专利名称：两轮摩托车用充气轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种两轮摩托车用充气轮胎，其轮胎强度在不降低操控稳定性的情况下得到了提高。
背景技术：
过去提出过很多在子午结构的胎体外侧具有带束层的两轮摩托车用充气轮胎。近年来，特别提出了一种采用了所谓的无接缝带束帘布层作为带束层的轮胎，其带束层中的钢制帘线以与轮胎圆周方向基本平行的形式螺旋缠绕。由于这种带束层在圆周方向上具有很强的约束力，并且没有接缝，所以在均一性方面显示了很大的优势。这种带束层的另一个优势是通过使用钢制帘线解决了由于胎面刚度不足引起的转弯时的牵引力缺乏，这种问题尤其会发生在大型机车上。
然而，与含有传统切割边缘帘布层，其中带束层帘线互相交叉重叠的带束层相比，这样的无接缝带束层会使对胎面部的增强效果变差。因此，为了进行由JIS K6366提供的强度测试，需要包含具有数个胎体帘布层的胎体，和/或增加带束层中嵌入的帘线数量。
然而，上述增强方法会有使轮胎重量增加的缺点，并且使减震性能(absorbing disturbances)和驾驶舒适性下降。为此，本发明的发明者提出了一种在带束层外侧的细有机纤维帘线制成的增强层。然而，仅提供增强层会产生另一种缺陷，即胎面部的刚性上升使转弯时的操控稳定性变差。
发明内容
基于上述考虑，本发明的目的是提高具有无接缝带束层、其钢制帘线螺旋缠绕的两轮摩托车用充气轮胎的轮胎强度，同时保持其原有优点，并且进一步限制轮胎重量增加、以及减震性能和驾驶舒适性的下降，以及限制在转弯时的操控稳定性的下降。
如权利要求1所述，本发明为一种两轮摩托车用充气轮胎，其中胎面宽度包含轮胎最大宽度，及其中胎面表面在轮胎子午截面上以拱状形式弯曲，所述轮胎包含由含有在一对胎圈部间以环状形式延伸的有机纤维帘线的单层胎体帘布层组成的胎体，
沿轮胎径向设置于胎体外侧的带束层，其包含至少一层由套色橡胶包裹一根或多根钢制帘线获得的较小宽度的带状部分螺旋缠绕形成的带束帘布层，从而使钢制帘线与轮胎圆周方向基本平行，以及沿轮胎径向设置于带束层外侧的胎面增强层，其包含单层增强帘布层，其中有机纤维帘线与轮胎圆周方向基本平行排列，其中增强帘布层在轮胎轴向上的宽度不小于30mm，并且不大于胎面接地宽度的90％。
在本说明书中，“胎面接地宽度”指的是两轮摩托车用充气轮胎在标准内压条件下，以0度外倾角接地于平整表面上，并被施加标准负载时，在轮胎轴向上的最大接地宽度。“标准条件”指的是将轮胎装配到标准轮辋上，在无负载情况下充入标准内压的条件。
“标准轮辋”指的是具有由标准化系统为每个轮胎指定规格的轮辋，其中标准化系统包含轮胎所基于的标准的规格，由此分别有根据JATMA的标准轮辋，根据TRA的“设计轮辋”和根据ETRTO的“测量轮辋”。“标准内压”指的是由各轮胎标准定义的空气压力，根据JATMA指的是最大空气压力，根据TRA指的是在“各种冷充气压力下的轮胎负载极限”表中所述的最大值，和根据ETRTO的“充气压力”。“标准负载”指的是由各轮胎标准定义的负载，根据JATMA指的是最大负载性能，根据TRA指的是在“各种冷充气压力下的轮胎负载极限”表中所述的最大值，和根据ETRTO的“负载能力”。
