充气轮胎 【技术领域】
本发明涉及充气轮胎， 详细而言， 本发明涉及具备轮辋保护部的轮胎。背景技术 轮胎是安装于轮辋后使用。 轮辋具备边圈。 在有人行道的道路上， 在车行道与人行 道之间铺设路缘石。 当车辆靠近路肩时， 轮辋边圈有时会与路缘石接触。 由于接触可能会损 伤轮辋。有在路面上铺设反光道钉的道路。当轮胎越过该反光道钉时， 由于轮胎过度地变 形有时会使轮辋边圈碰撞到反光道钉。该碰撞可能会损伤轮辋。在扁率较小的轮胎中， 路 面与轮辋边圈的距离较短。在安装有扁率较小的轮胎的轮辋中， 边圈易与路缘石接触。在 安装有扁率较小的轮胎的轮辋中， 边圈易与反光道钉碰撞。
图 3 表示以往的轮胎 2。该轮胎 2 的侧部 4 具备胎侧部 6 和卷边部 8。该侧部 4 朝向轴向外侧以倾斜状突出。利用该突出形成轮辋保护部 10。在车辆靠近路肩时， 轮辋保 护部 10 先于轮辋边圈 12 与路缘石接触。在轮胎 2 越过反光道钉时， 轮辋保护部 10 介于反 光道钉与轮辋边圈 12 之间。轮辋保护部 10 能够防止轮辋边圈 12 的损伤。具备轮辋保护 部的轮胎在日本特开 2003-326921 公报中被公开。
专利文献 1 ： 日本特开 2003-326921 公报
在图 3 所示的轮胎 2 中， 轮辋保护部 10 由胎侧部 6 的一部分和卷边部的一部分构 成。轮辋保护部 10 的大半是卷边部 8。通常卷边部 8 由高硬度的橡胶构成。因此轮辋保护 部 10 的刚性较大。具备该轮辋保护部 10 的轮胎 2 的滚动阻力较大。因此， 该轮胎 2 阻碍 车辆的低燃料消耗性能。轮辋保护部 10 导致轮胎 2 有过大的纵向刚性。因此该轮胎 2 的 乘车舒适性较差。轮辋保护部 10 导致轮胎 2 的侧部 4 的不均匀变形。因此该轮胎 2 的操 纵稳定性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高品质并且能够防止轮辋边圈损伤的充气轮胎。
本发明涉及的充气轮胎具备 ： 其外表面形成胎面的胎面部、 分别位于比该胎面部 的端部略靠径向内侧的一对胎圈、 架设在一侧的胎圈与另一侧的胎圈之间在径向上位于上 述胎面部内侧的胎体、 以及分别在轴向上位于上述胎体外侧的一对侧部。各侧部具有朝向 轴向外侧以倾斜状突出的轮辋保护部。 侧部在轮辋保护部的附近具有由软质橡胶形成的插 入体。
侧部可以具有胎侧部和卷边部。优选地， 插入体被该胎侧部或者卷边部覆盖。
优选地， 插入体的 JIS-A 硬度 H2 小于卷边部的 JIS-A 硬度 H1。优选地， 硬度 H1 与 硬度 H2 之差 H1-H2 为 2 以上。 优选地， 侧部的表面与插入体的距离的最小值为 1.0mm 以上。
在本发明涉及的充气轮胎中， 轮辋保护部能够防止轮辋边圈的损伤。由于该轮胎 包括由软质橡胶构成的插入体， 因此滚动阻力较小， 乘车舒适性和操纵稳定性能优越。附图说明 图 1 是表示本发明的一个实施方式涉及的充气轮胎的局部的剖视图。
图 2 是表示图 1 的轮胎的局部放大剖视图。
图 3 是表示以往的轮胎的局部的剖视图。
图中符号说明 ：
16... 充气轮胎 ； 18... 胎面 ； 22... 胎圈 ； 24... 胎体 ； 26... 支承层 ； 28... 带束 层； 30... 束带层 ； 36... 侧部 ； 50... 轮辋保护部 ； 56... 胎侧部 ； 58... 卷边部 ； 60... 插入 体。
具体实施方式
以下， 参照适宜的附图， 并基于优选实施方式详细地说明本发明。
