CN102310725A - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种充气轮胎，其能够抑制操纵稳定性和抗磨损性能的降低并且提高高速耐久性。在胎面部具有包括被轮胎赤道两侧的胎冠轴向主沟划分的胎冠花纹条的非对称花纹。在上述胎冠花纹条上通过设置中央周向细沟，由此划分为车辆安装时成为外侧的车辆外侧的胎冠花纹条部、和车辆安装时为内侧的车辆内侧的胎冠花纹条部。在上述各胎冠花纹条部分别设置有：从上述胎冠周向主沟朝向轮胎赤道面向内延伸的切入状的散热用狭缝；和在各胎冠花纹条部的踏面上凹下散热用凹部。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及抑制操纵稳定性和抗磨损性能降低并且提高了高速耐久性的充气轮胎，特别是一种适于高速行驶的充气轮胎。

背景技术

在将公路上行驶，并且也在环形跑道竞技和汽车障碍竞技等比赛行驶作为前提的高速行驶用的轮胎中，为了确保优越的操纵稳定性而需要较高的胎面刚性。因此，作为胎面花纹大多采用包括在轮胎赤道面上延伸的胎冠花纹条的花纹条花纹。

然而，由于对所述胎冠花纹条作用较高的接地压，因此行驶时的发热量较大。因此，会产生因花纹条内的温度上升而使橡胶发生热融化的现象等，从而降低高速耐久性的问题。因此例如为了散热而利用刀槽花纹将胎冠花纹条划分为多个花纹块部分等。然而，在该情况下，由于胎冠花纹条的刚性减小使得行驶时胎面部的活动增大，因此造成使操纵稳定性和抗磨损性降低的倾向。

另外，在下述的专利文献1中提出了下述的方案，即、在所述胎冠花纹条的中央处设置：沿轮胎周向延伸的细沟、和配置在胎冠花纹条的两侧缘的切口状的狭缝，通过提高所述胎冠花纹条的表面积来进行散热。然而就其本身而言，为了获得能够充分满足的散热效果，就必须以相当多的数量形成比较大的狭缝，因此造成与前者同样的胎冠花纹条的刚性降低，导致无法高水平地满足并兼顾高速耐久性、操纵稳定性和抗磨损性能。

专利文献1：日本特开2001-150911号公报。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种充气轮胎，以除所述细沟和狭缝外，还在胎冠花纹条部的踏面上设置凹部为基本，借助凹部能够弥补只通过细沟和狭缝所不足的散热效果，从而作为整体能够抑制胎冠花纹条的刚性降低并且提高散热效果，能够高水平地兼顾高速耐久性、操纵稳定性和抗磨损性能。

为了解决上述问题，本申请技术方案1的发明是一种充气轮胎，在胎面部具有包括胎冠花纹条并且指定了向车辆按照的安装方向的非对称花纹，其中胎冠花纹条是通过在轮胎赤道面的两侧设置沿轮胎周向连续延伸的胎冠周向主沟，而在上述胎冠周向主沟间形成的，其特征在于，通过在上述胎冠花纹条上设置沿轮胎周向连续延伸并且比该胎冠周向主沟浅且细的中央周向细沟，由此将该胎冠花纹条划分为车辆安装时成为外侧的车辆外侧的胎冠花纹条部、和成为内侧的车辆内侧的胎冠花纹条部，并且在车辆外侧的胎冠花纹条部和车辆内侧的胎冠花纹条部中分别设置：切入状的散热用狭缝，其从上述胎冠周向主沟朝向轮胎赤道面向内延伸，并且向内端在各胎冠花纹条部内结束；散热用凹部，其在各胎冠花纹条部的踏面上凹下。

