CN1564757A - 轮胎一车轮组件 - Google Patents
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Abstract
一种缺气行驶轮胎－车轮组件，它在轮胎/轮辋结构的内腔中具有一个用环形金属壳体和橡胶状弹性体形成的缺气行驶支承件，其中一种有机溶剂基粘合剂涂敷在环形金属壳体与橡胶状弹性体的接触面上，由此提高环形金属壳体和橡胶状弹性体之间的粘合能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于可以在损伤或泄气状态下受限制地行驶的充气轮胎(在下文中称之为“缺气行驶轮胎”)的轮胎-车轮组件，更具体地说涉及一种轮胎-车轮组件，所述轮胎-车轮组件提高了一种设置在轮胎/轮辋内部空腔中的由环形金属壳体和橡胶弹性件构成的缺气行驶支承件的环形金属壳体和橡胶弹性件的接触部分的接合能力。
背景技术
需要有一种具有紧急行驶能力的缺气行驶充气轮胎，该紧急行驶能力能使该缺气行驶充气轮胎甚至是当汽车等行驶期间由于刺穿、爆裂等原因而使内压快速下降时也行驶一定距离。作为这样一种提案，例如，日本未经审查的专利公开No.10-297226和日本PCT国家公开(特表)No.2001-519279提出了用于将一种缺气行驶支承件(或一个插入件)安装在一种充气轮胎内部空腔的轮辋上的技术，因此可用于支承一刺穿的或以别的方式损伤的充气轮胎，因而能够缺气行驶。
上述缺气行驶支承件具有一个环形构件，所述环形构件具有一个用作支承面的外周边。各弹性环安装到支承件的两个支腿上，以便通过弹性环将支承件支承在轮辋上。利用这种缺气行驶支承件的技术不用对常规通用充气轮胎的车轮/轮辋作任何特殊修改，并使车轮/轮辋能照原来样子使用，因此具有使常用充气轮胎的生产、加工、和安装设备能照原样利用的优点。
作为一种传统方法，存在加强轮胎侧壁以使得能缺气行驶的技术，但这种技术存在的问题是在具有大轮胎剖面高度的轮胎尺寸中不能显示足够的性能。另外，对于如上所述在轮胎内腔处设置一种缺气行驶支承件的技术，存在一种制造该插入件的技术，但这种技术存在的问题是，因为该插入件没有柔性，所以其装配很困难。另外，还有一些提案提出利用特殊的轮辋结构或特殊轮胎结构，但存在的问题是，无论是轮胎还是车轮都没有普遍适用性，因此给使用者带来了额外负担。
另一方面，利用一缺气行驶支承件的技术在普遍适用性和装配方面是优越的，但弹性环与环形构件的接触面的接合强度对缺气行驶支承件的耐久性有很大影响，并在很大程度上控制其耐久性。因此，为了提高具有一缺气行驶支承件的轮胎-车轮组件中的该缺气行驶支承件的耐久性和增加缺气行驶的距离，必须提高支承件的金属壳体表面和橡胶弹性件的接合能力及其耐久性。
发明的公开
因此，本发明的目的是提高形成一种缺气行驶轮胎-车轮组件的一个缺气行驶支承件的环形金属壳体和橡胶弹性件之间的接合能力，从而提高缺气行驶支承件的耐久性和缺气行驶性能。
按照本发明，提供了一种在轮胎/轮辋内部空腔中具有由环形金属壳体和橡胶弹性件形成的缺气行驶支承件的缺气行驶轮胎-车轮组件，其中环形金属壳体与橡胶弹性件的接触面涂敷有机溶剂基粘合剂，从而提高环形金属壳体和橡胶弹性件之间的接合能力。
附图简介
图1是按照本发明的轮胎-车轮组件一个实施例主要部件沿子午线方向的剖视图；
图2是按照本发明的轮胎-车轮组件另一个实施例的主要部件沿子午线方向上的剖视图；
图3是按照本发明的轮胎-车轮组件又一个实施例的主要部件沿子午线方向上的剖视图；及
图4是按照本发明的轮胎-车轮组件的金属壳体和橡胶弹性件之间接合面的一个例子的视图。
用于实施本发明的最佳方式
按照本发明，可以得到一种轮胎-车轮组件，所述轮胎-车轮组件具有一个由高刚度金属壳体和橡胶弹性件形成的缺气行驶支承件，该支承件的金属壳体与橡胶弹性件的接触面涂敷有机溶剂基粘合剂，以提高环形金属壳体与橡胶弹性件之间的接合能力。更优选的是，通过确保一个预定的接合面积，可以赋予缺气行驶支承件一接合强度，所述接合强度足够承受轮辋装配时或缺气行驶时的载荷。
