CN114761258A

CN114761258A - 充气轮胎

Info

Publication number: CN114761258A
Application number: CN202080081504.4A
Authority: CN
Inventors: 成濑雅公; 长桥祐辉
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2020-11-25
Publication date: 2022-07-15
Anticipated expiration: 2040-11-25
Also published as: WO2021106915A1; CN114761258B; US20220402311A1; DE112020005193T5; JP2021084509A; JP6667045B1

Abstract

本申请提供一种能够确保应答器的通信性并且能够改善轮胎的驾驶稳定性和耐久性的充气轮胎。在胎体层(4)具有在胎圈芯(5)的周围从轮胎内侧向外侧卷起的构造的充气轮胎中，胎体层(4)的卷起部(4B)的末端(4e)配置于胎体层(4)的主体部(4A)与带束层(7)之间，在胎体层(4)的卷起部(4B)与橡胶层之间埋设有沿着轮胎周向延伸的应答器(20)，该橡胶层在侧壁部中配置于胎体层(4)的外侧，应答器(20)配置于从胎圈芯(5)的上端(5e)起轮胎径向外侧15mm的位置(P1)与从带束层(7)的末端(7e)起轮胎径向内侧5mm的位置(P2)之间。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种埋设有应答器(transponder)的充气轮胎，更详细而言，涉及一种能够确保应答器的通信性，并且能够改善轮胎的驾驶稳定性和耐久性的充气轮胎。

背景技术

提出在充气轮胎中，将RFID标签(应答器)埋设于轮胎内(例如，参照专利文献1)。在将应答器埋设于轮胎内的情况下，存在以下问题：例如，当将应答器配置于胎体层与胎边芯之间时，胎体层中的胎体线混乱，轮胎的驾驶稳定性恶化。此外，有时根据胎体层的卷起部的末端位置，应答器与胎体层的卷起部的末端的距离会变得极小，轮胎会以应答器为起点发生损伤。而且，当将应答器配置于金属制的轮胎构成构件(例如，胎圈芯等)的附近时，存在以下问题：该轮胎构成构件与应答器干扰，应答器的通信性恶化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-137510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够确保应答器的通信性并且能够改善轮胎的驾驶稳定性和耐久性的充气轮胎。

解决问题的技术手段

为了达成上述目的，本发明的充气轮胎，具备：胎面部，沿轮胎周向延伸而成为环状；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，在各胎圈部的胎圈芯的外周上配置有胎边芯，在所述一对胎圈部之间装架有胎体层，在所述胎面部的所述胎体层的外周侧配置有多层带束层，所述胎体层具有在所述胎圈芯的周围从轮胎内侧向外侧卷起的构造，所述充气轮胎的特征在于，所述胎体层的卷起部的末端配置于所述胎体层的主体部与所述带束层之间，在所述胎体层的卷起部与橡胶层之间埋设有沿着轮胎周向延伸的应答器，所述橡胶层在所述侧壁部中配置于所述胎体层的外侧，该应答器配置于从所述胎圈芯的上端起轮胎径向外侧15mm的位置与从所述带束层的末端起轮胎径向内侧5mm的位置之间。

发明效果

在本发明中，在胎体层具有在各胎圈部的胎圈芯的周围从轮胎内侧向外侧卷起的构造的充气轮胎中，胎体层的卷起部的末端配置于胎体层的主体部与带束层之间，在胎体层的卷起部与橡胶层之间埋设有沿着轮胎周向延伸的应答器，该橡胶层在侧壁部中配置于胎体层的外侧，因此，能够在不会因应答器的配置而使胎体线混乱的情况下改善轮胎的驾驶稳定性。此外，应答器配置于从胎圈芯的上端起轮胎径向外侧15mm的位置与从带束层的末端起轮胎径向内侧5mm的位置之间，因此，不易产生金属干扰，能够确保应答器的通信性。而且，能够充分确保应答器与胎体层的卷起部的末端的距离，防止轮胎以应答器为起点的损伤，因此，能够改善轮胎的耐久性。