另外，在技术方案2的发明中，其特征在于，上述散热用凹部被配置在各上述胎冠花纹条部的踏面的宽度中心线上。

另外，在技术方案3的发明中，其特征在于，上述散热用凹部的深度小于上述散热用狭缝的深度。

另外，在技术方案4的发明中，其特征在于，在各上述胎冠花纹条部，沿轮胎周向交替地配置上述散热用凹部与散热用狭缝。

另外，在技术方案5的发明中，其特征在于，在踏面上，上述车辆外侧的胎冠花纹条部的轮胎轴向的花纹条宽度，小于上述车辆内侧的胎冠花纹条部的轮胎轴向的花纹条宽度，并且在上述胎冠周向主沟的最深部的高度位置中，上述车辆外侧的胎冠花纹条部的轮胎轴向的花纹条宽度，大于上述车辆内侧的胎冠花纹条部的轮胎轴向的花纹条宽度。

另外，在技术方案6的发明中，其特征在于，在踏面上，配置在上述车辆外侧的胎冠花纹条部的散热用狭缝的轮胎轴向的长度，小于配置在上述车辆内侧的胎冠花纹条部的散热用狭缝的轮胎轴向的长度。

另外，在技术方案7的发明中，其特征在于，在上述车辆外侧的胎冠花纹条部的踏面与胎冠周向主沟的沟壁面之间，配置曲率半径为1.0mm～9.0mm的圆弧状的倒角部。

另外在权利要求8的发明中，在各上述胎冠花纹条部的踏面与上述中央周向细沟的沟壁面之间配置倒角部。

本发明如上所述，在胎冠花纹条上，除中央周向细沟和狭缝外还形成有凹部。该凹部，与上述中央周向细沟和狭缝相比，虽然散热效果稍差，但对花纹条刚性的影响极低。因此通过将上述凹部、中央周向细沟、狭缝混用，由此作为整体能够抑制胎冠花纹条的刚性降低并且充分地提高散热效果，从而能够高水平地兼顾高速耐久性、操纵稳定性和抗磨损性能。

附图说明

图1是表示本发明的充气轮胎的胎面花纹的展开图。

图2是胎面部的剖视图。

图3是将胎冠花纹条放大表示的剖视图。

图4是将胎冠花纹条与散热用狭缝以及散热用凹部一起表示的俯视图。

图5是中央周向细沟的剖视图。

图6是例示散热用凹部的开口部的形状的附图。

图7是例示散热用凹部的截面形状的附图。

标号说明如下：

1...胎面部；2oB...倒角部；2、2o、2i...胎冠周向主沟；3...胎冠花纹条；3o...车辆外侧的胎冠花纹条部；3i...车辆内侧的胎冠花纹条部；5...中央周向细沟；5B...倒角部；7o、7i...散热用狭缝；8o、8i...散热用凹部；Co...轮胎赤道面；Eo、Ei...向内端；j...宽度中心线。

具体实施方式

下面，对本发明的实施方式进行详细地说明。

如图1所示，本实施方式的充气轮胎在胎面部1上具有包括胎冠花纹条3并且指定了向车辆的安装方向的非对称花纹。该非对称花纹具有在轮胎赤道面Co的两侧沿轮胎周向连续延伸的胎冠周向主沟2、2，由此在该胎冠周向主沟2、2间形成上述胎冠花纹条3。另外，在区分两条胎冠周向主沟2、2时，将车辆安装时成为内侧的胎冠周向主沟表示为2i，将车辆安装时成为外侧的胎冠周向主沟表示为2o。

本例的非对称花纹具有由上述胎冠周向主沟2i、2o、以及配置在该胎冠周向主沟2i的轮胎轴向外侧的胎肩周向主沟4构成的共计三条周向主沟。其中，如果将周向主沟设为两条的情况下，难以充分地确保湿路性能，另外在设为四条的情况下，则花纹刚性，特别是使轮胎轴向刚性变得不充分，特别是在安装于跑车(包括比赛用车辆)等高速行驶车辆的轮胎中，会造成干路抓地性的不足。因此如本例那样，将周向主沟设为三条，在高速行驶车辆用的轮胎中，从兼顾湿路性能和干路抓地性的观点出发是优选的。另外，在转弯时，在车辆外侧的胎面区域比轮胎赤道面Co作用更大的载荷或外力。因此，通过如本例那样做成非对称配置，就能够相对地提高车辆外侧的胎面区域的刚性、增加侧抗力，从而能够提高干路抓地性，特别是实现提高转弯性能。

