CN104943475B - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供充气轮胎，具有优良的漏气密封性能。充气轮胎(1)具有：胎体(6)；带束层(7)；由不透气的橡胶构成的内衬层(9)；以及粘合于内衬层(9)的内侧面(9a)的密封层(10)。内衬层(9)的内侧面(9a)具有满足下述式的轮廓：L1＜L2＜L3，L1≤5mm，L2≤9.5mm，L3≤11mm。L1、L2以及L3是在从带束层(7)的外端(7e)向轮胎轴向内侧隔开带束层(7)的最大宽度的5％、10％以及15％的各位置上，从基准高度位置(H)到内侧面(9a)的轮胎径向高度。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及具有优良的漏气密封性能的充气轮胎。

背景技术

已提出了各种具有漏气密封性能的充气轮胎。这种充气轮胎例如在胎面部的轮胎内腔面侧预先涂覆了具有粘性的密封剂。对于这种充气轮胎而言，例如在因行驶中碰到铁钉等而造成胎面部形成孔的情况下，密封剂以填埋该孔的方式变形，从而抑制空气从孔的漏出。

然而，上述密封剂虽然具有一定程度的粘性，但是粘度会因行驶时的来自轮胎的热而降低。另外，由于行驶时的离心力，密封剂容易沿胎面部的内腔面的轮廓向轮胎赤道侧流动。这种密封剂的移动会导致胎面部的端部侧的密封不足，从而存在无法可靠地填埋产生于端部附近的孔的问题。

专利文献1：日本特开2012－347418号公报

发明内容

本发明是鉴于以上那样的实际状况而提出的，其主要目的在于，提供一种以改善供密封剂粘合的胎面部的内侧面的轮廓为基本，具有优良的漏气密封性能的充气轮胎。

本发明的充气轮胎具有：胎体，从胎面部经由胎侧部而到达胎圈部的胎圈芯；带束层，配置于上述胎体的轮胎径向外侧且上述胎面部的内侧的位置；内衬层，配置于上述胎体的轮胎径向内侧，由不透气的橡胶构成；以及密封层，粘合于上述胎面部的上述内衬层的轮胎径向的内侧面，并且轮胎轴向的宽度比上述带束层的轮胎轴向的宽度大，上述充气轮胎的特征在于，上述胎面部的上述内衬层的粘合有上述密封层的上述内侧面具有满足下述式的轮廓：

L1＜L2＜L3，L1≤5mm，L2≤9.5mm，L3≤11mm，

这里，L1、L2、L3是指在安装于正规轮辋并且填充了正规内压的无负载的正规状态下的包括轮胎旋转轴在内的轮胎子午线剖面中，从上述带束层的轮胎轴向的外端向轮胎轴向内侧分别隔开上述带束层的最大宽度的5％、10％以及15％的各位置上，从下述基准高度位置到上述内衬层的上述内侧面的轮胎径向高度。基准高度位置是指通过轮胎径向线与上述内衬层的上述内侧面的交点的轮胎径向的位置，上述轮胎径向线通过上述带束层的轮胎轴向的外端。

本发明所涉及的上述充气轮胎优选为，上述内衬层的上述轮廓满足下述式：

L1≥1mm，L2≥1.5mm，L3≥2mm。

本发明所涉及的上述充气轮胎优选为，上述密封层的两侧的外缘位于比上述带束层的轮胎轴向的外端更靠轮胎轴向外侧的位置。

本发明的充气轮胎在胎面部的内衬层的轮胎径向的内侧面具有密封层。

而且，内衬层的粘合有密封层的内侧面具有满足下述式的轮廓：

L1＜L2＜L3，

L1≤5mm，

L2≤9.5mm，

L3≤11mm。

这里，L1、L2以及L3是指在安装于正规轮辋并且填充了正规内压的无负载的正规状态下的包括轮胎旋转轴在内的轮胎子午线剖面中，从带束层的轮胎轴向的外端向轮胎轴向内侧隔开带束层的最大宽度的5％、10％以及15％的各位置上，从下述基准高度位置到内衬层的内侧面的轮胎径向高度。基准高度位置是指通过轮胎径向线与内衬层的内侧面的交点的轮胎径向的位置，上述轮胎径向线通过带束层的轮胎轴向的外端。

