專利名稱：航空器用子午線輪胎的制作方法
技術領域：
本發明涉及航空器用子午線輪胎，該輪胎包括設有多個周向槽的胎面、一對胎圈芯、在該對胎圈芯之間呈環狀延伸的子午線胎體和布置于該子午線胎體和胎面之間的凸透鏡狀(lens-like)的帶束，其中，帶束具有通過在周向上螺旋狀地纏繞拉伸強度為1500MPa 或更大的非伸張且高彈性(變形后能夠恢復原狀而不伸長)的簾線而形成的螺旋層，并且，在該輪胎被安裝在TRA標準中規定的輪輞上、以TRA標準中規定的內壓充氣且放置 (allow) 12小時之后，該輪胎的在赤道面處的外徑相對于施加該內壓之前的輪胎的外徑的膨脹率為0%至4%。本發明的目的是抑制輪胎的胎肩部的偏磨損。
背景技術：
這種航空器用子午線輪胎是傳統已知的。通過在周向上螺旋狀地纏繞拉伸強度為 1500MI^或更大的非伸張且高彈性的簾線而形成的螺旋層，可以抑制由航空器用輪胎所需的高內壓和與高速旋轉有關的離心力的作用而引起的胎面的大的徑向隆起(參見例如專利文獻1)。相關背景文獻專利文獻專利文獻1 國際公開WO 03/061991 A
發明內容
發明要解決的問題然而，具有這種螺旋層的子午線輪胎的帶束很難在周向上伸展。特別是，由寬度方向中央部的隆起大于寬度方向端部的隆起這個事實引起的直徑差導致輪胎旋轉時的所謂“拖曳現象(drag phenomenon) 大的剪切應力產生在胎肩部附近并且該胎肩部比輪胎中央部磨損得快，這導致縮短了輪胎的壽命，并被稱為“拖曳磨損(drag wear)”。在這種情況下，即使輪胎中央部具有足夠量的橡膠，胎肩部也很大程度地被磨損，并且輪胎不能再使用。與上述問題有關的，胎面的厚度可以被調節成消除胎肩部附近區域和輪胎中央部之間的直徑差。然而該外徑差的消除不能顯著地改善“拖曳磨損”。本發明意在解決這些問題，其目的是提供一種航空器用子午線輪胎，該輪胎包括帶束，該帶束具有通過在周向上螺旋狀地纏繞拉伸強度為1500MPa或更大的非伸張且高彈性的簾線而形成的螺旋層，并且該輪胎能夠顯著地改善由于“拖曳磨損”引起的胎肩部的偏磨損。用于解決問題的方案根據本發明的航空器用子午線輪胎包括設有多個周向槽的胎面、一對胎圈芯、在所述一對胎圈芯之間呈環狀延伸的子午線胎體和布置于所述子午線胎體和所述胎面之間的凸透鏡狀的帶束，所述帶束具有通過在周向上螺旋狀地纏繞拉伸強度為1500MPa或更大的非伸張且高彈性的簾線而形成的螺旋層，并且，在所述輪胎被安裝于TRA標準中規定的給定輪輞、以TRA標準中規定的給定內壓充氣且被放置12小時之后，所述輪胎的在赤道面處的外徑相對于施加所述內壓之前的所述輪胎的在所述赤道面處的外徑的膨脹率為0%至 4%，其中，假設在所述輪胎被安裝于TRA標準中規定的給定輪輞、以TRA標準中規定的給定內壓充氣并且承受TRA標準中規定的給定負載的條件下，接地印痕(foot print)內的在輪胎寬度方向上的接地寬度為Wf，那么在所述輪胎被安裝于所述輪輞、并以所述內壓充氣、然后在不施加負載的狀態將所述內壓降至50kPa的條件下，在所述輪胎的寬度方向上的截面中，與所述輪胎的所述赤道面間隔0. 8XWf/2的位置處的輪胎外徑A和與所述輪胎的所述赤道面間隔0. 5XWf/2的位置處的輪胎外徑B的比例A/B，以及與所述赤道面間隔 0.8XWf/2的位置處的帶束內徑C和與所述赤道面間隔0. 5XWf/2的位置處的帶束內徑D 的比例C/D，均為0. 98-1.0。此處所使用的給定負載、給定內壓和給定輪輞依照下面的說明給定負載是指在 TRA標準(“輪胎和輪輞協會，年刊(The Tire and Rim Association Inc. ,Year Book) ”(包括設計指南))中規定的標準)中規定的適用尺寸的單輪的最大負載(最大負載能力)；給定內壓是指與在同一標準中規定的適用尺寸的單輪的最大負載(最大負載能力)對應的空氣壓力；給定輪輞是指在同一標準中規定的適用尺寸的標準輪輞(或“適用輪輞”或“推薦輪輞”)。