CN101249778A - 无钉轮胎 - Google Patents

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Abstract

一种在结冰和雪覆盖的道路上能够呈现出极好性能的无钉轮胎，其包括胎面部分，胎面部分具有一对中间周向花纹沟，每个中间周向花纹沟在距赤道线为胎面宽度的15％和25％之间的区域中延伸，从而提供位于中间花纹沟之间的胎冠区域以及位于中间花纹沟与接地边缘之间的一对胎肩区域，其中，胎冠区域包括具有刀槽花纹并且通过Z字形内周向花纹沟与胎冠横向花纹沟限定的花纹块列，每个胎肩区域包括具有刀槽花纹并且通过线性外周向花纹沟与胎肩横向花纹沟限定的花纹块列，并且胎肩区域的花纹沟面积比(％)大于胎冠区域的花纹沟面积比(％)，使得其差值为3％至7％。

Description

无钉轮胎
技术领域
本发明涉及一种在胎面部分中具有多列花纹块列的无钉轮胎，更具体地，涉及一种在冰上和在雪上均具有极好性能的无钉轮胎。
背景技术
已经提出多种适合在结冰或雪覆盖的道路上行进的无钉轮胎，例如在JP-A-2003-63211中。在无钉轮胎的胎面部分中形成带有刀槽花纹的多个花纹块。通过刀槽花纹的边缘提高了在花纹块与结冰道路之间的摩擦系数。刀槽花纹还起到吸收结冰道路上的水的作用。通过刀槽花纹的协同作用，无钉轮胎在结冰道路上能够呈现出高的驱动力以及高的制动力。
然而，即使通过无钉轮胎仍然不容易既取得极好的冰上性能(在结冰道路上的性能)又取得极好的雪上性能(在雪覆盖的道路上的性能)。原因在于，增加接地面积从而增加摩擦力对于在结冰道路上行驶是有效的，但是对于在雪覆盖的道路上行驶则需要增加花纹沟面积从而提高排雪性能。这些需要是彼此矛盾的。
因此，本发明的目的是提供一种称作无钉轮胎的冬季轮胎，其既具有极好的冰上性能又具有极好的雪上性能。
本发明的这个以及其他的目的将从下文的描述中变得明显。
发明内容
已经发现，上述目的能够通过使轮胎胎面部分的胎肩区域中的花纹沟面积比Gs(％)大于胎面部分的胎冠区域中的花纹沟面积比Gc(％)从而使其间的差值(Gs-Gc)落入到特定范围内来实现。
根据本发明，提供一种无钉轮胎，其包括胎面部分，所述胎面部分具有：(1)一对中间周向花纹沟，所述中间周向花纹沟在轮胎赤道线的两侧沿轮胎周向连续延伸，使得每个花纹沟的中线位于距所述轮胎赤道线为胎面宽度的15％至25％的区域中，并且所述中间周向花纹沟提供位于它们之间的胎冠区域以及分别位于每个所述中间周向花纹沟与每个接地边缘之间的一对胎肩区域；(2)至少一个内周向花纹沟，其在位于所述一对中间周向花纹沟的轴向内侧的所述胎冠区域中以Z字形式沿周向连续延伸；(3)以及至少一个外周向花纹沟，其在所述一对胎肩区域的每个胎肩区域中沿周向连续且线性延伸；
其中，所述胎冠区域设置有至少两列胎冠花纹块，所述胎冠花纹块通过所述至少一个内周向花纹沟以及沿与所述内周向花纹沟相交的方向延伸的多个胎冠横向花纹沟来限定，并且，其中所述胎冠花纹块具有刀槽花纹且在每列中多个花纹块沿轮胎周向布置；所述一对胎肩区域中的每个胎肩区域设置有至少两列胎肩花纹块，所述胎肩花纹块通过所述至少一个外周向花纹沟以及沿与所述外周向花纹沟相交的方向延伸的多个胎肩横向花纹沟来限定，并且，在所述胎肩花纹块列中，所述胎肩花纹块具有刀槽花纹并且在每列中多个花纹块沿轮胎周向布置；并且，所述胎肩区域中的花纹沟面积比(Gs)(％)大于所述胎冠区域中的花纹沟面积比(Gc)(％)，使得所述两者之间的差值(Gs-Gc)为3％至7％。
优选地，中间周向花纹沟、内周向花纹沟以及外周向花纹沟中的每一个具有处于1.0mm至10.0mm的范围内的轴向宽度，并且外周向花纹沟的花纹沟宽度Tg3大于内周向花纹沟的花纹沟宽度Tg1。
优选地，胎冠横向花纹沟以及胎肩横向花纹沟中的每一个具有沿周向测量所得的处于3.0mm至10.0mm的范围内的宽度，并且胎肩横向花纹沟的花纹沟宽度大于胎冠横向花纹沟的花纹沟宽度。
