CN102310722A

CN102310722A - 充气轮胎

Info

Publication number: CN102310722A
Application number: CN2011101856010A
Authority: CN
Inventors: 加味清
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2010-07-05
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2031-06-29
Also published as: EP2404769A1; US8844593B2; AU2011203274A1; EP2404769B1; US20120000586A1; CN102310722B; KR20120003805A; AU2011203274B2; JP2012011981A; KR101772703B1; JP5140115B2

Abstract

本发明提供一种充气轮胎，能够抑制噪声性能和操纵稳定性的降低，并且提高泥地性能。胎面部(2)被锯齿形周向沟(3)和横沟(4)划分为多个花纹块(5)。锯齿形周向沟(3)形成由倾斜沟部(8)在轮胎轴向的最内纵沟部(6)和轮胎轴向的最外纵沟部(7)之间连接的矩形波状。锯齿形周向沟(3)的锯齿摆幅(K)是胎面一半宽度(TW/2)的4～15％的范围。对于一条锯齿形周向沟(3)，在其两侧相交的横沟(4)的条数的共计条数(n)，在接地面(F)内为8～12条，而且上述横沟(4)的沟宽度(WY)是横沟(4、4)间的间距长度(Py)的8～25％。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及抑制噪声性能和操纵稳定性的降低，并且提高泥地性能的充气轮胎。

背景技术

对于不仅在铺装的市区路面上行驶而且也在泥泞地等不平整路面上行驶的例如小型载货卡车等四轮驱动车用的充气轮胎，为了确保在泥泞地上的行驶性能(泥地性能)，而采用以下块状花纹，即：在胎面部设置有被以锯齿状沿轮胎周向延伸的周向沟、和沿与该周向沟相交的方向延伸的横沟划分的多个花纹块(例如参照专利文献1、2)。

而且为了进一步提高上述泥地性能，以往提出有增大块状花纹的沟面积比率，或扩大横沟的沟宽度等方法。

然而，上述增大沟面积比率和增大横沟的沟宽度的轮胎，在铺装路面上行驶时，由于在与接地面之间沟内的空气反复大量地压缩、释放，因此使噪声性能变差。另外由于导致花纹块的刚性减小，因此还存在会降低在优质路面上的操纵稳定性的问题。即，泥地性能和噪声性能以及操纵稳定性存在二律背反的关系，因此要想提高到能够充分满足两者的水平是非常困难的。

鉴于这样的状况，本发明人研究了周向沟和横沟对泥地性能的影响。其结果意外地发现，横沟无法充分地获得在泥泞地上的牵引力。即，在以往的见解中考虑了通过横沟抓泥来产生牵引力。然而，观察实际在泥泞地上行驶的轮胎，其结果发现，横沟不但不能排出泥而且易成为堵塞状态，而主要只能借助堵塞在横沟内的泥与地面的泥之间的粘着来产生牵引力。

另一方面，在周向沟中，在该周向沟是直沟的情况下，即使泥进入到沟内，由于该泥在沟内滑动，因此地面的泥与沟内的泥之间的剪断力基本上不会产生。然而，在周向沟是锯齿形沟的情况下，由于卡住进入沟内的泥使其不能滑动，因此能够获得与地面的泥之间的剪断力。而且周向沟的排泥性能优越，不会产生如横沟那样的堵塞，并且由于沿周向连续，因此总是能够稳定且连续地产生较大的剪断力。另外在横沟的情况下，泥只能从下方进入沟内，而周向沟的情况下，泥从前方也能够容易地进入。即，由于周向沟能够迅速地使泥进入沟内，并且牢固地卡住不使其滑动因此对于牵引力的损失较少。

如上所述可知，对于牵引力而言周向沟的贡献度比横沟大，因此通过改进周向沟的锯齿状态及其沟宽度，进一步增大来自该周向沟的剪断力，这对于泥地性能是非常有效的。

然而，为了更有效地发挥上述周向沟带来的牵引功能，需要使接地压分布均匀，因此横沟的形成条数很重要。例如，在不形成横沟只形成周向沟的条状花纹的情况下，由于轮胎转动时，载荷只由花纹条部分支承，因此花纹条部分的接地压较高，相反在周向沟部分的接地压则降低。因此，进入到周向沟内的泥不能被充分地压实，从而不能产生较高的剪断力。同样，在虽然形成了横沟但横沟的形成条数较少的情况下，轮胎转动时在横沟抓泥后到下一个横沟抓泥前的期间内，接地压会升高。因此在此期间会降低在周向沟部分的接地压，从而降低周向沟带来的牵引力。

