CN103153651B

CN103153651B - 充气轮胎

Info

Publication number: CN103153651B
Application number: CN201180049866.6A
Authority: CN
Inventors: 大场亮
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2011-10-03
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2031-10-03
Also published as: JP2012086600A; CN103153651A; EP2623337A1; EP2623337A4; US9180741B2; KR101788355B1; RU2566593C2; BR112013009181A2; WO2012050000A1; JP5685047B2; RU2013117984A; KR20130118871A; US20130160914A1; EP2623337B1

Abstract

提供一种充气轮胎，包括带束层（7）、冠带层（9）以及由海绵材料构成并且附连至胎面（2）的径向内表面（TS）的减噪器（10）。减噪器（10）在轮胎轴向方向上的宽度（WA）是胎面地面接触宽度（TW）的40-70%。冠带层（9）具有交叠部分（12），两个冠带帘布层（9A、9B）在交叠部分（12）中在径向方向上的内侧和外侧叠置；并且交叠部分（12）以处于胎面地面接触宽度（TW）的10-25%的覆盖宽度（WB）覆盖带束层（7）的轮胎轴向方向外端。交叠部分（12）的轮胎轴向方向内端（12i）以等于胎面地面接触宽度（TW）的5-20%的距离（LC）与减噪器（10）的轮胎轴向方向外端（E）间隔开。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种具有全面改进的胎肩抗磨损性、车辆外部噪音以及高速耐久性的充气轮胎。

背景技术

例如，众所周知的是图5示出的具有高速耐久性的充气轮胎。这种充气轮胎包括带束层（B）和径向设置在带束层（B）的外侧的冠带层（A），并且冠带层（A）包括由例如尼龙帘线等螺旋地缠绕的有机纤维冠带帘线形成的冠带帘布层（a）。冠带层（A）至少覆盖带束层（B）的轴向外端B1。图5示出了覆盖了带束层B的整体宽度的冠带层（A）。该冠带层（A）可以防止在轮胎高速行进的同时由离心力导致的带束层（B）的升起，尤其是可以防止作为自由端的轴向外端B1处的升起。因此该充气轮胎可以减少胎面胎肩部分Ys中的应变和热产生，并且可以改进高速耐久性。

此外，由于冠带层（A）的约束力，充气轮胎在胎面部分中可以具有较高的周向刚度。因此，该充气轮胎具有增强振动特性的效果。

近些年，提出了包括由两个冠带帘布层形成的冠带层的充气轮胎。由于冠带层的较高的约束力，这种轮胎可以提升高速耐久性，除此之外，这种轮胎还可以提升例如为模式噪音的车辆外部噪音。

为了减少例如道路噪音的内部车辆噪音，例如专利文献1和2提出了具有周向延伸的带状减噪器的充气轮胎，其中带状减噪器由附连到该充气轮胎的胎面部分的径向内表面的海绵材料制成。该减噪器吸收在轮胎空腔中产生的气柱共振的共振声能，并且阻止导致道路噪音的气柱共振，从而减少内部车辆噪音。

但是，根据研究结果，本发明的发明人注意到了新的问题：在对具有两个冠带帘布层的冠带层（A）的轮胎使用这种减噪器时，胎面部分的胎肩抗磨损性、车辆外部噪音或者高速耐久性劣化。

相关技术

专利文献

专利文献1：日本未审查专利申请公开No.2006-306302。

专利文献2：日本未审查专利申请公开No.2007-161069。

发明内容

本发明要解决的问题

本发明的基础是限制两个冠带帘布层在带束层的轴向外部区域上彼此交叠的交叠部分的覆盖宽度、减噪器宽度以及交叠部分的轴向内端与减噪器的轴向外端E之间的距离。因此，本发明的目的是提供一种充气轮胎，该充气轮胎形成为阻止由于减噪器与冠带层的结合而导致的胎肩抗磨损性、车辆外部噪音或者高速耐久性的劣化，并且综合地改进胎肩抗磨损性、车辆外部噪音和高速耐久性。

