CN117042985A - 缺气保用轮胎 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的缺气保用轮胎包括胎面部、侧壁部、胎圈部、具有月牙形截面的胎侧增强橡胶和胎体。胎侧增强橡胶的一部分由弹性模量低于轮胎的其余部分的低弹性部构成。在基准状态下，低弹性部位于落入从胎圈基线起的轮胎截面高度的50％到80％的范围内的轮胎径向区域中。低弹性部的弹性模量不大于轮胎的其余部分的弹性模量的80％。在基准状态下的轮胎宽度方向截面中，满足0.2至3.0的比率t1/t2，其中t1代表沿着从胎体延伸到轮胎的内表面的垂线的方向测得的低弹性部的最大厚度，并且t2代表沿着所述垂线的方向测得的其余部分的厚度。基准状态下的轮胎最大宽度落在规格中限定的轮胎最大宽度的中心值和上限值之间，并且基准状态下的轮胎最大宽度的位置靠近轮胎径向外侧的从胎圈基线起朝向轮胎径向外侧的距离为轮胎截面高度的50％的位置。
Description
技术领域
本公开涉及一种缺气保用轮胎。
背景技术
作为一种充气轮胎，已知一种在侧壁部具有月牙形截面的胎侧增强橡胶的缺气保用轮胎(例如，专利文献1)。根据这样的缺气保用轮胎，即使例如轮胎被刺破并且内压下降，胎侧增强橡胶也可以代替地承载负荷行驶相当远的距离。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-184000号公报
发明内容
发明要解决的问题
虽然要求缺气保用轮胎在缺气保用行驶条件下具有高耐久性，但胎侧增强橡胶由于竖直弹簧系数的增大而导致乘坐舒适性下降。
因此，本公开的目的是提供一种具有缺气保用耐久性、同时抑制乘坐舒适性劣化的缺气保用轮胎。
用于解决问题的方案
本公开的主旨结构如下：
(1)一种缺气保用轮胎，包括：
胎面部；
一对侧壁部，其连接到所述胎面部的两侧；
胎圈部，其连接到所述侧壁部中的每一者；
胎侧增强橡胶，其具有布置在所述侧壁部中的月牙形截面；和
胎体，其环形地跨设在一对所述胎圈部之间；其中，
所述胎侧增强橡胶的一部分是弹性模量低于其它部分的低弹性部；
在所述缺气保用轮胎安装在适用轮辋上、填充有规定内压并且无负荷的基准状态下，所述低弹性部位于从胎圈基线起的轮胎截面高度的50％以上且80％以下的轮胎径向区域中，
所述低弹性部的弹性模量为所述其它部分的弹性模量的80％以下，
在所述基准状态下的轮胎宽度方向截面中，当沿着从所述胎体到轮胎内表面的垂线的方向测得的所述低弹性部的最大厚度为t1并且沿着所述垂线的方向测得的所述其它部分的厚度为t2时，比率t1/t2为0.2以上且3以下，
在所述基准状态下的轮胎最大宽度是标准中规定的轮胎最大宽度的中心值以上且上限值以下，以及
在所述基准状态下的轮胎最大宽度位置位于从胎圈基线起在轮胎径向外侧的距离大于轮胎截面高度的50％的位置。
术语“弹性模量”应意味着：基于25℃下的25％伸长时的拉伸模量(JIS K 6251：2017)，将硫化橡胶加工成哑铃状8号形的试验片并在25℃的测量温度下伸长25％时的拉伸模量。
如本文所用，术语“适用轮辋”是指在生产和使用轮胎的地区有效的产业标准中记载的或未来可能记载的适用尺寸的标准轮辋(ETRTO的标准手册中的测量轮辋以及TRA的年鉴中的设计轮辋)，所述产业标准诸如为日本的JATMA(日本汽车轮胎制造商协会)的JATMA年鉴、欧洲的ETRTO(欧洲轮胎轮辋技术组织)的标准手册以及美国的TRA(轮胎轮辋协会)的年鉴(即，以上“轮辋”包括前述产业标准中列出的当前尺寸以及未来尺寸。“未来将要记载的尺寸”的示例可以是在2013版的ETRTO中列出为“未来发展(FUTURE DEVELOPMENTS)”的尺寸)。对于上述产业标准中未列出的尺寸，术语“适用轮辋”是指具有与充气轮胎的胎圈宽度相对应的宽度的轮辋。此外，“规定内压”是指在前述的JATMA年鉴和其它产业标准中记载的适用尺寸和帘布层等级下与单个轮的最大负荷能力对应的空气压力(最大空气压力)。在尺寸没有在前述产业标准中列出的情况下，“规定内压”是指与为安装有轮胎的各车辆规定的最大负荷能力对应的空气压力(最大空气压力)。
