CN105722692A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够抑制由吸音材料及其粘合层的发热导致的吸音材料的剥离的充气轮胎。本发明的充气轮胎，具有胎面部、侧壁部和胎圈部，并且，在与轮胎内表面的胎面部相对应的区域内，沿着轮胎周向借由粘合层粘合了带状的吸音材料，在轮胎周向上的至少1处位置上设有空气搅拌部，该空气搅拌部由吸音材料中断而形成。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种在与轮胎内表面的胎面部相对应的区域内，粘合了带状的吸音材料的充气轮胎；更具体而言，是一种能够抑制由吸音材料及其粘合层的发热引起的吸音材料的剥离的充气轮胎。
背景技术
对于充气轮胎来说，产生噪音的原因之一，就是填充在轮胎内部的空气振动所导致的空洞共鸣音。该空洞共鸣音是在转动轮胎时，胎面部受路面凹凸的影响而产生振动，胎面部的振动使得轮胎内部的空气产生振动，从而产生的。
作为减少这种空洞共鸣现象所导致的噪音的方法，提出有在轮胎与车轮的轮辋之间形成的空洞部内，设置吸音材料。更具体而言，是在与轮胎内表面的胎面部相对应的区域内粘合带状的吸音材料，例如，参照专利文献1、2。
然而，在与轮胎内表面的胎面部相对应的区域内粘合了带状的吸音材料时，伴随着充气轮胎的行驶，吸音材料及其粘合层会发热，因此，用来固定吸音材料的粘合层会发生软化或劣化。而且，粘合层发生软化或劣化的话，就会存在吸音材料容易从轮胎内表面剥离的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2002-67608号公报
专利文献2：日本专利特开2005-138760号公报
发明概要
发明要解决的问题
本发明的目的在于，提供一种能够抑制由吸音材料及其粘合层的发热导致的吸音材料的剥离的充气轮胎。
技术方案
为了解决上述目的，本发明的充气轮胎，具备：在轮胎周向上延伸而形成环状的胎面部；配置在该胎面部两侧的一对侧壁部；配置在这些侧壁部的轮胎径向内侧的一对胎圈部；并且，在与轮胎内表面的所述胎面部相对应的区域内，沿着轮胎周向借由粘合层粘合了带状的吸音材料，其特征在于，在轮胎周向上的至少1处位置上设有空气搅拌部，该空气搅拌部由所述吸音材料中断而形成。
有益效果
在本发明中，在与轮胎内表面的胎面部相对应的区域内，沿着轮胎周向借由粘合层粘合了带状的吸音材料的充气轮胎，在轮胎周向上的至少1处位置上设有空气搅拌部，该空气搅拌部由吸音材料中断而形成，因此，该空气搅拌部发挥以下作用，即随着充气轮胎的旋转而搅拌空洞部内的空气的作用。因此，即使伴随着充气轮胎的行驶而吸音材料及其粘合层发热，也能够将该热量扩散到空洞部内的整个空气中，并抑制用来固定吸音材料的粘合层发生软化或劣化。其结果，能够抑制由吸音材料及其粘合层的发热导致的吸音材料的剥离。
在本发明中，空气搅拌部优选设置在轮胎周向上的多处位置上，特别优选设置在轮胎周向上的3～5处位置上。这样一来，能够有效地获得空气搅拌部所带来的散热效果。
空气搅拌部在轮胎周向上的长度，优选在吸音材料的高度的0.5倍～10倍的范围内。这样一来，能够有效地获得空气搅拌部所带来的散热效果。在轮胎周向上的多处位置上设置空气搅拌部时，空气搅拌部在轮胎周向上的长度，优选设为互不相同。空气搅拌部最适合于发挥散热效果的轮胎周向上的长度，根据轮胎的旋转速度而不同，因此通过将多个空气搅拌部在轮胎周向上的长度设为互不相同，能够在各种旋转速度下都获得良好的散热效果。
吸音材料是一种朝向轮胎周向延伸的单一吸音材料，优选为在与该长边方向正交的截面上，至少在与粘合面相对应的范围内，具有均匀的厚度，该截面形状沿着长边方向保持恒定。这样一来，将每单位粘合面积的吸音材料的容量扩大到最大限度，由此可获得良好的噪音降低效果。此外，具有这种形状的吸音材料容易加工，因此，生产成本也低廉。
