CN101827716B - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种充气轮胎，其通过抑制花纹块的边缘部的向上变形使边缘效应完全发挥，而确保良好的制动性能。由多个中央花纹块(24)构成的花纹块列被设置在中央肋(16)的轮胎宽度方向的外侧，使周向细槽(18)配置在中央花纹块(24)和中央肋(16)之间。由多个肩侧花纹块(32)构成的花纹块列被设置在肩侧肋(26)的轮胎宽度方向的外侧，使周向浅槽(28)被配置在肩侧花纹块(32)和中肩侧肋(26)之间。当输入较大力或在干路面上时，在花纹块的横向花纹槽侧的边缘部归因于边缘部和路面之间的摩擦而向上变形的情况下，与中央花纹块(24)相邻的中央肋(16)及与肩侧花纹块(32)相邻的肩侧肋(26)工作，以分别抑制中央花纹块(24)的变形和肩侧花纹块(32)的变形。结果，抑制各花纹块的横向花纹槽侧的边缘部的向上变形，由此当输入较大力或在干路面上时能够发挥足够的制动性能。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎，特别涉及一种能够通过边缘效应(edge effect)确保良好制动性能的充气轮胎。
背景技术
传统的充气轮胎具有如下结构：通过在胎面内配置多个周向主槽以及大致沿宽度方向延伸的横向花纹槽(lug groove)来形成多个花纹块，以产生边缘效应，确保良好制动性能(例如，参见日本特开平09-328003号公报)。
发明内容
发明要解决的问题
然而，在采用如上所述的这种槽配置的充气轮胎中，存在的问题是，尽管充气轮胎的花纹块边缘在如湿路面等具有较低摩擦系数的所谓的“低μ路面”上有效地工作以充分发挥制动性能，但是，当输入较大力或在干路面上时，由于花纹块的蹬出侧(trailing side)的横向花纹槽边缘部和路面之间的摩擦，花纹块的蹬出侧的横向花纹槽边缘部向上或者朝着径向内侧方向变形(下文中将这种边缘部的变形称为“向上变形”)，由此不能以令人满意的方式确保制动性能。
做出本发明以解决上述问题。本发明的目的是提供一种充气轮胎，该充气轮胎通过抑制花纹块的边缘部的向上变形完全发挥边缘效应，而能够确保良好的制动性能。本发明的另一个目的是提供能够降低滚动阻力的充气轮胎。
用于解决问题的方案
在本发明的第一方面中，一种充气轮胎，该充气轮胎在胎面中包括多个周向主槽和多个横向花纹槽，多个周向主槽沿轮胎周向延伸，多个横向花纹槽被设置在两个相邻周向主槽之间的接地部列中以及各最外侧周向主槽和胎面的与各最外侧周向主槽对应的接地端之间的接地部列中，各横向花纹槽沿与周向主槽交叉的方向延伸，充气轮胎包括：周向浅槽，该周向浅槽以邻近一种周向主槽的方式被设置于一种接地部列内，并且该周向浅槽比一种周向主槽浅；肋，该肋在一种周向主槽和周向浅槽之间形成于一种接地部列中，并且该肋沿轮胎周向延伸；其中，一种接地部列的除肋之外的剩余部分被构造成由多个花纹块构成的花纹块列。
根据本发明的第一方面的充气轮胎，与在传统充气轮胎中一样，花纹块的蹬出侧的横向花纹槽的边缘在如湿路面等低μ路面上有效工作，由此当在轮胎周向上输入力时，如进行制动操作时，能够发挥令人满意的制动性能。
