專利名稱：充氣輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充氣輪胎。
背景技術(shù)：
通過降低充氣輪胎的滾動阻力，可有效地改善汽車的耗油量。已知有一些將含有二氧化硅的橡膠應(yīng)用于胎面以降低輪胎的滾動阻力的技術(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻非專利文獻非專利文獻I土井昭政，《輪胎技術(shù)的最新動向》，日本橡膠協(xié)會雜志，1998年9 月，第71卷第588-594頁

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明擬解決的問題雖然非專利文獻I中所述的降低充氣輪胎的滾動阻力的方法是對材料加以改良，但是通過變更充氣輪胎的結(jié)構(gòu)也能夠降低滾動阻力。本發(fā)明鑒于上述問題而開發(fā)完成，其目的在于提供一種降低充氣輪胎的滾動阻力的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述課題，本發(fā)明提供一種充氣輪胎，其特征在于，包含圓筒形狀的環(huán)狀結(jié)構(gòu)體，朝向所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)體的周向設(shè)在所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)體的外側(cè)而成為胎面部的橡膠層，以及具有由橡膠覆蓋的纖維、設(shè)在包含所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)體和所述橡膠層的圓筒形狀結(jié)構(gòu)體的與中心軸平行的方向上的兩側(cè)上的簾布層部，在所述結(jié)構(gòu)體的子午剖面上，所述橡膠層的外側(cè)和所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)體的外側(cè)形狀相同。在上述方法中，優(yōu)選所述橡膠層的外側(cè)和所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)體的外側(cè)與所述中心軸平行。 在上述方法中，優(yōu)選將所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)體配置在比所述簾布層部更靠所述結(jié)構(gòu)體的徑向內(nèi)側(cè)。在上述方法中，所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)體優(yōu)選為金屬。在上述方法中，優(yōu)選與所述中心軸平行的方向上的所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)體的尺寸是與所述中心軸平行的方向上的所述橡膠層的尺寸的50%以上120%以下。在上述方法中，優(yōu)選所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)體的外側(cè)和所述橡膠層的外側(cè)之間的距離為3mm以上20mm以下。發(fā)明的效果本發(fā)明能夠提供一種可降低充氣輪胎的滾動阻力的結(jié)構(gòu)。


圖I是本實施例的輪胎的立體圖。
圖2-1是本實施例的輪胎的分解圖。圖2-2是本實施例的輪胎的分解圖。圖2-3是本實施例的輪胎的分解圖。圖3是本實施例的輪胎的子午剖面圖。圖4是本實施例的輪胎具有的簾布層的放大圖。圖5是環(huán)狀結(jié)構(gòu)體和橡膠層的子午剖面圖。圖6是表示在子午剖面上的橡膠層以及環(huán)狀結(jié)構(gòu)體的形狀的圖。圖7-1是表示本實施例的變型的輪胎的子午剖面圖。 圖7-2是表示本實施例的變型的輪胎的子午剖面圖。圖7-3是表示本實施例的變型的輪胎的子午剖面圖。圖8是表示評估結(jié)果的圖。圖9-1是表示本評估中的評估對象的接地面形狀的平面圖。圖9-2是表示本評估中的評估對象的接地面形狀的平面圖。圖9-3是表示本評估中的評估對象的接地面形狀的平面圖。
具體實施例方式以下參照附圖，詳細說明具體實施方式