组装轮辋时，相对于在轮胎内形成的空洞部的体积的吸音材料的体积的比率，优选为大于20％。通过如上所述的扩大吸音材料的体积，可获得良好的噪音降低效果，而且，即使是大型的吸音材料，也可长期确保良好的粘合状态。空洞部的体积，是将轮胎轮辋组装到正规轮辋内，并在填充了正规内压的状态下，形成在轮胎与轮辋之间的空洞部的体积。“正规轮辋”是指在包括轮胎所依据规格在内的规格体系中，该规格对每个轮胎规定的轮辋，例如，在JATMA中是指标准轮辋，在TRA中是指“DesignRim”，或者在ETRTO中是指“MeasuringRim”。但是，轮胎为安装在新车上的轮胎时，则使用组装有该轮胎的原装车轮，来求空洞部的体积。“正规内压”是指在包括轮胎所依据规格在内的规格体系中，各规格对每个轮胎所规定的气压，在JATMA中是指最高气压，在TRA中是指表“TIREROADLIMITSATVARIOUSCOLDINFLATIONPRESSURES”所记载的最大值，在ETRTO中是指“INFLATIONPRESSURE”，但是，轮胎为安装在新车上的轮胎时，则为车辆上所标示出的气压。
吸音材料的硬度，优选为60N～170N，吸音材料的拉伸强度，优选为60kPa～180kPa以上。具有这种物理性质的吸音材料，承受剪切应变的耐久性良好，产生该剪切应变的原因在于，由轮胎的充气而引起的膨胀和由接地而引起的胎面部的变形。吸音材料的硬度，根据JIS-K6400-2“软质发泡材料-物理特性-第2部：硬度和压缩应力-应变特性的求出方法”进行测定，根据该D法，即25％恒压缩后，求出20秒后的力的方法来进行测定。此外，吸音材料的拉伸强度，根据JIS-K6400-5“软质发泡材料-物理特性-第5部：拉伸强度、延伸和撕裂强度的求出方法”进行测定。
粘合层包含双面胶带构成，其剥离粘着力优选在8N/20mm～40N/20mm的范围内。这样一来，能够在良好地保持吸音材料的固定强度的同时，可使吸音材料的粘贴作业和废弃轮胎时的拆解作业变得容易进行。双面胶带的剥离粘着力根据JIS-Z0237进行测定。即，将双面粘着片与厚度为25μm的PET薄膜粘合在一起，由此来进行衬里加固。并将经该衬里加固后的粘着片，切割成20mm×200mm的四方形，由此来制作试片。从该试片剥离防粘衬里，并将露出后的粘着面，在作为被粘物的不锈钢板上，该不锈钢为SUS：B304、表面加工BA，让2kg的辊子进行一次往返，由此进行粘贴。并将其在23℃、RH50％的环境下，保持30分钟之后，使用拉伸试验机，根据JISZ0237，在23℃、RH50％的环境下，以剥离角度180°、拉伸速度300mm/分的条件，测定对SUS板的180°剥离粘着力。
优选为在空气搅拌部上设置电子设备。也就是说，由于空气搅拌部中不存在吸音材料，因此通过在该空气搅拌部上设置电子设备，能够修正质量不均衡，而且通过空气的搅拌，能够获得冷却电子设备的效果。
附图说明
图1是表示由本发明的实施方式所构成的充气轮胎的立体截面图。
图2是表示由本发明的实施方式所构成的充气轮胎的赤道线截面图。
图3是放大显示粘合于本发明的充气轮胎的内表面的吸音材料的端部的侧视图。
图4是表示粘合于本发明的充气轮胎的内表面的吸音材料和空气搅拌部的俯视图。
图5是表示粘合于本发明的充气轮胎的内表面的吸音材料和空气搅拌部的变形例的俯视图。
图6是表示由本发明的另一个实施方式所构成的充气轮胎的赤道线截面图。
图7是表示由本发明的另一个实施方式所构成的充气轮胎的赤道线截面图。
图8是表示由本发明的另一个实施方式所构成的充气轮胎的赤道线截面图。
图9是表示由本发明的另一个实施方式所构成的充气轮胎的赤道线截面图。
具体实施方式
以下，参考附图详细说明本发明的结构。图1和图2表示由本发明实施方式所构成的充气轮胎。在图1中，本实施方式的充气轮胎具备：向轮胎周向延伸，并呈环状的胎面部1；配置在该胎面部1的两侧的一对侧壁部2；配置在这些侧壁部2的轮胎径向内侧的一对胎圈部3。
在上述充气轮胎中，在与轮胎内表面4的胎面部1相对应的区域内，沿着轮胎周向借由粘合层5粘合有带状的吸音材料6。吸音材料6包含具有连续气泡的多孔质材料，具有基于该多孔质结构的规定的吸音特性。作为吸音材料6的多孔质材料，可使用发泡聚氨酯。另一方面，作为粘合层5，可使用糊状粘合剂或双面胶带。
