CN112549866A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明均衡地提高乘坐舒适性能、噪声性能以及操纵稳定性能。充气轮胎(1)包含胎体(6)。胎体(6)是包含架设在各胎圈芯(5)之间的主体部(6a)以及绕胎圈芯(5)从轮胎轴向的内侧向外侧折返并向轮胎径向外侧延伸的折返部(6b)的胎体帘布(6A)。在胎圈部(4)设置有配置于主体部(6a)与折返部(6b)之间的第1三角胶(8A)、以及配置于折返部(6b)的轮胎轴向外侧的第2三角胶(8B)。第2三角胶(8B)的复弹性模量E*b大于第1三角胶(8A)的复弹性模量E*a。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及充气轮胎。
背景技术
近年来，对充气轮胎期望燃料消耗性能的提高。在下述专利文献1中，公开了以减少滚动阻力值、空气阻力为目的而增大轮胎外径并且实现窄幅化的所谓窄幅大口径的充气轮胎。
专利文献1：日本特开2015-33984号公报
通常，在窄幅大口径的充气轮胎中，由于处于被填充高的内压的趋势，所以纵向弹性增加。其结果，上述的充气轮胎存在改善乘坐舒适性能、噪声性能(路噪)的余地。
为了抑制上述的纵向弹性的增加，例如，考虑仅减小配置于胎圈部的胎圈三角胶的方法。然而，在这样的方法中，胎圈部的面内扭转刚性变小，从而存在操纵稳定性能恶化的问题。
发明内容
本发明是鉴于以上的实际情况而提出的，主要的目的在于，提供一种能够均衡地提高乘坐舒适性能、噪声性能以及操纵稳定性能的窄幅大口径的充气轮胎。
本发明为一种充气轮胎，包含在埋设于一对胎圈部的各胎圈部中的胎圈芯之间延伸的胎体，在将轮胎断面宽度设为Wt(单位：mm)，将轮胎外径设为Dt(单位：mm)时，满足下式(1)以及(2)，上述胎体是胎体帘布，该胎体帘布包含架设在各上述胎圈芯之间的主体部、以及绕上述胎圈芯从轮胎轴向的内侧向外侧折返并向轮胎径向外侧延伸的折返部，在上述胎圈部设置有配置于上述主体部与上述折返部之间的第1三角胶、以及配置于上述折返部的轮胎轴向外侧的第2三角胶，上述第2三角胶的复弹性模量E*b大于上述第1三角胶的复弹性模量E*a。
Dt≤59.078×Wt0.498…(1)
Dt≥59.078×Wt0.460…(2)
本发明所涉及的充气轮胎优选上述第2三角胶的复弹性模量E*b与上述第1三角胶的复弹性模量E*a之差E*b-E*a为15～35MPa。
本发明所涉及的充气轮胎优选上述第2三角胶的复弹性模量E*b为60～70MPa。
本发明所涉及的充气轮胎优选上述第2三角胶的轮胎径向的外端位于比轮胎最大宽度位置靠轮胎径向的内侧的位置。
本发明所涉及的充气轮胎优选在上述胎圈部的上述第2三角胶的轮胎轴向的外侧设置有边口衬胶，上述第2三角胶的轮胎径向的外端位于比上述边口衬胶的轮胎径向的外端靠轮胎径向的外侧的位置。
本发明所涉及的充气轮胎优选上述第2三角胶的最大厚度位于从上述第1三角胶的轮胎径向的外端起向轮胎径向的内外为上述第1三角胶的轮胎径向的最大高度的10％以内的位置。
本发明所涉及的充气轮胎优选上述第2三角胶的轮胎径向的内端位于从上述胎圈芯的外表面起向轮胎径向的内外为3mm以内的位置。
本发明所涉及的充气轮胎优选上述第2三角胶的轮胎径向的最大高度大于上述第1三角胶的轮胎径向的最大高度。
本发明所涉及的充气轮胎优选上述第2三角胶的轮胎径向的最大高度为上述第1三角胶的轮胎径向的最大高度的2.5～4.0倍。
本发明以在将轮胎断面宽度设为Wt(单位：mm)，将轮胎外径设为Dt(单位：mm)时，满足下式(1)以及(2)的窄幅大口径的充气轮胎为前提。
Dt≤59.078×Wt0.498…(1)
Dt≥59.078×Wt0.460…(2)
本发明的充气轮胎在胎圈部设置有配置于胎体帘布的主体部与折返部之间的第1三角胶、以及配置于上述折返部的轮胎轴向外侧的第2三角胶。而且，上述第2三角胶的复弹性模量E*b大于上述第1三角胶的复弹性模量E*a。上述第2三角胶有助于提高上述胎圈部的面内扭转刚性，从而提高操纵稳定性能。另外，上述第1三角胶有助于抑制上述胎圈部的纵向弹性的增加，因此提高乘坐舒适性能、噪声性能。
