CN101168343A - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种肋条花纹轮胎的耐磨性强、尤其是可抑制产生翻边磨损等不均匀磨损的充气轮胎。该充气轮胎(10)，在周方向具有五条肋条，至少在位于轮胎赤道线上的中央肋条(13)和位于该中央肋条(13)的两侧的中间肋条(14)上，在该肋条的宽度方向中央部，两端终止在该肋条内的闭槽(21、22)一面在各肋条之间在周方向上依次错位一面以具有规定周期的方式设置在轮胎圆周上，在将所述各肋条(13、14)的闭槽(21、22)投影到该轮胎(10)的赤道线C上时，所述闭槽(21、22)在各肋条之间不相互重叠地设置在轮胎的周方向。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及具有肋条花纹的充气轮胎，涉及可提高肋条的耐磨性、尤其是可防止不均匀磨损的充气轮胎。

背景技术

具有肋条花纹的充气轮胎中的不均匀磨损，主要是以轮胎旋转轴方向的接地端部为基点的阶梯磨损(ステツプウエア)和产生在纵槽两侧的肋条端部的翻边磨损(リバ一ウエア)，尤其是具有在肋条端部的周方向容易产生局部不均匀磨损的翻边磨损的问题。

目前，上述阶梯磨损通过在轮胎踏面部的肩部接地端附近设置周方向的细槽，可有效地防止不均匀磨损。并且，对于翻边磨损具有以下技术，即，在轮胎的周方向留有小间隔地在肋条端部形成多个一端向着纵槽开口的短沟槽(シヨ一トサイプ)。

该翻边磨损的产生过程是，首先由于轮胎在行驶中的侧力在肋条端部产生细小的台阶差，在该台阶差部分产生由径差引起的打滑、台阶差向横向扩展，然后发展到上述不均匀磨损，为了抑制翻边磨损，防止肋条端部的局部磨损是非常重要的，只设置上述短沟槽是不够的。

而且，作为防止肋条花纹的不均匀磨损的技术，发表了例如将轮胎胎面划分成两侧的肩部肋条(シヨルダ一リブ)、位于肩部肋条内侧的次肋、位于两条次肋之间的一条中央肋条，通过限制各肋条的相对宽度，可以防止发生肋条撕裂、槽撕裂等，并且即使到了磨损中期以后，也可以防止从肩部边缘开始的不均匀磨损(专利文献1)。

并且，还提出了以下的充气轮胎，即，主槽和细槽具有一定的振幅，一面向左右弯曲一面在周方向延伸，在左右的肋条上形成周方向刀槽花纹(サイピング)和轴方向刀槽花纹，使胎面宽度大于车轮的宽度的0.70倍，通过限定胎面宽度和主槽、细槽的关系，可使耐磨性、耐不均匀磨损性、夹持性等优异(专利文献2)。

而且，有如下记载，即，具有在周方向延伸的多个锯齿形的主槽和利用这些主槽划分的平坦部(陸部)，该平坦部形成通过开槽而分割的多个块列，且具有两端部截止在块内的闭槽的重负荷用充气轮胎的耐磨性和抗湿滑性优异(专利文献3)。

专利文献1：特开平10-264609号公报

专利文献2：特开2005-132267号公报

专利文献3：特开平8-192607号公报

但是，在上述现有技术的充气轮胎中，具有如下问题，即，由于在主槽上通过两端打开的开槽分割肋条，因此，可提高夹持性和操纵稳定性，但肋条的刚性容易变化、接地性将降低，同时，槽周边的剪切力容易集中在肋条端部的槽开口部，扭曲增大、容易变形，该处成为磨损的起点，进而发生破裂、容易引起不均匀磨损。

发明内容

本发明的目的是提供一种充气轮胎，该充气轮胎在轮胎行驶时，能抑制轮胎踏面部的肋条的刚性变化并提高接地性，可提高肋条花纹轮胎的耐磨性、尤其是可抑制产生翻边磨损等的不均匀磨损。

为了解决上述课题，本发明是一种充气轮胎，在轮胎踏面部具有由在轮胎周方向上连续的四条主槽划分的五条肋条，至少在位于轮胎赤道线上的中央肋条和位于该中央肋条的两侧的中间肋条上，在该肋条的宽度方向中央部，两端终止在该肋条内的闭槽(クロ一ズドサイプ)一面在各肋条之间在周方向上依次错位一面以具有规定周期的方式设置在轮胎圆周上，其特征在于，在将所述各肋条的闭槽投影到该轮胎的赤道线上时，所述闭槽在各肋条之间不相互重叠地设置在轮胎的周方向。

