CN101468583B

CN101468583B - 充气轮胎

Info

Publication number: CN101468583B
Application number: CN2008101892458A
Authority: CN
Inventors: 大桥稔之
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2028-12-26
Also published as: DE102008062610B4; US20090165911A1; DE102008062610A1; CN101468583A; JP2009160986A; JP4446077B2

Abstract

本发明提供一种能够提高冰雪路面上的制动性能的充气轮胎。该充气轮胎的刀槽花纹(10)具有：第一刀槽花纹部(S1)，设置有第一宽广部(11)；第二刀槽花纹部(S2)，从比第一宽广部(11)的底部(11a)更靠向胎面侧的深度位置开始向深度方向延伸的第二宽广部(12)在刀槽花纹宽度方向上设置于与所述第一宽广部(11)不同的一侧，并位于第一刀槽花纹部(S1)的刀槽花纹底部侧；第三刀槽花纹部(S3)，从比第二宽广部(12)的底部(12a)更靠向胎面侧的深度位置开始向深度方向延伸的第三宽广部(13)在刀槽花纹宽度方向上设置于与所述第一宽广部(11)相同的一侧，并位于第二刀槽花纹部(S2)的刀槽花纹底部侧。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及在胎面的地面接触部形成有刀槽花纹(sipe)的充气轮胎，尤其是用作无钉防滑轮胎(studless tyre)。

背景技术

以前，在无钉防滑轮胎中，在花纹块或者花纹条等地面接触部上形成叫做刀槽花纹的切口，由于该刀槽花纹的边缘效应和排水效果，提高在摩擦系数低的冰雪路面上的行驶性能。作为该刀槽花纹，实际应用的是在刀槽花纹的长尺寸方向上以直线状延伸的直线刀槽花纹，或者以波形延伸的波形刀槽花纹。

然而，由于橡胶具有非压缩性，在轮胎受到负荷作用时，与路面接触的胎面的移动变大，因此刀槽花纹的开口部容易封闭。尤其是，在冰雪路面等摩擦系数小的路面上，胎面由于滑而容易移动，刀槽花纹容易封闭并使开口部变狭窄，因此有可能降低刀槽花纹本应该发挥的边缘效应和排水效果。

因此，本发明人发明了一种形成有刀槽花纹的充气轮胎，该刀槽花纹在刀槽花纹的深度变深的方向上，在刀槽花纹的宽度方向两侧交替地具有在刀槽花纹的长尺寸方向延伸的多个宽广部(参照下述专利文献1)。若根据该充气轮胎，则由于胎面橡胶易向刀槽花纹深度方向弯曲，在轮胎受到负荷作用时，能够用宽广部吸收由该负荷产生的变形。结果，抑制刀槽花纹的开口部变狭窄，并确保边缘效应和排水效果，由此能够提高冰雪路面上的制动性能。

但是，本发明人经过反复的专心研究，发现了以下事情。即，在用于形成具有如上所述的宽广部的刀槽花纹的、安装于轮胎制造用模具的刀槽花纹形成用刀片(blade)中，如图5中概念性所示，当从与用于形成宽广部的厚壁部T1的底部深度位置P具有相同深度的位置设置厚壁部T2时，在该深度位置P，在刀片宽度方向存在薄壁部，其中，厚壁部T2在刀片宽度方向的不同侧向深度方向延伸。但是，随着反复进行硫化成形，在该刀片的深度位置P的薄壁部附近发生应力集中的现象，结果被确认有可能发生刀片弯曲或者断裂的情况。由此就明白了在良好地确保安装于轮胎制造用模具的刀槽花纹形成用刀片的耐久性的同时，力求提高充气轮胎的冰上的制动性能(在冰雪路面上的制动性能)时，还存在进一步改善的余地。

专利文献1特开2007-8303号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是鉴于上述实际情况而做出的，其目的在于，提供一种可良好地确保安装于轮胎制造模具的刀槽花纹形成用刀片的耐久性，同时抑制刀槽花纹开口部变窄，确保边缘效应和排水效果，提高接地性能，由此能够提高冰上的制动性能的充气轮胎。

