专利名称：用于两轮车的轮胎及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于两轮车的轮胎及制造这样的轮胎的方法，其中对胎面橡胶的肩部部分采用条带卷绕法。
背景技术：
在用于两轮车的轮胎中，考虑到车体大程度倾斜时进行转弯运动的特性，胎面部分以小曲率半径形成凸出的弧状轮廓。如图10(A)所示，为了形成此种轮胎的胎面部分(a)，使用具有与该凸出的弧形轮廓之形状相对应形状的轮廓台(b)(成型器)，从而使带帘布层(c)和胎面橡胶(d)沿其外周表面依次叠置。
此时，胎面橡胶(d)通过以下方式形成采用通过橡胶挤压机挤出形成的宽且平的橡胶材料(d1)；通过沿轮胎圆周方向卷绕一周而将该橡胶材料形成为正圆筒状；以及，在压抵于所述轮廓台(b)的同时，将该正圆筒状体从轮胎赤道线侧径向向内朝胎面端部侧向下卷绕。由此产生的缺点是在胎面橡胶(d)的胎面端部侧处形成由于圆周长度差异而引起的折皱(f)，这导致诸如橡胶规格厚度不均匀等均匀性方面的劣化，如图10(B)所示。
另一方面，提出了在轮胎中以将窄长带状橡胶条带螺旋卷绕的所谓条带卷绕法形成的缠绕体来形成诸如胎面橡胶、胎侧橡胶、箝紧橡胶或缓冲层橡胶等橡胶构件的方案。为方便起见，可将把扁平橡胶材料卷绕一周的传统方法称作一周卷绕法。
因此，本发明的发明者建议通过对用于两轮车的轮胎的胎面橡胶采用条带缠绕法来防止产生上述折皱(f)。然而，由于胎面橡胶厚度大，其显现出的缺点在于需要花费时间进行卷绕，从而生产率受损。
因此，本发明的目的是提供一种用于两轮车的轮胎以及制造上述轮胎的方法，其能够防止在胎面橡胶处出现折皱并同时保证一定的生产率，并且其能够改善基于胎面橡胶分隔成三部分的结构的均匀性，其中，所述三部分为中央橡胶部分及位于其两侧的肩部橡胶部分，其中，中央橡胶部分通过一周卷绕法形成，而肩部橡胶部分通过条带缠绕法形成。
发明内容
为了实现上述目的，本发明的权利要求1的发明为一种用于两轮车的轮胎，其包括胎面部分，该胎面部分的胎面面部(tread face)从轮胎赤道线延伸到胎面端部并呈凸出的圆弧状弯曲，且该胎面部分的胎而宽度为胎面端部之间的轮胎轴向距离并限定了轮胎的最大宽度，其中，形成胎面部分的胎面橡胶包括位于胎面端部侧的肩部橡胶部分和位于肩部橡胶部分之间的中央橡胶部分，其中，中央橡胶部分由通过将宽且平的橡胶材料沿轮胎圆周方向卷绕一周而形成的一周卷绕体构成，并且其中，各个肩部橡胶部分由通过将窄且长的橡胶条带沿轮胎圆周方向螺旋卷绕而形成的条带卷绕体构成。
沿中央橡胶部分的胎面表面的圆弧宽度(Wc)优选地大于沿胎面面部的胎面表面的圆弧宽度(WO)的0.2倍，但是小于其0.6倍。
在肩部橡胶部分中，橡胶条带优选地从胎面端部侧朝向轮胎赤道线侧进行卷绕。
各个肩部部分的损耗正切tanδ1优选地在0.2到4.0的范围内，且大于中央橡胶部分的损耗正切tanδ2。
在本发明中，胎面橡胶分成三部分，即，中央橡胶部分及位于其两侧的肩部橡胶部分，其中，中央橡胶部分通过一次卷绕法形成，而肩部部分通过条带卷绕法形成。因此，可防止在胎面端部侧出现折皱，同时确保一定的生产率并改善均匀性。
