CN102001265A - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种充气轮胎，能够不降低湿路性能并提高在干燥路面上转弯行驶时的抓地性。该充气轮胎在胎面部(2)设置有多条沟，所述沟包括胎肩横沟(6)，该胎肩横沟(6)的轮胎轴向的内端与轮胎赤道间隔胎面接地宽度的10～20％的距离，并且轮胎轴向的外端越过接地端向外侧延伸。在与胎肩横沟(6)的长边方向成直角的截面中，所述胎肩横沟的沟壁面(6b)的构成包括：基部(10)，其从沟底(6a)向胎面踏面侧延伸；倒角面(11)，其在所述基部(10)的轮胎径向外端(10e)与胎面踏面(2a)之间以圆弧状延伸并进行连接。所述倒角部(11)的曲率半径(R1)为4.0～10.0mm。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及通过改善设置在胎面部的胎肩横沟的边缘部分的截面形状，来获得不降低湿路性能而能够提高在干燥路面上转弯行驶时的抓地性的充气轮胎。

背景技术

在为汽车障碍赛或环形路线行驶用途所制造的充气轮胎中，与一般的轿车用充气轮胎相比较要求具有高速下的操纵稳定性能。特别是，在汽车障碍赛中，由于行驶路上有很多弯道，因此特别重视转弯时的抓地性。为了提高转弯时的抓地性，通过减少在充气轮胎的胎面部形成的沟的容积来提高陆地比即可。

然而，如果将陆地比设定得较高，则存在引起湿路性能降低的问题。这样，在干燥路面转弯下的抓地性和湿路性能就是二律背反的事情，因此要两者兼顾是非常困难的。相关技术如下。

专利文献1：日本特开2002-144819号公报

发明内容

本发明是鉴于以上的问题点而做出的，其目的主要在于，提供一种充气轮胎，其以由从沟底向胎面踏面侧延伸的基部、和在该基部与胎面踏面之间以圆弧状延伸进行连接的倒角部来构成设置于胎面部的胎肩横沟的沟壁面为基本，从而获得不降低湿路性能并提高在干燥路面上转弯行驶时的抓地性的充气轮胎。

本发明中技术方案1所述的发明是一种充气轮胎，是在胎面部设置有多条沟的充气轮胎，其特征在于，所述沟包括胎肩横沟，上述胎肩横沟的轮胎轴向的内端与轮胎赤道间隔胎面接地宽度的10～20％的距离，并且轮胎轴向的外端越过接地端向外侧延伸，在与所述胎肩横沟的长边方向成直角的截面中，所述胎肩横沟的沟壁面包括：基部，其从沟底向胎面踏面侧延伸；倒角面，其在所述基部的轮胎径向外端与胎面踏面之间以圆弧状延伸并进行连接，所述倒角部的曲率半径为4.0～10.0mm。

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，所述胎肩横沟以未与其他沟连通的方式延伸。

另外，技术方案3所述的发明是在技术方案1或2所述的充气轮胎的基础上，所述胎肩横沟相对于轮胎周向以30～90度的角度倾斜，并且该角度从所述内端侧朝向所述外端侧渐增。

另外，技术方案4所述的发明是在技术方案1至3中任意一项所述的充气轮胎的基础上，在所述胎面部的从轮胎赤道到比胎面接地宽度的15％还靠外侧的区域内，仅设置相对于轮胎周向以30度以上的角度倾斜的横沟。

另外，技术方案5所述的发明是在技术方案1至4中任意一项所述的充气轮胎的基础上，所述胎肩横沟的倒角部的曲率半径从所述内端侧朝向外端侧渐增。

另外，技术方案6所述的发明是在技术方案1至5中任意一项所述的充气轮胎的基础上，所述胎肩横沟的所述倒角部的轮胎径向的深度为2.0～6.0mm。

本发明的充气轮胎，在胎面部形成胎肩横沟，该胎肩横沟的轮胎轴向的内端与轮胎赤道间隔胎面接地宽度的10～20％的距离，并且轮胎轴向的外端越过接地端向外侧延伸，这样，通过使胎肩横沟的外端延伸到转弯时接地的接地端的外侧区域，因此即使在湿路上转弯时也能够获得排水效果。因此，能够提高在湿路上转弯时的抓地性从而发挥较高的操纵稳定性能。