解决问题的手段

上述目的能够通过如下的本发明来实现。即，本发明的充气轮胎，在胎面的地面接触部形成有刀槽花纹，其特征在于，所述刀槽花纹具有：第一刀槽花纹部，设置有具有底部的第一宽广部；第二刀槽花纹部，从比所述第一宽广部的底部更靠向胎面侧的深度位置开始向深度方向延伸、且具有底部的第二宽广部在刀槽花纹宽度方向上设置于与所述第一宽广部不同的一侧，并位于所述第一刀槽花纹部的刀槽花纹底部侧；第三刀槽花纹部，从比所述第二宽广部的底部更靠向胎面侧的深度位置开始向深度方向延伸、且具有底部的第三宽广部在刀槽花纹宽度方向上设置于与所述第一宽广部相同的一侧，并位于所述第二刀槽花纹部的刀槽花纹底部侧。

若根据本发明的充气轮胎，则由于形成刀槽花纹，其中，该刀槽花纹在刀槽花纹的深度变深的方向上，在刀槽花纹的宽度方向的两侧交替地具有多个宽广部，因此胎面橡胶易向刀槽花纹深度方向弯曲，因此在轮胎受到负荷作用时，能够由宽广部吸收该负荷。因此，抑制刀槽花纹的开口部变狭窄，并确保边缘效应和排水效果来提高接地性能，由此能够提高冰上的制动性能。另外，由于各宽广部分别具有底部，所以可抑制地面接触部的刚性过度下降。

另外，第一刀槽花纹部与位于其底部侧的第二刀槽花纹部在深度方向上具有重叠的部分，同样地，第二刀槽花纹部与第三刀槽花纹部在深度方向上具有重叠的部分，即，各刀槽花纹部与相邻的其他刀槽花纹部在深度方向上具有重叠部分。由此，在刀槽花纹形成用刀片中，用于形成刀槽花纹宽广部的厚壁部也与相邻的厚壁部在深度方向上具有重叠部分。其结果，在刀槽花纹形成用刀片中，由于在刀片宽度方向上不存在薄壁部，可良好地确保刀槽花纹形成用刀片的耐久性。

另一方面，若根据上述结构，在刀槽花纹中，由于对应于宽广部的空间部变大，存在形成有该刀槽花纹的地面接触部的刚性下降的倾向。但是，若在上述中，将所述刀槽花纹的刀槽花纹深度在开端部形成得浅(该开端部是相对于在胎面形成的沟槽部的开端部)，则能够抑制地面接触部的刚性过度下降的现象，其结果，能够提高冰上的制动性能的同时，提高干燥制动性能(在干燥路面上的制动性能)，因此，优选采用上述方案。

在上述中，优选地，在所述刀槽花纹的深度方向的最深部设置的宽广部的深度与其他宽广部的深度的比例为1.1～2。通常，随着磨损的发展，地面接触部的高度变低，因此从磨损中期一直到末期，地面接触部的刚性上升，但是，通过将在刀槽花纹的深度方向的最深部设置的宽广部的深度与其他宽广部的深度相比，设定成更长的长度，使地面接触部的刚性特别是在磨损中期以后也下降，因此容易弯曲。其结果，即使是磨损中期以后，由于能够确保地面接触部的压瘪，也能够良好地发挥冰上的制动性能等。

附图说明

图1是表示本发明的充气轮胎胎面的一例的展开图。

图2是表示刀槽花纹的开口部的图1的放大图。

图3是图2中A-A箭头方向的剖面图。

图4是表示刀槽花纹10的内壁面的图。

图5是表示安装于轮胎制造模具的刀槽花纹形成用刀片的一例的剖面图。

附图标记说明

1 花纹块

2 沟槽部

10 刀槽花纹

11 第一宽广部

12 第二宽广部

13 第三宽广部

14 第四宽广部

S1 第一刀槽花纹部

S2 第二刀槽花纹部

S3 第三刀槽花纹部

S4 第四刀槽花纹部

D1 第一宽广部11的深度

D2 第二宽广部11的深度

D3 第三宽广部11的深度

D4 第四宽广部11的深度

具体实施方式

以下对本发明的实施方案，参照附图进行说明。图1是表示本发明的充气轮胎胎面的一例的展开图。该充气轮胎具备具有多个花纹块1(地面接触部的一例)的胎面花纹。花纹块1被沿着轮胎周向延伸的沟槽部2和沿着轮胎宽度方向延伸的横向沟槽部3区分，相对于轮胎赤道线C，对称地排列有5列花纹块1。

