CN106232382B - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够降低轮胎重量，使操控稳定性与低燃料消耗性能并存的充气轮胎。一种充气轮胎，其具备胎面部、胎侧部和胎圈部，在该一对胎圈部间架设有至少1层胎体层，轮胎总宽度SW与轮胎外径OD的比SW/OD满足SW/OD≤0.3的关系，并且在一对第一边界线L1、L1相互间划分第一区域A，在第一边界线L1与第二边界线L2之间划分第二区域B，在比第二边界线L2靠胎趾侧划分第三区域C，将第一区域A至第三区域C的截面面积(mm2)分别设为SA、SB、SC，将第一区域A至第三区域C的沿着轮胎内面的外围长度(mm)分别设为a、b、c时，比SA/a满足7.5≤SA/a≤11.5的关系，胎面部的接地区域中的槽面积比例GR为25％以下。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及适合作为对乘用车标准地安装的轮胎的充气轮胎，更详细地说，涉及能够降低轮胎重量，使操控稳定性与低燃料消耗性能并存的充气轮胎。
背景技术
以往，为了对汽车的低燃料消耗性能作出贡献，提出各种降低充气轮胎的滚动阻力的方法。特别是，近年来，随着对环境的考虑提高，要求对汽车的低燃料消耗化的贡献度高的充气轮胎。
作为降低充气轮胎的滚动阻力的方法，通过减小轮胎总宽度(SW)来减小前方投影面积而使轮胎周边的空气阻力降低是众所周知的(例如，参照专利文献1)。
然而，在上述方法中，伴随着充气轮胎的总宽度变窄，接地宽度也变窄，所以为了维持一定的负载能力，需要增大外径(OD)。结果，充气轮胎的接地长度变长，另一方面，接地宽度变窄。
在这样充气轮胎的接地宽度变窄时，具有侧面反作用力(cornering force)下降、进而操控稳定性下降的危险。与此相对，出于确保操控稳定性的目的可考虑减小胎面部的槽面积比例，但在该情况下，由于轮胎重量的增加而不能充分发挥低燃料消耗性能。因此，即使基于充气轮胎的窄宽度/大径化而降低了空气阻力，也难以使操控稳定性与低燃料消耗性能并存。
现有技术文献
专利文献1:国际公开第2011/135774号
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供能够降低轮胎重量，使操控稳定性与低燃料消耗性能并存的充气轮胎。
用于解决课题的技术方案
用于达成上述目的的本发明的充气轮胎，其特征在于：
该充气轮胎具备在轮胎周向上延伸而呈环状的胎面部、配置于该胎面部的两侧的一对胎侧部、和配置于这些胎侧部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，在该一对胎圈部间架设有至少1层胎体层；
轮胎总宽度SW与轮胎外径OD的比SW/OD满足SW/OD≤0.3的关系；并且，
在轮胎子午线截面上形成所述胎面部的轮廓的胎面轮廓包含位于所述胎面部的轮胎宽度方向的最外侧的胎侧圆弧、和位于该胎侧圆弧的轮胎宽度方向内侧的胎肩圆弧，规定通过这些胎侧圆弧的延长线与胎肩圆弧的延长线的交点、相对于轮胎内面正交的一对第一边界线，各胎侧部具有在轮胎周向上延伸的轮辋检查线，在轮胎子午线截面上规定通过所述轮辋检查线、相对于轮胎内面正交的一对第二边界线，在所述一对第一边界线相互间划分第一区域，在所述第一边界线与所述第二边界线之间划分第二区域，在比所述第二边界线靠胎趾侧划分第三区域，在将所述第一区域至所述第三区域的截面面积(mm2)分别设为SA、SB、SC，将所述第一区域至所述第三区域的沿着轮胎内面的外围长度(mm)分别设为a、b、c时，比SA/a满足7.5≤SA/a≤11.5的关系；
在所述胎面部具有通过槽形成的胎面图案，所述胎面部的接地区域中的槽面积比例GR为25％以下。
发明的效果
在发明中，通过使轮胎总宽度SW与轮胎外径OD的比SW/OD为SW/OD≤0.3的关系、将充气轮胎窄宽度/大径化，能够降低充气轮胎的前方投影面积，降低其空气阻力。另外，通过使胎面部的接地区域中的槽面积比例GR为25％以下，能够防止接地宽度的减少引起的侧面反作用力的下降以及操控稳定性的恶化。进而，在通过第一边界线以及第二边界线将充气轮胎划分为第一区域至第三区域，求出将第一区域至第三区域的截面面积SA、SB、SC除以第一区域至第三区域的沿着轮胎内面的外围长度a、b、c而得的值时，比SA/a满足7.5≤SA/a≤11.5的关系，由此能够将充气轮胎的第一区域的量(volume)抑制为必要最小限度，抑制伴随着槽面积比例的下降的轮胎重量的增加而降低滚动阻力。由此，能够降低轮胎重量，使操控稳定性与低燃料消耗性能并存。结果，能够改善车辆的燃料消耗，较大地贡献于省资源/节能，并且削减来自车辆的二氧化碳排出量。
在本发明中，优选比SB/b满足2.0≤SB/b≤6.0的关系。由此，能够将充气轮胎的第二区域的量抑制为必要最小限度，所以能够进而降低轮胎重量以及滚动阻力。
