充气轮胎的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及充气轮胎。
【背景技术】
[0002] 图14示出了常规充气轮胎2。轮胎2包括胎体6和一对胎圈4。每个胎圈4包括环形的 芯8和从芯8沿径向向外延伸的三角胶10。胎体6在胎圈4中的一者和另一者之上以及之间延 伸。
[0003] 图15示出了胎圈4的芯8的截面。芯8包括沿周向方向延伸的帘线12。在胎圈4中，芯 8通过将帘线12沿周向方向缠绕多次而形成。
[0004] 轮胎2配装在轮辋上。当轮胎2配装在轮辋上时，每个胎圈4部均与轮辋的凸缘相接 触。如上所述，芯8通过将帘线12沿周向方向缠绕多次而形成。芯8紧附轮辋。因此，防止了轮 胎2移位或脱离轮辋。
[0005] 图16示出了轮胎2配装在轮辋14上的状态。如附图中所示，一个胎圈4a部与轮辋14 的一个凸缘16a接触。另一胎圈4b部落入轮辋14的下降部18中。空气被注入轮胎2的内表面 和轮辋14围绕的空间中，由此，另一胎圈4b部与另一凸缘16b接触。因而，完成将轮胎2配装 在轮辋14上。在配装期间注入的空气的压力被称为配装压力。配装压力影响将轮胎2配装在 轮辋14上的容易程度。进行各种检查以减小配装压力。JP2002-36830中公开了检查的一个 示例。
[0006] 引用列表
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献 1JP2002-36830
【发明内容】
[0009] 本发明要解决的问题
[0010] 图17示出了轮胎2的胎圈4部在配装期间的运动。如附图中所示，当空气被注入轮 胎2的内部时，胎圈4部沿着轮辋14沿轴向方向向外移动。胎圈4部越过拱部20并且与轮辋14 的凸缘16b相接触。
[0011]如附图中明显可见的，当胎圈4部越过拱部20时，芯8拉伸得最大。此时，芯8的张力 变得最大。具体地，极大的张力在图15中所示的芯8的截面的在轴向方向上的内侧且在径向 方向上的外侧的部分处施加至帘线12a。
[0012] 通常，芯8的帘线12使用由钢形成的单体线材。帘线12难以拉伸，也就是说是不可 拉伸的。不可拉伸的帘线12影响芯8的变形。
[0013] 存在减小轮胎的扁平化的需要。具有低扁平率的轮胎容易移位或脱离轮辋。为了 防止轮胎移位或脱离轮辋，增大由芯产生的紧固力是有效的。然而，具有增大的紧固力的芯 难以变形。由于芯难以变形，胎圈部难以越过拱部。为了将轮胎配装在轮辋上，需要高的配 装压力。过高的配装压力影响可操作性。
[0014] 从甚至在刺破期间可以在高速下继续行驶一段距离的角度来看，可以采用具有设 置在每个胎侧部处的补强橡胶层的泄气保用轮胎。在泄气保用轮胎中，每个胎侧部均具有 高刚度，并且因而泄气保用轮胎容易移位或脱离轮辋。为了防止泄气保用轮胎移位或脱离 轮辋，与上述具有低扁平率的轮胎类似，增大由芯产生的紧固力是有效的。然而，具有增大 的紧固力的芯难以变形。由于芯难以变形，胎圈部难以越过拱部。为了将轮胎配装在轮辋 上，需要高的配装压力。过高的配装压力影响可操作性。
[0015] 本发明的目的是提供一种允许在不削弱紧固力的情况下实现低装配压力的充气 轮胎。
[0016] 问题的解决方案
[0017] 根据本发明的充气轮胎包括胎体和一对环形胎圈，胎体在胎圈中的一者和另一者 之上以及之间延伸。每个胎圈均包括芯和从芯沿径向向外延伸的三角胶。芯包括:主体，主 体包括沿周向方向延伸的帘线；以及由交联橡胶形成的可拉伸部。可拉伸部位于主体的轴 向方向上的内侧。可拉伸部的尺寸设置为使得:在胎圈的截面中，可以有帘线的至少一个截 面包含于可拉伸部中。
