江南体育一种轮胎和轮辋的组件，其中，由于轮胎的内部压力在加宽部分(12)处沿径向指向轮胎的外侧，因此轮胎的内部压力用于增加带束层(30)中的皮带张力，并且，由于用轮辋(20)的凸缘部分(22)防止拉制部分(14)的水平部分(14a)朝轮胎的中心鼓胀，所以防止拉制部分(14)朝轮胎的中心鼓胀，由此，可避免皮带张力的降低以保持带束层(30)的圆度，从而可降低滚动阻力。
1： 一种轮胎和轮辋组件，包括： 具有一加宽部分和拉制部分的胎体帘布层，所述加宽部分的宽度 从轮胎的最大直径部分朝所述轮胎的中心逐渐增加，所述拉制部分与 所述加宽部分的最大宽度部分邻接并且其宽度变成小于所述最大宽 度部分； 适于防止所述拉制部分朝轮胎的中心鼓胀的轮辋；以及 带束层，其具有沿与所述胎体帘布层相交的方向布置在所述胎体 帘布层的外圆周上的帘布。
2： 根据权利要求1所述的轮胎和轮辋组件，其特征在于，所述加 宽部分与每个所述拉制部分之间的角度在30°到75°的范围内。
3： 根据权利要求1所述的轮胎和轮辋组件，其特征在于，每个所 述拉制部分都具有一邻接所述加宽部分的基本上水平的部分。
4： 根据权利要求3所述的轮胎和轮辋组件，其特征在于，所述轮 辋与所述拉制部分的基本上整个水平部分相接触，并且具有相对于所 述拉制部分的水平部分设置在轮胎的中心侧上的凸缘部分。
5： 根据权利要求3或权利要求4所述的轮胎和轮辋组件，还包括 设置在所述胎体帘布层的端部处的胎圈，并且其中，与轮胎的最大直 径相比，在所述拉制部分的水平部分与所述加宽部分彼此邻接处的每 个第一部分的曲率半径和在所述拉制部分的水平部分与所述胎圈彼 此邻接处的每个第二部分的曲率半径都极小，并且每个所述第一部分 的曲率半径的中心位于所述胎体帘布层的内侧，而每个所述第二部分 的曲率半径的中心位于所述胎体帘布层的外侧。
6： 根据权利要求5所述的轮胎和轮辋组件，其特征在于，所述加 宽部分具有一个其直径几乎等于所述最大直径的最大直径部分和用 于在所述最大直径部分和所述拉制部分之间形成连接的连接部分，并 且所述带束层被设置成沿所述最大直径部分延伸且不沿所述连接部 分延伸。
7： 根据权利要求6所述的轮胎和轮辋组件，其特征在于，被设置 成不沿所述最大直径部分延伸的所述带束层的部分相对于所述最大 直径部分面对轮胎的外侧。
8： 根据权利要求3所述的轮胎和轮辋组件，还包括相对于所述水 平部分设置在轮胎的径向内侧的胎圈，并且其中，每个所述拉制部分 都具有一胎圈卷绕部分，所述胎圈卷绕部分沿轮胎宽度方向经过一个 相关的所述胎圈的内侧，然后沿轮胎的径向经过胎圈的内侧，再沿轮 胎宽度方向经过胎圈的外侧，并且沿一个相关的水平部分设置。
9： 根据权利要求3所述的轮胎和轮辋组件，还包括相对于所述水 平部分设置在轮胎的径向内侧的胎圈，并且其中，每个所述拉制部分 都具有一胎圈卷绕部分，所述胎圈卷绕部分沿轮胎宽度方向经过一个 相关的所述胎圈的外侧，然后沿轮胎的径向经过胎圈的内侧，再沿轮 胎宽度方向经过胎圈的内侧，并且沿一个相关的所述水平部分设置。
10： 根据权利要求3所述的轮胎和轮辋组件，还包括一坚硬构件， 所述坚硬构件设置在一个从每个所述水平部分一直到一定高度的区 域内，所述高度小于从所述加宽部分的最大宽度部分到轮胎的最外侧 分的高度的三分之一。
11： 根据权利要求5所述的轮胎和轮辋组件，其特征在于，所述 坚硬构件被设置在每个所述第二部分中。
12： 根据权利要求11所述的轮胎和轮辋组件，还包括一坚硬构件， 所述坚硬构件设置在一个从每个水平部分一直到一定高度的区域内， 所述高度小于从所述加宽部分的最大宽度部分到轮胎的最外侧分的 高度的三分之一，所述坚硬构件独立于设置在每个所述第二部分中的 坚硬构件。
13： 根据权利要求3所述的轮胎和轮辋组件，还包括一用于抑制 轮胎的径向膨胀的膨胀抑制构件，所述膨胀抑制构件被设置在一个从 每个所述水平部分一直到一定高度的区域内，所述高度小于从所述加 宽部分的最大宽度部分到轮胎的最外侧分的高度的三分之一。
14： 一种轮胎，包括： 胎体帘布层，所述胎体帘布层具有一加宽部分和拉制部分，所述 加宽部分的宽度从轮胎的最大直径部分朝轮胎的中心增加，所述拉制 部分的宽度从所述加宽部分的最大宽度部分减小；以及 带束层，其具有沿与胎体帘布层相交的方向布置在所述胎体帘布 层的外圆周上的帘布， 其中，所述拉制部分被防止朝轮胎的中心鼓胀。
15： 根据权利要求14所述的轮胎，其特征在于，在所述加宽部分 与每个所述拉制部分之间的角度在30°到75°的范围内。
16： 根据权利要求14所述的轮胎，其特征在于，所述拉制部分每 个都具有一邻接所述加宽部分的基本上水平的部分。
17： 根据权利要求16所述的轮胎，还包括设置在所述胎体帘布层 的端部处的胎圈，并且其中，与轮胎的最大直径相比，在所述拉制部 分的水平部分与所述加宽部分彼此邻接处的每个第一部分的曲率半 径和在所述拉制部分的水平部分与所述胎圈彼此邻接处的每个第二 部分的曲率半径都极小，并且每个所述第一部分的曲率半径的中心位 于所述胎体帘布层的内侧，而每个所述第二部分的曲率半径的中心位 于所述胎体帘布层的外侧。
