專利名稱：具有側(cè)壁加強件的輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輪胎，并且更特別地，涉及具有側(cè)壁加強件以改進輪 胎側(cè)壁性能的輪胎。
背景技術(shù)：
在充氣和加載狀態(tài)下，子午線輪胎會在輪胎接地寬度的中心處的 側(cè)壁區(qū)域受到彎矩。由力矩生成的應(yīng)變和應(yīng)力與輪胎的側(cè)壁性能直接 相關(guān)。此前的調(diào)研顯示，最大側(cè)壁表面應(yīng)變發(fā)生在輪胎側(cè)壁的剛性最小 的區(qū)域中。因為在輪胎的加載過程中生成的簾線壓縮，在上側(cè)壁區(qū)域 中的組合簾線張力會減小，并且該區(qū)域最不耐側(cè)壁彎曲。因此，最大 側(cè)壁表面應(yīng)變位于上側(cè)壁區(qū)域中。發(fā)明內(nèi)容具有最大斷面寬度、在最大斷面寬度上方的上部和在最大斷面寬 度下方的下部的輪胎包括圍繞輪胎圓周地延伸的胎面、 一對側(cè)壁、一 對胎圏部分和至少一個圍繞輪胎從一個胎圏部分圓周地延伸到另一個 胎圏部分的胎體簾布層。輪胎還包括圍繞輪胎圓周地延伸并且布置在 輪胎的至少一個胎體簾布層和胎面和至少一個側(cè)壁之間的第一和第二 加強簾布層。第一和第二加強簾布層具有終止于輪胎的下部中的下端。


附圖連同下面提供的詳細說明描述了要求保護的本發(fā)明的示例性 實施例。在附圖和隨后的說明中，類似的元件以相同的參考標號表示。 附圖并不是按比例的并且某些元件的比例被放大以用于說明的目的。圖1是半個輪胎100的一個實施例的剖視圖。 圖2是圖1中輪胎100的一部分的放大透視圖。 圖3是圖1的輪胎100中設(shè)置的雙加強層的一部分的一個實施例 的透視圖。圖4是將P255/45R18輪胎與沒有側(cè)壁雙層加強件的輪胎相比的 側(cè)壁表面應(yīng)變圖。
具體實施方式
下面包括在此使用的所選術(shù)語的定義。定義包括各個示例和/或落 入術(shù)語的范圍內(nèi)并且可以用于實施的部件的形式。示例并不用于進行 限制。單數(shù)和復(fù)數(shù)形式的術(shù)語都在定義內(nèi)。"軸向"或"軸向地"是指平行于輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的方向。"圓周"和"圓周地"是指沿平行于赤道平面并且垂直于輪胎的軸向 方向的胎面表面的周邊延伸的直線或方向。"赤道平面"是指垂直于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線并且經(jīng)過輪胎胎面的中心 的平面。"槽"是指以直線、曲線或Z字形方式圓周地延伸的輪胎的胎面中 的細長的空的區(qū)域。"側(cè)向"或"側(cè)向地"是指沿輪胎的胎面從輪胎的 一個側(cè)壁到另 一個 側(cè)壁的方向。"徑向"或"徑向地"是指垂直于輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的方向。 "側(cè)壁"是指位于胎面和胎圈之間的那部分輪胎。 "胎面，，是指在正常負載下與道路接觸的那部分輪胎。 在該申請中，還參照輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線描述方向。術(shù)語"向上"和"向 上地"指朝向輪胎胎面的總方向，術(shù)語"向下"和"向下地"指朝向輪胎的 旋轉(zhuǎn)軸線的總方向。因此，當相對定向術(shù)語例如"上"和"下"與元件連 同使用時，"上"元件比"下，，元件間隔更靠近胎面。此外，當相對定向 術(shù)語例如"上方"或"下方"與元件連同^f吏用時，在另一個元件"上方"的 元件比另一個元件更靠近胎面。