CN101352997A - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供提高抗磨损性及湿路性能的充气轮胎，胎面部上设置有由纵沟和横沟所划分且具有在俯视下呈平行四边形的踏面、以及从该踏面的边缘向半径方向内侧延伸的侧壁面的花纹块。花纹块的踏面包括：基部，与假想胎面连接并且以线状或者规定宽度在上述花纹块内部任意方向上延伸，该假想胎面由从连接了纵沟的最深部的假想沟底面，在放射方向外侧间隔与花纹块的最大厚度相等的距离的曲面而构成；倒角状曲面，被设置于该基部的两侧且位于比假想胎面更靠近放射方向内侧，并且从该基部向踏面的边缘逐渐增加与假想胎面的距离的同时延伸。将踏面的边缘设置于下述位置，即，从上述假想胎面在放射方向内侧间隔花纹块的最大厚度的5～40％的距离的位置。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及能够提高抗磨损性以及湿路性能的充气轮胎。

背景技术

以往，已知有在胎面部具有多个由纵沟及横沟所划分的花纹块的充气轮胎。这样的充气轮胎能够通过纵沟以及横沟而将路面的水膜进行排水，进而提高湿路性能。另外，近年来提出有如下方案，即，为了提高花纹块的抗磨损性，在花纹块的踏面和侧壁面的境界部等，用由平面构成的斜面设置倒角部(参照，下述的专利文献1以及2)。

专利文献1：日本特开2002-59711号公报

专利文献2：日本特开2002-172916号公报

对于在胎面部设置了花纹块的充气轮胎，发明人反复锐意研究，结果是，发现用由以往那样的平面构成的斜面实施倒角的倒角部，对于抗磨损性和湿路性能还有更进一步改进的余地。

发明内容

本发明是鉴于以上的实际情况而提出的，其主要目的在于提供以包括基部和倒角状曲面为基础，实现提高抗磨损性以及湿路性能的充气轮胎，该轮胎，在俯视下呈平行四边形的花纹块的踏面上，包括：基部，其与假想胎面连接并且以线状或者规定宽度延伸，该假想胎面的构成为，从连接了纵沟的最深部的假想沟底面在放射方向外侧，间隔了等于花纹块的最大厚度的距离的曲面；倒角状曲面，其设置于该基部的两侧且位于比假想胎面更靠近放射方向内侧，并且从该基部向上述踏面的边缘，一边逐渐增加与上述假想胎面的距离一边延伸。

本发明中的技术方案1所述的发明是充气轮胎，其特征在于，在胎面部上设置有由纵沟和横沟所划分的花纹块，上述花纹块具有：在俯视下呈平行四边形的踏面、以及从该踏面的边缘向半径方向内侧延伸的侧壁面，上述踏面，包括：基部，其与假想胎面连接并且以线状或者规定宽度延伸，该假想胎面的形状为，从平滑地连接了上述纵沟的最深部的假想沟底面，在放射方向外侧间隔与花纹块的最大厚度相等的距离的曲面；倒角状曲面，其被设置于该基部的两侧且位于比假想胎面靠近放射方向内侧，并且从该基部向上述踏面的边缘逐渐增加与上述假想胎面的距离的同时延伸，而且将上述踏面的边缘设置于下述位置，即，从上述假想胎面在放射方向内侧间隔上述花纹块的最大厚度的5～40％的距离h的位置。

另外，技术方案2所述的发明，在技术方案1所述的充气轮胎的基础上，其特征在于，在上述花纹块中上述距离h实际上是恒定的。

另外技术方案3所述的发明，在技术方案1或2所述的充气轮胎的基础上，其特征在于，上述基部不具有实际宽度且与上述踏面的长对角线保持一致地延伸的线状，上述两侧的倒角状曲面在上述对角线处相交。

另外，技术方案4所述的发明，在技术方案1或2所述的充气轮胎的基础上，其特征在于，上述基部实际上具有规定宽度并且包含上述踏面的长对角线而延伸。

另外，技术方案5所述的发明，在技术方案1至4中的任意一项所述的充气轮胎的基础上，其特征在于，上述胎面部上，设置有多个将上述花纹块沿着轮胎周向排列的花纹块列，并且就上述基部相对于轮胎周向的角度而言，越是属于远离轮胎赤道的花纹块列的花纹块，则上述角度越大。

