CN102189903B - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种充气轮胎，能够抑制泵浦声，并且能够减小撞击声和气柱共鸣声从而改善花纹噪声。由周向沟和横沟形成的花纹块通过横沟相对于轴向线以5～40度的角度(θ)倾斜，由此具备上述横沟和上述周向沟的交叉部呈锐角的锐角交叉部和呈钝角的钝角交叉部。在面向横沟的花纹块壁面中设置至少两条宽度为0.3～2.0mm的狭缝。将从上述锐角交叉部沿着花纹块边缘到最接近该锐角交叉部的锐角侧的狭缝的宽度中心的锐角侧长度(P2)设定为，大于从上述钝角交叉部沿着花纹块边缘到最接近该钝角交叉部的钝角侧的狭缝的宽度中心的钝角侧长度(P1)。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及具备由周向沟和横沟形成花纹块的所谓的块状花纹的充气轮胎，特别涉及减少花纹噪声的充气轮胎。
背景技术
在由沿轮胎周向延伸的周向沟和沿与该周向沟交叉的方向延伸的横沟而在胎面上形成有多个花纹块的所谓的块状花纹的轮胎中，存在以下问题：花纹块接地时，在先着地侧的花纹块端部敲击路面产生撞击声的同时由于撞击时的振动，周向沟内的空气被激励而产生气柱共鸣。
所以以往是通过在花纹块上采用柔软的橡胶来缓解花纹块端部敲击路面时的冲击，以设法降低上述撞击声。但是如果花纹块的橡胶过于柔软，则接地时花纹块的变形增大，由于横沟的压缩、开放而产生的泵浦声会变大，有时反而会导致花纹噪声变得更大。并且还有可能产生不均匀磨损。因此，受橡胶柔软化的限制很难充分地降低花纹噪声。其中花纹噪声是指包括例如上述撞击声、气柱共鸣声、泵浦声等所有由胎面花纹产生的噪声。
另外，作为降低撞击声的充气轮胎，在下述的专利文献1中提出了以下方案：如图5所示，在花纹块a面向横沟一侧的花纹块壁面as与胎面ts相交的棱线即花纹块边缘ae上形成大量凹或凸的非平坦部b。其中作为上述非平坦部b提出了凹状以及条沟状的方案。然而这样的形状虽然对撞击声有效，但却难以期待对周向沟的气柱共鸣声的效果，因此需要进一步研究。
专利文献1：日本特开2000-309207号公报
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够抑制泵浦声，并且能够减小撞击声和气柱共鸣声，从而改善花纹噪声的充气轮胎。
为了解决上述问题，本申请的技术方案1的发明是一种充气轮胎，通过在胎面上设置沿轮胎周向延伸的周向沟和沿与该周向沟交叉的方向延伸的横沟，由此在该胎面上形成多个花纹块，该充气轮胎的特征在于，
上述花纹块通过将上述横沟相对于轮胎轴向线以5～40度的角度θ倾斜，由此具备上述横沟与上述周向沟的交叉部呈锐角的锐角交叉部、和呈钝角的钝角交叉部，而且，
在面向上述花纹块的横沟的两侧的各花纹块壁面中，以隔开等间隔P的方式设置至少三条宽度为0.3～2.0mm的狭缝，并且
将从上述锐角交叉部沿着花纹块边缘到最接近该锐角交叉部的锐角侧的狭缝的宽度中心的锐角侧长度P2设定为，大于从上述钝角交叉部沿着花纹块边缘到最接近该钝角交叉部的钝角侧的狭缝的宽度中心的钝角侧长度P1。
另外，技术方案2的发明的特征在于，上述狭缝的沿轮胎周向的长度L为2.0～6.0mm。
另外，技术方案3的发明的特征在于，在上述花纹块壁面内相邻的狭缝的宽度中心间的沿着花纹块边缘的间隔P为上述花纹块边缘长度W的0.1～0.4倍的范围。
另外，技术方案4的发明的特征在于，上述间隔P为上述钝角侧长度P1以上且小于锐角侧长度P2。
另外，技术方案5的发明的特征在于，上述横沟的上述角度θ为25度以上。
