CN101181865B - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能充分抑制接地部倾倒而改进冰雪路面行驶性能等的充气轮胎。在刀槽花纹(10)的刀槽花纹内壁面(1c)上设有波浪状的第1凹凸列(11)、波浪状的第2凹凸列(12)、以及第3凹凸列(13)；上述第2凹凸列(12)与第1凹凸列(11)空开间隔地配置于刀槽花纹底(1d)侧，其波长小于第1凹凸列(11)的波长而增加了波数；上述第3凹凸列(13)相对于接地面(1a)的法线方向(ND)朝刀槽花纹(10)的长度方向侧倾斜，并朝刀槽花纹底(1d)侧分岔延伸，介于第1凹凸列(11)和第2凹凸列(12)之间并与二者相连。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及具有的胎面花纹的充气轮胎，特别是用作无镶钉轮胎，上述胎面花纹具有形成有至少1条刀槽花纹的接地部。

背景技术

以往，无镶钉轮胎在花纹块、肋等接地部设有被称为刀槽花纹的切口，利用该刀槽花纹起到的边缘效果可使车辆稳定地行驶于摩擦系数低的冰雪路面上。作为这种刀槽花纹，公知有形状在深度方向上不变化的所谓2维刀槽花纹，被实用化的有刀槽花纹内壁面平坦的平面刀槽花纹、如图3所示那样使凹凸列沿接地面法线方向ND延伸的波形刀槽花纹20。

近年来，为了提高边缘效果，有增加刀槽花纹条数的倾向，但是当过多地增加刀槽花纹条数时，虽然增加了边缘数，但是降低了接地部的刚性而会使接地部过度地倾倒，反而产生了减小了边缘效果而降低了冰雪路面行驶性能、或者在刀槽花纹之间产生台阶磨损这样的问题。因此，通过在深度方向上改变刀槽花纹形状而抑制了接地部过度倾倒的所谓3维刀槽花纹受到了关注。

作为3维刀槽花纹的形状提出有各种形状，例如在下述专利文献1中记载了在接地面呈直线状延伸、并在刀槽花纹底部呈波浪状延伸的刀槽花纹。此外，在下述专利文献2中记载了如图4所示的刀槽花纹30那样使刀槽花纹内壁面的凹凸列相对于接地面的法线方向ND朝刀槽花纹长度方向侧锯齿状地倾斜的刀槽花纹。另外，在下述专利文献3中记载了在深度方向上将刀槽花纹内壁面分成两部分以上，使各部分的刀槽花纹的波数朝刀槽花纹底侧阶梯性地增加的刀槽花纹。

但是，在下述专利文献1所述的刀槽花纹中，凹凸列的卡合作用小，不能充分抑制接地部倾倒。此外，采用下述专利文献2所述的刀槽花纹，在接地部倾倒时，虽然沿倾斜方向延伸的凸条与凹条因相互卡合抑制了过度倾倒，但近年来有将比较软质的橡胶用于胎面胶的倾向，要想充分获得抑制接地部倾倒的效果，需要进一步进行改进。

此外，在下述专利文献3所述的刀槽花纹中，由于凸条或凹条的端部配置于刀槽花纹的波数变化的交界处，因此凸条的下端、与同其相对的设于刀槽花纹内壁面的凸条上端在深度方向上相卡合，由于这种卡合部位是沿刀槽花纹长度方向设置的，因此有时会降低刀槽花纹的边缘效果。还存在这样的问题：由于这种刀槽花纹内壁面为凹凸形状，因此，制作用于形成刀槽花纹的刀片以及进行脱模都非常困难。

专利文献1：日本特开平9-183303号公报

专利文献2：日本特开2006-27558号公报

专利文献3：日本特开2004-161166号公报

发明内容

本发明是鉴于上述实际情况而作成的，其目的在于提供一种能充分抑制接地部倾倒以改进冰雪路面行驶性能等的充气轮胎。

通过下述本发明可实现上述目的。即，本发明的充气轮胎具有胎面花纹，该胎面花纹具有形成有至少1条刀槽花纹的接地部，其特征在于：在上述刀槽花纹的刀槽花纹内壁面设有波浪状的第1凹凸列、波浪状的第2凹凸列、以及第3凹凸列；上述第2凹凸列与上述第1凹凸列空开间隔地配置于刀槽花纹底侧，其波长小于上述第1凹凸列的波长而增加了波数；上述第3凹凸列相对于接地面法线方向朝上述刀槽花纹长度方向侧倾斜，并朝刀槽花纹底侧分岔延伸，介于上述第1凹凸列与上述第2凹凸列之间并与二者相连。

