CN101142099A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种充气轮胎，该充气轮胎在胎面部的一部分配置有导电性橡胶，其目的在于改进胎面部的抗不均匀磨损性。在胎面部(12)配置有泡沫橡胶，并且在该胎面部(12)的局部配置有使用了泡沫橡胶的泡沫橡胶导电层(14)。并且，将泡沫橡胶导电层(14)的发泡率设定得相对高于其他胎面胶部(22)，从而可以抑制由该泡沫橡胶导电层(14)与其他胎面胶(22)之间的抗磨损性差异产生的不均匀磨损。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种在主要由泡沫橡胶构成的胎面部的一部分配置有导电性橡胶层的充气轮胎。
背景技术
以往，通常将炭黑用作轮胎的加强剂。近年来，为了应对环境问题，要求改进机动车的油耗，而降低轮胎的滚动阻力就成为一个课题。作为应对该课题的技术，开发了一种这样的胎面胶：减少会导致滞后损耗的炭黑的配合量，并含有作为加强剂的二氧化硅。在减少炭黑混合量的同时，混入二氧化硅，从而可降低滚动阻力，并且提高了湿润路面上的制动力(以下，称作湿地性)。但是，混合有二氧化硅的胎面胶存在这样的问题：其电阻高于仅配合有炭黑的胎面胶的电阻，会积蓄由橡胶变形时的内部摩擦等产生的静电。
另外，通常，无镶钉轮胎为了改进其冰上行驶性能，有时要在胎面胶中使用泡沫橡胶(参照下记专利文献1)，但也有时为了进一步提高湿地性能而混入白色填充剂。在该情况下，由于轮胎的导电性不足，而在胎面部配置有较薄的、对积蓄于轮胎中的静电产生接地作用的、导电性较高的橡胶(参照下记专利文献2)，该导电性橡胶使用了发泡率小于2％的所谓非泡沫橡胶。
专利文献1：日本特开昭62-283001号公报
专利文献2：日本特开平10-81110号公报
但是，通常非泡沫橡胶的抗磨损性高于泡沫橡胶，因此在如上述那样地导电性橡胶使用非泡沫橡胶时存在这样的问题：在胎面磨损之后，仅残留部分导电性橡胶，会在该残留的导电性橡胶与泡沫橡胶之间产生不均匀磨损。
发明内容
考虑到上述事实，本发明的目的在于对在胎面部的一部分配置有导电性橡胶层的充气轮胎改进胎面部的抗不均匀磨损性。
技术方案1的发明是一种在胎面部配设有泡沫橡胶的充气轮胎，其特征在于，在胎面接地面的局部配设有体积电阻率小于等于1010Ω·cm的、未混合白色填充剂的泡沫橡胶导电层。
在技术方案1所述的充气轮胎中，在胎面部配置有泡沫橡胶，并且在该胎面接地面的局部配设有使用了泡沫橡胶的泡沫橡胶导电层，因此，与导电性橡胶使用非泡沫橡胶的情况相比，可以抑制胎面部的不均匀磨损。
在泡沫橡胶导电层的体积电阻率大于1010Ω·cm时，无法充分地向接地路面释放轮胎所带的静电，因此优选泡沫橡胶导电层的体积电阻率小于等于1010Ω·cm。
另外，泡沫橡胶导电层的发泡率例如大于等于2％。
技术方案2的发明，根据技术方案1所述的充气轮胎，其特征在于，上述泡沫橡胶导电层的发泡率大于等于上述泡沫橡胶的发泡率。
通常，混有炭黑填充剂的导电性橡胶的抗磨损性高于混有白色填充剂的胎面胶，而在技术方案2所述的充气轮胎中，将泡沫橡胶导电层的发泡率设定得相对高于上述泡沫橡胶的发泡率，因此可以抑制由该泡沫橡胶导电层与其他胎面胶之间的抗磨损性差异产生的不均匀磨损。
技术方案3的发明，根据技术方案1或2所述的充气轮胎，其特征在于，上述泡沫橡胶导电层为沿轮胎周向延伸的带状。
在技术方案3所述的充气轮胎中，由于泡沫橡胶导电层沿轮胎周向延伸，因此可以在整个轮胎周向上抑制泡沫橡胶导电层与其他胎面胶之间的不均匀磨损。
技术方案4的发明，根据技术方案1～3中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，上述胎面部为具有轮胎径向外侧的胎冠部、和轮胎径向内侧的胎面基部(base)的胎冠·胎基构造，在上述胎面基部配置非泡沫橡胶，且上述泡沫橡胶导电层设于上述胎冠部，并与上述胎面基部相连接。
在胎冠·胎基构造中，在胎冠部配置导电性较低的泡沫橡胶，而在胎面基部配置导电性较高的(例如，混有炭黑填充剂)非泡沫橡胶，此时，虽然胎面部下层(轮胎径向的中心方向侧)所带的静电流至胎面基部，但由于在该胎面基部的上层(轮胎径向的外周侧)存在导电性较低的胎冠部，因此静电无法流至胎面接地面，而不能向接地路面放电。
