CN103373175B - 一组充气轮胎和安装充气轮胎的布置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一组安装在诸如小型汽车或微型汽车的车辆上的充气轮胎，以及涉及将所述充气轮胎安装到所述车辆上的布置，其可以省略轮胎轮换而不会对生产效率和所述轮胎的性能产生不利影响。驱动轮轮胎的尺寸、形状、轮廓以及胎面花纹与非驱动轮的轮胎的尺寸、形状、轮廓以及胎面花纹相同或基本相同。并且，因为形成驱动轮轮胎和非驱动轮轮胎的胎面的橡胶合成物不同，非驱动轮的轮胎的耐磨度比驱动轮的轮胎的耐磨度低。耐磨度可以用沿胎面中线的凹槽的深度方向每磨损1mm的里程数定义。

Description

一组充气轮胎和安装充气轮胎的布置

技术领域

本发明涉及安装在例如小型汽车、微型汽车或轻自动车或其它客车的车辆上的一组充气轮胎，以及涉及在这些车辆上安装充气轮胎的布置。特别地，本发明涉及轮胎组和轮胎安装布置，其中，在驱动轮上的轮胎的形状和在非驱动轮或拖车轮上的轮胎形状相同。

背景技术

传统上，在例如小型汽车、微型汽车或轻自动车的典型客车上，彼此相同的轮胎安装在车辆的车轮上，并且在适当的时候以轮流的方式可以彼此交换。例如，当累计里程达到预定值时，交换前车轮和后车轮的轮胎以及交换右侧车轮和左侧车轮的轮胎，从而减轻各轮胎磨损程度的不同。及时轮换轮胎可以平缓地去除轮胎磨损量和损坏量的不均匀性，否则该不均匀性将由于车轮的位置而不同。

因此，迄今为止，大部分针对减少不同磨损的建议，需要以轮胎轮换作为先决条件。例如，JP2010-195385A(日本专利申请公开第2010-195385号)提出了胎面花纹的设计，使得磨损的发展最终使胎面花纹左右对称，从而使得即使具有不对称胎面花纹的轮胎也能够轮换。

根据在JP1988(S63)-301108A中提出的轮胎，安装在右侧车轮上的轮胎和安装在左侧车轮上的轮胎的胎面花纹方向相反。然而，如JP1988(S63)-301108A中的图1所示，能够进行轮胎轮换，并且看来需要将轮胎轮换作为先决条件。

根据在JP2008-260423A中提出的轮胎，在前车轮上的轮胎“具有相对于道路表面的高摩擦系数，从而提高加速性能和制动性能”(0050段)；并且如图4所示，后车轮有一定的外倾角，并且在后车轮上的轮胎“具有相对于道路表面的低摩擦系数，从而提高燃料效率”(0050段)。在减小摩擦系数的方式中，有如下描述：“作为第一种方法，减小轮胎的宽度；作为第二种方法，采用具有较小摩擦系数的轮胎材料；作为第三种方法，采用减小胎面摩擦系数的胎面花纹；以及作为第四种方法，增加轮胎的内部压力”。在JP2008-260423A中，详细公开了关于车辆在行驶过程中控制外倾角方法的实施方式，然而没有公开怎样提供外倾角和外倾角的范围，以及怎样处理有关轮胎轮换的问题。

同时，JP1999(H11)-321237A公开了充气辐射(radial)轮胎，“在车辆的外侧部分的橡胶材料比在车辆的内侧部分的橡胶材料具有更高的硬度”。它解决的问题是：“小型货车或单厢式设计车辆的重心比轿车的重心位置更高；更大的载重量施加到车辆的外侧部分；并且车辆外侧上的磨损比车辆内侧上的磨损发展速度更快”。

