CN102133841A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明目的在于提供一种采用节距不均匀构造的充气轮胎，可在维持均匀性的同时，提高驾驶稳定性。一种充气轮胎(1)，在胎面部(2)具有包括沿轮胎周向设置的竖槽以及与该竖槽交叉设置的横槽(24)的环岸部(23)，在轮胎周向上多节距P1、P2、P3配置横槽(24)，其中，在胎面部(2)的胎肩区域，节距越小，相对于本身的节距体积的横槽(24)体积比率越大，且在胎面部(2)的中央区域，节距越小，相对于本身的节距体积的横槽(24)体积比率越小。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎，其在采用节距不均匀构造的充气轮胎中，对驾驶稳定性及均匀性进行改善。
背景技术
有些充气轮胎在胎面部具有胎面花纹，该胎面花纹包括周向设置的竖槽以及与该竖槽交叉设置的横槽。在这种充气轮胎中，通过采用在轮胎周向上多节距配置横槽的节距不均匀构造，可将轮胎周向的节距噪音分散至较宽的频率，从而提高噪音特性。
过去，例如专利文献1中，揭示了一种采用节距不均匀构造的充气轮胎，为改善均匀性(充气轮胎的均一性，会导致方向盘及车辆产生振动)，对横槽的槽截面积进行调整，在轮胎周向上使相对于轮胎径向的胎面部刚性获得均一化。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】日本专利特开2004-210133号公报
发明内容
发明拟解决的问题
上述专利文献1中，胎面部的刚性取决于轮胎成型时硫化橡胶的注入量，在专利文献1所记载的充气轮胎中，对该注入量进行了均一化。因此，在较小节距部分，由于要调整注入量，使得横槽的体积变大，从而胎面部中由竖槽和横槽构成的环岸部刚性容易降低。靠近轮胎赤道面的中央区域内环岸部刚性降低时，则容易导致驾驶稳定性下降。
本发明鉴于上述问题而开发完成，其目的在于提供一种充气轮胎，其在采用节距不均匀构造的充气轮胎中，可在维持均匀性的同时，提高驾驶稳定性。
发明内容
为解决上述课题，达成目的，本发明所述的充气轮胎在胎面部具有包括沿轮胎周向设置的竖槽以及与该竖槽交叉设置的横槽的环岸部，在轮胎周向上多节距配置所述横槽，其特征在于，在所述胎面部的胎肩区域，节距越小，相对于本身的节距体积的所述横槽体积比率越大，且在所述胎面部的中央区域，节距越小，相对于本身的节距体积的所述横槽体积比率越小。
利用该充气轮胎，在胎面部的胎肩区域，节距越小，相对于本身的节距体积的横槽体积比率越大，因此与横槽体积固定不变、采用节距不均匀构造的情形相比，越是环岸部体积小的小节距，横槽的体积比率越大，所以轮胎成型时的硫化橡胶注入量在各节距(周向)得以均一化。由此，在胎肩区域，可对会导致方向盘及车辆产生振动的均匀性加以改善。另一方面，该充气轮胎中，在胎面部的中央区域，节距越小，相对于本身的节距体积的横槽体积比率越小。因此，与横槽体积固定不变、采用节距不均匀构造的情形相比，越是环岸部体积小的小节距，横槽的体积比率越小，所以环岸部的刚性在各节距(周向)得以均一化。由此，在中央区域，不再有环岸部刚性极低的部分，从而可改善驾驶稳定性。因此，可在维持均匀性的同时，提高驾驶稳定性。
此外，对于本发明所述的充气轮胎，可通过改变所述横槽的槽宽设置所述横槽的体积比率。
对于该充气轮胎，上述构造可获得上述效果。
此外，对于本发明所述的充气轮胎，可通过改变所述横槽的槽壁角度设置所述横槽的体积比率。
利用该充气轮胎，上述构造可获得上述效果。
此外，对于本发明所述的充气轮胎，可通过改变所述横槽的槽深设置所述横槽的体积比率。
利用该充气轮胎，上述构造可获得上述效果。
发明的效果
本发明所述的充气轮胎采用节距不均匀构造，可在维持均匀性的同时，提高驾驶稳定性。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的充气轮胎的平面图。
图2是图1所示横槽在轮胎周向上的简化剖面图。
图3是图1所示横槽在轮胎周向上的简化剖面图。
图4是图1所示横槽在轮胎周向上的简化剖面图。
