專利名稱：充氣輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及充氣輪胎，更具體來說，涉及改進的胎緣結(jié)構(gòu)，這種胎緣結(jié)構(gòu)能夠改善胎緣部分的耐用度。
一般來說，充氣輪胎設(shè)有胎體，胎體包括一層從輪胎軸向內(nèi)側(cè)至軸向外側(cè)的簾布，圍繞每個胎緣部分中的胎緣填充芯向上翻起。如圖6A所示，翻起的部分(d)徑向向外超出胎緣填充芯的徑向外端延伸，終止在下側(cè)壁部分中。在這樣的結(jié)構(gòu)中，在胎體層邊緣或翻起部分(d)的徑向外端(de)，應(yīng)力集中容易在行駛過程中出現(xiàn)，這是由于下側(cè)壁部分的變形相對較大的緣故。如果變形極大就會引起從胎體層邊緣(de)開始的剝離故障。
在日本專利申請公開文本JP-A-11-321244中，為了避免在胎體層邊緣(de)上的這種應(yīng)力集中，胎體層邊緣部分(d)圍繞胎緣填充芯(b)纏繞一次以便終止在胎緣部分中，抵靠在胎緣填充芯(b)的徑向外表面(ba)上，如圖6B所示。
但是，這種結(jié)構(gòu)在極端苛刻的工作條件下，例如，在重載、高的內(nèi)部壓力下高速行駛時變得不足以將胎體層邊緣固定在胎緣填充芯上，并且存在胎體層從胎緣填充芯滑動的可能性。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種充氣輪胎，在這種充氣輪胎中，甚至在極端苛刻的工作條件下，胎體層也可安全地固定在胎緣填充芯上以改善胎緣部分的耐用度。
按照本發(fā)明，一種充氣輪胎，包括一對胎緣部分，每個胎緣部分中帶有胎緣填充芯，一個胎體，包括一層簾線，所述簾線在胎緣部分之間穿過一個胎面部分和側(cè)壁部分延伸，在每個所述胎緣部分中從輪胎的軸向內(nèi)側(cè)至軸向外側(cè)翻回并回繞每個所述胎緣部分中的胎緣填充芯纏繞，以便在其間形成一對纏繞部分和一個主體部分，
每個所述纏繞部分具有一個沿胎緣填充芯的徑向外表面軸向向內(nèi)延伸的徑向外部，當(dāng)沿徑向外表面測量時，長度不小于所述徑向外表面的寬度的0.5倍，每個所述胎緣部分在所述徑向外部和胎緣填充芯的徑向外表面之間設(shè)有一個有機纖維簾線層，在所述徑向外部中的胎體簾線和胎緣填充芯的徑向外表面之間的距離在沿著胎緣填充芯的徑向外表面的法線方向上測量時在胎緣填充芯的截面高度的0.05至1.0倍的范圍內(nèi)。
現(xiàn)在對照以下附圖詳述本發(fā)明的實施例。


圖1是按照本發(fā)明的充氣輪胎的橫剖圖。
圖2是其胎緣部分的放大視圖。
圖3是示意的放大橫剖圖。
圖4是本發(fā)明另一實施例的橫剖圖。
圖5是本發(fā)明另一實施例的橫剖圖。
圖6A是表示傳統(tǒng)的胎緣結(jié)構(gòu)的橫剖圖。
圖6B是表示現(xiàn)有技術(shù)的橫剖圖。
在附圖中，按照本發(fā)明的充氣輪胎1包括一個胎面部分2；一對胎緣部分4，每個胎緣部分中帶有胎緣填充芯5；一對側(cè)壁部分3；一個在胎緣部分4之間經(jīng)過胎面部分2和側(cè)壁部分3延伸的胎體6，以及一條在胎面部分2中在胎體6徑向外側(cè)設(shè)置的條帶7。
在該實施例中的充氣輪胎是卡車和公共汽車使用的重型徑向輪胎，這種輪胎安裝在一個15度錐形中央凹下的輪圈上，該輪圈的胎緣座錐形傾角為15度。
所述條帶包括一緩沖層7，以及還可有一個帶。
緩沖層7包括多層相對于輪胎赤道成一定角度鋪設(shè)的平行簾布。通常，緩沖層7包括3或4層，其中包括兩個交叉層。對于緩沖層簾線來說，可采用高彈性模量的簾線如鋼、芳族聚酰胺等。
