充气轮胎 |
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| 申请号 | CN201410102921.9 | 申请日 | 2014-03-19 | 公开(公告)号 | CN104070931A | 公开(公告)日 | 2014-10-01 |
| 申请人 | 住友橡胶工业株式会社; | 发明人 | 浅野一夫; 久保田康弘; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供 充气轮胎 ，改善 滚动阻 力 以及胎肩部的偏磨损性。在安装于宽度比正规 轮辋 的轮辋宽度宽1英寸的轮辋、且填充有15kPa的内压的无负载的基准状态下，将自轮胎赤道面的轮胎轴向距离相对于从轮胎赤道面到所述 胎体 的最大宽度 位置 为止的轮胎轴向距离L之比为y的轮胎轴向位置设为Py，将各轮胎轴向位置Py处的从胎体的外表面到 胎面 部的外表面为止的轮胎径向距离即胎面厚度设为t（y）时，在下式（1）所示的胎面厚度分布曲线f（y）中，f（y）=1﹣t（y）/t（0） ———（1）y=0.3时的f（y）处于0.01～0.03的范围，y=0.4时的f（y）处于0.03～0.06的范围，y=0.5时的f（y）处于0.06～0.10的范围。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种充气轮胎，其具备自胎面部经由胎侧部到达胎圈部的胎圈芯的胎体，所述充气轮胎的特征在于， |
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| 说明书全文 | 充气轮胎技术领域背景技术[0002] 轮胎的滚动阻力是伴随行驶时的橡胶反复变形而产生的能量损失的主要原因。因此，为了降低滚动阻力，以往在行驶时变形大的、且橡胶使用量多的胎面橡胶，使用能量损失少（tanδ小）的橡胶。但是，在使用能量损失小的橡胶的情况下，虽然滚动阻力降低，但存在抓地性能（特别是湿路抓地性能）降低，并且耐磨损性也变差的问题。 [0003] 其中，如下述专利文献1、2等所示，使耐磨损性提高且减小滚动阻力的胎面橡胶组成物的研究在进行中。然而，仅仅是通过橡胶组成物的改善是有限的，强烈希望从橡胶组成物以外对耐磨损性以及低滚动阻力性进行研究。 [0004] 专利文献1：日本特开2004﹣010781号公报 [0005] 专利文献2：日本特开2004﹣002622号公报 发明内容[0006] 因此，本发明的课题在于，提供一种以限制从胎体到胎面部的外表面为止的胎面厚度的轮胎轴向的分布为基本来改善滚动阻力且提高在胎肩部的偏磨损的充气轮胎。 [0008] 在安装于宽度比正规轮辋的轮辋宽度宽1英寸的轮辋、且填充有15kPa的内压的无负载的基准状态下， [0009] 将自轮胎赤道面的轮胎轴向距离相对于从轮胎赤道面到所述胎体的最大宽度位置为止的轮胎轴向距离L之比为y的轮胎轴向位置设为Py， [0010] 将各轮胎轴向位置Py处的、从胎体的外表面到胎面部的外表面为止的轮胎径向距离即胎面厚度设为t（y）时， [0011] 在下式（1）所示的胎面厚度分布曲线f（y）中， [0012] f（y）=1﹣t（y）/t（0） ———（1） [0013] y=0.3时的f（y）处于0.01～0.03的范围， [0014] y=0.4时的f（y）处于0.03～0.06的范围， [0015] y=0.5时的f（y）处于0.06～0.10的范围。 [0016] 并且，技术方案2的特征在于，在所述胎面厚度分布曲线f（y）中，y=0.5时的f（y）与y=0.7时的f（y）之差（f（0.7）﹣f（0.5）），处于﹣0.02～0.02的范围。 [0017] 并且，技术方案3的特征在于，将所述胎体的外表面与轮胎赤道面的交点设为胎体赤道点， [0018] 将轮胎轴向位置Py处的、从所述胎体赤道点到胎体的外表面为止的轮胎径向距离即胎体弯度设为Ca（y）时， [0019] 轮胎轴向位置P0.7处的胎体弯度Ca（0.7）与轮胎轴向位置P1处的胎体弯度Ca（1）之比Ca（0.7）/Ca（1），处于0.100～0.145的范围。 [0020] 此处，在对轮胎进行硫化成型时，将硫化模具内的轮胎的胎圈宽度（模具的夹具宽度）设定为比适用于轮胎的正规轮辋的轮辋宽度宽大约1英寸。其理由是：通过将夹具宽度设定为比正规轮辋的轮辋宽度宽，使得在组装轮辋时轮辋凸缘与轮胎之间不存在间隙，从而容易充气，容易使轮胎嵌合于轮辋。另外，还因为伴随轮辋组装时的胎圈变形能够增加胎圈刚性，从而提高操纵稳定性。另外，内压15kPa是不会使轮胎膨胀变形就能够使轮胎形状稳定的内压。因此，在“安装于宽度比正规轮辋的轮辋宽度宽1英寸的轮辋、且填充有15kPa的内压的无负载的基准状态”下，与在模具内硫化成型的状态的轮胎形状实质上一致。即，所述基准状态是用于再现模具内的轮胎形状。 [0022] 所述“正规轮辋”是指：在包含轮胎所依据的规格的规格体系中，该规格按照每个轮胎所确定的轮辋，例如，若是JATMA则为“标准轮辋”，若是TRA则为“Design Rim”，若是ETRTO则为“Measuring Rim”。 [0023] 滚动阻力是伴随行驶时的胎面部件的反复变形而产生的能量损失的主要原因。因此，通过减小胎面部件的应变能，能够降低滚动阻力。并且，偏磨损能够以行驶时的接地部的磨损能的分布来评价，如果在接地部磨损能均匀的话，则不会产生偏磨损。并且，磨损能为“接地压力”ד滑动量”，因此通过使接地压力以及滑动量双方在接地面内均匀化，则能够将磨损能均匀化，从而能够抑制偏磨损。并且，通过所述接地压力以及滑动量的均匀化，也能够减少胎面部件的应变能，能够降低滚动阻力。 [0025] 此处，通常而言，y=0.4的轮胎轴向位置P0.4，接地长度长、且接地压力高。其原因是：在加载载荷时，在接地端附近发生弯曲变形，在所述轮胎轴向位置P0.4处，对胎面橡胶作用有来自轮胎周向与轮胎轴向的压缩，从而胎面橡胶聚集。并且，当接地长度长、且接地压力高时，会给转弯时的在胎肩部的磨损及滚动阻力带来不利。 [0026] 特别地，在使胎面厚度h（y）沿轮胎轴向均匀分布的情况下，即，在胎面厚度分布曲线f（y）中f（y）≒0的情况下，该倾向变得显著。并且，通过形成为f（y）与y一同增加的曲线，使得该倾向被改善。 [0027] 然而，如果y=0.4时的f（y）的值小于0.03，则相对于轮胎赤道面的胎面厚度h（0），轮胎轴向位置P0.4处的胎面厚度h（0.4）还足够厚，而且由于来自轮胎轴向外侧的压缩使得胎面橡胶也变厚。其结果是，接地压力依旧高，从而无法充分改善转弯时的在胎肩部的磨损及滚动阻力。 [0028] 相反，如果y=0.4时的f（y）的值大于0.06，则轮胎赤道面侧的接地长度变长且胎肩部侧的接地长度变得过短。其结果是，当自由滚动时的在胎肩部的滑动量变大，从而容易在胎肩部引起偏磨损。 [0029] 另外，即便在y=0.4时的f（y）的值处于0.03～0.06的范围内的情况下，如果y=0.3时的f（y）的值小于0.01，则轮胎赤道面侧的胎面厚度h（y）会变得过厚，相反，如果y=0.3时的f（y）的值大于0.03，则轮胎赤道面侧的胎面厚度h（y）会变得过薄，从而使得接地压力分布不均匀。另外，如果y=0.5时的f（y）的值小于0.06，则胎肩部侧的胎面厚度h（y）会变得过厚，相反，如果y=0.5时的f（y）的值大于0.10，则胎肩部侧的胎面厚度h（y）会变得过薄，从而使得接地压力分布不均匀。