解决问题的手段

为了解决这些问题，根据本发明的充气轮胎包括胎体、带束层、冠带层以及带状减噪器，其中胎体从胎面部分经过胎侧部分延伸至胎圈部分的胎圈芯，带束层在胎面部分中设置在胎体的径向外侧，冠带层设置在带束层的径向外侧，带状减噪器附连至胎面部分的径向内表面并且由在轮胎圆周方向上延伸的海绵材料制成。减噪器的轴向宽度WA处于胎面部分的地面接触宽度TW的40%至70%的范围内。冠带层包括由有机纤维冠带帘线制成的两个冠带帘布层，其中有机纤维冠带帘线相对于轮胎圆周方向以不大于10度的角度螺旋地缠绕，其中，冠带层包括交叠部分，两个冠带帘布层在交叠部分中彼此径向交叠。交叠部分以处于胎面部分的地面接触宽度TW的10%至25%的范围内的覆盖宽度TB覆盖带束层的轴向外部区域。交叠部分具有设置在与带束层的轴向外端相同的位置中或设置在其轴向向外位置中的轴向外端。交叠部分具有以轴向距离LC与减噪器的轴向外端E间隔开的轴向内端，其中，距离LC设定成处于胎面部分的地面接触宽度TW的5%至20%的范围内。

为了通过增加冠带层的约束力而减少车辆外部噪音，两个冠带帘布层彼此径向交叠的交叠部分优选地具有较宽的用于覆盖带束层的轴向外部区域的覆盖宽度WB。为了通过防止气柱共振而减少内部车辆噪音，减噪器优选地具有较宽的轴向宽度WA。

但是，当覆盖宽度WB较宽并且/或者当减噪器的轴向宽度WA较宽时，交叠部分与减噪器彼此径向交叠，或者交叠部分的轴向内端与减噪器的轴向外端E之间的距离LC较小。根据研究结果，本发明的发明人发现：当交叠部分与减噪器径向交叠时或者当交叠部分的径向内端与减噪器的外端之间的距离LC过小时，由于交叠部分的轴向内端处的因减噪器中产生的热而导致的损坏，轮胎的高速耐久性趋向于劣化。

因此，考虑到高速耐久性，充分地保持距离LC是重要的。为此目的，减少覆盖宽度WB和/或减噪器的轴向宽度WA是必要的。但是，例如当覆盖宽度WB过小时，冠带层的约束力降低，由此导致了车辆外部噪音特性以及高速耐久性劣化。此外，由于胎面胎冠部分因一对交叠部分之间的较大宽度而趋向于径向向外突出，胎面胎肩部分的地面接触压力相比于胎面胎冠部分而相对降低。因此，由于胎面胎肩部分在行驶时在地面上打滑，因此趋向于产生胎肩磨损。另一方面，当减噪器的轴向宽度WA过小时，可能无法获得通过减噪器防止气柱共振的优点。

本发明的轮胎具有必要的最小覆盖宽度WB以及减噪器的轴向宽度WA，使得保持了交叠部分的轴向内端与减噪器的外端之间的适当距离LC。这允许了在防止例如为道路噪音的车内噪音的同时，良好平衡地综合改进了胎肩抗磨损性、车辆外部噪音特性以及高速耐久性。

另外，带束层优选地由两个用钢丝帘线制成的带束帘布层形成，其中钢丝帘线相对于轮胎圆周方向以20至30度的角度倾斜。布置在一个带束帘布层中的带束帘线优选地在与布置在另一个带束帘布层中的带束帘线相反的方向上倾斜。

