CN103717406B - 乘用车用充气子午线轮胎及该轮胎的使用方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种乘用车用充气子午线轮胎，其包括胎体和胎面，所述胎体由子午线排列帘线的帘布层构成并且跨过一对胎圈部环状地设置，其中，在所述胎面的表面上形成有一个或多个槽，所述槽均具有3mm以下的槽宽，并且所述轮胎的截面宽度SW和外径OD满足下面的关系：当SW<165mm时，比SW/OD≤0.26，而当SW≥165mm时，SW和OD满足关系式OD≥2.135×SW+282.3。

Description

乘用车用充气子午线轮胎及该轮胎的使用方法
技术领域
本发明涉及一种乘用车用充气子午线轮胎及该轮胎的使用方法。
背景技术
直到1960年左右，在车辆中主流使用具有较窄截面宽度的斜交轮胎，这是因为那时的车辆重量轻，车辆所要求的速度低，结果轮胎的负担轻。然而，近来，由于车辆重量和速度的增大，子午线轮胎成为主流，尤其需要具有较大宽度且呈扁平形状的子午线轮胎（例如参见专利文献1）。
然而，大轮胎宽度牺牲了车辆空间，由此使得舒适性劣化了。此外，伴随对环境问题的关注不断增加而使得对低燃料消耗性的需求不断增长，但是大轮胎宽度增大了空气阻力并且引起燃料消耗性恶化的其它问题。
特别地，研发未来实用化的电动车需要确保用于容纳诸如电动机的驱动部件的充足空间，其中驱动部件用于控制轮胎绕驱动轴转动的扭矩。在这点上，确保轮胎周围的充足空间变得越来越重要。
此外，上述大宽度的扁平状轮胎具有大宽度的胎面表面，使得在雨中行驶期间难以如以箭头示意性示出水的流路的图1的（a）所示地朝向两侧横向排水，这导致排水性劣化。此外，大宽度的扁平状轮胎的接地长度L小，这易于引起所谓的打滑现象，如图1的（a）所示，其中，归因于从胎面表面进入的水膜，胎面表面上浮，结果减小实际的接地面积而不能抓牢，产生湿路面性能劣化的问题。
鉴于上述问题，特别是在大宽度的扁平状子午线轮胎中的上述问题，至此，必须在胎面表面设置截面积大且沿胎面周向延伸的主槽。
然而，当布置槽深大的主槽时，必须与主槽的大深度对应地增大胎面的厚度，这引起轮胎重量增大和行驶性能劣化的问题。此外，设置具有大槽宽的主槽导致负比率增大，这减小了接地面积，引起抓地力劣化的问题，也就是干路面上的操控稳定性和制动性能劣化，此外，使得耐磨性和噪音性能低下。
此外，已知：为了减小滚动阻力以便获得低燃料消耗性，在大宽度的扁平状子午线轮胎中使用具有低滞后损失的胎面橡胶。然而，使用具有低滞后损失的橡胶导致湿路面上的抓地性能低下的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平7-40706号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述，通常难以以兼容的方式获得轮胎的低燃料消耗性、舒适性（车辆中的空间）、湿路面性能、干路面性能和雪路面性能，强烈期望一种能够同时改善性能的根本性的技术。
因而，本发明旨在解决上述问题，并且本发明的目的是提供一种乘用车用充气子午线轮胎及该轮胎的使用方法，在该轮胎在干路面、湿路面和雪路面上具有优良的行驶性能的同时，该轮胎的空气阻力值（Cd值）和轮胎滚动阻力值（RR值）两者都减小并且能够实现低燃料消耗性、确保车辆内的空间。
用于解决问题的方案
为解决上述问题，本发明的发明人进行了锐意研究。
结果，发明人发现将轮胎宽度的减小和轮胎直径的增大控制在适当比例下，即将轮胎截面宽度SW和轮胎外径ＯD限定在适当比例下极其有效。
此外，本发明的发明人还获得如下新发现，可以优化宽度小且直径大的上述轮胎的胎面花纹，使得能够以兼容的方式提高干路面、湿路面以及甚至雪路面上的行驶性能。
基于上述发现创作了本发明，主要结构特征如下：
（1）一种乘用车用充气子午线轮胎，其具有由子午线排列帘线的帘布层构成并且跨过一对胎圈部环状地设置的胎体，所述乘用车用充气子午线轮胎包括带束和胎面，所述带束包括一个或多个带束层，所述带束和所述胎面以该顺序布置在所述胎体的径向外侧，其中：
在所述胎面的表面上形成有一个或多个槽，
所述槽均具有3mm以下的槽宽，并且
设定SW和OD分别表示所述轮胎的截面宽度和外径，SW和OD满足下面的关系：当SW<165mm时，比SW/OD≤0.26，而当SW≥165mm时，SW和OD满足关系式OD≥2.135×SW+282.3。
（2）一种乘用车用充气子午线轮胎，其包括胎体和胎面，所述胎体由子午线排列帘线的帘布层构成并且跨过一对胎圈部环状地设置，其中：
在所述胎面的表面上形成有一个或多个槽，
所述槽均具有3mm以下的槽宽，并且
设定SW和OD分别表示所述轮胎的截面宽度和外径，SW和OD满足关系式OD≥-0.0187×SW2+9.15×SW-380。
（3）根据上述（1）或（2）所述的乘用车用充气子午线轮胎，其中所述槽在所述胎面的表面上的单位面积的槽的总延伸量ρ为0.15mm/mm2以上且0.2mm/mm2以下。
（4）根据上述（1）-（3）中任一项所述的乘用车用充气子午线轮胎，其中
设定所述胎面的表面在胎面宽度方向上被等分成六个区域，所述六个区域中的位于胎面宽度方向上的中央的两个区域被定义为中央部，位于所述中央部的胎面宽度方向上的两外侧的其它四个区域被定义为肩部，在所述中央部中单位面积的所述槽在胎面宽度方向上投影的总延伸量ρc为至少0.1mm/mm2，而在各所述肩部中单位面积的所述槽在胎面周向上投影的总延伸量ρs为至少0.1mm/mm2。
（5）根据上述（1）-（4）中任一项所述的乘用车用充气子午线轮胎，其中比SW/OD为0.24以下。
