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，當(dāng)其應(yīng)用于負(fù)載較重的狀態(tài)如高速轉(zhuǎn)彎下的操控穩(wěn)定性得到改善而不降低駕駛舒適度。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)充氣輪胎中，如示意圖5所示，胎圈部a的剖面形狀被制成與輪輞(rim)R內(nèi)側(cè)表面的剖面形狀相匹配。更具體地，由輪輞R的輪緣(flange)表面Rf所支承的胎圈部a的外壁表面Sw包含一個沿胎踵表面Sh上升的垂直上升表面部分s1，和一個沿上升表面部分s1外端以內(nèi)凹弧形的形式延伸的內(nèi)凹弧形表面s2。沿胎圈基線BL向上的上升表面部分s1的徑向高度ja，與輪緣表面Rf中的垂直表面部分Rf1的高度jf基本相等，并且內(nèi)凹弧形表面s2的曲率半徑ra被設(shè)為比輪緣表面Rf中的彎曲表面部分Rf2的曲率半徑rf略大，ra約為rf的115～120％。
在輪胎具有這樣一種胎圈剖面形狀的情況下，在標(biāo)準(zhǔn)行駛狀態(tài)下，內(nèi)凹弧形表面s2和輪緣的彎曲表面部分Rf2互相間幾乎根本沒有接觸。在負(fù)載較重的狀態(tài)下，例如在高速轉(zhuǎn)彎時強烈施加側(cè)向壓力G，它們互相接觸時，其接觸壓力較低，并且，其接觸位置極低，低至接近輪緣的彎曲表面部分Rf2的根部。這樣，在標(biāo)準(zhǔn)行駛狀態(tài)和負(fù)載較重狀態(tài)下的輪輞結(jié)合力幾乎完全不被改變。這樣，在負(fù)載較重的狀態(tài)下，回轉(zhuǎn)力變得不足，并且操控穩(wěn)定性不能充分顯示。
提高回轉(zhuǎn)力方法的一個例子，是通過提高如圖5所示的胎圈三角膠帶橡膠b的量，以及通過提供一個簾線增強層c，來提高胎圈部本身的剛度。然而，這個方法有一個問題，即垂直剛度常數(shù)(vertical spring constant)上升，并且駕駛舒適度變差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種充氣輪胎，其中在負(fù)載較重的狀態(tài)下的輪輞結(jié)合力與其在標(biāo)準(zhǔn)行駛狀態(tài)下的相比有所提高，以彌補在負(fù)載較重的狀態(tài)下的回轉(zhuǎn)力不足，因此在惡劣的行駛條件下例如高速轉(zhuǎn)彎時，能提高操控穩(wěn)定性而不降低駕駛舒適度。
為了達到上述目的，本申請書中權(quán)利要求1的發(fā)明提供了一種充氣輪胎，其包含具有胎圈基部表面的胎圈部，其中胎圈基部表面位于輪輞的輪輞基部表面以及由輪輞的輪緣表面支承的胎圈外壁表面，其中在包括輪胎軸的輪胎子午線橫截面上，胎圈外壁表面包括在輪胎軸向上通過弧形胎踵表面的，連接胎圈基部表面外緣的上升表面部分，并且其徑向向外上升；以及直線形或外凸弧形輪緣的接收表面部分，其在輪胎軸向上交叉地由上升表面部分的外緣徑向向外延伸，將輪胎裝配到輪輞上并且向輪胎內(nèi)充氣至標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部壓力，在沒有荷重的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部壓力的狀態(tài)下，輪緣接收表面部分與輪緣表面沒有接觸；并且在施加標(biāo)準(zhǔn)荷重的50％或以上荷重的狀態(tài)下，輪緣接收表面部分首先接觸到了輪緣表面。
在本說明書中，術(shù)語“標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部壓力”指的是對每個輪胎由標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)所定義的氣壓，其中標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)包含輪胎所基于的標(biāo)準(zhǔn)；并且指的是在JATMA中的最大氣壓，在TRA里的表“各種常溫充氣壓力下的輪胎荷重限制”描述的最大值，和在ETRTO中的“充氣壓力”；并且所述“標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部壓力”在客車輪胎的情況下為180kPa。