本發(fā)明涉及充氣輪胎，特別涉及使用樹(shù)脂材料形成輪胎骨架構(gòu)件的充氣輪胎。

背景技術(shù)：

已知由橡膠、有機(jī)纖維材料和鋼構(gòu)件形成的充氣輪胎。近些年，從輕量化和有利于再循環(huán)的觀點(diǎn)出發(fā)，已經(jīng)要求使用諸如熱塑性彈性體(tpe)或熱塑性樹(shù)脂等的熱塑性高分子材料來(lái)構(gòu)造輪胎骨架構(gòu)件。例如，日本特開(kāi)平03-143701號(hào)公報(bào)公開(kāi)了通過(guò)采用用熱塑性彈性體覆蓋胎圈芯而形成的輪胎骨架構(gòu)件來(lái)形成充氣輪胎。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

在由樹(shù)脂材料形成的這種輪胎骨架構(gòu)件中，在車(chē)輛行駛期間反復(fù)地受到載荷輸入，特別是有拉伸力作用于輪胎的外表面。緩和該拉伸力會(huì)改善輪胎的耐久性。

考慮到以上情況，本發(fā)明的目的是減輕輪胎上的由作用于輪胎外表面的拉伸力導(dǎo)致的負(fù)荷。

用于解決問(wèn)題的方案

根據(jù)本發(fā)明的第一方面的充氣輪胎包括輪胎骨架構(gòu)件。所述輪胎骨架構(gòu)件由樹(shù)脂制成，并且所述輪胎骨架構(gòu)件包括胎圈部、與該胎圈部的輪胎徑向外側(cè)相連的胎側(cè)部以及與該胎側(cè)部的輪胎寬度方向內(nèi)側(cè)相連的且用于布置胎面的冠部。所述輪胎骨架構(gòu)件還在所述胎側(cè)部的外表面形成有多個(gè)外表面凹部，所述多個(gè)外表面凹部彼此間隔開(kāi)并且沿輪胎徑向和輪胎周向排列。

根據(jù)第一方面的充氣輪胎，在胎側(cè)部的外表面彼此間隔開(kāi)地形成有多個(gè)外表面凹部。外表面凹部由此有利于胎側(cè)部的外表面處的樹(shù)脂的變形。這會(huì)緩和由作用于輪胎的外表面的拉伸力導(dǎo)致的應(yīng)力和應(yīng)變，由此能夠減輕由樹(shù)脂材料形成的輪胎骨架構(gòu)件上的負(fù)荷。

發(fā)明的效果

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的充氣輪胎能夠減輕由作用于輪胎的外表面的拉伸力導(dǎo)致的負(fù)荷。

附圖說(shuō)明

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的充氣輪胎的截面圖。

圖2是示出本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的輪胎骨架構(gòu)件的局部立體圖。

圖3是示出本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的輪胎骨架構(gòu)件的局部側(cè)視圖。

圖4是沿著圖3中的線a-a截取的截面圖。

圖5是示出本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的輪胎骨架構(gòu)件的變型例的局部截面圖。

圖6是示出本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的輪胎骨架構(gòu)件的變型例的局部側(cè)視圖。

圖7是示出本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的輪胎骨架構(gòu)件的另一變型例的局部側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

在以下說(shuō)明中，示例性實(shí)施方式用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施。在圖中，箭頭w表示輪胎軸向，箭頭r表示從輪胎軸線(圖中未示出)沿輪胎的徑向延伸的輪胎徑向，箭頭c表示輪胎周向。

