充气子午线轮胎 技术领域
本发明涉及一种充气子午线轮胎，该充气子午线轮胎由于加固部分的帘线加固层的应用而提高了高速耐久性。
背景技术
在包含有设置在胎体外侧的带体层和具有紧箍作用的被加固胎面部分的子午线轮胎中，带体层的约束力在其外端部分减少，以至于在高速行驶的时候，容易通过离心力或其他因素而在轮胎的胎缘部产生提升(lifting)。因此耐久性趋于降低，这样，例如在带体层的外端处产生脱落或损坏。
为了抑制这种提升和增加高速行驶的耐久性能，通常地，在带体层的外侧设置有夹层(band layer)以补充带体层外端部的约束力，其中，由尼龙或类似物制成的夹层帘线(bandcords)在轮胎圆周方向呈螺旋状缠绕在夹层上。已知的是，被夹层加固过的轮胎在所谓的有级变速法(step speed method)的高速耐久性测试(例如，如ECE30等的标准测试)中显示出优良地高速耐久性能，在所谓有级变速法中，每隔20分钟加速10km/h。
通过本发明人已做过的各种试验发现，当在接近于实际使用的情况下，例如在长时间高速行驶的情况下，上述轮胎在耐久性方面没有得到十分满意的效果。这可能是由于轮胎轴向外侧的加固部分较带体层受到更大影响的原因，其中，加固部分由于持续长时间的高速运行而逐渐提升，从而导致胎缘部的提升。
因此本发明的目的是提供一种充气子午线轮胎，其中，加固部分的移动和胎缘部的提升被有效地限制，且不但在进行有级变速法的时候，而且在接近于实际使用的条件下作连续高速行驶的时候，都能提高高速耐久性。为了这个目的，本发明主要提供一种充气子午线轮胎的结构，在该结构中，在加固部分处设置有帘线加固层、其径向外端固定在胎体和带体层之间以及其径向内端固定在胎体的帘布层主体部分和帘布层折叠部分之间。
发明内容
为了实现上述目的，本发明涉及一种充气子午线轮胎，该轮胎包括胎体和带体层，所述胎体至少包括一个胎体帘布层，该胎体帘布层中，从侧壁部分上的胎面部分延伸直到胎唇部分的胎唇芯的帘布层主体部分与绕胎圈芯在轮胎轴向上从内到外折叠的帘布层折叠部分整体成形；所述带体层包括设置在胎面部分的内侧和胎体径向外侧的两个带体帘布层，
其中，胎体的帘布层折叠部分的径向的外端部端接在轮胎最大宽度点的轴向外侧位置；
其中，加固部分设置有沿胎体外表面延伸的帘线加固层，该帘线加固层具有与轮胎圆周方向呈30-60度角设置的有机纤维加固帘线；和
其中，帘线加固层设置成它的径向外端部固定在胎体和带体层之间，且他的径向内端部固定在胎体的帘布层主体部分和帘布层折叠部分之间。
帘线加固层优选设置成：径向外端与带体层重叠的上部重叠部分的宽度设定为20-40mm，而径向内端部与帘布层折叠部分重叠的下部重叠部分的宽度设定为10-20mm。
所述带体层优选设置成：使其轴向外端被夹层覆盖，该夹层中，夹层帘线以在圆周方向上不超过5度的角设置。
所述胎体优选包括径向内部胎体帘布布层和径向外部胎体帘布层，以及外部胎体帘布层的帘布层折叠部分的外端被端接于帘线加固层的内端部径向内侧位置处，这样，在其间形成一个间隔部分。
附图说明
图1是按照本发明的一个实施方式的轮胎的截面图。
图2是显示其主体部分的放大截面图。
图3是显示本发明的另一个实施方式的截面图。
具体实施方式
现在将结合例举的实施例说明本发明的一个实施方式。图1例举了一个举例说明本发明的充气子午线轮胎是可同时用于越野目的的4WD轮胎的情况的截面图。
在图1中，充气子午线轮胎1包括胎体6和带体层7，所述胎体6从侧壁部分3上的胎面部分2延伸直到胎唇部分4的胎圈芯5；以及所述带体层7，设置在胎面部分2的内侧和胎体6的径向外侧。
胎体6包括一个以上径向排列的的胎体帘布层，其中胎体帘线以例如相对于轮胎圆周方向呈75-90的角设置，其中，本实施方式中设有两个胎体帘布层6A、6B。适合使用的胎体帘布层可以是有机纤维帘线，如尼龙、聚酯、人造纤维或芳香族聚酰胺。
胎体帘布层6A、6B的每一个都包括帘布层折叠部分11，该帘布层折叠部分11在胎圈芯5、5之间延伸的帘布层主体部分10的每一端处绕胎圈芯5从内到外折叠，其中，从胎圈芯径向向外延伸的胎圈三角胶芯(bead apex rubber)8设置在帘布层主体部分10和用于胎圈加固的帘布层折叠部分11之间。
胎体帘布层6A、6B中至少一个(本实施方式中，为径向内部胎体帘线6A)设置成：使其帘布层折叠部分11A在折叠后端接在胎圈三角胶芯8之外延伸直到轮胎最大宽度点M的径向外侧位置。在本实施方式中，径向外部胎体帘布层6B类似地设置成：其帘布层折叠部分11B折叠后端接于轮胎最大宽度点M的径向外侧位置。在这种情况下，帘布层折叠部分11B的外端部(Be)(此后，称为“折叠端部Be)端接于帘布层折叠部分11A的外端部(Ae)(此后，称之为“折叠端部Ae”)的径向内侧，这样，折叠端部Be被帘布层折叠部分11A覆盖和保护，且可以抑制帘线端的松弛。