另外，优选比SC/c满足4.0≤SC/c≤8.0的关系。由此，能够将充气轮胎的第三区域的量抑制为必要最小限度，所以能够进而降低轮胎重量以及滚动阻力。
优选形成于胎面部的槽包含至少1根主槽，在将该主槽的最大槽深度设为GDmax时，3.0mm≤GDmax≤6.0mm。通过这样将主槽的最大槽深度GDmax设定得比较小，能够使侧面反作用力增加，提高操控稳定性。
优选在胎面部中的胎体层的外周侧，具有包含相对于轮胎周向倾斜的多根加强帘线的至少1层倾斜加强层。通过设置这样的倾斜加强层，能够使侧面反作用力增加，提高操控稳定性。
优选在倾斜加强层的外周侧，配置沿着轮胎周向延伸的至少1层周向加强层。通过这样配置周向加强层，能够谋求侧偏刚度的增加，提高操控稳定性。
优选周向加强层由将在轮胎周向上取向的加强帘线埋没于橡胶中的复合材料构成。通过附加包含在轮胎周向上取向的加强帘线的周向加强层，能够提高倾斜加强层的面内弯曲刚性，谋求侧偏刚度的增加，提高操控稳定性。
优选周向加强层的加强帘线为有机纤维帘线。通过作为周向加强层的加强帘线使用轻量的有机纤维帘线，能够谋求轻量化，其有助于滚动阻力的降低。
优选沿着胎体层而在轮胎内部以及/或轮胎内面设置空气透过系数为50×10- 12cc·cm/cm2·sec·cmHg以下的空气透过防止层。特别是，优选空气透过防止层由热塑性树脂构成或由掺混了热塑性树脂与弹性体的热塑性弹性体组合物构成。通过这样设置空气透过系数比以往的以丁基橡胶为主体的空气透过防止层低的空气透过防止层，能够减薄空气透过防止层而谋求进一步的轻量化。另外，空气透过系数是依据JIS K7126“塑料膜以及片的气体透过度试验法”而在30℃的温度条件下测定的值。
本发明的充气轮胎特别适于作为乘用车用。在这里，乘用车用充气轮胎意味着除应急用以外的乘用车标准安装用充气轮胎，其将应急用轮胎和/或赛车用轮胎除外。
在本发明中，轮胎总宽度SW是将充气轮胎组装于轮辋，为了规定充气轮胎的尺寸而以230kPa(任意设定的内压)填充内压时的无负载状态下的包含胎侧上的设计的充气轮胎的总宽度，轮胎外径OD是此时的充气轮胎的外径。另外，上述的230kPa这样的内压是为了规定轮胎总宽度SW和/或轮胎外径OD等充气轮胎的尺寸而选择的，本说明书所记载的轮胎尺寸所涉及的参数全部在内压230kPa且无负载状态下规定。然而，本发明所涉及的充气轮胎只要填充有通常使用的范围的内压，便起到本发明的效果，填充有230kPa的内压在实施本发明上不是必须的。
在这里，在本发明中使用的轮辋，是具有适合于充气轮胎的内径的轮辋直径，且具有与依据ISO4000－1：2001而由通过轮胎截面宽度的标称值Sn与基于组装于轮辋的轮胎的扁平比通过表1的对应表确定的系数K1的积求出的值(Rm＝K1×Sn)最接近的、与表2所示的规定轮辋宽度Rm(mm)相对应的轮辋宽度的标称值的轮辋。
[表1]
扁平比 K1
20-25 0.92
30-40 0.90
45 0.85
50-55 0.80
60-70 0.75
75-95 0.70
[表2]
轮辋宽度的标称值 Rm(mm)
3 76.2
3.5 88.9
4 101.6
4.5 114.3
5 127
5.5 139.7
6 152.4
6.5 165.1
7 177.8
7.5 190.5
8 203.2
8.5 215.9
9 228.6
9.5 241.3
10 254
另外，在本发明中，所谓槽面积比例GR，是接地区域内的槽面积相对于接地区域内的陆部面积和槽面积的总和的比例(％)。在这里，所谓接地区域，是将充气轮胎组装于上述的轮辋，以230kPa填充内压，施加相当于负载能力的80％的载重而使其平面地接地时的接地面的区域。所谓接地宽度，是接地区域内的轮胎宽度方向的最大宽度。所谓接地长度，是接地区域内的轮胎周向的最大长度。
在发明中，负载能力基于ISO4000－1：1994而确定。然而，对于在该ISO标准中没有设定负载能力指数的尺寸，有个别计算并考虑与各外国标准的整合来进行确定的记载，在该情况下，对于负载能力基于各国标准计算。因此，在发明中，实际上，从在JIS标准中采用的利用了负载能力计算式的JIS－D4202－1994的说明的“负载能力的算定”所记载的下述算定式计算各轮胎尺寸的负载能力。
X＝K×2.735×10－5×P0.585×Sd1.39×(DR－12.7+Sd)
但是，X＝负载能力[kg]
K＝1.36
P＝230(＝空气压[kPa])
Sd＝0.93×S1－0.637d
S1＝S×(180°－Sin-1(Rm/S))/131.4°
S＝设计截面宽度[mm]
Rm＝与设计截面宽度相对应的轮辋宽度[mm]
d＝(0.9－扁平比)×S1－6.35
DR＝轮辋直径的基准值[mm]
进而，在本发明中，第一区域至第三区域的截面面积是轮胎子午线截面的向轮胎周向的投影面积。因此，在胎面部存在在轮胎周向上延伸的周向槽或在轮胎宽度方向上延伸的横向花纹槽的情况下，横向花纹槽的部分包含于截面面积，但周向槽的部分从截面面积除外。
