[发明专利]含人造丝的充气式子午线轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及充气轮胎，具体地涉及到具有轮胎断面高宽比小于0.8的轻量子午线轮胎。

发明背景

历史上，轮胎工程人员一直试图制造极其耐用的外胎结构，使其能经受汽车司机加于轮胎的严苛驱动条件。

起初，轮胎是很重的且采用了多层的斜纹帘线或很多的斜纹帘线的帘层布，其主要目的仅是为了保持空气和避免跑气或放气。

通过不断地研究来开发更耐用和更好的轮胎结构，在此过程中已研究出新的材料和发展了更好的设计。

子午线轮胎的引入使之在实际上开发了少到只有一个胎体帘布层的轮胎。此帘布层为带结构作径向地包含。为了提高这种轮胎的耐用性。所涉及的带结构变成主要是由钢丝来增强。这种钢丝增强的带给出了并于现今提供了非常耐用的结构。

这些钢丝带束轮胎具有许多使它们能为人们乐于采用的优点。这里的钢丝帘线不是热敏的，也就是说它们的物理性质是颇为稳定的而与轮胎的工作温度无关。此种钢丝帘线基本上是非延伸的且可以由抗疲劳性优异的细钢丝制成具有很高的强度。但是，轮胎中的这种钢丝帘线带导致需要在一般称之为台面底层的区域中的带的正上方、在带层本身之中以及在带的边缘的区域中增加橡胶的厚度，这一切都是为了保护钢丝帘线不会暴露或结构上在边缘处分离。在许多情况下，不需要钢带的强度，且替代的有机帘线的重量更轻。

最终的结果是，钢丝带束子午线轮胎事实上较重，在胎面区中和在轮胎的胎肩中采用了更多的橡胶。准确地说，在这些区域中即在轮胎的胎面的大部分之中，耐磨损性能以及对滚动阻力的灵敏度必须是最高的。在这种区域中的橡胶愈多，滞后效应就愈高而在运转状态下的温度也愈高。

现代轮胎设计者的目标之一是去开发能产生汽车燃耗降低的轮胎。这是可以实现的，即依靠设计出是有低质量和低转动惯量的冷运行的轮胎，同时提高轮胎的操纵性能和胎面的耐磨性，此外，工程人员还必须确保轮胎的轮迹和胎面的瞬时接触部具有均匀的压力分布以实现均匀的磨损。

随着具有极低轮胎断面高宽比的高性能轮胎的出现，使用具有尼龙或芳族聚酰胺的合成帘线的覆盖层的带结构已普遍化。为了进一步取得高速度的性能，胎面的厚度已保持到最小。厚的胎面物质在高速下只会使轮胎飞离。随着这类轮胎推进到轮胎工程师已知的轮胎设计范围，工程师们就必须重新考虑轮胎的全部参数。在某些情形下，这意味着要回过头来重新分析过去曾用到的但由于在技术领域采取了不同途径而放弃了的原理。

工程师需要考虑的一种方法是使轻量轮胎如何更有益，而不会招致某些轮胎部件引起的大量的花费负担。

本发明概述

显示出极其轻量和低滚动阻力的子午线轮胎10具有的轮胎断面高宽比为0.2～0.8。轮胎10具有：一对平行的环形胎圈填充芯26；一个或多个子午线胎体帘布层38，而至少有一个子午线胎体帘布层38是包绕到所述胎圈填充芯26上；在轮胎10的胎冠区中沿径向设于所述一个或多个子午胎体帘布层38之外的带结构36；以及宽度基本上与带结构36的宽度一致的覆盖层59。胎面12沿径向设于所述覆盖层59之外而胎壁20则位于胎面12与所述胎圈填充芯26之间。

覆盖层59具有纤维或帘线70，帘线70选自一组最好较为非热收缩的材料，这组材料包括人造丝、PET、芳族聚酰胺、PEN或埋入弹性材料中的PVA。带结构36是由帘线角为16～28°而最好为约22°的两层人造丝帘线增强的层50、51构成。人造丝帘线最好是1840/2至2440/2/2，更好是具有78至30 EPI的2440/3

覆盖层59最好螺旋式地包绕到带结构36上径向地朝外并与之邻接。覆盖层59是由宽1/2～英寸且在其内埋设有4～45个并列的增强丝或帘线70的增强带的连续条带制成。

在此最佳实施例中，覆盖层的帘线70的材料是芳族聚酰胺，但同样可以采用高抗张强度、低热收缩率的帘线如人造丝、PEN、PET或PVA的帘线。

本发明的轮胎10具有很薄的胎面底层13，此胎面底层13是从覆盖层59的帘线70的径向外表面测量到全深度的周边槽。胎面底层13的厚度t小于2mm而最好大于1mm。

为了进一步改进驾驶性能，轮胎10采用了从各胎圈填充芯26沿径向向外且与帘布层38相邻的硬的三角胶芯46。三角胶芯46具有的邵氏(Shore)D硬度大于50。