18： 根据权利要求17所述的轮胎，其特征在于，所述加宽部分具 有一直径几乎等于所述最大直径的最大直径部分和用于在所述最大 直径部分和所述拉制部分之间形成连接的连接部分，并且所述带束层 被设置成沿所述最大直径部分延伸且不沿所述连接部分延伸。
19： 根据权利要求18所述的轮胎，其特征在于，被设置成不沿所 述最大直径部分延伸的所述带束层的部分相对于最大直径部分面对 轮胎的外侧。
20： 根据权利要求16所述的轮胎，还包括相对于所述水平部分设 置在轮胎的径向内侧的胎圈，并且其中，所述拉制部分每个都具有一 胎圈卷绕部分，所述胎圈卷绕部分沿轮胎宽度方向经过一个相关的所 述胎圈的内侧，然后沿轮胎的径向经过胎圈的内侧，再沿轮胎宽度方 向经过胎圈的外侧，并且沿一个相关的所述水平部分设置。
21： 根据权利要求16所述的轮胎，还包括相对于所述水平部分设 置在轮胎的径向内侧的胎圈，并且其中，所述拉制部分每个都具有一 胎圈卷绕部分，所述胎圈卷绕部分沿轮胎宽度方向经过一个相关的所 述胎圈的外侧，然后沿轮胎的径向经过胎圈的内侧，再沿轮胎宽度方 向经过胎圈的内侧，并且沿一个相关的所述水平部分设置。
22： 根据权利要求16所述的轮胎，还包括一坚硬构件，所述坚硬 构件设置在一个从每个所述水平部分一直到一定高度的区域内，所述 高度小于从所述加宽部分的最大宽度部分到轮胎的最外侧分的高度 的三分之一。
23： 根据权利要求17所述的轮胎，其特征在于，所述坚硬构件设 置在每个所述第二部分中。
24： 根据权利要求23中所述的轮胎江南app，还包括一坚硬构件，所述坚 硬构件设置在一个从每个所述水平部分一直到一定高度的区域内，所 述高度小于从所述加宽部分的最大宽度部分到轮胎的最外侧分的高 度的三分之一，所述坚硬构件独立于设置在每个所述第二部分中的坚 硬构件。
25： 根据权利要求16所述的轮胎，还包括一用于抑制轮胎的径 向膨胀的膨胀抑制构件，所述膨胀抑制构件设置在一个从每个所述水 平部分一直到一定高度的区域内，所述高度小于从所述加宽部分的最 大宽度部分到轮胎的最外侧分的高度的三分之一。
在图17中示出了传统充气轮胎的形状。如该图中所示，传统的充气轮胎在其沿垂直方向处于中间的侧部处具有最大宽度。通过采取其中每个侧部的曲率半径渐渐地改变这样一种形状，每个侧部都具有由轮胎的内侧空气压力导致的张力。
在滚动阻力方面众所周知，就都基于空气压力的皮带张力(Tb)与侧张力(Ts)之间的关系而言，具有较大Tb/Ts值的轮胎更好。也就是说，具有高皮带张力和低侧张力的轮胎对于减小滚动阻力是优选的。
其原因在于，在高皮带张力下，在处于载荷下的轮胎的滚动期间保持在轮胎触地部分上的带束层的圆度(也可被称为圆度偏差)。当保持带束层的圆度时，致使带束层从圆形变为扁平形状的沿带束层地圆周方向的弯曲变形较小。因此，在用于普通子午线轮胎中的三角带(angle belt)的交叉层之间发生的切应变变形变得更小。在皮带的交叉层之间的这种切应变变形导致在滚动期间应力延迟出现，这可归因于这样一个事实，即，夹在交叉层之间的橡胶或在那附近的橡胶具有粘弹性，而且该延迟作为损耗并且作为滚动阻力的一个起因。
因此，使带束层变形以便保持该带束层的圆度是用于降低滚动阻力的一个方法。此外，使Tb值较大并且使Ts值较小对于获得所述变形来说显然是理想的。
为了实现所述张力分布，迄今为止已围绕轮胎的截面形状进行了各种研究。例如，在日本专利未审定公开No.S52(1977)-79402中描述了轮胎的一种截面形状。
在日本专利未审定公开No.S52(1977)-79402中，描述了这样一种结构，其中具有充气轮胎的车轮的最大结构宽度位于胎圈附近。
然而，在日本专利未审定公开No.S52(1977)-79402中所披露的充气轮胎结构中，对在张力分布方面进行控制的想法存在局限性，因此不能实现将滚动阻力降低到令人满意的程度。
因此，本发明的一个目的是提供一种能够降低滚动阻力的轮胎和轮辋组件以及一种轮胎。
根据权利要求1中所述的本发明，轮胎和轮辋组件包括：胎体帘布层，其具有一加宽部分和拉制部分，所述加宽部分的宽度从轮胎的最大直径部分朝轮胎的中心逐渐增加，所述拉制部分与加宽部分的最大宽度部分邻接并且其宽度变得小于最大宽度部分；适于防止拉制部分朝轮胎的中心膨胀的轮辋；以及带束层，其具有沿与胎体帘布层相交的方向布置在胎体帘布层的外圆周上的帘布。
在如上所述构成的轮胎和轮辋组件中，轮胎的内部压力在加宽部分处沿径向指向轮胎的外侧，因此用于增加带束层中的皮带张力。此外，由于轮辋防止拉制部分朝轮胎的中心鼓胀，因此可防止皮带张力的降低，所述皮带张力的降低是由于拉制部分朝轮胎的中心鼓胀而引起的。
在皮带张力随之增加的情况下，在处于载荷下的轮胎的滚动期间，保持轮胎接地部分处的圆度(也可被称为圆度偏差)。因此，降低了轮胎和轮辋组件的滚动阻力。
如权利要求2中所述的本发明涉及一种根据权利要求1所述的轮胎和轮辋组件，其中，在加宽部分与每个拉制部分之间的角度处于30°到75°的范围内。
如权利要求3中所述的本发明涉及一种根据权利要求1所述的轮胎和轮辋组件，其中，每个拉制部分都具有一个邻接所述加宽部分的基本上水平的部分。