如图2所示，上述胎冠周向主沟2i、2o以及胎肩周向主沟4，踏面S上的主沟宽度W2i、W2o、W4(统称时有时称为主沟宽度Wg)至少为5mm以上，优选为7mm以上的宽度较宽的沟，在本例中，通过将外侧的胎冠周向主沟2o的主沟宽度W2o设定为大于内侧的胎冠周向主沟2i和胎肩周向主沟4的各主沟宽度W2i、W4，由此弥补上述非对称配置造成的排水性平衡的降低。另外，根据操纵性等观点，主沟宽度W2i、W2o、W4优选为20mm以下。

另外，胎冠周向主沟2i、2o以及胎肩周向主沟4的主沟深度H2i、H2o、H4(统称时有时称为主沟深度Hg)，能够适宜地适用以往的高速行驶用轮胎的周向主沟的主沟深度，在本例中是在6.0mm～8.0mm的范围内设定为相互相等。

接下来，上述充气轮胎，在上述胎冠花纹条3上具有沿轮胎周向连续延伸的中央周向细沟5，由此将上述胎冠花纹条3划分为车辆安装时成为外侧的车辆外侧的胎冠花纹条部3o、和车辆安装时成为内侧的车辆内侧的胎冠花纹条部3i。

如图5所示，上述中央周向细沟5，其沟深度H5小于上述胎冠周向主沟2的主沟深度Hg，并且踏面S上的沟宽度W5小于胎冠周向主沟2的主沟宽度Wg。在本例中，表示将上述沟深度H5优选为上述主沟深度Hg的40～60％的范围的情况。另外，上述中央周向细沟5的沟壁面5A，相对于踏面法线例如以0～5°的小角度α5立起，并且在该沟壁面5A与踏面S之间配置倒角部5B。本例中表示了上述倒角部5B用圆弧面形成的情况。另外，在使上述沟壁面5A延长后在踏面S上的假想沟宽度W5a优选为5mm以下，更优选为4mm以下。

其中，在环形跑道行驶过程中，车辆外侧的胎冠花纹条部3o处于高载荷、高偏离角这样严酷的条件下，因而要求有非常高的刚性。因此在本例中如图3所示，在上述踏面S上，将上述车辆外侧的胎冠花纹条部3o的轮胎轴向的花纹条宽度W3o设为小于上述车辆内侧的胎冠花纹条部3i的轮胎轴向饿花纹条宽度W3i，并且在上述胎冠周向主沟2的最深部2B的高度位置中，将上述车辆外侧的胎冠花纹条部3o的轮胎轴向的花纹条宽度B3o设为大于上述车辆内侧的胎冠花纹条部3i的轮胎轴向的花纹条宽度B3i。另外，上述花纹条宽度B3i、B3o的边界用上述中央周向细沟5的宽度中心线i来定义。上述宽度中心线i在本例中是在轮胎赤道面Co上通过。

根据这样的构成，与车辆内侧的胎冠花纹条部3i相比能够将车辆外侧的胎冠花纹条部3o设定为高刚性，因此能够提高对上述环形跑道行驶的操纵稳定性。

基于同样的目的，在上述车辆外侧的胎冠花纹条部3o的踏面S与胎冠周向主沟2o的沟壁面2oA之间形成具有1.0mm～9.0mm，优选为3.0mm～7.0mm的较大曲率半径的圆弧状的倒角部2oB。另外，在车辆内侧的胎冠花纹条部3i的踏面S与胎冠周向主沟2i的沟壁面2iA之间，为了确保接地面积，实际上形成为没有倒角的边缘状。上述沟壁面2oA相对于踏面法线的角度α2o，例如设定为20～40°大于上述角度α5，另外，上述沟壁面2iA相对于踏面法线的角度α2i，例如设定为15～35°大于上述角度α5且小于角度α2o。