此外，针对轮胎最大宽度的“标准”应意味着对于生产和使用以上轮胎的地区有效的产业标准。
而且，“胎圈基线”应意味着在上述基准状态下穿过胎圈基部并平行于轮胎宽度方向的假想线。
发明的效果
根据本公开，可以提供一种具有缺气保用耐久性、同时抑制乘坐舒适性劣化的缺气保用轮胎。
附图说明
图1是根据本公开的一个实施方式的缺气保用轮胎的轮胎宽度方向的部分截面图。
图2是根据本公开的另一实施方式的缺气保用轮胎的轮胎宽度方向的部分截面图。
具体实施方式
图1是据本公开的一个实施方式的缺气保用轮胎的轮胎宽度方向的部分截面图。图1图示了前述基准状态下的缺气保用轮胎的轮胎宽度方向截面。
如图1所示，该缺气保用轮胎(在下文中，简称为“轮胎”)10包括：胎面部1，其包括胎面橡胶；侧壁部2，其包括连接到胎面部1的两侧的一对侧壁橡胶；胎圈部3，其连接到每个侧壁部2。
如图1所示，每个胎圈部3均具有埋设在其中的胎圈芯3a。在本示例中，胎圈填胶3b布置在胎圈芯3a的轮胎径向外侧。
轮胎1还包括胎体4，胎体4由环状跨设在一对胎圈部3之间的一个或多个胎体帘布层构成。在本示例中，胎体帘布层由有机纤维帘线制成。胎体4包括紧固到胎圈芯的胎体本体部4a和从胎体本体部4a延伸并围绕胎圈芯3a折返的胎体折返部4b。在所示的示例中，胎体折返部4b向轮胎宽度方向内侧延伸超过带束边缘并且终止，这就是所谓的包封结构。然而，不限于本示例，胎体折返部4b的端部可以位于例如轮胎最大宽度位置的轮胎径向内侧。
此外，包括一个或多个带束层5a和5b(在所示示例中为两个层)的带束5布置在胎体4的冠部的轮胎径向外侧。两个带束层的带束帘线在层间彼此交叉延伸，并且带束帘线可以相对于轮胎周向例如以30至60度的角度延伸。带束帘线在本示例中为钢帘线。
在本轮胎1中，在以上基准状态下，轮胎最大宽度是标准中规定的轮胎最大宽度的中心值以上且上限值以下。例如，当中心值与上限值之间的值为中间值时，轮胎最大宽度可以是中心值以上且中间值以下，或者也可以是中间值以上且上限值以下。
此外，在本轮胎1中，以上基准状态下的轮胎最大宽度位置位于从胎圈基线起在轮胎径向外侧的距离大于轮胎截面高度的50％的位置。以上基准状态下的轮胎最大宽度位置可以位于从胎圈基线起在轮胎径向外侧的距离大于轮胎截面高度的50％的位置，以及可以位于从胎圈基线起在轮胎径向外侧的距离为轮胎截面高度的60％或小于60％的位置。可替代地，以上基准状态下的轮胎最大宽度位置可以位于从胎圈基线起在轮胎径向外侧高度的距离大于轮胎截面高度的60％的位置。
如图所示，胎体线与轮胎外表面的轮廓大致一致。
该轮胎1在侧壁部2中包括具有月牙形截面的胎侧增强橡胶6。通过布置这样的胎侧增强橡胶6，即使当轮胎的内压由于缺气轮胎或其它原因而下降时，有助于支撑车身重量的胎侧增强橡胶6也可以使车辆安全行驶一定距离。在所示的示例中，在轮胎宽度方向截面中，胎侧增强橡胶6具有其轮胎宽度方向上的厚度从胎侧增强橡胶6的中央附近朝向内侧和外侧逐渐减小并且在轮胎宽度方向上向外侧凸形地突出的形状。
在此，在根据本实施方式的轮胎中，胎侧增强橡胶6的一部分是弹性模量低于其它部分6a的低弹性部6b。更具体地，低弹性部6b的弹性模量是其它部分6a的弹性模量的80％以下。优选地，低弹性部6b的弹性模量是其它部分6a的弹性模量的50％以下。更优选地，低弹性部6b的弹性模量是其它部分6a的弹性模量的20％以下。