[0018] 优选地，在充气轮胎中，主体包括硬质单元和软质单元。软质单元位于硬质单元的 径向方向上的外侧。硬质单元包括沿周向方向延伸的硬质帘线。软质单元包括沿周向方向 延伸的软质帘线。软质帘线比硬质帘线更容易拉伸。可拉伸部的尺寸设置为使得:在胎圈的 截面中，可以有帘线的至少一个截面包含于可拉伸部中。
[0019] 优选地，在充气轮胎中，主体还包括中间单元。中间单元位于硬质单元的径向方向 上的外侧并且位于软质单元的轴向方向上的外侧。中间单元包括沿周向方向延伸的中间帘 线。中间帘线比硬质帘线更容易拉伸。软质帘线比中间帘线更容易拉伸。在主体的截面中， 中间帘线的一个截面位于硬质帘线的一个截面的径向方向上的外侧且位于硬质帘线的一 个截面的轴向方向上的内侧。软质帘线的一个截面位于中间帘线的一个截面的径向方向上 的外侧且位于中间帘线的一个截面的轴向方向上的内侧。
[0020] 根据本发明的另一充气轮胎包括胎体和一对环形胎圈，胎体在胎圈中的一者和另 一者之上以及之间延伸。每个胎圈均包括芯和从芯沿径向向外延伸的三角胶。芯包括硬质 单元和软质单元。硬质单元包括沿周向方向延伸的硬质帘线。软质单元包括沿周向方向延 伸的软质帘线。软质帘线比硬质帘线更容易拉伸。硬质帘线的一个截面位于芯的截面的在 轴向方向上的外侧且在径向方向上的内侧的部分处。软质帘线的一个截面位于芯的截面的 在轴向方向上的内侧且在径向方向上的外侧的部分处。
[0021] 优选地，在充气轮胎中，芯还包括中间单元。中间单元位于硬质单元与软质单元之 间。中间单元包括沿周向方向延伸的中间帘线。中间帘线比硬质帘线更容易拉伸。软质帘线 比中间帘线更容易拉伸。在芯的截面中，中间帘线的一个截面位于硬质帘线的上述一个截 面的径向方向上的外侧且位于硬质帘线的上述一个截面的轴向方向上的内侧。软质帘线的 上述一个截面位于中间帘线的上述一个截面的径向方向上的外侧且位于中间帘线的上述 一个截面的轴向方向上的内侧。
[0022]发明的有益效果
[0023]在根据本发明的充气轮胎中，每个胎圈的构型调节成使得在充气轮胎配装在轮辋 上时被施加有极大的张力的部分容易拉伸。使轮胎在不削弱紧固力的情况下实现低装配压 力。
【附图说明】
[0024] 图1是示出了根据本发明的一个实施方式的充气轮胎的一部分的截面图。
[0025] 图2是示出了图1中的轮胎的一部分的放大截面图。
[0026] 图3是示出了用于形成胎圈的芯的帘线的截面图。
[0027] 图4是示出了根据本发明的另一实施方式的充气轮胎的一部分的放大截面图。
[0028] 图5示出了用于形成作为图4中的轮胎的部件的胎圈的芯的帘线的示例的截面图。 [0029]图6是示出了根据本发明的又一实施方式的充气轮胎的一部分的放大截面图。 [0030]图7是示出了根据本发明的又一实施方式的充气轮胎的一部分的放大截面图。 [0031]图8是示出了根据本发明的又一实施方式的充气轮胎的一部分的截面图。
[0032]图9是示出了图8中的轮胎的一部分的放大截面图。
[0033]图10是示出了根据本发明的又一实施方式的充气轮胎的一部分的放大截面图。 [0034]图11是示出了根据本发明的又一实施方式的充气轮胎的一部分的放大截面图。 [0035]图12是示出了根据本发明的又一实施方式的充气轮胎的一部分的放大截面图。 [0036]图13是示出了根据本发明的又一实施方式的充气轮胎的一部分的放大截面图。 [0037]图14是示出了常规充气轮胎的截面图。
