CN101134426A - 充气轮胎 - Google Patents

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CN101134426A CN200710143358.XA CN200710143358A CN101134426A CN 101134426 A CN101134426 A CN 101134426A CN 200710143358 A CN200710143358 A CN 200710143358A CN 101134426 A CN101134426 A CN 101134426A
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Abstract

本发明提供一种充气轮胎，该充气轮胎特别是薄雪路面上的行驶性能优良，而且难以产生胎趾和胎踵磨损等不均匀磨损。该轮胎具有利用沿轮胎周向(PD)延伸的3条周向沟(1)和与该周向沟(1)交叉的横沟(2)形成多个花纹块(10)而成的胎面花纹，其特征在于，配置在最靠近接地端一侧的花纹块(10)之间的横沟(7)的深度为与其交叉的周向沟(1a)、(1c)的深度的10～50％，且其沟底(7a)具有长度方向的两端(8a)配置在沟底内的沟底凹部(8)，以沟底面为基准，该沟底凹部(8)的宽度为上述横沟(7)的沟宽的25～45％。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种具有如下胎面花纹的充气轮胎，该胎面花纹是利用横沟和沿轮胎周向延伸的周向沟形成有多个花纹块而成的。
背景技术
作为未在花纹块内设置刀槽花纹就可确保雪地行驶性能的充气轮胎，公知有一种具有图8～图9所示那样的胎面花纹的充气轮胎。在这种充气轮胎中，通常具有4～6条沿轮胎周向延伸的周向沟1，具有由这些周向沟1和横沟2划分出的较小的花纹块10。
但是，在这种充气轮胎中存在这样的问题：由于花纹块较小，因此花纹块易于产生变形，而易于产生胎趾和胎踵磨损。另外，在市场的背景下，通过充实无镶钉轮胎(提高冰雪路面上的行驶性能)及改善路面状况，使雪地行驶性能的要求向重视经济性(改善耐磨损性能或改善抗不均匀磨损性能)的方向转变，需要一种符合该要求的构造。即，作为冬季用轮胎的雪地行驶性能的要求，不再是在薄雪路面上的行驶性能专业化的同时要求以往的雪中剪切力的胎面花纹，而是正在向寻求由花纹块棱线产生抓地效果的方向转变。
另外，在接地端侧设置较小的花纹块时，存在因转弯时的作用力产生的变形增大，导致转弯性能降低这样的问题。
因此，在下述专利文献1中提出了这样一种充气轮胎：  出于确保转弯时的横向力的目的，在接地端侧的花纹块之间设有浅底的横细沟，在该横细沟的沟底设有刀槽花纹，该刀槽花纹沿横细沟延伸、并且具有中断部。另外，公开有一种在接地端侧的花纹块内与上述刀槽花纹大致平行地配设着的大致直线状的接地部刀槽花纹。
但是，在专利文献1的轮胎中，由于设在横细沟中的沟底刀槽花纹的沟宽较窄，因此无法在轮胎磨损发展时发挥足够的边缘效果，特别是薄雪路面上的行驶性能难言充分。另外，在浅底的横细沟中设置两端闭口的沟底刀槽花纹时存在这样的问题：由于横沟宽度较窄，深度较浅，沟底刀槽花纹的沟宽较窄，因此沟底刀槽花纹的效果较小，抑制不均匀磨损的效果较小。
专利文献1：日本特开平10-86613号公报
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种这样的充气轮胎：可维持转弯性能，同时，特别是薄雪路面上的行驶性能良好，而且难以产生胎趾和胎踵磨损等不均匀磨损。
采用如下所述的本发明，可以达到上述目的。
