd。
“凹槽”是布置在胎面内的任何细长的空隙或通道，其具有一对相对的侧壁，该相对的侧壁沿深度方向延伸到胎面中，并且其间隔大于1.6mm，或者在其他变型中间隔至少2.0mm，或否则间隔开平均距离，该平均距离对于整个凹槽深度在侧壁之间测得，为大于1.6mm或大2.0mm或更大。凹槽被设计成具有基于凹槽的深度的宽度，以在胎面滚动进入、穿过和离开接地面时保持敞开。“横向凹槽”是在相对于长度方向(周向)倾斜的方向上延伸的凹槽。“纵向凹槽”是基本上在纵向方向上延伸的凹槽。“周向凹槽”与纵向凹槽同义，其中的每个均围绕轮胎环形地延伸。
“沟槽(sipe)”是布置在胎面内的任何细长的空隙或切口，其具有一对相对的侧壁，该相对的侧壁沿深度方向延伸到胎面中并且在其他变型中其间隔小于2.0mm或1.6mm或更小，或否则间隔开平均距离，该平均距离对于整个凹槽深度在侧壁之间测得，为小于2.0mm或1.6mm或更小。当轮胎在地面上滚动时，随着胎面滚动进出轮胎的接地面，沟槽的侧壁不时地接触。横向沟槽是指沿与纵向方向倾斜的方向延伸的沟槽。
“胎面元件”是胎面的由沿着胎面的接地外侧布置的一个或多个凹槽和/或沟槽限定的部分。胎面元件的实例包括胎面花纹块和肋。
“肋”是一种胎面元件，其基本上在轮胎的纵向Ld上延伸并且由一对纵向凹槽或纵向凹槽以及一对限定胎面宽度的侧面中的任何一个界定。肋可包括任何横向特征，其包括任何横向凹槽和横向沟槽以及胎面花纹块的任何布置。
“胎面花纹块”是具有由具有或不具有胎面的侧面的一个或多个凹槽限定的周边的胎面元件，从而在胎面中形成隔离的结构。沟槽未限定胎面花纹块周边的任何部分。
“接地面”是包含在限定接触区域的周边内的总面积，接地面的面积包括包含在周边内的接触区域和布置在接触区域内的任何空隙。
如本文所用，“弹性材料”或“弹性体”是指表现出类似于橡胶的弹性的聚合物，例如包含橡胶的材料，无论是天然橡胶、合成橡胶还是天然橡胶和合成橡胶的共混物。
如本文所用，“弹性体的”是指包含弹性材料或弹性体的材料，例如包含橡胶的材料。
根据ASTM标准D412在哑铃形试件上在23℃的温度下在10％应变(MA10)、100％应变(MA100)、300％应变(MA300)下测量“伸长模量”(MPa)。该测量在第二次伸长中进行，即，在适应周期之后。这些测量是基于测试件原始截面的正割模量，单位为MPa。
滞后或滞后损耗表示为P60，并根据以下方程式测量为60℃下第六次回弹的回弹百分比：
HL(％)＝100x((W0-W1)/W1),
其中W0是提供的能量，W1是返回的能量。P60是通过P8测试获得的，该测试采用了允许从测试样品反复撞击和反弹的摆。
如本文所用，“弹性的”是指构造成在预期的操作条件下弹性弯曲和挠曲而没有塑性或永久变形。
如本文所用，“刚性”是指通常在预期的操作条件下不能够弹性或塑性弯曲或被迫变形，与具有弹性相对而言。
当帘线在等于断裂力的10％的拉力下表现出至多0.2％的应变时，认为所述帘线是不可伸长的。当帘线在等于断裂载荷的拉力下表现出至少3％的应变且最大切线模量小于150GPa(千兆帕斯卡)时，所述帘线被称为弹性的。就金属帘线或金属线而言，按照标准ISO 6892，1984，在拉力载荷下在23℃的温度下测量“断裂力”(最大载荷，以N(牛顿)为单位)、断裂强度(以MPa(兆帕)为单位)和断裂伸长率(总伸长率，以％为单位)。
参照图3，“滚动宽度”是指胎面20宽度WRW，其限定在胎面20的接地外侧22的宽度。该宽度WRW根据图3定义，由此距离WB沿径向最外面的带束层402至在所述最外面的带束层402的每个宽度范围的所述层402中最后细长增强件44的中心测量。在这种情况下，示出了WB的1/2。一旦获得该尺寸，另外的3mm(毫米)被加到WB的沿着WB延伸的相同曲线路径的每个宽度范围(总计6mm)，其中3mm添加由W+表示。假想线LN垂直于曲线路径延伸，WB+沿该路径在WB+的每个宽度范围与接地外侧22在点P22相交。在胎面的每个横向侧，在横向方向LATd上测量的相对的点P22限定胎面20的滚动宽度WRW和接地外侧22，其中在图3显示了WRW的一半(1/2)。
“滑移深度”或SD20定义为从胎面的接地外侧延伸到伸入胎面中的最深“胎面特征”(即，任何纵向或横向凹槽或沟槽)的胎面的厚度。从滑移深度向内径向延伸的胎面的任何厚度都称为胎面下厚度。在特定情况下，参考图1，滑移深度SD20沿着弯曲路径横向地跨过胎面并在相邻的纵向凹槽24之间延伸，与每个纵向凹槽底部26相交并且进一步沿着弓形路径延伸至每个胎肩肋32S1、32S2中，深度为最深的侧向凹槽或沟槽，其中滑移深度SD20可以或可以不布置成与径向最外盖层50基本相同的距离，或者如果不存在盖层，则与径向最外带束层40的距离为WB。滑移深度定义了打算在轮胎寿命期间磨损的胎面的有用厚度。
“下垂度”是指在带的宽度方向范围上相对于轮胎的赤道轴上的滑移深度从滑移深度SD20下降的量d，该下垂度是在径向Rd上测量的。参考图4，水平线LH从在赤道平面PCL的滑移深度SD20轴向向外(沿Ad方向)延伸。下垂度或下降度d是在径向Rd(垂直于线LH)上沿一条线测量的从线LH到滑移深度SD20的距离，所述一条线与径向最外带层402的最后细长增强件44E的中心相交，所述距离是距离WB的宽度范围的位置。
“锥度”定义滑移深度SD20与水平线LH的偏移量，在滑移深度SD20从轴向最外纵向凹槽24的底部26朝向肩部18横向向外延伸时所述水平线LH在赤道平面PCL从滑移深度SD20轴向向外(沿Ad方向)延伸。参考图5，锥度可以用以下方程式描述：
dx＝dD(Lx/LD)P,
其中距离Lx是从横向最外纵向凹槽底部26横向延伸到距离LD或者延伸到WB的宽度方向范围的任何距离，其中距离LD终止于与径向最外带束层402的最后细长增强件44E的中心相交的径向线。距离Lx和LD在横向方向LATd(即，轴向方向Ad)上延伸以及同时下垂度dx为任何相应的横向位置Lx处的下垂度和下垂度LD是在距离LD的下垂度。P称为锥度幂。
“纵向接触表面比率”(纵向CSR)是纵向凹槽的接触表面比率。这是指沿着轮胎胎面的接地外侧(其沿轮胎环状地延伸并沿接地外侧的滚动宽度横向延伸)定位的接地面内包含的总面积(Ac)减去纵向凹槽的总投影空隙面积(Along)除以接地面的总面积(Ac)，该总面积包括纵向凹槽的总投影空隙面积(Along)。两个面积均以mm2为单位。这种关系可以用以下方程式表示：纵向CSR＝(Ac-Along)/Ac，其中方程式产生无量纲数。
根据ASTM D5992-96，在Metravib型号VA400 ViscoAnalyzer测试系统上，在23℃下测量弹性体组合物的“最大tanδ”动态性能。当在23℃的受控温度下以10Hz的频率经受交替的单正弦剪切应力时，记录硫化材料样品的响应(双剪切几何形状，两个直径为10mm的圆柱形样品中的每个样品均为2mm厚)。扫描在变形幅度为0.05至50％(向外循环)然后为50％至0.05％(返回循环)下进行。在返回循环中确定损耗角tanδ的切线的最大值(最大tanδ)。
