專利名稱：具有截錐形胎體部分的輪胎的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種輪胎，特別是在泄氣狀態(tài)下能夠延續(xù)機動能力的充氣輪胎。
充氣泄氣保用輪胎已有許多，即在正常充氣狀態(tài)下工作的輪胎允許在泄氣狀態(tài)下有限地工作的輪胎。這些輪胎通常由一個或多個胎體(carcass)構(gòu)成，該胎體繞著一個或多個設(shè)置在每個胎邊的胎邊芯線翻轉(zhuǎn)，形成繞著該胎邊的寬的曲線部分。這種結(jié)構(gòu)的直接結(jié)果是繞著該胎邊芯線翻轉(zhuǎn)的該胎體軌跡，經(jīng)過該胎邊芯線和該側(cè)壁軸向內(nèi)邊界之間的該胎邊徑向內(nèi)部，然后轉(zhuǎn)到該胎邊下面，并到達(dá)該胎邊軸向外部區(qū)域。這樣的軌跡給設(shè)計者在形狀上的變化有很大限制，這樣的環(huán)形或彎曲的胎體軌跡占據(jù)很大的體積。
為了獲得泄氣狀態(tài)下所需的機動能力，許多這樣的輪胎進(jìn)一步通過在該胎體之間和在該胎體與輪胎內(nèi)邊緣之間插入輔助橡膠層加強和加厚的側(cè)壁。
許多解決方案包括機械胎邊鎖定件，特別是延長截面的胎邊芯線束和輪輞形狀。該延長截面的胎邊芯線束具有兩個功能，一是在該胎邊處將該胎體固定以承受在胎體上產(chǎn)生的拉力，二是在泄氣工作中保持該胎邊在輪輞支座上。這二種功能使設(shè)計上需要進(jìn)行妥協(xié)。
文獻(xiàn)US5,660,656描述了一種輪胎，包括固定在胎邊部分中的胎體，該胎體具設(shè)置在胎體側(cè)面的環(huán)形芯線或芯線結(jié)構(gòu)。這樣的結(jié)構(gòu)不需要使用繞著該胎邊芯線的翻轉(zhuǎn)部分。然而，該固定區(qū)域被設(shè)置或排列成向該側(cè)壁內(nèi)部引導(dǎo)該胎體。
在三維上考慮，在沿著該側(cè)壁部分的過渡區(qū)域和該固定區(qū)域之間，該胎體結(jié)構(gòu)是一個截錐形狀。
這種優(yōu)化的胎體軌跡使在泄氣工作時的應(yīng)力分布優(yōu)化，這個平均的分布減小了峰值并增加了泄氣工作耐久性。該特殊的軌跡能夠取消提供延長機動能力所不需要的材料來降低重量，一個較薄的厚度還能改善舒適性和滾動阻力。
這樣一個胎體軌跡最好具有較高的縱橫比，即具有“高”側(cè)壁的輪胎，例如側(cè)壁高度H超過120mm。
這還能改善輪胎在“直線”工作時0-psi的耐久力，這特別適合用于美國州際高速路的直的高速路行駛。
這樣一個輪胎，盡管可以用作標(biāo)準(zhǔn)輪胎，特別適合于在基本泄氣狀態(tài)下繼續(xù)行駛。
最好是所述為直線的部分大致從該胎邊軸向內(nèi)邊部分向該側(cè)壁軸向外邊部分徑向向外延伸。
該胎體結(jié)構(gòu)由此使一個軌跡接近該輪胎壁形狀并排列，實際上在胎邊區(qū)域中，該輪胎壁使軌跡從該胎邊軸向內(nèi)邊部分向該側(cè)壁軸向外邊部分大致徑向向外延伸。最好是提供具有與該輪胎側(cè)壁角度相似的胎體結(jié)構(gòu)軌跡。
該胎體結(jié)構(gòu)位與該胎邊和該側(cè)壁中，離該輪胎內(nèi)部越遠(yuǎn)越好。這提供了設(shè)置一個泄氣保用插入件的空間，因此能夠沿著側(cè)壁取消該內(nèi)襯。實際上在這種情況下，該泄氣保用插入件提供了所需的空氣隔離物，它還提供了改善的泄氣操縱性，改善的泄氣耐久性。這給出了用泄氣特性換取額定充氣特性的更好的靈活性，例如更好的舒適性和重量等。
該輪胎處于與安裝在輪輞上并充氣到額定氣壓時相同的位置，較好地，該大致直線的部分相對該軸的方向形成一在11到140度之間的角度，該角度最好在120和130度之間。在一個實施例中，這個角度基本相應(yīng)于該輪胎側(cè)壁在相應(yīng)區(qū)域中的中間部分或中線的角度或大致方向。