这样，通过规定供密封层粘合的内衬层的内侧面的轮廓，从而在轮胎子午线剖面中，使上述内侧面的倾斜度比现有的轮胎小，接近轮胎轴向。因此，行驶时产生的离心力的、与内衬层的内侧面平行并且朝向轮胎轴向内侧的成分减少，从而抑制密封层朝向轮胎轴向内侧的流动。因此，本发明的充气轮胎即使在带束层的轮胎轴向的外侧也能够充分确保密封层，因此具有优良的漏气密封性能。

另外，上述内侧面具有L1＜L2＜L3的关系，因此能够将与内衬层的内侧面的轮廓相似的胎体以及胎面部的外表面的轮廓形成为朝向轮胎径向外侧凸出的圆滑的圆弧状。因此，本发明的充气轮胎能够防止车辙路上的方向盘被夺现象等。

附图说明

图1是表示本发明的充气轮胎的一实施方式的轮胎子午线剖视图。

图2是图1的接地端附近的放大图。

图3是对密封层制造装置的概念进行说明的侧视图。

附图标记的说明

1...轮胎；6...胎体；7...带束层；7e...外端；9...内衬层；9a...内侧面；10...密封层；H...基准高度位置。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一实施方式进行说明。

在图1中示出了本实施方式的充气轮胎1的正规状态下的包括轮胎旋转轴在内的轮胎子午线剖视图。如图1所示，本实施方式的充气轮胎(以下，有时简称为“轮胎”。)1例如适用于轿车。

正规状态是指轮胎1组装于正规轮辋(省略图示)并被填充了正规内压的无负载的状态。在本说明书中，只要没有特别指出，轮胎1的各部的尺寸等就是正规状态下确定的值。

上述“正规轮辋”是指在包含轮胎所依据的规格在内的规格体系下按照每个轮胎确定各规格的轮辋，在JATMA的情况下为“标准轮辋”，在TRA的情况下为“Design Rim”，在ETRTO的情况下为“Measuring Rim”。“正规内压”是指在包含轮胎所依据的规格在内的规格体系下按照每个轮胎确定各规格的空气压，在JATMA的情况下为“最高空气压”，在TRA的情况下为表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUSCOLD INFLATION PRESSURES”所记载的最大值，在ETRTO的情况下为“INFLATION PRESSURE”。在轮胎用于轿车的情况下，正规内压为180kPa。

轮胎1具有：胎面部2；从该胎面部2的轮胎轴向两端向轮胎径向内侧延伸的一对胎侧部3；以及设置于各胎侧部3的轮胎径向内侧，并埋设有胎圈芯5的胎圈部4。此外，在胎面部2设置有适合排水用的沟G。

本实施方式的轮胎1包括胎体6、带束层7、束带层8、内衬层9、以及密封层10。

胎体6由一个以上的胎体帘布构成，在本实施方式中由轮胎径向内、外两个胎体帘布6A、6B构成。各胎体帘布6A、6B分别具有主体部6a及折回部6b。主体部6a例如从胎面部2经由胎侧部3而到达胎圈部4的胎圈芯5。折回部6b与主体部6a连接并且绕胎圈芯5从轮胎轴向内侧向外侧折回。

各胎体帘布6A、6B是由贴胶包覆胎体帘线的帘线帘布层。胎体帘线相对于轮胎赤道C，例如以70～90度的角度排列。优选胎体帘线使用有机纤维，例如，从芳纶、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、尼龙、人造丝等中选择。

在胎体帘布6B的主体部6a与折回部6b之间，配置有从胎圈芯5向轮胎径向外侧延伸，并且由硬质橡胶构成的胎圈三角胶11。

带束层7由使带束帘线相对于轮胎赤道C例如以5～45度的角度倾斜排列的至少1个以上的带束帘布构成，在本实施方式中由轮胎径向内、外两个带束帘布7A、7B构成。两个带束帘布7A、7B的带束帘线以相互交叉的朝向重叠。带束帘线适合使用例如钢帘线。

本实施方式的内、外带束帘布7A、7B均以胎面部2的几乎整个范围设置。在本实施方式中，内带束帘布7A与外带束帘布7B相比宽度大。内带束帘布7A的轮胎轴向的外端7e位于接地端Te的附近。带束层7的轮胎轴向的最大宽度Wa优选为胎面接地宽度TW的95％～105％。

上述“接地端Te”被设定为：对正规状态的轮胎加载正规载荷并使其以0度的外倾角与平面接地时的、最靠轮胎轴向外侧的接地位置。在正规状态下，各接地端Te、Te之间的轮胎轴向的距离被设定为胎面接地宽度TW。

