CN107107662A - 充气轮胎 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够当在轮胎内表面粘接吸音材料的情况下改善高速耐久性的充气轮胎。本发明的充气轮胎具备胎面部和胎侧部以及胎圈部，在吸音材料粘接在轮胎内表面的充气轮胎中，在轮胎内表面与吸音材料之间设置有片状的导热部件，将该导热部件配置成从吸音材料的贴附区域向外侧延伸，在导热部件形成有从吸音材料突出的散热部。
Description
技术领域
本发明涉及在轮胎内表面粘接有吸音材料的充气轮胎，更详细而言，涉及能够改善高速耐久性的充气轮胎。
背景技术
在充气轮胎中，产生噪音的原因之一在于由填充于轮胎内部的空气的振动引起的空腔共鸣音。该空腔共鸣音是由于在使轮胎转动时胎面部因路面的凹凸而振动、胎面部的振动使轮胎内部的空气振动这一情况而产生的空腔共鸣音。
作为减少由这样的空腔共鸣现象引起的噪音的方法，提出了一种在形成于轮胎与车轮的轮辋之间的空腔部内配设吸音材料的技术。更具体而言，在轮胎内表面的与胎面部对应的区域粘接带状的吸音材料(例如，参照专利文献1、2)。
然而，在为了减少空腔共鸣音而在轮胎内表面粘接有吸音材料的情况下，当伴随着高速行驶而充气轮胎的发热增大了时，由于吸音材料的绝热效果，从胎面部向轮胎空腔部内的散热被阻碍，有热蓄积在胎面部的倾向。这样一来就存在当充气轮胎的温度变高时其高速耐久性降低这一问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-67608号公报
专利文献2：日本特开2005-138760号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于提供一种能够当在轮胎内表面粘接吸音材料的情况下改善高速耐久性的充气轮胎。
用于解决问题的技术方案
用于达到上述目的的本发明的充气轮胎具备：胎面部，其在轮胎周向上延伸而成环状；一对胎侧部，其配置于该胎面部的两侧；以及一对胎圈部，其配置于这些胎侧部的轮胎径向内侧，在轮胎内表面粘接有吸音材料，所述充气轮胎的特征在于，在所述轮胎内表面与所述吸音材料之间设置有片状的导热部件，将该导热部件配置成从所述吸音材料的粘贴区域向外侧延伸，在所述导热部件设有从所述吸音材料突出的散热部。
发明的效果
在本发明中，在吸音材料粘接在轮胎内表面的与胎面部对应的区域的充气轮胎中，在轮胎内表面与吸音材料之间设置有片状的导热部件，将该导热部件配置成从吸音材料的贴附区域向外侧延伸，在导热部件设有从吸音材料突出的散热部，所以，伴随着高速行驶而在充气轮胎产生的热向导热部件传递，经由所述散热部向轮胎空腔部内散热。因此，即使当在轮胎内表面粘接有吸音材料的情况下，也能够改善充气轮胎的高速耐久性。
在本发明中，吸音材料沿轮胎周向延伸，导热部件的各散热部的轮胎宽度方向上的长度优选为吸音材料的宽度的5％～50％。由此，能够经由散热部进行有效的散热。
导热部件优选包含热导率为10W/(m·K)以上的导热性材料。通过使导热部件包含这样的导热性材料，能够获得良好的散热效果。
导热部件优选为金属箔与树脂层的层叠体。虽然金属箔的导热性优异，但若是金属箔的单体，则有可能伴随着轮胎行驶而断裂或剥离。然而，在由金属箔与树脂层的层叠体构成了导热部件的情况下，能够在维持良好的导热性的同时，基于粘接性优异的树脂层来改善导热部件的粘接性，并且防止金属箔的断裂。
导热部件的厚度优选为30μm～150μm。能够通过这样地使导热部件充分厚来确保散热性，并且通过规定导热部件的厚度的上限值来确保相对于面外弯曲应力的耐久性。
导热部件优选至少在散热部的端部具有切口。在导热部件的伸缩性不足的情况下，导热部件无法跟随轮胎变形，容易从轮胎内表面剥离。然而，通过在导热部件的散热部的端部设置切口，能够使导热部件易于跟随轮胎变形，改善相对于轮胎内表面的粘接性。
导热部件优选至少在散热部的端部具有立体构造。通过将导热部件的散热部设为立体构造，能够进一步提高散热部的散热效果。
吸音材料优选在导热部件的正上区域具有贯通孔或缺口。通过这样地在导热部件的正上区域在吸音材料上设置贯通孔或缺口，能够不使基于吸音材料的吸音效果实质性地降低地使导热部件的散热效果增大。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的充气轮胎的子午线截面图。