在該實例中，緩沖層由相互疊放的三層構(gòu)成，其中徑向最內(nèi)層7A是由相對于輪胎赤道C成50至70度角鋪設(shè)的平行簾線構(gòu)成的。作為交叉層的徑向外部的兩層7B和7C都是由相對于輪胎赤道C成不大于30度的小角度鋪設(shè)的鋼簾布構(gòu)成的。
在該實例中的胎緣填充芯5是通過將胎緣絲10盤成如圖2所示的特殊橫截面形狀而形成的。這里，胎緣絲10是高彈性模量的絲，可以是單金屬絲如鋼琴絲、扭絞金屬絲形成的線、高彈性模量的有機單絲、扭絞高模量有機絲形成的線等。鋼、芳族酰胺等可用作其材料。
關(guān)于胎緣填充芯5的橫截面形狀，徑向外表面5a和徑向內(nèi)表面5b基本與胎緣部分的底部平行，因而當(dāng)輪胎安裝在輪圈上時，上述表面5a和5b基本與輪圈的胎緣座平行。因此，徑向外表面5a和徑向內(nèi)表面5b相對于輪胎軸向以15度±2度的范圍內(nèi)的角度傾斜。在徑向外表面5a和徑向內(nèi)表面5b之間延伸的軸向內(nèi)表面5c和軸向外表面5d彎曲成V形，因而橫截面形狀是不規(guī)則的六邊形。為了形成這種橫截面形狀，從徑向內(nèi)表面5b至徑向外表面5a，胎緣絲的匝數(shù)是變化的。在圖所示的實例中，匝數(shù)為4-5-6-7-6。
在胎緣填充芯5的橫截面中，徑向外表面5a被限定為胎緣絲10的徑向最外圈的切線，徑向外表面5a最好基本是直的，徑向外表面5a的寬度BW1設(shè)定在10至28mm的范圍內(nèi)，最好在13至24mm的范圍內(nèi)。寬度BW1最好大于徑向內(nèi)表面5b的寬度BW2。寬度BW2與寬度BW1的比值設(shè)定在小于1.0倍的范圍內(nèi)，最好在0.5至0.9的范圍內(nèi)。
除了盤卷的單胎緣絲外，胎緣填充芯5也可以是具有特定截面形狀的實心環(huán)形體。
上述胎體6包括至少一層簾線6C，其上涂覆橡膠混合物6G。在該實例中，胎體由一個單層6A構(gòu)成。胎體的簾線6C可以使用有機纖維簾布如尼龍、人造絲、聚酯、芳族聚酰胺等，或者鋼簾線。在承受很高內(nèi)部壓力和重輪胎負(fù)載的重型徑向輪胎的情形中，最好使用高模量的簾線如芳族酰胺簾線或鋼簾線，因而在該實例中，使用的是芳族酰胺纖維簾線。在每個胎體層中的胎體簾線6C相對于輪胎赤道C徑向成70至90度角布置，因而輪胎具有徑向或半徑向胎體結(jié)構(gòu)。
胎體層6A在胎緣部分4之間延伸，并且在每個胎緣部分4從輪胎的軸向內(nèi)側(cè)至外側(cè)翻回，基本圍繞胎緣填充芯纏繞一次，形成一對纏繞部分6b和在纏繞部分之間的環(huán)形主部6a。環(huán)形主部6a從一個胎緣部分4a中的胎緣填充芯5經(jīng)過胎面部分2和側(cè)壁3延伸至另一胎緣部分4中的胎緣填充芯5。
纏繞部分6a具有一個徑向外部9，該徑向外部沿著胎緣填充芯5的徑向外表面5a軸向向內(nèi)延伸，在徑向外表面5a的軸向內(nèi)端附近終止。
徑向外部9貼近胎緣填充芯5的徑向外表面5a，它的長度L1不小于徑向外表面5a寬度BW1的0.5倍，推薦為不小于0.7倍，最好為不小于0.8倍。如果長度L1小于寬度BW1的0.5倍，那么，防止胎體層6A從胎緣填充芯滑動的效果就會減小，難于改善胎緣部分4的耐用度。
每個胎緣部分在徑向外部9和胎緣填充芯5之間設(shè)有一個有機纖維簾布層10，以便在徑向外部9中的胎體簾線6C和胎緣填充芯5的徑向外表面5a之間形成一定的距離(t)。當(dāng)垂直于徑向外表面5a測量時，距離(t)在胎緣填充芯5的截面高度BH的0.05至1.0倍、最好為0.08至0.8倍的范圍內(nèi)。通常，距離(t)設(shè)定在0.1至5.0mm的范圍內(nèi)，最好在0.3至4.0mm的范圍內(nèi)。這里，胎緣填充芯的截面高度BH定義為與徑向外表面5a成直角的方向上的最大高度。
