專利名稱：車輪輪輞、以及使用該車輪輪輞的車輪和車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種構(gòu)造成通過在行駛過程中降低輪胎的溫度來提高輪胎的耐久性的車輪輪輞，并且涉及使用該車輪輪輞的車輪和車輛。
背景技術(shù)：
輪胎在行駛過程中反復(fù)地?fù)锨?，并且在輪胎的橡膠部分中產(chǎn)生熱。由于產(chǎn)生熱，因此該熱使橡膠部分劣化；最終，造成輪胎破壞。這種破壞從在行駛過程中高度變形的輪胎的側(cè)部部分和胎圈部分產(chǎn)生。為了防止輪胎的破壞，本領(lǐng)域的技術(shù)人員先前試圖降低變形量。 例如，提出了如下方法使用硬質(zhì)橡膠用于定位在胎圈部分中的胎圈三角膠的方法增大胎圈三角膠的尺寸的方法，利用由簾線材料制成的胎邊芯增強(qiáng)胎圈部分的方法，和/或改善胎體簾線的剛性的方法。然而，上述方法中的每一個都具有增加的輪胎重量和縱向的彈簧常數(shù)。在傳統(tǒng)的方法中存在如下問題，即增加車輛的簧下重量、劣化操縱穩(wěn)定性以及導(dǎo)致乘坐舒適性和燃料效率的劣化。因此，本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)真地研究以降低在行駛過程中的輪胎的溫度的增加，并且特別地注意到從輪胎至車輛的熱輻射。換言之，發(fā)現(xiàn)當(dāng)在由金屬材料制成的車輛的表面的至少一部分上設(shè)有具有高的熱放射率的覆層時，從輪胎輻射的紅外線(熱能)被有效地從覆層傳遞至車輛并且被釋放至外部空氣；并且完成了本發(fā)明。下面是本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)。 專利文獻(xiàn)1 日本未審查專利申請公報(bào)No. 2009-73247。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明待解決的問題因此，考慮到上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種車輪輪輞，其使得能夠通過將熱能從輪胎有效地傳遞至車輪輪輞并且通過降低輪胎的溫度來改善輪胎的耐久性，并且提供使用該車輪輪輞的車輪以及車輛。解決問題的手段根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求1，在其上安裝充氣輪胎的金屬的車輪輪輞的特征在于，在車輪輪輞的表面的至少一部分上形成具有高的熱放射率的覆層。根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求2，在如權(quán)利要求1所述的車輪輪輞中，覆層是黑色的涂覆覆層。根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求3，在如權(quán)利要求1或2所述的車輪輪輞中，覆層具有不小于0. 8的熱放射率。根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求4，在如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的車輪輪輞中，覆層形成于在輪胎安裝狀態(tài)下不暴露于外部空氣的第一表面上。根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求5，如權(quán)利要求4所述的車輪輪輞包括一對輪輞片部分，輪輞片部分在輪胎的沿軸向方向的兩個外側(cè)部分上定位，并且所述充氣輪胎的胎圈部分安裝到所述一對輪輞片部分上，并且大致圓筒狀的本體部分在所述一對輪輞片部分之間延伸。 并且，第一表面是所述本體部分的外周表面。根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求6，在如權(quán)利要求4或5所述的車輪輪輞中，覆層還形成于在輪胎安裝狀態(tài)下暴露于外部空氣的第二表面上。根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求7，一種包括安裝在如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)中所述的車輪輪輞上的充氣輪胎的車輪。
