CN101486302B - 充气轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种充气轮胎,该轮胎既不会出现花纹块的刚性局部过度降低又能使花纹块内的接地压力均匀从而提高了在冰雪路面上的行驶性能。该充气轮胎在胎面设有花纹块(1),其中,具有:在花纹块(1)的表面(1a)形成的表面刀槽花纹(11);在花纹块(1)的壁面(1b)形成的、沿着与表面刀槽花纹(11)相交叉的方向延伸的壁面刀槽花纹(12);在与壁面(1b)相邻接的壁面(1c)形成的、沿着与表面刀槽花纹(11)及壁面刀槽花纹(12)相交叉的方向延伸的壁面刀槽花纹(13)。
Description
技术领域
本发明涉及一种在胎面设置有花纹块的充气轮胎,尤其是用作无钉防滑轮胎。
背景技术
通常,在无钉防滑轮胎中,在胎面的花纹块上形成有被称为刀槽花纹的切口,并且通过该刀槽花纹所产生的边缘效应和排水效果提高在低摩擦系数的冰雪路面上的行驶性能。作为该刀槽花纹,在长尺寸方向上以直线状延伸的直线刀槽花纹,以波状或者锯齿状延伸的波形刀槽花纹等已投入实际应用。
本发明人,为了进一步提高在冰雪路面上的行驶性能,着眼于在冰雪路面上由于花纹块的移动较大而易引起的花纹块内的接地压力不均匀的情况,于是,进一步反复研究,弄清了接地压力特别高的区域在花纹块的壁面附近,而这使得接地压力更加不均匀从而降低了在冰雪路面上的行驶性能。关于该接地压力分布,以下进行说明。
图8表示在冰雪路面上对轮胎施加制动力时,花纹块内的接地压力的分布,箭头R指示轮胎转动方向。由此可以得知,作为轮胎转动方向前方的壁面21附近区域的接地压力尤其大,这成为使花纹块20内的接地压力更加不均匀的重要因素。另外,壁面22、23附近也存在接地压力大的区域,如果受到由于转弯行驶而产生的侧力,该区域的接地压力将变得更大。此外,对轮胎施加驱动力时,将出现与图8上下颠倒的倾向,在花纹块20的壁面24附近区域内接地压力将变大。
在此,下述专利文献1中记载了在花纹块的周围壁面形成有沿着轮胎径向延伸的细沟的轮胎。但是,该轮胎是以除去花纹块的壁面与冰雪间产生的水膜为目的的,关于上述的花纹块内接地压力不均匀问题,并没有启示其解决手段。另外,在该轮胎中,由于表面的刀槽花纹与壁面的细沟相互平行,因此,在它们配置在同一平面内的情况下,花纹块的刚性局部且极端地过度降低,从而存在操作稳定性下降的问题。
另外,下述专利文献2中记载了在花纹块的周围一体地设置段部并在其段部的侧壁形成有沿着轮胎径向延伸的刀槽花纹的轮胎。但是,该轮胎是为了确保磨损中后期的轮胎的雪上牵引性能而使形成于段部侧壁的刀槽花纹出现于踏面从而提高边缘效应的,关于上述的花纹块内的接地压力不均匀的问题,并没有启示其解决方法。反而,由于段部的设置提高了花纹块周边部的刚性,使得与壁面相近区域的接地压力有增大倾向,有可能加剧花纹块内接地压力的不均匀。
进而,下述专利文献3中记载了在花纹块的壁面设置有与胎面大致平行地延伸且向沟内突出的多个加强花纹条的轮胎。但是,该轮胎是以抑制由于花纹块的弯曲变形而悬浮于路面的现象为目的的,关于上述的花纹块内的接地压力不均匀问题,并没有启示其解决手段。在该文献中,花纹块的壁面因加强花纹条的存在而呈现波纹状,因此定位于在与路面平行的剪切方向或者压缩方向的刚性不变。
【专利文献1】特开2004-42773号公报