(實施例)。本發(fā)明并不限于以下實施例中記載的內(nèi)容。此外，在下述構(gòu)成要素中，包含本行業(yè)普通技術(shù)人員容易推想的、實質(zhì)上相同的內(nèi)容。并且，以下記載的構(gòu)成要素可適當(dāng)加以組合。如果為了降低充氣輪胎(以下根據(jù)需要稱為輪胎)的滾動阻力，將輪胎的偏心變形提高到極限，則輪胎和路面的接地面積將減小，接地壓力將增加。其結(jié)果是，由胎面部的變形導(dǎo)致的黏彈性能量的損失將會增大，并且滾動阻力將會增加。本發(fā)明人等著眼于這一點，嘗試通過確保輪胎和路面的接地面積并且維持偏心變形來降低滾動阻力并提高操縱穩(wěn)定性。偏心變形是指輪胎的胎面環(huán)(指胎冠區(qū)域)的在保持圓形的狀態(tài)下垂直位移的一階模態(tài)的變形。為了確保輪胎和路面的接地面積并且維持偏心變形，本實施例的輪胎例如采用以下結(jié)構(gòu)，即在由金屬薄板制成的圓筒形狀的環(huán)狀結(jié)構(gòu)體的外側(cè)，朝向所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)體的周向設(shè)橡膠層，并且將該橡膠層作為胎面部。圖I是本實施例的輪胎的立體圖。圖2-1至圖2-3是本實施例的輪胎的分解圖。圖3是本實施例的輪胎的子午剖面圖。圖4是本實施例的輪胎具有的簾布層的放大圖。如圖I所示，輪胎I是環(huán)狀結(jié)構(gòu)體。從所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)體的中心穿過的軸為輪胎I的中心軸(Y軸)。輪胎I在使用時，內(nèi)部填充有空氣。輪胎I以中心軸(Y軸)為旋轉(zhuǎn)軸進行旋轉(zhuǎn)。Y軸是輪胎I的中心軸和旋轉(zhuǎn)軸。將與輪胎I的中心軸(旋轉(zhuǎn)軸)即Y軸正交，并且與輪胎I接地的路面平行的軸設(shè)為X軸，將與Y軸和X軸正交的軸設(shè)為Z軸。與Y軸平行的方向是輪胎I的寬度方向。從Y軸穿過，并且與Y軸正交的方向為輪胎I的徑向。此外，以Y軸為中心的周向是充氣輪胎I的周向(圖I中箭頭CR所示的方向)。如圖I、圖2-1至圖2-3以及圖3所示，輪胎I包含圓筒形狀的環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10、橡膠層11、以及簾布層12。環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10是圓筒形狀的構(gòu)件。橡膠層11朝向環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的周向設(shè)在環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的外側(cè)IOso而成為輪胎I的胎面部。如圖4所示，簾布層部12具有被橡膠12R覆蓋的纖維12F。并且，簾布層部12如圖3所示，設(shè)在包含環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10和橡膠層11的圓筒形狀結(jié)構(gòu)體2的與中心軸(Y軸)平行的方向上(即寬度方向)的兩側(cè)2S。并且，輪胎I在結(jié)構(gòu)體2的子午剖面上，橡膠層11的外側(cè)Ilso和環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的外側(cè)IOso形狀相同。環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10在本實施例中用金屬材料制造。作為能夠用于環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的金屬材料可列舉碳鋼、不銹鋼、鋁合金等，但并不限于這些金屬材料。例如，也可以將CFRP (Carbone Fiber Reinforced Plastics,碳纖維增強塑料)和 GFRP (Glass FiberReinforced Plastics,玻璃纖維增強塑料)等纖維增強塑料用于環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10。環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的外側(cè)IOso和橡膠層11的內(nèi)側(cè)Ilsi相互接觸。本實施例中，環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10與橡膠層11通過例如粘合劑進行固定。通過這種結(jié)構(gòu)，能夠在環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10和橡膠層11之間進行力的傳導(dǎo)。固定環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10和橡膠層11的方法并不限于粘合劑。橡膠層11含有合成橡膠或者天然橡膠或者將二者混合而成的橡膠材料、以及作