接下来，如图3、4所示，在上述车辆外侧的胎冠花纹条部3o上形成有：切入状的散热用狭缝7o，其从相邻的胎冠周向主沟2o朝向轮胎赤道面Co向内延伸并且向内端Eo在该胎冠花纹条部3o内结束；散热用凹部8o，其在该胎冠花纹条部3o的踏面S上凹下。另外，车辆内侧的胎冠花纹条部3i也同样地形成有：切入状的散热用狭缝7i，其从相邻的胎冠周向主沟2i朝向轮胎赤道面Co向内延伸并且向内端E在胎冠花纹条部3i内结束；散热用凹部8i，其在该胎冠花纹条部3i的踏面S上凹进。

上述散热用狭缝7i、7o，间距数(形成数)彼此相同，并且配置成沿轮胎周向相位错开大致1/2间距。另外，散热用狭缝7i、7o分别相对于轮胎轴向以0～45°，优选为10～35°的角度β，相互向相同方向(在该图中为左上)倾斜。各散热用狭缝7i、7o的深度H7(图3所示)为相邻的胎冠周向主沟2i、2o的上述主沟深度Hg的例如30～60％，优选为40～50％，并从各向内端Ei、Eo朝向相邻的胎冠周向主沟2i、2o逐渐增加。在本例中，散热用狭缝7i、7o的深度H7形成为与上述中央周向细沟的沟深度H5相同深度。

另外，在踏面S上，上述车辆外侧的散热用狭缝7o的轮胎轴向的长度L7o，小于车辆内侧的散热用狭缝7i的轮胎轴向的长度L7i。由此，将车辆外侧的胎冠花纹条部3o的刚性设定得相对较高。另外上述长度L7o相对于花纹条宽度W3o的比L7o/W3o为0.05～0.50，并且上述长度L7i相对于花纹条宽度W3i的比L7i/W3i为0.20～0.70，从散热性和确保刚性的观点出发是优选的。

接下来，上述散热用凹部8i、8o分别配置在各胎冠花纹条部3i、3o的踏面S的宽度中心线j上。具体而言，散热用凹部8i、8o的开口部只要与上述宽度中心线j有重叠部分即可，而无需使开口部的中心与宽度中心线j一致。另外，沿轮胎周向交替地配置上述散热用凹部8i与上述散热用狭缝7i，并且同样地，也沿轮胎周向交替地配置散热用凹部8o与散热用狭缝7o。

各上述散热用凹部8i、8o是相互相同的形状，其深度H8被设定为小于上述散热用狭缝7i、7o的深度H7。

由于这样的散热用凹部8i、8o，其开口部在踏面S上闭合，因此在凹部内部有将空气封入的倾向，因此与上述中央周向细沟5和散热用狭缝7i、7o相比散热效果较差。然而另一方面却具有对胎冠花纹条部3i、3o的刚性影响小的特性。因此，通过将上述散热用凹部8i、8o与上述中央周向细沟5和散热用狭缝7、7o混用，从而弥补各自的缺点，作为整体，能够一边确保所需的花纹条刚性，一边充分地提高散热效果，能够高水平地兼顾高速耐久性、操纵稳定性和抗磨损性能。另外根据确保刚性的观点，散热用凹部8i、8o，其轮胎周向的宽度W8x、轮胎轴向的宽度W8y分别优选为1mm以上且5mm以下。

另外例如图6所示，作为上述散热用凹部8i、8o，开口部的形状可以采用圆形状A1、椭圆形状A2、多边形状A3(四边形状、五边形状等)等各种形状。然而其中，在外周长度相同的情况下，与多边形状A3或椭圆形状A2相比圆形状A1会增大在行驶时在凹部周边产生的空气的紊流，因此增大从开口部散出的热等具有优越的散热效果，因此优选圆形状。