在本说明书中，“与轮胎圆周方向基本平行”指的是与轮胎圆周方向所成的角度不大于5度的情况。
根据本发明的两轮摩托车用充气轮胎采用了无接缝帘布层，其中钢制帘线螺旋缠绕形成带束层。因此，能够解决尤其是大型机车的转弯时缺乏牵引力的问题，并保持较好的均一性。此外，由于具有带束层外侧的特定排列和宽度的有机纤维帘线制成的增强帘布层，能够在提高轮胎强度的同时，相应地限制轮胎重量增加、以及减震性能和驾驶舒适性的下降，以及限制在转弯时的操控稳定性的下降。
图1是根据本实施方式的两轮摩托车用充气轮胎的截面图；以及图2是以分解形式显示胎面部帘线排列情况的分解图。
具体实施例方式
本发明的一个实施方式现在将结合附图进行说明。
图1所示是根据本发明在标准条件下的两轮摩托车用充气轮胎的子午线截面图，图2所示是胎面部的帘线排列情况的分解图。在这里，图1中未标出轮辋。
如图1所示，两轮摩托车用充气轮胎1包含含有接触地面的胎面表面2A的胎面部2；在轮胎径向上由其两侧末端向内延伸的一对侧壁部3；以及在轮胎径向上位于两侧侧壁部3的内侧末端的胎圈部4。
胎面表面2A以外凸拱状的方式平滑弯曲，并由轮胎中纬线C向胎面末端2e延伸，并且胎面末端2e和2e之间在轮胎轴向上的距离为胎面宽度TW，其构成轮胎最大宽度。这样的结构使机车能以较大的内倾角转弯。
此外，轮胎1还包含胎体6、带束层7和胎面增强层9。
胎体6由径向结构的单层胎体帘布层6A组成。当胎体6由两层或两层以上胎体帘布层组成时，轮胎重量将显著增大，从而难以达到本发明的目的。胎体帘布层6A由其中含有被套色橡胶包裹的有机纤维帘线的帘线帘布层制得，并且以整体方式包含在两侧胎圈部4之间以环状管形延伸的帘布层主体部6a，和延续帘布层主体部6a并围绕胎圈部4的胎圈芯5向上翻转的折起部6b。
胎体帘布层6A的有机纤维帘线以与轮胎中纬线C成例如80～90度的角度排列。帘线的材料可以是例如人造纤维、尼龙、聚酯或芳香族聚酰胺等，其中由于人造纤维具有较大的强度而优选使用。尽管帘线的质量细度(mass fineness)并无特殊限制，仍然将其优选设为不大于3300dtex，以平衡轮胎的重量和轮胎强度的要求，并且将每5cm宽的帘布层中的帘线嵌入数量设为30～55(帘线/5cm)，进一步设为35～45(帘线/5cm)。在这里，1650dtex/2(两股线结构)的情况下，帘线的质量细度为3300dtex。
在胎体帘布层6A中，折起高度Ha指的是在轮胎径向上由胎圈基线BL至折起部6b的外侧末端的高度，对其并无特别限制。当其过小时，轮胎1的侧面刚度将显著下降，而当其过大时，会导致轮胎重量增加，及驾驶舒适性变差。在这里，折起高度Ha优选为胎面末端高度He的30～100％，进一步优选为55～90％，其中胎面末端高度He指的是在轮胎径向上由胎圈基线BL至胎面末端2e的高度。
带束层7包含至少一层在轮胎径向上位于胎体6外侧的带束帘布层，在本实施方式中为一层带束帘布层7A。如示意2所示，带束帘布层7A包含由较窄宽度的带状部分8螺旋缠绕制得的所谓的无接缝带束帘布层，其中套色橡胶包裹多根钢制帘线7C，从而使钢制帘线7C与轮胎圆周方向基本平行。
在本实施方式中，带状部分8连续缠绕，并在轮胎轴向上由带束帘布层7A的一端向另一端延伸。然后，可以采用多种缠绕方式以保证轮胎中纬线C中心对称，例如，在轮胎轴向上将带状部分8由轮胎中纬线C一侧向两端最外侧缠绕等。
