CN111731043A - 一种子午线轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种子午线轮胎，包括：胎面部、胎体和带束层，带束层包括钢丝帘布层和包覆层，钢丝帘布层至少具有二层，且各钢丝帘布层由覆胶钢丝帘线缠绕而成，钢丝帘布层两侧的轴向端部的径向上方各设置至少一层包覆层，包覆层采用螺旋缠绕方式设置在钢丝帘布层两侧的轴向端部。本发明钢丝帘布层和包覆层采用螺旋缠绕方式，能加强胎体束缚提升胎面刚性，降低子午线轮胎的滚动阻力；螺旋缠绕方式能够有效降低钢丝帘线的残余应力，回弹性小，包覆性强，提升子午线轮胎的耐久性能，保证子午线轮胎精度的同时提升作业效率。

Description

一种子午线轮胎

技术领域

本发明涉及轮胎的技术领域，特别是指一种子午线轮胎。

背景技术

根据轮胎胎体帘线的排列方式，轮胎可以分成斜交轮胎和子午线轮胎；子午 线轮胎的胎体帘布层的帘线与胎面中心线呈90°角或接近90°角排列并以带束层 箍紧胎体的充气轮胎。如图8所示，为现有的一种子午线轮胎1’的断面剖视局部 示意图，轮胎1’包括胎面部10’、胎边部20’、胎体30’、内面部40’和胎圈部(胎 圈部未示出，胎体30’在轮胎1’两侧胎圈部绕卷反包)。为束缚子午线轮胎的胎 体膨胀，一般会在胎体30’的径向外侧层贴钢丝带束层50’以及冠带层60’。由于 钢丝帘线本身具有回弹力，钢丝帘布层边端会产生残留应力，因此传统的钢丝带 束层50’边端在轮胎行驶中容易发生翘曲现象，从而影响子午线轮胎的耐久性能； 即使在层贴钢丝带束层50’的径向外侧贴合冠带层60’仍无法完全避免带束层50’ 边端翘曲；同时也增加了子午线轮胎的重量，不利于轮胎滚动阻力的降低。同时，钢丝带束层50’采用层贴的作业方式，对胎体30’的束缚力不足而使得子午线轮胎 1’的真圆度和胎面部10’的刚性不足，不利于子午线轮胎滚动阻力的降低。

除上述公开的子午线轮胎的带束层结构外，还公开了采用缠绕方式的带束层 结构。公告号为CN203818935U的发明专利公开了一种全钢丝子午线轮胎，包括 胎体帘布以及设置在胎体帘布上的带束层构件，带束层构件的1#带束层直接贴合 在胎体帘布上，在1#带束层上缠绕有2#带束层，2#带束层为螺旋缠绕的周向增 强层；在2#带束层上贴3#带束层，在3#带束层上贴合4#带束层，在4#带束层的 两侧3#带束层的上方设置有对称的5#带束层，5#带束层为螺旋缠绕的周向增强 层，同时对带束层的角度和钢丝根数等做限定。公告号为CN102358110A的发明 专利申请公开了一种采用钢丝缠绕带束层结构的子午线轮胎及其制造方法，其子 午线轮胎包括胎面、带束层和胎侧，所述带束层包括1#带束层、2#带束层、3#带束层和4#带束层以及0#带束层，所述0#带束层为与轮胎周向一致的缠绕式钢 丝帘布，0#带束层设置在通过缠绕法对称设置贴合在1#带束层两侧2#带束层的 下方；同时对钢丝的角度和钢丝根数和长度等做限定。

上述公开的两篇在先专利均为钢丝子午线轮胎，公开的钢丝子午线轮胎的局 部带束层采用钢丝帘线螺旋缠绕方式，旨在约束轮胎胎肩变形，提升肩部刚性实 现轮胎的使用性能。但是，带束层构件层数较多，胎体生热大、构件之间黏着包 风等现象易导致轮胎早期破坏而影响子午线轮胎的耐久性能；同时带束层构件层 数较多，轮胎胎体重量增加不利于轮胎滚动阻力的降低。此外，公开的带束层构 件采用直接贴合以及螺旋缠绕等组合形式，轮胎在作业模式中需频繁切换，容易 导致作业精度下降同时影响轮胎的生产效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可实现轮胎便捷作业的同 时降低轮胎滚动阻力，提升轮胎耐久性能的子午线轮胎。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种子午线轮胎，包括胎面部、胎体和位于胎面部径向下方与胎体径向上方 之间的带束层，带束层包括钢丝帘布层和包覆层，钢丝帘布层至少具有二层，各 钢丝帘布层由覆胶钢丝帘线缠绕而成，钢丝帘布层两侧的轴向端部的径向上方各 设置至少一层包覆层，包覆层采用缠绕方式设置在钢丝帘布层两侧的轴向端部。

