專利名稱：包括具有橡膠泡沫材料的胎面的輪胎的制作方法
包括具有橡膠泡沫材料的胎面的輪胎
本發(fā)明涉及一種具有優(yōu)化的抓地力及噪音特性的輪胎。
近些年來，輪胎生產(chǎn)商為了能夠獲得比傳統(tǒng)產(chǎn)品所能實(shí)現(xiàn)的更大 的抓地力的輪胎，已經(jīng)投入大量的精力來改進(jìn)原始方案。通常對這種 抓地力性能的強(qiáng)調(diào)都是以輪胎的其它特性的損失為代價的。事實(shí)上， 這種產(chǎn)品的眾多技術(shù)特征是相互矛盾的，傳統(tǒng)的結(jié)果是一個或兩個特 性的改進(jìn)通常會導(dǎo)致其它特性的損失。某些種類的性能非常明顯地驗(yàn) 證了這條規(guī)律。抓地力是很好的一個例子。
為了改進(jìn)產(chǎn)品的抓地力性能，傳統(tǒng)的方法是使用兩層胎面結(jié)構(gòu)， 其中外層的硬度小于內(nèi)層的硬度。有多種方案能夠獲得硬度小于內(nèi)層 的硬度的外層。例如，傳統(tǒng)上，具有較低肖氏硬度的一層材料在其開 始高效地工業(yè)應(yīng)用時產(chǎn)生極大的限制，因?yàn)槠潆y于控制，并且還因?yàn)?該材料特別的粘。該材料粘在工具以及機(jī)器上，從而對加工過程產(chǎn)生 較大破壞。
文件EP0 873 884中記述了一種方案，其中外層的膨脹率在1%到 100%之間。該文件特別指出大于100%的膨脹率具有多個主要缺陷， 例如減弱的耐磨性以及難于在輪胎生產(chǎn)時產(chǎn)生穩(wěn)定的外形。
文件FR 2 860 184描述了一種泡沫材料輪胎，其硬度非常低，具 有大于500%的膨脹率。該胎面設(shè)計(jì)成用于重型車輛的輪胎中以限制對 地面的損壞。這些機(jī)器還以非常低的速度移動。
為了克服這些不同的缺陷，本發(fā)明提供一種輪胎，其包括至少 一個胎體型加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，該加強(qiáng)結(jié)構(gòu)在所述輪胎的每一側(cè)上錨定在胎圈 中，所述胎圈的基部將安裝在輪輞座上，所述胎圈的每一者一般地徑向地向外延伸并表現(xiàn)為側(cè)壁的形式，所述的側(cè)壁徑向地朝向外側(cè)連接
于胎面，所述胎體型加強(qiáng)結(jié)構(gòu)從所述胎圈向所述側(cè)壁沿圓周方向延伸;
胎冠加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，所述胎圈的每一者還包括用于將所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)保持在 合適位置的錨定區(qū)域，所述輪胎的特征在于，所述胎面包括基本上不 能夠壓縮的橡膠材料制成的內(nèi)層和能夠壓縮的橡膠泡沫材料制成的外 層，其中-
所述泡沫材料的膨脹率大于50%;
所述層的厚度大于2.0mm并且優(yōu)選地大于4mm;并且 所述外層的硬度小于肖氏A30，并且優(yōu)選地介于肖氏A10到肖 氏A20之間。
意料之外地，并且與預(yù)期相反地，已經(jīng)觀察到的是所述泡沫材料 層沒有使所述輪胎的駕駛性能產(chǎn)生非常明顯的削弱。事實(shí)上， 一旦經(jīng) 過碾壓和剪切，所述硬度還原到能夠接受的水平。碾壓所需的時間對 于駕駛來說并不構(gòu)成問題。此外，在抓地力性能方面也獲得了改進(jìn)。 此外，使用這種結(jié)構(gòu)獲得的磨損率在能夠接受的水平上，特別是在城 市路面上駕駛時。無論如何，在駕駛性能和耐磨性上的輕微的損失充 分地通過抓地力性能的實(shí)質(zhì)改進(jìn)而得以彌補(bǔ)。
傳統(tǒng)上，硬度減小的層是通過在傳統(tǒng)的相對較硬的材料的基體中 使用油和/或增塑劑而獲得的。這種減小硬度的方法具有缺陷，其使得 材料變粘并且難于加工。本發(fā)明的實(shí)施例并未使用所述的試劑。取而 代之的是，本發(fā)明所使用的是包括單元(cells)的材料的改進(jìn)結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的輪胎有利地用于將安裝在乘用轎車或車輛上的輪胎。