如图2中放大所示，在各花纹块1中，具有波形开口部的多条(在本实施方案中是7条)刀槽花纹10隔开规定间隔而形成。具有波形开口部的波形刀槽花纹与具有直线形开口部的直线刀槽花纹相比，刀槽花纹的开口部不容易变窄，因此由上述宽广部所带来的抑制开口部变窄的效果的影响，在能够有效确保刀槽花纹带来的边缘效应和排水效果的基础上，能够抑制在干燥路面上花纹块1压瘪的现象。

图3是表示刀槽花纹10的剖面的图，是图2中A-A箭头方向的剖面图。上下方向是刀槽花纹10的深度方向，左右方向是刀槽花纹的宽度方向。在本实施方案中，刀槽花纹10具有：设置有第一宽广部11的第一刀槽花纹部S1；设置有第二宽广部12的第二刀槽花纹部S2；设置有第三宽广部13的第三刀槽花纹部S3；设置有第四宽广部14的第四刀槽花纹部S4。

第一宽广部11在图3的左侧加宽，与之相反，第二宽广部12在图3的右侧加宽，设置于在刀槽花纹宽度方向上与第一宽广部11不同的一侧。另外，第三宽广部13在图3的左侧加宽，设置于在刀槽花纹宽度方向上与第一宽广部11相同的一侧；第四宽广部14在图3的右侧加宽，设置于在刀槽花纹宽度方向上与第一宽广部11不同的一侧。即，第一宽广部11、第二宽广部12、第三宽广部13和第四宽广部14在刀槽花纹的深度变深的方向上，在刀槽花纹的宽度方向的两侧交替地设置。

第一刀槽花纹部S1、第二刀槽花纹部S2、第三刀槽花纹部S3以及第四刀槽花纹部S4在刀槽花纹10的深度方向上连续设置，第二刀槽花纹部S2位于第一刀槽花纹部S1的刀槽花纹底部11a侧，第三刀槽花纹部S3位于第二刀槽花纹部S2的刀槽花纹底部12a侧，第四刀槽花纹部S4位于第三刀槽花纹部S3的刀槽花纹底部13a侧。

在此，第二宽广部12从第一宽广部11的底部11a向胎面侧隔开间隔d的深度位置开始向深度方向延伸，同样地，第三宽广部13从第二宽广部12的底部12a向胎面侧隔开间隔d的深度位置开始向深度方向延伸，进而，第四宽广部14从第三宽广部13的底部13a向胎面侧隔开间隔d的深度位置开始向深度方向延伸，结果，第一刀槽花纹部S1在深度方向上，与位于其底部11a侧的第二刀槽花纹部S2具有间隔d的重叠部分，同样地，第二刀槽花纹部S2与第三刀槽花纹部S3、第三刀槽花纹部S3与第四刀槽花纹部S4在深度方向上具有重叠的部分。

如此，各刀槽花纹部在深度方向上，与相邻的其他刀槽花纹部具有间隔d的重叠部分，由此，在刀槽花纹形成用刀片中，用于形成刀槽花纹宽广部的厚壁部也在深度方向上，与相邻的厚壁部具有对应于间隔d的间隔而具有重叠部分。结果，在刀槽花纹形成用刀片中，由于在刀片宽度方向上不存在薄壁部，可良好地确保刀槽花纹形成用刀片的耐久性。各刀槽花纹部之间重叠部分的间隔d为了良好地确保刀槽花纹形成用刀片的耐久性，优选为0.2mm～0.5mm，更优选为0.3mm～0.4mm。

另外，如图3所示，将第一宽广部11、第二宽广部12、第三宽广部13和第四宽广部14设置在刀槽花纹时，在刀槽花纹深度方向的最深部设置的第四宽广部14的深度D4与第一宽广部11的深度D1、第二宽广部12的深度D2以及第三宽广部13的深度D3的比例优选为1.1～2(具体而言，D4/D1、D4/D2以及D4/D3均为1.1～2)，更优选为1.2～1.5。D1～D3优选为1mm～2mm，更优选为1.2mm～1.6mm。另外，D4优选为1.1mm～3mm，更优选为1.3mm～2mm。另外，宽广部的深度是从开始加宽的位置到其底部为止的在深度方向上的距离。

另外，在刀槽花纹10的深度为D时，与磨损的发展状况相应地选择合适的花纹块1的刚性的基础上，D1/D、D2/D以及D3/D优选为0.15～0.35，D4/D优选为0.2～0.4。进而，从第一宽广部11开始加宽的位置到第四宽广部14的底部14a为止的深度Z((D1～D4的总和)-3d)优选为刀槽花纹10深度D的55％～75％。若Z不到刀槽花纹10深度D的55％，则抑制刀槽花纹开口部变窄的效果变弱。相反，若超过75％，则刀槽花纹的体积变大，因此地面接触部的刚性过度地下降而压瘪部分变多，从而导致地面接触部的接地面积减少，其结果，降低冰上的制动性能等。

