CN102026827B

CN102026827B - 充气轮胎

Info

Publication number: CN102026827B
Application number: CN2010800015223A
Authority: CN
Inventors: 余合勇人; 新开明彦
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2009-05-29
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2030-02-25
Also published as: WO2010122840A1; JP2010274853A; US20110048600A1; US9193216B2; CN102026827A; EP2289713A4; EP2289713B1; JP4527180B1; EP2289713A1

Abstract

本发明提供一种充气轮胎，其在胎面的中央部设置沿轮胎圆周方向延伸的中间肋部(6)，在该充气轮胎中，中间肋部(6)的宽度(Rw)是接地宽度(Cw)的10％以上，将沿着轮胎径向形成在中间肋部(6)上的界面(10)作为边界，在车辆外侧配置拉伸模量相对较高的外侧橡胶(5o)，在车辆内侧配置拉伸模量相对较低的内侧橡胶(5i)，外侧橡胶(5o)的300％拉伸模量Mo以及橡胶硬度Ho、和内侧橡胶(5i)的300％拉伸模量Mi以及橡胶硬度Hi满足(Mo-Mi)/Mo≥0.15、-3°≤Ho-Hi≤+3°的关系。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种在胎面的中央部设置有沿轮胎周向延伸的中间肋部(center rib)的充气轮胎。

背景技术

在上述具有中间肋部的充气轮胎中，由于胎面中央部的刚性提高，因此具有下述趋势，即，在激烈程度(severity)(行驶苛刻度)较低的条件下，行驶稳定，从直线行驶进行车道变换时的操纵稳定性(下面，称为“车道变换稳定性”)提高。另一方面，如果将中间肋部加宽而不必要地提高刚性，则在极限转弯时及制动时等激烈程度较高的条件下，由于相对于路面的接地性存在损失，从而无法得到充分的抓地力，转弯时的操纵稳定性(下面称为“转弯稳定性”)及制动性能恶化。

总之，存在下述趋势，即，如果使中间肋部变窄，则车道变换稳定性降低，如果使中间肋部变宽，则转弯稳定性及制动性能降低，这两者相对于中间肋部的宽度具有不可兼得的关系。通常，由于在接地宽度较宽的轮胎及低扁平的轮胎中，根据与胎面其它区域之间的相对关系，中间肋部容易变宽，因此，有可能产生转弯稳定性及制动性能的恶化。对此，考虑利用细槽或细缝进行分割、或使用柔性的橡胶配合而使中间肋部低刚性化的对策，但在该情况下，损失了车道变换稳定性。

然而，在下述的专利文献1中所记载的充气轮胎中，在轮胎宽度方向上将胎寇分割为两部分，使车辆外侧的橡胶的弹性率为12～16MPa，使车辆内侧的橡胶的弹性率为7～11MPa，这是为了利用车辆外侧的橡胶而提高在干燥路面上转弯时的操纵稳定性，利用车辆内侧的橡胶而提高乘坐舒适性以及在潮湿路面上的操纵稳定性。即，在该轮胎中，试图使车辆外侧较硬，使车辆内侧较软，为了实现该意图，而仅仅使用弹性率(储存弹性系数E’)不同的橡胶。因此，在实际的轮胎中，必然在车辆外侧配置高硬度的橡胶，在车辆内侧配置低硬度的橡胶(参照专利文献1的表1、2)。

为了兼顾车道变换稳定性、转弯稳定性以及制动性能，重要的是，在维持中间肋部的刚性的同时，改善在激烈程度较高的条件下的中间肋部的接地性，但是专利文献1没有示出任何用于该问题的解决方法。假如在上述轮胎中，在胎面的中央部设置中间肋部，在该中间肋部的中央位置形成弹性率不同的橡胶的界面，也会由于在车辆外侧和车辆内侧的橡胶硬度之差较大，中间肋部产生刚性变动，因此，有可能使车道变换稳定性降低，上述的矛盾现象没有解决。

专利文献1：日本特表2002-532330号公报

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种充气轮胎，其可以在确保车道变换稳定性的同时，发挥优异的转弯稳定性及制动性能。