图5是表示根据本发明各实例的充气轮胎的性能试验结果的图表。
具体实施方式
下面，依据附图对本发明实施例进行详细说明。但本发明并不仅限于该实施例。此外，该实施例的构成要素包含本领域技术人员能够且容易取代的内容或实质上相同的内容。此外，该实施例中记载的多个改进例可在本领域技术人员理解的范围内进行任意组合。
以下说明中，轮胎宽度方向是指与充气轮胎1旋转轴(未图示)平行的方向，轮胎宽度方向内侧是指在轮胎宽度方向上朝向轮胎赤道面(轮胎赤道线)C的一侧，轮胎宽度方向外侧是指在轮胎宽度方向上离开轮胎赤道面C的一侧。此外，轮胎周向是指以所述旋转轴为中心轴的圆周方向。此外，轮胎径向是指与所述旋转轴正交的方向，轮胎径向内侧是指在轮胎径向上朝向旋转轴的一侧，轮胎径向外侧是指在轮胎径向上离开旋转轴的一侧。轮胎赤道面C是指与充气轮胎1旋转轴正交，并且通过充气轮胎1中轮胎宽度中心的平面。轮胎赤道线是指在轮胎赤道面C上，沿充气轮胎1周向的线。本发明实施例中，轮胎赤道线与轮胎赤道面一样，以符号“C”表示。
本实施例所述的充气轮胎1适用于安装在普通乘用车上的轮胎。该充气轮胎1如图1所示，具有胎面部2。胎面部2由橡胶材料构成，在充气轮胎1的轮胎径向最外侧露出，其表面构成充气轮胎1的轮廓。该胎面部2的表面形成为胎面21，胎面21是装有充气轮胎1的车辆(未图示)行驶时与路面接触的面。
在胎面21上设有沿轮胎周向延伸的多根竖槽22。本实施例中的竖槽22，包含设置在胎面21上的4根周向主槽22a和2根周向细槽22b。然后，在胎面21上，由多根周向主槽22a形成多个沿轮胎周向延伸且与轮胎赤道线C平行的条状环岸部23。本实施例中的环岸部23以周向主槽22a为界，在胎面21上设有5根，具有：配置在轮胎赤道线C上的第一环岸部23a、配置在第一环岸部23a轮胎宽度方向外侧的第二环岸部23b、以及配置在第二环岸部23b轮胎宽度方向外侧即胎面21中轮胎宽度方向最外侧的第三环岸部23c。第二环岸部23b包含周向细槽22b。
在胎面21上，各环岸部23(23a、23b、23c)上设有与竖槽22(周向主槽22a)交叉的横槽24。设置在第一环岸部23a上的横槽24形成为：一端向周向主槽22a开口，另一端闭塞，且向轮胎宽度方向及轮胎周向倾斜的突起槽24a。该突起槽24a与其他突起槽24a夹轮胎赤道线C而对向，相互形成为倾斜方向相反。
此外，设置在第二环岸部23b上的横槽24形成为：一端向轮胎宽度方向外侧的周向主槽22a开口，另一端向周向细槽22b开口，且向轮胎宽度方向及轮胎周向倾斜并弯曲的倾斜槽24b。该倾斜槽24b与其他倾斜槽24b夹轮胎赤道线C而对向，相互形成为倾斜方向相反。
此外，设置在第三环岸部23c上的横槽24形成为：自胎面21的轮胎宽度方向最外端向轮胎宽度方向内侧弯曲延伸，且延伸端向周向主槽22a开口的第一圆弧槽24c；以及自胎面21的轮胎宽度方向最外端向轮胎宽度方向内侧弯曲延伸，且延伸端闭塞的第二圆弧槽24d。第一圆弧槽24c和第二圆弧槽24d在轮胎周向上交互配置。该第一圆弧槽24c及第二圆弧槽24d与其他第一圆弧槽24c及第二圆弧槽24d夹轮胎赤道线C而对向，相互形成为弯曲方向相反。
上述本实施例所述的充气轮胎1，采用在轮胎周向上多节距配置上述横槽24的节距不均匀构造。利用该节距不均匀构造，可将轮胎周向的节距噪音分散至较宽的频率，从而提高噪音特性。另外，关于节距的排列，可在轮胎周向上成周期性排列，也可任意配置。
然后，本实施例所述的充气轮胎1在节距不均匀构造中，设置了相对于节距体积的横槽24体积比率。节距体积是指含有横槽24的环岸部23体积，在轮胎周向上，是通过配置横槽24而由一个节距划分出的至轮胎径向最外侧带束层3的范围，在轮胎宽度方向上，是将构成环岸部23的周向主槽22a的槽壁面延伸至轮胎径向最外侧带束层3的范围。此外，横槽24的体积比率是指，节距体积中横槽24的槽内体积所占比例。
然后，将体积比率设为，在图1所示的胎面部2的胎肩区域Ws，节距越小，相对于本身的节距体积的横槽24体积比率越大，同时，在胎面部2的中央区域Wc，节距越小，相对于本身的节距体积的横槽24体积比率越小。此处，胎肩区域Ws是指，较展开宽度Wt(轮胎宽度方向上所述胎面21的两端间距)中央35[％]更位于轮胎宽度方向外侧的周向主槽22a的轮胎宽度方向外侧区域；中央区域Wc是指，较展开宽度Wt中央35[％]更位于轮胎宽度方向外侧的周向主槽22a的轮胎宽度方向内侧区域。
