CN101746218B - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

充气轮胎包括：一对胎圈部分，该对胎圈部分包括胎圈芯和胎圈填充物；胎体层，该胎体层具有单层结构且在胎圈部分之间延伸；以及多个束带层，所述多个束带层设置在胎体层的外周边，其中胎体层围绕胎圈芯折叠，以包住胎圈填充物并具有折叠部分，该折叠部分延伸到束带层中的一个的侧边缘部分下方的位置，并且其中充气轮胎还包括橡胶加强层，该橡胶加强层由JIS硬度在70至100范围内的橡胶制成且平均厚度在0.5mm至3.0mm的范围内，橡胶加强层在侧壁部分设置在折叠部分上，以延伸跨过胎体层的最大宽度位置Pm。该充气轮胎能提高控制稳定性并降低其重量而不牺牲驾驶舒适性。

Description

充气轮胎

相关申请的交叉引用

本公开涉及2009年12月15日提交的日本专利申请No.2008-318472中包含的主题，此申请的全部在此通过引用并入。

技术领域

本发明涉及一种能够提高控制稳定性并减小重量的充气轮胎。

背景技术

最近几年，对作为环境保持措施的一部分的降低车辆的燃料消耗有日益增长的需求。作为措施之一，强烈要求降低充气轮胎的重量。同样，根据提高车辆的性能，需要提高控制稳定性。此外，希望提高控制稳定性而不牺牲驾驶舒适性，而驾驶舒适性是与控制稳定性冲突的轮胎性能。

在通常已知的充气轮胎中，在右胎圈部分和左胎圈部分之间设置了两层胎体层，以呈现高的运动性能。这种结构的示例公开在JP-A-2007-191044中。如上所述，这种充气轮胎也需要降低其重量并提高控制稳定性，并且希望提出能获得这些优点的技术。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种能够提高控制稳定性并降低其重量而不牺牲驾驶舒适性的充气轮胎。

根据本发明的一方面，提供了一种充气轮胎，该充气轮胎包括：一对胎圈部分，这对胎圈部分设置成在轮胎的宽度方向上彼此面对，胎圈部分中每一个包括胎圈芯以及埋住胎圈芯的胎圈填充物，胎圈填充物由JIS硬度在70至100范围内的橡胶制成；胎体层，该胎体层具有单层结构且在胎圈部分之间延伸，胎体层包括在轮胎径向方向延伸并在轮胎周向方向上布置的加强帘线；以及多个束带层，所述多个束带层在胎面部分设置在胎体层的外周边，其中胎体层在轮胎轴向方向上从内侧到外侧围绕胎圈芯折叠，以包住胎圈填充物并具有折叠部分，该折叠部分延伸到束带层中的一个的侧边缘部分下方的位置，并且其中充气轮胎还包括橡胶加强层，橡胶加强层由JIS硬度在70至100范围内的橡胶制成且平均厚度在0.5mm至3.0mm的范围内，橡胶加强层在侧壁部分的轮胎轴向方向上的外侧设置在胎体层的折叠部分上，以延伸跨过胎体层的最大宽度位置Pm。

附图说明

参考附图描述实施本发明的各种特征的总体构型。提供了附图和相关描述，以示出本发明的实施例且不限制本发明的范围。

图1是沿着根据本发明实施例的充气轮胎的子午线截取的截面图。图2是沿着根据本发明另一实施例的充气轮胎的子午线截取的截面图。图3是沿着根据本发明又一实施例的充气轮胎的子午线截取的截面图。图4是示出传统轮胎的胎体层的结构的示例性截面图。

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明的实施例。在以下描述中，对相同或相似的部件标以相同的附图标记，且省略对其的重复描述。图1示出根据本发明实施例的充气轮胎。充气轮胎具有胎面部分1、侧壁部分2和胎圈部分3。

