CN1868770B - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种充气轮胎，其包括胎面部、一对胎侧部、一对胎圈部、一对分别设置在胎圈部内的胎圈芯、以及胎体，其中每个胎圈芯包括一个在轮胎圆周方向上延伸的环形芯和一个护套，该护套包括多条护套丝，每条护套丝均绕环形芯螺旋延伸，胎体包括一个在胎圈部之间延伸并且在每个胎圈部内绕胎圈芯卷起的胎体帘布层，胎圈芯包括右侧胎圈芯和左侧胎圈芯，右侧胎圈芯的每条护套丝绕环形芯朝向轮胎的转动方向以顺时针方向螺旋延伸，并且左侧胎圈芯的每条护套丝绕环形芯朝向轮胎的转动方向以逆时针方向螺旋延伸。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎，其以所谓的线缆胎圈芯作为胎圈芯，更具体地，本发明涉及一种充气摩托车轮胎，其具有一对线缆胎圈芯。

背景技术

如图8所示，已经提出了一种在胎圈部b中设置所谓的线缆胎圈芯c的充气轮胎。线缆胎圈芯c包括环形芯c1和护套c2，护套c2包括多个绕环形芯c1螺旋缠绕的护套丝d。

线缆胎圈芯c具有允许护套c2相对于芯c1的相对转动的特征。例如，绕线缆胎圈芯c卷起的胎体帘布层f的帘线张力P和应变等由护套c2相对于芯c1的相对转动而吸收，如箭头R所示。因此，这种轮胎的优点是其耐久性和冲击吸收性能得以提高。

然而，本发明人就线缆胎圈芯c进行了研究，发现护套c2相对于芯c1的易转性具有方向性(各向异性)。即，发明人发现护套c2的易转性(下文中有时简称“抗转性”)取决于绕芯c1缠绕的护套丝d的螺旋方向而变化。

例如，如图9所示，当使用通过绕着芯c1在同一方向上(在此例中是逆时针方向)螺旋缠绕护套丝c2而形成相同的线缆胎圈芯c分别用作左胎圈部和右胎圈部时，该左胎圈部和右胎圈部的胎圈芯c的抗转性相对轮胎赤道是不对称的，如图10所示意性示出的。

在图10所示出的方面，右胎圈部关于胎体帘布层f的帘线张力P的转动变形大于左胎圈部的转动变形，并且在冲击吸收性能方面会产生差异。在轮胎的硫化成型过程中，左右非对称的胎圈芯c的抗转性使得对在左右胎侧部中延伸的胎体帘线产生了不同的张力，进而使胎体帘线的中间延伸率以及一致性存在差异。特别是在用于摩托车的充气轮胎中，在其中相关运动是在横向倾斜其车体是实现的，这种左右非对称的胎圈结构劣化了转弯时的稳定性，因此这不是优选的。

发明内容

本发明是考虑上述情况而做出，本发明的主要目的是提供一种能够通过在左胎圈部和右胎圈部上对称地呈现抗转性而提高多种轮胎性能的充气轮胎。

根据本发明，一种具有指定为单向的转动方向的充气摩托车轮胎包括：胎面部；一对胎侧部；一对胎圈部；一对分别设置在所述胎圈部内的胎圈芯，每个胎圈芯包括一个沿轮胎圆周方向延伸的环形芯和一个护套，该护套包括多条护套丝，每条护套丝绕该环形芯螺旋延伸；以及胎体，该胎体包括一个在胎圈部之间延伸并且绕位于各胎圈部内的胎圈芯卷起的胎体帘布层；胎圈芯包括右侧胎圈芯和左侧胎圈芯，右侧胎圈芯的每条护套丝绕环形芯朝向轮胎的转动方向以顺时针方向螺旋延伸，并且左侧胎圈芯的每条护套丝绕环形芯朝向轮胎的转动方向以逆时针方向螺旋延伸。

附图说明

图1是示出本发明充气轮胎的一个实施方式的截面图；

图2是该充气轮胎的胎圈芯的局部立体图；

图3是沿图2中线A-A的放大截面图；

图4是用于示出胎圈芯的充气轮胎的透视平面图；

图5是充气轮胎的示意性截面图；

图6是另一个示出胎圈芯的充气轮胎的透视平面图；

图7是充气轮胎的示意性截面图；

图8是充气轮胎的胎圈部的截面图；

图9是传统的示出胎圈芯的充气轮胎的透视平面图；以及

图10是图9中示出的充气轮胎的示意性截面图。

具体实施方式

在附图中，根据本发明的轮胎1用于摩托车中。在图1中，根据本发明的轮胎1包括：胎面部2；一对胎侧部3；一对轴向间隔的胎圈部4，每个胎圈部4中具有一个胎圈芯5；在胎圈芯5之间延伸的胎体6；以及设置在胎面部2中的胎体6的径向外侧的带束层7。