发明内容

根据本发明的充气轮胎包括：一对驱动轮的轮胎和一对非驱动轮的轮胎；其中，所述驱动轮的轮胎的尺寸、形状、轮廓以及胎面花纹与所述非驱动轮的轮胎的尺寸、形状、轮廓以及胎面花纹是相同的或基本相同的；并且因为形成驱动轮的轮胎和非驱动轮的轮胎的胎面的橡胶合成物不同，所述非驱动轮的轮胎的耐磨度比所述驱动轮的轮胎的耐磨度低。所述差别或不同的最佳或适当的程度，例如根据所述车辆的整体构造而改变。

附图说明

图1示出了车辆上的一组充气轮胎的胎面花纹的一个实施例，其中，每一个胎面花纹是对称的，并且胎面花纹彼此相同；以及

图2示出了为车轮设置负外倾角的示意图。

具体实施方式

发明人认真地研究了车辆上轮胎的布置并且了解到以下内容。已经销售的每一组轮胎都需要轮胎轮换。对于普通家庭主妇或老年人，将他或她的车辆放在修理店进行轮胎轮换很麻烦并且费用很高。因此，他或她可能宁愿不进行轮胎轮换。因此，假定没有进行适当的轮胎轮换而继续行驶车辆，最终将降低操作稳定性。不销售可以省略轮胎轮换的轮胎组的原因推测如下：人们认为轮胎的生产效率和/或性能会由于这种设计而受到不利影响。

鉴于以上原因，发明人研究并找到一种方法，来消除轮胎轮换的需要，并且在车辆的轮胎当中，尝试形成胎面的橡胶合成物的不同成分和/或成分的不同比率，而不改变轮胎的总体形状和轮胎的胎面花纹，例如轮胎的宽度。因此，已经发现这种改变可以简单地消除在驱动轮和非驱动轮的轮胎之间的胎面磨损程度不一致；并且没有出现明显的不利影响；从而完成了本发明。

在本发明中，轮胎的耐磨度通过充气轮胎的轮胎转鼓测试(tiredrumtesting)确定，或通过轮胎的跑道测试(on-tracktesting)确定，轮胎安装在车辆的相同位置上。特别地，耐磨度可以用沿胎面上的凹槽深度方向每磨损1mm时行驶的距离表示；或基于如此测量的行驶距离用比例或指标表示。在一个实施方式中，当驱动轮上的轮胎的耐磨度为100时，非驱动轮上的轮胎的耐磨度不会超过98，优选地不超过96，更优选地不超过94，进一步优选地不超过92；并且不会低于80，优选地不低于83，更优选地不低于85，进一步优选地不低于87。

通常认为轮胎的耐磨度取决于形成胎面的硫化橡胶的橡胶硬度。在这里和下文中的橡胶硬度指的是根据JISK6253在23℃测量的“A型”计示硬度(durometerhardness)。轮胎的耐磨度还可以取决于根据JISK6254测量的橡胶圆盘样本的耐磨性。当该耐磨性增加时，耐磨度有增加的趋势。

根据本发明的在车辆上安装充气轮胎的布置是针对将轮胎安装在排气量达到660cc和64PS的小型汽车、微型汽车、轻自动车或其它客车上。在该布置中，驱动轮的轮胎的尺寸、形状、轮廓以及胎面花纹与非驱动轮的相同；并且形成驱动轮轮胎的胎面的橡胶合成物与非驱动轮的不同，使得驱动轮的轮胎耐磨度比非驱动轮的轮胎耐磨度高；因此，驱动轮轮胎的磨损程度被设为与非驱动轮的基本相同。

磨损程度基本相同的意思是，在小型汽车或其它客车上，当轮胎分别安装在规定位置的车轮上，并且在用于测试磨损的跑道上经受标准化道路测试时，磨损发展的程度基本相同。特别地，当磨损程度用每磨损1mm的里程数表示时，磨损程度基本相同表示，例如，以两个里程数中较大的一个为基础，在驱动轮和非驱动轮的轮胎之间的耐磨度的差别程度不超过5％。更特别地，表示耐磨度的差别程度不超过3％。所述每磨损1mm的里程数表示在一段时间内轮胎行驶的距离，在该时间内磨损在胎面的中线附近沿主凹槽的深度方向发展1mm。在下文中，通过将每一个轮胎安装在各自的车辆预定位置上，对应于沿凹槽深度方向磨损1mm的跑道试验的所述里程数被称为实际车辆单位磨损里程数。