為增強材料添加到該橡膠材料中的碳、SiO2等。如圖2-1所示，橡膠層11是無端帶狀結(jié)構(gòu)體。在本實施例中如圖3所示，橡膠層11的子午剖面形狀呈長方形。雖然橡膠層11的子午剖面形狀并不限于長方形，但是優(yōu)選橡膠層11的外側(cè)Ilso與內(nèi)側(cè)IlsU即環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的外側(cè)IOso)平行(包含公差、誤差)。關(guān)于這一點將在下文說明。橡膠層11也可以在外側(cè)Ilso上具有由多個槽形成的胎面花紋。在將空氣填充到輪胎I時，簾布層部12是與環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10 —同起到壓力容器作用的強度構(gòu)件。通過填充到內(nèi)部的空氣的內(nèi)壓，簾布層部12和環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10支撐作用于輪胎I的負荷，承受輪胎I在行駛中受到的動態(tài)負荷。本實施例中，輪胎I的簾布層部12在內(nèi)側(cè)具有內(nèi)襯層14。通過內(nèi)襯層14，能夠抑制填充到輪胎I的內(nèi)部的空氣的泄漏。兩個簾布層部12在徑向內(nèi)側(cè)分別具有胎圈部13。胎圈部13與安裝輪胎I的車輪的輪輞嵌合。另外，簾布層部12也可以與車輪的輪輞機械結(jié)合。圖5是環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10和橡膠層11的子午剖面圖。環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的彈性率優(yōu)選為70GPa以上250GPa以下。此外，環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的厚度tm優(yōu)選為O. Imm以上，2. Omm以下。環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的厚度tm優(yōu)選為根據(jù)環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的材料設(shè)定成適當(dāng)?shù)拇笮?。環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的彈性率和厚度tm的積(稱作剛性參數(shù))優(yōu)選為10以上500以下。通過將剛性參數(shù)設(shè)為上述范圍，能夠增大環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的子午剖面內(nèi)的剛性。因此，在將空氣填充到輪胎I中時以及輪胎I與路面接地時，可以通過環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10抑制成為胎面部的橡膠層11的子午剖面內(nèi)的變形。其結(jié)果是，輪胎I能夠抑制伴隨所述變形而產(chǎn)生的黏彈性能量的損失。此外，通過將剛性參數(shù)設(shè)為上述范圍，能夠減小環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10在徑向上的剛性。因此，輪胎I與現(xiàn)有的充氣輪胎一樣，胎面部可在與路面的接地部柔軟地變形。通過這種功能，輪胎I可在避免接地部的局部變形和應(yīng)力集中的同時進行偏心變形，因此能夠使接地部的變形分散。其結(jié)果是，輪胎I能夠抑制接地部的橡膠層11的局部變形，因此能夠確保接地面積并且降低滾動阻力。并且，輪胎I由于在環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的子午剖面內(nèi)的剛性大，并且\由于能夠確保橡膠層11的接地面積因此能夠確保周向上的接地長度，因此在輸入舵角時產(chǎn)生的橫向力量會變大。其結(jié)果是，輪胎I能夠獲得較大的拐彎能力。此外，在利用金屬制造環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10時，填充在輪胎I的內(nèi)部的空氣幾乎不會穿透環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10。