CN117241948A - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

在该充气轮胎中，吸音体配置在轮胎的内表面上，并且所述吸音体为海绵材料。在基准状态下的沿轮胎宽度方向的截面中，所述海绵材料为矩形形状，所述海绵材料的厚度t相对于所述海绵材料在轮胎宽度方向上的宽度w之比t/w为0.4‑0.55，所述海绵材料的厚度t为30mm以下，所述海绵材料的体积比为5‑8％，所述海绵材料的断裂伸长率为200‑250％，并且所述海绵材料的硬度为80‑140N。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎。

背景技术

为了减小轮胎内腔中产生的空气和气体的共振(空腔共振)，已知用于在轮胎的内表面上配置由海绵材料等形成的吸音体的技术。例如，参见专利文献(PTL)1。吸音体可以将轮胎内腔中的空气和气体的振动能量转换成热能，并且抑制轮胎内腔中的空腔共振。

引用列表

专利文献

PTL 1：JP 2005-254924 A

发明内容

发明要解决的问题

然而，利用上述技术，存在吸音体从轮胎内表面剥离的风险。在这种情况下，吸音效果过早丧失。

为了解决该问题，本发明旨在提供一种能够抑制吸音体从轮胎内表面剥离的充气轮胎。

用于解决问题的方案

本发明的总结如下。

(1)一种充气轮胎，其包括配置在轮胎内表面上的吸音体，其中

所述吸音体为海绵材料，并且

处于使得将所述充气轮胎安装在适用的轮辋上、填充至规定内压、并且在无负荷下的基准状态，

所述海绵材料在轮胎宽度方向上的截面为矩形，所述海绵材料的厚度t相对于所述海绵材料在轮胎宽度方向上的宽度w之比t/w为0.4～0.55，并且所述海绵材料的厚度t为30mm以下，

所述海绵材料的体积比为5％～8％，

所述海绵材料的断裂伸长率为200％～250％，并且

所述海绵材料的硬度为80N～140N。

这里，“海绵材料在轮胎宽度方向上的宽度w”是指在其中宽度根据位置而变化的情况下在轮胎宽度方向上的最大宽度，并且“海绵材料的厚度t”是在轮胎径向方向上测量的，并且是指在其中厚度根据位置而变化的情况下的最大厚度。

“海绵材料的体积比”是指海绵材料的体积相对于轮胎内腔的总体积的比例。然而，这里所指的“海绵材料的体积”为在常温和常压下，将轮胎1从轮辋上取下的状态下的体积。“轮胎内腔的总体积”是指当将轮胎1安装在适用的轮辋上并且填充至规定内压时的总体积。

“海绵材料的断裂伸长率”是指依照JIS K 6400的“软质聚氨酯泡沫试验方法(Test Methods for Flexible Polyurethane Foam)”的第10节中规定的“拉伸强度和伸长率”的测量方法，对1号哑铃状试验片测量的值。

“海绵材料的硬度”是指JIS K 6400的“软质聚氨酯泡沫试验方法”的第6节中规定的“硬度”测量方法中的方法A(第6.3节)测量的值。

“适用的轮辋”是指适用尺寸的标准轮辋，如在欧洲的欧洲轮胎和轮辋技术组织(ETRTO)的标准手册(STANDARDS MANUAL)中的测量轮辋或在美国的轮胎和轮辋协会(TRA)的年鉴(YEAR BOOK)中的设计轮辋，这在其中制造和使用轮胎地区有效的工业标准中有所描述，或在将来将描述，如日本的日本汽车轮胎制造商协会(JATMA)出版的年鉴、ETRTO的标准手册、以及TRA的年鉴。(换言之，“轮辋”不仅涵盖目前的尺寸，还涵盖将来可能包含在工业标准中的尺寸。“将来将描述的尺寸”的一个实例是ETRTO标准手册(2013年)中“未来发展(future developments)”下描述的尺寸。)在上述工业标准中未规定的尺寸的情况下，“轮辋”是指其宽度对应于轮胎的胎圈宽度的轮辋。

