CN108698446B - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

提供一种充气轮胎，具备在胎体层与内衬层之间的一部分选择性地配置的部分接合橡胶层，在维持空气透过防止性和操纵稳定性的同时实现进一步的轮胎重量的减轻，并且能够均衡地兼顾这些性能。在胎体层（4）与内衬层（9）之间，在除了胎面部（1）的中央区域以外的轮胎宽度方向两侧的区域分别选择性地配置部分接合橡胶层（10），将部分接合橡胶层（10）相对于从带束层（7）的轮胎宽度方向最外侧端部朝向内衬层（9）引出的垂线P向轮胎赤道CL侧进入的进入量L1设为0mm以上且15mm以下，并且，将部分接合橡胶层（10）相对于垂线P向胎圈部（3）侧突出的突出量L2设为15mm以上且120mm以下。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及具备在胎体层与内衬层之间的一部分选择性地配置的部分接合橡胶层的充气轮胎，更详细而言，涉及在维持空气透过防止性和操纵稳定性的同时，实现进一步的轮胎重量的减轻，并且能够均衡地兼顾这些性能的充气轮胎。
背景技术
在充气轮胎中，通常为了防止在轮胎制造时对未硫化轮胎进行充气时胎体帘线咬入内衬层，而在胎体层与内衬层之间配置接合橡胶层。关于这样的接合橡胶层，近年来提出了如下技术方案：为了实现轮胎重量和/或滚动阻力的减小，采用并非在胎体层与内衬层之间的整个区域而是在一部分区域选择性地配置的部分接合橡胶层(例如，参照专利文献1、2)。
这样的部分接合橡胶层基本上配置于胎肩区域(由于弯曲大所以在充气时容易发生胎体帘线的咬入的部位)，但关于部分接合橡胶层的具体的配置，以与在胎体层与内衬层之间的整个区域配置的以往的接合橡胶层(全接合橡胶层)相比得到充分的效果和/或特定的性能的提高为目的，完成了各种各样的技术方案。例如，在专利文献1中提出了如下技术方案：将部分接合橡胶层的轮胎径向外侧的端部配置于从宽度第2宽的带束层的端部起向轮胎宽度方向内侧为该带束层的宽度的10％～40％的范围内，将部分接合橡胶层的轮胎径向内侧的端部配置于从轮胎最大宽度位置起向轮胎径向内外为轮胎截面高度的10％的范围内。或者，在专利文献2中提出了如下技术方案：使部分接合橡胶层的轮胎径向外侧的端部在轮胎宽度方向最外侧的周向槽(胎肩纵槽)与轮胎宽度方向的内侧的周向槽(中间纵槽(日文：ミドル縦溝))之间的陆部(中间陆部(日文：ミドル陸部))的轮胎半径方向内方终止。
然而，在这些技术方案中，为了维持由以往的全接合橡胶层实现的性能(空气透过防止性和干燥路面上的操纵稳定性)，接合橡胶层的部分化(部分接合橡胶层的采用)得到的轮胎重量的减轻效果是有限的，并不一定可以说是充分地发挥。因此，通过使部分接合橡胶层的配置最佳化，可谋求用于均衡地兼顾空气透过防止性、操纵稳定性以及轮胎重量的减轻的进一步改善。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国专利第5239507号公报
专利文献2：日本国专利第5723086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充气轮胎，该充气轮胎具备在胎体层与内衬层之间的一部分选择性地配置的部分接合橡胶层，在维持空气透过防止性和操纵稳定性的同时，实现进一步的轮胎重量的减轻，并且能够均衡地兼顾这些性能。
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：在轮胎周向上延伸并呈环状的胎面部；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，并且具有：架设于该一对胎圈部之间的胎体层；配置于所述胎面部中的该胎体层的外周侧的带束层；沿着所述胎体层配置于轮胎内表面的内衬层；以及部分接合橡胶层，该部分接合橡胶层在所述胎体层与所述内衬层之间，选择性地配置于除了所述胎面部的中央区域之外的轮胎宽度方向两侧的区域的各自，所述充气轮胎的特征在于，所述部分接合橡胶层相对于从所述带束层的轮胎宽度方向最外侧端部朝向所述内衬层引出的垂线P向轮胎赤道侧进入的进入量L1为0mm以上且15mm以下，并且，所述部分接合橡胶层相对于所述带束层的所述垂线 P向所述胎圈部侧突出的突出量L2为15mm以上且120mm以下。
