专利名称：充气轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种主要用于客车的充气轮胎。
背景技术：
用于高速行驶的子午线轮胎在胎面和带束层之间具有带。该带包括沿圆周向缠绕的带帘线。带帘线将带束层绑定。带帘线抑制了高速直线行驶下由离心力导致的带的提升。日本公开专利No.2002-137606公开了一种由高模量带帘线和低模量带帘线复合而成的带。
覆盖带束层整个面积的带足以绑定沿带的轴向的中心周围。另一方面，带对带束层边缘周围的绑定力不足。带不足以压制边缘周围的提升。此外，绑定力不足还导致巨大的路面噪音。
如果带中使用的是高模量的帘线，带束层的边缘周围也得到了足够的绑定。但是，使用这种带的轮胎的刚度变得非常大。极大的刚度导致驾驶舒适性降低。这种带还导致巨大的外部噪音。如果帘线的模量非常高，操作稳定性也遭到破坏。
本发明的目的在于提供一种非常安静和优异的驾驶舒适性的充气轮胎。
发明内容
根据本发明的充气轮胎包括具有外表面以形成胎面表面的胎面，一对从胎面两端沿径向几乎向内延伸的侧壁，一对从侧壁沿径向几乎向内延伸的胎圈，在两个胎圈之间沿胎面和侧壁延伸的胎体，胎体上沿胎面径向的内侧的带束层，以及位于带束层和胎面之间且覆盖带束层的带。构成带的带层由带帘线和顶置橡胶形成。带层包括位于沿带束层轴向边缘附近的侧部和位于轴向中心附近的中部。侧部带帘线的模量比中部带帘线的大。侧部的宽度Ws是带宽度Wb的5.0％～20.0％。
侧部带帘线的模量与中部带帘线的模量之比应为2.0～4.0。比值优选为2.6～3.7。
侧部的宽度Ws优选是带宽度Wb的12.0％～18.0％。
侧部带帘线的模量优选为3000N/mm2～8000N/mm2。尼龙纤维和芳香尼龙纤维的复合纤维适于用作侧部带帘线。
在轮胎中，带束层边缘的附近得到足够绑定。轮胎发出的路面噪音小。在轮胎中，沿轴向的中心附近的硬度并不很大。轮胎还具有优良的驾驶舒适性。
图1是本发明一个实施方式的充气轮胎的部分截面图；图2是图1所示的轮胎中带束层和带的部分截面放大图；图3是图2所示的外带束层、以及带的侧部和中部的立体放大分解图；图4是本发明另一个实施方式的充气轮胎的部分截面图。
具体实施例方式
下面基于优选实施方式结合附图对本发明进行详细描述。
在图1中，将竖向定为轮胎2的径向，横向定为轮胎2的轴向，而垂直于纸面的方向定为轮胎2的圆周向。轮胎2关于图1中的点划线CL几乎成对称形。轮胎2包括胎面4、侧壁6、胎圈8、胎体10、带束层12、带14、气密层16和胎圈包布18。
胎圈4由交联橡胶形成，沿径向呈向外凸起状。胎面4形成胎面表面20与路面相接触。胎面表面20上具有凹槽22。
侧壁6从胎曲4一端沿径向几乎向内延伸。侧壁6由交联橡胶形成。侧壁6通过屈曲吸收来自路面的冲击。此外，侧壁6还防止胎体10受到外来的损坏。
胎圈8从侧壁6的一端沿径向几乎向内延伸。胎圈8由胎圈芯24和从胎圈芯沿径向向外延伸的三角胶26所构成。胎圈芯呈环形，其包括数个非伸长性金属线(典型的如钢制线)。三角胶26由高硬度交联橡胶形成，并沿径向向外呈减缩形。
胎体10由第一胎体层28和第二胎体层30所构成。第一胎体层28和第二胎体层30都位于胎面4和侧壁6的内侧。第一胎体层28和第二胎体层30绕着胎圈芯24沿轴向由内而外缠绕。
第一胎体层28和第二胎体层30由胎体帘线和顶置橡胶构成，图中未示出。胎体帘线沿圆周向形成角度的绝对值通常为75～90度。换句话说，轮胎2是子午线轮胎。胎体帘线常使用有机纤维。优选的有机纤维包括聚酯纤维、尼龙纤维、聚萘乙烯纤维(PEN)芳香尼龙纤维。
带束层位于胎体10沿径向的外侧。胎体10上提供有带束层12。带束层12增强了胎体10。带束层12由内带束层32和外带束层34构成。每个内带束层32和外带束层34由带束层帘线和顶置橡胶组成，图中未示出。带束层帘线倾斜于圆周向。内带束层32的带束层帘线与圆周向的倾角和外带束层34的带束层帘线与圆周向的倾角相反。带束层帘线的优选材料是钢。有机纤维也可用作带束层帘线。