“规定内压”表示空气压力(最大空气压力)，其对应于由上述JATMA等描述的适用尺寸/帘布层等级中的单个车轮的最大负荷能力。在工业标准中未列出的尺寸的情况下，“规定内压”是指与安装轮胎的每辆车辆规定的最大负荷能力相对应的空气压力(最大空气压力)。

发明的效果

根据本发明，可以提供一种能够抑制吸音体从轮胎内表面剥离的充气轮胎。

附图说明

在附图中：

图1为根据本发明的实施方案的充气轮胎的轮胎宽度方向上的截面图。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明的实施方案。

图1为根据本发明的实施方案的充气轮胎的轮胎宽度方向上的截面图。图1示出充气轮胎(以下也简称为轮胎)处于使得将轮胎安装在适用的轮辋上、填充至规定内压、并且在无负荷下的基准状态下的在轮胎宽度方向上的截面图。

如图1所示，本实施方案的充气轮胎1(以下也简称为“轮胎”)包括一对胎圈部2、与胎圈部连接的一对胎侧部、以及与胎侧部连接的胎面部5。轮胎1还在胎体3的胎冠部的轮胎径向外侧上依次设置有带束4和胎面橡胶，该胎体3环状地跨越埋设在一对胎圈部2中的胎圈芯2a。

如图1所示，在本实施方案中，在胎圈芯2a的轮胎径向外侧上进一步设置有在所示实例中具有基本上三角形截面的胎圈填胶2b。然而，胎圈部2的构成在本发明中没有特别限制，并且可以采用任意已知的截面形状、尺寸和材料用于胎圈芯2a和胎圈填胶2b。也可以采用没有胎圈芯2a或胎圈填胶2b的构成。

在本实施方案中，胎体3由有机纤维制成的单个胎体帘布层构成，但是构成胎体3的胎体帘布层的数量和材料没有限制。

在本实施方案中，带束4由两个带束层4a、4b形成，其中帘线(在本实例中为钢丝帘线)在层间交叉，但带束结构在本发明中没有特别限制。对于帘线的材料等、植入的帘线的数量、倾斜角度和带束层的数量等，可以采用任意构成。

胎面部5中的橡胶的材料等也可以为任意已知的构成。

如图1所示，在本实施方案的轮胎中，吸音体7配置在胎面部5中的轮胎内表面6(比内衬层更向内的表面，在本实例中未示出)上，吸音体7与轮胎内表面6之间具有粘接层8。粘接层8可以由任意已知的粘接剂制成。

在本实施方案中，吸音体7的在轮胎宽度方向上延伸的区域中的至少一部分(在所示的实例中全部)配置在胎面部5的轮胎径向内侧。在所示实例中，粘接层8在轮胎宽度方向上的宽度大于吸音体7在轮胎宽度方向上的宽度，但也可以相同或更小。

在本实施方案中，吸音体7和粘接层8沿轮胎周向连续地设置在轮胎的圆周上。然而，吸音体7和粘接层8可以沿轮胎周向间歇地设置在轮胎的圆周上。

在本实施方案中，吸音体7为海绵材料。海绵材料可以为海绵状多孔结构，包括例如由发泡橡胶或合成树脂制成的具有连续气泡的海绵。除了上述海绵以外，海绵材料的实例包括其中将动物纤维、植物纤维或合成纤维等缠绕并连接成一体的网状材料(webbedmaterial)。上述“多孔结构”不限于具有连续气泡的结构，还包括具有不连续气泡的结构。上述海绵材料将在形成于海绵材料的表面和内部的空隙中振动的空气的振动能量转换成热能。这抑制了轮胎内腔中的空腔共振，从而降低了道路噪音。

海绵材料的实例包括合成树脂海绵如醚系聚氨酯海绵、酯系聚氨酯海绵和聚乙烯海绵，以及橡胶海绵如氯丁二烯橡胶海绵(CR海绵)、乙烯丙烯二烯橡胶海绵(EPDM海绵)和丁腈橡胶海绵(NBR海绵)。从吸音性、轻量性、发泡的可调节性和耐久性等观点来看，优选使用海绵如聚氨酯海绵(包括醚系聚氨酯海绵)或聚乙烯海绵。

