CN1319765C - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

一种充气轮胎，包含具有胎圈加固层(10)的胎圈部(4)，所述胎圈加固层(10)从位于轮胎轴向内侧的胎圈芯(5)的内部(10a)经穿过轮胎径向内侧的底部连续延伸到其轮胎轴向外侧上的胎圈芯的外部(10c)，该胎圈加固层(10)进一步含有以与轮胎圆周方向成20～60°角度排列的加固帘线(11)，外部(10c)进一步包括延伸到三角胶芯橡胶相邻接的区域(Y)的主体(C1)，以及在其径向外端(Ce)处折叠的折叠部(C2)，其中折叠部(C2)在胎圈芯(5)径向外表面(5s)的径向内侧终止。

Description

充气轮胎

                            技术领域

本发明涉及一种通过在胎圈芯和胎体帘布层之间提供一层具有加强帘线的胎圈加固层来提高轮胎转向稳定性的充气轮胎。

                            背景技术

近年来，随着汽车的产量和性能的不断提高，对轮胎在转向稳定性和驾驶舒适性方面的要求也在不断提高。

众所周知，在充气轮胎中，轮胎的转向稳定性可以通过增加轮胎侧向刚度来提高。因此，传统做法是在从胎圈部到胎侧壁部的宽范围内配置一层由不锈钢帘线或有机纤维帘线组成的加固层，用以提高侧壁的挠曲刚度。

然而，使用这种加固层还会提高轮胎在垂直方向上的刚度，从而使驾驶舒适性下降。此外，应力容易集中在加固层的外侧端。尤其是对于轮胎纵横比低至55％或更低、地面接触宽度和接触面积都有所增大的高性能轮胎，使用这种加固层会使侧壁部的柔性区域变窄，应力也更加集中。从而轮胎的耐久性势必下降。

因此，本发明者针对转向稳定性不仅受到轮胎侧向刚度，而且还受到胎圈部扭转刚度很大影响这一事实展开了研究。研究结果是，发明者发现如果在胎圈芯的周围且不超出三角胶芯橡胶的范围形成一层加固层，该加固层含有按照设定角度排列的加强帘线以及折叠部，同时胎圈芯和三角胶芯橡胶作为一个整体形成，则可以在不降低驾驶舒适性的前提条件下将轮胎垂直向的刚度保持在较低水平，并提高轮胎的转向稳定性，同时胎圈部的扭曲刚度得以提高。

通过增加胎圈芯宽度来提高扭曲刚度和胎圈芯与轮辋间的配合性，从而也可提高轮胎的转向稳定性。然而，对于此种情况，由于胎圈芯不锈钢和三角胶芯橡胶的用量增大，会出现轮胎重量增大从而油耗增大的问题。

基于在胎圈芯周围配置预先设定的加固层的想法，本发明的目的在于提供一种充气轮胎，它在不降低驾驶舒适性和不额外增加轮胎重量的前提下，其转向稳定性得到提高。

                                发明内容

为达到上述目标，本发明提供了一种充气轮胎，其含有具有胎体帘布层的胎体，该胎体帘布层含有帘布层体，该胎体帘布层体部分从胎面经胎侧壁向胎圈体的胎圈芯延伸，该胎体帘布层体部分具有连续的帘布层折叠部，其围绕着胎圈芯沿轮胎轴向从胎圈芯内侧向外侧折叠；以及三角胶芯橡胶，其在胎体帘布层体部分和帘布层折叠部之间通过，并从胎圈芯的径向外表面沿径向向轮胎外延伸，其中，

所述帘布层折叠部具有沿径向向外延伸超出所述三角胶芯橡胶的延伸部分，所述延伸部分与胎体帘布层部分相毗邻，

胎圈部含有胎圈加固层，该加固层从位于轮胎轴向内的胎圈芯的内部通过径向内侧的底部排列，且在轮胎轴向与胎圈芯的外侧相连，并与轮胎圆周切向成20～60°角度排列，

外部包括主体，其沿径向向轮胎外延伸，并超过胎圈芯的径向外表面直到与三角胶芯橡胶相邻接的区域；以及折叠部，其在径向上的外端点处折叠，在胎圈芯径向外表面的径向内侧终止，

内部在胎圈芯和胎体帘布层体部分之间通过，外部则在胎圈芯和帘布层折叠部之间通过。

胎圈加固层的折叠部在径向上的宽度H1优选5～40mm。胎圈加固层的外部分从其胎圈基线起的径向高度H2优选是胎圈芯径向高度H3的1.5～4.5倍，且小于三角胶芯橡胶的径向高度H4。胎体帘布层的帘布层折叠部在径向上的高度H5优选大于三角胶芯橡胶的高度H4。

