CN100404282C - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于保持转向稳定性以及限制噪音性能变差的同时能够改善湿滑性，为此，提供了一种在其胎面部上以一定间隔设置有块体的充气轮胎，该块体被设置成，凹块具有沿着其面朝周向主凹槽的块体侧缘延伸的阶梯式凹部，该凹部从块体顶表面起的深度是块体高度的20～70%。该凹部在轮胎圆周方向上的长度是块体侧缘在轮胎圆周方向上的长度的40～95%，在轮胎轴向上的宽度为2～20mm。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎，在它的侧缘处所设置的阶梯式凹部沿块体的周向主凹槽延伸，该凹部保证了转向稳定性，并在限制噪音性能下降的同时改善了湿滑性能。
背景技术
胎面部通常形成有胎面凹槽，所述凹槽由沿轮胎圆周方向延伸的周向主凹槽和与其相垂直方向的横向凹槽所组成。通过将胎面凹槽的凹槽宽度，尤其是周向主凹槽的凹槽宽度设置得较大，来提高排水性和湿滑性能。但是，凹槽宽度的增加暴露出的缺点是导致花纹刚度变差，从而导致转向稳定性下降、轮胎噪音变大。
对于这种方式，存在着湿滑能性和噪音性与转向稳定性之间的矛盾关系，因而非常希望出现一种在两种性能上同时得到提高的轮胎，尤其是客车用子午线轮胎。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种充气轮胎，其基于在侧缘处形成具有特殊尺寸的阶梯式凹部而制成，该凹部沿块体的周向主凹槽延伸，并可在确保转向稳定性以及限制噪音性变差的同时改善湿滑性。
为达到这一目的，根据本申请第一方面的发明是一种充气轮胎，在其胎面部处以一定间隔设置有块体，该块体被沿轮胎圆周方向延伸的周向主凹槽和圆周方向垂直方向的横向主凹槽所分割，
其中，块体包括在其侧缘处面朝周向主凹槽的凹块，而该凹块又包括沿块体侧缘延伸的阶梯式凹部，
其中该凹部从块体顶面起的深度ha是凹块的块体高度H0的20～70％，该凹部在轮胎圆周方向上的长度La是块体侧缘在圆周方向上的长度L0的40～95％，所述轮胎凹部的轴向宽度Wa为2～20mm。
由于本发明的上述设置，可以在保持转向稳定性以及限制噪音性能变差的同时改善湿滑性。
附图说明
图1是说明本发明的充气轮胎的胎面花纹的一个实施方式的分解图；
图2是说明凹块在展开状态下的平面图；
图3是说明凹块的凹部的截面图；
图4是概念上说明凹块的透视图；
图5(A)和5(B)分别是用于说明另一个小凹槽实施例的平面图和截面图；
图6(A)和6(B)分别是用于说明又一个小凹槽实施例的平面图和截面图；以及
图7是说明凹块的另一个实施例的平面图。
具体实施方式
以下将基于实施例对本发明的具体实施方式进行说明。图1是本发明的充气轮胎的胎面花纹的一个实施方式的分解图。
在图1中，根据本实施方式的充气轮胎1在其胎面部2上包含由沿轮胎圆周方向延伸的周向主凹槽3和垂直方向的横向凹槽4所组成的胎面凹槽5。通过这种设置，在胎面部2上形成了块型或块/肋型的胎面花纹，在这些胎面花纹中，由胎面凹槽5分隔出的块体B以一定间隔排布。
在本实施方式列举的一个例子中，周向主凹槽3由设置于轮胎赤道C两侧的内周向主凹槽3a和设置于其外侧的外周向主凹槽3b组成，横向凹槽4由多个横跨于内、外周向主凹槽3a、3b之间的内横向凹槽4a和多个沿轮胎轴向从外周向主凹槽3b跨过胎面端Te向外延伸的外横向凹槽4b组成。通过这种设置，在胎面部2上形成了块/肋型的胎面花纹，它包括：在轮胎赤道C上延伸的中肋R，沿轮胎圆周方向在轮胎赤道C两侧排列的数排内块体Ba，以及沿轮胎圆周方向在轮胎赤道C的更外侧排列的数排外块体Bb。
在本发明中，来自于块体B的至少一部分块形成凹块B0，在其中，面朝环形周向主凹槽3的块体边缘E外具有阶梯式凹部10。
在本实施方式列举的一个例子中，内块体Ba就是凹块B0。如图2～图4所示，凹块B0的结构被设置成，在块的每侧，从块体侧缘E(轮胎中纬线一侧)沿轮胎轴向在块体侧缘Ei向内形成有凹部10。
每个凹部10是一个沿着块体侧缘Ei延伸的阶梯式凹槽，该凹槽具有基本上与块体顶表面S平行的底表面S。从块体顶表面S到底表面10s的深度ha设置为块体高度H0的20～70％。凹部10在轮胎圆周方向上的长度La设置为块体侧缘Ei圆周向长度的40～95％，而凹部10的轴向宽度Wa设置为2～20mm。
由于这种凹部10基本上减少了接地率(land ratio)(是指块体B的表面积占胎面总表面积的百分比，即实际接地面积)，可以改善湿滑性，如提高排水性。当在干燥路面上行驶时，凹部10会干扰经过周向主凹槽3a的气流。这种设置可以对空心共鸣加以限制并改善噪音性能。此外，由于凹部10是通过以阶梯方式在一部分块侧缘Ei上开槽而形成的，因此可以阻止块体刚度变差，从而保持转向稳定性。
