專利名稱：充氣輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充氣輪胎，其帶有一個(gè)作為胎圈芯設(shè)置在胎圈部分內(nèi)的所稱的線纜胎圈。
背景技術(shù)：
在充氣輪胎的胎圈部分內(nèi)設(shè)置有胎圈芯。胎體簾布層的端部通常圍繞該胎圈芯卷起。對(duì)于胎圈芯來(lái)說(shuō)，包括一個(gè)圓形芯部和至少一個(gè)圍繞該芯部的外皮層的、具有圓形截面的所稱線纜是已知的。所述的外皮通過(guò)螺旋狀圍繞該芯部卷繞至少一條、優(yōu)選多條的外皮線材而形成。
當(dāng)扭絞該線纜胎圈時(shí)，所述的外皮線材或緊或松地卷繞在該芯部周圍。因此，該線纜胎圈的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它相對(duì)于該扭絞而柔性變形。該胎圈芯在輪胎行駛過(guò)程中受到來(lái)自胎體簾布層的各種力，但是在輪胎使用線纜胎圈的情況下，這些力由該線纜胎圈吸收。因此，當(dāng)輪胎承受載荷時(shí)，例如，胎體簾布層圍繞該線纜胎圈的芯部旋轉(zhuǎn)，胎體簾線的扭曲變形可以得到緩和，而輪胎的耐久性得到增強(qiáng)。當(dāng)操縱車輛的方向盤時(shí)，其響應(yīng)的線性度會(huì)提高。這有助于提高操縱穩(wěn)定性。
然而，對(duì)于常規(guī)的輪胎，當(dāng)輪胎經(jīng)硫化處理和成形時(shí)，一部分橡膠會(huì)滲透入線纜胎圈，并且線纜胎圈的柔性會(huì)傾向于劣化。因此，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述線纜胎圈的優(yōu)點(diǎn)在常規(guī)充氣輪胎中沒(méi)有得以充分展現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮到上述問(wèn)題而完成的，并且本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種輪胎，這種輪胎能充分展現(xiàn)線纜胎圈的優(yōu)點(diǎn)。
依照本發(fā)明，一種充氣輪胎包括一對(duì)胎圈部分；一胎體，其包括在所述胎圈部分之間延伸的胎體簾布層；
一對(duì)設(shè)置在每個(gè)胎圈部分之中的胎圈芯，所述的胎圈芯包括一個(gè)由一根單絲簾線形成的圓形芯部和一個(gè)外皮，該外皮具有至少一條圍繞該芯部呈螺旋狀延伸的外皮線材；以及一個(gè)包繞件，其包繞所述胎圈芯并且由具有有機(jī)纖維簾線的編織狀本體制成的。


圖1是截面視圖，顯示了本發(fā)明的充氣輪胎的一個(gè)實(shí)施例；圖2是輪胎胎圈芯的放大立體圖；圖3(A)和3(B)是用于說(shuō)明包繞件的平面圖；圖4(A)和4(B)是用于說(shuō)明包繞件的形成方法的立體圖；以及圖5是用于說(shuō)明包繞件形成方法的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，一種用于客車的依照本發(fā)明的充氣輪胎1包括一個(gè)胎面部分2；一對(duì)胎側(cè)部分3；一對(duì)其中帶有胎圈芯5的胎圈部分4；一胎體6，其包括至少一個(gè)由簾線構(gòu)成的胎體簾布層6A，而簾線經(jīng)過(guò)胎面部分2和胎側(cè)部分3在胎圈部分4之間延伸；和一個(gè)設(shè)置在胎面部分2的胎體的徑向外側(cè)的帶束層7。
胎體6由至少一個(gè)簾布層組成，在本示例中只相對(duì)于輪胎赤道C成70到90度的角度設(shè)置了一層由簾線構(gòu)成的簾布層6A。
該由簾線構(gòu)成的胎體簾布層6A圍繞胎圈芯5從輪胎軸向內(nèi)側(cè)向軸向外側(cè)卷起，以便在其間形成一對(duì)卷起部分6b和一個(gè)主體部分6a。
對(duì)于胎體簾線，可以使用有機(jī)纖維簾線，例如尼龍、聚酯纖維、人造纖維、芳族聚酯胺等以及鋼簾線。從減輕輪胎重量的角度考慮，優(yōu)選胎體簾線使用有機(jī)纖維簾線。
每個(gè)胎圈部分4在胎體簾布層的主體部分6a和卷起部分6b之間具有一個(gè)橡膠三角膠芯8，該橡膠三角膠芯8從胎圈芯5沿徑向向外延伸并且漸縮。
帶束層7包括至少兩層由涂膠的平行帶束層簾線構(gòu)成的交叉簾布層，這些帶束層簾線相對(duì)于輪胎赤道C成10到35度的角度布置。在本例中，帶束層7由一個(gè)徑向外部簾布層7B和一個(gè)徑向內(nèi)部簾布層7A組成。對(duì)于帶束層簾線，可以使用鋼簾線和例如芳族聚酯胺、人造纖維之類的高模量有機(jī)纖維簾線。
