CN110312621A

CN110312621A - 充气轮胎

Info

Publication number: CN110312621A
Application number: CN201880011241.2A
Authority: CN
Inventors: 河地贵浩
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2017-03-06
Filing date: 2018-02-21
Publication date: 2019-10-08
Also published as: KR20190126329A; KR102484817B1; EP3581399B1; WO2018163825A1; US20190366781A1; EP3581399A4; EP3581399A1; JPWO2018163825A1; US11400770B2; JP7135863B2

Abstract

在低温环境下降低行驶噪音的充气轮胎(1)在胎面部(2)的轮胎内腔面(16)固定有由多孔质材料构成的降噪体(20)。降噪体(20)在‑60℃的气氛中基于JISK6400‑2测定的25％压缩载荷时的硬度为110kPa以下。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及在轮胎内腔面配置有降噪体的充气轮胎。

背景技术

下述专利文献1提出了将由多孔质材料构成的降噪体固定在轮胎内腔面上的充气轮胎。降噪体能够吸收轮胎内腔中的空腔共鸣噪音。因此，下述专利文献1的充气轮胎能够降低行驶噪音。

专利文献1：日本特许第4960626号公报

发明内容

发明要解决的课题

降噪器有时在低温环境下硬化。硬化后的降噪体难以吸收空气，进而存在上述空腔共鸣噪音的吸收效果降低这样的问题。

本发明是鉴于上述实际情况而提出的，其主要目的在于提供即使在低温环境下也能够降低行驶噪音的充气轮胎。

用于解决课题的手段

本发明是充气轮胎，其特征在于，该充气轮胎在胎面部的轮胎内腔面固定有由多孔质材料构成的降噪体，所述降噪体在-60℃的气氛中基于JIS K6400-2测定的25％压缩载荷时的硬度为110kPa以下。

在本发明的所述充气轮胎中，也可以是，所述降噪体在-60℃的气氛中基于JISK6400-2测定的25％压缩载荷时的硬度为90kPa以下。

在本发明的所述充气轮胎中，也可以是，所述降噪体的基于JIS L1096测定的透气性为14cm³/cm²/s以下。

在本发明的所述充气轮胎中，也可以是，所述降噪体具有独立气泡的单元，所述单元的数量为55个/25mm以下。

在本发明的上述充气轮胎中，也可以是，所述降噪体的总体积是轮胎内腔的总体积的0.1％～20％。

发明效果

本发明的充气轮胎在胎面部的轮胎内腔面固定有由多孔质材料构成的降噪体。所述降噪体能够吸收轮胎内腔中的空腔共鸣噪音。因此，本发明的充气轮胎能够降低行驶噪音。

所述降噪体在-60℃的气氛中基于JIS K6400-2测定的25％压缩载荷时的硬度为110kPa以下。这样的降噪体即使在低温环境下也能够维持吸收空气的特性。由此，降噪体能够吸收轮胎内腔中的空腔共鸣噪音。因此，本发明的充气轮胎即使在低温环境下也能够降低行驶噪音。

附图说明

图1是示出本发明的充气轮胎的一个实施方式的剖视图。

图2是说明对形成有穿孔的轮胎进行修理后的状态的剖视图。

标号说明

1：充气轮胎；2：胎面部；16：轮胎内腔面；20：降噪体

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的一个实施方式进行说明。

图1是本实施方式的充气轮胎(以下，有时简称为“轮胎”)1在标准状态下的包含轮胎旋转轴的轮胎子午线剖视图。在此，标准状态是指将轮胎安装于标准轮辋RM且填充了标准内压的无载荷的状态。以下，在没有特别提及的情况下，轮胎1的各部分的尺寸等是在该标准状态下测量出的值。

“标准轮辋”是指在包含有轮胎所依据的规格的规格体系中按照每个轮胎来确定该规格的轮辋，例如如果是JATMA，则为“标准轮辋”、如果是TRA，则为“设计轮辋(DesignRim)”、如果是ETRTO，则为“测量轮辋(Measuring Rim)”。

“标准内压”是指在包含有轮胎所依据的规格的规格体系中按照每个轮胎来确定各规格的空气压力，如果是JATMA，则为“最高空气压力”、如果是TRA，则为表“各种冷充气压力下的轮胎载荷极限(TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES)”中所记载的最大值，如果是ETRTO，则为“膨胀压力(INFLATION PRESSURE)”。在轮胎为乘用车用的情况下，考虑到现实的使用频率等，将“标准内压”一律设为200kPa。

