CN111712388A

CN111712388A - 充气轮胎

Info

Publication number: CN111712388A
Application number: CN201980012808.2A
Authority: CN
Inventors: 加贺谷圭佑
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2018-02-14
Filing date: 2019-01-22
Publication date: 2020-09-25
Also published as: US20210031570A1; JP2019137327A; WO2019159610A1; JP6988540B2; DE112019000800T5

Abstract

本发明提供一种能够改善制动性能，并且降低滚动阻力的充气轮胎。所述充气轮胎具备：胎面部(1)、一对侧壁部(2)以及一对胎圈部(3)，在胎圈部(3)间装架有胎体层(4)，胎体层(4)在各胎圈部(3)的胎圈芯(5)的周围从轮胎内侧向外侧卷起，其中，胎面部(1)的子午线剖面的胎面半径TR为600mm～1700mm，胎面部(1)的接地宽度TCW为轮胎剖面宽度SW的60％～90％，胎边芯(6)的高度BFH为轮胎剖面高度SH的30％以下。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎，更详细而言，涉及一种能够改善制动性能，并且降低滚动阻力的充气轮胎。

背景技术

在充气轮胎中，一般而言，通过在胎面部使用tanδ高的胎冠混炼胶来改善制动性能，但另一方面，滚动阻力会增大。如此，制动性能与滚动阻力处于二律背反的关系。

在此，提出了通过使埋设于胎面部的带束层平坦化来抑制行驶时的胎面橡胶的剪切变形，降低滚动阻力(例如，参照专利文献1)。然而，在使带束层平坦化的构造中，虽然能够降低滚动阻力，但无法获得兼顾制动性能的改善和滚动阻力的降低的效果。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-79018号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的目的在于提供一种能够改善制动性能，并且降低滚动阻力的充气轮胎。

技术方案

为了实现上述目的，本发明的充气轮胎具备：胎面部，沿轮胎周向延伸而呈环状；一对侧壁部，配置于该胎面部的两侧；以及一对胎圈部，配置于这些侧壁部的轮胎外径方向内侧，在该一对胎圈部间装架有胎体层，该胎体层在各胎圈部的胎圈芯的周围从轮胎内侧向外侧卷起，所述充气轮胎的特征在于，

所述胎面部的子午线剖面的胎面半径为600mm～1700mm，所述胎面部的接地宽度为轮胎剖面宽度的60％～90％，配置于所述胎圈芯的外周上的胎边芯的高度为轮胎剖面高度的30％以下。

发明效果

在本发明中，通过采用平坦的胎面轮廓(Tread profile)，并且扩大胎面部的接地宽度，能够增加胎面部的接地面积，改善制动性能。并且，通过降低胎边芯的高度而降低轮胎的纵向弹簧常数，使侧壁部容易挠曲，因此能够相对地减少在胎面部的能量损失，降低滚动阻力。此外，促进侧壁部的挠曲会使制动时的接地面积增加，因此有助于制动性能的改善。由此，能够改善制动性能，并且降低滚动阻力。

在本发明中，轮胎最大宽度位置优选在轮胎剖面高度的50％～60％的范围中。通过将轮胎最大宽度位置设定在上述范围中而降低轮胎的纵向弹簧常数，使侧壁部容易挠曲，因此能够相对地减少在胎面部的能量损失，降低滚动阻力，而且，通过侧壁部挠曲能够增加接地面积。

侧壁部的轮胎最大宽度位置处的橡胶厚度优选为1mm～4mm。通过减小侧壁部的轮胎最大宽度位置处的橡胶厚度，能够降低轮胎的纵向弹簧常数，增加接地面积，并且减少在侧壁部的能量损失，降低滚动阻力。

优选的是，胎面部的中央部的橡胶厚度Gc与胎面部的胎肩部的橡胶厚度Gs满足Gc≥Gs的关系，胎面部的橡胶厚度Gc、Gs分别为轮胎剖面高度的2％～10％。通过如此使胎面部变薄，能够降低胎面部的面外弯曲刚性，增加接地面积。此外，通过在胎面部采用tanδ低的胎冠混炼胶，能够减少磁滞损耗，降低滚动阻力。