附图说明

【图1】是本发明的充气轮胎的示出了一种实施方式的轮胎子午线剖视图。

【图2】是充气轮胎的示出了一种实施方式的沿着轮胎赤道的圆向剖视图。

【图3】是充气轮胎的部分分解透视图。

【图4】是用于表1中的减噪器的剖视图。

【图5】是示出了轮胎的传统实施方式的轮胎子午线剖视图。

附图标记说明

1充气轮胎

2胎面部分

3胎侧部分

4胎圈部分

5胎圈芯

6胎体

7带束层

7A、7B带束帘布层

9冠带层

9A、9B冠带帘布层

10减噪器

12交叠部分

TS胎面部分的径向内表面

具体实施方式

以下将参照附图来描述本发明的实施方式。

如图1所示，根据本实施方式的充气轮胎1至少包括胎体6、带束层7、冠带层9以及带状减噪器10，其中胎体6从胎面部分2经过胎侧部分3延伸至胎圈部分4的胎圈芯5，带束层7在胎面部分2中径向地设置在胎体6的外侧，冠带层9径向地设置在带束层7的外侧，减噪器10附连至胎面部分2的径向内表面TS并且由在轮胎圆周方向上延伸的海绵材料制成。

胎体6包括至少一个胎体帘布层6A—在该实施方式中为单个胎体帘布层6A，其中胎体帘布层6A具有例如以相对于轮胎圆周方向成75至90度的角度倾斜的胎体帘线。该胎体帘布层6A包括在胎圈芯5、5之间延伸的帘布层主体部分6a、以及各自从轮胎的轴向内侧向轴向外侧围绕胎圈芯5反包的帘布层反包部分6b。从胎圈芯5向轮胎的径向外侧延伸并渐缩的用于胎圈补强的胎圈三角胶8设置在帘布层主体部分6a与反包部分6b之间。在本实施方式中，优选地使用聚酯帘线来作为胎体帘线，并且可以使用例如尼龙、人造丝、芳纶等有机纤维帘线，并且若适用，还可以使用钢丝帘线。

带束层7包括两个带束帘布层7A和7B，其中带束帘布层7A和7B包括以相对于轮胎圆周方向成20至30度的角度倾斜的钢丝带束帘线。带束帘布层7A和7B彼此叠置，使得相应的带束帘线在不同方向上倾斜。在该带束层7中，带束帘线之一与另一相交使得带束刚度增加，并且胎面部分2的基本全部宽度得以补强。在本实施方式中，径向地设置在轮胎内侧的带束帘布层7A具有比径向地设置在外侧的带束帘布层7B更大的轴向宽度。

冠带层9包括两个各自具有冠带帘线的冠带帘布层9A和9B，冠带帘线由有机纤维—在该实施方式中为尼龙帘线—制成、以相对于轮胎圆周方向优选地成不超过10度的角度—更优选地成不超过5度的角度—螺旋地缠绕。冠带层9包括两个冠带帘布层9A和9B彼此径向交叠从而形成两层的交叠部分12。

在本实施方式中，径向内部的冠带帘布层9A形成为冠带帘布层在带束层7的全部宽度上叠置的所谓的完全冠带帘布层13。例如，径向外部的冠带帘布层9B形成为冠带帘布层仅与带束层7的轴向外端部分叠置的所谓的边缘冠带帘布层14。但是，内部冠带帘布层9A可以形成为边缘冠带帘布层14，并且外部冠带帘布层9B可以形成为完全冠带帘布层13；并且冠带帘布层9A和9B二者均可以形成为边缘冠带帘布层14。

在两种情况下，如图3所示，交叠部分12以胎面部分2的地面接触宽度TW的10%到20%的范围内的覆盖宽度WB设置在带束层7的轴向外部区域。

交叠部分12的轴向外端12o设置在与带束层7的轴向外端F的位置相同的位置中、或者设置为比带束层7的轴向外端F更轴向向外。交叠部分12的轴向内端12i以距离LC与减噪器10的轴向外端E在轮胎轴向方向上向外地间隔开。

减噪器10由海绵材料形成。海绵材料具有海绵状多孔结构，该结构例如包括通过使橡胶或合成树脂发泡而制成的具有连续气泡的所谓的海绵、以及还包括结合一体连接的动物纤维、植物纤维、合成纤维或类似物而制成的网状材料。上述“多孔结构”包括不仅具有连续气泡而且具有独立气泡的海绵。优选地使用具有连续气泡的由聚氨酯制成的海绵材料来作为本实施方式中的减噪器10。

