CN103237665A - 工程车辆用重载荷充气轮胎 - Google Patents

Abstract

提供不仅能够进一步提高胎面表面的中央区域中的陆部和各侧部区域中的陆部的耐磨损性而且能有效防止胎面表面的中央区域中的热损伤的工程车辆用重载荷充气轮胎。侧部横向花纹块列（7）设置在胎面表面（1）的两个侧部区域中并且由向胎面宽度方向边缘开口的横向花纹槽（5）限定的多个横向花纹块（6）形成，排列在轮胎赤道线（E）上并且由多个花纹块（3）形成的一列中央花纹块列（4）布置在距离轮胎赤道线为胎面表面宽度（TW）的1/4的位置之间。轮胎是转动方向指定的轮胎并且具有有方向性的胎面花纹，所述有方向性的胎面花纹由限定中央花纹块列（4）的花纹块（3）且为槽宽比横向花纹槽（5）窄的窄槽的周向槽（8）和宽度方向槽（9）形成。从轮胎赤道线（E）到限定花纹块（3）的各周向槽（8）的槽壁的距离（HS、HE）被设定为在各花纹块（3）的踏入端（10）处比在各花纹块（3）的蹬出端（11）处大。

Description

工程车辆用重载荷充气轮胎

技术领域

本发明涉及适用于在诸如矿场等场地运输矿石和表土的工程车辆中的重载荷充气轮胎及其胎面花纹。特别地，提出一种用于在保证优异的耐磨损性的同时有效地防止由发热引起的胎面损伤的技术。 

背景技术

为了提高轮胎胎面的耐磨损性，有效的是降低胎面表面的中央区域（以轮胎赤道线为中心的胎面表面宽度的50%的范围，其中，胎面表面宽度即为对于安装在适用轮辋上的轮胎、在施加规定的空气压力和最大载荷能力的情况下、在车轮外倾角为零度的竖直姿势的情况下、在平板的轮胎接地面中、由轮胎轴向上的最外侧接地边缘之间的轮胎轴向上的直线距离给定的胎面接地宽度）的负比率、即槽面积比率，由此提高陆部刚性和抑制陆部的变形。然而，在该情况中，由于被加热了的轮胎胎面的散热效率降低，更容易发生诸如轮胎胎面的中央区域从带束的外周面剥离等热损伤。 

这里，“适用轮辋”是指根据轮胎尺寸由以下标准规定的轮辋。“规定的空气压力”是指根据最大载荷能力由以下标准规定的压力。“最大载荷能力”是指根据以下标准轮胎被允许承受的最大质量。 

注意，这里提到空气例如可以用诸如氮气等惰性气体代替。 

所述标准是对于轮胎生产地或使用地有效的工业标准，如美国的“轮胎轮辋协会年鉴”、欧洲的“欧洲轮胎轮辋技术组织标准手册”和日本的日本汽车轮胎制造者协会的“JATMA年鉴”等。 

因此，传统上，通过在胎面表面的中央区域设置以直线状或锯齿状等沿胎面周向连续延伸的周向槽来提高胎面的散热效果。 

然而，在胎面表面的中央区域设置周向槽助长了当轮胎在施加有载荷的状态下转动时的宽度方向变形，由此胎面表面在踏入时向胎面宽度方向内侧变形并且在蹬出时向胎面宽度方向外侧弹性地恢复。特别地，出现以下问题：在安装于重载荷车辆的前轴的轮胎中，以距离轮胎赤道线为胎面表面宽度的1/4的位置为中心发生大的宽度方向变形，导致磨损从该1/4位置开始发展。 

为了解决该问题，如例如专利文献1中所公开的那样，可以使胎面表面的中央区域中的周向槽窄，以便抑制中央区域中的变形并因此改善耐磨损性。 

引用列表 

专利文献 

专利文献1：日本特开2008-279976号公报 

发明内容

发明要解决的问题

然而，在为了提高耐磨损性而降低胎面表面的中央区域中的负比率的轮胎中，在胎面表面的直到距离轮胎赤道线为胎面表面宽度的1/4的位置的中央区域中设置周向窄槽以便改善散热效果，这导致位于1/4位置的宽度方向外侧的侧部区域中的陆部中的向宽度方向内侧的变形量由于周向槽的形成而增加。因此在侧部区域中的陆部中发生早期磨损。 

