CN102216092A

CN102216092A - 轮胎

Info

Publication number: CN102216092A
Application number: CN2009801452658A
Authority: CN
Inventors: 山口卓; 林通晴
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2008-10-08
Filing date: 2009-10-08
Publication date: 2011-10-12
Also published as: US8800619B2; EP2340948A4; JP5436439B2; US20110192516A1; JPWO2010041720A1; EP2340948A1; WO2010041720A1

Abstract

本发明提供一种轮胎，能抑制偏磨损和槽裂纹的产生。具体地，本发明提供一种轮胎，其胎面表面具有沿轮胎周向延伸的多个周向槽，其特征在于，布置在轮胎宽度方向上的最外侧的两个周向槽的轮胎宽度方向上的截面被设计成：由位于轮胎宽度方向上的外侧的槽壁和与胎面在该周向槽的轮胎宽度方向上的外侧的开口缘处的轮廓线相切的直线所形成的角度大于由位于轮胎宽度方向上的轮胎赤道侧的槽壁和与胎面在该周向槽的轮胎宽度方向上的轮胎赤道侧的开口缘处的轮廓线相切的直线所形成的角度；所述角度均位于90°以上且小于100°的范围。

Description

轮胎

技术领域

本发明涉及一种轮胎，特别地，涉及一种能抑制产生偏磨损(partial wear)和槽裂纹(groove crack)的轮胎。

背景技术

轮胎使用时产生各种类型的偏磨损。趋于在胎面中具有沿轮胎周向延伸的多个周向槽的轮胎中产生的偏磨损的示例包括轮胎的胎肩部的早期磨损(胎肩部磨损)。作为如上所述的磨损的应对措施，已知在各胎肩部的肋中形成沿轮胎周向延伸的槽，以防止胎肩部中的磨损的生长(日本特开2002-019422号公报)。

日本特开2002-019422号公报的轮胎显示出增强肩侧肋处的耐磨损性的一定效果。然而，对进一步提高如耐磨损性等轮胎耐久性的轮胎存在需求。

发明内容

发明要解决的问题

鉴于此，本发明的目的是提供一种能抑制产生偏磨损和槽裂纹的轮胎。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的发明人进行了深入的研究，结果发现：通过将在胎面表面(tread surface)中具有沿轮胎周向延伸的多个周向槽的轮胎设计成使得多个周向槽中的最靠近各胎肩部的各周向槽的轮胎宽度方向上的截面形状具有预定构造，可以提供能抑制偏磨损和槽裂纹的产生的轮胎，由此完成本发明。

具体地，本发明的主要结构如下。

(1)一种轮胎，其胎面表面具有沿轮胎周向延伸的多个周向槽，所述轮胎的特征在于，所述周向槽中的布置在轮胎宽度方向上的最外侧的周向槽中的各周向槽的轮胎宽度方向上的截面被设计成：由位于轮胎宽度方向上的外侧的槽壁和与胎面在该周向槽的轮胎宽度方向上的外侧的开口缘处的轮廓线相切的直线所形成的角度大于由位于轮胎宽度方向上的轮胎赤道侧的槽壁和与胎面在该周向槽的轮胎宽度方向上的轮胎赤道侧的开口缘处的轮廓线相切的直线所形成的角度；所述角度均位于90°以上且小于100°的范围(包括90°但不包括100°)。

(2)根据前述(1)的轮胎，其中，布置在轮胎宽度方向上的最外侧的各周向槽的轮胎宽度方向上的截面均被设计成：位于轮胎宽度方向上的外侧的槽壁底部的曲率半径大于位于轮胎宽度方向上的轮胎赤道侧的槽壁底部的曲率半径。

(3)根据前述(1)或(2)的轮胎，其中，布置在轮胎宽度方向上的最外侧的各周向槽均是直槽。

(4)根据前述(1)至(3)中的任一方面的轮胎，其中，所述周向槽的数量是八个；被所述周向槽和两个胎面端划分的陆部中的位于轮胎宽度方向上的最外侧的各陆部的宽度是胎面半宽的20％至40％；在轮胎宽度方向上的内侧与位于轮胎宽度方向上的最外侧的相应陆部相邻的各陆部的宽度是位于轮胎宽度方向上的最外侧的相应陆部的宽度的60％至80％。

