CN102348562A - 工程车辆用充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种工程车辆用充气轮胎，其特别在用作驱动轮时能在维持高的耐磨损性的同时抑制放热特性的劣化。中央区域(20)设置有以Z字形沿着轮胎周向连续地延伸的中央窄槽(21)。各侧方区域(30)均设置有侧方窄槽(32)。设置宽度方向窄槽(22)。中央窄槽(21、侧方窄槽(32)和宽度方向窄槽(22)在胎面部(10)中限定多个具有五个或更多个直边的多边形花纹块陆部(23)。花纹块陆部沿轮胎周向排列以形成被配置成彼此相邻的两个花纹块列。

Description

工程车辆用充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎，特别地涉及能应用于主要用在工地、矿山等的自动倾卸卡车或其他工程车辆的工程车辆用充气轮胎。
背景技术
通常，传统的工程车辆用充气轮胎具有位于胎面的轮胎宽度方向上的两侧的多个横向花纹槽(lug groove)。在工程车辆用充气轮胎中，为了提高轮胎的磨损寿命，通常增大胎面厚度(gauge)或减小槽部面积以增大胎面体积。
然而，在通过使用上述方法提高耐磨损性的情况下，尤其当轮胎负荷转动时，胎面部处的放热特性(heat release property)趋于劣化，换言之，上述方法趋于导致胎面部处的温度升高。如上所述的胎面部处的温度升高不利地引起诸如胎面部处的热分离等问题。
作为上述问题的对策，例如，专利文献1公开了一种工程车辆用轮胎，该轮胎通过采用具有预定的横向窄槽的胎面以将在胎面槽内流动的风有效地送入横向窄槽并且空冷轮胎的中心部而抑制放热特性的劣化。另外，专利文献2公开了一种充气轮胎，其通过在各个花纹块陆部处设置预定的横向副槽，所述横向副槽形成胎面的肩部区域，使得踏入端在蹬出路面时能够迅速地离开路面，从而能够在不大幅减小陆部刚性的情况下减小踏入端的偏磨损。
然而，近年来，随着工程车辆的尺寸的增大，轮胎尺寸增大，轮胎轮廓变得更低并且轮胎需要承载的负荷变重，这使胎面部的放热特性的劣化趋于显著。因此，认为研发下述工程车辆用充气轮胎仍然是重要的：该工程车辆用充气轮胎能够在维持高的耐磨损性的同时抑制胎面部处的放热特性的劣化。另外，特别地，对于用作驱动轮的轮胎，需要进一步改善与牵引引起的磨损有关的特性。
相关技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-191093号公报
专利文献2：日本特开2007-83822号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的是提供一种工程车辆用充气轮胎，其通过优化胎面特别是当用作驱动轮时能在维持高的耐磨损性的同时抑制放热特性的劣化。
用于解决问题的方案
本发明人进行了锐意的研究以解决工程车辆用充气轮胎的上述问题，所述工程车辆用充气轮胎的胎面被分成中央区域和位于所述中央区域的轮胎宽度方向上的两侧的两个侧方区域，并且各所述侧方区域中均配置有多个横向花纹槽，而且，结果发现通过将工程车辆用充气轮胎构造为：所述中央区域设置有中央窄槽，所述中央窄槽以Z字形沿着轮胎周向连续地延伸并且通过交替地连接第一倾斜槽部和第二倾斜槽部而形成，所述第一倾斜槽部相对于轮胎周向以预定角度延伸，所述第二倾斜槽部相对于轮胎周向以与所述第一倾斜槽部的角度方向相反的角度延伸；各所述侧方区域均设置有侧方窄槽，所述侧方窄槽