CN103228467A - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

在本发明中，充气轮胎（1A）的胎体（120）包括环状的胎体主体（121）和在胎圈芯（111）折返的胎体折返部（122）。胎圈填胶（131）布置在胎圈芯（111）的轮胎径向外侧。橡胶片材（132）布置在胎圈填胶（131）的轮胎径向外侧。在胎圈填胶（131）的轮胎径向外侧的端部（131a）和橡胶片材（132）的轮胎径向内侧的端部（132b）之间形成空间（DA）。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎，其包括作为骨架结构的胎体，所述胎体具有胎体主体和胎体折返部，所述胎体主体在一对胎圈芯之间环形延伸，在所述胎体折返部中，所述胎体主体从所述轮胎内侧向所述轮胎外侧卷绕胎圈芯并沿所述轮胎径向向外侧延伸。

背景技术

近年来，从环境保护的观点，需要减少车辆的燃料消耗。因此，需要减小充气轮胎的滚动阻力。

作为充气轮胎滚动阻力主要原因的滞后损耗在接触路面的胎面部及其附近的部分大。存在减小由胎面部变形导致的滞后损耗的已知方法，所述方法通过减小位于胎侧下部中的胎圈部的轮胎径向的刚性（径向刚性）而使胎圈部容易变形，使胎面部的变形分散至胎圈部，并减少由胎面部变形导致的滞后损耗。

另一方面，从充气轮胎的胎圈部至胎侧部的部分的刚性有助于滚动和倾斜（（pitch））时的车辆稳定性，如果从胎圈部至胎侧部的部分的径向刚性被设定得很低，则驱动稳定性可能降低。

为解决上述问题，申请人已提出一种能减小滚动阻力而不会极大地降低径向刚性的充气轮胎（参见专利文献1）。

在专利文献1的充气轮胎中，加强件被布置于胎圈芯的轮胎径向外侧，橡胶胎圈包布的最厚的部分被布置在胎体折返部的轮胎宽度方向的外侧和加强件的轮胎径向的外端的附近，加强件的截面积与橡胶胎圈包布的截面积之比为0.5以下，并且在胎体冠部和胎圈芯之间的区域布置JIS A硬度为80度以上的橡胶。

[引用列表]

[专利文献]

专利文献1：日本特开平8-207516号公报

发明内容

近年来，对减少滚动阻力的需求已增大。因此，依赖于减小从胎圈部至胎侧部的部分的刚性而减小滚动阻力的上述方法可能削弱驱动稳定性和受限制。换言之，对于同时实现减小滚动阻力的和改进驱动稳定性两者仍有改进的空间。

因此，本发明的目的是提供一种同时高水平地实现小滚动阻力和驱动稳定性两者的充气轮胎。

本发明申请人经过广泛地研究得出结论，即使是在从胎圈部至胎侧部的部分（该部分已知为有助于减小充气轮胎的滚动阻力的部分）中，有助于增加充气轮胎横向刚性的效果的部分和有助于减小滚动阻力的部分是不同的。

基于上述结论，申请人已发现，通过对充气轮胎的各部分进行如下构造，可高水平地实现小滚动阻力减小和驱动稳定性两者。即，本发明具有以下特征。

本发明的第一个特征概述为：一种充气轮胎，其设置有胎体，所述胎体包括胎体主体和胎体折返部，所述胎体主体在一对胎圈芯之间环形地延伸，在所述胎体折返部中，所述胎体主体从所述轮胎内侧向所述轮胎外侧卷绕胎圈芯并在所述轮胎的轮胎径向外侧延伸，所述充气轮胎被安装在轮辋上，所述充气轮胎包括：第一填充材料，其布置在所述胎体主体和所述胎体折返部之间并且位于所述胎圈芯的轮胎径向外侧；和第二填充材料，其布置在所述第一填充材料的轮胎径向外侧，其中，在所述第一填充材料的轮胎径向外侧的端部和所述第二填充材料的轮胎径向内侧的端部之间沿所述轮胎径向设置预定空间。

在根据本发明的充气轮胎中，所述第一填充材料配置在胎圈芯的轮胎径向外侧，所述第二填充材料配置在第一填充材料的轮胎径向外侧，在第一填充材料的轮胎径向外侧的端部和第二填充材料的轮胎径向内侧的端部之间设置所述空间。所述空间填充有刚性低于第一和第二填充材料的刚性的橡胶，如涂覆胎体的橡胶。

因此，充气轮胎的胎圈部的刚性比空间填充有刚性较高的填充材料的传统充气轮胎的胎圈部的刚性低。因此，充气轮胎容易在空间中局部变形。

此外，在充气轮胎中，第二填充材料位于空间的轮胎径向的外侧。因此，充气轮胎具有第二填充材料位于空间的轮胎径向外侧的构造，以防止胎侧部受空间中刚性减小的影响，能够防止因从胎圈部至胎侧部的部分的径向刚性设定得低所引起的驱动稳定性劣化。

根据上述特征的本发明的第二特征概述为：当所述胎体主体的轮胎径向的最内侧位置至所述胎体主体的轮胎径向的最外侧位置的长度表示为CSH时，所述第一填充材料的轮胎径向外侧的端部形成为介于凸缘线的轮胎径向外侧的长度为0.05CSH的位置和所述凸缘线的轮胎径向内侧的长度为0.10CSH的位置之间，所述凸缘线是沿轮胎轴向通过所述轮辋的轮辋凸缘部的轮胎径向外侧的端部的线，所述第二填充材料的轮胎径向外侧的端部形成在胎体基线的轮胎径向外侧的长度为0.70CSH的位置处或形成在胎体基线的轮胎径向外侧的长度为0.70CSH的位置的内侧，所述胎体基线是沿轮胎轴向通过所述胎体主体的轮胎径向内侧的端部的线，所述第二填充材料的轮胎径向内侧的端部形成为布置在与所述凸缘线对齐的位置处，或布置在所述凸缘线的轮胎径向外侧的长度为0.15CSH的位置和所述凸缘线之间的位置处，和所述第二填充材料沿着所述胎体主体的长度L满足0.15CSH≦L≦0.55CSH的关系。