优选地，胎冠横向花纹沟以及胎肩横向花纹沟以相对于轴向成0°至45°的角度延伸，并且胎肩横向花纹沟的角度小于胎冠横向花纹沟的角度。
优选地，中间周向花纹沟的花纹沟宽度为1.0mm至4.0mm并且小于内周向花纹沟和外周向花纹沟的花纹沟宽度。优选地，位于每个中间周向花纹沟的轴向两侧的胎冠横向花纹沟和胎肩横向花纹沟设置成沿周向交替地与每个中间周向花纹沟连通。
中间周向花纹沟可以具有沿周向变化的宽度，并且在胎冠横向花纹沟与中间周向花纹沟连通的位置处具有最大的花纹沟宽度。
在本发明的实施方式中，一对内周向花纹沟设置在轮胎赤道线的轴向两侧，从而提供在轮胎赤道线上延伸的中央胎冠花纹块列以及设置在中央胎冠花纹块列两侧的一对侧胎冠花纹块列，并且，设置在中央胎冠花纹块列中的中央胎冠横向花纹沟相对于轴向的倾斜角θ1小于设置在侧胎冠花纹块列中的侧胎冠横向花纹沟相对于轴向的倾斜角θ2。
由于结冰道路具有低摩擦系数，所以在车辆的制动和转弯过程中作用在轮胎上的前后力以及横向力很小，因此，在行驶过程中轮胎的挠曲很小并且主要是轮胎的胎面部分中的胎冠区域与结冰道路表面形成接触。在本发明中，使胎冠区域的花纹沟的面积百分比小于胎肩区域的花纹沟的面积百分比，从而确保在胎冠区域具有大的接地面积，因此提高了摩擦力从而改进了在结冰道路上的性能。此外，由于胎冠区域设置有沿周向以Z字形式连续延伸的内周向花纹沟，所以通过内周向花纹沟的边缘进一步提高了摩擦力。
另一方面，由于雪覆盖的道路的摩擦系数大于结冰道路的摩擦系数并且由于道路表面因车辆的重量而容易下陷，所以即使是在胎面部分的胎肩区域处接地压力也易于变大。在本发明中，胎肩区域的花纹沟的面积百分比大于胎冠区域的花纹沟的面积百分比，由此在不削弱在结冰道路上的性能的情况下，提高了排雪性能，从而改进了在雪覆盖的道路上的性能。此外，由于胎肩区域设置有沿周向连续且线性延伸的外周向花纹沟，因此排雪性能进一步提高。
通过将花纹沟形成为使得胎肩区域中的花纹沟面积比Gs(％)与胎冠区域中的花纹沟面积比Gc(％)的差值(Gs-Gc)是3％或更大，而能够确定地呈现出本发明的上述效果。此外，由于差值(Gs-Gc)被控制为7％或更小，所以防止了在胎冠区域与胎肩区域之间形成过大的花纹刚性差异，因此能够防止不均匀磨损的发生。
附图说明
图1是例示本发明的实施方式的胎面花纹的展开图；
图2是图1中的一部分的放大图；
图3是根据本发明的轮胎胎面部分的轮廓的截面图；
图4是示出如图1所示的胎冠花纹块列的局部放大图；
图5是如图1中所示的横向花纹沟的局部放大图；
图6是如图1所示的胎冠花纹块列的局部放大图；以及
图7是如图1所示的胎肩花纹块列的局部放大图。
具体实施方式
现在将参照附图解释本发明的实施方式。
图1是例示本发明的实施方式的无钉轮胎(未示出轮胎的全部)的胎面部分2的展开图，以及图2是其局部放大图。
在胎面部分2的接地边缘E、E之间设置有沿轮胎周向连续延伸的多个周向花纹沟3以及沿与周向花纹沟3相交的方向延伸的多个横向花纹沟4。
周向花纹沟3包括在轮胎赤道线C的两侧沿周向连续延伸的一对中间周向花纹沟3b。每个中间花纹沟3b的中线位于距轮胎赤道线C为胎面宽度TW的15％至25％之间的区域“m”中，换句话说，位于具有与轮胎赤道线C分开距离为0.15TW和0.25TW的边界的区域“m”中。胎面部分2通过中间周向花纹沟3b、3b划分成位于它们之间的胎冠区域CR以及位于每个中间周向花纹沟3b、3b与每个接地边缘E、E之间的一对胎肩区域Sh、Sh。
此处使用的术语“胎面宽度TW”意指：当轮胎安装在标准轮辋上并充气到常规内压然后对处于这种标准状态下的轮胎加载到常规负荷时，接触到平整表面的轮胎的胎面部分2的接地边缘E、E之间的轴向距离。顺便提及，除非另外指出，否则轮胎的各零件或部分的尺寸指的是在标准状态下测量所得的值。