在本说明中，“胎圈基线”意为一条在轮胎轴向上通过胎圈直径位置的直线，其中，胎圈直径的位置是根据轮胎所依据的标准来确定的。

                                附图说明

图1为本发明一个实施方式的轮胎的截面图；

图2是胎圈连同加固层的截面放大图；

图3加固层连同胎圈芯和三角胶芯橡胶的剖视图。

                                具体实施方式

下面将结合图例对本发明的一个实施例加以说明。在该例中，本发明的充气轮胎为轮胎纵横比为55％或更小的高性能客车轮胎。

如图1所示，充气轮胎1包含有胎体6，其沿胎侧壁部3从胎面2向胎圈部4的胎圈芯5延伸；以及加固带束层7，其位于胎面2的内侧、胎体6的外侧。胎圈部4具有三角胶芯橡胶8，其从胎圈芯5的轮胎径向外表面沿径向向轮胎外延伸。

加固带束层7含有两个或更多个加固带束帘布层，例如在本实施例中，含有两个在加固带束帘布层7A和7B，其中，高弹性带束帘线成一定角度(如10°或35°)沿轮胎圆周切向排列。加固带束帘布层7A和7B的具有不同的倾斜方向，这样带束帘线在帘布层间相互交叉。这种构型提高了加固带束的刚度，从而胎面2由于加箍效应而在整个宽度上得到加强。优选的带束帘线为高模量不锈钢帘线或有机纤维帘线，如芳香聚酰胺纤维。

在本实施方式中，为了增强加固带束层7的粘结力和高速耐久性，在加固带束层7的外侧设置有嵌带层9。嵌带层9包含有在轮胎圆周切向上以一定角度(如5°或更小)螺旋缠绕而成的嵌带帘线。嵌带层9在轮胎轴向上延伸并至少包覆住加固带束层外侧的一端。

胎体6含有一个(如本实施方式中)或多个胎体帘布层6A。在胎体帘布层6A中，胎体帘线与轮胎圆周切向成75～90°角排列。胎体帘布层6A是由胎体帘布层体部分6a和帘布层折叠部6b组成的整体，胎体帘布层体部分6a在胎圈芯5之间延伸，而帘布层折叠部6b绕着胎圈芯5沿轮胎轴向从内侧到外侧同时向胎体帘布层体部分6a的两端折叠。有机纤维帘线如尼龙、人造丝、聚酯和芳香聚酰胺被优选用作胎体帘线。

接着，三角胶芯橡胶8在胎体6的胎体帘布层体部分6a和帘布层折叠部6b间穿过，其沿径向向轮胎外部逐渐减小而具有三角形的截面。

在本实施例中，为确保轮胎具有高性能轮胎所具有的高刚度，设定三角胶芯橡胶8从胎圈基线BL在径向上的高度H4是轮胎截面高度HT的0.25～0.5倍之间。设定帘布层折叠部6b从胎圈基线BL在径向上的高度H5大于高度H4，这样就出现了超出三角胶芯橡胶8的延伸部分6b1。延伸部分6b1与胎体帘布层体部分6a相毗邻。由于这种构型，三角胶芯橡胶8完全被包覆，轮胎刚度进一步得到增强。

在本发明中，为了提高转向稳定性，胎圈部4设置有胎圈加固层10。

如图2、3所示，胎圈加固层10包含有帘布层，该帘布层中加固帘线11与轮胎圆周切向成一定角度θ(20°～60°)排布。有机纤维帘线如尼龙、聚酯、人造丝和芳香聚酰胺都可作为加固帘线11。尤其优选尼龙帘线，该帘线的厚度可通过折叠而增加。

胎圈加固层10包括内部10，该内部10位于沿轮胎轴向的胎圈芯5的内侧，底部10b，该底部10b沿径向通过胎圈芯5的内侧，以及外部10c，该外部10c位于胎圈芯5沿轮胎轴向的外侧。10a、10b和10c三个部分相互连接形成U型。

内部10a在胎圈芯5和胎体帘布层体部分6a之间通过，外部10c则在胎圈芯5和帘布层折叠部6b之间通过。至少外部10c(在本实施方式中，不仅外部10c而且内部10a)沿径向延伸到胎圈芯5的径向外表面5s的外部，直至与三角胶芯橡胶8邻接的Y型区域。

从而，胎圈加固层10把胎圈芯5和三角胶芯橡胶8紧紧相连在一起，并以U字型将两者包覆，同时还将胎圈芯5和三角胶芯橡胶8紧紧偶合在一起。

外部10c包括主体C1和折叠部C2，主体C1与底部10b相连，并向与三角胶芯橡胶8相连的Y型区域延伸，折叠部C2在主体C1径向上的外端点Ce处折叠，重叠于主体C1之上并沿径向向内延伸。折叠部C2在胎圈芯5的径向外表面5s的径向内位置终止。

胎圈加固层10的帘线角θ在20～60°的范围内。因此，加固帘线11以2×θ的角度相互交叉，从而在主体C1和折叠部C2之间形成牢固的交叉结构。通过这种结构，以及胎圈芯5和三角胶芯橡胶8之间的一体化结构的效果，胎圈部4的扭曲刚度得到显著提高，从而转向稳定性也得到提高。

在胎圈加固层10中，以胎圈基线BL为基线，内部分10a径向上的高度H6和外部分10c径向上的高度H2比三角胶芯橡胶8的径向高度H4小，因此轮胎垂直刚度得到有效抑制，驾驶舒适性得到保证。

