CN107914525B

CN107914525B - 充气轮胎

Info

Publication number: CN107914525B
Application number: CN201710659361.0A
Authority: CN
Inventors: 宫村慧
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2016-10-11
Filing date: 2017-08-04
Publication date: 2019-12-31
Anticipated expiration: 2037-08-04
Also published as: CN107914525A; JP6768441B2; JP2018062189A; DE102017122284A1; US20180099532A1

Abstract

本发明涉及充气轮胎。胎面胶(5)具有：胎冠胶(50)，其由非导电性橡胶形成、且构成接地面(E)；基体橡胶(51)，其设置于胎冠胶(50)的轮胎径向内侧；以及导电部(52)，其由导电性橡胶形成、且在胎面胶(5)的厚度方向(RD)上从接地面(E)延伸到胎面胶(5)的底面。在俯视时，导电部(52)的轮胎宽度方向(WD)上的宽度呈波形地变化，并且，该导电部(52)沿轮胎周向(CD)延伸。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及能够将在车身、轮胎所产生的静电释放到路面的充气轮胎。

背景技术

近年来，为了降低与油耗性能关系较深的轮胎的滚动阻力，提出了由以较高比率添加配合有硅石(silica)的非导电性橡胶形成胎面胶等橡胶部件的充气轮胎。不过，这样的橡胶部件与以较高比率添加配合有炭黑的现有产品相比，电阻更高，妨碍了在车身、轮胎所产生的静电向路面的释放，因此，存在容易产生无线电噪声等不良情况的问题。

日本特许公开平11-48711号公报中公开了如下轮胎，该轮胎从胎面胶的接地面至底面配置有宽度恒定的导电橡胶片。其中记载有以下内容：导电橡胶片在胎面胶的厚度方向及周向上连续地以波状延伸，因此，使得轮胎横向上的输入有效地分散而提高了耐久性。

发明内容

本发明是着眼于这样的情况而完成的，其目的在于：提供一种具有能发挥导电路径这样的功能以外的功能的导电部的充气轮胎。

为了达到上述目的，本发明采取了如下手段。

即，本发明的充气轮胎具有：一对胎圈部；胎侧部，其从各所述胎圈部向轮胎径向外侧延伸；胎面部，其与各所述胎侧部的轮胎径向外侧端相连；环形线状的胎体层，其设置于一对所述胎圈部之间；以及胎面胶，其设置于所述胎面部的所述胎体层的外侧，所述胎面胶具有：胎冠胶，其由非导电性橡胶形成、且构成接地面；基体橡胶，其设置于所述胎冠胶的轮胎径向内侧；以及导电部，其由导电性橡胶形成、且在所述胎面胶的厚度方向上从接地面延伸到所述胎面胶的底面，在俯视时，所述导电部的轮胎宽度方向上的宽度呈波形地变化，并且，所述导电部沿轮胎周向延伸。

这样，在俯视时，导电部的轮胎宽度方向上的宽度呈波形地变化，因此，在制动时，即使朝向前方的力作用于轮胎宽度方向一侧的胎冠胶、且朝向后方的力(所谓的纵偏方向的力)作用于轮胎宽度方向另一侧的胎冠胶，导电部也能够充分地支撑胎冠胶、且能够将力吸收，因此，耐久性能得以提高。另外，对转弯时的横向力的耐久性能也得以提高。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的充气轮胎的一个例子的轮胎子午线剖视图。

图2是表示导电部的立体图。

图3是表示踏面、胎面厚度中央部以及胎面底面处的导电部的俯视图。

图4A是表示导电部的形状的变形例的俯视图。

图4B是表示导电部的形状的变形例的俯视图。

图4C是表示导电部的形状的变形例的俯视图。

图5A是表示上述实施方式以外的实施方式中的沟与导电部的位置关系的俯视图。

图5B是表示上述实施方式以外的实施方式中的沟与导电部的位置关系的俯视图。

图6是表示上述实施方式以外的实施方式中的导电部的立体图。

附图标记说明：

1…胎圈部

2…胎侧部

3…胎面部

4…胎体层

5…胎面胶

50…胎冠胶

51…基体橡胶

52…导电部

5a…沟

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式的充气轮胎进行说明。

如图1所示，充气轮胎T具有：一对胎圈部1；胎侧部2，其从各胎圈部1向轮胎径向RD外侧延伸；以及胎面部3，其与两个胎侧部2的轮胎径向RD外侧端相连。在胎圈部1配置有：环状的胎圈芯1a，其通过利用橡胶将钢丝等收束体包覆而成；以及胎圈外护胶(bead filler)1b，其由硬质橡胶构成。