【专利文献2】特开2001-121926号公报
【专利文献3】特开2000-158915号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明鉴于以上实情,目的在于提供一种不会出现花纹块的刚性局部过度降低而能使花纹块内的接地压力均匀从而提高在冰雪路面上的行驶性能的充气轮胎。
解决问题的手段
如下所述的本发明能够达成上述目的。也就是说,本发明的充气轮胎在胎面设有花纹块,其中,具有:在前述的花纹块的表面形成的表面刀槽花纹;在前述花纹块的第一壁面形成的、沿着与前述表面刀槽花纹相交叉方向延伸的第一壁面刀槽花纹;在与前述的第一壁面相邻接的第二壁面形成的、沿着与前述表面刀槽花纹及前述第一壁面刀槽花纹相交叉的方向延伸的第二壁面刀槽花纹。
在本发明的充气轮胎中,由于在花纹块的壁面形成了刀槽花纹,能够降低与该壁面相近区域的刚性。由此,可以分散容易出现接地压力特别高的区域的压力,使花纹块内的接地压力均匀。并且,由于表面刀槽花纹、第一壁面刀槽花纹与第二壁面刀槽花纹沿着相互交叉的方向延伸,它们不会处于同一平面,因此能防止花纹块的刚性局部过度降低。如上所述,若根据本发明,不会出现花纹块的刚性局部过度降低,能使花纹块内的接地压力均匀从而提高其在冰雪路面上的行驶性能。
在上述说明中,优选地,前述第一壁面刀槽花纹及前述第二壁面刀槽花纹以在前述花纹块的棱线处不开口的方式将其端终止于壁面内。由此,能够防止花纹块的棱线部分的刚性局部过度降低,适宜地确保操作的稳定性等。另外,花纹块的棱线包括花纹块的表面与各壁面之间棱线以及花纹块的各壁面之间的棱线。
在上述说明中,前述的表面刀槽花纹优选为闭合式刀槽花纹。这样的构成,能确保位于表面刀槽花纹长尺寸方向的壁面上的壁面刀槽花纹的长度,因此能够易于降低与该壁面相近的区域的刚性。
在上述说明中,优选地,前述的花纹块包括:位于表面侧的上层部;比前述上层部更硬的橡胶构成的、位于前述上层部的轮胎径向内侧的下层部,在前述第一壁面刀槽花纹与前述第二壁面刀槽花纹中,至少一方在前述下层部的花纹条数比前述上层部更多。这样的构成,能减小容易出现接地压力特别大的区域的接地压力,同时还能良好地保持花纹块的上层部与下层部的刚性平衡,从而提高花纹块内的接地压力的均匀性。
在上述说明中,优选地,前述花纹块包括:位于表面侧的上层部;比前述上层部更硬的橡胶构成的、位于前述上层部的轮胎径向内侧的下层部,在前述第一壁面刀槽花纹与前述第二壁面刀槽花纹中,至少一方由波形刀槽花纹形成且在前述下层部的波数比前述上层部更多。这样的构成,能减小容易出现接地压力特别大的区域的接地压力,同时还能良好地保持花纹块的上层部与下层部的刚性平衡,从而提高花纹块内的接地压力的均匀性。
附图说明
图1是表示本发明的充气轮胎的胎面的一例的展开图。
图2是花纹块的立体图。
图3是花纹块的立体图。
图4是为了与本发明进行比较而表示的花纹块的立体图。
图5是本发明的其他实施方式中花纹块的立体图。
图6是本发明的其他实施方式中花纹块的立体图。
图7是硫化成形用模具的主要部分的剖视图。
图8是表示在冰雪路面上对轮胎施加制动力时花纹块内的接地压力分布的概念图。
附图标记说明
1 花纹块
1a 表面
1b 壁面(第一壁面)
1c 壁面(第二壁面)
2 主沟槽
11 表面刀槽花纹
12 壁面刀槽花纹(第一壁面刀槽花纹)
13 壁面刀槽花纹(第二壁面刀槽花纹)
具体实施方式
