CN111032370A

CN111032370A - 充气轮胎

Info

Publication number: CN111032370A
Application number: CN201880050422.6A
Authority: CN
Inventors: 河地贵浩
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2017-08-22
Filing date: 2018-07-25
Publication date: 2020-04-17
Anticipated expiration: 2038-07-25
Also published as: CN111032370B; JP7047771B2; US20200164701A1; WO2019039180A1; EP3663102A4; JPWO2019039180A1; EP3663102A1

Abstract

即使使降噪体为单层构造，也能够迅速且可靠地进行使用了穿刺修理液的穿刺修理。充气轮胎在胎面部(2)的内表面(2S)具有降噪体(20)，该降噪体(20)由具有连续气泡的多孔质材料构成。降噪体(20)的气泡(单元)数为30个/25mm～60个/25mm，在降噪体(20)的任意的截面上，各气泡的截面积(Sa)的总和ΣSa占该截面的面积(S)的比例为10％～30％。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及在胎面部的内表面配置有降噪体的充气轮胎。

背景技术

以往，为了抑制充气轮胎的路面噪声，提出了在胎面部的内表面配置由多孔质材料构成的降噪体的充气轮胎。

另一方面，作为穿刺的充气轮胎的修理方法，已知有向轮胎内依次注入穿刺修理液和压缩空气的方法。在该修理方法中，在注入后使轮胎旋转时，穿刺修理液在空气压力的作用下流入穿刺孔中，从而能够堵塞穿刺孔。

但是，如上所述，在降噪体配置于胎面部的内表面的轮胎中，在向轮胎内注入穿刺修理液时，降噪体会成为障碍，导致穿刺修理液难以流入穿刺孔中。因此，存在直到穿刺孔被堵塞为止花费时间的问题。

在下述专利文献1中，提出了使降噪体成为吸音材料和修理液透过层的多层构造，并且使修理液透过层为具有比吸音材料小的流动阻力的连续通孔的多孔质材料。

但是，上述提出的降噪体由于形成为多层构造，因此损害生产率并且导致不利于制造成本。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-292461号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的课题在于，提供一种充气轮胎，即使使降噪体为单层构造，也能够迅速且可靠地进行使用了穿刺修理液的穿刺修理。

用于解决课题的手段

本发明提供一种充气轮胎，该充气轮胎在胎面部的内表面配置有由具有连续气泡的多孔质材料构成的降噪体，其中，

所述降噪体的气泡(单元)数在30个/25mm～60个/25mm的范围内，并且在降噪体的任意的截面上，各气泡的截面积的总和ΣSa占该截面的面积S的比例在10％～30％的范围内。

在本发明的充气轮胎中，优选所述降噪体的吸水率在8％～15％的范围内。

在本发明的充气轮胎中，优选所述多孔质材料是醚类聚氨酯。

发明效果

本发明如上所述，在由具有连续气泡的多孔质材料构成的降噪体中，其气泡(单元)数为30个/25mm以上，使气泡(单元)微细化。因此，由于毛细管现象的效果，穿刺修理液容易浸入至降噪体的内部。由此，能够加快穿刺修理液向穿刺孔的流入。即，能够迅速且可靠地进行穿刺修理。如果气泡(单元)数超过60个/25mm，则过于微细化，穿刺修理液的通过量减少，穿刺修理变慢。

另一方面，使ΣSa/S为30％以下，将空隙率设定得较低，限制降噪体整体能够吸收的穿刺修理液的量。因此，能够抑制穿刺修理液无法遍及整体而无法可靠地进行穿刺修理的情况。另外，能够抑制吸收量产生不均而导致重量不平衡等问题。如果ΣSa/S低于10％，则空隙率变得过小，降噪效果变得不充分。另外，由于穿刺修理液的吸收量也减少，因此穿刺修理液向穿刺孔的流入也变慢。

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。

具体实施方式

下面，对本发明的实施方式进行详细地说明。

如图1所示，本实施方式的充气轮胎(以下有时简称为“轮胎”)1具有胎体6、带束层7、冠带层9、内衬层10以及降噪体20。

胎体6跨越一对胎圈部4、4之间地延伸。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起经由胎侧部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例如具有相对于轮胎赤道C以80～90度的角度排列的胎体帘线(省略图示)。

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具有相对于轮胎周向例如以10～35度的角度排列的带束帘线(省略图示)。带束帘布层7A、7B在带束帘线相互交叉的方向上重叠。

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具有冠带帘布层9A，该冠带帘布层9A具有呈螺旋状卷绕在轮胎周向上的冠带帘线(省略图示)。