根据上述特征的本发明的第三个特征概述为：当所述轮辋保护部的轮胎宽度方向的最外侧位置设定为轮辋保护部顶点时，并且将从所述胎体主体的轮胎径向的最内侧位置至所述胎体主体的轮胎径向的最外侧位置的长度表示为CSH时，所述第一填充材料的轮胎径向外侧的端部形成为介于顶点线的轮胎径向内侧的长度为0.15CSH的位置和所述顶点线的轮胎径向外侧的长度为0.05CSH的位置之间，所述顶点线是沿着轮胎轴向通过所述轮辋保护部顶点的线，所述第二填充材料的轮胎径向内侧的端部形成为介于所述顶点线的轮胎径向外侧的长度为0.05CSH的位置和所述顶点线的轮胎径向外侧的长度为0.2CSH的位置之间，所述第二填充材料的轮胎径向外侧的端部形成在胎体基线的轮胎径向外侧的长度为0.70CSH的位置处或形成在胎体基线的轮胎径向外侧的长度为0.70CSH的位置的内侧，所述胎体基线是沿轮胎轴向通过所述胎体主体的轮胎径向内侧的端部的线，和所述第二填充材料沿着所述胎体主体的长度L满足0.15CSH≦L≦0.4CSH的关系。

根据本发明的充气轮胎还设置有向轮胎宽度方向外侧突出的轮辋保护部。轮辋保护部是指在轮辋凸缘正上方的胎侧部的外表面位置向轮胎宽度方向外侧突出的突出部。突出部优选形成为向轮胎宽度方向内侧凹的曲线。

轮辋保护部可形成为三角形或梯形的突出部，或突出部的形状可为两种以上。在各种形式的该轮辋保护部中，轮辋保护部顶点是指在无载荷条件下设置有轮辋保护部的区域中的轮胎宽度方向最外侧的位置。在具有两个以上的轮胎宽度方向最外侧位置的轮辋保护部中，如梯形轮辋保护部中，轮胎宽度方向最外侧位置中的位于轮胎径向最内侧的位置定义为轮辋保护部顶点。

在具有该轮辋保护部的充气轮胎中，所述第一填充材料的轮胎径向外侧的端部形成为介于顶点线的轮胎径向内侧的长度为0.15CSH的位置和所述顶点线的轮胎径向外侧的长度为0.05CSH的位置之间，所述顶点线是沿着轮胎轴向通过所述轮辋保护部顶点的线。所述第二填充材料的轮胎径向内侧的端部介于所述顶点线的轮胎径向外侧的长度为0.05CSH的位置和所述顶点线的轮胎径向外侧的长度为0.2CSH的位置之间。

在该充气轮胎中，上述空间可形成在与沿着轮胎轴向通过轮辋保护部顶点的顶点线接近的区域内，并且接近顶点线的区域的刚性可局部减小。此外，该充气轮胎容易在空间内局部变形，与从胎圈部至胎侧部的范围内的几个位置处的变形相比，可抑制橡胶的变形体积。因此，在充气轮胎中，可抑制滞后损耗，且可减小滚动阻力。

根据上述特征的本发明的第四个特征概述为：在所述第一填充材料的轮胎径向外侧的端部和所述第二填充材料的轮胎径向内侧的端部之间的沿轮胎径向的间隔是3mm以上、15mm以下。

根据上述特征的本发明的第五个特征概述为：所述第二填充材料沿所述胎体主体的法线方向的厚度是0.5mm以上、5.0mm以下。

根据上述特征的本发明的第六个特征概述为：所述第二填充材料的弹性模量是所述第一填充材料的弹性模量的20%以上、50%以下。

根据上述特征的本发明的第七个特征概述为：所述第二填充材料的损耗角正切是所述第一填充材料的损耗角正切的10%以上、30%以下。

根据上述特征的本发明的第八个特征概述为：在所述第一填充材料和所述第二填充材料之间设置的所述预定空间中配置的材料的弹性模量小于或等于所述第二填充材料的弹性模量。

根据上述特征的本发明的第九个特征概述为：在所述第一填充材料和所述第二填充材料之间设置的所述预定空间中配置的材料的弹性模量是所述第一填充材料的弹性模量的3%以上、20%以下。

根据上述特征的本发明的第十个特征概述为：在所述第一填充材料和所述第二填充材料之间设置的所述预定空间中配置的材料的损耗角正切是所述第一填充材料的损耗角正切的10%以上、50%以下。

根据上述特征的本发明的第十一个特征概述为：所述第二填充材料的轮胎径向外侧的端部配置在所述胎体折返部的轮胎径向外侧的端部的轮胎径向内侧。

根据上述特征的本发明的第十二个特征概述为：所述胎体主体和所述胎体折返部在所述第二填充材料的轮胎径向外侧的端部的轮胎径向外侧彼此接触。

根据本发明，能够提供高水平地实现小滚动阻力和驱动稳定性两者的充气轮胎。

附图说明

[图1]图1是根据第一实施方式的充气轮胎的轮胎径向和轮胎宽度方向的截面图。

[图2]图2是根据第一实施方式的充气轮胎的从胎圈部至胎侧部的部分的放大截面图。

[图3]图3是根据第二实施方式的充气轮胎的轮胎径向和轮胎宽度方向的截面图。

[图4]图4是根据第二实施方式的充气轮胎的从胎圈部至胎侧部的部分的放大截面图。

具体实施方式

（第一实施方式）

将参照附图说明根据本发明第一实施方式的充气轮胎。特别地，将对以下部分进行说明：（1）充气轮胎的整体构造，（2）从胎圈部至胎侧部的部分的构造，（3）功能和效果，（4）其他实施方式。