另外，胎肩横沟的沟壁面在与其长边方向成直角的截面中，其构成包括：基部，其从沟底向胎面踏面侧延伸；倒角部，其在上述基部的轮胎径向外端与胎面踏面之间以圆弧状延伸并进行连接，倒角部的曲率半径被限定为4.0～10.0mm。这样的胎肩横沟在干燥路面上转弯时，随着作用于胎肩区域的接地压的增大使上述倒角部接地，从而能够增加胎肩区域的接地面积。因此，提高在干燥路面上转弯行驶时的抓地性。另外，由于借助倒角部增大了沟容积，因此也不会牺牲在湿路面上的排水性。

如上所述，本发明的充气轮胎，能够不降低湿路性能并提高在干燥路面上转弯行驶时的抓地性。

附图说明

图1是表示本发明的充气轮胎的胎面部的展开图。

图2是图1的局部放大图。

图3是图1的A-A截面图。

图4是与胎肩横沟的长边方向成直角的截面图。

图5(a)至(c)分别是图1的a-a截面图、b-b截面图以及c-c截面图。

图6是与胎冠沟的长边方向成直角的截面图。

图7是表示本发明的另一实施方式的与胎肩横沟的长边方向成直角的截面图。

图8是表示比较例和实施例的与胎肩横沟的长边方向成直角的截面图。

附图标记说明：1...充气轮胎；2...胎面部；2a...胎面踏面；3...沟；5...胎冠沟；6...胎肩横沟；6a...沟底；6b...沟壁面；10...基部；10e...外端；11...倒角部。

具体实施方式

以下，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(未图示出整体)的胎面部2的展开图。如图1所示，本实施方式的充气轮胎1，是指定了转动方向N的汽车障碍赛或者赛车等竞技用的轿车用充气轮胎。这里，上述转动方向N例如是在胎侧部(省略图示)等通过文字和/或绘制符号来表示的。

在上述胎面部2上形成有多条沟3。在本实施方式中，上述沟3由设置在轮胎赤道C侧的胎冠沟5、和设置在胎面部2的接地端Te侧的胎肩横沟6构成。各沟5、6分别沿轮胎周向间隔设置，并被设置成相互不连通。另外，在本实施方式的胎面部2上除了上述沟5、6以外未设置其他的沟。这样，本实施方式的胎面部2以较高的陆地比形成。

上述陆地比虽未特殊限定，然而过大的话，则降低排水性能易而使湿路性能变差，相反过小的话，作为竞技用轮胎则存在降低在干燥路面上的抓地性的倾向。根据这样的观点，陆地比优选为60％以上，更优选为65％以上，并且优选为75％以下，更优选为70％以下。这里，在本说明书中，陆地比是用陆地部分的接地合计面积与填满了胎面部2的所有沟的状态下测量的接地端Te、Te间的表面积之比来表示的。

另外，上述“胎面端”Te，是在组装于正规轮辋且填充了正规内压的无负荷的正规状态的轮胎上加载正规载荷，并以0度外倾角接地为平面时的在轮胎轴向最外侧接地的位置，将该接地端Te、Te间的轮胎轴向的距离作为胎面接地宽度。另外，轮胎各部分的尺寸等，在未作特殊说明的情况下，为上述正规状态下的值。

另外，上述“正规轮辋”，是在包括轮胎所依据的规格的规格体系中，按每一轮胎规定该规格的轮辋，例如，如果是JATMA，则为“标准轮辋”，如果是TRA，则为“Design Rim”，如果是ETRTO，则为“MeasuringRim”。

另外，上述“正规内压”，是按每一轮胎规定上述规格的空气压力，如果是JATMA，则为“最高空气压力”，如果是TRA，则为表“TIRELOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”所记载的最大值，如果是ETRTO，则为“INFLATION PRESSURE”，然而在轮胎为轿车用的情况下为180kPa。

此外，“正规载荷”，是按每一轮胎规定上述规格的载荷，如果是JATMA，则为“最大负荷能力”，如果是TRA，则为表“TIRE LOADLIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION ON PRESSURES”所记载的最大值，如果是ETRTO，则为“LOAD CAPACITY”。

如图2放大表示的那样，上述胎冠沟5形成为具有主部5a和副部5b的大致“ㄑ”字状，其中：上述主部5a是从位于轮胎轴向最内侧的内端5i朝向轮胎轴向外侧且与转动方向N反方向平滑地倾斜而延伸；上述副部5b是从上述内端5i朝向轮胎轴向外侧并与转动方向N相同方向倾斜(即，向与主部5a相反的方向倾斜)而延伸，长度小于上述主部5a。而且，构成这样的大致“ㄑ”字状的胎冠沟5不相互连通，而是沿轮胎周向间隔设置。这样的胎冠沟5能够利用接地压和轮胎的转动，使轮胎赤道附近的水膜经过主部5a和副部5b而有效地向轮胎轴向外侧排出。