因此，为了避免这种情况，需要比以往增加接地面内的横沟的形成条数，将载荷均匀地作用于泥，即，使接地压分布均匀。在这种情况下，由于不要求横沟本身带来的牵引力(抓泥)，因此能够将横沟的沟宽度抑制到比以往小，由此能够增加横沟的形成条数并且抑制整体的沟面积比率的增加，从而能够抑制噪声性能和操纵稳定性降低并且提高泥地性能。

专利文献1：日本特开平8-113011号公报

专利文献2：日本特开平11-245630号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种充气轮胎，其以限制锯齿形周向沟的沟宽度和摆幅、以及横沟的沟宽度和在接地面上的形成条数为基本，能够抑制噪声性能和操纵稳定性降低并且提高泥地性能。

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，通过在胎面部设置以锯齿状沿轮胎周向延伸的锯齿形周向沟、和在该锯齿形周向沟之间以及锯齿形周向沟与胎面边缘之间延伸的横沟，而在各所述锯齿形周向沟的两侧形成由多个花纹块构成的花纹块列，该充气轮胎的特征在于，

所述锯齿形周向沟形成矩形波状，该矩形波状的构成包括：最内纵沟部，其在轮胎轴向最内侧沿轮胎周向延伸；最外纵沟部，其在轮胎轴向最外侧沿轮胎周向延伸；倾斜沟部，其倾斜地连接在所述最内纵沟部和所述最外纵沟部之间，而且

所述最内纵沟部与所述最外纵沟部之间的沟宽度中心线的轮胎轴向距离即锯齿摆幅为胎面一半宽度TW/2的4～15％的范围，并且锯齿形周向沟的沟宽度为所述胎面一半宽度TW/2的7～13％的范围，其中胎面一半宽度TW/2是指从轮胎赤道面到胎面边缘的轮胎轴向长度，并且

对于一条锯齿形周向沟，在其两侧与该锯齿形周向沟相交的横沟的条数，在附加额定载荷的状态下的接地面内是8～12条，而且

所述横沟的沟宽度WY是在周向上相邻的横沟间的间距长度Py的8～25％。

另外，在技术方案2的发明中，其特征在于，所述锯齿形周向沟的所述纵沟部与所述倾斜沟部之间的角度θ为110°～150°。

另外，在技术方案3的发明中，其特征在于，所述锯齿形周向沟在所述纵沟部与所述横沟相交。

另外，在技术方案4的发明中，其特征在于，所述横沟形成直线状或平滑的曲线状。

另外，在技术方案5的发明中，其特征在于，所述横沟在与其长度方向呈直角的横截面中，形成沟底呈半圆弧状的U字状截面形状。

另外，在技术方案6的发明中，其特征在于，所述锯齿形周向沟包括：配置在轮胎赤道面的两侧的一对胎冠锯齿形周向沟、和配置在一对胎冠锯齿形周向沟的轮胎轴向两外侧的一对胎肩锯齿形周向沟，

所述胎冠锯齿形周向沟的锯齿摆幅小于所述胎肩锯齿形周向沟的锯齿摆幅。

另外，在技术方案7的发明中，其特征在于，所述胎冠锯齿形周向沟的沟宽度小于所述胎肩锯齿形周向沟的沟宽度。

另外，上述“附加额定载荷状态”是指，对轮辋组装于正规轮辋并且填充了标准内压的轮胎加载额定载荷的状态。另外上述“正规轮辋”是指，在包括轮胎所依据的规格的规格体系中，该规格按每一轮胎规定的轮辋，例如，如果是JATMA，则为“标准轮辋”，如果是TRA，则为“Design Rim”，或者如果是ETRTO，则为“Measuring Rim”。上述“标准内压”是指，上述规格按每一轮胎规定的空气压力，如果是JATMA，则为“最高空气压力”，如果是TRA，则为表“TIRE LOADLIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”所记载的最大值，如果是ETRTO，则为“INFLATION PRESSURE”，然而在轿车用轮胎的情况下为180kPa。另外上述“额定载荷”是指，上述规格按每一轮胎规定的载荷，如果是JATMA，则为“最大负荷能力”，如果是TRA，则为表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATIONON PRESSURES”所记载的最大值，如果是ETRTO，则为“LOADCAPACITY”。

