CN101513823A - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种充气轮胎，其能够提高在冰上的驱动/制动性能。充气轮胎(1)在胎面部(2)具有多个花纹块(B)，该多个花纹块(B)由沿轮胎周向延伸的多条主沟(3)和在与该主沟(3)相交的方向延伸的多条横沟(4)所划分而成。至少一个花纹块(B)被沿轮胎轴向横切该花纹块(B)而延伸的至少两条刀槽(S)划分为至少三个花纹块小片(BP)，至少一个花纹块小片(BP)具有在跨越刀槽整个长度范围且凹角状切开该花纹块踏面(Bs)与刀槽(S)的角部的凹部(11)。在与刀槽成直角的花纹块截面中，凹部(11)的轮胎径向的最大深度(D1)为0.5～1.5mm，并且凹部(11)的轮胎周向的长度(L1)为0.5～1.5mm。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种能够提高在冰上的驱动/制动性能的充气轮胎。

背景技术

已知有提高在摩擦系数较低的冰路上的行驶性能的无防滑钉轮胎(例如，参照专利文献1)。这种轮胎在形成于胎面部的花纹快上形成被称为刀槽的宽度较小的沟。刀槽，通过使花纹块柔软地变形并且利用其边缘抓地，提高在冰路上的驱动力及制动力等。

专利文献1：日本特开2007-153275号公报

发明人为了进一步提高在冰上的驱动/制动性能而反复实施各种试验，发现至少在一个由刀槽划分的花纹块小片上，在其花纹块踏面和刀槽的角部，跨越刀槽长度的全部区域设置凹角状切开的凹部，并且将该凹部的轮胎径向的最大深度及轮胎周向长度限定在一定范围内是有效的。

发明内容

如上所述，本发明的主要目的在于，提供一种能够进一步提高在冰上的驱动/制动性能的充气轮胎。

本发明中技术方案1所述的发明是一种充气轮胎，其在胎面部具有多个花纹块，其中上述多个花纹块由在轮胎周向延伸的多条主沟和在与该主沟相交的方向上延伸的多条横沟所划分而成，其特征在于，至少一个上述花纹块被在轮胎轴向横切该花纹块而延伸的至少两条刀槽划分为至少三个花纹块小片，至少一个上述花纹块小片具有在刀槽整个长度且凹角状地切开该花纹块踏面与上述刀槽的角部的凹部，其中在与上述刀槽成直角的花纹块截面中，上述凹部的轮胎径向的最大深度为0.5～1.5mm，并且上述凹部的轮胎周向的长度为0.5～1.5mm。

另外，技术方案2所述的发明是在技术方案1所述的充气轮胎的基础上，上述花纹块由利用两条上述刀槽而形成于轮胎周向两外侧的外侧花纹块小片，和形成于该外侧花纹块小片之间的一个中央花纹块小片所构成，上述凹部形成于各外侧花纹块小片。

另外，技术方案3所述的发明是在技术方案2所述的充气轮胎的基础上，上述中央花纹块小片的轮胎周向的长度是上述外侧花纹块小片的轮胎周向长度的0.2～0.5倍。

另外，技术方案4所述的发明是在技术方案2或3所述的充气轮胎的基础上，上述外侧花纹块小片的轮胎轴向的宽度向上述中央花纹块小片渐增。

另外，技术方案5所述的发明是在技术方案1至4的任意一项所述的充气轮胎的基础上，在与上述刀槽成直角的花纹块截面中，上述凹部具有：纵面，其从花纹块踏面向轮胎径向内侧延伸；横面，其从该纵面的内边缘向花纹块小片的朝向刀槽侧的内壁面延伸，上述横面向上述刀槽侧从轮胎径向内侧向外侧倾斜，并且该横面与上述内壁面的交叉角度在70度以上并且小于90度。