另一方面，当输入较大力或在干路面上时，存在花纹块的横向花纹槽侧的边缘部归因于边缘部和路面之间的摩擦而向上变形的情况。然而，由于沿轮胎周向延伸的肋均被设置成通过周向浅槽与由多个花纹块构成的花纹块列相邻，该周向浅槽比周向主槽浅，这些肋工作以抑制花纹块的变形，当输入较大力或在干路面上时，可以抑制花纹块的横向花纹槽侧的边缘部的向上变形，并且发挥令人满意的制动性能。
此外，当对胎面输入沿轮胎宽度方向的力时，花纹块趋于沿轮胎宽度方向变形。然而，如上，均与花纹块相邻的肋抑制花纹块的沿轮胎宽度方向的这种变形。因此，减小归因于构成花纹块的橡胶的内部摩擦的发热，并且能够降低轮胎的滚动阻力，还有助于降低车辆的燃料消耗率。
根据本发明的第一方面的充气轮胎，即使急加速时也能抑制花纹块的横向花纹槽侧的边缘部的向上变形。
在本发明的第二方面中，一种充气轮胎，该充气轮胎在胎面中包括多个周向主槽和多个横向花纹槽，多个周向主槽沿轮胎周向延伸，多个横向花纹槽被设置在两个相邻周向主槽之间的接地部列中以及各最外侧周向主槽和胎面的与各最外侧周向主槽对应的接地端之间的接地部列中，各横向花纹槽沿与周向主槽交叉的方向延伸，充气轮胎包括：周向细槽，该周向细槽以邻近一种周向主槽的方式被设置于一种接地部列内，并且该周向细槽比一种周向主槽窄；肋，该肋在一种周向主槽和周向细槽之间形成于一种接地部列中，并且该肋沿轮胎周向延伸；其中，一种接地部列的除肋之外的剩余部分被构造成由多个花纹块构成的花纹块列，以及周向细槽的槽宽度被设定成使得：在花纹块和肋与地面接触并且压缩变形的状态下，花纹块列的各花纹块的侧面与肋的侧面接触。
根据本发明的第二方面的充气轮胎，与在传统充气轮胎中一样，花纹块的横向花纹槽侧的边缘在如湿路面等低μ路面上有效工作，由此当在轮胎周向上输入力时，如进行制动操作时，能够发挥令人满意的制动性能。
另一方面，当输入较大力或在干路面上时，存在花纹块的横向花纹槽侧的边缘部归因于边缘部和路面之间的摩擦而向上变形的情况。然而，当使花纹块和肋与地面接触时，花纹块和肋压缩变形，使得花纹块的侧面和肋的侧面彼此接触，由此肋工作以抑制花纹块的变形。结果，当输入较大力或在干路面上时，能够抑制花纹块的横向花纹槽侧的边缘部的向上变形，并且能够发挥令人满意的制动性能。
此外，当对胎面输入沿轮胎宽度方向的力时，花纹块趋于沿轮胎的宽度方向变形。然而，如上，均与花纹块相邻的肋抑制花纹块的沿轮胎宽度方向的这种变形。因此，减小归因于构成花纹块的橡胶的内部摩擦的发热，并且能够降低轮胎的滚动阻力，还有助于降低车辆的燃料消耗率。
根据本发明的第二方面的充气轮胎，即使急加速时也能抑制花纹块的横向花纹槽侧的边缘部的向上变形
在本发明的第三方面中，第一或第二方面的充气轮胎的特征在于，各横向花纹槽与轮胎宽度方向形成的角度不小于45°。
根据第三方面的轮胎，由于在胎面的平面图中各横向花纹槽与轮胎宽度方向形成的角度被设定成不小于45°，使制动时等施加在由横向花纹槽划分的花纹块的横向花纹槽侧的边缘上的与该边缘垂直的力较小。结果，能够进一步抑制花纹块的横向花纹槽侧的边缘部的向上变形，由此提高制动性能。
各横向花纹槽与轮胎宽度方向形成的角度的上限优选是70°。在各横向花纹槽与轮胎宽度方向形成的角度超过70°的情况下，花纹块的刚性降低，由此导致驱动稳定性、偏磨损等恶化。
发明的效果
如上所述，本发明的具有上述结构的第一或第二方面的充气轮胎在抑制花纹块的边缘部的向上变形以及使边缘效应完全发挥而确保良好制动性能方面具有优异效果。