(5)根据前述(1)至(4)中的任一方面的轮胎，其中，布置在轮胎宽度方向上的最外侧的各周向槽的位于轮胎宽度方向上的外侧的槽壁是不具有任何曲折构造的曲面或平面。

(6)根据前述(1)至(5)中的任一方面的轮胎，其中，布置在轮胎宽度方向上的最外侧的各周向槽的轮胎宽度方向上的截面形状在轮胎周向上单调地不变化。

发明的效果

根据本发明，可以提供通过减少轮胎的胎肩部的磨损来抑制偏磨损的产生并且通过减少由于从路面施加到胎面表面的负荷而招致的槽的开口量(槽开口量)来抑制槽裂纹的产生的轮胎。

附图说明

图1是根据本发明的轮胎的一个示例的截面图。

图2是根据本发明的轮胎的胎面的一个示例的展开图。

图3是根据本发明的轮胎的一个示例的局部放大截面图。

图4是传统轮胎的一个示例的局部放大截面图。

图5是传统轮胎的胎面的一个示例的展开图。

具体实施方式

下面，将参照附图详细说明本发明。图1是根据本发明的轮胎的一个示例的轮胎宽度方向上的截面图。图2是根据本发明的轮胎的胎面的一个示例的展开图。图3是根据本发明的轮胎的一个示例的局部放大截面图。

如图1所示，在根据本发明的轮胎的一个示例中，轮胎具有：一对胎圈部1；一对胎侧部2；与各胎侧部连续设置的胎面部3；在一对胎圈部1之间环状延伸以增强各部分的胎体4；以及设置于胎体的外周侧以增强胎面部3的带束层(belt)5。如图2所示，该轮胎还在胎面部3的表面处包括多个周向槽6和布置在轮胎宽度方向上的两个最外侧的周向槽(即，肩侧槽)7。

各肩侧槽7被特征化地设计成具有如图3所示的截面图(沿图2中的线A-A截取的截面图)，其中，由位于轮胎宽度方向上的外侧的槽壁8和与胎面部3的表面在肩侧槽或周向槽7的轮胎宽度方向上的外侧的开口缘9处的轮廓线30相切的直线10所形成的角度α大于由位于轮胎宽度方向上的轮胎赤道侧的槽壁11和与胎面部3的表面在肩侧槽或周向槽7的轮胎宽度方向上的轮胎赤道侧的开口缘12处的轮廓线30相切的直线13所形成的角度β；角度α和角度β均位于90°以上且小于100°的范围(包括90°但是不包括100°)。

在限定角度α的槽壁8和限定角度β的槽壁11中的至少一方为曲面而不是平面的情况下，与该曲面的从肩侧槽7的开口缘测量的槽深的1/3深度处的部位相切的直线作为槽壁8或槽壁11，从而在如此确定的槽壁8与直线10之间限定角度α，并且在如此确定的槽壁11和直线13之间限定角度β。

在传统轮胎的肩侧槽中，如图4所示，由位于轮胎宽度方向上的外侧的槽壁8和与胎面部3在肩侧槽或周向槽的轮胎宽度方向上的外侧的开口缘9处的轮廓线30相切的直线10所形成的角度α等于位于轮胎宽度方向上的轮胎赤道侧的槽壁11和与胎面部3在肩侧槽或周向槽的轮胎宽度方向上的轮胎赤道侧的开口缘12处的轮廓线30相切的直线13所形成的角度β。此外，角度α和角度β均等于或大于100°。因此，在安装有上述传统轮胎的车辆被驱动的情况下，轮胎的胎肩部容易在较早的阶段被磨损。

在本发明的轮胎中，通过将角度α设定成大于角度β，磨损较严重的轮胎宽度方向上的外侧的开口缘9附近的刚性增加，而磨损不如开口缘9附近的磨损严重的轮胎宽度方向上的轮胎赤道侧的开口缘12附近的刚性减小为比开口缘9附近的刚性小。结果，可以减轻趋于在胎面的轮胎宽度方向上的外侧附近产生的偏磨损。相反地，当角度α和角度β均等于或大于100°时，开口缘附近的刚性减小且容易产生偏磨损。

虽然图2所示的轮胎的胎面花纹由六个轮胎周向槽、两个肩侧槽和连接周向槽的轮胎宽度方向槽构成，但是，本发明中的周向槽的数量和轮胎宽度方向槽的结构不受特别限制并且可以适当地选择。