以下,将参照附图说明本发明的实施方式。图1是表示本发明的充气轮胎的胎面的一例的展开图。该充气轮胎具备有多个花纹块1的胎面花纹。花纹块1被沿着轮胎周向延伸的主沟槽2和沿着轮胎宽度方向延伸的横向沟槽3区分,相对于轮胎赤道线C,对称地排列有5列花纹块1。
在各花纹块1的表面1a上,有直线状开口部的多条(在本实施方式中是两条)表面刀槽花纹11隔开规定间隔而平行地形成。表面刀槽花纹11未向主沟槽2开口,而是作为两端终止于表面1a内的两侧闭合的刀槽花纹来形成。为了充分发挥边缘效应或者排水效果,表面刀槽花纹11的刀槽花纹宽度优选为0.3~0.6mm,刀槽花纹深度优选为主沟槽2的深度的30~80%。
将从图1的右下方向看该花纹块1时的立体图表示在图2中,同样,将从图1的左上方向看花纹块1时的立体图表示在图3中。本实施方式中的花纹块1呈长方体,具有矩形的表面1a、位于表面刀槽花纹11的长尺寸方向且面向主沟槽2的壁面1b(相当于前述的第一壁面)及壁面1d、和位于表面刀槽花纹11的刀槽花纹宽度方向且面向横向沟槽3的壁面1c(相当于前述的第二壁面)及壁面1e。
在壁面1b上形成有沿着与表面1a大致平行的方向延伸的壁面刀槽花纹12(相当于前述的第一壁面刀槽花纹)。在本实施方式中,具有直线状开口部的3条壁面刀槽花纹12以规定的间隔在轮胎的径向平行地配置。壁面1b位于表面刀槽花纹11的长尺寸方向,沿着与表面1a大致平行的方向延伸的壁面刀槽花纹12沿着与表面刀槽花纹11相交叉的方向延伸。
在壁面1c上形成有沿着轮胎径向延伸的壁面刀槽花纹13(相当于前述的第二壁面刀槽花纹)。在本实施方式中,具有直线状开口部的3条壁面刀槽花纹13以规定的间隔在轮胎宽度方向上平行地配置。壁面1c与壁面1b以相交叉的方向相邻接,壁面刀槽花纹13沿着与表面刀槽花纹11及壁面刀槽花纹12相交叉的方向延伸。
在冰雪路面上,与花纹块1的壁面1b或者壁面1c相近的区域容易出现接地压力增大,通过形成这样的壁面刀槽花纹12、13,就能够降低与壁面1b或者壁面1c相近区域的刚性,使花纹块1内的接地压力均匀。并且,由于表面刀槽花纹11、壁面刀槽花纹12与壁面刀槽花纹13沿着互相交叉的方向延伸,它们不会处于同一平面内,因此能防止花纹块1的刚性局部过度降低。
与此相对,图4所表示的花纹块4则存在以下问题。在该花纹块4中,壁面刀槽花纹42沿着与表面刀槽花纹41平行的方向延伸,它们位于同一平面内,并且壁面刀槽花纹43也沿着与表面刀槽花纹41平行的方向延伸。因此,在虚线框48所圈的区域中,表面刀槽花纹41、壁面刀槽花纹42与壁面刀槽花纹43所区划的部分将作为小花纹块发挥作用,使得花纹块4的刚性局部且极端地过度降低,从而招致操作稳定性下降等不良情况。
在花纹块1中,表面刀槽花纹11、壁面刀槽花纹12与壁面刀槽花纹13互不干涉地形成。也就是说,壁面刀槽花纹12的刀槽花纹深度比从壁面1b到表面刀槽花纹11的距离短,壁面刀槽花纹13的刀槽花纹深度也比从壁面1c到表面刀槽花纹11的距离短。这样的构成,能有效地防止花纹块1的刚性局部过度降低,能适宜地确保操作的稳定性。
壁面刀槽花纹12、13的刀槽花纹宽度,只要能够降低壁面1b、1c相近区域的刚性,就没有特别限制,虽然例举了0.3~0.6mm的宽度,但以1.0~2.0mm的宽度形成为切口状也可以。并且,壁面刀槽花纹12、13的刀槽花纹深度例举了0.5~1.5mm,如上所述,优选地,使其与表面刀槽花纹11互不干涉。