通过采用这种钢制帘线7C，能够解决尤其是大型机车的转弯时缺乏牵引力的问题，即使采用螺旋缠绕结构，也不会造成胎面部2的刚度不足。此外，还可以限制胎面表面2A的局部形变以及抑制转向磨损。在这里，由于有机纤维帘线的帘线刚度十分小，当采用螺旋缠绕结构时，尤其是大型机车在转弯时牵引力会有显著下降的趋势。在这里，当采用其中有机纤维帘线相互交叉的交叉帘布层结构作为带束层时，帘布层中会形成接合部，从而使轮胎的均一性得不到提高，并且在高速耐久度方面也会有不利的影响。
然而，当采用具有多余厚度和帘线嵌入数量的钢制帘线7C时，胎面刚度会过大，从而降低了减震性能和驾驶舒适性，并且造成轮胎重量的不必要增加。因此，为了避免上述缺陷，优选采用细钢制帘线7C以及降低帘线嵌入数量等。然而，胎面部2的强度(冲杆强度(plungerstrength))会相应的有所降低，从而导致轮胎强度不能充分保证的缺陷。
为了提高轮胎强度并且不影响减震性能、驾驶舒适性和牵引力性能，本发明提出了位于带束层7外侧在轮胎径向的具有较小宽度的胎面增强层9，其有机纤维帘线与轮胎圆周方向基本平行排列。
在这里，尽管带束层7在轮胎轴向上的宽度BW没有特殊限制，仍优选为大于胎面接地宽度CW，并且小于胎面宽度TW。更具体地，带束层7的宽度BW优选为胎面接地宽度CW的300～370％，进一步优选为300～360％。或者，带束层7的外侧末端7e和设置在胎面末端2e上的法线N之间的最小距离f优选为0～15mm。这样的设置能够使胎面末端2e获得充分的刚度，并且可以保持转弯时的操控稳定性和牵引力性能。在这里，带束层7的宽度中心与轮胎中纬线C基本吻合。
在这里，为了防止由于胎面刚度过大造成的上述缺陷，例如减震性能和驾驶舒适性的下降，帘线嵌入数量优选为在20～60(帘线/5cm)的范围内，进一步优选为25～45(帘线/5cm)。优选采用将数根例如2～4根，进一步优选为3根0.14～0.20mm的细金属丝缠绕制得的帘线。
带状部分8并不限于如图所示的带状结构，也可以选择使用其中单根钢制帘线7C被套色橡胶包裹而成的绳状结构。然而当采用绳状部分时，为了形成带束帘布层7A所需的线圈数量会增加，从而使生产力下降。考虑到这一点，带状部分8的宽度优选为5～50mm，进一步优选为5～30mm。带状部分8中的钢制帘线7C的数量并无特殊限制，也其优选为3～10。
接下来，胎面增强层9包含单层增强帘布层9A，其中的有机纤维帘线9C与轮胎圆周方向基本平行排列。增强帘布层9A的宽度中心线与轮胎中纬线C基本吻合。
增强帘布层9A可以由较小宽度的带状部分螺旋缠绕而成，其中一根或多根有机纤维帘线9C用套色橡胶包裹，与带束帘布层7A类似。然而考虑到硫化和铸模时要易于拉伸，也可以选择通过在轮胎圆周方向上单圈缠绕较大宽度的帘布层部分来形成所述增强帘布层，其中多根有机纤维帘线9C用套色橡胶包裹，并且其在圆周方向上的两端被切除。由于在这里带束层7具有无接缝结构，所以能够保证较好的均一性和高速耐久度。