“正规载荷”是指在包含轮胎所依据的规格在内的规格体系下按照每个轮胎确定各规格的载荷，在JATMA的情况下为“最大负载能力”，在TRA的情况下为表“TIRE LOADLIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”所记载的最大值，在ETRTO的情况下为“LOAD CAPACITY”。在轮胎用于轿车的情况下，正规载荷为与上述载荷的88％相当的载荷。

束带层8由使冠带帘线相对于轮胎周向以5度以下的角度排列的、例如1个以上的冠带帘布形成。本实施方式的冠带帘布包括：覆盖带束层7的大致整个宽度的配置于轮胎径向内、外的两个全冠带帘布8A、8B；以及仅覆盖带束层7的轮胎轴向两外端部的边缘冠带帘布8C。边缘冠带帘布8C配置于外全冠带帘布8B的轮胎径向外侧。各全冠带帘布8A、8B、以及边缘冠带帘布8C都在带束层7的轮胎轴向的外侧形成终端。

作为冠带帘线，例如优选使用尼龙、人造丝、芳香族聚酰胺或者PEN等有机纤维帘线。

内衬层9配置于内胎体帘布6A的轮胎径向内侧。本实施方式的内衬层9以跨越一对胎圈部4、4之间的方式连续地延伸。内衬层9由不透气的橡胶材构成，其防止填充于轮胎内腔内的空气的漏出。作为不透气的橡胶材料，例如，优选为丁基橡胶、卤化丁基橡胶等。

如图2所示，密封层10粘合于内衬层9的轮胎径向的内侧面9a并沿轮胎周向呈环状地延伸。密封层10由用于填埋漏气时的孔的具有粘性的橡胶构成。这种密封层10例如在因行驶中碰到铁钉等而造成胎面部2形成孔的情况下，以封闭该孔的方式变形来抑制空气的漏出。

作为密封层10的上述橡胶材料，例如优选为包含丁基橡胶、液体橡胶、无机添加剂、交联剂、以及交联助剂在内的组成物的交联材料。对于这种密封层10而言，由行驶时的离心力引起的沿着内衬层9的内侧面9a的轮廓的流动被抑制。

优选液体橡胶包含聚丁烯。聚丁烯是通过异丁烯与正丁烯的阳离子聚合而得到的粘稠性的液状聚合物，其具有优良的粘着性。另外，聚丁烯的粘着性或粘度的经年劣化、加热加压引起的劣化小，不会固化干燥。因此，若使密封层10的橡胶材料包含聚丁烯，则进一步提高粘着性、密封性能。

优选无机添加剂例如包含炭黑、二氧化硅、碳酸钙、硅酸钙、氧化镁、氧化铝、硫酸钡、滑石、以及云母中的至少1种。

作为交联剂，为了提高耐热性能，例如优选为作为有机过氧化物的过氧化物。

密封层10优选为，例如相对于100质量份的丁基橡胶，含有100～400质量份的液体橡胶、1～15质量份的无机添加剂、1～10质量份的交联剂、以及1～10质量份的交联助剂。

在本实施方式中，密封层10的两侧的外缘10e位于比带束层7的轮胎轴向的外端7e更靠轮胎轴向外侧的位置。由此，在带束层7的整个宽度上发挥上述作用。为了抑制轮胎1的质量增加，优选将密封层10的外缘10e设置于比带束层7的外端7e更靠轮胎轴向外侧3～20mm的范围内。

为了发挥优良的漏气密封性能并且抑制轮胎1的质量增加，优选密封层10的厚度t为1～10mm，更优选为1.5～5.0mm。

在本实施方式中，供密封层10粘合的内衬层9的内侧面9a的轮廓满足下述式。

L1＜L2＜L3

L1≤5mm

L2≤9.5mm

L3≤11mm

这里，L1、L2以及L3是指在正规状态下的包括轮胎旋转轴在内的轮胎子午线剖面中，在从带束层7的轮胎轴向的外端7e分别向轮胎轴向内侧隔开带束层7的最大宽度Wa的5％、10％以及15％的各位置P1至P3上，从基准高度位置H到内衬层9的内侧面9a的轮胎径向高度。另外，基准高度位置H是通过轮胎径向线7c与内衬层9的内侧面9a的交点K的轮胎径向的位置，上述轮胎径向线7c通过带束层7的外端7e。