在以下附图中，对相同或相似的部分赋予相同或相似的附图标记。要指出的是，附图是示意性的，大小或比率与真实值不同。因此，实际大小应该根据以下说明确定。附图包括大小或比率不同的部分。

（1）充气轮胎的整体构造

在下文中，将参照附图说明充气轮胎的整体构造。图1是说明充气轮胎1构造的图。

充气轮胎1包括：具有胎圈芯11的一对胎圈部12，一对胎侧部13和与一对胎侧部邻接（contiguous）的胎面部14。图1仅示出充气轮胎1中的赤道线CL的一侧的胎圈芯11、胎圈部12和胎侧部13。充气轮胎1设置有在一对胎圈芯11之间环形地延伸的胎体20。在胎面部14和胎体20之间设置多个带束层15。充气轮胎1安装在标准轮辋100上。

标准轮辋100是指由标准规定的轮辋。所述标准由制造或使用轮胎的区域内有效的工业标准来确定。例如，美国的“美国轮胎轮辋协会年鉴”，欧洲的“欧洲轮胎和轮辋技术组织标准手册”和日本的“日本汽车及轮胎协会JATMA年鉴”。

胎体20具有胎体主体21和胎体折返部22。胎体折返部22从轮胎内侧向轮胎外侧反绕胎圈芯11，并沿轮胎径向外侧延伸。

在环形胎体主体21和从胎圈芯11折返的胎体折返部22之间，配置有胎圈填胶31和橡胶片材32。胎圈填胶31位于胎圈芯11的轮胎径向外侧。橡胶片材32位于胎圈填胶31的轮胎径向外侧。在本实施方式中，胎圈填胶31形成第一填充材料，橡胶片材32形成第二填充材料。

在轮胎径向上，橡胶片材32的轮胎径向的端部32a位于胎体折返部22的轮胎径向的端部22a的轮胎径向内侧。

在胎圈填胶31的轮胎径向外侧的端部31a和橡胶片材32的轮胎径向内侧的端部32b之间设置空间D。

在本实施方式中，胎体主体21和胎体折返部22在橡胶片材32的轮胎径向外侧端部32a的轮胎径向外侧彼此接触。

（2）从胎圈部至胎侧部的部分的构造

图2是详细说明根据本实施方式的充气轮胎1的、从胎圈部12至胎侧部13的部分的放大视图。

在充气轮胎1中，从胎体主体21的轮胎径向的最内侧位置至胎体主体21的轮胎径向的最外侧位置的长度（称为胎体部高度）表示为CSH。沿着轮胎轴向、通过标准轮辋100的轮辋凸缘部110的轮胎径向外侧的端部110a的凸缘线被定义为FL。沿着轮胎轴向、通过胎体主体21的轮胎径向内侧的端部的胎体基线被定义为BL。

此时，如图2所示，胎圈填胶31的轮胎径向外侧的端部31a形成为介于凸缘线FL的轮胎径向外侧长度为0.05CSH的位置P1和凸缘线FL的轮胎径向内侧的长度为0.10CSH的位置P2之间。换言之，在图2中，L1=0.05CSH，L2=0.10CSH。

橡胶片材32的轮胎径向外侧的端部32a形成为位于胎体基线BL的轮胎径向外侧的长度为0.70CSH的位置P3处，或位于位置P3的轮胎径向内侧的位置处，其中，胎体基线BL沿着轮胎轴向通过胎体主体21的轮胎径向内侧的端部。

橡胶片材32的轮胎径向内侧的端部32b形成为位于与凸缘线FL对齐的位置P4处,或位于位置P4和凸缘线FL的轮胎径向外侧的长度为0.15CSH的位置P5之间。换言之，在图2中，L3=0.15CSH。

橡胶片材32沿着胎体主体21的长度L4满足0.15CSH≦L≦0.55CSH的关系。

胎圈填胶31的轮胎径向外侧的端部31a和橡胶片材32的轮胎径向内侧的端部32b之间的间隔d1（即，空间D沿着胎体主体31的长度）为5mm以上、15mm以下。

橡胶片材32沿胎体主体31的法线方向的厚度d2为0.5mm以上、5.0mm以下。更优选地，厚度d2为1.0mm以上、2.0mm以下。

胎圈填胶31的轮胎径向外侧的端部31a和橡胶片材32的轮胎径向内侧的端部32b之间的沿轮胎径向的距离d3满足0.04CSH≦d3≦0.15CSH的关系。

橡胶片材32的弹性模量是胎圈填胶31的弹性模量的20%以上、50%以下。此处提及的弹性模量表示通过测量在温度为50°C、频率为15Hz和变形（distortion）为5%的条件下对橡胶样品施加正弦波而测量的反作用力的值。具体而言，例如，弹性模量可通过使用Rheometrics公司制造的粘弹性测量设备来测量。

橡胶片材32的损耗角正切（tanδ）为胎圈填胶31的损耗角正切的10%以上、30%以下。

（3）功能和效果

在传统充气轮胎中，当胎侧部在充气轮胎与轮辋凸缘部接触的区域中以向轮胎宽度方向外侧倒下的方式变形时，轮胎在变形基点附近经历压向轮辋凸缘部的压缩变形，并在沿着胎体主体的方向上被压缩。换言之，在变形基点附近，发生了成为滚动阻力恶化因素的滞后损耗。