在条带卷绕法中，在其表面上所形成的橡胶条带的层段差在硫化成型之后往往会保持有微小的痕迹。在用于四轮车辆的轮胎中的胎面橡胶时，这样的痕迹不会产生任何特殊问题。但是，对于两轮车大程度地倾斜车体进行转弯运动的情况来说，当进行转弯运动时，大的侧向力作用在胎面表面上。从而，若不慎重考虑而采用条带卷绕法，将非常容易从这些痕迹开始在橡胶条带之间形成裂缝。然而，为了改善转弯性能，在用于两轮车的轮胎中，非常希望胎面橡胶的肩部区域由呈现优良抓地性能的具有很大滞后损失的橡胶制成；然而，在这样的情形下，橡胶条带间更容易出现裂缝。
但是，通过将橡胶条带从胎面端部侧朝向胎面赤道线卷绕，转弯所产生的侧向力可沿与橡胶条带剥落方向相反的方向作用。从而，可有效地防止在也具有此种痕迹的橡胶条带之间产生裂缝。
图1为依据本发明的用于两轮车轮胎的一个实施方式的截面图；图2为以放大形式示出其胎面部分的截面图；图3为说明其动作与效果的截面图；图4示意性地示出中央橡胶部分的圆弧宽度的截面图；图5为说明生肩部橡胶部分形成工序的截面图；图6为说明生中央橡胶部分形成工序的截面图；图7为示出橡胶条带卷绕的示意图；图8为示出橡胶条带的截面图；图9为示出用于制造两轮车轮胎的方法的另一实施例的截面图；图10(A)为传统的胎面橡胶的截面图；图10(B)为用于说明传统制造方法及该方法缺点的局部立体图。
具体实施例方式
现在将结合图示的实施例来说明本发明的实施方式。
如图1和2所示，用于两轮车的轮胎1的胎面表面2S包括胎面部分2，该胎面部分2从轮胎赤道线C朝胎面端部Te延伸，同时呈凸出的弧状形状弯曲。由于胎面宽度TW(其对应于胎面端部Te和Te之间的轮胎轴向距离)包含轮胎最大宽度，故可以大的倾斜角进行转弯运动。本实施例示出了一个优选的实施例，其中胎面表面2S的弯曲度值h1/L1，即从轮胎赤道线C到胎面表面2S的胎面端部Te的轮胎轴向宽度L1(＝0.5TW)与轮胎径向高度h1的比h1/L1，限定为0.3到0.7。
用于两轮车的轮胎1进一步包括胎体6，其从胎面部分2经过胎侧部分3一直延伸到胎圈部分4的胎圈芯5；以及带层7，其设置在胎面部分2中并位于胎体6的径向外侧。
胎体6由至少一个胎体帘布层构造成，其中，该胎体帘布层中的胎体帘线以例如为70°到90°的角度排列，本实施例中采用了一个胎体帘布层6A。胎体帘布层6A包括桥接于两个胎圈芯5和5间的帘布层主体部分6a以及位于帘布层主体部分6a两端的折回部分6b，在胎圈芯5处，帘布层6A绕胎圈芯5从内侧到外侧卷起并接合在该处。从胎圈芯5的径向外侧延伸的用于加强胎圈的胎圈三角胶芯8设置在帘布层主体部分6a和折回部分6b之间。
带层7由至少一个带帘布层构造成，其中带帘线相对于轮胎圆周方向以例如不大于5°的角度螺旋卷绕，本实施例中采用了一个带帘布层7A。带帘布层7A沿轮胎赤道线C设置在不小于胎面宽度TW的75％的范围，用以通过环箍作用牢固地加强胎面部分2。在此方面，可代替带层7提供一带束层(图未示)，或在带层7和胎体6之间提供一带束层(图未示)。该带束层设置有不少于一个、通常为两个的带束帘布层，其中带束帘线相对于轮胎圆周方向以例如15°到60°的一角度排列，用于改善胎面刚性和操纵稳定性。诸如尼龙、人造丝、聚酯或者芳族聚酰胺帘线等的有机纤维帘线可适于用作胎体帘线、带帘线和带束帘线。在此方面，带层7和带束层一般命名为胎面加强帘线层9。
接下来，本实施方式的轮胎1设置成包括胎面部分2的胎面橡胶G分成三部分，即分成位于胎面端部Te的肩部橡胶部分Gs和设置在肩部橡胶部分Gs、Gs之间的中央橡胶部分Gc。