即，本发明的充气轮胎具有利用沿轮胎周向延伸的周向沟和与该周向沟交叉的横沟形成有多个花纹块的胎面花纹，其特征在于，配置在最靠近接地端一侧的花纹块之间的横沟的深度为与其交叉的周向沟的深度的10～50％，且在其沟底具有长度方向的两端配置在沟底内的沟底凹部，以沟底面为基准，该沟底凹部的宽度为上述横沟的沟宽的25～45％。
采用本发明的充气轮胎，由于配置在最靠近接地端一侧的花纹块之间的横沟形成得较浅，而且沟底凹部的两端配置在沟底内，因此可以减小因转弯时的作用力产生的变形，而维持转弯性能。另外，由于沟底凹部的宽度适当(宽度大于普通的刀槽花纹)，因此即使在轮胎磨损发展时也可以发挥足够的边缘效果，特别是可良好地维持薄雪路面上的行驶性能。而且，由于沟底凹部的宽度适当，在前后方向力作用于花纹块时，作用于花纹块棱线的应力得到缓和，因此减轻了台阶磨损。其结果是，可以提供一种这样的充气轮胎：可维持转弯性能，同时，特别是薄雪路面上的行驶性能良好，而且难以产生胎趾和胎踵磨损等不均匀磨损。
在上述技术方案中，优选上述沟底凹部的最深部的深度为上述周向沟深度的10～25％。通过设定这样的沟底凹部的最深部的深度，在前后方向力作用于花纹块时，可以适当地缓和作用于花纹块棱线的应力，而且可以更加可靠地发挥边缘效果。
另外，优选上述最靠近接地端一侧的花纹块具有接地部刀槽花纹，该接地部刀槽花纹与配置在该花纹块之间的横沟大致平行地延伸、且在中央侧弯曲，该接地部刀槽花纹的一端在花纹块外侧的端边附近闭口，另一端开口于上述横沟。由于接地部刀槽花纹的另一端开口于横沟，因此可以使花纹块边易于向消除台阶磨损的方向活动，而减轻前后方向上的台阶磨损。另外，接地部刀槽花纹与横沟大致平行地延伸，并在中央侧弯曲，从而可以在维持花纹块刚性平衡的同时，加长边缘成分。
更优选是，上述周向沟由3条周向沟构成，配置在这些周向沟之间的横沟的深度为上述周向沟的深度的40～70％，且其沟底具有两端开口的沟底刀槽花纹。由此，配置在周向沟之间的横沟具有足够的深度，因此薄雪路面上的行驶性能更加优良。另外，由于周向沟之间的横沟比周向沟浅，因此可以适当地防止由前后方向力引起的花纹块的变形，而且，由于横沟具有沟底刀槽花纹，因此在前后方向力作用于花纹块时，作用于花纹块棱线的应力得到缓和，因此进一步减轻了台阶磨损。
附图说明
图1是表示本发明的充气轮胎的胎面花纹的一个例子的展开图。
图2是本发明的充气轮胎一个例子的I-I剖视图。
图3是本发明的充气轮胎一个例子的II-II剖视图。
图4是表示本发明的充气轮胎一个例子的花纹块的主要部分放大图。
图5是表示将本发明的充气轮胎一个例子沿其横沟的沟底刀槽花纹截断的截断面的主要部分放大图。
图6是表示本发明的充气轮胎的沟底凹部的其他例子的主要部分放大图。
图7是表示本发明的充气轮胎的花纹块的其他例子的主要部分放大图。
图8是表示以往轮胎(比较例1)的胎面花纹的例子的展开图。
图9是表示以往轮胎(比较例2)的胎面花纹的例子的展开图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。图1是表示本发明的充气轮胎的胎面花纹的一个例子的展开图。图2是其I-I剖视图，图3是其II-II剖视图。图4是表示花纹块的主要部分放大图。图5是表示将其沿中央侧横沟的沟底刀槽花纹截断的截断面的主要部分放大图。
如图1所示，本发明的充气轮胎具有如下的胎面花纹，该胎面花纹是利用沿轮胎周向PD延伸的周向沟1和与该周向沟1交叉的横沟2、7形成有多个花纹块10而成的。在本实施方式中，示出了3条周向沟1形成为锯齿状的例子。
3条周向沟1也可以是其中任一条或全部呈大致直线状，但从进一步提高雪地行驶性能的观点出发，优选包括锯齿状的周向沟1，更优选所有的周向沟1均为锯齿状。