此外，由于胎圈填胶的刚性高于形成胎圈部和胎侧部的橡胶材料的刚性，胎圈填胶的轮胎宽度方向外侧的端部成为刚性台阶，在此位置很可能发生变形。

如上所述，当成为导致滞后损耗因素的变形发生在胎侧部和胎圈部上的几个位置时，变形的橡胶体积增加，而且滞后损耗增大。

另一方面，在根据本实施方式的充气轮胎1中，胎圈填胶31位于胎圈芯11的轮胎径向外侧，橡胶片材32位于胎圈填胶31的轮胎径向外侧，空间D设置在胎圈填胶31的轮胎径向外侧的端部31a和橡胶片材32的轮胎径向内侧的端部32b之间。空间D填充有刚性低于第一和第二填充材料的刚性的橡胶，如涂覆胎体20的橡胶。

因此，充气轮胎1的胎圈部13的刚性低于空间D填充有诸如高刚性橡胶等填充材料的传统充气轮胎的胎圈部刚性。因此，充气轮胎1容易在胎圈部13的空间D内局部变形。

换言之，在充气轮胎1中，意图使容易变形的部分集中，以减少变形橡胶的体积，由此减小滞后损耗。

当减小变形橡胶的体积时，在充气轮胎1中，橡胶片材32以利用取自有助于变形的空间D的适当间隔隔开的方式而被胎体主体21和胎体折返部22夹持而定位。通过使该夹持（sandwich）结构将橡胶夹持在高硬度构造（胎体主体21和胎体折返部22）之间，在充气轮胎1中的空间D的外侧形成高刚性部分。

如上所述，因为充气轮胎1如此构造，使得能够防止胎侧部13受胎圈部12局部刚性减小的影响，从而能够防止因从胎圈部12至胎侧部13的部分被设定为沿径向的刚性低而引起的驱动稳定性劣化。

通过制造使胎体主体21和胎体折返部22在橡胶片材32的轮胎径向端部32a的轮胎径向外侧彼此接触的构造，可制造较强固的夹持结构，并且可增强充气轮胎1的空间D的轮胎径向外侧的部分的刚性。

在充气轮胎1中，胎圈填胶31的端部31a形成为介于位置P1和位置P2之间，橡胶片材32的端部32b形成于位置P4处，或者形成在位置P4和位置P4的轮胎径向外侧的位置P5之间。

通过构造如上所述的充气轮胎1，与形成于胎圈部13内的空间D相对应的局部变形部分能够与充气轮胎1接触标准轮辋100的区域一致。在此构造中，从胎圈部12至胎侧部13的部分在与起支点功能的标准轮辋100接触的部分变得容易变形。

橡胶片材32的端部32a形成为位于位置P3处或位置P3的轮胎径向内侧的位置处。在充气轮胎1中，橡胶片材32沿着胎体主体21的长度L满足0.15CSH≦L≦0.4CSH的关系。

因此，能够使有利于增加胎侧部13中的横向刚性效果的区域的刚性增加。

胎圈填胶31的端部31a和橡胶片材32的端部32b之间的间隔d1优选地为5mm以上、10mm以下。在胎圈填胶31的轮胎径向外侧的端部31a和橡胶片材32的轮胎径向内侧的端部32b之间的沿着轮胎径向的距离d3优选地满足0.04CSH≦d3≦0.15CSH的关系。

通过设定该间隔，使局部变形部分与从胎圈部12至胎侧部13的部分中接触标准轮辋100的部分一致，并能够增加对整个充气轮胎1的一些变形的吸收效果。

橡胶片材32沿胎体主体31的法线方向的厚度d2为0.5mm以上、5.0mm以下。优选地，厚度d2为1.0mm以上、2.0mm以下。当胎侧部13的厚度增大时，可增加横向刚性，但很可能发生滞后损耗。因此，橡胶片材32沿形成胎侧部13的胎体主体31的法线方向的厚度d2优选地设定在上述范围内。

橡胶片材32的弹性模量为胎圈填胶31的弹性模量的20%以上、50%以下。橡胶片材32的弹性模量较高是优选的。橡胶片材32的损耗角正切（tanδ）为胎圈填胶31的损耗角正切的10%以上、30%以下。当tanδ大时，滞后损耗增加，当tanδ小时，滞后损耗减少。因此，优选较小的tanδ以防止额外的滚动阻力。

（4）其他实施方式

虽然根据优选实施方式描述了本发明，但是前述的说明和附图不应理解为对本发明的限制。本领域技术人员可以理解本发明的各种替代性实施方式和实施例。

如上所述，此处未公开的很多实施方式可理解为包括在本发明内。因此，本发明的范围应该通过所附的权利要求限定。

实施方式1

制造传统轮胎和根据实施方式的轮胎，并比较滚动阻力和驱动稳定性。轮胎设置有一个胎体帘布层、沿着胎面宽度并相对于胎面宽度方向以66°角交叉的两个带束层和配置在带束层的轮胎径向外侧的由尼龙制造的周向加强层。轮胎尺寸为195/65R15。通过改变第一填充材料的轮胎径向外侧的端部的位置、第二填充材料的轮胎径向外侧的端部的位置和第二填充材料的轮胎径向内侧的端部的位置来制造比较例2-20和实施例1-22的轮胎。将不具有第二填充材料的轮胎视作比较例轮胎。