附图说明
图1是整体地表示本发明的实施方式构成的充气轮胎的子午线剖视图。
图2是表示图1的充气轮胎的子午线剖视图。
图3是放大表示图1的充气轮胎的胎面部的剖视图。
图4是表示图1的充气轮胎的胎面图案的展开图。
图5是表示本发明所涉及的充气轮胎的胎面部的变形例的剖视图。
图6是表示本发明所涉及的充气轮胎的胎面部的变形例的剖视图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边对本发明的构成进行详细说明。图1～图4表示本发明的实施方式构成的充气轮胎。在图1中，CL为轮胎赤道面，AX为轮胎中心轴。
如图1所示，本实施方式的充气轮胎具备在轮胎周向上延伸而呈环状的胎面部1、配置于胎面部1的两侧的一对胎侧部2、和配置于胎侧部2的轮胎径向内侧的一对胎圈部3。
如图2所示，在一对胎圈部3、3间架设有包含在轮胎径向上延伸的多根胎体帘线的至少1层胎体层4。作为构成胎体层4的胎体帘线，优选使用尼龙和/或聚酯等有机纤维帘线。在各胎圈部3中埋设有环状的胎圈芯5，在该胎圈芯5的外周上配置有由橡胶组合物构成的胎圈填胶6。胎圈填胶6为了填埋胎圈芯5与胎体层4的间隙而根据需要配置于胎圈芯5的外周侧。这样的胎圈填胶6可以配置也可以不配置，但为了抑制制造时的故障，优选配置。然而，从轻量化的观点考虑，在配置胎圈填胶6时优选使截面面积尽可能地小。另外，沿着胎体层4在轮胎内面设有空气透过防止层7。这样的空气透过防止层7可以沿着胎体层4埋设于轮胎内部，或者，也可以设置于轮胎内面以及轮胎内部的双方。
另一方面，在胎面部1中的胎体层4的外周侧埋设有包含相对于轮胎周向倾斜的多根加强帘线的至少1层倾斜加强层8。作为倾斜加强层8的加强帘线，优选使用钢丝帘线，但也能够使用芳族聚酰胺、聚烯烃酮(POK)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等有机纤维帘线。
如图4所示，在胎面部1中形成有在轮胎周向上延伸的多根主槽11、在轮胎宽度方向上延伸的多根横向花纹槽12、和在轮胎宽度方向上延伸的多根刀槽花纹13。通过这些主槽11、横向花纹槽12以及刀槽花纹13形成有预定的胎面图案。所谓主槽11，是向接地面的开口部中的宽度为3mm以上的槽且具有磨损指示标志的槽，其截面形状能够为例如U字状或V字状。这样的主槽11除了在轮胎周向上延长的周向槽，也可以是在轮胎宽度方向上延长的横槽和/或一边相对于轮胎周向倾斜一边延长的倾斜槽。
在上述充气轮胎中，轮胎总宽度SW与轮胎外径OD的比SW/OD满足SW/OD≤0.3的关系。通过这样将充气轮胎窄宽度/大径化，能够降低充气轮胎的前方投影面积，降低其空气阻力。另外，比SW/OD的实用上的下限值设为0.15即可。另外，在将充气轮胎窄宽度/大径化时，优选轮胎总宽度SW设定为125mm～185mm的范围，轮胎外径OD设定为650mm～850mm的范围。
另外，在上述充气轮胎中，在轮胎子午线截面上形成胎面部1的轮廓的胎面轮廓10通过连接多个圆弧而形成，所述多个圆弧包含：位于胎面部1的轮胎宽度方向的中央部而具有曲率半径Rc的中心圆弧，位于胎面部1的轮胎宽度方向的最外侧而具有曲率半径Rs的胎侧圆弧，和位于该胎侧圆弧的轮胎宽度方向内侧而具有曲率半径Rsh的胎肩圆弧。胎肩圆弧是规定位于胎面部1的轮胎宽度方向的最外侧的陆部的踏面的轮廓的圆弧，胎侧圆弧是规定位于胎面部1的轮胎宽度方向的最外侧的陆部的侧壁面的轮廓的圆弧。中心圆弧与胎肩圆弧可以是共用的圆弧，或者，也可以是互相不同的圆弧。在这些中心圆弧与胎肩圆弧之间也可以夹杂其他的圆弧。胎肩圆弧与胎侧圆弧可以以互相相接的方式连结，或者，可以以互相交叉的方式连结。在这些胎肩圆弧与胎侧圆弧之间也可以为了将两者平滑地连结而夹杂其他的圆弧。
在这里，如图3所示，在胎面部1的轮胎宽度方向两侧，在通过胎侧圆弧的延长线Es与胎肩圆弧的延长线Esh的交点P引相对于轮胎内面正交的直线时，规定了由这些直线构成的一对第一边界线L1。另外，在胎肩圆弧与胎侧圆弧被直接连结的情况下，交点P位于胎面轮廓10上。
另一方面，如图2所示，各胎侧部2在轮胎外表面上具有在轮胎周向上延伸的轮辋检查线21。轮辋检查线21是为了确认轮胎对轮辋的嵌合状态而形成的，通常，形成从轮胎外表面突出的突条。在轮胎子午线截面上通过各胎侧部2的轮辋检查线21引相对于轮胎内面正交的直线时，规定了由这些直线构成的一对第二边界线L2。
在一对第一边界线L1、L1相互间划分第一区域A，在第一边界线L1与第二边界线L2之间划分第二区域B，在比第二边界线L2靠胎趾31侧划分第三区域C，在将第一区域A、第二区域B以及第三区域C的截面面积(mm2)分别设为SA、SB、SC，将第一区域A、第二区域B以及第三区域C的沿着轮胎内面的外围长度(mm)分别设为a、b、c时，上述充气轮胎构成为比SA/a满足7.5≤SA/a≤11.5的关系。