根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求8，在如權(quán)利要求7所述的車輪中，充氣輪胎是泄氣保用輪胎。根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求9，一種包括如權(quán)利要求7或8所述的車輪的車輛。本發(fā)明的效果根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)施方式，充氣輪胎安裝在金屬車輪輪輞上，并且在車輪輪輞的表面的至少一部分上形成具有高的熱放射率的覆層。因此，從輪胎輻射的熱能通過具有高的熱吸收率的覆層有效地傳遞至車輛，并且被釋放至外部。因此，能夠降低在行駛過程中的輪胎溫度的增加，并且改善輪胎的耐久性。根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的實(shí)施方式，使用黑色的涂覆覆層或具有不小于0. 8的熱放射率的覆層作為具有高的熱吸收率的覆層。這樣，因?yàn)榫哂懈叩臒岱派渎实母矊右簿哂懈叩臒嵛章剩钥隙軌虍a(chǎn)生上述效果。根據(jù)權(quán)利要求4所述的實(shí)施方式，在輪胎安裝狀態(tài)下不暴露于外部空氣的第一表面中設(shè)有覆層有助于將輪胎的熱能有效地傳遞至車輛側(cè)并且有助于抑制輪胎溫度的增加。 特別是根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)施方式，優(yōu)選地，第一表面是在輪輞片部分之間延伸的本體部分的外周表面。本體部分——其面對胎腔表面(例如，內(nèi)襯層)——能夠更有效地吸收從胎腔表面輻射的熱能。另外，根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)施方式，覆層還能夠形成于在輪胎安裝狀態(tài)下暴露于外部空氣的第二表面中。在這種情況下，由形成在第一表面的表面上的覆層吸收的來自輪胎的熱能能夠從形成在第二表面上的覆層有效地釋放至外部空氣。因此，通過車輪輪輞能夠有效地降低輪胎溫度。根據(jù)權(quán)利要求7或9所述的實(shí)施方式，上述車輪輪輞優(yōu)選地用于其上安裝有充氣輪胎的車輪和/或用于包括這種車輪的車輛。特別地，根據(jù)權(quán)利要求8所述的實(shí)施方式，當(dāng)上述充氣輪胎是易于產(chǎn)生熱的泄氣保用輪胎時，本發(fā)明具有顯著的效果。


[圖1]通過組裝輪胎和本實(shí)施方式的車輪輪輞而制造的車輪的橫截面圖。[圖2]車輪輪輞的示意性立體圖。[圖3]示出了另一實(shí)施方式的車輪輪輞的示意性立體圖。[圖4]示出了另一實(shí)施方式的車輪輪輞的示意性立體圖。附圖標(biāo)記列表1 車輪輪輞
2充氣輪胎3輪輞部分4輪輻部分5覆層Sa第一 表面Sb第二表面
具體實(shí)施例方式下文中，將參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行描述。如圖1和圖2所示，本實(shí)施方式的車輪輪輞1包括大致圓筒狀的輪輞部分3以及輪輻部分4，輪輞部分3安裝在充氣輪胎 (下文中，簡稱“輪胎”)2上，輪輻部分4從輪輞部分3的內(nèi)周表面在輪胎徑向方向上延伸。上述充氣輪胎2包括胎面部分2a ；—對胎側(cè)部分2b，所述一對胎側(cè)部分2b從兩側(cè)在輪胎徑向方向上向內(nèi)延伸；以及胎圈部分2c，所述胎圈部分2c形成在每個胎側(cè)部分2b 的內(nèi)端部中。并且，本實(shí)施方式的充氣輪胎2是泄氣保用輪胎，該泄氣保用輪胎在胎側(cè)部分 2b的胎腔表面(i)側(cè)設(shè)有具有大致新月形橫截面形狀的加強(qiáng)橡膠2r。在這種泄氣保用輪胎中，即使內(nèi)壓降低，加強(qiáng)橡膠2r也能夠支撐負(fù)載，并且車輛能夠以恒定的速度安全地(泄氣保用行駛)繼續(xù)行駛一段距離。