图 1 和图 2 表示的轮胎 16 具备 ： 胎面部 18、 胎面侧面 20、 胎圈 22、 胎体 24、 支承层 26、 带束层 28、 束带层 30、 内衬层 32、 胎圈包布 34 以及侧部 36。 该轮胎 16 是无内胎型轮胎。 图 1 表示的中心线 CL 表示轮胎 16 的赤道。该轮胎 16 具有相对于赤道 CL 大致左右对称的 形状。图 2 还表示该轮胎 16 所安装的轮辋的边圈 38。 胎面部 18 由抗磨损性优越的交联橡胶形成。胎面部 18 朝向径向外侧呈凸状。胎 面部 18 具备胎面。该胎面与路面接地。
胎圈 22 位于比胎面部 18 的端部略靠径向内侧。胎圈 22 具备 ： 胎圈芯 40 和从该 胎圈芯 40 向径向外侧延伸的三角胶 42。胎圈芯 40 为环状。胎圈芯 40 由非伸缩性钢丝卷 绕而成。胎圈芯 40 代表性地是使用钢制钢丝。三角胶 42 朝向径向外侧前端变细。三角胶 42 由高硬度的交联橡胶形成。
胎体 24 在径向上位于胎面部 18 的内侧。胎体 24 由胎体帘布 44 形成。胎体帘布 44 架设在两侧的胎圈 22 之间。胎体帘布 44 绕胎圈芯 40 从轴向内侧向外侧折返。虽未图 示， 然而胎体帘布 44 由并排的多条帘线和贴胶形成。各帘线相对于赤道面所成的角度的绝 对值通常为 70°至 90°。换而言之， 该胎体 24 具有子午线构造。
支承层 26 位于胎体 24 的轴向内侧。支承层 26 被胎体 24 和内衬层 32 夹持。如 图 2 所示， 支承层 26 在径向上朝向内侧前端变细且朝向外侧前端也变细。该支承层 26 是 类似于月牙的形状。支承层 26 由高硬度的交联橡胶形成。在轮胎 16 爆胎时由该支承层支 承荷载。支承层 26 并非必须。
带束层 28 位于胎体 24 的径向外侧。带束层 28 与胎体 24 层叠。带束层 28 用于 加强胎体 24。带束层 28 由内侧层 46 和外侧层 48 形成。虽未图示但内侧层 46 和外侧层 48 分别由并排的多条帘线和贴胶形成。各帘线相对于赤道面倾斜。倾斜角度的绝对值为 10°以上 35°以下。内侧层 46 的帘线倾斜方向与外侧层 48 的帘线倾斜方向相反。
束带层 30 覆盖带束层 28。虽未图示然而该束带层 30 由帘线和贴胶形成。帘线实 质上沿周向延伸并卷绕成螺旋状。束带层 30 具有所谓的无接头构造。由于带束层 28 被该 帘线束缚， 因此能够抑制带束层 28 翘起。
侧部 36 在轴向上位于胎体 24 的外侧。侧部 36 朝向轴向外侧以倾斜状突出。利 用该突出而在侧部 36 上形成轮辋保护部 50。轮辋保护部 50 的端面 52 在轴向上位于比边 圈 38 的端部 54 更靠外侧。
当驾驶员转动车辆的转向盘使车辆靠近路肩时， 轮辋保护部 50 与路缘石接触。该 接触会对转向盘产生反力。驾驶员通过该反力而察觉到路缘石与轮胎 16 的接触。驾驶员 反向转动转向盘来避免轮辋边圈 38 与路缘石接触。轮辋保护部 50 能够防止边圈 38 的损 伤。
在轮胎 16 越过反光道钉而大幅度地变形时， 轮辋保护部 50 介于反光道钉与边圈 38 之间。借助轮辋保护部 50 能够防止边圈 38 与反光道钉的碰撞。轮辋保护部 50 能够防 止边圈 38 的损伤。
侧部 36 具有胎侧部 56、 卷边部 58 以及插入体 60。胎侧部 56 从胎面部 18 的端部 略向径向内侧延伸。该胎侧部 56 由交联橡胶形成。胎侧部 56 能够通过变形而吸收来自路 面的冲击。此外胎侧部 56 能够防止胎体 24 的外伤。卷边部 58 由高硬度的交联橡胶形成。 如图 2 所示， 卷边部 58 与边圈 38 抵接。
插入体 60 大致为三角形。插入体 60 朝向轴向外侧是锥状。插入体 60 被胎体 24、 胎侧部 56 以及卷边部 58 包围。插入体 60 可以与胎体 24 分离。