[0038]图15是示出了图14中的轮胎的一部分的放大截面图。
[0039] 图16是示出了图14中的轮胎配装在轮辋上时的状态的截面图。
[0040] 图17是示出了帘线在轮胎配装至轮辋上时的运动的示意图。
【具体实施方式】
[0041 ]下面将适当参照附图、根据优选实施方式详细描述本发明。
[0042]图1示出了充气轮胎22。在图1中，上-下方向为轮胎22的径向方向，右-左方向为轮 胎22的轴向方向，并且垂直于纸面的方向为轮胎22的周向方向。在图1中，点划线CL表示轮 胎22的赤道平面。除胎面花纹外，轮胎22的形状关于赤道平面对称。图1示出了轮胎22沿着 径向方向的截面图。
[0043]轮胎22包括胎面24、胎侧26、搭接部28、胎圈30、胎体32、带束层34、冠带层36、内衬 层38、翼部40和缓冲垫层42。轮胎22是无内胎类型。轮胎22安装在乘用车上。
[0044]胎面24具有沿径向方向向外突出的形状。胎面24形成与路面相接触的轮胎触地面 44。在轮胎触地面44上形成有沟槽46。胎面花纹由沟槽46形成。胎面24包括基层和胎冠层 (均未示出）。胎冠层位于基层的径向方向上的外侧。胎冠层层叠在基层上。基层由粘合性优 异的交联橡胶形成。基层的典型的基础橡胶为天然橡胶。胎冠层由耐磨损性能、耐热性能和 抓地性能优异的交联橡胶形成。
[0045] 胎侧26从胎面24的边缘沿径向方向大致向内延伸。胎侧26的径向方向上的外边缘 接合至胎面24。胎侧26的径向方向上的内边缘接合至搭接部28。胎侧26由耐切割性能和耐 气候性能优异的交联橡胶形成。胎侧26防止胎体32被损伤。
[0046] 搭接部28位于胎侧26的在径向方向上的大致内侧。搭接部28位于胎圈30和胎体32 的在轴向方向上的外侧。搭接部28由耐磨损性能优异的交联橡胶形成。搭接部28与轮辋的 凸缘相接触。
[0047]胎圈30位于搭接部28的轴向方向上的内侧。每个胎圈30呈环形形状。每个胎圈30 包括芯48和三角胶50。三角胶50从芯48沿径向方向向外延伸。三角胶50沿径向方向向外渐 缩。三角胶50由高硬的交联橡胶形成。
[0048]胎体32由胎体帘布层52形成。胎体帘布层52在两侧上的胎圈30上并且于两侧上的 胎圈30之间延伸，并且沿着胎面24和胎侧26延伸。胎体帘布层52围绕每个芯48从轴向方向 上的内侧反包至轴向方向上的外侧。由于这种反包，在胎体帘布层52中形成了主部52a和反 包部52b。
[0049] 胎体帘布层52包括顶覆橡胶和彼此对准的多个帘线。每个帘线相对于赤道平面的 角度的绝对值为75°至90°。换句话说，胎体32具有子午线结构(radial structure)。帘线由 有机纤维形成。优选的有机纤维的示例包括聚酯纤维、尼龙纤维、人造丝纤维、聚萘二甲酸 乙二醇酯纤维以及芳香族聚酰胺纤维。胎体32可以由两个或更多个胎体帘布层52形成。
[0050] 带束层34位于胎面24的径向方向上的内侧。带束层34层叠在胎体32上。带束层34 增强了胎体32。带束层34包括内层54a和外层54b。如图1中明显可见的，内层54a的轴向方向 上的宽度略大于外层54b的轴向方向上的宽度。内层54a和外层54b中的每一者均包括顶覆 橡胶以及彼此对准的多个帘线（均未示出）。每个帘线相对于赤道平面倾斜。倾斜角的绝对 值大体上大于等于10°且小于等于35°。内层54a的每个帘线相对于赤道平面倾斜的方向与 外层54b的每个帘线相对于赤道平面倾斜的方向相反。帘线的材料优选为钢。帘线可以使用 有机纤维。带束层在轴向方向上的宽度优选地大于等于轮胎22的最大宽度的0.7倍。带束层 34可以包括三个或更多个层54。