第一宽广部11、第二宽广部12、第三宽广部13以及第四宽广部14的突出高度W1、W2、W3以及W4优选为刀槽花纹10的宽度W(开口部的宽度)的80％～130％。若其不到80％，则存在由宽广部吸收变形的效果变差的倾向；若其超过130％，则由于花纹块1的刚性下降使压瘪部分变多，因此有时候反而降低边缘效应。作为具体尺寸，在刀槽花纹宽度W为0.3mm～0.5mm时，W1、W2、W3以及W4的示例值为0.2mm～0.5mm，优选为0.3mm～0.4mm。

图4是表示刀槽花纹10的内壁面的图(不表示基于波形的凹凸)，在本实施方案中，相对于刀槽花纹10的深度(在长尺寸方向的中央部的深度)D，使在开端部10E的深度为DE，该开端部是相对于在胎面形成的沟槽部2的开端部。如此，使刀槽花纹的刀槽花纹深度，在相对于在胎面形成的沟槽部2的开端部10E处较浅，这样可抑制地面接触部1的刚性过度下降，其结果，能够提高冰上的制动性能的同时，提高干燥路面上的制动性能。在此，为了均衡地提高冰雪路面制动性能和干燥路面制动性能，开端部10E的平坦形状的底部长度X1优选为1mm～3mm。另外，开端部10E的长度(刀槽花纹深度浅的部分(刀槽花纹深度比D浅的部分)的长度)X2优选为2mm～4mm。

如此，若采用本发明的刀槽花纹结构，则在轮胎受到负荷作用时，能够由第一宽广部11～第四宽广部14来吸收由该负荷产生的变形，因此，能够抑制刀槽花纹10开口部变窄，并能够确保边缘效应和排水效果。而且，通过将第二宽广部12以及第四宽广部设置在与第一宽广部11和第三宽广部13不同的一侧，在刀槽花纹宽度方向的两侧均衡地吸收变形，进而，由于能够抑制刀槽花纹10的配置中心的偏离，使接地压力均匀，因此有助于提高冰雪路面制动性能等。

在本发明中，刀槽花纹密度优选为0.05mm/mm²以上，该刀槽花纹密度是花纹块1的每单位面积的刀槽花纹的长度。若该刀槽花纹密度不到0.05mm/mm²，则刀槽花纹10本应该发挥的效果有时得不到适当发挥。另外，从适当地确保花纹块1的刚性的观点出发，刀槽花纹密度最好不超过0.2mm/mm²。

在本实施方案中，示出了刀槽花纹10在长尺寸方向以波形延伸的波形刀槽花纹的例子，但本发明不仅限定于此，以直线形延伸的直线形刀槽花纹也可。

就本发明的充气轮胎而言，除了在路面接触部上形成有如上所述的刀槽花纹以外，其他与普通的充气轮胎相同，以前的公知材料、形状、结构、制造方法等均可应用于本发明中。

本发明虽然也可适用于所谓夏季用轮胎，但由于具有优异的冰雪路面上的制动性能，尤其是作为无钉防滑轮胎(冬季用轮胎)使用。

其他实施方案

(1)本发明的充气轮胎所具有的胎面图案不是特别限定的图案。从而，例如，代替俯视图为矩形的花纹块，可适用于V字型或者多角形、曲线基调等任何形状的花纹块。另外，代替花纹块或者除花纹块之外，可采用沿着轮胎周向以直线形或者锯齿形延伸的花纹条。进而，在本发明中，如上所述的刀槽花纹结构能够应用于胎面花纹内的全部路面接触部上，也可以只应用于胎面花纹内的一部分路面接触部上。

(2)在上述实施方案中，示出了具有设置有第一宽广部～第四宽广部的第一刀槽花纹部～第四刀槽花纹部的刀槽花纹的例子，但至少具有设有有第一宽广部～第三宽广部的第一刀槽花纹部～第三刀槽花纹部的刀槽花纹也可。