在本发明中，在设置了所述闭槽的一个周期中，所述闭槽在各肋条之间、在轮胎周方向上不相互重叠的区域的周方向长度之和为所述一个周期的长度的20％以下。

根据该结构，上述闭槽在各肋条之间在周方向上相互留有间隔地设置，并且，通过不使该间隔过大，可使接地面内肋条的刚性均匀、提高接地性，可得到均匀的摩擦性能。

关于肋条花纹的不均匀磨损，虽然认为在行驶时在以来自侧方的应力为主体的剪切力或打滑对肋条作用的情况下，由于在接地面内肋条端部比其他部分过多活动而产生局部磨损，该局部磨损沿着肋条侧边向周方向扩大，但是本发明的肋条，通过不具有由开槽形成的块可降低周方向的刚性变化，且通过闭槽可提高肋条的接地性，因此，可减轻接地面内的过多的活动、抑制不均匀磨损。

并且，在本发明的充气轮胎中，上述闭槽设置在该肋条实际宽度的20～30％的区域，而且，上述闭槽的轮胎周方向长度和宽度方向长度的比(周方向长度/宽度方向长度)在1～2的范围，因此可抑制轮胎周方向的接地面内的刚性变化、使接地性均匀，同时，通过在多个肋条上设置闭槽，可提高肋条的接地性。并且，如果在超过肋条实际宽度30％的区域内设置闭槽，则闭槽朝向轮胎轴方向开放，成为磨损的起点。而且，最好使肋条内的闭槽的周方向间隔为槽长度的3～4倍，这样，不仅在设置闭槽的区域产生槽的空隙部缓冲肋条变形的效果，而且在闭槽的周方向前后也可降低肋条的接地压，使其均匀、提高耐磨性。

并且，在本发明的充气轮胎中，上述闭槽在各肋条上最好相对于轮胎周方向全部向同一个方向倾斜，如果闭槽的倾斜方向不同，则肋条的接地压上升，耐磨性有降低的趋势。

而且，在本发明的充气轮胎中，上述闭槽在上述一个周期内，在该轮胎的最外层带线(ベルトコ一ド)的延伸方向依次错开位置地设置在轮胎周方向上，同时，连接各槽两端的线与上述最外层带线的延伸方向成为交叉的关系，由此通过填充内压时带线的间隔要进行扩大的作用，可抑制闭槽打开、确保肋条的刚性，同时，可抑制产生破裂。

根据本发明，通过抑制接地面内的肋条的刚性变化、确保肋条的刚性，同时，利用设置在肋条上的闭槽提高接地性，可提供耐磨性强、尤其是可抑制产生不均匀磨损的充气轮胎。

附图说明

图1是表示实施方式的胎面图案的展开俯视图。

图2是胎面的宽度方向剖视图。

图3是图1的部分扩大图。

具体实施方式

以下，根据附图就本发明的实施方式进行说明。在本实施方式中，以卡车·公共汽车用的大型重负荷用轮胎为例进行说明，但本发明不受该实施方式的限制。

图1是表示本发明的一个实施方式、即尺寸为295/75R22.5的充气轮胎1(以下，有时简称为轮胎)的胎面花纹展开俯视图。图2是胎面的宽度方向剖视图，图3是图1的部分扩大图。

如图2所示，轮胎1是一般的内部结构的充气子午线轮胎，具有由卡定在一对胎圈部(ビ一ド部)的胎圈芯上的一张钢帘线层形成的子午线胎体41、由设置在其胎冠部的四张钢帘线层42、43、44、45形成的带40以及包围着该带40的外周的胎面10、与胎面10连续的侧壁部46等，省略其详细说明。

在图1中，将胎面10通过在其周方向直线形地连续延伸的四条主槽11、12划分成位于胎面1中央部的赤道线C上的中央肋条13、位于中央肋条13两外侧的各中间肋条14a、14b以及位于中间肋条14的两外侧的肩部肋条15a、15b，各肋条13、14、15形成了在轮胎周方向上连续的平坦部。

在中央肋条13的轮胎宽度方向的中央部，在轮胎周方向留有间隔地设置回纹花样的闭槽21a、21b、21c...。并且，在中间肋条14a、14b上，在其轮胎宽度方向中央部，在轮胎周方向留有间隔地设置回纹花样的闭槽22a、22b、22c...以及23a、23b、23c...。