胎圈部2包括：一对胎圈边缘2e，其每个都设置在轮胎轴向最外部；以及在胎圈边缘2e之间与路面接触的接触面2A。接触面2A以相对较小的曲率半径弯曲，从而在包含轮胎轴线的轮胎截面中径向向外突出。

胎体6包括至少一个帘布层，其帘线相对于轮胎赤道C以65至90度的角度倾斜。在此实施方式中，胎体6包括两个帘布层6A和6B。至于胎体帘线，可适当地使用有机纤维帘线，例如芳族聚酰胺、聚酯、人造丝、尼龙等。然而，也可使用钢帘线。

各胎体帘布层6A和6B在胎圈部4之间延伸，并且在各胎圈部内绕胎圈芯5从轮胎的轴向内侧向其轴向外侧卷起，从而形成了一对卷起部6b和一个位于卷起部之间的主部6a。在每个胎圈部4中，于主部6a和卷起部6b之间设置有一个从胎圈芯5延伸并且渐缩的橡胶三角胶芯8。

在此实施方式中，带束层7包括交叉带束帘布层7A和7B，其具有相对于轮胎赤道C成15至30度的角度设置的平行帘线。至于带束帘线，可使用钢帘线以及高模量的有机纤维帘线——例如芳族聚酰胺、人造丝等。此外，带束层7可由一个带束帘布层构成。此外，带束层7可通过在胎体6上螺旋卷绕至少一根帘线或多根平行帘线而由无接缝的带制成。

为了进一步提高带束层7的高速耐久性，可在带束层7的径向外侧设置一个带(未示出)，该带覆盖带束层7并且其帘线与轮胎赤道之间的角度不超过5度。

在图2和3中，胎圈芯5包括一个环形芯9，以及至少一个环绕环形芯9的护套10，且护套10包括多个在环形芯9周围螺旋延伸的护套丝10a，从而形成了所谓的线缆胎圈芯。在此实施方式中，胎圈芯5的帘线结构为“1×1.5+6×1.4”。帘线结构“1×1.5+6×1.4”意味着环形芯9由一根直径为1.5mm的丝制成，并且一个护套10由六根直径均为1.4mm的护套丝10a制成。

至于环形芯9，优选使用单丝。环形芯9可由合成树脂材料或者金属材料制成，优选使用钢丝。在这些材料中，考虑到强度，含碳量为重量的0.1％至0.9％的钢丝是优选的。

环形芯9的直径D1根据轮胎的尺寸、类别等来适当确定，但是若直径过小，则胎圈芯5的强度会劣化，而如果直径D1过大，则胎圈芯的重量增加并且胎圈芯5的外径增加。由此来看，环形芯9的直径D1优选不小于1.0mm，更优选不小于1.2mm，直径D1的上限优选不超过2.2mm，更优选不超过2.0mm。

至于护套丝10a，使用复丝或(优选)单丝，并且例如可使用合成树脂材料或金属材料。单丝的优选材料是金属，而且特别优选使用钢丝。其中，特别优选硬质材料，例如在JIS G3502中定义的钢琴丝和在JISG3506中定义的硬钢丝。对于护套丝10a，特别优选含碳量为重量的0.65至0.88％的硬钢丝。

对护套丝10a的直径D2没有特别限制，但是若该直径过小，则胎圈芯5的强度易于劣化，而如果该直径D2过大，则轮胎的重量和胎圈芯5的直径会增加。由此来看，护套丝10a的直径D2优选不小于0.9mm，更优选不小于1.3mm，其上限优选不超过1.8mm，更优选不超过1.6mm。

环形芯9的直径D1和护套丝10a的直径D2之间的关系可自由限定。然而，若比(D2/D1)太小，则护套丝10a的数量会增加很多，胎圈芯的刚性增加，可能产生胎体帘布层受到很大张力的不利后果。这在硫化过程中会限制胎体帘布层的滑动，从而弹性会劣化。若比(D2/D1)过大，则护套丝10a的数量减少，胎圈芯5的强度趋于降低。由此来看，该比(D2/D1)优选不小于0.5，更优选不小于0.7，而其上限优选不超过2.0，更优选不超过1.5。

根据护套丝10a的直径和缠绕时的螺旋节距TP之间的关系等来适当确定包含在一层护套10中的护套丝10a的数量。例如，在摩托车轮胎的情况下，护套丝的数量优选不少于5，更优选不少于6，优选不超过13，更优选不超过10，进一步优选不超过9。在此实施方式中，每个护套丝10a在两侧与其他丝接触。

