CN102463850A

CN102463850A - 充气轮胎

Info

Publication number: CN102463850A
Application number: CN2011103437308A
Authority: CN
Inventors: 濑川政弘
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2011-11-03
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2031-11-03
Also published as: CN102463850B; JP5463264B2; EP2452835A1; EP2452835B1; US20120118462A1; JP2012106529A

Abstract

本发明提供一种不损害磨损性能和操纵稳定性能而能够提高湿地制动性能的充气轮胎。设在胎面部(3)的胎面胶10具备：顶部胶(12)，其构成接底面；基础胶(11)，其配置在顶部胶(12)的内周侧；缓冲胶(13)，其由存储弹性模量E’小于顶部胶(12)和基础胶(11)的橡胶形成。在作为胎面宽度方向中央侧的中心区域，顶部胶(12)具有从接地面贯通至胎面胶(10)的底面的贯通部分(12a)，基础胶(11)通过贯通部分(12a)形成末端。缓冲胶(13)从胎面胶(10)的侧面沿着基础胶(11)向中心区域延伸，并从该基础胶(11)的末端部(11a)附近向外周侧弯曲到达接地面。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种不损害磨损性能和操纵稳定性能而能够提高湿地制动性能的充气轮胎。

背景技术

众所周知在提高湿路面上的制动性能(以下称为湿地制动性能)的方法中有通过增大胎面胶的tanδ值(损耗角正切值)来得到良好的制动效果的方法。另外，如图10所示，tanδ值依赖于应变，可以说湿地制动性能由制动时胎面胶产生的轮胎前后方向的剪切应变，和与其对应的tanδ值控制。但是，现有的轮胎如下所示那样难以控制制动时所产生的剪切应变，因此具有改善的空间。

即，具有顶部胶(cap rubber)和基础胶的层压结构的胎面胶中，当采用低弹性的顶部胶时，顶部胶过度变形而使制动时的剪切应变过大，容易成为图10中区域A的状态。在tanδ值饱和的该区域A，有可能在路面上引起滑移而助长偏磨损的发生，具有降低磨损性能的倾向。另一方面，采用低弹性的基础胶时，制动时的剪切应变变小而容易成为区域B的状态。在tanδ值小的该领域B中无法有效地利用橡胶的粘性因素，因此无法充分发挥制动性能。

并且，本发明人经调查后明确了以下事实：如图8所示，通过比顶部胶22或基础胶21弹性低的缓冲胶23来划分胎面胶20，由此能够适度增大制动时产生的剪切应变，使得变成对制动性能和磨损性能两方面都有利的区域C的状态。然而，在这种情况下，具有由缓冲胶划分的顶部胶中的轮胎横向剪切刚性降低，因此存在旋转时不能得到充分的侧抗力(cornering power)从而操纵稳定性能降低的倾向。

专利文献1中记载的充气轮胎中，将基础胶的tanδ值设置成小于顶部胶的tanδ值，将基础胶的存储弹性模量E’设置成顶部胶存储弹性模量的80-120％的范围。但是该轮胎并没有公开用于适度放大在胎面胶产生的轮胎前后方向剪切应变的结构，可以认为几乎没有提高湿地制动性能的效果。在该文献中，使湿地制动性能的效果达到通过使tanδ值小的顶部胶不外露于接地面来维持其效果的程度上。

现有技术文献：

专利文献1：特开2002-205513号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明鉴于以上所述的情况，其目的在于提供一种不损害磨损性能和操纵稳定性能而能够提高湿地制动性能的充气轮胎。

解决课题的方法

可以通过如下文中的本发明达到上述目的。即，本发明充气轮胎如下。即，设在胎面部的胎面胶具备：顶部胶，其构成接地面；基础胶，其配置在所述顶部胶的内周侧；缓冲胶，其由存储弹性模量E’小于所述预部胶和所述基础胶的橡胶形成。在作为胎面宽度方向中央侧的中心区域，所述顶部胶具有从接地面贯通至所述胎面胶的底面的贯通部分，所述基础胶通过所述贯通部分形成末端。所述缓冲胶从所述胎面胶的侧面沿着所述基础胶向所述中心区域延伸，并从该基础胶的末端部附近向外周侧弯曲到达接地面。

根据本发明的充气轮胎，作为胎面宽度方向外侧的胎肩区域被存储弹性模量E’小于顶部胶或基础胶的缓冲胶划分。由此，该被划分的胎肩区域能够在轮胎前后方向上容易动弹，从而能够适度增大制动时产生的剪切应变。胎肩区域对制动性能的贡献比中心区域大，如此地由缓冲胶对胎肩区域进行划分，从而不损害磨损性能而提高湿地制动性能。