順便提及，顯而易見，充氣輪胎2可以是非泄氣保用輪胎。上述車輪輪輞1是由金屬材料制成的。對于該金屬材料來說，例如，優(yōu)選地使用諸如鋁合金、鎂合金、鈦合金、鋼等。而且，能夠通過諸如鍛造、鑄造、切削等各種方法制造車輪輪輞1。這樣，本實(shí)施方式的車輪輪輞1不應(yīng)被認(rèn)為是限于所述材料和所述制造方法。在本實(shí)施方式中，上述輪輞部分3包括一對輪輞片部分3a和3a，所述一對輪輞片部分3a和3a定位在兩個軸向外側(cè)部分中并且輪胎2的胎圈部分2c安裝到所述一對輪輞片部分3a和3a上；輪緣部分3b，所述輪緣部分3b連接于輪輞片部分3的軸向外側(cè)、徑向向外延伸、并且支撐胎圈部分2c的外側(cè)表面；以及大致圓筒狀的本體部分3c，所述本體部分3c在輪輞片部分3a和3a之間沿軸向方向延伸。輪輞部分3在周向方向上連續(xù)地延伸，具有與環(huán)形形狀基本上相同的橫截面形狀。順便提及，根據(jù)本實(shí)施方式的車輪輪輞1的本體部分3c的兩個端部部分形成為突起的隆起部分3d，以防止胎圈部分2c的位置移動。在本實(shí)施方式中的上述輪輻部分4包括被固定至軸的輪轂部分4a以及五個輻條部分4b。五個輪條部分4b從輪轂部分4a在徑向方向上向外基本上呈放射狀延伸，并且其徑向外端部固定在輪輞部分3的內(nèi)周表面?zhèn)壬稀ｍ槺闾峒?，顯而易見，輪輻部分4的形狀可以以各種方式變形。在圖1中，右手側(cè)是車輛的外側(cè)。此外，如圖1和2中以不同的顏色示出，車輪輪輞1在表面的至少一部分中設(shè)有具有高的熱放射率的覆層5。這種覆層能夠?qū)妮喬ポ椛涞臒崮苡行У貍鬟f至車輪輪輞1側(cè)。 這樣有助于抑制在行駛過程中的輪胎溫度升高并且改善輪胎耐久性。眾所周知，上述熱放射率(紅外線熱放射率)是由具有一定波長并從一定溫度下的材料物體輻射的紅外線的能量的量值與從相同溫度下的完全黑體輻射的能量的量值之間的比率來表示。每個材料物體都輻射紅外線，也就是說輻射熱；并且其量值根據(jù)材料和表面條件而不同。而且，熱放射涉及熱吸收，并且它們以相同的比出現(xiàn)。即，熱放射率等于吸收率，并且能夠放射熱的材料物體易于吸收相等程度的熱。 為了防止在行駛過程中的輪胎溫度的增加，發(fā)明人特別地注意到能夠保持熱低于輪胎的車輛的熱放射率。換言之，發(fā)現(xiàn)當(dāng)在行駛過程中從輪胎輻射的紅外線被有效地傳送至車輛側(cè)并且連續(xù)地進(jìn)行熱移動時，通過改善車輪輪輞1的熱放射率(=吸收率)能有效地抑制輪胎溫度的增加。根據(jù)發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)，胎腔表面(i)(在內(nèi)襯層側(cè)上)是黑色的橡膠，并且熱放射率很大。盡管其熱放射率取決于表面粗糙度，但是熱放射率一般在大約0. 9至0. 95的范圍中。 然而，在傳統(tǒng)的車輛中，表面通常也被拋光加工成例如銀色的金屬色。這種車輪輪輞1具有大約0. 02至0. 05的非常低的熱放射率。進(jìn)入車輛中的熱移動根據(jù)輪胎尺寸而不同，但是即使當(dāng)用于標(biāo)準(zhǔn)轎車輪胎的輪胎具有100攝氏度的輪胎溫度時，進(jìn)入車輪輪輞中的熱移動也不大于10W/m2 ；并且實(shí)際上不出現(xiàn)由于熱放射而導(dǎo)致的熱移動。相反，根據(jù)本發(fā)明的輪胎設(shè)置在具有覆層5的車輪輪輞1中，覆層5具有高的熱放射率。在行駛過程中有效地發(fā)生從高溫輪胎2至低溫車輪輪輞1側(cè)的由于紅外線而導(dǎo)致的熱移動，并且抑制了輪胎溫度的增加。上述覆層5能夠是各種類型。最出色的覆層是黑色的覆層；并且特別優(yōu)選地是通過在車輪輪輞1的表面上附加并硬化黑色涂料而形成的黑色的涂覆覆層。這種覆層制造成本低且重量輕。對于上述涂料來說，能夠使用如下涂料例如，硅樹脂、聚酰胺酰亞胺樹酯、聚酰亞胺樹脂、氟樹脂、醇酸樹脂、聚脂樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨基甲酸乙酯樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、丙烯酸(類)樹脂、乙烯樹脂、石油樹脂、主要包括諸如聚酰胺樹脂或硝酸纖維素樹脂的樹脂的黑色的樹脂涂料、以及黑色炭黑涂料等。