采用本发明的充气轮胎，在刀槽花纹的刀槽花纹内壁面设有相对于接地面法线方向朝刀槽花纹长度方向侧倾斜、并朝刀槽花纹底侧分岔延伸的第3凹凸列，因此，与只使凹凸列倾斜的情况相比，能够增加倾斜分量，由此能够提高凸条与凹条之间的卡合作用而充分提高抑制接地部倾倒的效果，从而能够发挥优良的冰雪路面行驶性能、抗磨损性能。

此外，由于使设于第3凹凸列的刀槽花纹底侧的第2凹凸列为波长小于设于第3凹凸列的接地面侧的第1凹凸列的波长且增加了波数的波浪状，因此能够在磨损过程中增加露于接地面的刀槽花纹的波数而提高接地性，从而能够提高在磨损过程中的WET性能。而且，由于介于第1凹凸列与第2凹凸列之间的第3凹凸列朝刀槽花纹底侧分岔延伸而与二者相连，因此能连续地设置凸条及凹条，使刀槽花纹的波数变化圆滑。因此，易于确保凹凸列的振幅，能够维持抑制接地部倾倒的效果，并易于制作刀片以及进行脱模。

在上述技术方案中，优选是，上述第3凹凸列相对于接地面法线方向朝上述刀槽花纹长度方向侧倾斜，并具有干部和枝部；上述干部为与上述第1凹凸列相对应的粗细，并与上述第1凹凸列相连；上述枝部从上述干部反向倾斜而分岔，为与上述第2凹凸列相对应的粗细，并与上述第2凹凸列相连。

采用上述结构，由于第3凹凸列具有沿倾斜方向延伸的干部、和与该干部反向倾斜的枝部，因此形成了互相交叉的方向的倾斜分量，从而能够抑制接地部的剪切性变形而适当地抑制其倾倒。此外，由于干部为与第1凹凸列相对应的粗细，并与第1凹凸列相连，并且，枝部为与第2凹凸列相对应的粗细，并与第2凹凸列相连，因此能够使凸条及凹条连续且圆滑地延伸，从而更易于制作刀片以及进行脱模。

在上述技术方案中，也可以在上述刀槽花纹内壁面的局部设置凹凸列未分岔地从接地面延伸至刀槽花纹底部的非分岔部。这种非分岔部可用以谋求在第1凹凸列的波数及第2凹凸列的波数、同第3凹凸列的分岔前后的波数之间的关系上对波数进行整合。例如，当第3凹凸列分岔为2岔时，第2凹凸列的波数为第1凹凸列波数的二倍即可，否则就会产生凸条、凹条的过量或不足。因此，在这种情况下，通过在刀槽花纹内壁面的局部设置非分岔部而对波数进行调整，可以连续地设置凸条、凹条。

在上述技术方案中，优选是，上述第1凹凸列及上述第2凹凸列中的至少一方沿接地面法线方向延伸。当第1凹凸列沿接地面法线方向延伸时，在接地部较易倾倒的磨损初期状态下，由于沿倾斜方向延伸的凹凸列未露出于接地面，因此不会在接地部一方形成锐角部而能够抑制产生不均匀磨损。另一方面，当第2凹凸列沿接地面法线方向延伸时，可以防止刀槽花纹底部的局部性应力集中而抑制产生裂纹等。

在上述技术方案中，优选是，当设刀槽花纹深度为D时，将上述第3凹凸列的分岔点设于上述刀槽花纹内壁面的距离接地面为0.2D～0.8D的区域。采用这种结构，能够在磨损过程中可靠地增加露于接地面的刀槽花纹的波数而提高接地性，能够良好地提高磨损过程中的WET性能。

附图说明

图1是表示本发明充气轮胎的接地部的一个例子的立体图。

图2是本发明充气轮胎的刀槽花纹的俯视图与刀槽花纹内壁面的主视图。

图3是以往充气轮胎的刀槽花纹的俯视图与刀槽花纹内壁面的主视图。

图4是以往充气轮胎的刀槽花纹的俯视图与刀槽花纹内壁面的主视图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。图1是表示本发明充气轮胎的接地部的一个例子的立体图，放大示出了作为接地部的花纹块的一部分。图2是形成于该花纹块上的刀槽花纹的刀槽花纹内壁面的主视图，其上方表示接地面上的俯视图，其下方表示刀槽花纹底部的俯视图。图中的“+”表示凸条，“-”表示凹条，这些凹凸以刀槽花纹的基准面F(通过振幅中央的假想面)为基准(对于上述图3、图4也是一样。)。