根据ASTM D5992-96，在Metravib VA400型ViscoAnalyzer测试系统上测量弹性体组合物的动态性能“Tg”和“G*”。在经受恒定0.7MPa的交替单正弦剪切应力并且在以1.5℃/min的速率增加温度的从60℃到100℃的温度范围内频率为10Hz时，记录硫化材料样品的响应(两个剪切几何形状，两个直径为10mm的圆柱形样品中的每个样品均为2mm厚)。捕获在60℃下的动态剪切模量G*，并记录出现最大tanδ的温度作为玻璃化转变温度Tg。
使用如标准ASTM D1646(1999)中所述的振荡稠度计。根据以下原理进行“门尼可塑性”或“门尼粘度”的测量：将在未固化状态下(即在固化之前)分析的样品在加热到给定温度(例如100℃)的圆柱形室内成型。预热一分钟后，转子在试样中以2转/分钟的速度旋转，并在旋转4分钟后测量保持该运动的工作扭矩。门尼粘度(ML 1+4)以“门尼单位”(MU，1MU＝0.83牛顿-米N-m)表示。为了更大的可读性，结果将以100为基准显示，将值100分配给对照。小于100的结果表示相关值的减小，相反，大于100的结果表示相关值的增大。
为了测量“转角刚度”，在1度的漂移角下，通过改变表示为“Z”的载荷(其是垂直或径向载荷)，将每个轮胎在适当的自动机器(由MTS公司销售的“平轨”滚动道路类型的机器)上以80km/h的恒定速度运行，以及通过使用传感器记录车轮上的横向载荷作为该载荷“Z”的函数，连续测量漂移推力，以识别漂移推力或表示为“D”的转弯刚度(针对零漂移角下的漂移推力进行校正)；这样就给出了漂移推力或转弯刚度。
参考图1，充气轮胎10被示出为通常包括沿着轮胎10的旋转轴线A的在轴向(即，在轴向方向Ad)间隔开的一对环形胎圈区12，沿着轮胎10的旋转轴线A的在轴向间隔开的一对侧壁14，和在宽度方向上布置在所述一对侧壁14之间且围绕轮胎10环状地延伸的胎冠部分16。每个侧壁14在径向方向Rd从所述一对胎圈区12中的一个胎圈区12相对于旋转轴线A向外延伸。在所述一对侧壁14之间在宽度方向上延伸时，胎冠部分16的宽度W16在侧壁之间延伸。还示出了胎面20和接地外侧22的滚动宽度WRW。肩部区域通常标记为18，并且包括肩肋32S1、32S2。
继续参考图1，胎冠部分16包括胎面20，其环状地布置在胎冠部分16周围和形成轮胎10要在其上滚动的接地外侧22。胎面20的厚度t20在垂直于接地外侧22的方向上以及在朝向轮胎的旋转轴线A的方向上延伸。胎面厚度t20从接地外侧22延伸到胎面的滑移深度SD20，以限定要在轮胎的使用寿命期间磨损的胎面的厚度(即，轮胎胎面的磨损深度或厚度)。滑移深度SD20通常但非必需地布置在与最深的纵向凹槽24的底部26相对应的深度处。尽管不是必需的，但是通常是如图所示的情况，其中所有周向(纵向)凹槽24的底部26布置在滑移深度SD20处。在这种情况下，当每个周向(纵向)凹槽深度D24可以是或可以不是相同的深度D24，在所示的示例性实施例中，所有的周向凹槽24是相等的深度D24并延伸到并终止于滑移深度SD20。在某些情况下，所有周向凹槽24的平均深度D24为8.5mm。在轮胎10的整个圆周上计算该平均值。在特定情况下，滑移深度SD20在胎面10的宽度方向(轴向)中心线CLA上测量，该中心线CLA沿着赤道平面PCL延伸，其中在此位置，滑移深度SD20为8.5mm，但可以在胎面的整个宽度上保持相同或变化。例如，在图1中，滑移深度SD20保持大致恒定，直到到达每个肩部18，而在图4和5中，随着胎面沿其宽度横向延伸，滑移深度SD20逐渐减小。
注意，胎面厚度t20通常可以径向向内更深地延伸至胎面，超过滑移深度SD20，如图1中大体所示。胎面20限定了耐磨层，该耐磨层被配置为并且旨在在胎面20的整个预期磨损寿命期间通过接地外侧22接合地面，并且可以由单个弹性体材料配方形成或者可以包括由不同的弹性体材料配方形成的多个子层。现在参考图4，可选的内层21布置在胎面20下方，其中胎面20延伸至滑移深度SD20并且可选地延伸出径向内侧。内层21设置在滑移深度SD20的径向内侧(沿方向Rd)(起始于或低于滑移深度SD20)，并且配置和旨在用作轮胎的非磨损层，使得在肽面20的预期磨损寿命期间不打算形成接地外侧22的一部分。内层21从带束层40和盖层50径向向外(在方向Rd)布置。内层21不包括任何细长的增强件。在特定实施例中，内层21可以形成形成胎面20的弹性体材料的总体积的15％至35％。在特定情况下，内层21的厚度t21可以薄至1至2mm，并且可以根据需要更大，直到SD20。在某些实施例中，内层厚度t21可以延伸至4mm或以其他方式最大化滑移深度SD20与径向最外侧增强层例如任何盖层50或带束层40之间的体积，以实现滚动阻力的期望改善。因此，在其他变化形式中可以采用其他内层厚度。内层21不形成可用于将胎面附接到轮胎的任何胶层或粘合剂，而是形成胎面20的子层，该子层具有期望的体积以实现期望的材料特性，以形成实现预期的轮胎性能参数(滚动阻力性能)的轮胎。应当理解，内层21可以与胎面20分开地形成或者可以与胎面一起形成，例如当将胎面20和内层21两者共同挤出时。在其他变型中，不存在内层21，其中胎面可以部分或全部填充否则被内层21消耗的体积。
内层21的目的是提供特征在于具有比形成胎面20的弹性体材料低的滞后(P60)的弹性体材料，这有助于减小滚动阻力并控制轮胎工作温度(从而使轮胎运转较凉)。在特定实施例中，内层21的特征在于动态剪切模量(G*)为胎面20的动态剪切模量(G*)的58％至68％，伸长模量(MA 10)为胎面20的伸长模量(MA10)的40％至60％或基本上50％，并且最大tanδ为胎面20的最大tanδ的60％至75％。
因为通常期望通过选择弹性体材料来最大化通过胎面的牵引力，所以轮胎胎面通常由配制用于提高牵引力(抓地力)性能的弹性体材料形成。但是，这种牵引配方增加了滚动阻力，从而降低了滚动阻力性能。通过以低滞后性的弹性体材料通过内层21代替胎面厚度t20的至少一部分(所述胎面厚度低于滑移深度SD20，其否则被配制用于提高牵引力)，在不牺牲牵引力的情况下总体减小了滚动阻力，因为保留了较高牵引力胎面20。因此，尽管现有技术的胎面可以采用单层的弹性体材料，但是本文的胎面包括内层21，该内层相对于形成胎面20的滑移深度SD20的弹性体材料具有改善的滞后特性(较低)。结果，使用较低滞后性的内层21提供了改善的滚动阻力性能，同时保持了与胎面20相关的牵引益处。
参考图1和图2，轮胎胎面20包括在胎面厚度内延伸一深度的多个特征，其包括纵向(周向)凹槽24、横向凹槽28和横向沟槽30。这些特征沿着接地外侧22布置，尽管任何这样的特征可以浸没在接地外侧22下方，以在胎面20的特定深度被磨损之后稍后暴露。在所示的实施例中，纵向凹槽24布置成形成多个肋32，每个肋围绕胎面环形地延伸，使得相邻的肋被纵向凹槽24之一隔开。所述多个肋包括第一肩肋32S1、第二肩肋32S2以及多个中央肋32C。每个第一和第二肩肋32S1、32S2沿着接地外侧22的相对的宽度方向范围之一布置，其中多个中央肋32C沿轴向(横向)布置在第一和第二肩肋32S1、32S2之间。通常，结合本文中考虑的不同实施例，肋32S1、32S2、32C的每一个可被表征为具有任何期望的宽度，其中肋32S1、32S2、32C之间的肋宽度W32可以相同或不同。在特定情况下，第一和第二肩肋的每一个的宽度W32等于胎面宽度的24％至29％。此外，在某些情况下，每个第一和第二肩肋32S1、32S2的宽度W32具有宽度W32等于中央肋32C、32S2的平均宽度的150％到170％。如本文所述，每个肩肋的宽度W32是从轮胎的滚动宽度WRW的相邻宽度方向范围测量的。虽然每个中央肋32C的平均宽度W32可以不同于任何一个或多个其它中央肋32C，但在特定情况下每个中央肋的平均宽度W32是基本相同的。应当理解，虽然可以采用任何数量的肋，但是在某些实施例中，胎面具有5个肋(示出)或6个肋(未示出)。在所示的实施例中，轮胎胎面特征形成不对称的非方向性轮胎胎面花纹设计，其中非方向性意味着可以安装轮胎以沿相反的圆周方向中的任一个旋转。然而，应当理解，也可以采用定向胎面花纹设计。
