CN1444528A - 用于双轮车辆的具有防震装置的轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轮胎，具有至少一个诸如胎体型加强结构，在胎边(1)中固定在该轮胎的两边，该胎边的基部将安装在一轮辋支座上，每个胎边由一个侧壁径向向外延伸，该侧壁径向连接一胎面的外边，该加强结构从该胎边向该侧壁环形延伸，和一个该加强结构的固定区域，该轮胎进一步具有一个防震装置，环形地设置在该胎肩和侧壁的连接区域中。

Description

用于双轮车辆的具有防震装置的轮胎

技术领域

本发明涉及一种轮胎，特别涉及具有防振动装置双车轮形式车辆的轮胎。

背景技术

在双车轮形式的车辆，例如摩托车、单脚滑板车或类似装置中，由发动机、行驶、不良路面等产生的不同类型的振动是很难缓冲的，因此其大部分被传递给车辆使用者。这些振动可能发生在垂向、纵向或横向，其结果是一定程度的不舒适，特别是如果振动程度很高，而且长时间使用，它可能是疲劳的一个原因。

这种车辆的设计者由此利用可能的装置来解决振动的问题，在这方面不同的车辆部件制造者不是被动的旁观者，因为他们中的每个都能够对所产生的振动或多或少地作出贡献，甚至从根本上消除它们。在此，对于该行驶和不理想的路面的振动，轮胎的制造者起着决定性作用。在这方面前轮起着关键部件的作用。

现有的轮胎胎体加强件具有一个或多个线网层(通常称为“胎体线网层”，制造成线网层形式的半成品)，具有可以是径向的钢丝加强件。这种线网层或加强件的固定或钩住通常由线网层的一部分绕着在轮胎胎边中的胎边钢丝翻转而实现的。

此外，在这个部件通常意义上，有些轮胎没有绕着胎边钢丝的翻转，甚至没有胎边钢丝。例如文件EP 0582196公开了一种在胎边中布置胎体加强结构的方法，通过所述加强结构环形细丝相邻布置，其整个埋入固定或粘接橡胶混合物，最好是高弹性模量橡胶混合物。在这个文件中建议了多个布置方式，这个文件进一步涉及不需要借助线网层形式的半成品所制成的轮胎。例如不同的加强结构芯线直接用于相邻的橡胶混合物层，其整个用于在芯线上的连续的层，该芯线具有类似于所制造轮胎最终形状的形状。这样，在这种情况下，不同于常规情况下的“胎体线网层”，我们获得了更特殊的“胎体型加强件”。该术语，实际上指的是将用于本文件中一种或其它种线网层的加强件。

发明内容

本发明提供了一种轮胎，特别是用于两轮型车辆前轮的轮胎，它具有振动性能方面改善的特性，特别是震颤。

为此，本发明提供的两轮车辆的轮胎，具有：

·至少一个胎体型加强件，在胎边中固定在该轮胎的两边，该胎边的基部将安装在一轮辋支座上，每个胎边由一个侧壁径向向外延伸，该加强结构从该胎边向该侧壁环形延伸，该侧壁径向连接一胎面的外边，其Ht/Wt大于0.15；

·一个该加强结构的固定区域；

·一个过渡区域，大致相应于从该胎面横向部分到该侧壁的变化；

·一个防震装置，环形布置在该过渡区域中，并且一方面大致径相向外地向该胎冠延伸，另一方面在侧壁中大致径向向内延伸；

所述防震装置具有至少一个大致环形的芯线线列。

该过渡区域起点由胎面突然变化而中断胎面花纹路线的子午面形状径向确定，其构成用于两轮车辆的轮胎的主要特征，与后者相比没有四轮或更多轮车辆轮胎的形状的特点。由于这种后者类型的轮胎所安装的车辆的设计，通常具有较平的胎面，或低直径胎面。

对于两轮车辆，在地面与轮胎之间的接触区域比该胎面的宽度窄。这种轮胎还根据摩托车的倾斜而沿着该胎面形状变形，由于两轮车辆与其他类型车辆之间动态应力明显不同，这是最重要的。这证明了例如大量摩托车前轮与后轮存在不同类型。