胎圈芯4埋在右胎圈部分和左胎圈部分3中的每一个中。三角形截面的胎圈填充物5设置在每个胎圈芯4的外周边的侧面上。胎圈填充物5由橡胶单独制成，并具有根据JIS(下文称为JIS硬度)在70至100范围内的硬度。当胎圈填充物5的JIS硬度低于70时，胎圈填充物5可能不呈现其有助于控制稳定性的功能。相反，当JIS硬度超过100时，可能降低驾驶舒适性。

胎体层6在右胎圈部分和左胎圈部分3之间延伸，在胎体层6中，沿轮胎径向方向延伸并沿轮胎周向方向布置的加强帘线埋在橡胶层内。胎体层6的加强帘线相对于轮胎周向方向的角度在75度到90度的范围内。当角度小于75度时，可能会降低耐久性。角度优选设定在75度到86度的范围内，以达到轮胎的周向刚度，因为在这样设定角度时，设置在下面描述的折叠部分6X中的加强帘线和设置在定位于胎圈芯4之间的主体部分6A中的加强帘线可以相互交叉。

在胎面部分1的胎体层6的外周边的侧面上设置了包括加强帘线、例如沿轮胎周向方向斜着延伸的钢帘线的两个(或多个)束带层7和8，且一个束带层的加强帘线与另一个束带层的加强帘线交叉。作为两个束带层7和8，第一束带层7邻近胎体层6，而第二束带层8设置在第一束带层7的外周边的侧面上，且第一束带层7的宽度大于第二束带层8的宽度。

在束带层7和8的外周边的侧面上，设置有束带完全覆盖层9和束带边缘覆盖层10，束带完全覆盖层9和束带边缘覆盖层10中的每一个通过在轮胎周向方向上螺旋形缠绕的有机纤维帘线来获得。在这些覆盖层9和10的外周边的侧面上设置有胎面橡胶层11。胎面橡胶层11包括设置在内周边的侧面上的下胎面橡胶层12、设置在下胎面橡胶层12的外周边的侧面上的上胎面橡胶层13以及设置在上胎面橡胶层13的两个侧面上的翼梢橡胶层14。

胎体层6具有设置为单层的单层结构，且胎体层6的每个边缘从沿轮胎轴向方向的内侧到外侧围绕胎圈芯4折叠，以包住胎圈填充物5。因此，每个被折叠的折叠部分6X在侧壁部分2上延伸到达胎面部分1的第一束带层7的边缘7A的内周向部分。换句话说，折叠部分6X延伸到第一束带层7的侧边缘部分(边缘7A)下方的位置。

单独由橡胶制成的橡胶加强层15以环形形状沿轮胎周向方向设置，以便与右侧壁部分和左侧壁部分2中的每一个侧壁部分的胎体层6的折叠部分6X的沿轮胎轴向方向的外侧邻近。橡胶加强层15与胎圈填充物5的硬度相同，具体为70到100范围的JIS硬度。橡胶加强层15的平均厚度为0.5mm到3.0mm的范围，并跨过胎体层的最大宽度位置Pm(即，在胎圈部分3之间延伸的胎体层的主体部分6a具有最大宽度的位置)沿折叠部分6X设置。

在每一个侧壁部分3中，在橡胶加强层15的沿轮胎轴向方向的外侧设置侧橡胶层16。侧橡胶层16沿轮胎轴向方向比橡胶加强层15延伸得更长，侧橡胶层16具有设置在束带层7和8的边缘的内周边的侧面上的外周边缘16A，并具有延伸到侧视图中与胎圈填充物5的外周边缘5A重叠的位置的内周边缘16B。

轮辋缓冲橡胶层17在胎体层6的折叠部分6X的沿轮胎轴向方向的外侧从胎圈部分3延伸到侧橡胶层16。轮辋缓冲橡胶层17具有外周边缘17A，在轮胎的侧视图中与侧橡胶层16的内周边缘16B和橡胶加强层15的内周边缘15B重叠。

