CN112572069A - 轮胎轮辋组件 - Google Patents

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植田宪二
伊东雅弥
林浩二
大场亮
永濑将弘
中村昌智
玉井淳也
立田真大
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Abstract

本发明提供了一种能够减小空气阻力的轮胎轮辋组件。轮胎轮辋组件T包括具有法兰(Rb)的轮辋(R)、和安装于轮辋(R)的充气轮胎(1)。充气轮胎(1)包括轮辋保护件(10)，其从侧壁基准外表面(J)向轮胎轴向的外侧突出以覆盖法兰(Rb)。连接轮辋保护件(10)的轮胎轴向的外端(10a)与轮辋保护件(10)的轮胎半径方向的外端(10e)的轮辋保护件直线(11)相对于轮胎半径方向的角度θ为40度以下。法兰(Rb)与轮辋保护件(10)之间的轮胎半径方向的最大分离距离A为2.0mm以下。

Description

轮胎轮辋组件
技术领域
本发明涉及轮胎轮辋组件。
背景技术
下述专利文献1记载有安装于轮辋的充气轮胎。在安装于所述轮辋的充气轮胎中，外侧侧壁形状在轮辋法兰附近与轮胎最大宽度相等，侧壁部表面直到胎面部由轮胎宽度减小的曲线或直线形成。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】日本特开昭第63-247104号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在专利文献1的充气轮胎中，关于减小轮胎的空气阻力且改善燃料效率(提高燃料效率性能)存在改进的余地。
本发明是鉴于以上那样的实际情况而提出的，主要目的在于提供一种能够减小空气阻力的轮胎轮辋组件。
解决问题的方案
本发明是一种轮胎轮辋组件，其包括具有一对法兰的轮辋、和安装于所述轮辋的充气轮胎，所述充气轮胎包括一对胎圈部、架设于所述一对胎圈部之间的胎体、以及设置于所述一对胎圈部的至少一个上的轮辋保护件，在所述轮胎轮辋组件被填充标准内压的无负载的标准状态下的轮胎子午线剖面中，所述轮辋保护件从侧壁基准外表面向轮胎轴向的外侧突出以覆盖所述法兰，连接所述轮辋保护件的轮胎轴向的外端与所述轮辋保护件的轮胎半径方向的外端的轮辋保护件直线相对于轮胎半径方向的角度θ为40度以下，所述法兰与所述轮辋保护件之间的轮胎半径方向的最大分离距离A为2.0mm以下。
优选地，在本发明的轮胎轮辋组件中，所述角度θ为35度以下。
优选地，在本发明的轮胎轮辋组件中，所述轮辋保护件具有与所述轮辋保护件直线一致的轮辋保护件表面。
优选地，在本发明的轮胎轮辋组件中，所述轮辋保护件具有从所述轮辋保护件直线向轮胎半径方向的内侧呈凹圆弧状的轮辋保护件表面。
优选地，在本发明的轮胎轮辋组件中，所述凹圆弧状的轮辋保护件表面的曲率半径为100～300mm。
优选地，在本发明的轮胎轮辋组件中，所述最大分离距离A优选为1.5mm以下。
优选地，在本发明的轮胎轮辋组件中，所述胎体包括在分别埋设于所述一对胎圈部的胎圈芯之间延伸的本体部、以及与所述本体部连接且在所述胎圈芯周边从轮胎轴向的内侧向外侧折叠的折叠部，所述轮辋保护件的轮胎轴向的外端比所述折叠部的轮胎半径方向的外端更靠近轮胎半径方向的内侧。
优选地，在本发明的轮胎轮辋组件中，所述轮辋保护件的轮胎半径方向的外端比所述折叠部的轮胎半径方向的外端更靠近轮胎半径方向的外侧。
优选地，在本发明的轮胎轮辋组件中，将三角胶配置在所述胎圈芯的轮胎半径方向的外侧，且所述轮辋保护件的轮胎轴向的外端比所述三角胶的轮胎半径方向的外端更靠近轮胎半径方向的内侧。