在上述的充气轮胎中，通过比SA/a满足7.5≤SA/a≤11.5的关系，将充气轮胎的第一区域A的量(实质的平均厚度)抑制为必要最小限度，所以能够无损耐磨损性等轮胎性能而大幅降低轮胎重量，伴随于此大幅降低滚动阻力。在这里，对于与胎面部1相对应的第一区域A，如果比SA/a比7.5小则耐磨损性下降，相反如果比11.5大则轻量化效果变得不充分。
在上述充气轮胎中，比SB/b优选满足2.0≤SB/b≤6.0的关系。由此，将充气轮胎的第二区域B的量(实质的平均厚度)抑制为必要最小限度，所以能够无损耐切割性等轮胎性能，大幅降低轮胎重量，伴随于此大幅降低滚动阻力。在这里，对于与胎侧部2相对应的第二区域B，如果比SB/b比2.0小则耐切割性下降，相反如果比6.0大则轻量化效果变得不充分。
在上述充气轮胎中，比SC/c优选满足4.0≤SC/c≤8.0的关系。即，优选通过减少胎圈芯5的线匝数、或减小胎圈填胶6的截面面积、或减小轮辋缓冲橡胶层的厚度，来尽可能减小比SC/c。由此，将充气轮胎的第三区域C的量抑制为必要最小限度，所以能够无损嵌合特性、特别是耐轮辋脱落性而大幅降低轮胎重量以及滚动阻力。在这里，对于与胎圈部3相对应的第三区域C，如果比SC/c比4.0小则嵌合特性恶化，相反如果比8.0大则轻量化效果下降。
另外，第一区域A的截面面积SA、第二区域B的截面面积SB以及第三区域C的截面面积SC根据轮胎尺寸而适当范围大大不同，但通过规定由这些截面面积SA、SB、SC分别除以各区域的外围长度a、b、c而得的值构成的比SA/a、SB/b、SC/c，从而不管轮胎尺寸如何，都能够期待上述的作用效果。
在上述充气轮胎中，在胎面部1形成有由包含主槽11、横向花纹槽12、刀槽花纹13的各种槽形成的胎面图案，但该胎面部1的接地区域TCW中的槽面积比例GR设定为25％以下。通过这样将胎面部1的接地区域TCW中的槽面积比例GR设定得小，从而即使在接地宽度由于充气轮胎的窄宽度/大径化而减少的情况下，也能够充分确保实际相对于路面接地的陆部，能够防止侧面反作用力的下降以及操控稳定性的恶化。另外，即使在将槽面积比例GR设定得大的情况下，如上所述那样基于比SA/a、SB/b、SC/c而将充气轮胎的第一区域A至第三区域C的量抑制为必要最小限度，所以也能够抑制伴随着槽面积比例GR的下降的轮胎重量的增加而降低滚动阻力。由此，能够降低轮胎重量，使操控稳定性与低燃料消耗性能并存。在这里，如果槽面积比例GR比25％大，则通过图案刚性的下降，操控稳定性的改善效果下降。另外，为了一边确保排水性一边得到良好的操控稳定性，槽面积比例GR优选设为10％≤GR≤22％，更优选设为12％≤GR≤20％。
在上述充气轮胎中，主槽11可以具有同一槽深度，或者，也可以具有互相不同的槽深度。在任意的情况下，在将主槽11的最大槽深度设为GDmax时(参照图3)，都优选设为3.0mm≤GDmax≤6.0mm。通过这样将主槽11的最大槽深度GDmax设定得比较小，能够使侧面反作用力增加，提高操控稳定性。在这里，如果主槽11的最大槽深度GDmax比3.0mm小则排水性恶化，相反如果比6.0mm大则操控稳定性的改善效果下降。
在上述充气轮胎中，胎体层4的胎体帘线的纤度能够从例如900dtex/2～2000dtex/2的范围选择，其每50mm宽度的编入根数能够从例如30根～70根的范围选择。特别优选胎体层4的胎体帘线的纤度为900dtex/2～1400dtex/2，其每50mm宽度的编入根数为45根～70根。即，通过采用更细的胎体帘线，能够减薄胎体层4而对轻量化作出贡献，另一方面，通过使胎体帘线的编入根数更多能够确保必要耐压性。在这里，如果胎体帘线的纤度比900dtex/2小则难以确保耐压性，相反如果比1400dtex/2大则轻量化效果下降。
在上述充气轮胎中，通过在胎面部1中的胎体层4的外周侧，设置包含相对于轮胎周向倾斜的多根加强帘线的至少1层倾斜加强层8，能够使侧面反作用力增加，提高操控稳定性。特别是，在胎面部1中的胎体层4的外周侧设置在轮胎径向上层叠的多层倾斜加强层8的情况下，能够提高胎面部1的轮胎宽度方向的刚性而使侧面反作用力有效地增加，进而提高操控稳定性。但是，也能够为在胎面部1不包含倾斜加强层8的构造。
倾斜加强层8的加强帘线相对于轮胎周向的倾斜角度优选为15°～60°。通过将倾斜加强层8的加强帘线的倾斜角度适当化，能够充分确保侧面反作用力。在这里，如果倾斜加强层8的加强帘线相对于轮胎周向的倾斜角度比15°小则侧偏刚度的增加量变少，相反如果比60°大则倾斜加强层8的面外弯曲刚性下降，所以因为接地长度的增加，滚动阻力恶化。另外，在配设有多层倾斜加强层8的情况下，这些倾斜加强层8的加强帘线优选在层间相对于轮胎周向互相向相反方向倾斜。但是，相对于轮胎周向的倾斜角度不需要为同一角度。另外，为了使侧偏刚度与滚动阻力平衡良好地并存，优选倾斜加强层8的加强帘线相对于轮胎周向的倾斜角度为18°～45°。