由于刚性有相反的作用，通常避免增加该过渡或弯曲区域的刚性，其结果是降低了舒适性和寿命，甚至达到不可接受的程度。根据本发明，在一精确的位置具有防震装置，并且它的初始结构使其能够影响该横向刚度，而在径向和纵向没有相反的影响。这是一个主要特征，其最终能够以真实有效的方式克服震颤现象。因而本发明的目的在于提供上述全部，用于两轮车辆的前轮，它也能用于后轮或两者。

根据构成防震装置缠绕的芯线的材料(例如芳香尼龙纤维、金属、玻璃纤维、聚酯，等)、芯线布置于其中的橡胶混合物类型、芯线的密度和缠绕数量，得到轮胎横向刚度，同时保持轮胎的其它刚度例如垂向和纵向刚度大致一确定值。该防震装置由此允许区分该横向刚度与其它刚度。此外，获得反冲、摆动、相对离心力的形状稳定性(磨损、稳定)等的有益结果。

最好是，该防震装置保证了该胎面横向部分与侧壁部分之间的机械连接或配合，该防震装置布置于该侧壁部分中。这种机械连接对轮胎在横向上硬化有帮助。以此方式，直接改变该震颤的振幅和频率。

最好是，所述防震装置具有至少一个大致环向排列的芯线，或一系列环向对齐并分布的芯线。最好是该芯线相对于该环向大致为0°夹角。该芯线由此构成可以呈现多种形状的线列，该芯线线列还可以以多种方式制造和布置，例如该线列可以由单一芯线以螺旋线形式缠绕多圈(大致在零度)而构成，最好从最小值径向最大直径缠绕，它还可以由一系列彼此重叠的芯线构成，形成直径逐渐增加的重叠的环。这不需要添加橡胶混合物来保证注入该芯线或芯线的环形绕组内。

由于使用不同类型的芯线，它们具有不同的特性和材料，各在一个特定的点上，该轮胎的侧壁和/或底部区域的特性可以被优化。

本发明提供一种大致圆周的防震装置的用途，用于减少两轮车辆轮胎中震颤振动的产生，具有至少一个胎体型加强件，在胎边中固定在该轮胎的两边，该胎边的基部将安装在一轮辋支座上，每个胎边径向向外连接一个侧壁，该侧壁径向向外连接一个胎面，其Ht/Wt大于0.15，该加强结构从该胎边向该侧壁环向延伸，所述轮胎还具有一个过渡区域，大致相应于从该胎面横向部分到该侧壁的变化，所述防震装置环形布置在该过渡区域中，并且一方面大致径相向外地向该胎冠延伸，另一方面在侧壁中大致径向向内延伸。

在这种用途中，该防震装置最好具有至少一个大致环形的芯线线列。此外，该防震装置保证了其所布置于其中的该胎面横向部分与侧壁部分之间的机械连接，这种机械连接在横向上加强了轮胎的刚度。以此方式，直接改变该震颤的振幅和频率。

这种轮胎的防震装置最好用在一轮胎中，其中为了在邻近于该结构布置大致环形路线中设置至少一个固定芯线，胎体型加强件固定在该胎边中。然而该防震装置还可以用于常规轮胎中，它具有例如图4所示的绕着胎边钢丝翻转的胎体。

该防震装置最好具有至少一个大致环形排列的芯线，或者是一个可替换的环形排列并分布的芯线线列。一个线列可以具有一个或多个芯线。该芯线线列可以以多种方式制造和布置，例如该线列可以由单一芯线以螺旋线形式缠绕多圈(大致在零度)而构成，最好从最小值径向最大直径缠绕，它还可以由一系列彼此重叠的芯线构成，形成直径逐渐增加的重叠的环。这不需要添加橡胶混合物来保证注入该芯线或芯线的环形绕组内。