经过各所述横向花纹槽的轮胎宽度方向内侧部并且沿轮胎周向延伸；各所述横向花纹槽的轮胎宽度方向内侧部被配置成在轮胎宽度方向上面对所述第一倾斜槽部和所述第二倾斜槽部的连结部中的与该轮胎宽度方向内侧部接近的接近连结部；宽度方向窄槽设置于各所述横向花纹槽的轮胎宽度方向内侧部和所述接近连结部之间；以及所述中央窄槽、所述侧方窄槽和所述宽度方向窄槽在所述胎面部中限定多个具有五边或更多边的多边形花纹块陆部，所述花纹块陆部沿轮胎周向排列以形成两个花纹块列，可以减小轮胎的蹬出侧的剪切力，并且提高耐磨损性。利用这样的构造，当用作自动倾卸卡车等的驱动轮时，在行进时，与地面在先接触的多边形花纹块陆部拉扯隔着中央窄槽与在先多边形花纹块陆部相对的多边形花纹块，并且被拉扯的多边形花纹块在与地面接触之前处于变形状态。这导致被拉扯的多边形花纹块与路面接触时在路面与被拉扯的多边形花纹块陆部之间发生剪切力，由此可以提高牵引性能。
鉴于上述发现提出了本发明，并且本发明的要点如下：
(1)一种工程车辆用充气轮胎，其胎面被分成中央区域和位于所述中央区域的轮胎宽度方向上的两侧的两个侧方区域，并且各所述侧方区域中均配置有多个横向花纹槽，其中所述中央区域设置有中央窄槽，所述中央窄槽以Z字形沿着轮胎周向连续地延伸并且通过交替地连接第一倾斜槽部和第二倾斜槽部而形成，所述第一倾斜槽部相对于轮胎周向以预定角度延伸，所述第二倾斜槽部相对于轮胎周向以与所述第一倾斜槽部的角度方向相反的角度延伸；各所述侧方区域均设置有侧方窄槽，所述侧方窄槽经过各所述横向花纹槽的轮胎宽度方向内侧部并且沿轮胎周向延伸；各所述横向花纹槽的轮胎宽度方向内侧部被配置成在轮胎宽度方向上面对所述第一倾斜槽部和所述第二倾斜槽部的连结部中的与该轮胎宽度方向内侧部接近的接近连结部；宽度方向窄槽设置于各所述横向花纹槽的轮胎宽度方向内侧部和所述接近连结部之间；以及所述中央窄槽、所述侧方窄槽和所述宽度方向窄槽在所述胎面部中限定多个具有五边或更多边的多边形花纹块陆部，所述花纹块陆部沿轮胎周向排列以形成被配置成彼此相邻的两个花纹块列。
(2)根据上述(1)的工程车辆用充气轮胎，其中所述中央窄槽的槽深是各所述横向花纹槽的槽深的60％以上。
(3)根据上述(1)或(2)的工程车辆用充气轮胎，其中所述中央窄槽的延伸形状的振幅在胎面宽度的5％至30％的范围。
根据上述(1)-(3)中任一项的工程车辆用充气轮胎，其中所述第一倾斜槽部与轮胎周向成20°至50°范围的角度地延伸。
根据上述(1)-(4)中任一项的工程车辆用充气轮胎，其中所述第二倾斜槽部与轮胎周向成-20°至-50°范围的角度地延伸。
根据上述(1)-(5)中任一项的工程车辆用充气轮胎，其中所述中央窄槽的槽宽在所述花纹块陆部的配置节距的3％至8％的范围。
根据上述(1)-(6)中任一项的工程车辆用充气轮胎，其中在轮胎与路面接触的状态下，所述中央窄槽的所述第一倾斜槽部的相对的槽壁和所述第二倾斜槽部的相对的槽壁以及所述宽度方向窄槽的相对的槽壁彼此接触，并且所述侧方窄槽的相对的槽壁不彼此接触。
发明的效果
根据本发明，可以提供一种工程车辆用充气轮胎，其特别当用作驱动轮时能在维持高的耐磨损性的同时抑制放热特性的劣化。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明的工程车辆用充气轮胎的实施方式的胎面的一部分的图。
图2是示意性地示出根据本发明的工程车辆用充气轮胎的另一实施方式的胎面的一部分的图。