術(shù)語"向內(nèi)"和"向內(nèi)地，，是指朝向輪胎赤道平面的總方向，而"向夕卜，，或"向外地，，是指遠離輪胎的赤道平面并 且朝向輪胎的側(cè)壁的總方向。因此，當相對定向術(shù)語例如"內(nèi)，，和"外" 與元件連同使用時，"內(nèi)"元件比"外"元件間隔更靠近輪胎的赤道平面。圖1中所示是半個輪胎100的一個實施例的剖視圖。雖然附圖中 僅僅顯示了輪胎100的一半，但是應(yīng)當理解，輪胎100的另一半是所 示一半輪胎的真實的鏡像。輪胎100具有赤道平面Ep和從赤道平面 Ep到輪胎100的最外側(cè)點(即，點X)測量的最大斷面寬度Wm。輪 胎100可以被分成兩個部分——上部U和下部L。使上部U與下部L 分開的是穿過點X繪制的基本上與輪胎100的旋轉(zhuǎn)軸線平行的假想直 線Y。上部U是輪胎100中布置在輪胎100的最大斷面寬度Wm (以 直線Y表示)上方的部分，而下部L布置在輪胎100的最大斷面寬度 Wm (以直線Y表示)下方。繼續(xù)參見圖1,輪胎100包括設(shè)置在輪胎100的上部U中的胎面 102、設(shè)置在輪胎100的上部U和下部L中的側(cè)壁104和設(shè)置在輪胎 100的下部L中的胎圈組件106。胎圏組件106包括胎圏芯108和具 有上端112的填充膠條110。輪胎100包括圍繞輪胎100從一個胎圏組件(例如，胎圏組件106) 圓周地延伸到另一個胎圏組件(未顯示)的胎體簾布層114。胎體簾 布層114在外面纏繞胎圏芯108并且向上朝胎面102延伸以形成翻邊 部118。翻邊部118終止于翻邊端122。雖然圖1中所示的輪胎100包 括一個胎體簾布層，但是在可選實施例(未顯示)中輪胎100可以包 括兩個或更多胎體簾布層。繼續(xù)參見圖1中所示的該實施例，胎體簾布層114的翻邊部118 具有從翻邊端122向胎圏芯108的底部徑向地測量的高度I^。優(yōu)選地， 第一翻邊部118的高度B^在(從赤道平面Ep處的外胎面表面到胎圏 芯108的底部測量的)斷面高度H。的大約30%和大約70%之間。在 可選實施例(未顯示)中，第一翻邊部118的高度Hi可以依照設(shè)計小 于斷面高度H。的30。/?；虼笥跀嗝娓叨菻()的70%。在一個實施例中，胎體簾布層114包括徑向地布置的平行對準的簾線。換句話說，平行對準的簾線基本上垂直于輪胎100的赤道平面 Ep定向。在可選實施例中，胎體簾布層可以包括相對于輪胎100的赤 道平面Ep偏移的平行對準的簾線。在所有情形下，簾線可以由例如尼 龍或聚酯構(gòu)成。繼續(xù)參見圖1，輪胎100還包括圍繞輪胎100圓周地延伸的第一 和第二皮帶126、 128。第一和第二皮帶126、 128如圖1所示設(shè)置在 胎面102和第一和第二胎體簾布層114、 116之間。第一和第二皮帶 126、 128在輪胎100的臺肩區(qū)域134附近的位置上分別終止于邊緣 130、 132處。雖然圖1中所示的輪胎100具有兩條皮帶，但是在可選 實施例(未顯示)中輪胎100可以包括單條皮帶或兩條以上的皮帶。在一個實施例中，第一和第二皮帶126、 128包括徑向地布置的平 行對準的簾線或金屬線。在可選實施例中， 一或多條皮帶可以包括相 對于輪胎100的赤道平面Ep偏移的平行對準的簾線或金屬線。在所有 情形下，簾線或金屬線可以由例如鋼或其它鋼合金構(gòu)成。繼續(xù)參見圖1，輪胎100還包括設(shè)置在輪胎100的臺肩區(qū)域134 中、分別在第一和第二皮帶126、 128的邊緣130、 132和胎體簾布層 114之間的皮帶邊緣插入件136。皮帶邊緣插入件136具有內(nèi)端138 和外端140。皮帶邊緣插入件136配置成保護胎體簾布層114免受皮 帶126、 128的邊緣的損壞。皮帶邊緣插入件136由擠壓的橡膠構(gòu)成， 但是也可以由另一種彈性材料構(gòu)成。雖然顯示在圖1的實施例中，但 是皮帶邊緣插入件136是可選的并且可以在可選實施例(未顯示)中 省略。