其結(jié)果是，還具有容易管理輪胎I的氣壓的優(yōu)點。因此，即使在輪胎I內(nèi)長期沒有填充空氣而使用的狀態(tài)下，也能夠抑制輪胎I的空氣壓的降低。環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的外側(cè)IOso和橡膠層11的外側(cè)Ilso之間的距離tr(橡膠層11的厚度)優(yōu)選為3mm以上20mm以下。由于將距離tr設(shè)定在這樣的范圍內(nèi)，因此能夠確保乘坐舒適度，并且抑制橡膠層11在拐彎時的過度變形。與環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的中心軸(Y軸)平行的方向即寬度方向上的環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的尺寸(環(huán)狀結(jié)構(gòu)體寬度)Wm優(yōu)選為與中心軸(Y軸)平行的方向上的橡膠層11的尺寸(橡膠層寬度)Wr的50% (ffr X O. 5)以上120%(WrX I. 2)以下。Wm小于Wr X O. 5時，環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的子午剖面內(nèi)的剛性會不足，因此輪胎寬度上維持偏心變形的區(qū)域會減少。其結(jié)果是，降低滾動阻力的效果和拐彎能力可能會下降。此外，如果Wm超過Wr X I. 2，則可能導(dǎo)致在接地時，胎面部會使環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10向中心軸(Y軸)方向壓曲變形，從而導(dǎo)致環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10變形。通過設(shè)成WrXO. 5彡Wm彡WrX I. 2，可降低滾動阻力并維持拐彎能力，進而還能夠抑制環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的變形。圖6是表示在子午剖面上的橡膠層111以及環(huán)狀結(jié)構(gòu)體110的形狀的圖。如圖6所示，在輪胎(充氣輪胎)101的子午剖面上，橡膠層111的外側(cè)Illso在寬度方向中心部 向徑向外側(cè)突出，而環(huán)狀結(jié)構(gòu)體110的外側(cè)IlOso朝向?qū)挾确较蜉^平坦。如上所述，在輪胎101的子午剖面上，橡膠層111的外側(cè)Illso和環(huán)狀結(jié)構(gòu)體110的外側(cè)IlOso的形狀不同。更具體而言，在子午剖面上，環(huán)狀結(jié)構(gòu)體110的外側(cè)IlOso在整個寬度方向上和旋轉(zhuǎn)軸的距離保持為恒定，而橡膠層111的外側(cè)Illso隨著從寬度方向外側(cè)向?qū)挾确较蛑行耐埔疲饾u向徑向外側(cè)突出。即，輪胎101的橡膠層111的厚度(徑向上的尺寸)隨著從寬度方向外側(cè)向?qū)挾确较蛑行耐埔浦饾u變大。采用這種結(jié)構(gòu)時，橡膠層111的外側(cè)Illso和環(huán)狀結(jié)構(gòu)體110的外側(cè)IlOso之間的距離在寬度方向上會有所不同，因此在寬度方向上會產(chǎn)生剛性的分布。其結(jié)果是，輪胎101中成為胎面部的橡膠層111和環(huán)狀結(jié)構(gòu)體110的變形狀態(tài)不同，從而導(dǎo)致在接地部會產(chǎn)生局部變形以及應(yīng)力集中。并且，輪胎101在接地部橡膠層111可能發(fā)生局部變形。這種局部變形有可能會導(dǎo)致橡膠層111的黏彈性能量損失的增加，從而導(dǎo)致滾動阻力的增加。從上述觀點出發(fā)，輪胎I優(yōu)選在如圖3所示的結(jié)構(gòu)體2的子午剖面上，橡膠層11的外側(cè)Ilso和環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的外側(cè)IOso形狀相同。通過這種結(jié)構(gòu)，在輪胎I接地時和轉(zhuǎn)動時，構(gòu)成胎面部的橡膠層11和環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10會大致相同地變形。其結(jié)果是，輪胎I由于橡膠層11的變形會降低，因此黏彈性能量的損失將進一步降低，并且滾動阻力也將進一步降低。