插入体 60 由软质橡胶形成。由于侧部 36 具有插入体 60， 因此不论轮辋保护部 50 存在与否， 都不会使侧部 36 的刚性过大。不论侧部 36 是否具有轮辋保护部 50， 该轮胎 16 的滚动阻力均较小。因此该轮胎 16 能够有助于车辆的低燃料消耗性能。不论侧部 36 是否 具有轮辋保护部 50， 该轮胎 16 的纵向刚性均较小。因此该轮胎 16 的乘车舒适性优越。不 论侧部 36 是否具有轮辋保护部 50， 该侧部 36 的变形都均匀。因此， 该轮胎 16 的操纵稳定 性优越。
插入体 60 通过将橡胶组成物交联而获得。作为该橡胶组成物的原料橡胶， 例示 有： 天然橡胶 (NR)、 环氧化天然橡胶 (ENR)、 聚丁二烯 (BR)、 苯乙烯 - 丁二烯聚合物 (SBR)、 聚异戊二烯 (IR)、 异丁烯 - 异戊二烯聚合物 (IIR)、 丙烯腈 - 丁二烯聚合物 (SIBR)、 苯乙 烯 - 异戊二烯聚合物以及异戊二烯 - 丁二烯聚合物。也可以同时使用两种以上橡胶。根据 抗裂缝性和加工性的观点， 优选二烯烃类橡胶。二烯烃类橡胶量相对于原料橡胶总量的比 率， 优选为质量的 40％以上， 更优选为质量的 60％以上。
该橡胶组成物包括硫磺。通过硫磺使橡胶分子彼此交联。也可以与硫磺同时使用 其他的交联剂， 或者代替硫磺而使用其他的交联剂。还可以通过电子束进行交联。
优选地， 该橡胶组成物包括硫磺和硫化促进剂。 可以用亚磺酰胺类硫化促进剂、 胍 类硫化促进剂、 噻唑类硫化促进剂、 福双美 (thiram) 类硫化促进剂、 二硫代氨基甲酸盐类 硫化促进剂等。优选的促进剂为亚磺酰胺类硫化促进剂。作为亚磺酰胺类硫化促进剂的具 体例子可列举出 ： N- 环己基 -2- 苯并噻唑亚磺酰胺、 N- 叔丁基 -2- 苯并噻唑亚磺酰胺、 N， N′ - 二环己基 -2- 苯并噻唑亚磺酰胺。
该橡胶组成物包括加强材料。代表性的加强材料是碳黑。可以用 FEF、 GPF、 HAF、 ISAF、 SAF 等。根据插入体 60 的强度的观点， 优选地， 相对于原料橡胶 100 质量份， 碳黑的 量为 5 质量份以上， 特别优选为 10 质量份以上。根据插入体 60 的软质的观点， 优选地， 碳 黑的量为 50 质量份以下， 特别优选为 40 质量份以下。也可以与碳黑同时使用二氧化硅， 或 者代替碳黑而使用二氧化硅。可以用干式二氧化硅和湿式二氧化硅。
该橡胶组成物含有软化剂。作为优选的软化剂， 例示有 ： 石蜡类工艺用油、 环烷类 工艺用油、 以及芳香族类工艺用油。根据插入体 60 的软质的观点， 优选地， 相对于原料橡胶100 质量份， 软化剂的量为 10 质量份以上， 特别优选为 20 质量份以上。根据插入体 60 的强 度的观点， 优选地， 软化剂的量为 40 质量份以下， 特别优选为 30 质量份以下。
可以根据需要在橡胶组成物中添加硬脂酸、 氧化锌、 抗氧化剂、 蜡、 交联助剂等。
如上所述， 插入体 60 是软质的。通过将碳黑的量设定得较少从而能够实现插入体 60 的软质。通过将软化剂的量设定得较多从而能够实现插入体 60 的软质。
优选地， 用 JIS-A 型硬度计测量的插入体 60 的硬度 H2 为 70 以下。借助硬度 H2 为 70 以下的插入体 60 就能够实现侧部 36 的低刚性。根据该观点， 硬度 H2 特别优选为 65 以下。硬度 H2 优选为 50 以上。硬度 H2 是通过将 JIS-A 型硬度计按压于图 2 所示的截面 所测量的。测量时的温度为 23℃。