锯齿状的周向沟1可以如中央的周向沟1b那样地在花纹块10上形成锯齿状的壁面而形成，或者如两侧的周向沟1a、1c那样地通过相对于轮胎周向PD倾斜地形成花纹块10的壁面的方式等而形成。
也可以将3条周向沟1设在轮胎宽度方向WD的任一位置，但优选将中央的周向沟1b设在轮胎赤道线CL附近。优选将两侧的周向沟1a、1c的中央位置相对于轮胎赤道线CL配置在自轮胎赤道线CL到接地端侧的花纹块10的端边10b的距离的30～70％的区域内，特别优选配置在45～55％的区域内。
横沟2、7与周向沟1交叉即可，也可以沿轮胎宽度方向WD成形，或者以相对于轮胎宽度方向WD倾斜的角度成形。在本实施方式中，示出了这样的例子：比两侧的周向沟1a、1c更靠接地端一侧的横沟7，以相对于轮胎宽度方向WD倾斜的角度成形，且两侧的横沟7这两方的开口部错开配置。这样，通过使横沟7的开口部在轮胎周向PD上错开位置，使接地面内的压力均匀化，从而可以进一步减轻不均匀磨损。
在本发明中，如图2所示，配置在最靠近接地端一侧的花纹块10之间的横沟7的深度D4，为与该横沟7交叉的周向沟1a、1c的深度D1的10～50％，但从维持转弯性能、同时特别是提高薄雪路面上的行驶性能的观点出发，优选横沟7的深度D4为深度D1的25～35％。另外，周向沟1的深度D1通常为8～16mm。
横沟7的深度D4在整个横沟7上不必相同，在深度D4变化时，横沟7的深度D4的平均值满足上述范围即可。另外，横沟7的沟宽也可以与周向沟1的沟宽相同，为了具有减轻台阶磨损的效果，并确保花纹块的前后长度，优选将横沟7的沟宽设定得比周向沟1的沟宽窄一些，因此其沟宽优选5～10mm。
在图示的例子中，在横沟7的接地端侧具有朝向端部变宽的斜坡部7b，可获得在视觉上难以使台阶磨损显著，且易于挂设防滑链的效果。
在本发明中，横沟7的沟底7a具有沟底凹部8，该沟底凹部8的长度方向的两端8a配置在沟底内。沟底凹部8的形状可以是如后述那样的各种形状，也可以是沿横沟7的形状弯曲的形状。在本实施方式中示出了设有深度D5及宽度W2恒定、且两端8a呈半圆状的沟底凹部8的例子。
从维持转弯性能的观点出发，优选将沟底凹部8的两端8a配置在距沟底7a端部3～10mm的范围。另外，优选将沟底凹部8设在横沟7的沟宽的中央附近。
在本发明中，如图3所示，以横沟7的沟底面为基准，沟底凹部8的宽度W2为上述横沟7的沟宽W1的25～45％，但从保持转弯性能与薄雪路面上的行驶性能的平衡的观点出发，优选该宽度W2为沟宽W1的30～40％。
另外，从缓和作用于花纹块棱线的应力、边缘效果的观点出发，优选沟底凹部8的最深部的深度D5为周向沟1a、1c的深度D1的10～25％，更优选为15～20％。具体的最深部的深度D5优选为1.5～3mm。另外，沟底凹部8深度D3在整个沟底凹部8中不必全相同。
在本发明中，如图4所示，优选具有接地部刀槽花纹12，该接地部刀槽花纹12与配置在花纹块之间的横沟7大致平行地延伸、且在中央侧弯曲。从减轻台阶磨损的观点出发，接地部刀槽花纹12的弯曲部12c优选为圆弧状，以接地部刀槽花纹12的沟宽的中央为基准，弯曲部12c的曲率半径优选为3～10mm。
另外，优选接地部刀槽花纹12的一端12b在花纹块外侧的端边10b的附近闭口，另一端12a开口于横沟7。在图示的例子中，接地部刀槽花纹12沿轮胎周向PD的长度L1与其沿轮胎宽度方向WD的长度L2大致相等。
另外，接地部刀槽花纹12的沟宽优选为0.5～0.7mm，接地部刀槽花纹12的沟深优选为周向沟1的深度的50～70％。
另一方面，配置在周向沟1之间的横沟2与周向沟1交叉即可，也可以沿轮胎宽度方向WD成形，或者以相对于轮胎宽度方向WD倾斜的角度成形。在图示的例子中，横沟2只具有1处圆弧状的弯曲部2a，へ字型的横沟2和倒へ字型的横沟2左右并列设置。