如图1所示，本实施方式的轮胎1例如适合用作乘用车用的径向轮胎。轮胎1具有胎体6、带束层7、冠带层9、内衬10以及降噪体20。

胎体6跨越一对胎圈部4、4之间而延伸。胎体6由至少1片(在本实施方式中为1片)胎体帘布层6A构成。胎体帘布层6A包含：主体部6a，其从胎面部2经由胎侧部3到达胎圈部4的胎圈芯5；以及折返部6b，其与该主体部6a相连，在胎圈芯5的周围从轮胎轴向内侧向外侧折返。在胎体帘布层6A的主体部6a与折返部6b之间，配置有从胎圈芯5向轮胎半径方向外侧延伸的胎圈三角胶8。

胎体帘布层6A例如设置有相对于轮胎赤道C以80度～90度的角度排列的胎体帘线(省略图示)。作为胎体帘线，例如可以使用芳香族聚酰胺、人造丝等有机纤维帘线。

在胎体6的外侧设置有：胎面橡胶11，其配置于胎面部2；胎侧橡胶12，其形成胎侧部3的外表面；以及胎圈橡胶13，其形成胎圈部4的外表面。在胎面橡胶11的外表面设置有向轮胎半径方向内侧凹陷的槽14。

带束层7配置在胎体6的轮胎半径方向外侧且胎面部2的内部。本实施方式的带束层7由两片带束帘布层7A、7B构成。带束帘布层7A、7B的带束帘线(省略图示)相对于轮胎周向以例如10度～35度的角度倾斜地排列。这些带束层帘布7A、7B在带束帘线相互交叉的方向上重合。作为带束帘线，例如可以采用钢、芳族聚酰胺或人造丝等。

冠带层9配置在带束层7的轮胎半径方向的外侧。本实施方式的冠带层9包括束带帘布层9A，该束带帘布层9A是将冠带帘线(省略图示)相对于轮胎周向以10度以下、优选5度以下的角度呈螺旋状卷绕而成的。作为冠带帘线，例如可以采用尼龙帘线等有机纤维帘线。

内衬10配置在胎体6的轮胎半径方向内侧。内衬10形成了轮胎内腔面16。内衬10例如由具有不透气性的丁基系橡胶构成。

降噪体20由在表面具有多个孔部(单元)的多孔质材料构成。该降噪体20固定于胎面部2的轮胎内腔面16。降噪体20形成为长条带状，沿轮胎周向延伸。降噪体20具有固定于轮胎内腔面16的底面。本实施方式的降噪体20的配置在轮胎周向两侧的一对外端部(省略图示)相互对接。由此，降噪体20形成为大致圆环状。另外，一对外端部也可以在轮胎周向上分离。

作为多孔质材料，例示了多孔质状的海绵材料。海绵材料是海绵状的多孔构造体。另外，作为海绵材料，例如可以是使橡胶、合成树脂发泡而成的所谓海绵本身，也可以是将动物纤维、植物纤维或合成纤维等缠绕在一起而连结成一体的结构。

本实施方式的降噪体20在除了外端部(省略图示)以外的轮胎周向的各位置具有实质上相同的截面形状。另外，作为降噪体20的截面形状，为了防止行驶时的倾倒、变形，形成为使轮胎半径方向的高度比轮胎轴向的宽度小的扁平横长状。进而，在降噪体20的轮胎半径方向内表面侧设置有沿周向连续延伸的凹槽21。

这样的降噪体20能够通过其表面或内部的孔部(单元)来吸收轮胎内腔17内的空气，将振动的空气的振动能量转化为热能而使其消耗。由此，降噪体20能够减小声音(空腔共鸣能量)，吸收轮胎内腔17中的空腔共鸣噪音(例如，250Hz附近的行驶噪音)。另外，构成降噪体20的多孔质材料(例如，海绵材料)容易进行收缩或弯曲等变形。因此，降噪体20能够随着行驶时的内衬10的变形而柔软地变形。

为了有效地抑制轮胎内腔17中的空腔共鸣，降噪体20的总体积V1优选为轮胎内腔17的总体积V2的0.1％～20％。降噪体20的总体积V1是降噪体20的外观总体积，是指根据包含内部的气泡(单元)在内的外形确定的体积。轮胎内腔17的总体积V2在标准状态下通过下述式(2)来近似地求出。

V2＝A×{(Di-Dr)/2+Dr}×π···(2)