本发明人注意到：在轮胎的接地面上，作用有朝向中心部的力(面内收缩力)，中间肋部位移较少，难以变形。然后，在仔细反复研究之后，发现了特别是变形较小的区域沿着轮胎直径方向形成于中间肋部上，此外，发现了通过在该变形较小的区域中形成拉伸模量(JISK620001)不同的橡胶的界面，就可以促进中间肋部的接地面侧的变形。本发明就是基于这样的认识而实现的，通过如下所述的结构，可以实现上述目的。

即，本发明所涉及的充气轮胎是在胎面的中央部设置有沿着轮胎圆周方向延伸的中间肋部的充气轮胎，其中，所述中间肋部的宽度是接地宽度的10％以上，以沿着轮胎直径方向而在所述中间肋部上形成的界面作为边界，在车辆外侧配置拉伸模量相对较高的外侧橡胶，在车辆内侧配置拉伸模量相对较低的内侧橡胶，所述外侧橡胶的300％拉伸模量Mo以及橡胶硬度Ho、和所述内侧橡胶的300％拉伸模量Mi以及橡胶硬度Hi满足(Mo-Mi)/Mo≥0.15、-3°≤Ho-Hi≤+3°的关系。

在本发明中，由于中间肋部的宽度是接地宽度的10％以上，因此，中间肋部适当地扩宽，从确保车道变换稳定性的方面出发是有利的。而且，由于将形成在中间肋部上的界面作为边界而配置拉伸模量不同的橡胶，所以促进中间肋部的接地面侧的变形，改善极限转弯时及制动时的中间肋部的接地性，可以得到充分的抓地力。为了可靠地实现上述变形促进作用，设定外侧橡胶和内侧橡胶之间的拉伸模量差(Mo-Mi)为外侧橡胶的300％拉伸模量Mo的15％以上。而且，在本发明中，无论如何积极地设置拉伸模量，只要使外侧橡胶和内侧橡胶之间的硬度差(Ho-Hi)落在±3°以内，就可以抑制中间肋部的刚性变动。其结果，可以在确保车道变换稳定性的同时，发挥优良的转弯稳定性及制动性能。

接地宽度如下所示，是在向安装于正常轮辋上的轮胎填充正常内压并放置在平坦的路面上，对该轮胎施加相当于最大负载能力的88％的负载时，在接地面的圆周方向中心部与沿轮胎轴向的最外侧位置之间的距离。正常轮辋是在包括基于轮胎的标准在内的标准体系中，该标准针对各种轮胎所确定的轮辋，例如，如果是JATMA，则为标准轮辋，如果是TRA，则为“Design Rim”，或者如果是ETRTO，则为“Measuring Rim”。另外，正常内压是在包括基于轮胎的标准在内的标准体系中，该标准针对各种轮胎所确定的气压，如果是JATMA，则为最高气压，如果是TRA，则为在表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUSCOLD INFLATION PRESSURES”中所记载的最大值，如果是ETRTO，则为“INFLATION PRESSURE”。

在本发明中，优选在所述中间肋部的界面区域中包含所述中间肋部的中央位置。由于中间肋部的变形较小的区域特别地易于形成在中间肋部的中央位置处，因此，通过如上所述设定界面区域，可以可靠地实现对于中间肋部的变形促进作用，有效地提高转弯稳定性及制动性能。

在本发明中，优选所述中间肋部的界面区域的宽度为所述中间肋部的宽度的25％以上。根据这样的结构，可以对于中间肋部保持变形促进作用，同时确保界面的粘接区域而防止界面破裂，因此，从确保耐久性的方面出发是有利的。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的充气轮胎的一个例子的轮胎子午线剖面图。