出于这个目的，将凹部10的深度ha、圆周向长度La和轴向宽度Wa设定在上述的范围内。当深度ha小于块体高度H0的20％，当在轮胎圆周方向上的长度La小于长度L0的40％，以及当轴向宽度Wa小于2mm，凹部10会太小，从而不可能显示出改善湿滑性的效果。另一方面，当深度ha大于块体高度H0的70％，当在轮胎圆周方向上的长度La大于长度L0的95％，以及/或当轴向宽度Wa大于20mm，凹部10会太大。其结果，块体刚度的下降会非常显著，从而难以保持转向稳定性，并导致噪音性能变差。
从这些方面考虑，优选设定的是，深度ha的下限值不低于H0的40％，上限值不超过其60％；对于轮胎圆周方向上的长度La，下限值不低于L0的50％，上限值不超过其80％；对于轴向宽度Wa，优选设定其下限值不低于5mm，上限值不超过15mm。在这方面，从块体刚度角度考虑，轴向宽度Wa优选不超过块体B0在轮胎轴向上的块体宽度W0的30％。
在这方面，凹部10优选形成于面朝轮胎赤道侧周向主凹槽3(在本实施方式中是内周向主凹槽3a)的块体端缘Ei处，此处会产生大量噪音且需要较高的排水性。
在本实施方式中，为了防止凹部10在磨损后湿滑性下降，在凹部10的底表面10s上沿轮胎圆周方向相互平行的设置有多个小凹槽11。
根据本实施例，小凹槽11是以条状与轮胎圆周方向成30°～90°的θ角延伸的凹槽。在这种情况下，每个小凹槽11的一端优选开口于面朝周向主凹槽3a的凹槽壁表面上。每个小凹槽11设置成，在轮胎圆周方向上的小凹槽宽度Wb在0.3～4.0mm的范围内，在轮胎轴向上的小凹槽长度Lb是在凹部10的轴向宽度Wa的0.5～1.0倍的范围内，以及从底表面10s起的小凹槽深度hb为从底表面10s到周向主凹槽3a的凹槽底面的高度hc的0.3～1.0倍。
这种小凹槽11能够通过在凹部10磨损后暴露于路面时切断水帘、吸水和排水来改善湿滑性。尤其当如本实施例中，小凹槽11的一端与环形主凹槽3a相连时，排水性能得到改善，从而可以进一步改善湿滑性。小凹槽11还可以通过暴露于路面而改善外观。
在这方面，形成于底表面10s上的小凹槽11的数目n优选在式(1)所确定的范围内。通过这种设置形式，可以确保小凹槽11之间足够的间隔，从而有效保持块体刚度。
N≤La/(2xWb)            (1)
这里，当小凹槽宽度Wb小于0.3mm，小凹槽长度Lb小于宽度Wa的0.5倍，以及/或当小凹槽深度hb小于高度hc的0.3倍，对湿滑性的改善效果将不明显。另一方面，当小凹槽宽度Wb大于4.0mm，小凹槽长度Lb大于宽度Wa的1.0倍，以及当小凹槽深度hb大于高度hc的1.0倍，这会导致块体刚度下降，从而不可能保证转向稳定性。尤其是在如本实施例中小凹槽11是条状凹槽的情况下，优选设定小凹槽宽度Wb的上限值不超过3.0mm，小凹槽长度Lb的下限值不低于宽度Wa的0.7倍。
小凹槽11也可以任选地形成为凹窝的形式，如图5和图6所示，其中在底表面10s上的开口不穿透周向主凹槽3a，并在底表面10s上以不连续方式排布。以这种排布形式，即使它们不如条形凹槽，通过切断水帘和吸水，同样可以达到改善湿滑性和外观的效果。
在这方面，可以采用的凹窝方式是，在深度方向上下凹且孔形固定的圆柱方式，或者以半球形方式或锥形方式下凹，而其孔形可以是除了圆形或椭圆形以外的各种多边形。对于这种凹窝的情况，优选设定小凹槽宽度Wb的下限值不低于1.0mm，小凹槽长度Lb的上限值不超过宽度Wa的0.8倍。
在本实施方式列举的一个例子中，凹部10作为凹块B0仅形成于块体侧缘Ei上。但是，也可能提供一种如图7所示的，在沿块体侧缘Ei延伸的主部10A处沿面朝横向凹槽4的块体端面边缘F延伸的副部10B，作为凹部10。对这种情况，优选限定从副部10B的块体端面边缘F起的宽度Wd比主部10A的轴向宽度Wa小，副部10B的长度Ld，从保证块刚度的角度考虑，不超过块体宽度W0的50％。
尽管对本发明的一个优选实施方式进行了详细说明，本发明并不受限于所列举的实施方式，而是可以加以修改成为各种形式而实施。
实施例
基于图2所示的胎面花纹并依照表1中规格试制尺寸为195/65R15的客车轮胎，轮胎样品分别接受湿滑性、噪音性能和转向稳定性的测试。在这方面，除表1所列规格外的所有轮胎实质上是一样的。
(1)湿滑性
为一辆FF型客车(排量2500cc)的所有车轮(轮圈15×6JJ)安装试样轮胎，轮胎内压220kPa。然后使客车以100m的直径在沥青路面的跑道上做转弯动作，跑道上有深5mm、宽20m的水洼，用以测定所产生的最大横向G值，所述G值是与此值为100的比较例1(在未使用状态下)相比得到的系数值。该值越大，性能越好。在这里，已磨出凹部底表面的中度磨损轮胎与新胎一同参加湿滑性的评价。
(2)噪音性能
使上述客车以100km/h的速度在平直干燥的沥青路面上行驶，由驾驶员的感官评价来确定车内噪音，采用10分制，并将比较例1的分数定为7。系数越大，性能越好。
