CN103935190B - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种均衡地提高胎面部的正圆度以及排水性能的充气轮胎。该充气轮胎在胎面部（2）设置有：一对主沟（3），它们在轮胎赤道（C）的两侧沿轮胎周向连续地延伸；多条横纹沟（4），它们从主沟（3）朝轮胎轴向外侧延伸、且在比胎面接地端（Te）靠轮胎轴向内侧的位置形成终端。横纹沟（4）的沟宽为胎面接地宽度（TW）的3%～11%。横纹沟（4）包括：与主沟（3）连接、且沟深较小的浅底部（11）；沟深大于该浅底部（11）的沟深的深底部（13）；以及将该深底部（13）和浅底部（11）连接、且沟深朝向浅底部（11）逐渐减小的锥部（12）。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及均衡地提高胎面部的正圆度以及排水性能的充气轮胎。

背景技术

以往，已知有如下充气轮胎，该充气轮胎设置有沿轮胎周向连续地延伸的主沟、和从主沟朝向轮胎轴向外侧延伸的横纹沟。这样的充气轮胎，借助横纹沟而使胎面部的陆地部与路面之间的水膜汇集，并经由主沟而将汇集后的水膜朝轮胎的外侧排出，因此能够发挥较高的排水性能。

然而，在通过硫化成形来制造这样的充气轮胎时，对横纹沟进行成形的硫化模具的沟成形用突起，会使未硫化的胎面胶朝胎面部的踏面侧移动。因此，对于硫化成形后的轮胎而言，横纹沟附近的陆地部的橡胶厚度大于设计橡胶厚度，因此存在胎面部的正圆度变差的问题。

专利文献1：日本特开2009-196431号公报

发明内容

本发明是鉴于上述那样的实际情况而完成的，其主要目的在于提供一种充气轮胎，该充气轮胎将横纹沟的沟宽以及沟形状规定在恒定的范围，以此为基本，减小了硫化成形时横纹沟附近的胎面胶的变形，从而均衡地提高了胎面部的正圆度以及排水性能。

本发明中技术方案1记载的发明是一种充气轮胎，该充气轮胎在胎面部设置有：一对主沟，它们在轮胎赤道的两侧沿轮胎周向连续地延伸；和多条横纹沟，它们从上述主沟朝轮胎轴向外侧延伸、且在比胎面接地端靠轮胎轴向内侧的位置形成终端，该充气轮胎的特征在于，上述横纹沟的沟宽为胎面接地宽度的3%～11%，并且，上述横纹沟包括：与上述主沟连接、且沟深较小的浅底部；沟深大于上述浅底部的沟深的深底部；以及将上述深底部与上述浅底部连接、且沟深朝向上述浅底部逐渐减小的锥部。

另外，在技术方案1所述的充气轮胎的基础上，对于技术方案2所述的发明而言，上述横纹沟相对于轮胎周向以40°～60°的角度倾斜。

另外，在技术方案1或2所述的充气轮胎的基础上，对于技术方案3所述的发明而言，上述浅底部的沟深为上述深底部的沟深的30%～60%。

另外，在技术方案1至3中任意方案所述的充气轮胎的基础上，对于技术方案4所述的发明而言，上述浅底部的轮胎轴向上的长度为上述胎面接地宽度的5%～15%。

另外，在技术方案1至4中任意方案所述的充气轮胎的基础上，对于技术方案5所述的发明而言，上述锥部的轮胎轴向上的长度为上述胎面接地宽度的10%～20%。

另外，在技术方案1至5中任意方案所述的充气轮胎的基础上，对于技术方案6所述的发明而言，上述横纹沟的沟深为5mm以上。

另外，在技术方案1至6中任意方案所述的充气轮胎的基础上，对于在技术方案7所述的发明而言，上述横纹沟在轮胎周向上设置有10条～40条。

本发明的充气轮胎在胎面部设置有：一对主沟，它们在轮胎赤道的两侧沿轮胎周向连续地延伸；多条横纹沟，它们从主沟朝轮胎轴向外侧延伸、且在比胎面接地端靠轮胎轴向内侧的位置形成终端。横纹沟的沟宽形成为胎面接地宽度的3%～11%。这样的横纹沟将胎面部的陆地部与路面之间的水膜高效地向主沟排出，从而提高了排水性能。

横纹沟包括：与主沟连接、且沟深较小的浅底部；沟深大于该浅底部的沟深的深底部；以及将该深底部与浅底部连接、且沟深朝向浅底部逐渐减小的锥部。对于这样的横纹沟而言，在进行硫化成形时，能够使被用于对深底部进行成形的硫化模具的沟成形用突起按压的胎面胶经由锥部而顺畅地向浅底部侧移动。此时，被按压的胎面胶例如流入到对锥部、浅底部进行成形的胎面胶的空隙。另外，被硫化模具的沟成形用突起按压的胎面胶，在连接主沟与横纹沟的区域内被大幅地按压。因此，通过将横纹沟与主沟连接的部分作成浅底部，使得对胎面胶的按压力降低，从而减小了橡胶的移动量。因此，横纹沟附近的陆地部硫化成形后的橡胶厚度大于设计橡胶厚度的情况得以抑制，从而提高了胎面部的正圆度。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的胎面部的展开图。

