CN118284525A

CN118284525A - 乘用车用充气子午线轮胎

Info

Publication number: CN118284525A
Application number: CN202280077358.7A
Authority: CN
Inventors: 桑山勲
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2021-11-25
Filing date: 2022-06-23
Publication date: 2024-07-02
Also published as: EP4438347A1; EP4438347A4; US20240416685A1; JP7657702B2; WO2023095373A1; JP2023078003A

Abstract

本公开的乘用车用充气子午线轮胎包括通信装置。轮胎的截面宽度SW和轮胎的外径OD满足预定的关系。在基准状态下的轮胎宽度方向截面图中，通信装置设置在轮胎的如下部分中：该部分被夹在沿轮胎径向延伸穿过接地端的假想线和沿轮胎宽度方向延伸穿过轮胎最大宽度位置的假想线之间。

Description

乘用车用充气子午线轮胎

技术领域

本公开涉及一种乘用车用充气子午线轮胎。

背景技术

通常已知有下述充气轮胎：该轮胎在轮胎内表面上或轮胎内部包括传感器，该传感器用于检测充气轮胎的诸如其空气压力等的内部状况，或者该轮胎包括通信装置、诸如设置有能够存储充气轮胎特有的识别信息等的存储部的射频(RF)标签等。例如，作为通信装置的传感器可以用于确定行驶期间轮胎的状况，从作为通信装置的RF标签的存储部中获得的各种轮胎信息可以用于维护服务和其他目的。

例如，专利文献1公开了一种充气轮胎，其中RF标签布置在胎体帘布层和其他部件之间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2020-55450号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1描述的轮胎中，RF标签与胎体帘布层接触，因此在轮胎滚动期间胎体帘布层的变形影响了RF标签，并且RF标签的耐久性可能受损。以此方式，RF标签的耐久性可能由于轮胎变形和其他因素而受损。并且这种问题不仅可能在RF标签的情况下发生，而且可能在通常设置在轮胎中的通信装置的情况下发生。另一方面，可以通过用保护材料覆盖通信装置来确保耐久性。然而，由于设置了保护材料，这将增加重量，并且保护材料也可能降低通信性能。这就是通常难以在通信装置中兼顾实现耐久性和通信性能的原因。

因此，本公开的目的是提供一种乘用车用充气子午线轮胎，其可以兼顾实现通信装置的耐久性和通信性能。

用于解决问题的方案

本公开的要点结构如下。

(1)一种乘用车用充气子午线轮胎，其包括通信装置，其中

轮胎的截面宽度SW小于165(mm)，轮胎的截面宽度SW与外径OD的比率SW/OD为0.26或更小，并且

在轮胎被安装在轮辋上、被填充至规定内压并且无负载的基准状态下，在轮胎的宽度方向截面图中，通信装置设置在如下的轮胎部分中：该轮胎部分被夹在沿轮胎径向延伸穿过接地端的假想线和沿轮胎宽度方向延伸穿过轮胎最大宽度位置的假想线之间。

在此处，“接地端”是指当轮胎被安装在轮辋上、被填充至规定内压并且载有最大负载时，将与路面接触的接地面在轮胎宽度方向上的两个端部。此外，“轮胎最大宽度位置”是指在上述基准状态下，轮胎在轮胎宽度方向上的宽度为最大的位置。

前述“轮辋”是指在生产和使用轮胎的地区有效的产业标准中记载的或未来将要记载的适用尺寸的标准轮辋(在ETRTO的标准手册中的测量轮辋以及在TRA的年鉴中的设计轮辋)，该产业标准诸如是日本的JATMA(日本汽车轮胎制造商协会)的JATMA年鉴、欧洲的ETRTO(欧洲轮胎轮辋技术组织)的标准手册和美国的TRA(轮胎轮辋协会)的年鉴(即，上述“轮”的“轮辋部”包括在前述产业标准中列出的当前尺寸以及未来尺寸。“未来将要记载的尺寸”的示例可以是2013版ETRTO中列出为“未来发展(FUTURE DEVELOPMENTS)”的尺寸)。对于在这些产业标准中未列出的尺寸，“轮辋”是指具有与轮胎的胎圈宽度对应的宽度的轮辋。