上述闭槽21、22、23都向轮胎周方向倾斜延伸，槽两端形成在该肋条区域内停止的状态而终止。通过该闭槽吸收肋条的压缩变形，进一步限制肋条端部的活动。

上述闭槽21、22、23在各肋条13、14a、14b的宽度方向中央部，设置在该肋条的去掉设置于槽棱角线部(溝稜線部)上的短槽31的实际肋条宽度的20～30％的区域。通过这样，可确保没有设置闭槽21、22、23的肋条两侧区域的刚性，获得抑制肋条变形的效果。如果上述区域超过30％，则槽将因剪切力而打开，由于肋条的刚性降低，具有加速磨损的趋势。并且，如果不到20％，则肋条中央区域的接地性降低。

在图中表示了回纹花样的闭槽21、22、23，但其形状可采用直线形、波浪形等，没有特别地限制。闭槽的形状可以是所有的肋条13、14a、14b都相同，也可以不同。但是，至少在同一个肋条周上设置相同形状的闭槽有助于使肋条刚性均匀、防止不均匀磨损。

并且，设置在各肋条13、14a、14b上的闭槽21、22、23相对于轮胎周方向最好全部向同一个方向倾斜，例如相对于周方向倾斜15～45度左右的角度，由此可降低行驶时的接地压、提高接地性，因此有利于耐磨性。

在图1中，以在中央肋条13和中间肋条14上设置闭槽21、22、23为例进行了表示，但也可将闭槽设置在肩部肋条15上。

上述中央肋条13的闭槽21和中间肋条14的闭槽22，以在各肋条之间在周方向上依次错开位置并具有规定的周期的方式设置在轮胎圆周上。即，将中间肋条14a的闭槽22a、中央肋条13的闭槽21a以及中间肋条14b的闭槽23a形成为一个周期，在轮胎周方向重复该周期，将具有规则的闭槽设置在三条肋条上。

对于本发明的轮胎1，重要的是在上述中央肋条13和中间肋条14a、14b的闭槽21、22、23向该轮胎的赤道线投影时，在上述各肋条之间，一个周期的闭槽21a、22a、23a相互不重叠地设置在轮胎周方向。即，若用一组闭槽的周期进行说明，则如图1所示，在中央肋条13的闭槽21a的下端和中间肋条14a的闭槽22a的上端之间，具有相互的槽在周方向上不重复的间隙X的区域，在中央肋条13的闭槽21a的上端和中间肋条14b的闭槽23a的下端之间具有相互的槽在周方向不重复的间隙Y的区域，在中间肋条14a的闭槽22a的下端和中间肋条14b的闭槽23b的上端之间具有相互的槽在周方向上不重复的间隙Z的区域。

对于设置在上述各肋条上的闭槽21、22、23在轮胎周方向上所占的区域，最好在设置了上述闭槽21、22、23的一个周期中，使上述闭槽在各肋条之间在轮胎周方向上相互不重叠区域的周方向长度之和为上述一个周期长度的20％以下。

上述槽21、22、23相互不重叠区域的周方向长度之和如果超过槽的一个周期长度的20％，则很难得到利用闭槽21、22、23所获得的提高接地性的效果。虽然从耐磨性的角度看，不存在该闭槽21、22、23的区域越少越好，但由于有后述的制造轮胎模具的问题，因此最好经由一些间隙设置闭槽，在通常的模具制造方法中，该间隙的总和为轮胎外周长的5％左右即可，根据模具的制造方法，也可使间隙的总和为0％。

这样，通过在各肋条13、14a、14b的宽度方向的中央部设置闭槽21、22、23，同时，在各肋条13、14a、14b之间以闭槽21、22、23不相互重叠的方式设置，可抑制轮胎周方向的接地面内的刚性变化、使其均匀，同时，通过在各肋条上设置闭槽21、22、23，可提高各肋条的接地性，并且，通过不仅使设置闭槽的区域，而且使不设置闭槽的区域产生缓冲肋条变形的效果，可在闭槽的周方向前后降低接地压，由此可提高耐磨性。

上述闭槽21、22、23的尺寸根据不同的轮胎尺寸而不同，因此，没有特别限制，例如在本实施方式的尺寸为295/75R22.5的大型轮胎中，使周方向的闭槽长度L为10mm左右、使闭槽的重复间距P为30～40mm左右可最大限度地发挥提高上述耐磨性的效果，如果该间隙过小，则具有由于肋条刚性的降低而加速了磨损的趋势。另外，槽的宽度为0.3～2.5mm左右、其中为0.5～1.5mm左右最有效。

并且，在将闭槽设置在本实施方式的三条肋条上的情况下，各肋条13、14a、14b上的闭槽21、22、23的槽长度L从提高耐磨性方面来看最好为闭槽的重复间距P的1/3。即，各肋条上的闭槽21、22、23最好相互没有间隔，且不重叠，上述间隙X、Y、Z都为0mm。