本发明能够节省用于轮胎轮换的使用者的劳动力。此外，通过在多个轮胎中保持相等的磨损程度，改善了操作稳定性和燃料效率。此外，允许降低非驱动轮的轮胎胎面的橡胶硬度，从而改善轮胎在道路表面的抓地力，更特别地，改进在潮湿路面上的操作稳定性。

在一个优选实施方式中，根据本发明的轮胎组和它们的布置是用于排气量不超过2000cc的小型轿车、小型汽车或微型汽车、或都市车或轻自动车，并且特别用于小型汽车或微型汽车。在一个优选实施方式中，每一个轮胎沿轮胎圆周方向具有连续的或者部分间断的三个主凹槽，并因此具有多于四行的着陆部分。

在根据本发明的轮胎组和它们的布置中，所有的轮胎在尺寸、形状或总体轮廓和胎面花纹方面是彼此相同或基本相同的。轮胎的不同只在于形成轮胎胎面的橡胶合成物。在一个优选实施方式中，所有轮胎的尺寸、形状和胎面花纹是完全相同的。此外，在一个优选实施方式中，对于驱动轮和非驱动轮，右车轮和左车轮的轮胎的橡胶合成物是彼此相同的。此外，在一个优选实施方式中，当安装到车辆上时，所有轮胎的胎面花纹具有相同的方向。

在一个优选实施方式中，橡胶合成物的不同在于成分比率的不同；作为在驱动轮和非驱动轮的胎面之间，引起硫化橡胶自身耐磨度的不同的一种方式。例如，假定在合成物中的橡胶成分是由两种二烯橡胶形成，其中之一有利于耐磨度，但是降低对路面的抓力。然后，改变所述两种二烯橡胶间的比率，从而引起耐磨度的不同。另选地，改变在化合物中的例如炭黑和/或硅土的填料的百分比或比率，从而造成耐磨度的不同。在其它优选实施方式中，只在驱动轮的轮胎胎面的橡胶化合物中包括具有高玻璃转换温度(Tg)的丁苯橡胶；或选择填料或填料等级，例如炭黑等级，作为引起非驱动轮和驱动轮的胎面之间的差异的方式之一，从而引起耐磨度的不同。

在一个优选实施方式中，胎面自身的耐磨度不同由根据JISK6253的“A型”计示硬度测量的不同橡胶硬度来实现；和/或由根据JISK6254测量的橡胶圆盘样本的耐磨性不同来实现，在下文中橡胶圆盘样本的耐磨性被称为橡胶圆盘耐磨性。例如，当用于轮胎胎面的橡胶成分由具有高玻璃转换温度(Tg)的丁苯橡胶和丁二烯橡胶形成时；与非驱动轮的轮胎胎面相比，可以增加驱动轮的轮胎胎面的丁苯橡胶比例，从而增加JISK6253的橡胶硬度和JISK6254的橡胶圆盘耐磨性，由此与非驱动轮相比，增加驱动轮自身的胎面的耐磨度。应注意地是，胎面自身的耐磨度与随后将描述的实际车辆单位磨损里程数不同。

在一个优选实施方式中，驱动轮轮胎和非驱动轮轮胎的橡胶硬度的不同可以设置为不小于3，特别地不小于5，并且例如不小于8；并且不大于20，特别地不大于15，并且例如不大于12。同时，JISK6254的橡胶圆盘耐磨性的不同可以基于驱动轮的轮胎耐磨性设定为不小于3％，特别地不小于5％，并且例如不小于8％；并且不大于20％，特别地不大于15％，并且例如不大于12％。