根据兼顾插入体 60 的软质和卷边部 58 的高刚性的观点， 卷边部 58 的硬度 H1 与 插入体 60 的硬度 H2 之差 H1-H2 优选为 2 以上， 特别优选为 5 以上。差值 H1-H2 优选为 25 以下。硬度 H1 是通过将 JIS-A 型硬度计按压于图 2 所示的截面所测量的。测量时的温度 为 23℃。
根据低燃料消耗的观点， 插入体 60 的损失正切 (tanδ) 优选为 0.10 以上， 特别优 选为 0.13 以上。损失正切优选为 0.20 以下。损失正切是依据 “JIS K 6394” 的规定所测 量的。测量条件如下。 粘弹性分光仪 ： 岩本制作所的 “VESF-3”
初始形变 ： 10％
动形变 ： ±1％
频率 ： 5Hz
变形模式 ： 拉伸
测量温度 ： 100℃
从图 2 可知， 插入体 60 的径向内侧面 62 被卷边部 58 覆盖。插入体 60 的径向外 侧面 64 被胎侧部 56 覆盖。插入体 60 不露出到侧部 36 的表面。插入体 60 被卷边部 58 和 胎侧部 56 保护。内侧面 62 和外侧面 64 也可以被卷边部 58 覆盖， 内侧面 62 和外侧面 64 还可以被胎侧部 56 覆盖。
侧部 36 的表面与插入体 60 的距离 ( 在图 1 中用符号 t 表示 ) 的最小值优选为 1.0mm 以上。在该距离为 1.0mm 以上的轮胎 16 中， 插入体 60 不易损伤。根据该观点， 该距 离优选为 1.5mm 以上， 特别优选为 2.0mm 以上。 根据插入体 60 能够具有足够的体积的观点， 该距离优选为 5.0mm 以下。
在插入体 60 具有足够的体积的轮胎 16 中， 能够实现侧部 36 的低刚性。根据该观 2 点， 插入体 60 的截面积优选为 50mm 以上， 特别优选为 70mm2 以上。 截面积优选为 200mm2 以 下。截面积是在图 2 所示的截面中测量的。
图 1 中用符号 BL 表示的是基准线。基准线 BL 经过胎圈芯 40 的径向内端沿轴向 延伸。用符号 Ha 表示的是距离基准线的轮胎 16 的高度， 用符号 Hb 表示的是插入体 60 距 离基准线的高度。根据低燃料消耗性能、 操纵稳定性以及乘车舒适性的观点， 高度 Hb 相对 于高度 Ha 的比率优选为 50％以下， 特别优选为 45％以下。该比率优选为 20％以上。
具有上述尺寸的插入体 60 在各种尺寸的轮胎 16 中均能够发挥上述效果。特别是 在扁率较小的轿车轮胎 16 中， 插入体 60 能够发挥上述效果。 扁率优选为 50％， 特别优选为
40％以下。
在该轮胎 16 的制造中， 将胎侧部 56 用的橡胶组成物、 卷边部 58 用的橡胶组成物 以及插入体 60 用的橡胶组成物同时进行挤压。使上述橡胶组成物一体化从而获得橡胶片。 该橡胶片与其他橡胶部件一起组装而获得生胎 ( 未硫化轮胎 )。该生胎被放入模具中。生 胎的外表面与模具的型腔面抵接。 生胎的内表面与气袋或型芯抵接。 生胎在模具内被加压、 加热。通过加压和加热， 生胎的橡胶组成物产生流动。通过加热使橡胶发生交联反应从而 获得轮胎 16。利用橡胶片形成侧部 36。也可以采用绕带工法来取代挤压， 从而对侧部 36 成形。
在本发明中， 只要没有预先特殊说明， 轮胎 16 各部分的尺寸和角度， 是在将轮 胎 16 组装于正规轮辋， 且向轮胎 16 填充空气使其处于正规内压的状态下测量的。测量 时不对轮胎 16 施加载荷。在本说明书中正规轮辋是指， 在轮胎 16 所依据的规格中规定 的轮辋。JATMA 规格中的 “标准轮辋” 、 TRA 规格中的 “Design Rim” 、 以及 ETRTO 规格中的 “Measuring Rim” 是正规轮辋。在本说明书中正规内压是指， 在轮胎 16 所依据的规格中规 定的内压。JATMA 规格中的 “最高空气压” 、 TRA 规格中的 “TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATIONPRESSURES” 所记载的 “最大值” 、 ETRTO 规格中的 “INFLATIONPRESSURE” ， 是 正规内压。在轿车用轮胎的情况下， 是在内压为 180kPa 的状态下测量尺寸和角度。