图3是示意性地示出根据本发明的工程车辆用充气轮胎的另一实施方式的胎面的一部分的图。
图4是示意性地示出传统的工程车辆用充气轮胎的胎面的一部分的图。
具体实施方式
在下文中，将参照图1至图4说明本发明的构造和限制理由。图1是示意性地示出根据本发明的工程车辆用充气轮胎的实施方式的胎面的一部分的图；图2和图3均为示意性地示出根据本发明的工程车辆用充气轮胎的另一实施方式的胎面的一部分的图；图4是示意性地示出传统的工程车辆用充气轮胎的胎面的一部分的图。应注意，在图1至图4中，各图中的箭头C的方向表示轮胎周向，箭头W的方向表示轮胎宽度方向。
根据本发明的工程车辆用充气轮胎，如图1所示，胎面10被分成中央区域20和位于中央区域20的轮胎宽度方向上的两侧的两个侧方区域30。在工程车辆用充气轮胎中，各个侧方区域30均具有多个横向花纹槽31。在本说明书中，中央区域20指的是以轮胎赤道E为中心的胎面宽度的50％以下的区域，并且侧方区域30指的是胎面中除了中央区域20以外的区域。
根据本发明，如图1所示，中央区域20设置有中央窄槽21，中央窄槽21以Z字形沿着轮胎周向连续地延伸，并且通过交替地连接第一倾斜槽部21a和第二倾斜槽部21b而形成，其中第一倾斜槽部21a相对于轮胎周向以预定角度延伸，第二倾斜槽部21b相对于轮胎周向以与第一倾斜槽部21a方向相反的角度延伸；各个侧方区域30均设置有经过各个横向花纹槽31的轮胎宽度方向内侧部31a并沿轮胎周向延伸的侧方窄槽32；各个横向花纹槽31的轮胎宽度方向内侧部31a被配置为在轮胎宽度方向上与第一倾斜槽部和第二倾斜槽部的连结部21c1和21c2中的接近的连结部21c相面对；宽度方向窄槽22被设置成在各个横向花纹槽的轮胎宽度方向内侧部31a和接近的连结部21c之间延伸并且连通各个横向花纹槽的轮胎宽度方向内侧部31a和接近的连结部21c；并且，中央窄槽21、侧方窄槽32和宽度方向窄槽22在胎面部中限定多个具有五边或更多边的多边形花纹块陆部23a和23b，所述花纹块陆部沿轮胎周向排列以形成被配置成彼此相邻的两个花纹块列24a和24b。
利用上述构造，根据本发明的多边形花纹块列24a和24b位于以Z字形沿轮胎周向C延伸的中央窄槽21的两侧，并且各个多边形花纹块23a和23b的顶端部与延伸超过轮胎赤道面E并且面对该顶端部的多边形花纹块邻接。因此，在轮胎被用于自动倾卸卡车等的驱动轮的情况下，在行进时，在先与地面接触的多边形花纹块陆部(图1中的多边形花纹块陆部23a)拉扯多边形花纹块陆部23的相对于中央窄槽位于在先多边形花纹块陆部的相对侧的部分(图1中的多边形花纹块陆部23b的阴影部)，并且多边形花纹块陆部23b的被拉扯部分在接触地面之前处于变形状态。结果，当多边形花纹块陆部23b与路面接触时，路面和被拉扯的多边形花纹块陆部23b之间发生剪切力，由此可以提高牵引力。牵引力的这种提高导致作为轮胎磨损主因的轮胎蹬出时的剪切力减小，由此可以改善耐磨损性。
应注意，如图4所示，认为，传统的胎面100具有位于沿着轮胎周向延伸的直线状中央窄槽210两侧的多边形花纹块陆部230。因此，与上述胎面不同，在行进时不能获得由于被拉扯的花纹块和路面之间的剪切力引起的牵引力的提高，由此，不能充分地改善耐磨损性。
根据本发明，中央窄槽21以第一倾斜槽部21a和第二倾斜槽部21b交替连结、并且以Z字形沿着轮胎周向连续延伸的方式设置于中央区域20。另外，尽管未具体地限制其他构造，但是优选的是中央窄槽21的槽深是横向花纹槽的槽深的60％以上。这是因为，在中央窄槽21的槽深小于60％的情况下，胎面磨损并且中央窄槽21在轮胎使用末期消失，由此，有可能不能充分地获得本发明的效果。