作为针对该现象的措施，典型地已经通过仅在轮胎赤道线位置处设置周向窄槽或者通过减小周向窄槽的槽宽抑制了侧部区域中的陆部的变形量。 

本发明的目的是提供一种不仅能够进一步提高胎面表面的中央区域中的陆部和侧部区域中的陆部的耐磨损性而且能够有效地防止胎面表面的中央区域处的热损伤的工程车辆用重载荷充气轮胎。 

用于解决问题的方案

根据本发明的工程车辆用重载荷充气轮胎是转动方向指定的轮胎并且 包括：侧部横向花纹块（lug）列，所述侧部横向花纹块列位于胎面表面的两侧部区域，由均向胎面宽度方向上的相应的边缘开口的横向花纹槽限定的多个横向花纹块形成；和一列中央花纹块列，所述中央花纹块列排列在轮胎赤道线上，并且由布置在胎面表面的覆盖从轮胎赤道线起到胎面表面宽度、即上述胎面接地宽度的1/4的距离处的位置的范围的中央区域中的多个花纹块形成，所述花纹块布置在1/4位置之间。轮胎还包括有方向性的胎面花纹，所述有方向性的胎面花纹由均限定所述中央花纹块列的所述花纹块并且均具有比所述横向花纹槽的槽宽窄的槽宽的周向槽和宽度方向槽形成。限定花纹块的各周向槽例如沿相对于轮胎赤道线倾斜的直线延伸，并且从轮胎赤道线到各所述周向槽的槽壁的距离在各所述花纹块的踏入端处比在各所述花纹块的蹬出端处大。 

这里使用的“有方向性的胎面花纹”是指如下花纹：形成在胎面的一个半部的横向花纹槽相对于胎面周向沿相同的方向倾斜，并且形成在另一半部上的横向花纹槽相对于轮胎赤道线沿相反的方向倾斜。 

这里，优选地，在所述胎面表面的位于距离轮胎赤道线为胎面表面宽度的1/4的位置之间的中央区域中，负比率为20%以下，由此保证了中央花纹块列的耐磨损性。 

优选地，位于轮胎赤道线上的各所述花纹块均成形为在所述胎面花纹的展开平面图中以所述踏入端为下底并且以所述蹬出端为上底的梯形，由此特别地增加了当轮胎在施加有载荷的状态下转动时花纹块的在踏入端处的压缩变形量。结果，周向槽的相对的槽壁基于花纹块的压缩变形从踏入端起平滑地经受紧密接触，因此有效地防止了侧部横向花纹块列向宽度方向内侧变形。 

将周向槽布置在与轮胎赤道线隔开胎面表面宽度的10%以上并且位于距离轮胎赤道线为胎面表面宽度的1/4的位置之间的位置处是优选的，因为这样的位置在基于花纹块的压缩变形可靠地获得周向槽的相对的槽壁的期望的 紧密接触的状态下维持了陆部的散热效率。 

将周向槽和宽度方向槽的槽宽均设定为使得当轮胎在施加有载荷的状态下转动时、相对的槽壁在轮胎接地面内彼此接触是优选的，以便基于由于中央花纹块列中的花纹块变为一体而增加了的刚性来提高耐磨损性。 

限定花纹块的各周向槽相对于轮胎赤道线的倾斜角优选地在15°至30°的范围，并且各周向槽的槽宽优选地在胎面表面宽度的0.5%至2.5%的范围。 

关于周向槽延伸的必要方式，“倾斜角”是指轮胎赤道线与几乎对应于各花纹块的周向边缘并且经过周向上的边缘之间的槽宽的中心的直线之间的夹角。 

另一方面，限定花纹块的宽度方向槽优选地从轮胎赤道线起在胎面表面宽度的10%以上且不足25%的范围延伸并且均与向胎面宽度方向边缘开口的两个横向花纹槽连通，各宽度方向槽的槽宽优选地在花纹块的节距长度的3%至8%的范围。 