增强帘布层9A的有机纤维帘线会增强胎面部2的顶部区域，并提高冲杆强度以提高轮胎强度。然而，当增强帘布层9A的有机纤维帘线与轮胎圆周方向间的倾斜角度大于5度时，会导致胎面刚度上升。结果是向前直行时产生的转向力(cornering power)增大，从而易于产生在侧向上的波动，并且尤其是高速行驶时的操控稳定性会下降，还将造成例如减震性能和驾驶舒适性下降的缺陷。
增强帘布层9A在轮胎轴向上的宽度RW至少不小于30mm。当增强帘布层9A的宽度RW小于30mm时，难以充分获得轮胎强度的提高效果。当增强帘布层9A的宽度RW过大时，转弯时的瞬变特性(transient properties)有下降趋势。即当行驶模式由向前直行变为转弯时(转变行驶模式时反之亦然)，增强帘布层9A的末端部分会超出接地表面，从而导致行驶模式中的瞬变特性变差。因此，胎面增强层9在轮胎轴向上的宽度RW优选为不大于胎面接地宽度CW的90％，进一步优选为不大于其85％，更进一步优选为不大于其70％。
增强帘布层9A的有机纤维帘线9C的帘线的质量细度D2小于胎体帘布层6A的有机纤维帘线的质量细度D1。虽然可以采用人造纤维、尼龙、聚酯或芳香族聚酰胺作为帘线材料，但由于具有较低的弹性而更优选使用尼龙。在尼龙帘线中特别优选使用具有质量细度D2为不大于1880dtex的细帘线。本实施方式采用了940dtex/2，即D2＝1880dtex。而增强帘布层9A中，帘布层宽度上每5cm中的帘线嵌入数量N2优选为在50～80(帘线/5cm)的范围内，进一步优选为在55～65(帘线/5cm)的范围内。当帘线嵌入数量N2大于胎体帘布层6A的帘线嵌入数量N1时，帘线嵌入数量N2与增强帘布层9A的帘线的质量细度D2的乘积N2×D2优选为小于帘线嵌入数量N1与胎体帘布层6A的帘线的质量细度D1的乘积N1×D1。这样，通过优化帘线角度、帘线材料、帘线嵌入数量N2和宽度RW，可以更有效地提高包含有机纤维帘线制成的单帘布层胎体的两轮摩托车用充气轮胎中的轮胎强度，并且没有相应提高轮胎重量。而且，可以防止转弯时稳定性由于胎面部2的刚性变化而下降，或侧面力过大的发生。
实施例为了证实本发明的效果，根据表1中的规格试制轮胎尺寸为190/50ZR17的两轮摩托车用充气轮胎，对其进行轮胎重量、轮胎强度和操控稳定性的测试。胎体采用的胎体帘布层中，人造纤维帘线(1650dtex/2)与轮胎中纬线间的倾角为90度。带束层采用了与轮胎圆周方向基本平行的无接缝带束帘布层，其中钢制帘线(3×3×0.17帘线嵌入数量为35.7)为螺旋缠绕。胎面增强层采用的非-无接缝增强帘布层中，尼龙帘线(940dtex/2)与轮胎圆周方向基本平行排列。测试方法如下。
<轮胎重量>
以对照例2的测定值为100，将单个轮胎的重量测定并以系数的方式表示。数值越小，重量越小。
<轮胎强度>
以对照例2的测定值为100，根据JIS K6366测定轮胎的破坏能量并以系数的方式表示。数值越大，轮胎强度越高。
<操控稳定性>
将样品轮胎配置在一辆排量为1000cc的两轮摩托车(四冲程循环(4 cycles))的后轮，其轮辋为MT6.00×17并且内压为290kPa。然后在干燥路面的公路上进行转弯测试，并由驾驶者进行感官评估。以对照例2的测定值为100，将评估结果以系数的方式表示。数值越大，结果越好。
测试结果见表1。
表1
CW＝50mm
从测试结果可以证实，实施例轮胎的轮胎强度得到了提高，并且没有相应地增加轮胎重量。还能够证实没有造成操控稳定性的下降。
权利要求
1.一种两轮摩托车用充气轮胎，其中胎面宽度包含轮胎最大宽度，及其中胎面表面在轮胎子午线截面上以拱状形式弯曲，所述轮胎包含由含有在一对胎圈部间以环状形式延伸的有机纤维帘线的单层胎体帘布层组成的胎体，沿轮胎径向设置于胎体外侧的带束层，其包含至少一层由套色橡胶包裹一根或多根钢制帘线获得的较小宽度的带状部分螺旋缠绕形成的带束帘布层，从而使钢制帘线与轮胎圆周方向基本平行，以及沿轮胎径向设置于带束层外侧的胎面增强层，其包含单层增强帘布层，其中有机纤维帘线与轮胎圆周方向基本平行排列，其中增强帘布层在轮胎轴向上的宽度不小于30mm，并且不大于胎面接地宽度的90％。
2.如权利要求1所述的两轮摩托车用充气轮胎，其特征在于，所述增强帘布层是用较大宽度的帘布层部分通过在轮胎圆周方向上单圈缠绕形成，其中多根有机纤维帘线用套色橡胶包裹，并且其在圆周方向上的两端被切除。
3.如权利要求1所述的两轮摩托车用充气轮胎，其特征在于，所述增强帘布层是用较小宽度的带状部分螺旋缠绕形成，其中一根或多根有机纤维帘线用套色橡胶包裹。
4.如权利要求1～3中任何一项所述的两轮摩托车用充气轮胎，其特征在于，所述带束层包含单层带束帘布层，并且其在轮胎轴向上的宽度BW为胎面接地宽度的300～370％。
5.如权利要求1～4中任何一项所述的两轮摩托车用充气轮胎，其特征在于，所述增强帘布层的有机纤维帘线配置为帘线的质量细度D2小于胎体帘布层的有机纤维帘线的质量细度D1。
6.如权利要求5所述的两轮摩托车用充气轮胎，其特征在于，所述胎体帘布层的有机纤维帘线由人造纤维帘线组成，并且增强帘布层的有机纤维帘线由尼龙帘线组成。
7.如权利要求6所述的两轮摩托车用充气轮胎，其特征在于，所述增强帘布层的尼龙帘线的质量细度D2不大于1880dtex。
8.如权利要求7所述的两轮摩托车用充气轮胎，其特征在于，所述增强帘布层的尼龙帘线为两股线结构。
9.如权利要求1～8中任何一项所述的两轮摩托车用充气轮胎，其特征在于，所述增强帘布层配置为每5cm宽的帘布层中的帘线嵌入数量N2为50～80(帘线/5cm)。
10.如权利要求5所述的两轮摩托车用充气轮胎，其特征在于，所述胎体帘布层配置为帘布层的每5cm的帘线嵌入数量N1小于增强帘布层的每5cm的帘线嵌入数量N2，并且其帘线嵌入数量N1与胎体帘布层帘线的质量细度D1的乘积N1×D1大于帘线嵌入数量N2与增强帘布层帘线的质量细度D2的乘积N2×D2。
全文摘要
两轮摩托车用充气轮胎(1)包含在由有机纤维帘线制成的单层胎体帘布层(6A)外侧的带束层(7)和胎面增强层(9)。带束层(7)包含的带束帘布层(7A)与轮胎圆周方向基本平行，其钢制帘线为螺旋缠绕。胎面增强层(9)包含增强帘布层(9A)，其中有机纤维帘线与轮胎圆周方向基本平行排列。增强帘布层(9A)在轮胎轴向上的宽度RW不小于30mm，并且不大于胎面接地宽度CW的90％。
文档编号B60C9/22GK1715083SQ200510081188
公开日2006年1月4日 申请日期2005年6月22日 优先权日2004年6月30日
发明者松永聪志 申请人:住友橡胶工业株式会社