在本发明中，首先使横沟相对于轮胎轴向线以较大的角度(5～40度)倾斜。因此能够使花纹块从锐角交叉部侧逐渐接地，从而能够缓和撞击时的冲击。并且由于在面向横沟一侧的花纹块壁面中设置有至少两条狭缝，因此能够适当地降低花纹块端部的刚性，并且与上述基于横沟的倾斜来缓和撞击时的冲击相互作用，能够抑制撞击声。
另一方面，当使花纹块的橡胶变柔软的情况下，有可能由于接地时 花纹块的变形、即横沟的沟容积的变化而导致泵浦声的恶化，但是在本发明中由于上述狭缝成为排气通路，能够排出横沟内的压缩空气，因此能够抑制泵浦声的恶化。
并且通过使横沟倾斜而在花纹块上形成锐角交叉和钝角交叉部。但是在狭缝中，将最接近锐角交叉部的锐角侧的狭缝距离锐角交叉部的长度P2，设定为大于最接近钝角交叉部的钝角侧狭缝距离钝角交叉部的长度P1。因此能够抑制刚性小的锐角交叉部的活动即撞击时锐角交叉部的振动，因此能够抑制周向沟内产生气柱共鸣。
并且由于花纹块从锐角交叉部侧开始接地，所以横沟内的空气压力在钝角交叉部侧升高。在本申请中，由于P1＜P2，即钝角侧的狭缝形成在空气压力升高的钝角交叉部侧附近，因此能够更有效地排出横沟内的压缩空气。而能够缓和钝角交叉部侧的刚性进而减少了磨损能量，因此能够期待抑制钝角交叉部侧的不均匀磨损。
附图说明
图1是将本发明的充气轮胎的胎面花纹展开成平面表示的展开图。
图2是将花纹块放大表示的俯视图。
图3是图2的花纹块剖视图。
图4(A)～(D)是表示花纹块的另一实施例的俯视图。
图5是表示以往技术的一个例子的花纹块的立体图。
图中符号说明：1…充气轮胎；2…胎面；3…周向沟；4…横沟；6…花纹块；6e…花纹块边缘；7…交叉部；7a…锐角交叉部；7b…钝角交叉部；9…狭缝；SA…花纹块壁面。
具体实施方式
下面，详细说明本发明的实施方式。
图1是本发明的充气轮胎为载重用子午线轮胎时的胎面花纹的展开图。如图1所示，本实施方式的充气轮胎1在胎面2上具有：沿轮胎周 向延伸的周向沟3、沿与该周向沟3交叉的方向延伸的横沟4，由此在胎面2上形成有多个花纹块6。
在本例中，上述周向沟3由配置在轮胎赤道C的两侧的内周向沟3i、和配置在内周向沟3i两外侧的外周向沟3s构成。并且在本例中，上述横沟4的构成包括：横穿上述内周向沟3i、3i之间的内横沟4i；横穿上述内、外周向沟3i、3s之间的中部横沟4m；以及横穿上述外周向沟3s和胎面边缘Te之间的外横沟4s。由此在本例中在上述胎面2上形成由多条花纹块列构成的块状花纹，其中多条花纹块列包括：由周向沟3i、3i和横沟4i包围的多条内花纹块6c的列；由周向沟3i、3s和横沟4m包围的多条中部花纹块6m的列；由周向沟3s、胎面边缘Te和横沟4s包围的多条外花纹块6s的列。
另外在充气轮胎1中不限定于块状花纹，还可以采用将至少一条花纹块6的列换成沿轮胎周向连续延伸的花纹条的花纹条/块状花纹等。并且对上述周向沟3和横沟4的沟宽度、沟深度也未特殊限制，可以适当采用以往的充气轮胎的沟宽度、沟深度。
然后，各上述横沟4形成为相对于轮胎轴向线以5～40度的角度θ倾斜的倾斜沟。并且，通过将上述横沟4作成倾斜沟，如图2中放大所示，使得在各上述花纹块6上作为上述横沟4和周向沟3交叉的交叉部7而形成有：横沟4和周向沟3之间的交叉角α呈锐角的锐角交叉部7a、和上述交叉角α呈钝角的钝角交叉部7b。
此外在上述花纹块6上，在面向上述横沟4侧的花纹块壁面SA上至少设置有两条沿周向延伸的狭缝，在本例中设置有三条狭缝9。