术语“标准轮辋”指的是在轮胎所基于的标准系统中限定用于每种轮胎的轮辋，并且例如是JATMA中的“标准轮辋(standard rim)”、TRA中的“设计轮辋(Design Rim)”和ETRTO中的“测量轮辋(MeasuringRim)”。
术语“常规内压”指的是在标准系统中限定用于每种轮胎的气压，并且例如是JATMA中的“最大气压(maximum air pressure)”、在TRA的表格“不同冷充气压力下的轮胎负荷极限(Tire Load Limits at VariousCold Inflation Pressures)”中给出的最大值和ETRTO中的“充气压力(Inflation Pressure)”，对于轿车用轮胎来说，“常规内压”是180kPa。
术语“常规负荷”指的是在标准系统中限定用于每种轮胎的负荷，并且例如是JATMA中的“最大负荷量(maximum load capacity)”、TRA的表格“不同冷充气压力下的轮胎负荷极限(Tire Load Limits at VariousCold Inflation Pressures)”中给出的最大值以及ETRTO中的“负荷量(Load Capacity)”，对于轿车用轮胎来说，“常规负荷”指的是对应于上面限定的负荷的88％的负荷。
横向花纹沟4包括：中央胎冠横向花纹沟4a，其在内周向花纹沟3a、3a之间横跨延伸；侧胎冠横向花纹沟4b，其在内周向花纹沟3a与中间周向花纹沟3b之间横跨延伸；内胎肩横向花纹沟4c，其在中间周向花纹沟3b与外周向花纹沟3c之间横跨延伸；以及外胎肩横向花纹沟4d，其在外周向花纹沟3c与接地边缘E之间横跨延伸。在附图所示的本实施方式中，横向花纹沟4a至4d具有形成为Z字形式的花纹沟壁。由于增加了横向花纹沟4a至4d的边缘的长度，所以Z字形花纹沟壁有助于提高在结冰道路上的抓地性。
沿轮胎周向布置的成列的花纹块B通过这些周向花纹沟3和横向花纹沟4而形成在胎冠区域CR以及胎肩区域Sh中。在附图所示的本实施方式中设置有七列花纹块列R1至R4。胎冠区域CR设置有三列花纹块列，包括在轮胎赤道线C上延伸的中央胎冠花纹块列R1以及设置在中央列R1的两侧的一对侧胎冠花纹块列R2、R2。每个胎肩区域Sh设置有两列花纹块列，包括设置在轮胎赤道线C侧的内胎肩花纹块列R3以及设置在接地边缘E侧(轴向最外侧)的外胎肩花纹块列R4。在本实施方式中，中央胎冠花纹块列R1的沿轴向的最大宽度W1大于侧胎冠花纹块列R2的沿轴向的最大宽度W2。
胎冠区域CR设置有以Z字形式沿周向连续延伸的至少一个内周向花纹沟3a(在附图所示的本实施方式中，为一对设置在轮胎赤道线C的两侧的内周向花纹沟3a、3a)。每个胎肩区域Sh设置有以直线形式沿周向连续延伸的至少一个外周向花纹沟3c(在附图所示的本实施方式中，为一个外周向花纹沟3c)。这些周向花纹沟3a至3c设置在相对于轮胎赤道线C呈基本线性对称的位置处。
Z字形内周向花纹沟3a的有利之处在于：由于Z字形花纹沟比直花纹沟具有更长的花纹沟边缘，所以提高了在结冰道路上的抓地性，尤其是在转弯过程中的抓地性。特别是，由于结冰道路具有低摩擦系数，所以在车辆的制动和转弯过程中作用在轮胎上的前后力以及横向力很小，因此轮胎的挠曲很小。此外，如图3所示，在轿车用无钉轮胎的情况下，包括有轮胎旋转轴线的处于标准状态下的轮胎的截面中的胎面部分2的外表面(花纹沟填满时限定出的轮廓线)呈径向朝外凸出的平滑弧形形式并且具有大约为400±100mm的曲率半径RT。因此，在结冰道路上，位于设置在上述区域“m”中的中间周向花纹沟3b、3b之间的胎冠区域CR的接地压力很高。因此，当在结冰道路上行驶时，位于该具有高接地压力的胎冠区域CR中的内周向花纹沟3a的Z字形设置形式对于提高冰上性能尤其有效。优选地，中间周向花纹沟3b、3b也形成为Z字形式，在附图所示的本实施方式中即如此设计。