[00511胎冠层36位于带束层34的径向方向上的外侧。胎冠层36的轴向方向上的宽度等于 带束层34的轴向方向上的宽度。胎冠层36包括帘线和顶覆橡胶(均未示出）。帘线是螺旋缠 绕的。胎冠层36具有所谓的无接头结构。帘线基本上沿周向方向延伸。帘线相对于周向方向 的角度小于等于5°并且进一步小于等于2°。带束层34通过帘线保持，使得带束层34的起皱 被抑制。帘线由有机纤维形成。优选的有机纤维的示例包括尼龙纤维、聚对苯二甲酸乙二醇 酯纤维、人造丝纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维以及芳香族聚酰胺纤维。
[0052]带束层34和胎冠层36形成补强层。补强层可以仅由带束层34组成。补强层可以仅 由胎冠层36组成。
[0053]内衬层38位于胎体32的内侧。内衬层38接合至胎体32的内表面。内衬层38由交联 橡胶形成。内衬层38使用空气阻隔性能优异的橡胶。典型的内衬层38的基础橡胶为丁基橡 胶或卤化的丁基橡胶。内衬层38保持轮胎22的内部压力。
[0054]每个翼部40位于胎面24和胎侧26之间。每个翼部40接合至胎面24和胎侧26中的每 一者。每个翼部40由粘合性优异的交联橡胶形成。
[0055]缓冲垫层42在带束层34的边缘附近层叠在胎体32上。缓冲垫层42由柔性的交联橡 胶形成。缓冲垫层42吸收带束层34的边缘上的应力。缓冲垫层42抑制带束层34的起皱。 [0056] 如上所述，轮胎22的每个胎圈30均包括芯48和三角胶50。图2示出了形成胎圈30的 一部分的芯48的截面图。在图2中，上-下方向为轮胎22的径向方向，右-左方向为轮胎22的 轴向方向，并且垂直于纸面的方向为轮胎22的周向方向。在图2中，纸面的右侧为轴向方向 上的内侧，而纸面的左侧为轴向方向上的外侧。图2示出了轮胎2 2沿着径向方向的截面的一 部分。
[0057] 轮胎22的芯48包括主体56和可拉伸部58。芯48由主体56和可拉伸部58组成。
[0058]主体56位于可拉伸部58的轴向方向上的外侧。主体56包括沿周向方向延伸的帘线 60。当轮胎22配装在轮辋上时，主体56用于将轮胎22紧附在轮辋上。图3示出了用于主体56 的帘线60的截面图。帘线60由单体线材形成。
[0059] 在轮胎22中，主体56通过将帘线60沿周向方向缠绕多次而形成。因而，获得了帘线 60的截面沿轴向方向和径向方向布置的主体56。如附图中所示，主体56的截面中所包括的 帘线60的截面的数量为11。轮胎22的主体56通过将帘线60沿周向方向螺旋地缠绕11次而形 成。主体56可以通过将由多个帘线60组成的束沿周向方向进行缠绕而形成。
[0060] 在轮胎22中，帘线60的材料优选为钢。与由有机纤维形成的帘线相比该帘线60难 以拉伸。材料为钢的帘线60可以有助于将轮胎22紧固在轮辋上。
[0061] 在轮胎22中，如图3中所示的由单个单体线材形成的帘线作为帘线60是优选的。与 由多个单体线材形成的帘线相比该帘线60难以拉伸。该帘线60可以有助于将轮胎22紧固在 轮辋上。