這里使用的關于非伸張且高彈性的簾線的術語“在周向上螺旋狀地纏繞”是指在周向上纏繞簾線使得簾線沿著輪胎赤道面定向。在考慮了加工誤差的基礎上，簾線的傾斜角度優選為約5°或更小。在本發明中，在所述寬度方向上的截面中，所述輪胎外徑A與所述赤道面處的輪胎外徑H的比例A/H優選為0. 95-0. 98。發明的效果根據本發明，將比例A/B設定為0. 98-1. 0，將比例C/D設定為0. 98-1. 0，使得在位置0. 8XWf/2與位置0. 5XWf/2之間的寬度方向上的整個區域，即從輪胎中央部的端部到胎肩部的區域，不僅輪胎的外徑恒定，而且帶束的內徑也恒定。這能夠使該區域內的帶束的周向拉伸力均勻，以降低周向剪切應力，結果減小了“拖曳磨損”。此外，該輪胎被構造成將范圍0. 95-0. 98作為比例A/H的優選范圍，即，使輪胎中央部的外徑稍微大于胎肩部的外徑，使得在胎肩部接地壓力增高的高速范圍處能夠防止分
1 O
圖1是示出根據本發明的航空器用子午線輪胎的一個實施方式的構造的截面圖；圖2是示出帶束的構造的示例的帶束的截面圖；圖3是帶束的構造示例的立體圖；圖4是構成Z字形(zigzag)層的帶束簾布層(belt ply)的平面展開圖；以及圖5是作為實施例輪胎接受評價的根據本發明的航空器用子午線輪胎的胎面部的截面圖。
具體實施方式
參照
本發明的實施方式。圖1是示出根據本發明的航空器用子午線輪胎的一個實施方式的構造的截面圖。該航空器用子午線輪胎具有一對胎圈部1和在各胎圈部 1內的圓形截面的胎圈芯2。由六個胎體簾布層(未示出)構成的子午線胎體3被固定到胎圈芯2，在該胎體3中被橡膠包覆的有機纖維簾線被排列且被定向成沿子午線方向。除了胎圈芯2之外，和傳統輪胎的情況一樣，也可以在胎圈部1中設置諸如鋼絲圈包布(flipper) 和胎圈包布(chafer)等小型結構性構件，只是附圖中未示出。帶束5在子午線胎體3的徑向外側被配置在子午線胎體3的輪胎中央部(胎冠區域)的外周面上，構成胎面部6的胎面橡膠7被設置于帶束5的外側。經由橡膠層11保護帶束的帶束保護層12可以被設置于帶束5和胎面橡膠7之間。構成胎側部8的胎側橡膠9被設置于子午線胎體3的寬度方向上的外側。圖2是示出帶束5的構造的截面圖，圖3是示出同一構造的立體圖。在本實施方式中，帶束5由螺旋層沈和配置在該螺旋層沈外側的Z字形層觀構成。螺旋層沈由多個帶束簾布層構成，在本實施方式中為八個帶束簾布層第一帶束簾布層^A、第二帶束簾布層^B、第三帶束簾布層^C、第四帶束簾布層^D、第五帶束簾布層^E、第六帶束簾布層^F、第七帶束簾布層26G和第八帶束簾布層^H。在本實施方式中，第一帶束簾布層26A和第二帶束簾布層26B具有相同的寬度，第三帶束簾布層26C和第四帶束簾布層26D具有相同的寬度，第五帶束簾布層26E和第六帶束簾布層26F具有相同的寬度，第七帶束簾布層26G和第八帶束簾布層26H具有相同的寬度。這四對帶束簾布層的帶束寬度被構造成使得徑向外側的一對帶束簾布層比徑向內側的一對帶束簾布層寬。請注意，與該構造相反，徑向最內側的帶束簾布層可以具有最大的帶束寬度并且帶束簾布層的帶束寬度朝向徑向外側連續地變小。構成螺旋層沈的帶束簾布層通過沿周向螺旋狀地纏繞拉伸強度為1500MPa或更大的非伸張且高彈性的簾線而形成。有機纖維簾線可以被用作非伸張且高彈性的簾線，并且作為示例可以列舉單純的芳香族聚酰胺(aromatic polyamide)簾線或者芳香族聚酰胺簾線與不同簾線的組合。如圖4所示，Z字形層觀被形成為通過用橡膠包覆一根或多根凱夫拉爾 (Kevlar 商標名)簾線來制備帶狀的細長體34 ；當該細長體34在該簾布層的兩個端部之間往復運動大體一圈的同時，以相對于輪胎赤道面2° -25°的傾斜角度沿周向纏繞該細長體34 ；并且，以該細長體34在周向上移位約該細長體34的寬度從而不在圈之間產生間隙的方式，繼續纏繞多圈該細長體34。