CN111225804B

CN111225804B - 充气轮胎

Info

Publication number: CN111225804B
Application number: CN201880067364.8A
Authority: CN
Inventors: 成濑雅公
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2018-10-17
Publication date: 2022-08-30
Anticipated expiration: 2038-10-17
Also published as: WO2019078280A1; US20200338935A1; CN111225804A; DE112018004598B4; DE112018004598T5; JP6583382B2; JP2019073244A

Abstract

本发明提供一种能在高速行驶时得到基于吸音件的吸音效果，并且在高载荷时或低温时防止吸音件的剥离、断裂的充气轮胎。一种充气轮胎，具备：胎面部(1)，在轮胎周向延伸而呈环状；一对侧壁部(2)，配置于胎面部(1)的两侧；以及一对胎圈部(3)，配置于这些侧壁部(2)的轮胎径向内侧，在胎面部(1)的内表面沿轮胎周向经由粘接层(5)固定有吸音件(6)，吸音件6的硬度x[N/314cm²]与吸音件6的断裂伸长率y[％]满足130≤y≤500、y≤‑21x+2770以及x>80的关系。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎，更详细而言，涉及一种能在高速行驶时得到基于吸音件的吸音效果，并且在高载荷时或低温时防止吸音件的剥离、断裂的充气轮胎。

背景技术

产生轮胎噪声的原因之一是由填充于轮胎空腔部的空气的振动引起的空腔共鸣声。在车辆行驶时与路面接触的轮胎的胎面部因路面的凹凸而振动，该振动使轮胎空腔部内的空气振动而产生该空腔共鸣声。在该空腔共鸣声中，特定频带的声音也被感知为噪声，因此，在降低空腔共鸣声方面，降低此频带的声压级(噪声级)是重要的。

作为使由这样的空腔共鸣现象所产生的噪声降低的方法，提出了在轮胎内表面通过弹性固定带将由海绵等多孔质材料形成的吸音件装接于胎面部的内周面的方案(例如，参照专利文献1)。然而，在吸音件的固定依赖于弹性固定带的情况下，存在高速行驶时弹性固定带变形的问题。

与此相对，提出了将吸音件直接粘接于轮胎内表面来进行固定的方法(例如，参照专利文献2)。然而，在固定于轮胎内表面的吸音件具有高硬度且低伸长率的特性的情况下，存在如下问题：在高载荷时或低温时吸音件无法与轮胎的变形随动而发生吸音件的剥离、断裂。此外，在固定于轮胎内表面的吸音件具有低硬度的特性的情况下，存在如下问题：在高速行驶时吸音件因压缩永久变形而变形，无法得到充分的吸音效果。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4281874号公报

专利文献2：日本专利第5267288号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的目的在于提供一种能在高速行驶时得到基于吸音件的吸音效果，并且在高载荷时或低温时防止吸音件的剥离、断裂的充气轮胎。

用于解决问题的方案

用于实现上述目的充气轮胎具备：胎面部，在轮胎周向延伸而呈环状；一对侧壁部，配置于该胎面部的两侧；以及一对胎圈部，配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧，所述充气轮胎的特征在于，在所述胎面部的内表面沿轮胎周向经由粘接层固定有吸音件，所述吸音件的硬度x[N/314cm²]与所述吸音件的断裂伸长率y[％]满足130≤y≤500、y≤-21x+2770以及x>80的关系。

发明效果

在本发明中，充气轮胎具备：胎面部，在轮胎周向延伸而呈环状；一对侧壁部，配置于胎面部的两侧；以及一对胎圈部，配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧，在胎面部的内表面沿轮胎周向经由粘接层固定有吸音件，吸音件的硬度x[N/314cm²]与吸音件的断裂伸长率y[％]满足130≤y≤500、y≤-21x+2770以及x>80的关系，由此，能在高速行驶时充分地确保吸音件的吸音效果，并且能在高载荷时或低温时防止吸音件的剥离、断裂。

在本发明中，优选的是，吸音件的密度为10kg/m³～30kg/m³，吸音件的单元数为30个/25mm～80个/25mm。由此，吸音件成为低密度而能谋求轻型化，从而实现滚动阻力的降低。此外，通过适度地设定吸音件的单元数，能使气泡变细，能充分地确保吸音件的吸音效果。