胎体层的卷起高度优选为轮胎剖面高度的10％～40％。通过如此降低胎体层的卷起高度，能够降低轮胎的纵向弹簧常数，增加接地面积，并且降低滚动阻力。

而且，优选的是，胎圈芯由沿轮胎周向卷绕的至少一根胎圈钢丝构成，在轮胎子午线剖面中，胎圈钢丝的多个环绕部分形成在轮胎径向重叠的多层，其中具有最大宽度的层位于比胎圈芯的高度方向中央位置靠轮胎径向内侧，在轮胎子午线剖面中，由胎圈钢丝的多个环绕部分的共同切线形成的胎圈芯的外廓形状呈在轮胎径向外侧具有单一的顶点的多边形，夹着此顶点的两边所成的角度为锐角。通过采用具有这样的外廓形状的胎圈芯，即使在减小胎边芯或者没有胎边芯的情况下，也能够形成良好的胎体线。因此，能够谋求制动性能的改善和滚动阻力的降低，并且发挥优异的轮胎性能。

在本发明中，包括胎面半径和轮胎剖面高度的各种尺寸是在将轮胎轮辋组装于正规轮辋并充填有正规内压的状态下测定的。此外，胎面部的接地宽度是在将轮胎轮辋组装于正规轮辋并充填有正规内压的状态下，垂直放置在平面上并施加了正规载荷时测定的轮胎轴向的接地宽度。“正规轮辋”是指在包括轮胎所基于的规格的规格体系中，该规格按每个轮胎规定的轮辋，例如，若为JATMA，则设为标准轮辋，若为TRA，则设为“设计轮辋(DesignRim)”，或者若为ETRTO，则设为“测量轮辋(Measuring Rim)”。“正规内压”是指，在包括轮胎所基于的规格的规格体系中，各规格按每个轮胎规定的气压，若为JATMA，则为最高气压，若为TRA，则为表“各种冷充气压力下的轮胎道路极限(TIRE ROAD LIMITS AT VARIOUS COLDINFLATION PRESSURES)”所述的最大值，若为ETRTO，则为“充气压力(INFLATIONPRESSURE)”，但在轮胎为轿车用的情况下，设为180kPa。“正规载荷”是在包括轮胎所基于的规格的规格体系中，各规格根据每个轮胎而进行规定的载荷，若为JATMA，则为最大负载能力，若为TRA，则为表“各种冷充气压力下的轮胎道路极限(TIRE ROAD LIMITS AT VARIOUSCOLD INFLATION PRESSURES)”所述的最大值，若为ETRTO，则为“载荷能力(LOADCAPACITY)”，但在轮胎为轿车用的情况下，设为相当于所述载荷的88％的载荷。

附图说明

图1是表示由本发明的实施方式构成的充气轮胎的子午线剖视图。

图2是表示由本发明的其他实施方式构成的充气轮胎的子午线剖视图。

图3是表示用于图2的充气轮胎的胎圈芯的剖视图。

图4的(a)～图4的(c)是表示用于图2的充气轮胎的胎圈芯的变形例的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的构成进行详细说明。图1示出由本发明的实施方式构成的充气轮胎。在图1中，CL为轮胎赤道，E为接地端，TCW为接地宽度。

如图1所示，本实施方式的充气轮胎具备：胎面部1，沿轮胎周向延伸而呈环状；一对侧壁部2、2，配置于该胎面部1的两侧；以及一对胎圈部3、3，配置于这些侧壁部2的轮胎径向内侧。

在一对胎圈部3、3间装架有胎体层4。该胎体层4包括沿轮胎径向延伸的多条增强帘线，在配置于各胎圈部3的胎圈芯5的周围从轮胎内侧向外侧折回。在胎圈芯5的外周上配置有由剖面三角形状的橡胶组合物构成的胎边芯6。胎圈芯5由沿轮胎周向卷绕的至少一根胎圈钢丝构成，但在图1中描绘了简化的构造。

另一方面，在胎面部1的胎体层4的外周侧埋设有多层带束层7。这些带束层7包括相对于轮胎周向倾斜的多条增强帘线，且在层间增强帘线配置为相互交叉。在带束层7中，增强帘线相对于轮胎周向的倾斜角度设定在例如10°～40°的范围中。作为带束层7的增强帘线优选使用钢帘线。在带束层7的外周侧，以高速耐久性的提高为目的，配置有至少一层带束覆盖层8，该带束覆盖层8将增强帘线相对于轮胎周向以例如5°以下的角度排列。作为带束覆盖层8的增强帘线优选使用尼龙、芳纶等有机纤维帘线。