還能夠通過施加輻射涂料等——其具有除了黑色以外的顏色并且能夠通過硬化改善放射率——形成覆層5。而且，覆層5不限于涂覆覆層，而是，其包括以層狀形式形成在車輪輪輞1的表面上的所有方面。例如，能夠通過除了涂覆以外的方式、而是通過諸如黑色的鉻鍍層的表面加工處理、陶瓷材料的燒制以改善熱放射率、以及陶瓷片材的粘合等形成覆層5。顯而易見，上述覆層5的熱放射率大于覆蓋之前的車輪輪輞1的表面的放射率，但是熱放射率優(yōu)選地不小于0. 8、更優(yōu)選地不小于0. 85、更加優(yōu)選地不小于0. 90、最優(yōu)選地不小于0. 95。這樣，具體地限定熱放射的值有助于從輪胎2側(cè)至車輪輪輞1側(cè)的不小于IOOW/ m2的熱移動，并且能夠更加確定地抑制輪胎溫度。順便提及，能夠利用熱放射率測量儀器 (例如，由東京電子制造公司(KYOTO ELECTRONICS MANUFACTURING CO.，LTD.)制造的 D&S AERD)測量熱放射率。覆層5的厚度不是特別地限定的。通常，從輪胎2的橡膠構(gòu)件放射出具有大約3 μ m 至15 μ m的波長的紅外線。因此優(yōu)選地，確定覆層5的厚度以便能夠有效地吸收具有這種波長的紅外線。此外，當(dāng)覆層5的厚度變大時，車輪輪輞1的重量增加。根據(jù)種種實(shí)驗(yàn)，當(dāng)將黑色樹脂涂料應(yīng)用于覆層5時，覆層5的厚度優(yōu)選地在大約ΙΟμπι至30μπι的范圍中。根據(jù)本實(shí)施方式的車輪輪輞1，從輪胎2輻射的紅外線通過具有高的吸收率的覆層5被有效地傳送至車輪輪輞1，并且熱從車輪輪輞1被排放至外部空氣。這樣抑制了在行駛過程中的輪胎溫度的升高；最終，改善了輪胎的耐久性。特別是，在泄氣保用輪胎中，抑制輪胎溫度的增加帶來了泄氣保用行駛距離顯著增加的優(yōu)點(diǎn)。因此，本實(shí)施方式的車輪輪輞 1優(yōu)選地是結(jié)合有泄氣保用輪胎的車輪并且特別地期望形成為包括該車輪的車輛。為了吸收從輪胎2輻射的紅外線，需要至少在輪胎安裝狀態(tài)下不暴露于外部空氣的車輪輪輞1的第一表面Sa中形成上述覆層5。特別是，僅在第一表面Sa上設(shè)置覆層5帶來如 下好處，即即使覆層5損害了車輪輪輞1的設(shè)計(jì)，但是通過組裝輪胎2能夠隱藏覆層 5。在圖1所示的實(shí)施方式中，車輪輪輞1的本體部分3c的外周表面被用作上述第一表面Sa，并且不在其它部分上形成任何覆層。上述覆層5在周向方向上連續(xù)地形成，并且形成在本體部分3c的外周表面的表面面積的至少不小于50%、優(yōu)選地不小于80%的區(qū)域上。 形成在本體部分3c上的覆層5和輪胎2的腔表面(i)在周向方向上連續(xù)地彼此面對面；因此，覆層5能夠更有效地吸收輪胎側(cè)的熱能。因此，從覆層5吸收的熱能能夠從車輪輪輞1 的本體部分3c的內(nèi)周向表面以及從輪輻部分4的內(nèi)側(cè)表面和外側(cè)表面等進(jìn)行放射。順便提及，無需增大用以放置輪胎2的胎圈部分2c的輪輞片部分3a的熱放射率。 當(dāng)輪輞片部分3a設(shè)有覆層5時，可能對胎圈部分2c與車輪輪輞1之間的熱傳遞具有不好的影響。在本實(shí)施方式中，在不暴露于外部空氣的表面中，在與胎圈部分2c接觸的輪輞片部分3a和輪緣部分3b的內(nèi)側(cè)表面上不形成覆層5，并且車輪輪輞1的金屬材料暴露在表面上。如圖3和4所示，上述覆層5還能夠形成于在輪胎安裝狀態(tài)下暴露于外部空氣的車輪輪輞1的第二表面Sb上。在這種情況下，能夠通過車輪輪輞1的熱輻射將傳遞至車輪輪輞1的熱有效地排放至外部。換言之，在行駛過程中車輪輪輞1通過與外部空氣的熱傳遞而被冷卻；此外，期望熱放射來冷卻車輪輪輞1。例如，第二表面Sb可以是圖3所示的本體部分3c的內(nèi)周表面。第二表面Sb還可以是暴露于外部空氣的所有表面，例如，如圖4所示的本體部分3c的內(nèi)周表面以及輪輻部分4的內(nèi)側(cè)表面和外側(cè)表面。然而，在暴露于外部空氣的表面中，當(dāng)覆層5形成在暴露于直射陽光的區(qū)域上時，覆層5吸收陽光的熱能，并且可能增加車輪輪輞1的溫度。因此，第二表面Sb優(yōu)選地確定為在暴露于外部空氣的表面中的不暴露于直射陽光的表面；更特別地， 第二表面Sb優(yōu)選地確定為上述本體部分3c的內(nèi)周表面和輪輻部分4b的內(nèi)側(cè)表面。盡管已詳細(xì)地描述了本發(fā)明中的實(shí)施方式，但是無需多言，本發(fā)明并不限于上述具體的實(shí)施方式，并且能夠進(jìn)行各種改型。