包括在侧橡胶层16中的橡胶的JIS硬度低于包括在轮辋缓冲橡胶层17中的橡胶的JIS硬度，且包括在轮辋缓冲橡胶层17中的橡胶的JIS硬度低于包括在胎圈填充物5和橡胶加强层15中的橡胶的JIS硬度。

在根据实施例的充气轮胎中，胎体层6具有单层结构，而不是传统的两层结构，并且因此，可使得重量降低。而且，因为胎体层6的每个折叠部分6X延伸到胎面部分1的束带层7的边缘7A的内周部分，所以胎体层6在侧壁部分2中实现两层结构。因而，可通过此胎体层6实现与传统技术相同水平的控制稳定性，且另外，因为具有高硬度的橡胶加强层15设置在侧壁部分2中，所以可提高侧壁部分2的刚性，从而提高控制稳定性。

此外，因为橡胶加强层15由具有与胎圈填充物5的硬度相当的硬度的橡胶制成，所以从侧壁部分2设置到胎圈部分3的部分的刚性可比传统技术中的分布得更均匀。因此，来自路面的输入(振动)可由侧壁部分2和胎圈部分3整体接收，并因此，可抑制驾驶舒适性的降低。

另外，因为胎体层6的每个折叠部分6X延伸到胎面部分1的束带层7的边缘7A的内周部分，并且胎体层6的折叠部分6X的边缘远离具有高橡胶硬度的橡胶加强层15设置，所以可避免另外由折叠部分6X的边缘引起的橡胶加强层15上的应力集中，从而防止降低高速耐久性。

再者，因为胎体层的边缘设置在束带层7的边缘7A的内周边的侧面上，所以束带层7的边缘7A限制了胎体层的边缘的移动，从而实现抑制胎体层6的边缘分离的效果。

当橡胶加强层15的平均厚度小于0.5mm或包括JIS硬度低于70的橡胶时，可能变得难以有效提高控制稳定性。另一方面，当橡胶加强层15的平均厚度超过3.0mm或橡胶的JIS硬度超过100时，可能会大大降低驾驶舒适性。

沿轮胎径向方向在橡胶加强层15的外周边缘15X和第一束带层7的最近边缘7X之间的距离Lb优选设定在轮胎横截面高度SH的5％至25％的范围内。当距离Lb小于轮胎横截面高度SH的5％时，应力可能集中在彼此靠近的边缘上，从而容易不利地引起边缘分离。当距离Lb超过轮胎横截面高度SH的25％时，可能变得难以提高控制稳定性。

沿轮胎径向方向在橡胶加强层15的外周边缘15X和上胎面橡胶层13的边缘13e之间的距离Lc优选设定为轮胎横截面高度SH的10％至30％，原因与上述相同。

沿轮胎径向方向在橡胶加强层15的内周边缘15B和轮辋缓冲橡胶层17的外周边缘17A之间彼此相邻的搭接长度LA优选在5mm至15mm的范围内。当搭接长度LA小于5mm时，这些边缘彼此太靠近，并从而可容易引起边缘分离。当搭接长度LA超过15mm时，可使侧壁部分2的刚性不均匀，从而降低了驾驶舒适性。

包括在侧橡胶层16中的橡胶的JIS硬度可在40至60的范围内，而包括在轮辋缓冲橡胶层17中的橡胶的JIS硬度可在60至80的范围内。当包括在侧橡胶层16中的橡胶的JIS硬度低于40时，可能降低控制稳定性。相反，当包括在侧橡胶层16中的橡胶的JIS硬度高于60时，可能降低驾驶舒适性。当包括在轮辋缓冲橡胶层17中的橡胶的JIS硬度低于60时，可能降低控制稳定性。相反，当包括在轮辋缓冲橡胶层17中的橡胶的JIS硬度高于80时，可能降低驾驶舒适性。

因为上面描述的充气轮胎假定为没有指定固定到车辆的表面或方向，所以前面提到的充气轮胎的右橡胶加强层和左橡胶加强层15构造为具有相同的平均厚度和相同的宽度。但是，在规定了固定到车辆的表面或方向的情形下，定位在当固定到车辆时面向车辆的内表面的橡胶加强层15可优选具有比定位在位于该内表面的相反侧的外表面处的橡胶加强层15小的平均厚度。