考虑到车体大程度倾斜时进行转弯运动的特性，为安全驾驶，在用于两轮车的轮胎中改善转弯运动中的抓地性能是十分重要的。在这点上，当进行转弯运动时接触地面的肩部橡胶部分Gs由具有高滞后损失的橡胶制成，其呈现大摩擦力且损耗正切tanδ1位于0.2到0.4范围内。与此相反，中央橡胶部分Gc由具有低滞后损失的橡胶制成，其损耗正切tanδ2小于肩部橡胶部分Gs的损耗正切。由于低滞后损失的橡胶具有低滚动阻力和低发热性，其能改善直行中所需的燃油消耗特性和高速稳定性，并且其可表现出优良的耐磨性。为此目的，中央橡胶部分Gc的损耗正切tanδ2优选地设定成不大于肩部橡胶部分Gs的损耗正切tanδ1的90％，更优选地，不大于其80％。在此方面，损耗正切tanδ的值是使用IWAMOTOSEISAKUSHO制造的粘弹性分光计在温度为70℃、频率为10Hz且动态应变率为2％的情况下测得。
在胎面橡胶G中，位于肩部橡胶部分Gs和中央橡胶部分Gc之间的边界线J优选地相对于胎面表面2S的法线以不小于20°的角度α倾斜。以此设置，能方便地从直行过渡到转弯，例如，从中央橡胶部分Gc到肩部橡胶部分Gs的橡胶特性的变化可平滑进行。此外，由于边界线变得较长，可高度确保肩部橡胶部分Gs和中央橡胶部分Gc之间的粘合强度。
在此实施方式中，将通过宽且平的橡胶材料13卷绕一周得到的一周卷绕体14用作中央橡胶部分Gc，而将通过窄且长的橡胶条带11沿圆周方向螺旋卷绕而得到的条带卷绕体12用作肩部橡胶部分Gs。
由此方式，由于采用条带卷绕法用于圆周长度差大的肩部橡胶部分Gs，可使胎面橡胶G直接形成为具有小的弧状轮廓，其适于成品轮胎的胎面构型，从而防止在胎面端部(图10(B))出现常见的折皱，并改善了轮胎的均匀性。由于对中央橡胶部分Gc采用了一周卷绕法，与整个胎面橡胶都通过条带卷绕法形成的情况相比，所需的卷绕时间可显著缩短，从而可确保生产率。
在条带卷绕法中，橡胶条带11和11之间的层段差将出现在其表面上，其在硫化成型后往往会留有微小的痕迹。具体在两轮车辆中，当进行转弯运动时，在胎面表面上作用了大的侧向力F，从而容易从上述痕迹处开始在橡胶条带11和11之间形成裂缝。
然而，在本实施例中，两个肩部部分Gs的橡胶条带11从胎面端部Te侧朝向轮胎赤道线C卷绕。因此，进行转弯运动时作用在胎面表面2S上的侧向力F将会沿与使橡胶条带11剥离的方向相反的方向施加，如图3表示。从而，能可靠地防止在橡胶条带11和11之间形成裂缝，即使是在存在上述痕迹的情况下。当肩部橡胶部分Gs由其中摩擦力较大的具有高滞后损失的橡胶制成时，也可充分展现这样的裂缝防止效果。
由于肩部橡胶部分Gs的橡胶条带11沿上述卷绕方向进行卷绕，边界线J将沿与橡胶条带11的倾斜方向相同的方向倾斜，即，其将沿相对于法线n径向向外的方向倾斜。因此，可同时防止肩部橡胶部分Gs和中央橡胶部分Gc的裂缝。
在此方面，若采用一周卷绕体14的中央橡胶部分Gc的百分比过小，则由于例如卷绕所需时间变长等原因而不能充分发挥提高生产率的效果。另一方面，若该百分比过大，则由于会使例如在一周卷绕体14的两端出现折皱等原因而不能充分发挥改善均匀性的效果。由此观点看，胎面表面2S上沿胎面表面2S的中央橡胶部分Gc的圆弧宽度(Wc)优选大于整个胎面表面2S的沿胎面表面2S的圆弧宽度的0.2倍，但小于其0.6倍。