在本实施方式中,壁面刀槽花纹12、13分别将两端终止于壁面1b、1c内,在花纹块1的棱线处不开口。虽然在本发明中壁面刀槽花纹12、13在花纹块1的棱线处开口也可以,但这样壁面刀槽花纹以闭合式刀槽花纹形成,能够防止花纹块1的棱线部分的刚性局部过度降低,能够适宜地确保操作的稳定性。
形成于壁面1d上的壁面刀槽花纹14和形成于壁面1e上的壁面刀槽花纹15分别以与壁面刀槽花纹12、壁面刀槽花纹13同样的方式形成,它们也相当于前述的第一壁面刀槽花纹、第二壁面刀槽花纹。在花纹块1的周围,相邻接壁面上的各壁面刀槽花纹沿着互相交叉的方向延伸,这些全部的壁面刀槽花纹12~15沿着与表面刀槽花纹11相交叉方向延伸。由此,分散各壁面1b~1e相近区域的压力,从而能够有效地实现花纹块1内的接地压力的均匀化。
虽然在本实施方式中表面刀槽花纹11、壁面刀槽花纹12与壁面刀槽花纹13都是以直线形刀槽花纹形成,但在本发明中,它们中的一部分或者全部都可以以波形刀槽花纹形成。如果表面刀槽花纹11是波形刀槽花纹,表面刀槽花纹11的开口部将难以变窄,由此可以提高边缘效应及排水效果。并且,虽然壁面刀槽花纹12、13分别至少形成一条就可以,但为了可靠地降低壁面相近区域的刚性,优选地,分别形成多条。
在本发明中,只要各壁面刀槽花纹沿着与表面刀槽花纹相交叉方向延伸,不限于本实施方式所示那样,沿着垂直相交的方向延伸。例如,例举了壁面刀槽花纹12、14相对于花纹块1的表面1a以±30°角度倾斜的情况,例举了壁面刀槽花纹13、15相对于轮胎径向以±30°角度倾斜的情况。如果是波形刀槽花纹,该刀槽花纹的角度以通过振幅中央的中央线为基准求得。
壁面刀槽花纹12之间的间隔以及壁面刀槽花纹13之间的间隔,只要能适当降低壁面1b、1c相近区域的刚性,就没有特别限制,但优选为0.5~4.5mm,更优选为1.0~2.0mm。如果间隔不到0.5mm,壁面刀槽花纹的配置变得过密,因此降低花纹块整体的刚性,从而有降低在冰雪路面上行驶性能的倾向。并且,模具制作操作将变得困难,硫化成形时容易挤塞垃圾很可能有损轮胎的外观。另一方面,如果超过4.5mm,将难以保证壁面刀槽花纹的花纹条数。
图5是本发明的其他实施方式中花纹块的立体图。该花纹块5由位于表面侧的上层部5A和下层部5B的双层构造构成,该下部层5B由比上层部5A更硬的橡胶构成,在上层部5A的轮胎径向内侧层叠配置。在该构造中,由于花纹块5的表面侧软,容易确保接地面积从而能够提高在冰雪路面上的行驶性能,同时,由于花纹块5的根部侧硬,能控制花纹块5的过度压瘪,从而能确保边缘效应。
就花纹块5而言,在其表面5a上形成有作为波形刀槽花纹的表面刀槽花纹51,在其壁面5b、5c上形成有壁面刀槽花纹52、53。壁面刀槽花纹52在上层部5A上形成2条,在下层部5B上形成3条,与上层部5A相比,在下层部5B上形成的条数更多。并且,壁面刀槽花纹53在上层部5A上形成3条,在下层部5B上形成4条,与上层部5A相比,在下层部5B上形成的条数多。由此,能减小壁面5b、5c相近区域的接地压力,同时还能良好地保持花纹块的上层部5A与下层部5B的刚性平衡,从而提高花纹块5内的接地压力的均匀性。
例举了上层部5A与下层部5B的橡胶硬度(用JISK6253的硬度计做的硬度试验(A类)为准在室温23°时测定的值。下同。)差为45~55°的花纹块。并且,优选地,上层部5A与下层部5B的界面位于花纹块5的中央部,具体来说,优选地,位于从表面5a距离为主沟槽深度的45~55%的深度处。