在本发明的充气轮胎中，优选的是，应答器配置于从胎圈芯的上端起轮胎径向外侧15mm的位置与胎边芯的上端之间。由此，应答器配置于胎边芯的侧方的区域，但是，该区域的行驶时的轮胎变形小，因此，对应答器的负荷小，能够防止应答器的破损。此外，还能够在不产生轮胎以应答器为起点的损伤的情况下确保应答器的通信性。

优选的是，应答器配置于从胎边芯的上端起轮胎径向外侧5mm的位置与从带束层的末端起轮胎径向内侧5mm的位置之间。由此，应答器配置于橡胶厚度薄的柔性区，但是，该区域的应答器的通信时的电波的衰减小，因此，能够有效地改善应答器的通信性。

优选的是，应答器的中心配置为在轮胎周向上从轮胎构成构件的接头部分离10mm以上。由此，能够有效地改善轮胎的耐久性。

优选的是，应答器的剖面中心与轮胎外表面的距离为2mm以上。由此，能够有效地改善轮胎的耐久性，并且能够改善轮胎的耐外伤性。

优选的是，应答器由包覆层包覆，包覆层的相对介电常数为7以下。由此，应答器由包覆层保护，能够改善应答器的耐久性，并且能够确保应答器的电波透过性，能够有效地改善应答器的通信性。

优选的是，应答器由包覆层包覆，包覆层的厚度为0.5mm～3.0mm。由此，能够在不使轮胎外表面产生凹凸的情况下有效地改善应答器的通信性。

优选的是，应答器具有存储数据的IC基板和收发数据的天线，天线为螺旋状。由此，能够追踪行驶时的轮胎的变形，能够改善应答器的耐久性。

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半剖视图。

图2是概略地表示图1的充气轮胎的子午线剖视图。

图3是概略地表示图1的充气轮胎的赤道线剖视图。

图4是放大示出埋设于图1的充气轮胎的应答器的剖视图。

图5的(a)、图5的(b)是表示可埋设于本发明的充气轮胎的应答器的立体图。

图6是表示试验轮胎中的应答器或胎体层的卷起部的末端的轮胎径向位置的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的构成进行详细地说明。图1～图4是表示由本发明的实施方式构成的充气轮胎的图。

如图1所示，本实施方式的充气轮胎具备沿轮胎周向延伸而成为环状的胎面部1、配置于胎面部1的两侧的一对侧壁部2以及配置于这些侧壁部2的轮胎径向内侧的一对胎圈部3。

在一对胎圈部3之间装架有将多条胎体帘线在径向上排列而成的至少一层(在图1中一层)胎体层4。作为构成胎体层4的胎体帘线，优选使用尼龙、聚酯等有机纤维帘线。在各胎圈部3埋设有环状的胎圈芯5，在该胎圈芯5的外周上配置有剖面为三角形的由橡胶组合物构成的胎边芯6。

另一方面，在胎面部1的胎体层4的轮胎外周侧埋设有多层(在图1中两层)带束层7。带束层7包括相对于轮胎周向倾斜的多条增强帘线，且增强帘线在层间配置为彼此交叉。在带束层7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7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7的轮胎外周侧配置有将增强帘线相对于轮胎周向例如以5°以下的角度排列而成的至少一层(在图1中两层)带束覆盖层8。在图1中，位于轮胎径向内侧的带束覆盖层8构成覆盖带束层7的整个宽度的全覆盖件，位于轮胎径向外侧的带束覆盖层8构成仅覆盖带束层7的端部的边缘覆盖层。作为带束覆盖层8的增强帘线，优选使用尼龙、芳纶等有机纤维帘线。