气密层16绑定在胎体10的内圆周面上。气密层由交联橡胶形成。气密层16使用的是透气率很小的橡胶。气密层16的作用是维持轮胎2的内压。
胎圈包布18位于胎圈8的边上。当为轮胎2安上轮辋，胎圈包布与轮辋相接触。通过这种接触，胎圈8的周边得到了保护。胎圈包布通常由布和浸渍于布中的橡胶构成。也可以仅使用橡胶形成胎圈包布18。
图2是图1所示的轮胎中带束层12和带14的部分截面放大图。带14由带层36构成。带层36覆盖了整个带束层12。带层36是所谓完整层。带层36包括侧部38和中部40。侧部38位于带束层12边缘附近。中部40位于轮胎2沿轴向的中心附近。
图3是图2所示带层36的侧部38和中部40的立体放大分解图。在图3中，X方向表示轴向，Y方向表示圆周向，Z方向表示径向。
侧部38由带帘线42S和顶置橡胶44S构成。带帘线42S成螺旋型缠绕。带帘线42S是严密无缝的。带帘线42S基本沿圆周向延伸。如上所述，带帘线42S成螺旋型缠绕。因此，严格说带帘线42S轻微的倾斜于圆周向。带帘线42S与圆周向所成倾角的绝对值小于2.0度。在本发明中，与圆周向所成倾角的绝对值小于2.0度的方向被认为“基本是圆周向”。
侧部38中使用的是具有高模量Ms的带帘线42S。从而，侧部38同带束层12边缘附近的粘结力相当大。通过这巨大的粘结力，路面噪音得到抑制。尤其是中频段噪音得到了抑制。轮胎2非常之安静。
中部40由带帘线42C和顶置橡胶44C构成。带帘线42C成螺旋型缠绕。带帘线42C是严密无缝的。带帘线42C以与侧部38的带帘线42S同样的方式基本沿圆周向延伸。
中部40中使用的是具有低模量Mc的带帘线42C。从而，中部40同带束层12中部附近的粘结力相对较小。轮胎2中部附近包括中部40的硬度相对较小。轮胎2具有极佳的驾驶舒适性。具有低模量的带帘线42C对降低外部噪音和减少滚阻力方面有贡献。
从兼顾由侧部38带来的静音效果和由中部40带来的驾驶舒适性考虑，带帘线42S的模量Ms同带帘线42C的模量Mc之比(Ms/Mc)优选为2.0～4.0。比值(Ms/Mc)更优选为2.3，特别优选等于或大于2.6。比值(Ms/Mc)更优选等于或小于3.8，特别优选等于或小于3.7。在本发明中，比值(Ms/Mc)是基于当伸长率为2％时的模量Ms和Mc计算得到的。模量Ms和Mc是根据“JIS L 1017”标准测定的。
从减少路面噪音考虑，侧部38的带帘线42S的模量Ms优选等于或大于3000N/mm2，更优选大于或等于5000N/mm2。如果模量Ms过高，操作稳定性下降，此外，滚阻力增大。从这点考虑，模量Ms优选等于或小于8000N/mm2，更优选等于或小于7500N/mm2，特别优选等于或小于7000N/mm2。
带帘线42S也可用有机纤维替代。该带帘线42S的优选材料包括聚乙烯萘(PEN)纤维和芳香尼龙纤维。带帘线42S还可使用尼龙纤维和芳香尼龙纤维的复合纤维。该复合纤维有利于降低路面噪音，增加驾驶舒适性以及减少滚阻力。尼龙纤维和芳香尼龙纤维在复合物的重量比优选为1/4～4/1，进一步优选为2/3～3/2。
从增加驾驶舒适性、降低外部噪音以及减少滚阻力方面考虑，中部40的带帘线42C的模量Mc优选等于或小于2500N/mm2，更优选等于或小于2200N/mm2。如果模量Mc过低，轮胎2的耐用性会下降。从这点考虑，模量Mc优选等于或大于1000N/mm2，更优选等于或大于1500N/mm2。
带帘线42C也可用有机纤维替代。典型的是使用尼龙纤维作为带帘线42C。聚酯纤维或维尼纶纤维也可用作带帘线42C。
带层36中带帘线42S和42C的密度优选为5纱/cm～20纱/cm。带层36中带帘线42S和42C的截面积优选为0.10mm2～1.6mm2。