(3)在上述实施方案中，示出了刀槽花纹的长尺寸方向与轮胎宽度方向平行的例子，但本方向不限定于此，刀槽花纹的长尺寸方向相对于轮胎宽度方向倾斜也可。另外，在上述实施方案中，示出了各宽广部在一定深度的位置向刀槽花纹的长尺寸方向延伸的例子，但本发明并不仅限定于此，宽广部具有深度方向的振幅而以波形或者锯齿形延伸也可。

以下，关于具体示出本发明结构和效果的实施例进行说明。另外，以如下的方式进行了轮胎的各种性能评价。

(1)冰雪路面上的制动性能

关于冰雪路面上的制动性能，将新品轮胎安装于实际车辆(3000cc级的FR轿车)，在冰雪路面上行驶，从速度40km/h时开始施加制动力，使ABS工作时，测定制动距离来进行了评价，在轮胎为新品时以及45％磨损时的两个阶段进行了评价。以轮胎为新品时的比较例的结果为100，用指数表示，数字越大，表示冰雪路面上的制动性能越良好。

(2)干燥路面上的制动性能

关于干燥路面上的制动性能，将轮胎安装于实际车辆(3000cc级的FR轿车)，在干燥路面上(铺砌道路)行驶，从速度100km/h时开始施加制动力，使ABS工作时，测定制动距离来进行了评价。以比较例的结果为100，用指数表示，数字越大，表示干燥路面上的制动性能越良好。

(3)刀槽花纹形成用刀片的耐久性

将要评价的刀槽花纹形成用刀片安装于轮胎制造用模具，使用该轮胎制造用模具，在进行1000次硫化成形之后用肉眼确认了在刀槽花纹形成用刀片中是否发生弯曲或者断裂。在进行1000次硫化成形之后，刀槽花纹形成用刀片也没有发生弯曲或者断裂的情况为○，发生弯曲或者断开中的一种情况为×。

实施例

在具有如图2～图4所示的波形刀槽花纹的充气轮胎(轮胎尺寸为205/65R15)中，W＝0.3、D＝6.5、DE＝3、d＝0.3、D1＝D2＝D3＝1.3、D4＝1.5、W1＝W2＝W3＝W4＝0.3、X1＝2以及X2＝3。

比较例

以如下的充气轮胎为比较例，进行了上述评价：在开端部的刀槽花纹深度与中央部的刀槽花纹深度相同(D＝DE＝6.5)，该开端部是相对于在胎面形成的沟槽部的开端部，各刀槽花纹部在深度方向上与相邻的其他刀槽花纹部不具有重叠部分(d＝0)，进而，各宽广部的深度恒定(D1＝D2＝D3＝D4＝1.3)，除此之外具有与实施例相同的结构。结果表示在表1中。

表1

如表1所示，与比较例相比，在实施例中，可知即使是磨损已发展的情况也能良好地确保冰雪路面上的制动性能。认为这是由于将在刀槽花纹的深度方向的最深部设置的宽广部的深度，相对于其他宽广部的深度，设定得更长，由此，即使是45％磨损的情况，地面接触部的刚性也会降低，所以容易弯曲。另外，在实施例中，刀槽花纹的刀槽花纹深度在开端部较浅，该开端部是相对于在胎面形成的沟槽部的开端部，而且各刀槽花纹部在深度方向上与相邻的其他刀槽花纹部具有重叠部分，由此可在确保干燥路面上的制动性能的同时提高刀槽花纹形成用刀片的耐久性。

Claims

1.一种充气轮胎，在胎面的地面接触部形成有刀槽花纹，其特征在于，

所述刀槽花纹具有：

第一刀槽花纹部，设置有具有底部的第一宽广部；

第二刀槽花纹部，位于所述第一宽广部的底部侧，并从比所述第一宽广部的底部更靠向胎面侧的深度位置开始向深度方向延伸、且具有底部的第二宽广部在刀槽花纹宽度方向上设置于与所述第一宽广部不同的一侧；

第三刀槽花纹部，位于所述第二宽广部的底部侧，并从比所述第二宽广部的底部更靠向胎面侧的深度位置开始向深度方向延伸、且具有底部的第三宽广部在刀槽花纹宽度方向上设置于与所述第一宽广部相同的一侧；

各刀槽花纹部与相邻的其他刀槽花纹部在深度方向上具有重叠部分。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，将所述刀槽花纹的刀槽花纹深度在开端部形成得浅，该开端部是相对于在胎面形成的沟槽部的开端部。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，在所述刀槽花纹的深度方向的最深部设置的宽广部的深度与其他宽广部的深度的比例为1.1～2。