如权利要求4中所述的本发明涉及一种根据权利要求3所述的轮胎和轮辋组件，其中，所述轮辋与拉制部分的几乎整个水平部分相接触并且具有相对于拉制部分的水平部分设置在轮胎中心侧上的凸缘部分。
根据如权利要求5中所述的本发明，根据权利要求3或权利要求4的轮胎和轮辋组件还包括设置在胎体帘布层的端部处的胎圈，并且其中，与轮胎的最大直径相比，在拉制部分的水平部分与加宽部分彼此邻接处的每个第一部分的曲率半径和在拉制部分的水平部分与胎圈彼此邻接处的每个第二部分的曲率半径都极小，并且每个第一部分的曲率半径的中心位于胎体帘布层的内侧，而每个第二部分的曲率半径的中心位于胎体帘布层的外侧。
根据如上构成的轮胎和轮辋组件，由于第一和第二部分的曲率半径较小，使弯曲变形集中于其上，从而可保持带束层的圆度，由此导致滚动阻力的降低。
此外，由于第一部分以第二部分作为支点在胎体帘布层的外侧变形，因此可保证用于弯曲变形的充足空间。
如权利要求6中所述的本发明涉及一种根据权利要求5所述的轮胎和轮辋组件，其中，所述加宽部分具有一直径几乎等于最大直径的最大直径部分和用于在最大直径部分和拉制部分之间形成连接的连接部分，并且所述带束层被设置成沿所述最大直径部分延伸且不沿所述连接部分延伸。
如权利要求7中所述的本发明涉及一种根据权利要求6所述的轮胎和轮辋组件，其中，带束层的被设置成不沿所述最大直径部分延伸的部分相对于所述最大直径部分面对轮胎的外侧。
根据如权利要求8中所述的本发明，根据权利要求3所述的轮胎和轮辋组件还包括相对于水平部分设置在轮胎的径向内侧的胎圈，并且其中，每个拉制部分都具有一胎圈卷绕(winding)部分，所述胎圈卷绕部分沿轮胎宽度方向经过一个相关胎圈的内侧，然后沿轮胎的径向经过胎圈的内侧，再沿轮胎宽度方向经过胎圈的外侧，并且沿一个相关水平部分布置。
根据如权利要求9中所述的本发明，根据权利要求3的轮胎和轮辋组件还包括相对于水平部分设置在轮胎的径向内侧的胎圈，并且其中，每个拉制部分都具有一胎圈卷绕部分，所述胎圈卷绕部分沿轮胎宽度方向经过一个相关胎圈的外侧，然后沿轮胎的径向经过胎圈的内侧，再沿轮胎宽度方向经过胎圈的内侧，并且沿一个相关水平部分布置。
根据如权利要求10中所述的本发明，根据权利要求3的轮胎和轮辋组件还包括一坚硬构件，所述坚硬构件被设置在从每个水平部分一直到一定高度的区域内，所述高度小于从加宽部分的最大宽度部分到轮胎的最外侧分的高度的三分之一。
如权利要求11中所述的本发明涉及一种根据权利要求5的轮胎和轮辋组件，其中，所述坚硬构件被设置在每个第二部分中。
根据如权利要求12中所述的本发明，根据权利要求11的轮胎和轮辋组件还包括一坚硬构件，该坚硬构件被设置在一个从每个水平部分一直到一定高度的区域内，所述高度小于从加宽部分的最大宽度部分到轮胎的最外侧分的高度的三分之一，该坚硬构件独立于设置在每个第二部分中的坚硬构件。
根据如权利要求13中所述的本发明，根据权利要求3的轮胎和轮辋组件还包括一用于抑制轮胎的径向膨胀的膨胀抑制构件，所述膨胀抑制构件设置在一个从每个水平部分一直到一定高度的区域内，所述高度小于从加宽部分的最大宽度部分到轮胎的最外侧分的高度的三分之一。
根据如权利要求14中所述的本发明，轮胎包括：胎体帘布层，所述胎体帘布层具有一加宽部分和拉制部分，所述加宽部分的宽度从轮胎的最大直径部分朝轮胎的中心增加，所述拉制部分的宽度从加宽部分的最大宽度部分开始减小；以及带束层，所述带束层具有沿与胎体帘布层相交的方向布置在胎体帘布层的外圆周上的帘布，其中，防止所述拉制部分朝轮胎的中心鼓胀。
如权利要求15中所述的本发明涉及一种根据权利要求14的轮胎，其中，位于所述加宽部分与每个拉制部分之间的角度在30°到75°的范围内。
如权利要求16中所述的本发明涉及一种根据权利要求14的轮胎，其中，每个所述拉制部分都具有一邻接加宽部分的基本上水平的部分。
根据如权利要求17中所述的本发明，根据权利要求16的轮胎还包括布置在胎体帘布层的端部处的胎圈江南app，并且其中，与轮胎的最大直径相比，在拉制部分的水平部分与加宽部分彼此邻接处的每个第一部分的曲率半径和在拉制部分的水平部分与胎圈彼此邻接处的每个第二部分的曲率半径都极小，并且每个第一部分的曲率半径的中心位于胎体帘布层的内侧，而每个第二部分的曲率半径的中心位于胎体帘布层的外侧。
如权利要求18中所述的本发明涉及一种根据权利要求17的轮胎，其中，所述加宽部分具有一直径几乎等于所述最大直径的最大直径部分和用于在最大直径部分和拉制部分之间形成连接的连接部分，并且所述带束层被设置成沿所述最大直径部分延伸且不沿所述连接部分延伸。
如权利要求19中所述的本发明涉及一种根据权利要求18的轮胎，其中，带束层的被设置成不沿所述最大直径部分延伸的部分相对于所述最大直径部分面对轮胎的外侧江南app。
根据如权利要求20中所述的本发明，根据权利要求16的轮胎还包括相对于水平部分设置在轮胎的径向内侧的胎圈，并且其中，每个所述拉制部分都具有一胎圈卷绕部分，所述胎圈卷绕部分沿轮胎宽度方向经过一个相关胎圈的内侧，然后沿轮胎的径向经过胎圈的内侧，再沿轮胎宽度方向经过胎圈的外侧，并且沿一个相关水平部分设置。