继续参考图1，还注意到，纵向凹槽24均具有由一对相对的凹槽侧壁27限定的宽度W24。应当理解，每个纵向凹槽24可以具有相同的不同宽度W24，并且在特定实施例中，选择纵向凹槽宽度W24以提供本文其他地方讨论的纵向接触表面比率。虽然每个凹槽侧壁27可以相对于垂直于接地外侧22的方向以任何角度α延伸到胎面厚度t20中，但在特定的示例性情况下，每个凹槽侧壁27相对于垂直于接地外侧22的方向以测量为2°至12°的角度α延伸。如前所述，每个纵向凹槽24具有延伸到胎面厚度中直至底部26的深度D24，其中所有纵向凹槽可以具有相同或不同的深度D24。参考图2，还应注意，胎面20包括横向凹槽28和横向沟槽30，所有这些一起被称为横向特征。尽管横向凹槽28和横向沟槽30的深度可以变化，但是在特定实施例中，横向凹槽28和横向沟槽30基本上在胎面20的整个滑移深度SD20上延伸。
参考图4，应当注意，在径向最外带束层402的每个宽度方向范围内，如通过在其最横向向外位置处通过横向最外增强件44E的中心限定的，胎面厚度t20从水平线LH延伸径向距离d(下垂或下降)，在最外带束层402的相应宽度范围内至滑移深度的底部，该径向距离(下垂度)d基本上等于在相同的横向位置在径向Rd测量的总滑移深度SD20的65％。在其他情况下，下垂度d小于在轮胎的那个横向向外位置处的滑移深度的78％或在所述滑移深度的50％至80％的范围内。水平线LH在赤道平面PCL上从滑移深度SD20轴向向外(沿Ad方向)延伸。
现在参考图5，在特定实施例中，如方程式dx＝dD(Lx/LD)P所定义的，在上面考虑的任何情况中的下垂度d的锥度的特征在于其锥度幂P小于3，或者在其他变型中在2到2.7的范围。在本文所述的现有技术轮胎中，下垂度是78％或更大，并且具有由具有等于或大于3的锥度幂P的先前方程式表征的锥度。
应注意，在径向最外侧带束层402的每个宽度方向范围上，如由横向最外部增强件44的中心在其最横向向外的位置处限定的，胎面厚度t20或滑移深度SD20在垂直于接地外侧22的方向上延伸大于在赤道平面PCL上滑移深度SD20的61％，或在其他变型中68％至70％。还应注意，在滚动宽度WRW的每个宽度方向范围上，在垂直于接地外侧22的方向上延伸的胎面厚度大于在赤道平面PCL的滑移深度SD20的52％或在其他变型中62％至64％。在某些情况下，在如上所述的肩部的胎面深度t20或滑移深度SD20为3.1mm至8.2mm。
参考图3，关于在滚动宽度WRW的每个宽度方向范围的轮胎的总厚度t10，在垂直于接地外侧22的方向从内部侧S10i延伸至接地外侧22的轮胎的总厚度t10在赤道平面PCL小于滑移深度SD20的480％，或在其它变型中在赤道平面PCL为滑移深度SD20的400％至450％或基本上425％。
在本文考虑的任何实施例中，胎面20由弹性体材料形成，例如任何天然或合成橡胶或其任何混合物。在特定情况下，胎面基本上由弹性体材料形成以提供增强的牵引力(抓地力)，并且其特征在于玻璃化转变温度(Tg)为-25℃至-10℃、最大tanδ为0.4到0.6、动态剪切模量(G*)为1.0到1.4MPa、门尼粘度为80到120、伸长模量(MA10)为5.75到9.5。如此表征的弹性体材料可以使用多种配方中的任何一种形成。在特定情况下，如此表征的弹性体材料是包括弹性体、填料和增塑剂的混合物。在该配方中，弹性体的范围是从包含至少70％SBR的SBR/BR共混物到100％SBR，或者在其他变型中分别是SBR和BR的70/30或85/15共混物。“SBR”是指丁苯橡胶，而“BR”是指丁二烯橡胶。SBR是一种功能化的弹性体。在这种形成物中的填料包括二氧化硅和炭黑，二氧化硅占弹性体材料混合物总量的23.5％至25.9％，而炭黑占1％。在这种形成物中的增塑剂占弹性体材料混合物总量的25％至30％，并包含占弹性体材料混合物总量的12％至23％的高Tg树脂和形成增塑剂余量的高油性向日葵油(2％到18％)。应当理解，可以采用其他形式来实现期望的特性和性质。
用于形成本文公开的弹性体材料组合物(例如用于胎面20)的弹性体可以具有任何微观结构，该微观结构是所使用的聚合条件的函数，特别是改性剂和/或无规化剂的存在或不存在以及所用改性剂和/或无规化剂的量的函数。弹性体可以是例如嵌段、无规、顺序或微顺序的弹性体，并且可以以分散体或溶液的形式制备；它们可以被偶联和/或星型化或可选地用偶联剂和/或星型化剂或官能化剂官能化。
官能化的橡胶，即带有活性部分的那些，在工业上是众所周知的。弹性体的主链或支链末端可以通过将这些活性部分连接至聚合物链的末端或主链或中链而官能化。二烯弹性体可包括的示例性官能化剂包括但不限于金属卤化物，准金属卤化物，烷氧基硅烷，含亚胺的化合物，酯，酯-羧酸盐金属络合物，烷基酯羧酸盐金属络合物，醛或酮，酰胺，异氰酸酯，异硫氰酸酯和亚胺-所有这些都是本领域众所周知的。特定实施例可以包括官能化的二烯弹性体，而其他实施例可以限于不包含官能化的弹性体。
特定实施例包括至少80phr的官能化弹性体或可替代地至少90phr或100phr的官能化弹性体，其中官能部分与二氧化硅填料相互作用。本领域已知的实例包括具有硅烷醇端基的硅烷醇官能团或聚硅氧烷官能团(例如，在例如FR 2 740 778或美国专利号6,013,718中描述的)，烷氧基硅烷基团(例如在例如FR 2 765 882或美国专利号5,977,238中描述的)，羧基(例如在WO 01/92402或美国专利号6,815,473、WO 2004/096865或US 2006/0089445中描述的)或其他聚醚基团(例如，在例如EP 1 127 909或美国专利号6,503,973中描述的)，其中这些提及的文件中的每一个均通过引用并入本文。
本文公开的橡胶组合物的特定实施例限于具有至少80phr的橡胶组分为高度不饱和二烯弹性体的那些。其他实施例限于具有至少90phr或100phr的高度不饱和二烯弹性体组分。
合适的高度不饱和二烯弹性体的例子包括但不限于天然橡胶(NR)和合成橡胶，例如聚丁二烯(BR)、聚异戊二烯(IR)、丁二烯共聚物、异戊二烯共聚物和这些弹性体的混合物。这样的共聚物包括丁二烯/苯乙烯共聚物(SBR)，异戊二烯/丁二烯共聚物(BIR)，异戊二烯/苯乙烯共聚物(SIR)和异戊二烯/丁二烯/苯乙烯三元共聚物(SBIR)。这些实例中的任何一个或这些实例的混合物均适用于本文公开的橡胶组合物的特定实施例。