现在将通过各附图所示的实施例更详细地说明本发明。
图1，图2和图3是示出按照本发明的轮胎-车轮组件(车轮)典型实施例的主要部件沿子午线方向的剖视图。
例如，如图1，图2和图3所示，按照本发明的缺气行驶支承件1由插入充气轮胎2的空腔3中的环形金属壳体4，5或6及橡胶弹性件7形成。这种缺气行驶支承件1具有一个外径，所述外径比空腔3的内径小，以便与充气轮胎2的空腔3内表面保持一定距离，并具有一个尺寸基本上与该充气轮胎胎圈内径相同的内径。这个缺气行驶支承件1以插入充气轮胎2内部的状态与充气轮胎2一起装配到车轮的轮辋8中，从而形成轮胎-车轮组件。当这种轮胎-车轮组件安装到一汽车等上并且充气轮胎在行驶中被刺穿时，刺穿并变瘪(漏气)的轮胎2支承在缺气行驶支承件1的外周边上，因而可实现缺气行驶。
如上所述，按照本发明的轮胎-车轮组件的缺气行驶支承件1由环形金属壳体4、5或6及橡胶弹性件7构成。环形金属壳体4、5或6在其外部形成一个连续的支承面，用于支承一个刺穿的或以别的方式损伤的轮胎；并在其内部左边和右边侧壁处形成支腿。外部支承面可以形成为各种形状，例如，如图1所示的平坦形状，如图2所示与圆周方向垂直相交的水平剖面形成有向外突出的曲线部的形状(沿轮胎轴向方向的突出曲线部数量不限于如图2所示的两个，并且也可以是三个或更多或甚至一个)，或者是如图3所示由两个或多个突出曲线部构成的形状，同时将一个具有圆形横截面的弹性弹簧9设置在凹槽部分中，以便在缺气行驶和/或具有被橡胶弹性件分开的环形金属壳体时产生一种减震能力，以使金属壳体的各侧壁直接接触轮辋，并能保持一种稳定的接合状态。即使当以这种方式形成支承面时，如果金属和橡胶弹性件之间的接合按照本发明所述增强，也能增加轮胎的持续缺气行驶距离。
橡胶弹性件安装到环形金属壳体两个支腿的末端上(见图1或图2)或安装在两个支腿的中间(见图3)，并通过在那种状态下邻靠左右轮辋而支承环形金属壳体。橡胶弹性件由橡胶构成，减轻环形金属壳体从一刺穿的或以别的方式损伤的轮胎所接收的冲击或振动，并起制止该环形金属壳体相对于轮辋滑动的作用，因而将环形金属壳体稳定地支承在轮辋上。
如图4所示，形成缺气行驶支承件1的环形金属壳体5和橡胶弹性部件7具有一很强的接合强度，但优选的是应能确保一个预定的接合面积。当轮辋装配作业或缺气行驶时的载荷按轮辋半径R(英寸)定成为无量纲而接触面积为S(厘米2)时，比值S/R应至少为4.5厘米2/英寸，优选的是8至20厘米2/英寸。这里，“接合面积”意思是指在环形金属壳体的一侧处金属和橡胶弹性件之间的接合面积，也就是说，在与圆周方向垂直相交的水平横截面中环形金属壳体的端部与橡胶弹性件接触的金属壳体的前/后表面和末端处沿圆周方向一周的总接合面积。
另外，在环形金属壳体5和橡胶弹性件7之间的接触面或接合面应通过沿轴向方向和径向方向形成。更优选的是这二者基本上相等。至此，形成一种可以经受住在缺气行驶时沿轴向方向和径向方向产生的两个力的结构。
在图1，2和3中，缺气行驶支承件1、充气轮胎2和轮辋8形成为绕轮轴(未示出)的同轴式环形形状。应该注意，金属壳体的尺寸没有特别加以限制，但优选的是厚度为0.5至3.0mm，而宽度基本上等于左右轮胎胎趾之间的间隔。
本发明的轮胎-车轮组件通过刺穿的或以别的方式损伤的轮胎支承汽车等的重量，因此，环形构件4、5或6由一种金属材料构成。这样一种金属的例子是铁、不锈钢、铝合金等。
橡胶弹性件7可以由任何橡胶构成，只要这些橡胶能稳定地支承环形金属壳体就行。这些橡胶的例子是例如，天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、各种类型的苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、各种类型的聚丁二烯橡胶(BR)、异丁橡胶/丁基橡胶(IIR)、各种类型的丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶(NBR)、各种类型的乙烯-丙烯共聚物橡胶(EPDM)等。