本发明充气轮胎具有胎面花纹，该胎面花纹具有形成有至少1条刀槽花纹的接地部。在本实施方式中，如图1所示，示出了在花纹块1上形成有3条刀槽花纹10的例子。刀槽花纹10在接地面1a上呈波浪状延伸，其长度方向与轮胎宽度方向WD平行，并被形成为其两端在花纹块1的侧壁面1b处开口的两侧开口刀槽花纹。

刀槽花纹10的刀槽花纹内壁面1c呈图2所示那样的凹凸形状，其设有配置于接地面1a侧的波浪状的第1凹凸列11、与第1凹凸列11空开间隔地配置于刀槽花纹底1d侧的波浪状的第2凹凸列12、以及配置于第1凹凸列11与第2凹凸列12之间的第3凹凸列13。另外，“波浪状”不限定于本实施方式那样的近似正弦波的波浪状，也包括使波浪线一边弯曲一边呈锯齿状延伸的波浪状、将直线与曲线交替组合而成的波浪状等。

第1凹凸列11如上述那样呈波浪状，沿接地面1a法线方向ND延伸。第2凹凸列12除了呈波长小于第1凹凸列11波长(λ2＜λ1)而增加了波数的形状以外，在呈与第1凹凸列11相同的波浪状、刀槽花纹的沟宽、振幅(两侧顶部的高度之和)、凹凸列沿接地面1a法线方向ND延伸等方面均与第1凹凸列11相同。

第3凹凸列13相对于接地面1a法线方向ND朝刀槽花纹10的长度方向(图2的左右方向)侧倾斜，并朝刀槽花纹底1d侧分岔延伸，介于第1凹凸列11和第2凹凸列12之间并与二者相连。由此，与图4所示的刀槽花纹30相比，增加了凹凸列的倾斜分量，从而提高了凸条与凹条的卡合作用，在产生了沿轮胎周向PD的前后向力时，能够充分抑制花纹块1的过度倾倒。

第3凹凸列13相对于接地面1a法线方向ND朝刀槽花纹10的长度方向侧倾斜，具有干部13a和枝部13b；上述干部13a为与第1凹凸列11相对应的粗细，并与第1凹凸列11相连；上述枝部13b从干部13a反向倾斜而分岔，为与第2凹凸列12相对应的粗细，并与第2凹凸列12相连。由此，在第3凹凸列13形成了相互交叉的方向的倾斜分量，从而能够抑制花纹块1的剪切性变形而适当地抑制其倾倒。此外，能够使凸条及凹条连续且圆滑地延伸，易于制作用于形成刀槽花纹10的刀片以及进行脱模。

干部13a及枝部13b相对于接地面1a法线方向ND的倾斜角度优选是分别为10～80度，更优选为30～60度。若这两个角度小于10度，则利用凸条与凹条之间的卡合作用来抑制花纹块1倾倒的效果有减小的倾向。此外，当这两个角度大于80度时，由于倾斜角度过大而难以设定凹凸列。另外，二者的角度差优选为±10度，由此能有效控制上述花纹块1的剪切性变形。在本实施方式中，将二者的角度均设定为45度。

在本实施方式中，在刀槽花纹内壁面1c的长度方向中央处的局部设有凹凸列未分岔而从接地面1a延伸至刀槽花纹底1d的非分岔部15。在图2所示的刀槽花纹内壁面1c上，由于第1凹凸列11具有3条凸条，而第2凹凸列12具有5条凸条，因此只用分岔为两岔的第3凹凸列13不能使所有的凸条连续延伸。因此，在本实施方式中，设有非分岔部15以调整波数，由此能使所有的凸条连续延伸。

在本实施方式中，非分岔部15沿两侧相邻的有分岔的凹凸列而相对于接地面1a法线方向ND朝刀槽花纹10的长度方向倾斜，具有弯曲成ㄑ字的部分。因此，和其他部分一样，能利用凸条与凹条的卡合作用抑制花纹块1倾倒。

在本发明中，优选是，第1凹凸列11相对于接地面1a法线方向ND以±50度延伸，更优选是，如本实施方式那样沿接地面1a法线方向ND延伸。由此，在花纹块1较易倾倒的磨损初期状态下，沿倾斜方向延伸的凹凸列未露出于接地面，因此不会在接地部一方上形成锐角部而能抑制产生不均匀磨损。