图2是表示本发明的实施方式的充气轮胎的赤道线截面图。
图3是表示粘接于本发明的充气轮胎的内表面的吸音材料以及导热部件的立体图。
图4是表示粘接于本发明的充气轮胎的内表面的吸音材料以及导热部件的截面图。
图5是表示粘接于本发明的充气轮胎的内表面的吸音材料以及导热部件的展开图。
图6是表示粘接于本发明的充气轮胎的内表面的吸音材料以及导热部件的变形例的截面图。
图7是表示粘接于本发明的充气轮胎的内表面的吸音材料以及导热部件的变形例的展开图。
图8是表示本发明所使用的导热部件的一例的截面图。
图9是表示本发明所使用的导热部件的又一例的截面图。
图10是表示粘接于本发明的充气轮胎的内表面的吸音材料以及导热部件的另一变形例的立体图。
图11是表示粘接于本发明的充气轮胎的内表面的吸音材料以及导热部件的另一变形例的立体图。
图12是表示粘接于本发明的充气轮胎的内表面的吸音材料以及导热部件的另一变形例的展开图。
图13是表示粘接于本发明的充气轮胎的内表面的吸音材料以及导热部件的另一变形例的展开图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的构成详细地进行说明。图1以及图2表示本发明的实施方式的充气轮胎，图3～图5表示粘接于该轮胎内表面的吸音材料以及导热部件。在图3～图5中，Tc是轮胎周向，Tw是轮胎宽度方向。
如图1以及图2所示，本实施方式的充气轮胎具备：胎面部1，其在轮胎周向上延伸而成环状；一对胎侧部2，其配置于该胎面部1的两侧；以及一对胎圈部3，其配置于这些胎侧部2的轮胎径向内侧。
在一对胎圈部3、3之间架设有胎体层4。该胎体层4，具有在轮胎径向上延伸的多根加强帘线，并绕配置于各胎圈部3的胎圈芯5而从轮胎内侧向外侧折回。在胎圈芯5的外周上配置有截面三角形状的由橡胶组合物构成的胎圈填胶(bead filler)6。
另一方面，在胎面部1中的胎体层4的外周侧埋设有多层的带束层7。这些带束层7具有相对于轮胎周向倾斜的多根加强帘线，并且配置成在层间加强帘线彼此交叉。在带束层7中，加强帘线相对于轮胎周向的倾斜角度例如设定在10°～40°的范围。作为带束层7的加强帘线，优选使用钢帘线。以提高高速耐久性为目的，在带束层7的外周侧，配置有使加强帘线以相对于轮胎周向例如成5°以下的角度排列而成的至少1层的带束覆盖层8。作为带束覆盖层8的加强帘线，优选使用尼龙、芳纶等有机纤维帘线。
此外，虽然上述的轮胎内部构造表示充气轮胎的代表性的例子，但不限定于此。
在上述充气轮胎中，如图1～图5所示，在轮胎内表面10的与胎面部1对应的区域，沿轮胎周向粘接有带状的吸音材料11。吸音材料11的贴附区域是吸音材料11相对于轮胎内表面10触接的面的整个区域。吸音材料11，由具有连续气泡的多孔材料构成，具有基于该多孔构造的预定的吸音特性。作为吸音材料11的多孔材料，优选使用发泡聚氨酯。
在轮胎内表面10与吸音材料11之间设置有片状的导热部件12。导热部件12配置成从吸音材料11的贴附区域向外侧延伸，在导热部件12形成有从吸音材料11突出的散热部12A。如图4所示，在轮胎内表面10与导热部件12之间以及导热部件12与吸音材料11之间分别插入有粘接层13，通过该粘接层13，两者彼此粘接。作为这样的粘接层13，可以使用糊状粘接剂和/或双面胶带，尤其优选使用双面胶带。另外，导热部件12也可以通过硫化粘接而相对于轮胎内表面10固定。在这样的情况下，导热部件12的轮胎侧的表面优选由易于与橡胶硫化粘接的树脂层(例如，尼龙系树脂层)构成。在进行硫化粘接的情况下，在轮胎成型工序中将导热部件12层叠于生胎，将包含导热部件12的生胎硫化即可。
在上述的充气轮胎中，当在轮胎内表面10的与胎面部1对应的区域粘接吸音材料11的情况下，在轮胎内表面10与吸音材料11之间设置有片状的导热部件12，将导热部件12配置成从吸音材料11的贴附区域向外侧延伸，在导热部件12设有从吸音材料11突出的散热部12A，所以，伴随着高速行驶而在胎面部1产生的热向导热部件12传递，经由所述散热部12A向轮胎空腔部内散热。因此，即使在轮胎内表面10的与胎面部1对应的区域粘接有吸音材料11的情况下，也能够避免在胎面部1产生过多的蓄热，改善充气轮胎的高速耐久性。
此外，虽然不特别限定轮胎内表面10中的吸音材料11的位置，但当在轮胎内表面10的与胎面部1对应的区域粘接有吸音材料11、并且在所述吸音材料11与轮胎内表面10之间设置有片状的导热部件12的情况下，关于高速耐久性能够获得显著的改善效果。