如圖1所示，本示例性實(shí)施方式的充氣輪胎是采用內(nèi)部充填有空氣的輪胎。充氣輪胎10包括環(huán)狀的輪胎骨架構(gòu)件17。輪胎骨架構(gòu)件17包括：一對(duì)胎圈部12；胎側(cè)部14，其從相應(yīng)的胎圈部12朝向輪胎徑向外側(cè)延伸；以及冠部16，其使各個(gè)胎側(cè)部14的兩輪胎徑向外側(cè)端連結(jié)在一起。注意，胎圈部是指從輪胎徑向內(nèi)側(cè)端到輪胎截面高度的30％的部分。一對(duì)胎圈部12與輪輞20的胎圈座部21和輪輞凸緣22緊密接觸，以便維持充填有空氣的輪胎的內(nèi)壓。注意，胎圈部12從輪輞20離開(kāi)的邊界部分是指分離點(diǎn)36，分離點(diǎn)36是當(dāng)輪胎安裝到根據(jù)如jatma(日本機(jī)動(dòng)車(chē)輪胎制造者協(xié)會(huì))年鑒(yearbook)的2013年版中列出的輪胎的尺寸的特定輪輞、在特定內(nèi)壓下處于無(wú)負(fù)荷狀態(tài)時(shí)輪胎從輪輞凸緣分離的點(diǎn)。位于輪胎骨架構(gòu)件17的外表面的與分離點(diǎn)36對(duì)應(yīng)的位置構(gòu)成殼體分離點(diǎn)(caseseparationpoint)38。構(gòu)成作為輪胎的接地部分的輪胎胎面的胎面構(gòu)件30布置在冠部16的輪胎徑向外側(cè)。

輪胎骨架構(gòu)件17由樹(shù)脂制成，并且由作為主要材料的樹(shù)脂材料形成。在這里注意，“樹(shù)脂材料”不包括硫化橡膠。樹(shù)脂材料的示例包括熱塑性樹(shù)脂(包括熱塑性彈性體)、熱固性樹(shù)脂和其它通用樹(shù)脂以及工程塑料(包括超級(jí)工程塑料)等。

熱塑性樹(shù)脂(包括熱塑性彈性體)是如下材料的高分子化合物：該材料隨著溫度的升高而軟化和流動(dòng)，并且當(dāng)冷卻時(shí)呈現(xiàn)相對(duì)硬且強(qiáng)度高的狀態(tài)。在本說(shuō)明書(shū)中，在這些材料之中，熱塑性彈性體與非彈性體熱塑性樹(shù)脂之間具有區(qū)別，其中，熱塑性彈性體是隨著溫度的升高而軟化和流動(dòng)、冷卻時(shí)呈現(xiàn)相對(duì)硬且強(qiáng)度高的狀態(tài)并具有橡膠狀彈性的高分子化合物，而非彈性體熱塑性樹(shù)脂是隨著溫度的升高而軟化和流動(dòng)、冷卻時(shí)呈現(xiàn)相對(duì)硬且強(qiáng)度高的狀態(tài)并不具有橡膠狀彈性的高分子化合物。

熱塑性樹(shù)脂(包括熱塑性彈性體)的示例包括熱塑性聚烯烴基彈性體(tpo)、熱塑性聚苯乙烯基彈性體(tps)、熱塑性聚酰胺基彈性體(tpa)、熱塑性聚氨酯基彈性體(tpu)、熱塑性聚酯基彈性體(tpc)和動(dòng)態(tài)交聯(lián)型熱塑性彈性體(tpv)以及熱塑性聚烯烴基樹(shù)脂、熱塑性聚苯乙烯基樹(shù)脂、熱塑性聚酰胺基樹(shù)脂、熱塑性聚酯基樹(shù)脂等。

另外，上述熱塑性樹(shù)脂材料具有例如如下特性：由iso75-2或astmd648規(guī)定的載荷撓曲溫度(載荷為0.45mpa時(shí))為78℃以上、由jisk7113規(guī)定的拉伸屈服強(qiáng)度為10mpa以上以及同樣由jisk7113規(guī)定的拉伸斷裂伸長(zhǎng)率為50％以上?？梢圆捎糜蒵isk7206規(guī)定的維卡(vicat)軟化溫度(方法a)為130℃以上的熱塑性樹(shù)脂材料。

熱固性樹(shù)脂是隨著溫度的升高而固化形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子化合物。熱固性樹(shù)脂的示例包括酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂和脲醛樹(shù)脂。

除了以上已經(jīng)列出的熱塑性樹(shù)脂(包括熱塑性彈性體)和熱固性樹(shù)脂以外，還可以采用諸如(甲基)丙烯酸基樹(shù)脂、eva樹(shù)脂、氯乙烯樹(shù)脂、氟基樹(shù)脂和硅基樹(shù)脂等的通用樹(shù)脂作為樹(shù)脂材料。