这里，

A：对轮胎/轮辋组装体进行CT扫描而得到的轮胎内腔的横截面积

Di：轮胎的内腔面的最大外径

Dr：轮辋直径

π：圆周率

另外，在降噪体20的总体积V1小于轮胎内腔17的总体积V2的0.1％的情况下，有可能无法将空气的振动能量充分转化为热能。根据这样的观点，降噪体20的总体积V1更优选为轮胎内腔17的总体积V2的10％以上。相反地，在降噪体20的总体积V1超过轮胎内腔17的总体积V2的20％的情况下，轮胎1的质量及制造成本有可能增大。根据这样的观点，降噪体20的总体积V1更优选为轮胎内腔17的总体积V2的15％以下。

本实施方式的降噪体20在-60℃的气氛中进行25％压缩载荷时的硬度(以下，有时简称为“25％压缩载荷时的硬度”)被限定为110kPa以下。25％压缩载荷时的硬度(25％CLD)是基于JIS K6400-2测定的。在本实施方式中，首先，将从固定在轮胎1上的降噪体20采集到的试验片(240mm×240mm×45mm)在-60℃的气氛中放置10分钟。之后，基于JIS K6400-2：2012的第6项“硬度试验”的D法，使用试验机(例如，日本测量系统株式会社制的UFT聚氨酯试验机(UFT-5KN)在20秒的时间内将试验片定压压缩25％，由此测定25％压缩载荷时的硬度。

由于这样的降噪体20在低温环境下不容易硬化，因此可维持对轮胎内腔17内的空气进行吸收的特性。由此，降噪体20能够吸收轮胎内腔17中的空腔共鸣噪音。因此，本实施方式的轮胎1即使在寒冷地区等低温环境下也能够降低行驶噪音。另外，降噪体20的硬度例如可以通过调节降噪体20的原料的粘度、变更单元(省略图示)的大小来设定。

为了有效地发挥这样的作用，25％压缩载荷时的硬度更优选为90kPa以下。另外，即使25％压缩载荷时的硬度小，也有可能降低降噪体20的耐久性。根据这样的观点，25％压缩载荷时的硬度更优选为50kPa以上，进一步优选为62kPa以上。

期望的是，降噪体20具有独立气泡的单元(省略图示)。由于各单元是独立的，所以这样的降噪体20与连续气泡的单元相比吸水性较低。因此，本实施方式的轮胎1能够防止降噪体20在低温环境下冻结，因此能够有效地吸收轮胎内腔17中的空腔共鸣噪音。进而，具有独立气泡的单元的降噪体20与连续气泡的单元相比，能够发挥较高的刚性。因此，降噪体20能够发挥高耐久性。

关于单元(省略图示)的数量，可以适当设定。另外，如果单元的数量较多，则降噪体20的吸水性变大。这样的降噪体20有可能因低温环境下的冻结而无法充分地防止轮胎内腔17中的空腔共鸣噪音。相反地，如果单元的数量较少，则吸收空气的特性也变小。这样的降噪体20有可能无法充分吸收轮胎内腔17中的空腔共鸣噪音。根据这样的观点，单元的数量优选为55个/25mm以下，更优选为51个/25mm以下，另外，优选为30个/25mm以上，更优选为38个/25mm以上。

单元的数量是基于JIS K6767(1999)的附件A测定的。在本实施方式中，使用具有能够识别单元的倍率的带刻度放大装置(例如，莱卡制的数字显微镜)，通过目视来测定从固定在轮胎1上的降噪体20采集到的试验片(50mm×50mm×3mm)的每25mm的单元数量。

图2是说明对形成有穿孔26的轮胎1进行修理后的状态的剖视图。在具有降噪体20的轮胎1的穿刺修理中，例如使用用于填埋穿孔26的穿刺修理液27。当向轮胎内腔17内填充穿刺修理液27时，穿刺修理液27被填充到穿孔26中，使穿孔26密闭。

由于本实施方式的降噪体20具有独立气泡的单元(省略图示)，因此抑制了穿刺修理液27向降噪体20的浸透，即，抑制了降噪体20对穿刺修理液27的吸收。因此，本实施方式的轮胎1能够用少量的穿刺修理液27来修理穿刺。

为了有效地发挥这样的作用，降噪体20的透气性期望被限定在14cm³/cm²/s以下。透气性是基于JIS L1096(在本实施方式中为JIS L1096的A法(弗雷泽(Frazier)形法))测定的。本实施方式的透气性是针对从固定在轮胎1上的降噪体20中的轮胎周向的不同部位采集到的5个试验片(200mm×200mm)，通过求出通过各试验片的空气量(cm³/cm²/s)的平均值来测定的。在透气性的测定中，使用弗雷泽型试验机。作为弗雷泽型试验机，例如可以使用Testist公司制的FX3345。