形成本发明橡胶弹性件的橡胶成分还可含有一种普通的硫化剂或交联剂，硫化或交联促进剂，各种类型的油，一种防老化剂，一种填料，一种增塑剂，或各种其它类型的一般被混合用于橡胶的添加剂。这些添加剂的量也可以为过去一般所混合的量，只要这样不严重影响本发明的目的。
在本发明中，为了提高环形金属壳体4、5或6与橡胶弹性件7的接合能力，将金属壳体4、5或6与橡胶弹性件的接触面涂敷一种有机溶剂基粘合剂。可用于本发明的有机溶剂基粘合剂的一些例子是酚树脂基粘合剂，例如，酚醛清漆型(novolac type)酚树脂基粘合剂或含有可熔型(resol type)酚树脂和环氧改性的酚树脂的酚树脂基粘合剂或者另一种含有未硫化的丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶(NBR)或其它橡胶组成成分的酚树脂基粘合剂等。另外，优选的是在金属表面上涂敷一种含有环氧树脂和可熔型酚树脂的硫化和接合底漆(底剂)，将该硫化和接合底漆烤熔而凝结到该表面上，然后涂敷上述粘合剂并通过硫化作用与未经硫化的橡胶弹性件接合。另外，对于硫化粘合剂和硫化接合底漆，可以用Lord Co.等市场出售的用于金属-橡胶的各种粘合剂。
按照本发明，用于将有机溶剂基粘合剂施加到环形金属壳体和橡胶弹性件的接触面上的方法没有特别加以限制。它可以是通用方法。优选的是，可以用一种方法如喷涂，刷涂，浸涂或滴涂法将有机溶剂基粘合剂涂敷在经过去脂、喷砂，或以其它方式处理过的金属表面上，如有必要，除去过量的粘合剂，将该溶剂适当地干燥，然后将所得产物与未经硫化的橡胶弹性件组装在一起，并用一种普通方法通过硫化作用与橡胶弹性件接合。
示例
现在通过示例进一步说明本发明，很明显本发明的范围不仅限于此。
例1和2及对照例1和2
利用表I中所列配方(按重量计所占的份数)的橡胶弹性件和有机溶剂基粘合剂来显示本发明的有利效果。
制备具有表I中所列配方(按重量计所占的份数)的橡胶弹性件样品(尺寸：5.5mm厚×2.5cm宽×8cm长)。接着，用刷子将表I的有机溶剂基粘合剂涂敷在不锈钢SUS 304基材(厚度：0.1mm，宽度：2.5cm，长度：8cm)上，并将该不锈钢基材装配在橡胶弹性件上，并通过在160℃，30分钟，表面压力3MPa的条件下硫化接合。接着，按照JIS K6256进行剥离试验。结果示于表I中。
表I
| 对照例1 | 例1 | 对照例2 | 例2 | ||
| 配方(按重量计所占份数)NIPOL 1042 NBRNRAsahi#60氧化锌No.3硬脂酸FLECTOL TMQ硫Noccelar CZ-GParkadox 14/40(过氧化物) | 100-70511--5 | 100-70511--5 | -1007051122- | -1007051122- | |
| Chemlock 205涂敷 | 没有 | 有 | 没有 | 有 | |
| 初始接合 | 剥离力 | 100 | 153 | 100 | 181 |
| 橡胶覆盖率(％) | 10 | 100 | 5 | 100 | |
| 热老化接 合 * 1 | 剥离力 | 100 | 184 | 100 | 194 |
| 橡胶覆盖率(％) | 0 | 70 | 0 | 80 |
*1热老化是在80℃×1星期的条件下恶化之后的值。
表1附注
NIPOL 1042：由Nippon Zeon制造的NBR
NR：天然橡胶(RSS#3)
Asahi#60：由Asahi Carbon制造的炭黑(FEF级)(N2SA：41m2/g，DBP吸油量：121ml/100g)
