CN1456453A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种充气轮胎，为了减轻轮胎重量而提供一种充气轮胎(1)，在辋圈部(4)具有向轮轴方向外侧突出且在轮周方向上连续伸展的轮辋护板(9)。轮辋护板(9)在含有处于组装于正规轮辋J且填充有正规内压的无负荷的正规内压状态的轮轴的轮胎子午线断面上，具有从辋圈部(4)和轮辋凸缘开始离间的离间点(P)，沿该轮辋凸缘且通过间隙在轮胎半径方向外侧伸展，且超过该轮辋凸缘(JF)至轮轴方向外侧的凸缘覆盖面(10)。在该凸缘覆盖面(10)上，设有深度为0.5～7.0mm的凹部(13)。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明关于一种充气轮胎，具有保护轮辋凸缘的护板。
背景技术
近年来，为了能够加强轮胎的横刚性(side rigidity)并提高运动性能，轮胎的扁平化得到了发展，例如出现种种扁平率在50％以下的轮胎。轮胎的扁平化发展后，轮胎的断面高度相对变小，所以轮辋(rim)的轮辋凸缘(rimflange)等会通过比较接近路面的地方。因此，有时会发生例如使车辆过于靠近路崖时，轮辋凸缘与栏石等接触，或在行驶中通过越过道路上的反光钉的冲击等而损伤。
为了防止这种轮辋凸缘的损伤，例如图9所示，在辋圈部b，如覆盖轮辋凸缘jf一样，设置向轮轴方向外侧突出、在轮周方向上连续呈环状伸展的轮辋护板d的方案被提出。当车辆过于靠近路崖时，轮辋护板d较轮辋凸缘jf先行与栏石E当接，给方向盘以反力，使驾驶者知道与路崖过于接近。借此，可防轮辋凸缘jf与栏石的冲撞于未然。
然而，这种轮辋护板d一般是增加橡胶厚度而形成，所以存在使轮胎重量增大的缺点。发明者们的种种实验的结果判明，215/45R17的载客车用径向轮胎的每个轮胎的轮辋护板的重量约为250～300g。这种轮胎重量的增加除了使车辆的燃油费用性能低下外，还使在悬挂系统下方的重量，即所谓弹簧下重量增大，成为使车辆的操纵安定性低下的原因。
而且，在一般的正常行驶时，如图10所示，轮辋护板d在向轮胎半径方向的内侧的凸缘覆盖面i和轮辋凸缘jf之间形成间隙，但该部分易咬入小石子等异物s。这种咬石会弄伤轮辋凸缘jf和轮胎的辋圈部外表面。
本发明正是鉴于以上的问题点研究出来的，以在该轮辋护板的凸缘覆盖面上设置限定深度的凹部为基本，目的是提供一种防止轮胎重量的大幅增加且在该凸缘覆盖面和轮辋凸缘之间难以生成咬石的充气轮胎。
发明内容
本发明中提供一种充气轮胎，在辋圈部具有向轮轴方向外侧突出且在轮周方向连续伸展的轮辋护板，该轮辋护板在安装于正规轮辋且填充正规内压的无负荷的正规内压状态的轮胎子午线断面上，具有从辋圈部和轮辋凸缘开始离间的离间点，沿该轮辋凸缘且通过间隙向轮胎半径方向外侧伸展，而且超过该轮辋凸缘到轮轴方向外侧的凸缘覆盖部，同时在该凸缘覆盖部上设有深度有0.5～7.0mm的凹部。
上述的充气轮胎，该凹部由在轮周方向连续伸展的一条乃至多条沟构成。
上述的充气轮胎，该凹部由在轮周方向断续形成的一个乃至多个孔部构成。
上述的充气轮胎，该凸缘覆盖面，其轮轴方向的外端与该轮辋凸缘的轴方向最外侧点相隔大于0mm且在10mm以下的轮轴方向的距离L1，同时与轮辋凸缘的半径方向最外侧点相隔2mm以上且15mm以下的轮胎半径方向的距离L2，而且该凸缘覆盖面含有通过与该轮辋凸缘的凸缘圆弧面相比曲率半径大的圆弧形成的大圆弧面部。
上述的充气轮胎，该凸缘覆盖面具有成该凸缘的曲率半径的1.5～4倍的曲率半径的该大圆弧面部，同时在其轮胎半径方向的内、外两侧配置曲率半径小的小圆弧面部。
附图说明
图1是表示本发明的一实施例的充气轮胎的右半部分断面图。
图2是将辋圈部扩大表示的断面图。
图3是其斜视图。
图4是说明横力作用的状态的辋圈部的断面略图。
图5是正规内压填充状态的辋圈部的轮廓线。
图6是表示凹部的其它实施例的辋圈部的斜视图。
图7是表示凹部的其它实施例的辋圈部的斜视图。