輪胎100還包括設(shè)置在胎面102和第一和第二皮帶126、 128之間 的胎冠142。胎冠142可用于幫助將輪胎部件(例如，皮帶、簾布層 和胎面)保持在一起。胎冠142可以包括例如一或多個聚酯或尼龍織 物簾布層。雖然顯示在圖1的實施例中，但是胎冠142是可選的并且 可以在可選實施例(未顯示)中省略。如圖1所示，輪胎100還包括設(shè)置在輪胎100的胎體簾布層114 和胎面102和側(cè)壁104 (或其部分)之間的雙層加強件144。雖然輪胎100具有雙層加強件144，但是加強件在可選實施例(未顯示)中可以 包括一層或三層或更多層。圖2中所示的是圖1中輪胎100的一部分的放大透視圖，其更詳 細地顯示了雙層加強件144在輪胎100中的位置。雙層加強件144包 括圍繞輪胎100圓周地延伸的第一和第二加強簾布層202、 204。第一 和第二加強簾布層202、 204設(shè)置在輪胎100的胎體簾布層114和胎面 102和側(cè)壁104之間。第一加強簾布層(或內(nèi)加強簾布層)202具有下 端208，而第二加強簾布層(或外加強簾布層)204具有下端212。如圖2所示的該實施例所示，第二加強簾布層204的下端212在 第一加強簾布層202的下端208下方延伸。更具體地，第二加強簾布 層204的下端212在笫一加強簾布層202的下端208下方延伸一徑向 距離B15其在大約3毫米和大約6毫米之間。在可選實施例(未顯示) 中，第二加強簾布層204的下端212并未在第一加強簾布層202的下 端208下方延伸。繼續(xù)參見圖2，輪胎100還包括具有上端216和下端218的填充 膠條插入件214。填充膠條插入件214置于填充膠條112上方、位于 加強簾布層202、 204和胎體簾布層114之間。填充膠條插入件214 配置成充當加強簾布層202、 214和胎體簾布層114之間的襯墊。填充 膠條插入件214由橡膠構(gòu)成，但是也可以由另一種彈性材料構(gòu)成。雖 然填充膠條插入件214顯示為單獨的部件，但是它可以是填充膠條112 的伸出部。第一和第二加強簾布層202、 204的下端208、 212終止于輪胎100 的下部L中。更具體地，第一和第二加強簾布層202、 204的下端208、 212可以在填充膠條插入件214的上端216下方延伸。換句話說，填 充膠條插入件214可以與第一和第二加強簾布層202、 204重疊。優(yōu)選 地，第一加強簾布層202的下端208在填充膠條插入件214的上端216 下方延伸一徑向距離Ri，其在大約4毫米和大約6毫米之間。類似地， 第二加強簾布層204的下端212在填充膠條插入件214的上端216下 方延伸一徑向距離R2，其在大約10毫米和大約15亳米之間。也可以相對于胎體簾布層114的翻邊端124討論第一和第二加強 簾布層202、 204的下端208、 212的末端(termination).例如，第一 和第二加強簾布層202、 204的下端208、 212可以在胎體簾布層114 的翻邊端124下方延伸。換句話說，胎體簾布層114的翻邊部118與 第一和第二加強簾布層202、 204重疊。優(yōu)選地，第二加強簾布層204 的下端212在胎體簾布層114的翻邊端124下方延伸一徑向距離R3, 其在大約10毫米和大約15毫米之間(與圖2中所示的距離R2大約相 同)。類似地，第一加強簾布層202的下端208在胎體簾布層114的翻 邊端124下方延伸一徑向距離R4，其在大約4毫米和大約6毫米之間 (與圖2中所示的距離R大約相同)。雖然圖1和2僅僅顯示了輪胎100的剖面圖的一半，但是雙層加 強件可以延伸到輪胎100的另一個側(cè)壁(未顯示)中，在該另一個側(cè) 壁中，雙層加強件的下端終止于輪胎100的另一個側(cè)壁(未顯示)的 下部L中。