在本发明中，优选的是，吸音件的体积为轮胎的内腔体积的10％～30％。由此，能充分地确保吸音件的吸音效果，从而实现静稳性的提高。

在本发明中，优选的是，吸音件包括具有长方形的剖面形状的一片带状体，构成吸音件的带状体配置为跨过轮胎赤道。在轮胎内表面配置有一片吸音件的情况下，能有效地防止高载荷时或低温时的吸音件的剥离、断裂。

在本发明中，优选的是，一种具有在胎面部延及轮胎整周地连续延伸并配置于轮胎赤道上的中央环岸部的充气轮胎，吸音件包括具有长方形的剖面形状的第一带状体和第二带状体，构成吸音件的第一带状体配置于比从中央环岸部的轮胎宽度方向的一侧的端部朝向轮胎宽度方向的另一侧距离中央环岸部的宽度的40％的位置靠轮胎宽度方向的一侧，构成吸音件的第二带状体配置于比从中央环岸部的轮胎宽度方向的另一侧的端部朝向轮胎宽度方向的一侧距离中央环岸部的宽度的40％的位置靠轮胎宽度方向的另一侧，且，构成吸音件的第一带状体与第二带状体以中央环岸部的宽度的60％以上分离。在轮胎内表面配置多片吸音件的情况下，需要在与胎肩部对应的区域附近也配置吸音件，有时在配置于这样的部位的吸音件中无法充分地确保高速耐久性。通过如上所述在轮胎内表面配置多片吸音件，能有效地抑制在高速行驶时的蓄热，提高高速耐久性，能均衡地改善噪声性能和高速耐久性。

在本发明中，优选的是，粘接层由双面胶带构成，该粘接层的总厚度为10μm～150μm。由此，能确保对于成型时的变形的随动性。

在本发明中，优选的是，吸音件在轮胎周向的至少一处具有缺失部。由此，能长期经受由轮胎的充气引起的膨胀、因接地转动而引起的粘接面的剪切应变。

在本发明中，吸音件的硬度、吸音件的断裂伸长率、吸音件的密度以及吸音件的单元数是依据JIS-K6400来进行测定的。对于吸音件的硬度，在吸音件的硬度试验中采用D法。此外，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，轮胎的内腔体积是该状态下的形成于轮胎与轮辋之间的空腔部的体积。“正规轮辋”是指在包括轮胎所基于的规格的规格体系中该规格按每个轮胎规定的轮辋，例如，若为JATMA，则设为标准轮辋，若为TRA，则设为“设计轮辋(Design Rim)”，或者若为ETRTO，则设为“测量轮辋(Measuring Rim)”。不过，在轮胎为新车装接轮胎的情况下，使用组装有该轮胎的原装车轮来求出空腔部的体积。“正规内压”是指在包括轮胎所基于的规格的规格体系中各规格按每个轮胎规定的气压，若为JATMA，则设为最高气压，若为TRA，则设为表“各种冷充气压力下的轮胎载荷极限(TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLDINFLATION PRESSURES)”中所记载的最大值，若为ETRTO，则设为“充气压力(INFLATIONPRESSURE)”，但是在轮胎为新车装接轮胎的情况下设为显示于车辆的气压。

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子午线剖视图。

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视图。

图3是表示在本发明的充气轮胎中使用的吸音件中硬度x[N/314cm²]与断裂伸长率y[％]的关系的曲线图。

图4是表示由本发明的实施方式构成的充气轮胎的变形例的子午线剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的构成进行详细说明。图1和图2是表示由本发明的实施方式构成的充气轮胎的图。在图1中，符号CL为轮胎赤道。

如图1和图2所示，本实施方式的充气轮胎具备：胎面部1，在轮胎周向延伸而呈环状；一对侧壁部2，配置于胎面部1的两侧；以及一对胎圈部3，配置于这些侧壁部2的轮胎径向内侧。

在一对胎圈部3、3之间装架有至少一层胎体层10。该胎体层10包括在轮胎径向取向的多根胎体帘线，作为胎体帘线优选使用有机纤维帘线。胎体层10绕着配置于各胎圈部3的胎圈芯11从轮胎内侧向外侧卷起。在各胎圈芯11的外周侧配置有剖面为三角形的胎边芯12。并且，在轮胎内表面的一对胎圈部3、3之间的区域配置有内衬层13。