“轮胎最大宽度点M”是只能从轮胎的子午圈部分看到侧壁部分3的轮廓3S的轴向最外点，不包括任何局部突起或凹槽，例如装饰性细齿，用于指示标志的筋体或用于保护目的保护筋。
其次，带体层7包括两个带体帘布层7A、7B，在带体帘布层7A、7B中，带体帘线以与轮胎圆周方向呈一定角度，例如10-30度设置。带体帘布层7A、7B重叠于帘布层的带体帘线以至于相互交叉，由此提高了带体刚度，且基本上使胎面表面2的整个宽度上得到坚牢的加固，并具有紧箍效果。钢丝帘线可适用于带体帘线，此外，如果需要，可以使用高模量的有机纤维帘线，例如聚对萘二甲酸乙二酯(Polyethylene naphthalate，PEN)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene telephthalate，PET)、或芳香族聚酰胺。
在本实施方式中，夹层9设置在带体层7的外侧，夹层9包括夹层帘布层9A，在夹层帘布层9A中，有机纤维如尼龙的夹层帘线以与圆周方向呈不大于5度的角度设置，其目的在于补充带体层7的外端部7E(此后，称之为“带体端部7E”)处的约束力的减小，和提高对高速的耐久性。对于夹层帘布层9A，可使用仅仅覆盖带体端部7E的一对左、右边缘夹层帘布层或者基本上覆盖带体层7的整个宽度的整块夹层帘布层，且夹层9使用它们中的任意一种或者两种的结合来形成。本实施方式例举了夹层9包括边缘夹层帘布层的情形。
在本实施方式中，沿着胎体6的外部表面延伸的帘线加固层12设置在轮胎1的加固部分Bs处。
这种帘线加固层12包括加固帘布层12，在加固帘布层12中，有机纤维加固帘线以与轮胎圆周方向呈30-60度的角，优选40-50度的角设置，且叠加在胎体6的帘布层主体部分10的外表面上以在径向向内侧和外侧延伸。
如图2所例举的，帘线加固层12设置成：其径向的外端部12U在固定于帘布层主体部分10和带体层7之间后终止，同时它的径向内端部12L在固定于帘布层主体部分10和帘布层折叠部分11之间后终止。
在这种方式下，通过设置具有都被固定的外端部12U和内端部12L的帘线加固层12、使胎体6、带体层7和帘线加固层12可有机地组合以有效增强加固部分Bs。特别地，由于设置了加固帘线，从而使胎体帘线以至少15度角交叉，加固部分Bs的刚度被提高，从而限制它的移动，因此，加固部分径向向外的提升被抑制。
在外端部12U重叠于带体层7处的上部重叠部分JU，形成坚固的桁架结构，其中，所有的带体帘线、加固帘线和胎体帘线都相互交叉，从而提高带体端部7E处的紧箍效果。因此，与限制加固部分Bs处的提升效果一起，可以有效地限制胎缘部的提升，并且除了使用有级变速法时的高速耐久性之外，还能显著提高在接近于实际使用状态下进行连续行驶时的高速耐久性。
应当注意的是，在带体层9按本实施方式被设置的情况下，可以在夹层帘线、带体帘线、加固帘线和胎体帘线相互交叉的上部重叠部分JU处形成一个更坚固的桁架结构，从而获得一个更优选用来提高高速耐久性的实施方式。
为了有效地展示出高速耐久性的提高效果，沿上部重叠部分JU的帘线加固层12的宽度WU优选设定为20-40mm。在宽度WU小于20mm的情况下，不能足够保证高速耐久性提高的效果，或者，高速耐久性可能降低，例如导致在起始于外端部12U的端部边缘处的帘线端的松弛。另一方面，在宽度WU大于40mm的情况下，由于胎面部分2的刚度被过度的增大，不仅不可能指望进一步提高高速耐久性的效果，而且乘坐舒适性趋向于受损害。
当在轮胎圆周方向上延伸的纵向凹槽G形成在胎面部分2上时，外端部12U的端部需要从纵向凹槽G的凹槽底部位置轴向向内或向外移动。如果端部位于凹槽底部位置以下，则在轮胎上形成低刚度的位置，且带体层7在端部位置弯曲，导致带体受损。
帘线加固层12的内端部12L与折叠端部Ae重叠以形成重叠部JL，由此内端部12L的移动被限制，且内端部12L被覆盖和保护，这样可以获得高速耐久性提高的效果。为了这个目的，优选设定沿着帘线加固层12的重叠部分JL的宽度WL为10-20mm。在宽度WL小于10mm的情况下，由帘线加固层12得到的加固部分Bs的加固效果将不充分，且倾向于在内端部12L的端部处产生帘线端的松弛。当宽度WL超过20mm时，端部将更靠近于胎圈三角胶芯8的外端，变形可能会增加，导致帘线松弛或降低乘坐舒适度。