为了优化该轮胎的横向刚度，根据轮胎类型和振动作用，可以用单一、两个、甚至三个芯线线列。

该线列的芯线的部分或全部最好是非金属的，最好是编织形式的，例如多种模数的芳香尼龙纤维、芳族聚酯或类似类型的芯线，该芯线基于例如PET、PEN、PVA、玻璃纤维、尼龙、人造丝等，或混合类型，例如芳香尼龙纤维/尼龙类型。

最好是，至少一个线列具有多个芯线，至少两个芯线具有不同的特性。还可以在不同的线列中提供不同特性和/或性能的芯线。

“芯线的特性”可以理解为意味着，例如其尺寸、其组份、其性能和机械特性(特别是模数或韧性)、其化学性能和性质，等。

最好是，该芯线线列的布置使其至少与高模量橡胶混合物接触。在一个最佳实例中，该线列在第一边被第一混合物包裹，在另一边被第二混合物包裹。

最好是，该环向对齐的芯线不直接与径向对齐的芯线接触，例如胎体类型结构的那些。

本发明进一步提供一种用于轮胎的加强结构，其结构能够容易地自动化制造，而更被需要。

本发明还提供了一种轮胎不同部件布置类型，能够确定特定特性，例如刚度、耐冲击性等。

最后，本发明提供一种轮胎加强结构，它考虑了在工作中，特别是在额定压力下，该侧壁和胎肩不同区域产生的机械应力。

附图说明

下面参照附图的说明给出了几个实施方案的详细描述，其中：

图1是显示根据本发明轮胎第一实施方案侧壁和胎边的径向剖面视图；

图2是显示根据本发明轮胎第二实施方案侧壁和胎边的径向剖面视图；

图3是显示图2轮胎的一种变化的实施方案侧壁和胎边的径向剖面视图；

图4是显示图2轮胎另一种变化的实施方案侧壁和胎边的径向剖面视图；

图5是显示图2轮胎另一种变化的实施方案侧壁和胎边的径向剖面视图；

图6是显示图2轮胎另一种变化的实施方案侧壁和胎边的径向剖面视图；

图7是显示图2轮胎另一种变化的实施方案侧壁和胎边的径向剖面视图；

图8是显示图2轮胎一种变化的实施方案侧壁和胎边的径向剖面视图；

图9是显示图2轮胎一种变化的实施方案侧壁和胎边的径向剖面视图；

最后，图10a、10b和10c以曲线形式描述了相对于给定长度L轮胎刚度的变化(基数为100)。

具体实施方式

在本说明书中，术语“芯线”指的是单丝或多丝，或集合，例如缆索、线网层纱线或类似等效集合，不论这些芯线的材料和处理，例如有助于与橡胶粘合的表面处理、包覆或预设尺寸。

提示一下，“径向向上”或“径向上面”指的是朝向最大半径。

橡胶混合物的“弹性模量”可以理解为指的是在室温下10％单轴向延伸变形所得到的正切延伸模量。

胎体型轮胎的加强件或加强结构被说成是当其芯线90°布置时是径向的，但在术语使用中，是在接近于90°夹角。

已经知道在已有技术中该胎体线网层绕着胎边钢丝翻转，该胎边钢丝实现固定该胎体的功能，就是说，承受在充气压力作用下产生于该胎体中的拉力。在所述的本发明结构中，不使用常规形式的胎边钢丝，也保证了胎体加强结构固定的功能。

在已有技术中还得知，相同的胎边钢丝进一步实现将该胎边夹紧在其轮辋上的功能。在本申请所描述的实施方案的实例中，不使用常规轮胎的胎边钢丝而同样保证夹紧功能，特别是通过最靠近该支座的芯线线圈。

无需说明，本发明可以给该胎边或底部区域增加其它部件而使用，如一些将被描述的变换。同样，本发明可以给同一轮胎增加该加强结构，甚至增加另一类型的加强结构。

图1显示了根据本发明的轮胎的底部区域，特别是第一实施方案的胎边1。该胎边1具有一个轴向外部分2，其被提供并成形使其能够靠着该轮辋凸缘放置。该部分2轴向和径向向内终止于该胎边基座4的里边，该胎边基座4能够靠着该轮辋支座放置。该胎边还具有一轴向内部分3，它大致径相从该基座4向该侧壁6延伸。