根据如权利要求21中所述的本发明，根据权利要求16的轮胎还包括相对于水平部分设置在轮胎的径向内侧的胎圈，并且其中，每个所述拉制部分都具有一胎圈卷绕部分，所述胎圈卷绕部分沿轮胎宽度方向经过一个相关胎圈的外侧，然后沿轮胎的径向经过胎圈的内侧，再沿轮胎宽度方向经过胎圈的内侧，并且沿一个相关水平部分设置。
根据如权利要求22中所述的本发明，根据权利要求16的轮胎还包括一坚硬构件，所述坚硬构件被设置在一个从每个水平部分一直到一定高度的区域内，所述高度小于从加宽部分的最大宽度部分到轮胎的最外侧分的高度的三分之一。
如权利要求23中所述的本发明涉及一种根据权利要求17的轮胎，其中，所述坚硬构件被设置在每个第二部分中。
根据如权利要求24中所述的本发明，根据权利要求23的轮胎还包括一坚硬构件，该坚硬构件被设置在一个从每个水平部分一直到一定高度的区域内，所述高度小于从加宽部分的最大宽度部分到轮胎的最外侧分的高度的三分之一，该坚硬构件独立设置在每个第二部分中的坚硬构件。
根据如权利要求25中所述的本发明，根据权利要求16的轮胎还包括一用于抑制轮胎的径向膨胀的膨胀抑制构件，所述膨胀抑制构件被设置在一个从每个水平部分一直到一定高度的区域内，所述高度小于从加宽部分的最大宽度部分到轮胎的最外侧分的高度的三分之一。
图3示出了传统轮胎的内部压力(图3(a))和第一实施例的轮胎的内部压力(图3(b))。
图5示出了示例的轮胎形状，其中图5(a)、图5(b)和图5(c)分别示出了示例1、2和3的轮胎。
图6示出了充气轮胎2(轮胎形状由轮胎的内部压力确定)的无载荷状态和该轮胎的承载状态，其中图6(a)示出了传统轮胎2，它在侧部的大约为中间的位置上具有最大宽度，而图6(b)示出了根据第一实施例的轮胎2。
图7是沿根据本发明第二实施例的轮胎2的径向的剖视图，示出了带束层30的水平状态(图7(a))和该带束层30的翘起状态(图7(b))。
图8(a)表示作用在第一实施例中的轮胎2的内表面上的力的一个矢量(该力在轮胎充气时作用)，而图8(b)示出了在如图8(a)中所示的这个力作用于其上时轮胎2是如何变形的。
图9示出了在通过转动方向盘而使横向力作用于其上的情况下轮胎2的变形状态。
图10示出了在第一实施例中所使用的胎体帘布层10中的胎圈16及其附近部分，其中，图10(a)示出了轮胎充气之前的状态，而图10(b)示出了轮胎已经充气之后的状态。
图11示出了在根据第三实施例的胎体帘布层10中的胎圈16及其附近部分，其中，图11(a)示出了轮胎充气之前的状态，而图11(b)示出了轮胎已经充气之后的状态。
图13示出了在根据第四实施例的胎体帘布层10中的胎圈16及其附近部分，其中，图13(a)示出了轮胎充气之前的状态，而图13(b)示出了轮胎已经充气之后的状态。
图16示出了在没有膨胀变形抑制构件50(图16(a))和存在该膨胀抑制构件(图16(b))的情况下轮胎2变形的状态。
现在将描述本发明第一实施例的结构。图1为根据第一实施例的轮胎和轮辋组件1的径向剖视图。该轮胎和轮辋组件1具有胎体帘布层10、轮辋20以及带束层30。
加宽部分12的宽度从轮胎的最大直径Dmax部分朝轮胎的中心增加，并且在其端部处宽度变为最大，即Wmax。
拉制部分14与加宽部分12的最大宽度部分邻接并且宽度从该最大宽度部分逐渐变小。拉制部分14分别具有水平部分14a。水平部分14a是与加宽部分12的端部相邻接的基本上水平的部分。水平部分14a可为水平的或可具有一小角度。每个水平部分14a的长度L最好为0.01Wmax或更大。
胎体帘布层10装于其上的轮辋20防止拉制部分14朝轮胎的中心鼓胀。轮辋20具有凸缘部分22。凸缘部分22与拉制部分14的水平部分14a的几乎整个区域接触。此外，凸缘部分22相对于拉制部分14的水平部分14a设置于轮胎的中心侧上。然而，凸缘部分22可被布置于稍后将描述的第二部分17的附近或与该第二部分17相接触。
在加宽部分12具有最大宽度Wmax的每个部分上，其从相关的凸缘部分22起的高度H2小于从最大宽度Wmax部分到轮胎的最大直径Dmax部分的高度H1。H2/H1的比率最好为0.3或更小。
在带束层30中，帘布沿与胎体帘布层相交的方向设置在胎体帘布层10的外圆周上。
图2为在拉制部分14附近的胎体帘布层10的放大图。每个拉制部分14的水平部分14a和加宽部分12在第一部分13处彼此邻接。每个拉制部分14的水平部分14a和相关的胎圈16在相关的第二部分17处彼此邻接。与轮胎的最大直径Dmax相比，第一部分13的曲率半径R1和第二部分17的曲率半径R2都极小。R1和R2最好均为0.07Dmax/2或更小。第一部分13的曲率半径中心位于胎体帘布层10的内侧，而第二部分17的曲率半径中心位于胎体帘布层的外侧。在第一部分13附近，相关拉制部分14和加宽部分12之间的角度θ最好是90°或更低。
特别优选地，角度θ在30°到75°的范围内。如果角度θ小于30°，则胎体帘布层10由于在载荷下的偏转而易于破裂。如果角度θ超过75°，则由于弯曲的容易度(侧张力Ts的降低)不足，减小滚动阻力的效果不会达到令人满意的程度。因此，如果角度θ在30°到75°的范围内，则胎体帘布层10很难破裂，并且减小滚动阻力的效果保持显著。