当胎体6包括如本实施方式中的两个帘布层时，优选，外部胎体帘布层6B的折叠端部Be径向端接于内端部12L的内侧，以在它和内端部12L之间形成一个间隔部分K。这是为了尽可能的限制由于重叠导致的刚度的差异，以避免由于应力集中而损坏。优选，固定隔开部分K的距离WK为不小于5mm，以在内端部12L和折叠端部Be的各个端部获得更好的应力扩散和限制帘线段的松弛。
虽然低模量有机纤维帘线，如尼龙、聚酯或人造纤维可用作加固帘线，然而，从加固效果的角度考虑，更好的是使用高模量有机纤维帘线，如聚对萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。
如本实施方式，当实施方式中的轮胎1形成作为可同时用于越野目的的4WD轮胎时，帘线加固层12不仅用来提高高速耐久性，还用作提高加固部分Bs处的抗切割性和防止胎体6在与石块接触时产生破裂损坏的保护层。
在这种情况下，优选配置用于保护的圆周延伸的从轮廓3S突出的保护筋13，它形成在加固部分Bs中。这里，折叠端部Ae的端部优选被保护筋13覆盖，以防止破裂损坏。
图3列举了胎体6仅仅包括内部胎体帘布层6A的情况。
虽然上面已经具体描述了本发明的特别优选的实施方式，但本发明不限于这些例举的实施方式，而是可以改进成各种形式来实施。
实施例
按照表1中的规格通过试验制造具有265/70R16尺寸的4WD轮胎，在标准内压下进行连续行驶和在使用有级变速法的减小内压下进行连续行驶的同时测量各个样品轮胎的高速耐久性，并测试加固部分的抗震性能。除表1之外的其他规格都相同。
(1)高速耐久性(有级变速法)
按照ECE30，让样品轮胎在轮圈(16×7JJ)、内压(200KPa)和载荷(8.79KN)的设定条件下以10km/h每20分钟的有级变速法在滚筒上行驶，以测量轮胎损坏时的时间和速度。
(2)高速耐久性(在标准内压下连续行驶)
让样品轮胎在轮圈(16×7JJ)、内压(200KPa)、载荷(8.79KN)和速度(170km/h)的设定条件下在滚筒上行驶，以测量轮胎损坏时的行驶距离。
(3)高速耐久性(在降低的内压下连续行驶)
让样品轮胎在轮圈(16×7JJ)、内压(140KPa)、载荷(8.79KN)和速度(170km/h)的设定条件下在滚筒上行驶，以测量轮胎损坏时的行驶距离。
(4)抗震性能
进行按JIS D4230的模冲破坏测试(Plunger breakdown tests)以测量加固部分处的模冲值。
表1 实施例1 实施例2 比较例1 比较例2 比较例3夹层帘布层帘线角带体层帘布层帘线角(度)胎体帘布层帘线角(度)帘线加固层帘线角(度)重叠宽度WU(mm)重叠宽度WL(mm)间隔宽度WK(mm)高速耐久性有级变速法标准内压下连续行驶降低内压下连续行驶抗震性能 尼龙 边缘帘布层 0度 (螺旋状) 钢丝 两个 +26/-26 聚酯 两个 +88/-88 尼龙 45 30 15 5 210km/h (19分钟) 12700km 1500km 234J 尼龙 边缘帘布层 0度 (螺旋状) 钢丝 两个 +26/-26 聚酯 一个 90 尼龙 45 30 15 5 220km/h (19分钟) 13800km 1400km 189J 尼龙 边缘帘布层 0度 (螺旋状) 钢丝 两个 +26/-26 聚酯 两个 +88/-88 - - - - - 200km/h (0分钟) 2286km 100km 160J 尼龙 边缘帘布层 0度 (螺旋状) 钢丝 两个 +26/-26 聚酯 一个 90 - - - - - 210km/h (5分钟) 5100km 90km 120J 尼龙 边缘帘布层 0度 (螺旋状) 钢丝 两个 +26/-26 聚酯 两个 +88/-88 尼龙 45 10 5 15 200km/h (11分钟) 6500km 400km 230J
从测试结果证实，实施例的结果相比于比较例的结果可显著提高高速耐久性，特别是在标准内压下和降低内压进行连续行驶时，且用在实际车辆中提高高速耐久性方面十分有效。
工业应用性
如已经阐述的，按照本发明的充气子午线轮胎在其加固部分具有帘线加固层，其中，径向外端部分固定在胎体和带体层之间，且径向内端部固定在胎体的帘布层主体部分和帘布层折叠部分之间。采用这种设置，加固部分的移动能被有效地限制，胎缘部的提升能被限制，且在使用有级变速法时能提高高速耐久性，以及在接近于实际使用的状态下进行连续高速行驶时的耐久性。