尽管本实施例说明了一周卷绕体14具有单层式结构的情形，其可还具有多层式结构。为了改善粘着性，还可在胎面橡胶G和胎面加强帘线层9之间形成一层呈现优良粘着性的薄胎面基部橡胶层(图未示)。
现在将说明一种用于制造两轮车中使用的轮胎1的方法。如图5和6所示，该制造方法设置为在形成一生轮胎时，至少包括以下工序
(1)生肩部橡胶部分形成工序S 1通过将生(未硫化的)橡胶条带11N绕圆柱形的被卷绕体20的安装表面20S螺旋卷绕而形成生肩部橡胶部分GsN(图5)。
(2)生中央橡胶部分形成工序S2用卷绕一周且其圆周方向端部部分相搭接的宽且平的生橡胶条带13N形成生中央橡胶部分GcN(图6)。
在本实施例中，生中央橡胶部分形成工序S2在生肩部橡胶部分形成工序S1之后执行。在此情形下，生中央橡胶部分GcN的两端部重叠到已经形成的生肩部橡胶部分GsN的卷绕端部上，从而减少其圆周上的长度差，且因此可进一步避免在一周卷绕体14处出现折皱。
在生肩部橡胶部分形成工序S1中，采用一对生橡胶条带11N同时从胎面端部Te侧朝向轮胎赤道线C以部分重叠的方式卷绕，用以形成生肩部橡胶部分GsN。在此时，考虑到均匀性，其中一个生橡胶条带11N的卷绕开始端和卷绕结束端的相位与另一个生橡胶条带11N的卷绕开始端和卷绕结束端的相位之间的差在周向方向上不小于90°，优选地成180°的角度β，如图7所示。具有宽度Wa为5～20mm、厚度ta为0.3～1.5mm的矩形截面的薄带状条带可适于用作生橡胶条带11N，如图8所示。
在如图6所示的生中央橡胶部分形成工序S2中，使用从橡胶挤压机挤出的宽且平的生橡胶材料13N，其卷绕一周且周向端部部分相搭接而形成生中央橡胶部分GcN。平的橡胶材料13N可具有多层式结构。
在此方面，本实施例示出了其中被卷绕体20由用于形成胎面的轮廓台21来构造且其外周上形成生胎面加强帘线层9N的情况，其中将通过上述工序S1和S2所获得的生胎面橡胶GN而形成在包括其外部表面的安装表面20S上来形成未加工的胎面橡胶GN，从而形成生胎面环22N。然后，通过将生胎面环22N粘合到生内衬橡胶的层置体的膨胀部分上而形成生轮胎，其中，生内衬橡胶的层置体的膨胀部分已通过将该部分在模型成型器上膨胀(成型)为环面状而获得。
此时，除了上述工序S1和S2之外的工序，例如在轮廓台21上形成生胎面加强帘线层9N的工序、将生内衬橡胶和生胎体帘布层的层置体形成为圆柱状的工序、将胎圈芯附装到圆柱形层置体上并位于其两侧的工序、将层置体在胎圈芯之间膨胀(成型)为环面状的工序，通过将胎面环22N粘合到膨胀的层置体的膨胀部分而形成生轮胎的工序，或将生轮胎硫化成型的工序，均可通过与已知方法类似的方法实现。
在上述制造方法中，可借助于与轮廓台21具有类似轮廓的芯27来将生内衬橡胶和生胎体帘布层的层置体26N膨胀(成型)为环面形，从而在由芯27所支撑的层置体26上直接形成上述的胎面环22N，如图9所示。在这样的情形下，被卷绕体20由环面形的层置体26N和在其外周形成的生胎面加强帘线层9N形成。
尽管已经说明了本发明的特别优选的实施方式，但本发明并不限制于已说明的实施方式，而是可以将其进行修改为各种形式来实施。
(实施例)按照表1的规格参数，试制尺寸为180/55ZR17且结构如图1所示的用于两轮车的轮胎，且测试样本轮胎的生产率和均匀性。除了图1以外的各规格参数外，各参数都大致相同。用于条带卷绕的橡胶条带的宽度为23mm、厚度ta为1.20mm。