发明的效果

在根据本发明的工程车辆用重载荷充气轮胎中，例如在重载荷充气子午线轮胎中，限定中央花纹块列中的花纹块的周向槽和宽度方向槽特别地是槽宽必需比横向花纹槽的槽宽窄的窄槽，使得窄槽中的相对的槽壁之间的紧密接触能够有效地防止陆部的过度变形，即，防止侧部横向花纹块列和中央花纹块列的变形超过沿胎面宽度方向向内和/或沿胎面周向的预定量。因此能够充分地防止侧部横向花纹块列和中央花纹块列的不期望的早期磨损。 

具体地，轮胎接地面中的花纹块的移动或变形使得：中央的花纹块在周向上的移动由于周向槽和/或宽度方向槽闭合而被减小，而侧部横向花纹块在周向上显著地移动直到横向花纹槽闭合为止。然而，实际上，由于侧部横向花纹块的一部分同样由宽度方向槽和周向槽限定，所以侧部横向花纹块在周 向上的移动或变形也由于宽度方向槽和/或周向槽闭合而被限制。因此，侧部横向花纹块在周向上的移动或变形量几乎等于中央花纹块列中的花纹块的移动或变形量。 

此外，在该轮胎中，通过将从轮胎赤道线到限定花纹块的周向槽的槽壁的距离设定为在花纹块的踏入端处比在蹬出端处大，当花纹块接地时周向窄槽中的相对的槽壁从踏入端开始逐渐地接近或进入紧密接触状态，由此抑制了侧部横向花纹块向胎面宽度方向内侧移动。为此，能够有效地防止侧部横向花纹块列和中央花纹块列的早期磨损。 

这里，由于限定中央花纹块列中的花纹块的周向槽和宽度方向槽两者能够充分地起到用于由花纹块的变形产生的热的散热槽的功能，所以能够充分地使胎面表面的中央区域冷却，从而能够有效地防止对中央区域造成热损伤。 

在这样的轮胎中，将胎面表面的位于轮胎赤道线与距离轮胎赤道线为胎面表面宽度的1/4的位置之间的中央区域的负比率设定为20%以下，这在提高胎面表面的中央区域中的陆部的刚性并且抑制中央区域中的陆部的变形的状态下保证了散热效率。因此能够进一步提高胎面表面的中央区域的耐磨损性。 

通过将位于轮胎赤道线上的各花纹块均成形为在胎面花纹的展开平面图中以踏入端为下底并且以蹬出端为上底的梯形，基于踏入时花纹块的大变形，使得周向窄槽的相对的槽壁经受特别紧密的接触，或者显著地彼此接近。因此，抑制了侧部横向花纹块列中的横向花纹块向胎面宽度方向内侧移动，使得能够有效地防止侧部横向花纹块列的早期磨损。 

将周向窄槽布置在与轮胎赤道线隔开胎面表面宽度的10%以上并且位于距离轮胎赤道线为胎面表面宽度的1/4的位置之间的位置处，这在可靠地获得周向槽中的相对的槽壁的必要紧密接触的状态下保证了由周向槽产生的散热效果。 

具体地，如果布置周向槽的位置距离轮胎赤道线不足10%，则中央花纹 块列中的花纹块的体积变得太小，导致相对的槽壁基于花纹块的压缩变形不充分地紧密接触的风险。另一方面，与轮胎赤道线的距离超过胎面表面宽度的1/4导致周向槽不能够在胎面表面的中央区域有效地散热的风险。 

将周向槽和宽度方向槽的槽宽均设定为使得当轮胎在施加有载荷的状态下转动时、相对的槽壁在轮胎接地面内彼此接触，这防止了侧部横向花纹块列向胎面宽度方向内侧的变形，并且有效地防止了中央花纹块列中的花纹块沿胎面周向的变形。因此能够消除诸如胎踵磨损和胎趾磨损等偏磨损的风险。 