（6）一种乘用车用充气子午线轮胎的使用方法，其包括在至少250kPa的内压下使用根据上述（1）-（5）中任一项所述的乘用车用充气子午线轮胎。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种乘用车用充气子午线轮胎和该轮胎的使用方法，在该轮胎在干路面、湿路面和雪路面上具有优良的行驶性能的同时，该轮胎的空气阻力值（Cd值）和轮胎滚动阻力值（RR值）两者都减小并且能够实现低燃料消耗性、确保车辆内的空间。
附图说明
下面将参照附图进一步说明本发明，其中：
[图1]（a）是示出大宽度子午线轮胎的湿路面性能的图。（b）是示出窄宽度子午线轮胎的湿路面性能的图。
[图2]是示出轮胎的截面宽度SW和外径OD的图。
[图3]（a）是示出安装有本发明的直径增大且宽度减小的轮胎的车辆的图。（b）是示出安装有传统轮胎的车辆的图。
[图4]（a）和（b）是分别示出供试轮胎和传统轮胎的SW和OD之间的关系的图。
[图5]是示出各轮胎中的滚动阻力和空气阻力之间的关系的图。
[图6]是示出根据本发明的实施方式的轮胎的胎面花纹的一部分的展开图。
[图7]是示出根据本发明的实施方式的轮胎的胎面花纹的一部分的展开图。
[图8]是示出根据本发明的实施方式的轮胎的胎面花纹的一部分的展开图。
[图9]是示出根据本发明的实施方式的轮胎的胎面花纹的一部分的展开图。
[图10]是示出根据本发明的实施方式的轮胎的胎面花纹的一部分的展开图。
[图11]是示出根据本发明的实施方式的轮胎的胎面花纹的一部分的展开图。
[图12]是示出槽的投影长度的图。
[图13]是示出胎面花纹的展开图。
[图14]是示出胎面花纹的展开图。
[图15]是示出胎面花纹的展开图。
[图16]是示出胎面花纹的展开图。
[图17]是示出胎面花纹的展开图。
具体实施方式
以下，说明本发明的乘用车用充气子午线轮胎（以下，该轮胎还将被简称为“轮胎”）的实现过程。
首先，本发明的发明人关注如下事实：与传统轮胎相比窄化子午线轮胎的轮胎截面宽度SW（见图2）使得车辆确保在车辆中的充足空间，特别地确保在轮胎的车辆安装内侧附近处用于容纳驱动单元的空间（见图3）。
此外，窄化轮胎截面宽度SW减小了轮胎的从前方观察的面积（以下，该面积被称为前方投影面积），这产生了减小车辆的空气阻力值（Cd值）的效果。
然而，接地部遭受大变形，在同样的空气压力下，这导致滚动阻力值（RR值）大的问题。
同时，发明人发现子午线轮胎特有的性质将解决上述问题。具体地，发明人关注如下事实：与斜交轮胎相比，子午线轮胎的胎面变形小，由此可使子午线轮胎的外径OD与传统相比增大，从而不易受路面粗糙度的影响，这使得在同样空气压力下减小了滚动阻力值（RR值）。此外，增大轮胎直径还提高了轮胎的负荷能力。此外，如图3所示，子午线轮胎的大外径增大了驱动轴的高度，这扩大了底盘下的空间，使得车辆确保了用于车辆转向架、驱动单元等的宽空间。
这里，在已经权衡了对滚动阻力值（RR值）的关系的前提下，轮胎的窄化的宽度和增大的外径两者在确保车辆内的空闲空间方面都起作用。此外，轮胎的窄化的宽度使得车辆的空气阻力值（Cd值）减小。
鉴于上述方面，发明人进行了如下细致的研究：优化轮胎截面宽度和轮胎外径之间的平衡，以便与传统子午线轮胎相比改进与空气阻力值（Cd值）和轮胎的滚动阻力值（RR值）有关的特性。
发明人关注了轮胎截面宽度SW和轮胎外径OD之间的关系，通过以下述方式对轮胎进行试验，推导出与空气阻力值（Cd值）和滚动阻力值（RR值）有关的特性都优于传统子午线轮胎时轮胎的SW和OD所满足的条件。也就是，包括传统尺寸之外的那些尺寸的各种尺寸的轮胎均被安装到车辆上，以测量空气阻力值（Cd值）和滚动阻力值（RR值）。
下面，将对推导出SW和OD之间的最优关系的试验结果进行详细说明。
基于上述发现，本发明的发明人研究通过增大轮胎外径并且窄化轮胎宽度而使空气阻力值和滚动阻力值两者能够以兼容的方式减小的特定条件。
首先，制备尺寸为195/65R15的轮胎作为基准轮胎1，该尺寸的轮胎是在车辆中最常用的类型并且因此适于轮胎性能的比较。然后，制备尺寸为225/45R17的轮胎作为基准轮胎2，该尺寸比基准轮胎1的尺寸大。
此外，制备各种尺寸的轮胎（供试轮胎1-供试轮胎52），其均与轮辋组装并且进行下面的试验。
表1和图4示出了各试验轮胎的具体规格。各轮胎的除了表1所示的以外的其它规格（例如，各轮胎的内部结构）与常用轮胎的规格一样。各试验轮胎包括胎体，胎体由子午线排列帘线的帘布层构成并且跨过一对胎圈部环状地设置。
关于轮胎尺寸，广泛地研究了包含在JATMA、TRA、ETRTO等中规定的传统尺寸和除了这些传统尺寸以外的轮胎尺寸的各种轮胎尺寸。
[表1-1]
轮胎尺寸 SW（mm） OD（mm） SW/OD
传统轮胎1 145/70R12 145 507.8 0.29
传统轮胎2 155/55R14 155 526.1 0.29
传统轮胎3 165/60R14 165 553.6 0.30
传统轮胎4 175/65R14 175 583.1 0.30
传统轮胎5 185/60R15 185 603 0.31
传统轮胎6 205/55R16 205 631.9 0.32
传统轮胎7 215/60R16 215 664.4 0.32
传统轮胎8 225/55R17 225 679.3 0.33
传统轮胎9 245/45R18 245 677.7 0.36
基准轮胎1 195/65R15 195 634.5 0.31
基准轮胎2 225/45R17 225 634.3 0.35
供试轮胎1 155/55R21 155 704.5 0.22
供试轮胎2 165/55R21 165 717.4 0.23
供试轮胎3 155/55R19 155 653.1 0.24
供试轮胎4 155/70R17 155 645.8 0.24