換句話說，雙層加強件可以被稱作"半簾布層，，加強件，因 為它覆蓋輪胎100的上半部，并且從輪胎的一個側(cè)壁(例如，側(cè)壁104) 的下部L延伸到輪胎100的另一個側(cè)壁(例如，未顯示的側(cè)壁)的下 部L。圖3中所示的是包括第一和第二加強簾布層202、204的雙層加強 件144的一個實施例的一部分的透視圖。第一加強簾布層202包括封 裝在橡膠或另一種彈性材料內(nèi)的第一組平行對準的簾線302。類似地， 第二加強簾布層204包括封裝在橡膠或另一種彈性材料內(nèi)的第二組平 行對準的簾線304。如圖3所示，雙層加強件144顯示為具有第一層(即，第一加強 簾布層202)和第二層(即，第二加強簾布層204)的整體部件。在這 種情形下，雙層加強件144可以在未加工輪胎裝配過程中作為單個部 件安裝。在可選實施例(未顯示)中，第一和第二加強簾布層202、 204可以是不連續(xù)的層，它們可以在未加工輪胎裝配過程中單獨地安 裝，但是每個配合以在輪胎制造過程結(jié)束時形成雙層加強件144。參照圖3,第一和第二組平行對準的簾線302、304相對于輪胎100的圓周方向C以角度a定向。優(yōu)選地，第一和第二組平行對準的簾線 302、304相對于輪胎100的圓周方向C以大約45。和85。之間的角度a 定向，并且相對于彼此橫向地定向。在可選實施例(未顯示)中，一 或兩組平行對準的簾線302、304的角定向可以根據(jù)設(shè)計而相對于輪胎 100的圓周方向C小于45。。另夕卜， 一或兩組平行對準的簾線302、 304 可以徑向地或圓周地布置。另外，平行對準的簾線302、 304不需要橫 向于彼此定向。第一加強簾布層202優(yōu)選地具有大約0.6毫米和大約1.2亳米之間 的厚度Tn并且第二加強簾布層204優(yōu)選地具有大約0.6毫米和大約 1.2毫米之間的厚度T2。最優(yōu)選的，第一加強簾布層202具有大約1.0 毫米的厚度并且第二加強簾布層204具有大約1.0毫米的厚度。因此， 雙層加強件的優(yōu)選總厚度T3是大約2.0毫米。在一個實施例中，第一和第二組平行對準的簾線302、 304由尼龍 構(gòu)成。在可選實施例中， 一或兩組平行對準的簾線302、 304可以由聚 酯、人造絲或鋼構(gòu)成。通過在輪胎的一個或兩個側(cè)壁中設(shè)置雙層加強件，可以改進輪胎 的側(cè)壁性能。例如，當輪胎偏轉(zhuǎn)時，雙層加強件向外朝輪胎的側(cè)壁移 動，因此增大了輪胎側(cè)壁的剛度。當輪胎側(cè)壁的剛度增大時，輪胎側(cè) 壁中的表面應(yīng)變減小。輪胎側(cè)壁中表面應(yīng)變的減小可導(dǎo)致輪胎側(cè)壁上 表面裂紋的減小、側(cè)壁偏轉(zhuǎn)的減小和/或車輛操作的改進。下面的實例顯示了在輪胎的兩個側(cè)壁中設(shè)置雙層加強件的潛在影 響，并且不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明的范圍或精神。實例1P255/45R/18輪胎，具有35 psi的最大容許充氣和1709 lb的最大 負載容量(下文中被稱作"控制輪胎")，該輪胎被充氣至19psi (其最 小容許充氣)并且安裝在夾具上。計算機系統(tǒng)用于模擬控制輪胎以獲 得控制輪胎在其無載荷狀態(tài)中的尺寸數(shù)據(jù)。然后向控制輪胎施加1709 psi的最大載荷以使之偏轉(zhuǎn)。計算機系統(tǒng)然后獲得控制輪胎在其加載狀態(tài)中的尺寸數(shù)據(jù)。然后將控制輪胎在 其無載荷狀態(tài)下的尺寸數(shù)據(jù)與控制輪胎在其加載狀態(tài)下的尺寸數(shù)據(jù)進 行比較，以確定沿著控制輪胎的側(cè)壁上的各個點的實際應(yīng)變值。該尺寸數(shù)據(jù)還用于生成控制輪胎的計算機模擬模型。對控制輪胎 的計算機模擬模型進行修改以生成虛擬輪胎。