横沟2的弯曲部2a的曲率半径也取决于横沟2的弯曲角度，但从减轻台阶磨损的观点出发，以中心侧的花纹块10的棱线为基准，其曲率半径优选为3～10mm。
图5所示，例如配置在周向沟1之间的横沟2的深度D2为周向沟1的深度D1的40～70％，优选该深度D2为周向沟1的深度D1的50～60％。通过将横沟2的深度D2设在该范围内，可以使薄雪路面上的行驶性能和抑制不均匀磨损的效果并存。
横沟2的深度D2在整个横沟2中不必全相同，在深度D2变化时，深度D2的平均值满足上述范围即可。另外，横沟2的沟宽也可以与周向沟1的沟宽相同，但为了具有减轻台阶磨损的效果和确保花纹块的前后长度，而优选将横沟2的沟宽设定得比周向沟1的沟宽窄一些，因此横沟2的沟宽优选为5～10mm。
优选在横沟2的沟底2b中具有两端5a开口的沟底刀槽花纹5。在此，两端5a开口是指沟底刀槽花纹5未在横沟2的沟底2b内闭口，而在沟底2b的两侧壁面上具有开口部5a的状态。
优选将沟底刀槽花纹5设在横沟2的沟底2b的中央附近。因此，优选在横沟2具有弯曲部2a时，沟底刀槽花纹5也具有弯曲部。
从缓和作用于花纹块棱线的应力而减轻台阶磨损的观点出发，优选沟底刀槽花纹5的深度D3为周向沟1的深度D1的15～30％，更优选为深度D1的15～25％。具体地说，沟底刀槽花纹5的深度D3优选为1.5～2.5mm。另外，沟底刀槽花纹5的深度D3在整个沟底刀槽花纹5中不必全相同，在深度D3变化时，深度D3的平均值优选满足上述范围。
从维持花纹块10的抵抗前后作用力的刚性、防止从刀槽花纹底部起的裂纹的观点出发，沟底刀槽花纹5的沟宽优选为0.3～1.0mm，更优选为0.5～0.7mm。
如图1所示，优选上述花纹块10具有沿轮胎周向PD的长度大于沿轮胎宽度方向WD的长度的接地部刀槽花纹11。在图示的例子中，接地部刀槽花纹11具有2处弯曲部，并且在这些弯曲部之间具有在与轮胎周向PD成70～110°的方向上延伸的刀槽花纹部，接地部刀槽花纹11的两端在花纹块10内闭口。
接地部刀槽花纹11的形状、尺寸等也可以任意取，但优选具有多个弯曲部。由此，通过详细划分刀槽花纹棱线，可获得在视觉上难以使台阶磨损显著的效果。
从减轻台阶磨损的观点出发，以接地部刀槽花纹11的沟宽的中央为基准，接地部刀槽花纹11的弯曲部的曲率半径优选为2～5mm。
另外，从利用该边缘效果提高制动性能和驱动性能的观点出发，优选在弯曲部11a之间具有在与轮胎周向PD成70～110 °的方向上延伸的刀槽花纹部11b。
另外，接地部刀槽花纹11的两端11c也可以开口于花纹块10的壁面10a，但从防止以接地部刀槽花纹为界线产生不均匀磨损的观点出发，优选其两端11c在花纹块10内闭口。
另外，接地部刀槽花纹11的沟宽优选为0.5～0.7mm，接地部刀槽花纹11的沟深度优选为周向沟1的深度的50～70％。
本发明的充气轮胎除了具有如上述那样的胎面花纹之外，与普通的充气轮胎相同，以往公知的材料、形状、构造、制造方法等均可应用于本发明。
本发明的充气轮胎特别是薄雪路面上的行驶性能良好，而且具有难以产生胎趾和胎踵磨损等不均匀磨损的胎面花纹，因此，特别适合用作冬季用轮胎，尤其是薄雪路面行驶用轮胎。另外，薄雪路面是指在日本西部地势低的太平洋侧降雪那样的程度的薄雪路面。
其他实施方式
下面，对本发明的其他实施方式进行说明。
(1)在上述实施方式中示出了图1所示那样的、具有形成有花纹块的胎面花纹的例子，但花纹块并不限定于该形状，也可以是大致正方形、长方形、平行四边形、菱形等的花纹块。
(2)在上述实施方式中示出了设有深度及宽度恒定、且两端为半圆状的沟底凹部的例子，但本发明的沟底凹部可以如图6(a)～(d)所示那样做成各种形状。