并且，本发明的轮胎中，在作为胎面宽度方向中央侧的中心区域，顶部胶具有从接地面贯通至胎面胶底面的贯通部分，从而该贯通部分起到阻抗轮胎横向剪切变形的支柱作用。由此，保持被缓冲胶划分的顶部胶的轮胎横向剪切刚性，并且旋转时发挥充分的侧抗力(corneringpower)，从而能够良好地确保操纵稳定性能。

在本发明中，优选所述缓冲胶设在胎面宽度方向的两侧。根据该结构，在胎面宽度方向的两侧，被缓冲胶划分的胎肩区域在轮胎前后方向上容易动弹，因此能够进一步提高湿地制动性能。另外，也有利于确保轮胎的均匀性。

在本发明中，优选所述缓冲胶从所述胎面胶的侧面通过所述顶部胶和所述基础胶之间向胎面宽度方向延伸。根据该结构，通过顶部胶的贯通部分可容易抑制在胎面胶产生的轮胎横向剪切变形，因此能够通过提高侧抗力(cornering power)来进一步良好地确保操纵稳定性能。

在本发明中，优选所述缓冲胶的存储弹性模量E’为所述顶部胶和所述基础胶的存储弹性模量E’的90％以下。根据该构成，确保被缓冲胶划分的胎肩区域在轮胎前后方向动弹的容易度，从而能够进一步切实提高湿地制动性能。

附图说明

图1是表示本发明充气轮胎的一例的轮胎子午线剖面图。

图2是简要表示图1所示的胎面胶的剖面图。

图3是表示本发明的其他实施方案的胎面胶的剖面图。

图4是表示本发明的其他实施方案的胎面胶的剖面图。

图5是表示本发明的其他实施方案的胎面胶的剖面图。

图6是表示本发明的其他实施方案的胎面胶的剖面图。

图7是表示比较例1的胎面胶的剖面图。

图8是表示比较例2的胎面胶的剖面图。

图9是表示比较例3的胎面胶的剖面图。

图10是举例表示tanδ值对应变依赖性的曲线图。

附图标记

1 胎圈部

2 胎侧部

3 胎面部

10 胎面胶

11 基础胶

11a 末端部

12 顶部胶

12a 贯通部分

13 缓冲胶

具体实施方式

下面，参照附图对本发明实施方案进行说明。图1中所示的充气轮胎T具备：一对胎圈部1；胎侧部2，其从各胎圈部1向轮胎径向外侧延伸；胎面部3，其连接在各胎侧部2的轮胎径向外侧端。胎圈部1设有用橡胶包覆钢线等收束体的环状胎圈1a，和由硬质橡胶构成的三角胶条1b。

一对胎圈部1之间设有环状的胎体帘布层7，其端部通过胎圈1a以卷起的状态卡止。胎体帘布层7至少由一层(本实施方案中是两层)帘布层构成。该帘布层通过以下方式形成，用顶覆橡胶(toppingrubber)包覆相对轮胎赤道C大致以90°角度延伸的帘线。胎体帘布层7的内周设有用于保持气压的内衬橡胶5。

在胎体帘布层7的胎圈部1的外周配置有与未图示的轮辋接触的垫带胶4。在胎体帘布层7的胎侧部2的外周配置有胎侧胶9。胎体帘布层7的胎面部3的外周配置有由多层(本实施方案中是两层)带束层片构成的带束层6和层压在该带束层6的外周的带束加强层8，并且它们的外周设有胎面胶10。带束加强层8根据需要可以省略。

胎面胶10具备：顶部胶12，其构成接地面；基础胶11，其配置在该顶部胶12的内周侧；缓冲胶13，其由存储弹性模量E’小于顶部胶12和基础胶11的橡胶形成。此处，存储弹性模量E’是使用东洋精机社制造的粘弹性分光仪试验仪器在温度23℃、频率10Hz、静应变10％、动应变1％的条件下测得的。

如图1、2所示，就该胎面胶10而言，在成为胎面宽度方向中央侧的中心区域，顶部胶12具有从接地面贯通至胎面胶10底面的贯通部分12a，并且基础胶11通过贯通部分12a形成末端。另外，缓冲胶13从胎面胶10的侧面沿着基础胶11向中心区域延伸，并从该基础胶11的末端部11a的附近向外周侧弯曲而到达接地面。