为了有效地发挥上述作用，胎冠沟5的内端5i，例如优选设置在从轮胎赤道C到踏面接地宽度TW的10％以内的区域。同样地，胎冠沟5的轮胎轴向的最外端(即，主部5a的外端)5o，优选设置在与轮胎赤道C间隔踏面接地宽度TW的25～50％，更优选为30～45％的距离L1的位置上。

此外，为了确保胎面部2的花纹块刚性较高，并且提高轮胎赤道C附近的排水性，因此上述主部5a的相对于轮胎周向的角度θ1和上述副沟5b的相对于轮胎周向的角度θ2(均为锐角范围的角度)，分别优选为10～50度，更优选为20～40的范围。这里，在本实施方式中，主部5a的上述角度θ1朝向轮胎轴向外侧平滑地渐增。

而且，本实施方式的胎冠沟5不横切轮胎赤道C，而是配置在轮胎赤道C的两侧。由此，在接地压最高的轮胎赤道C上形成沿轮胎周向连续延伸的陆地部，从而可以确保胎面中央部的刚性。因此，实现操纵稳定性的提高。这里，为了进一步提高胎面赤道C的刚性，如本实施方式所示，优选为，使轮胎赤道C的一侧的胎面花纹和另一侧的胎面花纹，在轮胎周向的相位上以大致1/2间距错位。由此，能够可靠地防止胎冠沟5的内端5i彼此相对而降低轮胎赤道C附近的陆地部刚性。

在本实施方式中，上述胎肩横沟6由倾斜沟构成，该倾斜沟从位于轮胎轴向最内侧的内端6i朝向轮胎轴向外侧向并向与转动方向N反方向延伸倾斜。而且，各胎肩横沟6相互不连通且沿轮胎周向间隔设置。

上述胎肩横沟6的上述内端6i，设置在与轮胎赤道C间隔胎面接地宽度TW的10～20％的距离L2的位置上。即，在上述距离L2小于胎面接地宽度TW的10％的情况下，会降低胎面部2的轮胎赤道C侧的陆地部刚性，从而使操纵稳定性变差，因此不是优选的。相反，如果上述距离L2超过20％，则由于轮胎赤道C侧的排水不足而降低湿路性能，因此不能采用。上述距离L2特别优选为胎面接地宽度TW的12％以上，另外优选为18％以下。这里，在本实施方式中，上述内端6i设置在轮胎周向上相邻的胎冠沟5、5之间，更具体而言就是设置在胎冠沟5的副部5b的轮胎轴向的外侧附近。

此外，胎肩横沟6的轮胎轴向的外端6o越过接地端Te向外侧延伸。

另外，本实施方式的胎肩横沟6设置为，其轮胎轴向内侧部分与胎冠沟5重叠交错(over lap)。因此，被胎冠沟5引导到轮胎轴向外侧的水进一步被胎肩横沟6有效地向接地端Te的外侧排出。于是，本实施方式的胎面部2通过轮胎的转动，使胎冠沟5和胎肩横沟6相互协作，从而能够有效地将路面的水膜向接地端Te的外侧引导。

另外，如图2所示，优选地，胎肩横沟6相对于轮胎周向以30～90度的角度θ3倾斜。特别优选为，按照使上述角度θ3从内端6i侧朝向外端6o侧渐增的方式，胎肩横沟6由平滑地弯曲的圆弧状形成。由此，胎肩横沟6降低在其内端6i侧的排水阻力，并且能够确保接地端Te侧的陆地部的横向刚性。这里，上述角度θ3为沟中心线的切线与轮胎周向线所成的角度(对于上述角度θ1和θ2也同样)。

这里，优选地，在胎面部2的从轮胎赤道C到比胎面接地宽度TW的15％更靠外侧的胎肩区域Sh内，只设置相对于轮胎周向以30度以上的角度倾斜的横沟(在本实施方式中只设置胎肩横沟6)。由此，能够将胎肩区域Sh的横向刚性保持得较大，能够提高转弯时的接地性。