实施例 以上， 虽然通过实施例明确了本发明的效果， 然而不应基于该实施例限定地解释本发明。 实施例 1
试制了具有图 1 和图 2 所示的构造的轿车用轮胎。该轮胎的尺寸是 “245/40R18” 。 该轮胎的胎侧部的 JIS-A 硬度是 58。卷边部的硬度 H1 是 75， 插入体的硬度 H2 是 60。距离 t 的最小值是 2.0mm。卷边部和插入体的橡胶组成物的详细情况表示于下表 1。
表1：
表 1 实施例 1 的橡胶组成物 ( 质量份 )
卷边部 天然橡胶 聚丁二烯 碳黑 油 蜡 抗氧化剂 硬脂酸7插入体 50 50 50 30 1.2 2.4 1.050 50 60 10 1.2 2.4 1.0102029865 A CN 102029867说氧化锌 硫磺 硫化促进剂 硬度 (JIS-A) 损失正切明书3.0 1.0 2.0 60 0.136/9 页3.0 1.0 2.0 75 0.13天然橡胶 ： RSS#3
聚丁二烯 ： 日本瑞翁 (Zeon) 公司的商品名为 “Nipol1220” ， (Cis 含量 96.5％ )
碳黑 ： 卡博特日本 (CABOT JAPAN) 公司的商品名 “昭和炭黑 N220”
油： 出光兴产公司的商品名 “DIANA 工艺用油 AH24”
蜡： 大内新兴化学工业公司的商品名 “SUNNOC WAX”
抗氧化剂 ： N-(1， 3- 二甲基丁基 )N′ - 苯基对苯二胺
大内新兴化学工业公司的商品名 “NOCRAC 6C”
硬脂酸 ： 日油公司的硬脂酸
氧化锌 ： 三井金属矿物公司的商品名 “氧化锌 1 号”
硫磺 ： 鹤见化学公司的粉末硫磺
硫化促进剂 ： N- 叔丁基 -2- 苯并噻唑亚磺酰胺
大内新兴化学工业公司的商品名 “NOCCELER-NS”
实施例 4 ～ 6
除了距离 t 的最小值如下述表 2 所示以外， 其余与实施例 1 相同， 由此获得了实施 例 4 ～ 6 的轮胎。
实施例 3
除了改变碳黑和油的量且插入体的损失正切如下述表 2 所示以外， 其余与实施例 1 相同， 由此获得了实施例 3 的轮胎。
实施例 2、 7、 8 以及比较例
除了改变碳黑和油的量且插入体的硬度 H2 如下述表 2 所示以外， 其余与实施例 1 相同， 由此获得了实施例 2、 7、 8 以及比较例的轮胎。
行驶试验
将轮胎组装于正规轮辋， 并对该轮胎填充空气使其内压为 230kPa。将该轮胎安装 在排气量为 4300cc 的轿车上。驾驶员在竞赛车道上驾驶该轿车并评价了操纵稳定性和乘 车舒适性。该结果以指数表示于下述的表 2。数值越大越优越。
滚动阻力
用滚动阻力试验机， 在以下的测量条件下测量了滚动阻力。
使用轮辋 ： 18×8.5-J
内压 ： 200kPa
荷载 ： 4.6kN
速度 ： 80km/h
该结果以指数表示于下述的表 2。数值越小越优越。 胎圈的耐久性 用鼓试验机， 在以下的测量条件下转动轮胎。 使用轮辋 ： 18×8.5-J 内压 ： 200kPa 荷载 ： 6.9kN 速度 ： 60km/h 测量了胎圈发生损伤为止所用的时间。该结果以指数表示于下述的表 2。 表2：
如表 2 所示， 实施例的轮胎各性能均优越。根据该评价结果可明确本发明的优越性。产业上的可利用性 本发明涉及的轮胎能够安装于各种车辆。