如果橡膠層11的外側(cè)Ilso和環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的外側(cè)IOso向輪胎I的徑向外側(cè)突出或者向徑向內(nèi)側(cè)突出，則會導(dǎo)致輪胎I的接地部的壓力分布不均勻。其結(jié)果是，在接地部會產(chǎn)生局部變形和應(yīng)力集中，并且橡膠層11有可能會在接地部出現(xiàn)局部變形。在本實施例中，輪胎I如圖3所示，優(yōu)選橡膠層11的外側(cè)Ilso和環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的外側(cè)IOso與橡膠層11以及環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10 (即結(jié)構(gòu)體2)的中心軸(Y軸)平行。通過這種結(jié)構(gòu)，能夠使輪胎I的接地部大致平坦。然后，由于輪胎I在接地部的壓力分布會變得均一，因此能夠抑制接地部的局部變形和應(yīng)力集中，并且抑制橡膠層11在接地部的局部變形。其結(jié)果是，輪胎I的黏彈性能量的損失將降低，因此滾動阻力也將會減小。此外，由于輪胎的接地部的橡膠層11的局部變形受到抑制，因此能夠確保接地面積，同時還能夠確保周向的接地長度。因此，輪胎I還能夠確保拐彎能力。在本實施例中，如上所述，雖然在子午剖面上橡膠層11的形狀是長方形，但并不限于長方形，只要橡膠層11的外側(cè)IlSO和環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的外側(cè)IOso與橡膠層11與環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的中心軸(Y軸)平行即可。例如，子午剖面的橡膠層11的形狀也可以是梯形或者四邊形。當(dāng)子午剖面的橡膠層11的形狀是梯形時，梯形的上底和下底中的任一邊可以為橡膠層11的外側(cè)11 so。圖7-1至圖7-3是表示本實施例的變形例的輪胎的子午剖面圖。這些變形例除在環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10等上安裝簾布層12a的方式與上述實施例不同以外，其他與上述實施例相同。圖7-1所示的輪胎Ia中，將簾布層部12a的一端部安裝至環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的外側(cè)10so，并且夾在環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10和橡膠層11之間。如圖7-2所示的輪胎Ib中，簾布層部12b在環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的外側(cè)IOso上，從寬度方向上的一端部架設(shè)到另一端部，并且由環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10和橡膠層11夾在這兩者的寬度方向上的整個區(qū)域中。如圖7-3所示的輪胎Ic中，簾布層部12c在環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的內(nèi)側(cè)IOsi上，從寬度方向上的一端部架設(shè)到另一端部，并且固定在環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的內(nèi)側(cè)IOsi上。 如圖7-1、圖7-2所示，在輪胎la、lb中利用環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10和橡膠層11夾住簾布層部12時，能夠使簾布層部12可靠地固定在環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10和橡膠層11之間，并且確保高強度，因此優(yōu)選此種方式。特別是，如圖7-2所示的輪胎lb，使簾布層部12覆蓋在環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的外側(cè)IOso的寬度方向上的整個區(qū)域中時，由于簾布層部12b在輪胎Ib的寬度方向上未斷開，因此能夠抑制作用于簾布層部12b和環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的接合部的力。