在本示例性實(shí)施方式中，給出關(guān)于輪胎骨架構(gòu)件17由熱塑性樹(shù)脂形成的情況的說(shuō)明。

通過(guò)使均一體地成型為相同形狀且包括單個(gè)胎圈部12、單個(gè)胎側(cè)部14和半寬度冠部16的圓環(huán)狀的輪胎骨架半體17a對(duì)準(zhǔn)并且將輪胎骨架半體17a在輪胎赤道面cl部分接合在一起來(lái)形成輪胎骨架構(gòu)件17。當(dāng)在輪胎赤道面cl部分進(jìn)行接合時(shí)使用熔接用熱塑性樹(shù)脂材料19。注意，不限于通過(guò)將兩個(gè)構(gòu)件接合在一起來(lái)形成輪胎骨架構(gòu)件17，輪胎骨架構(gòu)件17可以通過(guò)將三個(gè)以上的構(gòu)件接合在一起而形成，并且可以與一對(duì)胎圈部12、一對(duì)胎側(cè)部14和冠部16成型為一體。

注意，本說(shuō)明書(shū)的胎側(cè)部是指從胎圈部到胎面端的部分?！疤ッ娑恕笔侵府?dāng)輪胎組裝到如jatma年鑒(2014年版，日本機(jī)動(dòng)車(chē)輪胎制造者協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn))中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)輪輞、充填有與適用jatma年鑒尺寸/層級(jí)的最大負(fù)荷能力(內(nèi)壓-負(fù)荷能力對(duì)應(yīng)表中的以黑體示出的載荷)對(duì)應(yīng)的100％空氣壓力(最大空氣壓力)的內(nèi)壓且負(fù)荷達(dá)到最大負(fù)荷能力時(shí)在輪胎寬度方向上最外側(cè)的接地部分。在使用地區(qū)或制造地區(qū)適用tra標(biāo)準(zhǔn)或etrto標(biāo)準(zhǔn)的情況下，遵守相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

使用熱塑性材料形成的輪胎骨架半體17a可以例如通過(guò)真空成型、壓力成型、注射成型或熔模澆鑄等而成型，與使用橡膠來(lái)成型(硫化)輪胎骨架半體17a的情況相比，能夠大幅地簡(jiǎn)化制造過(guò)程，并且能夠縮短成型時(shí)間。注意，即使在輪胎骨架構(gòu)件17由單一的熱塑性材料構(gòu)成的情況下，與現(xiàn)有的普通橡膠制充氣輪胎一樣，也可以在輪胎骨架構(gòu)件17的各部位(胎側(cè)部14、冠部16和胎圈部12等)處采用具有不同特性的熱塑性材料。

輪胎骨架構(gòu)件17的胎圈部12中埋設(shè)有圓環(huán)狀的胎圈芯15。與現(xiàn)有的普通充氣輪胎一樣，胎圈芯15由鋼簾線構(gòu)成。注意，如果確保了胎圈部12的剛性，并且與輪輞20的嵌合不存在問(wèn)題，則可以省略胎圈芯15。另外，胎圈芯15可以由諸如有機(jī)纖維簾線、樹(shù)脂包覆的有機(jī)纖維簾線等的鋼以外的材料所構(gòu)成的簾線形成。另外，代替使用簾線，胎圈芯15可以由硬質(zhì)樹(shù)脂使用注射成型等而形成。

輪胎骨架構(gòu)件17的冠部16中埋設(shè)有增強(qiáng)層28，增強(qiáng)層28包括螺旋狀卷繞的鋼簾線26。增強(qiáng)層28與布置在現(xiàn)有的橡膠制充氣輪胎的胎體的外周面的帶束對(duì)應(yīng)。

輪胎骨架構(gòu)件17的從胎圈部12到胎面構(gòu)件30的外表面形成有覆蓋層24。各覆蓋層24的胎圈部12側(cè)端部均被布置成比胎圈部12與輪輞20之間的緊密接觸部靠輪胎內(nèi)側(cè)。覆蓋層24還充填下述外表面凹部40。注意，覆蓋層24可以由樹(shù)脂或由橡膠形成。樹(shù)脂材料的示例包括熱塑性樹(shù)脂(包括熱塑性彈性體)、熱固性樹(shù)脂和其它通用樹(shù)脂以及工程塑料(包括超級(jí)工程塑料)。