在上述充气轮胎中，胎体层4的两个末端4e配置为从轮胎内侧向外侧折回至各胎圈芯5的周围，包住胎圈芯5和胎边芯6。胎体层4包括：主体部4A，为从胎面部1经过各侧壁部2到达各胎圈部3的部分；以及卷起部4B，为在各胎圈部3中在胎圈芯5的周围卷起并朝向各侧壁部2侧延伸的部分。胎体层4的卷起部4B的末端4e配置于胎体层4的主体部4A与带束层7之间。

此外，在胎面部1配置有胎冠橡胶层11，在侧壁部2配置有侧壁橡胶层12，在胎圈部3配置有轮辋缓冲橡胶层13。侧壁部2中配置于胎体层4的外侧的橡胶层10包括侧壁橡胶层12和轮辋缓冲橡胶层13。

此外，在上述充气轮胎中，在胎体层4的卷起部4B与橡胶层10之间埋设有应答器20。即，作为轮胎宽度方向的配置区域，应答器20配置于胎体层4的卷起部4B与侧壁橡胶层12或轮辋缓冲橡胶层13之间。此外，作为轮胎径向的配置区域，应答器20配置于从胎圈芯5的上端5e(轮胎径向外侧的端部)起轮胎径向外侧15mm的位置P1与从带束层7的末端7e起轮胎径向内侧5mm的位置P2之间。即，应答器20配置于图2所示的区域S1。此外，应答器20沿着轮胎周向延伸。应答器20也可以配置为相对于轮胎周向在-10°～10°的范围倾斜。

作为应答器20，例如，能够使用RFID(Radio Frequency Identification：射频识别)标签。如图5的(a)、图5的(b)所示，应答器20具有存储数据的IC基板21和非接触式收发数据的天线22。通过使用像这样的应答器20，能够适时地写入或读出与轮胎有关的信息，能够高效地管理轮胎。需要说明的是，RFID是指由具有天线和控制器的读写器以及具有IC基板和天线的ID标签构成的、可通过无线方式使数据相互通信的自动识别技术。

应答器20整体的形状并没有特别地限定，例如，如图5的(a)、图5的(b)所示，可以使用柱状、板状的应答器。特别是，在使用图5的(a)所示的柱状的应答器20的情况下，在能够追踪轮胎的各方向的变形的方面优选。在该情况下，应答器20的天线22分别从IC基板21的两个端部突出，呈螺旋状。由此，能够追踪行驶时的轮胎的变形，能够改善应答器20的耐久性。而且，通过适当变更天线22的长度，能够确保通信性。

在上述的充气轮胎中，胎体层4的卷起部4B的末端4e配置于胎体层4的主体部4A与带束层7之间，在胎体层4的卷起部4B与橡胶层10之间埋设有沿着轮胎周向延伸的应答器20，橡胶层10在侧壁部2中配置于胎体层4的外侧，因此，能够在不会因应答器20的配置而使胎体线混乱的情况下改善轮胎的驾驶稳定性。此外，应答器20配置于从胎圈芯5的上端5e起轮胎径向外侧15mm的位置P1与从带束层7的末端7e起轮胎径向内侧5mm的位置P2之间，因此，不易产生金属干扰，能够确保应答器20的通信性。而且，能够充分确保应答器20与胎体层4的卷起部4B的末端4e的距离，防止轮胎以应答器20为起点的损伤，因此，能够改善轮胎的耐久性。

在此，当将应答器20配置于比位置P1靠轮胎径向内侧时，有产生与轮辋凸缘的金属干扰、应答器20的通信性降低的倾向。此外，当将应答器20配置于比位置P2靠轮胎径向外侧时，有产生与带束层的金属干扰、应答器20的通信性降低的倾向。

在上述充气轮胎中，应答器20配置于从胎圈芯5的上端5e起轮胎径向外侧15mm的位置P1与胎边芯6的上端6e(轮胎径向外侧的端部)之间为好。即，应答器20配置于图2所示的区域S2为好。区域S2为行驶时的轮胎变形小的区域，但是，在应答器20配置于区域S2的情况下，对应答器20的负荷小，能够防止应答器20的破损。此外，还能够在不产生轮胎以应答器20为起点的损伤的情况下确保应答器20的通信性。