在如图4所示的具有在轮胎宽度方向上的截面形状对称的槽的传统轮胎中，外力集中在与轮胎宽度方向上的外侧的槽壁相邻的槽底部14，并且肩侧槽的槽开口量增大，由此出现趋于在槽底部14中产生槽裂纹的问题。为了解决该问题，在本发明的轮胎中，主要是将角度α设定成大于角度β并且角度α和角度β均位于90°以上且小于100°的范围。

在本实施方式中，肩侧槽7在轮胎宽度方向上的外侧的槽壁8优选由不具有任何曲折构造的平面或曲面构成，这是因为，如果槽壁8具有任何曲折部，当胎面与地面接触时应力会集中在曲折部，可能产生裂纹。对槽壁8的该要求同样适用于位于轮胎赤道侧的槽壁11。

优选地，肩侧槽7在轮胎宽度方向上的截面形状在轮胎周向上单调地不变化。在肩侧槽7在轮胎宽度方向上的截面形状在轮胎周向上变化的情况下，槽容积在肩侧槽7的一些部位处减少，湿路面上的轮胎性能可能劣化。特别地，在肩侧槽7以曲折形状在轮胎周向上延伸的情况下，应力趋于集中在槽的锐角部，可能在该锐角部产生裂纹。为了避免上述情况，将肩侧槽在轮胎宽度方向上的截面形状设计成在轮胎周向上单调地不变化是有利的。

此外，在本发明的轮胎中，如图3所示，布置在轮胎宽度方向上的最外侧的各周向槽的轮胎宽度方向上的截面被设计成，在轮胎宽度方向上的外侧与槽底的最深部16相邻的槽壁底部14的曲率半径大于在轮胎宽度方向上的轮胎赤道侧与槽底的最深部16相邻的槽壁底部15的曲率半径。通过将肩侧槽的槽底设计成具有上述结构，可以使趋于集中在槽壁底部14的外力分散，通过减少肩侧槽的槽开口量，可以有利地抑制趋于在如槽壁底部14等的部位中产生槽裂纹。

只要槽壁底部14、15满足上述关于曲率半径的要求并且槽壁底部14、15存在于在轮胎宽度方向上的两侧与槽底的最深部16相邻的区域，槽壁底部14、15的范围就不受特别限制并且可以适当地选择。

在本发明的轮胎中，考虑到抑制上述槽裂纹的产生，位于轮胎宽度方向上的外侧的槽壁底部14的曲率半径优选在5mm至10mm的范围，位于轮胎宽度方向上的轮胎赤道侧的槽壁底部15的曲率半径优选在2mm至5mm的范围。在位于轮胎宽度方向上的外侧的槽壁底部14的曲率半径小于5mm的情况下，应力趋于集中在槽底，容易产生槽裂纹；而在位于轮胎宽度方向上的外侧的槽壁底部14的曲率半径超过10mm的情况下，肩侧槽的槽开口量太大，容易在轮胎中产生嵌石(stone holding)。在位于轮胎宽度方向上的轮胎赤道侧的槽壁底部15的曲率半径小于2mm的情况下，容易产生槽裂纹，而在位于轮胎宽度方向上的轮胎赤道侧的槽壁底部15的曲率半径超过5mm的情况下，容易在轮胎中产生嵌石。

在本发明的轮胎中，当满足上述所有要求时，肩侧槽7具有如下的在轮胎宽度方向上的截面形状：槽底的最深部16位于从开口缘9和开口缘12之间的中点引出的与轮胎转动轴线垂直的法线18的轮胎赤道面所在侧。

在本发明的轮胎中，肩侧槽的最大深度优选在17mm至25mm的范围。在肩侧槽的深度小于17mm的情况下，耐磨损性劣化。在肩侧槽的深度超过25mm的情况下，花纹块的刚性降低并且花纹块可能被削掉。此外，肩侧槽的开口宽度优选在12mm至16mm的范围。在肩侧槽的开口宽度小于12mm的情况下，湿路面上的轮胎性能可能劣化。在肩侧槽的开口宽度超过16mm的情况下，槽的开/闭量太大，容易产生槽裂纹。