另外，该轮胎T具备环行线状(toroid)的胎体层4，该胎体层4从胎面部3经由胎侧部2而到达胎圈部1。胎体层4设置于一对胎圈部1之间、且由至少一层胎体帘布构成，其端部以经由胎圈芯1a而卷起的状态卡止。胎体帘布通过利用顶胶(topping rubber)将相对于轮胎赤道CL大致成直角地延伸的帘线覆盖而形成。在胎体层4的内侧配置有用于保持空气压力的内衬橡胶4a。

另外，在胎侧部2的胎体层4的外侧设置有胎侧胶6。另外，在胎圈部1处的胎体层4的外侧设置有安装于轮辋时与轮辋(未图示)接触的轮辋条带橡胶(rim strip rubber)7。本实施方式中，胎体层4的顶胶及轮辋条带橡胶7由导电性橡胶形成，胎侧胶6由非导电性橡胶形成。

在胎面部3处的胎体层4的外侧，从内侧向外侧依次设置有：用于对胎体层4进行加强的带束4b、带束加强件4c以及胎面胶5。带束4b由多层带束帘布构成。带束加强件4b通过利用顶胶将沿轮胎周向延伸的帘线覆盖而构成。也可以根据需要而省略带束加强件4b。

如图1及图2所示，胎面胶5具有：胎冠(cap)胶50，其由非导电性橡胶形成、且构成接地面E；基体橡胶(base rubber)51，其设置于胎冠胶50的轮胎径向内侧；以及导电部52，其由导电性橡胶形成、且在胎面胶5的厚度方向上从接地面E延伸到胎面胶5的底面。在胎冠胶50的表面形成有沿轮胎周向延伸的多条主沟5a。

在上述说明中，接地面E是在组装于标准轮辋并填充了标准内压的状态下将轮胎垂直地放置于平坦路面上、且在施加了标准载荷时与路面接触的面，其轮胎宽度方向WD上的最外侧位置为接地端。另外，标准载荷及标准内压是指JISD4202(汽车轮胎的规格)等中规定的最大载荷(轿车用轮胎时为设计常用载荷)以及与之匹配的空气压力，标准轮辋原则上是指JISD4202等中规定的标准轮辋。

本实施方式中，采用了将胎侧胶6置于胎面胶5的两侧端部而成的胎面上胎侧(SWOT；side wall on tread)结构，但是，并不局限于该结构，也可以采用将胎面胶的两侧端部置于胎侧胶的轮胎径向RD外侧端而成的胎侧上胎面(TOS；tread on side)结构。

在此，对于导电性橡胶，可举例示出体积电阻率小于10⁸Ω·cm的橡胶，例如通过在原料橡胶中以较高比率添加配合作为增强剂的炭黑而进行制作。除了炭黑以外，还可以通过添加配合碳纤维、石墨等碳类材料、以及金属粉末、金属氧化物、金属薄片、金属纤维等金属类的公知的导电性赋予材料而获得导电性橡胶。

另外，对于非导电性橡胶，可举例示出体积电阻率为10⁸Ω·cm以上的橡胶，例如在原料橡胶中以较高比率添加配合有作为增强剂的硅石的橡胶。相对于例如原料橡胶成分的100重量份，添加配合30～100重量份的该硅石。作为硅石，优选采用湿式硅石，但作为增强材料，也可以使用通用的硅石，并未加以限制。除了沉降硅石、无水硅酸等硅石类以外，还可以添加配合烧成粘土、硬质粘土、碳酸钙等而制作非导电性橡胶。