由這些虛擬輪胎可以預(yù) 測沿著輪胎側(cè)壁上的任意點的表面應(yīng)變值。在這種情形下，控制輪胎 的計算機模擬模型被修改以生成包括半簾布層的雙層加強件(尼龍簾線；45。等分但是相對偏移)的虛擬輪胎(在下文中被稱作"增強輪胎")， 該半簾布層的雙層加強件類似于如上所述并且如圖3中所示的一個。圖4顯示了將控制輪胎的預(yù)測表面應(yīng)變值與增強輪胎的預(yù)測表面 應(yīng)變值相比的側(cè)壁表面應(yīng)變曲線圖。X-軸是以英寸表示的離輪胎旋 轉(zhuǎn)軸線的徑向距離，而Y-軸表示在輪胎接地寬度的中心處的表面應(yīng) 變。在這種情形下，因為兩個輪胎均具有18英寸的直徑，所以在開始 于9英寸并且終止于大約13.5英寸(它是輪胎側(cè)壁的端部)的徑向距 離處測量表面應(yīng)變。如圖4中的曲線圖所示，控制輪胎的預(yù)測的最大 側(cè)壁表面應(yīng)變?yōu)?1.8%，而增強輪胎的預(yù)測的最大側(cè)壁表面應(yīng)變?yōu)?4.7%。這表示側(cè)壁表面應(yīng)變中大約17.1%的減小。對于在說明書或權(quán)利要求中所使用的術(shù)語"包括"或"包含"，預(yù)期 它以類似于術(shù)語"含有，，的方式被包括在內(nèi)，術(shù)語"含有，，在用于權(quán)利要 求中作為過渡詞語時被解釋。另外，對于所使用的術(shù)語"或"(例如， A或B)，預(yù)期是指"A或B或兩者"。當申請人打算表示"僅僅A或B 而非兩者"時，將會4吏用術(shù)語"僅僅A或B而非兩者"。因此，術(shù)語"或" 在此的使用是包括在內(nèi)的使用而非專用。參見Bryan A. Garner的A Dictionary of Modern Legal Usage 624 ( 2d. Ed. 1995 )。而且，對于說 明書或權(quán)利要求書中使用的術(shù)語"內(nèi)"或"內(nèi)部"，預(yù)期還意味著"上"或 "之上"。另外，對于說明書或權(quán)利要求書中使用的術(shù)語"連接"，預(yù)期 不僅僅意味著"直接連接至"，而且還意味著"間接連接至"，例如通過 另一個部件或多個部件連接。盡管本發(fā)明顯示了各個實施例，并且已經(jīng)詳細描述了這些實施例，但是申請人的意圖并不是將所要求保護的發(fā)明的范圍限制或以任何方 式限制為這種細節(jié)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易就會想到附加的優(yōu)點和 變體。因此，本發(fā)明在其廣義方面，并不限于在此顯示和描述的特定 細節(jié)、典型裝置和示意性實例。因此，可以偏離這種細節(jié)而不脫離本 申請人:的要求保護的發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有斷面高度(H0)、最大斷面寬度(Wm)、最大斷面寬度(Wm)上方的上部(U)和最大斷面寬度(Wm)下方的下部(L)的輪胎(100)，該輪胎(100)包括胎面(102)，其圍繞輪胎(100)圓周地延伸；一對側(cè)壁(104)；一對胎圈部分(106)；至少一個胎體簾布層(114)，其圍繞輪胎(100)從一個胎圈部分(106)圓周地延伸到另一個胎圈部分(106)；和至少兩個加強簾布層，其包括第一和第二加強簾布層(202，204)，該第一和第二加強簾布層圍繞輪胎(100)圓周地延伸，并且布置在輪胎(100)的至少一個胎體簾布層(114)和胎面(102)之間，該第一和第二加強簾布層(202，204)具有終止于輪胎(100)的下部(L)中的下端(208，212)。
2. 如權(quán)利要求l所述的輪胎，其特征在于，所述第一加強簾布層 (202 )包括第一組平行對準的簾線(302 ),所述第二加強簾布層(204 )包括第二組平行對準的簾線(304)。