采用上述方案后，相较于现有技术，本发明子午线轮胎将带束层采用覆胶钢 丝帘线缠绕形成钢丝帘布层，带束层钢丝帘布层采用缠绕方式，能够有效降低钢 丝帘线的残余应力，其回弹性小，包覆性强，充分保证了子午线轮胎的胎体真圆 度；对胎体的束缚力大，胎面部整体刚性增强，可降低子午线轮胎的滚动阻力， 提升子午线轮胎的耐久性能。此外，带束层采用缠绕方式，可以依据子午线轮胎 的使用条件灵活调整缠绕角度和缠绕方向等，不必额外切换作业设备，实现子午 线轮胎作业的便捷性，可在保证子午线轮胎精度的同时提升作业效率。

进一步，所述带束层的钢丝帘布层包括第一层钢丝帘布层和位于第一层钢丝 帘布层径向上方的第二层钢丝帘布层，第一层钢丝帘布层和第二层钢丝帘布层关 于轮胎中心平面对称分布且呈阶梯状落差设置，即第一层钢丝帘布层的边端位于 第二层钢丝帘布层的边端的轴向外侧。

进一步，所述第一层钢丝帘布层轴向端部下方设置有第一垫胶；第二层钢丝 帘布层轴向端部下方设置第二垫胶；第二垫胶截面呈径向上凸且完全被第二层钢 丝帘布层包覆。

进一步，设置在钢丝帘布层两侧的轴向端部的径向上方的包覆层为一层时， 钢丝帘布层两侧的包覆层的缠绕方向相同；设置在钢丝帘布层两侧的轴向端部的 径向上方的包覆层为二层时，钢丝帘布层两侧的包覆层的缠绕方向相反。

进一步，钢丝帘布层的钢丝帘线直径大于包覆层帘线直径。

进一步，构成带束层的钢丝帘布层的钢丝帘线密度不大于23根/英寸，同时 不小于12根/英寸。

进一步，构成包覆层的帘线可以是钢丝帘线，也可以是尼龙帘线。

进一步，所述包覆层具有二层或多层时，各包覆层沿轮胎旋转中心轴做向心 缠绕时，后一圈缠绕条带与前一圈缠绕条带部分交叠，从而在径向上形成二层或 多层，且后一圈缠绕条带与前一圈缠绕条带的交叠宽度不宜超过缠绕条带宽度的 50％。如此设置能加强带束层的轴向边端，提升子午线轮胎行驶用的耐久性能， 同时能够保证多层包覆层对带束层轴向边端有足够的束缚又不给子午线轮胎增 加过多重量。

进一步，构成钢丝帘布层的覆胶钢丝帘线从轮胎轴向的一端向另一端以0° ～17°的缠绕角度依次缠绕，构成带束层的多层覆胶钢丝帘线与轮胎中心平面的 缠绕倾斜角度相同，均为0°～17°，但相邻钢丝帘布层的缠绕倾斜角度的方向相 反。

进一步，构成带束层的覆胶钢丝帘线采用单根覆胶钢丝沿着胎体缠绕，或采 用多根覆胶钢丝平行排列形成覆胶钢丝条带沿着胎体缠绕；所述包覆层采用单根 覆胶钢丝、由多根覆胶钢丝平行排列形成覆胶钢丝条带、单根覆胶尼龙帘线、由 多根覆胶尼龙帘线平行排列形成覆胶尼龙条带中的任意一种或组合缠绕。