傳統(tǒng)上，具有較低肖氏硬度的一層材料在其開始高效的工業(yè)應(yīng)用 的時候產(chǎn)生較極大的限制，因?yàn)槠潆y于控制，并且因?yàn)樗霾牧咸貏e 地粘。所述材料粘在工具或者機(jī)器上，從而對加工過程產(chǎn)生較大破壞。 根據(jù)本發(fā)明，通過使用單元結(jié)構(gòu)，這些問題得以解決，該單元結(jié)構(gòu)使 得硬度能夠通過機(jī)械的或結(jié)構(gòu)的作用而減小，而不是通過使用硬度通 過化學(xué)試劑而減小的一層材料而減小。具有能夠壓縮的材料制成的層 意味著在輪胎滾動時，其消解地面的凹凸不平帶來的影響。這種現(xiàn)象 有助于局部沖擊的減小以及所述壓力的更好的分布。通過本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的噪音減小在3到4分貝左右或者甚至更多。這 種減小在非常寬的頻譜范圍內(nèi)分布(例如，在某些測試中處于50Hz到 800Hz之間)。此外，所述的噪音減小涉及到通過固體(通過車輛結(jié)構(gòu)， 最大至大約500Hz)傳播的噪音以及通過空氣傳播的噪音(從大約 500Hz起)。
這種減小是由于使用具有減小的模量的外層而產(chǎn)生的。 所述外層的基體的硬度優(yōu)選地大于肖氏A55并且優(yōu)選地大于肖氏 A65。
根據(jù)一個有利的實(shí)施例，所述輪胎包括中間層，其處于所述外層 和所述內(nèi)層之間，所述中間層具有小于所述外層的膨脹率。
所述中間層優(yōu)選地具有至少20%并且優(yōu)選地至少50%的膨脹率，
該膨脹率小于所述外層的膨脹率。
根據(jù)一個有利的變形，所述外層的厚度小于所述輪胎的胎面塊 (tread blocks)的深度。
根據(jù)另一有利的變形，所述外層的厚度大于所述輪胎的胎面塊的深度。
有利地，所述外層主要包括封閉單元。所述單元優(yōu)選地不被加壓。 有利地，所述內(nèi)層的橡膠材料的成分與所述外層的基體的成分相同。
根據(jù)一個有利的變形，所述輪胎包括保護(hù)所述外層的邊緣的區(qū)域， 其具有至少一種膨脹率小于10%并且優(yōu)選地小于2%并且其厚度大于 0.5mm的材料。
根據(jù)另一有利的變形，所述輪胎包括保護(hù)所述外層的邊緣的區(qū)域， 并且添加有至少一種雙向彈性布料，例如萊卡(注冊商標(biāo))。這種布料能 夠用于所述外層的外部的任何位置，例如在所述胎面的表面上。這種 布料的優(yōu)點(diǎn)在于其在模制階段的過程中與所述胎面塊完全一致。
這種保護(hù)組件對于嚴(yán)重的側(cè)滑或者漂移時保護(hù)外層非常有效。
所述結(jié)構(gòu)的全部細(xì)節(jié)在下面的描述中給出，并通過

圖1至圖6完 成，在所述附圖中 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的輪胎的示例性實(shí)施例的橫截面視圖; 圖2是已知類型的傳統(tǒng)輪胎的胎冠的局部放大視圖； 圖3至圖6是不同變形的輪胎的胎冠的局部放大視圖。
在本說明書中，"側(cè)壁"表示通常具有較低的彎曲硬度并且設(shè)置在 胎冠和胎圈之間的輪胎的部分。"側(cè)壁混合物"表示相對于胎體的加強(qiáng) 結(jié)構(gòu)的束線(thread)以及他們的粘接橡膠而軸向向外設(shè)置的橡膠混合 物。這些混合物通常具有較低的彈性模量。
"胎圈"表示徑向向內(nèi)鄰接于所述側(cè)壁的輪胎的部分。
需要指出的是，"徑向向上"或者"徑向上部的"或者"徑向向外"意味 著朝向較大直徑的方向。
按照習(xí)慣方式所使用的表述"基于"表示其后所跟隨的成分是所述 混合物的主要成分。
胎體型加強(qiáng)或強(qiáng)化結(jié)構(gòu)在其束線為90。時將描述為徑向結(jié)構(gòu)，但 是，在按照當(dāng)前使用的術(shù)語，也表示接近90。的角度。
傳統(tǒng)上，如圖1所示，輪胎包括胎體型加強(qiáng)或強(qiáng)化結(jié)構(gòu)15，其具 有有利地基本上徑向地設(shè)置的強(qiáng)化結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)能夠連續(xù)地從一個胎 圈布置到另一個胎圈，其通過輪胎的側(cè)壁2和胎冠3，或者可選地，該 結(jié)構(gòu)可以包括兩個或更多的部分，所述部分例如沿著所述側(cè)壁布置而 并未覆蓋胎冠的整個部分。