在此，狭缝9形成宽度Ws为0.3～2.0mm的细沟状，其一端在花纹块壁面SA上开口且另一端在花纹块6内形成终端。上述狭缝9的轮胎周向的长度L优选为2.0～6.0mm的范围，并且狭缝9距离胎面2的狭缝深度h优选为上述狭缝9面向横沟4的沟深度Hy(如图3所示)的0.3～1.0倍的范围。并且在本例中，狭缝9以等间隔的方式间隔设置，并且相邻的狭缝9的宽度中心间的沿着花纹块边缘6e的间隔P设定在上述花纹块边缘6e长度W的0.1～0.4倍的范围。其中上述花纹块边缘6e定义为花纹块壁面SA与胎面2相交的棱线。
另外，在上述花纹块6的上述狭缝9中，在将最接近上述锐角交叉部7a的锐角侧的狭缝设为9a、将最接近钝角交叉部7b的钝角侧的狭缝设为9b时，将从上述锐角交叉部7a到上述锐角侧的狭缝9a的宽度中心为止沿着花纹块边缘6e的锐角侧长度P2设定为，大于从上述钝角交叉部7b到上述钝角侧的狭缝9b的宽度中心为止沿着花纹块边缘6e的钝角侧长度P1。
在具有这样的胎面花纹的轮胎1中，由于上述横沟4相对于轮胎轴向线以5～40度的角度θ倾斜，因此能够使花纹块6从锐角交叉部7a侧开始逐渐接地，因此能够缓和撞击时的冲击。而且，在面向上述横沟4一侧的花纹块壁面SA上至少设置两条狭缝9。该狭缝9能够适当地减小先着地侧的花纹块端部的刚性，并且与基于上述横沟4的倾斜来缓和冲击相互作用能够抑制撞击声。其中在上述角度θ小于5度以及狭缝9的形成条数为一条的情况下，缓和撞击时的冲击的效果不充分。另外当上述角度θ超过40度时，不能充分地发挥作为横沟原有的功能的湿路抓地性或者牵引性。从这种观点出发，上述角度θ优选为25度以上。
另外，上述狭缝9还有作为横沟4内空气的排气通路的功能，接地时能辅助排出由于花纹块变形而产生的横沟4内的压缩空气，从而能够减弱泵浦声。另外当狭缝9的宽度Ws超过2.0mm时，则包括该狭缝9在内的横沟4的总沟容积增大，反而会提高泵浦声。另外若上述宽度Ws小于0.3mm，则由于形成狭缝时所用的刀片过薄而使狭缝自身很难形成。因此上述宽度Ws的下限优选为0.6mm以上且上限优选为1.5mm以下，更优选为1.0mm以下。
另外，在狭缝9的上述长度L小于2.0mm的情况下，撞击时缓和冲击的效果变小，因此不能充分地抑制撞击声，相反当超过6.0mm时，存在花纹块刚性的平衡恶化进而引起不均匀磨损的趋势。因此上述长度L的下限优选为3.0mm以上并且上限优选为5.0mm以下。
另外，狭缝9的上述狭缝深度h小于横沟深度Hy的0.3倍的情况下，撞击时缓和冲击的效果变小，并且在磨损初期产生磨损从而导致其效果在早期发挥后就消失。相反当狭缝深度h超过横沟深度Hy的1.0倍时，则花纹块刚性的平衡变差进而存在引起不均匀磨损的趋势。因此，上述狭缝深度h的下限更优选为横沟深度Hy的0.5倍以上。另外为了 防止磨损时只有一部分狭缝9磨损，因此优选的是各狭缝9的宽度Ws、长度L、狭缝深度h彼此相等。
另外，在狭缝9间的上述间隔P小于花纹块边缘6e的上述长度W的0.1倍时，会使花纹块刚性的平衡变差进而存在引起不均匀磨损的趋势，相反当超过上述长度W的0.4倍时，则撞击时缓和冲击的效果变小，从而不能充分地抑制撞击声。因此上述间隔P的下限优选为上述长度W的0.15倍以上，更优选为2.0倍以上并且上限优选为0.3倍以下。
而且在本发明中，对于通过将上述横沟4作成倾斜沟所形成的锐角交叉部7a、钝角交叉部7b，将狭缝9的锐角侧长度P2设为大于钝角侧长度P1。因此能够将刚性小的锐角交叉部7a的活动即撞击时锐角交叉部7a的振动抑制到较低，并且能够抑制周向沟3内气柱共鸣的激励和产生。这时，为了更好地保持花纹块刚性的平衡，优选将狭缝9间的上述间隔P设为上述钝角侧长度P1以上并且小于锐角侧长度P2。即，优选为P1≤P＜P2。