如果距離(t)小于截面高度BH的0.05倍，那么，徑向外部9和胎緣填充芯5的徑向外表面5a之間的附著力容易變得不足以控制其間的最初分離，而這種最初分離如發(fā)展就可能引起胎體層從胎緣填充芯滑動。如果距離(t)太大，那么，徑向外部9的簾布就容易在胎緣部分4的反復(fù)變形過程中與橡膠分離。
有機纖維簾線層10可以緩和徑向外部9和胎緣填充芯5之大的剛度差，因此，可以有效地防止由于剛度差較大引起的分離故障。
有機纖維簾線層10至少必須設(shè)置在徑向外部9和徑向外表面5a之間。也就是說，有機纖維簾線層10至少沿徑向外部9延伸。在這個實例中，由于有機纖維簾線層10是圍繞胎緣填充芯5將一條涂覆橡膠的平行有機纖維簾線10C纏繞大約一圈而形成的，因而有機纖維簾線層10是圍繞胎緣填充芯5延伸的。
有機纖維簾線10C相對于輪胎周向傾斜10至80度、最好20至60度角。如果該角小于10度，那么就難于穩(wěn)定地保持距離(t)。
有機纖維簾線10C的材料可使用尼龍、人造絲、聚酯、芳族酰胺等。最好使用彈性模量低、附著性好的尼龍，特別是尼龍-6。
有機纖維簾線10C的直徑設(shè)定在距離(t)的0.1至5.2倍、最好0.13至1.7倍的范圍內(nèi)。
如圖3所示，厚度(ta)在0.1至0.6mm、最好0.2至0.4mm范圍內(nèi)的橡膠層15a在有機纖維簾線10C和胎緣填充芯5之間形成。厚度(tb)在0.1至0.6mm、最好0.2至0.4mm范圍內(nèi)的橡膠層15b在有機纖維簾線10C和胎體簾線6C之間形成。
如果厚度(ta，tb)小于0.1mm，有機纖維簾線10C和胎體簾線6C就容易彼此直接接觸。如果厚度(ta，tb)大于0.6mm，圍繞胎緣填充芯5纏繞的工作性能就會降低。
另外，加強簾線12C構(gòu)成的加強層12在徑向外部9的徑向外側(cè)設(shè)置，以便將徑向外部9固定在加強層12和胎緣填充芯5之間，從而防止胎體層6A滑動。
加強層12是通過在徑向外部9的徑向外側(cè)上螺旋纏繞一根簾線12C或嵌在呈帶狀的涂覆橡膠混合物中的多根簾線12C形成的。
圖2中的加強層12為單層結(jié)構(gòu)，在橫截面中，層12基本平行于徑向外部9。但是，加強層12也可以是如圖5所示的多層結(jié)構(gòu)(徑向內(nèi)、中和外層12a，12b和12c)。
加強層12的簾線12C可以采用有機纖維簾線如尼龍、人造絲、芳族酰胺等和鋼簾線，最好采用包括尼龍的熱縮性材料，這是由于徑向外部9在硫化過程中被加強層12的熱縮張緊，防止胎體層6A從胎緣填充芯滑動的效果可以進一步得到改善。
加強層12與胎緣填充芯5的徑向外表面5a平行的部分的長度L2設(shè)定在徑向外部9的長度L1的0.7至1.3倍、最好0.8至1.1倍的范圍內(nèi)。如果L2/L1小于0.7，緊固效果降低。如果L2/L1大于1.3，那么，雖然緊固效果不再增加，輪胎的重量卻會增加。
加強層12的簾線12C相對于周向的傾角設(shè)定在0至45度、推薦0至15度、最好0至5度的范圍內(nèi)。通過將簾線12C布置得基本平行于周向，緊固效果可得到進一步的改善。
加強層12的簾線12C和徑向外部9中的胎體簾線6C之間的距離(T)設(shè)定在胎緣填充芯5的截面高度BH的0.01至0.3倍、最好0.05至0.2倍的范圍內(nèi)。如果距離(T)比截面高度BH的0.01倍小，那么，其間的附著力容易變得不足。如果距離(T)大于截面高度BH的0.3倍，那么，緊固效果容易變得不足。