在一个优选实施方式中，对于驱动轮和/或非驱动轮，在右车轮和左车轮之间给出了相对小的耐磨度差别；并且该差别小于在驱动轮和非驱动轮的轮胎之间的耐磨度差别。特别地，在右车轮轮胎和左车轮的轮胎之间的耐磨度差别，可以基于在驱动轮和非驱动轮的轮胎之间的差别被设置为不超过50％，特别地不超过40％，并且例如不超过30％；并且不小于5％，特别地不小于10％，并且例如不小于20％。

在其它优选实施方式中，在驱动轮和/或非驱动轮上设置负外倾角，或特别地至少在非驱动轮上设置负外倾角；并且，具有负外倾角的车轮轮胎的每一个被构造成，使得位于车辆内侧的胎面的耐磨度部分地高于露在车辆外侧的胎面的耐磨度。这里所用的耐磨度表示以与轮胎的上述耐磨度同样的方式测量的值，并且可以被称为轮胎的部分耐磨度。在内侧的高耐磨部分和外侧的低耐磨部分之间的边界，可以典型地是胎面的中线；但是可以根据外倾角或其它情况而调整以偏离中线。边界作为界面在轮胎沿轮胎的旋转轴的截面上可以是倾斜的，如JP1999(H11)-321237A中那样。

特别地，在车辆内侧和外侧之间的耐磨度差别可以基于从驱动轮轮胎到非驱动轮轮胎的差别，设置为不大于50％，特别地不大于40％，并且例如不大于30％；并且不小于5％，特别地不小于10％，并且例如不小于20％。负外倾角的外倾角度可以设置为不小于0.5度，特别地不小于1度，并且例如不小于1.2度；并且不大于5度，特别地不大于3度，并且例如不大于2度。

在一个优选实施方式中，在一组轮胎的每一个轮胎的侧壁上的外表面上作标记，来表明该轮胎是用于驱动轮或非驱动轮。所述标记可以用轮胎成型工具的内轮廓雕刻形成，或在内轮廓上提供白色橡胶部分形成，或通过印刷或贴标签形成。如果在轮胎的外侧和内侧之间，或在右车轮轮胎和左车轮轮胎之间存在不同，可以在轮胎的侧壁上作标记来表明所述不同。

示例

下面解释本发明的示例，并且示例不应被理解为限制本发明。

由一对驱动轮轮胎和一对非驱动轮轮胎组成的一组测试轮胎通过以下方式准备：每一个驱动轮轮胎和每一个非驱动轮轮胎之间的橡胶合成物不同，特别是合成物的成分比率不同。这一组测试轮胎作为示例1。也准备了用于比较例1和2的测试轮胎组。在示例和比较例当中，所有轮胎在尺寸、形状和胎面花纹方面彼此是完全相同的。也就是说，在这些方面，驱动车轮轮胎与非驱动轮轮胎是相同的；右车轮轮胎和左车轮轮胎是相同的；在示例中的轮胎与在比较例1和2中的每一个轮胎是相同的。

用于示例和比较例1和2的每一种橡胶合成物是由以下物质形成的：100重量份的橡胶成分，其由丁苯橡胶和高顺丁橡胶(high-cisbutadienerubber)组成；约40重量份的油；约50重量份的炭黑以及约50重量份的硅土填料；以及硫磺、硫化促进剂和抗氧化剂。丁苯橡胶和高顺丁橡胶的比率，以及油、炭黑和硅土填料的量是按照达到表1的橡胶硬度目标值来调整的。

经确认，已经达到了JISK6253(A型，23℃)的橡胶硬度的目标值。然后，进行以下测试。

-测试车辆：具有1300cc排气量的前轮驱动小型汽车；

-测试轮胎尺寸：175/65R14；

-实际车辆单位磨损里程数：在申请人公司拥有的磨损测试跑道上，车辆以标准速度60km/hr间歇地行驶，不进行轮胎轮换。每停一次，测量主凹槽的磨损程度。并且，获得沿深度方向每磨损1mm的里程数。每一个测量结果显示在下面的表1中，通过一个指标将示例1的值取为100。