另外，在充气轮胎的空洞部7中，在轮胎周向上的至少1处位置上形成有空气搅拌部8，该空气搅拌部8是由吸音材料6中断而形成的。该空气搅拌部8的目的是搅拌空洞部7内的空气，因此面向空气搅拌部8的吸音材料6的端面的面积被设定为尽可能的大面积。优选为，如图3所示，面向空气搅拌部8的吸音材料6的端面被形成为正交于轮胎内表面4。
图4和图5是表示粘合于本发明的充气轮胎的内表面的吸音材料6和空气搅拌部8的图。在图4和图5中，Tc为轮胎周向，Tw为轮胎宽度方向。在图4中，空气搅拌部8在轮胎宽度方向Tw上延伸，且正交于轮胎周向Tc，其俯视图形状呈长方形。在这种情况下，吸音材料6的端面会起到搅乱空洞部7内的空气的作用，从而能够获得良好的搅拌效果，参照图中箭头。另一方面，在图5中，空气搅拌部8在轮胎宽度方向Tw上延伸，且倾斜于轮胎周向Tc，其俯视图形状呈平行四边形。这种情况下，吸音材料6的端面会向空洞部7内的空气，供应倾斜于轮胎周向Tc的方向的气流，从而能够获得良好的搅拌效果，参照图中箭头。
在上述充气轮胎中，在与轮胎内表面4的胎面部1相对应的区域内，沿着轮胎周向借由粘合层5粘合了带状的吸音材料6，且在轮胎周向上的至少1处位置上设有空气搅拌部8，该空气搅拌部8由吸音材料6中断而形成，因此，该空气搅拌部8发挥以下作用，即随着充气轮胎的旋转而搅拌空洞部7内的空气的作用。因此，即使伴随着充气轮胎的行驶而吸音材料6及其粘合层5发热，也能够将该热量扩散到空洞部7内的整个空气中，还能够向车轮的轮辋扩散热量。这样一来，能够抑制用于固定吸音材料6的粘合层5发生软化或劣化。其结果，能够抑制由吸音材料6及其粘合层5的发热导致的吸音材料6的剥离。
空气搅拌部8需要设置在轮胎周向上的至少1处位置上，但也能够设置在轮胎周向上的多处位置上。特别是，优选将空气搅拌部8设置在轮胎周向上的3～5处位置上。这样一来，能够有效地获得空气搅拌部8所带来的散热效果。若空气搅拌部8在轮胎周向上的设置位置少于2处的话，则无法优化散热效果，相反，若超过6处以上的话，则散热效果饱和，从而只会导致制造成本的增大。另外，从轮胎均匀性的角度来看，空气搅拌部8在轮胎周向上的设置数量优选为奇数。在轮胎周向上的多处设置空气搅拌部8时，这些空气搅拌部8最好是沿着轮胎周向以等间距配置。
图6～图9是表示由本发明的另一个实施方式所构成的充气轮胎的图。在图2所示的实施方式中，在轮胎周向上的1处位置上设有空气搅拌部8，但在图6所示的实施方式中，在轮胎周向上的2处位置上设有空气搅拌部8，在图7所示的实施方式中，在轮胎周向上的3处位置上设有空气搅拌部8，在图8所示的实施方式中，在轮胎周向上的4处位置上设有空气搅拌部8。
在图9所示的实施方式中，在轮胎周向上的1处位置上设有空气搅拌部8，且在该空气搅拌部8上设置有电子设备9。该电子设备9在空气搅拌部8上通过粘合剂等被固定在轮胎内表面4上。作为电子设备9，例如能够列举用于检测轮胎气压的胎压监测系统(TPMS)。由于空气搅拌部8中不存在吸音材料6，因此通过在空气搅拌部8上设置电子设备9，能够修正质量不均衡。此外，因为在空气搅拌部8中空气会扩散，因此能够有效地冷却配置在该部位的电子设备9。
在如上所述在各种实施方式中，空气搅拌部8在轮胎周向上的长度L，优选在吸音材料6从轮胎内表面4起的高度H的0.5倍～10倍的范围内，参照图3～图5。这样一来，能够有效地获得空气搅拌部8所带来的散热效果。在此，若空气搅拌部8在轮胎周向上的长度L小于吸音材料6高度H的0.5倍的话，散热效果会下降，相反大于10倍的话，伴随着吸音材料6的减少，吸音效果也会下降。特别是，空气搅拌部8在轮胎周向上的长度L，在吸音材料6的高度H的1倍～5倍的范围内即可，最优选是在1.2倍～3倍的范围内。另外，空气搅拌部8在轮胎周向上的长度L是指，沿着轮胎内表面4测定的长度。
在轮胎周向上的多处位置上设置空气搅拌部8时，这些空气搅拌部8在轮胎周向上的长度L，设为互不相同即可。空气搅拌部8最适合于发挥散热效果的轮胎周向上的长度L，根据轮胎的旋转速度而各不相同。例如，高速旋转时轮胎周向长度L不够长的话，就无法获得良好的散热效果，但低速旋转时，即使轮胎周向长度L短，也能够获得充分的散热效果。因此，通过将多个空气搅拌部8的轮胎周向长度L设为互不相同，能够在各种旋转速度下都获得良好的散热效果。