供试轮胎5 165/55R20 165 689.5 0.24
供试轮胎6 165/65R19 165 697.1 0.24
供试轮胎7 165/70R18 165 687.5 0.24
供试轮胎8 165/55R16 165 589.3 0.28
供试轮胎9 175/65R15 175 625.0 0.28
供试轮胎10 185/60R17 185 660.7 0.28
供试轮胎11 195/65R17 195 696.4 0.28
供试轮胎12 205/60R18 205 732.1 0.28
供试轮胎13 185/50R16 185 596.8 0.31
供试轮胎14 205/60R16 205 661.3 0.31
供试轮胎15 215/60R17 215 693.5 0.31
供试轮胎16 225/65R17 225 725.8 0.31
供试轮胎17 155/45R21 155 672.9 0.23
供试轮胎18 205/55R16 205 631.9 0.32
供试轮胎19 165/65R19 165 697.1 0.24
供试轮胎20 155/65R18 155 658.7 0.24
[表1-2]
轮胎尺寸 SW（mm） OD（mm） SW/OD
供试轮胎21 145/65R19 145 671.1 0.22
供试轮胎22 135/65R19 135 658.1 0.21
供试轮胎23 125/65R19 125 645.1 0.19
供试轮胎24 175/55R22 175 751.3 0.23
供试轮胎25 165/55R20 165 689.5 0.24
供试轮胎26 155/55R19 155 653.1 0.24
供试轮胎27 145/55R20 145 667.5 0.22
供试轮胎28 135/55R20 135 656.5 0.21
供试轮胎29 125/55R20 125 645.5 0.19
供试轮胎30 175/45R23 175 741.7 0.24
供试轮胎31 165/45R22 165 707.3 0.23
供试轮胎32 155/45R21 155 672.9 0.23
供试轮胎33 145/45R21 145 663.9 0.22
供试轮胎34 135/45R21 135 654.9 0.21
供试轮胎35 145/60R16 145 580.4 0.25
供试轮胎36 155/60R17 155 617.8 0.25
供试轮胎37 165/55R19 165 664.1 0.25
供试轮胎38 155/45R18 155 596.7 0.26
供试轮胎39 165/55R18 165 638.7 0.26
供试轮胎40 175/55R19 175 675.1 0.26
供试轮胎41 115/50R17 115 546.8 0.21
供试轮胎42 105/50R16 105 511.4 0.21
供试轮胎43 135/60R17 135 593.8 0.23
供试轮胎44 185/60R20 185 730 0.25
供试轮胎45 185/50R20 185 693.0 0.27
供试轮胎46 195/60R19 195 716.6 0.27
供试轮胎47 175/60R18 175 667.2 0.26
供试轮胎48 195/55R20 195 722.5 0.27
供试轮胎49 215/50R21 215 748.4 0.29
供试轮胎50 205/55R20 205 733.5 0.28
供试轮胎51 185/45R22 185 716.3 0.26
供试轮胎52 155/65R13 155 634.3 0.29
<空气阻力值>
在实验室中，具有表2中的轮胎内压的上述各试验轮胎被安装到排气量为1500cc的车辆，然后采用相当于100km/h速度的空气对车辆送风，利用载置在车轮下方的地板上的天平（scale）测量空气动力，由此测量空气阻力。以基准轮胎1为“100”的指数值来表示评价结果。指数值越小表示空气阻力越小。
<滚动阻力值>
通过如下方式测量滚动阻力：将上述各试验轮胎均与轮辋组装，以获得轮胎-轮辋组件；在轮胎-轮辋组件上施加对于安装该轮胎的车辆规定的最大负荷；使轮胎在100km/h的鼓转动速度条件下转动。
这里，“对于安装该轮胎的车辆规定的最大负荷”指当规定数量上限的乘客乘坐在乘用车辆中时施加在乘用车辆的四个轮胎上的各自四个负荷值之中的最大负荷值。
以基准轮胎1为“100”的指数值来表示评价结果。指数值越小表示空气阻力越小。
表2、图4和图5示出了空气阻力和滚动阻力的评价结果。在图4中，观察到滚动阻力和空气阻力减小效果显著的轮胎用白色标记表示，减小效果不足的轮胎用黑色标记表示。
在下面的表2中示出轮胎的相关规格和评价结果。
[表2-1]
轮胎尺寸 内压（kPa） RR值（指数） Cd值（指数）
传统轮胎1 145/70R12 295 108 94
传统轮胎2 155/55R14 275 111.3 91
传统轮胎3 165/60R14 260 108.6 93
传统轮胎4 175/65R14 245 103.6 101
传统轮胎5 185/60R15 230 103.9 98
传统轮胎6 205/55R16 220 101 102
传统轮胎7 215/60R16 220 93 104
传统轮胎8 225/55R17 220 85 106
传统轮胎9 245/45R18 220 80 111
基准轮胎1 195/65R15 220 100 100
基准轮胎2 225/45R17 220 83 106
供试轮胎1 155/55R21 220 60 90
供试轮胎2 165/55R21 220 55 94
供试轮胎3 155/55R19 220 90 90