結果，在通過在兩端改變方向形成Z字形的狀態下大體在周向上延伸的有機纖維簾線在整個帶束簾布層28A上被大體均一地埋入帶束簾布層2名k內。在截面圖中，由此形成的帶束簾布層28A具有有機纖維簾線的向斜右上方延伸的部分與有機纖維簾線的向斜左上方延伸的部分彼此交疊的構造。因此該構造與所謂的交叉帶束相對應，該交叉帶束通過相繼地堆積僅具有向斜右上方的簾線的帶束簾布層和僅具有向斜左上方的簾線的帶束簾布層而形成。然而，和交叉帶束不同的是，帶束簾布層28A在寬度方向上的端部處不具有簾線的切斷端，使得帶束簾布層28A包含層間剪切應力在端部處更小從而難以產生帶束分離的特征。此外，帶束5使得當輪胎被安裝在輪輞上、以TRA標準中規定的內壓充氣并且被放置12小時之后，輪胎的赤道面E處的外徑相對于施加內壓之前的輪胎外徑的膨脹比為 0%至4%，這是根據本發明的航空器用子午線輪胎的前提。也就是說，根據本發明的輪胎具有如下特征在繼充氣之后又放置12小時之后的輪胎赤道面E處的外徑比充氣前的輪胎赤道面E處的外徑大不超過4%。本發明針對如此構造的航空器用子午線輪胎，其具有如下特征在輪胎被安裝于給定輪輞、并以給定內壓充氣、然后在不施加負載的狀態將該內壓降至50kPa的條件下，如圖1所示，在輪胎的寬度方向上的截面中，與輪胎赤道面間隔0.8XWf/2的位置處的輪胎外徑A和與輪胎赤道面間隔0. 5X Wf/2的位置處的輪胎外徑B的比例A/B，以及與赤道面間隔 0.8XWf/2的位置處的帶束的內徑C和與赤道面間隔0.5XWf/2的位置處的帶束的內徑D 的比例C/D，均為0. 98-1.0。其中，Wf被定義為在輪胎被安裝于TRA標準中規定的給定輪輞、以同一標準中規定的給定內壓充氣并且承受同一標準中規定的給定負載的條件下，接地印痕內的在輪胎寬度方向上的接地寬度。也就是說，上述特征意味著上面定義的接地印痕的1/2-4/5區域內的輪胎外徑和帶束5的內徑是大體恒定的，這能夠顯著地降低胎肩部處的帶束的周向剪切應力。如果比例A/B和C/D中的任一個小于0. 98或大于1. 0，那么帶束的周向剪切應力會在輪胎的寬度方向上變化，并且該變化會導致周向剪切應力。假設H表示赤道面處的輪胎外徑，則比例A/H優選為0. 95-0. 98。當比例A/H大于0. 98時，胎肩部處的外徑與輪胎中央部處的外徑相比過大，這導致增加了在胎肩部接地壓力增加的高速范圍內引起分離的可能性。另一方面，當比例A/H小于0.95時，周向剛性在輪胎寬度方向上變化很大，這容易引起拖曳磨損。圖1中示出的滿足兩個期望比例C/D和A/H的帶束5可以通過使得用于纏繞構成螺旋層26的帶束簾布層的簾線的帶束成型機(帶束形成鼓)的外部形狀與帶束5的內部形狀對應而形成。也就是說，該帶束成型機的與胎肩部對應的部分的外周面被構造為平坦的，并且該部分的外徑被構造為小于寬度方向中央的外徑。另一方面，為了形成滿足期望比例A/B和A/H的輪胎，將用于硫化處理輪胎的模具的內部形狀構造為與輪胎10的外部形狀對應。也就是說，模具的與胎肩部對應的內部表面被構造為在寬度方向上是平坦的。實施例實驗性地制備胎面構造如圖5所示且比例A/B和C/D不同的、規格為1400X530 R23的航空器用子午線輪胎。借助于轉鼓試驗機對這些輪胎進行起飛實驗和磨損工作負荷 (abrasion workload)測量實驗。請注意，圖5中示出的航空器用子午線輪胎被優選地構造為使得在從輪胎赤道面 E開始的0. 5fff-0. 8fff區域內的條狀花紋(rib)上的胎面承載面的曲率大于穿過赤道面E 的條狀花紋上的胎面承載面的曲率；并且在0. 5fff-0. 8fff區域內的條狀花紋上的胎面承載面和帶束保護層12大體上是直線狀的，S卩，與輪胎的旋轉軸線大體平行。其他構造與圖1 中示出的航空器用子午線輪胎一樣。在本發明中，從輪胎赤道面E開始的0. 5fff-0. 8Wf區域內的條狀花紋上的胎面承載面的曲率優選地大于穿過赤道面E的條狀花紋上的胎面承載面的曲率，并且在0. 