在上述充气轮胎中，在胎面部1的胎体层4、带束层7以及带束覆盖层8的外侧配置有胎面橡胶层11。在侧壁部2的胎体层4的外侧配置有胎侧橡胶层12。在胎圈部3的胎体层4的外侧配置有轮辋缓冲橡胶层13。而且，在轮胎内表面沿胎体层4配置有内衬层14。此外，在胎面部1形成有包括沿轮胎周向延伸的多条主槽21的各种槽。

在上述充气轮胎中，如图1所示，胎面部1的子午线剖面的胎面半径TR设定在600mm～1700mm的范围中，胎面部1的接地宽度TCW设定在轮胎剖面宽度SW的60％～90％的范围中，将在胎圈部3的胎圈芯5的外周上配置的胎边芯6的高度BFH设定在轮胎剖面高度SH的30％以下的范围中。

在上述的充气轮胎中，通过采用由胎面半径TR规定的平坦的胎面轮廓，并且扩大胎面部1的接地宽度TCW，能够增大胎面部1的接地面积，改善制动性能。并且，通过降低胎边芯6的高度BFH而降低轮胎的纵向弹簧常数，使侧壁部2容易挠曲，因此能够相对地减少在胎面部1的能量损失，降低滚动阻力。此外，促进侧壁部2的挠曲会使制动时的接地面积增加，有助于制动性能的改善。由此，能够改善在干燥路面、潮湿路面的制动性能，并且降低滚动阻力。

在此，若胎面部1的子午线剖面的胎面半径TR比600mm小，则接地面积变得不充分，相反，若比1700mm大，则中央区域的接地性恶化，因此制动性能的改善效果降低。特别是，胎面半径TR在800mm～1500mm的范围为好。

此外，若胎面部1的接地宽度TCW比轮胎剖面宽度SW的60％小，则接地面积变得不充分，相反，若比90％大，则胎肩区域的接地性提高，另一方面，中央区域的接地性恶化，因此制动性能的改善效果降低。特别是，胎面部1的接地宽度TCW在轮胎剖面宽度SW的70％～80％的范围为好。

而且，若胎边芯6的高度BFH比轮胎剖面高度SH的30％大，则无法获得滚动阻力的降低效果。特别是，胎边芯6的高度BFH在轮胎剖面高度SH的10％～20％的范围为好。需要说明的是，胎边芯6的高度BFH也可以为轮胎剖面高度SH的0％(即，没有胎边芯6的构造)。

在上述充气轮胎中，从胎踵位置至轮胎最大宽度位置Pmax的轮胎径向的高度Hmax在轮胎剖面高度SH的50％～60％的范围为好。通过将轮胎最大宽度位置Pmax配置于上述范围而降低轮胎的纵向弹簧常数，使侧壁部2容易挠曲，因此能够相对地减少在胎面部1的能量损失，降低滚动阻力。而且，通过侧壁部2挠曲，能够使接地面积增加。在此，若轮胎最大宽度位置Pmax位于比轮胎剖面高度SH的50％的位置靠轮胎径向内侧，则纵向弹簧常数的降低效果降低，相反，若位于比轮胎剖面高度SH的60％的位置靠轮胎径向外侧，则在轮胎构造中产生不合理，因此耐久性降低。特别理想的是，从胎踵位置至轮胎最大宽度位置Pmax的轮胎径向的高度Hmax在轮胎剖面高度SH的52％～56％的范围中。

在上述充气轮胎中，轮胎最大宽度位置Pmax处的比胎体层4靠外侧的橡胶厚度T为1mm～4mm为好。通过减小轮胎最大宽度位置Pmax处的比胎体层4靠外侧的橡胶厚度T，能够降低轮胎的纵向弹簧常数，增加接地面积，并且减少在侧壁部2的能量损失，降低滚动阻力。在此，若橡胶厚度T比1mm小，则耐切割性降低，相反，若比4mm大，则在侧壁部2的能量损失变大。特别理想的是，橡胶厚度T为2mm～3mm。

在上述充气轮胎中，胎面部1的中央部的橡胶厚度Gc与胎面部1的胎肩部的橡胶厚度Gs满足Gc≥Gs的关系，这些橡胶厚度Gc、Gs分别设定为轮胎剖面高度SH的2％～10％为好。通过像如此使胎面部1变薄，能够降低胎面部1的面外弯曲刚性，增加接地面积。此外，通过在胎面部1采用tanδ低的胎冠混炼胶，能够减少磁滞损耗，降低滚动阻力。