[0062]在轮胎22中，优选地，帘线60的材料为钢，并且帘线60由单体线材形成。帘线60的 拉伸性很小。换句话说，帘线60是不可拉伸的。不可拉伸的帘线60可以有效地有助于将轮胎 22紧固在轮辋上。由不可拉伸的帘线60组成的主体56可以将轮胎22牢固地紧固在轮辋上。 [0063]在轮胎22中，硬质帘线60的一个截面（图2中的附图标记H)位于芯48的主体56的截 面的在轴向方向上的外侧且在径向方向上的内侧的部分处。如上所述，帘线60是不可拉伸 的。构造成使得不可拉伸的帘线60位于在轴向方向上的外侧且在径向方向上的内侧的部分 处的芯48可以将轮胎22更牢固地紧固在轮辋上。
[0064] 在本发明中，帘线60的拉伸能力基于一定负荷下的伸长率(在下文中，一定负荷下 的伸长率有时仅被称为"伸长率"）而确定。更具体地，在本发明中，在44N的负荷下具有小于 1 %的伸长率的帘线被确定为是不可拉伸的。在44N的负荷下具有1 %或更大的伸长率的帘 线被确定为是可拉伸的。在小于44N的负荷下断裂的帘线不被用作用于将轮胎22紧固在轮 辋上的帘线60。在帘线60由有机纤维形成的情况下，一定负荷下的伸长率根据JIS-L1017 "化学纤维轮胎帘线的测试方法"获得。在帘线60的材料为钢的情况下，一定负荷下的伸长 率根据JIS_G3510"钢轮胎帘线的测试方法"获得。在帘线60由玻璃纤维形成的情况下，一定 负荷下的伸长率根据JIS_R3420"纺织玻璃纤维产品的测试方法"获得。在帘线60由碳纤维 形成的情况下，一定负荷下的伸长率根据JIS_R7606"碳纤维一一单纤维样本的抗张性能的 测定"获得。
[0065] 在轮胎22中，用于主体56的帘线60仅需要是不可拉伸的，而不限于材料为钢的单 体线材。由有机纤维、玻璃纤维或碳纤维形成的帘线可以用作主体56的帘线60,或由多个单 体线材(绞合线）形成的帘线可以用作主体56的帘线60,只要帘线60是不可拉伸的即可。有 机纤维的示例包括尼龙纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、人造丝纤维、聚萘二甲酸乙二醇 酯纤维以及芳香族聚酰胺纤维。
[0066]可拉伸部58位于主体56的轴向方向上的内侧。可拉伸部58位于胎体帘布层52的主 部52a的轴向方向上的外侧。可拉伸部58在轴向方向上位于主体56与主部52a之间。
[0067]轮胎22的可拉伸部58由三角胶50的一部分组成。因此，可拉伸部58由交联橡胶形 成。可拉伸部58可以拉伸。如上所述，形成芯48的主体56的帘线60是不可拉伸的。可拉伸部 58比主体56的帘线60更容易拉伸。
[0068] 如上所述，轮胎22的可拉伸部58由三角胶50的一部分组成。因此，可拉伸部58由与 形成三角胶50的橡胶组合物相同的橡胶组合物形成。可拉伸部58可以由与形成三角胶50的 橡胶组合物不同的橡胶组合物形成。
[0069]在轮胎22中，芯48的截面的在轴向方向上的内侧且在径向方向上的外侧的部分由 可拉伸部58组成。该部分与常规轮胎2的芯8中的下述部分对应:所述部分中存在有帘线12 并且当轮胎2配装在轮辋上时所述部分被施加有极大的张力。如上所述，可拉伸部58比主体 56的帘线60更容易拉伸。芯48很容易变形。当轮胎22配装在轮辋上时，轮胎22的胎圈30部容 易越过轮辋的拱部。轮胎22的配装压力很低。从而，容易将轮胎22配装在轮辋上。另外，芯48 的主体56有助于紧固力。因此，使轮胎22在不削弱紧固力的情况下实现了低装配压力。