其結(jié)果是，由于輪胎Ib能夠降低在所述接合部發(fā)生問題的可能性，因此能夠使輪胎Ib成為更堅固的結(jié)構(gòu)物，并且能夠抑制輪胎Ib的耐久性下降。雖然如圖7-3所示的輪胎Ic中，將簾布層部12c固定在環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的內(nèi)側(cè)IOsi上這一點與如圖3所示的輪胎I相同，但是存在以下差異，即其固定在環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的內(nèi)側(cè)IOsi的寬度方向上的整個區(qū)域。通過這樣的結(jié)構(gòu)，使輪胎Ic的簾布層部12c在輪胎Ic的寬度方向上不斷開。如圖3所示的輪胎I中，內(nèi)壓作用于簾布層部12和環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的接合部，但是如圖7-3所示的輪胎Ic中，由于是由整個簾布層12c來承受內(nèi)壓，因此內(nèi)壓不會作用于簾布層部12c和環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的接合部。如上所述，由于圖7-3所示的輪胎Ic在寬度方向上簾布層部12c未斷開，因此能夠抑制作用于簾布層部12c和環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的接合部的力。其結(jié)果是，輪胎Ic由于能夠降低在所述接合部發(fā)生問題的可能性，因此能夠抑制輪胎Ic的耐久性下降。(評估例)以本實施例的輪胎I為基礎(chǔ)，制作了能夠用計算機進行分析的數(shù)值解析模型，并且使用計算機以有限元法進行分析。成為數(shù)值解析模型的基礎(chǔ)的輪胎I具有如圖3所示的子午剖面形狀。輪胎I各部的尺寸如圖3所示，輪胎寬度W為190mm，簾布層高度(從胎圈部13的胎踵部13h到環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的內(nèi)側(cè)IOsi的徑向上的距離)H為40mm。環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10是彈簧鋼，厚度tm(參照圖5)為O. 4mm。橡膠層11粘合固定在環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的外側(cè)IOso。橡膠層11的厚度tr(參照圖5)為8mm。輪胎I的直徑和225/50R18的充氣輪胎的直徑大小相當(dāng)。一對簾布層部12分別結(jié)合在環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的內(nèi)側(cè)IOsi的寬度方向的兩端部上。
作為比較對象，關(guān)于常規(guī)結(jié)構(gòu)的充氣輪胎以及剛性板輪胎，制作了能夠用計算機進行分析的數(shù)值解析模型，并且使用計算機以有限元法進行接地分析以及轉(zhuǎn)動分析。常規(guī)結(jié)構(gòu)的充氣輪胎的尺寸為225/50R18。剛性板輪胎是在圓板的外周部設(shè)橡膠層而成，相當(dāng)于將圖I、圖3所示的輪胎I所具有的環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10的剛性極度提高了的。剛性板輪胎寬度為190mm，其直徑與225/50R18的充氣輪胎的直徑大小相當(dāng)。剛性板輪胎將偏心變形提高到最大限度。用來評價輪胎I、常規(guī)結(jié)構(gòu)的充氣輪胎以及剛性板輪胎的特性值為縱向剛性Kt、橫向剛性Ky、拐彎能力CP以及滾動阻力RR?？v向剛性是在與路面正交的方向上對評估對象(輪胎I、常規(guī)結(jié)構(gòu)的充氣輪胎以及剛性板輪胎的數(shù)值解析模型)施加負荷時，相對于所述負荷的作用方向上的位移的、所述負荷的變化率(kN/m)。在本評估例中，在使評估對象負載230kPa的內(nèi)壓的狀態(tài)下，在與路面正交的方向上對評估對象施加標(biāo)準(zhǔn)負荷(4kN)，并且在以所述標(biāo)準(zhǔn)負荷為中心的±0. 5kN的范圍內(nèi)變化對評估對象施加的負載，將此時的所述變化率作為縱向剛性。橫向剛性是在與路面正交的方向上對評估對象施加負荷，并且在使評估對象向評估對象的寬度方向(橫向)移動時，相對于橫向上的位移(橫向位移)的、施加在橫向上的 力(橫力)的變化率(kN/m)。