此外，“规定内压”是指与在如前述JATMA等中所记载的适用尺寸和帘布层等级下的单个轮的最大负载能力相对应的空气压力(最大空气压力)。在上述产业标准中未列出的尺寸的情况下，“规定内压”是指与为安装有轮胎的各车辆规定的最大负载能力相对应的空气压力(最大空气压力)。

下面描述的“最大负载”意指与上述最大负载能力相对应的负载。

(2)一种乘用车用充气子午线轮胎，其包括通信装置，其中

轮胎的截面宽度SW小于165(mm)，

轮胎的截面宽度SW(mm)与外径OD(mm)满足关系式：

OD(mm)≥–0.0187×SW(mm)²+9.15×SW(mm)–380(mm)，

并且

发明的效果

根据本公开，可以提供一种乘用车用充气子午线轮胎，其可以兼顾实现通信装置的耐久性和通信性能。

附图说明

[图1]图1是示出轮胎的截面宽度SW和外径OD的示意图。

[图2]图2是根据本公开的实施方式的乘用车用充气子午线轮胎的轮胎宽度方向截面图。

[图3]图3是变型例的轮胎最大宽度位置的放大图。

具体实施方式

下面参考附图对本公开的实施方式进行详细说明。

图1是示出轮胎的截面宽度SW和外径OD的示意图。

本公开的实施方式的乘用车用充气子午线轮胎(以下简称为“轮胎”)具有小于165(mm)的截面宽度SW，并且轮胎的截面宽度SW与外径OD的比率SW/OD为0.26或更小，从而形成窄宽度和大直径。通过使轮胎的截面宽度SW相比于轮胎的外径OD相对较窄，可以减小空气阻力。同时，通过使轮胎的外径OD相比于轮胎的截面宽度SW相对较大，可以通过抑制轮胎的接地面附近的胎面橡胶的变形来减小滚动阻力。这些可以改善轮胎的燃料效率。上述SW/OD优选地为0.25或更小、更优选地为0.24或更小。

上述比率优选地在轮胎内压为200kPa或更高时满足、更优选地在轮胎内压为220kPa或更高时满足、甚至更优选地在轮胎内压为280kPa或更高时满足。这是因为可以减小滚动阻力。另一方面，上述比率优选地在轮胎内压为350kPa或更小时满足。这是因为可以改善乘坐舒适性。

在此处，轮胎的截面宽度SW优选地为105mm至145mm、更优选地为115mm至135mm。

此外，当轮胎的截面宽度SW和外径OD满足上述比率时，轮胎的扁平率优选地为45至70、更优选地为45至65。

具体的轮胎尺寸不受限制，而是例如可以是105/50R16、115/50R17、125/55R20、125/60R18、125/65R19、135/45R21、135/55R20、135/60R17、135/60R18、135/60R19、135/65R19、145/45R21、145/55R20、145/60R16、145/60R17、145/60R18、145/60R19、145/65R19、155/45R18、155/45R21、155/55R18、155/55R19、155/55R21、155/60R17、155/65R18、155/70R17、或155/70R19。

替选地，轮胎的截面宽度SW小于165mm，并且轮胎的截面宽度SW(mm)和外径OD(mm)满足关系式：

OD(mm)≥–0.0187×SW(mm)²+9.15×SW(mm)–380，

并且轮胎具有窄宽度和大直径。

通过满足上述关系式，可以减小空气阻力和滚动阻力，从而改善轮胎的燃料效率。

在第三形态中，对于轮胎的截面宽度SW和外径OD而言，在满足上述关系式之后，比率SW/OD优选地为0.26或更小、更优选地为0.25或更小、甚至更优选地为0.24或更小。这是因为可以进一步改善轮胎的燃料效率。

上述关系式和/或比率在轮胎内压优选地为200kPa或更高时、更优选地在轮胎内压为220kPa或更高时、甚至更优选地在轮胎内压为280kPa或更高时满足。这是因为可以减小滚动阻力。另一方面，上述关系式和/或比率在轮胎内压优选地为350kPa或更小时满足。这是因为可以改善乘坐舒适性。

