本發(fā)明涉及具有胎體和帶束層加強結(jié)構(gòu)的充氣輪胎，更具體地涉及高速重載輪胎，諸如用于飛行器上的那些。

背景技術(shù)：

用于高速應(yīng)用的充氣輪胎在輪胎進入和離開印跡（footprint）區(qū)域時在輪胎的胎冠區(qū)域中經(jīng)歷很高程度的屈曲。此問題在飛行器輪胎中尤其嚴重，其中，輪胎在起飛和降落時可達到超過200mph的速度。

當輪胎以非常高的速度轉(zhuǎn)動時，胎冠區(qū)域傾向于由于高的角加速度和速度而尺寸擴大，這傾向于徑向向外推動胎面區(qū)域。交通工具的載荷抵消這些力，所述載荷僅在被稱作印跡區(qū)域的較小輪胎區(qū)域中被支撐。

目前驅(qū)動輪胎設(shè)計的是能夠適應(yīng)高速、高載荷并且具有減小的重量的飛行器輪胎。在現(xiàn)有技術(shù)中，已知在飛行器輪胎中使用之字形帶束層，諸如在Watanabe的美國專利No.5,427,167中所公開的。之字形（zigzag）帶束層的優(yōu)點是消除了在帶束層包的外橫向邊緣處的切割帶束層邊緣。之字形帶束層的固有彈性還幫助提高回轉(zhuǎn)力。但是，設(shè)計有之字形帶束層的輪胎可在帶束層邊緣處產(chǎn)生過多層，這可降低耐用性。此外，載荷能力和重量之間通常也存在取舍。因此，需要一種改進的飛行器輪胎，其能夠滿足高速、高載荷并具有減小的重量。

定義

“胎體”表示除帶束層結(jié)構(gòu)、胎面、底胎面以及簾布層上的胎側(cè)橡膠之外的輪胎結(jié)構(gòu),但是包括胎圈。

“周向”表示沿著與軸向方向垂直的環(huán)形胎面的表面的周長延伸的線或方向。

“簾線”表示組成輪胎中的簾布層的加強線束之一。

“赤道面（EP）”表示垂直于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線并且穿過其胎面中心的平面。

在給定應(yīng)變或應(yīng)力下簾線的“彈性模量（modulus of elasticity）”表示在給定應(yīng)變或應(yīng)力下計算的延伸割線模量（extension secant modulus）。高彈性模量表示超過1000cN/tex的割線彈性模量，并且低彈性模量表示低于600cN/tex的割線模量。

“簾布層”表示涂覆有橡膠的平行簾線的連續(xù)層。

“徑向的”和“徑向地”表示在徑向方向上朝著或遠離輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的方向。

“子午線輪胎”表示帶束或周向地限制的充氣輪胎，其中，從胎圈延伸至胎圈的簾布層相對于輪胎赤道面以65°與90°之間的簾線角安置。

“斷面寬度”表示當膨脹至額定壓力并未承載時，在輪胎的最寬部分處測量的輪胎胎側(cè)之間的距離。

在給定應(yīng)變或應(yīng)力下簾線的“切線彈性模量（tangent modulus of elasticity）”表示簾線的延伸切線模量（extension tangent modulus）。在給定應(yīng)變或應(yīng)力下，切線彈性模量是應(yīng)力應(yīng)變曲線的切線的斜率值，并且可利用名稱為“Standard Test Method for Young’s Modulus, Tangent Modulus and Chord Modulus”的ASTM E111-04確定。

“之字形帶束層加強結(jié)構(gòu)”表示至少兩個簾布層或平行簾線的帶，每個帶中具有1至20個簾線，并且以在帶束層的橫向邊緣之間以5°與30°之間的角延伸的交錯圖案布置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個或更多個實施例提供一種具有胎體和帶束層加強結(jié)構(gòu)的充氣輪胎，所述帶束層加強結(jié)構(gòu)包括通過纏繞第一簾線條形成的低角帶束層，通過纏繞第二簾線條形成的之字形帶束層加強結(jié)構(gòu)，其中，第二簾線條具有比第一簾線條更低的EPI，其中，第一加強簾線條具有9個加強簾線。

