CN102555685B

CN102555685B - 缺气保用充气轮胎

Info

Publication number: CN102555685B
Application number: CN201110341052.1A
Authority: CN
Inventors: 新泽达朗
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2031-11-02
Also published as: JP2012096655A; CN102555685A; DE102011085247A1; JP5263264B2; US8499807B2; US20120103494A1

Abstract

本发明提供一种能够维持缺气保用耐久性同时降低轮胎重量、并且提高了通常行驶时的乘坐舒适性的缺气保用充气轮胎。该缺气保用充气轮胎，在胎侧部(2)处的胎体层(4)的轮胎宽度方向内侧配置有截面为月牙状的加强橡胶层(7)，其特征在于：使角度(θ)相对于轮胎总宽度(SW)和轮胎截面高度(SH)满足(SH/SW×6+3)°≤θ≤(SH/SW×6+8)°的关系，并且使胎圈填胶(6)相对于轮胎截面高度(SH)的高度(H1)为轮胎截面高度SH的30～50％，使加强橡胶层(7)的最大厚度位置的高度(H2)为轮胎截面高度SH的35～55％。

Description

缺气保用充气轮胎

技术领域

本发明涉及缺气保用充气轮胎，更详细地说，涉及能够维持缺气保用耐久性同时降低轮胎重量、并且提高了通常行驶时的乘坐舒适性的缺气保用充气轮胎。

背景技术

一般，在胎侧部的内面侧配置有截面为月牙状的加强橡胶层的缺气保用轮胎，通过将该加强橡胶层的厚度加厚并且/或者将硬度更高的橡胶使用于加强橡胶层，来确保缺气保用时的耐久性。但是，在这样提高了缺气保用耐久性的轮胎中，存在由于重量的增加而导致滚动阻力增加并且/或者由于胎侧刚性的增加而导致在通常行驶时乘坐舒适性恶化这样的问题。

以往，作为用于改善通常行驶时的乘坐舒适性同时提高缺气保用耐久性的对策，有加强橡胶层的材料使用特殊的橡胶并且/或者在加强橡胶层的材料中配合短纤维的提案(例如，参照专利文献1)。但是，在任意一种提案中，通常行驶时的乘坐舒适性的提高和/或轮胎重量的降低的效果都不充分，还有改善的余地。

专利文献1：特开2005-343372号公报

发明内容

本发明的目的在于解决上述的问题点，提供一种能够维持缺气保用耐久性同时降低轮胎重量、并且提高了通常行驶时的乘坐舒适性的缺气保用充气轮胎。

用于达成上述目的的本发明的缺气保用充气轮胎，在左右一对胎圈部之间装架有胎体层，在胎面部处的所述胎体层的外周侧配置有带束层，并且在胎侧部处的所述胎体层的轮胎宽度方向内侧配置有截面为月牙状的加强橡胶层，其特征在于：在轮胎子午线方向截面上，在将轮胎赤道面与胎面表面相交的点设为T0、将在距所述点T0轮胎总宽度SW的40％的位置与轮胎赤道面平行地引出的直线与胎面表面相交的点设为T1时，连结所述点T0与所述点T1的直线相对于轮胎宽度方向所成的角度θ相对于轮胎总宽度SW和轮胎截面高度SH满足((SH/SW)×6+3)°≤θ≤((SH/SW)×6+8)°的关系，并且使所述胎圈填胶的从外周端的胎踵起的高度H1为轮胎截面高度SH的30～50％，使所述加强橡胶层的最大厚度位置距胎踵的高度H2为轮胎截面高度SH的35～55％。

本发明者对在胎侧部处的胎体层的轮胎宽度方向内侧配置有截面为月牙状的加强橡胶层的缺气保用充气轮胎进行了锐意研究，结果发现：在将加强橡胶层设置得较薄的情况下，在缺气保用行驶时胎侧部以胎体层向轮胎宽度方向外侧最鼓出的位置(轮胎最大宽度位置)为弯曲点而较大地挠曲，结果是加强橡胶层的破坏发展。