发明的效果
在本发明中，在采用部分接合橡胶层、与具有全接合橡胶层的以往的充气轮胎相比减轻轮胎重量时，像上述那样设定相对于垂线P(即，带束层的轮胎宽度方向最外侧端部的位置)的进入量L1以及突出量L2，因此，能够用部分接合橡胶层覆盖为了得到与以往同等的空气透过防止性和操纵稳定性而最低限度需要的区域，能够维持以往的优异的空气透过防止性和操纵稳定性。此时，将为了得到这些性能而部分接合橡胶层所覆盖的区域抑制为所需最低限度，因此，与采用了部分接合橡胶层的以往的充气轮胎相比，也能够极力地抑制部分接合橡胶层的使用量，因此能够实现进一步的轮胎重量的减轻。由此，能够均衡地兼顾空气透过防止性、操纵稳定性以及轮胎重量的减轻。
在本发明中，部分接合橡胶层的周向长度优选为30mm～120mm。通过像这样将部分接合橡胶层的长度设定在适当的范围并使其最佳化，从而能够更均衡地兼顾空气透过防止性、操纵稳定性以及轮胎重量的减轻。另外，本发明中的“周向长度”是，在轮胎子午线截面中沿着各轮胎构成要素(部分接合橡胶层)的延长方向测定的长度。
在本发明中，构成部分接合橡胶层的橡胶的硬度优选为50～70。由此，能够补偿伴随部分接合橡胶层的使用量的抑制而有可能降低的胎侧部的刚性，因此对维持操纵稳定性有利。另外，本发明中的“橡胶的硬度”是，以JIS K6253为基准、由A型硬度计在温度20℃下测定出的硬度(所谓的 JIS-A硬度)。
在本发明中，部分接合橡胶层的厚度优选为0.1mm～1.0mm。通过像这样将部分接合橡胶层的厚度设定在适当的范围并使其最佳化，从而能够更均衡地兼顾空气透过防止性、操纵稳定性以及轮胎重量的减轻。另外，本发明中的“部分接合橡胶层的厚度”是，部分接合橡胶层的主要部分(一边维持恒定的厚度一边延伸的部分)的厚度，在部分接合橡胶层具有例如朝向端部而厚度减小的端部细形状的情况下，是除了该端部以外的部分的厚度。
附图说明
图1是本发明的实施方式的充气轮胎的子午线截面图。
图2是将图1的充气轮胎的主要部分放大地示出的子午线截面图。
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。
如图1所示，本发明的充气轮胎具备：在轮胎周向上延伸并呈环状的胎面部1、配置于该胎面部1的两侧的一对胎侧部2、以及配置于胎侧部2 的轮胎径向内侧的一对胎圈部3。另外，在图1中，CL表示轮胎赤道。
在左右一对胎圈部3之间架设有胎体层4。该胎体层4包括在轮胎径向上延伸的多条加强帘线，并绕配置于各胎圈部3的胎圈芯5从车辆内侧向外侧折回。另外，在胎圈芯5的外周上配置有胎圈填胶6，该胎圈填胶6 被胎体层4的主体部和折回部包入。另一方面，在胎面部1中的胎体层4 的外周侧埋设有多层(在图1 ～ 2 中为两层)带束层7。各带束层7包括相对于轮胎周向倾斜的多条加强帘线，且配置成在层间加强帘线互相交叉。在这些带束层7中，加强帘线相对于轮胎周向的倾斜角度设定在例如10°～40°的范围。而且，在带束层7的外周侧设置有带束加强层8。带束加强层8包括沿轮胎周向取向的有机纤维帘线。在带束加强层8中，有机纤维帘线相对于轮胎周向的角度设定为例如0°～5°。
另外，在轮胎内表面设置有内衬层9。该内衬层9由以具有空气透过防止性能的丁基橡胶为主体的橡胶组合物构成，防止填充到轮胎内的空气透过到轮胎外。
在这样的内衬层9与胎体层4之间配置有部分接合橡胶层(日文：部分タイゴム層)10。配置于内衬层9与胎体层4之间的接合橡胶层是，用于防止在轮胎制造时对未硫化的充气轮胎进行充气时胎体帘线咬入内衬层 9且在制造后的轮胎中有助于空气透过防止性和干燥路面上的操纵稳定性的层，以往是设置成覆盖胎体层4与内衬层9之间的整个区域的层(全接合橡胶层(日文：フルタイゴム層))，在本发明中，作为部分接合橡胶层 10，在除了胎面部1的中央区域和胎圈部3之外的后述的区域选择性地设置。即，如图1所示，在轮胎赤道CL的轮胎宽度方向两侧，在由胎面部 1的胎肩区域和胎侧部2构成的后述的区域内分别设置有部分接合橡胶层 10。