图8是表示凹部的其它实施例的辋圈部的斜视图。
图9是表示原来的轮辋护板的轮胎、轮辋的断面图。
图10是表示原来的轮辋护板的轮胎、轮辋的断面图。附图标号
1：充气轮胎                      2：胎面部
3：侧面壁                        4：辋圈
5：辋圈中心(bead core)           6：轮胎胎体
6A：轮胎胎体层片(carcass plies)  6a：轮胎胎体层的主体部
6b：轮胎胎体层的折回部           7：皮带层
9：轮辋护板                      10：凸缘覆盖面
11：护板面                  12：接合面
13：凹部                    14：沟
16：孔部                    P：离间点
J：轮辋                     JF：轮辋凸缘。
具体实施方式
以下将本发明的实施的一个例子基于图示进行说明。
图1所示为安装于正规轮辋J且填充有正规气压同时无负荷的正规内压状态的充气轮胎1和正规轮辋J的组装体的断面图，图2所示为其辋圈部的扩大图，图3所示为图2的斜视图。所谓的该“正规轮辋”是在含有轮胎所依据的规格的规格体系中，有关规格等对每种轮胎所规定的轮辋，例如为JATMA是“标准轮辋”，如为TRA是“度量轮辋(MeasuringRim)”，或如为ETRTO是“度量轮辋(Measuring Rim)”。所谓的“正规内压”是在含有轮胎所依据的规格的规格体系中，各规格等对每种轮胎所规定的气压，如为JATMA是最高气压，如为TRA是表“在不同的冷膨胀压力P下的轮胎负荷(TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLDINFLATION PRESSURES)”中记录的最大值，如为ETRTO是“冷膨胀压力(INFLATION PRESSURE)”，但当轮胎是载客车时为180kPa。
在图1中，本实施例的充气轮胎1所例示的是一种具有从胎面部2经侧面壁部3到辋圈部4的辋圈中心(bead core)5的轮胎胎体6、在胎面部2的内部且在该轮胎胎体6的轮胎半径方向外侧配置的皮带层7，扁平率在50％以下，本例为45％的超低扁平的载客车用径向轮胎。
该轮胎胎体6所示为例如通过将轮胎胎体帘线对轮胎赤道C成80°～90°的角度排列的径向构造的1片以上，本例为1片的轮胎胎体层片6A而构成。该轮胎胎体层片6A在本例中有成一体的从胎面部2经侧面壁部3到辋圈部4的辋圈中心5的环形的主体部6a、与该主体部6a连为一体且在辋圈中心5的周围从轮轴方向内侧向外侧折回系止的折回部6b。作为该轮胎胎体帘线(carcass cord)并无特别限定，但聚酯、尼龙、人造丝等有机纤维帘线为较佳，根据需要也可采用钢索线(steel cord)。另外在轮胎胎体层片6A的主体部6a和折回部6b之间，配置有通过从辋圈中心5向轮周半径方向外侧呈纤细状伸展的硬质橡胶构成的辋圈顶(bead apex)8，加强辋圈部4的弯曲刚性。
该皮带层7所示为将例如钢索线等高弹性帘线对轮胎赤道成10°～40°的小角度倾斜排列的至少2片，本例为内、外2片的皮带层片7A、7B，在该帘线彼此交差的方向重合构成。
充气轮胎1在该辋圈部4设有向轮轴方向外侧突出，在轮周方向连续的轮辋护板9。本实施例所示的轮辋护板9为在含有正规内压状态的轮轴的轮胎子午线断面上，被区划为从辋圈部4和轮辋凸缘JF开始离间的离间点P(换言之，也就是位于轮胎半径方向的最外侧的辋圈部4和轮辋凸缘JF的接触点)，沿该轮辋凸缘JF且通过间隙向轮胎半径方向外侧伸展的凸缘覆盖面10、与该凸缘覆盖面10相连可与栏石等冲撞的护板面11、与该护板面11平滑相连且连结侧面壁部3的接合面12。
该护板面11在本实施例中所示为从凸缘覆盖面10的轮轴方向的外端10t在轮胎半径方向大致垂直伸展，且通过其外端11a与该接合面12相连。这种轮辋护板9使护板面11较轮辋凸缘JF先与路崖的栏石等接触而接住反力，可防止轮辋凸缘JF与栏石的接触于未然。
