CN101595001B - 机动两轮车用充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机动两轮车用充气轮胎，其中通过优化构成胎面部的胎面胶的损耗角正切的分布而在维持转弯状况下的良好抓地性能的同时提高了相对高速直行的轮胎耐久性。机动两轮车用充气轮胎包括里面埋设胎圈芯的一对胎圈部(1)、从胎圈部(1)向轮胎径向外侧延伸的一对侧壁(2)和在各个侧壁部(2)上延伸的胎面部(3)，其中，所述胎面部(3)由至少四个胎面区构成，使得当在轮胎宽度方向的剖面中观察所述胎面区时，构成相邻胎面区的橡胶的损耗角正切值彼此不同，以及所述胎面区中的构成作为包括轮胎赤道面(4)的胎面区的中央胎面区(5)的橡胶的损耗角正切值比构成其它胎面区(6)的各个橡胶的损耗角正切值小。

Description

机动两轮车用充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种机动两轮车用充气轮胎，该充气轮胎包括里面埋设胎圈芯的一对胎圈部、从胎圈部向轮胎径向外侧延伸的一对侧壁和在各个侧壁部间延伸的胎面部；特别涉及一种用于在干燥路面上以相对高速行驶的机动两轮车用充气轮胎。本发明的目的是提高机动两轮车用充气轮胎在转弯时的抓地性能以及相对高速直行时的耐久性。

背景技术

当轮胎直行时，通过充气轮胎的牵引性能确定机动两轮车用充气轮胎的驱动力。通过具有较大的弹性模量、大橡胶硬度和较小的损耗角正切(loss tangent)的橡胶来构成轮胎的胎面部，能够获得良好的牵引性能。进一步，机动两轮车用充气轮胎通过在转弯状况下侧倾(banking)来实现转弯。在像这样的这种转弯时，主要是胎面部的胎肩区与路面接触，胎肩区和路面之间的摩擦力对抗离心力来实现平衡，由此实现转弯。如上所述的这种摩擦力与机动两轮车用充气轮胎的抓地性能有关。通过具有较小的弹性模量和较小的橡胶硬度以及较大的损耗角正切的橡胶来构成胎面部能够获得良好的抓地性能。由于上述事实，极重视转弯性能或者遭遇很多转弯情形的竞赛轮胎中，特别地，已经使用的是在整个胎面部具有较小的橡胶硬度和较小的弹性模量以及较大的损耗角正切的机动两轮车用充气轮胎。然而，在如上所述的这种机动两轮车用充气轮胎中，尽管能充分确保转弯状况下的抓地性能，但是在直行时胎面的地面接触区中的胎面部的损耗角正切过大，因此不能抑制发热，该发热具有在胎面部产生问题的倾向。

因此，如JP 60-094804和JP 2006-273240中所述，已经开发了一种机动两轮车用充气轮胎，该种机动两轮车用充气轮胎包括由三个胎面区构成的胎面部，该三个胎面区即包括轮胎赤道面的中央胎面区和位置夹着中央胎面区的两个胎肩胎面区，其中，中央胎面区由具有较小损耗角正切的橡胶形成，而胎肩胎面区由具有较大损耗角正切的橡胶形成，从而抑制发热，同时通过具有较大损耗角正切的橡胶确保转弯情况下的良好抓地性能，并通过具有较小损耗角正切的橡胶确保直行时的良好牵引性能。

进一步，如JP 11-011114所公开的，已经开发了一种机动两轮车用充气轮胎，该种机动两轮车用充气轮胎包括由三个胎面区构成的胎面部，该三个胎面区即包括轮胎赤道面的中央胎面区和位置夹着中央胎面区的两个胎肩胎面区，其中，中央胎面区由具有较小滞后损耗(hysteresis loss)的橡胶形成，而胎肩胎面区由具有较大滞后损耗的橡胶形成，从而抑制中央胎面区的发热，同时通过具有较大滞后损耗的橡胶确保转弯情况下的良好抓地性能，并通过具有较小滞后损耗的橡胶确保直行时的良好牵引性能。