该轮胎还具有一个胎体类型的加强件或提供有加强件的加强结构10，它最好形成为大致径相布置。这种结构可以从一个胎边经过该轮胎的侧壁和胎冠到另一胎边连续地设置，或可替换地具有两个或多个沿侧壁布置而不覆盖整个胎冠的部分。

该胎冠5的区域最好具有一个加强结构，例如设置横过该胎冠的线网层7和8。

为了尽可能准确地定位该加强芯线，以及为了改善保证在轮胎中该缆索拉紧的缠绕效果，最好是在一刚性支撑上构成该轮胎，例如具有其内腔形状的刚性芯体。为了所有轮胎最终构造的需要而使用这种芯体，该轮胎的所有部件被直接设置在其最终位置上，而没有在模制中轮胎形状的变化。

环形芯线21最好以构成主芯线20或固定芯线的线束22的形式设置，它被提供于每个胎边中。这些芯线最好是金属的，并且可以是镀黄铜的。在每个线束中该芯线最好是大致同心的和重叠的。

为了保证该加强结构实现良好的固定，制造了一种分层的复合胎边。在加强结构芯线线列之间，胎边1中设置了环形定向的芯线。根据轮胎的类型和/或所需的特性，它们的设置如图中那样成一捆，或一系列相邻的捆，或成扎，或者任何适合的结构。

该加强结构10的径向内端部分与该胎边配合，这样在胎边中形成了这些部分的固定。为了有助于固定，该环形芯线和加强结构之间的空间用粘接橡胶混合物填充。还可以使用一系列具有不同特性的橡胶混合物确定一系列区域，该混合物的结合和所得到的设置实际上不受限制。但是最好在芯线结构和加强结构之间的内部区域提供高弹性模量的混合物。通过非限定实例方式，这种混合物的弹性模量可以达到甚至超过15或20MPa，并且在一些情况下达到甚至超过40MPa。

本发明不同的部件还可以用于常规胎体线网层结构，其基部在胎边平面上靠着一胎边芯线局部卷绕或翻转，胎边钢丝由一系列构成缆索的细丝构成。

在图1至9中所显示的不同实例能够描述根据本发明的防震装置11。这种防震装置适合在胎肩区域向侧壁区域之间大致径向延伸，它具有至少一个大致环向延伸的芯线结构14。

这种防震装置特别适合于两轮车辆的轮胎，例如摩托车或单脚滑车，由于两轮车辆的设计，这种车辆比诸如轿车或卡车的车辆承受更多的震颤，它对于振动和不平衡现象更敏感。

本发明还考虑了用于诸如摩托车、单脚滑车或脚踏车的电动两轮车辆轮胎的特殊性能，例如这种轮胎通常在子午面上具有在确定最大轴向间距的点之间延伸的胎面花纹，由于当在高速下转弯时给出很大的倾斜角度，用于两轮车辆的轮胎还具有“弧形”或圆形形状，具有大于0.15，最好大于0.3的Ht/Wt比率，这是这种轮胎的特性。该Ht/Wt比率代表该胎面花纹的高度与其宽度的比率，如图10C所示。这些特性意味着，用于两轮车辆的轮胎侧壁与胎冠之间的连接不能以用于四轮或更多轮车辆的轮胎的方式定位或配置。

该芯线14的结构可以以多种方式构成和制造，例如可以由单一芯线以螺旋线形式缠绕多圈(大致在零度)而构成一线束，最好从最小值径向最大直径缠绕，一线束还可以由一系列彼此重叠的芯线构成，形成直径逐渐增加的重叠的环。这不需要添加橡胶混合物来保证注入该芯线或芯线的环形绕组内。该芯线装置可以沿着该侧壁或胎肩或其一部分大致径向地延伸。