另外，技术方案6所述的发明是在技术方案5所述的充气轮胎的基础上，上述凹部的上述纵面与花纹块踏面的交叉角度为70度～90度。

本发明的充气轮胎，至少一个花纹块由至少两条沿轮胎轴向延伸的刀槽而划分为至少三个花纹块小片。另外，至少一个花纹块小片具有在刀槽整个长度且凹角状切开该花纹块踏面与刀槽的角部的凹部。这样的凹部，通过行驶时的作用于花纹块的驱动或者制动时的剪切力，而接地于路面，从而增加花纹块的边缘成分。由此，进一步提高在冰上的驱动/制动性能。

另外，在与刀槽成直角的花纹块截面中，凹部的轮胎径向的最大深度和轮胎周向长度被限定在一定范围内。由此，凹部因行驶时的花纹块的变形而能够可靠地接地。

附图说明

图1是本实施方式的充气轮胎1的胎面部2的展开图。

图2是放大表示该胎面部的A1-A1剖视图。

图3是放大表示该胎面部的A2-A2剖视图。

图4是放大表示该凹部的局部剖视图。

图5是表示该花纹块制动时的状态的剖视图。

图6(a)是表示另一实施方式的花纹块的剖视图，(b)是表示该花纹块制动时的状态的剖视图。

图7(a)是表示另一实施方式的花纹块的剖视图，(b)是表示该花纹块制动时的状态的剖视图。

图8是表示另一实施方式的花纹块的剖视图。

图9是放大表示第二胎肩花纹块的A3-A3剖视图。

图10是表示比较例的花纹块的剖视图。

附图标号说明：2...胎面部；3...主沟；4...横沟；B...花纹块；BP...花纹块小片；Bs...花纹块踏面；S...刀槽。

具体实施方式

下面，基于附图说明本发明的一个实施方式。

图1是本实施方式的充气轮胎1的胎面部2的展开图，图2是表示其A1-A1剖视图。

如图2所示，本实施方式的充气轮胎1(整体未图示)构成为载重用无防滑钉轮胎，并且具有：由钢帘线构成的胎体c；带束层b，其由配置于该轮胎径向外侧和胎面部2的内侧的钢帘线构成。

在上述胎面部2且在带束层b的轮胎径向外侧配置胎面胶2G。在胎面胶2G上且在其表面凹入而设置沿轮胎周向连续而延伸的多条主沟3，和在与该主沟3相交的方向延伸的多条横沟4。这样，在胎面部2上形成由主沟3和横沟4所划分的多个花纹块B。

上述主沟3是指为用于排水乃至排雪而设计的宽度较宽的沟。在载重用轮胎的情况下，为了发挥充分的排水乃至排雪性能，主沟3的沟宽GW，例如优选为5mm以上，更优选为6mm以上，最优选为7mm以上。另一方面，当主沟3的沟宽GW过大时，则因为有可能降低胎面部的花纹刚性，所以优选为15mm以下，更优选为13mm以下。

本实施方式的主沟3例如由在轮胎赤道上C上延伸的一条中心主沟3A，和配置在其两侧的一对胎肩主沟3B、3B所构成。上述各主沟3A及3B都沿轮胎周向形成锯齿状，然而也可以直线状延伸。

另外，在中央主沟3A和胎肩主沟3B的基本中间的位置形成一条中间副沟5，中间副沟5沿轮胎周向以锯齿状连续并延伸。另外，在胎肩主沟3B和胎面边缘2e的基本中间的位置形成一条胎肩副沟6，胎肩副沟6沿轮胎周向以直线状延伸。各副沟5及6都以小于主沟3的宽度及沟深度来形成。这里，在本实施方式中，胎肩副沟6形成为小于中间副沟5的沟宽及沟深度。

上述横沟4例如包括：胎冠横沟4a，其在中央主沟3A和胎肩主沟3B之间延伸；胎肩横沟4b，其在胎肩主沟3B和胎面边缘2e之间延伸。胎冠横沟4a包括：第一胎冠横沟4a1，其在中央主沟3A和中间副沟5之间横切并延伸；第二胎冠横沟4a2，其在中间副沟5和胎肩主沟3B之间横切并延伸。另外，胎肩横沟4b包括：第一胎肩横沟4b1，其在胎肩主沟3B和胎肩副沟6之间横切并延伸；第二胎肩横沟4b2，其在胎面边缘2e和胎肩副沟6之间横切并延伸。