在图2中，箭头Ws表示侧部38的宽度而箭头Wb/2表示带14宽度的一半。侧部38的宽度Ws与带14的宽度Wb之比优选为5.0％～20.0％。当比值低于该范围时，路面噪音将难以得到足够的抑制。从这点考虑，该比值优选等于或大于12％，特别优选为等于或大于15％。当比值高过该范围时，驾驶舒适性不足且滚阻力上升，此外，外部噪音增大。从这点考虑，该比值优选等于或小于19％，更优选等于或小于18％。
轮胎可包括两个或更多的完整层。在本实施方式中，侧部和中部至少具有一个完整层。
在本发明中，轮胎2每个部分的尺寸是在轮胎2安装在普通轮辋以及充气到普通内压的状态下测量的。在本说明书中，普通轮辋是指轮胎2所依据的标准规定的轮辋。普通轮辋包括JATMA规定的“标准轮辋”、TRA规定的“设计轮辋”以及ETRTO规定的“测量轮辋”。在本说明书中，普通内压是指轮胎2所依据的标准规定的内压。普容内压包括JATMA规定的“最大气压”、TRA规定中“各种冷充气压力下的轮胎载荷限制”所表述的“最大值”以及ETRTO规定的“充气压力”。根据JATMA规定的汽车轮胎的普通内压为180kPa。
如图4所示，带48由边缘层54和完整层56形成。在轮胎45中，边缘层54构成了侧部58。没有重叠到侧部58的那部分完整层56构成了中部60。侧部58位于带束层46的边缘附近。中部60位于轮胎45沿轴向的中心附近。
侧部58和中部60由带帘线和顶置橡胶形成，图中未示出。带帘线成螺旋型缠绕。带帘线是严密无缝的。带帘线基本沿圆周向延伸。
侧部58中使用的是具有高模量Ms的带帘线。从而，侧部58同带束层46边缘附近的粘结力相当大。通过这巨大的粘结力，路面噪音得到抑制。尤其是中频段噪音得到了抑制。轮胎45非常之安静。
中部60中使用的是具有低模量Mc的带帘线。从而，中部60同带束层46中部附近的粘结力相对较小。轮胎45中部附近包括中部60的硬度相对较小。轮胎45具有极佳的驾驶舒适性。具有低模量的带帘线对降低外部噪音和减少滚阻力方面也有贡献。
从兼顾由侧部58带来的静音效果和由中部60带来的驾驶舒适性考虑，模量Ms同模量Mc之比(Ms/Mc)优选为2.0～4.0。比值(Ms/Mc)更优选为2.3，特别优选等于或大于2.6。比值(Ms/Mc)更优选等于或小于3.8，特别优选等于或小于3.7。
从减少路面噪音考虑，侧部58的带帘线的模量Ms优选等于或大于3000N/mm2，更优选大于或等于5000N/mm2。如果模量Ms过高，操作稳定性下降，此外，滚阻力增大。从这点考虑，模量Ms优选等于或小于8000N/mm2，更优选等于或小于7500N/mm2，特别优选等于或小于7000N/mm2。
侧部58的带帘线也可用有机纤维替代。优选的有机纤维的例子包括聚乙烯萘纤维和芳香尼龙纤维。侧部58的带帘线还可使用尼龙纤维和芳香尼龙纤维的复合纤维。该复合纤维有利于降低路面噪音，增加操作稳定性以及减少滚阻力。尼龙纤维和芳香尼龙纤维在复合物的重量比优选为1/4～4/1，进一步优选为2/3～3/2。
从增加驾驶舒适性、降低外部噪音以及减少滚阻力方面考虑，中部60的带帘线的模量Mc优选等于或小于2500N/mm2，更优选等于或小于2200N/mm2。如果模量Mc过低，轮胎45的耐用性会下降。从这点考虑，模量Mc优选等于或大于1000N/mm2，更优选等于或大于1500N/mm2。
中部60的带帘线也可用有机纤维替代。典型的是尼龙纤维。聚酯纤维或维尼纶纤维也可用作中部60的带帘线。
边缘层54和完整层56中带帘线的密度优选为5纱/cm～20纱/cm。边缘层54和完整层56中带帘线的截面积优选为0.10mm2～1.6mm2。
侧部58的宽度Ws与带48的宽度Wb之比优选为5.0％～20.0％。当比值低于该范围时，路面噪音将难以得到足够的抑制。从这点考虑，该比值优选等于或大于12％，特别优选为等于或大于15％。当比值高过该范围时，驾驶舒适性不足且滚阻力上升，此外，外部噪音增大。从这点考虑，该比值优选等于或小于18％。