該大致直線的部分的長度較好在輪胎側(cè)面高度H的20％和50％之間，最好在20％和40％之間。如圖2所示，該輪胎側(cè)面高度H是從該固定區(qū)域底部或徑向內(nèi)部分到該頂面加強層底部或徑向內(nèi)部分之間的徑向直線的長度。
該過渡區(qū)域基本相應(yīng)于該大致直線的部分的胎體軌跡徑向外部的部分，在那里該軌跡改變方向和形狀。該過渡區(qū)域的徑向外部，該胎體設(shè)置有一個第二部分，該第二部分從該過渡區(qū)域向該頂面軸向外部分徑向延伸。
在第一實施例中，該第二部分設(shè)置有一個大致曲線的部分。
最好是該大致曲線的部分設(shè)置有比所述過渡區(qū)域半徑大的半徑。
該固定區(qū)域最好設(shè)置有至少一個至少部分地鄰近所述胎體的第一胎邊加強件，和用于在胎邊中固定該胎體結(jié)構(gòu)和胎邊加強件配合的高彈性模量材料。
在該胎體結(jié)構(gòu)和胎邊加強件之間的這種類型的配合在該許多方面提供了靈活性。例如，該胎體結(jié)構(gòu)以不同的形狀和角度進(jìn)入該胎邊。它可以以與側(cè)壁徑向內(nèi)邊不同的位置進(jìn)入該胎邊，等等。而且這樣一個固定區(qū)域是緊密的、非常牢固和可靠的。
該胎邊加強件具有在至少一個邊上橫向鄰近該胎體結(jié)構(gòu)的大致環(huán)向排列的芯線。這樣的布置提供了承受在充氣和泄氣狀態(tài)下使用輪胎時承受胎體中產(chǎn)生的拉力的能力。
本發(fā)明的輪胎最好包括一個設(shè)置在該側(cè)壁軸向內(nèi)部分的泄氣保用插入件。該插入件最好是基本氣密的。在使用厚插入件時，可以具有有效地不透氣性。例如一個泄氣保用插入件具有已知丁基橡膠或彈性材料厚度的7倍，給出與丁基材料薄層相似的防滲透性。在這樣的布置中，在該側(cè)壁部分的大部分中不需要內(nèi)襯。
較好地，該胎邊加強件相對該軸向形成在110到140度之間的角度，最好該角度在120和130度之間，該輪胎處于與安裝在輪輞上并充氣到額定氣壓時相同的位置。
“徑向的”和“徑向地”指的是朝向或離開該輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的徑向地方向。
“相對于軸向形成的夾角”指的是從該輪胎內(nèi)部軸向或徑向測量的角度；這樣一個夾角在0和180度之間。
本發(fā)明的輪胎包括一個設(shè)有一個支座12的胎邊1，該支座12特別適合于安裝在輪胎的輪輞上。該胎邊大致徑向地延伸出該側(cè)壁13，該頂面11包括已知類型的加強層。
該輪胎具有一個胎體結(jié)構(gòu)5，該胎體結(jié)構(gòu)5在胎邊間延伸，或在兩個半結(jié)構(gòu)之間留下一個縫隙，例如大致在該頂面的中央部分。在胎體結(jié)構(gòu)5的徑向最里面部分終止于該胎邊1的固定區(qū)域2中。最好是該胎體結(jié)構(gòu)不繞著胎邊芯線或其它加強件翻轉(zhuǎn)，就是說，確定該胎體結(jié)構(gòu)形狀的每個坐標(biāo)對于每個徑向部分具有小于輪胎子午線徑向位置的唯一的徑向位置。該胎體結(jié)構(gòu)用一個胎邊加強件3固定在胎邊部分中。這樣一個加強件的最佳實施例包括一個芯線結(jié)構(gòu)4，它設(shè)置有在至少一個邊上橫向鄰近該胎體結(jié)構(gòu)的至少一個大致環(huán)形列的芯線。在這種情況下，在該胎邊部分中“固定”指的是，通過該芯線結(jié)構(gòu)與該胎體加強結(jié)構(gòu)的橫向粘接(而不是纏繞該常規(guī)胎邊芯線)，該芯線結(jié)構(gòu)承受在輪胎充氣或泄氣使用中胎體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的拉力。