如上所述，对于牵引力而言，周向沟的贡献度比横沟大，且来自周向沟的剪断力更大，因此对于泥地性能非常有效。另外为了有效地发挥周向沟带来的牵引力的功能，需要增加接地面内的横沟的形成条数以使接地压分布均匀，从而增加在周向沟部分的接地压。

在本发明的轮胎中，由于锯齿形周向沟为矩形波状，因此能够提高排泥性，迅速地使泥进入沟内，更早地在与路面的泥之间产生剪断力。另外，由于将锯齿形周向沟的锯齿摆幅提高到胎面一半宽度的4％以上，并且将沟宽度提高到胎面一半宽度的8％以上，因此能够增大从锯齿形周向沟获得的剪断力。

另一方面，在接地面内，将与一条锯齿形周向沟相交的横沟的条数设为4条以上。因此，能够使接地压分布均匀、提高在锯齿形周向沟的接地压，能够将锯齿形周向沟内的泥充分地压实，从而获得较高的剪断力。

相反，由于横沟对牵引力的贡献度较小，因此可以将该横沟的沟宽度抑制到较小的程度。由此，能够增加锯齿形周向沟的沟宽度、增加横沟的形成条数，还能够抑制整体的沟面积比率的增加，并且能够兼顾上述横沟的沟宽度的减少，抑制噪声性能和操纵稳定性的降低并且提高泥地性能。

附图说明

图1是表示将本发明的充气轮胎的一个实施例的胎面花纹展开为平面的展开图。

图2是放大表示其一部分的俯视图。

图3(a)是横沟的横剖视图，(b)是说明将沟底作成半圆弧状时的作用的剖视图，(c)是说明将沟底作成平底时的作用的剖视图。

附图标号说明：2...胎面部；3...锯齿形周向沟；3i...胎冠锯齿形周向沟；3o...胎肩锯齿形周向沟；4...横沟；5...花纹块；5R...花纹块列；6...最内纵沟部；7...最外纵沟部；8...倾斜沟部；10...沟底；C...轮胎赤道面；F...接地面；j...沟宽度中心线；K...锯齿摆幅；Te...胎面边缘；WG...沟宽度。

具体实施方式

下面，对本发明的实施方式进行详细地说明。

在图1中，本实施方式的充气轮胎1，通过在胎面部2设置以锯齿状沿轮胎周向延伸的锯齿形周向沟3、和在该锯齿形周向沟3、3之间以及锯齿形周向沟3与胎面边缘Te之间延伸的横沟4，而在各上述锯齿形周向沟3的两侧形成由多个花纹块5构成的花纹块列5R。

具体而言，本例的充气轮胎1形成有共计四条锯齿形周向沟3，包括：配置在轮胎赤道面C两侧的一对胎冠锯齿形周向沟3i、和配置在一对胎冠锯齿形周向沟3i外侧的一对胎肩锯齿形周向沟3o。

另外在上述胎冠锯齿形周向沟3i、3i之间形成由胎冠花纹块5i构成的花纹块列5Ri，该胎冠花纹块5i是由横切于胎冠锯齿形周向沟3i、3i之间的横沟4i划分而成。另外在上述胎冠锯齿形周向沟3i与胎肩锯齿形周向沟3o之间形成由中间花纹块5m构成的花纹块列5Rm，该中间花纹块5m是由横切于胎冠锯齿形周向沟3i与胎肩锯齿形周向沟3o之间的横沟4m划分而成。另外在上述胎肩锯齿形周向沟3o与胎面边缘Te之间形成由胎肩花纹块5o构成的花纹块列5Ro，该胎肩花纹块5o是由横切于胎肩锯齿形周向沟3o与胎面边缘Te之间的横沟4o划分而成。即，本例的胎面花纹形成为由共计五条花纹块列5R构成的块状花纹。