在特定的实施例中，有用的SBR弹性体的结合苯乙烯含量可以在1mol％至45mol％之间，或者在15mol％至40mol％之间或在20mol％至30mol％之间。本文公开的橡胶组合物的特定实施例包括用与二氧化硅填料相互作用的部分进行官能化的SBR。
参考图3，胎冠部分16还包括一个或多个带束层40(通常，但更具体地为第一和第二带束层401、402)，每个形成由以阵列间隔开的多个细长增强件44增强的弹性体材料42的层，所述一个或多个带束层沿径向向内布置且在胎面下方。一个或多个带束层合在一起形成“带”，该带也被称为“带结构”，并形成由一个或多个带束层40中的全部形成的环形结构。每个细长增强件44可以由金属或非金属细长增强件形成，其中细长增强件44由多个细丝形成，所述细丝沿长度方向排列，并根据需要沿其长度扭曲。金属细长增强件由最通常由钢形成的细丝构成，但是也可以由具有期望特性的任何金属形成。非金属增强件从由任何织物或纺织品(例如聚酯、人造丝、尼龙、芳纶、丝绸和/或玻璃纤维)形成的细丝构成。在所示的示例性实施例中，轮胎10包括一对带束层40以形成环形带结构，但是可以采用任何单个带束层40或三个或更多个带束层40来实现由任何一个或多个带束层40形成的环形带结构的期望特性。
在特定实施例中，与先前在现有技术的乘用车轮胎中所使用的那些相比，每个带束层40的整体质量减小，从而减小了滚动阻力，总体上改善了轮胎10的滚动阻力性能。另外地或可替代地，可以采用较低的滞后弹性体材料44，其也有助于减小滚动阻力。这些中的每一个也可以降低轮胎的工作温度。例如，在特定实施例中，每个细长增强件44形成0.60mm厚的钢缆。缆线由两(2)根扭绞的直径为0.3mm的钢丝构成。每个这样的细长增强件44的特征在于具有470N的断裂力，其中在使用其他细长增强件时的其他变型中，其可在420至520N的范围内。细长增强件44被布置成在长度方向上相对于纵向LONGd延伸大于24度并且直至32度，并且在其他情况下，相对于纵向LONGd为26度到30度，或基本上为28度。相反，用于先前的高性能乘用车轮胎的带束层使用细长的增强件，该增强件形成由四(4)根扭绞的直径为0.3mm的钢丝制成的钢缆，每根钢丝相对于纵向方向纵向延伸24度延伸。一个或多个带束层40中的每一个中的多个细长增强件44与一个或多个带束层中的每一个的弹性体材料42以中心线到中心线间隔开基本上1mm，这限定了细长增强件44的步距。弹性体材料42的厚度为1.08mm，并且其特征在于，如进行P8摆测试测量的，伸长模量小于10.5，并且由于60度的滞后(P60)引起的损耗小于26.5。与位于间隔开的细长增强件44之间的弹性体材料42一起，在以未固化状态施加到轮胎上之前，每个带束层40的厚度为1.22mm(其中用于先前高性能乘用车轮胎的带束层为1.42mm厚)。总之，每个带束层40的质量相对于先前在相关乘用车(高性能)轮胎中使用的带束层被减少5.5％(从2.531kg/mm2减少到2.394kg/mm2)。即使由于减小的步距而在任何给定尺寸的带束层40中包括更多的细长增强件44，额外的细长增强件也不抵消通过减小细长增强件直径而实现的质量减小(这也允许减少弹性体材料42)。如前所述，可以采用减少的滞后弹性体材料42，在某些示例性实例中，其特征在于具有小于26.5、23.5或更小，17.5至23.5或基本上20.5的滞后(P60)。在特定实施例中，弹性体材料42的特征在于具有基本为20.5的滞后(P60)和大致6MPa的伸长模量(MA10)，这与用于现有高性能乘用轮胎的带束层的弹性体材料的特征形成对比，后者具有大致26.5的滞后(P60)和大致10.5MPa的伸长模量(MA10)。
继续参考图3，胎冠部分16还包括盖层50，其从一个或多个带束层40以及从由包含在轮胎中的所有带束层形成的环形带结构径向向外布置。设置盖层50以增加胎冠部分16的刚度以抵消在高速下产生的离心力的影响。本文所述的盖层50的提供可以用于替代其他轮胎先前使用的其他盖层，或者添加到先前未结合盖层以控制带膨胀的轮胎中(即，一个或更多带束层40的全部)，如达到某些车速所需要的。例如，在特定情况下，盖层50与本文所述轮胎的其他特征一起使用，以提供额定用于车速高于每小时186英里(mph)(Y速度额定值)或更高的轮胎。盖层50布置在胎面20与一个或多个带束层40(带)之间。盖层50基本上在带束层40中的至少一个的整个宽度上延伸。这样做时，盖层50设置在每个肩18或肩肋32S1、32S2内。在其他变型中，盖层50可以部分地跨过带的宽度延伸，无论是在宽度上还是在盖束层或盖层内包括空间或间隙时，其可以适于实现任何预期的高速性能措施。
盖层50由弹性体材料层52形成，该弹性体材料层由以阵列间隔开的多个细长增强件54加强。细长增强件54布置成基本在轮胎的圆周方向Cd上沿长度方向延伸，即，在基本平行于将轮胎在其赤道中心线CLA上平分并垂直于旋转轴线A延伸的平面PCL的方向上。“基本平行”是指任何这样的细长增强件54相对于纵向方向LONGd或平面PCL延伸一角度或以绝对值的0至5度(即从-5度至5度)。
盖层50可以任何期望的方式施加。例如，在某些示例性实例中，盖层50使用一次缠绕在轮胎上的一个或多个片材形成，所述片材包括弹性体材料52和细长增强件54，而在其他示例性实例中，盖层50使用一个或多个带形成，所述带以螺旋构造绕轮胎多圈，所述带包括弹性体材料52和细长的增强件54。在绕成螺旋状构造时，带的每次绕线布置为邻接带的相邻绕线，或者在其他变型中，可与相邻绕线间隔开或重叠多达50％(提供间距或重叠，其中例如50％的重叠在带的各绕线之间形成1/2步距)。应当理解，可以采用一个或多个盖层50。在带的每个宽度方向的一端，在一端开始螺旋缠绕之前，并且在进行多次螺旋缠绕之后到达另一端之后，使盖条带旋转了一整圈。这样做时，盖层在带的每个宽度方向范围上延伸超过带4mm至14mm，即，延伸超过一个或多个带束层40的最宽处。
每个细长增强件54可以由金属或非金属细长增强件形成，其中细长增强件由多个细丝形成，所述细丝沿长度方向排列，并根据需要沿其长度扭曲。金属细长增强件由最通常由钢形成的细丝构成，但是也可以由具有期望特性的任何金属形成。非金属增强件从由任何织物或纺织品(例如聚酯、人造丝、尼龙、芳纶、丝绸和/或玻璃纤维)形成的细丝构成。在某些示例性实例中，所述盖层的特征在于每15mm的盖层宽度具有大于3150N的断裂力，而在其他情况下，所述盖层的特征在于每15mm的盖层宽度具有在4650N至6150N范围内的断裂力或每15mm盖层宽度大致5400N。在任何这样的实施例中，盖层的特征还在于在施加100N张力的情况下每15mm盖层宽度具有4％的伸长率，并且在施加200N张力的情况下每15mm盖层宽度具有5.5％的伸长率。在特定实施例中，参考图3，例如，盖层50使用诸如15mm宽的条带的条带形成，该条带以螺旋构造缠绕成完全横越并超过一对带束层40中的每一个的整个宽度，其中条带的每个缠绕紧靠条带的相邻缠绕并延伸超过最宽皮带层40或在某些示例性实例中在每一宽度方向范围处环形带结构的整个宽度小于15mm的距离Δ50。