图5以及图6是表示本发明所涉及的充气轮胎的胎面部的变形例的图。如图5以及图6所示，在倾斜加强层8的外周侧，配置有沿着轮胎周向延伸的至少1层周向加强层9。在图5中，周向加强层9由覆盖倾斜加强层8的整个区域的全覆盖物与仅覆盖倾斜加强层8的边缘部的边缘覆盖物构成。在图6中，周向加强层9仅由仅覆盖倾斜加强层8的边缘部的边缘覆盖物构成。通过这样在倾斜加强层8的外周侧配置周向加强层9，能够谋求侧偏刚度的增加，提高操控稳定性。
周向加强层9优选由将在轮胎周向上取向的加强帘线埋没于橡胶中的复合材料构成。通过附加包含在轮胎周向上取向的加强帘线的周向加强层9，能够提高倾斜加强层8的面内弯曲刚性，谋求侧偏刚度的增加，提高操控稳定性。另外，作为周向加强层9，也能够使用热塑性树脂的膜或掺混了热塑性树脂与弹性体的热塑性弹性体组合物的膜。
周向加强层9的加强帘线优选为有机纤维帘线。通过作为周向加强层9的加强帘线使用轻量的有机纤维帘线，能够谋求轻量化，进而能够降低滚动阻力。作为周向加强层9的加强帘线，可合适地使用芳族聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、尼龙等有机纤维帘线，但特别是进而优选使用高弹性的芳族聚酰胺纤维帘线和/或将高弹性的芳族聚酰胺纤维与低弹性的尼龙纤维捻合的复合帘线。另外，作为周向加强层9的加强帘线，也能够使用钢丝帘线。
在上述充气轮胎中，沿着胎体层4而在轮胎内部以及/或轮胎内面配置有空气透过防止层7，该空气透过防止层7的空气透过系数优选为50×10-12cc·cm/cm2·sec·cmHg以下。特别是，空气透过防止层7优选由热塑性树脂构成或由掺混了热塑性树脂与弹性体的热塑性弹性体组合物构成。通过这样设置空气透过系数比以往的以丁基橡胶为主体的空气透过防止层低的空气透过防止层7，能够减薄空气透过防止层7而谋求进一步的轻量化。在这里，如果空气透过防止层7的空气透过系数比50×10-12cc·cm/cm2·sec·cmHg大则难以谋求进一步的轻量化。
以下，对将构成本发明的充气轮胎的空气透过防止层的热塑性树脂或掺混了热塑性树脂与弹性体的热塑性弹性体组合物进行说明。
作为在本发明中使用的热塑性树脂，能够优选使用例如聚酰胺系树脂〔例如，尼龙6(N6)、尼龙66(N66)、尼龙46(N46)、尼龙11(N11)、尼龙12(N12)、尼龙610(N610)、尼龙612(N612)、尼龙6/66共聚物(N6/66)、尼龙6/66/610共聚物(N6/66/610)、尼龙MXD6(MXD6)、尼龙6T、尼龙6/6T共聚物、尼龙66/PP共聚物、尼龙66/PPS共聚物〕以及它们的N－烷氧基烷基化物〔例如，尼龙6的甲氧基甲基化物、尼龙6/610共聚物的甲氧基甲基化物、尼龙612的甲氧基甲基化物〕、聚酯系树脂〔例如，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚间苯二甲酸乙二醇酯(PEI)、PET/PEI共聚物、聚芳酯(PAR)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、液晶聚酯、聚氧亚烷基二酰亚胺二酸/聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物等芳香族聚酯〕、聚腈系树脂〔例如，聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯腈、丙烯腈/苯乙烯共聚物(AS)、(甲基)丙烯腈/苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯腈/苯乙烯/丁二烯共聚物〕、聚甲基丙烯酸酯系树脂〔例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸乙酯〕、聚乙烯基系树脂〔例如，聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇(PVA)、乙烯醇/乙烯共聚物(EVOH)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚氯乙烯(PVC)、氯乙烯/偏二氯乙烯共聚物、偏二氯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物、偏二氯乙烯/丙烯腈共聚物〕、纤维素系树脂〔例如，乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素〕、氟系树脂〔例如，聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、聚氯氟乙烯(PCTFE)、四氟乙烯/乙烯共聚物(ETFE)〕、酰亚胺系树脂〔例如，芳香族聚酰亚胺(PI)〕等。