本發(fā)明的其他實施例提供一種具有胎體和帶束層加強結(jié)構(gòu)的充氣輪胎，所述帶束層加強結(jié)構(gòu)包括通過纏繞第一簾線條形成的低角帶束層，通過纏繞第二簾線條形成的之字形帶束層加強結(jié)構(gòu)，其中，第二簾線條具有比第一簾線條更低的EPI，其中，第二加強簾線條具有8個加強簾線。

本發(fā)明的其他實施例提供一種具有胎體和帶束層加強結(jié)構(gòu)的充氣輪胎，所述帶束層加強結(jié)構(gòu)包括通過纏繞第一簾線條形成的低角帶束層，通過纏繞第二簾線條形成的之字形帶束層加強結(jié)構(gòu)，其中，第二簾線條由第一加強簾線和第二加強簾線形成，其中，與第二簾線相比，第一加強簾線由更高模量的材料形成，并且其中，第一簾線在80%的斷裂比具有大于5000MPA的切線模量。

本發(fā)明的其他實施例提供一種具有胎體和帶束層加強結(jié)構(gòu)的充氣輪胎，所述帶束層加強結(jié)構(gòu)包括通過纏繞第一簾線條形成的低角帶束層，通過纏繞第二簾線條形成的之字形帶束層加強結(jié)構(gòu)，其中，第二簾線條由第一加強簾線和第二加強簾線形成，其中，與第二簾線相比，第一加強簾線由更高模量的材料形成，并且其中，第二簾線在80%的斷裂比具有小于5000MPA的切線模量。

本發(fā)明的其他實施例提供一種具有胎體和帶束層加強結(jié)構(gòu)的充氣輪胎，所述帶束層加強結(jié)構(gòu)包括通過纏繞第一簾線條形成的低角帶束層，通過纏繞第二簾線條形成的之字形帶束層加強結(jié)構(gòu)，其中，第二簾線條由第一加強簾線和第二加強簾線形成，其中，與第二簾線相比，第一加強簾線由更高模量的材料形成，并且其中，第一簾線在80%的斷裂比具有小于35000MPA的切線模量。

本發(fā)明的其他實施例提供一種具有胎體和帶束層加強結(jié)構(gòu)的充氣輪胎，所述帶束層加強結(jié)構(gòu)包括通過纏繞第一簾線條形成的低角帶束層，通過纏繞第二簾線條形成的之字形帶束層加強結(jié)構(gòu)，其中，第二簾線條由第一加強簾線和第二加強簾線形成，其中，與第二簾線相比，第一加強簾線由更高模量的材料形成，并且其中，第一加強簾線由芳綸和尼龍的合并簾線形成。

本發(fā)明的其他實施例提供一種具有胎體和帶束層加強結(jié)構(gòu)的充氣輪胎，所述帶束層加強結(jié)構(gòu)包括通過纏繞第一簾線條形成的低角帶束層，通過纏繞第二簾線條形成的之字形帶束層加強結(jié)構(gòu)，其中，第二簾線條由第一加強簾線和第二加強簾線形成，其中，與第二簾線相比，第一加強簾線由更高模量的材料形成，并且其中，第一加強簾線由芳綸形成。

本發(fā)明的其他實施例提供一種具有胎體和帶束層加強結(jié)構(gòu)的充氣輪胎，所述帶束層加強結(jié)構(gòu)包括通過纏繞第一簾線條形成的低角帶束層，通過纏繞第二簾線條形成的之字形帶束層加強結(jié)構(gòu)，其中，第二簾線條由第一加強簾線和第二加強簾線形成，其中，與第二簾線相比，第一加強簾線由更高模量的材料形成，并且其中，第二加強簾線由尼龍形成。

本發(fā)明的其他實施例提供一種具有胎體和帶束層加強結(jié)構(gòu)的充氣輪胎，所述帶束層加強結(jié)構(gòu)包括通過纏繞第一簾線條形成的低角帶束層，通過纏繞第二簾線條形成的之字形帶束層加強結(jié)構(gòu)，其中，該條具有總計9個加強簾線，使得7個第一加強簾線位于兩個第二加強簾線之間。