在以上基准状态下，低弹性部6b位于从胎圈基线起的轮胎截面高度的50％以上且80％以下的轮胎径向区域中。在所示的示例中，低弹性部6b(低弹性部6b的全部或一部分)位于从胎圈基线起的轮胎截面高度的50％以上且80％以下的轮胎径向区域中的其它部分6a的轮胎宽度方向外侧。在所示的示例中，仅以上的其它部分6a位于与轮胎最大宽度位置对应的轮胎径向位置(以上的低弹性部6b不与穿过轮胎最大宽度位置的平行于轮胎宽度方向的线交叉)。
此外，当在从胎体4到轮胎内表面的垂线的方向上测得的低弹性部6b的最大厚度为t1并且在所述垂线的方向上测得的其它部分6a的厚度为t2时，比率t1/t2为0.2以上且3以下(更优选地0.5以上且1.5以下)。在所示的示例中，低弹性部6b的具有在所述垂线的方向上测得的最大厚度的点位于沿着胎体4的中央附近，但并不限于这种情况。
以下是根据本实施方式的缺气保用轮胎的效果的说明。
本发明人已经对以上问题进行了研究，并且关注了分别在正常行驶和缺气保用行驶期间的胎侧增强橡胶对缺气保用轮胎的负荷支撑的贡献。结果，他们发现胎肩加强部对负荷支撑的贡献在正常行驶期间大于在缺气保用行驶期间，并且发现通过适度降低胎肩加强部的弯曲刚度可以有利地解决以上问题。
即，首先，在以上基准状态下，通过将低弹性部6b设置在从胎圈基线起的轮胎截面高度的50％以上且80％以下的轮胎径向区域中，由于该区域在正常行驶期间对负荷支撑的贡献相对大，因此降低低弹性部6b的弹性模量可以降低竖直弹簧系数，从而改善乘坐舒适性。另一方面，由于该区域在缺气保用行驶期间对负荷支撑的贡献相对小，因此可以防止低弹性部6b的低弹性模量导致的缺气保用行驶期间的耐久性降低。在此，如果低弹性部6b的弹性模量大于其它部分6a的弹性模量的80％，则不能完全实现改善正常行驶期间的乘坐舒适性的效果。而且，如果以上比率t1/t2小于0.2，则不能完全获得改善正常行驶期间的乘坐舒适性的效果。另一方面，如果以上比率t1/t2大于3，则缺气保用行驶期间的耐久性可能会降低。此外，即使胎侧增强橡胶6的一部分被制成为具有低模量，也不会增加重量，因此不会损害燃油经济性。
此外，通过使以上基准状态下的轮胎最大宽度是标准中规定的轮胎最大宽度的中心值以上且上限值以下，并且通过使以上基准状态下的轮胎最大宽度位置位于从胎圈基线起在轮胎径向外侧的距离大于轮胎截面高度的50％的位置处，可以减小胎肩加强部中的胎体线的曲率半径，从而减小胎体帘布层的张力并降低胎肩加强部的弯曲刚度。这可以进一步抑制乘坐舒适性的降低。
如上所述，根据本实施方式的缺气保用轮胎，通过降低胎肩加强部中的胎体帘布层的张力和胎侧增强橡胶的弹性模量，可以适度降低胎肩加强部的弯曲刚度，以确保缺气保用耐久性，同时抑制燃油经济性和乘坐舒适性的降低。
在此，低弹性部分6b优选地位于从胎圈基线起的轮胎截面高度的50％以上且80％以下的轮胎径向区域中的其它部分6a的轮胎宽度方向外侧。这是因为可以防止缺气保用行驶期间的轮辋脱位。
优选地，仅其它部分6a位于与轮胎最大宽度位置相对应的轮胎径向位置。这是因为轮胎最大宽度位置在缺气保用行驶期间对负荷支撑有显著贡献，由此进一步确保缺气保用行驶期间的耐久性。
低弹性部6b的弹性模量优选地为其它部分6a的弹性模量的50％以下，并且更优选地为20％以下。这是因为可以进一步改善正常行驶期间的乘坐舒适性。