本例的凸缘覆盖面10从该离间点P开始向轮胎半径方向外侧伸展，其轮轴方向的外端10t构成作为轮辋护板9在轮轴方向的最外侧的最外侧位置A。凸缘覆盖面10的外端10t例如图2所示，位于与轮辋凸缘JF的轴方向最外侧点JFa相隔大于0mm且在10mm以下的轮轴方向的距离L1的位置最为理想。当该距离L1在0mm乃至其以下时，利用轮辋护板9的轮辋凸缘JF的保护容易变得不充分，反之，超过10mm时则轮辋护板9向轮轴方向外侧突出大，所以变得容易招致轮胎重量及轮胎总宽度的大幅增加。特别较佳的是使该距离L1为2～7mm最为理想。另外在正规轮辋J中，当存在轮辋凸缘JF的轴方向最外侧点JFa的位置不同的情况时，以该外侧点JFa的位置在轮轴方向最内侧的情况为基准。
而且凸缘覆盖面10的外端10t位于与轮辋凸缘JF的半径方向最外侧点JFb相隔在2mm以上且在15mm以下的轮胎半径方向的距离L2的位置最为理想。当该距离L2不满2mm时，在常用行驶之际，轮辋护板9有在大范围内经常与轮辋凸缘JF密切接触的倾向，所以除了通过轮辋护板9的发热、磨耗加剧外，也变得易咬入石头等异物，反之，超过15mm时，有不能效保护轮辋凸缘JF的附近的倾向。特别较佳的是使该距离L2为5～10mm最为理想。另外在正规轮辋J中，当存在轮辋凸缘JF的半径方向最外侧点JFb的位置不同的情况时，以该外侧点JFb的位置在轮胎半径方向最内侧的情况为基准。
本发明的充气轮胎1在该凸缘覆盖面10上设有深度d为0.5～7.0mm的凹部13。本例的凹部13所例示的是由在轮周方向连续伸展的1条沟14构成。该沟14构成的凹部13对削减轮辋护板9的橡胶重量并防止轮胎重量的大幅增加有益。而且凹部13可适当缓和轮辋护板9的凸缘覆盖面10的弯曲刚性。所以，即使在凸缘覆盖面10和轮辋凸缘JF间的间隙内混入小石子等异物，也可减小其把持力，所以通过行驶中的离心力等可轻松被向外部排出。因此，能有效地防止在轮辋护板9和轮辋凸缘JF之间的咬石等。
另外，在大的横G进行作用的车辆的回旋时等，如图4所略示，为了使轮辋护板9的凸缘覆盖面10被覆于轮辋凸缘JF之上，辋圈部4进行变形。此时，通过轮辋护板9和轮辋凸缘JF在大范围的接触，原来的轮胎的辋圈部4的弯曲刚性急剧提高，车辆的举动易变得不安定。另一方面，本发明的充气轮胎1在凸缘覆盖面10设有凹部13缓和刚性，所以通过该凹部13附近的比较大的变形，防止在回旋时的辋圈部4的急剧的横刚性上升，使车辆的举动变化平稳。这样能够提高回旋时的车辆控制性。另外凹部13对增大由于橡胶厚度大而易蓄热的轮辋护板9的放热效果，提高辋圈部4的耐久性有益。
构成该凹部13的沟14通过在凸缘覆盖面10上，使该凸缘覆盖面10向轮胎半径方向外方凹陷而形成。也考虑过将含有这种沟14的凹部13，设于可与栏石等直接接触的护板面11上。但这种情况会使护板面11的刚性低下，在反复与栏石的接触中产生以该凹部13为起点的护板面11的龟裂等，易损害保护轮辋凸缘JF的效果。与此相对，当将凹部13设于凸缘覆盖面10时，没有这种不当情况，可长期维持轮辋护板9的保护效果。
凹部13(沟14)的深度d被设定为0.5～7.0mm。如该深度d过小，则不能有效削减轮辋护板9的橡胶量，进而使轮胎重量的轻量化变得困难。反之如该凹部13的深度超过7.0mm，则存在使该轮辋护板9的刚性过度低下的倾向，会在该轮辋护板9产生橡胶欠缺、龟裂等，并使耐久性低下，损害轮辋凸缘JF的保护效果。特别较佳的是凹部13的深度d为1～5mm，更佳的是2～4mm最为理想。另外该深度d可为定值，也可在轮周方向上变化。该深度d如图2所示，能以平滑设定的假想的凸缘覆盖面作为基准测定。
沟14的宽W并未特别限定，但与深度d略同等成半圆状的断面最为理想。但是，沟14的断面形状并未特别限定，除了如本例的矩形状外，也可采用半圆状和U字状等各种形状。而且此时通过以圆弧等弄圆沟底和沟壁的角部等，缓和在沟底附近的应力集中特别理想。