图2是图1的要部放大图。

图3是概略表示中间肋部的剖面中变形分布的轮廓图。

图4是用于与本发明进行比较而示出的单层中间肋部中的变形分布的轮廓图。

图5是用于与本发明进行比较而示出的单层中间肋部中的变形分布的轮廓图。

图6是本发明的其它实施方式的中间肋部的剖面图。

图7是本发明的其它实施方式的中间肋部的剖面图。

图8是本发明的其它实施方式的中间肋部的剖面图。

图9是本发明的其它实施方式的中间肋部的剖面图。

标号说明

1 胎圈部

2 胎侧部

3 胎面部

4 胎体层

5 胎面橡胶

5i 内侧橡胶

5o 外侧橡胶

6 中间肋部

6c 中央位置

10 界面

Aw 界面区域的宽度

Cw 接地宽度

Rw 中间肋部的宽度

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。图1是表示本发明所涉及的充气轮胎的一个例子的轮胎子午线剖面图，图2是其要部放大图。充气轮胎T具有：一对胎圈部1；胎侧部2，其从各个该胎圈部1向轮胎径向外侧延伸；以及胎面部3，其与该胎侧部2的各个轮胎径向外侧端相连接。该轮胎T是安装方向指定型的轮胎，在向轮辋20安装时，指定了轮胎的左右哪一个面面向车辆外侧。

胎体层4由架设于一对胎圈部1之间的帘布层构成，在该胎面部3的外周配置有胎面橡胶5。充气轮胎T的轮胎构造为，如果去除下面详细说明的胎面橡胶5的构造，则与现有技术相同，当前公知的材料及形状等都可以在本发明中采用，而没有特别限制。虽然省略了图示，但是在胎面部3中，在胎体层4的外周层叠有由内外层叠的两片带状帘布层构成的带层，进而在带层的外周层叠有带加强层。

在胎面的中央部上，设置有沿轮胎圆周方向延伸的中间肋部6。中间肋部6设置在以轮胎赤道CL为基准而左右两侧分别为接地宽度Cw的10％(合计为20％)的区域内。中间肋部6的宽度Rw设定为接地宽度Cw的10％以上。由此，中间肋部6适当地扩宽，从确保车道变换稳定性的方面出发是有利的。该肋部宽度Rw在与接地宽度Cw相同的测定条件下在接地面上进行测量，最多为接地宽度Cw的20％以下。

胎面橡胶5由拉伸模量不同的两种橡胶5o、5i构成，具有在轮胎宽度方向上分割的构造。作为其分割面的界面10沿轮胎径方形成在中间肋部6中，以该界面10为边界，在车辆外侧配置拉伸模量相对较高的外侧橡胶5o，在车辆内侧配置拉伸模量相对较低的内侧橡胶5i。即，外侧橡胶5o的拉伸模量Mo和内侧橡胶5i的拉伸模量Mi满足Mo＞Mi的关系，该情况从确保转弯稳定性的方面出发是有利的。

在本发明中，该拉伸模量Mo、Mi设定为满足(Mo-Mi)/Mo≥0.15的关系，而且外侧橡胶5o的橡胶硬度Ho和内侧橡胶5i的橡胶硬度Hi设定为满足-3°≤Ho-Hi≤+3°的关系。拉伸模量Mo、Mi是基于JISK6251在25℃下测定的300％拉伸模量，橡胶硬度Ho、Hi是利用JISK6253的杜罗回跳式硬度实验设备(类型A)在25℃下测定出的橡胶硬度。

通过将界面10设定在中间肋部6中，从而在接地时，如图3所示，可以促进中间肋部6的接地面侧的变形。与此相对，在中间肋部6由单层的外侧橡胶5o构成的情况下(图4)、相同地由单层的内侧橡胶5i构成的情况下(图5)，沿轮胎径向形成难以变形的区域。即，在单层的中间肋部变形较小的区域中形成拉伸模量不同的橡胶的界面10的情况下，如图3所示，促进中间肋部6的接地面侧的变形。

在此，图3～5是中间肋部的剖面的变形振幅的轮廓图，在颜色较淡的区域中变形振幅较大，表示促进了变形。另外，该变形振幅是在整体坐标系中的“前后-宽度方向”的剪切变形的振幅，该“前后-宽度方向”与轮胎胎体上的局部坐标系中的“圆周-子午线方向”一致。作用于轮胎T的中间肋部6中央部的变形振幅大约为2％以下，但在这种变形振幅较小的区域(～约3％)中，由于通常存在变形振幅越大tanδ(损耗系数)就越大的趋势(例如，参照日本橡胶协会“新版ゴム技術の基礎”第84页的图4.15(b))，因此，可以通过促进变形而提高抓地力。