为了防止位于胎冠区域CR中的沿周向布置的花纹块B的刚性显著降低并且防止周向花纹沟3a和3b被雪堵塞，期望内周向花纹沟和/或中间周向花纹沟的Z字幅度尽可能的小。例如，如图2所示，在Z字形周向花纹沟3a或3b的中线G处，沿轴向从顶点到顶点的幅度A优选为从2mm至4mm。
如图4中以放大形式所示，在本实施方式中，内周向花纹沟3a形成为Z字形状从而当从上方观察时其包括上斜部分3a1(朝右上方倾斜延伸的部分)以及下斜部分3a2(朝右下方倾斜延伸的部分)，并且这些部分3a1和3a2交替设置。上斜部分3a1的周向长度L1长于下斜部分3a2的周向长度L2，当然，L1＜L2也可接受。
如上所述，如果使周向花纹沟的Z字幅度A变小，当Z字形是比如L1＝L2的简单Z字形状时，Z字形的转角角度(转角处的弯曲角)接近180°，因此，无法取得充分的边缘效应以及将雪压成柱的充分效应。相比之下，当使Z字形的倾斜部分的长度如同附图中所示的实施方式那样彼此不同时，Z字形的转角部能够以相对较小的角度形成。这样有助于例如在雪覆盖的道路上取得高抓地性，因为雪可以有效地被压成柱并且通过Z字形的较短部分(在本实施方式中为下斜部分3a2)切断。特别地，优选为内周向花纹沟3a的L1/L2比率至少是8、尤其至少是12，并且至多是22、尤其至多是18。
另一方面，由于长的上斜部分3a1的影响会导致花纹刚性不平衡，在制动时这种内周向花纹沟3a易于带来车辆的摇摆或侧滑。因此，在本实施方式中，邻近内周向花纹沟3a的中间周向花纹沟3b形成为使得下斜部分3b2具有的长度L2大于上斜部分3b1具有的长度L1的Z字形式。这样，通过增加中间周向花纹沟3b的下斜部分3b2的比例使得内周向花纹沟3a的花纹刚性能够达到平衡。于是，能够更确定地抑制制动时车辆的摇摆或侧滑。为了有效地抑止这种作用，优选为中间周向花纹沟3b的L2/L1比率处于上述的内周向花纹沟3a的L1/L2比率的±10％的范围内。
外周向花纹沟3c形成为沿周向线性延伸的直线形式。由于雪覆盖的道路的摩擦系数大于结冰道路的摩擦系数并且由于雪覆盖的道路表面因车辆的重量而容易下陷，所以即使是在胎面部分的胎肩区域Sh处接地压力也易于变大。通过使在所述胎肩区域Sh中延伸的外周向花纹沟3c成形为直线形式，能够提高排雪性能从而提高雪上性能。
在本发明的无钉轮胎中，胎肩区域Sh中的花纹沟面积比Gs(％)以及胎冠区域CR中的花纹沟面积比Gc(％)被确定为使得花纹沟面积比Gs(％)大于花纹沟面积比Gc(％)并且其差值(Gs-Gc)落入3％至7％的范围内。
胎冠区域CR的花纹沟面积比Gc(％)通过下面的公式(1)获得：
Gc(％)＝(Agc/Acc)×100    (1)
其中，Agc是包括在由中间周向花纹沟3b、3b的轴向内边缘包围的胎冠区域CR中的所有周向花纹沟3以及横向花纹沟4在胎面表面处的面积总值，而Acc则是在所有花纹沟、刀槽花纹、切口等被填满的状态下的胎冠区域CR的表面积。附图中示出的刀槽花纹S的面积不包括在总值Agc中。
相似地，胎肩区域Sh的花纹沟面积比Gs(％)通过下面的公式(2)获得：
Gs(％)＝(Ags/Acs)×100    (2)
其中，Ags是包括在由中间周向花纹沟3b的轴向外边缘与接地边缘E包围的胎肩区域Sh中的所有周向花纹沟3以及横向花纹沟4在胎面表面处的面积总值，Acs则是在所有花纹沟、刀槽花纹、切口等被填满的状态下的胎肩区域Sh的表面积。附图中示出的刀槽花纹S的面积不包括在总值Ags中。
这样，在本发明中，使胎冠区域CR的花纹沟面积比Gc小于胎肩区域Sh的花纹沟面积比Gs，因此在胎冠区域CR确保大的接地面积以提高在结冰道路上的摩擦力，于是改进了在结冰道路上的抓地性或制动力。另一方面，由于胎肩区域Sh的花纹沟面积比Gs大于胎冠区域CR的花纹沟面积比Gc，所以提高了排雪性能并因此能够在雪覆盖的道路上呈现出充分的驱动力和制动力。于是，根据本发明的无钉轮胎具有高水平的冰上性能和雪上性能。
