CN102869524A - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

一种充气轮胎，其在轮胎胎侧部表面没有喷射状物或没有喷射状痕迹以降低空气阻力，该轮胎包括多个酒窝状凹部以及多个线性谷部，酒窝状凹部(16)设置于第一区域(R1)，其包括轮胎胎侧部表面最大宽度的位置，线性谷部由胎侧部表面锯齿状突起形成，其在第一区域(R1)的一个方向上线性延伸，并设置于每一凹部(16)周围以包围该凹部，胎侧部表面上的每一凹部所占据的面积尺寸用圆圈的等效直径来表示，且线性谷部的间距小于该等效直径。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎，尤其涉及一种充气轮胎胎侧部表面的设计。

背景技术

近来，为了改善装有充气轮胎车辆的燃油效率，并提升车辆的最大速度，充气轮胎的滚动阻力要求被降低。为了降低充气轮胎的滚动阻力，提出过一些不同的实施例，其中充气轮胎的结构、胎面花纹等进行了调整。此外，为了改善车辆的燃油效率，且提升车辆的最大速度，提出过一些措施，以降低滚动充气轮胎的空气阻力。充气轮胎的空气阻力受到胎面部上胎面花纹的不平坦和胎侧部表面上花纹和标识不平坦的影响。

例如，日本专利JP3028492描述了一种充气轮胎，其能够在不降低轮胎性能的情况下降低空气阻力。在这种充气轮胎中，大量以3-15mm为等效直径的凹部或突起分布于轮胎周向上胎侧部表面上。具体来说，凹部或突起设置于轮胎最大宽度W位置周围的径向方向上胎侧部上下部面积至少10%的区域。上述凹部或突起是用于使得轮胎表面向后移动时空气层能最大程度的被分离，借以抑制涡流的发生。因而，就可以认为空气阻力在高速驱动时被降低了而不损失轮胎性能，同时车辆的最大速度得到提高。

发明内容

然而，在这种充气轮胎中，当在胎侧部表面设置凹部时，在轮胎生产过程的硫化阶段，相应于上述每一凹部的、轮胎硫化模具的凸部挤压未硫化轮胎的胎侧部表面以强制形成凹部。因此，由于围绕凹部的胎侧部表面与轮胎硫化模具之间会发生空气积累，使得硫化无法正常完成，由此，胎侧部表面外观的破损就容易产生。所以，在轮胎硫化用模具的包围上述凸部的部分上需要设置大量排气孔，以释放空气积累区的空气。上述排气孔可以解决轮胎模具空气积累的问题，然而，未硫化轮胎的部分熔融橡胶就在气体排出后流入到该排气孔中。从而，大量须状突起、即喷射状物发生在充气轮胎的胎侧部表面上。喷射状物是一部分胎侧橡胶相应于排气孔形状的须状突出部。

由于该喷射状物并非是轮胎产品优选的，该喷射状物可能在检查过程中被切除。然而，该喷射状的突出部即使是通过切除也不可能完全清除掉，以至于凸状喷射状痕迹还保留大约0.5-1.0mm的高度。喷射状痕迹对于充气轮胎外观来说不是优选地，还可能妨碍空气阻力的降低。

因而，本发明的一个目的是提供一种充气轮胎，其在充气轮胎侧部表面上没有喷射状物或喷射状痕迹，且可以降低空气阻力。

因此，本发明的实施例提供一种充气轮胎。轮胎包括，多个酒窝状凹部设置于包括轮胎侧部表面最大宽度位置的第一区域，以及多个线性谷部，其由胎侧部表面的锯齿状突起形成，线性谷部在第一区域内的一个方向上线性延伸，其围绕每一凹部，以包围每一凹部。

胎侧部表面上的每一凹部所占据的面积尺寸用圆圈的等效直径来表示，线性谷部间的间距优选地小于该等效直径。等效直径优选为3-10倍的线性谷部间距。等效直径优选为3-15mm。