可以在任何这样的考虑的盖层50(其包括用于形成这样的层的任何盖片或盖带)中使用的示例性的细长增强件54的特征在于具有在310N至410N范围内的断裂力。在更具体的情况下，每个细长增强件54的特征在于具有基本上等于360N的断裂力，其中这种细长增强件54以1mm步距的阵列布置，其中步距是相邻的细长增强件54之间的中心线到中心线的间隔。当使用特征在于其断裂力基本上等于360N以形成以1mm步距的15mm宽的盖条带的十五(15)个细长增强件54时，该15mm宽的条带的断裂力为5400N，并且其特征在于在100N力下测得的伸长率为4％，在200N力下测得的伸长率为5.5％。虽然可以使用其他弹性体材料，但在某些情况下，用于形成上述考虑的任何盖层50或盖条带的弹性体材料的特征如下表1表征：
表1：
<u>性质</u> <u>期望范围</u> <u>实施例A</u>
MA10 5.8至7.8MPa 6.8MPa
MA100 3.2至4.0MPa 3.6MPa
MA300 3.4至4.2MPa 3.8MPa
滞后损耗，P60 18至23％ 20.5％
在任何这样的实施例中，对于本文考虑的任何盖层50或盖条，每个细长增强件54由两(2)根纱线捻合形成，其中芳族聚酰胺167细丝与尼龙140细丝以每米290匝的速率捻合。在这种情况下，每个细长增强件的断裂力为360N。
对于由具有细长增强件的弹性体材料形成的任何带或盖层，细长增强件的阵列可以涂覆有弹性体材料，或者可以将弹性体的脱脂(层)施加到阵列的相对侧。然而，应当理解，可以采用任何其他方式来提供任何这种层。
在现有技术的轮胎中，全宽的盖层被施加到一对带束层上，该盖层从由尼龙形成的细长增强件形成。这些现有技术的细长增强件的特征在于具有210N的断裂力，并且当布置在具有1mm的步距的15mm宽的盖层带中时，该带具有3150N的断裂力。而且，以Z形构型施加了盖层，其中首先从盖层的预期宽度方向范围向内施加盖层带，该带例如向外缠绕至最近的宽度方向侧例如两个螺旋缠绕，并且然后在整个轮胎上沿横向方向以邻接布置螺旋缠绕，以形成盖层的整个宽度，然后将带远离宽度方向范围卷绕回去例如两个螺旋缠绕，以完成Z形构型。结果，现有技术的盖层在圆周方向和轴向方向上的刚性都较小。通过采用如本文中所讨论的更刚性的盖层50，如由特定布置的胎面特征所实现的，盖层50克服了由更柔性和顺应性的胎面20提供的刚度损失。具体地，本文所述的盖层50提供了沿横向(Y)方向的刚度的增加，以用于改善的D(Z)增益(在转弯刚度方面)和用于改善的操作性。本文所述的盖层50还提供了沿纵向(X)方向的刚度的增加，以改善磨损和干制动性能。在现有技术的轮胎中，轮胎的特征在于具有如上文所表达的下垂和锥度，并且在先前表示的每个宽度方向上具有轮胎厚度。还应注意，一对现有技术的带束层均采用细长增强件，每个增强件的断裂力为875N，并且布置成相对于轮胎的纵向方向纵向延伸24度，其中现有技术的细长增强件是由四(4)根0.30mm直径的钢丝形成的钢缆。
注意，根据本公开形成的轮胎根据DOT139 HSI测试方法可以达到Y速度等级，例如以下任何轮胎：
a.其具有从一个或多个带束层径向向外布置并且在胎面和一个或多个带束层之间的盖层，该盖层基本上在至少一个带束层的整个宽度上延伸并且布置成至少部分地在每个肩部内，所述盖层形成弹性体材料层，所述弹性体材料层由以阵列隔开的多个细长增强件增强，所述盖层的特征在于每15mm的所述盖层宽度具有大于210N的断裂力，或如本文所述的形成其变型的任何其他盖层；
b.其中，在径向最外带束层的每个宽度方向范围上，如由横向最外增强件在其最外侧位置处的中心定义的，每个宽度范围由横向最外增强件在其最外侧位置处的中心定义，胎面厚度在垂直于接地外侧的方向上延伸的距离大于在赤道平面的滑移深度的61％或根据本文所述的其其他变型；
c.其中，在滚动宽度的每个宽度方向范围上，胎面厚度在垂直于接地外侧的方向上延伸的距离大于在赤道平面的滑移深度的52％或者根据本文所述的其其他变型；
d.其中，在径向最外带束层的每个宽度方向范围上，如由横向最外增强件的中心在其最横向向外的位置所限定的，胎面厚度从水平线延伸径向距离，所述水平线从滑移深度在赤道平面延伸，径向距离延伸到滑移深度的底部，并且在径向最外带束层的相应宽度方向范围内等于滑移深度的50％至80％，或者根据本文所述的其其他变型；和
e.其中对于dx＝dD(Lx/LD)P的锥度方程式，P小于3或根据本文所述的其其他变型。
当将这种轮胎与先前描述的现有技术轮胎进行比较时，在实现Y速度等级时，在进行高速测试时观察到高速极限的改进，其中轮胎被装载在测试轮上并且连续地行驶，在测试中速度以10km/hr每10分钟递增增加，直到轮胎损坏。当使用高速测试将现有技术的轮胎与上述的轮胎进行比较时，实现了在15km/hr(每小时公里)与25km/hr之间的高速极限改进，这大约提高了7％。另外，这些轮胎在不牺牲雪地处理性能的情况下比现有技术的轮胎在磨损方面提高了20％，观察到轻微的增加(根据SAE主观测试标准为0.75SAE主观点增加)。总之，使用本文描述的特征的独特组合可以实现改善的高速性能，同时导致在肩部区域中胎面更厚且锥度更小，这通常降低高速性能。通过在肩部区域提供更厚的胎面，可以获得更深的凹槽(以滑移深度表示)。共同地，能够改善磨损、滑水和雪地性能。这些结果是出乎意料的，并且对于普通技术人员来说是意料不到的。
就其所使用范围而言，如在本文的权利要求书和说明书中所使用的术语“包括”、“包含”和“具有”或其任何变型均将被视为指示可以包含未指定的其它要素的开放群组。术语“一个”、“一种”和单数形式的词应理解为包括相同词的复数形式，以使这些术语表示提供了一个或多个某物。术语“至少一个”和“一个或多个”可以互换使用。术语“单个”应用于指示某种目的仅一种。类似地，当需要特定数量的事物时，将使用其他特定的整数值，例如“二”。术语“优选地”、“优选的”、“优选”、“可选地”、“可以”以及类似的术语用于指示所述及的项目、条件或步骤是实施例中的可选的(即，不是必需的)特征。除非另有说明，否则描述为“在a与b之间”的范围包括“a”和“b”的值。
尽管已经参照本发明的特定的实施例在本文中描述各种改进，应当理解，这种描述是以说明的方式，而不应被解释为限制任何要求保护的发明的范围。因此，任何要求保护的本发明的范围和内容将仅由以下权利要求书的条款以本形式或如在审批期间修订的形式或在任何继续申请中实行的形式限定。此外，应理解，除非另有说明，否则本文中论述的任何具体实施例的特征可以与本文中以其他方式论述或预期的任何一个或多个实施例的一个或多个特征组合。

Claims (14)

1.一种充气轮胎，包括：
一对环形胎圈区域，其沿着所述轮胎的旋转轴线轴向地间隔开；
一对侧壁，其沿所述轮胎的旋转轴线轴向间隔开，所述一对侧壁中的每个侧壁从所述一对胎圈区域中的一个胎圈区域相对于所述旋转轴线沿径向向外延伸；
胎冠部分，其在宽度方向上布置在所述一对侧壁之间并且围绕所述轮胎环形地延伸；
所述胎冠部分包括胎面，所述胎面环形地布置在所述胎冠部分周围，并形成所述轮胎要在其上滚动的接地外侧，所述胎面具有径向延伸的厚度和轴向延伸的宽度，所述胎面形成所述轮胎的磨损部分；