此外，当轮胎的截面宽度SW和外径OD满足上述关系式时，轮胎的扁平率优选地为45至70、更优选地为45至65。

本实施方式的轮胎是乘用车用充气子午线轮胎。该轮胎特别适合用作安装在私人出行用车辆上的轮胎。

图2是根据本公开的实施方式的乘用车用充气子午线轮胎的轮胎宽度方向截面图。图2示出了在轮胎被安装在轮辋上、被填充至规定内压并且无负载的基准状态下的轮胎的宽度方向截面图。如图2所示，轮胎1包括胎体3，该胎体由环状地跨设在一对胎圈部2之间的放射状配置的多层帘线构成。轮胎1在胎体3的轮胎径向外侧还依次包括带束部4和胎面5，该带束部在图示示例中由两个带束层4a和4b构成。

在该示例中，胎圈芯2a埋设在一对胎圈部2中的每一者中。在本公开中，胎圈芯2a的截面形状和材料没有被特别限制，并且可以具有通常用在乘用车用充气子午线轮胎中的构造。在本公开中，胎圈芯2a可以被分成多个小胎圈芯。替选地，在本公开中，轮胎可以被构造成没有胎圈芯2a。

图示示例中的轮胎1具有在截面中简化为三角形的胎圈填胶2b，该胎圈填胶位于胎圈芯2a的轮胎径向外侧。胎圈填胶2b的截面形状不限于该示例，其材料也不限于该示例。替选地，通过不具有胎圈填胶2b可以使轮胎轻量化。

在本实施方式中，轮胎1还可以构造有轮辋保护部。此外，在本实施方式中，胎圈部2还可以设置有用于加强或其他目的的附加的加强构件、诸如加强橡胶或帘线层。这种附加的构件相对于胎体3和胎圈填胶2b可以设置在各种位置。

在图2所示的示例中，胎体3由单个胎体帘布层构成。另一方面，本公开中的胎体帘布层的数量不受限制，并且可以是两个或更多个。在图2所示的示例中，胎体3具有胎体本体部3a和胎体折返部3b，胎体本体部跨设在一对胎圈部2之间，胎体折返部从胎体本体部3a围绕胎圈芯2a弯折。另一方面，在本公开中，胎体折返部3b可以包裹在胎圈芯2a周围，或者这些胎体折返部可以被夹在多个分开的小胎圈芯之间。在图示中，胎体折返部3b的端部3c比胎圈填胶2b的轮胎径向外端靠轮胎径向外侧，并且比轮胎最大宽度位置靠轮胎径向内侧。这使得能够在确保胎侧部的刚性的同时使轮胎轻量化。另一方面，在本公开中，胎体折返部3b的端部3c可以比胎圈填胶2b的轮胎径向外端靠轮胎径向内侧，或者可以比轮胎最大宽度位置靠轮胎径向外侧。替选地，胎体折返部3b的端部3c可以是包络结构(envelopestructure)，其中，该端部3c在轮胎径向上被定位在胎体本体部2a和带束部4之间，并且被定位成比带束部4的端部(例如，带束层4b的端部)靠轮胎宽度方向内侧。此外，当胎体3由多个胎体帘布层构成时，胎体折返部3b的端部3c的位置(例如，轮胎径向位置)在胎体帘布层之间可以相同或不同。胎体3中帘线的数量没有特别限制，而是例如可以在20根至60根/50mm的范围内。此外，各种结构可以用于胎体线。例如，在轮胎径向上，胎体最大宽度位置可以被改变为更靠近胎圈部2侧或胎面部5侧。例如，胎体最大宽度位置可以被设置在从胎圈基线朝向轮胎径向外侧的轮胎截面高度的50％至90％范围内的位置处。上述“放射状配置”是指相对于轮胎周向成至少85°、优选地相对于轮胎周向成90°。