内衬层10配置在胎体6的内侧，形成轮胎内腔面16。内衬层10例如由具有不透气性的丁基类橡胶构成。

降噪体20配置在上述轮胎内腔面16中的胎面部2的内表面(2S)。本实施方式的降噪体20呈具有粘接在上述内表面2S的底面的长条带状，沿轮胎周向延伸。本实施方式的降噪体20的轮胎周向两端部相互对接。由此，形成为在轮胎周向上连续的环状体。另外，也可以使降噪体20的两端部之间在轮胎周向上分离。此时，从重量平衡的观点出发，两端部间的间隔距离优选为80mm以下。

降噪体20由具有连续气泡的多孔质材料形成。作为多孔质材料，可以优选采用使橡胶和合成树脂发泡而成的发泡体(所谓海绵)。例如，作为橡胶发泡体，举出了氯丁橡胶海绵(CR海绵)、乙丙橡胶海绵(EPDM海绵)、丁腈橡胶海绵(NBR海绵)等。另外，作为合成树脂发泡体，可以举出醚类聚氨酯海绵、酯类系聚氨酯海绵、聚乙烯海绵等。其中，从降噪性、轻量性、发泡的可调节性、耐久性等观点出发，优选含有醚类聚氨酯海绵的聚氨酯类或聚乙烯类等海绵。

降噪体20在轮胎周向的各位置具有实质上相同的截面形状。作为截面形状，为了防止行驶时的倾倒或变形，优选，轮胎半径方向的高度相对于轮胎轴向的宽度较小的扁平横长状的截面形状。特别是，优选在降噪体20的轮胎半径方向内表面侧配置沿周向连续延伸的凹槽21。

关于这样的降噪体20，其表面或内部的气泡(单元)将在轮胎内腔内振动的空气的振动能量转换为热能而消耗。由此，减少了空腔共振能量，降低了路面噪声。

在本实施方式中，具有以下特征，以使得即使降噪体20为单层构造，也能够迅速且可靠地进行使用了穿刺修理液的穿刺修理。

(a)在降噪体20中，其气泡(单元)数N在30～60个/25mm的范围内。

(b)在降噪体20的任意的截面上，各气泡的截面积Sa的总和ΣSa占该截面的面积S的比例即ΣSa/S在10％～30％的范围内。

“气泡(单元)数N”是依据JIS K6400-1的附录书1(参考)进行测定的。在本实施方式中，使用具有能够识别单元的倍率的带刻度的放大装置，观察从降噪体20采集的试验片的表面。然后，通过目视测定直线上每25mm的长度的单元的数量。另外，“直线上每25mm的长度的单元的数量”是指单元的至少一部分位于长度25mm的直线上的单元的数量。作为带刻度的放大装置，例如使用莱卡制的数字显微镜。试验片的厚度为10mm以上，宽度和长度为100mm以上。测定部位为3处，作为数量N，采用在各测定部位得到的测定结果的平均值。气泡(单元)数N越多，气泡(单元)越小。

“ΣSa/S”使用扫描电子显微镜(SEM)，在降噪体20的任意位置求出截面图像。然后，通过对该截面图像进行图像处理，求出降噪体20的截面的面积S、截面中出现的气泡的截面积Sa的总和ΣSa及它们的比ΣSa/S。测定部位(截面位置)为3处，作为ΣSa/S，采用在各测定部位得到的测定结果的平均值而得到。ΣSa/S越小，空隙率越低。

在对具有降噪体20的轮胎1进行使用了穿刺修理液的穿刺修理的情况下，产生如下的问题。例如，在降噪体20由具有独立气泡的多孔质材料构成的情况下，穿刺修理液不会浸入到降噪体20的内部。因此，穿刺修理液未到达穿刺孔，不进行穿刺修理。另外，即使在降噪体20由具有连续气泡的多孔质材料构成的情况下，在气泡(单元)大的情况下，穿刺修理液也难以流入至降噪体20的内部。因此，直到穿刺孔被堵塞为止需要花费时间。

针对于此，在本发明中，使气泡(单元)数N为30个/25mm以上，使气泡(单元)微细化。因此，通过毛细管现象的效果，穿刺修理液容易浸入至降噪体20的内部。由此，穿刺修理液向穿刺孔的流入提前。即，迅速且可靠地进行穿刺修理。但是，若气泡(单元)数超过60个/25mm，则过于微细化，穿刺修理液的通过量减少，存在穿刺修理变慢的倾向。从这样的观点出发，气泡(单元)数N的下限值优选比30个/25mm大，进一步优选为35个/25mm以上。另外，上限优选为55个/25mm以下。