供试轮胎4 155/70R17 220 85 95
供试轮胎5 165/55R20 220 72 97
供试轮胎6 165/65R19 220 65 97
供试轮胎7 165/70R18 220 61 98
供试轮胎8 165/55R16 220 102 92
供试轮胎9 175/65R15 220 98 97
供试轮胎10 185/60R17 220 85 99
供试轮胎11 195/65R17 220 78 100
供试轮胎12 205/60R18 220 69 102
供试轮胎13 185/50R16 220 108 97
供试轮胎14 205/60R16 220 98 102
供试轮胎15 215/60R17 220 91 103
供试轮胎16 225/65R17 220 85 105
供试轮胎17 155/45R21 220 70 90
供试轮胎18 205/55R16 220 99 102
供试轮胎19 165/65R19 260 92.2 98
供试轮胎20 155/65R18 275 96 91
[表2-2]
轮胎尺寸 内压（kPa） RR值（指数） Cd值（指数）
供试轮胎21 145/65R19 295 92.4 89
供试轮胎22 135/65R19 315 91.6 87
供试轮胎23 125/65R19 340 88.2 85
供试轮胎24 175/55R22 345 84.8 96
供试轮胎25 165/55R20 260 92.6 93
供试轮胎26 155/55R19 275 96.2 91
供试轮胎27 145/55R20 290 92.3 89
供试轮胎28 135/55R20 310 92.4 87
供试轮胎29 125/55R20 340 87.7 85
供试轮胎30 175/45R23 250 85.5 96
供试轮胎31 165/45R22 255 89.7 93
供试轮胎32 155/45R21 270 93.2 91
供试轮胎33 145/45R21 290 92.2 89
供试轮胎34 135/45R21 310 92.1 87
供试轮胎35 145/60R16 290 93.9 89
供试轮胎36 155/60R17 270 92.1 91
供试轮胎37 165/55R19 255 89.4 93
供试轮胎38 155/45R18 270 92.1 91
供试轮胎39 165/55R18 255 89.4 93
供试轮胎40 175/55R19 250 88.7 96
供试轮胎41 115/50R17 350 86.7 83
供试轮胎42 105/50R16 350 94.1 80
供试轮胎43 135/60R17 300 85.6 87
供试轮胎44 185/60R20 270 73.0 98
供试轮胎45 185/50R20 270 80.0 98
供试轮胎46 195/60R19 258 81.3 100
供试轮胎47 175/60R18 286 84.7 96
供试轮胎48 195/55R20 277 83.3 100
供试轮胎49 215/50R21 250 75.0 104
供试轮胎50 205/55R20 263 78.7 102
供试轮胎51 185/45R22 285 86.7 98
供试轮胎52 155/65R13 220 90 91
根据表2、图4和图5所示的试验结果，发明人有下面的发现。当轮胎截面宽度SW小于165mm时，SW/OD为0.26以下，而当SW为165mm以上时，轮胎的截面宽度SW和外径OD满足关系式OD≥2.135×SW+282.3（以下，还被称为“满足关系式1”），在具有上述尺寸的子午线轮胎中，与作为基准轮胎1的尺寸为195/65R15的传统轮胎相比，以兼容的方式使车辆的空气阻力值（Cd值）和滚动阻力值（RR值）两者都减小。
图4的（a）示出了将具有减小了轮胎的滚动阻力值（RR值）和车辆的空气阻力值（Cd值）两者的效果的轮胎与该减小效果不足的轮胎分开的边界（拟合到边界线的线性方程）；在SW<165mm范围内，边界线表示为以OD=（1/0.26）×SW表示的直线；在SW≥165mm范围内，边界线表示为以OD=2.135×SW+282.3表示的直线。
此外，根据表2、图4的（b）和图5所示的试验结果，发明人有下面的发现。在轮胎内压为至少250kPa时，轮胎的截面宽度SW和轮胎的外径OD满足关系式OD≥-0.0187×SW2+9.15×SW-380（以下，还被称为“满足关系式2”），在具有上述尺寸的子午线轮胎中，与作为基准轮胎1的尺寸为195/65R15的传统轮胎相比，以兼容的方式使车辆的空气阻力值（Cd值）和滚动阻力值（RR值）两者都减小。
图4的（b）示出了将具有减小了轮胎的滚动阻力值（RR值）和车辆的空气阻力值（Cd值）两者的效果的轮胎与该减小效果不足的轮胎分开的边界（拟合到边界线的二次曲线）；边界线表示为以OD=-0.0187×SW2+9.15×SW-380表示的曲线。
发明人还发现如表2、图4和图5所示，在满足SW/OD≤0.24的供试轮胎1-供试轮胎7和供试轮胎17能够容易获得上述效果。
接下来，特别地对供试轮胎1-供试轮胎18进行下述试验，以便评价车辆的燃料消耗性和舒适性。
<实际燃料消耗>
通过JOC8模式行进来对轮胎进行试验。以基准轮胎1为“100”的指数值来表示评价结果。指数值越大表示燃料消耗性越优良。
<舒适性>
将轮胎均安装到宽度为1.7m的车辆上，并且测量后备箱的宽度。以基准轮胎1为“100”的指数值来表示评价结果。指数值越大表示舒适性越优良。
在下面表3中示出试验结果。
[表3]
关系式（1） 关系式（2） 实际燃料消耗 舒适性
供试轮胎1 满足 满足 117 105