优选地，在本发明的轮胎轮辋组件中，在所述轮辋保护件的轮胎轴向的外端位置处的所述胎体的轮胎轴向外侧的橡胶厚度，为在所述轮辋保护件的轮胎半径方向的外端位置处的所述胎体的轮胎轴向外侧的橡胶厚度的3倍以下。
发明效果
本发明的轮胎轮辋组件通过具有上述结构，能够减小行驶时的空气阻力且提高燃料效率性能。
附图说明
图1为本发明的轮胎轮辋组件的剖面图。
图2为图1的胎圈部及侧壁部的放大图。
图3为安装于车辆的轮胎轮辋组件的概要剖面图。
图4为图3的车辆的主视图。
图5为图1的胎圈部和侧壁部的放大图。
图6为其他实施方式的胎圈部的放大剖面图。
符号说明
1 充气轮胎
10 轮辋保护件
10a 轮胎轴向的外端
10e 轮胎半径方向的外端
11 轮辋保护件直线
R 轮辋
Rb 法兰
T 轮胎轮辋组件
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的一个实施方式。
图1为包含本实施方式的轮胎轮辋组件(以下，有时仅称为“组件”)T的标准状态下的轮胎转动轴(图示省略)的轮胎子午线剖面图。如图1所示，本实施方式的组件T构成为包括轮辋R、和安装于轮辋R的充气轮胎(以下，有时仅称为“轮胎”)1。例如，图1示出有客车用的轮胎1。然而，本发明也适用于自动二轮车用、重载用等的轮胎1。
本实施方式的轮辋R包括接受轮胎1的胎圈部4的底面的一对基部Ra、以及与基部Ra的轮胎轴向外端连接且沿轮胎半径方向外侧延伸的一对法兰Rb。法兰Rb例如支撑胎圈部4的外表面。在本实施方式中，轮辋R采用JATMA、TRA、ETRTO等规格所规定的标准轮辋R1。
所述“标准状态”是将轮胎1组装于标准轮辋R1，且被填充标准内压并且无负荷的状态。在本说明书，若没有特别地说明，则组件T的各部分的尺寸是在标准状态下测量的值。
所述“标准内压”是在包含轮胎1所依据的规格的规格体系中，各规格为每个轮胎所规定的的空气压，若为JATMA则为“最高空气压”、若为TRA则为表“TIRE LOAD LIMITS ATVARIOUS COLD INFLATION PRESSURES(在冷充气压力下的轮胎载荷限制)”中记载的最大值、若为ETRTO则为“INFLATION PRESSURE(充气压力)”。
轮胎1包括例如具有与路面接地的踏面2a的胎面部2、从胎面部2的两端延伸至轮胎半径方向的内侧的侧壁部3、以及与侧壁部3连接且埋设有胎圈芯5的胎圈部4。
本实施方式的轮胎1具有架设于胎圈部4之间的胎体6、以及在该胎体6的轮胎半径方向外侧且胎面部2的内部配置的带束层7。此外，轮胎1包括由配置在胎圈芯5的轮胎半径方向外侧的硬质橡胶形成的三角胶8、和形成侧壁部3的外表面3a的侧壁橡胶3G。胎圈芯5、带束层7、三角胶8及侧壁橡胶3G适当采用现有的形式。
在本实施方式中，胎体6由1个胎体帘布层6A形成。胎体帘布层6A由例如由橡胶材料(省略图示)包覆相对于轮胎赤道C以75～90°的角度倾斜排列的胎体帘线而形成。
胎体帘布层6A包括例如本体部6a和折叠部6b。本体部6a例如在各胎圈芯5之间呈环状延伸。折叠部6b例如连接本体部6a且在胎圈芯5的周围从轮胎轴向的内侧向外侧折叠。
图2为图1的胎圈部4和侧壁部3的放大图。如图2所示，本实施方式的轮胎1还包括轮辋保护件10，其从侧壁基准外表面J向轮胎轴向的外侧突出以覆盖法兰Rb。轮辋保护件10设置在至少一个胎圈部4上，在本实施方式中，设置在两个胎圈部4上。此外，本实施方式的轮辋保护件10沿轮胎周向连续。