如果胎肩区域Sh的花纹沟面积比Gs(％)与胎冠区域CR的花纹沟面积比Gc(％)之间的差值(Gs-Gc)过小，则无法预期上述效果。因此，在本发明中，为了确定地呈现上述效果，要求差值(Gs-Gc)至少是3％。如果差值(Gs-Gc)过大，由于在胎冠区域CR与胎肩区域Sh之间会形成大的花纹刚性差异，所以容易发生不均匀磨损。因此，优选地，差值(Gs-Gc)至多是7％、尤其是4％至5％。
并未对花纹沟面积比Gc的值以及花纹沟面积比Gs的值加以特别限制。然而，如果它们过大，则存在在结冰道路上的摩擦力降低从而劣化冰上性能的可能性。另一方面，如果胎冠区域CR的花纹沟面积比Gc过小，则雪上性能趋向劣化。基于这些观点，优选地，胎冠区域CR的花纹沟面积比Gc至少是25％、尤其至少是27％，并且至多是33％、尤其至多是31％。相似地，优选为胎肩区域Sh的花纹沟面积比Gs至少是30％、尤其至少是32％，并且至多是36％、尤其至多是34％。
同样也并未对整个胎面部分2的花纹沟面积比加以特别限制，但是，优选为至少是28％、更优选为至少是30％，并且，优选为至多是34％、更优选为至多是32％。
根据在雪覆盖的道路上呈现充分的转弯性能的观点，优选地，沿轴向测量所得的周向花纹沟3a至3c的每个花纹沟宽度Tg1至Tg3至少是1.0mm、尤其至少是2.0mm。另一方面，根据充分地确保胎面部分2的花纹刚性以提高抗磨性的观点，优选地，周向花纹沟3的每个花纹沟宽度Tg1至Tg3至多是10.0mm、尤其至多是8.0mm。基于相同的观点，优选地，周向花纹沟3的每个花纹沟深度Td1至Td3至少是9.0mm、尤其至少是9.5mm，并且，至多是11.0mm、尤其至多是10.5mm。
内周向花纹沟3a的宽度Tg1、中间周向花纹沟3b的宽度Tg2以及外周向花纹沟3c的宽度Tg3可以相同或不同。在优选实施方式中，使这些宽度不同。例如，由于当在结冰道路上行驶时期望增加胎冠区域CR的接地面积，所以使内周向花纹沟3a和中间周向花纹沟3b形成为它们所具有的花纹沟宽度Tg1和Tg2小于外周向花纹沟3c的花纹沟宽度Tg3。这样有利于在雪覆盖的道路上转弯时有效地提高胎肩区域Sh的排雪性能。
基于这个观点，优选地，内周向花纹沟3a的花纹沟宽度Tg1至少是1.0mm、尤其至少是2.0mm，并且至多是5.0mm、尤其至多是4.0mm。此外，优选地，外周向花纹沟3c的花纹沟宽度Tg3至少是6.0mm、尤其至少是6.5mm，并且至多是10.0mm、尤其至多是8.0mm。
在附图所示的实施方式中，使中间周向花纹沟3b形成为具有小于内周向花纹沟3a的花纹沟宽度Tg1的花纹沟宽度Tg2，但是本发明中的花纹沟并不局限于具有这种关系的花纹沟。这种中间花纹沟3b的形成方式对于增加胎冠区域CR的陆部的面积相当有效。优选地，中间周向花纹沟3b的花纹沟宽度Tg2至少是1.0mm、尤其至少是2.0mm，并且至多是4.0mm、尤其至多是3.0mm。
在附图所示的实施方式中，侧胎冠横向花纹沟4b从中间周向花纹沟3b的轴向内侧与中间周向花纹沟3b连通，并且内胎肩横向花纹沟4c从中间周向花纹沟3b的轴向外侧与中间周向花纹沟3b连通。优选地，用于侧胎冠横向花纹沟4b的连通位置与用于内胎肩横向花纹沟4c的连通位置沿轮胎周向交替排布。也就是说，在中间周向花纹沟3b中仅设置T形花纹沟相交部分而不形成任何十字形相交部分。通常，位于胎冠区域CR与胎肩区域Sh之间且其中设置有中间周向花纹沟3b的那个部分由于接地与非接地以及侧滑角所导致的应变的原因而具有大的负荷变化，并因此使得应变容易集中在其上。然而，当应用横向花纹沟4b和4c的上述布置形式时，由于中间周向花纹沟3b通过在花纹沟3b的两侧设置成Z字形队列的花纹块B来支撑，所以防止在中间周向花纹沟3b上形成大的应变集中，从而抑制了始于中间周向花纹沟3b的不均匀磨损。