成为胎面宽度方向外侧的胎肩区域被以L字形状延伸的缓冲胶13划分。该被划分的胎肩区域，即由胎面胶10的侧面、外周面和缓冲胶13围成的区域，能够在轮胎前后方向上容易动弹，从而能够适度增大制动时产生的剪切应变。并且，顶部胶12的贯通部分12a起到阻抗轮胎横向剪切变形的支柱作用，因此能够保持顶部胶12的轮胎横向剪切刚性。其结果，能够在不损害磨损性能和操纵稳定性能的情况下提高湿地制动性能。

本实施方案中，缓冲胶13设在胎面宽度方向的两侧，因此能够进一步有效提高湿地制动性能。另外，通过形成相对于对轮胎赤道C的线对称结构来而容易避免左右厚度的不均衡，从而并且也有利于确保轮胎的均匀性。

形成在基础胶11的缺口部分的贯通部分12a的宽度12aW优选为胎面胶10的宽度10W的2-10％。通过将其设定成2％以上，能够良好地保持胎面胶10的轮胎横向剪切刚性，提高侧抗力(cornering power)从而有利于操纵稳定性能的确保。另外，通过将其设定成10％以下，能够确保由缓冲胶13划分的胎肩区域的大小，有利于湿地制动性能的提高。

本实施方案中，缓冲胶13从胎面胶10侧面通过顶部胶12和基础胶11之间向胎面宽度方向延伸。因此，与后述的图4结构比较，由缓冲胶13划分的胎肩区域的厚度得到抑制，通过贯通部分12a保持顶部胶12的轮胎横向剪切刚性变得容易，并且通过提高侧抗力(corneringpower)能够进一步良好地确保操纵稳定性能。

优选缓冲胶13的存储弹性模量E’为顶部胶12和基础胶11的存储弹性模量E’的90％以下。即，当缓冲胶13的存储弹性模量为13E’、顶部胶12的存储弹性模量为12E’、基础胶11的存储弹性模量为11E’时，优选地使13E’≤0.9*12E’且13E’≤0.9*11E’。由此，能够进一步有效提高湿地制动性能。

将缓冲胶13的存储弹性模量13E’设定成例如0.9-3.0MPa，将顶部胶12的存储弹性模量12E’和基础胶11的存储弹性模量11E’设定成例如1.0-5.0MPa。虽然顶部胶12和基础胶11可以具有相同的存储弹性模量E’，但出于确保磨损性能的观点，优选顶部胶12的存储弹性模量12E’大于基础胶11的存储弹性模量11E’。

缓冲胶13的厚度13t例如是0.3-2mm。如果该厚度小于0.3mm，则会有使划分的胎肩区域在轮胎前后方向容易动弹的效果降低的倾向。如果超过2mm，则会有使缓冲胶13的体积增大至必要大小以上的倾向。另外，顶部胶12的厚度12t例如是4-15mm，基础胶11的厚度11t例如是1-4mm。

硫化成形时轮胎成形金属模的成形面按压在胎面胶10的外周面上，从而在胎面胶10的外周面上形成与使用条件等相应的各种胎面花纹。该胎面花纹形状无特别限制，也可以在接地面的缓冲胶13的外露部分设定沟槽。另外，出于确保胎面胶10的轮胎横向剪切刚性的观点，优选在顶部胶12的贯通部分12a的位置上设置在轮胎圆周方向上连续延伸的条形花纹。

对充气轮胎T而言，除了在胎面胶10设置缓冲胶13以外与常规充气轮胎相同，现有公知的材料、形状、结构、制造方法等都可用于本发明。缓冲胶可以在胎面胶的成形过程中，设置低弹性橡胶薄板的方式来形成，但利用现有的卷带法或挤出成型法也是可以的。

上述中，卷带法是将小宽度且小厚度呈带状的未硫化橡胶带沿着轮胎圆周方向以螺旋状卷绕，从而成型具有所期望剖面形状的橡胶部件的方法。另外，挤出成型法是将以规定剖面形状挤出的橡胶部件按所需长度切割，连接其端部之间成型为环状的方法。可以采用与顶部胶或基础胶共同挤出的方法。

[其他实施方案]

(1)上述的实施方案中示出了将缓冲胶13设在胎面宽度方向两侧的例子，但如图3所示，也可以仅设在胎面宽度方向的一侧。即使在这种情况，由于顶部胶12在中心区域具有从接地面贯通至胎面胶10底面的贯通部分12a，因此能够得到保持如上所述的轮胎横向剪切刚性的效果。另外，该实施方案中，与图2相同地在胎面宽度方向的另一侧设置基础胶11也可，进而与后文中图4相同地在基础胶11的内周设置缓冲胶13也可。