这样，由于降噪体20的透气性被限定在14cm³/cm²/s以下，所以有效地抑制了穿刺修理液27向降噪体20的渗透。另外，当降噪体20的透气性超过14cm³/cm²/s时，则有可能无法充分抑制穿刺修理液27向降噪体20的渗透。根据这样的观点，降噪体20的透气性更优选为13cm³/cm²/s以下。另外，当降噪体20的透气性较小时，有可能无法充分抑制轮胎内腔17中的空腔共鸣。根据这样的观点，降噪体20的透气性优选为1.0cm³/cm²/s以上，更优选为18cm³/cm²/s以上。

如图1所示，本实施方式的轮胎1具有减振橡胶体30。减振橡胶体30配置在胎面部2的内部。本实施方式的减振橡胶体30配置在带束层7的轮胎半径方向的内侧。另外，减振橡胶体30也可以配置在带束层7的轮胎半径方向的外侧。

本实施方式的减振橡胶体30配置在胎体6与带束层7之间。本实施方式的减振橡胶体30由与胎体帘布层6A和带束帘布层7A所包含的顶覆橡胶(省略图示)不同的橡胶构成。

在本实施方式中，减振橡胶体30的硬度H1被设定为比配置于胎面部2的胎面橡胶11的硬度H2小。在此，“橡胶硬度”是依据JIS K6253，在23℃的环境下基于硬度计类型A的硬度。

这样的减振橡胶体30能够抑制胎面部2的振动。由此，本实施方式的轮胎1能够有效地降低行驶噪音(例如160Hz附近)。而且，本实施方式的轮胎1也能够通过降噪体20来降低250Hz附近的行驶噪音。因此，本实施方式的轮胎1能够有效地提高噪音性能。另外，由于本实施方式的减振橡胶体30配置在胎体6与带束层7之间，因此能够抑制胎体6以及带束层7的振动。因此，本实施方式的轮胎1能够有效地降低路面噪音。

为了有效地发挥上述作用，减振橡胶体30的硬度H1与胎面橡胶11的硬度H2之比(H1/H2)期望被设定为0.5以上且小于1.0。另外，当比(H1/H2)为1.0以上时，有可能无法充分抑制胎面部2的振动。相反地，当比(H1/H2)小于0.5时，减振橡胶体30的刚性变小，有可能无法维持操纵稳定性。根据这样的观点，比(H1/H2)更优选为0.8以下，另外，更优选为0.6以上。

另外，关于减振橡胶体30的硬度H1和胎面橡胶11的硬度H2，只要满足上述比(H1/H2)，则可以适当设定。本实施方式的减振橡胶体30的硬度H1被设定为30度～73度。另一方面，本实施方式的胎面橡胶11的硬度H2被设定为55度～75度。由此，轮胎1能够在维持操纵稳定性的同时有效地抑制胎面部2的振动。

关于减振橡胶体30的宽度W1和最大厚度T1，可以适当设定。本实施方式的减振橡胶体30的宽度W1被设定为带束层7的轮胎轴向的宽度W2的60％～130％。另一方面，本实施方式的最大厚度T1被设定为胎面部2的最大厚度T2(省略图示)的4％～20％。由此，减振橡胶体30能够在防止轮胎1的质量增加的同时抑制胎面部2的振动。

关于减振橡胶体30的轮胎轴向的外端30t的位置，可以适当设定。本实施方式的外端30t在比带束层7的轮胎轴向的外端7t靠轮胎轴向外侧并且比冠带层9的轮胎轴向的外端9t靠轮胎轴向内侧的位置终止。由此，减振橡胶体30能够在轮胎半径方向内侧覆盖带束层7的轮胎轴向的整个区域，因此能够有效地降低行驶噪音(例如，160Hz附近)。

关于本实施方式的减振橡胶体30，例示了配置在胎体6与带束层7之间的减振橡胶体，但并不限定于这样的方式。减振橡胶体30例如可以配置在带束层7与带束层9之间，也可以配置在带束层9的轮胎半径方向的外侧。

以上，对本发明的特别优选的实施方式进行了详细说明，但本发明并不限定于图示的实施方式，可以变形为各种方式来实施。

实施例

实施例A

制造具有图1所示的基本构造且具有表1的降噪体的轮胎，并对它们的性能进行了评价(实施例1～实施例6)。另外，为了进行比较，制造不具有降噪体的轮胎(比较例1)并对它们的性能进行了评价。并且，制造在-60℃的气氛中基于JIS K6400-2测定的25％压缩载荷时的降噪体的硬度(25％CLD)大于110kPa的轮胎(比较例2及比较例3)，并对它们的性能进行了评价。各实施例及比较例共同的规格如下所述。