另外，技术方案6所述的发明，在技术方案1至5中的任意一项所述的充气轮胎的基础上，其特征在于，上述花纹块在位于上述踏面的长对角线的两端侧的角部，设置有包括上述踏面和上述侧壁面在内进行倒角的角形斜面。

另外，技术方案7所述的发明，在技术方案1至6中的任意一项所述的充气轮胎的基础上，其特征在于，在与上述基部的长边方向成直角的花纹块截面中，上述倒角状曲面由向半径方向外侧突出的圆弧状曲线构成。

另外，技术方案8所述的发明，在技术方案1至6中的任意一项所述的充气轮胎的基础上，其特征在于，在与上述基部的长边方向成直角的花纹块截面中，上述倒角状曲面包括：曲面主部，其由向半径方向外侧突出的圆弧状曲线构成；以及平坦的倾斜面部，其连接该曲面主部和上述侧壁面，并且朝向上述侧壁面下降。

另外，技术方案9所述的发明，在技术方案1至8中的任意一项所述的充气轮胎的基础上，其特征在于，至少有一个花纹块，上述基部相对于轮胎周向的角度为10～20度。

本发明的充气轮胎，在上述花纹块的踏面中，通过使基部接地于路面，从而能够在该基部的两侧的倒角状曲面侧分开路面上的水膜并排出。另外，倒角状曲面，由从基部向踏面的边缘一边逐渐增加与假想胎面的距离一边延伸的曲面构成。因此，被输送到由倒角状曲面所引导的阻力较小的踏面的边缘，并效率较高地在纵沟及/或者横沟进行排水。

另外，本发明的充气轮胎，通过倒角状曲面提高踏面的边缘的刚性，因此防止操纵稳定性的降低。另外，通过防止踏面的边缘的较大的变形，来抑制使沟容积降低这样的变形，进而能够进一步提高湿路性能。而且，本发明涉及的倒角状曲面，与以往那样的由平坦的斜面构成的倒角部相比，成为花纹块的刚性变化缓和的面。这样，接地压力分布最佳化，进而发挥优越的抗磨损性。

附图说明

图1是本实施方式的充气轮胎的胎面部的展开图。

图2是其胎面部的局部立体图。

图3是图1的A-A放大剖视图。

图4是花纹块的平面图。

图5是其B-B剖视图。

图6是花纹块的立体图

图7是表示本发明涉及的另一实施方式的花纹块的平面图。

图8是其B-B剖视图。

图9是表示本发明涉及的另一实施方式的花纹块的平面图。

图10是其C-C剖视图。

图11是比较例1的花纹块的剖视图(相当于图4的B-B)。

图12是比较例2的花纹块的剖视图(相当于图4的B-B)。

图中符号：2...胎面部；3...纵沟；4...横沟；5...花纹块；7...踏面；7a...基部；7b...倒角状曲面；8...侧壁面；Vt...假想胎面；Vg...假想沟底面；H...花纹块的最大厚度；h...假想胎面和踏面的边缘之间的放射方向的距离。

具体实施方式

以下，将基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。图1表示本实施方式的充气轮胎的胎面部2的展开图。本实施方式的充气轮胎(未图示整体)，胎面部2上，形成有设置了多个由纵沟3及横沟4所划分的花纹块5的胎面花纹。

上述胎面花纹是欲以在图1中用箭头R表示的转动方向上能够得到最有效的排水性能的方式作成的所谓的方向性花纹。另外，该胎面花纹除了沿着轮胎周向仅错开距离Y这一特点以外，纵沟3及横沟4是以轮胎赤道C为中心实际上对称地配置的。

上述纵沟3包括：一对第一纵沟3a，其配设于轮胎赤道C的两侧且沿着轮胎周向连续地延伸；一对第二纵沟3b，其配设于轮胎轴向两外侧且沿着轮胎周向连续地延伸；一对第三纵沟3c，其设置于轮胎轴向两更外侧且相对于轮胎周向以比较小的角度倾斜；以及一对第四纵沟3d，其配设于轮胎轴向两最外侧且相对于轮胎周向以比较小的角度倾斜。