图6是本发明的其他实施方式中花纹块的立体图。该花纹块6与上述花纹块5同样,具有在上层部6A和下层部6B的硬度不同的双层结构。就花纹块6而言,在其表面6a上形成有表面刀槽花纹61,在其壁面6b、6c上形成有壁面刀槽花纹62、63。表面刀槽花纹61及壁面刀槽花纹62、63都由波形刀槽花纹构成。
壁面刀槽花纹62在上层部6A和下层部6B上分别形成2条,它们的波长不同,与上层部6A相比下层部6B上的波数多。并且,壁面刀槽花纹63在上层部6A和下层部6B之间连续,但在上层部6A和下层部6B中的波长不同,与上层部6A相比下层部6B上的波数多。由此,能减小壁面6b、6c相近区域的接地压力,同时还能良好地保持上层部6A与下层部6B的刚性平衡,从而提高花纹块6内的接地压力的均匀性。
在图5、6的例中表示了在上层部和下层部改变壁面刀槽花纹的条数或波数的例子。替代此法或另外地,使壁面刀槽花纹在下层部的刀槽花纹深度大于在上层部的深度,由此,也可以改善上层部和下层部的刚性平衡。
对于如上所述的轮胎,在硫化成形用模具中安装有用于形成壁面刀槽花纹的刀片,根据这种程度的改变,能以与其他现有的轮胎制造工序相同的方式进行制造。也就是说,如图7所示,在硫化成形用模具的内周面上突出设置有用以形成主沟槽和横向沟槽的骨部7,在该骨部7之间设置的凹部8上形成有花纹块,因此可通过在该骨部7的侧面安装刀片9来形成如上所述的壁面刀槽花纹。
图7表示了用于形成沿着轮胎径向延伸的壁面刀槽花纹的刀片9和用于形成表面刀槽花纹的刀片10。在硫化成形时,将骨部7及凹部8按压在未硫化的轮胎胎面Tr上,由此形成规定的胎面花纹,此时,由刀片9、10形成各种刀槽花纹。成为轮胎径向外侧的刀片9的端部9a以锥形状或者圆弧状形成,这样的构造使得硫化成形后脱模时刀片9易于从花纹块中拔出。
本发明的充气轮胎,除在花纹块上形成如上所述的刀槽花纹外,其他与通常的充气轮胎相同,本发明可采用以往公知的材料、形状及构造等。
本发明虽然也可用于所谓的夏用轮胎,但由于在冰雪路面上的行驶性能优良,尤其可用于无钉防滑轮胎(冬用轮胎)。
其他实施方式
(1)本发明的充气轮胎所具有的胎面花纹并无特别限制。因此,花纹块的形状并不限于矩形,多边形、V字形等任何形状的花纹块都可以适用。并且,在前述的实施方式中举出了表面刀槽花纹的长尺寸方向与轮胎宽度方向互相平行的例子,但本发明并不限定于此。
(2)在本发明中,表面刀槽花纹可以是端部向壁面开口的敞开式刀槽花纹,但优选为至少一端终止的闭合式刀槽花纹,更优选为如上所述的两端闭合式刀槽花纹。其理由在于,能够在位于表面刀槽花纹的长尺寸方向的壁面上,确保壁面刀槽花纹的长度,且易于降低与壁面相近区域的刚性。也就是说,如果表面刀槽花纹向壁面开口,避开该表面刀槽花纹而配置壁面刀槽花纹将有利于防止花纹块的刚性局部降低;如果表面刀槽花纹为闭合式刀槽花纹,对壁面刀槽花纹的配置无限制,这有利于实现花纹块内接地压力的均匀化。
实施例
为具体表示本发明的构成与效果,对于在冰雪路面上的制动性能进行了评价,以下进行说明。在冰雪路面上的制动性能以在冰雪路面上以40km/h行驶时施加制动力并启动ABS时的制动距离来评价。以比较例1的结果作为100,用指数表示,数值越大表示在冰雪路面上的制动性能越好。
