CN101668649B - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

在本发明中，车辆内侧胎圈护胶片(32IN)设置在当轮胎被安装在车辆上时位于车辆内侧的轮胎侧部，车辆外侧胎圈护胶片(32OUT)设置在当轮胎被安装在车辆上时位于车辆外侧的轮胎侧部，车辆内侧胎圈护胶片的高度(H1)被设定为大于车辆外侧胎圈护胶片的高度(H2)。结果，车辆内侧的轮胎侧部的刚性可以被设定为比车辆外侧的轮胎侧部的刚性大。因此，在车辆外侧的接收来自路面的凸凹的较大输入的轮胎侧部的刚性增大能够被抑制的状态下，驾驶员欲施加的转向力能够被容易地传递到路面，从而能够减轻对轮胎及最终对车辆引起的振动。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种具有提高较高速度行驶时的性能的充气轮胎。
背景技术
随着对提高轮胎性能要求的增加，已经提出了各种技术，这些技术同时满足传统上被认为是彼此不相容的多种性能，例如驾驶稳定性、乘坐舒适性、低水平噪音(low-level noise)、耐磨性等。
这些技术的例子包括将轮胎设计成关于轮胎赤道面不对称的技术。例如，基于轮胎的车辆内侧和车辆外侧在轮胎被安装在车辆上时对前述的多种性能分别产生不同的贡献的事实，已经提出了许多技术来使轮胎的内部结构关于赤道面不对称(例如，日本特开昭63-008005号公报、日本特开2003-320821号公报以及日本特开2005-075295号公报)。
另外，不必说，有许多致力于制作关于赤道面不对称的胎面花纹或轮胎截面形状的用于提高的提议。
基于不论轮胎是在直行还是处于转弯状态作用在轮胎上的力都是关于轮胎赤道面被不对称地施加的，结果在使用被安装在车辆上的轮胎的环境下悬架(suspension)的行为和对准关于轮胎赤道面不对称的事实，使轮胎结构不对称的前述技术提议在轮胎被安装在车辆上的状态下将轮胎的车辆内侧和车辆外侧之间的功能分开。
基于当底盘的在转弯(cornering)的外侧的部分在上述条件下俯冲(dive)时，较大的横向力被施加于安装在转弯的外侧的轮胎上，尤其是被施加在所述轮胎的车辆外侧部的事实，例如关于为了提高较高速度下较大转向角输入时的转弯性能的驾驶稳定性的技术等如上所述的技术的例子包括安装在车辆上的轮胎的车辆外侧的胎侧部的刚性被增强以抵抗前述横向力从而稳定车辆的姿态的轮胎内部结构和/或轮胎截面形状。
另外，基于在设置有负外倾角(negative camber)的车辆中，由车辆的上下运动而导致的轮胎中的变形在安装在车辆上的轮胎的车辆的内侧上尤其明显的事实，提高乘坐舒适性的技术的例子包括安装在车辆上的轮胎的内侧部的曲率半径被减小以提高上下振动的衰减性能的轮胎截面构造。
发明内容
发明要解决的问题
根据使轮胎的内部结构或截面形状设计成增强胎侧部的刚性以抵抗在转弯状态下所施加的横向力并且使车辆的姿态稳定以提高驾驶稳定性的技术，由于轮胎的上下方向刚性(verticalrigidity)的增大使乘坐舒适性恶化。另一方面，根据降低胎侧部的刚性以吸收来自路面的凸凹(irregularity)的输入从而提高乘坐舒适性的技术，驾驶稳定性恶化。
为了使这些相冲突的性能彼此相容，已经提出了许多用于增强在轮胎被安装在车辆上的状态下轮胎的车辆外侧部的刚性的不对称构造和结构。然而，这些构造或结构都不能令人满意。
本发明的目的是提供一种能够通过增大安装在车辆上的轮胎的车辆内侧部的刚性而有效地使所述相冲突的性能、即驾驶稳定性和乘坐舒适性彼此相容的充气轮胎。
用于解决问题的方案
由于发明人所进行的各种实验和研究，已知下述事实。