上述第一纵沟3a以及第二纵沟3b，例如与轮胎周向基本平行地延伸。另外，本实施方式的第二纵沟3b，在轮胎周向上的沟宽度是变化的。此外，第三纵沟3c以及第四纵沟3d，例如相对于轮胎周向以5～15度的角度β，并且随着轮胎的转动前进的方向，沟的位置变为向轮胎轴向外侧的方向倾斜。这样，发挥将路面的水从轮胎轴向内侧引导至外侧的作用。

上述横沟4包括：第一横沟4a，连接第一纵沟3a和第二纵沟3b之间；第二横沟4b，连接第二纵沟3b和第三纵沟3c之间；第三横沟4c，连接第三纵沟3c和第四纵沟3d之间；以及第四横沟4d，连接第四纵沟3d和胎面接地端E之间。

第一、第二、第三及第四横沟4a、4b、4c及4d，相对于轮胎轴向分别形成角度θ1、θ2、θ3及θ4。这些横沟4a至4d均是随着轮胎的转动前进的方向沟的位置向离开轮胎赤道C的方向倾斜。这样，与第三及第四纵沟3c及3d同样地，发挥将路面的水从轮胎赤道C引导至胎面接地端E侧的作用。另外，第一至第四横沟4a～4d，通过以实际上相连接的方式而进行配置，因而能够利用轮胎的接地压力将第一纵沟3a的排水有效地引导至胎面接地端E。

在本实施方式中，第一至第四横沟4a至4d的角度θ1至θ4的角度不同，以满足下述关系式(1)。

θ1＞θ2＞θ3＞θ4    ...(1)

由此，将胎面部2的中央区域的横沟接近轮胎周向，从而减少排水阻力进一步提高湿路性能。另外，将胎面接地端E侧的横沟接近轮胎轴向，从而提高花纹块刚性并提高操纵稳定性。

根据这样的观点，上述第一横沟4a的上述角度θ1，优选为50度以上，更优选为60度以上。另外，当上述角度θ1过大时，存在花纹块刚性过度降低的危险，因此，优选为80度以下，更优选为70度以下。另外，上述第四横沟4d的上述角度θ4，优选为40度以下，更优选为20度以下。另外，上述角度θ4的下限值未特殊规定，因此该第四横沟4d的角度θ4，也可以与轮胎轴向平行。

另外，纵沟3及横沟4的沟宽度和沟深度，可以按照惯例适当地规定。作为一例，沟宽度，优选为3mm以上，更优选为5mm以上。另外，优选为20mm以下，更优选为15mm以下。同样地，沟深度，优选为1.5mm以上，更优选为3mm以上。另外，优选为8mm以下，更优选为6mm以下。

通过以上那样的纵沟3及横沟4，在胎面部2上形成有：中心肋6，其在一对第一纵沟3a、3a之间沿着轮胎周向连续地延伸；第一花纹块列Br1，其由在第一纵沟3a和第二纵沟3b之间所划分的第一花纹块5a沿着轮胎周向排列而成；第二花纹块列Br2，其由在第二纵沟3b和第三纵沟3c之间所划分的第二花纹块5b沿着轮胎周向排列而成；第三花纹块列Br3，其由在第三纵沟3c和第四纵沟3d之间所划分的第三花纹块5c沿着轮胎周向排列而成；以及第四花纹块列Br4，其由在第四纵沟3d和胎面接地端E之间所划分的第四花纹块5d沿着轮胎周向排列而成。

如图2所示，上述第一至第三的花纹块5a至5c，俯视时具有平行四边形的踏面7、以及从该踏面的边缘7e向半径方向内部延伸的侧壁面8。

上述踏面7是在通常的平坦的沥青路面行驶时，与该路面接地的花纹块5的半径方向外侧面。在本实施方式中，该踏面7由基部7a和其两侧的倒角状曲面7b、7b构成。

如图3所示，上述基部7a，与假想胎面Vt连接并且以线状横切上述花纹块5的方式延伸。在此，上述“横切”是指，由该基部7a将花纹块分为两部分的意思，但不是指沿着轮胎轴向延伸的意思。另外，上述“假想胎面”Vt是指，从平滑地连接了纵沟3的最深部3Bt的假想沟底面Vg在放射方向外侧，间隔了等于花纹块5的最大厚度H的距离的曲面。在本实施方式中，各花纹块5的最大厚度H是相等的。另外，横沟4的最深部4Bt也位于上述假想沟底面Vg上。