另外如图2所示，在一方的辋圈部14，当设在从该离间点P到侧面壁部3的区间中且平滑地沿轮胎胎体层片6 A的外轮廓线、从通常的轮胎轮廓线N向轴方向外侧突出的轮辋护板的全体面积为Va，凹部13的全体面积为Vg时，比(Vg/Va)设定在0.05～0.3，较佳为0.1～0.2，在能够平衡良好地提高轮辋护板9的刚性和重量减轻效果这点上尤其为佳。
图5所示为含有该正规内压状态的凸缘覆盖面10的辋圈部的部分轮廓。本实施例的凸缘覆盖面10所例示的是由比形成轮辋凸缘JF的轮胎侧的面的凸缘圆弧面JFr的曲率半径Rf大的曲率半径R1的圆弧Ca形成的圆弧面部10a、在其轮胎半径方向的外侧及内侧，通过比该曲率半径R1小的曲率半径R2，R3圆弧Cb，Cc形成的小圆弧面部10b，10c构成。
该大圆弧面部10a在本例中形成从凹部13的轮胎半径方向的内缘13i，在轮胎半径方向内侧伸展并超过离间点P到外侧的终点S的区间。在大圆弧面部10a的外侧配置的小圆弧面部10b，形成从凹部13的外缘13o到凸缘覆盖面10的外端10t的区间。在大圆弧面部10a的内侧配置的小圆弧面部10c，形成从该大圆弧面部10a的终点S至该离间点P的区间。
大圆弧面部10a的曲率半径R1为例如凸缘圆弧JFr的曲率半径Rf的2倍以上，较佳为2.0～4.0倍，更佳为2.5～4.0最为理想。这样当规定大圆弧面部10a的曲率半径R1时，在回旋时等的横G作用时使大圆弧面部10a与轮辋凸缘JF缓缓接触成为可能。这可使回旋行驶时的横刚性的变化平稳，并通过与凹部13的形成的相乘作用，进一步促进回旋时的车辆举动的安定化。另一方面，大圆弧面部10a的外侧的小圆弧面部10b、内侧的小圆弧面部10c任一个的曲率半径R2、R3为凸缘圆弧Rf的0.5～2.5倍，较佳为1.0～2.0倍最为理想。这对在回旋初期使凸缘覆盖面10及早与轮辋凸缘JF接触，提高回旋应答性等有益。
另外，凹部13的内缘13i位于超过轮辋凸缘JF的半径方向最外侧点JFb的轮胎半径方向外侧的位置最为理想。这种凸缘护板9即使在大的横G作用的场合，也能防止通过伴随轮辋护板9的变形的与轮辋凸缘Jf的接触而产生的急剧的举动变化。
当凹部13由如本例的在轮周方向连续的沟14构成时，最好能够实施例如图3所示，设置使沟14和护板面11连通的排水用的小沟15。当沟14在轮周方向连续时，雨水等在该沟14内部积存后，时常滞留于接地部附近难以去除。有鉴于此，通过设置至少1条如上述的小沟15，可使沟14内的雨水等顺利排出，并防止轮胎外观的恶化。
构成该凹部13的沟14例如图6所示，也可通过多条沟14构成。沟14的条数不特别限定。各沟14的深度d可与该1条沟14的实施例的场合同样确定。另外当通过多条沟14构成凹部13时，使各沟14的宽度的合计值为3～15mm，较佳为5～7mm最为理想。
凹部13如图7、图8所示，也可由在轮周方向断续形成的多个孔部16来形成(当然也可使该沟14和这些小孔16组合)。孔部16的深度d在该范围内被确定。另外孔部16的每一个的开口面积可为例如1～50mm2，较佳为10～30mm2，其轮周方向的配设间距为10～30mm，尤其较佳为10～15mm最为理想。孔部16的开口形状可任意确定。
下面试作一种轮胎尺寸为215/45R17且有图1的轮胎基本构造、通过表1所示的式样设置凹部的充气轮胎，同时关于轮胎重量、耐咬石性能、操纵安定性进行测试。测试方法通过以下要领进行。(1)轮胎重量
测定每个轮胎的重量，通过以原来例为100的指数来表示。数值越小越良好。(2)耐咬石性能
将各供测试轮胎以内压230kPa装入轮辋(17×17-JJ)并安装于国产载客车的前轮，在砂石路上以速度40km/h约行驶10km之后，测定在轮辋护板和轮辋凸缘之间咬入的小石子的个数。将该测试反复进行10次，算出咬入石子的个数的平均值，通过以原来例为100的指数来表示。数值越小咬石越少，表明越良好。测试的结果如表1所示。(3)操纵安定性