所述胎冠部分还包括一个或多个带束层，每个带束层形成弹性体材料层，该弹性体材料层由以阵列间隔开的多个细长增强件增强；
所述胎冠部分还包括一对肩部，每个肩部形成邻近每个侧壁布置的所述胎冠的一部分，
所述胎冠部分还包括从所述一个或多个带束层径向向外布置并且在所述胎面和所述一个或多个带束层之间的盖层，所述盖层基本上在至少一个所述带束层的整个宽度上延伸并且布置成至少部分地在每个肩部内，所述盖层形成弹性体材料层，该弹性体材料层由以阵列隔开的多个细长增强件增强，所述盖层的特征在于每15mm的所述盖层宽度具有大于210N的断裂力；和，
所述胎面包括多个胎面特征，其包括在所述胎面厚度内延伸深度的凹槽；
所述胎面特征延伸到所述胎面厚度中基本上达到限定所述胎面的滑移深度的深度，所述滑移深度是在所述轮胎胎面的预期寿命期间要磨损的所述胎面的厚度；
在径向最外侧带束层的每个宽度方向范围上，每个宽度方向范围由横向最外增强件的中心在其最横向向外的位置处限定，在垂直于所述接地外侧的方向上延伸的所述胎面厚度大于在赤道平面上所述滑移深度的61％；
在所述滚动宽度的每个宽度方向范围上，在垂直于所述接地外侧的方向上延伸的所述胎面厚度大于在所述赤道平面的滑移深度的52％；
在所述径向最外带束层的每个宽度方向范围上，如由所述横向最外增强件的中心在其最横向向外的位置所限定的，所述胎面厚度从水平线延伸径向距离，所述水平线从所述滑移深度在所述赤道平面延伸，所述径向距离延伸到所述滑移深度的底部，并且在所述径向最外带束层的相应宽度方向范围上等于所述滑移深度的50％至80％；
其中对于dx＝dD(Lx/LD)P的锥度方程式，P小于3。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中在所述滚动宽度的每个宽度方向范围上，从内侧延伸到所述接地外侧的所述轮胎的总厚度小于在垂直于所述接地外侧的方向上测得的所述胎面厚度的480％。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的轮胎，其中在所述径向最外侧带束层的每个宽度方向范围上，在垂直于所述接地外侧的方向上延伸的所述胎面厚度为在所述赤道平面的滑移深度的68％至70％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎，其中在所述滚动宽度的每个宽度方向范围上，在垂直于所述接地外侧的方向上延伸的所述胎面厚度为在所述赤道平面的滑移深度的62％至64％。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎，其中对于锥度方程式dx＝
dD(Lx/LD)P，P为2至2.7。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的轮胎，其中所述胎面由弹性体材料的外层形成，其特征在于玻璃化转变温度为-25℃至-10℃、tanδ为0.4到0.6、动态剪切模量为1.0到1.4MPa、门尼粘度为80到120、伸长模量(MA10)为5.75到9.5。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的轮胎，其中所述胎面由弹性体材料的外层和弹性体材料的内层形成，所述内层从所述胎面径向向内布置在所述胎面和所述一个或多个带束层和盖层之间，所述内层的特征在于其动态剪切模量等于表征所述胎面的动态剪切模量的58％至68％、伸长模量等于胎面伸长模量的40％至50％、和tanδ等于胎面tanδ的60％到75％。
8.根据权利要求7所述的轮胎，其中所述弹性体材料的外层的特征在于玻璃化转变温度为-25℃至-10℃、tanδ为0.4到0.6、动态剪切模量为1.0到1.4MPa、门尼粘度为80到120、伸长模量(MA10)为5.75到9.5。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的轮胎，其中所述一个或多个带束层的每个所述细长增强件形成由两根直径为0.3mm的扭绞钢丝形成的0.60mm厚的钢缆，并且其中所述一个或多个带束层中的每个中的所述多个增强件在中心线与中心线之间基本上间隔开1mm并且特征在于其伸长模量小于10.5以及由于60度的滞后损耗(P60)小于26.5。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的轮胎，其中所述一个或多个带束层形成一对带束层。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的轮胎，其中所述断裂力为每15mm宽度310至410N。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的轮胎，其中所述断裂力为每15mm宽度360N。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的轮胎，其中所述盖层以基本邻接的构型螺旋地延伸越过所述一个或多个带束层中的至少一个的宽度。
14.根据权利要求13所述的轮胎，其中所述盖层由以螺旋构型连续缠绕在所述轮胎上的条带形成，在盖层宽度的每个宽度方向范围上具有周向缠绕。
CN201780098101.9A 2017-12-30 2017-12-30 具有改善的操纵性能和速度耐久性的轮胎 Active CN111587186B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2017/069141 WO2019133010A1 (en) 2017-12-30 2017-12-30 Tire with improved handling performance and speed durability

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111587186A true CN111587186A (zh) 2020-08-25
CN111587186B CN111587186B (zh) 2022-06-14

Family

ID=61007878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780098101.9A Active CN111587186B (zh) 2017-12-30 2017-12-30 具有改善的操纵性能和速度耐久性的轮胎

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11498364B2 (zh)
EP (1) EP3732063B1 (zh)
KR (1) KR102391569B1 (zh)
CN (1) CN111587186B (zh)