优选地，第一区域包括一个第二区域，在第二区域中所述凹部成组设置，以及在第二区域中，凹部占据第二区域面积的比率为25-60%。

每一谷部从胎侧部表面的深度优选为小于每一凹部从胎侧部表面的深度。由此，每一凹部优选以相比与每一凹部相邻的任何谷部的底面凹进去的方式形成。

在第一区域中侧胶部的硬度，依据JIS K6253的硬度测试实验（A型），在温度为20℃条件下，可以为56-65。

充气轮胎可以包括周向肋状突起，其在轮胎周向上连续延伸，并保持与第一区域轮胎径向上外侧边缘相接触。该突起在其上部包括喷射点状突起。第一区域相邻谷部间形成的脊可连接于周向肋状突起。

胎侧部表面上的每一凹部所占据的面积尺寸用圆圈的等效直径来表示，轮胎径向外侧凹部的最外侧凹部与轮胎径向内侧凹部的最内侧凹部的等效直径间相比，最外侧凹部的等效直径优选为大于最内侧凹部的等效直径，以及该等效直径优选地沿轮胎径向从内到外连续递增，或者从最内侧凹部到最外侧凹部梯级增加。

优选地，在谷部接触凹部之前，谷部立即终止，以便谷部不与凹部连接。

在第一区域中，在一个方向上延伸的凹部行优选为在轮胎周向上以一定周角设置。

轮胎可以包括，无装饰区，其具有无谷部的光滑面，配置成与第一区域外侧边缘相邻；以及标识区，其代表包括字符、符号，或字符与符号的组合的标识，标识区被无装饰区包围。第一区域相邻谷部间形成的脊的上部优选地位于比光滑面凹进去的位置上。

依据上述充气轮胎，胎侧部表面无喷射状物或喷射状痕迹，空气阻力得到降低。即使为了降低滚动阻力而降低充气轮胎侧橡胶的厚度，胎侧部表面外观的破损也难以产生。

附图说明

图1是本发明充气轮胎胎侧部的表面视图。

图2为给出实施例中第一区域和标识区的放大视图。

图3为给出实施例中谷部和凹槽布置说明视图的放大视图。

图4为给出实施例中谷部和凹槽布置说明视图的俯视图。

图5给出实施例、传统实施例的说明和评估结果。

附图标号说明

10胎侧部

12,14圆弧

16凹部

18谷部

20脊

22光滑面

24周向肋状突起

具体实施方式

在下文中，将对发明的充气轮胎进行详细描述。图1是本发明充气轮胎胎侧部10的表面视图。胎侧部10位于轮胎胎面部（如图1中圆弧12所代表的部分）与胎圈部（如图1中圆弧14所代表的部分）之间。

所给实施例的充气轮胎具有已知的结构和形状，也就是说，充气轮胎主要具有核心结构部件，其包括胎体，带束层和胎圈芯（未示出）；以及橡胶部，其包括胎面橡胶部，胎侧橡胶部，胎圈填充橡胶部和内衬层橡胶部。因而，这些部件在下面的说明中将被省略。例如，所给实施例中的充气轮胎为JATMAYEAR BOOK 2009（日本汽车轮胎制造商协会）中A部分所描述的客车轮胎。此外，所给实施例中的充气轮胎可以用于B部分指定的小型卡车的轮胎和C部分指定的卡车和公共汽车的轮胎。

本说明书中的轮胎周向是指轮胎绕转轴转动时胎面移动的方向。轮胎径向是指垂直于轮胎转轴延伸的方向。在图1中，C方向为轮胎周向指向的方向，R方向是轮胎的径向指向的方向。

多个酒窝状凹部（如图1中所示的白色圆）16设置于第一区域R1，其包括充气轮胎胎侧部10表面的最大宽度位置。轮胎最大宽度位置即就是在轮胎径向上轮胎宽度最大值的位置。沿一方向延伸的多个线性谷部18，其设置于每一凹部16周围，以便包围每一凹部16。线性谷部18由胎侧部表面锯齿状突起形成。在相邻谷部18之间，一脊部（参见图3）20沿谷部18延伸。由于谷部18存在的缘故，脊20生成了，同时锯齿状花纹通过谷部18和脊20形成。