具体而言，本发明的部分接合橡胶层10配置成，部分接合橡胶层10 相对于从带束层7的轮胎宽度方向最外侧端部朝向内衬层9引出的垂线P 向轮胎赤道CL侧进入的进入量L1为0mm以上且15mm以下且部分接合橡胶层10相对于带束层7的前述的垂线P向胎圈部3侧突出的突出量L2 为15mm以上且120mm以下。换言之，本发明的部分接合橡胶层10配置成，沿着前述的垂线P和部分接合橡胶层10的交点与部分接合橡胶层10 的轮胎赤道CL侧的端部10a之间的部分接合橡胶层10的长度为0mm以上且15mm以下，并且，沿着前述的垂线P和部分接合橡胶层10的交点与部分接合橡胶层10的胎圈部3侧的端部10b之间的部分接合橡胶层10 的长度为15mm以上且120mm以下。
本发明人对采用部分接合橡胶层10的情况下的部分接合橡胶层10的配置进行深入研究的结果发现：为了得到与具有以往的全接合橡胶层的充气轮胎同等的空气透过防止性和操纵稳定性，部分接合橡胶层10需要覆盖至少带束层7的轮胎宽度方向最外侧端部的附近的特定的区域(垂线P的位置与从垂线P起沿着部分接合橡胶层10向胎圈部3侧15mm的位置之间的区域)，而且，部分接合橡胶层10覆盖的区域越广(进入量L1以及突出量L2越大)则空气透过防止性和操纵稳定性越良好，但是，若进入量L1和/或突出量L2超过特定的值则无法期望这些性能的进一步改善，反而通过采用部分接合橡胶层10得到的轮胎重量的减轻效果被限定。
因此，在本发明中，在采用部分接合橡胶层、与具有全接合橡胶层的以往的充气轮胎相比减轻轮胎重量时，像上述那样设定相对于垂线P(即，带束层的轮胎宽度方向最外侧端部的位置)的进入量L1以及突出量L2。其结果，能够用部分接合橡胶层覆盖为了得到与以往同等的空气透过防止性和操纵稳定性而最低限度需要的区域，能够维持以往的优异的空气透过防止性和操纵稳定性。另外，不会为了得到这些性能而使部分接合橡胶层所覆盖的区域超出所需地增大，能够极力抑制部分接合橡胶层的使用量，因此，与采用了部分接合橡胶层的以往的充气轮胎相比，也能够实现进一步的轮胎重量的减轻。由此，能够均衡地兼顾空气透过防止性、操纵稳定性以及轮胎重量的减轻。
此时，若进入量L1不足0mm，则部分接合橡胶层10无法覆盖前述的区域，从而无法良好地维持空气透过防止性和操纵稳定性。若进入量L1 超过15mm，则无法期望空气透过防止性和操纵稳定性的进一步改善，另外，减轻轮胎重量的效果也变得有限。若突出量L2不足15mm，则无法覆盖前述的区域，从而无法良好地维持空气透过防止性和操纵稳定性。若突出量L2超过120mm，则无法期望空气透过防止性和操纵稳定性的进一步改善，另外，减轻轮胎重量的效果也变得有限。
为了高度均衡地兼顾轮胎重量的减轻、和空气透过防止性与操纵稳定性的维持，可以将进入量L1设定为5mm～10mm、将突出量L2设定为 30mm～100mm。由此，部分接合橡胶层10覆盖包括前述的部分接合橡胶层10应当最低限度地覆盖的区域的充分的区域，对于高度地维持空气透过防止性和操纵稳定性有利。另外，也能够适当地抑制部分接合橡胶层10的使用量，因此对于轮胎重量的减轻也有利。
在本发明中，部分接合橡胶层10不仅配置于上述的位置，其周向长度 L3优选为30mm～120mm，更优选为40mm～80mm。由此，能够将部分接合橡胶层10的周向长度L3设定为覆盖前述的区域(配置于前述的位置) 所需要且充分的适当的长度，能够使部分接合橡胶层10的长度(大小、使用量)最佳化。其结果，能够更均衡地兼顾空气透过防止性与操纵稳定性的维持、和轮胎重量的减轻。此时，若部分接合橡胶层10的周向长度L3 小于30mm，则难以由部分接合橡胶层10充分地覆盖前述的区域，难以高度地维持空气透过防止性和操纵稳定性。若部分接合橡胶层10的周向长度 L3大于120mm，则部分接合橡胶层10的使用量增加，所以轮胎重量的减轻效果变得有限。