本發(fā)明的其他實施例提供一種具有胎體和帶束層加強結(jié)構(gòu)的充氣輪胎，所述帶束層加強結(jié)構(gòu)包括通過纏繞第一簾線條形成的低角帶束層，通過纏繞第二簾線條形成的之字形帶束層加強結(jié)構(gòu)，其中，第一條具有0.5英寸的寬度。

本發(fā)明的其他實施例提供一種具有胎體和帶束層加強結(jié)構(gòu)的充氣輪胎，所述帶束層加強結(jié)構(gòu)包括通過纏繞第一簾線條形成的低角帶束層，通過纏繞第二簾線條形成的之字形帶束層加強結(jié)構(gòu)，其中，第一條具有0.062英寸的厚度。

本發(fā)明的其他實施例提供一種具有胎體和帶束層加強結(jié)構(gòu)的充氣輪胎，所述帶束層加強結(jié)構(gòu)包括通過纏繞第一簾線條形成的低角帶束層，通過纏繞第二簾線條形成的之字形帶束層加強結(jié)構(gòu)，其中，第二條具有0.065英寸的厚度。

本發(fā)明的其他實施例提供一種具有胎體和帶束層加強結(jié)構(gòu)的充氣輪胎，所述帶束層加強結(jié)構(gòu)包括通過纏繞第一簾線條形成的低角帶束層，通過纏繞第二簾線條形成的之字形帶束層加強結(jié)構(gòu)，其中，第一條由具有3000/2芳綸1680/1尼龍構(gòu)造的一個或更多個加強簾線形成。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的輪胎的第一實施例的一半的示意性剖視圖；

圖2是在形成過程中的之字形帶束層的示意性立體圖；

圖3是用于輪胎的復(fù)合帶束層包的第一實施例的一半的示意性放大剖視圖，示出帶束層配置；

圖4是復(fù)合帶束層包的第二實施例的示意性放大剖視圖，示出帶束層配置；

圖5是帶束層加強條的第一實施例；

圖6是帶束層加強條的第二實施例;

圖7是輪胎的替代性實施例；以及

圖8是輪胎的替代性實施例。

具體實施方式

圖1圖示本發(fā)明的子午線飛行器輪胎10的一半的剖視圖。輪胎關(guān)于中間周向平面對稱，從而僅圖示一半。如圖所示，飛行器輪胎包括一對胎圈部分12，每個胎圈部分包含嵌入其中的胎圈芯14。美國專利No.6,571,847示出了適合用于飛行器輪胎的胎圈芯的一個例子。胎圈芯14優(yōu)選在被多個護套鋼絲15包圍的中心部分13中具有鋁、鋁合金或其他輕質(zhì)合金。本領(lǐng)域技術(shù)人員可明白也可采用其他胎圈芯。

飛行器輪胎還包括沿輪胎的徑向方向從每個胎圈部分12大體向外延伸的胎側(cè)部分16，以及在胎側(cè)部分16的徑向外端之間延伸的胎面部分20。所述輪胎被示出被安裝在輪輞凸緣上，輪輞凸緣具有從一個胎圈延伸到另一個胎圈的輪輞凸緣寬度并且在圖1中由W_BF表示。輪胎的斷面寬度在圖1中由W表示并且是當膨脹到正常壓力并且未承載時輪胎的最寬部分的剖面寬度。此外，輪胎10由從一個胎圈部分12環(huán)向地延伸到另一胎圈部分12的胎體22加強。胎體22由優(yōu)選沿徑向方向定向的內(nèi)胎體簾布層24和外胎體簾布層26組成。在這些胎體簾布層之中，通常四個內(nèi)簾布層24從輪胎內(nèi)側(cè)朝向輪胎外側(cè)纏繞在胎圈芯14上，以形成反包部分，同時通常兩個外簾布層26沿內(nèi)胎體簾布層24的反包部分的外側(cè)向下延伸到胎圈芯14。