但是，在技术方案4所述的充气轮胎中，在胎冠部配置了泡沫橡胶导电层，并使该泡沫橡胶导电层与胎面基部相连接，因此，可以使轮胎内部所带的静电自胎面基部通过泡沫橡胶导电层流至胎面接地面，而向接地路面放电。
技术方案5的发明，根据技术方案4所述的充气轮胎，其特征在于，上述泡沫橡胶导电层配置成自上述胎面基部朝向上述胎面接地面，并相对于该胎面接地面的法向朝轮胎宽度方向倾斜。
在技术方案5所述的充气轮胎中，胎面部的泡沫橡胶导电层被配置成不与胎面接地面的法向平行，而是向轮胎宽度方向倾斜。由此，在俯视胎面接地面时，泡沫橡胶导电层在胎面部处沿轮胎宽度方向占据恒定宽度，因此可以抑制由于胎面部的泡沫橡胶导电层与其他胎面胶之间的抗磨损性差异而产生的不均匀磨损。
如以上说明的那样，采用本发明的充气轮胎，在胎面部的一部分配置导电性橡胶，这种轮胎具有可以改进胎面部的抗不均匀磨损性这样的优良效果。
附图说明
图1是沿轮胎径向配置有泡沫橡胶导电层的充气轮胎的剖视图。
图2是相对于轮胎径向倾斜地配置有泡沫橡胶导电层的充气轮胎的剖视图。
附图标记说明
10：充气轮胎
12：胎面部
14：泡沫橡胶导电层
18：胎面基部
20：充气轮胎
22：胎面胶
具体实施方式
下面，根据附图说明本发明的实施方式。
第1实施方式
图1所示的本实施方式的充气轮胎10的胎面部12为所谓胎冠·胎基构造，即，在成为轮胎径向内侧的胎面基部18的外周重叠配置有成为胎面接地面12A侧的胎冠部16，并在胎面基部18中配置有非泡沫橡胶。
在胎冠部16中配设有泡沫橡胶，该泡沫橡胶例如相对于对发泡率大于等于2％的泡沫橡胶的橡胶成分100重量部混入大于等于50重量部的白色填充剂。可以使用在全部填充剂的量中混入大于等于90％的白色填充剂的原料，但并不限定于此。白色填充剂可例举二氧化硅、氢氧化铝等。胎冠部16的导电性低于白色填充剂的配合量小于等于50重量部的橡胶的导电性。
胎面基部18为非泡沫橡胶，因此其刚度高于胎冠部16，另外由于配合有碳黑填充剂，因此其导电性较高。
在胎冠部16中配设有体积电阻率小于等于1010Ω·cm的、未混合白色填充剂的泡沫橡胶导电层14。在泡沫橡胶导电层14中配合有例如炭黑填充剂，从而减小其体积电阻率。
在此，之所以使泡沫橡胶导电层14的体积电阻率小于等于1010Ω·cm，是由于在体积电阻率大于1010Ω·cm时，无法充分地向接地路面(未图示)释放充气轮胎10内所带的静电。
泡沫橡胶导电层14的发泡率大于等于2％，且大于等于构成胎冠部16中的除了该泡沫橡胶导电层14的部分的胎面胶22(泡沫橡胶)的发泡率。具体地讲，胎面胶22的发泡率为23％，而泡沫橡胶导电层14的发泡率为28％。
泡沫橡胶导电层14在轮胎中心CL处朝向轮胎接地面12A的法向、且在轮胎周向上连续地设在胎冠部16内。泡沫橡胶导电层14设置成使其轮胎径向内侧与胎面基部18相连接，且其轮胎径向外侧从轮胎接地面12A露出。泡沫橡胶导电层14的轮胎轴向的宽度形成得较薄，优选其宽度为0.5～3.0mm。另外，泡沫橡胶导电层14的配置并不限定于此，可以不处于轮胎中心CL上，也可以沿轮胎周向间断地设置。
作为含有泡沫橡胶导电层14的胎面部12所采用的泡沫橡胶的成分，优选为单独含有具有小于等于-60℃的玻化温度的聚合物，例如，天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、丁基橡胶中的一种，由2种以上上述聚合物构成的混合物，或者，苯乙烯含量小于等于30％的苯乙烯-丁二烯橡胶小于等于40重量份的混合物。通过使用这些聚合物，胎面部12即使在低温，也可以维持足够的橡胶弹性。
泡沫橡胶的独立气泡的平均气泡直径优选为1～120μm，更优选为10～120μm。在此，泡沫橡胶的独立气泡的平均气泡直径小于1μm时，无法在低温时获得泡沫橡胶的柔软性或胎面与路面之间的水膜排除效果等。另外，在该平均气泡直径大于120μm时，抗磨损性能降低，进而使泡沫橡胶的应力复原力降低，所谓抗扁塌性恶化。即使在制造轮胎时，也会因永久变形性降低而难以获得更稳定的形状。
另外，泡沫橡胶的发泡率优选1～50％的范围，更优选2～50％的范围。在泡沫橡胶的发泡率小于1％时，无法获得冰上行驶性能的改进效果，另外，在其发泡率大于50％时，抗磨损性能降低，进而使泡沫橡胶的应力复原力降低，除了所谓抗扁塌性降低之外，还难以在制造轮胎时获得稳定的形状。
作用
在充气轮胎10中，在胎面部12的胎面胶22中配置有泡沫橡胶，并且，在该胎面部12的一部分配置有使用了泡沫橡胶的泡沫橡胶导电层14，因此，在导电性橡胶中使用非泡沫橡胶时，可以抑制产生的胎面部12不均匀磨损这样的问题。