轮胎尺寸：165/65R18

轮辋尺寸：18×7JJ

内压：320kPa

测试车辆：国产2500cc的FR车

胎面橡胶的配方：

天然橡胶(TSR20)：15phr

SBR1(末端改性)：45phr(键合苯乙烯量：28％、乙烯基含量：60％、玻璃化转变温度：-25℃)

SBR2(末端改性)：25phr(键合苯乙烯量：35％，乙烯基含量：45％、玻璃化转变点：-25℃)

BR(BR150B)：15phr

硅烷偶联剂(Si266)：4phr

树脂(亚利桑那化学公司SYLVARES SA85)：8phr

油：4phr

Wax：1.5phr

防老化剂(6C)：3phr

硬脂酸：3phr

氧化锌：2phr

硫化促进剂(NS)：2phr

硫化促进剂(DPG)：2phr

炭黑(N220)：5phr

二氧化硅(VN3，1115MP)：70phr

硫：2phr

硫化后的轮胎中的胎面橡胶的硬度H2：64度

胎面橡胶的最大厚度T2：10mm

减振橡胶体的配方：

天然橡胶(TSR20)：65phr

SBR(Nipol 1502)：35phr

炭黑N220：52phr

油：15phr

硬脂酸：1.5phr

氧化锌：2phr

硫：3phr

硫化促进剂(CZ)：1phr

硫化后的轮胎的硬度H1：58度

减振橡胶体的最大厚度T1：1mm

减振橡胶体的硬度H1与胎面橡胶的硬度H2之比(H1/H2)：0.7

减振橡胶体的宽度W1与带束层的宽度W2之比(W1/W2)：100％

测试方法如下。

<耐噪音性能>

将各测试轮胎安装在上述轮辋上并在上述内压条件下安装在上述车辆的所有车轮上。然后，在外部气温为-60℃的条件下，通过安装在驾驶员座椅的靠背中央部的声音收集麦克风来测量上述车辆在道路噪音测量路(沥青粗糙面路)中以60km/h的速度行驶时的行驶噪音(100Hz～200Hz和200Hz～300Hz)的总声压(分贝)。其结果用比较例1为100的指数来表示。数值越大，行驶噪音越小，越良好。

测试结果如表1所示。

表1

测试结果表明，与比较例的轮胎相比，实施例的轮胎在低温环境下能够降低行驶噪音。

实施例B

对于制造具有图1所示的基本构造且具有表1的降噪体的轮胎并对它们的性能进行了评价(实施例7～实施例19)的各实施例所共同的规格而言，除了表2的规格以外，其余与实施例A相同。除了以下的方法以外，测试方法与实施例A相同。

<穿刺修理的容易性>

将各轮胎安装在上述轮辋上，通过压钉将其穿刺。然后，使用穿刺修理液(主成分：橡胶胶乳)来修理各轮胎，测定修理所需的时间。其结果以实施例16为100的指数来表示。数值越大，修理时间越小，穿刺修理越容易。

<降噪体的耐久性能>

各轮胎被安装在上述轮辋上并填充有上述内压。然后，使用滚筒试验机，在载荷为4.8kN、速度为80km/h的条件下，测定出直至降噪体及其附近出现损伤为止的距离。其结果以实施例11的值为100的指数来表示。数值越大，耐久性能越高，评价越好。

测试结果如表2所示。

表2

测试结果表明，实施例的轮胎在低温环境下能够降低行驶噪音。并且，实施例的轮胎通过将降噪体的硬度设定在优选的范围内，能够提高降噪体的耐久性能。另外，实施例的轮胎通过将单元的数量限定在优选的范围内，能够进一步降低行驶噪音。进而，实施例的轮胎通过将降噪体的透气性设定在优选的范围内，能够抑制穿刺修理液向降噪体的渗透，能够容易地进行穿刺修理。

Claims

1.一种充气轮胎，其中，

所述充气轮胎在胎面部的轮胎内腔面固定有由多孔质材料构成的降噪体，

所述降噪体在-60℃的气氛中基于JIS K6400-2测定的25％压缩载荷时的硬度为110kPa以下。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，

所述降噪体在-60℃的气氛中基于JIS K6400-2测定的25％压缩载荷时的硬度为90kPa以下。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，

所述降噪体的基于JIS L1096测定的透气性为14cm³/cm²/s以下。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的充气轮胎，其中，

所述降噪体具有独立气泡的单元，

所述单元的数量为55个/25mm以下。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的充气轮胎，其中，

所述降噪体的总体积是轮胎内腔的总体积的0.1％～20％。