接下来，以图2的胎冠锯齿形周向沟3i为代表来说明上述锯齿形周向沟3，锯齿形周向沟3形成矩形波状，其构成包括：在轮胎轴向最内侧沿轮胎周向延伸的最内纵沟部6、在轮胎轴向最外侧沿轮胎周向延伸的最外纵沟部7、以及倾斜地连接在上述最内纵沟部6和最外纵沟部7之间的倾斜沟部8。由于这样的矩形波状的锯齿形周向沟3包括沿轮胎周向以直线状延伸的纵沟部6、7，因此能够提高排泥性，迅速地使泥进入沟内，能够更早地与路面的泥之间产生剪断力。而且由于在纵沟部6、7间由倾斜沟部8连接，因此进入纵沟部6、7内的泥不会在沟内滑动，因此能够可靠地产生与地面的泥之间的剪断力。

该锯齿形周向沟3的上述最内纵沟部6与最外纵沟部7之间的沟宽度中心线j的轮胎轴向距离，即锯齿摆幅K为胎面一半宽度TW/2的4～15％的范围，并且锯齿形周向沟3的沟宽度WG为上述胎面一半宽度TW/2的7～13％的范围。另外胎面一半宽度TW/2是指从轮胎赤道面C到胎面边缘Te为止的轮胎轴向长度。另外在胎面部2形成圆胎肩而使胎面边缘Te不明确的情况下，则将上述“附加额定载荷状态”的胎面接地端定义为上述胎面边缘Te。

另外锯齿形周向沟3，将上述纵沟部6与倾斜沟部8之间的角度θa、以及纵沟部7与倾斜沟部8之间的角度θb分别设为110～150°的范围。另外上述角度θa和角度θb在上述范围内可以不同。

其中，上述锯齿摆幅K为小于胎面一半宽度TW/2的4％时，则进入到沟内的泥变得在沟内易滑动而无法获得充分的剪断力，相反当超过15％时，则锯齿形可以说形成矩形波状，从而降低排泥性易产生堵塞。另外在沟宽度WG小于胎面一半宽度TW/2的7％时，沟内的泥柱本身变细而减小剪断力，相反当超过13％时，则无法期待牵引力进一步上升，并且引起沟面积比率的增加，使噪声性能和操纵稳定性降低。根据这样的观点，锯齿摆幅K的下限优选为胎面一半宽度TW/2的5％以上，并且上限优选为14％以下。另外沟宽度WG的下限优选为胎面一半宽度TW/2的8％以上，并且上限优选为12％以下。

另外，在锯齿形周向沟3中，从兼顾湿路性能的观点出发，胎冠锯齿形周向沟3i的锯齿摆幅Ki优选为小于胎肩锯齿形周向沟3o的锯齿摆幅Ko，并且胎冠锯齿形周向沟3i的沟宽度WGi优选为小于上述胎肩锯齿形周向沟3o的沟宽度WGo。这样在转弯时要求有更高的抓地性的胎肩侧，沟宽度WGo更大从而提高牵引性，并且在湿路时要求有更高的排水性的胎冠侧，锯齿摆幅K较小从而提高排水性。另外胎冠锯齿形周向沟3i的锯齿摆幅Ki优选为上述锯齿摆幅Ko的90％～96％的范围，另外胎冠锯齿形周向沟3i的沟宽度WGi优选为上述沟宽度WGo的90～96％的范围。

另外，胎冠锯齿形周向沟3i和胎肩锯齿形周向沟3o，其锯齿的间距数为相同数。另外在本例中，例示了在配置于轮胎赤道面的一侧的胎冠锯齿形周向沟3i和胎肩锯齿形周向沟3o中，将锯齿形的轮胎周向的相位设为实质上相同(相同相位)的优选的情况，然而也可以使上述相位不同。