但是，由于通常的轮胎硫化模具作为构成其胎面外观面的模具，使用分割成6～10份的分割形模具，因此，在模具的强度和制造上需要使闭槽不位于模具的分割端，并且，考虑到模具的制造公差(槽刀片的埋入公差)，最好留有一些间隙地设置闭槽。

并且，上述闭槽21、22、23的轮胎周方向的槽长度L和宽度方向长度H的比(L/H)最好在1～2的范围，可同时具有降低存在闭槽的区域中的接地压力的效果和抑制不存在闭槽的区域中的刚性变化的效果，进一步提高耐磨性。

在图3中，如果以上述尺寸的轮胎的槽22的尺寸为例，则槽长度(L)＝9.63mm、宽度(H)＝6.86mm、间距(P)＝34.56mm、槽间隔(K)＝24.93mm、L/H＝1.4。

并且，闭槽21、22、23的深度相对于主槽11、12的深度可形成在0.5～0.9倍的范围内。如果闭槽深度比主槽深，则由于肋条的刚性降低，容易从行驶初期开始就发生不均匀磨损。

并且，轮胎1最好是在上述闭槽21、22、23的一个周期内，在轮胎1的最外层带42的带线的延伸方向，以在轮胎周方向上依次错开位置的方式设置，同时，使连接各槽21、22、23的槽两端的线和上述最外层带线的延伸方向交叉。

在最外层带线和闭槽21、22、23向同一个方向延伸的情况下，由于填充内压而使线绳间隔扩大，因此槽容易向使槽厚度增大的方向变形。但是，如果将最外层带线和槽21、22、23设定在交叉的方向上，则即使带线的间隔扩大，对槽的变形的影响也是轻微的，有利于抗破裂。

轮胎1的带通常使用3×0.20+6×0.35、3+9+15×0.22(+1)结构等的钢帘线，并且，最外层的带使用相对于胎面的外伤抗切割性强的4×2×0.23、1×5×0.35等伸缩性大的所谓的高伸长性线。通常以规定的打纬密度排列钢帘线、层压3～4张带层片，将线绳设置成相对于赤道线C为15～35°的角度(与胎体层相邻的最内层带有时也使用50～65°)。

在该带内，在最外层的带线使用上述高伸长性线的情况下，由于线绳间隔因内压容易扩大，因此如果将带线和槽设定成交叉的方向，则可容易得到抑制上述槽变形的效果。

在上述的充气轮胎1中，优选地，在上述中央肋条13和中间肋条14以及肩部肋条15中，去掉设置于各肋条的槽棱角线部的多个短槽31的实际肋宽16、17、18，如果设中央肋条13的实际肋宽16为100，则其两侧的中间肋条14的实际肋宽17最好为95～105，肩部肋条15的实际肋宽18最好为140～160。

这样，可提高肩部肋条15的刚性、抑制其变形，使肩部肋条15的接地压均匀，防止来自外侧的不均匀磨损的发展，进一步可有效防止因上下路缘等而使肋条发生缺损、从细槽的槽底产生裂纹。利用该实际肋宽来限定肋条面积比，是由于在肋条的棱角线部设置多条短槽31的情况下，设置该槽31的区域的刚性局部下降，对耐磨性的帮助降低。

并且，即使在接地时在肋条端部发生因剪切力而产生的打滑，在上述肋条的棱角线部开口、在轮胎周方向设置多条的短槽31相对于打滑力的随动性也将提高而消除打滑，可防止肋条端部的不均匀磨损。

并且，轮胎1也可以采用在两侧的肩部肋条15的外边附近的位置、设置一根在周方向延伸的细槽32。通过形成细槽32，最好使该细槽32的深度比主槽12深，可承受因细槽32外侧的肋条部分的刚性降低而产生的变形，进行先行磨损，防止不均匀磨损向肩部肋条15发展。

而且，在肋条13、14的槽壁上形成多个比主槽深度浅的锯齿形的切槽33的情况下，由于随着行驶时的磨损出现锯齿形状，因此，可确保湿润路面等上的驱动性、制动性。

而且，通过在主槽12的槽底部的中央、沿着槽的纵向设置突条34，在路面上的石子要进入槽内时，突条34可抑制石子的进入、提高抗石子衔咬性。

实施例

以下根据实施例就本发明进行具体说明。

试制具有图1所示的胎面花纹、图3所示的回纹形状的闭槽的本发明的实施例轮胎，以及具有与实施例相同的胎面花纹、将闭槽的尺寸、配置等规格改变成表1所述的比较例轮胎，对性能进行评价。