術(shù)語“標(biāo)準(zhǔn)荷重”指的是對每個輪胎由標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)所定義的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部壓力下的荷重；并且指的是在JATMA中的最大荷重量，在TRA里的表“各種常溫充氣壓力下的輪胎荷重限制”描述的最大值，和在ETRTO中的“荷重量”。
根據(jù)本發(fā)明中的充氣輪胎，在荷重狀態(tài)下，使得胎圈部的輪緣接收表面部分，能夠在高接觸壓力下和高接觸位置上接觸到輪緣表面，因此，與標(biāo)準(zhǔn)行駛狀態(tài)下相比，能夠大大提高在荷載較重狀態(tài)下的輪輞結(jié)合力。結(jié)果，可以補充在負(fù)載較重的狀態(tài)下的回轉(zhuǎn)力不足，并且在劇烈的行駛條件下例如高速轉(zhuǎn)彎時，能提高操控穩(wěn)定性而不降低駕駛舒適度。


圖1是本發(fā)明一個實施方式的充氣輪胎的截面圖；圖2是充氣輪胎胎圈部的放大截面圖；圖3(A)是顯示在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部壓力下沒有荷重時的胎圈部的圖示；圖3(B)是顯示在荷重狀態(tài)下的胎圈部的圖示；圖4(A)和4(B)是當(dāng)側(cè)壁部分配置了輪輞保護層(rim protector)時，輪緣接收表面部分的截面圖；以及圖5是說明傳統(tǒng)輪胎的胎圈部的截面圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的實施方式將結(jié)合示例進行描述。
圖1是本發(fā)明的充氣輪胎為客車輪胎時的截面圖。圖2是充氣輪胎胎圈部的放大截面圖。
圖3是當(dāng)輪胎處于被裝配到輪輞上的狀態(tài)下，胎圈部的放大截面圖。
在圖1中，充氣輪胎1包括胎體6，其通過側(cè)壁部分3，由胎面部2延伸至胎圈部4的胎芯5；和被置于胎面部2內(nèi)側(cè)和胎體6徑向外側(cè)的帶束層7。
胎體6包含一個或多個(在本例中為一個)胎體簾布層6A，其中胎體簾線按照與輪胎周邊方向呈75～90°角排列。有機纖維簾線優(yōu)選例如尼龍、人造纖維和聚酯作為胎體簾線。胎體簾布層6A被連續(xù)配置在胎芯5和5之間延伸的簾布層主體部分6a，而簾布層折起部分6b在簾布層主體部分6a兩端繞著胎芯5和5由內(nèi)側(cè)到外側(cè)折起。為了加強胎圈將胎圈三角膠帶橡膠8被置于簾布層主體部分6a和簾布層折起部分6b之間。
帶束層7包含兩個或多個(在本例中為二個)帶束層簾布層7A和7B，其中具有高彈性的帶束層簾線，例如，與輪胎周邊方向呈10～35°角的方向排列。在帶束層簾布層7A和7B中，帶束層簾線在簾布層之間交叉排列，以提高帶束層的剛度，并且因此通過環(huán)箍效果強力地充分加強了胎面部2整個的寬度。鋼制簾線、或具有高模量的有機纖維簾線例如芳族聚酰胺纖維適用于帶束層簾線。
接下來，如圖2所示，胎圈部4包括位于輪輞R的輪輞基部表面Rb上的胎圈基部表面Sb；和通過弧形胎踵表面Sh連接到胎圈底部表面Sb的，并被輪輞R的輪緣表面Rf支承的胎圈外壁表面Sw。
作為輪輞R，可以選用由標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)所定義的標(biāo)準(zhǔn)輪輞，其中標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)包含一個輪胎所基于的標(biāo)準(zhǔn)，例如，在JATMA標(biāo)準(zhǔn)(日本)中的標(biāo)準(zhǔn)輪輞，在TRA標(biāo)準(zhǔn)(美國)里的“設(shè)計輪輞”，和在ETRTO標(biāo)準(zhǔn)(歐洲)中的“測定輪輞”。