图2以及作为图1的A-A截面的图3中表示的胎冠沟5和胎肩横沟6的沟宽度W1和W2，虽未特殊限定，然而过小的话，则有可能降低排水性能，相反过大的话，则存在引起在干燥路面的抓地性降低，操纵稳定性能变差的倾向。根据这样的观点，上述沟宽度W1、W2优选为10mm以上，更优选为11mm以上，并且优选为16mm以下，更优选为15mm以下。同样地，胎冠沟5和胎肩横沟6的深度D1、D2优选为4mm以上，更优选为5mm以上，并且优选为7mm以下，更优选为6mm以下。

图4表示与胎肩横沟6的长边方向成直角的截面。该胎肩横沟6包括：平坦的沟底6s、和在其两端经由沟底圆弧部6c向轮胎径向外侧延伸的一对沟壁面6h。

上述沟底6s例如与胎面部2的胎面踏面2a大致平行地延伸。另外，上述沟底圆弧部6c的曲率半径R2优选为2～4mm。由此，能够缓和对基部10和沟底6s的连结部的应力集中，因此能够有效地抑制胎肩横沟6的沟底裂缝等。

上述沟壁面6h包括：基部10，其从沟底6s向胎面踏面2a侧以直线状延伸；倒角部11，其在上述基部10的轮胎径向外端10e与胎面踏面2a之间以圆弧状延伸并进行连接。这里，本实施方式的沟壁面6h形成为左右对称。

具有这样的截面形状的胎肩横沟6，因转弯时增加的胎肩侧的载荷而使倒角部11与路面接地，因而能够增加接地面积。由此，本实施方式的充气轮胎，能够在转弯时产生较大的抓地力，提高转弯行驶时的极限速度从而缩短行驶一圈的时间(lap time)。另外，倒角部11能够增大胎肩横沟6的沟容积，因此不会牺牲在湿路面上的排水性。

在此，如果上述倒角部11的曲率半径R1过小，则无法充分地获得上述转弯时的接地面积增加的作用。因此上述曲率半径R1至少需要在4.0mm以上，更优选为5mm以上，最优选为6mm以上。另一方面，如果倒角部11的曲率半径R1过大，则存在减少直行行驶时等在通常载荷时胎面部2的接地面积，因此存在降低抓地性的倾向。根据这样的观点，上述倒角部11的曲率半径R1优选为10.0mm以下，更优选为9mm以下，最优选为8mm以下。

上述基部10的延长线S与竖立于该基部10的外端10e的轮胎法线6N所成的沟壁角度α，优选为25度以上，更优选为30度以上。由此，能够提高胎肩横沟6的轮胎周向两侧的陆地部刚性，提高操纵稳定性。另一方面，如果上述沟壁角度α过大，则有可能增大在胎面踏面2a侧的沟宽度W2而使陆地比降低。根据这样的观点，上述沟壁角度α优选为40度以下，更优选为35度以下。

另外，如图4所示，在胎肩横沟6中，倒角部11的轮胎径向的深度Dm优选为2mm以上，更优选为3mm以上，并且优选为6mm以下，更优选为5mm以下。在上述倒角部11的深度Dm小于2mm的情况下，存在无法充分地增加转弯时的接地面积的倾向，相反如果超过6mm，则存在降低直行时的接地面积、有损抓地力的倾向。

另外，上述倒角部11的曲率半径R1可以恒定，然而图1和图5所示，特别优选如本实施方式那样，从内端6i侧朝向外端6o侧渐增。即，倒角部11的曲率半径满足R1a＞R1b＞R1c的关系。由此，在转弯时，因离心力而越靠接地端Te侧越作用大的荷载，因此与此对应通过越靠外侧越增大倒角部11的曲率半径R1，从而能够适宜地增加接地面积。另外，在直行行驶时，有助于保护接地压比较小的接地端Te侧的胎肩横沟6的边缘而免受不均匀磨损或缺损等损伤。

这里，对于胎冠沟5而言，由于被配置在比胎肩横沟6更靠轮胎赤道C侧，因此像胎冠横沟6那样承受转弯时的离心力产生的较大荷载的可能性较小。因此，对于胎冠沟5，可以任意地决定在其沟壁面上是否包括倒角部。然而，也可以在胎冠沟5中设置倒角部11。

图6表示与上述胎冠沟5的长边方向成直角的截面。该胎冠沟5包括：平坦的沟底5s、和在其两端经由沟底圆弧部5c向轮胎径向外侧延伸的一对沟壁面5h。

另外，沟壁面5h包括：基部12，其从沟底圆弧部5c以直线状向胎面踏面2a侧延伸；倒角部13，其在上述基部12的轮胎径向外端12e与胎面踏面2a之间以圆弧状延伸并进行连接。在设置有胎冠沟5的胎面中央区域内，由于接地压较大，因此如果增大上述倒角部13的曲率半径R3，则存在导致接地面积减小使直行行驶性能变差的倾向。根据这样的观点，胎冠沟5的倒角部13的曲率半径R3，优选为1mm以上，更优选为1.5mm以上，并且优选为3mm以下，更优选为2.5mm以下。