图2图示了根据本公开的另一实施方式的缺气保用轮胎的轮胎宽度方向的部分截面图。如图2所示，根据本实施方式的轮胎11包括位于轮胎内表面上的内衬7。在本示例中，内衬7由丁基橡胶制成。在该轮胎1中，内层橡胶8布置在胎侧增强橡胶6和内衬7之间。在所述的示例中，内层橡胶8位于胎侧增强橡胶6与内衬7彼此相邻的整个区域上。根据JISK6270：2001，当中心部处在垂直于重复拉伸方向的方向上具有1mm缺口的哑铃状8号试验片在150℃的条件下承受频率为10Hz的重复拉伸时，在施加的拉伸应变为10％到30％的范围中，直到内层橡胶的试验片破坏为止的重复次数是胎侧增强橡胶的情况下的重复次数的至少两倍。就材料方面而言，内层橡胶8由不含异丁烯和异戊二烯共聚物的橡胶制成。由于除了内层橡胶8的布置以外，其它构造与图1中的构造同样，因此省略了其它构造的说明。
在此，内层橡胶8的弹性模量与胎侧增强橡胶6的其它部分6a的弹性模量的比率为0.75以下(优选地，0.6以下)。
此外，在基准状态下，沿着从胎体4到轮胎内表面的垂线的方向测得的内层橡胶8的厚度与沿着所述垂线的方向测得的胎侧增强橡胶6(仅由其它部分6a构成，或由其它部分6a和低弹性部6b构成)的最大厚度的比率为0.05至0.30。
内层橡胶8具有高的耐裂性。因为当根据JIS K6270：2001的中心部处在垂直于重复拉伸方向的方向上具有1mm的缺口的哑铃状8号试验片在150℃的条件下承受频率为10Hz的重复拉伸时，在施加的拉伸应变为10％到30％的范围中，直至内层橡胶的试验片破坏为止的重复次数是胎侧增强橡胶的情况下的重复次数的至少两倍(优选地，至少10倍)。胎侧增强橡胶的最内部由于缺气保用行驶期间的大挠度而承受高温和高应变。该构造可以抑制裂纹从轮胎内表面生成和进展，从而增强胎侧增强橡胶在缺气保用行驶期间的耐断裂性并且进一步改善缺气保用耐久性。特别地，从控制轮胎重量增加的观点出发，将胎侧增强橡胶6的体积减小到布置内层橡胶8的程度是优选的。
此外，内层橡胶8由不包含异丁烯与异戊二烯的共聚物的橡胶(例如，丁二烯橡胶与天然橡胶共混的橡胶)制成，因此与丁基橡胶等相比，内层橡胶8与胎侧增强橡胶6和内衬7的粘附性更高，并且即使在承受高温和大压缩应变的缺气保用行驶期间也不太可能从胎侧增强橡胶6和内衬7剥离。因此，胎侧增强橡胶6与内衬7可以通过内层橡胶8保持接合。这防止了由于胎侧增强橡胶6从内衬7分离而引起的侧壁部2的弯曲刚度的降低而导致负荷承载能力降低。
此外，与丁基橡胶等对比，如上所述的内层橡胶8几乎不会裂开，因此几乎不会形成可能进展到胎侧增强橡胶6的裂纹核，并且由于内衬7中的裂纹几乎不会进展到内层橡胶8，因此也可以防止裂纹从内衬7进展到胎侧增强橡胶6。这还防止了由于在缺气保用行驶期间起到负荷承载作用的胎侧加强橡胶6中的裂纹而导致的负荷承载能力劣化。
此外，内层橡胶8的弹性模量与胎侧增强橡胶6的其它部分6a的弹性模量的比率为0.75以下，使得乘坐舒适性在正常行驶期间不降低。
在以上基准状态下，沿着从胎体4到轮胎内表面的垂线的方向测得的胎侧增强橡胶6的最大厚度与沿着所述垂线的方向测得的内层橡胶8的厚度的比率为0.05以上，使得可以更有效地实现以上防止负荷承载能力劣化的效果。
另一方面，在以上基准状态下，沿着从胎体4到轮胎内表面的垂线的方向测得的内层橡胶8的厚度与沿着所述垂线的方向测得的胎侧增强橡胶6的最大厚度的比率为0.30以下，使得由于添加内层橡胶8而导致的重量增加可以最小化。
实施例
(实施例)
为了验证本公开的效果，通过为轮胎尺寸为PSR 235/40R19的实施例和比较例构建轮胎原型来进行测试以评估轮胎性能。
比较例：胎侧增强橡胶由一种橡胶制成。模具的轮胎最大宽度位置位于从胎圈基线起在轮胎径向外侧的距离为轮胎截面高度的48％的位置处。模具的最大宽度小于标准中规定的最大轮胎宽度的中心值。