在本发明的轮胎的一个示例中，如图1所示，该轮胎具有：一对胎圈部1；一对胎侧部2；与各胎侧部连续设置的胎面部3；在一对胎圈部1之间环状延伸以增强各部分的胎体4；和设置在胎体的外周侧以增强胎面部3的带束层5，带束层5优选由至少一层周向带束层和相对于周向倾斜布置的两层倾斜带束层构成。各倾斜带束层与轮胎周向所形成的角度优选在30°至80°的范围。在本实施方式中，由于带束层在轮胎周向上的刚性增加，因此，带束层优选包括至少一层周向带束层和两层倾斜带束层。在各倾斜带束层与轮胎周向所形成的角度小于30°的情况下，轮胎宽度方向上的剪切变形增大，带束层在轮胎周向上的刚性降低。在各倾斜带束层与轮胎周向所形成的角度超过80°的情况下，轮胎周向上的剪切变形增大，并且容易在带束层端部产生故障。

在传统轮胎中，肩侧槽7是如图5所示的曲折形状的槽。在肩侧槽7具有如上所述的曲折形状的情况下，出现如下问题：肩侧槽变成引起偏磨损的主要因素。为了解决该问题，如图2所示，肩侧槽7优选是本发明的轮胎中的直槽。

考虑到以兼顾的方式实现轮胎的良好的排水性和耐磨损性，如图2所示，本发明的轮胎优选具有八个周向槽。此外，肩侧肋的宽度SW优选在胎面半宽HW的20％至40％的范围。在本实施方式中，在各肩侧肋的宽度SW小于胎面半宽HW的20％的情况下，肩侧肋的花纹块刚性降低，并且肩侧花纹块可能被削掉。在各肩侧肋的宽度SW超过胎面半宽HW的40％的情况下，肩侧肋的花纹块刚性增加得太多，肩侧肋趋于成为引起偏磨损的主要因素。此外，在轮胎宽度方向上的内侧与肩侧肋相邻的第4陆部(4^th肋)的宽度优选在肩侧肋的宽度SW的60％至80％的范围。在4^th肋的宽度小于肩侧肋的宽度的60％的情况下，轮胎的耐磨损性劣化。在4^th肋的宽度超过肩侧肋的宽度的80％的情况下，轮胎的湿性能劣化。

除了如下特征之外，本发明的轮胎不受特别限制：轮胎的胎面表面具有沿轮胎周向延伸的多个周向槽；周向槽中的被布置在轮胎宽度方向上的最外侧的各周向槽的轮胎宽度方向上的截面均被设计成：由位于轮胎宽度方向上的外侧的槽壁和与胎面在所述周向槽的轮胎宽度方向上的外侧的开口缘处的轮廓线相切的直线所形成的角度大于由位于轮胎宽度方向上的轮胎赤道侧的槽壁和与胎面在所述周向槽的轮胎宽度方向上的轮胎赤道侧的开口缘处的轮廓线相切的直线所形成的角度；所述角度均位于90°以上且小于100°的范围。可以基于传统的轮胎结构并通过传统的方法来制造本发明的轮胎。

本发明的轮胎可以是充气轮胎或实心轮胎。在本发明的轮胎是充气轮胎的情况下，用于填充轮胎的气体的示例包括：环境空气；氧气分压调整的空气；和诸如氮气、氩气、氦气等惰性气体。

本发明的轮胎可以适用于重荷重用的充气子午线轮胎。

(实施例)

下面将借助于实施例进一步详细地说明本发明。本发明不限于这些实施例，可以在本发明的精神的范围内对本发明进行适当的修改。

(实施例1至5)

制备试验轮胎作为比较例1的轮胎，该轮胎具有如图1所示的结构并且具有：带束层5，其包括一层周向带束层和两层倾斜带束层，所述两层倾斜带束层以分别关于轮胎周向倾斜39°的方式对称；图5所示的胎面花纹；肩侧槽7，其均具有如图4(即，沿图5的A-A线截取的截面图)所示的轮胎宽度方向上的截面形状，其中，槽深、槽宽和槽底部14、15的曲率半径分别呈现表1所示的值；轮胎规格为445/50R22.5。此外，制备其它试验轮胎作为比较例2的轮胎和实施例1至7的轮胎，各轮胎均具有如图1所示的结构并且具有：带束层5，其包括一层周向带束层和两层倾斜带束层，所述两层倾斜带束层以分别关于轮胎周向倾斜39°的方式对称；图2所示的胎面花纹；肩侧槽7，其均具有如图3所示的轮胎宽度方向上的截面形状，其中，槽深、槽宽和槽底部14、15的曲率半径分别呈现表1所示的值；轮胎规格为445/50R22.5。这些充气试验轮胎均与轮辋规格为14.00的轮辋组装、以690kPa的内压充气并且被施加3860kg的荷重。然后，根据下述方法对上述状态的轮胎分别进行用于评价槽开口量的试验和偏磨损试验(室内试验)以及车辆燃料消耗试验和偏磨损试验(实车试验)。在表1中示出结果。