作为在本发明中使用的弹性体，能够优选使用例如二烯系橡胶及其氢化物〔例如，天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、环氧化天然橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR、高顺式BR以及低顺式BR)、腈橡胶(NBR)、氢化NBR、氢化SBR〕、烯烃系橡胶〔例如，乙丙橡胶(EPDM、EPM)、马来酸改性乙丙橡胶(M－EPM)、丁基橡胶(IIR)、异丁烯与芳香族乙烯基或二烯系单体共聚物、丙烯酸橡胶(ACM)、离子交联聚合物〕、含卤素橡胶〔例如，Br－IIR、CI－IIR、异丁烯对甲基苯乙烯共聚物的溴化物(Br－IPMS)、氯丁橡胶(CR)、氯醚橡胶(CHR)、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)、氯化聚乙烯橡胶(CM)、马来酸改性氯化聚乙烯橡胶(M－CM)〕、硅橡胶〔例如，甲基乙烯基硅橡胶、二甲基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶〕、含硫橡胶〔例如，聚硫橡胶〕、氟橡胶〔例如，偏二氟乙烯系橡胶、含氟乙烯基醚系橡胶、四氟乙烯－丙烯系橡胶、含氟硅系橡胶、含氟磷腈系橡胶〕、热塑性弹性体〔例如，苯乙烯系弹性体、烯烃系弹性体、酯系弹性体、聚氨酯系弹性体、聚酰胺系弹性体〕等。
在上述的特定的热塑性树脂与弹性体的相容性不同的情况下，作为第3成分能够使用适当的增容剂而使两者相容化。通过在掺混体系中混合增容剂，热塑性树脂与弹性体的表面张力下降，其结果是，形成分散相的橡胶粒径变得微细，所以两成分的特性能够更有效显现。作为这样的增容剂，一般能够为具有热塑性树脂以及弹性体的双方或单方的构造的共聚物、或者形成具有能够与热塑性树脂或弹性体反应的环氧基、羰基、卤素基、氨基、唑啉基、羟基等的共聚物的构造的增容剂。它们只要根据所混合的热塑性树脂与弹性体的种类而选定即可，但在通常使用的增容剂中，能够列举苯乙烯/乙烯-丁烯嵌段共聚物(SEBS)及其马来酸改性物、EPDM、EPM、EPDM/苯乙烯或EPDM/丙烯腈接枝共聚物及其马来酸改性物、苯乙烯/马来酸共聚物、反应性苯氧树脂(反応性フェノキシン)等。该增容剂的配合量没有特别限定，优选相对于聚合物成分(热塑性树脂与弹性体的合计)100重量份为0.5～10重量份。
在热塑性弹性体组合物中，特定的热塑性树脂与弹性体的组成比没有特别限定，以形成弹性体作为不连续相而分散于热塑性树脂的基质中的构造的方式适当确定即可，但优选的范围为重量比90/10～15/85。
在本发明中，在热塑性树脂以及热塑性弹性体组合物中，在无损作为空气透过防止层的必要特性的范围内能够混合上述的增容剂等其他的聚合物。混合其他的聚合物的目的有为了改良热塑性树脂与弹性体的相容性，为了使材料的成型加工性好，为了提高耐热性、为了降低成本等，作为在这里使用的材料，能够例示例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、ABS、SBS、聚碳酸酯(PC)等。另外，只要无损作为空气透过防止层的必要特性，也能够任意地配合一般配合于聚合物配合物的填充剂(碳酸钙、氧化钛、氧化铝等)、炭黑、白炭墨等加强剂、软化剂、增塑剂、加工助剂、颜料、染料、老化防止剂等。
另外，弹性体在与热塑性树脂的混合时，也能够动态硫化。动态硫化的情况下的硫化剂、硫化助剂、硫化条件(温度、时间)等根据添加的弹性体的组成而适当确定即可，没有特别限定。
作为硫化剂，能够使用一般的橡胶硫化剂(交联剂)。具体地说，作为硫系硫化剂能够例示粉末硫、沉降性硫、高分散性硫、表面处理硫、不溶性硫、二硫化二吗啉、二硫化烷基酚等，例如，能够以0.5～4phr〔在本说明书中，“phr”指的是弹性体成分每100重量份的重量份。以下，相同。〕左右使用。
另外，作为有机过氧化物系的硫化剂，可例示过氧化苯甲酰、叔丁基氢过氧化物、过氧化2,4－二氯苯甲酰、2,5－二甲基－2,5－二(叔丁基过氧化)己烷、2,5－二甲基己烷－2,5－二(过氧化苯甲酸酯)等，能够以1～20phr左右使用。
进而，作为酚树脂系的硫化剂，能够例示含有烷基酚树脂的溴化物和/或氯化锡、氯丁二烯等卤素供体与烷基酚树脂的混合交联体系等，能够以例如1～20phr左右使用。
作为其他，能够例示氧化锌(5phr左右)、氧化镁(4phr左右)、氧化铅(10～20phr左右)、对醌二肟、对二苯甲酰醌二肟、四氯对苯醌、聚对二亚硝基苯(2～10phr左右)、亚甲基二苯胺(0.2～10phr左右)。
另外，也可以根据需要而添加硫化促进剂。作为硫化促进剂，能够以例如0.5～2phr左右使用醛-氨系、胍系、噻唑系、次磺酰胺系、秋兰姆系、二硫代酸盐系、硫脲系等一般的硫化促进剂。