吸音体7在轮胎宽度方向上的截面图中具有矩形形状。吸音体7的尺寸等如下：海绵材料的厚度t相对于海绵材料在轮胎宽度方向上的宽度w之比t/w为0.4～0.55，并且海绵材料的厚度t为30mm以下。海绵材料的体积比为5％～8％。

关于吸音体7的物性等，海绵材料的断裂伸长率为200％至250％，优选为210％至240％。海绵材料的硬度为80N～140N，优选90N～130N。

关于吸音体7的其它物性等，海绵材料的比重优选为0.001～0.090。其原因在于，通过使海绵材料的比重为0.001以上，可以改善吸音性，而通过使海绵材料的比重为0.090以下，可以抑制由于海绵材料引起的重量增加。出于相同的原因，海绵材料的比重更优选在0.003和0.080之间。这里，“比重”为依照JIS K 6400的第5节中的测量方法通过将表观密度转换为比重而获得的值。

海绵材料的拉伸强度优选为20kPa～500kPa。其原因在于，通过使海绵材料的拉伸强度为20kPa以上，可以改善粘接力，而通过使海绵材料的拉伸强度为500kPa以下，可以改善海绵材料的生产率。出于相同的原因，海绵材料的拉伸强度更优选为40kPa～400kPa。这里，“拉伸强度”定义为依照JIS K 6400的第10节中的测量方法，用1号哑铃状试验片测量的值。

海绵材料的撕裂强度优选为1N/cm～130N/cm。其原因在于，通过撕裂强度为1N/cm以上，可以防止在海绵材料中形成裂纹，而通过撕裂强度为130N/cm以下，可以改善海绵材料的制造性。出于相同的原因，海绵材料的撕裂强度更优选为3N/cm～115N/cm。这里，“撕裂强度”定义为依照JIS K 6400的第11节中的测量方法，用1号试验片测量的值。

海绵材料的发泡率优选在1％～40％之间。其原因在于，通过使海绵材料的发泡率为1％以上，可以改善吸音性，而通过使海绵材料的发泡率为40％以下，可以改善海绵材料的生产性。出于相同的原因，海绵材料的发泡率更优选在2％～25％之间。这里，“发泡率”是指通过从海绵材料的固相部的比重A相对于海绵材料的比重B的比A/B中减去1，然后乘以100而得到的值。

海绵材料的总质量优选在5g～800g之间。其原因在于，通过质量为5g以上，可以降低吸音性，而通过质量为800g以下，可以抑制由于海绵材料引起的重量增加。出于相同的原因，海绵材料的质量优选在20g～600g之间。

以下描述了根据本实施方案的充气轮胎的效果。

首先，在本实施方案中，吸音体7配置在轮胎内表面6上(在本实例中，吸音体7和轮胎内表面6之间具有粘接层8)。因此，轮胎1的吸音性提高，并且粘接层8还抑制吸音体7从轮胎内表面6的剥离。

此外，在本实施方案的轮胎1中，海绵材料具有矩形截面，海绵材料的厚度t相对于海绵材料在轮胎宽度方向上的宽度w之比t/w为0.4～0.55，海绵材料的厚度t为30mm以下，并且海绵材料的体积比为5％～8％。因此，在轮胎获得更有效的吸音性的同时，可以抑制轮胎重量的增加，并且可以抑制吸音体7从轮胎内表面6的剥离。换言之，矩形形状确保了在(矩形的)上边缘处与轮胎内表面6的大的粘接面积，以进一步抑制吸音体7从轮胎内表面6的剥离。如果比t/w小于0.4(如果厚度相对于宽度减小，使得体积相对于宽度减小)，则不能完全实现吸音效果。相反，如果比t/w大于0.55(如果宽度相对于厚度减小)，则与轮胎内表面6的粘接面积变小，并且不能充分抑制吸音体7从轮胎内表面6的剥离。海绵材料的厚度t大于30mm的值将导致轮胎重量增加。此外，如果海绵材料的体积比小于5％，则不能充分实现吸音效果，而海绵材料的体积比大于8％的值将导致重量增加。