图3示出了传统轮胎的内部压力(图3(a))和第一实施例的轮胎的内部压力(图3(b))。轮胎通常充满空气并且产生内部压力。
在传统轮胎中，如图3(a)所示，在位于胎体帘布层10中的最大宽度Wmax部分外侧的部分10a(图3(a)中的上侧)处，轮胎的内部压力沿实线箭头所示的方向作用。如从图3(a)中可看出的，轮胎的内部压力使带束层30沿径向向轮胎外侧鼓胀。这导致在带束层30中的皮带张力增加。在高皮带张力下，在处于载荷下的轮胎的滚动期间保持在轮胎接地部分处的圆度，该圆度也可被称为圆度偏差。因此，降低了轮胎和轮辋组件的滚动阻力。
此外，在本发明第一实施例的轮胎中，如图3(b)中所示，作用在胎体帘布层10的加宽部分12上的内部压力沿实线箭头所示的方向作用。因此，轮胎的内部压力使轮胎的带束层30沿径向向轮胎外侧鼓胀。这也导致带束层30中的皮带张力增加。
然而，在传统轮胎中，对于在胎体帘布层10中位于最大宽度Wmax部分内侧的胎圈部分10b(图3(a)中的下侧)，轮胎的内部压力沿虚线箭头所示的方向作用。从图3(a)中可以看出，轮胎的内部压力使轮胎的带束层30沿径向向轮胎内侧(在图3(a)中向下)鼓胀。这导致带束层30中的皮带张力降低，这成为实现轮胎和轮辋组件的滚动阻力降低的障碍。
另一方面，在本发明第一实施例的轮胎中，如图3(b)所示，作用在胎体帘布层10的拉制部分14上的内部压力沿虚线箭头所示的方向作用。但是，通过轮辋20的凸缘部分22防止拉制部分14的水平部分14a沿径向向轮胎内侧(在图3(b)中向下)鼓胀。更具体地说，在图3(b)中的左下侧(右下侧)上的第二部分17由用虚线箭头所示的内部压力推向左下侧(右下侧)。在这种情况下，如果不存在相关的凸缘部分22，则水平部分14a的形状不再是水平的。但是，由于凸缘部分22与水平部分14a的大致整个区域接触并且被布置在第二部分17附近或与第二部分17相接触，所以使水平部分14a的形状保持水平并且因此防止带束层30中的皮带张力降低。因此，不会阻碍降轮胎和轮辋组件的滚动阻力的降低。
为了防止第二部分17变形，第二部分可由坚硬构件制成而不使用凸缘部分22。该坚硬构件例如是满足0.5＜E＜3.5关系的硬橡胶，其中E代表弹性模数(kg/mm2)。在更着重于限制用于保持水平部分14a水平的形状的第二部分17的情况中，还可使用一种胎圈状构件。
图4示出了处于无载荷状态和轮胎承载状态下的第一实施例的轮胎的形状。第一和第二部分13、17被布置在凸缘部分22附近。在随后的附图中，省略了对带束层30的说明。因此，即使当轮胎充满空气并且产生内部压力时，轮胎的变形也会由凸缘部分22抑制，从而与轮胎的最大直径Dmax相比，第一部分13的曲率半径和第二部分17的曲率半径都保持极小。图4中的虚线表示轮胎的承载形状。当载荷施加在轮胎上时，第一部分13以第二部分17作为支点向内(在图4中向下)变形，从而在载荷下的弯曲变形集中在第一和第二部分13、17附近。因此，作为整个轮胎的变形，可保持沿带束层的圆周方向的圆度。此外，由于第一部分13沿宽度方向布置在第二部分17的外侧，所以在胎体帘布层10的外侧发生在载荷下的第一部分13的弯曲变形，由此确保用于变形的充足空间。
依照该第一实施例，在加宽部分12中，轮胎的内部压力沿径向指向轮胎的外侧并因此用于增加带束层30中的皮带张力。另外，由于用轮辋20的凸缘部分22防止拉制部分14的水平部分14a朝轮胎的中心鼓胀，因此可防止由拉制部分14朝轮胎中心的鼓胀而导致的皮带张力的降低。
因此，在皮带张力增加的情况下，在处于载荷下的轮胎的滚动期间，轮胎接地部分处的圆度(其也可被称为圆度偏差)得以保持。这样，导致轮胎和轮辋组件的滚动阻力降低。
此外，由于第一和第二部分13、17的曲率半径R1、R2较小，当轮胎载重时，弯曲变形集中在这两部分上，从而可保持带束层30的圆度，由此导致滚动阻力降低。
另外，由于第一部分13以第二部分17作为支点在胎体帘布层10的外侧变形，所以可确保用于弯曲变形的充足空间。
图5示出了这些示例中轮胎的形状。更具体地说，图5(a)、图5(b)和图5(c)分别示出了示例1、2和3的轮胎，只是没有示出轮辋20。
在上表中，指数代表每个轮胎的阻力系数，假定传统轮胎的滚动阻力系数为100。
另外，从以上的比较结果中可看出，根据本发明第一实施例的轮胎在减小滚动阻力方面是有效的。
图6示出了充气轮胎2(轮胎形状由轮胎的内部压力确定)的无载荷状态和该轮胎的承载状态。在该图中，图6(a)示出了在侧部的大约中间位置上具有最大宽度的传统轮胎2，而图6(b)示出了根据第一实施例的轮胎2。
如图6(a)所示，当传统轮胎2承受负载时，与无载荷状态相比较，轮胎在最大宽度附近很大地鼓胀。因此，即使当传统轮胎2承受负载时，位于最大直径部分2a的端部处的在无载荷状态下通常是水平的胎肩部分2b也不会很大地弯曲变形。在图6(a)中，以角度β示出了每个胎肩部分2b的弯曲变形量，其角度β较小。因此，即使带束层30沿最大直径部分2a设置并且可沿侧部2c延伸超过胎肩部分2b，也不用担心带束层30可能变得易于破裂。
