CN1309037A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

一种充气轮胎包括一对侧壁部分,每个侧壁部分在轴向外表面上设有一个侧部保护结构,该侧部保护结构包括至少两个同心的肋和至少一条在肋间限定的周向槽,所述周向槽由在轮胎周向上交错的一系列深部和浅部构成。

Description

充气轮胎
本发明涉及充气轮胎，更具体来说，涉及在天然土路高速行驶条件下能够改善耐久性的侧壁结构。
在天然土路高速行驶如在汽车驾驶技术比赛中使用的充气轮胎中，重要的是要保护轮胎侧壁免受路上边缘物体的损伤。
作为一种对策，如图6所示，每个侧壁(a)设有多个轴向突出的同心肋(b)，其中相邻肋(b)间的一个部分(c)形成深度不变的槽状(下文中称为“槽(c)”)。这种轮胎公开在日本专利第2613996号中。
如果在行驶中槽(c)的底部被切割，那么，由于轮胎变形时在轮胎径向上的拉伸应力集中在槽的底部上，因而由于存在肋而使切口易于变大。
如果肋的轴向凸起被增大，那么就可以避免这种切口。但是，这不可避免使轮胎重量增加，而这对比赛轮胎是特别不合乎要求的。
另一方面，如果在槽底部橡胶厚度增加，即，槽(c)的深度减小，那么，上述槽(c)对切割的耐受力就可以增加。但是，在这种情形中，除了轮胎重量增加以外，易于引起的不利结果是由于集中在槽底部的拉伸应力f随着槽深度减小而增加，因而在槽底部出现裂痕。另外，轮胎的减震性能变劣。
因此，本发明的目的是提供一种适于在天然土路上高速行驶的充气轮胎，其中耐切割性能被改善，有效控制了裂纹的出现而不增加轮胎重量。
按照本发明，充气轮胎包括一对侧壁，每个侧壁在其外表面上设有侧部保护结构，该侧部保护结构包括至少两个同心的肋和至少一个在其间的周向槽，其中周向槽由一系列在轮胎周向上交错的深部和浅部构成。
因此，浅部连接彼此相邻的肋以阻止开口槽的运动。即使深部被切割，由于深部中的拉伸应力被浅部的存在而有效地减小，因而可以防止切口的发展。如果浅部被切割，由于浅部具有足够的橡胶厚度，因而可防止切口的发展。
现在对照以下附图详述本发明的实施例。
图1是按照本发明的充气轮胎的横剖图。
图2是轮胎的侧视图，表示其侧部保护结构的一个实例。
图3A和3B分别是沿图2中A-A线和B-B线的剖视图。
图4和5的剖视图分别表示图3A所示槽底部的一种改进。
图6的横剖图用于说明现有技术中的问题。
在附图中，按照本发明的充气轮胎1包括一个胎面部分2、一对侧壁部分3、一对带有胎缘填充芯5的胎缘部分4、一个在胎缘部分4之间延伸的胎体6、一个在胎面部分2中在胎体6的径向外侧设置的带7。在这个实例中，轮胎1是用于汽车驾驶技术比赛的径向轮胎。
胎体6包括至少一个，在本实例中为两个帘布层6A和6B，它们相对于轮胎赤道C成70°至90°角地径向或半径向地布置，并在胎缘4之间穿过胎面部分2和侧壁部分3延伸，在每个胎缘部分中从轮胎的径向内侧至径向外侧围绕胎缘填充芯5翻起，以便形成一对翻起部分6b和一个在其间的主要部分6a。至于胎体帘线，可以使用有机纤维如尼龙、聚酯、芳族酰胺、芳族聚酯、人造丝及类似物的帘线、碳纤维帘布、钢丝帘线等。
在每个胎缘部分4中的翻起部分6b和主要部分6a之间设有从胎缘填充芯5径向向外延伸的缘顶8。在本实例中，胎缘部分4不设置任何加强层。但是，如果需要也可以设置加强帘线层。
在本实例中的带7由两个横向层构成，一个是径向内层7A，一个是径向外层7B，每层由平行的钢丝帘线构成。除了钢丝帘线以外，有机纤维帘线如芳族酰胺、芳族聚酯、尼龙、聚酯、人造丝或类似物也可用作带的帘线。
按照本发明，每个侧壁部分3在外表面10上设有一个轴向突起、周向延伸的侧部保护结构11。
侧部保护结构11包括至少两个同心的肋和至少一个在同心肋间限定的周向槽12，其中周向槽12由一系列在轮胎周向上交错的深部12a和浅部12b构成。因此，槽12的深度在轮胎周向上周期性变化。
至于槽12的数目，在每个侧部保护结构11上最好设置三条或更多槽12，槽12(在图中，六条槽)在径向上基本等距离地设置。
在径向上测量的每条槽12的宽度推荐设定为0.25至4mm的范围内，最好在1至3mm的范围内。
侧部保护结构11在轮胎剖面高度H的大约一半的位置的径向外侧上形成。最好，如图1所示，侧部保护结构11形成得覆盖胎面橡胶的轴向端部(B)直至或接近胎体6的最大剖面宽度点。从紧靠侧部保护结构11径向内侧的一点，侧壁部分变得最薄，在本例中，该点接近胎体6的最大剖面宽度点。上述薄部继续径向向内延伸大于槽12宽度W的一段。
从侧部保护装置11上的薄部测量，侧部保护结构11的突起高度(h)推荐设定在不小于2.5mm的范围内，最好在3至4mm的范围内。
保护装置11的径向长度S推荐设定在轮胎截面高度H的20至60％的范围内，最好在25至40％的范围内。
在轮胎径向上从槽中心至中心测量的槽12之间的节距长度(p)推荐设定在槽宽度W的1.0至3倍的范围内，最好在1.5至2.5倍的范围内。
侧部保护结构11最好由橡胶制成，所述橡胶，当按照日本工业标准K-6253使用A型硬度计测量时，具有60至75的硬度，以及从3900至6000Kpa的100％的模数。