在这种海绵材料中，其表面或内侧部分的多孔部分将空气的振动能量转换成热能并且消耗能量。这降低了声音（气柱共振能量）并且减少了道路噪音。并且，海绵材料容易地变形、收缩和弯曲，并且海绵材料对行进时的轮胎变形不具有重大影响。因此，其可以防止操纵稳定性的劣化。由于海绵材料具有非常小的比重，因此防止了轮胎重量平衡的劣化。

海绵材料的实施例优选为例如醚基聚氨酯海绵、酯聚氨酯海绵、聚氨酯海绵等的合成树脂海绵，以及例如为氯丁橡胶海绵（CR海绵）、乙丙橡胶海绵（EDPM海绵）、丁晴橡胶海绵（NBR海绵）等的橡胶海绵。特别地，包括醚基聚氨酯海绵的聚乙烯海绵或聚氨酯海绵从噪音抑制性能、轻质特性、发泡调节能力、耐久性等角度看是优选的。

如图2所示，减噪器10具有固定在胎面部分2的径向内表面TS上的底部10A，并且在轮胎圆周方向上延伸。此外，减噪器10可以成形为其周向外端10e和10e彼此对接的基本环形形式，或者如图2所示，其周向外端10e和10e可以在圆周方向上间隔开。在后一种情况下，周向外端10e优选地形成为渐缩部分20，该渐缩部分20具有朝向轮胎周向端逐渐降低的厚度（高度），从而防止海绵材料从外端10e开始的裂损。

除了外端10e外，减噪器10在圆周方向上的每个位置处具有基本相同的截面形状。该截面形状优选地具有扁平、水平长形状，其具有比轴向宽度WA更小的高度H，以防止行进时掉落和变形。特别地，如该实施方式中所示，减噪器10优选地在径向内表面10B上设置有在圆周方向上连续地延伸的凹槽21。凹槽21可以增加减噪器10的表面面积，使得吸收更多的共振能量。此外，由于凹槽21可以改进减噪器10的放热性能，防止海绵材料温度增加。

在本发明中，减噪器10的轴向宽度WA设定在地面接触宽度TW的40%到70%的范围内，交叠部分12的带束层7的覆盖宽度WB设定在地面接触宽度TW的10%到25%的范围内，并且交叠部分12的轴向内端12i与减噪器10的轴向外端E之间的轮胎轴向距离LC设定在地面接触宽度TW的5%到20%的范围内。

地面接触宽度TW定义为在轮胎安装在标准轮辋上并且充气至标准内压并且加载有标准轮胎载荷时所获得的胎面地面接触区的轴向宽度。“标准轮辋”指的是通过包括轮胎所基于的标准的标准针对每个轮胎进行官方认证的轮辋。标准轮辋为JATMA情况下的“标准轮辋”、TRA情况下的“设计轮辋”以及ETRTO情况下的“测量轮辋”。“标准内压”指的是通过标准针对每个轮胎进行官方认证的空气压力。“标准内压”指的是JATMA中的最大空气压力、在TRA的情况下表格“各种冷充气压力下的轮胎载荷极限”中所描述的最大值以及ETRTO情况下的“充气压力”。当轮胎用于客车时，标准内压为180千帕。“标准轮胎载荷”指的是通过标准针对每个轮胎进行官方认证的载荷。标准轮胎载荷是JATMA情况下的最大载荷能力、在TRA情况下表格“各种冷充气压力下的轮胎载荷极限”中所描述的最大值以及在ETRTO情况下的“载荷能力”。

为了通过增加冠带层9的约束力减少车辆外部噪音，交叠部分12优选地具有宽的用于覆盖带束层7的轴向外部区域的覆盖宽度WB。为了通过防止气柱共振减少内部车辆噪音，减噪器10优选地具有宽的轴向宽度WA。

但是，当覆盖宽度WB较大且/或减噪器10的轴向宽度WA较大时，交叠部分12与减噪器10彼此径向交叠，或者交叠部分12的轴向内端12i与减噪器10的轴向外端E之间的距离LC较小。在这些情况下，由于交叠部分12的轴向内端12i处的因减噪器10中产生的热而导致的损坏，轮胎的高速耐久性趋向于劣化。从高速耐久性的角度，充分保持距离LC是重要的。