本实施方式的轮胎优选地具有一个或多个倾斜的带束层，该带束层由相对于轮胎周向成角度地延伸的帘线的橡胶包覆层构成。对于兼顾轻量化和抑制接地面形状扭曲来说，具有两层是最优选的。从轻量化的观点出发，可以使用一个带束层，从抑制接地面形状扭曲的观点出发，可以使用三层或更多层。在图2所示的的示例中，在两个带束层4a和4b中，位于轮胎径向外侧的带束层4b的轮胎宽度方向宽度小于位于轮胎径向内侧的带束层4a的轮胎宽度方向宽度。另一方面，位于轮胎径向外侧的带束层4b的轮胎宽度方向宽度可以大于或等于位于轮胎径向内侧的带束层4a的轮胎宽度方向宽度。具有最大轮胎宽度方向宽度的带束层(在图示示例中为带束层4a)的轮胎宽度方向宽度优选地为接地宽度的90％至115％、尤其优选地为接地宽度的100％至105％。注意，“接地宽度”是指上述接地端E之间的在轮胎宽度方向上的距离。

在本实施方式中，金属帘线、尤其是钢帘线最优选地作为带束层4a和4b的带束帘线，然而，也可以使用例如有机纤维帘线(例如出于环境和成本原因，可以是(Kevlar是日本和/或其他国家的注册商标))的非金属帘线。钢帘线主要由钢组成，并且可以包含各种微量含有物，诸如碳、锰、硅、磷、硫、铜和铬等。在本实施方式中，带束层4a和4b的带束帘线可以是单丝帘线、具有聚在一起的多根丝的帘线、或多根丝捻合在一起的帘线。可以采用各种捻合结构，并且截面结构、捻合节距、捻合方向以及相邻的丝之间的距离也可以变化。此外，还可以使用通过捻合不同材料的丝制成的帘线，并且截面结构不受限制，可以使用诸如单捻、层捻和复捻的各种捻合结构。

在本实施方式中，带束层4a和4b的带束帘线相对于轮胎周向的倾斜角度优选地为10°或更大。在本实施方式中，带束层4a和4b的带束帘线的倾斜角度应当为大角度，其相对于轮胎周向具体为20°或更大、优选地为35°或更大、尤其在相对于轮胎周向为55°至85°的范围内。这是因为20°或更大(优选地35°或更大)的倾斜角度增加了轮胎在轮胎宽度方向上的刚性并且改善了操纵稳定性能，尤其是在转弯期间的操纵稳定性能。此外，这是因为可以减小层间橡胶的剪切变形从而减小滚动阻力。

在图示示例中，构成胎面5的胎面橡胶由单层构成。另一方面，在本实施方式中，构成胎面5的胎面橡胶可以由沿轮胎径向层叠的多个不同的橡胶层形成。对于上述多个橡胶层，可以使用具有不同正切损耗、模量、硬度、玻璃化转变温度、材料等的橡胶。多个橡胶层在轮胎径向上的厚度的比率可以沿轮胎宽度方向变化，并且仅周向主槽的底部等可以具有与周围区域不同的橡胶层。此外，构成胎面5的胎面橡胶可以由在轮胎宽度方向上不同的多个橡胶层形成。对于上述多个橡胶层，可以使用具有不同正切损耗、模量、硬度、玻璃化转变温度、材料等的橡胶。多个橡胶层的轮胎宽度方向宽度的比率可以沿轮胎径向变化，并且仅一些有限的区域，诸如仅在周向主槽附近、仅在接地端附近、仅在胎肩陆部中、以及仅在中央陆部中，可以具有与周围区域不同的橡胶层。

在图示示例中，该轮胎1具有沿轮胎周向延伸的三个周向主槽6。具体地，轮胎1在轮胎赤道面CL上具有一个周向主槽6，并且在轮胎赤道面CL的轮胎宽度方向两侧的每个胎肩区域上具有一个周向主槽6。周向主槽6的宽度(开口宽度)不受限制，而是例如可以是2mm至5mm。在本公开中，周向主槽6的数量和配置不限于上述示例。此外，还可以根据需要设置沿轮胎宽度方向延伸的宽度方向槽以及在触及地面时闭合的刀槽。

本实施方式的轮胎1在轮胎的内表面7(也简称为轮胎内表面7)上具有内衬8。内衬8的厚度优选地为约1.5mm至2.8mm。这是因为其可以有效地降低80Hz至100Hz范围内的车辆内部噪声。构成内衬8的橡胶组成物的空气透过系数优选地为1.0×10^-14cc·cm/(cm²·s·cmHg)或更高并且6.5×10^-10cc·cm/(cm²·s·cmHg)或更低。