為了進(jìn)一步改善帶束層7的高速耐久性，在帶束層7的徑向外部設(shè)置一個(gè)至少覆蓋帶束層邊緣部分的帶9。這里，帶9是一個(gè)由至少一根螺旋卷繞的簾線或者多根相對(duì)于輪胎周向成0到5度角度的平行簾線制成的簾線層。在本實(shí)施例中，帶9僅包括一個(gè)寬度大體和帶束層7相同的帶狀簾布層。對(duì)于該帶的簾線，可以使用例如尼龍、人造纖維、芳族聚酯胺之類的有機(jī)纖維簾線。
使用一個(gè)具有圓形截面的線纜胎圈用于胎圈芯5。如圖2以放大的比例所示，胎圈芯5包括一個(gè)由一根單絲形成的圓形芯部10，以及一個(gè)或多個(gè)圍繞芯部10的外皮11。外皮11包括至少一個(gè)、優(yōu)選多個(gè)圍繞芯部10呈螺旋狀延伸的外皮線材11A。在本實(shí)施例中，外皮11包括一層。
圓形芯部10的主要功能是作為外皮線材11A圍繞其螺旋狀卷繞地型芯，以及作為在硫化和模制外皮線材11A時(shí)保持外皮線材11A的卷繞形狀的型芯。胎圈芯5的強(qiáng)度主要由外皮線材11A維持。芯部10不需要太高的強(qiáng)度。因此，高強(qiáng)度的金屬材料，例如鐵，當(dāng)然可以用作芯部10；但是拉伸彈性模量為1000kg/mm2或更小的樹脂材料，例如尼龍、聚乙烯醇、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂之類，也可以用作芯部10。對(duì)于金屬材料來(lái)說(shuō)，優(yōu)選使用含碳量為0.1～0.9wt％(重量百分比)的鋼絲。
如果芯部10的直徑K1非常小，則外皮11區(qū)域的第二力矩會(huì)變小，而其結(jié)果是，胎圈芯5的彎曲剛度傾向于變得極小。相反，如果芯部10的直徑K1非常大，則胎圈芯5不必要地變大，而這增加了輪胎的重量。由此方面，芯部10的直徑K1優(yōu)選在1.5至8.0mm的范圍內(nèi)。
由于外皮線材11A作為強(qiáng)度元件，優(yōu)選其是金屬材料。更具體地，優(yōu)選使用在JIS G3502中定義的鋼琴線和例如在JIS G3506中定義的冷拉線。在本實(shí)施例中，優(yōu)選使用直徑K2(K2＜K1)從0.8至2.6mm并且碳含量為0.65至0.88wt％的冷拉線作為外皮線材11A。為增強(qiáng)與橡膠之間的粘附，優(yōu)選由金屬材料制成的芯部10的表面和外皮線材11A的一個(gè)表面鍍以黃銅、鋅或類似物。
胎圈芯5的外圍以一個(gè)包繞件17包繞。該包繞件17由其中使用了有機(jī)纖維簾線15的片狀體16制成。該片狀體16的有機(jī)纖維簾線15的例如是尼龍、聚酯纖維和維尼綸。
對(duì)于該片狀體16，優(yōu)選使用如圖3(A)所示的其中有機(jī)纖維簾線15平行設(shè)置的簾線排列體16A，和如圖3(B)所示的其中有機(jī)纖維簾線15相互交叉設(shè)置的編織體16B。交叉角度可以如附圖所示是90度，或者簾線15可以沿三個(gè)方向布置且它們可以三角形的方式相互交叉。在本實(shí)施例中，編織體16B用作包繞件17的片狀體16。這種編織體16B在各簾線之間具有小的間隙，而這對(duì)于在硫化過(guò)程中阻止橡膠的滲透尤其有效。
優(yōu)選該片狀體16至少在其一個(gè)表面、優(yōu)選在兩個(gè)表面上設(shè)有具有微小涂層厚度的頂層橡膠(topping rubber)18。由此，片狀體16的頂層橡膠18可以很好地粘附在胎體簾布層6A上。片狀體16可以沒(méi)有頂層橡膠18，并且該片狀體16可以僅包括簾線排列體16A和/或編織體16B。
在此種包繞件17中，有機(jī)纖維簾線15可以防止模子中硫化期間的橡膠流動(dòng)。因此，胎圈部分4的橡膠向胎圈芯5內(nèi)的滲透受到抑制。從而，可以保持線纜胎圈扭絞時(shí)的柔性，并且線纜胎圈用于提高耐久性和操縱穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)可以得到充分展現(xiàn)。進(jìn)一步，包繞件17可以阻止胎圈芯5和胎體簾布層6A相互之間的直接接觸。從而，可以阻止胎體簾線遭受損壞。在其兩個(gè)表面都具有頂層橡膠18的片狀體16增強(qiáng)了粘附性。
由于包繞件17具有有機(jī)纖維簾線15，外形、尺寸、強(qiáng)度等的穩(wěn)定性得到了保證。從而，即使片狀體16的厚度減小，以片狀體16覆蓋胎圈芯5的程序的可操作性并沒(méi)有因?yàn)檠由?、損壞等而劣化。進(jìn)一步，輪胎的重量可以降低。對(duì)于片狀體16的厚度沒(méi)有特別限制，但是優(yōu)選該厚度不超過(guò)0.8mm，且更優(yōu)選不超過(guò)0.4mm。