实施例：模具的最大宽度(对应于轮胎最大宽度)比比较例中的大11.4mm。它介于标准中规定的轮胎最大宽度的中心值和上限值之间。模具的轮胎最大宽度位置位于从胎圈基线起在轮胎径向外侧的距离为轮胎截面高度的52％的位置。弹性模量为胎侧增强橡胶的弹性模量的75％的低弹性部在轮胎径向上布置在从胎圈基线起的轮胎截面高度的61％到73％的范围中，并且在低弹性部的厚度的最厚部分处，低弹性部的厚度与其余橡胶部分的橡胶厚度的比率配置为0.5。其它与比较例中的相同。此外，弹性模量为胎侧增强橡胶的弹性模量的31％的内层橡胶配置为使得在胎侧增强橡厚度的最厚部分处，内层橡胶的厚度与胎侧增强橡胶的厚度的比率为0.14。其它构造与比较例中的相同。
<缺气保用耐久性>
在根据ISO标准的轮辋、内压和负荷条件下评估了缺气保用耐久性。结果表示为在将比较例的结果设定为100的情况下的指数，指数越大表示性能越好。
<竖直弹簧系数>
当轮胎安装在JATMA兼容轮辋上、填充有230kPa内压并且加载有4320N的负荷时，计算了竖直弹簧系数。结果表示为在将比较例的结果设定为100的情况下的指数，指数越小表示性能越好。
评估结果示于下表1。
[表1]
| 比较例 | 实施例 | |
| 图 | - | 图2 |
| 缺气保用耐久性(指数) | 100 | 100 |
| 竖直弹簧系数(指数) | 100 | 91.7 |
附图标记说明
10缺气保用轮胎
11缺气保用轮胎
1胎面部
2侧壁部
3胎圈部
4胎体
5带束
6胎侧增强橡胶
7内衬
8内层橡胶
Claims (5)
1.一种缺气保用轮胎，包括：
胎面部；
一对侧壁部，其连接到所述胎面部的两侧；
胎圈部，其连接到所述侧壁部中的每一者；
胎侧增强橡胶，其具有布置在所述侧壁部中的月牙形截面；和
胎体，其环形地跨设在一对所述胎圈部之间；其中，
所述胎侧增强橡胶的一部分是弹性模量低于其它部分的低弹性部；
在所述缺气保用轮胎安装在适用轮辋上、填充有规定内压并且无负荷的基准状态下，所述低弹性部位于从胎圈基线起的轮胎截面高度的50％以上且80％以下的轮胎径向区域中，
所述低弹性部的弹性模量为所述其它部分的弹性模量的80％以下，
在所述基准状态下的轮胎宽度方向截面中，当沿着从所述胎体到轮胎内表面的垂线的方向测得的所述低弹性部的最大厚度为t1并且沿着所述垂线的方向测得的所述其它部分的厚度为t2时，比率t1/t2为0.2以上且3以下，
在所述基准状态下的轮胎最大宽度是标准中规定的轮胎最大宽度的中心值以上且上限值以下，以及
在所述基准状态下的轮胎最大宽度位置位于从胎圈基线起在轮胎径向外侧的距离大于轮胎截面高度的50％的位置。
2.根据权利要求1所述的缺气保用轮胎，其特征在于，所述缺气保用轮胎包括：
内衬，其位于轮胎内表面上，和
内层橡胶，其布置在所述胎侧增强橡胶和所述内衬之间，以及
根据JIS K6270：2001，当中心部处在垂直于重复拉伸方向的方向上具有1mm缺口的哑铃状8号试验片在150℃的条件下承受频率为10Hz的重复拉伸时，在施加的拉伸应变为10％到30％的范围中，直到所述内层橡胶的试验片破坏为止的重复次数是所述胎侧增强橡胶的情况下的重复次数的至少两倍。
3.根据权利要求1或2所述的缺气保用轮胎，其特征在于，所述缺气保用轮胎包括：
内衬，其位于轮胎内表面上，和
内层橡胶，其布置在所述胎侧增强橡胶和所述内衬之间，以及
所述内层橡胶由不包含异丁烯和异戊二烯的共聚物的橡胶制成。
4.根据权利要求2或3所述的缺气保用轮胎，其特征在于，所述内层橡胶的弹性模量与所述胎侧增强橡胶的所述其它部分的弹性模量的比率为0.75以下。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的缺气保用轮胎，其特征在于，在所述基准状态下，当沿着所述垂线的方向测量时的所述内层橡胶的厚度与当沿着所述垂线的方向测量时的所述胎侧增强橡胶的最大厚度的比率为0.05至0.30。
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