因此，本发明在窄幅大口径的充气轮胎中，均衡地提高乘坐舒适性能、噪声性能以及操纵稳定性能。
附图说明
图1是本发明的充气轮胎以及正规轮辋的剖视图。
图2是绘制JATMA显示的以往轮胎中的、轮胎断面宽度与轮胎外径的关系的图表。
图3是对充气轮胎的大径化带来的效果进行说明的示意图。
图4是图1的胎圈部的放大图。
图5是图1的胎圈部的放大图。
图6是图1的胎圈部的放大图。
附图标记的说明
1…充气轮胎；4…胎圈部；5…胎圈芯；6…胎体；6A…胎体帘布；6a…主体部；6b…折返部；8A…第1三角胶；8B…第2三角胶。
具体实施方式
以下，基于附图，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，存在简称为“轮胎”的情况。)1的包含轮胎旋转轴(省略图示)的轮胎子午线剖视图。图1例如示出了轿车用的轮胎1。但是，本发明也可以应用于重载荷用等的轮胎1。
在本说明书中，只要不特别地说明，则轮胎1的各部的尺寸是在未组装于轮辋的状态下与由轮胎尺寸规定的轮辋宽度一致地保持胎圈部时确定的值。
在本实施方式中，轮胎1在将轮胎断面宽度设为Wt(单位：mm)，将轮胎外径设为Dt(单位：mm)时，满足下式(1)以及(2)。这样，在本发明中，以窄幅大口径的充气轮胎1为前提。此外，在本说明书中，轮胎断面宽度Wt为轮胎最大宽度位置M处的轮胎轴向距离。在本说明书中，轮胎外径Dt为在轮胎赤道C上测定的轮胎1的外径。在本说明书中，轮胎最大宽度位置M是在除了设置于轮胎1的外表面1a的文字、轮辋保护部等的突起物之外进行确定的假想外表面中向轮胎轴向外侧最突出的位置。
Dt≤59.078×Wt0.498…(1)
Dt≥59.078×Wt0.460…(2)
图2是绘制对JATMA显示的以往轮胎实施的轮胎断面宽度Wt与轮胎外径Dt的关系的调查结果的图表。从该调查结果来看，JATMA显示的以往轮胎中的轮胎断面宽度Wt与轮胎外径Dt的平均关系，如该图中由点划线Ka表示的那样，能够由下式(A)表示。
Dt＝59.078×Wt0.448…(A)
与此相对，满足式(1)以及(2)的区域Y1配置于使由式(A)表示的平均关系Ka向轮胎外径Dt大的方向平行移动的位置。这样，满足式(1)以及(2)的轮胎1成为窄幅且轮胎外径Dt大的窄幅大口径。这样的轮胎1减少滚动阻力值、空气阻力，因此具有优越的燃料消耗性能。
轮胎外径Dt相对大的轮胎1A如图3示意性表示的那样，与轮胎外径Dt小的轮胎1B相比，接地部处的周向的弯曲变形少。因此，能量损失量小，对滚动阻力的减少具有效果。因此，在脱离式(2)的情况下，无法期待轮胎大径化带来的滚动阻力的减少。相反，在脱离式(1)的情况下，为了确保必要的负荷能力，需要将使用内压设定为高，因此，对乘坐舒适性能、噪声性能带来负面影响。
如图1所示，轮胎1例如包含胎体6与带束层7。胎体6例如在埋设于一对胎圈部4的胎圈芯5之间延伸。带束层7例如配置于胎体6的轮胎径向的外侧且胎面部2的内部。
本实施方式的胎圈芯5形成为包含配置于轮胎径向的外侧的外表面5a(图2所示)以及与外表面5a的轮胎轴向的内侧连接并向轮胎径向的内侧延伸的内侧面5b的矩形状。此外，胎圈芯5不限定于这样的方式，能够采用圆形状、六边形状等的各种方式。
本实施方式的胎体6由使胎体帘线相对于轮胎赤道C例如以75～90°的角度排列的1张胎体帘布6A形成。胎体帘布6A例如包含架设在各胎圈芯5之间并呈环状延伸的主体部6a、以及与主体部6a连接并绕胎圈芯5从轮胎轴向的内侧向外侧折返并向轮胎径向的外侧延伸的折返部6b。本实施方式的折返部6b在比胎圈芯5靠轮胎径向的外侧的位置与主体部6a接触。
带束层7例如由使带束帘线相对于轮胎赤道C例如以10～35°的角度排列的2张带束帘布7A、7B形成。带束层7在轮胎赤道C的两外侧具有轮胎轴向的带束端7e。带束层7例如在两带束端7e、7e之间连续地延伸。