该构成中，优选以设有缓冲胶13的一侧的胎肩区域(图3中的右侧胎肩区域)位于车辆内侧的方式安装。这是因为赋予车轮负外倾角而带来的对制动性能的贡献在车辆内侧变大。确定车辆的安装方向是通过胎侧部上的标示(例如“INSIDE”或“OUTSIDE”)等来进行。

(2)上述的实施方案中示出缓冲胶13从胎面胶10的侧面通过顶部胶12和基础胶11之间沿着胎面宽度方向延伸的例子，但如图4所示，通过基础胶11的内周也可。而且，如图5所示，在基础胶11没有外露在胎面胶10的侧面的情况下，缓冲胶13从胎面胶10的侧面经过基础胶11的内周而通过顶部胶12和基础胶11之间也是可以的。

(3)上述实施方案中示出缓冲胶13从基础胶11的末端部11a附近弯曲，大致平行于胎面胶10的厚度方向(轮胎径向)而立起的例子，但如图6所示，倾斜于胎面胶10的厚度方向而立起也是可以的。

[实施例]

下面，对具体表示本发明的结构和效果的实施例进行说明。用于评价的轮胎如下：轮胎型号为205/55R16、气压为220kPa、轮辋型号为16×6.5-JJ。对各评价项以如下方式进行了评价。

(1)湿地制动性能

在湿路面上行驶，并测定行驶速度从100km/h降到0km/h时的制动距离，用在将比较例1的结果设为100时的指数进行了评价。数值越小，制动距离则越短，显示湿地性能更优异。

(2)磨损性能

行驶8000km之后，测定设在胎肩区域的花纹块的踏入侧和踢出侧的高低差(锯齿状磨损量)，用在将比较例1的结果设为100时的指数进行了评价。数值越小，锯齿状磨损量越小，显示磨损性能更优异。

(3)操纵稳定性能(侧抗力)

使用平带式侧抗试验机测定侧抗力，用在将比较例1的结果设为100时的指数进行了评价。数值越大，侧抗力则越大，显示操纵稳定性能更优异。

图7-9表示比较例1-3的胎面胶的结构。任一胎面胶20均具备：顶部胶22，其构成接地面；基础胶21，其配置在该顶部胶22内周侧；缓冲胶23，其存储弹性模量E’小于顶部胶22和基础胶21的存储弹性模量E’。比较例4和实施例1-4的胎面胶结构分别如图2-4、6所示。各例的轮胎结构除了胎面胶不同之外其余都相同，顶部胶、基础胶以及缓冲胶的厚度均相同。该评价结果表示在表1中。

[表1]

^*1在实施例2、4中意味着车辆外侧(图例的左侧)/车辆内侧(图例的右侧)。

比较例1中不存在由缓冲胶划分的区域，顶部胶轮胎前后方向的动弹易被拘束，因此无法提高湿地制动性能。比较例2、3中的侧抗力低于其他例子，认为这是因为无法充分保持由缓冲胶划分的顶部胶的轮胎横向剪切刚性的原因。比较例4中由于缓冲胶的存储弹性模量E’高，因此无法得到湿地制动性能提高的效果。与此相比，在实施例1-4中能够在不损害磨损性能和操纵稳定性能的情况下提高湿地制动性能。

Claims

1.一种充气轮胎，其特征在于，

设在胎面部的胎面胶具备：顶部胶，其构成接地面；基础胶，其配置在所述顶部胶的内周侧；缓冲胶，其由存储弹性模量E’小于所述顶部胶和所述基础胶的橡胶形成，

在作为胎面宽度方向中央侧的中心区域，所述顶部胶具有从接地面贯通至所述胎面胶的底面的贯通部分，所述基础胶通过所述贯通部分形成末端，

所述缓冲胶从所述胎面胶的侧面沿着所述基础胶向所述中心区域延伸，并从该基础胶的末端部附近向外周侧弯曲到达接地面。

2.权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述缓冲胶设在胎面宽度方向的两侧。

3.权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，所述缓冲胶从所述胎面胶的侧面通过所述顶部胶和所述基础胶之间向胎面宽度方向延伸。

4.权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述缓冲胶的存储弹性模量E’为所述顶部胶和所述基础胶的存储弹性模量E’的90％以下。