(用于槽开口量试验的评价方法)

通过测量肩侧槽的轮胎周向上的宽度以及形成花纹块边缘的肩侧槽与线A-A的交点之间的距离(即，图3中的花纹块边缘9、12之间的距离)来进行槽开口量试验的评价。将实施例的值表示为相对于比较例1的值的指数的形式，其中，比较例1的值为100。指数值越小表示评价越好。

(胎肩部的磨损能量的评价方法)

在轮胎自由转动的情况下、在利用施加到轮胎的驱动力使轮胎转动的情况下、在利用施加到轮胎的横向力使轮胎转动的情况下、在赋予轮胎的外倾角时使轮胎转动的情况下，通过测量轮胎的接地面中的胎肩部的花纹块部的剪切力来评价胎肩部的磨损能量。将实施例的值表示为相对于比较例1的值的指数的形式，其中，比较例1的值为100。指数值越小表示评价越好。

(用于燃料消耗试验的评价方法)

通过使安装有各试验轮胎的车辆行驶并且测量车辆的燃料消耗来进行车辆燃料消耗试验的评价。将实施例的值表示为相对于比较例1的值的指数的形式，其中，比较例1的值为100。指数值越小表示评价越好。

(用于偏磨损试验的评价方法)

通过测量接地面内的花纹块的移动量和接地压力的分布来进行偏磨损试验的评价。将实施例的值表示为相对于比较例1的值的指数的形式，其中，比较例1的值为100。指数值越小表示评价越好。

[表1]

从表1可以理解，在槽开口量评价试验、偏磨损试验(室内试验)、车辆燃料消耗试验和偏磨损试验(实车试验)中，实施例的结果比比较例的结果好。因此，可以理解，实施例的轮胎比比较例的轮胎遭受的槽裂纹和偏磨损少，与比较例的轮胎相比，一些实施例的轮胎改善了安装有该轮胎的车辆的燃料消耗。

附图标记的说明

1 胎圈部

2 胎侧部

3 胎面部

4 胎体

5 带束层

6 周向槽

7 肩侧槽

8 槽壁

9 开口缘

10 切线

11 槽壁

12 开口缘

13 切线

14 槽壁底部

15 槽壁底部

16 槽底的最深部

17 开口缘之间的中点

18 法线

19 胎圈芯

SW 肩侧肋的宽度

HW 胎面半宽

4th 4^th肋

Claims

1.一种轮胎，其胎面表面具有沿轮胎周向延伸的多个周向槽，所述轮胎的特征在于，

所述周向槽中的布置在轮胎宽度方向上的最外侧的周向槽中的各周向槽的轮胎宽度方向上的截面被设计成：

由位于轮胎宽度方向上的外侧的槽壁和与胎面在该周向槽的轮胎宽度方向上的外侧的开口缘处的轮廓线相切的直线所形成的角度

大于

由位于轮胎宽度方向上的轮胎赤道侧的槽壁和与胎面在该周向槽的轮胎宽度方向上的轮胎赤道侧的开口缘处的轮廓线相切的直线所形成的角度；

所述角度均位于90°以上且小于100°的范围。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，布置在轮胎宽度方向上的最外侧的各周向槽的轮胎宽度方向上的截面均被设计成：位于轮胎宽度方向上的外侧的槽壁底部的曲率半径大于位于轮胎宽度方向上的轮胎赤道侧的槽壁底部的曲率半径。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，布置在轮胎宽度方向上的最外侧的各周向槽均是直槽。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的轮胎，其特征在于，所述周向槽的数量是八个；

被所述周向槽和两个胎面端划分的陆部中的位于轮胎宽度方向上的最外侧的各陆部的宽度是胎面半宽的20％至40％；

在轮胎宽度方向上的内侧与位于轮胎宽度方向上的最外侧的相应陆部相邻的各陆部的宽度是位于轮胎宽度方向上的最外侧的相应陆部的宽度的60％至80％。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的轮胎，其特征在于，布置在轮胎宽度方向上的最外侧的各周向槽的位于轮胎宽度方向上的外侧的槽壁是不具有任何曲折构造的曲面或平面。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的轮胎，其特征在于，布置在轮胎宽度方向上的最外侧的各周向槽的轮胎宽度方向上的截面形状在轮胎周向上单调地不变化。