图6(a)所示的例子为设置了具有U字型纵向截面的、恒定深度的沟底凹部的构造。图6(b)所示的例子为设置了具有U字型纵向截面的、两端形成为球面状的、恒定深度的沟底凹部的构造。图6(c)所示的例子为设置了俯视为细长菱形的、恒定深度的沟底凹部的构造。图6(d)所示的例子为设置了俯视为细长长方形的、深度朝向长度方向的中央变大的沟底凹部的构造。
(3)在上述实施方式中示出了在接地端侧的花纹块中形成有へ字型的接地部刀槽花纹的例子，但如图7(a)～(c)所示，本发明可以在接地端侧的花纹块中形成各种形状的刀槽花纹。
在图7(a)所示的例子中，在花纹块10中形成了接地部刀槽花纹12，该接地部刀槽花纹12与配置在该花纹块10之间的横沟7大致平行地延伸、且不具有弯曲部。接地部刀槽花纹12的两端12a、12b均在花纹块10的端边附近闭口。
在图7(b)所示的例子中，在花纹块10中形成了波浪型接地部刀槽花纹12，该波浪型接地部刀槽花纹12的两端12a、12b均在前后配置的横沟处开口的。
在图7(c)所示的例子中，在花纹块10中形成了两端12a、12b在花纹块10的端边附近闭口的波型接地部刀槽花纹12。
(4)在上述实施方式中示出了在中央侧的花纹块中形成有倒Z字型的接地部刀槽花纹的例子，但与接地端侧的花纹块的接地部刀槽花纹相同，在本发明中可以形成各种形状的刀槽花纹。
(5)在上述实施方式中示出了横沟具有1处弯曲部的例子，但也可以在2处以上具有弯曲部。另外，并不限定于沿轮胎周向PD依次配置へ字型的横沟，也可以将へ字型的横沟与倒へ字型的横沟交替设置。
实施例
下面，对具体表示本发明的构成和效果的实施例等进行说明。另外，轮胎的各性能评价如下所述。
(1)薄雪路面上的行驶性能
将轮胎安装在实车(2t载重级的小型卡车)上，使该实车以1人乘坐的载荷条件在薄雪路面(雪深约5mm)上行驶，并进行直线行驶、转弯行驶、制动等操作，由驾驶员进行感觉评价。另外，评价是用将以往轮胎(比较例1)设为100时的指数显示来表示，数值越大，表示结果越优良。
(2)前后方向的台阶磨损
将轮胎安装在实车(2t载重级的小型卡车)上，测定该实车以1人乘坐的载荷条件在干燥铺设路面上行驶8000km后时的台阶磨损量(由磨损导致的花纹块端边的前后高低差的最大值)，以指数进行评价。另外，评价是用将以往轮胎(比较例1)设为100时的指数显示来表示，数值越大，表示结果越优良。另外，观察试验结束之后的沟底凹部的裂纹，评价是否有裂纹。
(3)湿润路面上的转弯性能
将轮胎安装在实车(2t载重级的小型卡车)上，使其以1人乘坐的载荷条件在湿润路面(无积水的潮湿路面)上以8字曲线(R＝25m的圆)的方式行驶，以指数评价其行驶一圈的用时。另外，评价是用将以往轮胎(比较例1)设为100时的指数显示来表示，数值越大，表示结果越优良。
比较例1(以往轮胎)
对于图8所示的胎面花纹，将周向沟和横沟的深度设定为12mm，制造出规格为195/85R16的子午线轮胎。使用该轮胎进行上述各性能评价，将评价结果示于表1。
比较例2(以往轮胎)
对于图9所示的胎面花纹，将周向沟和横沟的深度设定为12mm，制造出规格为195/85R16的子午线轮胎。使用该轮胎进行上述各性能评价，将评价结果示于表1。
实施例1
对于图1所示的胎面花纹，设定周向沟1的深度为12mm、其沟宽为8.5mm，设定横沟7的深度为4.0mm、其沟宽为6mm、其沟底长度为5.8mm，设定沟底凹部的深度为2.0mm、其宽度设定为2.0mm、其长度设定为12mm，设定接地部刀槽花纹12的深度设定为6.5mm、其沟宽为0.6mm、L1为22mm、L2为24mm，设定横沟2的深度为6mm、其沟宽为6mm，设定弯曲部的曲率半径设定为10mm，设定中央侧花纹块的尺寸为约34mm×34mm，设定沟底刀槽花纹5的深度为1.5mm、其沟宽设定为0.6mm，设定接地部刀槽花纹11的深度为6.5mm、其沟宽为0.6mm、其周向长度为20mm、其宽度方向长度设定为7.5mm，这样制造出规格为195/85R16的子午线轮胎。使用该轮胎进行上述各性能评价，将评价结果示于表1。