图6以及图7是表示粘接于本发明的充气轮胎的内表面的吸音材料以及导热部件的变形例的图。虽然在图4以及图5所示的实施方式中，导热部件12遍及吸音材料11的宽度方向的整个区域地延伸，但在图6以及图7所示的实施方式中，在吸音材料11的贴附区域的一部分缺失了导热部件12，在该缺失部分填充有粘接层13。此外，虽然希望散热部12A设置于导热部件12的宽度方向的两侧，但这样的散热部12A也可以仅配置于导热部件12的宽度方向的单侧。
在上述充气轮胎中，吸音材料11沿轮胎周向延伸，导热部件12的各散热部12A的轮胎宽度方向上的长度L优选处于吸音材料11的宽度W的5％～50％的范围。由此，关于在吸音材料11的下方区域传递到导热部件12的热，能够经由散热部12A进行有效的散热。当该散热部12A的长度L小于吸音材料11的宽度W的5％时散热效果降低，相反即使超过宽度W的50％也无法期待更高的散热效果，仅仅只是易于在散热部12A产生变形。
在上述充气轮胎中，导热部件12优选包含热导率为10W/(m·K)以上、更优选为50W/(m·K)～500W/(m·K)的导热性材料。一般的橡胶的热导率为0.1W/(m·K)～0.2W/(m·K)，发泡聚氨酯的热导率为0.015W/(m·K)左右，所以，通过使导热部件12包含具有上述热导率的导热性材料，能够获得良好的散热效果。另外，导热部件12的整体的热导率优选为0.2W/(m·K)以上。基于ASTM E1530的规定算出热导率。
图8是表示本发明所使用的导热部件的一例的图。在图8中，导热部件12是金属箔14与层叠于它的两侧的一对树脂层15的层叠体。金属箔14优选为铝箔。另外，金属箔14与树脂层15的层叠体，优选100℃下的热扩散率为0.2×10-7m2/s以上、更优选为0.5×10-7m2/s以上。另一方面，树脂层15优选以聚丙烯或聚酯为主要成分。虽然金属箔14的导热性优异，但若是金属箔14的单体，则有可能伴随着轮胎行驶而断裂或剥离。与此相对，在由金属箔14与树脂层15的层叠体构成了导热部件12的情况下，能够在维持良好的导热性的同时，基于粘接性优异的树脂层15改善导热部件12的粘接性，并且防止金属箔14的断裂。
图9是表示本发明所使用的导热部件的又一例的图。在图9中，导热部件12是使导热性材料的粉末17分散在基质(matrix)16中而得到的部件。基质16可以由树脂或橡胶组合物构成。不特别限定构成粉末17的导热性材料。这样地使导热性材料的粉末17分散在基质16中而得到的导热部件12也呈现良好的散热效果。
此外，因为粘接层13介于轮胎内表面10与导热部件12之间，所以，为了确保从轮胎内表面10向导热部件12的导热性，最好进行设定以使得粘接层13的热导率为0.2W/(m·K)以上、优选为0.3W/(m·K)以上、更优选为0.5W/(m·K)以上。
导热部件12的厚度T(参照图8以及图9)优选为30μm～150μm。由此，能够确保导热部件12的散热性和耐久性。若导热部件12的厚度T小于30μm，则散热性降低，相反若大于150μm，则相对于面外弯曲应力的耐久性降低。
图10是表示粘接于本发明的充气轮胎的内表面的吸音材料以及导热部件的另一变形例的图。在图10中，导热部件12至少在散热部12A的端部具有多个切口18。在这样地在导热部件12的散热部12A的端部设有切口18的情况下，导热部件12易于跟随轮胎变形，能够改善导热部件12相对于轮胎内表面10的粘接性。此外，也可以是，在设置切口18的情况下，使该切口18遍及导热部件12的宽度方向的整个区域地形成，在轮胎周向上分割导热部件12。
图11是表示粘接于本发明的充气轮胎的内表面的吸音材料以及导热部件的另一变形例的图。在图11中，导热部件12至少在散热部12A的端部具有立体构造。也就是说，在散热部12A形成有由将切口部分弯折加工而得到的多个散热片(fin)构成的立体散热部19。通过这样地将导热部件12的散热部12A设为立体构造，能够进一步提高散热部12A的散热效果。此外，也可以通过在轮胎周向上拉伸散热部12A的端部而在散热部12A形成褶皱从而设为立体构造。