用于所述胎體型加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的錨定部分4能夠具有兩種主要類型。 典型地，如圖1所示，所述結(jié)構(gòu)15圍繞胎圈的芯部7巻起而將所述胎 體型加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的錨定部分4設(shè)置在所述胎圈中。
可選地，所述錨定功能能夠通過布置在加強(qiáng)結(jié)構(gòu)15附近的圓周束 線裝置而提供。優(yōu)選地布置成堆疊形式的圓周束線在每一胎圈中形成 錨定束線裝置。這些束線優(yōu)選地為金屬材料，并且可以由黃銅包覆。 在各種變形中有利地使用織物束線，例如芳族聚酰胺、尼龍、聚對苯 二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、合成物或者其它種類的束線， 例如玻璃纖維。在每一堆疊中，所述束線有利地基本上同心或重疊。
圖3至圖6示出了本發(fā)明如何可以實(shí)施的不同實(shí)例。這些不同的
7實(shí)例示出了泡沫材料層6如何能夠位于所述輪胎的胎冠區(qū)域中。因此， 所述胎冠包括內(nèi)層8或者橡膠胎冠混合物，其包括基本上不能夠壓
縮的橡膠層；和外層6，其包括能夠壓縮的橡膠泡沫材料。所述的能夠 壓縮/不能夠壓縮的程度為，外層6的能夠壓縮的程度基本上大于內(nèi)層 8的能夠壓縮的程度。
被所述泡沫材料層包覆的胎冠區(qū)域有利地包括所述束線，如圖1 所示。根據(jù)不同的可選方案，該區(qū)域可以比所述胎面寬或比所述胎面 窄。
用于外層6的橡膠泡沬材料優(yōu)選地具有大于50%的膨脹率。外層6 的厚度有利地大于2.0mm并且優(yōu)選地大于4mm。
外層6的硬度小于肖氏A30，并且優(yōu)選地介于肖氏A10到肖氏A20
之間。所述外層的基體的硬度優(yōu)選地大于肖氏A55并且優(yōu)選地大于肖 氏A65。
優(yōu)選地，使用相似的橡膠材料的成分來制造內(nèi)層8或者橡膠胎冠 混合物以及外層6的基體。所述外層的特性通過在泡沫材料形式的材 料上的特別的形成過程來獲得。
這種橡膠泡沫材料優(yōu)選地主要包括封閉單元。這些單元優(yōu)選地未 被加壓。
在圖3所示的實(shí)例中，所述泡沫材料層的厚度小于所述輪胎的胎 面塊5的深度。因此，將觀察到的是，所述胎面槽或通道9徑向向內(nèi) 延伸的距離比外層6的厚度更大。
在圖4所示的實(shí)例中，所述外層的厚度大約等于所述通道9的深 度。最后，在圖5所示的實(shí)例中，外層6的厚度大于通道9的深度。 因此，所述通道整體上處于所述泡沫材料中。這種布置避免了應(yīng)力集 中的區(qū)域以及在內(nèi)層和外層之間裂開的風(fēng)險。所述通道以下的泡沫材 料的厚度優(yōu)選地小于lmm。
在圖6所示的實(shí)例中，所述輪胎的胎冠具有中間層10,其位于外 層6和內(nèi)層8之間，該中間層的膨脹率小于所述外層的膨脹率。在該 實(shí)例中，所述中間層可以具有至少20%的膨脹率，并且優(yōu)選地具有至 少50%的膨脹率，該膨脹率小于所述外層的膨脹率。
最后，可選地，所述胎冠區(qū)域可以具有至少保護(hù)外層6的邊緣的區(qū)域，并且至少添加有一種雙向彈性布料?？蛇x地，還可以具有保護(hù) 所述外層的邊緣的區(qū)域，并且其具有至少一種膨脹率小于10%并且優(yōu)
選地小于2%且厚度大于0.5mm的材料。
權(quán)利要求