另一方面，在单层构造的降噪体20中，在气泡(单元)被微细化而提高了穿刺修理液的浸透性的情况下，所注入的穿刺修理液会被降噪体20整体吸收。即，降噪体20对穿刺修理液的吸收能力显著增加。因此，在使用了无降噪体的通常轮胎的穿刺修理套件的情况下，穿刺修理液的注入量变得不足。因此，穿刺修理液无法遍及整个周向而无法可靠地进行穿刺修理。另外，会产生如下的问题：吸收量产生不均而导致重量不平衡。

针对于此，在本发明中，使ΣSa/S为30％以下，限制降噪体20整体能够吸收的穿刺修理液的量。因此，能够使穿刺修理液遍及整个周向，从而能够可靠地进行穿刺修理。另外，能够抑制由吸收量不均引起的重量不平衡的发生。若ΣSa/S低于10％，则空隙率变得过小，降噪效果变得不充分。另外，由于穿刺修理液的吸收量也减少，因此穿刺修理液向穿刺孔的流入也变慢。从这样的观点出发，ΣSa/S的下限值优选为15％以上，上限优选为20％以下。另外，气泡(单元)数N和比ΣSa/S例如能够通过调节添加到多孔质材料中的稳泡剂的种类和使用量来调整。

在降噪体20中，优选吸水率在8％～15％的范围内。“吸水率”通过下述式(1)来计算。在式(1)中，“浸渍前后的重量变化”是使长50mm、宽50mm、以及厚度20mm的试验片在厚度方向上以压缩率50％被压缩并在水温20℃下在水面下10cm的水中浸渍24小时时的重量增加量。

吸水率(％)＝浸渍前后的重量变化(g)/50％压缩时的体积(cm³)×100···(1)

如果吸水率超过15％，则降噪体20对穿刺修理液的吸收能力也增加。因此，穿刺修理液无法遍及周向整体而无法可靠地进行穿刺修理。另外，存在吸收量产生不均而导致重量不平衡的倾向。反之，若低于8％，则穿刺修理液向穿刺孔的流入变慢，存在穿刺修理延迟的倾向。从这样的观点出发，吸水率的下限优选为10％以上，上限优选为13％。另外，吸水率例如可以通过调节添加到多孔质材料中的防水剂或亲水剂来调整。

另外，在降噪体20中，优选在-60℃的气氛中的25％压缩载荷时的硬度为110kPa以下。该25％压缩载荷时的硬度(25％CLD)是依据JIS K6400-2进行测定的。在本实施方式中，在将从降噪体20采集的试验片在-60℃的气氛中放置10分钟后，依据JIS K6400-2：2012的第6项“硬度试验”的D法，使用试验机，在20秒的时间内将试验片定压压缩25％后进行测定。换言之，将试验片加压至厚度的25％，读取在该状态(25％定压压缩)下保持20秒后的力，将其作为硬度。试验片的尺寸为240mm(长)×240mm(宽)×45mm(厚度)。作为试验机，例如使用日本计测系统株式会社制的UFT聚氨酯试验机(UFT-5KN)。

这里，由多孔质材料构成的降噪体20在低温环境下固化，存在路面噪声的降低效果降低的倾向。但是，-60℃的气氛中的25％压缩载荷时的硬度为110kPa以下的降噪体20难以在低温环境下固化。因此，能够吸收轮胎内腔内的空气振动，从而抑制路面噪声的降低效果的下降。另外，上述硬度例如可以通过降噪体20的原料的粘度等来调整。为了进一步发挥这样的作用效果，25％压缩载荷时的硬度更优选为90kPa以下。但是，如果25％压缩载荷时的硬度过小，则降噪体20的耐久性有可能降低。从这样的观点出发，下限值优选为50kPa以上，进一步优选为62kPa以上。

另外，在本实施方式的轮胎1中，在胎面部2的内部且带束层7的轮胎半径方向内侧或外侧配置有减振橡胶体30。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。减振橡胶体30由组成与胎体帘布层6A和带束帘布层7A的覆顶橡胶不同的橡胶构成。

在本实施方式中，减振橡胶体30的橡胶硬度H1比胎面橡胶11的橡胶硬度H2小。上述“橡胶硬度”是依据JIS K6253，以23℃的环境下的基于硬度计类型A的橡胶硬度来定义。

这样的减振橡胶体30抑制了胎面部2的振动，例如能够有效地降低160Hz附近的行驶噪声。而且，本实施方式的轮胎1通过降噪体20还能够降低250Hz附近的噪声，因此能够有效地提高轮胎1的噪声性能。