然而，在第一实施例中，如果带束层30与在传统轮胎中一样被设置成沿侧部2c超过胎肩部分2b之外，就会出现一个问题。更具体地说，当将载荷施加在第一实施例的轮胎2上时，如图6(b)所示，轮胎2在胎肩部分2b附近鼓胀到比在无载荷状态中更大的程度。因此，在每个胎肩部分2b中出现大的弯曲变形。在图6(b)中，在每个胎肩部分2b中的弯曲变形量由角度β表示，该角度β大于图6(a)中的角度β。因此，如果将带束层30设置成沿侧部2c超过胎肩部分2b，则带束层30易于破裂。由此可见，与传统轮胎的情况相比，该轮胎只可经得起较短的运行距离。
该第二实施例可解决在第一实施例中的带束层30如传统轮胎中那样布置的情况下所出现的问题。
图7为根据第二实施例的轮胎2的径向剖视图。第二实施例的轮胎2设有胎体帘布层10、轮辋20(未示出)以及带束层30。与第一实施例中相同的部分将用与第一实施例中相同的参考标号表示，并且将省略对其的说明。
轮胎2具有从上方覆盖胎体帘布层10的橡胶层。尽管图1省略了对覆盖胎体帘布层10和带束层的橡胶层的说明，但是图7中示出了这样的橡胶层。在图7中，胎体帘布层10被表示成比图1中的薄，从而在图7中轮胎不会太大。因此，图7中的胎体帘布层10的形状看起来与图1中的胎体帘布层10的形状略有不同，但是两者基本上没有差异。
加宽部分12具有一最大直径部分12a和连接部分12b。最大直径部分12a具有几乎等于轮胎的最大直径Dmax的直径并且基本上是水平的。连接部分12b在最大直径部分12a和拉制部分14之间形成连接。拉制部分14以及胎圈16与第一实施例中的相同。
在带束层30中，帘布沿与胎体帘布层10相交的方向设置在胎体帘布层10的外圆周上。如图7(a)中所示，带束层30沿最大直径部分12a水平地延伸，没有沿连接部分12b延伸。也就是说，带束层30相对于连接部分12b成一定角度α(例如，α＝30°)。或者，如图7(b)中所示，带束层30的没有沿最大直径部分12a延伸的部分可相对于最大直径部分12a指向轮胎的外侧。也就是说，带束层30在其端部处翘起。例如，α＝40°。
现在将描述第二实施例的操作。与无载荷状态相比，处于载荷下的轮胎2在胎肩部分2b附近鼓胀到更大的程度。带束层30相对于连接部分12b成一定角度α，因此很难受胎肩部分2b中的大弯曲变形的影响。
根据该第二实施例，带束层30可避免在胎肩部分2b附近经受大弯曲变形的部分，因此难于破裂。
下面的表2示出了对传统轮胎(见图(6a))、第一实施例的轮胎、第二实施例的轮胎(α＝30°，见图(7a))以及第二实施例的轮胎(α＝40°，见图(7b))进行的耐久性试验的结果。在该表中，耐用指数表示在预定载荷和内部压力下直到带束层30破裂之前轮胎2的运行距离的数值，而且该值越大越好。
如从表2中可看出的，在第一实施例的轮胎中带束层30的易破裂性由第二实施例得到改善，并且像传统轮胎一样实现了难以破裂。
在该第三实施例中，其中所使用的胎体帘布层10的端部的形状与第一实施例中的不同。
图8(a)表示作用在第一实施例中的轮胎2的内表面上的力(当轮胎充有空气时作用的力)的矢量，并且图8(b)示出了在如图8(a)中所示的这个力作用于其上时轮胎2是如何变形的。虚线和实线分别表示变形前的状态和变形后的状态。如图8(a)所示，第一实施例的轮胎2经受沿径向向外的力，从而轮胎2的水平部分2d(对应于胎体帘布层10的水平部分14a)沿径向向外变形，如图8(b)所示。因此，轮胎2的滚动阻力增加并且剪切力被施加在水平部分2d上。
图9示出了在通过转动方向盘而使横向力施加于其上的情况下轮胎2的变形状态，其中虚线和实线分别表示变形前的状态和变形后的状态。如图9中所示，轮胎2的水平部分2d升高或降低，从而轮胎的横向刚度恶化并且驱动稳定性变差。
图10示出了在第一实施例中所使用的胎体帘布层10中的胎圈16及其附近部分，其中图10(a)示出了轮胎充气前的状态。在胎圈的附近，胎体帘布层10具有设置在相关的水平部分14a和端部18a之间的胎圈卷绕部分18。该胎圈卷绕部分18经过胎圈16的右手侧(沿轮胎2的宽度方向的内侧)，然后经过胎圈16的下面(沿轮胎2的径向的内侧)，再经过胎圈16的左手侧(沿轮胎2的宽度方向的外侧)。最后，胎圈卷绕部分18的端部18a被设置在水平部分14a附近。图10(b)示出了轮胎已充气之后的状态。由于水平部分14a沿径向朝轮胎2的外侧变形，所以轮胎在端部18a附近破裂。
由向轮胎2施加径向向外或横向力所导致的所述轮胎2的水平部分2d的这种变形会产生问题。
第三实施例趋于防止第一实施例的轮胎2中的每个水平部分2d变形。图11示出了根据第三实施例的胎体帘布层10中的胎圈16及其附近部分。轮胎2的其他部分与第一或第二实施例中的相同，因此没有示出它们。
图11(a)示出了轮胎充气之前的状态。在胎圈的附近，胎体帘布层10具有设置在水平部分14a和端部18a之间的胎圈卷绕部分18。该胎圈卷绕部分18经过胎圈16的右手侧(沿轮胎2的宽度方向的内侧)，然后经过胎圈16的下面(沿轮胎2的径向的内侧)，再经过胎圈16的左手侧(沿轮胎2的宽度方向的外侧)。胎圈卷绕部分18沿水平部分14a设置在水平部分14a下面(沿轮胎2的径向的内侧)，并且端部18a设置在略微超过水平部分14a的第一部分13附近。