本实施方式的基部7a，如图4以及作为其B-B剖视图的图5所示，是不具有实际的宽度而与平行四边形的踏面7的较长的对角线CL实际上一致并延伸的线状。这样的基部7a，可以是在踏面7出现作为可用肉眼观察的脊线的，也可以是不出现脊线的。

上述倒角状曲面7b，如图5所示设置于基部7a的两侧。即，在本实施方式中，两侧的倒角状曲面7b在上述对角线CL处相交。另外，倒角状曲面7b的构成为，位于比上述假想胎面Vt靠近放射方向内侧，并从基部7a向上述踏面的边缘7e延伸，并且朝向踏面的边缘7e逐渐增加与假想胎面Vt的距离那样的平滑的三维曲面。该三维曲面由在与基部7a的长边方向成直角的花纹块截面中向半径方向外侧突出的平滑的圆弧状曲线构成。

下面，将就这样的踏面7的作用进行说明。与假想胎面Vt连接并延伸的基部7a，具有花纹块的最大厚度H，并从假想沟底面Vg突出于放射方向的最外侧。因此，当轮胎负载行驶时，可以在踏面7中使上述基部7a最先接地于路面。通过使这样的基部7a接地于湿路面，并由其压力，水膜向基部7a的两侧被分开。

另外，设置于基部7a两侧的倒角状曲面7b，位于比假想胎面Vt更内侧，并且朝向胎面的边缘7e而逐渐增加与假想胎面的距离。因此，由基部7a所分开的排水，随着进行倒角状曲面7b的接地，从而得到更有效地向纵沟3和/或横沟4排出。这样，本发明的充气轮胎，由于提高了在各花纹块单位的排水性能，因此大幅度地提高湿路性能。

特别是，如本实施方式那样，在基部7a以不具有实际上的宽度的线状而形成的情况下，其局部的接地压力变大，从而得到进一步有效地发挥水膜的分开作用。

另外，为了进一步有效地发挥上述的水膜分开作用，优选为包含这样的花纹块5，即，基部7a相对于轮胎周向的角度α，优选为50度以下，更优选为40度以下，进一步优选为30度以下，最优选为20度以下。另外，当上述角度α过小时，则踏面7的平行四边形变得过度纵长，因而存在导致操纵稳定性变差的危险。根据这样的观点，上述角度α，优选为10度以上。

另外，基部7a相对于轮胎周向的角度α，优选地，越是属于远离轮胎赤道的花纹块列的花纹块角度形成得越大。在本实施方式的充气轮胎中，第一花纹块5a、第二花纹块5b以及第三花纹块5c的基部7a相对于轮胎周向的角度为α1、α2以及α3时，满足下述的关系(2)。

α1＜α2＜α3    ...(2)

由此，在通常行驶时接地压力变大的轮胎赤道侧，得到更进一步有效的排水作用。另外，在胎面接地端E侧，抑制操纵稳定性的降低。上述角度α1，优选为10～20度。

另外，在本发明的充气轮胎中，通过倒角状曲面7b能够有效地提高踏面的边缘7e的刚性。因此，在行驶时，能够抑制在踏面的边缘7e的较大的变形，例如，抑制使沟容积降低的变形，进而进一步提高湿路性能。

此外，倒角状曲面7b，由从基部7a向踏面的边缘7e逐渐增加与假想胎面Vt的距离并且延伸的曲面构成。这样的倒角状曲面，与以往那样的仅由平坦的斜面构成的倒角部相比，成为花纹块刚性的变化缓和的面。因此，得到使倒角状曲面7b的接地压力朝向踏面的边缘7e平滑地降低。这样，发挥优越的抗磨损性。