另外，如图1所示，优选的是中央窄槽21的延伸形状的振幅w1在胎面宽度TW的5％至30％的范围。在振幅w1小于5％的情况下，用于拉多边形花纹块23的一部分的力不期望地小，由此，有可能不能充分提高牵引力并且不能充分改善耐磨损性。另一方面，在振幅w1超过30％的情况下，中央部的花纹块刚性降低，由此，不能改善磨损特性。
另外，优选的是第一倾斜槽部21a相对于轮胎周向以20°至50°范围的角α延伸。在角α小于20°的情况下，用于拉扯多边形花纹块23的一部分的力不期望地小，由此，有可能不能充分提高牵引力并且不能充分改善耐磨损性。另一方面，在角α超过50°的情况下，中央部的花纹块刚性降低，由此，不能改善磨损特性。
另外，由于相同的原因，优选的是第二倾斜槽部21b相对于轮胎周向以-20°至-50°范围的角延伸。
另外，如图1所示，优选的是中央窄槽21的槽宽w2在花纹块陆部23的配置节距A的3％至8％的范围。这是因为，在中央窄槽21的槽宽w2小于配置节距的3％的情况下，槽宽不期望地窄，由此，不能获得散热效果，可能会导致放热特性的劣化。另一方面，在槽宽w2超过8％的情况下，用于拉多边形花纹块23的一部分的力不期望地小，由此，有可能不能充分提高牵引力并且不能充分改善耐磨损性。
应注意，侧方窄槽32是经过横向花纹槽31的轮胎宽度方向内侧部31a并且沿轮胎周向延伸的槽，并且侧方窄槽32的构造不受具体限制。在本说明书中，横向花纹槽31的轮胎宽度方向内侧部31a指的是横向花纹槽31的从其槽宽开始减小的位置开始延伸到横向花纹槽31的轮胎宽度方向上的内侧顶端的部分。
另外，宽度方向窄槽22是在横向花纹槽31的轮胎宽度方向内侧部31a和中央窄槽21的接近的连结部21c之间延伸并连通横向花纹槽31的轮胎宽度方向内侧部31a和中央窄槽21的接近的连结部21c的槽，并且其其他构造不受具体限制。
然而，优选的是，与中央窄槽21的情况相同，各个宽度方向窄槽22的槽宽在花纹块陆部23的配置节距A的3％至8％的范围。这是因为，在宽度方向窄槽22的槽宽小于配置节距的3％的情况下，槽宽不期望地窄，由此，不能获得散热效果，可能会导致放热特性的劣化。另一方面，在宽度方向窄槽22的槽宽超过8％的情况下，用于拉扯多边形花纹块23的一部分的力不期望地小，由此，有可能不能充分提高牵引力并且不能充分改善耐磨损性。
另外，优选的是，在轮胎与路面接触时，第一倾斜槽部21a的相对的槽壁、第二倾斜槽部21b的相对的槽壁和宽度方向窄槽22的相对的槽壁彼此接触，并且侧方窄槽32的相对的槽壁不彼此接触。这是因为，通过将第一倾斜槽部21a、第二倾斜槽部21b和宽度方向窄槽22构造为使得它们的相对的槽壁彼此接触，然后它们的槽闭合，能够增大中央部20的花纹块，由此可以进一步改善耐磨损性。另一方面，通过将侧方窄槽32的槽壁构造为不彼此接触，侧方窄槽32的槽不闭合，由此可以维持良好的耐放热性(heat release resistance)。注意，与路面接触的轮胎处于组装有根据TRA的标准轮辋、以根据TRA的标准内压充气，然后承受根据TRA的标准负荷(100％)的状态。
应注意，如图1所示，具有五边或更多边并且由中央窄槽21、侧方窄槽32、横向花纹槽31和宽度方向窄槽22限定的多边形花纹块陆部23沿轮胎周向C排列以形成被配置成彼此相邻的两个花纹块列24a和24b。