相对于节距体积的横槽24体积比率，是通过改变横槽24的槽宽(轮胎周向的槽开口尺寸)W、横槽24的槽壁角度(轮胎周向槽壁相对于胎面21法线的角度)θ、横槽24的槽深D中的至少一个进行设置。
图2表示横槽24的槽壁角度θ和槽深D固定不变，通过改变槽宽W来设置相对于节距体积的横槽24体积比率的示例。此外，图2(a)表示胎肩区域Ws的环岸部23，图2(b)表示中央区域Wc的环岸部23。此外，在图2中，将横槽24的轮胎周向中央显示为节距间隔，且从节距P1到节距P2、节距P3，节距逐渐变小。
即，如图2(a)所示，在胎面部2的胎肩区域Ws，节距越小，槽宽W越大，槽体积越大，从而相对于本身的节距体积的横槽24体积比率越大。另一方面，如图2(b)所示，在胎面部2的中央区域Wc，节距越小，槽宽W越小，槽体积越小，从而相对于本身的节距体积的横槽24体积比率越小。
图3表示横槽24的槽宽W和槽深D固定不变，通过改变槽壁角度θ来设置相对于节距体积的横槽24体积比率的示例。此外，图3(a)表示胎肩区域Ws的环岸部23，图3(b)表示中央区域Wc的环岸部23。此外，在图3中，将横槽24的轮胎周向中央显示为节距间隔，且从节距P1到节距P2、节距P3，节距逐渐变小。
即，如图3(a)所示，在胎面部2的胎肩区域Ws，节距越小，槽壁角度θ越小(即，横槽24的槽壁竖起)，槽体积越大，从而相对于本身的节距体积的横槽24体积比率越大。另一方面，如图3(b)所示，在胎面部2的中央区域Wc，节距越小，槽壁角度θ越大(即，横槽24的槽壁卧倒)，槽体积越小，从而相对于本身的节距体积的横槽24体积比率越小。
图4表示横槽24的槽宽W和槽壁角度θ固定不变，通过改变槽深D来设置相对于节距体积的横槽24体积比率的示例。此外，图4(a)表示胎肩区域Ws的环岸部23，图4(b)表示中央区域Wc的环岸部23。此外，在图4中，将横槽24的轮胎周向中央显示为节距间隔，且从节距P1到节距P2、节距P3，节距逐渐变小。
即，如图4(a)所示，在胎面部2的胎肩区域Ws，节距越小，槽深D越大(即，横槽24更深)，槽体积越大，从而相对于本身的节距体积的横槽24体积比率越大。另一方面，如图4(b)所示，在胎面部2的中央区域Wc，节距越小，槽深D越小(即，横槽24更浅)，槽体积越小，从而相对于本身的节距体积的横槽24体积比率越小。
如此，本实施例所述的充气轮胎1是，在胎面部2的胎肩区域Ws，节距越小，相对于本身的节距体积的横槽24体积比率越大。因此，与横槽24体积固定不变、采用节距不均匀构造的情形相比，越是环岸部23体积小的小节距，横槽24的体积比率越大，所以轮胎成型时的硫化橡胶注入量在各节距(周向)得以均一化。由此，在胎肩区域Ws，可对会导致方向盘及车辆产生振动的均匀性加以改善。
另一方面，本实施例所述的充气轮胎1是，在胎面部2的中央区域Wc，节距越小，相对于本身的节距体积的横槽24体积比率越小。因此，与横槽24体积固定不变、采用节距不均匀构造的情形相比，越是环岸部23体积小的小节距，横槽24的体积比率越小，所以环岸部23的刚性在各节距(周向)得以均一化。由此，在中央区域Wc，不再有环岸部23刚性极低的部分，从而可改善驾驶稳定性。
因此，利用本实施例所述的充气轮胎1，在胎面部2的胎肩区域Ws改善均匀性，在中央区域Wc改善驾驶稳定性，进行功能分工，从而在采用节距不均匀构造的充气轮胎1中，可在维持均匀性的同时，提高驾驶稳定性。
此外，本实施例所述的充气轮胎1中，优选将最小节距下相对于节距体积的横槽24体积比率与最大节距下相对于节距体积的横槽24体积比率的差(体积比率之差)设为0.5[％]～1.5[％]范围内。即，在胎肩区域Ws，将最小节距下相对于节距体积的横槽24体积比率减去最大节距下相对于节距体积的横槽24体积比率后的体积比率差设为0.5[％]～1.5[％]范围内；在中央区域Wc，将最大节距下相对于节距体积的横槽24体积比率减去最小节距下相对于节距体积的横槽24体积比率后的体积比率差设为0.5[％]～1.5[％]范围内。