图11(b)示出了轮胎已充气之后的状态。水平部分14a趋于向轮胎2的外侧径向变形。然而，力沿箭头方向施加在使胎圈卷绕部分18沿水平部分14a设置的部分上。该部分趋于在沿箭头方向作用的力下缩小，因此抑制了水平部分14a的变形。另外，当力沿侧向施加在轮胎2上时，水平部分14a会变形。同样在该情况中，使胎圈卷绕部分18沿水平部分14a设置的部分对水平部分14a产生一抗变形力，从而抑制了水平部分14a的变形。
因此，依照该第三实施例，由在轮胎2上施加的径向向外的力或横向力所引起的轮胎2的每个水平部分2d的变形可被使胎圈卷绕部分18沿水平部分14a设置的部分抑制。
表3示出了关于胎体帘布层10的每个端部被正常卷绕在胎圈16上(正常卷绕)(见图10(a))上的情况、该第三实施例、高弹性模数的帘布层(例如，90°层、无纺布)在正常卷绕中被设置在胎体帘布层10外侧(正常卷绕十帘布层)的情况以及帘布层(截面内平行帘布层(0°))设置在第三实施例中的胎体帘布层10内侧或外侧的端部18a附近(第三实施例+帘布层)的情况所测得的每个水平部分2d的变形是如何被抑制的结果。
关于主应变和RZ切应变，在作为从第一部分13到第二部分17的破裂区域的区域中采取最大值。RZ剪切表示截面内剪切(见图12)。假定每个正常卷绕中的系数为100，确定在其他情况中的系数。
依照第三实施例，弹簧常数比正常卷绕时大，而应变比正常卷绕时小，由此证明具有变形抑制效果。从正常卷绕+帘布层与第三实施例+帘布层之间的比较中可以看出，第三实施例+帘布层在弹簧常数方面较大而在应变方面较小，因此在抑制变形方面更有效。因此，证明第三实施例在抑制变形方面更有效。在正常卷绕(第三实施例)与正常卷绕+帘布层(第三实施例+帘布层)之间的比较表明具有帘布层在抑制变形方面更有效。
关于RRC(滚动阻力系数)，在正常卷绕与第三实施例以及第三实施例+帘布层之间没有明显差异，因此证明第三实施例没有在RRC上产生不利影响。
在该第四实施例中，其中所使用的胎体帘布层10的端部形状与第三实施例中的不同。
在第三实施例中所使用的胎体帘布层10中，在使胎圈卷绕部分18沿水平部分14a设置的部分中产生剪切力(见图11(b))，并且所述部分的耐久性变差。
该第四实施例会提高胎体帘布层10的每个端部(位于水平部分14a附近)的耐久性。图13示出了在根据该第四实施例的胎体帘布层10中的胎圈16及其附近部分。至于轮胎2和其他部分，由于它们与第三实施例中的相同，因此没有示出。
图13(a)示出了在轮胎充气之前的状态。在胎圈的附近，胎体帘布层10具有一个从水平部分14a一直延伸到端部18a的胎圈卷绕部分18。该胎圈卷绕部分18经过胎圈16的左手侧(沿轮胎2的宽度方向的外侧)，然后经过胎圈16的下面(沿轮胎2的径向的内侧)，再经过胎圈16的右手侧(沿轮胎2的宽度方向的内侧)。此外，胎圈卷绕部分18沿水平部分设置在水平部分14a上方(沿轮胎2的径向的外侧)，并且端部18a设置在略微超出水平部分14a的第一部分13附近。
图13(b)示出了在轮胎已充气之后的状态。水平部分14a趋于沿径向向轮胎2的外侧变形。此时，非常大的力没有作用在其中使胎圈卷绕部分18沿水平部分14a设置的部分上。
依照该第四实施例，由于非常大的力没有被施加在其中使胎圈卷绕部分18沿水平部分14a的上侧布置的部分上，因此所述部分的耐久性增加到比第三实施例中更大的程度。
表4示出了关于胎体帘布层10的每个端部被正常卷绕在胎圈16上(见图10(a))的情况(正常卷绕)、在第四实施例中端部18a相对于水平部分14a沿径向布置于轮胎的内侧(在较低位置)的情况(低折起)、端部18a相对于第一部分13沿径向布置于轮胎的外侧(在更高的位置处)的情况(高折起)、低折起与螺旋添加两者的组合(低折起+螺旋添加)以及高折起与螺旋添加两者的组合(高折起+螺旋添加)所测得的每个水平部分2d的变形是如何被抑制的结果。“螺旋”表示具有沿轮胎的圆周方向缠绕的帘布的帘布增强层(加到折起部分(端部18a)上)。
关于主应变和RZ切应变，在作为从第一部分13到第二部分17的破裂区域的区域中采取最大值。RZ剪切表示截面内剪切。假定每个正常卷绕中的系数为100，确定在其他情况中的系数。
总体上，与正常卷绕相比较，可确认应变抑制效果，并且该第四实施例证明在抑制应变方面是有效的。
根据该第五实施例，在其中所使用的胎体帘布层10的加宽部分12中，相对于径向在该实施例的轮胎内侧形成硬橡胶层。这一点不同于第一和第二实施例。
当转动方向盘并且将横向力施加于轮胎2上时，第一和第二实施例的每一个中的轮胎2都以上面结合图9所述的方式变形。如图9中所示，轮胎2的水平部分2d升高或降低，从而使轮胎的横向刚度恶化并且驱动稳定性变差。
根据该第五实施例，当转动方向盘并且将横向力施加在第一和第二实施例中的轮胎2上时，可防止轮胎2的水平部分2d变形。