在本说明书中，通过将胎体帘布层6A的外轮廓线6s沿轮胎轴向移动至基准点P上来形成侧壁基准外表面J。基准点P是位于胎圈芯5的轮胎半径方向的内端5i的轮胎1的外表面1a上的点。外轮廓线6s采用折叠部6b的外表面12，并且在未设置折叠部6b的区域(比折叠部6b更靠近轮胎半径方向的外侧的区域)中采用本体部6a的外表面13。
图3为沿平面截取安装有组件T的车辆S的剖面图。图4为安装有组件T的车辆S的左半部分的主视图。如图3和图4所示，在组件T的车辆外侧，胎圈部4附近有时露出车辆S外侧。因此，连接轮辋保护件10的轮胎轴向的外端10a与轮辋保护件10的轮胎半径方向的外端10e的轮辋保护件直线11相对于轮胎半径方向的角度θ设为40度以下。由此，车辆S在行驶时，能够减小从轮辋保护件直线11的表面流向轮辋R侧的空气h的空气阻力。另外，符号F表示车辆S的前进方向。当轮辋保护件10的轮胎轴向的外端10a在轮辋保护件10上多个位置形成时，采用配置在轮胎半径方向最外侧的外端。进一步，在胎体帘布层6A的外轮廓线6s不与轮胎1的外表面1a连接时，轮辋保护件10的所述外端10e采用外轮廓线6s与轮胎1的外表面1a最接近的位置。
如图2所示，法兰Rb与轮辋保护件10之间的轮胎半径方向的最大分离距离A为2.0mm以下。由此，由于抑制通过轮辋保护件直线11表面的空气在法兰Rb与轮辋保护件10之间的流动，因此较小地维持了空气阻力。由此，本实施方式的组件T通过角度θ与最大分离距离A的协作，能够减小在轮辋保护件10的表面流动的空气的阻力而提高燃料效率性能。
为了有效地发挥上述作用，角度θ优选为35度以下，进一步优选为30度以下。角度θ变得过小时，在轮辋保护件10的表面流动的空气容易产生边界层的分离，反而空气阻力可能变大。此外，角度θ过小时，如果使轮辋保护件10的轮胎半径方向的外端10e相对地位于轮胎半径方向的外侧，则轮辋保护件10的容积变大，可能使滚动阻力劣化。因此，角度θ优选为5度以上，更优选为10度以上。
最大分离距离A优选为1.5mm以下。由此，进一步抑制在法兰Rb与轮辋保护件10之间空气的流动。当最大分离距离A过小时，行驶时，轮辋保护件10与法兰Rb紧密接触，轮辋保护件10损伤，由此，空气阻力可能变大。因此，最大分离距离A优选为1.0mm以上。
在轮辋保护件10中，优选地，将轮胎轴向的外端10a配置在与法兰Rb的轮胎轴向的外端Re在轮胎轴向的相同的位置，或者，在比法兰Rb的外端Re更向轮胎轴向的外侧突出。由此，通过轮辋保护件直线11的表面的空气流向轮辋R侧时，由于空气与法兰Rb接触的机会变小，所以空气阻力变小。
轮辋保护件10的轮胎轴向的外端10a与法兰Rb的轮胎轴向的外端Re之间的轮胎轴向距离a过大时，通过轮辋保护件10表面的空气阻力反而可能变大。因此，距离a优选为10mm以下，更优选为5mm以下。为了保护法兰Rb，距离a优选为1mm以上。
图5为侧壁部3及胎圈部4的剖面图。如图5所示，在本实施方式中，轮辋保护件10中，在形成轮胎1的外表面1a的轮辋保护件表面10s包括外侧面14、和配置在外侧面14的轮胎半径方向的内侧的内侧面15而形成。
外侧面14例如连接轮辋保护件10的轮胎半径方向的外端10e与轮辋保护件10的轮胎轴向的外端10a而形成，且朝向轮胎半径方向的内侧、向轮胎轴向的外侧倾斜。本实施方式的外侧面14从轮辋保护件直线11沿轮胎半径方向的内侧以凹圆弧形状形成。由于这样的外侧面14在车辆行驶时，抑制从外侧面14侧流向轮辋R侧的空气h与轮辋R的接触，且防止轮辋R的表面的空气剥离，因此提高减小空气阻力的效果且提高燃料效率性能。