輪輞R具有公知的結(jié)構(gòu)，其中輪緣表面Rf通過弧形輪輞踵部表面Rh連接到輪輞基部表面Rb。輪緣表面Rf包含由輪輞踵部表面Rh垂直上升的垂直表面部分Rf1，和外凸弧形彎曲表面部分Rf2，其圍繞于垂直表面部分Rf1，并且彎曲和向輪胎的徑向和軸向向外延伸。在輪輞具有符號”J”或”JJ”來表示通常客車輪胎用的輪緣的形狀的情況下，在”J”的情況下，垂直表面部分Rf1的徑向外端，距離胎圈基線BL的高度hc為8.0mm，而在”JJ”的情況下為9.0mm。在”J”的情況下，彎曲表面部分Rf2的曲率半徑rf為9.5mm，而在”JJ”的情況下為9.0mm。胎圈基線BL是由標(biāo)準(zhǔn)定義的輪輞直徑位置，其中標(biāo)準(zhǔn)為輪胎所基于的標(biāo)準(zhǔn)，并且這個位置指的是在JATMA標(biāo)準(zhǔn)中的φD的位置。
當(dāng)充氣輪胎1保持在輪胎沒有被裝配到輪輞上的狀態(tài)時，胎圈寬度Wa與輪輞寬度Wr相等。在包括輪胎軸的輪胎子午線橫截面上，胎圈外壁表面SW包括由胎踵表面Sh徑向向外垂直延伸的上升表面部分Sw1，以及直線形或外凸弧形輪緣接收表面部分Sw2，其交叉地由上升表面部分Sw1的外緣向輪胎的徑向和軸向向外延伸。
在本說明書中，術(shù)語“直線形”包括一條直線，和接近于一條直線的凸或凹的大弧形，其曲率半徑為300mm或更大，優(yōu)選為500mm或更大，并且進一步優(yōu)選為800mm或更大。術(shù)語“外凸弧形”指的是具有曲率半徑小于300mm的外凸弧形。
在這個例子中，輪緣接收表面部分Sw2是直線形的。在這個例子中具體地說，輪緣接收表面部分Sw2在沿輪胎最寬處M開始延伸的輪胎軸向上具有一個中心，并連接到沿著基準(zhǔn)弧線K延伸穿越經(jīng)過輪胎最寬處M的側(cè)壁外側(cè)表面3S。
如圖4(A)和4(B)所示，側(cè)壁部分3可以在輪胎最寬處M的徑向內(nèi)側(cè)配置輪輞保護層10，輪輞保護層10由基準(zhǔn)弧線K向輪胎軸向外側(cè)凸出，并且基本上具有三角形或梯形截面。這樣，輪緣接收表面部分Sw2通過內(nèi)凹弧形連接表面Sw3與側(cè)壁外側(cè)表面3S相連。輪胎最寬處M通常指的是側(cè)壁外側(cè)表面3S在輪胎軸向向外最凸出的位置。然而，當(dāng)存在輪輞保護層10時，在有些情況下輪輞保護層10的頂端在輪胎軸向向外最凸出。因此，在本申請書中，“輪胎最寬處M”被定義為輪胎軸向基線穿過胎體的簾布層主體部分6a在輪胎軸向向外最凸出的一點，與側(cè)壁外側(cè)表面3S相交的位置。
在本發(fā)明中，在具有這樣的輪緣接收表面部分Sw2的輪胎1中，以下是必需的(1)將輪胎被裝配到輪輞R上，并且將標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部壓力充入輪胎(如圖3(A)所示)，即在沒有荷重的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部壓力狀態(tài)下，輪緣接收表面部分Sw2與輪緣表面Rf的彎曲表面部分Rf2沒有接觸；并且(2)在施加荷重為標(biāo)準(zhǔn)荷重50％或以上的荷重狀態(tài)時(如圖3(B)所示)，輪緣接收表面部分SW2首先接觸到了輪緣表面Rf的彎曲表面部分Rf2。
在荷重狀態(tài)下，如果輪緣接收表面部分SW2接觸到了輪緣表面Rf，輪輞R與胎圈部4的結(jié)合力提高，并且可以顯出高的轉(zhuǎn)向力。尤其是由于輪緣接收表面部分SW2是直線形或外凸弧形，與輪緣表面Rf的接觸位置Q與普通輪胎的接觸位置相比，可以徑向向外移動，并且其接觸壓力能被提高。結(jié)果，當(dāng)施加高荷重時，由胎圈部4向側(cè)壁部分3造成的偏差和形變能夠降低。進一步，由于胎圈基部表面Sb被強烈地推向輪輞基部表面Rb，胎圈部4的運動能受到更強的約束，輪胎的剛性感覺(rigidity feeling)能被提高，并且可以顯出高轉(zhuǎn)向力。由于在施加標(biāo)準(zhǔn)荷重50％或以上的惡劣高荷重條件時，輪緣接收表面部分SW2首先接觸到輪緣表面Rf，在轉(zhuǎn)彎例如繞圈時的操控穩(wěn)定性在一定范圍內(nèi)能得到大幅加強。