此外，在本发明中，优选是，第2凹凸列12相对于接地面1a法线方向ND以±50度延伸，更优选是，如本实施方式那样沿接地面1a法线方向ND延伸。由此，能防止刀槽花纹底1d处的局部性应力集中，从而抑制产生裂纹、花纹块一方的崩花(chunk out)(断裂、脱落)。

当设刀槽花纹深度为D时，优选是，将第3凹凸列13的分岔点P设于刀槽花纹内壁面1c的距离接地面1a为0.2D～0.8D的区域，更优选是，设于距离接地面1a为0.4D～0.7D的区域。由此，能够在磨损过程中可靠地增加露于接地面1a的刀槽花纹10的波数而提高接地性，能够良好地提高在磨损过程中的WET性能。另外，该分岔点P为第3凹凸列13分岔而开始增加波数的点。

第1凹凸列11的振幅优选为0.5～1.5mm，从维持抑制花纹块1倾倒的效果方面考虑，优选是，第2凹凸列12及第3凹凸列13的振幅与第1凹凸列11的振幅同样。此外，从发挥充分的边缘效果方面讲，刀槽花纹10的沟宽优选为0.2～0.7mm，刀槽花纹深度D优选为主沟深度的30～80％。

胎面花纹的除花纹块1以外的部分可以是任意花纹，例如，可以例示出在花纹块1的左右设有花纹块、肋的胎面花纹。花纹块1不限定于上述那样的俯视时呈矩形的形状，平行四边形、V字形、多边形、或者以曲线为主的形状等皆可。

在本发明中，可以采用沿轮胎周向PD以直线状或曲折状延伸的肋代替作为接地部的花纹块1。在这种情况下，通过在形成于肋上的刀槽花纹的刀槽花纹内壁面上设置如上述那样的凹凸形状，能够充分提高抑制倾倒的效果而改进冰雪路面行驶性能等。

在本发明中，由于抑制接地部倾倒的效果大，因此可以通过增加刀槽花纹10的条数来提高刀槽花纹密度，从而增加边缘数以进一步提高边缘效果。从这样的观点出发，在本发明中，优选是，刀槽花纹密度为0.05～0.2mm/mm²。另外，所谓刀槽花纹密度，是指所有刀槽花纹长度的总和除以接地面面积所得的值。

通常，虽然是对1个花纹块或1条肋形成多条刀槽花纹，但是相邻的刀槽花纹彼此可以是同一形状，也可以是具有不同的波浪形、倾斜角度、凹凸周期、振幅。但是，从使硫化成型后的脱模性良好方面讲，优选是，使相邻的刀槽花纹彼此为同一形状。

在本发明中，虽然可以将如上述那样的刀槽花纹结构适用于胎面花纹内的所有接地部，但也可以只适用于胎面花纹内的一部分接地部。

本发明的充气轮胎除了在花纹块、肋等接地部上形成有如上述那样的刀槽花纹以外，其余与通常的充气轮胎同样，以往公知的材料、形状、结构、制法等皆可应用于本发明。

本发明由于抑制接地部倾倒的效果大，因此在具有以花纹块为主的胎面花纹的轮胎中有用，由于可以改进冰雪路面行驶性能，因此特别是适于用作无镶钉轮胎(冬用轮胎)。

其他实施方式

(1)本发明丝毫不限定于上述实施方式，可以在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种改进变更，例如可以是用单侧开口刀槽花纹、闭合刀槽花纹形成刀槽花纹而成的充气轮胎。此外，也可以使刀槽花纹的基准面相对于接地面法线方向倾斜一些(例如15度以下)，或使刀槽花纹长度方向相对于轮胎宽度方向倾斜(优选为45度以内)。

(2)在上述实施方式中，示出了使第3凹凸列13分岔为两岔的例子，但是本发明不限定于此，可以根据第1凹凸列11及第2凹凸列12的波数，使第3凹凸列13分岔为三岔以上。

(3)在上述实施方式中，示出了第1凹凸列11从初期就露出于接地面1a、且第2凹凸列12到达了刀槽花纹底1d的例子，但是本发明不限定于此，也可以使第1凹凸列11的接地面1a侧的区域、第2凹凸列12的刀槽花纹底1d侧的区域为平面刀槽花纹。

实施例

下面，说明具体示出本发明的结构与效果的实施例等。另外，如下这样进行轮胎的各性能评价。

(1)冰雪路面制动性能

将试验轮胎安装于实车(日本产3000cc级FR轿车)上，使车在冰雪路面上行驶，从速度40km/h施加制动力，测定了使ABS动作时的制动距离。评价以设比较例1为100时的指数表示，数值越大，表示冰雪路面制动性能越好。