WO (1) WO2019133010A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115809582A (zh) * 2022-12-22 2023-03-17 哈尔滨工业大学 一种通过轮胎接地压力分布判断轮胎耐久性能的方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230032614A1 (en) * 2019-12-24 2023-02-02 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Tire for improved noise performance
JP2023096309A (ja) * 2021-12-27 2023-07-07 住友ゴム工業株式会社 タイヤ

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0439238A2 (en) * 1986-11-05 1991-07-31 Sumitomo Rubber Industries Limited Pneumatic radial tyre
EP0533085A1 (en) * 1991-09-19 1993-03-24 Michelin Recherche Et Technique Tire structure for improved tread life
JPH1076805A (ja) * 1996-07-26 1998-03-24 Sumitomo Rubber Ind Ltd 空気入りタイヤ
JP2001097006A (ja) * 1999-09-30 2001-04-10 Bridgestone Corp 重荷重用空気入りラジアルタイヤ
JP2003127614A (ja) * 2001-10-25 2003-05-08 Sumitomo Rubber Ind Ltd 重荷重用ラジアルタイヤ
JP4008013B1 (ja) * 2006-06-23 2007-11-14 横浜ゴム株式会社 空気入りタイヤ
CN101111397A (zh) * 2005-06-17 2008-01-23 横滨橡胶株式会社 充气轮胎
US20100065174A1 (en) * 2006-11-06 2010-03-18 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Pneumatic tire
EP2505386A1 (en) * 2009-11-26 2012-10-03 Bridgestone Corporation Pneumatic tire
CN103373176A (zh) * 2012-04-12 2013-10-30 住友橡胶工业株式会社 充气轮胎
US20140332132A1 (en) * 2011-11-29 2014-11-13 Compagnie Generale Des Establissements Michelin Tire comprising a tread made up of several elastomeric compounds
DE112012007265T5 (de) * 2012-12-28 2015-09-24 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Luftreifen
US20150321519A1 (en) * 2012-12-28 2015-11-12 The Yokohama Rubbe Co., Ltd. Pneumatic Tire
CN105142930A (zh) * 2013-04-23 2015-12-09 横滨橡胶株式会社 充气轮胎
US20160023516A1 (en) * 2014-07-23 2016-01-28 Toyo Tire & Rubber Co., Ltd. Pneumatic tire
CN105473348A (zh) * 2013-09-04 2016-04-06 横滨橡胶株式会社 充气轮胎
FR3036320A1 (fr) * 2015-05-18 2016-11-25 Michelin & Cie Pneumatique comportant des couches de travail constituees de fils unitaires
WO2017061509A1 (ja) * 2015-10-06 2017-04-13 横浜ゴム株式会社 空気入りタイヤ
CN107074022A (zh) * 2014-10-28 2017-08-18 米其林集团总公司 飞机轮胎

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5470580A (en) 1977-11-14 1979-06-06 Denka Engineering Granular solid pressurized conveyance method and apparatus
CA2007058A1 (en) 1989-06-09 1990-12-09 Adel Farhan Halasa Pneumatic tires
JP3024986B2 (ja) 1990-08-16 2000-03-27 株式会社ブリヂストン 空気入りタイヤ
JPH05139121A (ja) 1991-11-21 1993-06-08 Sumitomo Rubber Ind Ltd 空気入りタイヤ
JP2899207B2 (ja) 1994-04-11 1999-06-02 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
FR2740778A1 (fr) 1995-11-07 1997-05-09 Michelin & Cie Composition de caoutchouc a base de silice et de polymere dienique fonctionalise ayant une fonction silanol terminale
FR2765882B1 (fr) 1997-07-11 1999-09-03 Michelin & Cie Composition de caoutchouc a base de noir de carbone ayant de la silice fixee a sa surface et de polymere dienique fonctionnalise alcoxysilane
ATE290565T1 (de) 2000-02-24 2005-03-15 Michelin Soc Tech Vulkanisierbare kautschukmischung zur herstellung eines luftreifens und luftreifen, der eine solche zusammensetzung enthält
MXPA02000865A (es) 2000-05-26 2002-11-20 Michelin Rech Tech Composicion de caucho utilizable como banda de rodadura de neumatico.