（滚动阻力试验）

将比较例和实施例的轮胎安装在由JATMA规定的规定轮辋（实施例中的6J）中，并通过使用直径为1.7m的铁板面的鼓试验机获得滚动阻力。测量条件如下，速度、载荷、内压分别为80km/h、4.5kN、210kPa。表1示出通过假定比较例1的轮胎的结果为100时的指数化的结果。

（驱动稳定性试验）

测量负载时的横向弹性常数作为驱动稳定性指数。具体而言，施加4.5kN的载荷、沿轮胎横向拉轮轴、测量横向弹性常数。表1示出通过假定比较例1的轮胎的结果为100时的指数化的结果。

（结果）

[表1]

在表1中，第一填充材料的轮胎径向外侧的端部的位置※1位于图2示出的凸缘线FL的轮胎径向外侧时被表示为“+”，位于凸缘线FL的轮胎径向内侧时被表示为“－”。数值是与CSH的比（%）。第二填充材料的轮胎径向外侧的端部的位置※2是从胎体基线BL至轮胎径向外侧的距离。数值是与CSH的比（%）。第二填充材料的轮胎径向内侧的端部的位置※3是从凸缘线FL至轮胎径向外侧的距离。数值是与CSH的比（%）。第二填充材料的长度※4表示为与CSH的比（%）。

根据表1示出的结果，滚动阻力值低于100时是优选的。考虑到误差和从市场至上的观点，2%以上的差异（即，指数值为98以下）是可接受的。当观察到改进为5%以上时，可以说是特别好的效果。驱动稳定性试验示出良好的再现性，差异为1%以上是可接受的（即，指数值为101%以上）。

第二实施方式

将参照附图说明根据本发明第二实施方式的充气轮胎。特别地，将对以下部分进行说明：（1）充气轮胎的整体构造，（2）从胎圈部至胎侧部的部分的构造，（3）功能和效果，（4）其他实施方式。

在以下附图中，对相同或相似的部分赋予相同或相似的附图标记。将要指出的是，附图是示意性的，大小或比率与真实值不同。因此，实际大小应该根据以下说明确定。附图包括不同大小或比率的部分。

（1）充气轮胎的整体构造

在下文中，将参照附图说明充气轮胎的整体构造。图3是示出充气轮胎1A构造的轮胎宽度方向的截面图。根据实施方式的充气轮胎1A具有轮辋保护部，且假定是具有小轮胎轮廓的轮胎。将详细描述充气轮胎1A的构造。

根据本实施方式的充气轮胎1A包括：具有胎圈芯111的一对胎圈部112，一对胎侧部113和与胎侧部邻接的胎面部114。图3仅示出充气轮胎1A中赤道线CL一侧的胎圈芯111、胎圈部112和胎侧部113。充气轮胎1A设置有在一对胎圈芯111之间环形地延伸的胎体120。设置在胎面部114和胎体120之间的多个带束层115。充气轮胎1A安装在标准轮辋100A上。

标准轮辋100是指由标准规定的轮辋。所述标准由制造或使用轮胎的区域内有效的工业标准来确定。例如，美国的“美国轮胎轮辋协会年鉴”，欧洲的“欧洲轮胎和轮辋技术组织标准手册”和日本的“日本汽车及轮胎协会JATMA年鉴”。

胎体120具有胎体主体121和胎体折返部122。胎体折返部122从轮胎内侧向轮胎外侧反绕胎圈芯111，并沿轮胎径向外侧延伸。

在环形胎体主体121和在胎圈芯111处折返的胎体折返部122之间，布置有胎圈填胶131和橡胶片材132。胎圈填胶131位于胎圈芯111的轮胎径向外侧。橡胶片材132位于胎圈填胶131的轮胎径向外侧。在本实施方式中，胎圈填胶131形成第一填充材料，橡胶片材132形成第二填充材料。

橡胶片材132的轮胎径向外侧的端部132a配置在与胎体折返部122的轮胎径向外侧的端部122a基本同等程度（same level）的位置。橡胶片材132的轮胎径向外侧的端部132a可配置在胎体折返部122的轮胎径向的端部122a的内侧，或可配置在轮胎径向的外侧。

在胎圈填胶131的轮胎径向外侧的端部131a和橡胶片材132的轮胎径向内侧的端部132b之间设置空间DA。

图3的实施例示出了胎体主体121和胎体折返部122在橡胶片材132的轮胎径向外侧的端部132a沿轮胎径向的外侧不彼此接触的情形。然而，胎体主体121可接触胎体折返部122。

在本实施方式中，胎侧部113设置有向轮胎宽度方向外侧突出的轮辋保护部150。轮辋保护部150布置在标准轮辋100的轮胎径向的外侧。轮辋保护部150形成为使位于轮胎宽度方向最外侧的轮辋保护部顶点151位于标准轮辋100A的轮胎宽度方向的外侧。

（2）从胎圈部至胎侧部的部分的构造

图4是详细说明根据实施方式的充气轮胎1A的从胎圈部112至胎侧部113的部分的放大视图。

在充气轮胎1A中，从胎体主体121的轮胎径向的最内侧位置至胎体主体121的轮胎径向的最外侧位置的长度（称为胎体部高度）表示为CSH。沿着轮胎轴向、通过胎体主体121的轮胎径向内侧的端部的胎体基线定义为BL。沿着轮胎轴向、通过位于轮胎宽度方向最外侧的轮辋保护部150的轮辋保护部顶点151的顶点线定义为PL。

胎圈填胶131的轮胎径向外侧的端部131a形成为介于顶点线PL的轮胎径向内侧长度为0.15CSH的位置P13和顶点线PL的轮胎径向外侧长度为0.05CSH的位置P14之间。换言之，在图4中，L13=0.15CSH和L14=0.05CSH。