在此，若胎面部1的橡胶厚度Gc、Gs比轮胎剖面高度SH的2％小，则磨耗寿命变得不充分，相反，若比10％大，则由接地面积的增加导致的制动性能的改善效果会降低。特别理想是，胎面部1的橡胶厚度Gc、Gs分别为轮胎剖面高度SH的3％～7％。需要说明的是，胎面部1的中央部的橡胶厚度Gc是在轮胎赤道CL的位置或以其为基准的位置(例如，在轮胎赤道CL上配置有主槽的情况下，最靠近轮胎赤道CL的位置)沿踏面的法线方向测定的橡胶厚度，胎面部1的胎肩部的橡胶厚度Gs是在接地端E的位置沿踏面的法线方向测定的橡胶厚度。这些橡胶厚度Gc、Gs均为位于比带束层7、带束覆盖层8这样的增强层靠外侧的橡胶部分的厚度。

在上述充气轮胎中，胎体层4的卷起高度TUH为轮胎剖面高度SH的10％～40％为好。通过如此降低胎体层4的卷起高度TUH，能够降低轮胎的纵向弹簧常数，增加接地面积，并且降低滚动阻力。在此，若胎体层4的卷起高度TUH比轮胎剖面高度SH的10％小，则胎圈部3周围的刚性变得不充分，相反，若比40％大，则纵向弹簧常数的降低效果会降低。特别理想的是，胎体层4的卷起高度TUH为轮胎剖面高度SH的20％～30％。

图2示出由本发明的其他实施方式构成的充气轮胎，图3示出用于此充气轮胎的胎圈芯。在图2中，对与图1相同的物体标注相同的附图标记，省略此部分的详细说明。在本实施方式中，与前述的实施方式相比仅变更胎圈部3的构造。

如图2和图3所示，胎圈芯5由沿轮胎周向卷绕的至少一根胎圈钢丝5A构成，在轮胎子午线剖面中，胎圈钢丝5A的多个环绕部分形成在轮胎径向重叠的多层。在图示的例子中，具有从轮胎径向最内侧依次层叠有包括三列环绕部分的层、包括四列环绕部分的层、包括三列环绕部分的层、包括两列环绕部分的层、包括一列环绕部分的层共计五层的构造。其中具有最大宽度BW的层(即，包括四列环绕部分的层)位于比胎圈芯5的高度方向中央位置靠轮胎径向内侧。在轮胎子午线剖面中，由胎圈钢丝5A的多个环绕部分的共同切线形成的胎圈芯5的外廓形状50呈在轮胎径向外侧具有单一的顶点51的多边形，夹着此顶点51的两边所成的角度θ为锐角。就是说，作为胎圈芯5整体，具有宽度从成为最大宽度BW的部位朝向轮胎径向外侧逐渐变窄的尖细形状。在图2中，在胎圈芯5的外周上未配置有胎边芯6，在胎圈芯5的周围卷起的胎体层4成为其主体部分与卷起部分在胎圈芯5的顶点51的位置相互抵接的构造。

通过采用具有这样的外廓形状的胎圈芯5，即使在减小胎边芯6或没有胎边芯6的情况下，也能够形成良好的胎体线。因此，能够谋求制动性能的改善和滚动阻力的降低，并且发挥优异的轮胎性能。特别是，如图3所示，外廓形状50呈五边形，胎圈钢丝5A的环绕部分的位置在层间沿轮胎宽度方向偏移，具有轮胎径向最外侧的层包括单一的环绕部分的构造的胎圈芯5能够发挥良好的形状稳定性。

图4的(a)～图4的(c)示出用于图2的充气轮胎的胎圈芯的变形例。在图4的(a)～图4的(c)中，胎圈芯5由沿轮胎周向卷绕的至少一根胎圈钢丝5A构成，在轮胎子午线剖面中，胎圈钢丝5A的多个环绕部分形成在轮胎径向重叠的多层，其中具有最大宽度BW的层位于比胎圈芯5的高度方向中央位置靠轮胎径向内侧，在轮胎子午线剖面中，由胎圈钢丝5A的多个环绕部分的共同切线形成的胎圈芯5的外廓形状50呈在轮胎径向外侧具有单一的顶点51的多边形，夹着此顶点51的两边所成的角度θ为锐角。特别是，在图4的(a)中，外廓形状50呈三角形，在图4的(b)中，外廓形状50呈四边形，在图4的(c)中，外廓形状50呈五边形。这样的胎圈芯5也是有用的。