利用一個具有高彈性模量的彈性胎邊填充物，優(yōu)化該固定區(qū)域4的機械特性。
在胎邊部分中的其它胎體固定件或胎體層的設(shè)置的變化公開在Herbelleau等人的美國專利US5660656中，并在此并入以作參考。
例如，如

圖1和2所示的實施例，該胎體結(jié)構(gòu)設(shè)置有一個大致為直線的部分6。這個部分在該固定區(qū)域2和一個過渡區(qū)域8之間延伸。該部分6的總體方向最好從胎邊1軸向里面的部分向該側(cè)壁徑向和軸向外部稍微傾斜。
在沿著側(cè)壁部分的過渡區(qū)域和固定區(qū)域之間，該胎體結(jié)構(gòu)在三維空間上是一個截錐形狀。
所述大致為直線的部分6的長度較好是在輪胎側(cè)邊高度H的20％和50％之間，最好是在輪胎側(cè)邊高度H的20％和40％之間。如圖2所示，該輪胎側(cè)邊高度H是一個徑向直線的長度，其從該固定區(qū)域的底部或徑向內(nèi)部延伸到該頂面加強層的基部或徑向內(nèi)部。
該過渡區(qū)域基本相應(yīng)于該大致直線的部分的徑向外側(cè)的胎體軌跡部分，在那該軌跡改變方向和形狀。該過渡區(qū)域的徑向外側(cè)，該胎體設(shè)置有一個第二部分，其從該過渡區(qū)域向該頂面的軸向外部徑向延伸。該過渡區(qū)域的較佳長度是在輪胎側(cè)邊高度H的20％和40％之間，最佳是該輪胎側(cè)邊高度H的約40％。
該過渡區(qū)域最好包括一個設(shè)置在該大致為直線的部分6和該第二部分7之間并連接該胎體的這兩個部分6和7的大致為曲線部分。一個小的半徑能將該胎體軌跡排列方向的變化集中在接觸區(qū)域中。
在該過渡區(qū)域8中，該胎體結(jié)構(gòu)不再是直線而是曲線，從這個區(qū)域到該頂面區(qū)域，該胎體結(jié)構(gòu)5的總體形狀和方向使其在一個軸向向內(nèi)和徑向向外的軌跡上從該過渡區(qū)域8向該頂面延伸，形成該第二部分或頂壁部分7。
最好，如圖1所示，該第二部分7在相對于該中心軸線14的該側(cè)壁外部中延伸。根據(jù)該實施例，該第二部分7向上延伸到該頂面，在那它可以中斷或不中斷。
在圖1所示的實施例中，頂壁部分7具有的大致曲線的外形，該曲線具有較大直徑。
在圖3所示實施例中，該頂部側(cè)壁部分7具有在該過渡區(qū)域8和頂面邊緣之間的大致直線的形狀。由此在該實施例中，該胎體軌跡帶有兩個大致為直線的部分6和7。
實際上，在輪胎側(cè)壁的這個頂部部分中，還最好使該胎體結(jié)構(gòu)的軌跡適應(yīng)該輪胎側(cè)壁的厚度和形狀，類似于該第一線形部分。根據(jù)該側(cè)壁的形狀，它還更適當(dāng)?shù)幕蛘咴谝粋€或大或小長度的范圍中為胎體結(jié)構(gòu)提供大致直線軌跡，或者為胎體結(jié)構(gòu)提供一個曲線軌跡。
本發(fā)明的輪胎最好包括一個設(shè)置在該側(cè)壁軸向內(nèi)部的泄氣保用插入件9(圖2)。該插入件最好基本是氣密的。當(dāng)使用很厚的泄氣保用插入件時，能起到有效的氣密性。使用這種結(jié)構(gòu)，在該側(cè)壁的大部分不需要內(nèi)襯。這能夠在輪胎側(cè)面的有限部分使用氣密內(nèi)襯10(如丁基內(nèi)襯)，例如沿著該頂面部分，防止該頂面被穿透。
在圖2所示的實施例中，該固定區(qū)域2基本上是傾斜的，該區(qū)域2的總體方向最好從胎邊軸向和徑向內(nèi)部向該胎邊徑向和軸向外部稍微傾斜。相對于軸平面測量的該角度α表明嵌在該固定區(qū)域2中的胎體結(jié)構(gòu)內(nèi)部分的傾斜度。該輪胎處于與安裝在輪輞上并充氣到額定氣壓時相同的位置時，該傾斜較好地相對軸向在110到140度之間的角度，最好在120和130度之間。該配合芯線4最好設(shè)置或?qū)R，形成大致相同的角度。
