專利名稱：充氣輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充氣輪胎，尤其是胎面補強帶和胎面花紋溝的組合體，該組合體能同時滿足高速穩(wěn)定性和高水平的乘坐舒適性。
背景技術(shù)：
在用于客車、摩托車等等的充氣輪胎中，為了增強胎面部分，由相對于輪胎圓周方向不超過5度的角度螺旋纏繞的補強簾線或者簾線制成的胎面補強帶被廣泛地用作徑向最外側(cè)的胎面補強，如美國專利申請公開N0.US-2010-319825-A1中所公開的。這種胎面補強帶可以減小運行期間胎面部分的變形，并且有利于改進高速穩(wěn)定性。從有效地改進高速穩(wěn)定性方面，優(yōu)選使用鋼絲簾線作為補強簾線，以便增加胎面部分的剛度。然而，如果使用鋼絲簾線，那么胎面部分的柔韌性反過來會降低，有可能喪失干擾吸收性(disturbance absorbability)以及乘坐舒適性變差。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種充氣輪胎，該充氣輪胎能同時滿足高速穩(wěn)定性和高水平的乘坐舒適性。根據(jù)本發(fā)明，充氣輪胎包含:具有胎面花紋溝的胎面部，一對胎側(cè)壁部，一對胎圈部，在胎圈部之間并經(jīng)胎面部和胎側(cè)壁部延伸的胎體，以及在胎面部中位于胎體徑向外側(cè)的胎面補強帶，其作為徑向最外側(cè)的補強簾布層，該補強簾布層由多根以相對于輪胎圓周方向不超過5度的角度放置的補強簾線組成，其中，每根補強簾線是由復(fù)數(shù)N根扭絞在一起形成IxN開放式扭絞結(jié)構(gòu)的鋼絲組成，以及胎面花紋溝的底部與在下面的補強簾線(underlying reinforcing cords)之間的最短距離在0.5-2.0mm的范圍內(nèi)。優(yōu)選，補強簾線的鋼絲的外徑的范圍是0.10-0.30mm。在50N的拉伸負荷下補強簾線的伸長率的范圍優(yōu)選是0.5-1.5%。復(fù)數(shù)N優(yōu)選是5。在包括說明書和權(quán)利要求的本申請中，除非另作說明，否則輪胎的各種尺寸、位置請參考在正常充氣卸載(inflated unloaded)條件下的輪胎的尺寸、位置。正常的充氣卸載條件是這樣的:將輪胎安裝在標準的輪輞上并且充氣至標準壓力但是沒有輪胎負荷。標準輪輞是標準組織(即JATMA (日本和亞洲)，T&RA (北美洲)，ETRTO (歐洲)，TRAA (澳大利亞)，STRO (斯堪的納維亞)，ALAPA (拉丁美洲)，ITTAC (印度)等等)正式批準或者推薦的輪輞，這些標準組織在制造、銷售或使用輪胎的該地區(qū)是有效的。標準壓力和標準輪胎負荷是用于輪胎的最大大氣壓和最大輪胎負荷，其被相同的組織在大氣壓/最大負荷表或相似的列表上詳細說明。比如，標準輪輞是JATMA中詳細說明的“標準輪輞”，ETRTO中詳細說明的“測量用標準輪輞”，TRA中詳細說明的“設(shè)計輪緣”等等。標準壓力是JATMA中的“最大大氣壓”，ETRTO中的“充氣壓力”，TRA的“各種冷胎充氣氣壓下輪胎負荷限制”表中給定的最大壓力等等。


圖1是本發(fā)明一個具體實施方式
的充氣輪胎的橫截面視圖。圖2 Ca)是螺旋纏繞以便形成胎面補強帶的橡膠補強簾線條帶的局部透視圖。圖2 (b)是由5根鋼絲組成的補強簾線的橫剖面視圖。圖3是顯示圖2 (b)中所示的補強簾線和圖5所示的絞合鋼絲簾線的負荷-伸長率的曲線圖。圖4 (a)是胎面部的花紋溝部放大的橫截面視圖。圖4 (b)是當胎面部是彎曲的時候，相同花紋溝部的放大的橫截面視圖。圖5是具有3X3結(jié)構(gòu)的絞合鋼絲簾線的橫截面視圖。