飛行器可優(yōu)選是H型輪胎，具有在約0.65至0.7的范圍內(nèi)的W_BF/W的比率，并且優(yōu)選在約0.65至約0.68的范圍內(nèi)。

這些胎體簾布層24、26中的每個可包括任何合適的簾線，通常是大體垂直于輪胎的赤道面EP延伸（即，沿輪胎的徑向方向延伸）的尼龍簾線，諸如尼龍-6，6簾線。優(yōu)選地，尼龍簾線具有1890旦尼爾/2/2或1890旦尼爾/3的構(gòu)造。胎體簾布層24、26中的一個或更多個還可包括芳綸和尼龍簾線結(jié)構(gòu)，例如混合簾線（hybrid cord）、高能簾線（high energy cord）或合并簾線（merge cord)。美國專利No. 4,893,665、美國專利No. 4,155,394或美國專利No. 6,799,618描述了合適的簾線的例子。簾布層簾線可具有大于8%且小于30%的斷裂伸長百分比，更優(yōu)選地大于9%且小于28%。

飛行器輪胎10還包括被布置在胎體22和胎面橡膠28之間的帶束層包40。圖3圖示適合用于飛行器輪胎中的帶束層包40的第一實施例的一半。帶束層包40關(guān)于中間周向平面對稱，從而僅圖示帶束層包的一半。如圖所示，帶束層包40包括與胎體相鄰設(shè)置的第一帶束層50。第一帶束層50優(yōu)選由加強簾線形成，加強簾線相對于中間周向平面形成10度或更小的角，更優(yōu)選地，5度或更小。優(yōu)選地，第一帶束層50由兩個或更多個簾線的第一經(jīng)橡膠處理的條41形成，通過相對于周向方向螺旋或盤旋地纏繞簾線制成。第一帶束層50是帶束層包40中的最窄帶束層結(jié)構(gòu)，并且具有在輪輞寬度（凸緣之間的寬度）的約13%至約100%范圍內(nèi)的寬度。

帶束層包40還包括位于第一帶束層50的徑向外側(cè)的第二帶束層55。第二帶束層55優(yōu)選由相對于中間周向平面具有10度或更小的角的簾線形成。優(yōu)選地，第二帶束層55由兩個或更多個簾線的經(jīng)橡膠處理的條41形成，通過相對于周向方向螺旋或盤旋地纏繞簾線制成。第二帶束層55具有在輪輞寬度的約13%至約100%范圍內(nèi)的寬度。優(yōu)選地，第二帶束層55具有與第一帶束層50相同或比第一帶束層50略大的寬度。帶束層包40還可包括第三帶束層60和第四帶束層61。第三帶束層60位于第二帶束層55的徑向外側(cè)，并且可大體寬于第二帶束層。第四帶束層位于第三帶束層60的徑向外側(cè)，并且可與第三帶束層60寬度相同或比第三帶束層60略寬。第三和第四帶束層60、61是低角帶束層（low angle belts），通常相對于中間周向平面具有10度或更小的帶束層角。優(yōu)選地，第三和第四帶束層60、61由兩個或更多個簾線的第一經(jīng)橡膠處理的條41形成，通過相對于周向方向螺旋或盤旋地纏繞簾線制成。

帶束層包40還包括至少一個之字形帶束層加強結(jié)構(gòu)70。之字形帶束層加強結(jié)構(gòu)70由如圖2所示地形成的交織在一起的兩層簾線組成。兩個或更多個簾線的經(jīng)橡膠處理的復(fù)合條43形成該之字形帶束層結(jié)構(gòu)70。復(fù)合條43在圖5中被示出并且在下文中被更詳細地描述。復(fù)合條43大體沿周向方向纏繞，以在輪胎成型鼓49或芯的交替橫向邊緣44和45之間延伸。該條沿這種之字形路徑纏繞許多次，同時條43沿周向方向移動期望量，從而在鄰接的條43之間不形成間隙。因此，簾線沿周向方向延伸，同時在兩端44、45處的轉(zhuǎn)向點處改變彎曲方向。之字形帶束層結(jié)構(gòu)的簾線彼此交叉，其通常當條43在上述周向的每360度之內(nèi)在簾布層的兩個側(cè)端44和45之間往復(fù)至少一次時，相對于輪胎的赤道面EP成5度至30度簾線角A。形成在每個之字形帶束層結(jié)構(gòu)中的兩層簾線被不可分離地嵌入帶束層中，并且其中，在帶束層的外橫向端處不存在切割端。