另外，只要多边形花纹块陆部23是五边或更多边的多边形，就不对多边形花纹块陆部23施加具体的限制。根据横向花纹槽31的轮胎宽度方向内侧部31a的形状，可以采用例如如图1所示的七边的多边形花纹块、图2所示的具有六边形形状的多边形花纹块陆部23、以及图3所示的具有五边形形状的多边形花纹块陆部23。
应注意，无论是五边形、六边形还是七边形，均可以提高牵引力并且减小作为磨损主因的轮胎蹬出时的剪切力，由此可以改善耐磨损性。
上述仅为本发明的实施方式的一个示例，在权利要求的范围可以进行多种变型。
接着，将说明实施例。
[实施例1]
作为实施例1，制备如下样品充气轮胎：胎面1的侧方区域30设置有多个横向花纹槽31；中央区域20设置有中央窄槽21，中央窄槽21以Z字形沿轮胎周向连续地延伸，并且通过交替地连接第一倾斜槽部21a和第二倾斜槽部21b而形成，其中第一倾斜槽部21a相对于轮胎周向以预定角度(表1)延伸，第二倾斜槽部21b相对于轮胎周向以与第一倾斜槽部方向相反的角度(表1)延伸；各个侧方区域30均设置有经过各个横向花纹槽31的轮胎宽度方向内侧部31a并沿轮胎周向延伸的侧方窄槽32；各个横向花纹槽31的轮胎宽度方向内侧部31a被配置为在轮胎宽度方向上与第一倾斜槽部和第二倾斜槽部的连结部21c中的接近的连结部21c相面对；宽度方向窄槽22被设置成连通各个横向花纹槽的轮胎宽度方向内侧部31a和接近的连结部21c并且在相对于轮胎周向倾斜90°的方向上延伸；并且，中央窄槽21、侧方窄槽32和宽度方向窄槽22限定多个七边形花纹块陆部23，花纹块陆部23沿轮胎周向排列。
应注意，表1示出横向花纹槽31的槽深(mm)、中央窄槽21的槽深(mm)、第一倾斜槽部和第二倾斜槽部在轮胎宽度方向上的长度与胎面宽度的比(％)、以及第一倾斜槽部21a和第二倾斜槽部21b相对于充气轮胎的轮胎周向的角度(°)。
[实施例2]
作为实施例2，除了多边形花纹块陆部23形成六边形以外，在与实施例1的条件相同的条件下制备图2所示的样品。
应注意，表1示出横向花纹槽31的槽深(mm)、中央窄槽21的槽深(mm)、第一倾斜槽部和第二倾斜槽部在轮胎宽度方向上的长度与胎面宽度的比(％)、以及第一倾斜槽部21a和第二倾斜槽部21b相对于充气轮胎的轮胎周向的角度(°)。
[实施例3]
作为实施例3，除了多边形花纹块陆部23形成五边形以外，在与实施例1的条件相同的条件下制备图3所示的样品。
应注意，表1示出横向花纹槽31的槽深(mm)、中央窄槽21的槽深(mm)、第一倾斜槽部和第二倾斜槽部在轮胎宽度方向上的长度与胎面宽度的比(％)、以及第一倾斜槽部21a和第二倾斜槽部21b相对于充气轮胎的轮胎周向的角度(°)。
[比较例1]
作为比较例1，除了比较例1具有传统的胎面100以外，在与实施例1相同的条件下制备图4所示的样品轮胎，在胎面100中，多边形花纹块陆部230被设置于中央窄槽210的两侧，中央窄槽210以直线状而不是以Z字形沿着轮胎周向延伸。
[评价1]
实施例1的、实施例2的、实施例3的和比较例1的充气轮胎组装有根据TRA的标准轮辋；以根据TRA的标准内压充气；安装到车辆；并且在市场(market)中行进。之后，在胎面的预定位置(在位于中央的外侧25％胎面宽度的位置处)测量轮胎的槽深(mm)，并且评价样品轮胎的耐磨损性。评价结果示于表1。
应注意，在比较例1的轮胎的耐磨损性被设为100％的情况下通过相对比例(％)示出评价结果，并且值(％)越大表示结果越好。
[评价2]