上述花纹块B具有：胎冠花纹块B1，其形成于一对胎肩主沟3B、3B之间；胎肩花纹块B2，其形成于胎肩主沟3B和胎面边缘2e之间。

上述胎冠花纹块B1在轮胎赤道C的两侧，并且在中央主沟3A和中间副沟5之间，以及中间副沟5和胎肩主沟3B之间，分别由第一胎冠横沟4a1或第二胎冠横沟4a2所划分。即，在一对胎肩主沟3B、3B之间，形成合计四列的由胎冠花纹块B1沿轮胎周向排列而成的花纹块列。

上述胎肩花纹块B2具有：第一胎肩花纹块B2a，其在胎肩主沟3B和胎肩副沟6之间被第一胎肩横沟4b1划分；第二胎肩花纹块B2b，其在胎肩副沟6和胎面边缘2e之间被第二胎肩横沟4b2划分。即，在胎肩主沟3B和胎面边缘2e之间，形成两列的由胎肩花纹块B2沿轮胎周向排列而成的花纹块列。

这里，因为胎肩副沟6形成为小于中间副沟5的沟宽及沟深度，所以通过该胎肩副沟6在轮胎轴向相邻的两个胎肩花纹块B2，在直行时以及转弯时等行驶时相互接触并一体化，从而能够发挥较高的轮胎周向刚性及横向刚性。基于这样的观点，胎肩副沟6的沟宽形成为优选为2mm以下，更优选为1mm以下。

在本实施方式中，在各胎冠花纹块B1至少设置两条刀槽，在本实施方式中为两条刀槽S，该刀槽S在该花纹块上沿轮胎轴向横切并延伸。这样，各花纹块B1被划分为三个花纹块小片，即形成于轮胎周向两外侧的外侧花纹块小片BP1，和被夹于该外侧花纹块小片BP1之间的一个中央花纹块小片BP2。

通过在花纹块上隔开设置多个刀槽S，从而在行驶时花纹块可以柔软地变形而确保充分的接地面积。另外，利用刀槽S的边缘的抓路面效果来提高驱动、制动力。本实施方式的刀槽S以锯齿状形成，然而也可以是如胎肩花纹块B2a那样的直线状，进而还可以是波状、V字状或者是它们的组合。

刀槽S的宽度(与长度方向成直角的宽度)Ws，优选为0.5～1.0mm左右。当该刀槽S的宽度Ws过小时，则使模具的成型变得困难而有可能会降低生产率，相反，当宽度Ws过大时，则有可能会降低花纹块的刚性。另外，如图3放大表示的那样，刀槽S的深度Wd优选为5mm以上，并且为横沟4的深度Wy的35～65％左右。当刀槽S的深度Wd过小时，无法期待充分的花纹块的变形，然而过大时则有可能会降低花纹块刚性。这里，该实施方式的刀槽S相对于花纹块踏面Bs垂直并向轮胎径向内侧延伸。

在本实施方式中，中央花纹块小片BP2的轮胎周向的长度LBc，被设定为小于外侧花纹块小片BP1的轮胎周向的长度LBe，优选设定为上述长度LBe的0.2～0.5倍。在此，上述各长度LBc、LBe是在花纹块踏面Bs中，在通过花纹块B的轮胎轴向最大宽度的中间位置的轮胎周向线上所测定的长度(图3是在该位置上的剖视图)。另外，外侧花纹块小片BP1的轮胎轴向的宽度形成为朝向中央花纹块小片BP2渐增的近似梯形状。这样的花纹块B因为轮胎周向两侧的外侧花纹块小片BP1的刚性变得大于中央花纹块小片BP2，所以在延迟产生踵趾磨损这样的不均匀磨损的方面优选。另外，中央花纹块小片BP2的轮胎轴向的宽度形成为小于外侧花纹块小片BP1的最大宽度。