在圖3所示的實施例中，優(yōu)選的是，低角帶束層50、55、60、61中的一個或更多個由EPI為18的加強簾線條形成。優(yōu)選的是，該加強簾線條由芳綸、或由芳綸和尼龍混合物的合并簾線制成。此外優(yōu)選的是，所述條具有0.5英寸的寬度，并且具有9個加強簾線。之字形帶束層條優(yōu)選由8個加強簾線構(gòu)成的0.5英寸的復(fù)合條形成，其具有的EPI為16。此外優(yōu)選的是，之字形帶束層條具有0.065英寸的規(guī)格或厚度，并且低角帶束層由厚度為0.062英寸的條形成。

為了減少帶束層邊緣處的重疊條的數(shù)量，優(yōu)選改變之字形帶束層繞層的幅度或?qū)挾?。一般地，之字形帶束層被形成為具有恒定的幅度或?qū)挾?。為了減小帶束層邊緣處的層數(shù)，可改變之字形的幅度（從鼓中心到鼓的軸向端的距離）?？呻S機地改變幅度，或者可按圖案改變。在一個例子中，鼓上的第一之字形繞層具有第一繞層圖案W1W2，其中，W1是第一幅度，W2是緊緊跟隨第一幅度的第二幅度，其中，W1不等于W2。第二繞層覆蓋在第一繞層上，并且具有第二繞層圖案W2W1。在必要的情況下盡可能多地重復(fù)每個繞層圖案，以完成鼓上的纏繞。

條配置

復(fù)合條43在圖5中被示出，并且可用于形成任何上述帶束層結(jié)構(gòu)，并且優(yōu)選用于形成至少一個之字形帶束層結(jié)構(gòu)。更優(yōu)選地，復(fù)合條用于形成所有之字形帶束層結(jié)構(gòu)。復(fù)合條由兩個或更多個平行的加強簾線制成，其中，加強簾線彼此不同。加強簾線被內(nèi)嵌在橡膠中。更優(yōu)選地，復(fù)合條43由不同材料制成的加強結(jié)構(gòu)形成。可根據(jù)期望改變條的寬度，但優(yōu)選約為0.5英寸，變化率為+/-5%?？筛鶕?jù)應(yīng)用改變條的規(guī)格或厚度。如果加強條被用于螺旋的（盤旋纏繞的）或低角的帶束層，則條的規(guī)格或厚度可為0.062英寸。如果加強條被用于之字形帶束層，則條厚度比低角/螺旋帶束層大。用于之字形帶束層的條厚度優(yōu)選為0.065英寸。

在圖5所示的第一實施例中，第一簾線加強結(jié)構(gòu)44具有比第二簾線加強結(jié)構(gòu)46高的切線模量。優(yōu)選地，復(fù)合條具有在條上沿橫向向內(nèi)設(shè)置的至少兩個更高切線模量的加強簾線44，以及至少兩個更低切線模量加強簾線。優(yōu)選地，更低切線模量加強簾線46位于復(fù)合條的橫向外端上。更高切線模量加強簾線44具有在80%的斷裂比大于4500MPA的切線模量，更優(yōu)選大于10000MPA且小于31000MPA。更低切線模量簾線46具有在80%的斷裂比小于4500MPA的切線模量。