在本評估例中，在使評估對象負荷230kPa的內(nèi)壓，并且在與路面正交的方向上對評估對象施加標(biāo)準(zhǔn)負荷(4kN)的狀態(tài)下，在規(guī)定范圍內(nèi)變化橫力，將由此獲得的相對于所述橫向位移的所述橫力的變化率作為橫向剛性。拐彎能力CP是在穩(wěn)定轉(zhuǎn)動評估對象的狀態(tài)下，對評估對象施加I度舵角時，在橫向上產(chǎn)生的力的大小。滾動阻力(滾動阻抗)是根據(jù)日本專利第3969821上記載的方法求得的。此方法如下首先在靜態(tài)接地分析結(jié)果中，求得相當(dāng)于輪胎模型旋轉(zhuǎn)一周時的周向的變形和應(yīng)力的履歷，使用該履歷的傅里葉變換結(jié)果即振幅和材料的損失正切，求得輪胎模型的各處的損失能量。通過累加整個輪胎模型上的這個數(shù)據(jù)，求得整個輪胎模型的損失能量，并且將該全部的損失能量除以輪胎模型的周長，從而計算出滾動抵抗。圖8是表示評估結(jié)果的圖。在圖8中，將常規(guī)結(jié)構(gòu)的充氣輪胎的特性值即縱向剛性Kt、橫向剛性Ky、拐彎能力CP以及滾動阻力RR設(shè)為100，表示輪胎I以及剛性板輪胎的結(jié)果。拐彎能力CP數(shù)值越大越好，滾動阻力RR數(shù)值越低越好?？v向剛性Kt以及橫向剛性Ky過高則不理想。由圖8的結(jié)果可知，與常規(guī)結(jié)構(gòu)的充氣輪胎相比，輪胎I可增加拐彎能力CP，并且大幅降低滾動阻力RR。更具體而言，輪胎I的拐彎能力CP可增加至常規(guī)結(jié)構(gòu)的充氣輪胎的近180%。此外，輪胎I的滾動阻力RR可降低至常規(guī)結(jié)構(gòu)的充氣輪胎的30%左右。從該結(jié)果可以看出，與常規(guī)結(jié)構(gòu)的充氣輪胎相比，輪胎I可降低油耗，并且可提高轉(zhuǎn)彎性能。此外，輪胎I的縱向剛性Kt與常規(guī)結(jié)構(gòu)的充氣輪胎程度相同，因此能夠確保與常規(guī)結(jié)構(gòu)的充氣輪胎程度相同的乘坐舒適度。另一方面，與常規(guī)結(jié)構(gòu)的充氣輪胎以及輪胎I相比，剛性板輪胎的縱向剛性Kt變得過高，因此乘坐舒適度會變差。此外，由于剛性板輪胎的縱向剛性Kt過高，因此會導(dǎo)致接地部的局部變形，接地面積以及周向上的接地長度會變小。其結(jié)果是，剛性板輪胎的滾動阻力RR會增加并且拐彎能力CP會下降。由于輪胎I的縱向剛性Kt小于剛性板輪胎，因此雖然偏心變形本身會變大，但仍能夠維持偏心變形。因此，輪胎I能夠確保接地面積并且維持偏心變形。其結(jié)果是，輪胎I能夠抑制接地部的局部變形，確保接地面積以及周向上的接地長度，因此能夠降低滾動阻力RR以及提高拐彎能力CP。圖9-1、圖9-2、圖9-3是表示本評估中的評估對象的接地面形狀的平面圖。圖9_1表示的是常規(guī)的充氣輪胎的結(jié)果，圖9-2表示的是剛性板輪胎的結(jié)果，圖9-3表示的是圖3所示的輪胎I (本實施例)的結(jié)果。濃淡的偏差小則表示接地壓力的偏差小。如圖9-2所示，與常規(guī)的充氣輪胎相比，剛性板輪胎的接地部RC的接地面積小，其結(jié)果是接地壓會變高。與此相對，輪胎I的接地部RC的接地面積大于剛性板輪胎，并且與常規(guī)的充氣輪胎相同。此外，輪胎I的接地部RC能夠確保周向上的接地長度和常規(guī)的充氣輪胎程度相同，并且與常規(guī)的充氣輪胎相比，其接地壓力更均勻。以上，本實施例的充氣輪胎具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)體和橡膠層，該環(huán)狀結(jié)構(gòu)體以彈性率和厚度的積規(guī)定的剛性參數(shù)為10以上500以下，該橡膠層配置在環(huán)狀結(jié)構(gòu)體的外側(cè)。通過這樣的結(jié)構(gòu)，本實施例的輪胎能夠避免接地部的橡膠層發(fā)生局部變形以及應(yīng)力集中并且維持偏心變形，因此能夠分散接地部的變形。其結(jié)果是，本實施例的輪胎能夠抑制接地部的橡膠層發(fā)生局部變形，因此可分散在接地部的變形和應(yīng)力集中，降低滾動阻力。如上所述，本實施例能夠提供一種可降低充氣輪胎的滾動阻力的結(jié)構(gòu)。 此外，通過上述結(jié)構(gòu)，本實施例的充氣輪胎在橡膠層發(fā)生磨損時，從環(huán)狀結(jié)構(gòu)體上拆下橡膠層，并且將新的橡膠層安裝到環(huán)狀結(jié)構(gòu)體上即可，因此輪胎翻新也容易。