每個胎緣部分4設(shè)有在徑向外部9的徑向外側(cè)的、在本實例中是設(shè)置在加強層12的徑向外側(cè)上的胎緣頂點橡膠16。胎緣頂點橡膠16向著其徑向外端逐漸變小。胎緣頂點橡膠16具有從6.3至8.6MPa的、最好6.8至8.2MPa的100％模量。如果100％模量小于6.3MPa，那么，胎緣部分4的彎曲剛度就會變得不足。如果100％模量大于8.6MPa，那么，胎緣部分4的剛度過度增加，發(fā)熱量增加。
另外，每個胎緣部分4設(shè)有胎圈包布橡膠17。胎圈包布橡膠17沿胎緣部分的徑向外表面和底面設(shè)置，限定與輪圈的接觸表面。胎圈包布橡膠17設(shè)置在胎緣頂點橡膠16的軸向外側(cè)上，向著側(cè)壁橡膠19徑向向外延伸，以便與其接合。側(cè)壁橡膠19在側(cè)壁部分3中設(shè)置在胎體的軸向外側(cè)上。胎圈包布橡膠17還向著胎緣趾部20延伸。由于胎圈包布橡膠17構(gòu)成胎緣部分4的與輪圈接觸的外表面，因而最好使用具有高耐磨性的橡膠材料如NR，BR等。胎圈包布橡膠17具有的100％模量小于胎緣頂點橡膠的100％模量，在5.4至8.2MPa、最好在5.6至8.0MPa的范圍內(nèi)。
如果胎圈包布橡膠17的100％模量小于5.4MPa，那么，胎緣部分4的剛度降低，在與輪圈接觸的部分中容易出現(xiàn)磨損和損壞。如果100％模量大于8.2MPa，那么，發(fā)熱增加，耐用度降低。如果胎圈包布橡膠的100％模量大于胎緣頂點橡膠16的100％模量，沿著胎緣頂點橡膠16和胎圈包布橡膠17之間的邊界j易出現(xiàn)分離故障。
胎緣頂點橡膠16和胎圈包布橡膠17之間的100％模量之差設(shè)定在0.5至2.0MPa的范圍內(nèi)，從而可以改善防止分離的效果，并可改善耐用度。
胎緣頂點橡膠16和胎圈包布橡膠17可使用高強度高剛度材料如橡膠和樹脂的混合物。
圖4表示胎體6的一種變型。在這個實例中，在胎體層6A外側(cè)還設(shè)有胎體層6B。該胎體層6B在胎緣部分4之間連續(xù)延伸，進一步伸向輪胎的軸向內(nèi)側(cè)，穿過胎緣填充芯5的軸向外側(cè)，在胎緣填充芯5的徑向內(nèi)側(cè)上終止。在該圖中，加強層12被省略。
圖5表示圖2的胎緣結(jié)構(gòu)的另一種變型。在這個實例中還設(shè)有涂橡膠的簾線的胎緣加強層21。胎緣加強層21與圖4中的外胎體層6B類似，從加強層12上方的一個位置伸至胎緣趾部附近。對比試驗試制了重型徑向輪胎(尺寸為225/80R 17.5 14PR)并進行的胎緣耐用度試驗。
在胎緣耐用度試驗中，裝在6.00×17.5輪圈上并充氣至70KPa的試驗輪胎在41KN的輪胎負(fù)載下以20Km/小時的速度運轉(zhuǎn)，直至輪胎破損，并測量可運行距離。
結(jié)果借助以現(xiàn)有技術(shù)輪胎100為基礎(chǔ)的指數(shù)表示在表格1中，其中數(shù)值越大，耐用度越好。
胎體、條帶和胎緣填充芯如下所述在實例1的輪胎、基準(zhǔn)1及基準(zhǔn)2的輪胎、傳統(tǒng)輪胎和現(xiàn)有技術(shù)輪胎中，胎體是由鋼簾線(3×0.2＋7×0.23)的單層構(gòu)成的，簾線相對于輪胎赤道成90度布置，在胎緣填充芯下面簾線數(shù)為38/5cm，條帶是由三層鋼簾線(3×0.2＋6×0.35)構(gòu)成的緩沖層，簾線相對于輪胎赤道(從徑向內(nèi)層至外層)成+67、+18、-18度角鋪設(shè)，胎緣填充芯由直徑為1.55mm的鋼絲纏繞成5層結(jié)構(gòu)(4×5×6×7×6)構(gòu)成的。