作为构成部分接合橡胶层10的橡胶组合物，能够使用在以往的接合橡胶层(以往的全接合橡胶层和/或部分接合橡胶层)中使用的橡胶组合物，可以使用所述橡胶组合物的橡胶硬度优选为50～70、更优选为55～65的橡胶组合物。通过像这样使用具有适当的硬度的橡胶组合物作为部分接合橡胶层10，能够补偿伴随部分接合橡胶层10的使用量的抑制而有可能下降的胎侧部2的刚性，对于维持操纵稳定性有利。此时，若部分接合橡胶层 10的硬度小于50，则像前述那样补偿胎侧部2的刚性的效果变得有限，难以高度地维持操纵稳定性。若部分接合橡胶层10的硬度大于70，则胎侧部2的刚性变得过高，所以有可能对充气轮胎的本来的性能产生不良影响。
部分接合橡胶层10，为了充分地发挥作为接合橡胶层的功能(防止轮胎制造时的胎体帘线向内衬层9咬入等)而被要求具有充分的厚度，另一方面，为了轮胎重量的减轻而优选抑制使用量。因此，在本发明中，可以将部分接合橡胶层10的厚度T优选设定为0.1mm～1.0mm、更优选为 0.3mm～0.7mm。由此，能够充分地发挥作为接合橡胶层的功能，并且在适当地维持空气透过防止性和操纵稳定性的同时也充分地发挥轮胎重量的减轻效果。此时，若部分接合橡胶层10的厚度T小于0.1mm，则部分接合橡胶层10过薄，所以部分接合橡胶层10作为接合橡胶层难以充分地发挥功能，防止轮胎制造时的胎体帘线向内衬层9的咬入的效果变得有限。其结果，难以维持充分的空气透过防止性和操纵稳定性。若部分接合橡胶层10的厚度T大于1.0mm，则部分接合橡胶层10变得过厚而使用量增大，所以轮胎重量的减轻效果变得有限。
实施例
制作了轮胎尺寸为195/65R15，具有图1所示的基本构造，并将接合橡胶层的构造、部分接合橡胶层相对于从带束层的轮胎宽度方向最外侧端部朝向内衬层引出的垂线P向轮胎赤道侧进入的进入量L1、部分接合橡胶层相对于垂线P向胎圈部侧突出的突出量L2、部分接合橡胶层的周向长度L3、构成部分接合橡胶层的橡胶组合物的硬度、部分接合橡胶层的橡胶厚度T分别像表1～5那样设定的以往例1、比较例1～11、实施例1～44 的56种充气轮胎。
另外，关于表1～5的“接合橡胶层的构造”一栏，接合橡胶层为全接合橡胶层的情况记载为“全”，接合橡胶层为部分接合橡胶层的情况记载为“部分”。在表1～5的“进入量L1”中，数值为负的情况为部分接合橡胶层没有进入比垂线P靠轮胎赤道侧的部位而是终止的例子，该数值(绝对值)是垂线P和部分接合橡胶层的交点与部分接合橡胶层的轮胎赤道侧的端部之间的沿着部分接合橡胶层的长度。在表1～5的“突出量L2”中，数值为负的情况为部分接合橡胶层没有比垂线P向胎圈部侧突出而是终止的例子，该数值(绝对值)是垂线P和部分接合橡胶层的交点与部分接合橡胶层的胎圈部侧的端部之间的沿着部分接合橡胶层的长度。
关于所述56种充气轮胎，通过下述的评价方法对接合橡胶使用量、空气透过防止性、干燥路面上的操纵稳定性(操纵稳定性)进行评价，并在表1～5中一并示出了其结果。
接合橡胶使用量
对各试验轮胎中的接合橡胶的使用量进行了测定。评价结果用以以往例的测定值为100的指数示出。该指数值越小则接合橡胶使用量越少，意味着越能够减轻轮胎重量。另外，若该指数值为“80”以下，则可以说接合橡胶使用量充分地少，能够得到优异的轮胎重量的减轻效果。相反，若该指数值超过“80”，则接合橡胶使用量无法充分地减少，实质上得不到轮胎重量的减轻效果。尤其是，若该指数值为“50”以下，则轮胎重量的减轻效果很优异。
空气透过防止性
将各试验轮胎组装于轮辋尺寸15×6J的车轮，将气压设为230kPa，并在常温的房间放置720小时。根据放置开始时的气压与720小时后(放置结束时)的气压，在进行了室温的温度修正后，算出空气泄漏率。评价结果用以以往例1的算出值的倒数为100的指数示出。该指数值越大则空气泄漏率越小，意味着空气透过防止性越优良。另外，若该指数值为“90”以上，则意味着能够维持以往水平、得到充分的空气透过防止性。尤其是，若该指数值为“95”以上，则可以说空气透过防止性充分高，意味着能够有效地维持空气透过防止性。
操纵稳定性能