此外，如图2所示，优选地，中间周向花纹沟3b具有沿周向变化的宽度Tg2，并且在侧胎冠横向花纹沟4b与中间周向花纹沟3b连通的位置F处具有最大花纹沟宽度。由于侧胎冠横向花纹沟4b形成为具有比胎肩横向花纹沟4c小的花纹沟宽度，所以位于侧胎冠横向花纹沟与中间周向花纹沟3b之间的连通部分趋于容易被雪堵塞，但是，通过为连通部分提供充足空间的方式，能够有效地防止被雪堵塞的情况。
为了在雪覆盖的道路上呈现高驱动力，沿周向测量所得的各个横向花纹沟4a、4b、4c和4d的花纹沟宽度Yg1、Yg2、Yg3和Yg4优选为至少是3.0mm、更优选为至少是3.5mm。另一方面，为了防止陆部的面积下降从而提高在结冰道路上的摩擦力，花纹沟宽度Yg1至Yg4优选为至多是10.0mm、更优选为至多是9.0mm。
特别优选地，中央胎冠横向花纹沟4a和侧胎冠横向花纹沟4b的花纹沟宽度Yg1和Yg2为3mm至7mm，内胎肩横向花纹沟4c和外胎肩横向花纹沟4d的花纹沟宽度Yg3和Yg4为3mm至10mm，并且所述花纹沟宽度被选择为使得胎肩横向花纹沟的花纹沟宽度Yg3和Yg4大于胎冠横向花纹沟的花纹沟宽度Yg1和Yg2。更优选地，花纹沟宽度Yg从中央胎冠横向花纹沟至外胎肩横向花纹沟逐渐增加(即Yg1＜Yg2＜Yg3＜Yg4)，由此进一步同时改进冰上性能和雪上性能。
优选地，横向花纹沟4的深度是周向花纹沟3的深度的85％至100％。
并未对各个横向花纹沟4相对于轴向的倾斜角θ加以特别限制。然而，如果角θ过大，则在结冰道路上有可能无法充分取得用于直行行驶的驱动力。此外，花纹块B的沿周向的刚性容易降低，所以在使用的早期阶段容易发生不均匀磨损。基于这些观点，横向花纹沟4相对于轴向的角θ优选地至多为45°、更优选地至多为40°。
此处，如图5中以放大形式所示，“横向花纹沟4相对于轴向的角θ”指的是连接横向花纹沟4的两个轴向端部(通向周向花纹沟3的端部部分或通向轴向花纹沟3以及接地边缘E的端部部分)的中点P1和P2的直线CL相对于轮胎轴向的角。
对于横向花纹沟4中的中央胎冠横向花纹沟4a和侧胎冠横向花纹沟4b，如果如图6所示的角θ1和θ2过小，则减小了这些横向花纹沟的边缘的周向部分，从而不能够充分地提高在结冰道路上的转弯性能。基于这个观点，中央胎冠横向花纹沟4a的角θ1和侧胎冠横向花纹沟4b的角θ2优选地至少是12°、更优选地至少是15°。
在附图所示的实施方式中，设置在中央胎冠花纹块列R1中的中央胎冠横向花纹沟4a的角θ1小于设置在位于中央列R1两侧的侧胎冠花纹块列R2中的侧胎冠横向花纹沟4b的角θ2。在结冰道路上行驶的情况下，即使在转弯的过程中胎肩区域的接地面积也很小。通过使侧胎冠横向花纹沟4b的角θ2相对大于中央胎冠横向花纹沟4a的角θ1，能够提高在结冰道路上转弯时的抓地力。为了确保这种作用，优选地，侧胎冠横向花纹沟4b的角θ2相对于中央胎冠横向花纹沟4a的角θ1的比率(θ2/θ1)大于1、尤其至少为1.7。另一方面，如果θ2/θ1比率过大则容易发生不均匀磨损。因此，θ2/θ1的比率优选地至多为2.5、尤其至多为2.2。
对于横向花纹沟4中的内胎肩横向花纹沟4c和外胎肩横向花纹沟4d，如果如图7所示的角θ3和θ4过大，则在雪覆盖的道路上直行行驶时有可能无法充分取得驱动力。基于这个观点，内胎肩横向花纹沟4c的角θ3和外胎肩横向花纹沟4d的角θ4优选为0°至15°。
在附图所示的实施方式中，为了防止不均匀磨损的目的，设置在外胎肩花纹块列R4中的外胎肩横向花纹沟4d形成为具有比设置在内胎肩花纹块列R3中的内胎肩横向花纹沟4c的角θ3小的角θ4。
在本发明中，在每个花纹块B中设置至少一个刀槽花纹S，优选为多个刀槽花纹S。刀槽花纹S形成为类似于裂缝的切口，其所具有的宽度窄到使得在行驶时刀槽花纹的两壁形成接触。优选地，刀槽花纹S的宽度为大约0.3mm至大约1.0mm。刀槽花纹S的深度优选地至少是3.0mm、更优选地至少是5mm。如果刀槽花纹S的深度小于3.0mm，则无法充分取得在结冰道路上的边缘效应。如果刀槽花纹S的深度过大，则存在过多地降低花纹决B的刚性的可能性。因此，深度优选地不大于横向花纹沟4的最大深度的100％、更优选地不大于横向花纹沟4的最大深度的80％。