橡胶片材132的轮胎径向内侧的端部132b形成为位于顶点线PL的轮胎径向外侧的长度为0.05CSH的位置P14处和从顶点线PL的轮胎径向外侧的长度为0.2CSH的位置P15之间。换言之，在图4中，L15=0.2SCH。

空间DA（预定空间）设置在胎圈填胶131的轮胎径向外侧的端部131a和橡胶片材132的轮胎径向内侧的端部132b之间。当橡胶片材132的端部132a和橡胶片材132的端部132b形成为渐缩形状时，端部132a和端部132b两者均可配置在从顶点线PL的轮胎径向外侧的长度为0.05CSH处的线（包含位置P14的线）上。在这种情况下，空间DA设置在胎圈填胶131的端部131a和橡胶片材132的端部132b之间。

如上所述设置的空间DA填充有刚性低于胎圈填胶131和橡胶片材132的诸如涂覆胎体120的涂覆橡胶等的刚性的橡胶。换言之，空间DA中配置的材料的刚性低于胎圈填胶131和橡胶片材132的刚性。

当表示为弹性模量时，在设置于胎圈填胶131和橡胶片材132之间的空间DA中布置的材料的弹性模量低于橡胶片材132的弹性模量。在设置于胎圈填胶131和橡胶片材132之间的空间DA中布置的材料的弹性模量为胎圈填胶131的弹性模量的3%以上、20%以下。

弹性模量是通过测量在温度为50°C、频率为15Hz和变形为5%的条件下对橡胶样品施加正弦波时而测量的反作用力的值。具体而言，例如，弹性模量可通过使用Rheometrics公司制造的粘弹性测量设备来测量。

在设置于胎圈填胶131和橡胶片材132之间的空间DA中布置的材料的损耗角正切（tanδ）为胎圈填胶131的损耗角正切（tanδ）的10%以上、50%以下。

橡胶片材132的轮胎径向外侧的端部132a形成为位于胎体基线的轮胎径向外侧的长度为0.70CSH的位置P16处，或位于位置P16的轮胎径向内侧的位置处。

橡胶片材132沿着胎体主体121的长度L21满足0.15CSH≦L≦0.4CSH的关系。

胎圈填胶311的轮胎径向外侧的端部131a和橡胶片材132的轮胎径向内侧的端部132b之间的间隔L22（即，空间DA沿着胎体主体121的长度）为3mm以上、15mm以下。

橡胶片材132沿胎体主体121的法线方向的厚度d11为0.5mm以上和5.0mm以下。优选地，厚度d11为1.0mm以上、2.0mm以下。

橡胶片材132的弹性模量为胎圈填胶131的弹性模量的10%以上、50%以下。

橡胶片材132的损耗角正切（tanδ）为胎圈填胶131的损耗角正切的10%以上、50%以下。

（3）功能和效果

在传统充气轮胎中，当胎侧部在充气轮胎与轮辋凸缘部接触的区域中以向轮胎宽度方向外侧倒下的方式变形时，轮胎在变形基点附近经历压向轮辋凸缘部的压缩变形，并在沿着胎体主体的方向上被压缩。换言之，在变形基点附近，发生了成为滚动阻力恶化因素的滞后损耗。

此外，由于胎圈填胶的刚性高于形成胎圈部和胎侧部的橡胶材料的刚性，胎圈填胶的轮胎宽度方向外侧的端部成为刚性台阶，在此位置很可能发生变形。

在胎侧部中具有轮辋保护部的充气轮胎中，变形基点很可能出现在轮辋保护部顶点附近。因为沿轮胎宽度方向向外突出的轮辋保护部的体积大，具有轮辋保护部的充气轮胎很可能引起成为滚动阻力恶化因素的滞后损耗。

如上所述，当导致滞后损耗的变形发生在从胎侧部至胎圈部的部分的几个位置时，变形橡胶的体积增加，而且滞后损耗增大。

另一方面，在根据实施方式的充气轮胎1A中，胎圈填胶131位于胎圈芯111的轮胎径向外侧，橡胶片材132位于胎圈填胶131的轮胎径向外侧，空间DA设置在胎圈填胶131的轮胎径向外侧的端部131a和橡胶片材132的轮胎径向内侧的端部132b之间。空间DA填充有刚性低于胎圈填胶131和橡胶片材132的刚性的橡胶，如涂覆胎体20的橡胶。

配置在空间DA中的材料的弹性模量低于橡胶片材132的弹性模量。配置在空间DA中的材料的弹性模量为胎圈填胶131的弹性模量的3%以上、20%以下。

因此，在根据实施方式的充气轮胎1A中，在空间DA中布置的材料的弹性模量低于填充有诸如橡胶等高弹性模量的填充材料的空间DA的传统充气轮胎的弹性模量。因此，充气轮胎1A容易在空间DA内局部变形。

换言之，在充气轮胎1A中，意图使容易变形的部分集中，以减少变形橡胶的体积，由此减小滞后损耗。

布置在空间DA中的材料的损耗角正切（tanδ）为胎圈填胶131的损耗角正切（tanδ）的10%以上、50%以下。当tanδ大时，滞后损耗增大，当tanδ小时，滞后损耗减小。因此，通过将布置在局部变形空间DA中的材料的tanδ设定在上述范围内可抑制滚动阻力。

当减小变形橡胶体积时，在充气轮胎1A中，橡胶片材132以利用取自有助于变形的空间D的适当间隔隔开的方式而被胎体主体121和胎体折返部122夹持而定位。通过使该夹持结构将橡胶片材132夹持在高硬度构造（胎体主体121和胎体折返部122）之间，在充气轮胎1A中的空间DA的轮胎径向外侧形成高刚性部分。