這種具有傾斜的固定區(qū)域或在固定區(qū)域中胎體軌跡傾斜的結(jié)構(gòu)，能夠提供與該胎體結(jié)構(gòu)6對齊的固定區(qū)域的總體軌跡。如圖2所示，在該固定區(qū)域徑向外部區(qū)域的傳統(tǒng)彎曲的胎體部分由此可被減小，甚至取消。當(dāng)該輪胎泄氣時，這個傾斜區(qū)域提供良好程度的胎邊保持力。它還能夠該胎體結(jié)構(gòu)設(shè)置在相對該中線14軸向外側(cè)。如圖2所示，在該固定區(qū)域2的徑向外側(cè)，該胎體結(jié)構(gòu)在該側(cè)壁軸向外側(cè)部分延伸。
圖4描述了本發(fā)明的第四實施例，其中該胎體結(jié)構(gòu)5在輪胎的一些部分中具有多于一個的胎體層。該胎體結(jié)構(gòu)5在頂面11中包括一個芯線的環(huán)向排列，在輪胎側(cè)壁部分13中該胎體結(jié)構(gòu)5分成三個徑向芯線的環(huán)形列511、512和52。這三個芯線的環(huán)形列彼此軸向分開。在胎邊1中，兩個芯線的環(huán)形列511和512連接，并得到一個共同的芯線環(huán)形列51。因此在胎邊1中具有兩個芯線環(huán)形列51和52。
這種胎體結(jié)構(gòu)是非常柔韌的，并能夠使胎體芯線置與最有用的地方。例如胎體層52的芯線密度高于胎體層511和512的芯線密度。該外胎體層的芯線能承受充氣和泄氣工作時的高拉力應(yīng)力一應(yīng)變循環(huán)。這些芯線被很好地設(shè)計以承受這些高拉力循環(huán)，且該芯線的數(shù)量由此確定。該內(nèi)胎體層的芯線在泄氣工作中受壓縮的應(yīng)力一應(yīng)變循環(huán)，在這種情況下，用橡膠混合物來承受這些壓縮應(yīng)力。該芯線的數(shù)量不需要很多。它還提供在該頂面中的胎體結(jié)構(gòu)的有限厚度，及在胎邊部分中適當(dāng)?shù)毓潭?。該胎體結(jié)構(gòu)5的固定由三個環(huán)形排列芯線的線圈41、42和43實現(xiàn)的，其軸向接近有高模量橡膠層插入件的該胎體結(jié)構(gòu)的芯線環(huán)形列51和52。
最好是，為了具有良好的0-psi性能，該泄氣保用插入件92和93在側(cè)壁中分別設(shè)置在該胎體層511-512和512-52之間，并且在最佳實施例中，泄氣保用插入件91設(shè)置在該胎體結(jié)構(gòu)5和該輪胎內(nèi)側(cè)之間。最好是這些泄氣保用插入件直接與鄰近該胎體層的芯線接觸。這意味著構(gòu)成泄氣保用插入件的橡膠混合物至少與該芯線外環(huán)的一部分緊密接觸，而且在制造輪胎中不使用低彈性模量的橡膠混合物。因此該側(cè)壁結(jié)構(gòu)在泄氣工作中具有較好的耐久性。
圖5給出了第四實施例的在胎邊1中徑向和環(huán)形芯線的結(jié)構(gòu)。在固定區(qū)域中，軸向向外依次為具有第一環(huán)形列的線圈41、該第一胎體環(huán)形列51、該第二環(huán)形列的線圈42、該第二胎體環(huán)形列52和該第三環(huán)形列的線圈43。從固定區(qū)域徑向向外，該第一胎體環(huán)形列51分成兩個胎體環(huán)形列511和512。為了清楚起見沒有繪出該橡膠混合物。所有這些芯線，至少在該固定區(qū)域內(nèi)，都嵌入高彈性橡膠混合物中。這個橡膠混合物最好具有超過70的肖氏硬度A。