在使直线行驶中的非常小的转向角(steering angle)时的驾驶稳定性或乘坐舒适性恶化的外部因素中的最大的因素是致使行驶的车辆在上下方向或横向(左右方向)振动的路面的凸凹。
当将路面的凸凹碰撞被安装在车辆上的轮胎的车辆外侧部的情况与路面的凸凹碰撞同一轮胎的车辆内侧部的情况相比较时，假设两种情况下的凸凹的大小相同，由于大多数车辆中的车轮安装支撑部(车轮的毂表面)以偏置(offset)方式设置，所以被安装在车辆上的轮胎的被施加较大比例的载荷的车辆外侧部比轮胎的车辆内侧部接收更大的振动。因此，设想抑制输入到被安装在车辆上的轮胎的车辆外侧部的振动比抑制输入到同一轮胎的车辆内侧部的振动更有效。
在考虑了上述事实而构思出的本发明的第一方面中，一种充气轮胎，其包括：一对胎圈芯；胎体，该胎体延伸跨过一对胎圈芯，并且胎体的各端部绕胎圈芯卷起；胎圈填胶(beadfiller)，该胎圈填胶被设置在胎体的从一个胎圈芯延伸到另一个胎圈芯的主体与胎体的绕胎圈芯卷起的卷起部之间，胎圈填胶从胎圈芯朝向径向外侧延伸；带束，该带束被设置在胎体的胎冠区域的外周侧；胎面胶，该胎面胶被布置在带束的外周侧；以及胎侧胶，该胎侧胶被布置在胎体的宽度方向外侧；其中，片状的车辆内侧胎圈护胶片(bead filler sheet)以如下方式被设置在当轮胎被安装在车辆上时位于车辆内侧的轮胎侧部：胎圈护胶片从轮胎径向内侧朝向轮胎径向外侧布置，使得当轮胎被安装在车辆上时位于轮胎的车辆内侧的轮胎侧部的刚性比当轮胎被安装在车辆上时位于车辆外侧的轮胎侧部的刚性大。在本发明中，“被设置在当轮胎被安装在车辆上时位于车辆内侧的轮胎侧部”不仅表示胎圈护胶片设置在胎体的外表面，还表示胎圈护胶片设置在胎侧胶的径向外侧的位置。
接着，将对根据本发明的第一方面的充气轮胎的操作进行说明。
在根据本发明的第一方面的充气轮胎中，车辆内侧胎圈护胶片为了加强的目的而被设置在当轮胎被安装在车辆上时位于车辆内侧的轮胎侧部。因此，能够使位于车辆内侧的轮胎侧部的刚性比位于车辆外侧的轮胎侧部的刚性大。
在车辆中，在转弯状态下，沿正向作用的横向力被施加车辆外侧车轮上。因此，通过预先使该车轮设定为具有负外倾角，可以保证转弯状态下的良好的接地性。
在根据本发明的第一方面的充气轮胎被用于前轮的情况下，被安装在车辆上的轮胎的胎面的车辆内侧部在车辆内侧部接地时的接地压力大于胎面的车辆外侧部在车辆外侧部接地时的接地压力，从而可以将驾驶员欲施加的转向力(steeringforce)容易地传递到路面并提高了驾驶稳定性。
此外，使车辆外侧的轮胎侧部的刚性比车辆内侧的轮胎侧部的刚性小，即，车辆外侧的接收相对较大的来自路面的凸凹的输入的轮胎侧部的刚性的增大被抑制，从而可以减轻对轮胎及最终对车辆引起的振动。
此外，在上述充气轮胎中，车辆内侧胎圈护胶片被额外地安装到生胎制品中就就足够了。因此，不需要为本发明制备新模具并且使用已有的模具就足够了。
在本发明的第二方面中，本发明的第一方面的充气轮胎的特征在于，片状的车辆外侧胎圈护胶片以如下方式被设置在当轮胎被安装在车辆上时位于车辆外侧的轮胎侧部：胎圈护胶片从轮胎径向内侧朝向轮胎径向外侧布置，以及假设轮胎内侧胎圈护胶片的从经过用于测量轮胎截面高度的轮辋直径线并且平行于轮胎中心轴线的基准线到车辆内侧胎圈护胶片的轮胎径向上的外端的、从基准线朝向轮胎径向外侧测量的高度是H1，并且车辆外侧胎圈护胶片的从基准线到车辆外侧胎圈护胶片的轮胎径向上的外端的从基准线朝向轮胎径向外侧测量的高度是H2，则H1/H2在105％到160％的范围内。
接着，将描述根据本发明的第二方面的充气轮胎的操作。
在根据本发明的第二方面的充气轮胎中，通过将H1/H2设定在105％至160％的范围内，可以获得高驾驶稳定性。在H1/H2小于105％的情况下，车辆内侧的轮胎侧部的刚性没有被足够地增强，由此驾驶稳定性没有被足够地提高。