3. 如權(quán)利要求2所述的輪胎，其特征在于，所述第一和第二組平 行對準的簾線(302, 304 )的角定向相對于輪胎(100 )的圓周方向(C ) 在大約45度和85度之間。
4. 如權(quán)利要求2所述的輪胎，其特征在于，所述第一和第二組平 行對準的簾線(202, 204)相對于彼此橫向地定向。
5. 如權(quán)利要求l所述的輪胎，其特征在于，每個胎圏部分(106) 均包括胎圏芯(108)和填充膠條(110)。
6. 如權(quán)利要求5所述的輪胎，其特征在于，至少一個胎體簾布層 (114)在外部纏繞胎圏芯(108)之一并且朝胎面(102)延伸以形成終止于翻邊端(124)的翻邊部(120)，其中，所述第一和第二加強簾 布層(202， 204)的下端(208， 212)在至少一個胎體簾布層(114)的翻邊端(124)下方延伸。
7. 如權(quán)利要求6所述的輪胎，其特征在于，所述翻邊部(120) 的翻邊端(124)設(shè)置在輪胎(100)的下部(L)中。
8. 如權(quán)利要求6所述的輪胎，其特征在于，所述翻邊部(120) 具有在輪胎(100)的斷面高度(H。)的大約30%和大約70%之間的 高度(HJ。
9. 如權(quán)利要求6所述的輪胎，其特征在于，所述第一和第二加強 簾布層(202， 204)的下端(208， 212)的至少一個在所述至少一個 胎體簾布層(114)的翻邊端(124)的下方延伸一徑向距離，該距離 在大約4亳米和大約15毫米之間。
10. 如權(quán)利要求6所述的輪胎，其特征在于，所述第一和第二加 強簾布層(202, 204)的下端(208， 212)設(shè)置在所述至少一個胎體 簾布層(114)和所述至少一個胎體簾布層(114)的翻邊部(120)之 間。
11. 如權(quán)利要求5所述的輪胎，其特征在于，還包括填充膠條插 入件(214),其設(shè)置在填充膠條(110)上方、并且在第一和第二加強 簾布層(202, 204)和所述至少一個胎體簾布層(114)之間。
12. 如權(quán)利要求11所述的輪胎，其特征在于，所述第一和第二加 強簾布層(202， 204)的下端(208, 212 )在填充膠條插入件(214) 的上端(216)下方延伸。
13. 如權(quán)利要求12所述的輪胎，其特征在于，所述填充膠條插入 件(214)的上端(216)在第一和第二加強簾布層(202, 204)的下 端(208, 212)上方延伸，并且填充膠條插入件(214)的下端(218) 在填充膠條(110)的上端(112)下方延伸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有最大斷面寬度(W_m)、在最大斷面寬度(W_m)上方的上部(U)和在最大斷面寬度(W_m)下方的下部(L)的輪胎(100)包括圍繞輪胎(100)圓周地延伸的胎面(102)、一對側(cè)壁(104)、一對胎圈部分(106)和至少一個圍繞輪胎(100)從一個胎圈部分(106)圓周地延伸到另一個胎圈部分(106)的胎體簾布層(114，116)。輪胎(100)還包括圍繞輪胎(100)圓周地延伸并且布置在輪胎(100)的至少一個胎體簾布層(114，116)和胎面(102)和至少一個側(cè)壁(104)之間的第一和第二加強簾布層(202，204)。第一和第二加強簾布層(202，204)具有止于輪胎(100)的下部(L)中的下端(208，212)。
文檔編號B60C13/04GK101253059SQ200680032074
公開日2008年8月27日 申請日期2006年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月1日
發(fā)明者杰 金, 麥克·凱瑞諾 申請人:普利斯通及風馳通北美輪胎有限責任公司