另一方面，在胎面部1的胎体层10的外周侧埋设有多层带束层14。各带束层14包括相对于轮胎周向倾斜的多根增强帘线，并且增强帘线在层间配置为彼此交叉。在带束层14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。作为带束层14的增强帘线，优选使用钢帘线。以提高高速耐久性为目的，在带束层14的外周侧配置有将增强帘线相对于轮胎周向以5°以下的角度排列而成的至少一层带束覆盖层15。作为带束覆盖层15的增强帘线，优选使用尼龙、芳纶等有机纤维帘线。

需要说明的是，上述轮胎内部结构表示充气轮胎的代表性例子，但不限定于此。

在上述充气轮胎中，如图1和图2所示，在与轮胎内表面4的胎面部1对应的区域，沿着轮胎周向经由粘接层5固定有吸音件6。粘接层5没有特别限定，例如，可以使用粘接剂、双面胶带。吸音件6由具有连续气泡的多孔质材料构成，具有基于其多孔质结构的规定的吸音特性。作为吸音件6的多孔质材料，使用发泡聚氨酯为好。理想的是，吸音件6不含有疏水剂。在图1的实施方式中，吸音件6包括具有长方形的剖面形状的一片带状体6A。

在本发明中，作为吸音件6的物性，吸音件6的硬度x[N/314cm2]与吸音件6的断裂伸长率y[％]满足130≤y≤500、y≤-21x+2770以及x>80的关系。特别是，优选的是，满足80<x≤120、140≤y≤490和/或y≤-21x+2700的关系，更优选的是，满足80<x≤100、150≤y≤480和/或y≤-21x+2600的关系。吸音件6的硬度x和断裂伸长率y为在标准状态(温度23℃，相对湿度50％)下测定出的硬度和断裂伸长率。

具体而言，图3所示的斜线部的区域S示出了在本发明的充气轮胎中采用的吸音件6的物性的范围。在图3中，若吸音件6的硬度x超过由上述关系式确定的上限值，则在载荷耐久时无法与轮胎的变形随动，存在产生吸音件6的剥离的倾向，若吸音件6的硬度x为80N/314cm²以下，则在高速行驶时吸音件6因压缩永久变形而变形，无法充分地得到吸音效果。此外，若吸音件6的断裂伸长率y小于130％，则在轮胎的高变形时存在容易发生吸音件6的断裂的倾向，特别是，在低温下该倾向明显。

在上述的充气轮胎中，在将吸音件6粘接至轮胎内表面4的与胎面部1对应的区域时，配置吸音件6的硬度x[N/314cm²]与吸音件6的断裂伸长率y[％]满足130≤y≤500、y≤-21x+2770以及x>80的关系的吸音件6，因此，能在高速行驶时充分地确保吸音件6的吸音效果，并且能在高载荷时或低温时防止吸音件6的剥离、断裂。

在上述充气轮胎中，优选的是，吸音件6的密度为10kg/m³～30kg/m³，吸音件6的单元数为30个/25mm～80个/25mm。通过这样设定吸音件6的密度，吸音件6成为低密度而能谋求轻型化，从而实现滚动阻力的降低。此外，通过适度地设定吸音件的单元数，能使气泡变细，能充分地确保吸音件的吸音效果。

优选的是，吸音件6的体积为形成于轮胎与轮辋R之间的空腔部7的体积(内腔体积)的10％～30％。此外，更优选的是，吸音件6的宽度为轮胎接地宽度的30％～90％。由此，能充分地确保吸音件的吸音效果，从而实现静稳性的提高。在此，若吸音件6的体积小于轮胎的内腔体积的10％，则无法适当地得到吸音效果。此外，若吸音件6的体积大于轮胎的内腔体积的30％，则由空腔共鸣现象引起的噪声的降低效果固定，无法期望更进一步的降低效果。

如图2所示，优选的是，吸音件6在轮胎周向的至少一处具有缺失部8。缺失部8是指在轮胎圆周上不存在吸音件6的部分。通过在吸音件6设置缺失部8，能长期经受由轮胎的充气产生的膨胀、因接地转动引起的粘接面的剪切应变，能有效地缓和产生于吸音件6的粘接面的剪切应变。这样的缺失部8在轮胎圆周上设置一处或三至五处为好。也就是说，当在轮胎圆周上的两处设置缺失部8时，因质量不均衡而导致轮胎均匀性的恶化变得显著，当在轮胎圆周上的六处以上设置缺失部8时，制造成本的增大会变得显著。