(2)抗磨损性能

将试验轮胎安装于上述实车上，测定了车在铺装道路上行驶了8000km时的刀槽花纹间台阶磨损量(磨损导致的刀槽花纹与刀槽花纹之间的台阶)。评价以设比较例1为100时的指数表示，数值越大，表示抗磨损性能越好。

(3)WET制动性能

将上述用于评价抗磨损性能的试验轮胎安装于上述实车上，使车在WET路面上行驶，从速度100km/h施加制动力，测定了直到速度为20km/h为止的制动距离。评价以设比较例1为100时的指数表示，数值越大，表示WET制动性能越好。

比较例1

使具有下述胎面花纹的子午线轮胎(规格205/65R15)为比较例1：胎面花纹在整个面上具有(5列)正方形花纹块(长30mm、宽30mm、两侧开口刀槽花纹)，该正方形花纹块具有图3所示的刀槽花纹。另外，使刀槽花纹深度为8mm、沟宽为0.3mm、刀槽花纹间隔为5mm、振幅为1.2mm、波长为4.0mm。

比较列2

比较例2的子午线轮胎除了代替图3所示刀槽花纹而设有图4所示刀槽花纹以外，其余与比较例1相同。另外，使凹凸列相对于接地面法线方向的倾斜角度为45度。

实施例1

实施例1的子午线轮胎除了代替图3所示刀槽花纹而设有图2所示刀槽花纹以外，其余与比较例1相同。另外，使第1凹凸列的波长为4.0mm、第2凹凸列的波长为3.0mm，第3凹凸列的干部及枝部相对于接地面法线方向的倾斜角度均为45度、分岔点位于距接地面0.4D的位置上。将各例的评价结果示于表1中。

表1

在该评价结果中，与比较例1相比，虽然在比较例2中改进了各性能(冰雪路面制动性能、抗磨损性能及WET制动性能)，但是实施例1与比较例2相比，进一步大幅度改进了各性能。由此可知，在实施例1中，利用设于刀槽花纹的刀槽花纹内壁面的凹凸形状、尤其是其中的倾斜分量多的第3凹凸列，能够充分抑制花纹块倾倒。此外可知，在磨损过程中增加露于接地面的刀槽花纹的波数，能够提高接地性。

Claims (6)

1.一种充气轮胎，该充气轮胎具有胎面花纹，该胎面花纹具有形成有至少1条刀槽花纹的接地部，其特征在于，

在上述刀槽花纹的刀槽花纹内壁面上设有：

波浪状的第1凹凸列；

波浪状的第2凹凸列，其与上述第1凹凸列空开间隔地配置于刀槽花纹底侧，其波长小于上述第1凹凸列的波长而增加了波数；

第3凹凸列，其相对于接地面法线方向朝上述刀槽花纹长度方向侧倾斜，并朝刀槽花纹底侧分岔延伸，介于上述第1凹凸列和上述第2凹凸列之间并与二者相连。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，

上述第3凹凸列具有：

干部，其相对于接地面法线方向朝上述刀槽花纹长度方向侧倾斜，为与上述第1凹凸列相对应的粗细，并与上述第1凹凸列相连；

枝部，其从上述干部反向倾斜而分岔，为与上述第2凹凸列相对应的粗细，并与上述第2凹凸列相连。

3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，

上述第1凹凸列和上述第2凹凸列中的至少一方沿接地面法线方向延伸。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的充气轮胎，其中，

当设刀槽花纹深度为D时，将上述第3凹凸列的分岔点设于上述刀槽花纹内壁面的距接地面0.2D～0.8D的区域。

5.一种充气轮胎，该充气轮胎具有胎面花纹，该胎面花纹具有形成有至少1条刀槽花纹的接地部，其特征在于，

在上述刀槽花纹的刀槽花纹内壁面上设有：

波浪状的第1凹凸列； 

波浪状的第2凹凸列，其与上述第1凹凸列空开间隔地配置于刀槽花纹底侧，其波长小于上述第1凹凸列的波长而增加了波数；

第3凹凸列，其介于上述第1凹凸列和上述第2凹凸列之间并与二者相连，其相对于接地面法线方向朝上述刀槽花纹长度方向侧倾斜，并包括朝刀槽花纹底侧分岔延伸的部分和朝刀槽花纹底侧未分岔延伸的部分。

6.根据权利要求5所述的充气轮胎，其中，

当设刀槽花纹深度为D时，将上述第3凹凸列的分岔点设于上述刀槽花纹内壁面的距接地面0.2D～0.8D的区域。 

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