如果在正常行駛狀態(tài)下，輪緣接收表面部分Sw2在增強區(qū)域(built-up area)與輪緣表面Rf接觸，剛性感覺和轉(zhuǎn)向力過度增大，對駕駛舒適度、直線行駛穩(wěn)定性(straight stability)和操控性能有不利影響。這樣，優(yōu)選它們首先在惡劣行駛狀態(tài)下相互接觸。更特別的，優(yōu)選它們首先在施加標(biāo)準(zhǔn)荷重的80％或更高，進一步優(yōu)選在100％或更高的荷重狀態(tài)下相互接觸。尤其是在跑車輪胎用于惡劣條件例如高速轉(zhuǎn)彎的情況下，優(yōu)選輪緣接收表面部分Sw2在施加標(biāo)準(zhǔn)荷重的120％或更高時，首先與輪緣表面Rf接觸。在本申請書中，為了加強操控穩(wěn)定性，優(yōu)選在施加標(biāo)準(zhǔn)荷重的160％或更低，150％或更低，并且進一步優(yōu)選140％或更低的荷重狀態(tài)下，使它們互相接觸。
為了這個目的，如圖2所示，輪緣接收表面部分Sw2的徑向內(nèi)側(cè)末端，離胎圈基線BL的高度ha，必需大于輪緣的垂直表面部分Rf1的高度hc。高度ha優(yōu)選為高度hc的1.0～1.5倍范圍內(nèi)，如果輪胎是用于客車，并且輪緣的形狀用符號”J”或”JJ”來表示，優(yōu)選高度ha被設(shè)為9.0～12.0mm范圍內(nèi)。這時，輪緣接收表面部分Sw2在與徑向的傾角θ優(yōu)選為5～20°范圍內(nèi)。輪緣接收表面部分Sw2的徑向外側(cè)末端離胎圈基線BL的高度hb，優(yōu)選為輪胎最寬處M離胎圈基線BL的高度H的0.35～0.60倍范圍內(nèi)。
如果高度ha低于9.0mm，難以將初始接觸荷重設(shè)為大于標(biāo)準(zhǔn)荷重的50％。如果高度ha超過12.0mm，初始接觸荷重變得過高或難以造成接觸，并且本申請書中的操控穩(wěn)定性的加強效果顯現(xiàn)的區(qū)域幾乎被完全消除。如果傾角θ小于5°，難以充分提高與輪緣表面Rf的接觸壓力，并且由于接觸位置變低，操控穩(wěn)定性的加強效果變差。如果傾角θ大于20°，行駛過程變得不穩(wěn)，并且在輪胎制造過程中會出現(xiàn)結(jié)塊(bear)，從而導(dǎo)致問題出現(xiàn)。當(dāng)輪緣接收表面部分Sw2為外凸弧形時，傾角θ被設(shè)為由徑向與穿過輪緣接收表面部分Sw2的徑向內(nèi)側(cè)末端和外側(cè)末端的直線之間形成的夾角。
如果高度hb小于高度H的0.35倍，輪緣接收表面部分Sw2的區(qū)域變得過小，并且在依賴于行駛狀態(tài)的某些情況下，輪緣接收表面部分Sw2與輪緣表面部分Rf會在輪緣接收表面部分Sw2更外側(cè)的表面上發(fā)生不利的接觸。如果高度hb超過0.6倍，搭接部分的表壓減小，導(dǎo)致鑄模時出現(xiàn)結(jié)塊，并且胎體線易于變形。
即使當(dāng)輪緣接收表面部分Sw2同樣以外凸弧形的形式彎曲時，與當(dāng)輪緣接收表面部分Sw2為直線形時所能顯示的效果基本相同。
盡管本發(fā)明特別優(yōu)選的實施方式已被詳細(xì)描述，但是本發(fā)明不限于這些示例，并且它能有各種變形。
實施例基于如表1所示的規(guī)格，將具有如圖1所示結(jié)構(gòu)并且輪胎尺寸為215/40R17的客車用輪胎作為樣品。測試樣品輪胎的操控穩(wěn)定性和駕駛舒適度并互相比較。除了如表1所示的之外其它的規(guī)格都相同。這里使用的輪輞為JATMA標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)輪輞(17×7.5JJ)，輪緣表面Rf中的垂直表面部分Rf1的高度hc為9.0mm，彎曲表面部分Rf2的曲率半徑為9.0mm。
(1)操控穩(wěn)定性和駕駛舒適度將樣品輪胎裝配到具有輪輞(17×7.5JJ)的汽車(2000cc，F(xiàn)R汽車)的四個輪子上，其內(nèi)部壓力為230kPa，并且使汽車在普通公路和具有干燥瀝青表面的環(huán)形跑道上行駛。依靠駕駛員的感官評價，以傳統(tǒng)實施例的數(shù)值定義為6作基準(zhǔn)，將操控穩(wěn)定性(在普通公路上的轉(zhuǎn)彎性能，在環(huán)形跑道上的轉(zhuǎn)彎性能，高速變道時的感覺，和直線行駛性能)和駕駛舒適度(在普通公路上的駕駛舒適度)以由1到10的等級進行評估。數(shù)值越大，結(jié)果越出色。