另外，例如图7所示，散热用凹部8i、8o的截面形状也可以采用截面半圆形状B1、截面U字状B2、截面大致三角形状B3、截面矩形状B4、截面带台阶状B5等各种形状。然而，为了减少在内部封入的热提高散热效果，因而更优选能够采用截面半圆形状B1。因此，在本例中作为散热用凹部8i、8o，开口部采用圆形状A1并且截面形状采用半圆形状B1，即半球面状体的形状。

接下来，如上述图1所示，在本例中，在上述车辆外侧的胎冠周向主沟2o与接地端Te之间，形成有宽度较宽的胎肩花纹条10，并且在该胎肩花纹条10上配置相对于轮胎周向例如以40～90°角度γo延伸的胎肩横沟11。该胎肩横沟11为与上述胎冠周向主沟2o大致相同的深度，在本例中，由于其轮胎轴向内端不与上述胎冠周向主沟2o交叉，因此确保排水性并且保持上述胎肩花纹条10较高的刚性。

另外，在上述车辆内侧的胎冠周向主沟2i与上述胎肩周向主沟4之间形成有花纹块列13R，该花纹块列13R是将被中间横沟12划分的花纹块13沿周向间隔设置而成的。该中间横沟12与上述胎肩横沟11同样，相对于轮胎周向例如以40～90°的角度γm配置，在本例中，从胎冠周向主沟2i侧朝向胎肩周向主沟4侧，沟深度逐渐增加。

另外，在上述胎肩周向主沟4与接地端Te之间形成有胎肩花纹条14，并且在该胎肩花纹条14上配置相对于轮胎周向例如以40～90°的角度γi延伸的胎肩横沟15。该胎肩横沟15也与上述胎肩周向主沟4大致相同的深度，由于其轮胎轴向内端不与上述胎肩周向主沟4交叉，因此能够确保排水性并且保持上述胎肩花纹条14较高的刚性。

另外，胎肩横沟11、15以及中间横沟12，其倾斜方向彼此相同(左上)，并且成为与上述散热用狭缝7i、7o的倾斜方向相反的方向。另外图中的标记20是刀槽花纹20，其上端经由倒角部20A与踏面S连接。另外，标记21是与上述散热用狭缝7i相同的狭缝。

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

(实施例)

试制具有图1的基本花纹，并且基于表1的规格、轮胎尺寸为255/40R20的轿车用子午线轮胎(胎面宽度为240mm)，对高速耐久性、操纵稳定性、抗磨损性进行测试，并且将其结果记载于表1。表1以外的规格实质上是相同规格。

以下的规格，各轮胎均相同。

胎冠周向主沟2o

·主沟宽度W2o---17.1mm

·主沟深度Hg---7.0mm

·倒角部2oB的曲率半径---6mm

胎冠周向主沟2i

·主沟宽度W2i---13.4mm

·主沟深度Hg---7.0mm

胎肩周向主沟4

·主沟宽度W4---15.0mm

·主沟深度Hg---6.5mm

中央周向细沟5

·沟宽度W5---6.0mm

·假想沟宽度W5a---2.0mm

·沟深度H5---3.5mm

车辆外侧的胎冠花纹条部3o

·花纹条宽度W3o---15.0mm

·花纹条宽度B3o---25.0mm

车辆内侧的胎冠花纹条部3i

·花纹条宽度W3i---16.0mm

·花纹条宽度B3i---22.0mm

散热用狭缝7o

·深度H7---3.5mm

·宽度---2.8mm

散热用狭缝7i

·深度H7---3.5mm

·宽度---3.8mm。

(1)高速耐久性：

使用鼓试验机，依照ECE30所规定的载荷/速度性能测试，通过速度级别方式来实施。测试是每20分钟将速度提升10km/h，并且测量了轮胎破坏时的速度和时间。

(2)操纵稳定性：

将轮胎在轮辋(9.5JJ)、内压(230KPa)的条件下，安装于跑车的全轮，并在环形跑道路线上极限行驶，通过驾驶员的官能评价以比较例1为100的指数来表示此时的操纵稳定性。数值越大越好。