在本实例中，侧部保护结构11是用与设置在侧壁部分3中的胎体轴向外侧的侧壁橡胶15相同的橡胶制成的。但是，也可以用另一种橡胶制成。
如上所述，每条槽12周向上深度周期性变化，交替地由深部12a和浅部12b构成。
每条槽的深部12a(或浅部12b)的数目推荐设定在4至20的范围内，最好在6至16的范围内。
深部12a的最大深度D1和浅部12b的最小深度D2之间的差(D1-D2)设定在0.3至3.0mm的范围内，最好在0.5至2.0mm的范围内。
最大深度D1设定在0.5至8mm的范围内，最好在3至5mm的范围内，它小于突起高度(h)。
至于槽12的横剖面形状，可以使用U形、V形、半圆形、矩形、梯形等。
在图3A和3B中，槽12的底部L呈正弦波形。因此，在该实例中槽12是由在最深点和最浅点之间延伸的可变深度部分12c构成的。
图4和5表示槽底部的变型。
在图4中，最大深度D1持续一定的周向长度S2以形成深度12a。最小深度D2也持续一定的周向长度S1以形成浅部12b。深部12a和浅部12b由可变深度部分12c线性桥接。因此，在本例中的槽12是由分别具有一定长度的深度不变的深部12a、深度不变的浅部12b和可变深度的部分12c构成的。长度S1最好基本上与长度S2相同。
在图5中，最小深度D2持续一定的周向长度S1以形成浅部12b。在该实例中，在相邻浅部12b之间的每个部分是由一个凹形弯曲部分12d形成的，该弯曲部分可认为是一个可变深度的部分12c。因此，在本实例中的槽12是由深度不变的浅部12b和深度可变的部分12d构成的。
在任何情形中，周期性深度变化的相位最好在径向相邻的槽12之间移动，因而如图3A和3B典型地表示的那样，一条槽的深部12a邻接另一条槽的浅部12b，一条槽的浅部12b相应地邻接另一条槽的深部12a。换言之，深部12a和浅部12b在径向相邻的槽12之间是交错的，因而可以改善轮胎周向和径向上的均匀性。对比试验
具有图1所示结构及表格1所示规格的小客车用195/65R15型试验轮胎(汽车驾驶技术比赛用径向轮胎)被制备并进行了耐切割及耐裂纹试验。
耐切割性能试验：试验轮胎在侧部保护结构上的槽的底部内设置了一个深度为1mm、长度为1cm的周向切口。设有试验轮胎的试验汽车在天然土路的试验路线上行驶，轮胎可行驶距离作为耐切割性能被测定出来。在表格1中，结果的表示单位是千米。所述值越大，耐切割性能越高(轮圈尺寸：6J×15，内部压力240kPa)。
耐裂纹性能试验：设有试验轮胎的试验汽车运行了20000Km，然后测量槽的底部中引起的裂纹尺寸(长度×深度)。结果表示在表格1中，所使用的指数是以对比轮胎为100为基础的。所述值越小，耐裂纹性能越高。
表格1
轮胎  对比 实例1 实例2 实例3 实例4 实例5 实例6 实例7 实例8 实例9
侧部保护结构h(mm)S/H槽槽数底部D1(mm)D2(mm)D1-D2(mm)深部-1 3.50.36even3300 3.50.36图33.530.54 3.50.36图33.82.814 3.50.36图34.32.324 3.50.36图33.530.58 3.50.36图33.82.818 3.50.36图34.32.328 3.50.36图33.530.516 3.50.36图33.82.8116 3.50.36图34.32.3216
轮胎重量(kg)耐切割性能耐裂纹性能  1213100  1113100  1115115  1118138  1113100  1116123  1118138  1114107  1118138  1120153
*1)每条槽的深部(或浅部)的数目

Claims (7)

1．一种充气轮胎，包括：
一对侧壁部分，每个侧壁部分在轴向外表面上设有一个侧部保护结构，
侧部保护结构包括至少两个同心的肋和至少一条在所述肋间限定的周向槽，其中：
所述周向槽由一系列在轮胎周向上交错的深部和浅部构成的。
2．如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于：所述深部中的最大深度D1和所述浅部中的最小深度D2之间的差(D1-D2)在0.5至2.0mm的范围内。
3．如权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于：所述浅部的数目在每条槽4至20的范围内。
4．如权利要求1,2或3所述的充气轮胎，其特征在于：所述周向槽是由具有可变深度和一定长度的可变深度部分构成的。
5．如权利要求1,2或3所述的充气轮胎，其特征在于：所述周向槽是由具有一定深度和一定长度的深度不变的部分和具有可变深度和一定长度的可变深度的部分构成的。
6．如权利要求5所述的充气轮胎，其特征在于：所述深度不变的部分是所述深部和所述浅部。
7．如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于：所述侧部保护结构包括至少两条周向槽，所述深部和浅部在径向相邻的槽之间是交错的。
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