如上所述，因为充气轮胎1A如此构造，从而防止胎侧部113受减小空间DA的刚性的影响，因此能够防止因从胎圈部112至胎侧部113的部分沿径向的刚性被设定得低而引起的驱动稳定性劣化。

在充气轮胎1A中，胎圈填胶131的端部131a形成为介于位置P13和位置P14之间，橡胶片材132的端部132b形成为介于位置P14和位置P15之间。

通过构造如上所述的充气轮胎1A，与空间DA对应的局部变形区域可与沿着轮胎轴向通过轮辋保护部顶点151的顶点线PL附近的部分一致。在此构造中，从胎圈部112至胎侧部113的部分变得在起支点功能的轮辋保护部顶点151的顶点线PL附近的部分中容易变形。换言之，在充气轮胎1A中，考虑到轮辋保护部150，意图使容易变形的部分集中，以减少变形橡胶的体积，由此减小滞后损耗。

橡胶片材132的端部132a形成为位于距离胎体基线0.7CSH的位置P16处，或位于位置P16的轮胎径向内侧。在充气轮胎1A中，橡胶片材132沿着胎体主体121的长度L21满足0.15CSH≦L21≦0.4CSH的关系。因此，能够增加有助于增加胎侧部113中的横向刚性效果的区域的刚性。

在充气轮胎1A中，胎圈填胶311的端部131a和橡胶片材132的端部132b之间的间隔L22（即，空间DA沿着胎体主体121的长度）优选为3mm以上、15mm以下。通过设定该间隔，局部变形部分可与沿着轮胎轴向通过轮辋保护部顶点151的顶点线PL对齐，并且可增加吸收整个充气轮胎1A的一些变形的效果。

橡胶片材132沿胎体主体121的法线方向的厚度d11为0.5mm以上、5.0mm以下。优选地，橡胶片材132的厚度d11为1.0mm以上、2.0mm以下。当胎侧部113的厚度增加时，可增大横向刚性，但很可能发生滞后损耗。因此，形成胎侧部113的橡胶片材132沿胎体主体121的法线方向的厚度d11优选设定在上述范围内。

橡胶片材132的弹性模量为胎圈填胶131的弹性模量的20%以上、50%以下。橡胶片材132的弹性模量优选在上述范围内尽可能高。橡胶片材132的损耗角正切（tanδ）为胎圈填胶131的损耗角正切的10%以上、50%以下。为防止额外的滚动阻力，橡胶片材132的tanδ优选在上述范围内尽可能小。

（4）其他实施方式

虽然根据优选实施方式描述了本发明，但是前述的讨论和附图不应理解为对本发明的限制。本领域技术人员可以理解本发明的各种替代性实施方式和实施例，例如，可组合第一实施方式和第二实施方式。

如上所述，此处未公开的很多实施方式可理解为包括在本发明内。因此，本发明的范围应该通过所附的权利要求限定。

实施方式2

制造传统轮胎和根据实施方式的轮胎，并比较滚动阻力和驱动稳定性。充气轮胎设置有一个胎体帘布层、沿着胎面宽度相对于胎面宽度方向以66°角交叉的两个带束层和配置在带束层的轮胎径向外侧的由尼龙制造的周向加强层。制备在胎侧部中具有轮辋保护部的充气轮胎。轮胎尺寸为225/45R17。轮辋保护部顶点在距离胎体基线0.245CSH的轮胎径向的外侧。考虑将不包括第二填充材料（橡胶片材132）的轮胎作为比较例1的充气轮胎。通过改变第一填充材料（胎圈填胶131）的轮胎径向外侧的端部的位置、第二填充材料的轮胎径向外侧的端部的位置、第二填充材料（橡胶片材132）的轮胎径向内侧的端部的位置、第一填充材料和第二填充材料的弹性模量以及第一填充材料和第二填充材料的损耗角正切来制造比较例2-20和实施方式1-20的轮胎。表2示出比较例和实施方式的具体规格。

（滚动阻力试验）

将比较例和实施方式的轮胎安装在由JATMA规定的规定轮辋（实施方式中的7.5J）中，并通过使用具有直径为1.7m的铁板面的鼓试验机获得滚动阻力。测量条件为分别满足速度为80km/h、载荷为4.41kN、内压为230kPa下。表2示出通过假定比较例1的轮胎的结果为100时的指数表示的结果。

（驱动稳定性试验）

我们测量负载时的横向弹簧常数作为驱动稳定性指数。具体而言，施加4.41kN的载荷，沿轮胎横向方向拉轮轴，并且测量横向弹簧常数。表2示出通过假定比较例1的轮胎的结果为100时的指数化的结果。

（结果）

[表2]

在表2中，第一填充材料的轮胎径向外侧的端部的位置※1位于图4示出的顶点线PL的轮胎径向外侧时被表示为“+”，位于顶点线PL的轮胎径向内侧时被表示为“－”。数值是与CSH的比（%）。第二填充材料的轮胎径向外侧的端部的位置※2是从胎体基线BL至沿轮胎径向外侧的距离。数值是与CSH的比（%）。第二填充材料的轮胎径向内侧的端部的位置※3是从顶点线PL至沿轮胎径向外侧的距离。数值是与CSH的比（%）。第二填充材料的长度※4表示为与CSH的比（%）。