具有光滑面22（参见图3）但无谷部18的无装饰区域R2、R3的设置，以使其与第一区域R1外侧边缘相邻。标识区域R4、R5代表包括字符、符号、或者字符符号组合的标识，其设置为被无装饰区域R2、R3包围。标识区域R5包括用于识别本案申请人名称的标识。标识区域R4包括本发明实施例中充气轮胎商标名“ABCDEF”的标记。第一区域的宽度R1在设置有无装饰区R2、R3的轮胎周向位置上变小。第一区域R1设置于轮胎径向上的内侧，以及无装饰区域R2、R3设置于轮胎径向的外侧。设置第一区域R1宽度窄的部分和无装饰区域R2、R3，以使其沿轮胎周向彼此保持接触。在第一区域R1宽度窄的部分没有设置凹部16。无装饰区域R2、R3在其周向上边缘具有多个凹部16，其成行延伸于无装饰区域R2、R3外侧边缘上。尽管这样的胎侧部10的胎侧花纹设置于充气轮胎一胎侧面上，其也可以设置于充气轮胎双侧面上。

图2为第一区域R1和无装饰区域R3的放大视图。图2中第一区域R1中多个线条代表形成锯齿状花纹的谷部18。在第一区域R1中，谷部18于轮胎径向上线性延伸，并超出区域R1于区域R6中弯曲且进一步延伸。区域R6设置于第一区域R1中的轮胎径向上的内侧。

图2中直线表示的线性谷部18的间隔距离，当胎侧部表面上每一凹部16所占据面积的尺寸用圆的等效直径来表示时，其相对于该圆的等效直径较小。在所给实施例中，尽管凹部16的外轮廓为一圆形，但并不限定为圆形。例如，凹部16的外廓可以为三角形、四边形、五角形或六边形。例如，等效直径为3-15mm。如果等效直径小于3mm，如下文所述，由凹部16引起的、包围在旋转轮胎的空气层紊流分离很难发生，而且空气阻力的减小效果降低了，以至于运行车辆的燃油效率受到恶化。上述等效直径优选3-10mm，更优选地尺寸为4-8mm。优选地，等效直径为3-10倍的比邻谷部18间隔距离。

第一区域R1具有一个部分区域（即第二区域），其中凹部16以一定间隔成组分布。从降低空气阻力的角度，凹部16所占总面积与部分区域的表面积比率优选地为25-60%。

图3为解释谷部18和凹部16布置的放大视图。优选地，谷部18相对于胎侧部表面的深度小于凹部16相对于胎侧部表面的深度。胎侧部表面为无装饰区域R2、R3的光滑面22。谷部18相对于胎侧部表面的深度小于凹部16相对于胎侧部表面的深度，由此，外观破损得到有效降低，而且，同时，空气阻力也得到有效降低。谷部18的深度优选地以0.2-1.0mm尺寸小于凹部16的深度。当谷部18从凹部16的深度差小于0.2mm时，空气阻力的减小效果降低了，同时，当谷部18从凹部16的深度差大于1.0mm时，外观破损易于发生。位于相邻谷部18间的脊20相对于光滑面22凹进去。因此，在胎侧部表面上，脊20、谷部18和凹部16相对于光滑面22依次凹进去。凹进去意味着胎侧部表面高度移向轮胎内侧面，该轮胎内侧面面向轮胎与其安装轮缘间的空腔区域。

在所给实施例中，尽管凹部16具有相同的深度，谷部18也具有相同的深度，它们不必具有相同的深度，其深度可以变化。如图3所示，凹部16优选的是，以相比相邻该凹部16的谷部18底面更凹进去的方式形成。即使将硬度为56-65的橡胶（依据JIS K6253限定的硬度测试实验，A型硬度计在20℃测得的硬度）用于第一区域R1中胎侧橡胶部中，由硫化过程中空气积累造成的外观破损也难于发生。

周向肋状突起24（参见图1）沿轮胎周向连续延伸，且与第一区域R1轮胎径向上的外侧边缘保持接触。周向肋状突起24对应于将轮胎硫化模具的排气孔相连通的通气槽。第一区域R1相邻谷部18间形成的脊连接于周向肋状突起24。在轮胎硫化过程中，当未硫化轮胎从轮胎内周面对着装入轮胎的硫化模具加压时，通气槽允许空气流动，以防止空气积累的发生，以便空气通过与脊20对应的硫化模具上的线性凹部，从排气孔释放。因此，周向肋状突起24在其上部形成有喷射点状突起，其与排气孔相应地呈喷射状痕迹。例如，周向肋状突起24的宽度为0.3-1.0mm，周向肋状突起24相对于胎侧部表面的高度为0.2-1.0mm。周向肋状突起24高度和宽度在轮胎周向上可以变化。如上所述，从降低因空气积累导致的外观破损的角度，优选地设置与硫化模具通气槽对应的周向肋状突起24。