在图1的实例中，该轮胎具有由并列芯线构成线束的芯线结构14，它们最好紧邻该加强结构10设置，图1所述结构被简化，并且制造简单。该结构最好径向对齐地定位或排布在该轮胎的过渡区域12的平面，也就是胎面终止和侧壁开始的区域。对于两轮车辆，实际上这个区域相应于子午面形状的最大径向间距。如图1实例所述，该芯线还大致径向分布在该轮胎过渡区域12的两边上。此外在同一实施方案中，该芯线14相对于该加强结构10设置在轴向外边。

根据几种最佳变换，该结构的缠绕数量、径向距离和径向位置可以有大量可能的变化，这些特征被确定作为该车辆轮胎的振动性能和轮胎的使用状态的函数。

下面的附图(图2至9)描述了本发明的具有两个胎体型加强结构9和10的实施方案，例如图2所示的实施方案与图1的相似，但在胎边1中固定有两个胎体型加强结构。这些结构的角度可以例如从胎冠5向赤道圈12变化，并且也可以向轮胎底部或胎边区域变化。

该轮胎的刚度可以通过该芯线14的性能、间距、位置、角度等的作用而改变，它使其能够在刚度方面达到初始的兼顾，例如垂向、横向和偏移刚度的分开允许在震颤范围性能以及一般性能、舒适性、耐磨损性和耐久性方面新的兼顾。

图3所示变化的区别是防震装置11设置在该胎体型加强结构9和10之间。

图4所示变化的区别是防震装置11至少在轮胎轮廓的一部分上分成两个，或者换言之，该轮胎的边具有两个防震装置11，它们或者设置在胎体型加强结构9和10之间，或者各在胎体型加强结构9或10的一边，这种分开使其能够以相同的特性放置在特定的重要点上，使得上述所获得的优点被进一步增进。

图5所示变化的区别是防震装置11至少在轮胎轮廓的一部分上是三重的，或者换言之，该轮胎的边具有三个防震装置11，其首先的设置在胎体型加强结构9和10之间，其次的设置在在里面的加强结构10的轴向里边和最外边的加强结构9的轴向外边。

图6和7描述了变化，该防震装置11的芯线线圈在图6的情况中延伸到该胎边的径向里边，而在图7的情况中延伸到该胎冠5的中间部分。在两种情况的第一种中，当该胎体型加强结构的固定以设置在紧邻与高模量(例如大于15，甚至超过40MPa)橡胶混合物结合的该加强结构的环形芯线21的方式完成时，该防震装置11的芯线14可以被设置使其形成与在固定区域的芯线线列相连续的大致径向芯线线列。

在第二种情况下(图7)，设置在胎冠5的中间区域的环形芯线有利于抵抗离心力。

图8描述了另一个变换，其中该装置11的芯线14交替地设置在该加强结构10或9的两边。在所述实例中，随着径向向上，可以注意到交替地，首先在两结构9和10之间的三圈芯线，在径向里边的三圈，然后又在两结构9和10之间的三圈芯线。当然通过使用不同数量的芯线和/或芯线线列来改变每一线列的芯线数量，可以得到这个实例的许多变化。该交替还可以用单一加强结构10或多个结构在两边交替而实现。

图9描述了图7实施方案的构成的一种变换，其中该胎冠线网层7和8被省去。一直到该胎冠中间部分的芯线14使其能够保证在耐久性和性能两方面所需的特性。该加强结构9和10可具有一给定的交叉角。

图10a和10b给出了作为该防震装置端部芯线之间的环向距离L的函数的轮胎刚度(基数为100)变化的曲线，图10c中描述了这个尺寸，这些结果是基于对一个具有在胎冠上交叉的线网层的两轮车辆轮胎的研究。