在近几年的车辆中，车轮固定在车辆上，以获得负外倾角，从而在高速驱动时保持控制稳定性。在这样的车辆中，左轮胎和右轮胎向内倾斜，并因此，高速驱动中施加的负载在定位于车辆内表面的轮胎部分中比定位在外表面的轮胎部分中大。另一方面，定位在车辆外表面的轮胎部分更大地影响控制稳定性。因而，当定位在车辆内表面的橡胶加强层15具有较小的平均厚度时，定位在内表面的侧壁部分更容易弯曲。因此，在保持了控制稳定性的同时，可通过另外设置这样的橡胶加强层15来提高高速耐久性和驾驶舒适性。

定位在车辆内表面的橡胶加强层15的平均厚度可设定在0.5mm至1.0mm的范围内，而定位在车辆外表面的橡胶加强层15的平均厚度可设定在1.0mm至2.0mm的范围内。

代替调节厚度，可通过设定定位在车辆内表面的橡胶加强层15M沿轮胎径向方向的宽度Wm小于定位在车辆外表面的橡胶加强层15N沿轮胎径向方向的宽度Wn来实现前面提到的优点，如图2所示。定位在车辆内表面的橡胶加强层15M沿轮胎径向方向的宽度Wm可设定在20mm至30mm的范围内，而定位在车辆外表面的橡胶加强层15N沿轮胎径向方向的宽度Wn设定在30mm至50mm的范围内。

可选地，定位在车辆内表面的橡胶加强层15M可比定位在车辆外表面的橡胶加强层15N沿轮胎径向方向更加向内地定位，如图3所示。具体地，定位在车辆内表面的橡胶加强层15M可比定位在车辆外表面的橡胶加强层15N沿轮胎径向方向多向内定位5mm至20mm。这种橡胶加强层15M和15N沿轮胎径向方向具有相同的平均厚度和相同的宽度。可选地，可对平均厚度、沿轮胎径向方向的宽度和向内定位进行适当地组合，以便进行调整。

本发明适当地用于具有55％或更小纵横比的客车的充气轮胎，但是，本发明不限于这样的充气轮胎。应提到，此处的橡胶的JIS硬度指利用根据JISK 6253的硬度计类型A测量的硬度。

第一示例按如下所述制造具有235/50R18的普通轮胎尺寸的试验轮胎。试验轮胎包括实施例轮胎、对比轮胎和传统轮胎。根据实施例的实施例轮胎1-6(实施例1-6)和对比轮胎1-4(对比例1-4)中的每一个制造为具有如图1所示的结构，其中胎体层的两个折叠部分(包括以80度角沿轮胎周向方向延伸的加强帘线)延伸到胎面部分的束带层的两个边缘的内周部分，且包括在跨过胎体层的最大宽度位置设置的每个橡胶加强层的橡胶具有表1列出的JIS硬度和平均厚度。除了胎体层构造为具有两层结构且胎体层的折叠部分比胎体层的最大宽度位置沿轮胎径向方向定位得更向内以外，如图4所示，以与实施例轮胎1相同的结构制造传统轮胎(传统例)。传统轮胎(传统例)还构造为不具有橡胶加强层的结构。

在每个试验轮胎中，包括在胎圈填充物中的橡胶的硬度设定为80，包括在轮辋缓冲橡胶层中的橡胶的硬度设定为70，而包括在侧橡胶层中的橡胶的硬度设定为60。而且，在实施例轮胎和对比轮胎中的每一个中，沿轮胎径向方向在橡胶加强层的外周边缘和第一束带层的最近边缘之间的距离Lb等于轮胎横截面高度SH的20％，而在橡胶加强层的内周边缘和轮辋缓冲橡胶层的外周边缘之间的搭接长度LA为10mm。