此外，为了发挥上述的效果，胎面边缘7e，设置于从假想胎面Vt在放射方向内侧间隔了花纹块5的最大厚度H的5～40％的距离h的位置。即，踏面的边缘7e和假想胎面Vt的放射方向的距离h，不足花纹块5的最大厚度H的5％的情况下，不能充分地实现上述的排水性能的提高和在踏面的边缘7e中的接地压力的缓和。相反，踏面的边缘7e和假想胎面Vt的放射方向的距离h，超过花纹块5的最大厚度H的40％的情况下，虽然使排水性能提高然而显著地减少花纹块5的接地面积，因而存在导致操纵稳定性降低的危险。根据这样的观点，上述距离h优选为花纹块5的最大厚度H的10％以上，另外，优选为30％以下，更优选为20％以下。

在在本实施方式中，在第一至第三的花纹块5a至5c中，上述距离h在踏面的边缘7e的四周实际上形成为恒定的。即，如图4所示，踏面的边缘7e包括：面对横沟4的横边缘7e1、以及面对纵沟3(或胎面接地端E)的纵边缘7e2，然而在这些横边缘7e1和纵边缘7e2中的上述距离h实际上是恒定的。

然而，作为另一实施方式也可以改变上述距离h。例如，上述距离h，也可以作为与基部7a的距离的函数来规定。例如如图6所示在踏面的边缘7e中，随着从基部7a离开能够增大上述距离h。在图6中，距离h2形成得比距离h1更大，该距离h2为位于离基部7a最远的横边缘7e1和纵边缘7e2的交点Pa与假想胎面的放射方向的距离；距离h1为在基部7a的两端侧的边缘与假想胎面的放射方向的距离。

此外，作为另一实施方式，例如在任意的花纹块5中，上述距离h可以为与在轮胎赤道侧的纵边缘7e2的距离和与在胎面接地端E侧的纵边缘7e2的距离不同。例如，可以为胎面接地端E侧的纵边缘7e2的距离h大于轮胎赤道侧的纵边缘7e2的距离。由此，路面上的排水，可以通过距离h较大的胎面接地端E侧的倒角状曲面7b，更多地向纵边缘7e2引导。因此，进一步提高排水性能。

另外，如图4所示，花纹块5在位于上述踏面7的较长的对角线CL的两端侧的角部7P处设置有角形斜面9，该角形斜面9由将踏面7和侧壁面8进行倒角的近似液滴状轮廓的平面构成。该角形斜面9提高上述角部7P的刚性，并缓和花纹块5接地于路面时的冲击。这样，起到抗磨损性，特别是有效地防止花纹块5的上述两个角部7P早期磨损的踵趾磨损的作用。

此外，如图4所示，沿着俯视下所测量的上述角形斜面9的上述对角线CL的长度S，优选为对角线CL的总长度(该总长度在图4中用Ls+2×S来表示)的5％～25％。若角形斜面9的上述长度S不足对角线的总长度的5％，则存在不能充分得到上述的冲击缓和能力的倾向，反之若超过25％时，降低接地面积，则存在使操纵稳定性变差的危险。

图7以及作为其B-B剖视图的图8中，表示有本发明的另一实施方式。在该实施方式中，基部7a具有实际上规定的宽度W并包含上述踏面7的较长的对角线CL而延伸。基部7a的宽度W未特别限定，然而优选为，踏面7的、与花纹块5的基部7a正交的最大宽度Wt的80％以下，更优选为40％以下。即，当基部7a的宽度W超过踏面7的上述最大宽度Wt的80％时，则存在不能有效地得到上述的排水作用的危险。

在上述各实施方式中，倒角状曲面7b，仅由向轮胎径向外侧突出的平滑的三维曲面所形成，然而不限定于这样的实施方式。例如如图9及作为其C-C剖视图的图10所示，倒角状曲面7b也可以为包括：曲面主部7b1，由向半径方向外侧突出的圆弧状曲线构成；以及平坦的倾斜面部7b2，连接该曲面主部7b1和侧壁面8，且朝向侧壁面8下降。为了提高抗磨损性等，倾斜面部7b2的倒角宽度Wm，优选为0.5～5.0mm左右。此外，作为另一实施方式也可以取代上述倾斜面部7b2，而为曲面副部，该曲面副部由与曲面主部7b1具有不同的曲率半径的圆弧状曲线而构成。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，然而本发明不限定于上述实施方式，不言而喻也能够变形为各种方式而实施。