如果胎肩区域Ws内的体积比率差低于0.5[％]，则轮胎成型时的硫化橡胶注入量在各节距(周向)将无法实现均一化，从而均匀性的改善效果较小。另一方面，如果胎肩区域Ws内的体积比率差超过1.5[％]，则小节距处的环岸部23刚性将下降，从而驾驶稳定性容易变差。此外，如果中央区域Wc内的体积比率差低于0.5[％]，则环岸部23的刚性在各节距(周向)将无法实现均一化，从而驾驶稳定性的改善效果较小。另一方面，如果中央区域Wc内的体积比率差超过1.5[％]，则小节距处的环岸部23刚性将无法充分提升，从而驾驶稳定性的改善效果较小。
实例
在本实例中，针对不同条件的多种充气轮胎，进行了与驾驶稳定性(初始响应)及均匀性相关的性能试验(参照图5)。
驾驶稳定性的评价方法为，将轮胎尺寸175/65R15的充气轮胎组装至正规轮辋(JATMA规定的“标准轮辋”、TRA规定的“Design Rim”或ETRTO规定的“Measuring Rim”)，填充气压(230[kPa])，并安装到试验车辆(日本产1.3升级别两厢乘用车)上。然后，使试验车辆以100[km/h]的速度在直线测试路线上行驶，针对驾驶稳定性，以常规例为基准，由驾驶人员通过感官对变更行驶车道时的初始响应性进行评估。此时，取5名驾驶人员的评估平均分作为评估分，并以基准为指数100进行表示，指数越高，驾驶稳定性越好，越理想。
此外，均匀性的评价方法为，将轮胎尺寸175/65R15的充气轮胎组装至正规轮辋(JATMA规定的“标准轮辋”、TRA规定的“Design Rim”或ETRTO规定的“Measuring Rim”)，填充气压(200[kPa])，加载负重(3.43[kN])，利用力变量测试机，测定基于JASO C607规格的径向力变量(RFV)。然后，针对径向力变量，以常规例为基准(100)，用指数进行表示，该指数在97以上，表示均匀性良好。
常规例的充气轮胎未采用节距不均匀构造，相同体积的横槽以固定节距设置。而实例1～实例8的充气轮胎采用了节距不均匀构造，设为在胎面部的胎肩区域，节距越小，相对于本身的节距体积的横槽体积比率越大，且在胎面部的中央区域，节距越小，相对于本身的节距体积的横槽体积比率越小。此外，在实例1～实例3以及实例5～实例7的充气轮胎中，将中央区域的体积比率差与胎肩区域的体积比率差设为规定范围内(0.5[％]～1.5[％])。
如图5试验结果所示，实例1～实例8的充气轮胎均可维持良好均匀性，且驾驶稳定性得到提高。
工业实用性
如上所述，本发明所述的充气轮胎采用节距不均匀构造，可在维持均匀性的同时，提高驾驶稳定性。
符号说明
1充气轮胎
2胎面部
21胎面
22竖槽
22a周向主槽
22b周向细槽
23环岸部
23a第一环岸部
23b第二环岸部
23c第三环岸部
24横槽
24a突起槽
24b倾斜槽
24c第一圆弧槽
24d第二圆弧槽
3带束层
C轮胎赤道面(轮胎赤道线)
P1、P2、P3节距
Wc中央区域
Ws胎肩区域
Wt展开宽度
W槽宽
θ槽壁角度
D槽深

Claims (4)

1.一种充气轮胎，在胎面部具有包括沿轮胎周向设置的竖槽以及与该竖槽交叉设置的横槽的环岸部，在轮胎周向上多节距配置所述横槽，其特征在于，
在所述胎面部的胎肩区域，节距越小，相对于本身的节距体积的所述横槽体积比率越大，且在所述胎面部的中央区域，节距越小，相对于本身的节距体积的所述横槽体积比率越小。
2.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，通过改变所述横槽的槽宽，设置所述横槽的体积比率。
3.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，通过改变所述横槽的槽壁角度，设置所述横槽的体积比率。
4.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，通过改变所述横槽的槽深，设置所述横槽的体积比率。
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