-潮湿道路上的操作稳定性：在测试跑道上陷入2-mm深的水中行驶车辆，对操作稳定性进行感官评定。通过将在基准测试中获得的值取为100，获得的结果显示在表1中。在基准测试中，在测试车辆的每一个车轮上安装平均且相同的轮胎并且以同样的方式评定。即，在测试车辆的驱动轮和非驱动轮的每一个上，安装具有橡胶硬度为70的相同轮胎；进行操作稳定性的感官评定；并且因此获得取为100的评定值或作为指标基础。

表1

在示例1中，驱动轮轮胎的橡胶硬度被设置为适当地高于非驱动轮轮胎的橡胶硬度。通过这种设置和一些小修改，在驱动轮轮胎上的磨损发展率与非驱动轮轮胎上的相等。此外，与上述基准测试相比，略微改善了潮湿路面上的操作稳定性，在基准测试中，驱动轮和非驱动轮的每一个安装了平均和相同的轮胎。

在比较例1中，与示例1的驱动轮轮胎相同的轮胎安装在每一个驱动轮和非驱动轮上。因此，作为实际车辆单位磨损里程数测量的总耐磨度是足够的，而驱动轮轮胎的磨损发展速率比非驱动轮轮胎的快。因此，需要轮胎轮换。此外，操作稳定性比平均轮胎安装在每一个车轮上的基准测试的要低，因为每一个轮胎的橡胶硬度比基准测试的大。

在比较例2中，与示例1的非驱动轮轮胎相同的轮胎安装在每一个驱动轮和非驱动轮上。因此，在驱动轮轮胎上的磨损发展速率比在非驱动轮轮胎上的快很多。因此，也需要轮胎轮换。然而，操作稳定性比示例1的要高，因为每一个轮胎的橡胶硬度相对较低。

下面，结合附图2解释示例2。在示例2中，对在上述小型汽车上的每一个驱动轮和非驱动轮设置约1.3度的负外倾角。每一个轮胎的整体设置与示例1的基本相同；并且位于车辆内侧的耐磨度设置为比位于外侧的高。在一个详细的示例中，胎面外半部，作为胎面的中线外部分，与示例1的各个胎面相同。具体地，每一个驱动轮轮胎的胎面的外半部具有75的橡胶硬度；每一个非驱动轮轮胎的胎面外半部具有65的橡胶硬度；每一个驱动轮轮胎的胎面内半部具有77的橡胶硬度；并且每一个非驱动轮轮胎的胎面内半部具有67的橡胶硬度。

通过示例2达到的是：不但在驱动轮轮胎和非驱动轮轮胎之间的磨损发展速率相等，而且略微改进实际车辆单位磨损里程数的所有值。此外，通过示例2获得的潮湿路面的操作稳定性比示例1的略高。

基准特征：FL左前轮；FR右前轮；RL左后轮；RR右后轮。

Claims (9)

1.一组充气轮胎，其用于车辆，所述轮胎包括：

一对驱动轮的轮胎和一对非驱动轮的轮胎；

其中，所述驱动轮的轮胎的尺寸、形状、轮廓以及胎面花纹与所述非驱动轮的轮胎的尺寸、形状、轮廓以及胎面花纹相同或基本相同；并且

由于形成驱动轮的轮胎的胎面和形成非驱动轮的轮胎的胎面的橡胶合成物不同，所述非驱动轮的轮胎的耐磨度比所述驱动轮的轮胎的耐磨度低；

用于在所述非驱动轮和/或所述驱动轮上具有负外倾角的车辆，其中，安装在负外倾角的车轮上的每一个轮胎的胎面，在当安装到车辆上时露在外侧的部分和当安装到车辆上时位于内侧的部分之间具有不同的耐磨度；位于内侧的部分的耐磨度比露在外侧的部分的耐磨度高；并且露在外侧的部分和位于内侧的部分之间的耐磨度的差别，小于驱动轮上的轮胎和非驱动轮上的轮胎之间的耐磨度的差别。