另外为了更有效地发挥上述锯齿形周向沟3带来的牵引的功能，各锯齿形周向沟3必须在其两侧与横沟4相交，另外对于一条锯齿形周向沟3，在其两侧与这一条锯齿形周向沟3相交的横沟4的共计条数n，在上述附加额定载荷的状态下的接地面F(如图1所示)内为8～12条的范围。

这样通过限制横沟4的条数n，能够使接地压分布均匀，提高在锯齿形周向沟3的接地压。并且由此能够将锯齿形周向沟3内的泥充分地压实，能够获得较高的剪断力。当接地面F内的横沟4的条数n小于8条时，则无法获得上述效果。另外当超过12条时，则会减小花纹刚性导致操纵稳定性降低。根据这样的观点，横沟4的条数n的下限优选为8以上，上限优选为12以下。

另外，在横沟4中，为了抑制因增加上述条数n带来的弊端，例如整体沟面积比率的增加，以及由此引起的噪声性能和操纵稳定性的降低，横沟4的沟宽度WY设为在周向上相邻的横沟4、4间的间距长度Py的8～25％。在沟宽度WY小于间距长度Py的8％时，则在泥的粘度较高的情况下，不能进入横沟4内无法抓起泥，从而对牵引性带来负面影响。相反，当沟宽度WY超过间距长度Py的25％时，兼顾上述条数n而过度地增加整体的沟面积比率，则难以兼顾泥地性能和噪声性能以及操纵稳定性。根据这样的观点，沟宽度WY的下限优选为间距长度Py的8％以上，上限优选为25％以下。

另外锯齿形周向沟3，在上述纵沟部6、7与上述横沟4相交。如上所述，由于上述纵沟部6、7沿轮胎周向以直线状延伸，因此是最易排出泥的部位。而且由于横沟4与该纵沟部6、7相交，因此在该交叉部中的泥量增多，由于离心力使该泥易飞出，其结果即使是与上述交叉部相连的纵沟部6、7内的泥也会被上述交叉部的泥诱发而易一同排出。因此，例如与使横沟4在倾斜沟部8交叉的情况相比，能够进一步提高锯齿形周向沟3的排泥性，从而能够进一步提高泥地性能。另外由于交叉部中的上述泥的飞出，还能够诱发与其相连的横沟4内的泥的排出，因此抑制了横沟4的堵塞，从而能够期待基于该横沟4的牵引力。

另外横沟4优选为形成直线状或平滑的曲线状。其中在曲线状的情况下，优选为曲率半径为50mm以上的圆弧。这样的直线状等的横沟4，在排泥时不是一部分进行排泥，而是能够利用横沟整体进行排泥，因此提高诱发锯齿形周向沟3的排泥的效果，有助于提高锯齿形周向沟3的排泥性的效果。另外当上述横沟4相对于轮胎周向的角度α较小时，由于增加在接地面F内的横沟4的长度，因此对于接地压的均匀而言是优选的，然而相反却会导致花纹块刚性的降低，对操纵稳定性带来负面影响。因此，上述角度α优选为45°以上，更优选为60°以上。另外为了使接地压均匀，上限优选为90°以下，更优选为80°以下。另外上述角度α，在横沟4形成曲线状的情况下，用其切线相对于轮胎周向的角度来表示。

根据确保上述胎肩花纹块5o的刚性的观点，外横沟4o优选为与胎肩锯齿形周向沟3o的最外纵沟部7相交，另外根据确保中间花纹块5m的刚性的观点，中间横沟4m优选为与胎肩锯齿形周向沟3o的最内纵沟部6相交。并且根据确保胎冠花纹块5i的刚性的观点，内横沟4i优选为与胎冠锯齿形周向沟3i的最内纵沟部6相交。另外上述中间横沟4m的轮胎轴向内端，根据锯齿形的轮胎周向的相位而与上述胎冠锯齿形周向沟3i的纵沟部6或纵沟部7连接。

另外如图3(a)所示，上述横沟4优选为在与其长度方向呈直角的横截面中，形成沟底10呈半圆弧状的U字状截面形状。这样由于沟底10形成半圆弧状，因此如图3(b)所示，从开口部进入的泥易在沟内整体转动地进入并且易被排出。因此能够有助于泥地性能。若如图3(c)所示，在将横沟4的沟底10作成平底的情况下，由于来自开口部的泥会在沟底10受到阻力而难以在沟内整体转动并且难以被排出，因此不利于泥地性能。