由此，由于在该轮胎T中，在极限转弯时及制动时，促进中间肋部6的接地面侧的变形，改善接地性而得到充分的抓地力，因此，可以发挥优良的转弯稳定性及制动性能。在本发明中，为了可靠地产生这种变形促进作用，将外侧橡胶5o和内侧橡胶5i之间的拉伸模量差(Mo-Mi)设定为外侧橡胶5o的拉伸模量Mo的15％以上，更优选为25％以上。如果拉伸模量差(Mo-Mi)不到拉伸模量Mo的15％，则在中间肋部6中无法适当地促进变形，难以充分地得到上述的改善效果。

这样，由于针对外侧橡胶5o和内侧橡胶5i设置超过规定的拉伸模量差，所以即使将肋部宽度Rw设定为接地宽度Cw的10％以上，仅此确保车道变换稳定性，但并不足够。因此，在本发明中，一边积极地针对外侧橡胶5o和内侧橡胶5i设置拉伸模量差，一边使它们的硬度差(Ho-Hi)落在±3°以内，从而抑制中间肋部6的刚性变动。其结果，可以在确保车道变换稳定性的同时，发挥优良的转弯稳定性及制动性能。

如图4、5所示的变形较小的区域，存在形成于中间肋部6的中央位置6C附近的趋势。因此，优选中央位置6C包含在中间肋部6的界面区域中。该界面区域是中间肋部6中从界面10的外周端至内周端的区域，是具有图2所示的宽度Aw的区域。此外，优选在界面区域包含轮胎赤道CL。

即使是在与轮胎径向平行地形成界面10的情况下，虽然可以得到中间肋部6的变形促进作用，但在该情况下，在界面10周边的耐久性存在问题，因此，优选使中间肋部6的界面区域的宽度Aw为肋部宽度Rw的25％以上，确保界面10的粘接区域。但是，在中间肋部6中向变形困难的区域的宽度方向的扩宽存在限制，因此，优选该宽度Aw为肋部宽度Rw的75％以下。

在本实施方式中，由于界面10相对于轮胎径向倾斜且直线延伸，因此，可以适当地确保界面区域的宽度Aw，更可靠地促进中间肋部6的接地面侧的变形。在该界面10的上下方向上，在接地面侧配置内侧橡胶5i，但也可以使界面10的倾斜方向相反而使得外侧橡胶5o配置在接地面侧，在该情况下也可以得到相同的效果。

外侧橡胶5o的拉伸模量Mo例如为10～20MPa，内侧橡胶5i的拉伸模量Mi例如为5～15MPa。此外，在确保车道变换稳定性的基础上，优选外侧橡胶5o的橡胶硬度Ho及内侧橡胶5i的橡胶硬度Hi分别为70～80°。

本发明并不限定于上述实施方式，可以在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种改良变更。本发明的充气轮胎所具有的胎面花纹，只要具有上述中间肋部即可，并没有特别的限制，可以是对称图案及不对称图案中任意一种。

根据本发明的充气轮胎，即使在由于设计上的理由等使中间肋部的宽度变大的情况下，也因为发现了上述所示的作用效果并进行了处理，因此，对于扁平率较低的轮胎特别有效。

其它实施方式

(1)在本发明中，也可以如图6所示，将外侧橡胶5o和内侧橡胶5i的内周侧部分一体化。根据这样的结构，可以良好地提高在激烈程度比较高的极限转弯时的操纵稳定性。该界面10的界面区域只要设定为具有宽度Aw的区域即可。即使在如图7所示使界面10的倾斜角度相反的情况下，也可以得到相同的效果，此外，也可以如图8所示，形成内侧橡胶5i和外侧橡胶5o的内周侧部分一体化的构造。

(2)图9是界面10在轮胎子午线剖面上呈大致S字状的例子，该界面10在外周端和内周端之间的中间具有弯曲部。如图4、5所示，变形较小的区域存在成为大致S字状的趋势，特别是中间肋部6的宽度越大，该趋势就越显著，因此，通过沿着该形状设定界面10，可以提高变形促进作用而有效地改善转弯稳定性及制动性能。此外，该构造从确保界面10的粘接区域的方面出发是有利的。