在H1/H2大于160％的情况下，车辆内侧的轮胎侧部的刚性过高，从而使乘坐舒适性恶化。
在本发明的第三方面中，本发明的第二方面的充气轮胎的特征在于，车辆内侧胎圈护胶片和车辆外侧胎圈护胶片分别由橡胶形成，并且车辆内侧胎圈护胶片的橡胶硬度大于车辆外侧胎圈护胶片的橡胶硬度。
接着，将描述根据本发明的第三方面的充气轮胎的操作。
在根据本发明的第三方面的充气轮胎中，通过将车辆内侧胎圈护胶片的橡胶硬度设定为大于车辆外侧胎圈护胶片的橡胶硬度，可以增强车辆内侧的轮胎侧部的刚性，从而能够获得良好的驾驶稳定性。
在本发明的第四方面中，本发明的第二或第三方面的充气轮胎的特征在于，车辆内侧胎圈护胶片和车辆外侧胎圈护胶片由与胎圈填胶的橡胶同类型的橡胶形成。
接着，将描述根据本发明的第四方面的充气轮胎的操作。
在根据本发明的第四方面的充气轮胎中，通过用与胎圈填胶的橡胶同类型的橡胶形成车辆内侧胎圈护胶片和车辆外侧胎圈护胶片，可以增强轮胎侧部的刚性。此外，由于在生产中不需要增加橡胶种类的类型数量，所以可以降低成本。
发明的效果
如上所述，根据本发明的轮胎，可以获得使驾驶稳定性的提高和乘坐舒适性的提高彼此相容的优异效果。
附图说明
图1是沿根据本发明的一实施方式的充气轮胎的中心轴线截取的剖视图。
图2是沿根据本发明的另一实施方式的充气轮胎的中心轴线截取的剖视图。
附图标记说明
10    充气轮胎
12    胎圈部
14    胎圈芯
16    胎体
18    带束
24    胎面胶
28    胎侧胶
30    胎圈填胶
32IN  车辆内侧胎圈护胶片
32OUT 车辆外侧胎圈护胶片
具体实施方式
下面，将参照附图详细描述根据本发明的实施方式的充气轮胎10。
如图1的沿轮胎宽度方向的剖视图所示，本实施方式的组装有轮辋11的充气轮胎10的径向结构包括：一对胎圈部12；胎体16，其由至少一层(本实施方式中为一层)以环状延伸跨过该对胎圈部12的胎体帘布层构成，使胎体帘布层的各端部绕胎圈芯14卷起(turn up)；带束18，其由多层带束层形成并且被设置在胎体16的胎冠区域的外周侧；带束加强层20，其设置在带束18的外周侧的各个侧部处；胎面胶24，其在带束加强层20的外周侧形成位于胎面部22；胎侧部26；以及胎侧胶28，其布置在胎体16的外表面侧，以形成胎圈部12的外侧面。
附图标记11A表示设置在轮辋11上的轮辋凸缘。图1中的箭头“外”表示在轮胎被安装在车辆上的状态下位于车辆外侧的轮胎部分，箭头“内”表示在同样的状态下位于车辆内侧的轮胎部分。
朝向胎圈芯14的轮胎径向外侧延伸的胎圈填胶30设置在胎体16的跨设在一个胎圈芯14和另一个胎圈芯14之间的主体16A和胎体16的绕对应的胎圈芯14卷起以闭合胎体的对应的端部的各卷起部16B之间。胎圈填胶30的厚度朝向轮胎径向外侧逐渐减小。
胎圈填胶30由橡胶硬度比胎侧胶28的橡胶硬度高的橡胶形成。
车辆内侧胎圈护胶片32IN被安装到车辆内侧的轮胎侧部，使得车辆内侧胎圈护胶片被牢固地粘着到胎体16的外表面。车辆外侧胎圈护胶片32OUT被安装到车辆外侧的轮胎侧部，使得车辆外侧胎圈护胶片被牢固地粘着到胎体16的外表面。
车辆内侧胎圈护胶片32IN和车辆外侧胎圈护胶片32OUT均具有恒定的厚度并且均由具有高硬度的橡胶形成。优选地，构成车辆内侧胎圈护胶片32IN和车辆外侧胎圈护胶片32OUT的橡胶分别是与构成胎圈填胶30的橡胶同类型的橡胶。在本实施方式中，构成车辆内侧胎圈护胶片32IN的橡胶和构成车辆外侧胎圈护胶片32OUT的橡胶与构成胎圈填胶30的橡胶相同。