另外，为了使上述花纹块的刚性均衡，优选地，将上述锐角交叉部7a的交叉角度α2和上述锐角侧长度P2的乘积(α2×P2)、与钝角交叉部7b的交叉角度α1和上述钝角侧长度P1的乘积(α1×P1)之比(α2×P2)/(α1×P1)设为1.0±0.2的范围。
另外，在本例中，表示了上述周向沟3由沿周向以直线状延伸的直沟形成的情况。但不限定于直沟，例如图4(A)～(D)所示，也可以包括倾斜部10，该倾斜部10面向周向沟3侧的花纹块壁面SB相对于周向线以角度β倾斜。另外，在上述倾斜部10从上述锐角交叉部7a和/或从钝角交叉部7b开始延伸的情况下，倾斜部10的上述角度β小于上述横沟4的角度θ，由此，锐角交叉部7a的交叉角度α呈锐角，并且钝角交叉部7b的交叉角度α呈钝角。并且可以在花纹块壁面SB上在离开上述交叉部7的位置上设置切口部。
以上详细说明了本发明的特别优选实施方式，但是本发明不限定于图示的实施方式，而是能够变形为各种形式来实施。
实施例
试制以图1表示的胎面花纹为基本且具有表1所示的规格的轮胎尺寸275/80R22.5的载重用子午线轮胎，并且测试各测试轮胎的噪声性并相互进行了比较。另外除了表1记载的以外，其余实质上为相同规格。各花纹块的花纹块边缘长度W(＝35mm)、周向沟的沟宽度(＝9mm)、周向沟的沟深度(＝16mm)、横沟的沟宽度(＝7mm)、横沟的沟深度(Hy＝16mm)。
(1)噪声测试
以JASOC606所规定的以单个轮胎在单台上的试验为基准，在无声室内在轮辋(7.50×22.5)、内压(900kPa)、载荷(23.7kN)、速度(40km/h)条件下，使轮胎在鼓上行驶，利用设置在距离轮胎中心横方向1m、高度0.25m的位置上的麦克风测量了噪声等级(O.A.)值。并且比较了与以往的噪声等级的差值。负号(-)表示降低了噪声等级。
表1
实施例的轮胎能够抑制泵浦声并且能够抑制撞击声和气柱共鸣声，因此确认了实施例的轮胎能够综合地降低花纹噪声。

Claims (5)

1.一种充气轮胎，通过在胎面上设置沿轮胎周向延伸的周向沟和沿与该周向沟交叉的方向延伸的横沟，由此在该胎面上形成多个花纹块，该充气轮胎的特征在于，
上述花纹块通过将上述横沟相对于轮胎轴向线以5～40度的角度θ倾斜，从而具备上述横沟与上述周向沟的交叉部呈锐角的锐角交叉部、和呈钝角的钝角交叉部，而且
在面向上述花纹块的横沟的两侧的各花纹块壁面中，以隔开等间隔P的方式设置至少三条宽度为0.3～2.0mm的狭缝，并且
将从上述锐角交叉部沿着花纹块边缘到最接近该锐角交叉部的锐角侧的狭缝的宽度中心的锐角侧长度P2设定为，大于从上述钝角交叉部沿着花纹块边缘到最接近该钝角交叉部的钝角侧的狭缝的宽度中心的钝角侧长度P1。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，
上述狭缝的沿轮胎周向的长度L为2.0～6.0mm。
3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，
在上述花纹块壁面内相邻的狭缝的宽度中心间的沿着花纹块边缘的间隔P为上述花纹块边缘长度W的0.1～0.4倍的范围。
4.根据权利要求3所述的充气轮胎，其特征在于，
上述间隔P为上述钝角侧长度P1以上且小于锐角侧长度P2。
5.根据权利要求1～4中任何一项所述的充气轮胎，其特征在于，
上述横沟的上述角度θ为25度以上。
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