其结果是，无法充分发挥胎肩部的磨损及滚动阻力的改善效果。附图说明 [0030] 图1是示出本发明的充气轮胎的一个实施例的剖视图。 [0031] 图2是说明胎面厚度t（y）以及胎体弯度Ca（y）的剖视图。 [0032] 图3是示出表1所记载的实施例1～3、比较例1～3的胎面厚度分布曲线f（y）的图表。 [0033] 图4（A）～（D）是示出实施例1、2以及比较例1、2的接地面形状的俯视图。 [0034] 图5是将实施例2的胎面厚度分布曲线f（y）放大表示的图表。 [0035] 图6是示出表1所记载的实施例2、4、5的胎面厚度分布曲线f（y）的图表。 [0036] 图7（A）～（C）是示出实施例2、4、5的接地面形状的俯视图。 [0037] 图8（A）～（C）是对表1中的实施例、比较例的滚动阻力、以及胎肩部的耐磨损性进行总结的图表。 [0038] 附图标记说明 [0039] 1：充气轮胎；2：胎面部；3：胎侧部；4：胎圈部；5：胎圈芯；6：胎体；Co：轮胎赤道面；Cp：胎体赤道点；Pm：最大宽度位置。 具体实施方式[0040] 以下，对本发明的实施方式进行详细说明。如图1所示，本实施方式的充气轮胎1具有自胎面部2经由胎侧部3而到达胎圈部4的胎圈芯5的胎体6。在本例中，举例示出了所述充气轮胎1是轿车用的子午线轮胎的情况。 [0041] 所述胎体6是由将胎体帘线相对于轮胎赤道面Co例如以75°～90°的角度排列的一层以上的、在本例中为一层的胎体帘布6A形成。该胎体帘布6A在跨越所述胎圈芯5、5之间的环状的帘布主体部6a的两端具有绕所述胎圈芯5从轮胎轴向内侧朝外侧折返的帘布折返部6b。并且，在该帘布主体部6a与帘布折返部6b之间，配置有从所述胎圈芯5朝轮胎径向外侧呈尖细状延伸的胎圈加强用胎圈三角胶8。 [0042] 在所述胎体6的轮胎径向外侧且胎面部2的内部配置有带束层7。该带束层7是由将带束帘线相对于轮胎赤道面Co例如以10°～35°左右的角度排列的两层以上的、在本例中为两层的带束层7A、7B形成。所述带束帘线在帘布之间相互交叉。由此提高带束刚性，使得胎面部2具有箍紧效果而被牢固地加强。 [0043] 在本例中，在所述带束层7的轮胎径向外侧，以提高高速耐久性为目的，配置有将束带帘线相对于轮胎赤道面Co以5度以下的角度卷绕成螺旋状的束带层9。作为该束带层9，适合使用仅覆盖所述带束层7的轮胎轴向外端部的左右一对边缘束带帘布、以及覆盖带束层7的大致整个宽度的全束带帘布，在本例中示出了由一层全束带帘布构成的情况。 [0044] 并且，在本发明中，在安装于宽度比正规轮辋的宽度宽1英寸的轮辋且填充有15kPa的内压的无负载的基准状态下，如下规定下式（1）中所规定的胎面厚度分布曲线f（y）。 [0045] f（y）=1﹣t（y）/t（0） ———（1） [0046] y=0.3时的f（y）处于0.01～0.03的范围， [0047] y=0.4时的f（y）处于0.03～0.06的范围， [0048] y=0.5时的f（y）处于0.06～0.10的范围。 [0049] 如图2中大致所示，t（y）是指在轮胎轴向位置Py处的从胎体6的外表面至胎面部2的外表面为止的轮胎径向距离即胎面厚度。并且，所述轮胎轴向位置Py是指：将从轮胎赤道面Co至胎体6的最大宽度位置Pm的轮胎轴向距离设为L时，自轮胎赤道面Co的轮胎轴向距离相对于上述轮胎轴向距离L之比为y的轮胎轴向位置。即，例如在自轮胎赤道面Co的轮胎轴向距离是所述距离L的0.4倍的情况下的轮胎轴向位置为P0.4。相反，轮胎轴向位置Py的自轮胎赤道面Co的轮胎轴向距离以L与y的乘积（L·y）来表示。