比较例1~3
在具有图1所示的胎面花纹的轮胎中,表面刀槽花纹为波形刀槽花纹,不具备壁面刀槽花纹的轮胎作为比较例1;在面向主沟槽的壁面上设置沿着平行于花纹块表面的方向延伸的花纹条,其余与比较例1相同的作为比较例2;在花纹块周围的壁面上全面设置沿着轮胎径向延伸的刀槽花纹,其余与比较例1相同的作为比较例3。
实施例1~5
在具有图1所示的胎面花纹的轮胎中,具有图2、3所示的花纹块构造的轮胎为实施例1;具有图5所示的花纹块构造的轮胎作为实施例2;在图5中,在上层部5A和下层部5B上将壁面刀槽花纹52分别形成2条,将壁面刀槽花纹53分别形成3条的轮胎作为实施例3;具有图6所示的花纹块构造的轮胎作为实施例4;在图6中,壁面刀槽花纹62,63在下层部6B上的波数与在上层部6A上相同的轮胎作为实施例5。
在比较例1~3及实施例1中,花纹块的橡胶硬度为45°,在实施例2~5中花纹块的上层部的橡胶硬度为45°,下层部的橡胶硬度为55°。另外,轮胎尺寸都为225/45R17。评价结果如表1所示。
【表1】
比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
在冰雪路面上的制动 | 100 | 101 | 102 | 102 | 104 | 103 | 105 | 104 |
如表1所示,实施例1~5与比较例1~3相比,在冰雪路面上的制动性能改善了。认为这是由于,形成了如上所述的壁面刀槽花纹,降低了与壁面相近区域的刚性,能够实现花纹块内的接地压力的均匀化。并且,实施例2、4分别与实施例3、5相比在冰雪路面上的制动性能有更大的提高,认为这是由于在花纹块的上层部与下层部刚性平衡得到了改善。
Claims (5)
1.一种充气轮胎,在胎面设有花纹块,其特征在于,具有:在前述花纹块的表面形成的表面刀槽花纹;在前述花纹块的第一壁面形成的、沿着与前述表面刀槽花纹相交叉方向延伸的第一壁面刀槽花纹;在与前述第一壁面相邻接的第二壁面上形成的、沿着与前述表面刀槽花纹及前述第一壁面刀槽花纹相交叉的方向延伸的第二壁面刀槽花纹。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎,其中,前述第一壁面刀槽花纹及前述第二壁面刀槽花纹以在前述花纹块的棱线处不开口的方式将其端终止于壁面内。
3.根据权利要求1所述的充气轮胎,前述表面刀槽花纹为闭合式刀槽花纹。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的充气轮胎,前述的花纹块包括:位于表面侧的上层部;由比前述上层部更硬的橡胶构成、位于前述上层部的轮胎径向内侧的下层部,
在前述第一壁面刀槽花纹与前述第二壁面刀槽花纹中,至少一方在前述下层部的花纹条数比前述上层部更多。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的充气轮胎,前述花纹块包括:位于表面侧的上层部;由比前述上层部更硬的橡胶构成、位于前述上层部的轮胎径向内侧的下层部,
在前述第一壁面刀槽花纹与前述第二壁面刀槽花纹中,至少一方由波形刀槽花纹形成且在前述下层部的波数比前述上层部更多。
Applications Claiming Priority (3)
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