需要说明的是，在轮胎圆周上的两处以上设置缺失部8的情况下，吸音件6在轮胎周向中断，但即使是在这种情况下，例如，如果用由双面胶带构成的粘接层5之类的其他层叠物将多个吸音件6互相连结，则能将这些吸音件6作为一体的构件来处理，因此，能容易地进行向轮胎内表面4的粘贴操作。

在上述充气轮胎中，优选的是，粘接层5由双面胶带构成，粘接层5的总厚度为10μm～150μm。通过这样构成粘接层5，能确保对于成形时的变形的随动性。在此，若粘接层5的总厚度小于10μm，则双面胶带的强度不足而无法充分地确保与吸音件6的粘接性，若粘接层5的总厚度大于150μm，则在高速行驶时阻碍散热，因此高速耐久性容易恶化。

图4是表示由本发明的实施方式构成的充气轮胎的变形例的图。如图4所示，在胎面部1形成有两条以上在轮胎周向延伸的周向槽20。根据这些周向槽20，形成有一列以上在轮胎宽度方向夹于相邻的两根周向槽20而划分出的环岸部21，形成有两列在位于轮胎宽度方向最外侧的周向槽20各自的轮胎宽度方向外侧划分出的胎肩环岸部22(在轮胎宽度方向两侧各一列)。环岸部21必定包括延及轮胎整周而连续地延伸并配置于轮胎赤道CL的中央环岸部21c。

在此，在图1所示的实施方式中，吸音件6包括具有长方形的剖面形状的一片带状体6A，构成吸音件6的带状体6A配置为跨过轮胎赤道CL。与此相对，在图4所示的实施方式中，吸音件6包括具有长方形的剖面形状的第一带状体6A和第二带状体6B，对于构成吸音件6的第一带状体6A而言，配置于比从中央环岸部21c的轮胎宽度方向的一侧的端部朝向轮胎宽度方向的另一侧距离中央环岸部21c的宽度W的40％的位置靠轮胎宽度方向的一侧，对于构成吸音件6的第二带状体6B而言，配置于比从中央环岸部21c的轮胎宽度方向的另一侧的端部朝向轮胎宽度方向的一侧距离中央环岸部21c的宽度W的40％的位置靠轮胎宽度方向的另一侧，且，第一带状体6A与第二带状体6B的分离距离D设定为中央环岸部21c的宽度W的60％以上。此外，带状体6A、6B各自与中央环岸部21c的重叠量L(第一带状体6A的重叠量L1与第二带状体6B的重叠量L2的和)设定为中央环岸部21c的宽度W的40％以下。

如上述那样，采用包括第一带状体6A和第二带状体6B的一对吸音件6，使该一对吸音件6分离，在胎面部1中配置于避开最容易发热、在直接粘贴吸音件6时容易产生蓄热的中央环岸部21c的内表面侧的位置，因此能有效地抑制高速行驶时的蓄热，提高高速耐久性，能均衡地改善噪声性能和高速耐久性。

需要说明的是，第一/第二带状体6A、6B配置于比从中央环岸部21c的轮胎宽度方向的一侧/另一侧的端部朝向轮胎宽度方向的另一侧/一侧距离中央环岸部21c的宽度W的40％的位置靠轮胎宽度方向的一侧/另一侧的构造也包括第一/第二带状体6A、6B的轮胎宽度方向内侧的端部从中央环岸部21c的轮胎宽度方向的一侧/另一侧的端部朝向轮胎宽度方向的另一侧/一侧，与中央环岸部21c的宽度W的40％的位置一致的情况。

实施例

制作出了比较例1～8和实施例1～8的轮胎，充气轮胎的轮胎尺寸为275/35ZR20，具备：胎面部，在轮胎周向延伸而呈环状；一对侧壁部，配置于胎面部的两侧；以及一对胎圈部，配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧，在胎面部的内表面沿轮胎周向经由粘接层固定有吸音件，作为该吸音件的物性，如表1和表2所示那样设定了吸音件的硬度[N/314cm²]、吸音件的断裂伸长率[％]、吸音件的密度[kg/m³]以及吸音件的单元数[个/25mm]。