供试轮胎2 满足 满足 119 104
供试轮胎3 满足 满足 105 105
供试轮胎4 满足 满足 107 105
供试轮胎5 满足 满足 112 104
供试轮胎6 满足 满足 114 104
供试轮胎7 满足 满足 116 104
供试轮胎8 不满足 不满足 100 104
供试轮胎9 不满足 不满足 101 102
供试轮胎10 不满足 不满足 106 101
供试轮胎11 不满足 满足 109 100
供试轮胎12 满足 满足 112 99
供试轮胎13 不满足 不满足 97 101
供试轮胎14 不满足 不满足 101 99
供试轮胎15 不满足 不满足 103 98
供试轮胎16 不满足 不满足 106 97
供试轮胎17 满足 满足 116 105
供试轮胎18 不满足 不满足 99 99
基准轮胎1 - - 100 100
如表3所示，发现不满足上述关系式（1）和/或关系式（2）的那些供试轮胎（见图4）在燃料消耗性和舒适性中的至少一方面比基准轮胎1劣化了，同时发现满足上述关系式（1）和/或（2）的供试轮胎1-供试轮胎7、供试轮胎12和供试轮胎17（见图4）在燃料消耗性和舒适性两方面都比基准轮胎1优良。
作为如上所述地进行的试验的结果，发明人发现截面宽度SW和外径OD满足上述关系式（1）和/或关系式（2）的充气子午线轮胎能够使车辆的空气阻力值和轮胎的滚动阻力值两者都减小，此外还能够在提高车辆的舒适性的同时提高燃料消耗性。
接下来，将对截面宽度SW和外径OD满足上述关系式（1）和/或关系式（2）的充气子午线轮胎的胎面花纹进行说明。
图6是示出根据本发明的第一实施方式的乘用车用充气子午线轮胎（以下，被称为轮胎）的胎面花纹的展开图。图6是轮胎的在非接地状态下的胎面的展开图。
如图6所示，根据第一实施方式的轮胎在其胎面表面1上具有沿胎面宽度方向延伸的一个或多个槽2以及由槽2和胎面端TE限定的陆部3。所有槽2均具有3mm以下的槽宽。换言之，轮胎具有仅由槽宽均为3mm以下的槽形成的胎面花纹。
这里，当槽宽沿槽的延伸方向改变时，此处的槽宽是指最大槽宽。
此外，胎面表面指胎面橡胶的如下表面区域：该表面区域是当与适用轮辋组装且被填充待安装该轮胎的各车辆所限定的内压的轮胎在与对于待安装该轮胎的各车辆所规定的最大负荷对应的重量负荷条件下被竖直地载置在平板上时与平板接触的区域。
在本发明中，“适用轮辋”指根据在制造和使用轮胎的区域有效的工业标准的轮胎所规定的轮辋，工业标准的示例包括日本的JAMA（日本自动车轮胎制造协会）年鉴、欧洲的ETRTO（欧洲轮胎和轮辋技术组织）标准手册；以及美国的TRA（轮胎和轮辋协会）年鉴。此外，根据与子午线帘布层轮胎的尺寸对应的适用轮辋和由JATMA年鉴等规定的空气压力与负荷能力的对应表来确定“最大空气压力”。此外，“与最大负荷对应的重量”表示具有上述预定的工业标准中规定的适用尺寸的单个轮胎上允许施加的最大负荷（单个轮胎的最大负荷能力）。
这里，胎面表面1在胎面宽度方向上被等分成六个区域，该六个区域中的位于胎面宽度方向上的中央的跨过轮胎赤道面CL的两个区域被称为中央部4，位于中央部4的胎面宽度方向上的两外侧的其它四个区域被称为肩部5。
如图6所示，槽2均从在胎面表面1的一个宽度方向半部的胎面端TE处开口的一端（始端）朝指定的轮胎转动方向R且朝胎面宽度方向向内跨过轮胎赤道面CL朝向胎面表面1的另一宽度方向半部的另一胎面端TE延伸。槽2的另一端（终端）留在胎面表面1的另一半部的陆部3（中央部4）内。
此外，在图6的示例中，在胎面周向上彼此相邻的槽2被布置成交替地从相反的胎面端TE跨过作为边界的轮胎赤道面CL延伸。
此外，在第一实施方式中，如图6所示，槽2均被布置成随着其沿胎面宽度方向向内延伸而呈现沿着胎面宽度方向的形状。
如上所述，根据本发明，关键是：轮胎的截面宽度SW和外径OD满足上述关系式（1）和/或关系式（2），胎面表面1上形成有一个或多个槽，槽的槽宽均为3mm以下。
下面说明在轮胎以图6的箭头指示的方向R为轮胎转动方向的方式安装到车辆的情况下、本发明的作用和效果。
根据本发明的第一实施方式，首先，SW和OD满足上述关系式（1）和/或关系式（2），这意味着，胎面表面的宽度小，因此在湿路面上，如以箭头示意性地示出了水的流路的图1的（b）所示，水易于在轮胎的宽度方向的两侧排出。因此，即使要在胎面表面中形成的所有槽的槽宽小，仍能确保排水性，因此可充分地确保实际的接地面积，结果提高了制动性能。
此外，根据第一实施方式的轮胎在胎面表面上仅具有槽宽小的槽，因此负比率低。此外，陆部具有高刚性，这防止了陆部的倒塌变形。因此，对于在干路面上行驶，可确保接地面积，这确保了操控稳定性、制动性能和耐磨性。
同样地，即使在雪路面上也能确保接地面积，这提高了雪上抓地性能和雪上制动性能。
因此，根据第一实施方式，可在确保车辆内的空闲空间的同时实现低燃料消耗性，此外，可以兼容的方式确保在干路面、湿路面和雪路面上的行驶性能。
图7是示出根据本发明的第二实施方式的轮胎的胎面花纹的展开图。如图7所示，轮胎在其胎面表面1上具有沿胎面宽度方向延伸的一个或多个槽2以及由槽2和胎面端TE限定的陆部3。布置在胎面表面1上的所有的槽2均具有3mm以下的槽宽。
这里，在图7所示的示例中，槽2跨过中心处的轮胎赤道面CL对称地布置，并且从胎面宽度方向半部中的两胎面端TE起跨过作为两胎面宽度方向半部的边界的轮胎赤道面CL朝指定的轮胎转动方向且朝胎面宽度方向向内延伸。
此外，如图7所示，槽2均被布置成随着其沿胎面宽度方向向内延伸而呈现沿着胎面宽度方向的形状。
再次，如图7所示，根据第二实施方式的轮胎在胎面表面1的中央部4中具有槽2，该槽2沿胎面宽度方向延伸并且留在中央部4内。