图12是表示粘接于本发明的充气轮胎的内表面的吸音材料以及导热部件的另一变形例的图。在图12中，吸音材料11在导热部件12的正上区域具有多个缺口20。其结果，在与缺口20对应的部位露出了导热部件12。通过这样地在导热部件12的正上区域在吸音材料11上设置缺口20，与使吸音材料11的宽度变窄的情况相比，能够不使基于吸音材料11的吸音效果实质性地降低地使导热部件12的散热效果增大。
图13是表示粘接于本发明的充气轮胎的内表面的吸音材料以及导热部件的另一变形例的图。在图13中，吸音材料11在导热部件12的正上区域具有多个贯通孔21。其结果，在与贯通孔21对应的部位露出了导热部件12。通过这样地在导热部件12的正上区域在吸音材料11上设置贯通孔21，与使吸音材料11的宽度变窄的情况相比，能够不使基于吸音材料11的吸音效果实质性地降低地使导热部件12的散热效果增大。
实施例
制作了实施例1～8的轮胎，该轮胎是轮胎尺寸为275/35R20的充气轮胎，其具备在轮胎周向上延伸而成环状的胎面部、配置于该胎面部的两侧的一对胎侧部、以及配置于这些胎侧部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，在轮胎内表面的与胎面部对应的区域沿轮胎周向粘接有吸音材料，在轮胎内表面与吸音材料之间设置有片状的导热部件，将该导热部件配置成从吸音材料的贴附区域向外侧延伸，在导热部件形成有从吸音材料突出的散热部，如表1那样设定散热部的长度L相对于吸音材料的宽度W的比率、导热部件的厚度T、以及吸音材料和导热部件的构造(图3、图10、图11、图12或图13)。
在实施例1～8中，作为导热部件，使用了热导率为160W/(m·K)的金属箔(铝箔)与树脂层(聚丙烯)的层叠体。
另外，为了进行比较，准备了除不具备导热部件以外具有与实施例1～8相同的构造的以往例的轮胎。
对这些以往例以及实施例1～8的轮胎的高速耐久性进行了评价。在高速耐久性的评价中，将各试验轮胎分别组装于轮辋尺寸20×9.5J的车轮，在空气压力220kPa、负荷6.6kN、初始速度150km/h的条件下通过滚筒试验机开始行驶试验，每10分钟使速度增加5km/h，研究当在轮胎的胎面部发生故障时的速度，在表1中示出其结果。
[表1]
如表1所示，实施例1～8的轮胎在与不夹有导热部件地在轮胎内表面粘接有吸音材料的以往例的对比中，能够改善高速耐久性。
附图标记说明
1：胎面部 2：胎圈部
3：胎侧部 10：轮胎内表面
11：吸音材料 12：导热部件
12B：散热部 14：金属箔
15：树脂层 18：切口
19：立体散热部 20：缺口
21：贯通孔
Claims (8)
1.一种充气轮胎，具备：胎面部，其在轮胎周向上延伸而成环状；一对胎侧部，其配置于该胎面部的两侧；以及一对胎圈部，其配置于这些胎侧部的轮胎径向内侧，
在轮胎内表面粘接有吸音材料，
所述充气轮胎的特征在于，
在所述轮胎内表面与所述吸音材料之间设置有片状的导热部件，将该导热部件配置成从所述吸音材料的粘贴区域向外侧延伸，在所述导热部件设有从所述吸音材料突出的散热部。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，
所述吸音材料沿轮胎周向延伸，所述导热部件的各散热部的轮胎宽度方向上的长度为所述吸音材料的宽度的5％～50％。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，
所述导热部件包含热导率为10W/(m·K)以上的导热性材料。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，
所述导热部件是金属箔与树脂层的层叠体。
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，
所述导热部件的厚度为30μm～150μm。
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，
所述导热部件至少在散热部的端部具有切口。
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，
所述导热部件至少在散热部的端部具有立体构造。
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，
所述吸音材料在所述导热部件的正上区域具有贯通孔或缺口。
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