发明内容

概括而言，在如在竞赛中使用的这种能够相对高速行驶的机动两轮车用充气轮胎，胎面部的温度在直行时上升到例如80至100℃范围的高温。如在JP 60-094804、JP 2006-273240和JP 11-011114中公开的充气轮胎，然而，每种轮胎只能对60℃左右的牵引性能和抓地性能进行优化，而不能在高于60℃的温度时对这些性能进行优化。因此，在将如上面这些参考文献中的这种充气轮胎安装至竞赛车辆并驱动该轮胎以相对高速直行的情况下，存在着轮胎的耐久性可能不够的担忧。

因此，本发明的目的是提供一种机动两轮车用充气轮胎，其中通过优化构成胎面部的胎面胶的损耗角正切的分布，在维持转弯状况下的良好抓地性能的同时提高了相对高速直行的轮胎耐久性。

为了实现这个目的，本发明提供了一种机动两轮车用充气轮胎，该充气轮胎包括埋设胎圈芯的一对胎圈部、沿着轮胎径向在外侧从胎圈部延伸的一对侧壁部和在各个侧壁部上延伸的胎面部，其中，所述胎面部由至少四个胎面区构成，从而当沿着轮胎宽度方向观察所述胎面区的剖面时，构成相邻胎面区的橡胶的损耗角正切值彼此不同，以及所述胎面区的构成作为包括轮胎赤道面的胎面区的中央胎面区的橡胶的损耗角正切值比构成其它胎面区的各个橡胶的损耗角正切值小。在这种机动两轮车用充气轮胎中，由于优化了构成胎面部的橡胶的损耗角正切的分布，因此抑制了在橡胶处的发热，保持了转弯状况下的良好抓地性能，由此能够有效地防止由于在橡胶中的过量发热而引起的胎面部的问题，并能够充分地提高相对高速直行时的耐久性。本发明中，“损耗角正切”指的是表达为损耗模量与动态模量的比率的损耗角正切(tanδ)，该损耗角正切通过使用由Ueshima Seisakusho Co.，Ltd.制造的分光计在初始拉伸率为6％、振动下的应变率为4％且频率为52Hz的条件下来测量。

关于构成胎面区的橡胶的损耗角正切值，优选的是，设置在轮胎的宽度方向外侧的胎面区的橡胶具有较大的损耗角正切值。

进一步，构成所述其它胎面区的各个橡胶的损耗角正切值在构成所述中间胎面区的橡胶的损耗角正切值的105％至150％的范围内。

更进一步，优选的是，胎面部由所述中央胎面区、均包括所述胎面部的接地端的两个胎肩胎面区以及夹在所述中央胎面区和各个胎肩胎面区之间的两个中间胎面区构成。

更进一步，优选的是，所述中央胎面区的宽度在胎面宽度的0.15至0.35倍的范围内，所述两个中间胎面区的宽度之和在胎面宽度的0.25至0.80倍的范围内，以及所述两个胎肩胎面区的宽度之和在胎面宽度的0.05至0.40倍的范围内。在本说明书中，“胎面宽度”和“胎面区的宽度”每个表示在轮胎宽度方向的胎面剖面中沿着胎面部的外周(periphery)测量的对应距离。

更进一步，构成所述胎肩胎面区的各个橡胶的损耗角正切值在构成所述中间胎面区的各个橡胶的损耗角正切值的105％至135％的范围内。

根据本发明，提供了一种机动两轮车用充气轮胎，其中通过优化构成胎面部的胎面胶的损耗角正切的分布而在维持转弯状况下的良好抓地性能的同时提高了相对高速直行的轮胎耐久性。

附图说明

图1是根据本发明的代表性轮胎沿着轮胎宽度方向的剖面图。

图2是如图1中所示的轮胎沿着轮胎宽度方向的剖面的部分的立体图。

图3是根据本发明的另一个代表性轮胎沿着轮胎宽度方向的剖面图。

图4是根据本发明的再一个代表性轮胎沿着轮胎宽度方向的剖面图。

图5是根据本发明的再一个代表性轮胎沿着轮胎宽度方向的剖面图。

图6是传统轮胎沿着轮胎宽度方向的剖面图。

图7是传统轮胎沿着轮胎宽度方向的剖面图。

附图标记说明

1胎圈部

2侧壁部

3胎面部

4轮胎赤道面

5中央胎面区

6其它胎面区

7胎肩胎面区

8中间胎面区

9表面橡胶层

具体实施方式

下文将参考附图，说明本发明的实施方式。图1是根据本发明的代表性机动两轮车用充气轮胎(下文中将称为“轮胎”)沿着轮胎宽度方向的剖面图。图2是图1中示出的轮胎沿着轮胎宽度方向的剖面的立体图。图3至5是根据本发明的其它轮胎沿着轮胎宽度方向的剖面图。