对于这些各试验轮胎，通过下述试验方法对带外倾角的高速耐久性、载荷耐久性以及低温耐久性进行评价，将其结果一并示于表1和表2。此外，在图3中，粘贴于实施例1～8的轮胎的吸音件的物性分别以圆形的标记示出，粘贴于比较例1～8的轮胎的吸音件的物性分别以三角形的标记示出。

带外倾角度的高速耐久性：

将各试验轮胎分别组装于轮辋尺寸20×9J的车轮，在行驶速度330km/h、气压290kPa、载荷6kN、负外倾角度-3°、行驶距离400km的条件下用转鼓试验机实施了行驶试验后，通过目测确认了有无由吸音件的压缩永久变形引起的变形。

载荷耐久性：

将各试验轮胎分别组装于轮辋尺寸20×9 1/2J的车轮，在行驶速度81km/h、气压160kPa、载荷8.5kN、行驶距离6480km的条件下用转鼓试验机实施了行驶试验后，通过目视确认了有无吸音件的粘接面的剥离。

低温耐久性：

将各试验轮胎分别组装于轮辋尺寸20×9 1/2J的车轮，在温度-20℃、行驶速度81km/h、气压160kPa、载荷5kN、行驶距离6、480km的条件下用转鼓试验机实施了行驶试验后，通过目视确认了有无吸音件的断裂。

[表1]

[表2]

根据该表1和表2可知，在与比较例1的对比中，实施例1～8的充气轮胎的带外倾角度的高速耐久性和低温耐久性得到了改善。此外，在与比较例3的对比中，实施例1～8的充气轮胎的载荷耐久性得到了改善。

在比较例2、4、5中，由于将吸音件的硬度设定得低，因此在带外倾角度的高速耐久性的试验中确认到吸音件的变形。在比较例6、7中，由于将该吸音件的硬度设定为超过由本发明中的吸音件的硬度与断裂伸长率的关系式确定的上限值，因此在荷重耐久性的试验中确认到吸音件的剥离。在比较例8中，该吸音件的断裂伸长率超过本发明中的吸音件的断裂伸长率的上限值，难以进行实用的生产。

附图标记说明

1 胎面部

2 侧壁部

3 胎圈部

4 轮胎内表面

5 粘接层

6 吸音件

6A、6B 带状体

7 空腔部

8 缺失部

20 周向槽

21 环岸部

21c 中央环岸部

CL 轮胎赤道

R 轮辋

Claims

1.一种充气轮胎，具备：

胎面部，在轮胎周向延伸而呈环状；

一对侧壁部，配置于该胎面部的两侧；以及

一对胎圈部，配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧，

所述充气轮胎的特征在于，

在所述胎面部的内表面沿轮胎周向经由粘接层固定有吸音件，所述吸音件中的由JIS-K6400的D法测定的硬度x[N/314cm²]与所述吸音件的断裂伸长率y％满足130≤y≤500、y≤-21x+2770以及x>80的关系，所述吸音件的单元数为30个/25mm～80个/25mm，

所述粘接层由双面胶带构成，该粘接层的总厚度为10μm～150μm。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

所述吸音件的密度为10kg/m³～30kg/m³。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述吸音件的体积为所述轮胎的内腔体积的10％～30％。

4.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，

所述吸音件包括具有长方形的剖面形状的一片带状体，构成所述吸音件的带状体配置为跨过轮胎赤道。

5.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，

所述充气轮胎具有在所述胎面部延及轮胎整周而连续延伸并配置于轮胎赤道上的中央环岸部，所述吸音件包括具有长方形的剖面形状的第一带状体和第二带状体，构成所述吸音件的第一带状体配置于比从所述中央环岸部的轮胎宽度方向的一侧的端部朝向轮胎宽度方向的另一侧距离所述中央环岸部的宽度的40％的位置靠轮胎宽度方向的一侧，构成所述吸音件的第二带状体配置于比从所述中央环岸部的轮胎宽度方向的另一侧的端部朝向轮胎宽度方向的一侧距离所述中央环岸部的宽度的40％的位置靠轮胎宽度方向的另一侧，且，构成所述吸音件的第一带状体与构成所述吸音件的第二带状体以所述中央环岸部的宽度的60％以上分离。

6.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，

所述吸音件在轮胎周向的至少一处具有缺失部。