刀槽花纹S可以形成为例如直线、波浪、Z字及其组合等多种形式。优选为如附图所示的Z字形刀槽花纹。
根据本发明的无钉轮胎的胎面部分2可以设置线性切口。在附图所示的实施方式中，在每列花纹块列的每个花纹块B中间隔地设置多个切口6，其中，切口6沿相对于轴向与设置在该花纹块列中的横向花纹沟4(以及刀槽花纹S)的倾斜方向相反的方向延伸。切口6具有0.1mm至2.0mm的宽度以及0.1mm至2.0mm的深度。
这种切口6以及刀槽花纹S通过其边缘有助于提高在结冰道路上的抓地性，并且还通过吸收结冰道路上的水而有助于增加道路表面的摩擦系数。由于切口6形成为具有比刀槽花纹S小的深度，所以它们尤其有助于在使用的早期阶段提高新轮胎的初始性能。此外，由于切口6形成为沿相对于轴向与刀槽花纹S相反的方向倾斜，所以它们在各种不同状态下均有效地呈现出相对于道路的边缘效应。
如果切口6的宽度或深度小于0.1mm，则由于切口过小而无法充分呈现上述作用。如果宽度或深度大于2.0mm，则花纹块B的刚性有可能过分降低，从而导致橡胶碎裂和不均匀磨损的发生。
虽然已经参照附图描述了本发明的实施方式，但是毫无疑问本发明并不仅仅限制于上述的胎面花纹，而是可以采用以各种不同方式变化的胎面花纹。
通过下面的实施例更具体地描述和解释本发明。应当理解，本发明并不限制于这些实施例。
实施例
具有如图1所示的胎面花纹的轿车用无钉轮胎(尺寸：195/65R15)基于表1中示出以及下面所述的技术规格进行制造。通过在下面描述的范围内适当地改变花纹沟宽度来调整花纹沟面积比。
胎面宽度TW：160mm
内周向花纹沟的花纹沟宽度Tg1：3.5至4.2mm
中间周向花纹沟的花纹沟宽度Tg2：2.0至4.0mm
外周向花纹沟的花纹沟宽度Tg3：6.7mm
中央胎冠横向花纹沟的花纹沟宽度：3.8至4.8mm
侧胎冠横向花纹沟的花纹沟宽度：5.0至6.4mm
内胎肩横向花纹沟的花纹沟宽度：5.8至7.4mm
外胎肩横向花纹沟的花纹沟宽度：6.0至7.5mm
内周向花纹沟的深度：10.1mm
中间周向花纹沟的深度：7.2mm
外周向花纹沟的深度：10.1mm
中央胎冠横向花纹沟的深度：8.0mm
侧胎冠横向花纹沟的深度：7.5mm
内胎肩横向花纹沟的深度：8.5mm
外胎肩横向花纹沟的深度：10.1mm
刀槽花纹的宽度：0.4mm
刀槽花纹的深度：8.0mm
切口的宽度：0.5mm
切口的深度：0.5mm
无钉轮胎通过下述方法测试。
<在结冰和雪覆盖的道路上的行驶性能>
将轮胎附连到日本制造的2,000ccFR汽车上。在每个测试跑道中使汽车在结冰道路或雪覆盖的道路上行驶，并且通过专业测试驾驶者的感觉对例如方向盘响应性、转弯稳定性以及抓地感等性能进行评估。测试结果以基于对比例1为100的指数示出。值越大越好。
<抗磨性>
使上述的测试汽车在干的沥青道路上行驶8,000km。对于每列花纹块列，测量花纹块的两个周向边缘部分的磨损量(平均值)以及花纹块的中央部分的磨损量，并取得它们之间的差值。对于每列花纹块列，针对轮胎圆周上的三个花纹块进行测量并取得平均值。测量结果以基于对比例为100的所获得的平均值的倒数的指数示出。值越大，抗摩性越好。
结果在表1中示出。
从表中观察到，根据本发明的实施例的轮胎在结冰和雪覆盖的道路上的行驶性能得到显著改进。还可以确定出其抗磨性与传统轮胎的抗磨性相当。
表1
  对比例1   对比例2   实施例1   实施例2   实施例3   对比例3
  胎肩区域的花纹沟面积比Gs(％)   31.0   31.5   32.0   32.5   33.5   35.0
  胎冠区域的花纹沟面积比Gc(％)   31.0   30.0   29.0   28.5   28.0   27.0