通过使海绵材料的断裂伸长率为200％～250％，可以进一步抑制吸音体7从轮胎内表面6的剥离。即，如果海绵材料的断裂伸长率小于200％，则海绵材料不容易伸长并且倾向于在与轮胎内表面6(或粘接层8)的界面处剥离。因此，不能充分抑制吸音体7从轮胎内表面6的剥离。海绵材料的断裂伸长率超过200％的值会降低生产率。

通过使海绵材料的硬度为80N～140N，吸音性得到改善，并且可以抑制吸音体7从轮胎内表面6的剥离。即，如果海绵材料的硬度小于80N，则不能充分实现吸音效果，而如果海绵材料的硬度大于140N，则不能充分实现海绵材料与轮胎内表面6(或粘接层8)之间的粘接力。因此，不能充分抑制吸音体7从轮胎内表面6的剥离。

如上所述，本实施方案的充气轮胎能够抑制吸音体从轮胎内表面的剥离。还可以抑制轮胎重量的增加，并且可以更有效地实现轮胎的吸音性。

为了获得如上所述的海绵材料，使得硬度为80N以上，而断裂伸长率为200％以上，优选使用聚氨酯材料，如醚系聚氨酯海绵或酯系聚氨酯海绵等。

海绵材料的断裂伸长率优选为210％～240％。其原因在于，海绵材料的断裂伸长率为210％以上的值可以进一步抑制吸音体7从轮胎内表面6的剥离，而海绵材料的断裂伸长率为240％以下的值可以进一步确保生产性。

海绵材料的硬度优选为90N～130N。其原因在于，海绵材料的硬度为90N以上的值可以进一步提高吸音效果，而海绵材料的硬度为130N以下的值可以进一步抑制吸音体7从轮胎内表面6的剥离。

在上述实例中，粘接层由单层粘接剂形成，但作为替代，可以使用非织造织物夹在两个粘接层之间的构成。其原因在于，由于本实施方案中的海绵材料的断裂伸长率为200％以上，因此即使在使用具有小的断裂伸长率的非织造织物时，上述构成也难以充分地剥离。

虽然上文已经描述了本发明的实施方案，但是本发明决不限于上述实施方案。例如，在图1所示的实例中，吸音体7的轮胎宽度方向边缘在轮胎宽度方向上从带束边缘(一个带束层的轮胎宽度方向边缘，或在两个以上的带束层中具有最大宽度的带束层的轮胎宽度方向边缘)向内接触轮胎内表面6(所示实例中的粘接层8)。然而，吸音体的轮胎宽度方向边缘可以从带束边缘在轮胎宽度方向上向外与轮胎内表面(粘接层)接触。各种其它修改是可能的。

实施例

下面描述本发明的实施例，但是本发明决不限于这些实施例。为了验证本发明的有效性，对根据实施例和比较例1和2的样品进行原型制作，并且进行试验以评价海绵材料从轮胎内表面的剥离。通过将海绵材料的边缘(最可能发生剥离的地方)固定在钳子中并且测量导致剥离的力来进行评价。还确认了剥离是以海绵中的撕裂(不良)的形态还是以其它形态发生。各样品的规格和评价结果如表1所列。

表1

附图标记说明

1 充气轮胎

2 胎圈部

2a 胎圈芯

2b胎圈填胶

3 胎体

4 带束

5 胎面部

6 轮胎内表面

7 吸音体

8 粘接层

Claims (3)

1.一种充气轮胎，其包括配置在轮胎内表面上的吸音体，其中

所述吸音体为海绵材料，并且

处于使得将所述充气轮胎安装在适用的轮辋上、填充至规定内压、并且在无负荷下的基准状态，

所述海绵材料在轮胎宽度方向上的截面为矩形，所述海绵材料的厚度t相对于所述海绵材料在轮胎宽度方向上的宽度w之比t/w为0.4～0.55，并且所述海绵材料的厚度t为30mm以下，

所述海绵材料的体积比为5％～8％，

所述海绵材料的断裂伸长率为200％～250％，并且

所述海绵材料的硬度为80N～140N。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中所述海绵材料的断裂伸长率为210％～240％。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中所述海绵材料的硬度为90N～130N。