如图1和图2中所示的每个轮胎包括：在其中埋设有胎圈芯的一对胎圈部1，从胎圈部1向轮胎径向外侧延伸的一对侧壁2和在各个侧壁部2间延伸的胎面部3。胎面部3由至少四个胎面区5、6构成，从而当沿着轮胎宽度方向的剖面观察胎面区时，构成相邻胎面区的橡胶的损耗角正切值彼此不同。胎面区5和6中的作为包括轮胎赤道面4的胎面区的中央胎面区5由具有比构成各个其它胎面区6的橡胶的损耗角正切值小的损耗角正切值的橡胶构成。因此，当在转弯状况下使如上所述的这种其它胎面区与路面接触时，由于这些其它胎面区6具有较大的损耗角正切，因此构成各个其它胎面区6的橡胶生成足够的热，并且在这些其它胎面区处的温度上升到发挥良好抓地性能所需的温度范围内的温度，由此能够充分地确保良好的抓地性能。进一步，当使中央胎面区5在直行时与路面接触时，由于在中央胎面区5处的损耗角正切较小，因此充分抑制位于中央胎面区5处的发热，由此能够防止由于过量发热而引起出现中央胎面区5处的破裂。在本发明中，由于如同竞赛中所用的用于相对高速行驶的轮胎的胎面部3在相对高速行驶时经历例如80℃至100℃的范围中的高橡胶温度，因此在100℃的条件下限定上面所规定的“损耗角正切”。

进一步，关于构成胎面区的橡胶的损耗角正切(值)，优选的是设置在轮胎宽度方向外侧的胎面区橡胶具有较大的损耗角正切，这是因为在使用较大外倾角的转弯的状况下，机动两轮车侧倾越多，使越多的设置在轮胎宽度方向外侧的胎面区与路面接触，在这种情况下，如果在地面接触区域中的损耗角正切不足够大，则胎面的地面接触区不能生成足够热，且在该区域中的温度不能上升到发挥良好抓地性能所需的温度范围。在地面接触区中的损耗角正切不足够大的情况下，不能够充分确保抓地性能并通过与路面的摩擦力来对抗车辆的离心力来实现平衡，很可能导致车辆滑倒。当然，可以改变本发明的结构，从而根据很有可能在转弯状况下使用的主外倾角来增大有望与地面进行接触的胎面区的损耗角正切。

更进一步，构成其它胎面区6的各个橡胶的损耗角正切优选是构成中央胎面区的橡胶的损耗角正切的105％至150％的范围之内。在构成所述其它胎面区6的各个橡胶的损耗角正切小于构成中央胎面区5的橡胶的损耗角正切的105％的情况下，尽管这种小损耗角正切在转弯状况下很能抑制在其它胎面区6中的发热并由此防止发生由于过量发热而引起的麻烦，但是各个所述其它胎面区6的损耗角正切如此小，以至于在转弯状况下不能生成足够的热，并且这些区域中的温度不能上升到发挥良好抓地性能所需的温度范围，由此可能不能实现足够的抓地性能。在构成各个所述其它胎面区6的各个橡胶的损耗角正切超过构成中央胎面区5的橡胶的损耗角正切的150％的情况下，各个其它胎面区6的损耗角正切如此大，从而在转弯状况下生成过量热，这可能会由于这种过量发热而导致其它胎面区6破裂。