考虑到与橡胶等的粘着，优选环形芯9和/或护套丝10a的表面镀有各种材料(例如镀黄铜、镀青铜或镀锌)。

如上所述，在线缆胎圈型的胎圈芯5的情况下，护套10绕环形芯9相对转动，但是护套10的易转性具有方向性。如图2所示，护套10在绕环形芯9缠绕的护套丝10a的螺旋缠绕方向上(即，在护套丝10a进一步缠绕的方向上)对转动Ra的抵抗较大，而护套10在护套丝线10a松开的方向上(即在护套丝10a被解开的方向上)对转动Rb的抵抗较小。

在本发明中，如图4所示，设置在一个胎圈部4R中的胎圈芯5R的护套丝10a螺旋方向与设置在另一个胎圈部4L中的胎圈芯5L的护套丝10a的螺旋方向彼此相反。这防止了护套10的转动方向性影响充气轮胎的各种性能。

当护套丝10a绕环形芯9螺旋缠绕时，护套丝10a的螺旋方向基于转动方向确定。护套丝10a绕芯9在顺时针方向上的缠绕称作顺时针缠绕，而其在逆时针方向上的缠绕称作逆时针缠绕。换言之，顺时针缠绕是JISG3510或JISL1017中定义的“Z缠绕”，而逆时针缠绕是JIS中定义的“S缠绕”。

图4是用于示出从上方观察的胎圈芯5的充气轮胎的透视平面图。在此实施方式中，右胎圈芯5R的护套丝10a在顺时针方向上缠绕，而左胎圈芯5L的护套丝10a在逆时针方向上缠绕。胎圈芯5L和5R除了护套丝的螺旋方向外大体相同。图5是该充气轮胎1的示意性截面图。在此实施方式的充气轮胎中，左胎圈芯5L和右胎圈芯5R大体相对转动方向对称，在此转动方向上，护套受到胎体帘布层6A和6B的帘线的张力P牵引，从而护套10的抗转性小。因此，在左、右胎圈部中，护套10的抗转性可降低到同一水平。这对于在行驶时增强振动吸收性能是有效的。

图6是用于示出从上方观察的胎圈芯5的充气轮胎的透视平面图。在此实施方式中，右胎圈芯5R的护套丝10a沿逆时针方向螺旋延伸，而左胎圈芯5L的护套丝10a沿顺时针方向螺旋延伸。图7是该充气轮胎1的示意性截面图。在此实施方式的充气轮胎1中，左胎圈芯5L和右胎圈芯5R相对转动方向对称设置，在此转动方向上，扩套受到胎体帘布层6A和6B的帘线的张力P牵引，从而护套10的抗转性大。因此，很难相对帘线的张力P转动护套10，从而可提供其中胎圈和胎侧刚性高且具有很好的操纵稳定性的充气轮胎1。

在图4和图6中所示的任一实施方式的充气轮胎中，在胎圈芯5中的护套10的抗转性在横向上是对称的。因此，在轮胎硫化过程中，延伸过胎侧部3的左、右胎体帘线的张力可基本相同。因此，在硫化成型后，左、右胎体帘线的路径长度彼此基本相同，并且左、右胎体帘线的中间延伸率的差异可得以降低。在摩托车轮胎的情况下，在任一左、右转弯方向上可呈现相同的转弯操作性和冲击吸收性能。这样，在左右转弯操作中，摩托车均可稳定行驶。这种充气轮胎具有高均匀性和优良的操纵稳定性。

对于图4和图6中的充气轮胎1，可指定单向旋转(行驶)方向“F”。这种充气轮胎1具有胎面花纹沟的功能随转动方向而变化的胎面花纹。

例如，如图4所示，可提供这样一种充气轮胎，其中当轮胎根据指定的转动方向F行驶时，右胎圈芯5R的护套丝10a在转动方向F的顺时针方向上缠绕，而左胎圈芯5L的护套丝10a在转动方向F的逆时针方向上缠绕。根据这种充气轮胎1，如图5所示，胎圈芯5L和5R可将护套10相对帘线的张力P的抗转性维持在低水平，因此能呈现良好的冲击吸收性能。

另一方面，如图6所示，可提供这样一种充气轮胎1，其中当轮胎根据指定的转动方向F行驶时，右胎圈芯5R的护套丝10a在转动方向F的逆时针方向上缠绕，而左胎圈芯5L的护套丝10a在转动方向F的顺时针方向上缠绕。根据这种充气轮胎1，如图7所示，胎圈芯5L和5R可将护套10相对帘线的张力P的抗转性维持在高水平，因此胎圈部4可具有高的刚性并且具有良好的操纵稳定性。

当胎体帘线相对于轮胎赤道C的角度接近90度时，试图转动胎圈芯5的护套10的胎体帘线的张力P变大。因此，当胎体帘线的角度不小于75度并且更优选不小于85度时，本发明的充气轮胎呈现特别显著的效果。