FR2854404B1 (fr) 2003-04-29 2005-07-01 Michelin Soc Tech Procede d'obtention d'un elastomere greffe a groupes fonctionnels le long de la chaine et compositions de caoutchouc
BRPI0621889A2 (pt) 2006-07-13 2014-04-29 Michelin Rech Tech Pneu.
JP5108924B2 (ja) 2010-10-07 2012-12-26 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
KR20140080505A (ko) 2011-09-29 2014-06-30 미쉐린 러쉐르슈 에 떼크니크 에스.에이. 개선된 스노우 및 드라이 접지력을 갖는 트레드를 가진 타이어
US20140230980A1 (en) 2011-09-29 2014-08-21 Michelin Recherche Et Technique S.A. Tire with tread having improved snow and dry traction
US20130153100A1 (en) 2011-12-14 2013-06-20 Olivier Piffard Tire with tread having improved wet traction
US10486474B2 (en) 2014-06-19 2019-11-26 Pirelli Tyre S.P.A. Car tyre
JP6445870B2 (ja) 2015-01-05 2018-12-26 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
US11090981B2 (en) 2015-12-29 2021-08-17 Pirelli Tyre S.P.A. Tyre for vehicle wheels

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0439238A2 (en) * 1986-11-05 1991-07-31 Sumitomo Rubber Industries Limited Pneumatic radial tyre
EP0533085A1 (en) * 1991-09-19 1993-03-24 Michelin Recherche Et Technique Tire structure for improved tread life
JPH1076805A (ja) * 1996-07-26 1998-03-24 Sumitomo Rubber Ind Ltd 空気入りタイヤ
JP2001097006A (ja) * 1999-09-30 2001-04-10 Bridgestone Corp 重荷重用空気入りラジアルタイヤ
JP2003127614A (ja) * 2001-10-25 2003-05-08 Sumitomo Rubber Ind Ltd 重荷重用ラジアルタイヤ
CN101111397A (zh) * 2005-06-17 2008-01-23 横滨橡胶株式会社 充气轮胎
JP4008013B1 (ja) * 2006-06-23 2007-11-14 横浜ゴム株式会社 空気入りタイヤ
US20100065174A1 (en) * 2006-11-06 2010-03-18 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Pneumatic tire
EP2505386A1 (en) * 2009-11-26 2012-10-03 Bridgestone Corporation Pneumatic tire
US20140332132A1 (en) * 2011-11-29 2014-11-13 Compagnie Generale Des Establissements Michelin Tire comprising a tread made up of several elastomeric compounds
CN103373176A (zh) * 2012-04-12 2013-10-30 住友橡胶工业株式会社 充气轮胎
DE112012007265T5 (de) * 2012-12-28 2015-09-24 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Luftreifen
US20150321519A1 (en) * 2012-12-28 2015-11-12 The Yokohama Rubbe Co., Ltd. Pneumatic Tire
CN105142930A (zh) * 2013-04-23 2015-12-09 横滨橡胶株式会社 充气轮胎
US20160068023A1 (en) * 2013-04-23 2016-03-10 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Pneumatic Tire
CN105473348A (zh) * 2013-09-04 2016-04-06 横滨橡胶株式会社 充气轮胎
US20160023516A1 (en) * 2014-07-23 2016-01-28 Toyo Tire & Rubber Co., Ltd. Pneumatic tire
CN107074022A (zh) * 2014-10-28 2017-08-18 米其林集团总公司 飞机轮胎
FR3036320A1 (fr) * 2015-05-18 2016-11-25 Michelin & Cie Pneumatique comportant des couches de travail constituees de fils unitaires
WO2017061509A1 (ja) * 2015-10-06 2017-04-13 横浜ゴム株式会社 空気入りタイヤ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115809582A (zh) * 2022-12-22 2023-03-17 哈尔滨工业大学 一种通过轮胎接地压力分布判断轮胎耐久性能的方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3732063A1 (en) 2020-11-04
CN111587186B (zh) 2022-06-14
KR102391569B1 (ko) 2022-04-29
WO2019133010A1 (en) 2019-07-04
US11498364B2 (en) 2022-11-15
KR20200092384A (ko) 2020-08-03
US20200331299A1 (en) 2020-10-22
EP3732063B1 (en) 2023-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111556814B (zh) 在不牺牲干制动或无磨损的情况下具有改进的雪地性能的轮胎
US9358840B2 (en) Tire for a vehicle carrying heavy loads
CN111587186B (zh) 具有改善的操纵性能和速度耐久性的轮胎
US20020033212A1 (en) Dual composition tread band for tire
EP3418074B1 (en) Pneumatic tire
EP3532314B1 (en) A tread made from multi compounds
US10286730B2 (en) Tire comprising a layer of circumferential reinforcement elements
CN111372793A (zh) 用于乘用车辆的轮胎
CN108472997B (zh) 具有改进的磨损和滚动阻力性能的轮胎
CN108367620B (zh) 具有改进的磨损和滚动阻力性能的轮胎
CN108430799B (zh) 具有改进的磨损和滚动阻力性能的轮胎
WO2019133009A1 (en) Tire with improved rolling resistance performance
US10525775B2 (en) Tire comprising a layer of circumferential reinforcement elements
US10399385B2 (en) Tire comprising a layer of circumferential reinforcing elements
CN108367610B (zh) 具有改进的磨损和滚动阻力性能的轮胎
CN108290448B (zh) 具有改进的磨损和滚动阻力性能的轮胎
CN108290451B (zh) 具有改进的磨损和滚动阻力性能的轮胎
US8334333B2 (en) Rubber composites for tire treads and tire
CN108367605B (zh) 具有改进的磨损和滚动阻力性能的轮胎
CN111386202A (zh) 用于乘用车辆的轮胎
CN113195244B (zh) 优化的货车轮胎
CN113195248B (zh) 优化的货车轮胎
CN108367618B (zh) 具有改进的磨损和滚动阻力性能的轮胎
CN107645992B (zh) 包括由单根丝线形成的工作层的轮胎
WO2023069066A1 (en) Tire with high compression set elastomer

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant