充气轮胎制造技术

本发明专利技术提供了一种充气轮胎，其轮胎面橡胶的弹性体积系数小，轮胎面的反向“Ｖ”字弯曲变形得到有效抑制，有效地防止了带层分离故障、破裂等，它含有一个辐射骨架、一条带子（它含有两个或多个加强轮胎面的位于辐射骨架周围皇冠外周部分的带层，这些层的绳子彼此交错）、一个橡胶加强层（它在交叉区域具有月牙的形状，形成轮胎的触地面的轮胎面橡胶具有的弹性体积系数不超过４ＧＰａ）、一个附加带层（其绳子相对于轮胎赤道面的角度大于带层绳子的角度，位于带子的外周部分，并且轮胎面宽度方向的压缩刚性比带层的要高２倍或者更高）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
充气轮胎
本专利技术涉及充气轮胎，尤其是涉及雪地轮胎(studless tire)，特别是涉及一种防止带层分离故障(separation failture)或断裂的技术，它通过抑制较低内压下行驶的轮胎面的折进(buckling)来实现。
技术介绍
如果轮胎在负荷行驶时被钉子或者其他的尖锐的物品穿过轮胎面，其内部压力会逐渐减少，轮胎面的折进会导致带层的分离故障，这样就会因为轮胎面橡胶的剥落而有爆炸或者类似的危险、带层的损坏等。特别地，当轮胎在很低的内部压力状态下在低摩擦系数的路面(比如旧沥青路面、石铺路面等具有较低表面粗糙度)跑时，轮胎面的折进是显著的。在本专利技术中，如图1a横向剖面图所示，轮胎面的横向中心部位从路面向上升起，使轮胎面折进成一个反向“V”字的形状，这样，在这个折进部分就特别容易发生带层分离故障、破裂等故障。如图1b所示的赤道面(equatorial plane)剖面图，即使在轮胎面的圆周方向也会发生类似的结果，轮胎面接触地面的区域在负载部位周围的圆周方向受到压缩，结果增加了轮胎面中央部分的升高趋势。-->根据这种折进现象，主要位于外周部分的轮胎面橡胶受到轮胎面中央部分两侧和圆周方向的压迫形成形状改变。为此目的，当使用不容易发生形状改变和具有较高弹性体积系数的橡胶制作轮胎面时，可以通过高弹性体积系数有效地抑制图1a所示的轮胎面折进变形，从而显著地控制带层的分离故障、破损等。附带地，当轮胎面橡胶具有大于5Gpa的弹性体积系数时，即使轮胎内部的压力降低到10kPa，它也仍然可以跑200km。但是，当轮胎面橡胶具有小于4Gpa的弹性体积系数时，通常用于雪地胎(studless tire)，上述的反向“V”字弯曲变形不能得到充分的抑制，因而轮胎内部的压力降低到10kPa时，它再跑200km是不可能的。另一方面，抑制这种折进的常规技术在日本专利JP-A-6-191243中有所披露，其国际公开号是WO97/01452。在前面的轮胎中，在辐射骨架的圆周部分的外周设计了含有至少两个交错绳层的带子和绕在其外周的有机纤维绳“帽子”，沿着骨架的内面设计了侧面全区域的月牙状的橡胶增强层，并且在带子和“帽子”之间有一个扣系结构，它含有至少一个由多条垂直于轮胎赤道面的绳子组成的层。通过这种扣系结构可以抑制这种缩放行为，相互交错的带层绳子形成菱形状，并在轮胎面的宽度方向伸展，而在轮胎面发生的上述折进程度则得到减弱。在后面的国际公开号是WO97/01452的轮胎中，包括一些金属绳层的带层和轮胎面连续地排布在辐射骨架圆周的外周，位于骨架内侧-->的内周面的橡胶加强层承载了一部分重量，并且具有具有月牙的形状，辅助的橡胶纤维绳层位于骨架和带层之间，结果这些有机纤维绳和骨架绳、带层以及中心赤道面形成三明治状。辅助层位于轮胎面折进弯曲的中轴外侧，以通过辅助层的强度阻力加强轮胎面的弯曲强度，从而抑制折进变形。但是，所有的这些轮胎的目标都是在通常的具有较大摩擦系数的路面上跑，所以它们用于一般不会造成折进的条件，并且轮胎面具有较高的弹性体积系数，因而这种折进现象本身就不严重。因此，本专利技术的一个目的是提供一种能够充分抑制轮胎面折进、从而抑制带层的分离故障、破裂等的充气轮胎，它是通过提高阻力和与通常在雪地胎轮胎面发生反向“V”字弯曲变形的橡胶不同的方法来实现的，雪地胎经常在雪地或结冰的低摩擦系数的路面上跑，具有相对较低的弹性体积系数，以确保在路面的抓着力。
技术实现思路
本专利技术的充气轮胎包括：一个轮胎面，一对与轮胎面相连的侧面部分，与每一个侧面部分的内周边相连的支撑部分，一个辐射骨架，它含有一个或多个在卷边核心之间延伸的骨架褶，这些骨架褶安排在各自的支撑部分以加强这些区域，一条带子，它含有两个或多个加强轮胎面的位于辐射骨架周围皇-->冠外周部分的带层，这些层的绳子彼此交错，一个橡胶加强层，它位于沿着辐射骨架内侧面部分的区域，并且在其交叉区域具有月牙的形状，其中形成轮胎的触地面的轮胎面橡胶具有的弹性体积系数不超过4GPa，它通常用于雪地轮胎，以及一个附加带层，其绳子相对于轮胎赤道面的角度大于带层绳子的角度，位于带子的外周部分，并且轮胎面宽度方向的压缩刚性比带层的要高2倍或者更高。而且，在附加带层以及这里使用的带层中的术语“轮胎面宽度方向的压缩刚性”是指，轮胎面圆周方向上单位宽度的带层对抗轮胎面宽度方向压力的刚性。例如，当在结冰路面等低摩擦力的路面上跑时，随着轮胎内压的降低，轮胎触地面的肩部倾向于在宽度方向上打滑，这样就很容易发生前述的折进现象。另一方面，雪地轮胎具有低弹性体积系数，不会产生对抗折进的较大阻力，随着轮胎内压的降低，轮胎面的宽度中央部分会从路面上升起。但是，在本专利技术中，安排在带层外周的附加带层的作用是支撑反向“V”字弯曲变形和有效地控制这种弯曲。这种弯曲抗力可以通过使附加带层中的绳子相对于轮胎赤道面的角度大于带层中绳子的角度来得到提高，以达到轮胎面宽度方向附加带层的绳子延伸方向，所以即使路面的摩擦系数较低，也可以有效地控制由于轮胎内压降低导致的轮胎面折进现象，从而显著地消除带层的分离故障、破裂等。而且，根据本专利技术，轮胎面宽度方向的附加带层压缩刚性要比带层的高2倍或更高，由此，在冰雪路面的轮胎肩部滑行位移可以得到-->充分的限制，以更有效地防止折进现象的发生。在本专利技术中，附加带层优选地由高刚性的钢丝绳制成，以对抗轮胎面宽度方向的压力。尤其是，该绳子优选地具有单绞结构，比如1×N或1+N，并且其弹性压缩系数不低于10GPa。附加带层也优选地直接安排在带子外周，与带子外层的“帽子”临近，该“帽子”由一层或多层螺旋结构的有机纤维绳子在轮胎面的圆周方向延伸制成。也就是说，如果附加带层临近帽子的外周侧，带层与附加带层之间的距离就较大，而限制带层变形的力就较小，从而抑制反向“V”字弯曲变形的力也较小。如果附加带层中的绳子沿着带层最外层的绳子相对于轮胎赤道面的方向延伸，则所谓的“褶掌舵”(ply steer)会减小，从而显著控制轮胎的滚动阻力的增加；如果附加带层中的绳子以与带层最外层的绳子相对于轮胎赤道面的方向相反的方向延伸，轮胎面的刚性可以提高，以有效地抑制折进现象的发生。而且，为了更好地体现附加带层的功能，附加带层中的绳子相对于轮胎赤道面的角度较佳的是在40～90°的范围内。当其角度小于40°时，不足以提供与带层绳子的20～30°一般延伸角度的差异，因而也不能提供对抗轮胎宽度方向压力的高刚性；当其角度超过90°时，附加带层中绳子相对于轮胎赤道面的延伸方向则与上述情况相反。附加带层的宽度也较佳的是在带层宽度30～120％的范围内。-->当宽度小于30％时，对反向“V”字弯曲变形的支撑作用不够充分，而当其超过120％时，抑制反向“V”字弯曲变形的效果不大，反而会造成轮胎重量的增加。而且，为了控制由于附加带层导致的轮胎重量的增加在较低水平，使用较低重量的有机纤维绳来制作骨架褶是有效的。附图说明图1是说明常规轮胎发生折进的一个实施例的图示。图2是根据本专利技术的轮胎实施例的一半的宽度方向截面图。图3是说明附加带层作用的图解截面图。图4是弹性体积系数的测量装置示意图。具体实施方式在图2所示的本专利技术的一个实施例中，数字1是轮胎面，数字2是从轮胎面1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充气轮胎，其特征在于，它包括：一个轮胎面，一对与轮胎面相连的侧面部分，一个支撑部分，它与每一个侧面部分的内周边相连，一个辐射骨架，它含有一个或多个在卷边核心之间延伸的骨架褶，这些骨架褶安排在各自的支撑部分 以加强这些区域，一条带子，它含有两个或多个加强轮胎面的位于辐射骨架周围皇冠外周部分的带层，这些层的绳子彼此交错，一个橡胶加强层，它位于沿着辐射骨架内侧面部分的区域，并且在其交叉区域具有月牙的形状，其中形成轮胎的触地面的轮胎面 橡胶具有的弹性体积系数不超过４ＧＰａ，它通常用于雪地轮胎，以及一个附加带层，其绳子相对于轮胎赤道面的角度大于带层绳子的角度，位于带子的外周部分，并且轮胎面宽度方向的压缩刚性比带层的要高２倍或者更高。

【技术特征摘要】
JP 2001-9-17 281076/20011.一种充气轮胎，其特征在于，它包括：一个轮胎面，一对与轮胎面相连的侧面部分，一个支撑部分，它与每一个侧面部分的内周边相连，一个辐射骨架，它含有一个或多个在卷边核心之间延伸的骨架褶，这些骨架褶安排在各自的支撑部分以加强这些区域，一条带子，它含有两个或多个加强轮胎面的位于辐射骨架周围皇冠外周部分的带层，这些层的绳子彼此交错，一个橡胶加强层，它位于沿着辐射骨架内侧面部分的区域，并且在其交叉区域具有月牙的形状，其中形成轮胎的触地面的轮胎面橡胶具有的弹性体积系数不超过4GPa，它通常用于雪地轮胎，以及一个附加带层，其绳子相对于轮胎赤道面的角度大于带层绳子的角度，位于带子的外周部分，并且轮胎面宽度方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：河野好秀，黑川真，
申请(专利权)人：普利司通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]