为此目的，需要减小覆盖宽度WB和/或减噪器的轴向宽度WA。例如，当覆盖宽度WB过小时，冠带层9的约束力降低，并且车辆外部噪音特性以及高速耐久性可能降低。此外，由于胎面胎冠部分因一对交叠部分12、12之间的较大宽度而趋向于径向向外突出，因此胎面胎肩部分的地面接触压力相比于胎面胎冠部分相对降低。因此，由于胎面胎肩部分在行进时在地面上打滑，因此趋向于产生胎肩磨损。另一方面，当减噪器的轴向宽度WA过小时，可能无法获得通过减噪器10防止气柱共振的优点。

本发明的轮胎具有必要的最小覆盖宽度WB和减噪器10的轴向宽度WA，使得保持了其间的适当的距离LC。这允许了在防止例如为道路噪音的车内噪音的同时，良好平衡地综合改进了胎肩抗磨损性、车辆外部噪音特性以及高速耐久性。

当覆盖宽度WB小于地面接触宽度TW的10%时，由于冠带层9的较低的约束力而使车辆外部噪音特性和高速耐久性下降，并且，容易发生胎肩磨损。当覆盖宽度WB大于地面接触宽度TW的25%时，难以保持将距离LC限制为不低于地面接触宽度TW的5%。

当减噪器10的轴向宽度WA小于地面接触宽度TW的40%时，可能无法充分获得通过减噪器10防止气柱共振的优点。当轴向宽度WA大于地面接触宽度TW的70%时，难以保持将距离LC限制为不低于地面接触宽度TW的5%。

当距离LC小于地面接触宽度TW的5%时，如上所述，交叠部分12受到减噪器10的热影响的作用，并且，高速耐久性劣化。当距离LC大于地面接触宽度TW的20%时，难以将覆盖宽度WB设定成限制为不小于地面接触宽度TW的10%，或者将减噪器10的轴向宽度WA设定成限制为不小于胎面地面接触宽度TW的40%；因此，这降低了车辆外部噪音特性、高速耐久性、胎肩抗磨损性以及车内噪音特性中的任一者。

基于该角度，覆盖宽度WB的下限优选为不小于地面接触宽度TW的12.5%，并且上限优选为不高于地面接触宽度TW的20%，更优选为不高于地面接触宽度TW的17.5%。

减噪器10的轴向宽度WA的下限优选为不低于地面接触宽度TW的45%，上限不高于地面接触宽度TW的60%，更优选为不高于地面接触宽度TW的55%。

距离LC的下限优选为不低于地面接触宽度TW的7.5%，并且上限不高于地面接触宽度TW的15%，更优选为不高于地面接触宽度TW的12.5%。

尽管已经详细描述了本发明的特别优选实施方式，不待说，本发明不限于上述具体实施方式，并且可以进行各种修改。

实施例

为了确证本发明的效果，各自具有图1中示出的内部结构的、具有减噪器的充气轮胎（轮胎尺寸：195/65R15）基于表1中示出的规格而制造。之后，测试轮胎的车辆外部噪音特性、高速耐久性、胎肩抗磨损性以及车内噪音特性。测试结果以五分制表示。

充气轮胎的共同规格如下：

胎体：

帘布层数量：两个帘布层

帘线：1100分特/2（PET）

帘线角度：+88度/-88度

帘线计数：50帘线/5厘米

带束层：

带束宽度：156毫米

帘布层数量：两个帘布层

带束帘线：钢丝帘线（2+3×0.20）

帘线角度：+20度/-20度

帘线计数：40帘线/5厘米

冠带层：

冠带帘线：尼龙（2100分特/2）

帘线计数：50帘线/5厘米

减噪器：

海绵材料：醚基聚氨酯海绵（比重：0.039）（由INOACCORPORATION制造的ESH2）

截面形状：图4中示出

圆周长度：1840毫米

减噪器粘接有双面胶带：（由EBISUCHEMICALCO.LTD制造的“E700”）。

测试方法如下。

（1）车辆外部噪音特性：

对于排量2000cc的FF客车的所有车轮，每个测试轮胎在内压（200千帕）下安装在轮辋（15×6JJ）上。汽车以53千米每小时的通过速度在直线测试道路上滑行50米。之后，通过定位成与汽车的行驶中心线以7.5米的距离侧向间隔开并且位于距离道路表面1.2米的水平面处的固定的传音器在测试过程的中点处来测量最大通过声压水平。评估以五分制表示，其中传统实施例1为三分。数值越大，则其越有利。