行驶时产生的离心力生成与内衬层9的内侧面9a平行并且朝向轮胎轴向内侧的成分。因此，通过规定供密封层10粘合的内衬层9的内侧面9a的轮廓，从而在轮胎子午线剖面中，使内侧面9a的倾斜度比现有的轮胎小，接近轮胎轴向。由此，使上述成分减少，从而抑制密封层10朝向轮胎轴向内侧的流动。因此，本发明的充气轮胎1即使在带束层7的轮胎轴向的外侧也能够充分确保密封层10，因此具有优良的漏气密封性能。

另外，由于内衬层9的内侧面9a具有L1＜L2＜L3的关系，因此能够使与内衬层9的内侧面9a的轮廓相似的胎体6以及胎面部2的外表面2a的轮廓形成为朝向轮胎径向外侧凸出的圆滑的圆弧状。因此，本发明的充气轮胎1能够防止车辙路上的方向盘被夺现象(steering pull)等。

对于本实施方式的内衬层9的内侧面9a而言，从基准高度位置H到上述位置P3的内侧面9a圆滑地连接起来。由此，能够进一步将上述轮廓形成为朝向轮胎径向外侧凸出的圆滑的圆弧状。

在进一步优选的方式中，内衬层9的内侧面9a的轮廓满足下述式。

L1≥1mm

L2≥1.5mm

L3≥2mm

由此，能够将胎体6、胎面部2的外表面2a的轮廓形成为朝向轮胎径向外侧凸出的圆滑的圆弧状，因此能够进一步防止车辙路上的方向盘被夺等。

接下来，对密封层10的制造方法进行说明。在图3中示出了对制造密封层10的密封层制造装置16的概念进行说明的侧视图。如图3所示，本实施方式的密封层10通过将长条带状的橡胶条15卷绕于轮胎基体T的所谓带卷绕方法来制造。

橡胶条15例如是未交联并且宽度比厚度大的剖面矩形(省略图示)。根据惯例来确定橡胶条15的厚度以及宽度。本实施方式的橡胶条15的厚度优选为0.5～3mm左右，宽度为1.5～10mm左右。

轮胎基体T是图1的轮胎1的密封层10的粘合前的机构。因此，轮胎基体T即是硫化结束的基体。

如图3所示，本实施方式的密封层制造装置16例如包括：保持轮胎基体T的保持机构17；将橡胶条15向轮胎基体T的上述内衬层9的内侧面9a供给的给料器18。

保持机构17具有：与轮胎基体T的胎面部2的外表面2a接触并将轮胎基体T以直立状态支承的一对支承辊19、19；以及以将轮胎基体T保持为能够旋转的方式跨越两侧的胎侧部的多个、在本实施方式中为4个的保持辊20。在一方的支承辊19连接有动力传递装置(省略图示)以使支承辊19旋转。通过该支承辊19的旋转使轮胎基体T旋转。

给料器18包括：对橡胶条15进行搬运的传送带状的搬运装置21；以及将橡胶条15粘贴于轮胎基体T的内侧面9a的例如辊状的粘贴机构22。例如，利用能够相对于轮胎基体T在其轴向以及径向上往复移动的三维移动装置(省略图示)等来分别支承搬运装置21以及粘贴机构22。

在给料器18的上游侧，例如设置有两轴连续混炼机等(省略图示)。两轴连续混炼机连续地对密封层10的橡胶材料进行混炼，并从其排出口将橡胶条15连续地挤出并供给至给料器18。

为了制造密封层10，首先将轮胎基体T能够旋装地保持于密封层制造装置16。接下来，将从给料器18连续供给的橡胶条15的卷绕始端固定于轮胎基体T的内侧面9a。之后，边使轮胎基体T旋转边使给料器18适当地沿轮胎轴向以及轮胎径向移动，将橡胶条15呈螺旋状地卷绕至其卷绕终端(省略图示)。

密封层10的制造并不限定于这种方式。密封层10的制造例如也可以是如下方式：将喷嘴与两轴连续混炼机的排出口连接，并将该喷嘴配置于轮胎基体T的内侧面9a附近，而从两轴混炼机直接将橡胶条15从喷嘴排出并粘贴于被保持机构17保持为能够旋转的轮胎基体T的内侧面9a。