实施例：

基于图1的胎面花纹及表1的规格试作了测试轮胎，并对于它们测试了抗磨损性以及湿路性能。测试方法如下。

湿路性能：

在半径100m的沥青路面上，设置了水深10mm、长度20m的积水的路线上，计算出使下述测试车辆行驶时的前轮的平均横G。行驶速度为70～100km/H，以10km/h划分。结果是以以往例为100的指数来表示。数值越大越好。

车辆：丰田速霸(supra)

轮胎尺寸：250/640 R18

车轮尺寸：9.0J×18

有无不均匀磨损以及操纵稳定性：

使用上述测试车辆，在一名驾驶员乘车的状态下，在洒水的路面的环状跑道上大约行驶150km。而且，通过驾驶员的官能以10个等级来进行评价(10分法)。数值越大越好。另外，在测试行驶之后，用肉眼观察各花纹块的磨损状况，并确认了有无不均匀磨损及其大小。

测试结果等表示于表1，确认了本发明的有意的效果。

表1

	比较例1	比较例2	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	比较例3	实施例5	实施例6
										表示花纹块的图	图11	图12	图5	图5	图5	图5	图5	图8	图10
距离h/H  [％]	0	20	10	20	30	40	45	20	20
										基部的宽度w/wt[％]	100	90	线状	线状	线状	线状	线状	40	线状
基部的角度α1[度]α2[度]α3[度]	---	102025	102025	102025	102025	102025	102025	102025	102025
										湿地性能(指数)有无不均匀磨损操纵稳定性(10分法)	100有(大)6	103有(小)6	110无7	113无6.5	115无5	117有(小)4	120有(大)4	105无6	112无6.5

Claims (9)

1.一种充气轮胎，其特征在于，

胎面部上设置有由纵沟和横沟所划分的花纹块，上述花纹块具有：在俯视下呈平行四边形的踏面、以及从该踏面的边缘向半径方向内侧延伸的侧壁面，

上述踏面，包括：

基部，其与假想胎面连接并且以线状或者规定宽度延伸，该假想胎面的形状为，从平滑地连接了上述纵沟的最深部的假想沟底面，在放射方向外侧间隔与花纹块的最大厚度相等的距离的曲面；以及

倒角状曲面，其被设置于该基部的两侧且位于比假想胎面靠近放射方向内侧，并且从该基部向上述踏面的边缘逐渐增加与上述假想胎面的距离的同时延伸，而且

将上述踏面的边缘设置于下述位置，即，从上述假想胎面在放射方向内侧间隔上述花纹块的最大厚度的5～40％的距离(h)的位置。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，在上述花纹块中上述距离(h)实际上是恒定的。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，上述基部是不具有实际宽度且与上述踏面的长对角线保持一致地延伸的线状，上述两侧的倒角状曲面在上述对角线处相交。

4.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，上述基部实际上具有规定宽度并且包含上述踏面的长对角线而延伸。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的充气轮胎，其特征在于，

上述胎面部上，设置有多个将上述花纹块沿着轮胎周向排列的花纹块列，并且

就上述基部相对于轮胎周向的角度而言，越是属于远离轮胎赤道的花纹块列的花纹块，则上述角度越大。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的充气轮胎，其特征在于，

上述花纹块在位于上述踏面的长对角线的两端侧的角部，设置有包括上述踏面和上述侧壁面在内进行倒角的角形斜面。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的充气轮胎，其特征在于，

与上述基部的长边方向成直角的花纹块截面中，上述倒角状曲面由向半径方向外侧突出的圆弧状曲线构成。

8.根据权利要求1至6中的任意一项所述的充气轮胎，其特征在于，

与上述基部的长边方向成直角的花纹块截面中，上述倒角状曲面包括：曲面主部，其由向半径方向外侧突出的圆弧状曲线构成；以及平坦的倾斜面部，其连接该曲面主部和上述侧壁面，并且向上述侧壁面下降。

9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的充气轮胎，其特征在于，至少有一个下述花纹块，上述基部相对于轮胎周向的角度为10～20度。

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