如图2所示，轮胎径向外侧凹部的最外侧凹部16与轮胎径向内侧凹部的最内侧凹部16的等效直径间相比，最外侧凹部的等效直径优选为大于最内侧凹部的等效直径。此外，在轮胎径向上的最外与最内侧凹部之间，在轮胎径向上外侧的凹部16的等效直径大于或等于内侧的凹部等效直径。也就是说，凹部16的等效直径沿轮胎径向从内到外连续递增，或者从最内侧凹部到最外侧凹部梯级增加。相应于越接近轮胎径向外侧轮胎旋转速度越快的这个情况，等效直径如此改变，而使紊流分离得到有效消除。

图4为解释谷部18和凹部16布置的俯视图。如图4所示，从以低成本制造轮胎硫化用模具的角度考虑，优选的是，在谷部18与凹部16接触之前，使谷部18终止，以便谷部18与凹部16不相连。例如，优选地，从每一凹部16的外围圆周起，大于0mm且不大于0.2mm的位置范围内，谷部18停止延伸。进一步，第一区域R1优选地，具有成行的凹部16，其沿某一方向线性延伸，且在轮胎周向上以一定周向角度分布。成行凹部16的延伸方向相对于轮胎周向不小于30度，且小于90度。比如，成行凹部16在轮胎周向上以1-2度的确定周向角分布。

在所给实施例中，尽管提供由多个在一定方向上延伸的谷部18形成的锯齿状花纹，锯齿状花纹可能具有在不同方向延伸且相互交叉的多个谷部18。

实施例

上述具有胎侧部10的充气轮胎被制造出了，且其效果进行了研究。所生产的充气轮胎尺寸为185/65R15。为了对生产的充气轮胎进行评估，4个制成的充气轮胎装上1500CC排气量、以电机辅助驱动的客车上（前轮驱动），燃油效率进行了评估。同时，所制造的充气轮胎因空气积累造成的外观破损进行了评估。

对于燃油效率的评估，燃油消耗（升/km）的评估是在一辆客车，其以100km/h运行速度，在2km的圆形跑道上跑500圈的条件下计算得到的。燃油效率以一个指数来表示，传统例的充气轮胎其燃油效率指数设为100。当该指数变大时，燃油效率得到提高。同时，为了评估外观破损，计算出在100个图5中表1所表示的充气轮胎中，无因空气积累造成外观破损的无缺陷产品的平均比率。表1示出了所造充气轮胎的规格和评估结果。

在表1中的传统例1中，设置了凹部16，但没有设置谷部18，即就是没有设置锯齿状花纹。在传统实施例2中，设置了凹部16，但没有设置谷部18，即就是没有设置锯齿状花纹。此外，在与轮胎硫化模具胎侧部表面对应的部分上没设置排气孔，即就是，胎侧部表面上就没有喷射状痕迹。在实施例1-10中，使用了如图1和2中的胎侧花纹。

根据表1中传统例1-2与实施例1的比较，由于凹部和锯齿状花纹存在的缘故，平均比率提升了，而且，同时，燃油效率得到了改善。燃油效率的改善是空气阻力降低的结果。根据实施例1、2、3、9、10的比较，从改善燃油效率以及降低空气阻力的角度，凹部16的等效直径优选地为3-15mm。此外，根据实施例1、4、5、6、7的比较，凹部16所占面积与凹部16成组分布的部分区域的表面积的比率，从改善燃油效率以及降低空气阻力的角度，优选地为25-60%。

在上述实施例中，即使轮胎硫化模具在与胎侧部表面对应的部分不设置排气孔，由空气积累引起的外观破损也很难发生，因而，就可能提供一种充气轮胎，其在胎侧部面上没有喷射状物或喷射状痕迹同时减低了空气阻力。由空气积累引起的外观破损也很难发生，因而，即使使用一个具有较薄胎侧橡胶部的轮胎，平均比率也能够得到保持，而且具有较薄胎侧橡胶部的轮胎也可以高效制造。