实施例2
与实施例1相比，除了形成有深度3mm、宽度2.5mm、长度18mm的沟底凹部(形状为长方体)之外，其余与实施例1相同地制造出子午线轮胎。使用该轮胎进行上述各性能评价，将评价结果示于表1。
实施例3
与实施例1相比，除了形成有深度1.5mm、宽度1.5mm、长度5mm的沟底凹部(形状如图6(a)所示)之外，其余与实施例1相同地制造出子午线轮胎。使用该轮胎进行上述各性能评价，将评价结果示于1。
比较例3
与实施例1相比，除了替代沟底凹部而设置长度及深度与其相同且沟宽为0.6mm的沟底刀槽花纹之外，其余与实施例1相同地制造出子午线轮胎。使用该轮胎进行上述各性能评价，将评价结果示于表1。
比较例4
与实施例1相比，除了替代沟底凹部而设置宽度及深度与其相同、长度延长、两端开口的沟底凹部之外，其余与实施例1相同地制造出子午线轮胎。使用该轮胎进行上述各性能评价，将评价示于表1。
参考例1
与实施例1相比，除了替代接地部刀槽花纹12而形成图7(a)所示形状的接地部刀槽花纹12(长度为25mm)之外，其余与实施例1相同地制造出子午线轮胎。使用该轮胎进行上述各性能评价，将评价结果示于表1。
表1
比较例1 比较例2 实施例1 实施例2 实施例3 比较例3 比较例4 参考例1
薄雪路面上的行驶性能 100 94 105 109 103 93 107 104
前后方向的台阶磨损 100 102 115 113 118 107 103 108
湿润路面的转弯性能 100 107 115 109 115 102 103 105
沟底凹部的裂纹 - - 无 无 无 有 有 无
如表1的结果所示，在实施例中，薄雪路面上的行驶性能、抗磨损性能和湿润路面上的转弯性能均优于以往轮胎。相反，在比较例3中，由于替代沟底凹部而设置了沟底刀槽花纹，因此其薄雪路面上的行驶性能恶化。另外，在比较例4中，由于设置了两端开口的沟底凹沟，因此其前后方向的台阶磨损与以往轮胎不存在差别。另外，由参考例1的结果可知，设置了具有弯曲部且开口于横沟的接地部刀槽花纹的一方的前后方向台阶磨损状况良好。

Claims (4)

1.一种充气轮胎，该充气轮胎具有利用沿轮胎周向延伸的周向沟和与该周向沟交叉的横沟形成多个花纹块而成的胎面花纹，其特征在于，
配置在最靠近接地端一侧的花纹块之间的横沟的深度为与其交叉的周向沟的深度的10～50％，且其沟底具有长度方向的两端配置在沟底内的沟底凹部，以沟底面为基准，该沟底凹部的宽度为上述横沟的沟宽的25～45％。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，
上述沟底凹部的最深部的深度为上述周向沟的深度的10～25％。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，
上述最靠近接地端一侧的花纹块具有与配置在该花纹块之间的横沟大致平行地延伸、且在中央侧弯曲的接地部刀槽花纹，该接地部刀槽花纹的一端在花纹块外侧的端边附近闭口，其另一端开口于上述横沟。
4.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，
上述周向沟由3条周向沟构成，配置在这些周向沟之间的横沟的深度为上述周向沟的深度的40～70％，且其沟底具有两端开口的沟底刀槽花纹。
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