更进一步，如图3中所示，优选地，胎面部3由中央胎面区5、均包括胎面的接地端的两个胎肩胎面区7和夹在中间胎面区5和各个胎肩胎面区7之间的两个中间胎面区8。在构成中间胎面区5的橡胶在构成胎面区的橡胶中具有最小的损耗角正切且当轮胎直行时充分保持良好牵引性能和良好放热效果情况下，然后需要的是，将构成胎面区的橡胶设置为，机动两轮车在转弯状况下实现的侧倾越多，所述其它胎面区的地面接触区处的损耗角正切变得越大，也就是，位于宽度方向外侧的胎面区的橡胶具有更大的损耗角正切，从而将该胎面区处的温度增大至用于获得良好抓地性能所需的温度范围，以确保良好的抓地性能。通过将每个中间胎面区8的损耗角正切设定为比中央胎面区5的损耗角正切大并进一步将每个胎肩胎面区7的损耗角正切设定为比每个中间胎面区8的损耗角正切大，能够确保与外倾的外倾角成比例的足够高的良好抓地性能。

更进一步，中央胎面区5的宽度优选在胎面宽度的0.15至0.35倍的范围内，更优选的在0.20至0.30倍的范围内。两个中间胎面区8的宽度之和优选在胎面宽度的0.25至0.8倍的范围内，更优选的在0.35至0.70倍的范围内。进一步，两个胎肩胎面部7的宽度之和优选在胎面宽度的0.05至0.40倍的范围内，更优选的在0.08至0.30倍的范围内。在不满足胎面区的宽度的上述优选范围中的任何一个的情况下，会损失相对高速直行的耐久性和转弯状况下的抓地性能之间的平衡，并且行驶性能可能恶化。

更进一步，构成每个胎肩胎面区7的橡胶的损耗角正切优选在构成每个中间胎面区8的橡胶的损耗角正切的105％至135％的范围内，更优选在105％至125％的范围内。在构成每个胎肩胎面区7的橡胶的损耗角正切超过构成每个中间胎面区8的橡胶的损耗角正切的135％的情况下，当胎肩胎面区7在转弯状况下与路面接触时，胎肩胎面区7的损耗角正切如此大从而使胎肩胎面区7处的温度过度上升，由此可能发生由于该过量发热而引起的胎肩胎面区7的破裂。在构成每个胎肩胎面区7的橡胶的损耗角正切小于构成每个中间胎面区8的橡胶的损耗角正切的105％的情况下，当胎肩胎面区7在转弯状况下与路面接触时，胎肩胎面区7的损耗角正切如此小从而使胎肩胎面区7不能足够生成热，并且位于胎肩胎面区7处的温度不能上升到发挥良好抓地性能所需的温度范围，由此可能不能获得满意的抓地性能。

上面说明仅说明了本发明的部分实施方式，在本发明的精神下，可以将上面所述的结构彼此组合和/或对其添加各种修改。例如，如图4中所示，胎面部1可以由位于轮胎左侧和右侧的由具有较大损耗角正切的橡胶形成的中间胎面区8和夹在各个中间胎面区8之间且由具有比构成中间胎面区8的橡胶的损耗角正切小的损耗角正切的橡胶形成的中央胎面区5构成，其中胎肩胎面区7可以作为表面橡胶层9被设置或叠置中间胎面区8的轮胎的宽度方向及轮胎径向外侧。表面橡胶层9由损耗角正切比构成中间胎面区8的橡胶的损耗角正切大的橡胶形成。在具有如上所述这种结构的轮胎中，如图3中所示的轮胎中，胎面部被分成五个胎面区，充分地确保了在转弯状况下的良好抓地性能和相对高速直行时的耐久性。进一步，由于表面橡胶层9叠置在各个中间胎面区8上的结构，总体上可以抑制胎面部3中的过量发热，由此提高了轮胎的耐久性。更进一步，如图5中所示，可以将表面橡胶层9仅设置在胎面区3的半胎面区中的一个中(图5中示出的实施例中位于右手侧的半区)。

实施例

接着，制造根据本发明的测试轮胎，下面将说明测试轮胎的行驶性能。

在实施例1轮胎和实施例2轮胎中，轮胎的胎面部均由如图3中所示的五个胎面区构成且各轮胎是机动两轮车用充气光头轮胎，具有190/650R16.5的轮胎规格，特征如表1中所示，并且在轮胎的胎面部没有沟。表1中示出的损耗角正切的数值是相对值，其中实施例轮胎的中央胎面区的损耗角正切转换为100作为参考值，其它胎面区的损耗角正切相对于参考值来表示。

