CN108472990B

CN108472990B - 充气轮胎

Info

Publication number: CN108472990B
Application number: CN201680079322.7A
Authority: CN
Inventors: 新泽达朗
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2016-01-19
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2020-06-26
Anticipated expiration: 2036-12-20
Also published as: JP2017128192A; US20190030962A1; DE112016006251B9; WO2017126278A1; CN108472990A; JP6724377B2; DE112016006251B4; DE112016006251T5

Abstract

本发明提供一种能得到由装配于轮胎内表面的带状吸音件实现的充分的静音性，同时能防止由该带状吸音件在高速行驶时蓄热而引起的轮胎性能的降低的充气轮胎。在具备沿轮胎周向粘接于胎面部(1)处的轮胎内表面的带状吸音件(10)的充气轮胎中，向构成胎面部(1)的橡胶组成物中混合特定的环状多硫化物，其混合量C满足由吸音件(10)的轮胎周向的平均厚度D、或由吸音件(10)的轮胎周向的平均宽度W与带束层(7)的宽度B之比W/B规定的特定的范围。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种具备轮胎用噪声降低装置的充气轮胎，更详细而言，涉及一种能得到由装配于轮胎内表面的带状吸音件实现的充分的静音性，同时能防止由该带状吸音件在高速行驶时蓄热而引起的轮胎性能的降低的充气轮胎。

背景技术

作为产生轮胎噪声的原因之一，存在由在轮辋组装时填充至形成于轮胎内的空腔部(轮胎内腔)的空气的振动导致的空腔共鸣声。在车辆行驶时与路面接触的轮胎的胎面部因路面的凹凸等而振动，该振动使轮胎内腔内的空气振动，由此产生该空腔共鸣声。在该空腔共鸣声中，特定频域的声音会作为噪声被察觉，因此，在降低轮胎噪声这一点上，重点是降低此频域的声压级(噪声等级水平)。

作为降低这样的噪声的方法，提出了向轮胎内腔导入包含海绵等多孔质材料的吸音件的方案。例如，在专利文献1所记载的充气轮胎中，这样的吸音件通过弹性固定带而装接于胎面部的内周面。然而，这种情况下，高速行驶时弹性固定带会变形，恐怕会产生无法稳妥地装接吸音件的不良状况。

或者，在专利文献2中，提出了不使用前述的弹性固定带，而是通过粘接剂等将吸音件直接粘接于胎面部的内周面的方案。然而，这种情况下，存在如下问题：由于吸音件直接粘贴于轮胎内表面，因此，高速行驶时容易在胎面部产生蓄热，会产生由此蓄热引起的轮胎性能的恶化(热下垂)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本发明专利第4281874号公报

专利文献2：日本发明专利第5267288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具备轮胎用噪声降低装置，且能得到由装配于轮胎内表面的带状吸音件实现的充分的静音性，同时能防止由该带状吸音件在高速行驶时蓄热而引起的轮胎性能的降低的充气轮胎。

技术方案

用于达到上述目的的本发明的第一充气轮胎具备在轮胎周向延伸且呈环状的胎面部、配置于该胎面部的两侧的一对侧壁部、以及配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，并具备沿轮胎周向粘接于所述胎面部处的轮胎内表面的带状吸音件，其特征在于，构成所述胎面部的橡胶组合物包含由下述(1)式表示的环状多硫化物，在将构成所述胎面部的橡胶组合物中的所述环状多硫化物相对于能硫磺硫化的橡胶100质量份的混合量设为C、将所述吸音件的轮胎周向的平均厚度设为D时，所述混合量C满足下述(2)式。

[化学式1]

(式中，R表示取代或者非取代的碳原子数2～20的亚烷基、取代或者非取代的碳原子数2～20的氧化亚烷基、或包含芳香环的亚烷基，n为1～20的整数，x为平均2～6的数。)

[数式1]

(D-10)×0.015+0.2<C<(D-10)×0.015+6(2)