為了更可靠地阻止橡膠向胎圈芯5的滲透，每5cm片狀體16上的有機(jī)纖維簾線15的數(shù)目?jī)?yōu)選不少于20，更優(yōu)選不少于30，而且還優(yōu)選不超過(guò)40。當(dāng)片狀體16是編織體16B時(shí)，只需要經(jīng)線和緯線的至少其中之一的數(shù)目處于上述范圍。對(duì)于線數(shù)目的上限沒(méi)有特別限制。對(duì)于該片狀體16，可以使用其中有機(jī)纖維簾線15和15之間的間隙大致為零的簾線排列體16A或編織體16B。這種片狀體16可以更好地阻止橡膠的滲透。
如果有機(jī)纖維簾線15的細(xì)度增加，包繞件17的厚度會(huì)極大地增加，而這對(duì)于減輕重量不是優(yōu)選的。從此觀點(diǎn)考慮，有機(jī)纖維15的細(xì)度優(yōu)選不超過(guò)1500dtex(分特)，更優(yōu)選不超過(guò)1000dtex，進(jìn)一步優(yōu)選不超過(guò)800dtex，特別優(yōu)選不超過(guò)400dtex，并且有機(jī)纖維簾線15是單絲、合股線或紡紗線。只要包繞件17的尺寸、強(qiáng)度等的穩(wěn)定性得到保證，細(xì)度的下限不受限制。
對(duì)于該包繞件17的形成方法，如圖4(A)所示，通過(guò)沿著胎圈芯5的圓周方向彎折一個(gè)寬的編織狀本體16P，并且片狀體16的兩個(gè)邊相互重疊以封閉該胎圈芯，而包繞胎圈芯5。
如圖4(B)所示，該包繞件17也可以通過(guò)如圖4(B)所示圍繞胎圈芯5螺旋狀卷繞一個(gè)窄的帶狀編織狀本體16T形成。在此情況下，由于片狀體16和胎圈芯5易于相互粘合，充氣輪胎1的加工精度得到提高。特別優(yōu)選的是，該帶狀的片狀體16T卷繞為使其側(cè)邊線相互接觸。
進(jìn)一步地，如果編織狀本體16的螺旋方向和外皮線材11A的螺旋方向如圖5所示相互一致，來(lái)自胎體簾布層6A的力可以直接傳遞到外皮線材11A上。因此，胎體簾布層6A的扭曲變形可以更有效地得到緩和。
雖然在本實(shí)施例中，外皮11的數(shù)目是一個(gè)，該數(shù)目可以依照所需的輪胎性能而增加。在外皮線材11A方面，每個(gè)外皮都可以具有不同的材料和直徑。
本發(fā)明的輪胎不限于用于客車的輪胎，而是可以用于各種類型的輪胎，例如重載輪胎、小型卡車輪胎、自動(dòng)兩輪車輛輪胎、飛行器輪胎等。
雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的特別優(yōu)選實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于所闡釋的實(shí)施例，并且可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行多種修改和實(shí)施。
對(duì)比測(cè)試具有如圖1和2所示結(jié)構(gòu)的用于客車的子午線輪胎(215/45R17)依照表1所示的用途制造。這些輪胎的輪輞裝配的可操作性和操縱穩(wěn)定性以如下方式測(cè)試。為了進(jìn)行比較，使用了一個(gè)厚度為1.0mm的橡膠片來(lái)代替包繞件。
胎圈芯的通常規(guī)格如下芯部直徑1.80mm材料含碳量為0.5wt％的鋼絲外皮層數(shù)1截面上外皮線材的數(shù)目7外皮線材的直徑1.40mm材料含碳量為0.72wt％的鋼絲輪輞裝配的可操作性每個(gè)試驗(yàn)輪胎利用一個(gè)輪胎杠桿手動(dòng)安裝到一個(gè)輪輞(17×7JJ)上，并且輪輞裝配的可操作性以等級(jí)1至10進(jìn)行評(píng)價(jià)，而定義常規(guī)示例的等級(jí)是6。該數(shù)值越大，輪輞裝配的可操作性越好。
操縱穩(wěn)定性將試驗(yàn)輪胎在安裝在一輛汽車(排量為2500cc的FR型汽車)的所有輪子上，其中輪輞為(17×7JJ)，內(nèi)壓為(230kPa)，使汽車在一個(gè)干瀝青路面上行駛，該路面是輪胎的測(cè)試路線。關(guān)于操縱桿和方向盤響應(yīng)的特性通過(guò)司機(jī)的感覺(jué)在等級(jí)1到10之間進(jìn)行評(píng)估，而定義常規(guī)例子的等級(jí)為6。該數(shù)值越大，操縱穩(wěn)定性越好。
表1