附图说明

图1为本发明轮胎第一实施例断面剖视局部示意图；

图2为图1中胎体和带束层分层排布俯视示意图；

图3为图2中带束层断面剖视示意图；

图4为本发明轮胎第二实施例胎体和带束层分层排布俯视示意图；

图5为图4中带束层断面剖视示意图；

图6为本发明轮胎第三实施例断面剖视局部示意图；

图7为现有技术轮胎断面剖视局部示意图。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详 细阐述。

首先对轮胎的方位做定义：CL表示轮胎中心平面；图中的水平方向表示轮 胎的轴向，竖直方向为轮胎的径向，垂直纸面方向为轮胎的周向；靠近轮胎中心 平面CL表示内侧，远离轮胎中心平面CL表示外侧。

如图1所示，为本发明子午线轮胎的第一实施例断面剖视局部示意图，轮胎 1包括胎面部10、胎体30和位于胎面部10径向下方和胎体30径向上方之间的 带束层50、胎边部20、内面层40和胎圈部(胎圈部未示出，胎体30在轮胎1 两侧胎圈部绕卷反包)。带束层50包括至少2层由覆胶钢丝帘线缠绕而成的钢丝 帘布层和包覆层70，钢丝帘布层两侧轴向端部的径向上方各设置至少一层包覆层70。在本实施中，带束层50包括第一层钢丝帘布层50a和位于第一层钢丝帘布 层50a径向上方的第二层钢丝帘布层50b。第一层钢丝帘布层50a和第二层钢丝 帘布层50b关于轮胎中心平面CL对称分布且呈阶梯状落差设置，即第一层钢丝帘布层50a的边端位于第二层钢丝帘布层50b的边端的轴向外侧。

由于带束层50采用覆胶钢丝帘线缠绕形成钢丝帘布层，其覆胶钢丝帘线围 绕轮胎旋转轴心向心缠绕，钢丝回弹性小且包覆力强，充分保证了子午线轮胎的 胎体真圆度；对胎体30的束缚力大，胎面部10整体刚性增强，可降低子午线轮 胎的滚动阻力。

为了进一步提升带束层50对子午线轮胎胎体30的束缚，覆胶钢丝帘线从轮 胎轴向的一端向另一端以0°～17°的缠绕角度依次螺旋缠绕。图2为图1中胎体 30和带束层50分层排布俯视示意图，构成带束层50的径向下方的第一层钢丝帘 布层50a的覆胶钢丝帘线与轮胎中心平面CL呈倾斜角度α依次从胎体30的轴 向端部的一侧缠绕至轴向端部的另一侧；相应地，构成带束层50的第一层钢丝 帘布层50a的径向上方的第二层钢丝帘布层50b的覆胶钢丝帘线与轮胎中心平 面CL呈倾斜角度β依次从胎体30的轴向端部的一侧缠绕至轴向端部的另一侧。 为了确保子午线轮胎整体均匀性以及对胎体的束缚，构成带束层50的两层覆胶 钢丝帘线与轮胎中心平面CL的缠绕倾斜角度α与β角度相同，均为0°～17°，但 缠绕倾斜角度α与缠绕倾斜角度β的方向相反。

构成带束层50的钢丝帘布层可以采用单根覆胶钢丝沿着胎体30依次缠绕， 也可以由多根覆胶钢丝平行排列形成覆胶钢丝条带沿着胎体30依次缠绕。采用 单根覆胶钢丝还是由多根覆胶钢丝平行排列形成覆胶钢丝条带，主要是由子午线 轮胎的作业效率以及钢丝帘布层的接头大小等因素来综合考虑。

本发明子午线轮胎的带束层50采用缠绕方式，能够有效降低钢丝帘布层的 残余应力，其回弹性小，包覆性强，可提升子午线轮胎的耐久性能。同时覆胶钢 丝帘线围绕胎体做向心缠绕时，对胎体的包覆性强，可提高胎体真圆度，降低轮 胎的滚动阻力。此外，带束层采用缠绕方式，可以依据子午线轮胎的使用条件灵 活调整缠绕角度和缠绕方向等，不必额外切换作业设备实现子午线轮胎作业的便 捷性，可在保证子午线轮胎精度的同时提升作业效率。

带束层50的钢丝帘布层50a和50b两侧轴向端部的径向上方各设置有至少 一层包覆层70，包覆层70采用螺旋缠绕方式设置在钢丝帘布层50a、50b两侧的 轴向端部。图3展示了图2中带束层50的断面剖视结构简化示意图，包覆层70 可以采用单根覆胶钢丝或者由多根覆胶钢丝平行排列形成覆胶钢丝条带；也可以 采用单根覆胶尼龙帘线或者由多根覆胶尼龙帘线平行排列形成覆胶尼龙条带。当 包覆层70采用条带沿着轮胎旋转中心轴做向心缠绕时，后一圈缠绕条带与前一 圈缠绕条带形成部分交叠，从而使包覆层70在径向上形成二层或多层。