(式中，D为10mm以上。)

用于达到上述目的的本发明的第二充气轮胎具备在轮胎周向延伸且呈环状的胎面部、配置于该胎面部的两侧的一对侧壁部、以及配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，具备装架于该一对胎圈部间的胎体层，在所述胎面部处的所述胎体层的外周侧具备带束层，具备沿轮胎周向粘接于所述胎面部处的轮胎内表面的带状吸音件，其特征在于，构成所述胎面部的橡胶组合物包含由下述(1)式表示的环状多硫化物，在将构成所述胎面部的橡胶组合物中的所述环状多硫化物相对于能硫磺硫化橡胶100质量份的混合量设为C、将所述吸音件的轮胎周向的平均宽度设为W、将所述带束层的宽度设为B时，所述混合量C满足下述(3)式。

[化学式2]

[数式2]

(W/B)×0.6+0.1<C<(W/B)×0.6+6(3)

(式中，W为50mm以上。)

用于达到上述目的的本发明的第三充气轮胎具备在轮胎周向延伸且呈环状的胎面部、配置于该胎面部的两侧的一对侧壁部、以及配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，具备装架于该一对胎圈部间的胎体层，在所述胎面部处的所述胎体层的外周侧具备带束层，具备沿轮胎周向粘接于所述胎面部处的轮胎内表面的带状吸音件，其特征在于，构成所述胎面部的橡胶组合物包含由下述(1)式表示的环状多硫化物，在将构成所述胎面部的橡胶组合物中的所述环状多硫化物相对于能硫磺硫化橡胶100质量份的混合量设为C、将所述吸音件的轮胎周向的平均厚度设为D、将所述吸音件的轮胎周向的平均宽度设为W、将所述带束层的宽度设为B时，在所述平均宽度W与所述宽度B之比W/B小于0.5的情况下，所述混合量C满足下述(2)式，在所述平均宽度W与所述宽度B之比W/B为0.5以上的情况下，所述混合量C满足下述(3)式。

[化学式3]

[数式3]

(D-10)×0.015+0.2<C<(D-10)×0.015+6(2)

(式中，D为10mm以上。)

[数式4]

(W/B)×0.6+0.1<C<(W/B)×0.6+6(3)

(式中，W为50mm以上。)

有益效果

在本发明中，在第一～第三充气轮胎的任一种情况下，如上所述，构成胎面部的橡胶组合物包含特定的环状多硫化物，因此，通过包含该环状多硫化物的橡胶组合物的耐弯曲疲劳性、耐磨耗性、耐热老化性优异的特性，即使在直接粘贴吸音件而容易产生蓄热的状态下，也能防止由该蓄热引起的轮胎性能的降低(热下垂)。此时，在第一充气轮胎中根据带状吸音件的平均厚度D、在第二充气轮胎中根据带状吸音件的平均宽度W(严格来讲，平均宽度W与带宽度B之比W/B)、在第三充气轮胎中根据平均厚度D或平均宽度W(比W/B)，来将环状多硫化物的混合量C设定在适当的范围，因此，能有效地防止热下垂，而不会有损轮胎的静音性。