下面说明在根据第二实施方式的轮胎以图7的箭头指示的方向R为轮胎转动方向的方式安装到车辆的情况下、本发明的作用和效果。
根据本发明的第二实施方式，轮胎具有与第一实施方式同样的作用和效果，这使得能够在确保车辆内的空闲空间的同时获得低燃料消耗性，此外，可以兼容的方式确保在干路面、湿路面和雪路面上的行驶性能。
此外，根据第二实施方式的轮胎在上述中央部中具有沿宽度方向延伸的槽，由此在接地长度长的中央部中增大了宽度方向边缘分量，由此进一步提高了干路面性能和雪路面性能。
图8是示出根据本发明的第三实施方式的轮胎的胎面花纹的展开图。如图8所示，根据第三实施方式的轮胎在其胎面表面1上具有沿胎面宽度方向延伸的一个或多个槽2以及由槽2和胎面端TE1和TE2限定的陆部3。槽2跨过作为边界的轮胎赤道面CL而非对称地布置。布置在胎面表面1上的所有的槽2均具有3mm以下的槽宽。
这里，胎面表面以轮胎赤道面CL作为边界形成的一个半部称为T1，以轮胎赤道面CL作为边界形成的另一个半部称为T2。
如图8所示，在一个半部T1内，槽2从胎面端TE1起朝胎面周向的一个方向且朝胎面宽度方向延伸。此外，在另一个半部T2内，槽2从胎面端TE2起朝与上述一个方向相反的方向且朝胎面宽度方向延伸。
此外，如图8所示，在一个半部T1内，槽2均被布置成随着其从胎面端TE1起沿胎面宽度方向向内延伸到轮胎赤道面CL而呈现沿着胎面宽度方向的形状。此外，在另一个半部T2内，槽2均被布置成随着其从胎面端TE2起沿胎面宽度方向向内延伸到轮胎赤道面CL而呈现沿着胎面宽度方向的形状。
下面说明根据第三实施方式的轮胎的作用和效果。
根据第三实施方式，轮胎具有与第一实施方式和第二实施方式同样的作用和效果，这使得能够在车辆内确保空闲空间的同时获得低燃料消耗性，此外，可以兼容的方式确保干路面、湿路面和雪路面上的行驶性能
此外，根据第三实施方式，轮胎没有指定的轮胎转动方向，这允许轮胎的安装内侧和安装外侧进行调换。结果，可抑制由施加在左右轮胎的负荷的不平衡引起的偏磨损，使得增加了轮胎寿命。
图9是示出根据本发明的第四实施方式的轮胎的胎面花纹的展开图。如图9所示，轮胎在其胎面表面1上具有沿胎面宽度方向延伸的一个或多个槽2以及由槽2和胎面端TE限定的陆部3。布置在胎面表面1上的所有的槽2均具有3mm以下的槽宽。
此外，在图9所示的示例中，槽2跨过中心处的轮胎赤道面CL对称地布置。在隔着作为边界的轮胎赤道面CL的两胎面宽度方向半部中，在胎面周向上交替地配置如下两种槽：即从胎面端TE起朝胎面周向的一个方向且朝胎面宽度方向向内延伸的槽2和从胎面端TE起朝与上述一个方向相反的方向且朝胎面宽度方向向内延伸的槽2。这里，在图9的示例中，槽2相互交叉。
此外，如图9所示，在各胎面半部中，槽2均被布置成随着其从各胎面端TE起沿胎面宽度方向向内延伸而呈现沿着胎面宽度方向的形状。
下面说明当根据第四实施方式的轮胎安装到车辆时获得的作用和效果。
根据本发明的第四实施方式，轮胎具有与第一实施方式同样的作用和效果，这使得能够在车辆内确保空闲空间的同时获得低燃料消耗性，此外，可以兼容的方式确保干路面、湿路面和雪路面上的行驶性能。
此外，根据第四实施方式，槽彼此交叉地彼此连接，这增大了排水性，特别地提高了湿路面性能。
此外，轮胎没有指定的轮胎转动方向，这允许轮胎的安装内侧和安装外侧进行调换。结果，可抑制由施加在左右轮胎的负荷的不平衡引起的偏磨损，使得增加了轮胎寿命。
图10是示出根据本发明的第五实施方式的轮胎的胎面花纹的展开图。如图10所示，轮胎在其胎面表面1上具有多个槽2以及由槽2和胎面端TE限定的陆部3。布置在胎面表面1上的所有的槽2均具有3mm以下的槽宽。
这里，在图10所示的示例中，布置在胎面表面1的中央部4上的槽2沿胎面宽度方向延伸，而布置在各肩部5上的槽2沿胎面周向延伸。
下面说明当根据第五实施方式的轮胎安装到车辆时获得的作用和效果。
根据本发明的第五实施方式，轮胎具有与第一实施方式同样的作用和效果，这使得能够在车辆内确保空闲空间的同时获得低燃料消耗性，此外，可以兼容的方式确保干路面、湿路面和雪路面上的行驶性能。
此外，根据第五实施方式，在上述中央部中槽沿胎面宽度方向延伸，这能确保宽度方向边缘分量，由此轮胎的冰上制动性能高。另外，在上述肩部中槽沿胎面周向延伸，这可确保宽度方向边缘分量，由此，轮胎的冰上转向性能高。轮胎在车辆转向时的排水性也高。
因此，第五实施方式可特别地进一步提高湿路面转向性能，并且提高干路面和冰上路面性能。
此外，轮胎没有指定的轮胎转动方向，这允许轮胎的安装内侧和安装外侧进行调换。结果，可抑制由施加在左右轮胎的负荷的不平衡引起的偏磨损，使得增加了轮胎寿命。
图11是示出根据本发明的第六实施方式的轮胎的胎面花纹的展开图。如图11所示，轮胎在其胎面表面1上具有多个槽2以及由槽2和胎面端TE限定的陆部3。布置在胎面表面1上的所有的槽2均具有3mm以下的槽宽。
这里，在图11所示的示例中，槽2跨过作为边界的轮胎赤道面CL对称地布置。
在胎面表面1的上述中央部中，槽2的形状均为椭圆形形状，在胎面周向上彼此相邻的椭圆形槽彼此交叉。此外，在上述肩部中，在形状方面槽2均形成四边形的四条边。
下面说明当根据第六实施方式的轮胎安装到车辆时获得的作用和效果。
根据本发明的第六实施方式，轮胎具有与第一实施方式同样的作用和效果，这使得能够在车辆内确保空闲空间的同时获得低燃料消耗性，此外，可以兼容的方式确保干路面、湿路面和雪路面上的行驶性能。
此外，根据第六实施方式，轮胎没有指定的轮胎转动方向，这允许轮胎的安装内侧和安装外侧进行调换。结果，可抑制由施加在左右轮胎的负荷的不平衡引起的偏磨损，使得增加了轮胎寿命。
这里，布置在胎面表面1中的所有槽的延伸长度（沿着延伸方向的长度）除以胎面表面1的面积，由此获得的结果被定义为“胎面表面上的单位面积的槽的总延伸量ρ”。