在圖5中的所有胎體芯線以一個環(huán)形錯列的位置設(shè)置，使其在該輪胎的頂面部分中形成單一的列。這能夠減小該頂面部分的厚度。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，在該頂面和胎邊也可以有一個環(huán)形列，其在側(cè)壁被分成二個或三個。
為了盡可能精確地定位該加強芯線，最好是在一個剛性支撐上制造該輪胎，例如具有其內(nèi)腔形狀剛性芯體。該輪胎的所有直接設(shè)置在其最終位置的部件根據(jù)最終產(chǎn)品的需要直接放在這個芯體上，而在任何制造過程的移動中都不會有變形。在這種情況下，該輪胎可以用US4,895,692中描述的方法模制和硫化。
雖然本發(fā)明已結(jié)合實施例說明，很明顯本專業(yè)技術(shù)人員參照上述教導(dǎo)可得到許多變換、替換和變化。本發(fā)明用于包括落入本發(fā)明的權(quán)利要求范圍和構(gòu)思中的所有變換、替換和變化。
權(quán)利要求
1.一種輪胎，包括在每個胎邊中的一個固定在該輪胎每個側(cè)邊的胎體結(jié)構(gòu)，每個胎邊具有一個用于安裝在輪胎設(shè)計安裝的輪輞上的基座，每個胎邊向上徑向延伸出一個側(cè)壁部分，一個加強的頂面，該側(cè)壁部分連接所述頂面，所述的胎邊進(jìn)一步包括一個用于在所述胎邊中固定所述胎體的固定區(qū)域，其中沿著該側(cè)壁部分在所述固定區(qū)域和過渡區(qū)域之間，所述胎體結(jié)構(gòu)大致直線延伸，形成一個大致直線的部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的輪胎，其中，所述大致直線的部分從該胎邊軸向內(nèi)側(cè)部分向該側(cè)壁軸向外側(cè)部分基本徑向向外延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的輪胎，其中，所述大致直線的部分相對該軸的方向形成一在110到140度之間的角度，該角度最好在120和130度之間，而該輪胎位于與安裝在設(shè)計安裝的輪輞上并充氣到額定氣壓時相同的位置。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的輪胎，其中，所述大致直線部分的長度在輪胎側(cè)面高度H的25％和75％之間。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的輪胎，適于在基本泄氣狀態(tài)下延續(xù)機動能力。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的輪胎，進(jìn)一步具有設(shè)置在該側(cè)壁軸向內(nèi)側(cè)部分的泄氣保用插入件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的輪胎，其中，所述插入件基本是氣密的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一的輪胎，其中，所述胎體結(jié)構(gòu)在該胎邊的固定區(qū)域中包括至少一個芯線的環(huán)向列，該芯線的環(huán)向列在輪胎側(cè)壁部分中逐漸地分成至少兩個芯線的環(huán)向列。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的輪胎，其中，一個泄氣保用插入件設(shè)置在所述兩個芯線的環(huán)形列之間，并且其中所述泄氣保用插入件與所述兩個環(huán)形列的芯線直接接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一的輪胎，其中，所述胎體結(jié)構(gòu)在輪胎頂面部分中只包括一個環(huán)形列。