在本发明中，优选的是，带状吸音件的体积相对于轮胎的内腔体积为10％～30％。通过如此相对于轮胎内腔来将带状吸音件设定为适当的大小，能有效地得到吸音效果。

在本发明中，优选的是，带状吸音件在轮胎周向的至少1处具有缺失部。由此，能长时间经受充气时的轮胎的变形(轮胎的膨胀)、由接地转动引起的粘接面的剪切应变。

在本发明中，能优选使用的是，所述式(1)中的R基为-CH₂-CH₂-O-CH₂-O-CH₂-CH₂-。

需要说明的是，在本发明中，轮胎的各种尺寸、内腔体积是在将轮胎轮辋组装于正规轮辋并填充正规内压的状态下测定的。特别是，“轮胎的内腔体积”是指，在该状态下，形成于轮胎与轮辋之间的空腔部的体积。此外，后述的“接地宽度”是指，在该状态下，将轮胎垂直地置于平面上并施加正规载荷的60％时的轮胎轴向的两端部的接地端间的长度。“正规轮辋”是指在包含轮胎所基于的规格的规格体系中，该规格按轮胎来规定的轮辋，例如，如果是JATMA则设为标准轮辋，如果是TRA则设为“Design Rim”，或者如果是ETRTO则设为“Measuring Rim”。“正规内压”是指，在包含轮胎所依据的规格的规格体系中，各规格是按轮胎进行确定的气压，如果是JATMA则为最高气压，如果是TRA则为表“TIRE ROAD LIMITSAT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”中所记载的最大值，如果是ETRTO则为“INFLATION PRESSURE”，但是在轮胎为装接于新车的轮胎的情况下设为显示于的气压。“正规载荷”是指，在包含轮胎所依据的规格的规格体系中，按轮胎而规定有各规格的载荷，如果是JATMA则为最大负荷能力，如果是TRA则为表“TIRE ROAD LIMITS AT VARIOUS COLDINFLATION PRESSURES”所记载的最大值，如果是ETRTO则为“LOAD CAPACITY”。

附图说明

图1是表示由本发明的实施方式构成的充气轮胎的立体剖面图。

图2是表示由本发明的实施方式构成的充气轮胎的赤道线剖面图。

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。

在图1中，符号CL表示轮胎赤道。本发明的充气轮胎由在轮胎周向延伸并呈环状的胎面部1、配置于胎面部1的两侧的一对侧壁部2、配置于这些侧壁部2的轮胎径向内侧的一对胎圈部3构成。

在左右一对胎圈部3之间架设有胎体层4。该胎体层4包含沿轮胎径向延伸的多条增强帘线，绕配置于各胎圈部3的胎圈芯5从车辆内侧向外侧折回。此外，在胎圈芯5的外周上配置有胎边芯6，该胎边芯6由胎体层4的主体部和折回部包住。另一方面，在胎面部1中的帘布层4的外周侧埋设有多层(图示的例子中为两层)带束层7。各带束层7包含相对于轮胎周向倾斜的多条增强帘线，且在各层之间以相互交叉的方式配置有增强帘线。在这些带束层7中，增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。而且，在带束层7的外周侧设有带束增强层8。特别是，在图示的例子中，设有包含覆盖带束层7的整个宽度的层和仅覆盖带束层7的宽度方向端部的层的两层带束增强层8。带束增强层8包含在轮胎周向取向的有机纤维帘线。在带束增强层8中，有机纤维帘线相对于轮胎周向的角度例如被设定为0°～5°。

如后所述，本发明对这样的一般的充气轮胎装接带状吸音件10，作为带状吸音件10的装接对象的充气轮胎的剖面构造不限定于上述基本构造。

带状吸音件10由具有连续气泡的多孔质材料构成，并具有基于此多孔质构造的规定的吸音特性。作为构成带状吸音件10的多孔质材料，例如可以使用发泡聚氨酯。

该带状吸音件10例如经由粘接层11而粘接于轮胎内表面的与胎面部1对应的区域。作为粘接层11，例如优选使用双面胶带。

该带状吸音件10的尺寸能根据作为装接对象的充气轮胎的尺寸、所希望的吸音性能来适当设定，不特别限定，但优选的是，相对于轮胎的内腔体积，将带状吸音件10的体积设定为例如10％～30％。而且，相对于轮胎的接地宽度，将带状吸音件10的平均宽度W设定为例如30％～90％为好。在使用了这样的尺寸的带状吸音件10的情况下，能有效地得到由带状吸音件10实现的吸音效果。此时，当带状吸音件10的体积小于轮胎的内腔体积的10％时，难以充分地得到吸音效果。相反，即使带状吸音件10的体积大于轮胎的内腔体积的30％，空腔共鸣声的降低效果也是固定的，预计不会有进一步的噪声降低效果。