限定花纹块的各周向槽相对于轮胎赤道线的倾斜角优选地在15°至30°的范围，同时各周向槽的槽宽优选地在胎面表面宽度的0.5%至2.5%的范围。 

换言之，如果角度小于15°，则由于中央花纹块与侧部横向花纹块之间的运动差异而变得难以期望周向窄槽的相对的槽壁充分地彼此接近或进入紧密接触状态，由此使得难以有效地抑制侧部横向花纹块列向胎面宽度方向内侧移动。 

另一方面，超过30°将由于中央花纹块和侧部横向花纹块的周向窄槽附近的角部形成太尖锐的角度而阻止了对充分刚性的保证，由此增加了这些位置的移动并导致陆部角部的局部磨损和碎裂的风险增加。 

如果比率小于0.5%，则变得难以期望周向窄槽的当轮胎在施加有载荷的状态下转动时的空气冷却效果，引起中央花纹块列中的温度变得太高的风险。反之，比率超过2.5%使得相对的槽壁难以在胎面接地区域中彼此接触，引起不能通过中央花纹块列的一体化来增加刚性的风险。 

这里，与周向槽一起限定花纹块的宽度方向槽优选地从轮胎赤道线起在胎面表面宽度的10%以上且不足25%的范围延伸，并且均与向胎面宽度方向边缘开口的两个横向花纹槽连通，并且各宽度方向槽的槽宽优选地在花纹块 的预定节距长度的3%至8%的范围。 

这里，如果宽度方向槽的宽度小于花纹块的节距长度的3%，则变得难以期望宽度方向槽的当轮胎在施加有载荷的状态下转动时的空气冷却效果，而一旦超过8%，则相对的槽壁变得难以在胎面接地区域内彼此接触。 

附图说明

[图1]是示出本发明的实施方式的胎面花纹的局部展开图。 

[图2]是示出另一实施方式的与图1类似的展开图，其中横向花纹槽的延伸方式被变型。 

[图3]是示出实施例中使用的轮胎的胎面花纹的与图1和图2类似的图。 

具体实施方式

将基于图1中的图示描述本发明的实施方式。 

根据本发明的工程车辆用重载荷充气轮胎、特别是胎面花纹包括中央花纹块列4，该中央花纹块列4由在胎面表面1的中央区域2中的排列在轮胎赤道线E上的多个花纹块3形成，中央区域2在轮胎赤道线E的任一侧从轮胎赤道线E起延伸胎面表面宽度TW的1/4的距离；并且包括侧部横向花纹块列7，该侧部横向花纹块列7位于胎面表面1的位于中央花纹块列4两侧的侧部区域，该侧部横向花纹块列7由多个横向花纹块6形成，横向花纹块6由向胎面宽度方向边缘开口的具有预定节距的多个横向花纹槽5限定。 

图示轮胎的内部结构可以与传统的常规的诸如充气子午线轮胎等工程车辆用重载荷充气轮胎的内部结构相同。因此从图中省略了内部结构。 

此外，如图1所示，限定中央花纹块列4的花纹块3的周向槽8和宽度方向槽9具有比横向花纹槽5窄的槽宽。当轮胎在施加有载荷的状态下转动时位于轮胎接地面内的槽中的相对的槽壁更优选地是足够窄以紧密接触的槽，即， 槽宽被设定为使得在应用了由诸如TRA等标准规定的空气压力的状态下、在与最大载荷能力对应的载荷下、槽壁在轮胎接地面内紧密接触。基于槽5、8和9的形成，整个胎面花纹以如下方式被设定为具有指定的转动方向的有方向性的花纹：使得在胎面的一个半部中，横向花纹槽5和周向槽8均相对于轮胎赤道线E沿相同方向倾斜，而在胎面的另一半部中，在轮胎赤道线的另一侧，槽5和8均相对于轮胎赤道线E沿相反的方向倾斜。 

这里，在限定花纹块3的各周向槽8中，槽壁与轮胎赤道线E的距离（HS、HE）被设定为在各花纹块3的踏入端10处比在各花纹块3的蹬出端11处大。 

如图1所示，横向花纹槽5被设定成从当从轮胎赤道线E测量时位于胎面表面宽度TW的1/4处的位置朝向赤道线E向内一些，使得侧部横向花纹块列7突出到胎面表面的中央区域2中。 