在圖5所示的例子中，總計8個加強簾線彼此平行關(guān)系地布置。復(fù)合條43具有0.5英寸的寬度。復(fù)合條43的EPI（端數(shù)/英寸）（ends/inch）為16。復(fù)合條43具有位于條的每個橫向邊緣上的尼龍加強簾線46。也可以具有四個外加強簾線46，其中，兩個加強簾線46位于每個橫向邊緣。更低模量加強簾線46可由任何期望的材料形成，諸如尼龍或尼龍6，6。優(yōu)選的是更低模量簾線46具有2100旦尼爾/2/2構(gòu)造的尼龍。如圖5所示，復(fù)合條43具有位于更低模量加強簾線44徑向內(nèi)側(cè)的六個更高模量加強簾線46。內(nèi)側(cè)加強簾線44可由任何更高模量材料形成，諸如芳綸、POK、或由芳綸和尼龍制成的合并或混合簾線。合適的簾線構(gòu)造的一個例子可包括芳綸和尼龍的復(fù)合材料，其包含由捻度為6.7的3300dtex構(gòu)造的聚酰胺（芳綸）構(gòu)成的兩個簾線，以及具有捻度為4.5的1860dtex構(gòu)造的一個尼龍或尼龍6，6簾線?？偤喜⒗|線捻度為6.7。合適的高模量簾線構(gòu)造的第二個例子包含由具有1670旦尼爾/1/3構(gòu)造的聚酰胺構(gòu)成的三個簾線。

圖6圖示適合用于本發(fā)明的條的第二實施例。復(fù)合條100具有0.5英寸的條寬度和九個加強簾線。復(fù)合條100的EPI（端數(shù)/英寸）為18。位于條的每個橫向端處的橫向外側(cè)加強簾線146由更低模量材料形成，具有在80%的斷裂比小于4500MPA的切線模量。優(yōu)選地，外側(cè)加強簾線146由尼龍形成。復(fù)合條還包括更高模量簾線144，其優(yōu)選位于更低模量加強簾線146之間。

圖4圖示本發(fā)明的第二實施例。第二實施例包括第一和第二之字形帶束層結(jié)構(gòu)80、90。第二之字形帶束層結(jié)構(gòu)90位于第一帶束層結(jié)構(gòu)80的徑向外側(cè)。第二之字形帶束層結(jié)構(gòu)90具有比第一之字形帶束層結(jié)構(gòu)80更小的寬度。

圖7圖示本發(fā)明的第三實施例。第三實施例包括第一、第二和第三之字形帶束層結(jié)構(gòu)92、70、60。第三之字形帶束層結(jié)構(gòu)60是徑向最內(nèi)側(cè)之字形帶束層，并且具有比第二之字形帶束層70的軸向?qū)挾刃〉妮S向?qū)挾?。第二之字形帶束?0是最寬的之字形帶束層，并且是所有帶束層中最寬的。低角帶束層50、55遠比之字形帶束層要窄。圖8還示出之字形帶束層可被布置成使得徑向最外側(cè)之字形帶束層是最窄的之字形帶束層，并且之字形帶束層70比帶束層92寬。徑向最內(nèi)側(cè)之字形帶束層60是最寬的之字形帶束層，并且是所有帶束層中最寬的。優(yōu)選地，利用第一加強簾線條螺旋地纏繞低角帶束層50、55，其中，第一加強簾線條具有的EPI為18，并且加強簾線是芳綸和尼龍混合物構(gòu)成的合并簾線。第一條具有0.062英寸的厚度。之字形帶束層由與第一加強簾線條不同的第二加強簾線條形成。優(yōu)選地，第二加強簾線條具有的EPI小于第一條，并且更優(yōu)選地為16EPI。第二條的厚度為0.065英寸。優(yōu)選地，在第二條的橫向外端處的加強簾線由尼龍簾線形成。優(yōu)選地，位于尼龍簾線之間的內(nèi)簾線由合并簾線或尼龍和芳綸的混合物或芳綸形成。

此外優(yōu)選的是，簾布層簾線的斷裂伸長率大于帶束層簾線的斷裂伸長率。利用在浸漬之后輪胎硫化之前獲得的簾線樣品確定簾線特性，諸如斷裂伸長百分比、線密度和抗拉強度。

鑒于本文提供的描述，可對本發(fā)明進行改變。雖然為了說明本發(fā)明已經(jīng)示出了某些代表性實施例和細節(jié)，但是對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是可進行各種改變和修改而不會脫離本發(fā)明的范圍。