因此，在本发明中，将胎圈填胶的外周端的高度H1设为轮胎截面高度SH的30～50％，将加强橡胶层的最大厚度位置的高度H2设为轮胎截面高度SH的35～55％，由此能够抑制胎圈部周围的变形，使缺气保用行驶时的胎侧部的弯曲点向胎面部侧移动。

另外，在本发明中，将连结轮胎赤道面与胎面表面相交的点T0和在距点T0轮胎总宽度SW的40％的位置与轮胎赤道面平行地引出的直线与胎面表面相交的点T1的直线相对于轮胎宽度方向所成的角度θ相对于轮胎总宽度SW和轮胎截面高度SH设为((SH/SW)×6+3)°≤θ≤((SH/SW)×6+8)°的关系，这也有助于使缺气保用行驶时的胎侧部的弯曲点向胎面部侧移动。

这样，根据本发明，通过规定胎圈填胶以及加强橡胶层的配置并且将胎面轮廓最佳化，使缺气保用行驶时的胎侧部的弯曲点向胎面部侧移动，所以即使在将加强橡胶层设置得比以往更薄的情况下，也能够防止加强橡胶层的破坏、维持缺气保用耐久性。因此，能够维持缺气保用耐久性同时实现轮胎重量的降低，进而能够提高通常行驶时的乘坐舒适性。

在本发明中，优选：形成加强橡胶层的橡胶的60℃下的tan δ为0.02～0.15的范围内，60℃下的动态弹性模量为5～20MPa的范围内。由此，能够提高缺气保用耐久性并且提高通常行驶时的乘坐舒适性。

在本发明中，优选：形成胎圈填胶的橡胶的60℃下的tan δ为0.05～0.25的范围内，60℃下的动态弹性模量为5～20MPa的范围内。由此，能够维持缺气保用耐久性同时提高通常行驶时的乘坐舒适性。

在本发明中，优选：在轮胎子午线方向截面上，加强橡胶层的截面面积为胎圈填胶的截面面积的190～270％的范围内。由此，能够维持缺气保用耐久性同时提高乘坐舒适性。

附图说明

图1是本发明的实施方式中的充气轮胎的子午线方向剖视图。

标号说明

1：胎面部；2：胎侧部；3：胎圈部；4：胎体层

5：胎圈芯；6：胎圈填胶；7：加强橡胶层；8：带束层；

9：带束覆盖层；E：轮胎赤道面；

SW：轮胎总宽度 SH：轮胎截面高度

具体实施方式

图1表示由本发明的实施方式所构成的缺气保用充气轮胎，1为胎面部，2为胎侧部，3为胎圈部。在左右一对胎圈部3之间装架有包含在轮胎径向上延伸的多根加强帘线的1层胎体层4，该胎体层4的端部围绕胎圈芯5从轮胎内侧向外侧折回。在胎圈芯5的外周上配置有由高硬度的橡胶组成物构成的胎圈填胶6，该胎圈填胶6由胎体层4包围。

在胎侧部2处的胎体层4的轮胎宽度方向内侧配置有由高硬度的橡胶组成物构成的截面为月牙状的加强橡胶层7。该加强橡胶层7在轮胎径向的中央部最厚，向胎圈部侧以及胎面部侧逐渐变薄。

在胎面部1处的胎体层4的外周侧埋设有多层带束层8。这些带束层8包含相对于轮胎周向倾斜的多根加强帘线，并且在层间将加强帘线配置成互相交叉。在带束层8的外周侧，配置有将加强帘线在轮胎周向上卷绕而成的带束覆盖层9。

本发明在这样的缺气保用充气轮胎中，将轮胎子午线方向截面形状设为如下所述那样，是为了防止：在通过减薄加强橡胶层7的厚度而降低轮胎重量并且提高乘坐舒适性时，由于加强橡胶层7较薄而在缺气保用行驶时胎侧部2较大地挠曲、弯曲点集中于轮胎最大宽度位置、加强橡胶层7较大地变形使加强橡胶层7破坏。