具体地说，作为醛-氨系硫化促进剂，能够列举六亚甲基四胺等；作为胍系硫化促进剂，能够列举二苯基胍等；作为噻唑系硫化促进剂，能够列举二硫化二苯并噻唑(DM)、2－巯基苯并噻唑及其Zn盐、环己基胺盐等；作为次磺酰胺系硫化促进剂，能够列举环己基苯并噻唑次磺酰胺(CBS)、N－氧联二亚乙基苯并噻唑－2－次磺酰胺、N－叔丁基－2－苯并噻唑次磺酰胺、2－(吗啉基二硫代)苯并噻唑等；作为秋兰姆系硫化促进剂，能够列举二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)、二硫化四乙基秋兰姆、一硫化四甲基秋兰姆(TMTM)、四硫化二(1,5-亚戊基)秋兰姆等；作为二硫代酸盐系硫化促进剂，能够列举二甲基二硫代氨基甲酸Zn、二乙基二硫代氨基甲酸Zn、二正丁基二硫代氨基甲酸Zn、乙基苯基二硫代氨基甲酸Zn、二乙基二硫代氨基甲酸Te、二甲基二硫代氨基甲酸Cu、二甲基二硫代氨基甲酸Fe、甲基哌啶甲基哌啶基二硫代氨基甲酸盐(ピペコリンピペコリルジチオカーバメート)等；作为硫脲系硫化促进剂，能够列举亚乙基硫脲、二乙基硫脲等。
另外，作为硫化促进助剂，能够合并使用一般的橡胶用助剂，例如，能够使用氧化锌(5phr左右)、硬脂酸和/或油酸以及它们的Zn盐(2～4phr左右)等。
热塑性弹性体组合物的制造方法是，预先通过2轴混炼挤出机等对热塑性树脂与弹性体(在橡胶的情况下为未硫化物)进行溶融混炼，在形成连续相(基质)的热塑性树脂中作为分散相(区域)使弹性体分散。在对弹性体硫化的情况下，也可以在混炼下添加硫化剂，使弹性体动态硫化。另外，向热塑性树脂或弹性体的各种配合剂(除了硫化剂)也可以在上述混炼中添加，但优选在混炼前预先混合。作为热塑性树脂与弹性体的混炼所使用的混炼机，没有特别限定，能够使用螺杆挤出机、捏合机、班伯里混合机、2轴混炼挤出机等。其中在热塑性树脂与弹性体的混炼以及弹性体的动态硫化中，优选使用2轴混炼挤出机。进而，也可以使用2种以上混炼机，依次混炼。作为溶融混炼的条件，温度为热塑性树脂溶融的温度以上即可。另外，混炼时的剪切速度优选为1000～7500sec-1。混炼整体的时间为30秒到10分钟，另外在添加了硫化剂的情况下，添加后的硫化时间优选为15秒到5分钟。通过上述方法制作的聚合物组合物通过注射成型、挤出成型等通常的热塑性树脂的成型方法而形成为所希望的形状即可。
这样得到的热塑性弹性体组合物形成弹性体作为不连续相而分散于热塑性树脂的基质中的构造。通过形成该构造，能够对内衬层合并赋予充分的柔软性和通过作为连续相的树脂层的效果所产生的充分的刚性，并且与弹性体的多少无关，在成型时，能够得到与热塑性树脂同等的成型加工性。
通过热塑性树脂以及热塑性弹性体组合物在通过JIS K7100确定的标准气氛中的杨氏模量没有特别限定，但优选为1～500MPa，更优选为50～500MPa。
上述热塑性树脂或热塑性弹性体组合物能够成型为片或膜而以单独体使用，但也可以为了提高与相邻的橡胶的粘接性而层叠粘接层。作为构成该粘接层的粘接用聚合物的具体例，能够列举分子量100万以上、优选为300万以上的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯丙烯酸甲酯树脂(EMA)、乙烯丙烯酸共聚物(EAA)等丙烯酸酯共聚物类以及它们的马来酸酐加成物、聚丙烯(PP)及其马来酸改性物、乙烯丙烯共聚物及其马来酸改性物、聚丁二烯系树脂及其马来酸酐改性物、苯乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物(SBS)、苯乙烯－乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物(SEBS)、氟系热塑性树脂、聚酯系热塑性树脂等。它们能够根据通常方法通过例如树脂用挤出机挤出而成型为片状或膜状。粘接层的厚度没有特别限定，但为了轮胎轻量化优选厚度小，优选为5μm～150μm。
实施例
在使轮胎尺寸为195/65R15或155/55R20，具备在轮胎周向上延伸而呈环状的胎面部、配置于该胎面部的两侧的一对胎侧部、和配置于这些胎侧部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，在该一对胎圈部间架设有1层胎体层，在轮胎内面设置了空气透过防止层的充气轮胎中，制作使轮胎总宽度SW与轮胎外径OD的比SW/OD、由第一区域至第三区域的截面面积SA、SB、SC(mm2)以及外围长度a、b、c(mm)求出的比SA/a、SB/b、SC/c、槽面积比例GR、主槽的最大槽深度GDmax、倾斜加强层(层数、加强帘线相对于轮胎周向的倾斜角度)、周向加强层(有无、形态、材质)、空气透过防止层(材质、空气透过系数)如表3～表5那样各种不同的以往例、比较例1～3以及实施例1～16的轮胎。
对于这些试验轮胎，通过下述的评价方法，评价轮胎重量、低燃料消耗性能、操控稳定性，将其结果合并表示于表3～表5。
轮胎重量：