使该车辆在轮胎测试路线的干燥沥青路面上，进行回旋界限行驶，重视车辆的操纵性，利用驾驶员的官能评价以10点法进行评价。数值越大越良好。
测试的结果如表1所示。
[表1]
  原来例    实施例1     实施例2    实施例3     实施例4      实施例5     实施例6    实施例7     实施例8
  表示凹部的图    -(无凹部)    图2     图2    图2     图2      图6     图6    图7     图8
  凹部的样式·种类·深度d[mm]·宽[mm]·条数[本]·(Vg/Va)[％] ----- 沟1.05.015.7 沟2.05.0111.4 沟3.05.0117.1 沟3.06.0120.6 沟1.02.525.7 沟2.02.5211.4 φ6的圆形3.0间距10mm12.0 5m×7mm的矩形3.0间距10mm12.0
测试结果   轮胎重量(指数)    100    100     99.7    99.5     99.4      100     99.7    99.7     99.6
耐咬石性能(指数) 100 120 140 160 160 140 165 120 135
  操纵稳定性(10点法)    6    6     6    6     6      7     7    6.5     6.5
测试的结果，实施例的轮胎在轮胎重量、耐咬石性能及操纵安定性上，可确认对原来例的优越性。
如以上说明，本发明通过在轮辋护板的凸缘覆盖面上设置限定深度的凹部，可减少轮辋护板的橡胶重量并防止轮胎重量的大幅增加。而且凹部可适度缓和轮辋护板的凸缘覆盖面的弯曲刚性。这样，即使在凸缘覆盖面和轮辋凸缘之间进入小石子也能轻松排出，对防止在该部分的咬石有益，此外即使在大的横G作用时也可防止急剧的横刚性变化，使车辆的举动安定化并提高控制性。
将凹部通过在轮周方向连续伸展的1条乃至数条沟形成时，或如通过在轮周方向断续形成的多个孔部形成时，可有效达成轮辋护板的重量减轻和防止咬石。
凸缘覆盖面在其轮轴方向的外端与该轮辋凸缘的轴方向最外侧点相隔大于0mm且在10mm以下的轮轴方向的距离，同时与该轮辋凸缘的半径方向最外侧点相隔2mm以上且15mm以下的轮胎半径方向的距离时，可使轮辋凸缘和凸缘覆盖面之间的间隙量最佳化，能够更有效的保护轮辋凸缘。而且凸缘覆盖面在含有通过与该轮辋凸缘的凸缘圆弧面相比曲率半径大的圆弧而形成的大圆弧面部时，在回旋时等的横G使用时可使大圆弧面部缓缓接触轮辋凸缘。这可使过滤特性平稳，并通过和凹部的形成的相乘作用，对车辆举动的安定化有益。

Claims (5)

1、一种充气轮胎，在辋圈部具有向轮轴方向外侧突出且在轮周方向连续伸展的轮辋护板；其特征是：该轮辋护板在安装于正规轮辋且填充正规内压的无负荷的正规内压状态的轮胎子午线断面上，具有从辋圈部和轮辋凸缘开始离间的离间点，沿该轮辋凸缘且通过间隙向轮胎半径方向外侧伸展，而且超过该轮辋凸缘至轮轴方向外侧的凸缘覆盖部，同时在该凸缘覆盖部上设有深度有0.5～7.0mm的凹部。
2、如权利要求1所述的充气轮胎，其特征是：该凹部由在轮周方向连续伸展的1条乃至多条沟构成。
3、如权利要求1所述的充气轮胎，其特征是：该凹部由在轮周方向断续形成的1个乃至多个孔部构成。
4、如权利要求1至3的任一项所述的充气轮胎，其特征是：该凸缘覆盖面，其轮轴方向的外端与该轮辋凸缘的轴方向最外侧点相隔大于0mm且在10mm以下的轮轴方向的距离L1，同时与轮辋凸缘的半径方向最外侧点相隔2mm以上且15mm以下的轮胎半径方向的距离L2，而且该凸缘覆盖面含有通过与该轮辋凸缘的凸缘圆弧面相比曲率半径大的圆弧形成的大圆弧面部。
5、如权利要求4所述的充气轮胎，其特征是：该凸缘覆盖面具有成该凸缘的曲率半径的1.5～4倍的曲率半径的该大圆弧面部，同时在其轮胎半径方向的内、外两侧配置曲率半径小的小圆弧面部。
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