具體實施例方式現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。在附圖中，本發(fā)明的充氣輪胎I包含胎面部2、一對軸向間隔的其內(nèi)各自具有胎圈芯5的胎圈部4、在胎面邊緣2e和胎圈部4之間延伸的一對胎側(cè)壁部3、在胎圈部之間延伸通過胎面部和胎側(cè)壁部的胎體6、胎面部2中的位于胎體6徑向外側(cè)的胎面補強帶7。胎面部2位于其外表面2S，具有至少一種胎面花紋溝16。胎面花紋溝16可以是比如圓周地連續(xù)延伸的花紋溝、軸向延伸的花紋溝、傾斜的花紋溝等等。胎面花紋溝16可以是各種結(jié)構(gòu)，比如直線、曲線、鋸齒形等等。胎體6包含至少一種胎體簾布層6A，該胎體簾線層6A在胎圈部4之間延伸經(jīng)由胎面部2和胎側(cè)壁部3，并圍著每個胎圈部4中的胎圈芯5從軸向內(nèi)側(cè)至外側(cè)卷起，以便在其間形成一對卷起部6b和主體部6a。胎體簾布層6A的簾線以相對于輪胎赤道C 60-90度的角度徑向排列，并且用貼膠橡膠涂橡膠。每個胎圈部4都位于胎體卷起部4和主體部之間，具有從胎圈芯5徑向向外延伸的由硬橡膠制成的胎圈三角膠8。胎面補強帶7包含作為徑向最外側(cè)補強簾布層的胎面補強帶10以及可選地位于胎面補強帶10和胎體6之間的緩沖層(沒有顯示)。緩沖層包含至少兩層高模量簾線的交叉簾布層，該簾線以相對于輪胎赤道C10-35度的角度放置。胎面補強帶10由多根補強簾線11組成，補強簾線11相對于輪胎的圓周方向不超過5度的角度放置。如圖2 (a)所示，通過螺旋纏繞一根以上的條帶(strips) 13形成胎面補強帶10。條帶13是以狹帶的形式嵌入貼膠橡膠12中的單簾線11或平行簾線11，所述狹帶具有的寬度適當?shù)匦∮谔ッ嫜a強帶10的寬度。因此，胎面補強帶10由一根以上的補強簾線11組成，補強簾線11螺旋纏繞多次以便遍布胎面部2的幾乎全部的寬度。胎面補強帶10可以拉緊胎面部2并且可以改進高速穩(wěn)定性。因為胎面補強帶10沒有拼接接頭，可以改進輪胎均勻性。如圖1所示，本發(fā)明的實施方式中的充氣輪胎I是摩托車輪胎，與客車輪胎、卡車/公共氣車輪胎等等相比，摩托車輪胎中的胎面部2 (包括胎體、胎面補強帶和在其上的胎面膠)具有曲率半徑相對較小的曲線，因此輪胎的最大橫截面寬度位于胎面邊緣2e之間。在這個實施方式中，胎面部2具有多根胎面花紋溝16，胎面花紋溝16是沿輪胎圓周排列的傾斜的花紋溝。為了改進濕性能，這種胎面花紋溝16優(yōu)選具有約3.0mm-約5.5mm范圍內(nèi)的槽寬W3、以及約3.0mm-約4.5謹范圍內(nèi)的槽深D3。在這個實施方式中，胎體6僅由上述胎體簾布層6A組成。關(guān)于胎體簾線，可以適當?shù)厥褂糜袡C纖維簾線，比如聚酯、尼龍、人造纖維、芳族聚酰胺等等。在這個實施方式中，胎面補強帶7僅由上述胎面補強帶10組成。根據(jù)本發(fā)明，胎面補強帶10的補強簾線11是由N根鋼絲14制成的鋼絲簾線，這些鋼絲14扭絞在一起以便具有如圖2 (a)和圖2 (b)所示的IxN的開放式扭絞結(jié)構(gòu)。(在圖中，N=5)關(guān)于鋼絲的材料，優(yōu)選使用JIS-G3506中指定的高碳鋼絲。常規(guī)地，絞合鋼絲簾線(C)用于胎面補強帶。通過將N根鋼絲(f)扭絞在一起形成線(strand) (s),然后將M根線(s)扭絞在一起形成簾線(c),從而形成這種絞合鋼絲簾線(C)。