作为带状吸音件10，优选如图2所示那样，使用在轮胎周向的至少1处具有不存在带状吸音件10的缺失部12的带状吸音件。如此，通过设置缺失部12，能长时间经受由轮胎的充气导致的膨胀、由接地转动引起的剪切应变。优选的是，该缺失部12在轮胎圆周上设置1处或3～5处。即，当在轮胎圆周上的2处设置缺失部12时，由质量不平衡引起的轮胎均匀性的恶化会变得显著，当在圆周上的6处以上设置缺失部12时，制造成本的增加会变得显著。

无论如何，在本发明中，由于在轮胎内腔存在吸音件10，因此能通过其吸音特性来降低空腔共鸣声从而提高静音性。不过，如前所述，由于带状吸音件10直接粘接于胎面部1的内表面，因此，高速行驶时容易在胎面部1(吸音件10的粘接部位)产生蓄热。所以，在本发明中，作为构成胎面部1的橡胶组合物，采用包含由下述(1)式表示的环状多硫化物的橡胶组合物。

[化学式4]

混合了该环状多硫化物的橡胶组合物具有弯曲疲劳性、耐磨耗性、耐热老化性优异的特性，因此，如上所述，通过在担心会蓄热的胎面部1(带状吸音件10的粘接部位)进行使用，从而能提高该部位的耐热老化性等，能防止由蓄热引起的轮胎性能的恶化(热下垂)。

由上述(1)式表示的环状多硫化物的具体的种类不特别限定，但例如能优选使用的是，R基为-CH₂-CH₂-O-CH₂-O-CH₂-CH₂-。

在本发明中，如上所述，在混合环状多硫化物时，通过将其混合量C设定为与粘接于轮胎内的带状吸音件10的尺寸对应的特定的范围，会更好地得到由混合环状多硫化物实现的效果，均衡地兼顾静音性的维持和热下垂的防止，而不会有损由带状吸音件10实现的静音性。即，以满足下述(2)式的方式，相对于带状吸音件1的轮胎周向的平均厚度D(mm)，来设定构成胎面部1的橡胶组合物中的环状多硫化物相对于能硫磺硫化橡胶100质量份的混合量C(质量份)。

[数式5]

(D-10)×0.015+0.2<C<(D-10)×0.015+6(2)

(式中，D为10mm以上。)

或者，以满足下述(3)式的方式，相对于带状吸音件10的轮胎周向的平均宽度W(mm)以及带束层7的宽度B(mm)，来设定构成胎面部1的橡胶组合物中的环状多硫化物相对于能硫磺硫化橡胶100质量份的混合量C(质量份)。需要说明的是，在如图1的例子那样具有多层带束层7的情况下，将在胎面部1从胎体层4侧开始第二层带束层7的宽度设为B。

[数式6]

(W/B)×0.6+0.1<C<(W/B)×0.6+6(3)

(式中，W为50mm以上。)

如此，根据带状吸音件的尺寸(平均厚度D、平均宽度W(严格来讲为平均宽度W与带宽度B之比W/B))而将环状多硫化物的混合量C设定在适当的范围，因此，能有效地防止热下垂，而不会有损轮胎的静音性。在任一种情况下，当环状多硫化物与由上述(2)式或(3)式定义的混合量C的范围相比进行过度混合时，胎面部1的硬度都会增大，胎面部1的模数增大，因此，轮胎的静音性、驾驶稳定性会恶化。相反，当环状多硫化物的混合量C少于由上述(2)式或(3)式定义的范围时，环状多硫化物不会充分混合，因此，不会得到由混合环状多硫化物实现的效果(由优异的耐热老化性实现的热下垂的防止)。