这里，上述实施方式的倒角部11在基部10的外端10e与胎面踏面2a的连接部6e内，是以使基部10以及胎面踏面2a与倒角部11连接的方式形成的，然而不限于这样方式。即，如图7所示，在与胎肩横沟6的长边方向成直角的截面中，基部10也可以不是倒角部11的切线。这样，由于能够增大陆地比，因而能够增大直行时的抓地力。因此，提高直行时的操纵稳定性能。

以上，虽然对本发明的特别是优选实施方式进行了详细说明，然而本发明不限定于图示的实施方式，也能够变形为各种方式来实施。

实施例：

基于图8和表1的规格形成以图1表示的胎面花纹为基本花纹的轮胎尺寸245/40R18的充气轮胎，并且分别对各测试轮胎在汽车障碍赛路线上的越野时间、外观磨损进行了测试比较。比较例1、2以及实施例1至5的胎肩横沟为图8中用实线表示的截面形状。另外，使比较例1的沟壁面固定不变只改变倒角部的曲率半径(由此比较例2和实施例1至5的沟宽度也改变)。比较例1的规格如下。

胎面接地宽度TW：240mm

胎冠沟的沟宽度W1：12mm

胎冠沟的沟深度D1：5.5mm

胎冠沟的主部的角度θ1：20～50度

胎冠沟的副部的角度θ2：25～30度

胎冠沟的外端的距离L1/TW：38％

胎肩横沟的内端的距离L2/TW：15％

胎肩横沟的沟宽度(R1＝2mm)W2：12mm

胎肩横沟的沟深度D2：5.5mm

胎肩横沟的角度θ3：35～90度

胎肩横沟的沟壁角度α：32度

胎冠沟和胎肩横沟的沟底圆弧部的曲率半径R2：2mm

胎冠沟的倒角部的曲率半径R3：2mm

陆地比(R1＝2mm)：74％

另外，测试方法如下。

越野时间：

将测试轮胎以轮辋8JJ×17和内压200kPa的条件安装于排气量2000cc的四轮驱动的日本产轿车的所有轮上，并在JAF公认的汽车障碍赛路线上(一圈大约1.5km)行驶，并在干燥路面和湿路面的计时挑战各进行7次，测量了最快越野时间。评价是通过以比较例1的越野时间的倒数为100的指数进行了评价。数值越大越优越。

外观磨损：

用肉眼观察包括上述计时挑战在内，在汽车障碍赛路线上行驶了10圈后的轮胎的磨损状态，以比较例1为基准(3分)，进行了最高分为5分的5阶段评价。

测试结果表示于表1。

(表1)

测试的结果可以确认，实施例的轮胎不仅不降低湿路性能，而且提高在干燥路面上转弯行驶时的抓地性。

Claims (6)

1.一种充气轮胎，是在胎面部设置有多条沟的充气轮胎，其特征在于，

所述沟包括胎肩横沟，

所述胎肩横沟的轮胎轴向的内端与轮胎赤道间隔胎面接地宽度的10～20％的距离，并且轮胎轴向的外端越过接地端向外侧延伸，

在与所述胎肩横沟的长边方向成直角的截面中，所述胎肩横沟的沟壁面包括：

基部，其从沟底向胎面踏面侧延伸；

倒角面，其在所述基部的轮胎径向外端与胎面踏面之间以圆弧状延伸并进行连接，

所述倒角部的曲率半径为4.0～10.0mm。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中所述胎肩横沟以未与其他沟连通的方式延伸。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中

所述胎肩横沟相对于轮胎周向以30～90度的角度倾斜，并且该角度从所述内端侧朝向所述外端侧渐增。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的充气轮胎，其中

在所述胎面部的从轮胎赤道到比胎面接地宽度的15％还靠外侧的区域内，仅设置相对于轮胎周向以30度以上的角度倾斜的横沟。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的充气轮胎，其中所述胎肩横沟的倒角部的曲率半径从所述内端侧朝向外端侧渐增。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的充气轮胎，其中所述胎肩横沟的所述倒角部的轮胎径向的深度为2.0～6.0mm。

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