或者，应答器20配置于从胎边芯6的上端6e起轮胎径向外侧5mm的位置P3与从带束层7的末端7e起轮胎径向内侧5mm的位置P2之间为好。即，应答器20配置于图2所示的区域S3为好。区域S3为橡胶厚度薄的柔性区，但是，在应答器20配置于区域S3的情况下，应答器20的通信时的电波的衰减小，能够有效地改善应答器20的通信性。

如图3所示，在轮胎圆周上，有轮胎构成构件的端部彼此重叠而成的多个接头部。图3中示出各接头部的轮胎周向的位置Q。优选的是，应答器20的中心配置为在轮胎周向上从轮胎构成构件的接头部分离10mm以上。即，应答器20配置于图3所示的区域S4为好。具体而言，构成应答器20的IC基板21在轮胎周向上从位置Q分离10mm以上为好。而且，更优选的是，包括天线22的应答器20整体在轮胎周向上从位置Q分离10mm以上，最优选的是，在由包覆橡胶包覆的状态下的应答器20整体在轮胎周向上从位置Q分离10mm以上。此外，作为与应答器20分离地配置的轮胎构成构件，优选与应答器20邻接配置的侧壁橡胶层12或轮辋缓冲橡胶层13、或者胎体层4。通过像这样以从轮胎构成构件的接头部分离的方式配置应答器20，能够有效地改善轮胎的耐久性。

需要说明的是，在图3的实施方式中，示出了将各轮胎构成构件的接头部的轮胎周向的位置Q按等间隔配置的例子，但是，并不限定于此。轮胎周向的位置Q能够设定于任意的位置，在任一情况下，应答器20都配置为在轮胎周向上从各轮胎构成构件的接头部分离10mm以上。

如图4所示，优选的是，应答器20的剖面中心与轮胎外表面的距离d为2mm以上。通过像这样使应答器20与轮胎外表面分离，能够有效地改善轮胎的耐久性，并且能够改善轮胎的耐外伤性。

此外，应答器20由包覆层23包覆为好。该包覆层23以隔着应答器20的表背侧两面的方式包覆应答器20整体。包覆层23可以由与构成侧壁橡胶层12或轮辋缓冲橡胶层13的橡胶具有相同物性的橡胶构成，也可以由与其具有不同物性的橡胶构成。通过应答器20像这样由包覆层23保护，能够改善应答器20的耐久性。

在上述充气轮胎中，在应答器20由包覆层23包覆的状态下，包覆层23的相对介电常数优选为7以下，更优选为2～5。通过像这样适度地设定包覆层23的相对介电常数，能够确保应答器20发射电波时的电波透过性，能够有效地改善应答器20的通信性。需要说明的是，构成包覆层23的橡胶的相对介电常数在常温下为860MHz～960MHz的相对介电常数。在此，常温依据JIS规格的标准状态，为23±2℃、60％±5％RH。该橡胶在23℃、60％RH下处理24小时后计测其相对介电常数。上述的860MHz～960MHz的范围符合当前状态的特高(UHF：Ultra High Frequency)频带的RFID的分配频率，但是，在变更上述分配频率的情况下，只要其分配频率的范围的相对介电常数如上规定即可。

此外，在应答器20由包覆层23包覆的状态下，包覆层23的厚度t优选为0.5mm～3.0mm，更优选为1.0mm～2.5mm。在此，包覆层23的厚度t是在包括应答器20的位置的橡胶厚度，例如，如图4所示，是将在从应答器20的中心穿过并与轮胎外表面正交的直线上的厚度t1与厚度t2合计的橡胶厚度。通过像这样适度地设定包覆层23的厚度t，能够在不使轮胎外表面产生凹凸的情况下有效地改善应答器20的通信性。在此，当包覆层23的厚度t比0.5mm薄时，无法得到应答器20的通信性的改善效果，相反，当包覆层23的厚度t超过3.0mm时，在轮胎外表面产生凹凸，在外观上不优选。需要说明的是，包覆层23的剖面形状并没有特别地限定，但是，例如，可以采用三角形、长方形、梯形、纺锤形。在图4的包覆层23中具有大致纺锤形的剖面形状。