将各试验轮胎组装于轮辋尺寸15×6J的车轮，将气压设为210kPa之后安装于排气量1.5L的试验车辆，在由干燥路面构成的测试路线上，由试驾员进行感官评价。评价结果用以以往例1为100的指数示出。该指数值越大则意味着操纵稳定性越优良。另外，若该指数值为“90”以上，则意味着能够维持以往水平、得到充分的操纵稳定性。尤其是，若该指数值为“95”以上，则可以说操纵稳定性充分高，意味着能够有效地维持操纵稳定性。
表1
Figure BDA0001773441120000091
表2
Figure BDA0001773441120000101
表3
Figure BDA0001773441120000111
表4
Figure BDA0001773441120000121
表5
Figure BDA0001773441120000131
从表1～5可知，实施例1～44与以往例1相比，均在维持空气透过防止性和操纵稳定性能的同时减轻了轮胎重量。尤其是，实施例3～5、9～11、 15～17、21～23、26～27、30～31、37～38、42～43能够充分地抑制接合橡胶使用量且充分地减轻轮胎重量，另一方面，对比轮胎重量的减轻率，也能够良好地维持空气透过防止性和操纵稳定性，因此可以说均衡地兼顾了这些性能。
另一方面，比较例1～2的突出量L2过小，所以部分接合橡胶层的适当的被覆变得困难，从而无法良好地维持空气透过防止性和操纵稳定性。比较例3～4的突出量L2过大，所以部分接合橡胶层的使用量过剩，从而无法充分地减轻轮胎重量。另外，在与相对于比较例1～4增大了进入量L1 的例子相当的比较例5～9中也是同样的结果。即，比较例5～7的突出量L2 过小，所以部分接合橡胶层的适当的被覆变得困难，从而无法良好地维持空气透过防止性和操纵稳定性。比较例8～9的突出量L2过大，所以部分接合橡胶层的使用量过剩，从而无法充分地减轻轮胎重量。
虽然在表1～5中进行了省略，但在相对于比较例1～4和比较例5～9进一步增大了进入量L1的情况(在相当于实施例14～19、实施例20～25的例子中，突出量L2过小或过大的情况)下，同样也会是如下结果：若突出量L2过小则无法充分地维持空气透过防止性和操纵稳定性，若突出量L2 过大则无法充分地减轻轮胎重量。
另外，比较例10的突出量L2适当，但进入量L1过小，所以部分接合橡胶层的适当的被覆变得困难，从而无法良好地维持空气透过防止性和操纵稳定性。比较例11的突出量L2适当，但另一方面进入量L1过大，所以部分接合橡胶层的使用量过剩，无法充分地减轻轮胎重量。
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 带束层
8 带束加强层
9 内衬层
10 部分接合橡胶层
CL 轮胎赤道

Claims (2)

1.一种充气轮胎，具备：
在轮胎周向上延伸并呈环状的胎面部；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，
并具有：架设于该一对胎圈部之间的单层的胎体层；配置于所述胎面部中的该胎体层的外周侧的带束层；沿着所述胎体层配置于轮胎内表面的内衬层；以及部分接合橡胶层，该部分接合橡胶层在所述胎体层与所述内衬层之间，选择性地配置于除了所述胎面部的中央区域之外的轮胎宽度方向两侧的区域的各自，所述充气轮胎的特征在于，
所述部分接合橡胶层相对于从所述带束层的轮胎宽度方向最外侧端部朝向所述内衬层引出的垂线P向轮胎赤道侧进入的进入量L1为5mm以上且10mm以下，并且，所述部分接合橡胶层相对于所述垂线P向所述胎圈部侧突出的突出量L2为30mm以上且75mm以下，所述部分接合橡胶层的周向长度L3为40mm～80mm，构成所述部分接合橡胶层的橡胶的硬度为55～65。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，
所述部分接合橡胶层的厚度为0.1mm～1.0mm。
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