在具有这种胎面花纹的充气轮胎中，在胎面表面的中央区域2中产生的热基于周向槽8和宽度方向槽9的散热效果而充分地散发，由此有效地防止对中央区域2造成热损伤。 

此外，如上所述，通过设置具有必需的窄宽度的周向槽8和宽度方向槽9，使得在窄槽8和9中的相对的槽壁之间的紧密接触防止侧部横向花纹块列7和中央花纹块列4沿胎面宽度方向向内和/或沿胎面周向的变形超过预定量，能够有效地提高侧部横向花纹块列7和中央花纹块列4的耐磨损性。 

此外，通过将限定花纹块3的各周向槽8中的槽壁与轮胎赤道线的距离（HS、HE）设定为在各花纹块3的踏入端10处比在蹬出端11处大，使得踏入端10的胎面宽度方向长度大于蹬出端11的胎面宽度方向长度，并且使得花纹块3在压缩变形期间沿胎面宽度方向的伸长量在花纹块的踏入端10处比在蹬出端11处大。基于花纹块的压缩变形，周向槽的相对的槽壁之间的紧密接触因此从花纹块的踏入端10平滑地发展至蹬出端11，使得在轮胎接地面内有效地限制了侧部横向花纹块列7向胎面宽度方向内侧变形，由此允许防止侧部横 向花纹块列7的早期磨损。 

这里，将胎面表面的位于轮胎赤道线E与距离轮胎赤道线E为胎面表面宽度TW的1/4的位置之间的中央区域2的负比率设定为20%以下，这提高了胎面表面的中央区域2的陆部刚性，并且抑制了中央区域2的变形。结果，能够进一步提高胎面表面的中央区域2的耐磨损性。 

在该轮胎中，排列在轮胎赤道线E上的花纹块3更优选地均成形为在如图1所示的胎面花纹的展开图中以踏入端为下底并以蹬出端为上底的梯形。周向槽8还优选地与轮胎赤道线E隔开胎面表面宽度TW的10%以上，并且周向槽8布置在距离轮胎赤道线E为胎面表面宽度的1/4的位置之间。 

此外，周向槽8和宽度方向槽9各自的槽宽MW和GW优选地使得当轮胎在施加有载荷的状态下转动时，相对的槽壁在轮胎接地面内彼此接触。 

关于限定花纹块3的周向槽8相对于轮胎赤道线E的倾斜角，限定花纹块3的周向槽8中的槽壁与轮胎赤道线E的距离（HS、HE）在花纹块3的踏入端10处优选地为在蹬出端11处的距离的1.2倍至2.5倍的范围，并且周向槽8的槽宽MW优选地在胎面表面宽度TW的0.5%至2.5%的范围。此外，限定花纹块3的宽度方向槽9优选地从轮胎赤道线E起在胎面表面宽度TW的10%以上并且不足25%的范围延伸，并且与向胎面宽度方向边缘开口的横向花纹槽5连通，各宽度方向槽9的槽宽GW优选地在花纹块3的预定节距长度PL的3%至8%的范围。 

尽管已经描述了图中示出的实施方式，但是位于轮胎赤道线E任一侧并且限定花纹块3的成对的周向槽8无需在宽度方向槽9之间沿直线延伸，而是可以弯折、弯曲等一次或多次。 

宽度方向槽9也可以相对于轮胎赤道线E呈斜线倾斜。 

作为本发明的另一实施方式，具有图2中的展开图的胎面花纹的充气轮胎对图1中横向花纹槽5的延伸方式作出变型。在图1示出的轮胎中，横向花纹 槽5在远离轮胎赤道线延伸的状态下在图中向上倾斜，而在图2中，横向花纹槽5向下倾斜。除此之外，结构与图1中示出的实施方式相同。 