胎面構(gòu)件30布置在輪胎骨架構(gòu)件17的輪胎徑向外側(cè)。胎面構(gòu)件30沿著輪胎骨架構(gòu)件17布置，并且構(gòu)成作為輪胎10的接地部分的輪胎胎面。胎面構(gòu)件30由相對(duì)于形成輪胎骨架構(gòu)件17用的熱塑性樹(shù)脂具有優(yōu)異耐摩耗性的橡膠形成。胎面構(gòu)件30中采用的橡膠可以是與現(xiàn)有的橡膠制充氣輪胎中采用的橡膠相同類(lèi)型的橡膠。注意，胎面構(gòu)件30還可以由相對(duì)于用于形成輪胎骨架構(gòu)件17的熱塑性樹(shù)脂具有優(yōu)異耐磨耗性的其它類(lèi)型的熱塑性樹(shù)脂構(gòu)成。

如圖2所示，輪胎骨架構(gòu)件17的輪胎外表面17out形成有多個(gè)外表面凹部40。多個(gè)外表面凹部40形成為遍及如下區(qū)域的整體：該區(qū)域從與胎圈部12和輪輞凸緣22的分離點(diǎn)36對(duì)應(yīng)的相應(yīng)殼體分離點(diǎn)38延伸到外表面17out的與作為胎面構(gòu)件30的輪胎軸向w外側(cè)端的胎面端30a對(duì)應(yīng)的位置。外表面凹部40配置成沿著輪胎徑向r和輪胎周向u排列。不將外表面凹部40形成為比殼體分離點(diǎn)38靠輪胎徑向內(nèi)側(cè)的原因是在這里幾乎不存在輪胎的任何變形，因而形成外表面凹部40的必要性低。另外，不將外表面凹部40形成為比胎面端30a靠輪胎軸向內(nèi)側(cè)(靠近輪胎赤道面cl側(cè))的原因是在這里布置有胎面構(gòu)件30。通過(guò)不將外表面凹部40形成在比較少地受到所施加負(fù)荷影響的部分(不容易變形的部分)處，能夠維持輪胎骨架構(gòu)件17的剛性。

如圖3和圖4所示，各外表面凹部40均由大致半球狀的凹部構(gòu)成。相鄰的外表面凹部40彼此間隔開(kāi)地形成。外表面凹部40形成為遍及輪胎骨架構(gòu)件17的胎側(cè)部14的整個(gè)外表面，并且形成為遍及胎圈部12的外表面的一部分。

如圖4所示，在相鄰的外表面凹部40中，布置在彼此最靠近的位置處的外表面凹部40間隔開(kāi)間隔s1。注意，間隔s1越長(zhǎng)，所布置的外表面凹部40越靠輪胎徑向外側(cè)。外表面凹部40由相應(yīng)的覆蓋層24覆蓋。

以這種方式形成外表面凹部40緩和了由作用于輪胎的外表面的拉伸力導(dǎo)致的應(yīng)力和應(yīng)變，由此能夠減輕由樹(shù)脂材料形成的輪胎骨架構(gòu)件17上的負(fù)荷。

另外，即使可能會(huì)在胎側(cè)部14的外表面發(fā)生龜裂，但是歸因于外表面凹部40彼此間隔開(kāi)地布置，能夠抑制龜裂的發(fā)展。

另外，由于外表面凹部40的形狀是大致半球狀，所以它們是非各向異性的，并且能夠以非常均衡的方式緩和由拉伸力導(dǎo)致的應(yīng)力和應(yīng)變。注意，外表面凹部40還可以被構(gòu)造成通過(guò)構(gòu)造有構(gòu)成球面的一部分的球面輪廓而成為非各向異性的且能夠以非常均衡的方式緩和由拉伸力導(dǎo)致的應(yīng)力和應(yīng)變。