图2～图3所展示的包覆层70为一层螺旋缠绕方式，设置在轮胎中心平面CL 的两侧轴向端部，位于轴向端部两侧的包覆层70的帘线或者条带的缠绕方向为 同向。在图3所示的实施例中，位于轮胎中心平面CL一侧的包覆层70的缠绕 起点为s依次缠绕至终点e；同样的，位于轮胎中心平面CL另一侧的包覆层70 的缠绕起点为s依次缠绕至终点e。

图4为本发明子午线轮胎第二实施例的胎体和带束层分层排布俯视示意图； 图5为图4中带束层断面剖视示意图；图4～图5所展示的包覆层71和包覆层72 为二层螺旋缠绕方式，设置在轮胎中心平面CL的两侧轴向端部，位于轴向端部 两侧的包覆层71和包覆层72的条带沿轮胎旋转中心轴做向心缠绕时的缠绕方向 为反向。在图5所示的实施例中，位于轮胎中心平面CL一侧的包覆层71的缠 绕起点为s依次缠绕至终点e；在图示中的缠绕方向为由外侧向内侧缠绕；同样 的，位于轮胎中心平面CL另一侧的包覆层72的缠绕起点为s依次缠绕至终点e； 在图示中的缠绕方向为由外侧向内侧依次缠绕。如图5所示的箭头指向表示包覆 层71和包覆层72的条带的缠绕方向是相反的。

值得注意的是，如图5所示，包覆层71和包覆层72沿轮胎旋转中心轴做向 心螺旋缠绕时，后一圈缠绕条带与前一圈缠绕条带部分交叠，从而在径向上形成 上下两层，如此设置能有效加强带束层50的轴向边端，提升子午线轮胎行驶用 的耐久性能。为了保证包覆层71、72对带束层50轴向边端有足够的束缚又不会 给子午线轮胎增加过多重量，后一圈缠绕条带与前一圈缠绕条带的交叠宽度不宜 过大，其交叠宽度b不宜超过缠绕条带宽度a的50％。

图2～图5所展示的带束层50的两种实施例示意图，带束层50轴向端部设置 包覆层70和包覆层71、72，能够进一步加强缠绕钢丝帘布层的边端包覆性，同 时在一定程度上实现子午线轮胎轻量化，进一步降低轮胎滚动阻力，降低车辆油 耗。

图6为本发明轮胎第三实施例断面剖视局部示意图，结合图7胎面肩部区域 局部放大断面剖视示意图，本实施例子午线轮胎1，包括胎面部10、胎边部20、 内面部30、胎体40以及带束层50，带束层50包括由覆胶钢丝帘线缠绕而成的 第一层钢丝帘布层50a和第二层钢丝帘布层50b以及位于钢丝帘布层轴向端部上 方的包覆层70。第一层钢丝帘布层50a轴向端部下方设置有第一垫胶60；第二 层钢丝帘布层50b轴向端部下方设置第二垫胶61；第二垫胶61截面呈径向上凸 且完全被第二层钢丝帘布层50b包覆。胎面部10径向下方设置胎面基部11，胎 面基部11的材质有别于胎面部10，主要由散热性优于胎面部10的材质构成。为 更好地阐述本实施例，假定通过胎面部10的沟槽底部12并且与轮胎接地面T平 行的假象线L，位于胎面肩部区域的部分胎面基部11可以上凸设置在假象线L 的径向下方，也可以上凸至假象线L的径向上方。第二垫胶61截面呈径向上凸 且完全被第二层钢丝帘布层50b包覆而使得带束层50b的轴向端部呈上凸状，但 上凸不超过假象线L。当子午线轮胎行驶时带束层50的两侧轴向端部的径向上 凸的第二垫胶61能适当抑制胎面肩部区域的弧线曲率变大的趋势，使得轮胎在 行驶中胎面部10磨耗更均匀，提升子午线轮胎的耐久性能。此外胎面部10的肩 部区域设置上凸的胎面基部11使得轮胎在不降低胎面磨耗的情况下能够合理分 布胎面肩部区域材料，降低胎面肩部区域生热，进一步提高子午线轮胎的耐久性 能。