  整个胎面部分的花纹沟面积比(％)   31.0   31.0   31.0   31.0   31.0   31.0
  差值(Gs-Gc)(％)   0   1.5   3.0   4.0   5.5   8.0
  在结冰道路上的行驶性能(指数)   100   100   105   108   11C   112
  在雪覆盖的道路上的行驶性能(指数)   100   100   105   108   108   108
  抗磨性(指数)   100   100   100   100   98   90

Claims (7)

1.一种无钉轮胎，其包括胎面部分，所述胎面部分具有：(1)一对中间周向花纹沟，所述中间周向花纹沟在轮胎赤道线的两侧沿轮胎周向连续延伸，使得每个所述花纹沟的中线位于距所述轮胎赤道线为胎面宽度的15％至25％的区域中，并且所述中间周向花纹沟提供位于它们之间的胎冠区域以及分别位于每个所述中间周向花纹沟与每个接地边缘之间的一对胎肩区域；(2)至少一个内周向花纹沟，其在位于所述一对中间周向花纹沟的轴向内侧的所述胎冠区域中以Z字形式沿周向连续延伸；(3)以及至少一个外周向花纹沟，其在所述一对胎肩区域的每个胎肩区域中沿周向连续且线性延伸；
其中，所述胎冠区域设置有至少两列胎冠花纹块，所述胎冠花纹块通过所述至少一个内周向花纹沟以及沿与所述内周向花纹沟相交的方向延伸的多个胎冠横向花纹沟来限定，并且，其中所述胎冠花纹块具有刀槽花纹且在每列中多个所述花纹块沿轮胎周向布置；
所述一对胎肩区域中的每个胎肩区域设置有至少两列胎肩花纹块，所述胎肩花纹块通过所述至少一个外周向花纹沟以及沿与所述外周向花纹沟相交的方向延伸的多个胎肩横向花纹沟来限定，并且，其中所述胎肩花纹块具有刀槽花纹且在每列中多个所述花纹块沿轮胎周向设置；并且
所述胎肩区域中的花纹沟面积比(Gs(％))大于所述胎冠区域中的花纹沟面积比(Gc(％))，使得所述两者之间的差值(Gs-Gc)为3％至7％。
2.如权利要求1所述的无钉轮胎，其中，所述中间周向花纹沟、内周向花纹沟以及外周向花纹沟中的每一个具有处于1.0至10.0mm的范围内的轴向宽度，并且所述外周向花纹沟的花纹沟宽度(Tg3)大于所述内周向花纹沟的花纹沟宽度(Tg1)。
3.如权利要求1所述的无钉轮胎，其中，所述胎冠横向花纹沟以及所述胎肩横向花纹沟中的每一个具有沿周向测量所得的处于3.0mm至10.0mm的范围内的宽度，并且所述胎肩横向花纹沟的花纹沟宽度大于所述胎冠横向花纹沟的花纹沟宽度。
4.如权利要求1至3中任一项所述的无钉轮胎，其中，所述胎冠横向花纹沟以及所述胎肩横向花纹沟以相对于所述轴向成0°至45°的角度延伸，并且所述胎肩横向花纹沟的角度小于所述胎冠横向花纹沟的角度。
5.如权利要求1至3中任一项所述的无钉轮胎，其中，所述中间周向花纹沟的花纹沟宽度为1.0mm至4.0mm并且小于所述内周向花纹沟和所述外周向花纹沟的花纹沟宽度，并且，位于每个所述中间周向花纹沟的轴向两侧的所述胎冠横向花纹沟和所述胎肩横向花纹沟设置成沿周向交替地与每个所述中间周向花纹沟连通。
6.如权利要求5所述的无钉轮胎，其中，所述中间周向花纹沟具有沿周向变化的宽度，并且在所述胎冠横向花纹沟与所述中间周向花纹沟连通的位置处具有最大的花纹沟宽度。
7.如权利要求1至3中任一项所述的无钉轮胎，其中，在所述轮胎赤道线的轴向两侧设置有一对所述内周向花纹沟，以提供在所述轮胎赤道线上延伸的中央胎冠花纹块列以及设置在所述中央胎冠花纹块列两侧的一对侧胎冠花纹块列，并且，设置在所述中央胎冠花纹块列中的中央胎冠横向花纹沟相对于所述轴向的倾斜角(θ1)小于设置在所述侧胎冠花纹块列中的侧胎冠横向花纹沟相对于所述轴向的倾斜角(θ2)。
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