对于上述充气轮胎，单一的吸音材料6向轮胎周朝向延伸，吸音材料6优选为在与该长边方向正交的截面上，至少在与粘合面相对应的范围内，具有均匀的厚度，该截面形状沿着长边方向保持恒定。特别是，与吸音材料6的长边方向正交的截面上的截面形状优选为长方形，其中含正方形，但是，在有些情况下，也可设置成粘合面侧变得狭窄的倒梯形。这样一来，将每单位粘合面积的吸音材料6的容量扩大到最大限度，由此可获得良好的噪音降低效果。此外，具有这种形状的吸音材料6容易加工，因此，生产成本也低廉。
将上述充气轮胎轮辋组装后，在轮胎内面4与轮辋之间会形成空洞部7，相对于该空洞部7的体积的吸音材料6的体积的比率，优选为大于20％。通过如上所述的扩大吸音材料6的体积，可获得良好的噪音降低效果，而且，即使是大型的吸音材料6，也可长期确保良好的粘合状态。此外，吸音材料6的宽度优选在轮胎接地宽度的30％～90％的范围内。
吸音材料6的硬度(JIS-K6400-2)，优选为60N～170N，吸音材料6的拉伸强度(JIS-K6400-5)，优选为60kPa～180kPa。具有这种物理性质的吸音材料6，承受剪切应变的耐久性良好。吸音材料6的硬度或拉伸强度过小的话，吸音材料6的耐久性就会降低。特别是，吸音材料6的硬度，优选为70N～160N，更优选为80N～140N即可。此外，吸音材料6的拉伸强度，优选为75kPa～165kPa，更优选为90kPa～150kPa即可。
粘合层5其剥离粘着力(JIS-Z0237:2009)优选在8N/20mm～40N/20mm的范围内。这样一来，能够在良好地保持吸音材料6的固定强度的同时，可使吸音材料6的粘贴作业和废弃轮胎时的拆解作业变得容易进行。即，粘合层5的剥离力过弱的话，吸音材料6的固定状态就会变得不稳定，相反，粘合层5的剥离力过强的话，在进行吸音材料6的粘贴作业时，就会变得难以变更粘贴位置，废弃轮胎时，就会变得难以剥离吸音材料6。特别是，粘合层5的剥离粘着力，优选为9N/20mm～30N/20mm，更优选为10N/20mm～25N/20mm即可。
实施例
制造吸音材料的配置状态各不相同的比较例1及实施例1～4的轮胎，该充气轮胎的轮胎尺寸为215/45R17，且具备：在轮胎周向上延伸而形成环状的胎面部；配置在该胎面部两侧的一对侧壁部；配置在这些侧壁部的轮胎径向内侧的一对胎圈部；并且，在与轮胎内表面的胎面部相对应的区域内，沿着轮胎周向借由粘合层粘合了带状的吸音材料。
比较例1中，不设置空气搅拌部，而将带状的吸音材料配置在整个轮胎周向区域内。
实施例1中，如图2所示，在轮胎周向上的1处设置空气搅拌部，该空气搅拌部由吸音材料中断而形成，且将该空气搅拌部在轮胎周向上的长度L，设为吸音材料的高度H的3倍。此外，空气搅拌部的俯视图形状如图4所示为长方形。
实施例2中，如图7所示，在轮胎周向上的3处设置空气搅拌部，该空气搅拌部由吸音材料中断而形成，且将该空气搅拌部在轮胎周向上的长度L，设为吸音材料的高度H的3倍。此外，空气搅拌部的俯视图形状如图4所示为长方形。
实施例3中，如图7所示，在轮胎周向上的3处设置空气搅拌部，该空气搅拌部由吸音材料中断而形成，且将该空气搅拌部在轮胎周向上的长度L，设为吸音材料的高度H的3倍、4倍、5倍，互不相同。此外，空气搅拌部的俯视图形状如图4所示为长方形。
实施例4中，如图7所示，在轮胎周向上的3处设置空气搅拌部，该空气搅拌部由吸音材料中断而形成，且将该空气搅拌部在轮胎周向上的长度L，设为吸音材料的高度H的3倍。此外，空气搅拌部的俯视图形状如图5所示为平行四边形。
在比较例1和实施例1～4中，以下的事项是共通的。与吸音材料的长边方向正交的截面上的截面形状设为长方形，将该截面形状沿着轮胎周向设为恒定。组装轮辋时，相对于在轮胎内形成的空洞部的体积的吸音材料的体积的比率设为30％。吸音材料的硬度设为80N，吸音材料的拉伸强度设为90kPa。粘合层的剥离粘着力设为16N/20mm。