氧化锌No.3：由Seido Chemical Industry制造的氧化锌
硬脂酸：由NOF Corporation制造的硬脂酸
FLECTOL TMQ：由Flexsys制造的抗氧化剂
硫：由Karuizawa Refinery制造的硫
Noccelar CZ-G：由Ouchi Shinko Chemical Industrial制造的硫化促进剂
Chemlock 205：由Lord Co.制造的粘合剂(有机溶剂基粘合剂)
Parkadox 14/40：由Kayaku Akzo制造的过氧化物
所评价的物理性能的测量方法
剥离力：按照JIS K6256硫化橡胶和热塑性橡胶的接合试验方法测得。所示的结果把对照例的值作为指数定为100。值越大，表明接合能力越好。
橡胶覆盖率(％)：示出在剥离之后基材表面上的橡胶覆盖率，此处把没有橡胶覆盖的覆盖率表示为0％和被橡胶完全覆盖时的覆盖率表示为100％。
如表I所示，采用有机溶剂基粘合剂的基材显示良好的接合能力。
例3和4及对照例3
将本发明的轮胎-车轮组件(例3和4)及基于一个对照例(对照例3)的常规轮胎-车轮组件制备成轮胎尺寸为205/55 R16 89V和轮辋尺寸为16×61/2JJ。
另外，对轮胎-车轮组件的缺气行驶支承件，采用图2所示的组件。
测试这些样品轮胎-车轮组件，以便通过下面所示的测量方法评价它们的耐久性。结果示于表II中。
耐久性试验
将各试验轮胎安装到一2500cc客车上，将右前方轮胎中的空气压力设定为0kPa，将另外3个轮胎中的空气压力设定为200kPa，并让客车在90km/hr的时速下行驶直至损坏时为止。结果示出，把对照例3的值作为指数定为100。所示数字越大，表明耐久性越好。
表II
| 对照例3 | 例 | ||
| 3 | 4 | ||
| 耐久性 | 100 | 115 | 118 |
表II附注
例3：例1的接合方法
例4：例2的接合方法
从表II所示的结果可知，显然，本发明的轮胎-车轮组件可以提高耐久性。
工业实用性
如上所述，仅仅使用一种与橡胶接合能力差的金属如铁、不锈钢，或其它金属和橡胶弹性件接合极为困难。即使能够接合，接合也常常是强度不够的状态，或者是随着时间推移耐久性变得很差。与此相反，按照本发明，如上所述，通过在金属壳体和橡胶弹性件之间涂敷一种有机溶剂基粘合剂，能够提高金属和橡胶的接合能力，并能大大提高缺气行驶支承件的耐久性。
Claims (7)
1.一种缺气行驶轮胎-车轮组件，它在轮胎/轮辋内腔中具有由环形金属壳体和橡胶弹性件形成的缺气行驶支承件，其中所述环形金属壳体和所述橡胶弹性件的接触面涂敷一种有机溶剂基粘合剂，从而提高所述环形金属壳体和所述橡胶弹性件之间的接合能力。
2.如权利要求1所述的轮胎-车轮组件，其特征在于，上述缺气行驶支承件的橡胶弹性件设置在所述环形金属壳体和所述轮辋之间，并构造成支承所述环形金属壳体。
3.如权利要求1或2所述的轮胎-车轮组件，其特征在于，上述有机溶剂基粘合剂是从一由酚树脂基粘合剂和含有橡胶的酚树脂基粘合剂构成的组中选定的至少一种粘合剂。
4.如权利要求3所述的轮胎-车轮组件，其特征在于，上述酚树脂基粘合剂是酚醛清漆型酚树脂基粘合剂，可熔型酚树脂基粘合剂，或含有环氧改性酚树脂的酚树脂基粘合剂。
5.如权利要求1-4中任一项所述的轮胎-车轮组件，其特征在于，当所述轮胎的标称半径是R(英寸)和所述橡胶弹性件/金属的接合面积是S(厘米2)时，比值S/R为4.5厘米2/英寸或更大。
6.如权利要求1-4中任一项所述的轮胎-车轮组件，其特征在于，上述接合面由基本上沿轴向的表面和基本上沿径向的表面构成。
7.一种由环形金属壳体和橡胶弹性件形成的缺气行驶支承件，其中所述环形金属壳体和所述橡胶弹性件的接触面涂敷一种有机溶剂基粘合剂，从而提高所述环形金属壳体和所述橡胶弹性件之间的接合能力。
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