外侧面14的曲率半径R优选为100～300mm。曲率半径R小于100mm时，在外侧面14产生较大的应力集中，可能损伤轮辋保护件10。曲率半径R超过300mm时，在车辆行驶时，可能不能有效地抑制从外侧面14侧流向轮辋R侧的空气h与轮辋R的接触。曲率半径r为从轮辋保护件10的轮胎半径方向的外端10a至轮辋保护件10的轮胎轴向的外端10e之间的平均值。
内侧面15例如连接轮辋保护件10的轮胎轴向的外端10a与基准点P而形成，且朝向轮胎半径方向的内侧、向轮胎轴向的内侧倾斜。在本实施方式中，内侧面15包括从轮辋保护件10的轮胎轴向的外端10a向轮胎半径方向的内侧延伸的小倾斜部16、与小倾斜部16连接且沿轮胎半径方向的内侧延伸的大倾斜部17、以及与大倾斜部17连接的接触部18。小倾斜部16例如具有以直线状延伸且在比法兰Rb更靠近轮胎轴向的外侧终止的内端16i。大倾斜部17例如朝向轮胎半径方向的外侧且以凹圆弧状延伸，并且相对于轮胎轴向以比小倾斜部16更大的角度倾斜。大倾斜部17与轮辋R分离。接触部18例如与轮辋R接触，且与大倾斜部17平滑连接，并且朝向轮胎轴向的内侧以凹的圆弧状延伸。
由此，本实施方式的轮辋保护件表面10s形成为以基准点P、内端16i、轮辋保护件10的轮胎轴向的外端10a、以及轮辋保护件10的轮胎半径方向的外端10e为顶点的大致梯形形状。另外，轮辋保护件10的轮辋保护件表面10s并不限于这样的方式，也可以是以基准点P、轮辋保护件10的轮胎轴向的外端10a、以及轮辋保护件10的轮胎半径方向的外端10e为顶点的大致三角形状。
优选轮辋保护件10的轮胎轴向的外端10a比折叠部6b的轮胎半径方向的外端6e更靠近轮胎半径方向的内侧。由此，由于较高地维持了轮辋保护件10的刚性，所以抑制由负荷引起的轮辋保护件10的变形，且较高地维持减小空气阻力的效果。
优选轮辋保护件10的轮胎轴向的外端10a比三角胶8的轮胎半径方向的外端8e更靠近轮胎半径方向的内侧。由此，较高地发挥维持上述轮辋保护件10的刚性的效果，并且发挥减小空气阻力的效果。
在轮辋保护件10的轮胎半径方向的外端10e的轮胎半径方向的外侧，侧壁橡胶3G的橡胶厚度相对较小。由此，例如，在折叠部6b的轮胎半径方向的外端6e比轮辋保护件10的外端10e更靠近轮胎半径方向的外侧的情况下，在轮辋保护件10的所述外端10e的轮胎半径方向的外侧，在轮胎半径方向产生较大的刚性变化。因此，在该部分，由负荷引起的侧壁部3的变形变大且空气阻力变大。根据这样的观点，轮辋保护件10的轮胎半径方向的外端10e优选比折叠部6b的轮胎半径方向的外端6e更靠近轮胎半径方向的外侧。同样地，轮辋保护件10的轮胎半径方向的外端10e优选比三角胶8的轮胎半径方向的外端8e更靠近轮胎半径方向的外侧。
在本实施方式中，折叠部6b的轮胎半径方向的外端6e比轮辋保护件10的轮胎轴向的外端10a与轮辋保护件10的轮胎半径方向的外端10e之间的轮胎半径方向的中间位置更靠近轮胎半径方向的外侧。在本实施方式中，三角胶8的轮胎半径方向的外端8e，比轮辋保护件10的轮胎轴向的外端10a与轮辋保护件10的轮胎半径方向的外端10e之间的轮胎半径方向的中间位置更靠近轮胎半径方向的外侧。
位于轮辋保护件10的轮胎轴向的外端10a的胎体6的轮胎轴向的外侧的橡胶厚度w1优选为内位于轮辋保护件10的轮胎半径方向的外端10e的胎体6的轮胎轴向的外侧的橡胶厚度w2的3倍以下。由此，进一步发挥减小空气阻力的效果。在本实施方式中，橡胶厚度w1和w2为侧壁橡胶3G的轮胎轴向的长度。
图6为其他实施方式的胎圈部4的放大图。与本实施方式的结构部件相同的结构部件用相同的符号标记且省略其说明。如图6所示，该实施方式的胎圈部4的轮辋保护件10中，其外侧面14与轮辋保护件直线11一致。换言之，外侧面14形成为直线状。这样的外侧面14减小空气阻力并且提高轮辋保护件10的刚性而抑制其损伤，并且长期保持减小空气阻力的效果。