另外作为锯齿形周向沟3和横沟4的沟深度，可适宜地采用以往的能够在不平整地面行驶的四轮驱动车用的充气轮胎的周向沟和横沟的沟深度。另外在上述花纹块5的踏面上，能够根据要求采用适宜的花纹形成刀槽花纹。

以上，对本发明的特别是优选实施方式进行了详述，但本发明不限定于图示的实施方式，而是能够变形为各种方式来实施。

实施例

以表1的胎面花纹为基本花纹，且基于表1的规格试制了轮胎尺寸285/60R18的充气轮胎，并对泥地性能、噪声性能以及操纵稳定性进行了评价。另外除了表1记载的规格以外，实质上是相同规格。

另外各轮胎均为：

·沟面积比率(Sea比)是30％，

·锯齿形周向沟的形状是矩形波状锯齿形，

·锯齿形周向沟的沟深度是10.0mm，

·横沟的形状是直线状，

·横沟的沟深度是10.0mm。

(1)泥地性能：

将轮胎组装于轮辋(8.0J)并在内压(230kPa)的条件下，安装于四轮驱动SUV车(排气量4700cc)的全轮，并且由1名驾驶员驾车在柔软的泥路测试路线上行驶，测量起动加速时间，并以实施例1为100的指数进行了评价。数值越大越优越。

(2)噪声性能：

依据JASO C606所规定的实车惯性行驶试验，利用上述车辆在直线状的测试路线(ISO路面)上以60km/h的速度进行惯性行驶，并且通过麦克风测量了车辆通过时的最大声音等级dB(A)，其中麦克风设置在距离上述路线的中间点从行驶中心线向侧方间隔7.5m，且距离测试路面的高度为1.2m的位置。以实施例1的测定值的倒数为100的指数进行了表示。数值越大表示噪声越小、性能越好。

(3)操纵稳定性：

利用上述车辆由1名驾驶员驾车在干燥沥青路面上行驶，通过驾驶员的官能评价，以实施例1为100的指数对操纵稳定性进行了评价。数值越大越好。

表1

如表所示，确认了实施例的轮胎能够抑制噪声性能和操纵稳定性的降低，并且能够提高泥地性能。

Claims

1.一种充气轮胎，通过在胎面部设置以锯齿状沿轮胎周向延伸的锯齿形周向沟、和在该锯齿形周向沟之间以及锯齿形周向沟与胎面边缘之间延伸的横沟，而在各所述锯齿形周向沟的两侧形成由多个花纹块构成的花纹块列，该充气轮胎的特征在于，

所述最内纵沟部与所述最外纵沟部之间的沟宽度中心线的轮胎轴向距离即锯齿摆幅为胎面一半宽度(TW/2)的4～15％的范围，并且锯齿形周向沟的沟宽度为所述胎面一半宽度(TW/2)的7～13％的范围，其中胎面一半宽度(TW/2)是指从轮胎赤道面到胎面边缘的轮胎轴向长度，并且

所述横沟的沟宽度(WY)是在周向上相邻的横沟间的间距长度(Py)的8～25％。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

所述锯齿形周向沟的所述纵沟部与所述倾斜沟部之间的角度(θ)为110°～150°。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，

所述锯齿形周向沟在所述纵沟部与所述横沟相交。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的充气轮胎，其特征在于，

所述横沟形成直线状或平滑的曲线状。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的充气轮胎，其特征在于，

所述横沟在与其长度方向呈直角的横截面中，形成沟底呈半圆弧状的U字状截面形状。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的充气轮胎，其特征在于，

所述锯齿形周向沟包括：配置在轮胎赤道面的两侧的一对胎冠锯齿形周向沟、和配置在一对胎冠锯齿形周向沟的轮胎轴向两外侧的一对胎肩锯齿形周向沟，

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的充气轮胎，其特征在于，

所述胎冠锯齿形周向沟的沟宽度小于所述胎肩锯齿形周向沟的沟宽度。