为了提高转向稳定性，折叠部C2在径向上的宽度H1的优选范围为5～40mm。如果宽度H1小于5mm，扭曲刚度就不足，如果宽度H1超过40mm，驾驶舒适性会降低。

出于同样的考虑，外部10c的径向高度H2优选是胎圈芯5的径向高度H3的1.5～4.5倍。如果高度H2小于1.5倍，扭曲刚度就不足，如果高度H2超过4.5倍，驾驶舒适性会降低。

由于胎圈加固层10的外部10c比三角胶芯橡胶8低，集中于外端点Ce的应力会减少。由于帘布层折叠部6b覆盖了外端点Ce，对胎圈的损坏如帘线松动会受到抑制。

由于折叠部C2是与胎圈加固层10一同形成的，胎圈芯5会根据折叠部C2的厚度而沿轴向向内具有一定的移位。因此，与轮辋的配合性能得以改善，同时这种构型也使转向稳定性提高。

尽管详细描述了本发明的一个优选实施例，但本发明并不局限于该实施例，本发明中可以做多种改变和修正。

实施方式

基于表1中的规格将215/45ZR17轮胎尺寸作为样胎。测量了转向稳定性、驾驶舒适性和样胎重量并进行相互比较。表1中没有显示的规格，其值都是一样的。测试方法如下：

(1)转向稳定性

为一辆客车(日本FR车，2500cc排量)所有的轮辋(17×7JJ)装配上轮胎，轮胎内压200kPa，让客车在干沥青路面上以120km/H的速度行驶。由驾驶员的感官评价来决定直行驶稳定性和变道稳定性，采用10分制，比较实施例的分数定为5分，分值越高，性能越好。

(2)驾驶舒适性

让同一测试车辆在沥青路面(优良路面)上行驶。由驾驶员的感官评价来决定驾驶舒适性，采用10分制，比较实施例的分数定为5分，分值越高，性能越好。

(3)轮胎重量

测量了一个轮胎的重量。

表1

	比较实施例1	比较实施例2	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
								胎圈加固层加固帘线帘线角度θ(°)有无折叠部高度(mm)H1H2H3H4H5H6胎圈芯(*1)转向稳定性驾驶舒适度轮胎重量(kg)	无-----64560-4S×4T5.07.09.8	有尼龙50无-3564560155S×4T6.06.510.3	有尼龙50有103564560154S×4T6.06.510.1	有尼龙50有203564560154S×4T6.56.510.1	有尼龙50有303564560154S×4T6.56.010.1	有尼龙20有203564560154S×4T6.56.010.1	有尼龙60有203564560154S×4T6.55.510.1

^*1)这是一种带式胎圈结构，“nS×mT”的意思是横向排布的胎圈线数目是n，纵向排布的胎圈线数目是m。

工业应用性

由于本发明的充气轮胎在胎圈芯周围配置了具有预先设定结构的胎圈加固层，因此，使得在不降低驾驶舒适性和额外增加轮胎重量的前提条件下，有可能提高转向稳定性。

Claims (5)

1.一种充气轮胎，它包括胎体和三角胶芯橡胶，所述胎体包含具有胎体帘布层体部分的胎体帘布层，所述胎体帘布层体部分经胎侧壁部分从胎面部分向胎圈部分的胎圈芯延伸，并且连续地具有绕着胎圈芯在轮胎轴向上从胎圈芯内侧向外侧折叠的帘布层折叠部；所述三角胶芯橡胶在胎体帘布层体部分和帘布层折叠部之间通过，并从胎圈芯的径向外表面沿径向向轮胎外延伸，其特征在于，

所述帘布层折叠部具有沿径向向外延伸超出所述三角胶芯橡胶的延伸部分，所述延伸部分与胎体帘布层部分相毗邻，

所述胎圈部含有胎圈加固层，该加固层从位于轮胎轴向内的胎圈芯的内侧的内部通过径向穿过胎圈芯的内侧的底部连续延伸至位于胎圈芯的轴向外侧的胎圈芯外部，并具有以与轮胎圆周方向成20～60°角度排列在其中的加固帘线，

所述外部包括主部，其沿径向向轮胎外延伸，并超过胎圈芯的径向外表面直到与三角胶芯橡胶相邻接的区域；以及折叠部，其在径向上的外端点处折叠，并在胎圈芯径向外表面的径向内侧终止，

所述内部在胎圈芯和胎体帘布层体部分之间通过，所述外部则在胎圈芯和帘布层折叠部之间通过。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述胎圈加固层的折叠部在径向上的宽度H1为5～40mm。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述胎圈加固层的外部从基线起的径向高度H2是胎圈芯的径向高度H3的1.5～4.5倍，且小于三角胶芯橡胶的径向高度H4。

4.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述胎体帘布层的帘布层折叠部的径向高度H5大于三角胶芯橡胶的高度H4。

5.根据权利要求3所述的充气轮胎，其特征在于，所述胎体帘布层的帘布层折叠部的径向高度H5大于三角胶芯橡胶的高度H4。