尽管已经详细披露了充气轮胎的细节，本发明并不限定于上述实施例，以及很显然，在不脱离本发明精神的情况下，本发明可以做出各种改进或修改。

对于本发明范围的理解，术语“包括”及其派生词，在这里，其旨在表明是范围无限开放的术语，是指已提及特征、要素、组成、集合、整体和/或步骤的存在，但也不排除其他诸如未提及的特征、要素、组成、集合、整体和/或步骤等的表述。

上述描述也使用于具有类似含义的术语，如“包括”、“具有”及其衍生词。程度性术语，如“充分的”、“大约”、“近似”意味着所修饰的术语在一个合理的数量偏移范围内，以使最终结果并不显著改变。

尽管只挑选了选定实例来说明本发明，但对于本领域技术人员来说，在不脱离所附权利要求限定的发明范围的情况下，对本发明作出的各种修改和改变是显而易见的。且不要求一特定实施例同时具有所有的优点。相对于现有技术，每一唯一特征，单独或者与其他特征的组合，也应当被认为是本申请人对进一步发明的单独描述，包括结构和/或由该特征实现的功能性概念。因而，根据本发明，上述实施例的描述仅作为范例用于说明，而不是用于限制由所附权利要求及其等效描述限定的本发明。

Claims (13)

1.一种充气轮胎，包括：一对胎侧部和夹置于所述胎侧部间的胎面部，其中一个所述胎侧部包括胎侧部表面；所述胎侧部表面包括具有充气轮胎最大宽度位置和多个酒窝状凹部的第一区域，以及胎侧部表面包括多个线性谷部，其通过胎侧部表面的锯齿状突起形成，线性谷部在第一区域内的一个方向上线性延伸，其围绕每一凹部，以包围每一凹部。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述胎侧部表面上的每一凹部所占据的面积尺寸用圆圈的等效直径来表示，并且相邻线性谷部间的间隔距离小于该等效直径。

3.根据权利要求2所述的充气轮胎，其特征在于，所述等效直径为3-10倍的线性谷部间的所述间隔距离。

4.根据权利要求2或3所述的充气轮胎，其特征在于，所述等效直径为3-15mm。

5.根据权利要求1到4之一所述的充气轮胎，其特征在于，第一区域包括一个第二区域，在第二区域中所述凹部成组设置，所述第二区域具有凹部的部分占据第二区域总面积的25-60%。

6.根据权利要求1到5之一所述的充气轮胎，其特征在于，相对于胎侧部表面，每一所述谷部的深度小于每一所述凹部的深度。

7.根据权利要求6所述的充气轮胎，其特征在于，每一凹部以相比与该每一凹部相邻的任何谷部的底面凹进去的方式形成。

8.根据权利要求1到7之一所述的充气轮胎，其特征在于，依据JISK6253限定的硬度测试实验，A型硬度计在20℃测得的硬度，第一区域硬度范围在56-65内。

9.根据权利要求1到8之一所述的充气轮胎，其特征在于，进一步包括，一周向肋状突起连续延伸于轮胎周向上，并保持与轮胎径向上第一区域外侧边缘相接触，所述突起包括在其上部的喷射点状突起；其中第一区域相邻谷部间形成的脊可连接于所述周向肋状突起。

10.根据权利要求1到9之一所述的充气轮胎，其特征在于，所述胎侧部表面上的每一凹部所占据的面积尺寸用圆圈的各自的等效直径来表示，以及所述凹部具有如下特征之一：轮胎径向上的最外侧凹部的各自的等效直径大于最内侧凹部的各自的等效直径；以及每个凹部的各自的等效直径沿着轮胎径向从最内侧凹部向最外侧凹部连续地或者梯级方式递增。

11.根据权利要求1到10之一所述的充气轮胎，其特征在于，谷部与凹部相隔开。

12.根据权利要求1到11之一所述的充气轮胎，其特征在于，所述凹部成行分布，其中每一行在轮胎周向上以指定的周向角延伸。

13.根据权利要求1到12之一所述的充气轮胎，其特征在于，进一步包括，具有光滑面但无谷部的无装饰区域，其与第一区域的外侧边缘邻接设置；至少包括字符、符号之一的标识区，其被无装饰区域包围；以及脊，形成于第一区域中相邻谷部之间，所述脊包括一顶部，其位于相对于所述光滑面凹进去的位置上。

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