车辆内侧胎圈护胶片32IN和车辆外侧胎圈护胶片32OUT的厚度优选地均在0.5mm至2.0mm的范围内，且胎侧胶28的厚度优选地在1.5mm至6.0mm的范围内。
车辆内侧胎圈护胶片32IN的在轮胎径向上的内端和车辆外侧胎圈护胶片32OUT的在轮胎径向上的内端分别位于邻近的胎圈填胶30的在轮胎径向上的外端的轮胎径向内侧的位置。
由此，车辆内侧胎圈护胶片32IN的轮胎径向内侧的一部分和车辆外侧胎圈护胶片32OUT的轮胎径向内侧的一部分分别借助于胎体16的卷起部16B与邻近的胎圈填胶30的轮胎径向外侧的一部分重叠。
因此，特别地，胎圈部12的刚性得到了增强，由此提高了驾驶稳定性。
假设轮胎截面高度是SH，车辆内侧胎圈护胶片的从经过用于测量轮胎截面高度SH并且平行于轮胎中心轴线的轮辋直径线的基准线L到车辆内侧胎圈护胶片32IN的轮胎径向外端的、从基准线L朝向轮胎径向外侧测量高度是H1，并且车辆外侧胎圈护胶片的从基准线L到车辆外侧胎圈护胶片32OUT的轮胎径向外端的高度是H2，则车辆内侧胎圈护胶片的高度H1小于轮胎截面高度SH且大于车辆外侧胎圈护胶片的高度H2。
在本实施方式中，车辆内侧胎圈护胶片的高度H1优选地被设定在轮胎截面高度SH的50％至70％的范围内，并且H1/H2优选地被设定在105％至160％的范围内。
假设从基准线L到车辆内侧胎圈护胶片32IN的轮胎径向内端的距离是h1，且从基准线L到车辆外侧胎圈护胶片32OUT的轮胎径向内端的距离是h2，则在本实施方式中h1＝h2。
车辆内侧胎圈护胶片被布置成覆盖轮胎的最大宽度位置的附近。
因此，能够吸收行驶车辆的上下方向上的运动，并且增强了横向和扭转方向(torsional direciton)的刚性，由此提高了驾驶稳定性。
(操作)
接着，将描述本实施方式的充气轮胎10的操作。在本实施方式的充气轮胎10中，车辆内侧胎圈护胶片32IN被设置在当轮胎被安装在车辆上时位于车辆内侧的轮胎侧部，车辆外侧胎圈护胶片32OUT被设置在当轮胎被安装在车辆上时位于车辆外侧的轮胎侧部，车辆内侧胎圈护胶片的高度H1被设定在轮胎截面高度SH的50％至70％的范围内，并且H1/H2优选地被设定在105％至160％的范围内，使得车辆内侧的轮胎侧部的刚性比车辆外侧的轮胎侧部的刚性高。
结果，在作为接收了来自路面的凸凹的较大输入的车辆外侧的轮胎侧部的刚性的增大被抑制的状态下，驾驶员要施加的转向力可以被容易地传递到路面，由此能够减轻对轮胎以及最终对车辆引起的振动。
在车辆内侧胎圈护胶片的高度H1小于轮胎截面高度SH的50％的情况下，车辆内侧的轮胎侧部的刚性没有被足够地增强，从而驾驶稳定性没有被足够地提高。
在车辆内侧胎圈护胶片的高度H1大于轮胎截面高度SH的70％的情况下，车辆内侧的轮胎侧部的刚性过高，由此使乘坐舒适性恶化。
接着，在H1/H2小于105％的情况下，车辆内侧的轮胎侧部的刚性没有被足够地增强，从而驾驶稳定性没有被足够地提高。
在H1/H2大于160％的情况下，车辆内侧的轮胎侧部的刚性过高，由此使乘坐舒适性恶化。
[其他实施方式]
尽管在该实施方式的充气轮胎10中设置了车辆内侧胎圈护胶片32IN和车辆外侧胎圈护胶片32OUT，但根据应用可以省略车辆外侧胎圈护胶片32OUT，如图2所示。
此外，尽管在该实施方式的充气轮胎10中，分别构成车辆内侧胎圈护胶片32IN和构成车辆外侧胎圈护胶片32OUT的橡胶是同类型或同种类的橡胶，但是可以使构成车辆内侧胎圈护胶片32IN的橡胶的硬度大于构成车辆外侧胎圈护胶片32OUT的橡胶的硬度。结果，进一步增强了车辆内侧的轮胎侧部的刚性，从而可以进一步提高驾驶稳定性。
实施例1