实施例

制作了以往例、实施例1～12以及比较例1～4的轮胎，该轮胎的轮胎尺寸为205/60R16 92V，具备胎面部、一对侧壁部以及一对胎圈部，在一对胎圈部间装架有胎体层，该胎体层在各胎圈部的胎圈芯的周围从轮胎内侧向外侧卷起，该轮胎如表1那样设定：胎面半径TR；接地宽度TCW与轮胎剖面宽度SW的比率(TCW/SW×100％)；胎边芯高度BFH与轮胎剖面高度SH的比率(BFH/SH×100％)；轮胎最大宽度位置Pmax的高度Hmax相对于轮胎剖面高度SH(Hmax/SH×100％)；轮胎最大宽度位置Pmax处的橡胶厚度T；胎面部的中央部的橡胶厚度Gc与轮胎剖面高度SH的比率(Gc/SH×100％)；胎面部的胎肩部的橡胶厚度Gs与轮胎剖面高度SH的比率(Gs/SH×100％)；胎体层的卷起高度TUH与轮胎剖面高度SH的比率(TUH/SH×100％)；以及胎圈芯的构造(图1或图2)。

通过下述试验方法针对这些试验轮胎来评价制动性能和滚动阻力，将其结果一并示于表1。

制动性能：

将试验轮胎组装于轮辋尺寸16×6.0J的车轮，装接于排气量1500cc的前轮驱动车，在将气压设为180kPa，相当于两名乘车者的载荷条件下，在由干燥路面构成的测试跑道中从以速度100km/h的行驶状态开始进行ABS制动，测定其制动距离。评价结果使用计测值的倒数，以将以往例设为100的指数来表示。该指数值越大，则意味着在干燥路面的制动性能越优异。

滚动阻力：

将各试验轮胎组装到轮辋尺寸为16×6.0J的车轮上，装接于滚动阻力试验机上，在气压230kPa、载荷4.5kN、速度80km/h的条件下进行三十分钟的预备行驶后，在相同条件下测定滚动阻力。评价结果使用测定值的倒数，以将以往例设为100的指数来表示。该指数值越大，则意味着滚动阻力越小。

由该表1可知，实施例1～12的轮胎在与以往例的对比中，能够改善制动性能，降低滚动阻力。另一方面，比较例1～4的轮胎不满足规定的尺寸条件，因此无法充分地获得制动性能的改善效果。

附图标记说明

1 胎面部

2 侧壁部

3 胎圈部

4 胎体层

5 胎圈芯

6 胎边芯

7 带束层

8 带束覆盖层

11 胎面橡胶层

12 胎侧橡胶层

13 轮辋缓冲橡胶层

14 内衬层

CL 轮胎赤道

Claims

1.一种充气轮胎，具备：胎面部，沿轮胎周向延伸而呈环状；一对侧壁部，配置于该胎面部的两侧；以及一对胎圈部，配置于这些侧壁部的轮胎外径方向内侧，在该一对胎圈部间装架有胎体层，该胎体层在各胎圈部的胎圈芯的周围从轮胎内侧向外侧卷起，所述充气轮胎的特征在于，

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

轮胎最大宽度位置在轮胎剖面高度的50％～60％的范围。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，

所述侧壁部的轮胎最大宽度位置处的橡胶厚度为1mm～4mm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，

所述胎面部的中央部的橡胶厚度Gc与所述胎面部的胎肩部的橡胶厚度Gs满足Gc≥Gs的关系，所述胎面部的橡胶厚度Gc、Gs分别为轮胎剖面高度的2％～10％。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，

所述胎体层的卷起高度为轮胎剖面高度的10％～40％。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，

所述胎圈芯由沿轮胎周向卷绕的至少一根胎圈钢丝构成，在轮胎子午线剖面中，所述胎圈钢丝的多个环绕部分形成在轮胎径向重叠的多层，其中具有最大宽度的层位于比所述胎圈芯的高度方向中央位置靠轮胎径向内侧，在轮胎子午线剖面中，由所述胎圈钢丝的多个环绕部分的共同切线形成的所述胎圈芯的外廓形状呈在轮胎径向外侧具有单一的顶点的多边形，夹着所述顶点的两边所成的角度为锐角。