作为上述原料橡胶，可以举出天然橡胶、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁基橡胶(IIR)等，可以单独使用这些橡胶中的一种或者混合使用这些橡胶中的两种以上的橡胶。这样的原料橡胶中也可以适当地添加配合硫化剂、硫化促进剂、塑化剂、防老化剂等。

根据提高耐久性并提高通电性能的观点，导电性橡胶的氮吸附比表面积：N₂SA(m²/g)×炭黑的添加配合量(质量％)为1900以上，优选为2000以上，并且，邻苯二甲酸二丁酯吸油量：DBP(ml/100g)×炭黑的添加配合量(质量％)为1500以上，优选为1700以上。N₂SA是依据ASTM D3037-89而求出的，DBP是依据ASTM D2414-90而求出的。

图2是表示导电部52的立体图。图3示出了踏面Ft中的导电部52的俯视图、胎面厚度中央部Fc中的导电部52的俯视图、胎面底面Fb中的导电部52的俯视图。如图1～图3所示，导电部52由导电性橡胶形成，并从接地面E到达胎面胶5的底面。本实施方式中，导电部52将胎冠胶50及基体橡胶51贯穿并与带束加强件4c接触，由此构成导电路径。在俯视时，导电部52的轮胎宽度方向WD上的宽度呈波形地变化，并且，该导电部52沿轮胎周向CD延伸。

这样，在俯视时，导电部52的轮胎宽度方向WD上的宽度呈波形地变化，因此，在制动时，即使朝向前方的力作用于轮胎宽度方向一侧的胎冠胶、且朝向后方的力(所谓的纵偏方向的力)作用于轮胎宽度方向另一侧的胎冠胶50，导电部52也能够充分支撑胎冠胶50、且能够将力吸收，因此，耐久性能得以提高。另外，针对转弯时的横向力的耐久性能也得以提高。另一方面，在如日本特许公开平11-48711号公报那样导电橡胶的宽度恒定的情况下，对于纵偏方向的力，无法支撑胎冠胶，对于横向力也无法支撑胎冠胶。

另外，在轮胎子午线截面中，导电部52的轮胎宽度方向WD上的宽度呈波形地变化，并且，该导电部52沿厚度方向RD延伸。如图2中的A-A剖视图及B-B剖视图所示，导电部52的形状根据截面的不同而不同。如A-A剖视图那样，当在踏面Ft露出的导电部52的宽度较小时，厚度方向上的中央部Fc处的宽度变大。反之，如B-B剖视图那样，当在踏面Ft露出的导电部52的宽度较大时，厚度方向上的中央部Fc处的宽度变小。如图3所示，本实施方式中，俯视时，胎面厚度中央部Fc处的导电部52的俯视形状相对于踏面Ft及胎面底面Fb处的导电部52的俯视形状，波形的相位偏移。踏面Ft与胎面底面Fb的导电部52的俯视形状的波形的相位一致或者大致一致。当然，上述3处部位的相位也可以完全不同。

这样，在轮胎子午线截面中，导电部52的轮胎宽度方向WD上的宽度呈波形地变化，并且，该导电部52沿厚度方向RD延伸，因此，导电部52的表面积增加，由此抑制了界面剥离而提高了耐久性能。如果导电部52的硬度高于胎冠胶50的硬度，则在干燥路面上的操控稳定性能因刚性的均匀提高而得以提高。反之，如果导电部52的硬度低于胎冠胶50的硬度，则在湿润路面上的操控稳定性能以及制动性能因均匀的接地而得以提高。

本实施方式中，导电部52的轮胎宽度方向WD上的两端界面都是呈波形地变化的形状。此时，导电部52的最小宽度W1优选为0.1mm以上且1.5mm以下。通过将最小宽度W1设定为0.1mm以上，容易确保通电性能，并且，通过设定为1.5mm以下，能够抑制导电性橡胶的体积，从而能够更好地发挥提高制动性能的效果。最大宽度W2优选为最小宽度W1的300％以上且500％以下。上述例子的情况下，可以举出0.5mm～7.5mm的范围。