为了有效地发挥上述作用，减振橡胶体30的橡胶硬度H1与胎面橡胶11的橡胶硬度H2之比(H1/H2)优选设定为0.5以上且小于1.0。另外，若比(H1/H2)为1.0以上，则有可能无法充分地抑制胎面部2的振动。反之，若比(H1/H2)小于0.5，则减振橡胶体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)的上限优选为0.8以下，下限优选为0.6以上。

另外，减振橡胶体30的橡胶硬度H1和胎面橡胶11的橡胶硬度H2只要满足上述比(H1/H2)，就可以适当设定。本实施方式的橡胶硬度H1优选设定为30度～73度。另外，本实施方式的橡胶硬度H2优选设定为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。

能够适当设定减振橡胶体30的宽度W1和最大厚度T1。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％。另外，最大厚度T1被设定为胎面橡胶11的最大厚度T2的4％～20％。由此，减振橡胶体30能够防止轮胎1的质量的增加并且抑制胎面部2的振动。

在本实施方式中，例示了配置在胎体6与带束层7之间的减振橡胶体30，但并不限于这样的方式。减振橡胶体30例如也可以配置在带束层7与冠带层9之间。另外，也可以配置在冠带层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，但本发明并不限于图示的实施方式，能够变形为各种方式来实施。

制造出具有图1所示的基本构造并且具有表1的规格的降噪体的轮胎。为了进行比较，制造了不具有降噪体的轮胎(比较例1)，并评价了它们的性能。作为降噪体，使用使多异氰酸酯成分(X)与含多元醇成分(Y)反应而得的醚类聚氨酯海绵(连续气泡)。含多元醇成分(Y)含有多元醇成分(a)、催化剂(b)、稳泡剂(c)以及作为发泡剂的水，在本例中，根据稳泡剂的种类和使用量来调节气泡(单元)数N和比ΣSa/S。另外，吸水率根据疏水剂的种类和使用量来调整。

各实施例和比较例共同的规格如下所述。

轮胎尺寸：245/50R18

轮辋尺寸：18×7.5J

内压：230kPa

测试车辆：轿车(国产混合动力车的FR车型)

<降噪体>

--材质：醚类聚氨酯海绵(连续气泡)

--截面积；轮胎内腔的截面积的10％

--在-60℃的气氛中的25％压缩载荷时的硬度90kPa

<减振橡胶体>

--橡胶硬度H1：58度

--最大厚度T1：1mm

<胎面橡胶>

--橡胶硬度H2：64度(比H1/H2＝09)

--最大厚度T2：10mm(比值T1/T2＝0.1)

<穿刺修理性能>

对胎面部的中央被钉子(直径3.0mm)穿刺的右侧前轮的轮胎填充市售的穿刺修理液(液量400cc)，进行穿刺修理。然后，以40km/h的速度在具有50m的转弯半径的J转弯试验路(3周约1km)上行驶，在每行驶1km时，确认轮胎的内压(密封状态)。然后，测定直至内压下降停止的状态(穿刺孔被完全密封的状态)为止的时间。用以比较例1为100的指数来评价测定时间的倒数。数值越大，直至密封所需的时间越短，穿刺修理性能越优异。

<路面噪声>

使用穿刺前的轮胎，在噪声测量用的粗糙的沥青路面上以50km/h的速度行驶。此时，利用设置在驾驶席窗侧耳朵允许位置的麦克风采集车内噪音，测定230Hz附近的气柱共鸣音的峰值的声压级。结果用以比较例1为基准的增减值来表示。负(-)显示意味着路面噪声降低。

【表1】

如表所示，可以确认实施例的轮胎能够减少空腔共振能量，从而能够降低路面噪声。另外，在实施例的轮胎中，即使使降噪体为单层构造，也能够迅速且可靠地进行使用了穿刺修理液的穿刺修理。

在表中的※1中，降噪体的吸收能力高于穿刺修理液的注入量。因此，穿刺修理液无法遍及周向整体而无法可靠地进行穿刺修理。另外吸收量存在偏差而产生重量不平衡。

标号说明

1：充气轮胎；2S：内表面；2：胎面部；20：降噪体。

Claims

1.一种充气轮胎，其在胎面部的内表面配置有降噪体，所述降噪体由具有连续气泡的多孔质材料构成，其中，

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，

所述降噪体的吸水率在8％～15％的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，

所述多孔质材料是醚类聚氨酯。

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，

所述胎面部具有带束层和配置于该带束层的轮胎半径方向内侧或外侧的减振橡胶体，所述减振橡胶体的橡胶硬度H1与胎面橡胶的橡胶硬度H2之比H1/H2为0.5以上且小于1.0。