5fff-0. 8fff區域內的條狀花紋上的胎面承載面優選地大體上是直線狀的，即與輪胎的旋轉軸線大體平行。類似地，在上述區域內的帶束保護層12優選地大體上是直線狀的，即與輪胎的旋轉軸線大體平行。請注意，術語“大體平行”是指相對于輪胎的旋轉軸線在0-3° 內的范圍。在0. Sfff位置的輪胎寬度方向外側的區域，帶束5與胎體3之間的間隔朝向輪胎寬度方向上的外側增加。在轉鼓試驗機上對以TRA標準中規定的給定內壓充氣并且承受給定負載的187% 的負載的輪胎進行起飛實驗，在輪胎以恒定的加速度被加速至235MPH的過程中，通過檢查任何故障來進行評價。對以TRA標準中規定的給定內壓充氣且承受給定負載的輪胎進行磨損工作負荷測量實驗，在胎肩部處測量磨損工作負荷。以實施例1的結果作為90，將這些結果換算成指數。指數越小，磨損越不容易發生，被認為性能越優異。通過測量作用在胎肩部的接地面上的剪切力和滑動量，并且通過從前端到尾端對二者的乘積進行積分，來獲得磨損工作負荷。通過埋設在轉鼓表面中的應力傳感器測量剪切力，通過對接地面的變化進行圖像處理來測量滑動量。對于各實驗輪胎，與輪胎形狀有關的比例A/B、C/D和A/H、起飛實驗的結果和磨損工作負荷測量實驗的結果均在表1中示出。在表1中，起飛實驗中比較例1的結果因為胎肩部脫落所以是“DNF “ (未完成)。表 權利要求
1.一種航空器用子午線輪胎，其包括設有多個周向槽的胎面、一對胎圈芯、在所述一對胎圈芯之間呈環狀延伸的子午線胎體和布置于所述子午線胎體和所述胎面之間的凸透鏡狀的帶束，所述帶束具有通過在周向上螺旋狀地纏繞拉伸強度為1500MPa或更大的非伸張且高彈性的簾線而形成的螺旋層，并且，在所述輪胎被安裝于TRA標準中規定的給定輪輞、以TRA標準中規定的給定內壓充氣且被放置12小時之后，所述輪胎的在赤道面處的外徑相對于施加所述內壓之前的所述輪胎的在所述赤道面處的外徑的膨脹率為0%至4%，其中，假設在所述輪胎被安裝于TRA標準中規定的給定輪輞、以TRA標準中規定的給定內壓充氣并且承受TRA標準中規定的給定負載的條件下，接地印痕內的在輪胎寬度方向上的接地寬度為Wf，那么在所述輪胎被安裝于所述輪輞、并以所述內壓充氣、然后在不施加負載的狀態將所述內壓降至50kPa的條件下，在所述輪胎的寬度方向上的截面中，與所述輪胎的所述赤道面間隔0. 8XWf/2的位置處的輪胎外徑A和與所述輪胎的所述赤道面間隔0. 5XWf/2的位置處的輪胎外徑B的比例A/B，以及與所述赤道面間隔0. 8XWf/2的位置處的帶束內徑C和與所述赤道面間隔0.5XWf/2的位置處的帶束內徑D的比例C/D，均為 0. 98-1. O0
2.根據權利要求1所述的航空器用子午線輪胎，其特征在于，在所述寬度方向上的截面中，所述輪胎外徑A與所述赤道面處的輪胎外徑H的比例A/H為0. 95-0. 98。
全文摘要
本發明提供一種航空器用子午線輪胎，其具有帶束，該帶束具有通過在周向上螺旋狀纏繞拉伸強度為1500MPa或更大的非伸張且高彈性的簾線形成的螺旋層，該輪胎能夠顯著地改善由“拖曳磨損”引起的胎肩部的偏磨損。假設在給定輪輞、給定內壓和給定負載下的接地寬度為Wf，那么在輪胎被安裝于給定輪輞、并以給定內壓充氣、然后在不施加負載的狀態將內壓降至50kPa的條件下，在輪胎的寬度方向上的截面中，與輪胎的赤道面間隔0.8×Wf/2的位置處的輪胎外徑A和與輪胎的赤道面間隔0.5×Wf/2的位置處的輪胎外徑B的比例A/B，以及與赤道面間隔0.8×Wf/2的位置處的帶束內徑C和與赤道面間隔0.5×Wf/2的位置處的帶束內徑D的比例C/D，均為0.98-1.0。
文檔編號B60C9/20GK102405143SQ20108001741
公開日2012年4月4日 申請日期2010年2月22日 優先權日2009年3月3日
發明者刈田伸樹 申請人:株式會社普利司通