将这些比较例1和实施例1～4中的充气轮胎，分别组装在轮辋尺寸为17×7JJ的车轮上，并在气压150kPa、负载5kN、速度100km/h的条件下，使用滚筒试验机进行了150个小时的行驶试验，之后，通过目测的方式，确认了吸音材料的粘合是否有剥离。此外，作为耐粘合剥离性的指标，在与上述相同的行驶条件下，使用滚筒试验机进行行驶试验，每隔10个小时确认吸音材料的粘合是否有剥离，并求出了直至出现粘合剥离为止的行驶距离。耐粘合剥离性的评价结果，通过将比较例1设为100的指数来表示。该指数值越大，表示其耐粘合剥离性越好。其结果如表1所示。
如表1所示，比较例1的轮胎，在经过100个小时的行驶试验后，出现了明显地吸音材料的粘合剥离，但是，实施例1～4的轮胎，在经过100个小时的行驶试验后，完全没有观察到吸音材料的粘合剥离。
接着，准备了除了将吸音材料的硬度、吸音材料的拉伸强度、粘合层的剥离粘着力、空气搅拌部在轮胎周向上的长度L设为不同之外，具有与实施例2相同结构的实施例5～12的轮胎。
对于这些实施例5～12中的轮胎，采用与上述相同的方法，经过100个小时的行驶试验后，针对有无吸音材料的粘合剥离和耐粘合剥离性进行了评估。其结果如表2所示。
如表2所示，变更了吸音材料的硬度、吸音材料的拉伸强度、粘合层的剥离粘着力的实施例5～8的轮胎，与实施例2一样，在经过100个小时的行驶后，完全没有观察到吸音材料的粘合剥离。此外，从实施例2和实施例9～12的对比中可得知，通过优化空气搅拌部在轮胎周向上的长度L，能够有效地改善耐粘合剥离性。
符号说明
1胎面部
2胎圈部
3侧壁部
4轮胎内表面
5粘合层
6吸音材料
7空洞部
8空气搅拌部
9电子设备

Claims (12)

1.一种充气轮胎，其具备：在轮胎周向上延伸而形成环状的胎面部；配置在所述胎面部两侧的一对侧壁部；配置在这些侧壁部的轮胎径向内侧的一对胎圈部；并且，在与轮胎内表面的所述胎面部相对应的区域内，沿着轮胎周向借由粘合层粘合了带状的吸音材料，其特征在于，在轮胎周向上的至少1处位置上设有空气搅拌部，所述空气搅拌部由所述吸音材料中断而形成。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，在轮胎周向上的多处位置上设置所述空气搅拌部。
3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，在轮胎周向上的3～5处位置上设置所述空气搅拌部。
4.根据权利要求2或3所述的充气轮胎，其特征在于，将所述空气搅拌部在轮胎周向上的长度设为互不相同。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述空气搅拌部在轮胎周向上的长度，在吸音材料的高度的0.5倍～10倍的范围内。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述吸音材料是一种朝向轮胎周向延伸的单一吸音材料，在与所述长边方向正交的截面上，至少在与所述粘合面相对应的范围内，具有均匀的厚度，所述截面形状沿着长边方向保持恒定。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，组装轮辋时，相对于在轮胎内形成的空洞部的体积的所述吸音材料的体积的比率大于20％。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述吸音材料的硬度为60N～170N，所述吸音材料的拉伸强度为60kPa～180kPa以上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述粘合层包含双面胶带，其剥离粘着力在8N/20mm～40N/20mm的范围内。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，在所述空气搅拌部上设置电子设备。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述吸音材料包含具有连续气泡的多孔质材料。
12.根据权利要求11所述的充气轮胎，其特征在于，所述多孔质材料为发泡聚氨酯。
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