如图1所示，在轮胎子午线方向截面上，将轮胎赤道面E与胎面表面相交的点设为T0，将在距点T0轮胎总宽度SW的40％的位置与轮胎赤道面E平行地引出的直线与胎面表面相交的点设为T1。此时，连结点T0与点T1的直线相对于轮胎宽度方向所成的角度θ相对于轮胎总宽度SW和轮胎截面高度SH满足((SH/SW)×6+3)°≤θ≤((SH/SW)×6+8)°的关系。即，角度θ变为由扁平率规定，具体地说，在扁平率25％(SH/SW＝0.25)时将角度θ设为4.5～9.5°的范围，在扁平率30％(SH/SW＝0.30)时将角度θ设为4.8～9.8°的范围，在扁平率35％(SH/SW＝0.35)时将角度θ设为5.1～10.1°的范围，在扁平率40％(SH/SW＝0.40)时将角度θ设为5.4～10.4°的范围，在扁平率45％(SH/SW＝0.45)时将角度θ设为5.7～10.7°的范围，在扁平率50％(SH/SW＝0.50)时将角度θ设为6.0～11.0°的范围，在扁平率55％(SH/SW＝0.55)时将角度θ设为6.3～11.3°的范围。这些角度θ都比以往的轮胎大。通过这样，能够抑制缺气保用行驶时的带束层翘曲(beltbackle)，提高缺气保用耐久性。如果角度θ比((SH/SW)×6+3)°小，则不能抑制缺气保用行驶时的带束层翘曲，缺气保用耐久性降低。如果角度θ比((SH/SW)×6+8)°大，则不能预见缺气保用耐久性的大幅度的提高，另外容易产生偏磨损。

将胎圈填胶6的外周端6a的从胎踵3a起的高度H1设为轮胎截面高度SH的30～50％。通过这样使胎圈填胶6的外周端6a的高度比以往高，能够维持缺气保用耐久性同时提高通常行驶时的乘坐舒适性。如果高度H1比轮胎截面高度SH的30％小，则胎圈部3的刚性不足，缺气保用耐久性降低。如果高度H1比轮胎截面高度SH的50％大，则通常行驶时的乘坐舒适性降低。

将加强橡胶层7的最大厚度位置7a距胎踵3a的高度H2设为轮胎截面高度SH的35～55％。通过这样使加强橡胶层7的最大厚度位置7a的高度比以往低，能够提高缺气保用耐久性。如果高度H2比轮胎截面高度SH的35％小，则胎侧部2的刚性不足，缺气保用耐久性不足。如果高度H2比轮胎截面高度SH的55％大，则通常行驶时的乘坐舒适性降低。

另外，在本发明中，轮胎尺寸是根据由该充气轮胎所基于的标准(JATMA、ETRTO或者TRA等)所规定的轮胎尺寸的测定方法来测定的。

在本发明中，优选，将形成加强橡胶层7的橡胶的60℃下的tan δ设为0.02～0.15的范围内，更优选设为0.02～0.10的范围内。通过这样，能够提高缺气保用耐久性。如果加强橡胶层7的tan δ比0.02小，则实际制造变得困难。如果加强橡胶层7的tan δ比0.15大，则不能充分得到提高缺气保用耐久性的效果。

另外，优选将形成加强橡胶层7的橡胶的60℃下的动态弹性模量E1设为5～20MPa的范围内，更优选设为5～15MPa的范围内。通过这样，能够提高通常行驶时的乘坐舒适性。如果动态弹性模量E1比5MPa小，则不能充分得到提高缺气保用耐久性的效果。如果动态弹性模量E1比20MPa大，则通常行驶时的乘坐舒适性降低。