此外，第一或第二方面的充气轮胎在抑制花纹块的变形方面具有优异效果，由此能够降低轮胎的滚动阻力，且由此有助于降低车辆的燃料消耗率。
本发明的具有上述结构的第三方面的充气轮胎在进一步提高制动性能方面具有优异效果。
附图说明
图1的(A)是根据本发明的一个实施方式的充气轮胎的胎面的平面图。
图1的(B)是示出胎面的沿轮胎的转动轴线截取的外轮廓的截面图。
图2是周向浅槽的截面图。
图3是传统充气轮胎的胎面的平面图。
附图标记说明
10充气轮胎
12胎面
14第一周向主槽
16中央肋
18周向细槽
20第二周向槽
22中央横向花纹槽
24中央花纹块
26肩侧肋(shoulder rib)
28周向浅槽
30肩侧横向花纹槽
32肩侧花纹块
具体实施方式
下文，将参照附图对本发明的一个实施方式的示例进行详细说明。
如图1所示，该实施方式的充气轮胎10的胎面12具有第一周向主槽14，该第一周向主槽14以沿周向延伸的方式被设置于轮胎赤道面CL。沿轮胎周向连续延伸的中央肋16被设置于位于第一周向主槽14的轮胎宽度方向的两侧的各接地部列内。
图1中的附图标记12E表示胎面12的接地端。
接地端12E表示如下情况的接地端：充气轮胎10与在“JATMA YEAR BOOK”(日本汽车轮胎制造者协会年鉴)(日本汽车轮胎制造者协会的标准，2007年版)中规定的标准轮辋装配在一起，并且通过以与“JATMA YEAR BOOK”中的适用尺寸帘布层级中的最大负荷能力(在内压-负荷能力对应表中以黑字表示的负荷)对应的100％气压(最大气压)相同的内压对轮胎充气而对轮胎施加最大负荷能力。
在使用或制造轮胎的地方适用TRA标准或ETRTO标准的情况下，应当相应地使用适当的标准。
沿轮胎周向延伸的周向细槽18形成于各中央肋16的轮胎宽度方向的外侧。此外，沿轮胎周向延伸的第二周向主槽20形成于各周向细槽18的轮胎宽度方向的外侧。
通过提供多个中央横向花纹槽22，由多个中央花纹块24构成的花纹块列形成在各周向细槽18和对应的第二周向主槽20之间，所述多个中央横向花纹槽22开口到周向细槽18和第二周向主槽20两者并且相对于轮胎宽度方向倾斜地延伸。第一周向主槽14、第二周向主槽20和中央横向花纹槽22在胎面12内深度最深，从而确保良好的排水特性，第一周向主槽14、第二周向主槽20和中央横向花纹槽22的槽宽度分别被设定成使得能够在胎面与地面接触时不闭合。
周向细槽18的槽宽度比第一周向主槽14和第二周向主槽20的槽宽度窄。周向细槽18的槽宽度被设定成使得，在轮胎在其上施加有负荷且转动时，在胎面12与地面接触且中央肋16与中央花纹块24分别被压缩变形的状态下，中央肋16的侧面与中央花纹块24的侧面接触。该实施方式的周向细槽18的槽宽度从槽底部到其胎面侧的槽开口部大致恒定。周向细槽18的槽宽度优选不大于1.0mm。周向细槽18的深度优选被设定在第一周向主槽14和第二周向主槽20的槽深度的50～100％的范围内。
中央横向花纹槽22相对于轮胎宽度方向的倾斜角θ优选被设定在45°～70°的范围内。
沿轮胎周向连续延伸的肩侧肋26被设置于各第二周向主槽20的轮胎宽度方向外侧的接地部列中。沿轮胎周向延伸的周向浅槽28形成于各肩侧肋26的轮胎宽度方向的外侧。
如图1的(B)所示，周向浅槽28的槽深度被设定成比第一周向主槽14和第二周向主槽20的槽深度浅。周向浅槽28的槽深度优选被设定在第一周向主槽14和第二周向主槽20的槽深度的20～50％的范围内。