[0070] 在图2中，由点划线C指示的圆的尺寸等于主体56的帘线60的截面的尺寸。如附图 中所示，轮胎22的可拉伸部58的尺寸设置为使得:在胎圈30的截面中，可以有帘线60的至少 一个截面包含在所述可拉伸部58中。在轮胎22中，在常规轮胎2中缠绕有帘线12的部分替换 为由交联材料形成的可拉伸部58。这种替换可以有助于轮胎22的减重。另外，可拉伸部58可 以有助于减小配装压力，并且主体56可以有助于紧固力。使轮胎22在轮胎22的重量减小的 同时，可以在不削弱紧固力的情况下实现低配装压力。在轮胎22中，考虑到减重和低装配压 力的实现，可拉伸部58的尺寸可以设置为使得:在胎圈30的截面中，可以有帘线60的两个或 更多个截面包含在所述可拉伸部58中。
[0071] 在轮胎22中，芯48的轴向方向上的宽度（图2中的双头箭头w)大于等于1mm并且小 于等于50mm。芯48的径向方向上的高度（图2中的双头箭头h)大于等于1mm并且小于等于 50mm。宽度w通过从芯48的轴向方向上的外边缘（图2中的附图标记P1)至芯48的轴向方向上 的内边缘(图2中的附图标记P2)的沿轴向方向的长度来表示。高度h通过从芯48的径向方向 上的内边缘(附图标记P3)至芯48的径向方向上的外边缘（图2中的附图标记P4)的沿径向方 向的长度来表示。
[0072]在轮胎22中，芯48的主体56的截面中所包括的帘线60的截面的面积的总和HA相对 于芯48的截面的面积BA的比优选地大于等于20%并且小于等于95%。当该比率设定为大于 等于20%时，获得合适的紧固力。当该比率设定为小于等于95%时，可拉伸部58充分地得以 保证，并且因此实现了减重和低装配压力。芯48的截面的面积Μ通过上述轴向方向上的宽 度w和上述径向方向上的高度h的乘积来表示。另外，在帘线60由多个单体线材形成的情况 下，帘线60的截面的面积由基于下述外径得到的虚拟截面的面积表示，即，由这些单体线材 的外接圆的直径表示的外径。
[0073]在图3中，双头箭头dh指示用于芯48的主体56的帘线60的外径。考虑到紧固力，外 径dh优选地大于等于0.5mm。考虑到减重，外径dh优选地小于等于10mm。
[0074]在本发明中，轮胎22的每个部件的尺寸和角度是在轮胎22安装在正常轮辋并且充 气至正常内压的状态下测得的。在测量期间，轮胎22上未施加有负荷。在本说明书中，正常 轮辋是指轮胎22所依据的标准中规定的轮辋。正常轮辋为JATMA标准中的"标准轮辋"、TRA 标准中的"设计轮辋"以及ETRT0标准中的"测量轮辋"。在本说明书中，正常内压是指轮胎22 所依据的标准中规定的内压。正常内压为JATMA标准中的"最高气压"、TRA标准中的"各种冷 充气压力下的轮胎负荷极限"（TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES)中列举的"最大值"以及ETRTO标准中的"充气压力"。应当指出的是在轮胎22用 于乘用车的情况下，尺寸和角度是在内压为180kPa的状态下测得的。这同样适用于后面描 述的轮胎。
[0075]图4示出了根据本发明的另一实施方式的充气轮胎62的一部分。图4示出了轮胎62 的胎圈64部。在图4中，上-下方向为轮胎62的径向方向，右-左方向为轮胎62的轴向方向，并 且垂直于纸面的方向为轮胎62的周向方向。图4示出了轮胎62沿着径向方向的截面的一部 分。在图4中，纸面的右侧为轴向方向上的内侧，而纸面的左侧为轴向方向上的外侧。
[0076]在轮胎62中，除胎圈64之外，构型与图1中所示轮胎22的构型相同。轮胎62除了胎 圈64之外还包括胎面、胎侧、搭接部、胎体、带束层、胎冠层、内衬层