接下来，对由橡胶条15形成的密封层10进行加热并使其交联。作为加热方法，例如，除了将轮胎基体T投入烤箱之外，优选由热风机进行的温热送风、由红外线灯进行的照射等。

另外，在橡胶条15的交联中，也能够利用橡胶条本身的热量。即，将从二轴连续混炼机排出的橡胶条15的温度控制在80～130度，从而能够在粘合后缓缓地促进交联。

为了进一步有效地促进橡胶条15的交联，例如优选在橡胶条15的卷绕时，预先将轮胎基体T的温度加温至40～70度。

以上，对本发明的充气轮胎进行了详细的说明，但是本发明并不限定于上述具体的实施方式，而能够变更为各种方式来实施。例如，为了对轮胎1的内腔内产生的共振能量(振动能量)进行吸收缓和来抑制腔共振，也能够将发泡体(省略图示)贴于密封层10的轮胎径向的内侧面10a(图2所示)。作为发泡体，例如，优选为比重0.005～0.06的醚类聚氨酯海绵。

实施例

根据表1的规格来试制具有图1所示的基本构造的尺寸235/45R17的充气轮胎，并对各试供轮胎的密封层的移动距离以及车辙路上的方向盘稳定性进行测试。各试供轮胎的共用规格、测试方法如下。此外，密封层的配合如表2所示。

密封层的外缘10e：比带束层的外端更靠轮胎轴向外侧5mm

密封层的厚度t：3mm

密封层的制造方法：使用二轴连续混炼机的橡胶条粘贴

＜密封层的流动距离＞

在下述条件下，利用直径1.7m的高速行驶转鼓试验机使各试供轮胎行驶，并利用X射线CT扫描装置，在轮胎圆周上8个部位测定行驶前后的密封层的轮胎轴向的外端位置。由行驶前后之差的平均值来表示其结果。数值越小越好。

轮辋：17×8J

内压：220kPa

载荷：5kN

速度：120km/h

行驶时间：3小时

＜车辙路上的方向盘稳定性＞

在下述条件下，将各测试轮胎安装于排气量2000cc的轿车的所有车轮。而且，由测试司机在设置有车辙的干燥沥青路面的测试跑道上行驶，并通过测试司机的感官评价对此时的方向盘被夺感(方向盘扭矩的大小)进行评价。由以实施例1为100的评分来表示其结果。数值越大越好。

轮辋：17×8J

内压：220kPa

在表1中示出了测试的结果。

表1

表2

	质量份
		丁基橡胶	100
聚丁烯(Hv-1900)	200
		炭黑(N330)	15
油(DOS)	15
		交联剂(QDO)	7
交联助剂(QO)	7

从测试的结果能够确认：实施例的轮胎与比较例的轮胎相比，均衡地提高了密封层的移动距离以及方向盘稳定性。因此，本发明的轮胎既确保车辙路上的方向盘稳定性，又具有优良的漏气密封性能。

Claims (3)

1.一种充气轮胎，其具有：胎体，从胎面部经由胎侧部而到达胎圈部的胎圈芯；带束层，配置于所述胎体的轮胎径向外侧且配置于所述胎面部的内侧的位置；内衬层，配置于所述胎体的轮胎径向内侧，由不透气的橡胶构成；以及密封层，粘合于所述胎面部的所述内衬层的轮胎径向的内侧面，并且轮胎轴向的宽度比所述带束层的轮胎轴向的宽度大，

所述充气轮胎的特征在于，

所述胎面部的所述内衬层的粘合有所述密封层的所述内侧面具有满足下述式的轮廓：

L1＜L2＜L3，L1≤5mm，L2≤9.5mm，L3≤11mm，

这里，L1、L2、L3如下，

L1、L2以及L3：在安装于正规轮辋并填充了正规内压的无负载的正规状态下的包括轮胎旋转轴在内的轮胎子午线剖面中，在从所述带束层的轮胎轴向的外端向轮胎轴向内侧分别隔开所述带束层的最大宽度的5％、10％以及15％的各位置上，从下述基准高度位置到所述内衬层的所述内侧面的轮胎径向高度，

基准高度位置：通过轮胎径向线与所述内衬层的所述内侧面的交点的轮胎径向的位置，所述轮胎径向线通过所述带束层的轮胎轴向的外端。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

所述内衬层的所述轮廓满足下述式：

L1≥1mm，L2≥1.5mm，L3≥2mm。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，

所述密封层的两侧的外缘位于比所述带束层的轮胎轴向的外端更靠轮胎轴向外侧的位置。