测定各试验轮胎的重量。评价结果使用测定值的倒数，通过将以往例设为100的指数表示。该指数值越大意味着越轻量。
低燃料消耗性能：
将各试验轮胎组装于轮辋尺寸15×6J或20×5J的车轮而安装于排气量1800cc的前轮驱动车，将空气压设为230kPa，在全长2km的测试道路上以时速100km/h行驶50圈，计测燃料消耗率(km/l)。评价结果通过将以往例设为100的指数表示。该指数值越大意味着低燃料消耗性能越优异。
操控稳定性：
将各试验轮胎组装于轮辋尺寸15×6J或20×5J的车轮而安装于排气量1800cc的前轮驱动车，将空气压设为230kPa，3名测试员分别对一边在全长2km的测试道路上变道一边行驶3圈时的操控稳定性进行感官评价，求出这些测试员的评价分的平均值。评价结果通过将以往例设为100的指数表示。该指数值越大意味着操控稳定性越优异。
[表3]
[表4]
[表5]
如从表3～表5判断，实施例1～16的轮胎在与以往例的对比中，能够大幅降低轮胎重量，而且能够使操控稳定性与低燃料消耗性能并存。
另一方面，比较例1的轮胎，在与以往例同样地比SW/OD为0.32的充气轮胎中，减小了比SA/a，所以得到轮胎重量的降低效果，但操控稳定性下降。比较例2的轮胎减小了比SW/OD，但比SA/a过大，所以低燃料消耗性能的改善效果不充分。比较例3的轮胎减小比SW/OD、减小比SA/a，但槽面积比例GR过大，所以操控稳定性大幅恶化。
附图标记说明
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 空气透过防止层
8 倾斜加强层
9 周向加强层
10 胎面轮廓
11 主槽
12 横向花纹槽
13 刀槽花纹
21 轮辋检查线
L1 第一边界线
L2 第二边界线
A 第一区域
B 第二区域
C 第三区域
OD 轮胎外径
SW 轮胎总宽度。

Claims (8)

1.一种充气轮胎，其特征在于：
该充气轮胎具备在轮胎周向上延伸而呈环状的胎面部、配置于该胎面部的两侧的一对胎侧部、和配置于这些胎侧部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，在该一对胎圈部间架设有至少1层胎体层；
轮胎总宽度SW与轮胎外径OD的比SW/OD满足SW/OD≤0.3的关系；并且，
在轮胎子午线截面上形成所述胎面部的轮廓的胎面轮廓包含位于所述胎面部的轮胎宽度方向的最外侧的胎侧圆弧、和位于该胎侧圆弧的轮胎宽度方向内侧的胎肩圆弧，规定通过这些胎侧圆弧的延长线与胎肩圆弧的延长线的交点、相对于轮胎内面正交的一对第一边界线，各胎侧部具有在轮胎周向上延伸的轮辋检查线，在轮胎子午线截面上规定通过所述轮辋检查线、相对于轮胎内面正交的一对第二边界线，在所述一对第一边界线相互间划分第一区域，在所述第一边界线与所述第二边界线之间划分第二区域，在比所述第二边界线靠胎趾侧划分第三区域，在将所述第一区域至所述第三区域的截面面积(mm2)分别设为SA、SB、SC，将所述第一区域至所述第三区域的沿着轮胎内面的外围长度(mm)分别设为a、b、c时，比SA/a、SB/b、SC/c满足7.5≤SA/a≤11.5、2.0≤SB/b≤6.0、4.0≤SC/c≤8.0的关系；
所述胎体层的胎体帘线的纤度为900dtex/2～1400dtex/2，其每50mm宽度的编入根数为45根～70根；
在所述胎面部具有通过槽形成的胎面图案，所述胎面部的接地区域中的槽面积比例GR为25％以下。
2.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于：
形成于所述胎面部的槽包含至少1根主槽，在将该主槽的最大槽深度设为GDmax时，3.0mm≤GDmax≤6.0mm。
3.如权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于：
在所述胎面部中的所述胎体层的外周侧，具有包含相对于轮胎周向倾斜的多根加强帘线的至少1层倾斜加强层。
4.如权利要求3所述的充气轮胎，其特征在于：
在所述倾斜加强层的外周侧，配置有沿着轮胎周向延伸的至少1层周向加强层。
5.如权利要求4所述的充气轮胎，其特征在于：
所述周向加强层由将在轮胎周向上取向的加强帘线埋没于橡胶中的复合材料构成。
6.如权利要求5所述的充气轮胎，其特征在于：
所述周向加强层的加强帘线为有机纤维帘线。
7.如权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于：
沿着所述胎体层而在轮胎内部以及/或轮胎内面具有空气透过系数为50×10-12cc·cm/cm2·sec·cmHg以下的空气透过防止层。
8.如权利要求7所述的充气轮胎，其特征在于：
所述空气透过防止层由热塑性树脂构成或由掺混了热塑性树脂与弹性体的热塑性弹性体组合物构成。
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