在该实施方式中，护套10由一层构成，但是根据所需的轮胎性能，护套10的层数可不少于二层。在此情况下，每层护套丝10a可在左胎圈芯5L和右胎圈芯5R之间以相反方向螺旋缠绕。在此情况下，在护套10的每层中，护套丝10a的材料和/或直径可不相同。

本发明不限于用于图示摩托车的充气轮胎，而是可应用到各种轮胎中，只要这种轮胎中使用了线缆胎圈型胎圈芯，例如可使用在重载轮胎、小卡车轮胎、摩托车轮胎、飞机轮胎中。虽然已经详细描述了本发明特别优选的实施方式，本发明不限于图示说明的实施方式，而是可以各种方式变化和实施。

比较测试

试制带有图1和表1所示基本结构的胎圈芯的摩托车充气轮胎，其中指定了转动方向，测试轮胎均匀型、胎体帘线的中间延伸率和操纵稳定性。在这些轮胎中，共同的规格参数如下：

胎圈芯结构：1×1.5+6×1.4(图3)

护套丝的螺旋节距：约150mm

胎体帘线：尼龙

胎体帘布层层数：2

胎体帘线的角度(相对于轮胎赤道)：90度

带束帘线：芳族聚酰胺

带束帘布层层数：2

带束帘线的角度(相对于轮胎赤道)：19度

测试方法如下：

均匀性：

使用均匀性测试器，在下列测量条件下测量每个测试轮胎的RFV(n＝10个的平均值)。其结果以指数示出，同时定义参照1为100。数值越小，结果越好。

轮辋：MT3.50×17

内压：200kPa

竖直载荷：1.45kN

速度：6.6km/h

左、右胎体帘线的中间延伸率的差异：

针对参照1和2以及本发明的示例1和2制造了十个轮胎。然后，从每个轮胎的左、右胎侧部在轮胎圆周方向上以彼此大致相等的距离切下来十个胎体帘线，并且测量其中间延伸率(n＝10个的平均值)。中间延伸率(％)定义为在给定载荷下基于“JIS L1017化学纤维轮胎帘线测试方法”的“7.7给定载荷延伸率”的“7.7.1标准状态”测量的延伸率。

然后，得到在左、右胎体帘线之间的中间延伸率的差异，并且其结果以指数表示，同时定义参照1的差异为100。该数值越小，左、右胎体帘线的中间延伸率的差异越小，即，结果更好。

操纵稳定性：

在试制的轮胎安装在轮辋(MT3.50×17)上之后，在每个轮胎中充入250kPa的内压，并且该轮胎安装在一个排气量为1000cc的摩托车的前轮上。一个摩托车手骑在该摩托车上，该摩托车手在测试道路上驾驶摩托车，并且评估直行时的稳定性以及左右转弯时的冲击吸收性能。关于转弯时的冲击吸收性能，当以60至80km/h的速度转弯行驶在一个特定测试道路上时测量冲击吸收性能，在该测试道路上，每隔10m提供一个突起(高5mm，长40mm)。通过摩托车手的感觉来进行评估，评估值在1分至10分。数值越大，结果越好。传统的190/50ZR17型轮胎(轮辋：MT6.00×17，内压290kPa)安装在该摩托车的后轮上。

测试结果示于表1。

从测试结果中可知，在本发明的示例轮胎中，均匀性得以提高，在左右转弯时的性能差异极小，并且操纵稳定性非常好。

Claims (3)

1.一种具有指定为单向的转动方向的充气摩托车轮胎，包括：

胎面部，

一对胎侧部，

一对胎圈部，

一对胎圈芯，每个胎圈芯设置在胎圈部内，

每个胎圈芯包括

一个在轮胎圆周方向上延伸的环形芯，和

一个护套，该护套包括多条护套丝，每条丝绕该环形芯螺旋延伸，

胎体，该胎体包括一个在所述胎圈部之间延伸并且在每个胎圈部内绕所述胎圈芯卷起的胎体帘布层，其中

所述胎圈芯包括右侧胎圈芯和左侧胎圈芯，所述右侧胎圈芯的每条护套丝绕所述环形芯朝向所述轮胎的转动方向以顺时针方向螺旋延伸，并且所述左侧胎圈芯的每条护套丝绕所述环形芯朝向所述轮胎的所述转动方向以逆时针方向螺旋延伸。

2.如权利要求1所述的充气摩托车轮胎，其中，所述胎体帘布层包括相对于轮胎赤道成65至90度的角度倾斜的帘线。

3.如权利要求1所述的充气摩托车轮胎，其中，所述护套由一层构成，该层包括5至13条护套丝。

Images