通过上述(2)式以及(3)式设定的混合量C的范围可以对任意的带状吸音件都适用，但优选的是，根据带状吸音件10的宽度W与带束层7的宽度B之比W/B来分情况适用。即，在比W/B较小、相对于带宽度B而言带状吸音件的宽度W小、带状吸音件10相对于胎面部1的内表面的覆盖率小的情况下，带状吸音件10具有厚度且带状吸音件10相对于胎面部1的内表面的接触面积小，产生蓄热的部位被限定，并且会预料到从未被带状吸音件10覆盖的胎面部1的内表面的散热，因此，带状吸音件10的平均厚度D的影响小，带状吸音件10的平均宽度W的影响大，所以，优选采用包含平均宽度W的上述(3)式。相反，在比W/B较大、相对于带宽度B而言带状吸音件10的宽度W大、带状吸音件10相对于胎面部1的内表面的覆盖率大的情况下，在会在胎面部1的内表面的广范围产生蓄热的前提下，带状吸音件10的平均厚度D(就是说，吸音件10的体积高度)的影响变得显著，因此，优选采用包含平均厚度D的上述(2)式。

需要说明的是，根据带状吸音件10的尺寸(平均厚度D、平均宽度W)，由(2)式以及(3)式定义的范围的任一方的范围会包含于另一方的范围，但这种情况下，环状多硫化物的混合量C也可以同时满足由(2)式以及(3)式定义的范围这两者。

实例

制作轮胎尺寸为275/35ZR20V105D，具有图1所示的基本构造，且分别如表1那样设定构成胎面部的橡胶组合物中的环状多硫化物的混合量C、带状吸音件的平均厚度D、带束层的宽度B、带状吸音件的平均宽度W的以往例1、比较例1～6、实例1～5的12种充气轮胎。

需要说明的是，在表1中，关于(2)式的左边以及右边、是否满足由(2)式定义的范围、各例中的比W/B、(3)式的左边以及右边、是否满足由(3)式定义的范围，都一并进行了记载。表1的“(2)式的范围”、“(3)式的范围”一栏表示是否满足由各式定义的范围，将满足由各式定义的范围的情况设为“○”，将不满足的情况设为“×”。

关于这些12种充气轮胎，通过下述评价方法来对抗热下垂性能、静音性进行评价，并将其结果一并表示在表1中。

抗热下垂性能

将各试验轮胎组装于轮辋尺寸20×9.5J的车轮，填充气压230kPa，装接于排气量3000cc的试验车辆，实施由试驾员进行的在1圈5km的环形跑道行驶5圈的行驶试验，通过感官评价来对此时的热下垂性进行评价。评价结果采用将以往例1设为“3”的5级评价，该分数越高意味着热下垂越少、抗热下垂性能越优异。

静音性

将各试验轮胎组装于轮辋尺寸20×9.5J的车轮，填充气压230kPa，装接于排气量3000cc的试验车辆，以平均速度50km/h在由柏油路面构成的测试跑道行驶，测定通过装配于驾驶员座窗边位置的麦克风所收集到的噪声的声压级。评价结果将以往例1设为“3”，将测定值的倒数分为5级。该分数越高意味着静音性越优异。

根据表1可知，与以往例1相比，实例1～5都维持了静音性同时提高了抗热下垂性能。另一方面，比较例1、4的环状多硫化物的混合量C不满足由(2)式或(3)式规定的范围，因此，与以往例1相比没有得到改善抗热下垂性能的效果。比较例2、5的环状多硫化物的混合量C超过由(2)式或(3)式规定的范围，因此，胎面部的硬度增大而有损静音性。比较例3的带状吸音件的平均厚度D过小，因此，虽然环状多硫化物的混合量C满足(2)式，但静音性大幅恶化。比较例4的带状吸音件的平均宽度W过小，因此，虽然环状多硫化物的混合量C满足(3)式，但静音性大幅恶化。

符号说明

1 胎面部

2 侧壁部

3 胎圈部

4 胎体层

5 胎圈芯

6 胎边芯

7 带束层

8 带束增强层

10 带状吸音件

11 粘接层

12 缺失部

CL 轮胎赤道

Claims

1.一种充气轮胎，具备在轮胎周向延伸且呈环状的胎面部、配置于所述胎面部的两侧的一对侧壁部、以及配置于所述侧壁部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，并具备沿轮胎周向粘接于所述胎面部处的轮胎内表面的带状吸音件，其特征在于，