(3)抗磨损性：

通过目视来观察上述环形跑道路线行驶后胎冠花纹条的磨损外观，并以比较例1为100的指数表示了其结果。数值越大越好。

表1

如实施例1所示，确认了通过在比较例1的轮胎上设置散热用凹部，能够基本保持操纵稳定性和抗磨损性并且能够提高高速耐久性。另外，如比较例2所示，确认了在增大散热用狭缝的尺寸而使高速耐久性提高到与实施例1大致相同程度的情况下，造成操纵稳定性和抗磨损性，特别是操纵稳定性的显著降低。另外，与实施例1、2进行比较可知，通过增大散热用凹部的尺寸，虽然操纵稳定性和抗磨损性稍有降低，但能够提高高速耐久性。并且，与实施例1、3进行比较可知，即使散热用凹部的深度超过散热用狭缝的深度，也几乎不能进一步提高高速耐久性，但却增大对操纵稳定性和抗磨损性的负面影响。与实施例1和实施例4、5进行比较可知，散热用凹部的开口部为圆形状时，与矩形状或椭圆状相比，高速耐久性的提高效果显著。另外，与实施例1、7比较可知，在将散热用狭缝的长度设为L7o＞L7i的情况下，对操纵稳定性和抗磨损性饿负面影响较大。另外，与实施例1、8比较可知，即使散热用凹部的形成数增加到散热用狭缝的形成数的2倍，也不能期待高速耐久性的提高，相反会增大对操纵稳定性和抗磨损性的负面影响。

Claims (8)

1.一种充气轮胎，在胎面部具有包括胎冠花纹条并且指定了向车辆安装的安装方向的非对称花纹，其中胎冠花纹条是通过在轮胎赤道面的两侧设置沿轮胎周向连续延伸的胎冠周向主沟，而在所述胎冠周向主沟间形成的，其特征在于，

通过在所述胎冠花纹条上设置沿轮胎周向连续延伸并且比该胎冠周向主沟浅且细的中央周向细沟，由此将该胎冠花纹条划分为车辆安装时成为外侧的车辆外侧的胎冠花纹条部、和车辆安装时成为内侧的车辆内侧的胎冠花纹条部，

并且在车辆外侧的胎冠花纹条部和车辆内侧的胎冠花纹条部中分别设置：

切入状的散热用狭缝，其从所述胎冠周向主沟朝向轮胎赤道面向内延伸，并且该散热用狭缝的向内端在各胎冠花纹条部内结束；

散热用凹部，其在各胎冠花纹条部的踏面上凹下。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

所述散热用凹部被配置在各所述胎冠花纹条部的踏面的宽度中心线上。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述散热用凹部的深度小于所述散热用狭缝的深度。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，

在各所述胎冠花纹条部，沿轮胎周向交替地配置所述散热用凹部和散热用狭缝。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，

在踏面上，所述车辆外侧的胎冠花纹条部的轮胎轴向的花纹条宽度，小于所述车辆内侧的胎冠花纹条部的轮胎轴向的花纹条宽度，

并且在所述胎冠周向主沟的最深部的高度位置中，所述车辆外侧的胎冠花纹条部的轮胎轴向的花纹条宽度，大于所述车辆内侧的胎冠花纹条部的轮胎轴向的花纹条宽度。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，

在踏面上，配置在所述车辆外侧的胎冠花纹条部的散热用狭缝的轮胎轴向的长度，小于配置在所述车辆内侧的胎冠花纹条部的散热用狭缝的轮胎轴向的长度。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的充气轮胎，其特征在于，

在所述车辆外侧的胎冠花纹条部的踏面与胎冠周向主沟的沟壁面之间，配置曲率半径为1.0mm～9.0mm的圆弧状的倒角部。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，

在各所述胎冠花纹条部的踏面与所述中央周向细沟的沟壁面之间配置倒角部。

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