图4是图1的胎圈部4的放大图。如图4所示，在本实施方式的胎圈部4设置有配置于主体部6a与折返部6b之间的第1三角胶8A以及配置于折返部6b的轮胎轴向外侧的第2三角胶8B。在本实施方式中，第2三角胶8B的复弹性模量E*b大于第1三角胶8A的复弹性模量E*a。第2三角胶8B有助于提高窄幅大口径的轮胎1的胎圈部4的面内扭转刚性，从而提高操纵稳定性能。另外，第1三角胶8A有助于抑制窄幅大口径的轮胎1的胎圈部4的纵向弹性的增加，因此提高乘坐舒适性能、噪声性能。
在本说明书中，复弹性模量E*是依据JIS-K6394的规定，以下述表示的条件使用(株)岩本制作所制造的粘弹谱仪测定的值。
初始形变：10％
振幅：±2％
频率：10Hz
变形模式：拉伸
温度：70℃
第2三角胶8B的复弹性模量E*b与第1三角胶8A的复弹性模量E*a之差E*b-E*a优选为15～35MPa。在差E*b-E*a不足15MPa的情况下，或者在差E*b-E*a超过35MPa的情况下，无法均衡地提高胎圈部4的面内扭转刚性的增加带来的操纵稳定性能以及抑制纵向弹性的增加带来的噪声性能、乘坐舒适性能。
第2三角胶8B的复弹性模量E*b优选为60～70MPa。在第2三角胶8B的复弹性模量E*b不足60MPa的情况下，存在无法提高面内扭转刚性的担忧。在第2三角胶8B的复弹性模量E*b超过70MPa的情况下，存在胎圈部4的纵向弹性增大，从而乘坐舒适性能、噪声性能恶化的担忧。
第1三角胶8A例如从胎圈芯5的外表面5a向轮胎径向外侧延伸。在本实施方式中，第1三角胶8A朝向轮胎径向外侧形成为锥状的三角形状。这样的第1三角胶8A抑制纵向弹性的过度的减少，而提高操纵稳定性能。
在本实施方式中，第2三角胶8B配置为与主体部6a以及折返部6b的轮胎轴向外侧邻接。这样的第2三角胶8B抑制主体部6a以及折返部6b向轮胎轴向的内侧大幅歪倒，因此将操纵稳定性能维持为更高。
第2三角胶8B的轮胎径向的外端11e例如位于比轮胎最大宽度位置M靠轮胎径向的内侧的位置。这样的第2三角胶8B抑制胎圈部4的面内扭转刚性的过度的增加，而将噪声性能维持为高。
在本实施方式中，第2三角胶8B的最大厚度d2位于从第1三角胶8A的轮胎径向的外端10e起向轮胎径向的内外为第1三角胶8A的轮胎径向的最大高度H1的10％以内的位置。由此，加强纵向弹性过度变小的第1三角胶8A的外端10e附近的刚性，而有效地抑制主体部6a以及折返部6b的歪倒。
虽未特别地限定，但为了均衡地提高乘坐舒适性能、噪声性能以及操纵稳定性能，优选第2三角胶8B的最大厚度d2为2.0～4.0mm。
第2三角胶8B的轮胎径向的内端11i优选位于从胎圈芯5的外表面5a起向轮胎径向的内外为3mm以内的位置。在第2三角胶8B的内端11i位于从外表面5a起向轮胎径向的外侧超过3mm的位置的情况下，存在面内扭转刚性的提高效果变小的担忧。在第2三角胶8B的内端11i位于从外表面5a起向轮胎径向的内侧超过3mm的位置的情况下，存在无法期待胎圈部4的面内扭转刚性的提高，并且轮胎质量增大的担忧。
第2三角胶8B的轮胎径向的最大高度H2优选为第1三角胶8A的轮胎径向的最大高度H1的2.5倍以上，或者4.0倍以下。在第2三角胶8B的最大高度H2不足第1三角胶8A的最大高度H1的2.5倍的情况下，存在纵向弹性的增加抑制效果过度增大的担忧。在第2三角胶8B的最大高度H2超过第1三角胶8A的最大高度H1的4.0倍的情况下，存在胎圈部4的面内扭转刚性过度增大的担忧。从这样的观点来看，进一步优选第2三角胶8B的轮胎径向的最大高度H2为第1三角胶8A的轮胎径向的最大高度H1的3.0倍以上，或者3.5倍以下。
这样的第2三角胶8B的最大高度H2，虽没有特别的限定，但例如优选为25～40mm。
在本实施方式的胎圈部4的第2三角胶8B的轮胎轴向的外侧设置有边口衬胶13。边口衬胶13例如优选由比第2三角胶8B的复弹性模量E*b小的复弹性模量E*2形成。这样的边口衬胶13抑制胎圈部4的纵向弹性的增加，从而提高噪声性能。边口衬胶13的复弹性模量E*2与第2三角胶8B的复弹性模量E*b之差E*b-E*2例如优选为15～30MPa。