因此，簾線(c)具有如圖5中所示的MxN扭絞結(jié)構(gòu)(在圖5中，3x3扭絞結(jié)構(gòu))。在這種絞合鋼絲簾線(C)的情況中，如圖3所示，由于簾線上的負荷的變化引起的簾線的伸長變化速度在低負荷的范圍內(nèi)是非常大的，但是在高負荷的范圍內(nèi)是小的，并且低負荷范圍是非常窄且無用(wasted)的。因此，如果絞合鋼絲簾線(C)用于胎面補強帶10中，由于在高速度運行和轉(zhuǎn)彎期間簾線上的負荷是高的，從而補強帶10的剛性是高的，因此存在的問題是可吸收打擾性變得不足并且乘坐舒適性變差。與此相反，在本發(fā)明中使用的補強簾線11 (比如1x5結(jié)構(gòu))中，從低負荷至高負荷上述變化的速度是相對較大的。因此，在高速度運行和轉(zhuǎn)角期間，胎面補強帶10允許胎面部2—定程度上的偏轉(zhuǎn)，適當?shù)馗倪M干擾吸收性，因此改進乘坐舒適性。為了有效地顯示出這種有利的效果，在50N的拉伸負荷下補強簾線11的伸長率優(yōu)選設(shè)定的范圍是不少于0.5%，更優(yōu)選不少于0.7%，且不大于1.5%，更優(yōu)選不大于1.3%。更進一步地，補強簾線11的扭矩長度Pl優(yōu)選設(shè)定的范圍是不大于13mm、更優(yōu)選不大于IImm,但是不低于5mm、更優(yōu)選不低于7mm。如果伸長率大于1.5%，那么很可能上述的變化速度在高負荷的范圍內(nèi)變得小，不能改進干擾吸收性。如果延伸率小于0.5%，那么硫化輪胎期間的胎面補強帶的伸長變得不足，有可能殘次模制品增加。鋼絲14的數(shù)量N設(shè)定的范圍是不小于2、優(yōu)選不小于3、更優(yōu)選不小于4，但是不大于9、優(yōu)選不大于7、更優(yōu)選不大于6。如果數(shù)量N大于9，補強胎面補強帶10的剛度增加，變得難以改進乘坐舒適性。如果數(shù)量N是I，難以改進高速穩(wěn)定性。鋼絲14的直徑LI設(shè)定的范圍是不大于0.30mm、優(yōu)選不大于0.25mm,但是不低于
0.15mm、更優(yōu)選不低于0.10mnin優(yōu)選補強簾線11的鋼絲14包括至少一種螺旋形狀的鋼絲14t。螺旋形狀的鋼絲14t的數(shù)目至多是3個，最優(yōu)選I個。由于螺旋形狀的鋼絲14t，補強簾線11位于具有空隙或者開口的扭絞的鋼絲14之間，改進了貼膠橡膠進入簾線的穿透性。更進一步地，在硫化輪胎期間，對于胎面補強帶允許適當?shù)纳扉L，并且可以防止殘次模制品的出現(xiàn)。如果螺旋形狀的鋼絲14t的數(shù)目大于3，變成難以改進干擾吸收性，因為由簾線上的負荷變化引起的簾線的伸長率的變化速度在低負荷范圍內(nèi)變得很大，在高負荷范圍內(nèi)變得小，如同絞合簾線。根據(jù)本發(fā)明，如圖4 Ca)所示，每個胎面花紋溝16的底部16b與在下面的補強簾線11之間的最短距離L5被設(shè)定的范圍是不低于0.5mm,優(yōu)選不低于0.8mm,但是不大于
2.0mm，優(yōu)選不大于1.7mm,以便減小花紋溝底部16b和在下面的補強簾線11之間的橡膠體積。因此，在花紋溝底部16b的位置，胎面部的剛度減小，并且胎面部變得容易在花紋溝位置彎曲，以便關(guān)閉開口，如圖4 (b)所示。因此，干擾吸收性得到提高，從而改進了乘坐舒適性。如果最短距離L5大于2.0mm,難以降低胎面部2的彎曲剛度，因此不能有效地改進乘坐舒適性。如果最短距離L5小于0.5mm,胎面部2的硬度變得不足，變得難以改進高速穩(wěn)定性。