带束层50采用覆胶钢丝帘线缠绕而成，可以根据子午线轮胎的使用条件确 定钢丝缠绕的疏密程度，但覆胶钢丝帘线的缠绕密度不超过23根/英寸、同时不 少于12根/英寸；避免缠绕过于密集导致轮胎刚性过强而造成胎面非正常磨耗； 但缠绕过疏会导致轮胎刚性不足影响轮胎的使用性能。

带束层50的钢丝帘布层两侧轴向端部的包覆层70帘线可以是钢丝帘线，也 可以是尼龙帘线。包覆层70的帘线直径d2小于钢丝帘布层的钢丝直径d1，如此 加强包覆层70对钢丝帘布层两侧轴向端部的包覆性，提升子午线轮胎的耐久性 能。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的 普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (10)

1.一种子午线轮胎，其特征在于，包括：胎面部、胎体和位于胎面部径向下方与胎体径向上方之间的带束层，带束层包括钢丝帘布层和包覆层，钢丝帘布层至少具有二层，各钢丝帘布层由覆胶钢丝帘线缠绕而成，钢丝帘布层两侧的轴向端部的径向上方各设置至少一层包覆层，包覆层采用缠绕方式设置在钢丝帘布层两侧的轴向端部。

2.如权利要求1所述的一种子午线轮胎，其特征在于：所述带束层的钢丝帘布层包括第一层钢丝帘布层和位于第一层钢丝帘布层径向上方的第二层钢丝帘布层，第一层钢丝帘布层和第二层钢丝帘布层关于轮胎中心平面对称分布且呈阶梯状落差设置，即第一层钢丝帘布层的边端位于第二层钢丝帘布层的边端的轴向外侧。

3.如权利要求2所述的一种子午线轮胎，其特征在于：所述第一层钢丝帘布层轴向端部下方设置有第一垫胶；第二层钢丝帘布层轴向端部下方设置第二垫胶；第二垫胶截面呈径向上凸且完全被第二层钢丝帘布层包覆。

4.如权利要求1所述的一种子午线轮胎，其特征在于：设置在钢丝帘布层两侧轴向端部径向上方的包覆层为一层时，钢丝帘布层两侧的包覆层的缠绕方向相同；设置在钢丝帘布层两侧的轴向端部的径向上方的包覆层为二层时，钢丝帘布层两侧的包覆层的缠绕方向相反。

5.如权利要求1所述的一种子午线轮胎，其特征在于：钢丝帘布层的钢丝帘线直径大于包覆层帘线直径。

6.如权利要求1所述的一种子午线轮胎，其特征在于：构成钢丝帘布层的钢丝帘线密度不大于23根/英寸，同时不小于12根/英寸。

7.如权利要求1所述的一种子午线轮胎，其特征在于：构成带束层的包覆层的帘线为钢丝帘线或尼龙帘线。

8.如权利要求1所述的一种子午线轮胎，其特征在于：所述包覆层具有二层或多层时，各包覆层沿轮胎旋转中心轴做向心缠绕时，后一圈缠绕条带与前一圈缠绕条带部分交叠，从而在径向上形成二层或多层，且后一圈缠绕条带与前一圈缠绕条带的交叠宽度不宜超过缠绕条带宽度的50％。

9.如权利要求1所述的一种子午线轮胎，其特征在于：构成钢丝帘布层的覆胶钢丝帘线从轮胎轴向的一端向另一端以0°～17°的缠绕角度依次缠绕，构成带束层的多层覆胶钢丝帘线与轮胎中心平面的缠绕倾斜角度相同，均为0°～17°，但相邻钢丝帘布层的缠绕倾斜角度的方向相反。

10.如权利要求1所述的一种子午线轮胎，其特征在于：构成带束层的覆胶钢丝帘线采用单根覆胶钢丝沿着胎体缠绕，或采用多根覆胶钢丝平行排列形成覆胶钢丝条带沿着胎体缠绕；所述包覆层采用单根覆胶钢丝、由多根覆胶钢丝平行排列形成覆胶钢丝条带、单根覆胶尼龙帘线、由多根覆胶尼龙帘线平行排列形成覆胶尼龙条带中的任意一种或组合缠绕。

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