本实施方式中，导电部52两端的振幅相对于某一假想中心线而一致，但并不限定于此。例如，如图4A所示，导电部52两端的振幅也可以相对于某一假想中心线而不同。另外，如图4B所示，可以形成为：导电部52两端的振幅和相位不同而呈现出蛇行形状。另外，如图4C所示，可以形成为：只有导电部52的一端呈波形地变化。图4C所示的情况下的最大宽度W2优选为最小宽度W1的150％以上且250％以下。上述例子的情况下，可以举出0.25mm～4.0mm的范围。

如图1～图3所示，导电部52在俯视时不与主沟5a重叠，但是，如图5A及图5B所示，在俯视时，导电部52的一部分与沿轮胎周向CD延伸的沟5a重叠，导电部52的一部分构成接地面E，并且其他部分构成沟壁。在图5A所示的例子中，如C-C截面所示，存在形成沟5a的沟壁面以及沟底面的整体由导电性橡胶52形成的部位。

胎冠胶50的橡胶硬度可以举出60～80。导电性橡胶52的橡胶硬度可以举出60～80。此处所说的橡胶硬度是指依据JISK6253的基于硬度计的硬度试验(方式A)而测定的硬度。

＜其他实施方式＞

上述实施方式中，导电性橡胶52的宽度在轮胎周向CD及厚度方向RD这两个方向上呈波形地变化，但并不限定于此。例如，如图6所示，也可以形成为：导电部52的宽度在轮胎周向CD上呈波形地变化，但在厚度方向RD上保持恒定。

【实施例】

为了具体示出本发明的结构和效果，针对下述实施例进行了下述评价。

(1)耐久性能

对导电部52和胎冠胶50(非导电性橡胶)的剥离力进行了测定。关于导电部和胎冠胶(非导电性橡胶)的剥离力的比较，在轮胎的耐久试验中，以直至因剥离而引起破坏为止的行驶距离为指数进行了比较。以将比较例1设为100的指数来表示剥离力的评价结果。数值越大，意味着粘接性越高、且耐久力越高。

(2)操控稳定性能(干路和湿路)

将各轮胎安装于日本产轿车(2000cc)的车辆，内压根据车辆而指定。由两人乘车在干燥路面以及湿润路面上实施转弯行驶，并通过驾驶员的感官试验而进行了评价。以将比较例1的轮胎的结果设为100的指数来表示结果。数值越大，表示操控稳定性能越优异。

(3)制动性能

将各轮胎安装于日本产轿车(2000cc)的车辆，对自以100公里的时速在路面上行驶的状态起使ABS工作时的制动距离进行了测定，并计算出该测定值的倒数。以将比较例1的结果设为100的指数进行评价，指数越大，表示制动性能越优异。

比较例1

如日本特许公开平11-48711号公报所示，设置从接地面E到胎冠胶50的底面Fb的宽度恒定的导电片。导电片在轮胎周向CD以及厚度方向RD上弯曲，但厚度保持恒定。胎冠胶50的橡胶硬度设为70度，导电片的橡胶硬度设为60度。

实施例1

如图5B所示，设置了宽度在轮胎周向CD以及厚度方向RD上呈波形地变化的导电部52。胎冠胶50的橡胶硬度设为70度，导电部52的橡胶硬度设为60度。

【表1】

根据表1可知，实施例1与比较例1相比，耐久性能、操控稳定性能以及制动性能均更优异。

如上，本实施方式的充气轮胎具有：一对胎圈部1；胎侧部2，其从胎圈部1分别朝轮胎径向外侧延伸；胎面部3，其与各胎侧部2的轮胎径向外侧端相连；环行线状的胎体层4，其设置于一对胎圈部1之间；以及胎面胶5，其设置于胎面部3的胎体层4的外侧。胎面胶5具有：胎冠胶50，其由非导电性橡胶形成、且构成接地面E；基体橡胶51，其设置于胎冠胶50的轮胎径向内侧；以及导电部52，其由导电性橡胶形成、且在胎面胶5的厚度方向RD上从接地面E延伸到胎面胶5的底面。在俯视时，导电部52的轮胎宽度方向WD上的宽度呈波形地变化，并且该导电部52沿轮胎周向CD延伸。