图14为根据该第五实施例的轮胎2的径向剖视图。该轮胎2设有胎体帘布层10、轮辋20(未示出)、带束层30以及一个硬橡胶层40。至于与第一和第二实施例中相同的其他部分，它们用与第一和第二实施例中相同的参考标号表示，并且将省略对其的描述。
胎体帘布层10、轮辋20(未示出)以及带束层30与第一和第二实施例中的相同。硬橡胶层40沿轮胎的宽度方向设置在每个水平部分14a和连接部分12b的外侧。重要的是，硬橡胶层40只被设置在从在该处加宽部分12与凸缘部分22相接触的部分直到低于以h表示的高度的范围内。高度h被表示为h＝(1/3)×H，其中H表示从加宽部分12与凸缘部分22相接触的部分直到轮胎的最大直径Dmax部分的高度。硬橡胶层40是由满足0.5＜E＜3.5的关系的材料制成的，其中假定弹性模数为E(kg/mm2)。
在第一实施例中已经描述过坚硬构件设置在每个第二部分17中。在将坚硬构件设置在每个第二部分17中的情况下，该坚硬构件和硬橡胶层40最好彼此独立地布置。
下面将给出对第五实施例的操作的描述。当侧向转动方向盘时，轮胎2会如图9中所示的那样变形。然而，每个水平部分2d的变形都被硬橡胶层40抑制。
根据该第五实施例，由于每个水平部分2d的变形得到抑制，所以提高了轮胎2的横向刚度以及驱动稳定性。
表5示出了针对以下情况所测得的每个水平部分2d的变形是如何被抑制的结果：(1)在第三实施例中硬橡胶层40设置在每个端部18a和相关的第一部分13之间的情况(见图11)，(2)在第三实施例中硬橡胶层40相对于胎体帘布层10沿轮胎宽度方向设置在内侧的情况，(3)在第三实施例中硬橡胶层40相对于每个端部18a沿轮胎宽度方向设置在外侧的情况，(4)硬橡胶层40设置在每个第一部分13附近，以及(5)第一实施例(在高于水平部分14a的任何位置(轮胎的径向外侧)处未设置硬橡胶层40)。
关于主应变和RZ切应变，在作为从第一部分13到第二部分17的破裂区域的区域中采取最大值。RZ剪切表示一个截面内剪切。假定在上述(5)中的每个系数为100，确定在其他情况中的系数。
特别是在上述(1)到(3)中，弹簧常数较大而应变较小，由此显示出变形抑制效果。
关于RRC(滚动阻力系数)，在(1)-(4)和作为第一实施例的(5)之间没有明显差异，由此证明第五实施例没有在RRC上产生不利影响。
在该第六实施例中，使用一个用于抑制轮胎的径向膨胀变形的膨胀变形抑制构件50，代替第五实施例中所使用的硬橡胶层40。
第六实施例的结构与第五实施例中的相同(见图14)。但是，膨胀变形抑制构件50例如是非延伸90°、螺旋形无纺布、交叉层或胎圈，并且被布置在一个或多个位置处。
图16示出了在没有膨胀变形抑制构件50(图16(a))和存在该构件(图16(b))的情况下轮胎2的变形状态。
如图16(a)所示，在不存在膨胀变形抑制构件50的情况下，轮胎2的水平部分2d经历了一个升起变形，即，轮胎的径向向外变形。另一方面，如图16(b)所示，在存在膨胀变形抑制构件50的情况下，存在这样一种状态，好像将一个“环圈”装配在水平部分2d中，从而抑制了水平部分2d的升起变形。
表6示出了针对以下情况所测得的每个水平部分2d的变形是如何被抑制的的结果：(0)标准轮胎(见图6(a))，(1)在第三实施例中膨胀变形抑制构件50相对于胎体帘布层10沿轮胎宽度方向设置在内侧的情况(见图11)，(2)在第三实施例中膨胀变形抑制构件50设置在每个端部18a和相关的第一部分13之间的情况，(3)在第三实施例中膨胀变形抑制构件50相对于每个端部18a沿轮胎宽度方向设置在外侧的情况，(4)膨胀变形抑制构件50设置在每个水平部分2d中的情况，(5)膨胀变形抑制构件50设置在每个第一部分13中的情况，以及(6)膨胀变形抑制构件50设置在水平部分2d和第一部分13两者中的情况。
关于主应变和RZ切应变，在作为从第一部分13到第二部分17的破裂区域的区域中采取最大值。RZ剪切表示截面内剪切。假定在上述(0)中每个系数为100，确定在其他情况中的系数。
特别是在上述(1)到(5)中，弹簧常数较大而应变较小，由此显示出变形抑制效果。
关于RRC(滚动阻力系数)，在(1)-(4)和作为第一实施例的(5)之间没有明显差异，因此证明第五实施例没有在RRC上产生不利影响。
根据本发明，在加宽部分中，轮胎的内部压力指向轮胎的径向外侧并且因此用于增加在带束层中的皮带张力。此外，由于轮辋防止了拉制部分朝轮胎的中心膨胀，所以可防止由于拉制部分朝轮胎的中心膨胀而引起的皮带张力的降低。
由于皮带张力由此变高，所以在处于载荷下的轮胎的滚动期间，使轮胎接地部分处的圆度(也可被称为圆度偏差)得以保持。因此，降低了轮胎和轮辋组件的滚动阻力。
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一种轮胎和轮辋的组件，其中，由于轮胎的内部压力在加宽部分(12)处沿径向指向轮胎的外侧，因此轮胎的内部压力用于增加带束层(30)中的皮带张力，并且，由于用轮辋(20)的凸缘部分(22)防止拉制部分(14)的水平部分(14a)朝轮胎的中心鼓胀，所以防止拉制部分(14)朝轮胎的中心鼓胀，由此，可避免皮带张力的降低以保持带束层(30)的圆度，从而可降低滚动阻力。 。