如图1的(A)所示，通过设置从周向浅槽28朝向轮胎宽度方向的外侧延伸且在轮胎周向上彼此间隔的多个肩侧横向花纹槽30，在各周向浅槽28的轮胎宽度方向外侧形成由多个肩侧花纹块32构成的花纹块列。
如图2所示，该实施方式的周向浅槽28的截面为大致V字形状。肩侧肋26侧的槽壁面28A与胎面表面12A形成的角度θ1接近直角，肩侧花纹块32侧的槽壁面28B被设计成使得槽壁面28B与胎面表面12A形成的角度θ2比槽壁面28A的角度θ1小。
刀槽花纹(sipe)34以如下方式形成于各中央花纹块24的轮胎周向的中间部：刀槽花纹34以与中央横向花纹槽22相同的倾斜方向延伸完全横切花纹块24。此外，比第一周向主槽14和第二周向主槽20浅的刀槽花纹36以刀槽花纹36之间在轮胎周向上存在间隔的方式形成于各肩侧肋26，使得刀槽花纹36延伸完全横切肩侧肋26。更进一步地，与肩侧横向花纹槽30大致平行的刀槽花纹38在各肩侧花纹块32的轮胎周向的中间部(例如，中央部)形成于各肩侧花纹块32。
在本发明中，“刀槽花纹”是指在胎面与地面接触时槽闭合且槽的槽宽度变为零的槽。
效果
接着，将对该实施方式的充气轮胎10的效果进行说明。根据该实施方式的充气轮胎10，与传统的充气轮胎一样，中央花纹块24的横向花纹槽侧的边缘和肩侧花纹块32的横向花纹槽侧的边缘在如湿路面等低μ路面上有效地工作，由此可以发挥令人满意的制动性能。
另一方面，当输入较大力或在干路面上时，可能出现如下情况：花纹块的横向花纹槽侧的边缘部归因于边缘部和路面之间的摩擦而向上变形。然而，在这些情况下，中央花纹块24与对应的中央肋16相邻，肩侧花纹块32与对应的肩侧肋26相邻，使得中央肋16工作，以抑制对应的中央花纹块24的变形，且肩侧肋26工作，以抑制肩侧花纹块32的变形，由此能够抑制花纹块的横向花纹槽侧的边缘部的向上变形，在输入较大力或在干路面上时能够发挥令人满意的制动性能。
此外，由于各中央横向花纹槽22相对于轮胎宽度方向的倾斜角θ被设定在45°～70°的范围内，因此使与由横向花纹槽22划分的中央花纹块24的横向花纹槽侧的边缘垂直的力较小，其中，该力在制动时等情况下被施加到这些边缘(例如，制动时的输入力等)，由此能够进一步抑制花纹块的横向花纹槽侧的边缘部的向上变形且提高制动性能。
在由各中央横向花纹槽22与轮胎宽度方向形成的倾斜角θ小于45°的情况下，很难提高制动性能。
在由各中央横向花纹槽22与轮胎宽度方向形成的倾斜角θ大于70°的情况下，中央花纹块24的刚性下降，由此可能导致驱动稳定性、偏磨损等恶化。
此外，当对胎面12输入轮胎宽度方向的力时，例如在转弯时，输入的力在车辆的转向半径方向的外侧的肩侧花纹块32处最大，由此该肩侧花纹块32趋于在轮胎宽度方向的内侧(即，轮胎赤道面侧)变形。然而，在轮胎宽度方向的内侧与肩侧花纹块32相邻的肩侧肋26抑制肩侧花纹块32朝向轮胎宽度方向的内侧的变形，由此减小归因于构成肩侧花纹块32的橡胶的内部摩擦的发热，且可以减小轮胎的滚动阻力，有助于降低车辆的燃料消耗率。
更进一步地，在靠近胎面中央侧配置的中央花纹块24内，中央肋16抑制中央花纹块24的轮胎宽度方向的变形，由此可以减小中央花纹块24的发热，有助于降低车辆的燃料消耗率。
更进一步地，根据该实施方式的充气轮胎10，还能够抑制在急加速时中央花纹块24的踏入侧和肩侧花纹块32的踏入侧的横向花纹槽侧边缘部的向上变形。