實(shí)施例為了確定本發(fā)明的效果，基于表1所示的規(guī)格制造實(shí)驗(yàn)車輪輪輞(尺寸 18X8-J)。在每個實(shí)驗(yàn)車輪輪輞上，利用由TASCO日本公司(TASCOJAPAN CO.，LTD.)制造的黑色的涂料(THI-IB)形成涂覆覆層。將245/40ZR18的泄氣保用輪胎安裝在用于日產(chǎn)轎車的所有車輪的每個車輪輪輞上。從所有車輪中的一個車輪上移除氣門芯，并且使其內(nèi)壓設(shè)定為零。上述轎車以60km/h 的速度在實(shí)驗(yàn)跑道上行駛(天氣晴；氣溫22攝氏度)。進(jìn)行耐久性實(shí)驗(yàn)直至輪胎破壞。利用與實(shí)施例1的結(jié)果為100的行駛距離的指數(shù)顯示評估值。數(shù)值越大，則耐久性越好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果在表1中示出。[表 1]
權(quán)利要求
1.一種在其上安裝充氣輪胎的金屬的車輪輪輞，其特征在于，在所述車輪輪輞的表面的至少一部分上形成具有高的熱放射率的覆層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輪輪輞，其中，所述覆層是黑色的涂覆覆層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輪輪輞，其中，所述覆層具有不小于0.8的熱放射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的車輪輪輞，其中，所述覆層形成于在輪胎安裝狀態(tài)下不暴露于外部空氣的第一表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輪輪輞，其中，所述車輪輪輞包括一對輪輞片部分，所述一對輪輞片部分在輪胎的沿軸向方向的兩個外側(cè)部分上定位并且所述充氣輪胎的胎圈部分安裝到所述一對輪輞片部分上，以及大致圓筒狀的本體部分，所述本體部分在所述一對輪輞片部分之間延伸；并且所述第一表面是所述本體部分的外周表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的車輪輪輞，其中，所述覆層還形成于在輪胎安裝狀態(tài)下暴露于外部空氣的第二表面上。
7.一種包括安裝在根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的車輪輪輞上的充氣輪胎的車輪。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輪，其中，所述充氣輪胎是泄氣保用輪胎。
9.一種包括根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的車輪的車輛。
全文摘要
一種車輪輪輞，其構(gòu)造成通過在行駛過程中降低輪胎的溫度來提高輪胎的耐久性。車輪輪輞(1)由金屬材料構(gòu)成并且適于在其上安裝充氣輪胎(2)，其中，在車輪輪輞(1)的表面的至少一部分上形成具有高的熱放射率的覆層(5)。
文檔編號B60B21/00GK102448738SQ20108002418
公開日2012年5月9日 申請日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月4日
發(fā)明者日野秀彥 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社