此时，为了进一步提高排水性，胎面表面1上的单位面积的槽2的总延伸量ρ优选为至少0.15（mm/mm2）。
另一方面，为了确保陆部的刚性，由此进一步提高干路面和雪路面上的行驶性能，胎面表面1上的单位面积的槽2的总延伸量ρ优选为0.2（mm/mm2）以下。
此外，优选地，在上述中央部中单位面积的槽在胎面宽度方向上投影的总延伸量ρc为至少0.1（mm/mm2），而在上述肩部中单位面积的槽在胎面周向上投影的总延伸量ρs为至少0.1（mm/mm2）。
原因如下。将在上述中央部中单位面积的槽在胎面宽度方向上投影的总延伸量ρc限定为至少0.1（mm/mm2）能够增大宽度方向边缘分量，通过增大在冰上或压实雪路面上的刮擦效果而提高制动性能并且在湿路面上抑制水膜侵入接地面。
此外，将在上述肩部中单位面积的槽在胎面周向上投影的总延伸量ρs限定为至少0.1（mm/mm2）能够增大周向边缘分量，通过增大在冰上或压实雪路面上的刮擦效果而提高转向性能。
此外，优选地，在上述中央部中单位面积的槽在胎面宽度方向上投影的总延伸量ρc为0.2（mm/mm2）以下，而在上述肩部中单位面积的槽在胎面周向上投影的总延伸量ρs为0.2（mm/mm2）以下。
这里，如图12所示，当布置多个槽时（图12特别地示出了三个槽），“槽在胎面宽度方向上投影的总延伸量”也指包含重叠部的“2A+B”的投影长度。此外，如图12所示，当布置多个槽时（图12特别地示出了三个槽），“槽在胎面周向上投影的总延伸量”也指包含重叠部的“2C+D”的投影长度。
同时，对于布置在中央部中的槽获取如上定义的“槽在胎面宽度方向上投影的总延伸量”，这样获得的结果除以中央部的面积，由此得到“在中央部中单位面积的槽在胎面宽度方向上投影的总延伸量ρc”。
此外，对于布置在肩部中的槽获取如上定义的“槽在胎面周向上投影的总延伸量”，这样获得的结果除以肩部的面积，由此得到“在肩部中单位面积的槽在胎面周向上投影的总延伸量ρs”。
另外，本发明的轮胎优选在至少250kPa的内压下使用。
原因在于高内压可增大带束张力，伴随接触压力的增大，这可改善打滑性能。
此外，轮胎优选在350kPa以下的内压下使用。
这里，本发明的轮胎优选具有至少15000cm3的空气容积，这对于保持轮胎的最小负荷能力是必须的。
这里，根据本发明的轮胎优选地在胎面表面的外侧部分设置有凹部，用于卷绕冬季用防滑链。
此外，根据本发明的轮胎优选地在轮胎周向上设置根据法律规定的胎面磨损指示物（槽中的突起）。
根据本发明，布置在胎面表面上的槽可以均具有例如4mm～6mm的槽深。
此外，根据本发明，负比率可以优选为约5%～20%。
实施例
为了确认本发明的效果，试制根据发明例1、发明例2、发明例3、发明例4的轮胎，并且制备根据传统例1、传统例2的轮胎。
对各轮胎进行下面的试验，以评价轮胎性能。
<湿路面制动性>
安装有上述轮胎的车辆均在湿路面上以40km/h的初始速度行驶，对完全制动下的停止距离（mm）进行指数评价。
在评价中，以根据传统例1的轮胎的性能为100的指数值来表示距离。指数值越大表示性能越优良。
<操控稳定性>
上述轮胎均以从低速150km/h的速度在试验跑道上行驶，该试验跑道包括具有长直线部分的圆形跑道和具有很多缓弯道的操控评价路面，通过驾驶员的感觉将操控稳定性评价为一至十的等级。数值越大表示性能越优良。
<耐磨性>
在行驶100,000千米以后测量槽的剩余量以计算磨损量。以根据传统例1的轮胎的耐磨性被评价为“100”的指数值来评价耐磨性。数值越大表示耐磨性越优良。
<雪上抓地性能>
为了评价雪上抓地性能，轮胎在压实雪上全力加速，测量轮胎在达到50m的距离时的时间长度。以根据传统例1的轮胎获得的评价结果为“100”的指数值来评价该性能。数值越大表示雪上抓地性能越优良。
<雪上制动性能>
为了评价雪上制动性能，在压实的雪上测量从40km/h到ABS全制动的制动距离，由此基于这样测量的距离来进行评价。以根据传统例1的轮胎获得的评价结果为“100”的指数值来评价该性能。数值越大表示雪上制动性能越优良。
<轮胎重量>
测量轮胎重量。以根据传统例1的轮胎获得评价结果为“100”的指数值来评价轮胎重量。数值越小表示轮胎重量越轻。
[表4]
发明例1 发明例2 发明例3 发明例4 传统例1 传统例2
轮胎尺寸 155/55R19 155/55R19 155/45R18 195/55R20 205/55R16 205/55R16
关系式（1） 满足 满足 满足 满足 不满足 不满足
关系式（2） 满足 满足 满足 满足 不满足 不满足
SW/OD 0.24 0.24 0.26 0.27 0.32 0.32
胎面花纹（图） 图6 图6 图6 图6 图6 图6
槽深（mm） 8 5 8 8 8 5
最大槽宽（mm） 3 3 3 3 3 3
湿路面制动性 112 108 112 108 100 78
操控稳定性 8 8 8 8 7 6
耐磨性 118 63 117 120 100 53
雪上抓地性能 107 110 106 107 100 105
雪上制动性能 106 112 106 106 100 104
轮胎重量 86 82 82 88 100 95
如表4所示，发明例1、发明例2、发明例3、发明例4和传统例1、传统例2的比较示出了：发明例1、发明例2、发明例3、发明例4在轮胎重量轻的同时在湿路面制动性、操控稳定性、耐磨性、雪上抓地性能和雪上制动性能方面均比传统例1、传统例2优良，其中，在发明例1、发明例2、发明例3、发明例4中的SW和OD满足上述关系式（1）和/或关系式（2）并且所有的槽均具有3mm以下的槽宽。
接着，为了研究优化在轮胎表面上单位面积的槽的总延伸量ρ的效果，试制了根据发明例5-发明例7的轮胎，并且进行了上述轮胎性能的试验。