利用图2中示出的充气轮胎也能够获得与图1中示出的实施方式描述的效果相同的效果。 

实施例 

在轮胎尺寸为46/90R57的情况下，将具有图3（a）中示出的胎面花纹的控制轮胎、具有图3（b）中示出的胎面花纹的比较例轮胎2以及具有图1中示出的胎面花纹作为基本形式的实施例轮胎和比较例轮胎1安装于在矿场使用的240t自卸车的前轴。在距离轮胎赤道线为胎面表面宽度的1/4的位置之间计算出胎面橡胶温度和磨损速度（磨损量/行驶时间）作为评价指数。表1示出结果。 

表1 

如表1所示，尽管当为了减小胎面橡胶温度而添加沿周向的窄槽时通常使耐磨损性劣化，但是添加此番窄槽的方式在与控制轮胎相比大致未使耐磨损性劣化的情况下降低了胎面橡胶温度。 

此外，在实施例轮胎中，特别清楚的是，将周向槽相对于赤道线的倾斜角设定在15°至30°的范围，这在几乎不使耐磨损性劣化的情况下在胎面表面的中央区域中有效地产生散热功能。 

附图标记列表

1：      胎面表面 

2：      胎面表面的中央区域 

3：      花纹块 

4：      中央花纹块列 

5：      横向花纹槽 

6：      横向花纹块 

7：      侧部横向花纹块列 

8：      周向槽 

9：      宽度方向槽 

10：     踏入端 

11：     蹬出端 

E：      轮胎赤道线 

TW：     胎面表面宽度 

HS、HE： 距离 

MW：     周向槽宽 

GW：     宽度方向槽宽 

PL：     节距长度 。

Claims (7)

1.一种工程车辆用重载荷充气轮胎，其是转动方向指定的工程车辆用重载荷充气轮胎并且包括：

侧部横向花纹块列，所述侧部横向花纹块列位于胎面表面的两侧部区域，由均向胎面宽度方向上的相应的边缘开口的横向花纹槽限定的多个横向花纹块形成；和一列中央花纹块列，所述中央花纹块列排列在轮胎赤道线上，由布置在距离轮胎赤道线为胎面表面宽度的1/4的位置之间的多个花纹块形成；和

有方向性的胎面花纹，所述有方向性的胎面花纹由均限定所述中央花纹块列的所述花纹块并且均具有比所述横向花纹槽的槽宽窄的槽宽的周向槽和宽度方向槽形成，其中

从轮胎赤道线到限定所述花纹块的各所述周向槽的槽壁的距离在各所述花纹块的踏入端处比在各所述花纹块的蹬出端处大。

2.根据权利要求1所述的工程车辆用重载荷充气轮胎，其特征在于，在所述胎面表面的位于距离轮胎赤道线为胎面表面宽度的1/4的位置之间的中央区域中，负比率为20%以下。

3.根据权利要求1或2所述的工程车辆用重载荷充气轮胎，其特征在于，位于轮胎赤道线上的各所述花纹块均成形为在所述胎面花纹的展开平面图中以所述踏入端为下底并且以所述蹬出端为上底的梯形。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的工程车辆用重载荷充气轮胎，其特征在于，所述周向槽与轮胎赤道线隔开胎面表面宽度的10%以上，并且所述周向槽布置在距离轮胎赤道线为胎面表面宽度的1/4的位置之间。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的工程车辆用重载荷充气轮胎，其特征在于，所述周向槽和所述宽度方向槽的槽宽均使得相对的槽壁在轮胎接地面内彼此接触。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的工程车辆用重载荷充气轮胎，其特征在于，限定所述花纹块的各所述周向槽相对于轮胎赤道线的倾斜角在15°至30°的范围，并且各所述周向槽的槽宽在胎面表面宽度的0.5%至2.5%的范围。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的工程车辆用重载荷充气轮胎，其特征在于，限定所述花纹块的所述宽度方向槽从轮胎赤道线起在胎面表面宽度的10%以上且不足25%的范围延伸，并且均与向胎面宽度方向边缘开口的两个所述横向花纹槽连通，并且各所述宽度方向槽的槽宽在所述花纹块的节距长度的3%至8%的范围。

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