并且，本實施例的充氣輪胎只要不發(fā)生問題，就能夠多次使用簾布層以及環(huán)狀結(jié)構(gòu)體，因此能夠減少廢棄零件，降低對環(huán)境的破壞。并且，本實施例的充氣輪胎將板狀構(gòu)件成型為圓筒狀用作環(huán)狀結(jié)構(gòu)體，并用環(huán)狀結(jié)構(gòu)體包圍住填充空氣的空間。因此，本實施例的充氣輪胎可通過環(huán)狀結(jié)構(gòu)體阻止異物從踏面(橡膠層的外側(cè))進入填充空氣的空間。因此，本實施例的充氣輪胎還具有不易爆胎的優(yōu)點。工業(yè)實用性如上所述，本發(fā)明的充氣輪胎有利于降低滾動阻力。符號說明l、la、lb、lc、101 充氣輪胎(輪胎)2結(jié)構(gòu)體2s 兩側(cè)10、110環(huán)狀結(jié)構(gòu)體10so、IlOso 外側(cè)IOsi 內(nèi)側(cè)IlUll 橡膠層I Iso、Illso 外側(cè)Ilsi 內(nèi)側(cè)12、12a、12b、12c 簾布層部12F 纖維12R 橡膠13胎圈部13h胎踵部14內(nèi)襯層
權(quán)利要求
1.一種充氣輪胎，其特征在于，包含圓筒形狀的環(huán)狀結(jié)構(gòu)體； 橡膠層，其朝向所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)體的周向設(shè)在所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)體的外側(cè)而成為胎面部；以及 簾布層部，其具有由橡膠覆蓋的纖維，設(shè)在包含所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)體和所述橡膠層的圓筒形狀的結(jié)構(gòu)體的與中心軸的平行方向上的兩側(cè)， 在所述結(jié)構(gòu)體的子午剖面上，所述橡膠層的外側(cè)和所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)體的外側(cè)形狀相同。
2.如權(quán)利要求I所述的充氣輪胎，其中所述橡膠層的外側(cè)和所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)體的外側(cè)與所述中心軸平行。
3.如權(quán)利要求I或2所述的充氣輪胎，其中所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)體配置在比所述簾布層部更靠所述構(gòu)造體的徑向內(nèi)側(cè)。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項所述的充氣輪胎，其中所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)體為金屬。
5.如權(quán)利要求I至4中任一項所述的充氣輪胎，其中與所述中心軸平行的方向上的所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)體的尺寸是與所述中心軸平行的方向上的所述橡膠層的尺寸的50%以上120%以下。
6.如權(quán)利要求I至5中任一項所述的充氣輪胎，其中所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)體的外側(cè)和所述橡膠層的外側(cè)之間的距離為3mm以上20mm以下。
全文摘要
一種充氣輪胎(1)，其包含圓筒形狀的環(huán)狀結(jié)構(gòu)體(10)，朝向環(huán)狀結(jié)構(gòu)體(10)的周向設(shè)在環(huán)狀結(jié)構(gòu)體(10)的外側(cè)(10so)而成為胎面部的橡膠層(11)，以及具有由橡膠覆蓋的纖維、設(shè)在包含環(huán)狀結(jié)構(gòu)體(10)和橡膠層(11)的圓筒形狀的結(jié)構(gòu)體(2)的與中心軸(Y軸)平行的方向上的兩側(cè)(2S)的簾布層(12)，在結(jié)構(gòu)體(2)的子午剖面上，橡膠層(11)的外側(cè)(11so)和環(huán)狀結(jié)構(gòu)體(10)的外側(cè)(10so)形狀相同。
文檔編號B60C9/18GK102821979SQ20118001687
公開日2012年12月12日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者兒玉勇司, 今宮督 申請人:橫濱橡膠株式會社