这样，在俯视时，导电部52的轮胎宽度方向WD上的宽度呈波形地变化，因此，在制动时，即使朝向前方的力作用于轮胎宽度方向一侧的胎冠胶、且朝向后方的力(所谓的纵偏方向的力)作用于轮胎宽度方向另一侧的胎冠胶50，导电部52也能够充分支撑胎冠胶50、且能够将力吸收，因此，耐久性能得以提高。另外，针对转弯时的横向力的耐久性能也得以提高。

本实施方式中，在轮胎子午线截面中，导电部52的轮胎宽度方向WD上的宽度呈波形地变化，并且，该导电部52沿厚度方向RD延伸。

这样，在轮胎子午线截面中，导电部52的轮胎宽度方向WD上的宽度呈波形地变化，并且，该导电部52沿厚度方向RD延伸，因此，导电部52的表面积增加，由此抑制了界面剥离而提高了耐久性能。如果导电部52的硬度高于胎冠胶50的硬度，则干燥路面上的操控稳定性能因刚性的均匀提高而得以提高。反之，如果导电部52的硬度低于胎冠胶50的硬度，则湿润路面上的操控稳定性能以及制动性能因均匀的接地而得以提高。

构成接地面的导电性橡胶越增多，滚动阻力以及湿润路面操控稳定性能越差。因此，在本实施方式中，具有沿轮胎周向CD延伸的沟5a，在俯视时，导电部52的一部分与沟5a重叠，一部分构成接地面E，并且其他部分构成沟壁。

根据该结构，与所有导电部都作为接地面而露出的情况相比，在接地面露出的导电性橡胶有所减少，因此，能够抑制滚动阻力以及湿润路面操控稳定性能变差。

本实施方式中，在轮胎子午线截面中，存在形成沟5a的沟壁面以及沟底面全都由导电性橡胶形成的部分。

根据该结构，在该截面中，导电性橡胶对沟5a进行支撑，因此，能够提高面内刚性、或者提高耐久性能。例如，如果导电性橡胶比非导电性橡胶硬，则面内刚性提高，如果导电性橡胶比非导电性橡胶软，则能够减弱沟底的形变而提高耐久性能。

可以将上述各实施方式中所采用的结构用于其他任意的实施方式。各部分的具体结构并不仅仅限定于上述实施方式，在未脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种变形。

Claims

1.一种充气轮胎，其特征在于，

所述充气轮胎具有：一对胎圈部；胎侧部，其从各所述胎圈部向轮胎径向外侧延伸；胎面部，其与各所述胎侧部的轮胎径向外侧端相连；环形线状的胎体层，其设置于一对所述胎圈部之间；以及胎面胶，其设置于所述胎面部的所述胎体层的外侧，

所述胎面胶具有：胎冠胶，其由非导电性橡胶形成、且构成接地面；基体橡胶，其设置于所述胎冠胶的轮胎径向内侧；以及导电部，其由导电性橡胶形成、且在所述胎面胶的厚度方向上从接地面延伸到所述胎面胶的底面，

在俯视时，所述导电部的轮胎宽度方向上的宽度呈波形地变化，并且，所述导电部沿轮胎周向延伸。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

在轮胎子午线截面中，所述导电部的轮胎宽度方向上的宽度恒定，所述导电部沿厚度方向延伸。

3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

在轮胎子午线截面中，所述导电部的轮胎宽度方向上的宽度呈波形地变化，并且，所述导电部沿厚度方向延伸。

4.根据权利要求3所述的充气轮胎，其特征在于，

在俯视时，胎面厚度中央部处的所述导电部的俯视形状相对于踏面及胎面底面处的所述导电部的俯视形状，波形的相位偏移。

5.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

在俯视时，所述导电部的轮胎宽度方向上的两端界面都是呈波形地变化的形状。

6.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

在俯视时，只有所述导电部的轮胎宽度方向上的两端界面中的一端界面是呈波形地变化的形状。

7.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

具有沿轮胎周向延伸的沟，在俯视时，所述导电部的一部分与所述沟重叠，一部分构成接地面，并且其他部分构成沟壁。

8.根据权利要求7所述的充气轮胎，其特征在于，

在轮胎子午线截面中，存在形成所述沟的沟壁面的整体以及沟底面的整体由导电性橡胶形成的部分。