构成所述胎面部的橡胶组合物包含由下述(1)式表示的环状多硫化物，在将构成所述胎面部的橡胶组合物中的所述环状多硫化物相对于能硫磺硫化的橡胶100质量份的混合量设为C、将所述吸音件的轮胎周向的平均厚度设为D时，所述混合量C满足下述(2)式，

[化学式1]

式中，R表示取代或者非取代的碳原子数2～20的亚烷基、取代或者非取代的碳原子数2～20的氧化亚烷基、或包含芳香环的亚烷基，n为1～20的整数，x为平均2～6的数，

[数式1]

(D-10)×0.015+0.2<C<(D-10)×0.015+6 (2)

式中，D为10mm以上。

2.一种充气轮胎，具备在轮胎周向延伸且呈环状的胎面部、配置于所述胎面部的两侧的一对侧壁部、以及配置于所述侧壁部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，具备装架于所述一对胎圈部间的胎体层，在所述胎面部处的所述胎体层的外周侧具备带束层，具备沿轮胎周向粘接于所述胎面部处的轮胎内表面的带状吸音件，其特征在于，

构成所述胎面部的橡胶组合物包含由下述(1)式表示的环状多硫化物，在将构成所述胎面部的橡胶组合物中的所述环状多硫化物相对于能硫磺硫化橡胶100质量份的混合量设为C、将所述吸音件的轮胎周向的平均宽度设为W、将所述带束层的宽度设为B时，所述混合量C满足下述(3)式，

[化学式2]

[数式2]

(W/B)×0.6+0.1<C<(W/B)×0.6+6 (3)

式中，W为50mm以上。

3.一种充气轮胎，具备在轮胎周向延伸且呈环状的胎面部、配置于所述胎面部的两侧的一对侧壁部、以及配置于所述侧壁部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，具备装架于所述一对胎圈部间的胎体层，在所述胎面部处的所述胎体层的外周侧具备带束层，具备沿轮胎周向粘接于所述胎面部处的轮胎内表面的带状吸音件，其特征在于，

构成所述胎面部的橡胶组合物包含由下述(1)式表示的环状多硫化物，在将构成所述胎面部的橡胶组合物中的所述环状多硫化物相对于能硫磺硫化橡胶100质量份的混合量设为C、将所述吸音件的轮胎周向的平均厚度设为D、将所述吸音件的轮胎周向的平均宽度设为W、将所述带束层的宽度设为B时，在所述平均宽度W与所述宽度B之比W/B小于0.5的情况下，所述混合量C满足下述(2)式，在所述平均宽度W与所述宽度B之比W/B为0.5以上的情况下，所述混合量C满足下述(3)式，

[化学式3]

[数式3]

(D-10)×0.015+0.2<C<(D-10)×0.015+6 (2)

式中，D为10mm以上，

[数式4]

(W/B)×0.6+0.1<C<(W/B)×0.6+6 (3)

式中，W为50mm以上。

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，

所述带状吸音件的体积相对于所述轮胎的内腔体积为10％～30％。

5.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，

所述带状吸音件在轮胎周向的至少1处具有缺失部。

6.根据权利要求4所述的充气轮胎，其特征在于，

所述带状吸音件在轮胎周向的至少1处具有缺失部。

7.根据权利要求1至3以及6中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，

所述式(1)中的R基为-CH₂-CH₂-O-CH₂-O-CH₂-CH₂-。

8.根据权利要求4所述的充气轮胎，其特征在于，

所述式(1)中的R基为-CH₂-CH₂-O-CH₂-O-CH₂-CH₂-。

9.根据权利要求5所述的充气轮胎，其特征在于，

所述式(1)中的R基为-CH₂-CH₂-O-CH₂-O-CH₂-CH₂-。