另外，如图3所示，至少一个花纹块小片BP，在其花纹块踏面Bs与刀槽S的角部，形成跨越刀槽长度的全部区域并以凹角状切开的凹部11。在本实施方式中，凹部11只形成在相对地刚性较大的外侧花纹块小片BP1侧。但是，不言而喻也可以在中央花纹块小片BP2上形成凹部11。

图4表示与刀槽S成直角的截面的局部放大图。如图4所示，凹角状的凹部11在上述截面中具有：纵面11a，其从花纹块踏面Bs向轮胎径向内侧延伸；横面11b，其以与该纵面11a不同的角度在朝向花纹块小片的刀槽S侧的内壁面Sw上延伸，并且，该面11a、11b形成为交叉的凹部。这样，在外侧花纹块小片BP1上分别在凹部11的两端形成两个尖锐的边缘，即花纹块踏面Bs侧的第一边缘E1，和花纹块小片的内壁面Sw侧的第二边缘E2。

图5表示形成了这样的凹部11的花纹块制动时的状态。伴随制动时的剪切力引起的花纹块的变形，在轮胎转动方向R的先着地侧的外侧花纹块小片BP1中，不仅第一边缘E1而且内壁面Sw侧的第二边缘E2也能够接地于路面GL。另外，虽未图示但在驱动时，在轮胎转动方向R的后着地侧的外侧花纹块小片BP1的凹部11中形成的第一、第二边缘E1、E2也都接地于路面GL，这样能够有效地抓路面。

这样，在本实施方式的充气轮胎中，通过设置凹部11就能够增加花纹块B的边缘成分而不增加刀槽条数。这样，能够发挥防止花纹块刚性的降低，并且更进一步提高在冰上的制动乃至驱动性能的作用。

另外，在无防滑钉轮胎中，通常为了保护柔软的胎面胶2G，在其表面形成由相对硬质的橡胶构成并且厚度较小(例如1mm左右)的保护膜。为此，为了发挥在冰路上的本来的抓地性能，推荐在积雪季节的前几天，将无防滑钉轮胎安装到车辆，并在干燥路面上进行数百公里左右的磨合行驶使保护膜磨损消失。换言之，若不进行磨合行驶，则有可能不能充分地发挥本来的冰上性能。与此相对，在本实施方式的充气轮胎中，即使在未完成磨合行驶而残留保护膜时，通过由上述凹部11带来的边缘成分的增加，就能够发挥在冰上的较高的抓地性能。这里，虽然凹部11由于磨合行驶等总会消失，但此时因为与凹部11的消失相交换地在表面露出柔软的胎面胶2G，所以能够发挥在冰上的本来的行驶性能。

在此，如图4所示在与刀槽S成直角的花纹块截面中，凹部11的轮胎径向的最大深度D1需要设定为0.5～1.5mm，并且轮胎周向的长度L1需要设定为0.5～1.5mm。当上述凹部11的最大深度D1或者轮胎周向长度L1为不足0.5mm时，则有可能会由于花纹块踏面Bs的磨损而在早期使凹部11消失。相反，当最大深度D1或者长度L1超过1.5mm时，则在花纹块B的变形量较小的情况下等，第二边缘E2有可能不能接地于路面。基于这样的观点，凹部11的上述最大深度D1及长度L1优选为0.7mm以上，更优选为0.9mm以上，另一方面优选为1.3mm以下，更优选为1.1mm以下。

另外，优选地，凹部11的纵面11a和横面11b的交叉部11c，以倒角的方式形成圆弧状。这样，在第一、第二边缘E1、E2都接地时，能缓和对交叉部11c的应力集中，从而防止凹部11的龟裂损伤等提高其耐久性。

另外，凹部11优选为，在与刀槽S成直角的花纹块的截面中，横面11b朝向刀槽S侧而从轮胎径向内侧向外侧倾斜，而且该横面11b与内壁面Sw的交叉角度θ2设定为70度以上且小于90度。这样，第二边缘E2形成锐角，提高在该第二边缘E2的接地压，可以在冰路上发挥更高的摩擦力。另外，因为第二边缘E2，朝向轮胎径向外侧突出，所以进一步提高对路面的接地性。这样，当上述横面11b与上述内壁面Sw的交叉角度θ2不足70度时，则有可能降低第二边缘E2的刚性，而在接地时不能充分地直立。