其它实施方式
尽管在前述实施方式中周向浅槽28的截面为大致V字形状，但是只要肩侧肋26能够抑制肩侧花纹块32的变形，周向浅槽28的截面形状可以是V字形状之外的其它形状。
实施例
为了确认本发明的效果，制备传统充气轮胎和本发明适用的根据本发明的上述实施方式的充气轮胎作为试验轮胎。测试或测量各试验轮胎在湿路面上的制动性能、干路面上的制动性能以及滚动阻力。
测试/测量的结果在表1中示出。
根据本发明的实施方式的充气轮胎(下文中将称为实施例轮胎)是具有上述实施方式中说明的胎面花纹的充气轮胎。
传统充气轮胎是具有如图3所示的胎面花纹的充气轮胎。
在图3中，附图标记100表示胎面，附图标记102和104均表示周向主槽，附图标记106、108和110均表示横向花纹槽，附图标记112和114均表示花纹块，附图标记116和118均表示刀槽花纹。周向主槽102、104的槽深度和槽宽度与本发明的实施方式的周向主槽的槽深度和槽宽度相同。
各试验轮胎均为规格为195/65R15的夏季用轮胎。各试验轮胎均与轮辋宽度为6J-15的轮辋装配在一起、安装在日本轿车式乘用车(Japanese sedan-type passenger car)上，充气达到(驾驶员体重为+600N的)负荷条件下车辆的指定内压，并且进行试验。
在制动性试验中，在ABS功能起作用的状态下测量从100km/h的减速度。
为了评价，各试验轮胎的减速度被表示为相对于在车辆上安装传统充气轮胎的情况下的减速度的指数值的形式，传统充气轮胎的减速度被表示为100。指数值越大表示减速度越大，表示制动性能越好。
此外，当各试验轮胎在如上所述的相同的条件下转动时，由试验者测量的滚动阻力作为滚动阻力。
为了评价，各试验轮胎的滚动阻力值的倒数被表示为相对于传统充气轮胎的滚动阻力的倒数的指数值的形式，传统充气轮胎的滚动阻力的倒数被表示为100。指数值越大表示滚动阻力越小。
表1
  传统充气轮胎   实施例充气轮胎
  制动性能(湿路面)   100   101
  制动性能(干路面)   100   105
  滚动阻力   100   105
从试验结果可以理解，本发明适用的实施例轮胎与传统充气轮胎相比呈现干路面上的制动性能的大幅改进和滚动阻力的大幅减小。

Claims (1)

1.一种充气轮胎，该充气轮胎在胎面结构中包括多个周向主槽和多个横向花纹槽，所述多个周向主槽沿轮胎周向延伸，所述多个横向花纹槽被设置在两个相邻周向主槽之间的接地部列中以及各最外侧周向主槽和胎面的与各最外侧周向主槽对应的接地端之间的接地部列中，各横向花纹槽沿与所述周向主槽交叉的方向延伸，所述充气轮胎包括：
周向浅槽，该周向浅槽以邻近一种周向主槽的方式被设置于一种接地部列内，并且该周向浅槽比所述一种周向主槽浅；
肋，该肋在所述一种周向主槽和所述周向浅槽之间形成于所述一种接地部列中，并且该肋沿轮胎周向延伸；
其中，所述一种接地部列的除所述肋之外的剩余部分被构造成由多个花纹块构成的花纹块列，
形成于所述一种周向主槽和与所述一种周向主槽对应的周向浅槽之间的各接地部列中的各肋均设置有比所述周向主槽浅的刀槽花纹，所述刀槽花纹之间在轮胎周向上存在间隔，并且所述刀槽花纹延伸完全横切所述肋，
所述周向浅槽的截面为V字形状。
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