轮胎尺寸为295/75R22.5的径向轮胎，向胎体层片打入3+8×0.22mm的钢帘线，使密度为30根/50mm，向与胎体层邻接的最内层带层片至第三层的带层片分别打入3×0.20+6×0.35mm、向最外层带打入1×5×0.35mm(高伸长性)的钢帘线，使密度为25根/50mm。另外，带线的延伸方向为在图1中最内层带左边向上、第二层带右边向上、第三层带左边向上、最外层带左边向上。

并且，主槽11、12的宽度为11mm、深度为12mm，实际肋宽是，中央肋条和中间肋条为26mm，肩部肋条为39.4mm。各肋条上的槽的形状都是相同的形状，深度都为8mm。

将上述试制轮胎安装在拖拉机(2-D)的前轮(控制轮)上进行实际行驶，就肋条端部上的耐磨损特性进行评价。

在行驶了160,000Km之后，测量沿着各轮胎的中央肋条端部和中间肋条端部产生的翻边磨损面积，以两条前轮轮胎的平均值评价抗不均匀磨损特性。在表1中以将比较例1的轮胎的翻边磨损产生面积设为100的指数表示结果。因此，数值越小，抗不均匀磨损性能越好。

并且，作为对轮胎硫化模具的工序性评价，在对1500条轮胎硫化后、就是否产生槽刀的早期损坏(刀片脱落、缺损、弯曲等)进行评价。

根据表1可看出，本发明的实施例的轮胎可有效地抑制翻边磨损的产生。

表1

		实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	实施例7	实施例8	实施例9	比较例1
												槽周方向长度L	mm	9.63	9.63	9.63	9.63	6.17	14.41	9.63	9.63	9.63	9.63
槽宽度方向长度H	mm	6.86	6.86	6.86	6.86	6.86	6.86	4.94	8.06	6.86	6.86
												槽间距P	mm	34.56	31.20	30.05	35.25	21.47	50.15	34.56	34.56	34.56	26.00
L/H		1.4	1.4	1.4	1.4	0.9	2.1	1.4	1.4	1.4	1.4
												不存在槽的区域	％	16.4	8.0	4.0	22.0	16.0	16.0	16.4	16.4	16.4	0
肋条之间槽的重叠		无	无	无	无	无	无	无	无	无	有
												槽相对于肋条宽度的宽度	％	26	26	26	26	26	26	19	31	26	26
槽与带的方向*1		不同	不同	不同	不同	不同	不同	不同	不同	相同	不同
												不均匀磨损性(翻边磨损)	指数	83	85	93	96	98	94	97	93	95	100
槽刀的早期损坏		无	无	有	无	无	无	无	无	无	有

^*1：周期内的槽的方向和最外层带线的方向的关系

本发明的充气轮胎可适用于从轿车用轮胎到卡车、公共汽车用的大型重负荷用轮胎的各种尺寸、用途的轮胎，可无区别地用于控制轮和驱动轮，其中最适合用于卡车、公共汽车以及拖拉机等的大型车辆的前轮(控制轮)。

Claims (6)

1.一种充气轮胎，在轮胎踏面部具有由在轮胎周方向上连续的四条主槽划分的五条肋条，至少在位于轮胎赤道线上的中央肋条和位于该中央肋条的两侧的中间肋条上，在该肋条的宽度方向中央部，两端终止在该肋条内的闭槽一面在各肋条之间在周方向上依次错位一面以具有规定周期的方式设置在轮胎圆周上，其特征在于，

在将所述各肋条的闭槽投影到该轮胎的赤道线上时，所述闭槽在各肋条之间不相互重叠地设置在轮胎的周方向。

2.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，在设置了所述闭槽的一个周期中，所述闭槽在各肋条之间、在轮胎周方向上不相互重叠的区域的周方向长度之和为所述一个周期的长度的20％以下。

3.如权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述闭槽设置在该肋条实际宽度的20～30％的区域。

4.如权利要求1至3中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述闭槽的轮胎周方向长度和宽度方向长度的比(周方向长度/宽度方向长度)在1～2的范围。

5.如权利要求1至4中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述闭槽在各肋条上相对于轮胎周方向全部向同一个方向倾斜。

6.如权利要求5所述的充气轮胎，其特征在于，所述闭槽在所述一个周期内，在该轮胎的最外层带线的延伸方向依次错开位置地设置在轮胎周方向，同时，连接各槽两端的线与所述最外层带线的延伸方向成为交叉的关系。

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