在此处，如图2所示，轮胎包括通信装置9。通信装置9仅需要能够与轮胎1外部的预定装置进行无线通信，并且通信装置9的构造不受限制。在本实施方式中，通信装置9是RF标签。RF标签也称为RFID(Radio Frequency Identification)标签。通信装置9可以被构造为包括例如IC芯片以及连接至IC芯片的一个或多个天线，该IC芯片构成控制部和存储部。例如，通信装置9可以具有整体纵向的形状，其中以直线、波浪或螺旋形状延伸的两个天线沿相反方向从IC芯片延伸。还可以通过一个或多个天线接收的由电磁波产生的感应电动势来使IC芯片起作用。换言之，通信装置9可以是无源型通信装置。替选地，通信装置9还可以包括电池，并且能够通过利用其自身的电力生成电磁波来进行通信。换言之，通信装置9可以是有源型通信装置。注意，通信装置9可以由涂层橡胶涂覆。在RF标签之外，通信装置9还可以是传感器(例如，能够检测轮胎温度的传感器)等。

在此处，如图2所示，在上述基准状态下，在轮胎的宽度方向截面图中，通信装置9设置在如下的轮胎部分中：该轮胎部分被夹在沿轮胎径向延伸穿过接地端E的假想线(图中沿上下方向延伸的虚线)和沿轮胎宽度方向延伸穿过轮胎最大宽度位置P的假想线(图中沿左右方向延伸的双点划线)之间。在本实施方式中，通信装置9设置在轮胎内部(内置于轮胎中)，但是其也可以被接合(例如，使用粘合剂等)到轮胎的内表面(如果轮胎具有内衬，则接合到内衬的内表面)。

以下是对本实施方式的乘用车用充气子午线轮胎的效果的说明。

首先，在本实施方式的乘用车用充气子午线轮胎中，截面宽度SW小于165(mm)，并且轮胎的截面宽度SW与外径OD的比率SW/OD为0.26或更小(或者，满足关系式OD(mm)≥–0.0187×SW(mm)²+9.15×SW(mm)–380(mm))。如上所述，这改善了轮胎的燃料效率。这样，在SW和OD处于上述关系的具有窄宽度和大直径的轮胎中，轮胎的环刚性高，并且被夹在沿轮胎径向延伸穿过接地端E的假想线和沿轮胎宽度方向延伸穿过轮胎最大宽度位置P的假想线之间的区域的变形小于具有大宽度和高扁平率的轮胎。因此，即使通信装置9被设置在该区域中，也不太可能经历大的变形，并且可以改善通信装置9的耐久性。此外，由于通信装置9位于上述区域中，所以从轮胎侧方的通信变得特别好。

因此，在本实施方式中，乘用车用充气子午线轮胎能够兼顾实现通信装置的耐久性和通信性能。

在此处，优选的是，通信装置9设置成比一个或多个带束层中的在轮胎宽度方向上具有最大宽度的最大宽度带束层(图示示例中的带束层4a)的边缘靠轮胎宽度方向外侧，并且设置成比一个或多个带束层中的在轮胎径向上最内侧的带束层(图示示例中的带束层4a)靠轮胎径向外侧。尽管从通信性能和在轮胎翻新期间易于维护的观点来看，该部位(所谓的胎肩加强部)被期望作为用于放置通信装置9的部位，但是该部位通常是轮胎变形大并且存在耐久性问题的部位。在该示例中，由于上述截面宽度SW和上述外径OD满足上述关系，因此即使通信装置9被设置在上述部位(所谓的胎肩加强部)处，轮胎的环刚性也是高的并且可以改善通信装置9的耐久性。特别地，从轮胎侧方和从路面的通信都是优异的。

图3是轮胎最大宽度位置的放大图。还优选的是，在轮胎最大宽度位置P附近设置凹部10(例如，沿着轮胎外表面的外周从轮胎最大宽度位置到轮胎径向外侧的0至5mm的范围)，并且通信装置9应当埋设在凹部10中。与当装置被埋设在轮胎内部(不设置凹部)时相比，该构造能够实现更好的通信性能。例如，凹部10还可以设置成比一个或多个带束层中的在轮胎宽度方向上具有最大宽度的最大宽度带束层(在图示示例中为带束层4a)的边缘靠轮胎宽度方向外侧，并且设置成比一个或多个带束层中的在轮胎径向上最内侧的带束层(在图示示例中为带束层4a)靠轮胎径向外侧。