图10a显示了基于芳香尼龙纤维的芯线14的变化，图10b显示了基于钢的芯线14的变化。这些曲线清楚地描述了不同类型的刚度之间不相关联，由此可以获得作为长度L函数的轮胎横向刚度的增加，同时保持在其他方向(垂向和纵向)轮胎刚度的确定不变，使用钢制芯线(图10b)比使用芳香尼龙纤维芯线(图10a)的这个效果更突出。

其他参数也可以影响该调节，例如橡胶混合物的质量、芯线的密度等。由于该刚度的不同变化，它能够平衡该参数，在性能和舒适性方面根据该轮胎的所有特性兼顾地改进，这对于两轮车辆的轮胎特别重要。特别是能够明显改善该轮胎在震颤方面的稳定性，而无损于该轮胎舒适性或其它性能。

根据另一种变换(未示出)，该轮胎具有至少布置在该芯线结构路线一部分上的粘接橡胶混合物，这种混合物最好被设置得一方面直接与防震装置一部分接触，另一方面与该胎体型加强结构相邻部分接触，最好是高模量(例如模量大于15MPa甚至更高)橡胶混合物。该粘接混合物能够优化该胎冠的起点与侧壁相邻部分之间的操作。在常规的以线网层形式提供芯线的结构中(芯线被埋入橡胶混合物层中)，这在高模量混合物与加强结构部分之间产生一个低模量混合物的中间薄层。直接接触不会出现这种低模量混合物薄层，在这个区域中高模量混合物存在的效果被增强。实际上，低模量的过渡薄层产生能量损失，它可能恶化其机械性能。

通过改变该区域的厚度和/或使用或多或少的高模量混合物，可以得到具有适合其用途所需性能的轮胎。

Claims (9)

1.一种用于两轮车辆的轮胎，具有：

·至少一个胎体型加强结构，在胎边中固定在该轮胎的两边，该胎边的基部将安装在一轮辋支座上，每个胎边由一个侧壁径向向外延伸，该加强结构从该胎边向该侧壁环形延伸，该侧壁径向连接一胎面的外边，其Ht/Wt大于0.15；

·一个该加强结构的固定区域；

·一个过渡区域，大致相应于从该胎面横向部分到该侧壁的变化；

·一个防震装置，环形布置在该过渡区域中，并且一方面大致径相向外地向该胎冠延伸，另一方面在侧壁中大致径向向内延伸；所述防震装置具有至少一个大致环形的芯线线列。

2.如权利要求1所述的轮胎，其中该防震装置保证了该胎面横向部分与侧壁部分之间的机械连接，该防震装置布置于该侧壁中。

3.如权利要求1或2所述的轮胎，其中所述的线列具有一单独芯线。

4.如权利要求1或2所述的轮胎，其中所述的线列具有多个芯线。

5.如上述权利要求之一所述的轮胎，其中具有至少一个沿着大致环形路线的芯线结构，大致设置在胎边平面上邻近于该加强结构之处。

6.如上述权利要求之一所述的轮胎，其中该胎冠具有一系列大致零度角设置的芯线。

7.一种大致圆周的防震装置的用途，用于减少两轮车辆轮胎中震颤振动的产生，具有至少一个胎体型加强件，在胎边中固定在该轮胎的两边，该胎边的基部将安装在一轮辋支座上，每个胎边由一侧壁径向向外延伸，且该侧壁径向向外与一胎边连接，其Ht/Wt大于0.15，该加强结构从该胎边向该侧壁环向延伸，所述轮胎还具有一个过渡区域，大致相应于从该胎面横向部分到该侧壁的变化，所述防震装置环形布置在该过渡区域中，并且一方面大致径相向外地向胎冠延伸，另一方面在侧壁中大致径向向内延伸。

8.如权利要求7或8所述的大致圆周的防震装置的用途，用于减少两轮车辆轮胎中震颤振动的产生，其中该防震结构具有至少一个沿着大致环形芯线线列。

9.如权利要求7至9之一所述的大致圆周的防震装置的用途，用于减少两轮车辆轮胎中震颤振动的产生，其中该防震装置保证了该胎面横向部分与侧壁部分之间的机械连接，该防震装置布置于该侧壁中。

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