2.根据权利要求1所述的一组充气轮胎，其特征在于，所述耐磨度以沿在胎面上凹槽的深度方向每磨损1mm的里程数表示，由于安装在所述车辆的相同位置，其通过所述充气轮胎的轮胎转鼓测试确定，或通过所述轮胎的跑道测试确定；并且

当驱动轮的轮胎的耐磨度取为100时，非驱动轮的轮胎的耐磨度不大于98并且不小于80。

3.根据权利要求2所述的一组充气轮胎，其特征在于，在右车轮和左车轮的轮胎之间的，以沿在胎面上的凹槽的深度方向每磨损1mm的里程数表示的耐磨度的差别，不超过在驱动轮和非驱动轮之间的差别的50％，并且不小于在驱动轮和非驱动轮之间的差别的5％。

4.根据权利要求3所述的一组充气轮胎，其特征在于，当安装到车辆上时，车轮轮胎具有不小于0.5度并且不大于5度的负外倾角，所述车轮轮胎的每一个胎面具有露在外侧的部分和位于内侧的部分，并且位于内侧的部分具有比露在外侧的部分更高的耐磨度；并且在露在外侧的部分和位于内侧的部分之间的，以沿在胎面上的凹槽的深度方向每磨损1mm的里程数表示的耐磨度的差别，不超过在驱动轮和非驱动轮之间的差别的40％，并且不小于其5％。

5.根据权利要求4所述的一组充气轮胎，其特征在于，在露在外侧的部分或位于内侧的部分之间的边界，被设置在所述胎面的中线附近。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一组充气轮胎，其特征在于，用JISK6253的A型在23℃测量的非驱动轮的轮胎的胎面的橡胶硬度，比驱动轮的轮胎的胎面的橡胶硬度小不少于3并且不超过20。

7.根据权利要求6所述的一组充气轮胎，其特征在于，根据JISK6264，非驱动轮轮胎的胎面的橡胶圆盘耐磨性比驱动轮的胎面的圆盘耐磨性的值小，其差为驱动轮轮胎的值的不少于3％并且不超过20％。

8.一种在小型客车或其它车辆的驱动轮和非驱动轮上的轮胎安装布置，其中，所述驱动轮的轮胎的尺寸、形状、轮廓以及胎面花纹与所述非驱动轮的轮胎的尺寸、形状、轮廓以及胎面花纹相同或基本相同；并且由于形成驱动轮的轮胎的胎面和形成非驱动轮的轮胎的胎面的橡胶合成物不同，所述非驱动轮的轮胎的耐磨度小于所述驱动轮的轮胎的耐磨度；用于在所述非驱动轮和/或所述驱动轮上具有负外倾角的车辆，其中，安装在负外倾角的车轮上的每一个轮胎的胎面，在当安装到车辆上时露在外侧的部分和当安装到车辆上时位于内侧的部分之间具有不同的耐磨度；位于内侧的部分的耐磨度比露在外侧的部分的耐磨度高；并且露在外侧的部分和位于内侧的部分之间的耐磨度的差别，小于驱动轮上的轮胎和非驱动轮上的轮胎之间的耐磨度的差别。

9.根据权利要求8所述的轮胎安装布置，其特征在于，当通过将轮胎安装在车辆的规定位置的各车轮上时，测量沿在胎面上的凹槽的深度方向每磨损1mm的里程数；然后，以在所述规定位置的里程数中较大的一个为基础，在驱动轮和非驱动轮之间，在所述规定位置的这些里程数的差别不超过5％。