<轮胎·轮辋组件>

本文的轮胎·轮辋组件是上述乘用车用充气子午线轮胎组装到轮辋中的组件。根据该轮胎·轮辋组件，可以获得与上述乘用车用充气子午线轮胎相同的效果。轮胎·轮辋组件的内压优选地为至少200kPa、更优选地为至少220kPa、甚至更优选地为至少280kPa。这是因为越高的内压越能够减小滚动阻力。另一方面，轮胎·轮辋组件的内压优选地为350kPa或更小。这是因为其改善了乘坐舒适性。

<乘用车用充气子午线轮胎的使用方法>

本文的乘用车用充气子午线轮胎的使用方法使用了上述乘用车用充气子午线轮胎。根据该乘用车用充气子午线轮胎的使用方法，可以获得与上述乘用车用充气子午线轮胎相同的效果。此时，优选地以至少200kPa的内压、更优选地以至少220kPa的内压、甚至更优选地以至少280kPa的内压使用该充气子午线轮胎。这是因为越高的内压越能够减小滚动阻力。另一方面，优选地以350kPa或更小的内压使用该充气子午线轮胎。这是因为其改善了乘坐舒适性。

尽管上面已经描述了本公开的实施方式，但是本公开不以任何方式限于上述实施方式。例如，通信装置9可以设置在比一个或多个带束层中的在轮胎径向上位于最内侧的带束层靠轮胎宽度方向内侧的区域中，该区域被包括在如下的轮胎部分中：该轮胎部分被夹在沿轮胎径向延伸穿过接地端的假想线和沿轮胎宽度方向延伸穿过轮胎最大宽度位置的假想线之间。在这种情况下，尤其从轮胎的侧方提供了优异的通信。此外，轮胎变形特别小，这进一步改善了通信装置9的耐久性。在图示示例中，在以轮胎赤道面CL作为边界的两侧部中的每一者上设置一个通信装置，然而通信装置可以仅设置在一个侧部上，或者通信装置9的数量可以是多个。

附图标记说明

1 乘用车用充气子午线轮胎(轮胎)

2 胎圈部

2a 胎圈芯

2b 胎圈填胶

3 胎体

4 带束部

4a、4b带束层

5 胎面

6 周向主槽

7 轮胎内表面

8 内衬

9 通信装置

10 凹部

CL 轮胎赤道面

E 接地端

Claims

1.一种乘用车用充气子午线轮胎，其包括通信装置，其中

所述轮胎的截面宽度SW小于165(mm)，所述轮胎的截面宽度SW与外径OD的比率SW/OD为0.26或更小，并且

在所述轮胎被安装在轮辋上、被填充至规定内压并且无负载的基准状态下，在轮胎的宽度方向截面图中，所述通信装置设置在如下的轮胎部分中：所述轮胎部分被夹在沿轮胎径向延伸穿过接地端的假想线和沿轮胎宽度方向延伸穿过轮胎最大宽度位置的假想线之间。

2.一种乘用车用充气子午线轮胎，其包括通信装置，其中

所述轮胎的截面宽度SW小于165(mm)，

所述轮胎的截面宽度SW(mm)与外径OD(mm)满足关系式：

OD(mm)≥–0.0187×SW(mm)²+9.15×SW(mm)–380(mm)，

并且

3.根据权利要求1或2所述的乘用车用充气子午线轮胎，还包括带束部，所述带束部由一个或多个带束层构成，并且

所述通信装置设置成比所述一个或多个带束层中的在轮胎宽度方向上具有最大宽度的最大宽度带束层的边缘靠轮胎宽度方向外侧，并且设置成比所述一个或多个带束层中的轮胎径向上的最内侧带束层靠轮胎径向外侧。

4.根据权利要求1或2所述的乘用车用充气子午线轮胎，其中在所述轮胎最大宽度位置附近设置有凹部，并且

所述通信装置埋设在所述凹部中。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的乘用车用充气子午线轮胎，其中所述通信装置是RF标签。