在上述的说明中，示出了具有一层胎体层的充气轮胎的例子，但是，并没有特别地限定，充气轮胎也可以具有两层胎体层。在该情况下，具有侧壁部中位于轮胎宽度方向最外侧的胎体层的卷起部的末端配置于胎体层的主体部与带束层之间的构造。

实施例

制作比较例1～5和实施例1～18的如下的轮胎，轮胎尺寸265/40ZR20，具备沿轮胎周向延伸而成为环状的胎面部、配置于胎面部的两侧的一对侧壁部以及配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，在各胎圈部的胎圈芯的外周上配置有胎边芯，在一对胎圈部之间装架有胎体层，在胎面部的胎体层的外周侧配置有多层带束层，在胎体层具有在胎圈芯的周围从轮胎内侧向外侧卷起的构造的充气轮胎中，埋设有沿着轮胎周向延伸的应答器，应答器的位置(轮胎宽度方向、轮胎径向以及轮胎周向)、卷起部的末端位置、应答器与轮胎外表面的距离、包覆层的相对介电常数、包覆层的厚度、应答器的形态如表1和表2那样进行设定。

需要说明的是，在表1和表2中，示出在应答器的位置(轮胎宽度方向)为“X”的情况下，应答器配置于胎边芯与胎体层之间，在应答器的位置(轮胎宽度方向)为“Y”的情况下，应答器配置于胎体层的卷起部与侧壁橡胶层之间，在应答器的位置(轮胎宽度方向)为“Z”的情况下，应答器配置于胎体层的卷起部与轮辋缓冲橡胶层之间。此外，在表1和表2中，应答器的位置(轮胎径向)和卷起部的末端位置分别与图6所示的A～H的位置对应。在图6中，使用卷起部的末端位置为“A”的例子。而且，在表1和表2中，应答器的位置(轮胎周向)表示在从应答器的中心至轮胎构成构件的接头部的轮胎周向上测量出的距离[mm]。

关于这些试验轮胎，通过下述试验方法，实施轮胎评价(驾驶稳定性、耐久性、耐外伤性以及外观性)以及应答器评价(通信性和耐久性)，将其结果一并示于表1和表2。

驾驶稳定性(轮胎)：

将各试验轮胎组装于标准轮辋的车轮并装接于试验车辆，实施由试驾员进行的在测试跑道上的感官评价。对于评价结果，将非常良好的情况示为“◎(优)”，将良好的情况示为“○(良)”，将稍差的情况示为“Δ(可)”的三个阶段。

耐久性(轮胎和应答器)：

将各试验轮胎组装于标准轮辋的车轮，在气压120kPa、最大负荷载荷的102％、行驶速度81km的条件下通过转鼓试验机实施行驶试验后，对轮胎产生故障时的行驶距离进行测量。对于评价结果，将行驶距离到达6480km的情况示为“◎(优)”，将行驶距离为4050km以上且小于6480km的情况示为“○(良)”，将行驶距离为3240km以上且小于4050km的情况示为“Δ(可)”，将行驶距离为小于3240km的情况示为“×(不可)”的四个阶段。而且，在行驶结束后目测各试验轮胎的轮胎外表面，确认轮胎的故障是否为以应答器为起点。评价结果示出有无该故障。

耐外伤性(轮胎)：

将各试验轮胎组装于标准轮辋的车轮并装接于试验车辆，在气压230kPa、行驶速度20km/h的条件下，实施一边与高度100mm的路边石接触一边行驶的行驶试验。在行驶后通过目测确认有无轮胎外表面的破损。评价结果示出有无轮胎外表面的破损。