根据表2示出的结果，滚动阻力值低于100时是优选的。驱动稳定性高于100时是优选的。考虑到误差和从市场至上的观点，当差异是2%以上（即，指数值为98以下）时，滚动阻力试验是可接受的。当观察到改进为5%以上时，可以说是特别好的效果。驱动稳定性试验示出良好的再现性，差异为1%以上是可接受的（即，指数值为101%以上）。如表2所示，与比较例1-8相比较，证明实施方式1-16实现减小滚动阻力和改进驱动稳定性两者。

日本专利申请No.2010-234658（2010年10月19日提交的）和日本专利申请No.2011-143088（2011年6月28日提交的）引入本说明书作为参考。

产业上的可利用性

如上文中所述，根据本发明的充气轮胎，高水平地实现了减小滚动阻力和改进驱动稳定性两者，在轮胎制造领域中是有用的。

Claims (12)

1.一种充气轮胎，其设置有胎体，所述胎体包括胎体主体和胎体折返部，所述胎体主体在一对胎圈芯之间环形地延伸，在所述胎体折返部中，所述胎体主体从所述轮胎内侧向所述轮胎外侧卷绕胎圈芯并在所述轮胎的轮胎径向外侧延伸，所述充气轮胎被安装在轮辋上，所述充气轮胎包括：

第一填充材料，其布置在所述胎体主体和所述胎体折返部之间并且位于所述胎圈芯的轮胎径向外侧；和

第二填充材料，其布置在所述第一填充材料的轮胎径向外侧，

其中，在所述第一填充材料的轮胎径向外侧的端部和所述第二填充材料的轮胎径向内侧的端部之间沿所述轮胎径向设置预定空间。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于：

当所述胎体主体的轮胎径向的最内侧位置至所述胎体主体的轮胎径向的最外侧位置的长度表示为CSH时，

所述第一填充材料的轮胎径向外侧的端部形成为介于凸缘线的轮胎径向外侧的长度为0.05CSH的位置和所述凸缘线的轮胎径向内侧的长度为0.10CSH的位置之间，所述凸缘线是沿轮胎轴向通过所述轮辋的轮辋凸缘部的轮胎径向外侧的端部的线，

所述第二填充材料的轮胎径向外侧的端部形成在胎体基线的轮胎径向外侧的长度为0.70CSH的位置处或形成在胎体基线的轮胎径向外侧的长度为0.70CSH的位置的内侧，所述胎体基线是沿轮胎轴向通过所述胎体主体的轮胎径向内侧的端部的线，

所述第二填充材料的轮胎径向内侧的端部形成为布置在与所述凸缘线对齐的位置处，或布置在所述凸缘线的轮胎径向外侧的长度为0.15CSH的位置和所述凸缘线之间的位置处，和

所述第二填充材料沿着所述胎体主体的长度L满足0.15CSH≦L≦0.55CSH的关系。

3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，还包括向轮胎宽度方向外侧突出的轮辋保护部，其中：

当所述轮辋保护部的轮胎宽度方向的最外侧位置设定为轮辋保护部顶点时，并且

将从所述胎体主体的轮胎径向的最内侧位置至所述胎体主体的轮胎径向的最外侧位置的长度表示为CSH时，

所述第一填充材料的轮胎径向外侧的端部形成为介于顶点线的轮胎径向内侧的长度为0.15CSH的位置和所述顶点线的轮胎径向外侧的长度为0.05CSH的位置之间，所述顶点线是沿着轮胎轴向通过所述轮辋保护部顶点的线，

所述第二填充材料的轮胎径向内侧的端部形成为介于所述顶点线的轮胎径向外侧的长度为0.05CSH的位置和所述顶点线的轮胎径向外侧的长度为0.2CSH的位置之间，

所述第二填充材料的轮胎径向外侧的端部形成在胎体基线的轮胎径向外侧的长度为0.70CSH的位置处或形成在胎体基线的轮胎径向外侧的长度为0.70CSH的位置的内侧，所述胎体基线是沿轮胎轴向通过所述胎体主体的轮胎径向内侧的端部的线，和

所述第二填充材料沿着所述胎体主体的长度L满足0.15CSH≦L≦0.4CSH的关系。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的充气轮胎，其特征在于，在所述第一填充材料的轮胎径向外侧的端部和所述第二填充材料的轮胎径向内侧的端部之间的沿轮胎径向的间隔是3mm以上、15mm以下。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述第二填充材料沿所述胎体主体的法线方向的厚度是0.5mm以上、5.0mm以下。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述第二填充材料的弹性模量是所述第一填充材料的弹性模量的20%以上、50%以下。

7.根据权利要求1-6中的任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述第二填充材料的损耗角正切是所述第一填充材料的损耗角正切的10%以上、30%以下。

8.根据权利要求1-7中的任一项所述的充气轮胎，其特征在于，在所述第一填充材料和所述第二填充材料之间设置的所述预定空间中配置的材料的弹性模量小于或等于所述第二填充材料的弹性模量。

9.根据权利要求1-8中的任一项所述的充气轮胎，其特征在于，在所述第一填充材料和所述第二填充材料之间设置的所述预定空间中配置的材料的弹性模量是所述第一填充材料的弹性模量的3%以上、20%以下。

10.根据权利要求1-9中的任一项所述的充气轮胎，其特征在于，在所述第一填充材料和所述第二填充材料之间设置的所述预定空间中配置的材料的损耗角正切是所述第一填充材料的损耗角正切的10%以上、50%以下。

11.根据权利要求1-10中的任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述第二填充材料的轮胎径向外侧的端部配置在所述胎体折返部的轮胎径向外侧的端部的轮胎径向内侧。

12.根据权利要求11所述的充气轮胎，其特征在于，所述胎体主体和所述胎体折返部在所述第二填充材料的轮胎径向外侧的端部的轮胎径向外侧彼此接触。

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