比較試驗根據(jù)圖1所示的內(nèi)部輪胎結(jié)構(gòu)，制備和試驗具有胎面補強帶的尺寸180/55ZR17的摩托車輪胎，胎面補強帶由具有表I所示的規(guī)格的補強簾線組成。通用的規(guī)格如下所示。槽寬W3:6.0mm槽深D3:6.5mm胎面補強帶:簾線密度:38末端/5cm補強簾線:扭矩長度Pl:10mm螺旋形狀的鋼絲的螺旋節(jié)距:5mm鋼絲的材料C:0.67 0.75wt%Mn:0.40 0.60wt%S1:0.35wt% 以下P:0.025wt% 以下S:0.025wt% 以下
Cu:0.2wt% 以下Cr:0.2wt% 以下<干擾吸收性(乘坐舒適性)試驗>試驗輪胎安裝在標準輪輞(輪緣尺寸:17XMT5.50)上并且充氣至250kPa，然后在輕輪胎負荷0.5kN下和重輪胎負荷2.5kN下測定輪胎的垂直彈簧常數(shù)。結(jié)果顯示在表I中，基于實施方式的輪胎實施例1的指數(shù)是100，其中范圍在95-105的數(shù)值是良好的。<高速穩(wěn)定性試驗>試驗輪胎安裝在750cc的街道摩托車(輪胎氣壓:前面=250kPa，后面=290kPa)上。在干燥的浙青路上，當摩托車以250km/h的速度進入400m半徑的轉(zhuǎn)角時，試驗駕駛者評估舒適性，開始傾斜摩托車。此外，當摩托車離開轉(zhuǎn)角時，評估摩托車抖動的集中(convergence)(如果出現(xiàn)).然后，綜合性地，高速穩(wěn)定性評估為5個等級，其中等級4或以上是良好的。結(jié)果顯示在表I中。表I

權(quán)利要求
1.一種充氣輪胎，包含: 具有胎面花紋溝的胎面部， 一對胎側(cè)壁部， 一對胎圈部， 在胎圈部之間并經(jīng)胎面部和胎側(cè)壁部延伸的胎體，以及 在胎面部中位于胎體徑向外側(cè)的胎面補強帶，其作為徑向最外側(cè)的補強簾布層，該補強簾布層由多根以相對于輪胎圓周方向不超過5度的角度放置的補強簾線組成，其中，每根補強簾線由復(fù)數(shù)N根扭絞在一起形成IxN開放式扭絞結(jié)構(gòu)的鋼絲組成，以及胎面花紋溝的底部與在下面的補強簾線之間的最短距離在0.5-2.0mm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，鋼絲直徑的范圍是0.10-0.30mm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的充氣輪胎，其特征在于，在50N的簾線負荷下，補強簾線的伸長率的范圍是0.5-1.5%。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的充氣輪胎，其特征在于，復(fù)數(shù)N是5。
全文摘要
一種充氣輪胎包含具有花紋溝的胎面部和胎面補強帶。胎面部中位于胎體徑向外側(cè)的胎面補強帶，作為徑向最外側(cè)的補強簾布層，該補強簾布層由多根補強簾線組成，該補強簾線相對于輪胎的圓周方向不超過5度的角度放置。每個補強簾線由N根鋼絲扭絞在一起形成1xN開放式扭絞結(jié)構(gòu)。在胎面花紋溝的底部和基底補強簾線之間的最短距離是在0.5-2.0mm的范圍內(nèi)。
文檔編號B60C9/00GK103171373SQ201210396669
公開日2013年6月26日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者井坂航 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社