在本發(fā)明的示例輪胎中，胎圈芯的柔性得到保證，并且由此可以確定輪輞裝備的可操作性和操縱穩(wěn)定性得到了提高。在本發(fā)明的充氣輪胎中，胎圈芯和與該胎圈芯相鄰的元件(例如胎體簾布層或胎圈三角膠芯)之間的粘附性可以得到充分保證。由于包繞件阻止了橡膠進(jìn)入胎圈芯，線纜胎圈結(jié)構(gòu)的柔性得以維持，并且其優(yōu)點(diǎn)可以得以充分展現(xiàn)。因?yàn)榘@件具有有機(jī)纖維簾線，可以減小輪胎的厚度和重量。
權(quán)利要求
1.一種充氣輪胎，包括一對(duì)胎圈部分；一胎體，其包括一個(gè)在所述胎圈部分之間延伸的胎體簾布層；一對(duì)胎圈芯，每個(gè)胎圈部分中設(shè)置一個(gè)胎圈芯，所述胎圈芯包括一個(gè)由一根單絲簾線形成的圓形芯部和一個(gè)外皮，所述外皮具有至少一個(gè)圍繞所述圓形芯部呈螺旋狀延伸的外皮線材；以及一個(gè)包繞件，其包繞所述胎圈芯并且由具有有機(jī)纖維簾線的編織狀本體制成。
2.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述編織狀本體包括平行設(shè)置的多條有機(jī)簾線。
3.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述編織狀本體包括多條以簾線相互交叉的方向設(shè)置的有機(jī)簾線。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的充氣輪胎，其中所述編織狀本體進(jìn)一步包括覆蓋其至少一個(gè)表面的頂層橡膠。
5.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述胎體簾布層圍繞由所述包繞件包繞的胎圈芯卷起。
6.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述圓形芯部的直徑為從1.5毫米至8.0毫米。
7.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述圓形芯部由拉伸彈性模量為1000千克/平方毫米或更小的樹脂材料制成。
8.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述圓形芯部由含碳量為0.1至0.9重量百分比的金屬材料制成。
9.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述外皮線材由直徑為0.8至2.6毫米的冷拉線制成。
10.如權(quán)利要求9所述的充氣輪胎，其中所述外皮線材的含碳量在0.65至0.88重量百分比的范圍之內(nèi)。
11.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述有機(jī)纖維簾線的細(xì)度不超過(guò)1500分特。
12.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述有機(jī)纖維簾線的細(xì)度不超過(guò)800分特。
13.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述有機(jī)纖維簾線的細(xì)度不超過(guò)400分特。
14.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述包繞件通過(guò)沿著胎圈芯的圓周方向彎折該編織狀本體，并且重疊其兩個(gè)邊緣而形成。
15.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述的包繞件通過(guò)圍繞所述胎圈芯螺旋狀卷繞該編織狀本體而形成。
16.如權(quán)利要求15所述的充氣輪胎，其中所述的編織狀本體以與所述外皮線材相同的方向螺旋狀卷繞。
全文摘要
一種充氣輪胎，包括一對(duì)胎圈部分；一胎體，其包括一個(gè)在所述胎圈部分之間延伸的胎體簾布層；一對(duì)胎圈芯，每個(gè)胎圈芯設(shè)置在一個(gè)胎圈部分中，所述胎圈芯包括一個(gè)由一根單絲簾線形成的圓形芯部和一個(gè)外皮，所述外皮具有至少一條圍繞所述圓形芯部呈螺旋狀延伸的外皮線材；以及一個(gè)包繞件，其包繞所述胎圈芯并由具有有機(jī)纖維簾線的編織狀本體制成。
文檔編號(hào)B60C15/04GK1772518SQ20051010584
公開(kāi)日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2005年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月12日
發(fā)明者鈴木益任 申請(qǐng)人:住友橡膠工業(yè)株式會(huì)社