另外，胎体6的最大宽度位置Pm定义为胎体6的帘布主体部6a的外表面朝轮胎轴向外侧最鼓出的位置。 [0050] 并且，所述胎面厚度分布曲线f（y）表示：相对于轮胎赤道面Co的位置（相当于轮胎轴向位置Po。）的胎面厚度t（0）的、各轮胎轮胎轴向位置Py处的胎面厚度t（y）的变化的比例。并且，通过将y=0.3、y=0.4、y=0.5时的胎面厚度分布曲线f（y）的值规定在上述范围内来实现接地形状的适当化以及接地压力的均匀化，通过使接地压力以及滑动量均匀化来改善滚动阻力以及胎肩部的偏磨损性。 [0051] 图3中示出了下述表1中所记载的实施例1～3、比较例1～3的轮胎的胎面厚度分布曲线f（y）。并且，图4（A）～图4（D）示出了其中的实施例1、2以及比较例1、2的接地面形状。另外，所述接地面形状中，接地压力高的部分的颜色以深色表示。 [0052] 此处，通常而言，在y=0.4的轮胎轴向位置P0.4，接地长度长、且接地压力高。其原因是：在加载载荷时，在接地端附近发生弯曲变形，在所述轮胎轴向位置P0.4处，对胎面橡胶作用有来自轮胎周向与轮胎轴向的压缩，从而胎面橡胶聚集。并且，当接地长度长、且接地压力高时，会给转弯时的胎肩部的磨损及滚动阻力带来不利。特别是，如比较例1，在胎面厚度h（y）沿轮胎轴向均匀分布，胎面厚度分布曲线f（y）为f（y）≒0的水平线状的情况下，如图4（A）所示，胎肩部的接地长度变得极其长且接地压力变高。 [0053] 并且，通过将f（y）设为与y一同增加的曲线，使得该倾向被改善。 [0054] 然而，如比较例2所示，如果y=0.4时的f（y）的值比0.03小，则轮胎轴向位置P0.4处的胎面厚度h（0.4）相对于轮胎赤道面的胎面厚度h（0），还足够厚，而且由于来自轮胎轴向外侧的压缩使得胎面橡胶也变厚。其结果是，如图4（B）所示，胎肩部的接地长度以及接地压力依旧高，从而无法充分改善转弯时的在胎肩部的磨损及滚动阻力。 [0055] 相反，如果y=0.4时的f（y）的值比0.06大，则轮胎赤道面侧的接地长度变长、且胎肩部侧的接地长度变得过短。其结果是，当自由滚动时在胎肩部滑动量变大，从而容易在胎肩部引起偏磨损。 [0056] 另外，即便在y=0.4时的f（y）的值处于0.03～0.06的范围内的情况下，如果y=0.3时的f（y）的值比0.01小，则轮胎赤道面Co侧的胎面厚度h（y）会变得过厚，相反，如果y=0.3时的f（y）的值比0.03大，则轮胎赤道面Co侧的胎面厚度h（y）会变得过薄，从而使得接地压力分布不均匀。另外，如果y=0.5时的f（y）的值比0.06小，则胎肩部侧的胎面厚度h（y）会变得过厚，相反，如果y=0.5时的f（y）的值比0.10大，则胎肩部侧的胎面厚度h（y）会变得过薄，从而使得接地压力分布不均匀。其结果是，无法充分发挥胎肩部的偏磨损及滚动阻力的改善效果。 [0057] 因此，有必要将y=0.3、y=0.4、y=0.5时的胎面厚度分布曲线f（y）的值限制在上述范围内。另外，优选为：如图5代表实施例2的胎面厚度分布曲线f（y）所示，胎面厚度分布曲线f（y）形成为具有变化率上升区域Ya与变化率下降区域Yh的S字状曲线，且变化率上升区域Ya与变化率下降区域Yh的拐点K优选处于y=0.3～0.5的范围，更优选处于0.35～0.45的范围。另外，所述变化率上升区域Ya是指f（y）的变化率，例如f（y）的切线的斜率随y的增加而增大的区域，其形成为凹圆弧状的曲线。相对于此，所述变化率下降区域Yh是指f（y）的变化率随y的增加而减小的区域，其形成为凸圆弧状的曲线。 [0058] 接下来，为了接地形状的适当化以及接地压力的均匀化，如图6所示，优选y=0.5以及y=0.7时的胎面厚度分布曲线f（y）的差，即（f（0.7）﹣f（0.5））处于﹣0.02～0.02的范围。另外，在图6中示出了下述表1中所记载的实施例2、4、5的轮胎的胎面厚度分布曲线f（y）。并且，图7（A）～图7（C）中示出了该实施例2、4、5的接地面形状。在所述差（f（0.7）﹣f（0.5））大于0.02的情况下，则如实施例5那样，轮胎赤道面Co侧的接地压力比胎肩部侧的接地压力高。相反，在小于﹣0.02的情况下，则如实施例4那样，胎肩部侧的接地压力变高。 [0059] 另一方面，对于所述充气轮胎1而言，有必要对胎体侧面进行优化。因此，优选使轮胎轴向位置P0.7处的胎体弯度Ca（0.7）与轮胎轴向位置P1处的胎体弯度Ca（1）的比Ca（0.7）/Ca（1）处于0.100～0.145的范围内。 [0060] 此处，如图2所示，胎体弯度Ca（y）是指轮胎轴向位置Py处的从胎体赤道点Cp至胎体6的外表面为止的轮胎径向距离。并且，所述胎体赤道点Cp是指胎体6的外表面与轮胎赤道面Co的交点。 [0061] 在所述胎体弯度的比Ca（0.7）/Ca（1）小于0.100的情况下，胎体侧面平坦。因此，胎肩部的接地压力变高，从而不利于转弯时的胎肩部的偏磨损。相反，在比Ca（0.7）/Ca（1）大于0.145的情况下，全部的胎体侧面以及接地形状变圆。因此，行驶时的胎面波动变大，从而使滚动阻力变差。并且轮胎赤道面Co侧与胎肩部侧的外径差变大，自由滚动时胎肩部易于滑动，使得在胎肩部易于产生偏磨损。 [0062] 以上，对本发明的特别优选的实施方式进行了详细说明，但本发明并不限定于图示的实施方式，其能够变形为各种方式并进行实施。 [0063] 实施例 [0064] 基于表1的规格对具有图1所示的内部结构的充气轮胎（165/70R1481S）进行试制，并对各供试轮胎的滚动阻力性、以及Sh的耐磨性进行测试。除表1中所记载之外，各轮胎实质上具有相同规格。各轮胎都是t（0）=12.6mm、Ca（1.0）=46.4mm。另外，图8（A）～（C）是对实施例1～9、比较例1～3的滚动阻力、以及胎肩部的耐磨损性进行总结的图表。 [0065] （1）滚动阻力性 [0066] 使用滚动阻力试验机以如下条件对轮胎的滚动阻力（单位N）进行了测量。数值越小表示滚动阻力越少、越好。 [0067] 温度：20℃， [0068] 调教（alignment） [0069] 束角：零， [0070] 外倾角：0.0° [0072] 载荷：4.0kN [0073] 内压：240kPa [0074] 轮辋：14×5J [0075] 速度：80km/h [0076] 磨合时间取成为稳定状态为止的充分的时间（30min），反转时，由于轮胎变热，因此以大致一半的时间来进行测量。 [0077] （2）Sh的耐磨损性 [0078] 使用台上磨损能试验装置，以如下条件对离轮胎赤道面最近的花纹块列（中央花纹块列）的花纹块（中央花纹块）的磨损能Ec、以及离接地端最近的花纹块列（胎肩花纹块列）的花纹块（胎肩花纹块）的磨损能Es进行测量。并且，Sh的耐磨损性通过将磨损能的比Es/Ec的倒数×100指数化来评价。例如，在Es/Ec=1.33的情况下，Sh磨损性为（1/1.33）×100=75。 [0079] 内压：240kPa [0080] 轮辋：14×5J [0081] 载荷：4.0kN [0082] 外倾角：0.0° [0083] 表1 [0084] [0085] [0086] 如表中所示，可以确认实施例的轮胎改善了滚动阻力以及胎肩部的偏磨损性。 |
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