在本发明中，将形成胎圈填胶6的橡胶的60℃下的tan δ设为0.05～0.25的范围内，更优选设为0.02～0.20的范围内。通过这样，能够提高缺气保用耐久性。如果胎圈填胶6的tan δ比0.02小，则实际制造变得困难。如果胎圈填胶6的tan δ比0.25大，则不能充分得到提高缺气保用耐久性的效果。

另外，优选将形成胎圈填胶6的橡胶的60℃下的动态弹性模量E2设为5～20MPa的范围内，更优选设为5～15MPa的范围内。通过这样，能够提高通常行驶时的乘坐舒适性。如果动态弹性模量E2比5MPa小，则不能充分得到提高缺气保用耐久性的效果。如果动态弹性模量E2比20MPa大，则通常行驶时的乘坐舒适性降低。

另外，在本发明中，tan δ是使用东洋精机制作所制造的粘弹性光谱仪(spectrometer)在初始应变10％、振幅2％、频率20Hz的条件下所测定的，另外，动态弹性模量E1以及E2是使用东洋精机制作所制造的粘弹性光谱仪在静态应变10％、动态应变±2％、频率20Hz的条件下所测定的。

在本发明中，优选，形成加强橡胶层7的橡胶的60℃下的动态弹性模量E1以及形成胎圈填胶6的橡胶的60℃下的动态弹性模量E2满足E1＜E2的关系。通过这样，在胎侧部2，轮胎内周侧的刚性变得比轮胎外周侧高，能够使弯曲点移动到轮胎外周侧，能够提高缺气保用耐久性。如果动态弹性模量E1以及E2的大小关系变为E1＞E2，则在胎侧部2，轮胎外周侧的刚性变得比轮胎内周侧高，不能充分得到提高缺气保用耐久性的效果。

在本发明中，优选将轮胎子午线方向截面上的加强橡胶层7的截面面积设为胎圈填胶6的截面面积的190～270％的范围内，更优选设为200～250％的范围内。通过这样，能够维持缺气保用耐久性同时改善乘坐舒适性。如果加强橡胶层7的截面面积比胎圈填胶6的截面面积的190％小，则缺气保用耐久性降低。如果加强橡胶层7的截面面积比胎圈填胶6的截面面积的270％大，则通常行驶时的乘坐舒适性降低。

在本发明中，优选将胎体层4的卷起端4a配置在带束层8与胎体层4之间。在胎体层4的卷起端4a位于胎侧部2的情况下，具有在缺气保用行驶时有可能以卷起端4a为起点产生故障，所以通过将胎体层4延长而将卷起端4a配置在胎面部1的带束层8与胎体层4之间而不是胎侧部2，能够进一步提高缺气保用耐久性。

在本发明中，带束覆盖层9并不是必须设置的，但在设置带束覆盖层9的情况下，优选通过由特性不同的2种有机纤维构成的帘线形成带束覆盖层9。具体地说，优选，通过由相对高伸缩且低弹性的有机纤维与相对低伸缩且高弹性的有机纤维构成的帘线来形成带束覆盖层9。通过这样，能够构成在通常行驶时主要发挥高伸缩且低弹性的有机纤维的特性的带束覆盖层9，另一方面在缺气保用行驶时基于低伸缩且高弹性的有机纤维的特性能够有效抑制胎面部的翘曲，不但能够提高缺气保用耐久性而且能够提高操控稳定性以及乘坐舒适性。作为这样的高伸缩且低弹性的有机纤维，能够列举尼龙、聚酯等；作为低伸缩且高弹性的有机纤维，能够列举芳香族聚酰胺、聚烯酮(ポリオレフィンケトン)等。

实施例

制作将轮胎尺寸都设为255/40RF19、使轮胎截面形状与胎圈填胶以及加强橡胶层的规格如表1所示那样的以往例、比较例1～4、实施例1～5的10种轮胎。

以往例是相对于本发明的预定的范围、角度θ以及胎圈填胶的高度较小、加强橡胶层的高度较大的例子。比较例1以及2是胎圈填胶的高度从本发明的范围偏离的例子。比较例3是加强橡胶层的高度从本发明的范围偏离的例子。比较例4是角度θ从本发明的范围偏离的例子。