为了确认本发明的效果，制备：一种传统例的充气轮胎、两种比较例的充气轮胎、两种应用了本发明的实施例的充气轮胎。这些轮胎均被实际安装在车辆上并接受行驶试验，并且在这些轮胎之间比较驾驶稳定性和乘坐舒适性。
具体地，传统例的轮胎具有没有布置胎圈护胶片的结构，实施例1的轮胎具有如图2所示的结构，实施例2的轮胎具有如图1所示的结构，比较例1的轮胎具有车辆外侧胎圈护胶片和车辆内侧胎圈护胶片被布置成分别具有相同的长度的结构，比较例2的轮胎具有胎圈填胶的轮胎径向上的外端位于胎体的卷起部的轮胎径向上的外端的轮胎径向外侧的结构。
在传统例和比较例1和2中，它们的除胎圈填胶和胎圈护胶片之外的结构不需要改变，由此根据实施例的轮胎而被分别制备。
由以下方法进行试验：在包括具有较长直线部分的圆形跑道和具有从缓弯到急弯范围的弯道的操纵评价(handling-evalution)跑道的试验跑道上，以驾驶员通常在公路上经历的从较低速度到100km/h范围内的速度来行驶试验车辆；并且通过专业的试验驾驶员的感觉评价来评价驾驶稳定性(操纵响应)和乘坐舒适性。
试验条件如下：
轮胎尺寸：225/55R17
轮辋尺寸：7.5J×17
试验车辆：丰田自动车株式会社(TOYOTA MOTOR)制造的“Celsior”
轮胎气压：220kPa(前轮和后轮都是该气压)
评价结果示出于下面的表1。满分是10分且分数越高表示性能越好。
[表1]
从试验结果可知，与传统例的轮胎和比较例1和2的轮胎相比，应用了本发明的实施例的充气轮胎在驾驶稳定性和乘坐舒适性方面都呈现出提高。

Claims (3)

1.一种充气轮胎，其包括：
一对胎圈芯；
胎体，该胎体延伸跨过所述一对胎圈芯，并且所述胎体的各端部绕所述胎圈芯卷起；
胎圈填胶，该胎圈填胶被设置在所述胎体的从一个胎圈芯延伸到另一个胎圈芯的主体与所述胎体的绕所述胎圈芯卷起的卷起部之间，所述胎圈填胶从所述胎圈芯朝向径向外侧延伸；
带束，该带束被设置在所述胎体的胎冠区域的外周侧；
胎面胶，该胎面胶被布置在所述带束的外周侧；以及
胎侧胶，该胎侧胶被布置在所述胎体的宽度方向外侧；
其中，片状的车辆内侧胎圈护胶片以如下方式被设置在当轮胎被安装在车辆上时位于车辆内侧的轮胎侧部：所述胎圈护胶片从轮胎径向内侧朝向轮胎径向外侧布置，使得当所述轮胎被安装在车辆上时位于所述轮胎的所述车辆内侧的轮胎侧部的刚性比当所述轮胎被安装在车辆上时位于车辆外侧的轮胎侧部的刚性大；
片状的车辆外侧胎圈护胶片以如下方式被设置在当所述轮胎被安装在车辆上时位于所述车辆外侧的轮胎侧部：所述胎圈护胶片从轮胎径向内侧朝向轮胎径向外侧布置，以及
假设所述轮胎内侧胎圈护胶片的从经过用于测量轮胎截面高度的轮辋直径线并且平行于轮胎中心轴线的基准线到所述车辆内侧胎圈护胶片的轮胎径向上的外端的、从所述基准线朝向轮胎径向外侧测量的高度是H1，并且所述车辆外侧胎圈护胶片的从所述基准线到所述车辆外侧胎圈护胶片的轮胎径向上的外端的从所述基准线朝向轮胎径向外侧测量的高度是H2，则H1/H2在105％到160％的范围内；
所述车辆内侧胎圈护胶片和所述车辆外侧胎圈护胶片仅由与所述胎圈填胶的橡胶同类型的橡胶形成。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述车辆内侧胎圈护胶片和所述车辆外侧胎圈护胶片分别由橡胶形成，并且所述车辆内侧胎圈护胶片的橡胶硬度大于所述车辆外侧胎圈护胶片的橡胶硬度。
3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述车辆内侧胎圈护胶片被布置成覆盖轮胎的最大宽度位置的附近。
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