基于同样的观点，凹部11在与刀槽S成直角的花纹块截面中，纵面11a与花纹块踏面Bs的交叉角度θ3，优选设定为70～90度，更优选为70度以上并且不足90度。

图6(a)表示本发明的另一实施方式。在该实施方式中，两条刀槽S分别从花纹块踏面Bs朝向花纹块B的轮胎周向的两外侧，向轮胎径向内侧延伸。这样的刀槽S使得外侧花纹块小片BP1的轮胎周向刚性降低。因此，如图6(b)所示在制动等时增大外侧花纹块小片BP1的轮胎周向变形量，与图3的方式相比，第一及第二边缘E1、E2变得易于更可靠地接地于路面GL，从而能够进一步提高冰上制动性能等。

这里，上述截面中，刀槽S与花纹块踏面Bs的锐角侧的交叉角度θ4例如优选设定为75～88度。当上述交叉角度θ4不足75度时，则有可能会过度地降低外侧花纹块小片BP1的轮胎周向刚性。另外，当上述交叉角度θ4超过88度时，则有可能会无法充分地获得使刀槽S倾斜的效果。基于这样的观点，刀槽S的上述交叉角度θ4优选为78度以上，更优选为80度以上，另一方面优选为86度以下，更优选为85度以下。

另外，如图7(a)、(b)所示，也可以在外侧花纹块小片BP1及中央花纹块小片BP2的双方形成凹部11。在这样的实施方式中，与图3所示的方式相比，因为可以用相同条数的刀槽而使更多的第二边缘E2接地于路面，所以能够提高冰上制动性能等。

此外作为另一实施方式，如图8所示，也可以在花纹块B上设置沿轮胎轴向横切并延伸的三条以上(本例中为四条)的刀槽S。另外，在本实施方式中，在五个花纹块小片BP中，除了位于中心的花纹块小片BP以外，均形成凹部11。这样，通过增加刀槽S及凹部11，就能够进一步增加边缘成分。而且，因为各花纹块小片BP的轮胎周向长度被设定为比图3的方式小，所以能够增大各自的轮胎周向变形量。由此，凹部11两侧的边缘，变得易于更可靠地接地，因而能够进一步提高冰上制动性能等。

另外，冰上性能主要是在胎面部2中央部的摩擦力发挥重要的作用。为此，在本实施方式中，在胎冠花纹块B1和第一胎肩花纹块B2a上设置凹部11。然而，如图9所示，也可以由在其轮胎周向的近似中心沿轮胎轴向横切的一条刀槽S，将第二胎肩花纹块B2b划分为两个花纹块小片BP，并在它们上形成凹部11。

以上，对本发明特别优选实施方式进行了详述，但本发明不限定于图示的实施方式，也能够变形为各种方式而实施。

实施例：

根据表1的规格试制具有图1的构成的尺寸11R22.5的载重用无防滑钉轮胎，并且对它们进行了各种性能等评价。各轮胎除了表1记载的参数以外均为相同的规格。

另外，在各测试轮胎安装于8.25×22.5的轮辋上之后，填充800kPa内压并安装于10吨载重的2-D车辆的前轮。而且，在一定装载荷重的状态下进行了以下的评价/测定。

新轮胎时及磨合行驶后的冰上性能：

在新轮胎时及在沥青路面进行了大约500km的磨合行驶后的各状态中，在气温处于-5℃的环境下的镜板状的冰路上，进行了与雪上性能同样的制动测试。其结果，以比较例1的制动距离为100的指数来表示，数值越大越好。