(3)转向稳定性
使上述客车在平直干燥的沥青路面上行驶，由驾驶员的感官评价来确定转向稳定性，采用10分制，并将比较例7的分数定为7。系数越大，性能越好。
表1
 比较例1   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   比较例2
  凹部   无   有   有   有   有   有
  ·比值(ha/H0)   -   0.2   0.5   0.7   0.7   0.7
  ·比值(La/L0)   -   0.4   0.7   0.9   0.9   1.0
  ·宽度Wa   -   2   10   20   20   20
  小凹槽   无   有   有   有   无   有
  ·构型   -   条状凹槽   条状凹槽   条状凹槽   -   条状凹槽
  ·形成凹槽数(个)   -   18   4   3   -   3
  ·小凹槽宽度Wb(mm)   -   0.3   2   4   -   4
  ·比值(Lb/Wa)   -   0.5   0.8   0.8   -   0.8
  ·比值(hb/hc)   -   0.1   0.3   1   -   1
  湿滑性
  ·全新状态   100   108   111   115   114   118
  ·中度磨损   86   98   103   110   107   113
  噪音性能   7   7<sup>-</sup>   7<sup>-</sup>   6.5   6.5   5
  转向稳定性   7   7<sup>-</sup>   7<sup>-</sup>   6.5   6.5   6.5
由于所形成的实施例轮胎具有如表中所示的凹部，因而可以证实在保证转向稳定性和将噪音降到最低的同时能够显著改善湿滑性。尤其是当凹部底表面上形成有小凹槽的时候，可以证实，在轮胎中度磨损时也可保持高的湿滑性。

Claims (10)

1.一种充气轮胎，其胎面部上以一定间隔设置有块体，所述块被沿轮胎圆周方向延伸的周向主凹槽和与圆周方向垂直方向的横向主凹槽所分割，其特征在于，
所述块体包括在其面朝周向主凹槽的块体侧缘处的凹块，所述凹块包括沿块体侧缘延伸的阶梯式凹部，
所述凹部从块体顶表面起的深度ha是所述凹块的块体高度H0的20～70％，所述凹部在轮胎圆周方向上的长度La是所述块体侧缘在圆周方向上的长度L0的40～95％，所述轮胎凹部的轴向宽度Wa为2～20mm，
每个所述凹部包含在其底表面上沿轮胎圆周方向相互平行的设置地多个小凹槽，所述小凹槽在轮胎圆周方向上的小凹槽宽度Wb为0.3～4.0mm，在轮胎轴向上的小凹槽长度Lb为所述凹部的轴向宽度Wa的0.5～1.0倍，从底表面起的小凹槽深度hb为从底表面到周向主凹槽的凹槽底面的高度hc的0.3～1.0倍。
2.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，在底表面上平行排列的所述小凹槽的数目n满足下式(1)，即
N≤La/(2xWb)    (1)。
3.如权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述小凹槽是与轮胎圆周方向成30°～90°的θ角延伸的条状凹槽。
4.如权利要求3所述的充气轮胎，其特征在于，每个所述条状凹槽设置成其一端开口于面朝周向主凹槽的凹槽壁表面。
5.如权利要求3所述的充气轮胎，其特征在于，每个所述条状凹槽被设置成，小凹槽宽度Wb不大于3.0mm，且小凹槽长度Lb不小于宽度Wa的0.7倍。
6.如权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述小凹槽为凹窝。
7.如权利要求6所述的充气轮胎，其特征在于，所述凹窝的小凹槽宽度Wb不小于1.0mm，且小凹槽长度Lb不大于所述宽度Wa的0.8倍。
8.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述凹部形成于块体侧缘处，所述侧缘位于轮胎轴向上自所述凹块的每侧的块体侧缘的内侧。
9.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述凹部的轴向宽度Wa不大于所述凹块在轮胎轴向上的块体宽度W0的30％。
10.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，每个所述凹部由沿块体侧缘延伸的主部和自所述主部连续的、且沿块体端缘延伸的副部所组成，所述块体端缘面朝所述横向凹槽。
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