详细地讲，通常，混有炭黑填充剂的导电性橡胶的抗磨损性高于混有白色填充剂的胎面胶22的抗磨损性，而将泡沫橡胶导电层14的发泡率设定得相对高于该胎面胶22的发泡率，因此可以抑制由于该泡沫橡胶导电层14与其他胎面胶22之间的抗磨损性差异而产生的不均匀磨损。
在胎冠·胎基构造中，在胎冠部16配置有导电性较低的泡沫橡胶，而在胎面基部18配置有导电性较高的(例如，配合有炭黑填充剂)非泡沫橡胶，此时，虽然胎面部12下层(轮胎径向的中心方向侧)所带的静电流至胎面基部18，但由于在该胎面基部18的上层(轮胎径向的外周侧)存在导电性较低的胎冠部16，因此静电无法流至胎面接地面12A，而不能向接地路面放电。
但是，在充气轮胎10中，泡沫橡胶导电层14与导电性较高的胎面基部18相连接，并从轮胎接地面12A露出，因此可以确保放电路径，因此轮胎内部所带的静电可以自胎面基部18通过泡沫橡胶导电层14流至胎面接地面12A，而向接地路面放电。
第2实施方式
在图2中，在本实施方式的充气轮胎20中，泡沫橡胶导电层14配置成自胎面基部18朝向胎面接地面12A，并相对于该胎面接地面12A的法向朝轮胎宽度方向倾斜。
由于其他部分与第1实施方式相同，因此在附图中对相同的部分标注相同的附图标记，省略其说明。
作用
在充气轮胎20中，胎面部12的泡沫橡胶导电层14配置成自胎面基部18朝向轮胎接地面12A，且不与胎面接地面12A的法向平行，而向轮胎宽度方向倾斜。由此，在俯视胎面接地面12A时，泡沫橡胶导电层14在胎面部12处在轮胎宽度方向上占据恒定宽度，因此可以抑制由泡沫橡胶导电层14与其他胎面胶22之间的抗磨损性差异产生的不均匀磨损。释放静电的作用与第1实施方式相同。
试验例
以表1所示的条件试作以往例和实施例的充气轮胎，对体积电阻率和不均匀磨损程度进行试验。
充气轮胎的基本构造如图1所示，轮胎规格为195/65R15，使用轮辋为6J-15，前轮和后轮的内压均为210kPa。
在轮胎圆周上的3处测定轮胎的体积电阻率，根据其最大值对体积电阻率进行评价。将充气轮胎安装在实车上，在使其行驶10000km之后，在轮胎圆周上的9处测定泡沫橡胶导电层与其两侧的胎面胶之间的高度差，并根据其平均值对不均匀磨损程度进行评价。
表1
  以往例   实施例
  基本构造   图1   ←
胎面胶 外方橡胶层   发泡率为23％的橡胶混入白色填充剂90份 ←
内方橡胶层 非泡沫 ←
  导电橡胶层   非泡沫   发泡率为28％
  体积电阻率(Ω·cm)   3.05×106   2.38×106
  不均匀磨损程度(mm)   0.5   0.05
如表1所示，根据该试验例可以确认：实施例在确保了与以往例相等的体积电阻率的同时，可以将不均匀磨损程度大幅度地改进至1/10。可以认为：这是由于通过使导电橡胶层使用泡沫橡胶而使其与胎面胶的抗磨损性的差异减小。
产业可利用性
采用本发明的充气轮胎，在胎面部的一部分配置有导电性橡胶，在该充气轮胎中，将导电性橡胶的发泡率设定得相对高于其他胎面胶，从而可以抑制由导电性橡胶与其他胎面胶之间的抗磨损性差异产生的不均匀磨损，从而改进胎面部的抗不均匀磨损性。

Claims (5)

1.一种充气轮胎，该充气轮胎在胎面部配设有泡沫橡胶，其中，在胎面接地面的局部配设有体积电阻率小于等于1010Ω·cm的、未混合白色填充剂的泡沫橡胶导电层。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，上述泡沫橡胶导电层的发泡率大于等于上述泡沫橡胶的发泡率。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，上述泡沫橡胶导电层形成为沿轮胎周向延伸的带状。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的充气轮胎，其中，上述胎面部为具有轮胎径向外侧的胎冠部和轮胎径向内侧的胎面基部的胎冠·胎基构造，在上述胎面基部配置有非泡沫橡胶，且上述泡沫橡胶导电层设于上述胎冠部，并与上述胎面基部相连接。
5.根据权利要求4所述的充气轮胎，其中，上述泡沫橡胶导电层配置成自上述胎面基部朝向上述胎面接地面，并相对于该胎面接地面的法向朝轮胎宽度方向倾斜。
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