轮胎左右两侧的边缘均可包括两个或更多的边缘层。在本实施方式中，每个左右两侧的边缘上至少具有一个模量Ms比中部帘线的模量Mc大的边缘层。
实施例[实施例1]制得具有如图1～3所示结构的客车用充气轮胎。轮胎的带的详细参数见下面的表1。在该轮胎中，内带束层的带束层帘线与圆周向所成倾角为+24度，外带束层的带束层帘线与圆周向所成倾角为-24度。轮胎尺寸为“215/60R16 95H”。
以与实施例1同样的方式制得了实施例2～12和对照例1～4的每个轮胎，除了如表1和表2所示的带的规格有所不同。
为轮胎装上“16×6.5-JJ”的轮辋，轮胎内压设定为230kPa。在一个发动机排量为2300cm3的前置发动机且前轮驱动的客车上安装该轮胎。让车子在高粗糙度的沥青路面上以50km/h的速度行驶。测量行驶中司机右耳处的音量(总体值)和外部音量。以对照例1为基准做出评价。针对实施例1～12和对照例2～4，其每个值减去对照例1的值，结果见表1和表2。
让司机对操作稳定性和驾驶舒适性以10分为满分做出评价。结果见表1和表2。
将轮胎安置到滚阻测试器上，对其施加4400N的载荷，在80km/h的速度下测定滚阻。结果以对照例1为100的指数形式表示于表1和表2中。
表1 测定结果
表2 测定结果
如表1和表2所示，本实施例的轮胎在静音效果、滚阻、操作稳定性和驾驶舒适性方面均表现优异。从测定结果看，本发明的优势显而易见。
上面的描述只是示例性说明，只要不脱离本发明保护范围，各种改变均有可能。
权利要求
1.充气轮胎，其包括具有外表面以形成胎面表面的胎面，一对从胎面两端沿径向几乎向内延伸的侧壁，一对从侧壁沿径向几乎向内延伸的胎圈，在两个胎圈之间沿胎面和侧壁延伸的胎体，胎体上沿胎面径向的内侧的带束层，以及位于带束层和胎面之间且覆盖带束层的带，其中构成带的带层由带帘线和顶置橡胶形成，带层包括位于沿带束层轴向边缘附近的侧部和位于轴向中心附近的中部，侧部带帘线的模量比中部带帘线的大，以及侧部的宽度Ws是带宽度Wb的5.0％～20.0％。
2.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述侧部带帘线的模量与所述中部带帘线的模量之比为2.0～4.0。
3.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述侧部的宽度Ws优选是所述带宽度Wb的12.0％～18.0％。
4.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述侧部带帘线的模量是所述中部带帘线模量的2.6～3.7倍。
5.如权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述侧部带帘线的模量为3000N/mm2～8000N/mm2。
6.如权利要求5所述的轮胎，其特征在于，所述侧部带帘线使用的是尼龙纤维和芳香尼龙纤维的复合纤维。
全文摘要
轮胎的带(14)覆盖带束层(12)。带(14)由带帘线(36)形成。带帘线(36)包括侧部(38)和中部(40)。侧部(38)使用的是高模量(Ms)的带帘线。侧部(38)带帘线典型的是尼龙纤维和芳香尼龙纤维的复合纤维。中部(40)使用的是低模量(Mc)的带帘线。中部(40)带帘线典型的是尼龙纤维。比值(Ms/Mc)为2.0～4.0。侧部(38)的宽度(Ws)与带(14)宽度(Wb)的比值为5.0％～20.0％。
文档编号B60C9/20GK1672964SQ200510008320
公开日2005年9月28日 申请日期2005年2月5日 优先权日2004年3月22日
发明者吉中伸好 申请人:住友橡胶工业株式会社