通过下述方法对这些试验轮胎中的每一个进行轮胎重量、控制稳定性、驾驶舒适性和高速耐久性的评估试验，从而获得表1列出的结果。

轮胎重量：测量每个试验轮胎的重量。测量结果用指数表达，其中传统轮胎的重量被认为是指数100。当此指数较大时，轮胎重量变得较小，且更多地降低重量。

控制稳定性：对每个试验轮胎就固定到具有1500cc发动机排量的车辆上的应用轮辋进行评估，其中轮胎压力设定为250kPa，且由试验驾驶员对以100km/h的速度驾驶时由重复进行车道改变获得的稳定性程度进行感觉试验。试验评估结果用指数表达，且传统轮胎的稳定性被认为是指数100。当此指数较大时，控制稳定性变得较高。

驾驶舒适性：

以上述方式将每个试验轮胎固定在具有1500cc发动机排量的车辆上，并通过在试验跑道上由试验驾驶员进行驾驶舒适性的感觉试验。试验评估结果用指数表达，且常规轮胎的驾驶舒适性被认为是指数100。当此指数较大时，驾驶舒适性变得较高。表1

从表1应理解，实施例轮胎(示例1-6)提高了控制稳定性，并降低了重量，而没有牺牲驾驶舒适性。

第二示例下面制造了与示例1具有相同轮胎尺寸的实施例轮胎7-9(示例7-9)作为试验轮胎。除了定位在车辆内表面的橡胶加强层的平均厚度设定为小于定位在外表面的橡胶加强层的平均厚度以外，实施例轮胎7(示例7)制造为与实施例轮胎2具有相同的结构。除了定位在车辆内表面的橡胶加强层沿轮胎径向方向的宽度设定为小于定位在外表面的橡胶加强层沿轮胎径向方向的宽度以外，实施例轮胎8(示例8)制造为与实施例轮胎2具有相同的结构。除了定位在车辆内表面的橡胶加强层设定为比定位外表面的橡胶加强层沿轮胎径向方向更加向内以外，实施例轮胎9(示例9)制造为与实施例轮胎2具有相同的结构。

在实施例轮胎7中，定位在车辆内表面的橡胶加强层的平均厚度为1.0mm，而设置在外表面的橡胶加强层的平均厚度为2.0mm。在实施例轮胎8中，定位在车辆内表面的橡胶加强层沿轮胎径向方向的宽度为30mm，而定位在外表面的橡胶加强层沿轮胎径向方向的宽度为50mm。在实施例轮胎9中，定位在车辆内表面的橡胶加强层比定位在外表面的橡胶加强层沿轮胎径向方向向内偏移10mm。

通过上述方法对这些试验轮胎中的每一个和实施例轮胎2进行高速耐久性评估试验，从而得到表2列出的结果。同样，通过示例1描述的方法对实施例轮胎7-9进行轮胎重量、控制稳定性和驾驶舒适性评估，且结果也列在表2中。

高速耐久性：

对每个试验轮胎进行应用轮辋的评估并将试验轮胎固定到转鼓试验机，其中轮胎压力设定为250kPa，且负载设定为与JATMA描述的最大负载性能相对应的负载的80％，而外倾角设定为-2.5度，速度从200km/h起每10分钟增加10km/h，以便获得试验轮胎破裂的速度。评估结果用指数表达，且试验轮胎2的结果被认为是指数100。当此指数较大时，高速耐久性变得较高。表2

	示例7	示例8	示例9
				JIS硬度	85	85	85
平均厚度(mm)	1.0/2.0	1.5	1.5
				高速耐久性	107	107	106
轮胎重量	110	110	110
				控制稳定性	104	104	104
驾驶舒适性	104	104	104