(1)生产率形成胎面橡胶所需时间由将比较例1的指标设定为100的参数表示。值越小，形成胎面橡胶所需时间越短，生产率越高。
(2)均匀性采用均匀性检测装置来测量侧向力变化(LFV)和侧向跳动(LROT、LROB)，且标出20个样本轮胎的平均值。测量条件如下轮辋(17xMT5.50)、内压(200kPa)、负载(2.26kN)。术语侧向跳动(LROT)末尾的“T”代表“顶部”且表示在竖直方向上分成两半的模子的上部模子侧形成的肩部部分的LRO，而术语侧向跳动(LROB)末尾的“B”代表“底部”且表示在下部模子侧形成的肩部部分的LRO。
*STW(条带卷绕)
权利要求
1.一种用于两轮车的轮胎，包括胎面部分，该胎面部分的胎面面部从轮胎赤道线延伸到胎面端部并呈凸出的圆弧状弯曲，且该胎面部分的胎面宽度为胎面端部之间的轮胎轴向距离并限定了轮胎的最大宽度，其中，形成胎面部分的胎面橡胶包括位于胎面端部侧的肩部橡胶部分和位于该肩部橡胶部分之间的中央橡胶部分，其中，所述中央橡胶部分由通过将宽且平的橡胶材料沿轮胎圆周方向卷绕一周而形成的一周卷绕体构成，并且其中，每个肩部橡胶部分均由通过将窄且长的橡胶条带沿轮胎圆周方向螺旋卷绕而形成的条带卷绕体构成。
2.如权利要求1所述的用于两轮车的轮胎，其中，沿胎面表面的中央橡胶部分圆弧宽度(Wc)大于沿胎面表面的胎面表面圆弧宽度(WO)的0.2倍，但小于其0.6倍。
3.如权利要求1或2所述的用于两轮车的轮胎，其中，在所述肩部橡胶部分中，橡胶条带从胎面端部侧朝向轮胎赤道线侧进行卷绕。
4.如权利要求1-3中任一项所述的用于两轮车的轮胎，其中，每个肩部橡胶部分的损耗正切tanδ1均在0.2到4.0的范围内，且大于中央橡胶部分的损耗正切tanδ2。
5.一种制造用于两轮车的轮胎的方法，该轮胎包括胎面部分，该胎面部分的胎面面部从轮胎赤道线延伸到胎面端部并呈凸出的圆弧状弯曲，且该胎面部分的胎面宽度为胎面端部之间的轮胎轴向距离并限定了轮胎的最大宽度，其中，形成胎面部分的胎面橡胶包括位于胎面端部侧的肩部橡胶部分和位于该肩部橡胶部分之间的中央橡胶部分，所述方法包括生肩部橡胶部分形成工序，其中通过将生橡胶条带绕圆柱形被卷绕体的安装表面螺旋卷绕而形成生肩部橡胶部分，以及生中央橡胶部分形成工序，其中通过将宽且平的生橡胶材料卷绕一周且其将其圆周方向的端部部分搭接而形成生中央橡胶部分。
6.如权利要求5所述的制造用于两轮车的轮胎的方法，其中，所述生肩部橡胶部分形成工序包括将一对生橡胶条带从胎面端部侧朝向轮胎赤道线侧分别螺旋卷绕。
7.如权利要求5或6所述的制造用于两轮车的轮胎的方法，其中，所述生中央橡胶形成工序在所述生肩部橡胶部分形成工序之后进行。
全文摘要
一种用于两轮车的轮胎，其在胎面部分包括位于胎面端部侧的肩部橡胶部分和位于该肩部橡胶部分之间的中央橡胶部分。中央橡胶部分由其中将宽且平的橡胶材料沿轮胎圆周方向卷绕一周的一周卷绕体构成。肩部橡胶部分由其中将窄且长的橡胶条带沿轮胎圆周方向螺旋卷绕的条带卷绕体构成。
文档编号B29D30/30GK1833889SQ20061005705
公开日2006年9月20日 申请日期2006年3月13日 优先权日2005年3月15日
发明者田中尚 申请人:住友橡胶工业株式会社