边口衬胶13例如配置为与第2三角胶8B的轮胎轴向的外侧邻接，并且形成轮胎1的外表面1a。此外，边口衬胶13不限定于这样的方式。
边口衬胶13的轮胎径向的外端13e位于比第2三角胶8B的轮胎径向的外端11e靠轮胎径向的内侧的位置。这样的边口衬胶13抑制胎圈部4的纵向弹性的增加，并且均衡地提高面内扭转刚性。虽未特别地限定，但边口衬胶13的外端13e与第2三角胶8B的外端11e之间的轮胎径向的距离La，优选为第1三角胶8A的最大高度H1的20％以上，优选为50％以下。
在本实施方式中，边口衬胶13的轮胎径向的内端13i位于比胎圈芯5靠轮胎径向的内侧的位置。此外，边口衬胶13的内端13i不限定于这样的方式。
图5是图1的胎圈部4的放大图。如图5所示，本实施方式的胎体6的主体部6a在比轮胎最大宽度位置M靠轮胎径向的内侧的位置，包含相对于轮胎轴向以50～60度的角度θ1倾斜的第1倾斜部16。这样的第1倾斜部16能够在转弯时横向的力作用于轮胎1时有效地挠曲，从而提高胎圈部4的横向弹性，而提高操纵稳定性能。在本说明书中，角度θ1由主体部6a的胎体帘线的中心线6c确定。在中心线6c呈圆弧地延伸的情况下，由中心线6c上的任意的点的切线确定。
在本实施方式中，第1倾斜部16呈直线状地延伸。这样的第1倾斜部16抑制横向弹性过度增高，从而将乘坐舒适性能维持为高。在本说明书中，“直线状”是指：除了胎体帘线的中心线以直线延伸之外，还包含其曲率半径为1000mm以上的圆弧状。
在本实施方式中，第1倾斜部16包含与第1三角胶8A的轮胎轴向内侧邻接的第1部分16a以及与第2三角胶8B的轮胎轴向内侧邻接的第2部分16b。这样的第1倾斜部16通过与第1三角胶8A以及第2三角胶8B协同动作而有效地提高操纵稳定性能。
第1倾斜部16的轮胎径向的长度L3小于第2三角胶8B的最大高度H2。另外，第1倾斜部16的轮胎径向的长度L3大于第1三角胶8A的最大高度H1。这样的第1倾斜部16抑制横向弹性过度增大，从而抑制乘坐舒适性能恶化。
为了有效地发挥上述的作用，优选第1倾斜部16的轮胎径向的外端16e位于第2三角胶8B的外端11e的轮胎径向内侧的位置。另外，优选第1倾斜部16的轮胎径向的内端16i位于胎圈芯5的外表面5a的轮胎径向外侧的位置。另外，优选第1倾斜部16的长度L3为第2三角胶8B的最大高度H2的70％～90％。
图6是图1的胎圈部4的放大图。如图6所示，主体部6a包含与第1倾斜部16的轮胎径向的外侧连接并向轮胎轴向的外侧凸出的第1圆弧状部17、以及与第1倾斜部16的轮胎径向的内侧连接并向轮胎轴向的内侧凸出的第2圆弧状部18。第1圆弧状部17以及第2圆弧状部18是由胎体帘线的中心线6c确定的曲率半径由单一的圆弧形成的部分，并且是成为25mm以下的部分。
在本实施方式中，第1圆弧状部17位于轮胎最大宽度位置M的附近的位置。第1圆弧状部17例如位于第1倾斜部16与轮胎最大宽度位置M之间的位置。在本实施方式中，第2圆弧状部18设置为与胎圈芯5的外表面5a与内侧面5b所交叉的拐角部5c邻接。第2圆弧状部18例如向拐角部5c的轮胎径向的内外延伸。而且，在本实施方式中，第1圆弧状部17的曲率半径R1形成为小于第2圆弧状部18的曲率半径R2。这样的第1圆弧状部17有助于减少侧壁部3的纵向弹性，而提高乘坐舒适性能、噪声性能。另外，第2圆弧状部18有助于抑制胎体帘布6A的松散，而将操纵稳定性能维持为高。
在窄幅大口径的轮胎1中，为了均衡地提高乘坐舒适性能、噪声性能以及操纵稳定性能，优选轮胎最大宽度高度Ha为轮胎剖面高度H(图1所示)的40％～60％。在本说明书中，轮胎最大宽度高度Ha是指胎圈基线BL与轮胎最大宽度位置M之间的轮胎径向的距离。在本说明书中，轮胎剖面高度H为轮胎外径Dt与轮辋直径(省略图示)之差的1/2。
以上，对本发明的特别优选的实施方式进行了详述，但本发明不限定于图示的实施方式，能够变形成各种方式而实施。
【实施例】