1、一種輪胎(1)，其包括至少一個胎體型加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(15)，該加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(15)在所述輪胎的每一側(cè)上錨定在胎圈中，所述胎圈的基部將安裝在輪輞座上，所述胎圈的每一者基本上徑向地向外延伸并表現(xiàn)為側(cè)壁(2)的形式，所述的側(cè)壁徑向地朝向外側(cè)連接于胎面，所述胎體型加強(qiáng)結(jié)構(gòu)從所述胎圈向所述側(cè)壁沿圓周方向延伸；胎冠加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(3)，所述胎圈的每一者還包括用于將所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(15)保持在合適位置的錨定區(qū)域(4)，所述輪胎(1)的特征在于，所述胎面包括基本上不能夠壓縮的橡膠材料制成的內(nèi)層(8)和能夠壓縮的橡膠泡沫材料制成的外層(6)，其中·所述泡沫材料的膨脹率大于50％；·所述層的厚度大于2.0mm并且優(yōu)選地大于4mm；并且·所述外層的硬度小于肖氏A30，并且優(yōu)選地介于肖氏A10到肖氏A20之間。
2、 如權(quán)利要求1所述的輪胎，其中所述外層(6)的基體的硬度大于 肖氏A55，并且優(yōu)選地大于肖氏A65。
3、 如權(quán)利要求1和2的任一項(xiàng)所述的輪胎，其中所述內(nèi)層(8)的橡 膠材料的成分和所述外層(6)的基體的成分相同。
4、 如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的輪胎，其中所述外層主要包 括封閉單元。
5、 如權(quán)利要求4所述的輪胎，其中所述單元并未被加壓。
6、 如權(quán)利要求1至5的任一項(xiàng)所述的輪胎，包括處于所述外層和 所述內(nèi)層之間的中間層(IO)，該中間層的膨脹率小于所述外層的膨脹率。
7、 如權(quán)利要求6所述的輪胎，其中所述中間層具有至少20%的膨脹率，并且優(yōu)選地具有至少50%的膨脹率，該膨脹率小于所述外層的 膨脹率。
8、 如權(quán)利要求1至7的任一項(xiàng)所述的輪胎，其中所述外層的厚度 小于所述輪胎的胎面塊的深度。
9、 如權(quán)利要求1至7的任一項(xiàng)所述的輪胎，其中所述外層的厚度 大于所述輪胎的胎面塊(5)的深度。
10、 如上述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的輪胎，包括至少保護(hù)所述外 層的邊緣的區(qū)域，并且添加有至少一種雙向彈性布料。
11、 如權(quán)利要求1至5的任一項(xiàng)所述的輪胎，包括保護(hù)所述外層 的邊緣的區(qū)域，其具有至少一種膨脹率小于10%且厚度大于0.5mm的 材料。
全文摘要
一種輪胎(1)，其包括至少一個胎體型加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(15)，該加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(15)在所述輪胎的每一側(cè)上錨定在胎圈中，所述胎圈的基部將安裝在輪輞座上，所述胎圈的每一者基本上徑向地向外延伸并表現(xiàn)為側(cè)壁(2)的形式，所述的側(cè)壁徑向地朝向外側(cè)連接于胎面，所述胎體型加強(qiáng)結(jié)構(gòu)從所述胎圈向所述側(cè)壁沿圓周方向延伸；胎冠加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(3)，所述胎圈的每一者還包括用于將所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(15)保持在合適位置的錨定區(qū)域(4)，其特征在于，所述胎面包括基本上不能夠壓縮的橡膠材料制成的內(nèi)層(8)和能夠壓縮的橡膠泡沫材料制成的外層(6)，其中-所述泡沫材料的膨脹率大于50％；-所述層的厚度大于2.0mm并且優(yōu)選地大于4mm；-所述外層的硬度小于肖氏A30并且優(yōu)選地介于肖氏A10到肖氏A20之間。
文檔編號B60C11/00GK101687438SQ200880022910
公開日2010年3月31日 申請日期2008年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月2日
發(fā)明者J·梅里諾洛佩斯, P-Y·讓娜 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