实施例1～5都是将轮胎截面形状设为本发明的预定的范围内的例子，使胎圈填胶以及加强橡胶层的60℃下的动态弹性模量以及tan δ、胎圈填胶以及加强橡胶层的截面面积分别不同。

另外，比较例1～3以及实施例1～5中，都使用最大厚度比以往例的加强橡胶层薄3mm的橡胶层来作为加强橡胶层。

对于这10种轮胎，通过下面的评价方法，评价轮胎重量、缺气保用耐久性、乘坐舒适性，将其结果一齐表示于表1。

轮胎重量

测定了试验轮胎的重量。通过将以往例设为100的指数来表示。该指数值越小，意味着轮胎重量越小越优异。

缺气保用耐久性

将试验轮胎组装于轮辋尺寸19×9J的车轮并将该车轮安装于2.5L级别的乘用车，负载相当于4名乘客的载重，在将气门芯去除的状态下，行驶了80km。在行驶后通过目视来确认轮胎外观以及轮胎内面，将外观上没有显著损伤的情况用○表示，将外观上有显著损伤的情况用△表示，将不能行驶80km并且在胎圈部周边外观上有显著损伤的情况用×表示。

乘坐舒适性

将试验轮胎组装于轮辋尺寸19×9J的车轮并将该车轮安装于2.5L级别的乘用车，设为空气压250kPa，在试验道路上通过5分法对乘坐舒适性进行感官评价。评价结果将以往例设为基准分3分而表示。该数值越大，意味着乘坐舒适性越优异。

表1

从该表1可知，在实施例1～5与以往例的对比中，都维持缺气保用耐久性同时降低轮胎重量、提高乘坐舒适性，使这些性能高度地同时成立。另一方面，比较例1～4的缺气保用耐久性、轮胎重量、乘坐舒适性的改善效果不充分。

Claims

1.一种缺气保用充气轮胎，在左右一对胎圈部之间装架有胎体层，在胎面部处的所述胎体层的外周侧配置有带束层，并且在胎侧部处的所述胎体层的轮胎宽度方向内侧配置有截面为月牙状的加强橡胶层，其特征在于：

在轮胎子午线方向截面上，在将轮胎赤道面与胎面表面相交的点设为T0、将在距所述点T0轮胎总宽度SW的40％的位置与轮胎赤道面平行地引出的直线与胎面表面相交的点设为T1时，连结所述点T0与所述点T1的直线相对于轮胎宽度方向所成的角度θ相对于轮胎总宽度SW和轮胎截面高度SH满足((SH/SW)×6+3)°≤θ≤((SH/SW)×6+8)°的关系，并且使胎圈填胶的从外周端的胎踵起的高度H1为轮胎截面高度SH的30～50％，使所述加强橡胶层的最大厚度位置距胎踵的高度H2为轮胎截面高度SH的35～55％，

还具备配置在所述带束层的外周侧的将加强帘线在轮胎周向上卷绕而成的带束覆盖层，

所述加强帘线由相对高伸缩且低弹性的有机纤维与相对低伸缩且高弹性的有机纤维构成。

2.根据权利要求1所记载的缺气保用充气轮胎，其特征在于：形成所述加强橡胶层的橡胶的60℃下的tanδ为0.02～0.15的范围内，60℃下的动态弹性模量为5～20MPa的范围内。

3.根据权利要求1或2所记载的缺气保用充气轮胎，其特征在于：形成所述胎圈填胶的橡胶的60℃下的tanδ为0.05～0.25的范围内，60℃下的动态弹性模量为5～20MPa的范围内。

4.根据权利要求1所记载的缺气保用充气轮胎，其特征在于：在轮胎子午线方向截面上，所述加强橡胶层的截面面积为所述胎圈填胶的截面面积的190～270％的范围内。