11.一種輪胎，包括在每個胎邊中的一個固定在該輪胎每個側(cè)邊的胎體結(jié)構(gòu)，每個胎邊具有一個用于安裝在輪胎的設(shè)計安裝輪輞上的基座，每個胎邊徑向上向延伸出一個側(cè)壁部分，一加強的頂面，該側(cè)壁部分連接所述頂面，所述的胎邊進(jìn)一步包括一個用于在該胎邊中固定所述胎體的固定區(qū)域，其中沿著該側(cè)壁部分在所述固定區(qū)域和過渡區(qū)域之間，所述胎體結(jié)構(gòu)大致直線延伸，形成一個大致直線的部分，其中該胎體過渡區(qū)域的徑向外側(cè)設(shè)置有從該過渡區(qū)域徑向延伸到該頂面軸向外部的第二部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的輪胎，其中，所述過渡區(qū)域包括一個曲線部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的輪胎，其中，所述第二部分包括一個曲線部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13之一的輪胎，其中，所述曲線部分設(shè)置有比所述過渡區(qū)域半徑大的半徑。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14之一的輪胎，適于在基本泄氣狀態(tài)下延續(xù)機動能力。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至15之一的輪胎，進(jìn)一步包括設(shè)置在該側(cè)壁軸向內(nèi)部的泄氣保用插入件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的輪胎，其中，所述插入件基本是氣密的。
18.根據(jù)權(quán)利要求11至17之一的輪胎，其中，所述胎體結(jié)構(gòu)在該胎邊的固定區(qū)域中包括至少一個芯線的環(huán)形列，該芯線的環(huán)形列在輪胎側(cè)壁部分中逐漸地分成至少兩個芯線的環(huán)形列。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的輪胎，其中，一個泄氣保用插入件設(shè)置在所述兩個芯線的環(huán)形列之間，并且其中該泄氣保用插入件與所述兩個環(huán)形列的芯線直接接觸。
20.根據(jù)權(quán)利要求11至17之一的輪胎，其中，所述胎體結(jié)構(gòu)在輪胎頂面部分中只具有一個環(huán)形列。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種輪胎，包括在每個胎邊中的一個固定在該輪胎每個側(cè)邊的胎體結(jié)構(gòu)，每個胎邊具有一個用于安裝在輪胎的設(shè)計安裝輪輞上的基座，每個胎邊向上徑向延伸出一個側(cè)壁部分，一個加強的頂面，該側(cè)壁部分連接所述頂面，所述的胎邊進(jìn)一步包括一個用于在該胎邊中固定所述胎體的固定區(qū)域，其中在沿著該側(cè)壁部分的過渡區(qū)域和該固定區(qū)域之間，所述胎體結(jié)構(gòu)大致直線延伸，形成一個大致直線的部分。
文檔編號B60C15/00GK1474755SQ01818789
公開日2004年2月11日 申請日期2001年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月10日
發(fā)明者R·C·科特雷爾, W·L·小威拉德, R C 科特雷爾, 小威拉德 申請人:米其林技術(shù)公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司