测试的结果等示于表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	实施例6	实施例7
											表示花纹块形状的图	图10	图3	图3	图3	图3	图3	图3	图3	图3	图3
细缝的条数(条/花纹块)	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2
											花纹块小片的个数(个/块)	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3
凹部的个数(个/块)	-	2	2	2	2	2	2	2	2	2
											凹部的轮胎径向的最大深度D1(mm)	-	0.3	2.0	0.5	1.0	1.5	1.0	1.0	1.0	1.0
凹部的轮胎周向的长度L1(mm)	-	0.3	2.0	0.5	1.0	1.5	1.0	1.0	1.0	1.0
											交叉角度θ2(度)	-	90	90	90	90	90	70	80	90	80
交叉角度θ3(度)	-	90	90	90	90	90	70	80	80	90
											中央花纹块小片的轮胎周向的长度LBc(mm)	4.5	4.5	4.5	4.5	4.5	4.5	4.5	4.5	4.5	4.5
外侧花纹块小片的轮胎周向的长度LBe(mm)	15	15	15	15	15	15	15	15	15	15
											比(LBc/LBe)	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
新轮胎时的冰上性能(指数)	100	110	100	120	130	120	110	120	125	125
											磨合行驶后的冰上性能(指数)	100	100	100	110	120	110	105	110	115	115

	实施例8	实施例9	实施例10	实施例11	实施例12	实施例13
							表示花纹块形状的图	图3	图3	图3	图6(a)	图7(a)	图8
细缝的条数(条/花纹块)	2	2	2	2	2	4
							花纹块小片的个数(个/块)	3	3	3	3	3	5
凹部的个数(个/块)	2	2	2	2	4	4
							凹部的轮胎径向的最大深度D1(mm)	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
凹部的轮胎周向的长度L1(mm)	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
							交叉角度θ2(度)	90	90	90	80	80	80
交叉角度θ3(度)	90	90	90	80	80	80
							中央花纹块小片的轮胎周向的长度LBc(mm)	3	6	7.5	4.5	4.5	-
外侧花纹块小片的轮胎周向的长度LBe(mm)	15	15	15	15	15	-
							比(LBc/LBe)	0.2	0.4	0.5	0.3	0.3	-
新轮胎时的冰上性能(指数)	115	115	110	120	135	120
							磨合行驶后的冰上性能(指数)	105	105	105	110	125	110

测试的结果，可以确认实施例的轮胎提高了新轮胎时的冰上性能，即使在磨合行驶后，也能够发挥本来的冰上性能。

Claims (6)

1.一种充气轮胎，其在胎面部具有多个花纹块，其中所述多个花纹块由在轮胎周向延伸的多条主沟和在与该主沟相交的方向延伸的多条横沟划分而成，其特征在于，

至少一个所述花纹块被在轮胎轴向横切该花纹块而延伸的至少两条刀槽划分为至少三个花纹块小片，

至少一个所述花纹块小片具有在刀槽整个长度且凹角状地切开该花纹决踏面与所述刀槽的角部的凹部，

其中在与所述刀槽成直角的花纹块截面中，所述凹部的轮胎径向的最大深度为0.5～1.5mm，并且所述凹部的轮胎周向的长度为0.5～1.5mm。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

所述花纹块由通过两条所述刀槽而形成于轮胎周向两外侧的外侧花纹块小片，和形成在该外侧花纹块小片之间的一个中央花纹块小片所构成，

所述凹部形成于各外侧花纹块小片。

3.根据权利要求2所述的充气轮胎，其特征在于，所述中央花纹决小片的轮胎周向的长度是所述外侧花纹块小片的轮胎周向的长度的0.2～0.5倍。

4.根据权利要求2或3所述的充气轮胎，其特征在于，所述外侧花纹块小片的轮胎轴向的宽度向所述中央花纹块小片渐增。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的充气轮胎，其特征在于，

在与所述刀槽成直角的花纹块截面中，所述凹部具有：纵面，其从花纹块踏面向轮胎径向内侧延伸；横面，其从该纵面的内边缘向花纹块小片的朝向刀槽侧的内壁面延伸，

所述横面向所述刀槽侧从轮胎径向内侧向外侧倾斜，并且该横面与所述内壁面的交叉角度在70度以上并且小于90度。

6.根据权利要求5所述的充气轮胎，其特征在于，所述凹部的所述纵面与花纹块踏面的交叉角度为70度～90度。

Images