以上，详细描述了本发明特别优选实施方式，但本发明并不限于图示的实施方式，可以以各种方式变形而被实施。
【实施例】
基于表1的规格试作了具有图1的基本结构的尺寸225/40R18的客车用充气轮胎。然后，对各测试轮胎的燃料效率性能进行了测试。测试方法如下。
＜燃料效率性能＞
在下述条件下，将各测试轮胎安装于排气量2000cc的客车的全轮。然后，测试驾驶员驾驶上述测试车辆，测量燃料效率(每1L燃料的行驶距离)。结果，由将比较例1设为100的指数表示，数值越大空气阻力越小则越好。
行驶距离：5000km
轮辋：18×6.0J
内压：220kPa
【表1】
Figure BDA0002687470320000091
测试的结果表明，与比较例的测试轮胎相比，实施例的测试轮胎的燃料效率性能提高。

Claims (10)

1.一种轮胎轮辋组件，其包括具有一对法兰的轮辋、和安装于所述轮辋的充气轮胎，
所述充气轮胎包括一对胎圈部、架设于所述一对胎圈部之间的胎体、以及设置于所述一对胎圈部的至少一个上的轮辋保护件，
在所述轮胎轮辋组件被填充标准内压的无负荷的标准状态的轮胎子午线剖面中，
所述轮辋保护件从侧壁基准外表面向轮胎轴向的外侧突出以覆盖所述法兰，
连接所述轮辋保护件的轮胎轴向的外端与所述轮辋保护件的轮胎半径方向的外端的轮辋保护件直线相对于轮胎半径方向的角度θ为40度以下，
所述法兰与所述轮辋保护件之间的轮胎半径方向的最大分离距离A为2.0mm以下。
2.根据权利要求1所述的轮胎轮辋组件，其中，
所述角度θ为35度以下。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎轮辋组件，其中，
所述轮辋保护件具有与所述轮辋保护件直线一致的轮辋保护件表面。
4.根据权利要求1或2所述的轮胎轮辋组件，其中，
所述轮辋保护件具有从所述轮辋保护件直线向轮胎半径方向的内侧呈凹圆弧状的轮辋保护件表面。
5.根据权利要求4所述的轮胎轮辋组件，其中，
所述凹圆弧状的轮辋保护件表面的曲率半径为100～300mm。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的轮胎轮辋组件，其中，
所述最大分离距离A为1.5mm以下。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的轮胎轮辋组件，其中，
所述胎体包括：
本体部，其在分别埋设于所述一对胎圈部的胎圈芯之间延伸；和
折叠部，其与所述本体部连接且在所述胎圈芯周边从轮胎轴向的内侧向外侧折叠，
所述轮辋保护件的轮胎轴向的外端比所述折叠部的轮胎半径方向的外端更靠近轮胎半径方向的内侧。
8.根据权利要求7所述的轮胎轮辋组件，其中，
所述轮辋保护件的轮胎半径方向的外端比所述折叠部的轮胎半径方向的外端更靠近轮胎半径方向的外侧。
9.根据权利要求7或8所述的轮胎轮辋组件，其中，
在所述胎圈芯的轮胎半径方向的外侧配置三角胶，
所述轮辋保护件的轮胎轴向的外端比所述三角胶的轮胎半径方向的外端更靠近轮胎半径方向的内侧。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的轮胎轮辋组件，其中，
在所述轮辋保护件的轮胎轴向的外端位置处的所述胎体的轮胎轴向的外侧的橡胶厚度为，在所述轮辋保护件的轮胎半径方向的外端位置处的所述胎体的轮胎轴向的外侧的橡胶厚度的3倍以下。
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