在下面表5中示出了轮胎的相关规格和评价结果。在表5中，“槽密度”指在胎面表面上单位面积的槽的总延伸量ρ。此外，在表5中，以发明例6获得的结果为100的相对值来表示评价结果。
[表5]
如表5所示，应当理解，发明例6在湿路面制动性方面比发明例5优良，且在干路面性能和雪上性能方面比发明例7优良，其中，在发明例6中优化了单位面积的槽的总延伸量ρ。
接着，为了研究优化在中央部上单位面积的槽在胎面宽度方向上投影的总延伸量ρc的效果并且也为了研究优化在肩部处槽在胎面周向上投影的单位面积的总延伸量ρs的效果，试制了根据发明例8-发明例10的轮胎，并且进行了上述轮胎性能的试验。
在下面表6中示出了轮胎的相关规格和评价结果。在表6中，以发明例8获得的结果为100的相对值来表示评价结果。
[表6]
发明例8 发明例9 发明例10
轮胎尺寸 155/55R19 155/55R19 155/55R19
SW/OD 0.24 0.24 0.24
胎面花纹（图） 图15 图16 图17
槽深（mm） 5 5 5
槽宽（mm） 3 3 3
ρc（mm/mm2） 0.21 0.21 0.07
ρs（mm/mm2） 0.24 0.08 0.24
湿路面制动性 100 98 95
操控稳定性 100 95 98
耐磨性 100 97 96
雪上抓地性能 100 96 95
雪上制动性能 100 95 96
如表6所示，发明例8在湿路面制动性方面比发明例9、发明例10优良，其中，在发明例8中优化了上述ρc。
另外，为了研究在高内压状态下使用轮胎的效果，改变了供试轮胎17的内压，并且进行了轮胎性能的试验。
在下面的表7中示出了轮胎的相关规格和评价结果。以250kPa的内压获得的结果作为相对值来表示评价结果。数值越大表示性能越优良。
[表7]
供试轮胎17 供试轮胎17
胎面花纹 图6 图6
内压（kPa） 220 250
滚动阻力 90 100
湿路面制动性 95 100
从表7可以理解，在优化内压的状态下使用轮胎能够在提高湿路面制动性的前提下减小滚动阻力值。
另外，为了研究轮胎的槽宽被限定为3mm以下的效果，改变了供试轮胎17的槽宽，并且进行了轮胎性能的试验。
[表8]
发明例11 发明例12 发明例13
轮胎尺寸 155/55R19 155/55R19 155/55R19
SW/OD 0.24 0.24 0.24
胎面花纹（图） 图6 图6 图6
槽深（mm） 5 5 5
槽宽（mm） 2.5 3 3.5
ρc（mm/mm2） 0.21 0.21 0.21
ρs（mm/mm2） 0.24 0.24 0.24
湿路面制动性 99 100 96
操控稳定性 102 100 97
耐磨性 102 100 97
雪上抓地性能 100 100 98
雪上制动性能 99 100 98
如表8所示，发现：为了提高轮胎的各种性能，将轮胎的槽宽限定为3mm以下是关键。
附图标记说明
1胎面表面
2槽
3陆部
4中央部
5肩部

Claims (8)

1.一种乘用车用充气子午线轮胎，其包括胎体和胎面，所述胎体由子午线排列帘线的帘布层构成并且跨过一对胎圈部环状地设置，
其中，在所述胎面的表面上形成有一个或多个槽，
所述槽均具有3mm以下的槽宽，并且
设定SW和OD分别表示所述轮胎的截面宽度和外径，SW和OD满足下面的关系：当SW<165mm时，比SW/OD≤0.26，而当SW≥165mm时，SW和OD满足关系式OD≥2.135×SW+282.3，
设定所述胎面的表面在胎面宽度方向上被等分成六个区域，所述六个区域中的位于胎面宽度方向上的中央的两个区域被定义为中央部，位于所述中央部的胎面宽度方向上的两外侧的其它四个区域被定义为肩部，在所述中央部中单位面积的所述槽在胎面宽度方向上投影的总延伸量ρc为至少0.1mm/mm2，而在各所述肩部中单位面积的所述槽在胎面周向上投影的总延伸量ρs为至少0.1mm/mm2。
2.根据权利要求1所述的乘用车用充气子午线轮胎，其特征在于，所述槽在所述胎面的表面上的单位面积的槽的总延伸量ρ为0.15mm/mm2以上且0.2mm/mm2以下。
3.根据权利要求1所述的乘用车用充气子午线轮胎，其特征在于，比SW/OD为0.24以下。
4.一种乘用车用充气子午线轮胎的使用方法，其包括在至少250kPa的内压下使用根据权利要求1所述的乘用车用充气子午线轮胎。
5.一种乘用车用充气子午线轮胎，其包括胎体和胎面，所述胎体由子午线排列帘线的帘布层构成并且跨过一对胎圈部环状地设置，
其中，在所述胎面的表面上形成有一个或多个槽，
所述槽均具有3mm以下的槽宽，并且
设定SW和OD分别表示所述轮胎的截面宽度和外径，SW和OD满足关系式OD≥-0.0187×SW2+9.15×SW-380，
设定所述胎面的表面在胎面宽度方向上被等分成六个区域，所述六个区域中的位于胎面宽度方向上的中央的两个区域被定义为中央部，位于所述中央部的胎面宽度方向上的两外侧的其它四个区域被定义为肩部，在所述中央部中单位面积的所述槽在胎面宽度方向上投影的总延伸量ρc为至少0.1mm/mm2，而在各所述肩部中单位面积的所述槽在胎面周向上投影的总延伸量ρs为至少0.1mm/mm2。
6.根据权利要求5所述的乘用车用充气子午线轮胎，其特征在于，所述槽在所述胎面的表面上的单位面积的槽的总延伸量ρ为0.15mm/mm2以上且0.2mm/mm2以下。
7.根据权利要求5所述的乘用车用充气子午线轮胎，其特征在于，比SW/OD为0.24以下。
8.一种乘用车用充气子午线轮胎的使用方法，其包括在至少250kPa的内压下使用根据权利要求5所述的乘用车用充气子午线轮胎。
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