(2)荷重狀態(tài)下是否存在接觸對樣品輪胎在輪輞(17×7.5JJ)及標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部壓力(180kPa)的條件下，施加用標(biāo)準(zhǔn)荷重(410kgf＝4.02kN)的0％、50％(2.01kN)、80％(3.22kN)、100％(4.02kN)、120％(4.82kN)、150％(6.03kN)、160％(6.43kN)，并且檢查輪緣接收表面部分和輪緣之間是否存在接觸。
表1

*1)傾角θ為由徑向與穿過輪緣接收表面部分的徑向內(nèi)側(cè)末端和外側(cè)末端的直線之間形成的夾角。
作為測試結(jié)果，與傳統(tǒng)實施例相比可以確定根據(jù)本發(fā)明的實施例的輪胎，在普通公路上能夠保持駕駛舒適度和轉(zhuǎn)彎性能，在惡劣駕駛狀態(tài)下在環(huán)形跑道上的操控穩(wěn)定性例如轉(zhuǎn)彎性能和高速變道感覺能被提高。
權(quán)利要求
1.一種充氣輪胎，其包含具有胎圈基部表面的胎圈部，其中胎圈基部表面位于輪輞的輪輞基部表面上，以及由輪輞的輪緣表面支承的胎圈外壁表面，其中，在包括輪胎軸的輪胎子午線橫截面上，胎圈外壁表面包括在輪胎軸向上通過弧形胎踵表面的，連接胎圈基部表面外緣的上升表面部分，并且其徑向向外上升；以及直線形或外凸弧形輪緣的接收表面部分，其在輪胎軸向上交叉地由上升表面部分的外緣徑向向外延伸，將輪胎裝配到輪輞上并且向輪胎內(nèi)充氣至標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部壓力，在沒有荷重的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部壓力的狀態(tài)下，輪緣接收表面部分與輪緣表面沒有接觸；并且在施加標(biāo)準(zhǔn)荷重的50％或以上荷重的狀態(tài)下，輪緣接收表面部分首先接觸到了輪緣表面。
2.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其特征在于，所述輪輞的輪緣表面具有由弧形輪輞踵部表面垂直上升的垂直表面部分，輪緣接收表面部分的徑向內(nèi)側(cè)末端離胎圈基線BL的高度ha為垂直表面部分的徑向外側(cè)末端離胎圈基線BL的高度hc的1.0～1.5倍范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的充氣輪胎，其特征在于，所述輪緣接收表面部分的徑向內(nèi)側(cè)末端離胎圈基線上的高度ha在9.0～12.0mm的范圍內(nèi)，并且輪緣接收表面部分在與徑向線的傾角在5～20°的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1～3中任意一項所述的充氣輪胎，其特征在于，所述輪緣接收表面部分的徑向外側(cè)末端離胎圈基線的高度hb為輪胎最寬處離胎圈基線的高度H的0.35～0.60倍范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1～4中任意一項所述的充氣輪胎，其特征在于，在施加標(biāo)準(zhǔn)荷重的80％或更高的狀態(tài)下，所述輪緣接收表面部分首先接觸到輪緣表面。
全文摘要
充氣輪胎1的胎圈部4包括通過弧形胎踵表面Sh連接到胎圈基部表面Sb的垂直上升表面部分Sw1，以及交叉地由上升表面部分Sw1向輪胎的徑向和軸向向外延伸的，直線形或外凸弧形的輪緣接收表面部分Sw2。在沒有施加荷重的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部壓力的狀態(tài)下，輪緣接收表面部分Sw2與輪緣表面Rf之間沒有接觸，并且在施加荷重為標(biāo)準(zhǔn)荷重50％或以上的荷重狀態(tài)時，輪緣接收表面部分接觸到了輪緣表面Rf。
文檔編號B60C15/00GK1672966SQ200510062409
公開日2005年9月28日 申請日期2005年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月23日
發(fā)明者吉中伸好 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社