（2）车内噪音特性：

当上述汽车以60千米每小时的速度在道路噪音测量道路（沥青粗糙表面道路）上行驶时，通过位于车窗侧座椅上并靠近驾驶员耳部的传音器来测量车内噪音。声压水平的测量结果为大约240赫兹的气柱共振声音的峰值。评估以五分制表示，其中传统实施例1为三分。数值越大，则其越有利。

（3）高速耐久性：

对于在内压280千帕且载荷4.83千牛的条件下加载的内压（280千帕）测试轮胎，在滚筒行驶测试仪上从速度60千米每小时开始使其滚动，并且速度以每10分钟10千米每小时增加。测量了在胎面部分中出现损坏的行驶距离。评估以五分制表示，其中传统实施例1为三分。数值越大，则其越有利。

（4）胎肩抗磨损性：

在轮胎测试过程中汽车行驶25000千米，并且测量了胎肩沟槽中的磨损量。评估以五分制表示，其中传统实施例1为三分。数值越大，则其越有利。测试结果在表1中示出。

[表1-1]

*1)EB表示边缘冠带帘布层；且FB表示完全冠带帘布层。

*2)数值表示为相对于地面接触宽度TW的值。地面接触宽度TW为146毫米。FB具有与带束宽度（144毫米）相同的宽度。

[表1-2]

*1)EB表示边缘冠带帘布层；且FB表示完全冠带帘布层。

[表1-3]

*1)EB表示边缘冠带帘布层；且FB表示完全冠带帘布层。

如表1所示，证实了在实施例的轮胎中，可以抑制由减噪器与冠带层的结合而导致的胎肩磨损、车辆外部噪音或高速耐久性的劣化；并且它们得以全部改进。

Claims

1.一种充气轮胎，包括：

胎体，所述胎体从胎面部分经过胎侧部分延伸至胎圈部分的胎圈芯，

带束层，所述带束层在所述胎面部分中设置在所述胎体的径向外侧，

带状减噪器，所述带状减噪器附连至所述胎面部分的径向内表面并且由在轮胎圆周方向上延伸的海绵材料制成，所述带状减噪器的轴向宽度(WA)处于所述胎面部分的地面接触宽度(TW)的40％至70％的范围内，

冠带层，所述冠带层设置在所述带束层的径向外侧，所述冠带层包括由相对于轮胎圆周方向以不大于10度的角度螺旋地缠绕的有机纤维冠带帘线制成的两个冠带帘布层，其中，所述冠带层包括交叠部分，所述两个冠带帘布层在所述交叠部分中彼此径向地交叠，并且

所述交叠部分以处于所述胎面部分的所述地面接触宽度(TW)的20％至25％的范围内的覆盖宽度(WB)覆盖所述带束层的轴向外部区域，所述交叠部分具有轴向外端，该轴向外端设置在与所述带束层的轴向外端(F)相同的位置中、或者设置在所述带束层的轴向外端(F)的轴向向外位置中，所述交叠部分具有轴向内端，所述轴向内端与所述带状减噪器的轴向外端(E)间隔开轴向距离(LC)，其中，所述轴向距离(LC)设定成处于所述胎面部分的所述地面接触宽度(TW)的5％至20％的范围内。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述带束层包括：

两个带束帘布层，所述带束帘布层中的每个包括相对于轮胎圆周方向以20度至30度的角度倾斜的钢丝帘线，并且

所述带束帘布层彼此交叠，使得相应的带束帘线在不同的方向上倾斜。