从表2应理解，与横向对称地设置橡胶加强层的实施例轮胎2对比，实施例轮胎7-9提高了高速耐久性。而且，应理解，因此可提高驾驶舒适性。

应理解，本发明不限于上述的具体实施例，并且本发明能够在不偏离本发明的精神和范围的情况下以修改的部件来实施。本发明能够根据上述实施例中公开的部件的适当组合的各种形式来实施。例如，可从实施例中描述的构型删除一些部件。

Claims (7)

1.一种充气轮胎，包括：

一对胎圈部分，所述一对胎圈部分设置为在轮胎宽度方向上彼此面对，所述胎圈部分中的每一个胎圈部分包括：

胎圈芯；以及

胎圈填充物，所述胎圈填充物埋住所述胎圈芯，所述胎圈填充物由JIS硬度在70至100的范围内的橡胶制成；

胎体层，所述胎体层具有单层结构，且在所述胎圈部分之间延伸，所述胎体层包括在轮胎径向方向上延伸并在轮胎周向方向上布置的加强帘线；

多个束带层，所述多个束带层在胎面部分处设置在所述胎体层的外周边，其中所述胎体层从沿轮胎轴向方向的内侧到外侧围绕所述胎圈芯折叠，以包住所述胎圈填充物并具有折叠部分，所述折叠部分延伸到所述束带层中的一个束带层的侧边缘部分的下方的位置；以及

橡胶加强层，所述橡胶加强层由JIS硬度在70至100的范围内的橡胶制成，且平均厚度在0.5mm至3.0mm的范围内，所述橡胶加强层在侧壁部分处在所述轮胎轴向方向的外侧处设置在所述胎体层的折叠部分上，以延伸跨过所述胎体层的最大宽度位置Pm；

其特征在于所述充气轮胎还包括：

侧橡胶层，所述侧橡胶层在所述侧壁部分处在所述轮胎轴向方向的外侧处设置在所述橡胶加强层上；以及

轮辋缓冲橡胶层，所述轮辋缓冲橡胶层在轮胎轴向方向上的外侧处设置在所述折叠部分上，以从所述胎圈部分延伸到所述侧橡胶层，

其中所述侧橡胶层具有比所述轮辋缓冲橡胶层低的JIS硬度，

其中所述轮辋缓冲橡胶层具有比所述胎圈填充物和所述橡胶加强层低的JIS硬度，

其中所述侧橡胶层的JIS硬度在40至60的范围内，并且

其中所述轮辋缓冲橡胶层的JIS硬度在60至80的范围内。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，

其中在所述橡胶加强层的外周边缘和所述束带层的最近边缘之间沿轮胎径向方向的距离设定在轮胎横截面高度SH的5％至25％的范围内。

3.根据权利要求1所述的充气轮胎，

其中所述胎体层的加强帘线构造为相对于轮胎周向方向以设定在75度至90度的范围内的角度延伸。

4.根据权利要求1所述的充气轮胎，

其中彼此相邻的所述橡胶加强层的内周边缘和所述轮辋缓冲橡胶层的外周边缘构造为：当从所述充气轮胎侧观察时重叠，以在轮胎径向方向上具有在5mm至15mm的范围内的重叠长度。

5.根据权利要求1所述的充气轮胎，

其中定义将所述充气轮胎固定到车辆所朝向的内表面和位于所述内表面的相反侧的外表面，并且

其中定位在所述内表面处的所述橡胶加强层构造为具有比定位在所述外表面处的所述橡胶加强层小的平均厚度。

6.根据权利要求1所述的充气轮胎，

其中定义将所述充气轮胎固定到车辆所朝向的内表面和位于所述内表面的相反侧的外表面，并且

其中定位在所述内表面处的所述橡胶加强层构造为具有比定位在所述外表面处的所述橡胶加强层小的沿轮胎径向方向的宽度。

7.根据权利要求1所述的充气轮胎，

其中定义将所述充气轮胎固定到车辆所朝向的内表面和位于所述内表面的相反侧的外表面，并且

其中定位在所述内表面处的所述橡胶加强层设置得比定位在所述外表面处的所述橡胶加强层在轮胎径向方向上更向内。

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