在實例2的輪胎中，胎體是由單層的芳族酰胺簾線構(gòu)成的，簾線相對于輪胎赤道成90度布置，在胎緣填充芯下面簾線數(shù)為40/5cm，條帶與上面所述相同，胎緣填充芯與上面所述相同。
根據(jù)試驗結(jié)果可以肯定，在與現(xiàn)有技術(shù)的輪胎的對比中，按照本發(fā)明的實例的輪胎在胎緣部分的耐用度方面得到改善。
本發(fā)明適用于輕型卡車、重型車輛等的充氣輪胎，但是，也可用于小客車輪胎等。
表1
*1)周向＝平行于輪胎周向BH＝7.0mm，BW1＝10.0mm
權(quán)利要求
1.一種充氣輪胎，包括一對胎緣部分，每個胎緣部分中帶有胎緣填充芯，一個胎體，包括一層簾線，所述簾線在胎緣部分之間穿過一個胎面部分和側(cè)壁部分延伸，在每個所述胎緣部分中從輪胎的軸向內(nèi)側(cè)至軸向外側(cè)翻回并回繞每個所述胎緣部分中的胎緣填充芯纏繞，以便在其間形成一對纏繞部分和一個主體部分，每個所述纏繞部分具有一個沿胎緣填充芯的徑向外表面軸向向內(nèi)延伸的徑向外部，當(dāng)沿徑向外表面測量時，長度不小于所述徑向外表面的寬度的0.5倍，每個所述胎緣部分在所述徑向外部和胎緣填充芯的徑向外表面之間設(shè)有一個有機纖維簾線層，在所述徑向外部中的胎體簾線和胎緣填充芯的徑向外表面之間的距離在沿著胎緣填充芯的徑向外表面的法線方向上測量時在胎緣填充芯的截面高度的0.05至1.0倍的范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其特征在于每個所述胎緣部分在所述徑向外部的徑向外側(cè)設(shè)有一簾線加強層，以便將所述徑向外部固定在加強層和胎緣填充芯之間。
3.如權(quán)利要求2所述的充氣輪胎，其特征在于所述加強層的簾線相對于輪胎的周向成0至45度范圍的角鋪設(shè)。
4.如權(quán)利要求2所述的充氣輪胎，其特征在于所述加強層的簾線相對于所述周向成0至5度范圍的角鋪設(shè)。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的充氣輪胎，其特征在于在每個所述胎緣部分中，胎緣頂點橡膠在所述徑向外部的徑向外側(cè)設(shè)置，胎圈包布橡膠在所述胎緣頂點橡膠的軸向外側(cè)設(shè)置，所述胎緣頂點橡膠的100％模量在6.3至8.6MPa的范圍內(nèi)，所述胎圈包布橡膠的100％模量在5.4至8.2MPa的范圍內(nèi)。胎圈包布橡膠的100％模量小于胎緣頂點橡膠的100％模量。
全文摘要
一種充氣輪胎包括一胎體,該胎體包括一個簾線層,該簾線層在胎緣間穿過胎面部分和側(cè)壁部分延伸,且在每個胎緣部分中從輪胎軸向內(nèi)側(cè)至外側(cè)翻回、圍繞胎緣填充芯纏繞以形成一對纏繞部分和一個在其間的主要部分,其中,纏繞部分在沿胎緣填充芯的徑向外表面軸向向內(nèi)延伸時形成的徑向外部具有沿徑向外表面測量的一定長度,該長度不小于徑向外表面寬度的0.5倍,一個有機纖維簾線層設(shè)置在徑向外部和胎緣填充芯的徑向外表面之間,徑向外部的簾線和胎緣填充芯的徑向外表面之間在徑向外表面的法線方向上的距離在胎緣填充芯的截面高度的0.05至1.0倍的范圍內(nèi)。
文檔編號B60C15/06GK1326866SQ01119448
公開日2001年12月19日 申請日期2001年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月5日
發(fā)明者上橫清志 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社