测量的每个实施例轮胎的中央胎面区的损耗角正切为0.3。

表1

进一步，为了比较，如下制造了传统测试轮胎1和2。传统轮胎1具有如图6中所示的结构，且特征如表1中所示。进一步，传统轮胎2具有如图7中所示的结构，且特征如表1中所示。

将每个测试轮胎与规格为MT6.25×16.5的轮辋装配在一起，以构成轮胎车轮。将由此获得的每个轮胎车轮安装至测试中使用的1000cc竞赛用机动两轮车，向轮胎施加内气压220kPa(相对压强)和2.0kN的载荷，评价在干燥路面上行驶的牵引性能和抓地性能。转弯状况下的抓地性能通过测试车手感受到的感觉来评价，并且通过对安装到测试车辆测试器在外倾角为45°以上(即外倾角相对较大)的情况下和外倾角小于45°(即外倾角相对较小)的情况下所测量的车辆速度和滑倒率的数据进行比较来进行评价。高速直行的耐久性通过在轮胎以高速在赛道上直行之后产生了热的轮胎温度以及在室内耐久性转鼓测试进行之后胎面部的破裂度评价。

确定在每个测试中评价的数值，以十分为满分。表2中示出了评价结果。

表2

	实施例轮胎1	实施例轮胎2	传统例轮胎1	传统例轮胎2
					高速耐久性	7	7	6	5

转弯性能：大外倾角	8	7	7	6
					转弯性能：小外倾角	7	8	7	8

从表2中的结果很显然的是，与传统例轮胎1和传统例轮胎2相比，实施例轮胎1和实施例轮胎2呈现同等或改进的转弯性能和显著提高的高速耐久性。尽管实施例轮胎1的较小外倾角时的转弯性能比传统例轮胎2的较小外倾角时的转弯性能稍差，但是实施例轮胎1的高速耐久性和较大外倾角的转弯性能已经显著地提高，由此应该合理地得出结论，实施例轮胎1的整体轮胎性能已经提高。因此，总体而言，实施例轮胎1和实施例轮胎2成功地使高速耐久性性能以满意的水平与转弯性能兼容。

产业上的可利用性

从前述说明中清楚的是，根据本发明，能够提供一种机动两轮车用充气轮胎，其中通过优化构成胎面部的胎面胶的损耗角正切的分布而在维持转弯状况下的良好抓地性能的同时提高了高速直行的轮胎耐久性。

Claims (3)

1.一种竞赛用机动两轮车用充气轮胎，包括埋设有胎圈芯的一对胎圈部(1)、从所述胎圈部向轮胎径向外侧延伸的一对侧壁部(2)和在各个侧壁部间延伸的胎面部(3)，

其中，所述胎面部(3)由至少四个胎面区(5，8，8，9，9；5，7，8，9)构成，当在轮胎宽度方向剖面中观察所述胎面部时，构成相邻胎面区的橡胶的损耗角正切值彼此不同，

所述胎面区中的构成包括轮胎赤道面的中央胎面区(5)的橡胶的损耗角正切值比构成其它胎面区(7，8，9)的各个橡胶的的损耗角正切值小，

所述其它胎面区(7，8，9)包括：在轮胎宽度方向上夹着所述中央胎面区(5)的两个胎面区(8，8；7，8)；以及以替代所述两个胎面区(8，8；7，8)中的至少一方的一部分的方式设置于所述两个胎面区(8，8；7，8)的该至少一方的轮胎宽度方向和轮胎径向的外侧的表面橡胶层(9)，

并且形成所述表面橡胶层(9)的橡胶的损耗角正切值比构成上述两个胎面区(8，8；7，8)的橡胶的损耗角正切值大。

2.根据权利要求1所述的竞赛用机动两轮车用充气轮胎，其特征在于，所述表面橡胶层(9)被设置于所述两个胎面区(8，8；7，8)中的每一方。

3.根据权利要求1所述的竞赛用机动两轮车用充气轮胎，其特征在于，所述表面橡胶层(9)被设置于所述两个胎面区(7，8)中的一方。

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