实施例1的、实施例2的、实施例3的和比较例1的充气轮胎组装有根据TRA的标准轮辋；以根据TRA的标准内压充气；承受根据TRA的标准负荷(100％)；并且以8km/h的实验速度经受室内转鼓实验24小时。之后，测量胎面中央部处的温度以评价放热特性。评价结果示于表1。
应注意，在比较例1的轮胎的放热特性被设为0的情况下通过相对温度(℃)示出评价结果，并且值(℃)越低表示结果越好。
[表1]
基于表1所示的结果，可知根据本发明的实施例1、2、3的充气轮胎与作为具有传统的胎面的充气轮胎的比较例1相比改善耐磨损性10％。另外，可知放热特性减小5℃，由此，根据本发明的充气轮胎与传统的充气轮胎相比具有较高的耐磨损性，同时抑制了放热特性的劣化。
产业上的可利用性
根据本发明，可以提供一种工程车辆用充气轮胎，其特别当用作驱动轮时能在维持高的耐磨损性的同时抑制放热特性的劣化。
附图标记说明
10胎面
20，200中央区域
21，210中央窄槽
22，220宽度方向窄槽
30，300侧方区域
31，310横向花纹槽
32侧方窄槽

Claims (7)

1.一种工程车辆用充气轮胎，其胎面被分成中央区域和位于所述中央区域的轮胎宽度方向上的两侧的两个侧方区域，并且各所述侧方区域中均配置有多个横向花纹槽，其中
所述中央区域设置有中央窄槽，所述中央窄槽以Z字形沿着轮胎周向连续地延伸并且通过交替地连接第一倾斜槽部和第二倾斜槽部而形成，所述第一倾斜槽部相对于轮胎周向以预定角度延伸，所述第二倾斜槽部相对于轮胎周向以与所述第一倾斜槽部的角度方向相反的角度延伸；
各所述侧方区域均设置有侧方窄槽，所述侧方窄槽经过各所述横向花纹槽的轮胎宽度方向内侧部并且沿轮胎周向延伸；
各所述横向花纹槽的轮胎宽度方向内侧部被配置成在轮胎宽度方向上面对所述第一倾斜槽部和所述第二倾斜槽部的连结部中的与该轮胎宽度方向内侧部接近的接近连结部；
宽度方向窄槽设置于各所述横向花纹槽的轮胎宽度方向内侧部和所述接近连结部之间；以及
所述中央窄槽、所述侧方窄槽和所述宽度方向窄槽在所述胎面部中限定多个具有五边或更多边的多边形花纹块陆部，所述花纹块陆部沿轮胎周向排列以形成被配置成彼此相邻的两个花纹块列。
2.根据权利要求1所述的工程车辆用充气轮胎，其特征在于，
所述中央窄槽的槽深是各所述横向花纹槽的槽深的60％以上。
3.根据权利要求1或2所述的工程车辆用充气轮胎，其特征在于，
所述中央窄槽的延伸形状的振幅在胎面宽度的5％至30％的范围。
4.根据权利要求1、2或3所述的工程车辆用充气轮胎，其特征在于，
所述第一倾斜槽部与轮胎周向成20°至50°范围的角度地延伸。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的工程车辆用充气轮胎，其特征在于，
所述第二倾斜槽部与轮胎周向成-20°至-50°范围的角度地延伸。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的工程车辆用充气轮胎，其特征在于，
所述中央窄槽的槽宽在所述花纹块陆部的配置节距的3％至8％的范围。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的工程车辆用充气轮胎，其特征在于，
在轮胎与路面接触的状态下，所述中央窄槽的所述第一倾斜槽部的相对的槽壁和所述第二倾斜槽部的相对的槽壁以及所述宽度方向窄槽的相对的槽壁彼此接触，并且所述侧方窄槽的相对的槽壁不彼此接触。
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