注意，外表面凹部40可以形成為遍及從殼體分離點(diǎn)38到胎面端30a的區(qū)域的整體，或者可以形成為遍及這些區(qū)域的一部分。外表面凹部40優(yōu)選形成在從殼體分離點(diǎn)38到胎面端30a的區(qū)域中的至少距胎面端30a側(cè)30％以?xún)?nèi)。這是因?yàn)榭拷ッ娑?0a的位置在車(chē)輛行駛期間用作接地部分的邊界，并且會(huì)受到大的負(fù)荷。

另外，外表面凹部40優(yōu)選沿著整個(gè)輪胎周向地形成，以便在輪胎周向上賦予輪胎外表面17out均勻的輪廓。

另外，外表面凹部40的深度d1(最深部分處的深度)優(yōu)選為0.1mm以上。這是因?yàn)樾∮?.1mm時(shí)幾乎不存在應(yīng)力緩和效果。另外，深度d1優(yōu)選為胎側(cè)部14的平均厚度h的1/2以下。這是因?yàn)楫?dāng)超過(guò)胎側(cè)部14的平均厚度的1/2時(shí)，輪胎骨架構(gòu)件17的強(qiáng)度會(huì)變得不足。

另外，外表面凹部40的開(kāi)口(開(kāi)口寬度)的直徑d優(yōu)選從0.1mm至10.0mm。這是因?yàn)椋绻睆絛低于0.1mm，則幾乎不存在應(yīng)力緩和效果，如果直徑d大于10.0mm，則輪胎骨架構(gòu)件17的強(qiáng)度會(huì)變得不足。

另外，相鄰的外表面凹部40之間的間隔s1優(yōu)選從0.1mm至10.0mm。這是因?yàn)?，小?.1mm時(shí)，外表面凹部40的加工(制造)會(huì)變得困難，而當(dāng)超過(guò)10.0mm時(shí)，幾乎不存在應(yīng)力緩和效果。

可以通過(guò)在輪胎骨架構(gòu)件17的注射成型時(shí)使用的模具的對(duì)應(yīng)部分形成用于外表面凹部40的凸部來(lái)形成外表面凹部40。還可以通過(guò)在輪胎骨架構(gòu)件17已經(jīng)注射成型之后進(jìn)行加工來(lái)形成外表面凹部40。

如上所述，本示例性實(shí)施方式的充氣輪胎10在輪胎骨架構(gòu)件17的輪胎外表面形成有外表面凹部40。這有利于輪胎骨架構(gòu)件17的外表面處的樹(shù)脂的變形，由此能夠緩和由作用于輪胎骨架構(gòu)件17的拉伸力導(dǎo)致的應(yīng)力和應(yīng)變，從而能夠減輕負(fù)荷。

注意，在本示例性實(shí)施方式中，僅在輪胎骨架構(gòu)件17的外表面形成外表面凹部40。然而，還可以在輪胎骨架構(gòu)件17的內(nèi)表面形成內(nèi)表面凹部42。在該情況下，如圖5所示，在輪胎骨架構(gòu)件17的不與外表面凹部40重疊的位置處、即在輪胎骨架構(gòu)件17的厚度方向上不形成外表面凹部40的部分的內(nèi)表面?zhèn)刃纬蓛?nèi)表面凹部42。

以這種方式，形成內(nèi)表面凹部42有利于輪胎骨架構(gòu)件17的內(nèi)表面處的樹(shù)脂的變形，由此能夠緩和由作用于內(nèi)表面的壓縮力導(dǎo)致的應(yīng)力和應(yīng)變，從而能夠進(jìn)一步減輕輪胎骨架構(gòu)件17上的負(fù)荷。另外，由于內(nèi)表面凹部42形成在不與外表面凹部40重疊的位置處，所以不會(huì)形成使輪胎骨架構(gòu)件17的厚度變得過(guò)薄的部位，從而能夠抑制強(qiáng)度的降低。

在本示例性實(shí)施方式中，已經(jīng)給出關(guān)于外表面凹部的形狀為大致半球狀的示例的說(shuō)明。然而，不要求外表面凹部的形狀為大致半球狀。例如，如圖6所示，可以構(gòu)造為具有大致六邊形形狀的外表面六邊凹部44。另外，如圖7所示，可以構(gòu)造為具有菱形形狀的外表面菱形凹部46。

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