基于表1的规格试制了具有图1的基本构造的尺寸175/60R18的轿车用且窄幅大口径的充气轮胎。而且，针对各测试轮胎的操纵稳定性能、噪声性能以及乘坐舒适性能进行了测试。各测试轮胎的共通规格、测试方法如下。
<操纵稳定性能、噪声性能、乘坐舒适性能>
将各测试轮胎以上述的条件安装于排气量1800cc的轿车的全轮。然后，由测试驾驶员使上述测试车辆在干沥青路面的环绕路线亦即测试路线行驶，通过测试驾驶员的感官评价了与此时的响应性、刚性感、抓地力、稳定性、过渡特性有关的操纵稳定性能以及乘坐舒适性能。另外，针对噪声性能，通过在上述行驶过程中的车内测定的100～350Hz频段的声压水平进行了评价。操纵稳定性能以及乘坐舒适性能的结果由以比较例1为100的评分表示，数值越大越良好。噪声性能的结果由以比较例1的声压水平(dB)为100的指数表示，数值越小越良好。
轮辋：18×5.0J
内压：260KPa
速度：40～100Km/h(其中，操纵稳定性能将上限设为120Km/h。)
测试结果示于表1。
【表1】
Figure BDA0002622656770000101
测试的结果，能够理解实施例的测试轮胎与比较例的测试轮胎相比，操纵稳定性能与噪声性能以及乘坐舒适性能均衡地提高。

Claims (9)

1.一种充气轮胎，其特征在于，
包含在埋设于一对胎圈部的各胎圈部中的胎圈芯之间延伸的胎体，
在将轮胎断面宽度设为Wt，将轮胎外径设为Dt时，满足下式(1)以及(2)，
Dt≤59.078×Wt0.498…(1)，
Dt≥59.078×Wt0.460…(2)，
所述胎体是胎体帘布，该胎体帘布包含架设在各所述胎圈芯之间的主体部、以及绕所述胎圈芯从轮胎轴向的内侧向外侧折返并向轮胎径向外侧延伸的折返部，
在所述胎圈部设置有配置于所述主体部与所述折返部之间的第1三角胶、以及配置于所述折返部的轮胎轴向外侧的第2三角胶，
所述第2三角胶的复弹性模量E*b大于所述第1三角胶的复弹性模量E*a，
Wt的单位为mm，Dt的单位为mm。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，
所述第2三角胶的复弹性模量E*b与所述第1三角胶的复弹性模量E*a之差E*b-E*a为15～35MPa。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，
所述第2三角胶的复弹性模量E*b为60～70MPa。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，
所述第2三角胶的轮胎径向的外端位于比轮胎最大宽度位置靠轮胎径向的内侧的位置。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，
在所述胎圈部的所述第2三角胶的轮胎轴向的外侧设置有边口衬胶，
所述第2三角胶的轮胎径向的外端位于比所述边口衬胶的轮胎径向的外端靠轮胎径向的外侧的位置。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，
所述第2三角胶的最大厚度位于从所述第1三角胶的轮胎径向的外端起向轮胎径向的内外为所述第1三角胶的轮胎径向的最大高度的10％以内的位置。
7.根据权利要求1～7中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，
所述第2三角胶的轮胎径向的内端位于从所述胎圈芯的外表面起向轮胎径向的内外为3mm以内的位置。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，
所述第2三角胶的轮胎径向的最大高度大于所述第1三角胶的轮胎径向的最大高度。
9.根据权利要求8所述的充气轮胎，其特征在于，
所述第2三角胶的轮胎径向的最大高度为所述第1三角胶的轮胎径向的最大高度的2.5～4.0倍。
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