外观性(轮胎)：

关于各试验轮胎，通过目测确认与应答器的配置处对应的轮胎外表面。评价结果将轮胎外表面中没有由应答器的配置引起的凹凸的情况示为“良好”，将有凹凸的情况示为“不良”。

通信性(应答器)：

关于各试验轮胎，使用读写器来实施与应答器的通信作业。具体而言，在读写器中，对作为输出250mW、载波频率860MHz～960MHz可通信的最长距离进行测量。对于评价结果，将通信距离为500mm以上的情况示为“◎(优)”，将通信距离为150mm以上且小于500mm的情况示为“○(良)”，将通信距离小于150mm的情况示为“Δ(可)”的三个阶段。

根据该表1和表2可判断，实施例1～18的充气轮胎平衡良好地改善了轮胎的驾驶稳定性、轮胎的耐久性以及应答器的通信性。实施例9的充气轮胎将应答器与轮胎外表面的距离设定得短，因此，轮胎的耐外伤性降低。实施例17的充气轮胎将包覆应答器的包覆层的厚度设定得厚，因此，轮胎的外观性降低。实施例18的充气轮胎使用了柱状的应答器，因此，应答器的耐久性提高，没有以应答器为起点的故障。

另一方面，在比较例1中，应答器配置于胎边芯与胎体层之间，因此，轮胎的驾驶稳定性恶化。在比较例2、3中，应答器的轮胎径向的位置设定为比由本发明规定的区域低，因为，应答器的通信性恶化。在比较例2、4中，将胎体层的卷起部的末端位置设定得低，因此，轮胎的耐久性恶化。在比较例5中，应答器的轮胎径向的位置设定为比由本发明规定的区域高，因此，应答器的通信性恶化。

附图标记说明

1 胎面部

2 侧壁部

3 胎圈部

4 胎体层

4A 主体部

4B 卷起部

5 胎圈芯

6 胎边芯

7 带束层

10 橡胶层

12 侧壁橡胶层

13 轮辋缓冲橡胶层

20 应答器

CL 轮胎中心线

P1～P3 位置

Claims

1.一种充气轮胎，所述充气轮胎具备：胎面部，所述胎面部沿轮胎周向延伸而成为环状；一对侧壁部，所述一对侧壁部配置于所述胎面部的两侧；以及一对胎圈部，所述一对胎圈部配置于这些侧壁部的轮胎径向内侧，在各胎圈部的胎圈芯的外周上配置有胎边芯，在所述一对胎圈部之间装架有胎体层，在所述胎面部的所述胎体层的外周侧配置有多层带束层，所述胎体层具有在所述胎圈芯的周围从轮胎内侧向外侧卷起的构造，所述充气轮胎的特征在于，

所述胎体层的卷起部的末端配置于所述胎体层的主体部与所述带束层之间，在所述胎体层的卷起部与橡胶层之间埋设有沿着轮胎周向延伸的应答器，所述橡胶层在所述侧壁部中配置于所述胎体层的外侧，所述应答器配置于从所述胎圈芯的上端起轮胎径向外侧15mm的位置与从所述带束层的末端起轮胎径向内侧5mm的位置之间。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

所述应答器配置于从所述胎圈芯的上端起轮胎径向外侧15mm的位置与所述胎边芯的上端之间。

3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

所述应答器配置于从所述胎边芯的上端起轮胎径向外侧5mm的位置与从所述带束层的末端起轮胎径向内侧5mm的位置之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，

所述应答器的中心配置为在轮胎周向上从轮胎构成构件的接头部分离10mm以上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，

所述应答器的剖面中心与轮胎外表面的距离为2mm以上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，

所述应答器由包覆层包覆，所述包覆层的相对介电常数为7以下。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，

所述应答器由包覆层包覆，所述包覆层的厚度为0.5mm～3.0mm。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，

所述应答器具有存储数据的IC基板和收发数据的天线，所述天线为螺旋状。