(3)优选在中间肋部上，不形成横切中间肋部的细槽(切口、狭缝)或细缝。但是，如果不划分中间肋部且不干涉界面，则即使形成细槽或细缝也没有问题。

(4)在本发明中，只要在中间肋部上形成上述界面即可，可以在中间肋部之外的接地部上设定分割面，利用三种以上的橡胶构成胎面橡胶。

实施例

下面，对具体地示出本发明的结构和效果的实施例进行说明。此外，轮胎的各性能评价如下所示进行。

(1)操纵稳定性

在安装在19×9J的轮辋上，填充260kPa左右的气压，除了驾驶员外还有一人(共计两人)乘坐在实际车辆上(日本产3000cc)上的负载条件下，对车道变换稳定性和转弯稳定性进行感官评价(满分为10分)。对于前者，在高速转弯测试道路的平坦直线部分上，在从以100～150km/h直线前进进行车道变换行驶时，对转向性及响应性进行评价。对于后者，在具有多个转弯半径各不相同的转角的转向操纵测试道路上，在重点置于极限性能的高激烈程度行驶时，对抓地力及稳定性进行评价。两者都是以将现有例作为100的指数进行表示，数值越大则表示性能越良好。

(2)制动性能

在安装在19×9J的轮辋上，填充260kPa左右的气压，除了驾驶员外还有一人(共计两人)乘坐在实际车辆上(日本产3000cc)上的负载条件下，测定在干燥路面上将速度从100km/h降到0km/h时的制动距离，计算其倒数。以将现有例作为100的指数进行表示，数值越大则表示性能越良好。

各例的试制轮胎的轮胎尺寸全都是265/35R1998Y，具有图1所示的轮胎结构。但是，现有例仅具有在中间肋部上不形成界面的单层胎面橡胶。此外，在实施例3中，如图9所示，界面形成为大致S字状。在表1中示出胎面橡胶的拉伸模量、橡胶硬度及各宽度尺寸，在表2中示出评价结果。

(表1)

(表2)

在对比例1中，由于外侧橡胶与内侧橡胶相比拉伸模量较低，因此无法确保转弯稳定性。在对比例2中，由于外侧橡胶和内侧橡胶之间的拉伸模量差较小，因此认为对中间肋部的变形促进作用不充分。在对比例3中，由于外侧橡胶和内侧橡胶之间的硬度差较大，所以在中间肋部产生刚性变动，无法确保车道变换稳定性。在对比例4中，由于无法充分确保中间肋部的宽度，因此无法确保车道变换稳定性。与此相对，在实施例1至3中，可以在确保车道变换稳定性的同时发挥优良的转弯稳定性及制动性能。

Claims

1.一种充气轮胎，其在胎面的中央部设置沿着轮胎圆周方向延伸的中间肋部，

其特征在于，

所述中间肋部的宽度是接地宽度的10％以上，将沿着轮胎径向形成在所述中间肋部上的界面作为边界，在车辆外侧配置拉伸模量相对较高的外侧橡胶，在车辆内侧配置拉伸模量相对较低的内侧橡胶，

所述外侧橡胶的300％拉伸模量Mo以及橡胶硬度Ho、和所述内侧橡胶的300％拉伸模量Mi以及橡胶硬度Hi满足

(Mo-Mi)/Mo≥0.15

-3°≤Ho-Hi≤+3°

的关系。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

在所述中间肋部的界面区域中包含所述中间肋部的中央位置。

3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

所述中间肋部的界面区域的宽度为所述中间肋部的宽度的25％以上。

4.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

该充气轮胎满足(Mo-Mi)/Mo≥0.25的关系。

5.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

所述外侧橡胶的300％拉伸模量Mo为10～20MPa，所述内侧橡胶的300％拉伸模量Mi为5～15MPa。

6.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

所述外侧橡胶的橡胶硬度Ho及所述内侧橡胶的橡胶硬度Hi分别为70～80°。

7.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

将所述外侧橡胶与所述内侧橡胶的内周侧部分一体化。

8.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

所述界面在轮胎子午线剖面中呈大致S字状，在外周端和内周端的中间具有弯曲部。