图2（a）是图1的X-X剖视图，图2（b）是其他实施方式的横纹沟的长度方向的剖视图。

附图标记说明：

2...胎面部；3...主沟；4...横纹沟；11...浅底部；12...锥部；13...深底部；C...轮胎赤道；Te...胎面接地端；TW...胎面接地宽度。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。

如图1所示，本实施方式的充气轮胎（以下，有时简称为“轮胎”）例如优选用作轿车用轮胎，该充气轮胎的胎面部2具有：一对主沟3，它们在轮胎赤道C的两侧沿轮胎周向连续地延伸；多条横纹沟4，它们从各主沟3朝向轮胎轴向外侧延伸、且在比胎面接地端Te靠轮胎轴向内侧处形成终端；以及倾斜沟5，其配置于在轮胎周向上相邻的横纹沟4、4之间。

由此，在本实施方式的胎面部2配置有：由一对主沟3、3划分而成的一个中央陆地部6；以及由主沟3和胎面接地端Te划分而成的一对胎肩陆地部7。

上述“胎面接地端”Te被设定为：对于轮辋组装于正规轮辋（未图示）且填充了正规内压后的无负载的正规状态的轮胎，使其承载正规载荷、且以0°外倾角与平面地面接触时的轮胎轴向最外侧的接地位置。并且，该胎面接地端Te、Te之间的轮胎轴向上的距离被设定为胎面接地宽度TW。在未特殊说明的情况下，轮胎各部的尺寸等是在上述正规状态下测量所得的值。

上述“正规轮辋”是指在包括轮胎所依据的规格在内的规格体系中按照每个轮胎来规定各规格的轮辋，若为JATMA则表示“标准轮辋”，若为TRA则表示“Design Rim”，若为ETRTO则表示“Measuring Rim”。另外，上述“正规内压”是在包括轮胎所依据的规格在内的规格体系中按照每个轮胎来规定各规格的气压，若为JATMA则表示“最高气压”，若为TRA则表示表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”中所记载的最大值，若为ETRTO则表示“INFLATION PRESSURE”，在轮胎为轿车用轮胎的情况下，将其设为180kPa。

另外，“正规载荷”是指在包括轮胎所依据的规格在内的规格体系中按照每个轮胎来规定各规格的载荷，若为JATMA则表示“最大负载能力”，若为TRA则表示表“TIRE LOADLIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”中所记载的最大值，若为ETRTO则表示“LOAD CAPACITY”，在轮胎为轿车用轮胎的情况下，将其设为相当于上述载荷的88%的载荷。

本实施方式的主沟3形成为沿着轮胎周向的直线状。这样的主沟3将沟内的水顺畅地朝轮胎旋转方向的后方排出。因此，排水性能得以提高。另外，主沟3例如可以是以波状、锯齿状延伸的沟。另外，为了在轮胎赤道C的两侧均衡地提高排水性能，优选将主沟3配置成以轮胎赤道C为中心对称。

主沟3的沟宽（在与沟中心线成直角的方向上测量所得的沟宽，以下，对于其他沟也同样定义）W1以及沟深D1（图2（a）所示），可以按照惯例进行各种设定。然而，若上述沟宽W1或沟深D1减小，则排水性能有可能变差。相反，若上述沟宽W1或沟深D1增大，则有可能因中央陆地部6以及胎肩陆地部7的踏面面积减小而导致抓地性能变差。因此，主沟3的沟宽W1例如优选为胎面接地宽度TW的4%以上，更优选为5%以上，另外，优选为8%以下，更优选为7%以下。沟深D1优选为5mm以上，更优选为6mm以上，另外，优选为10mm以下，更优选为9mm以下。

为了均衡地确保中央陆地部6以及胎肩陆地部7的轮胎轴向上的刚性，主沟3的沟中心线G1与轮胎赤道C之间的轮胎轴向距离L1优选为胎面接地宽度TW的5%～13%。

主沟3也可以在沿轮胎周向延伸的沟壁面设置倒角部（省略图示），通过将上述沟壁面与胎肩陆地部7或中央陆地部6的踏面的交叉部倾斜地切除而形成上述倒角部。

在本实施方式中，横纹沟4相对于轮胎周向朝一侧倾斜（图1中，朝向轮胎轴向外侧且朝上侧倾斜）。这样的横纹沟4能够将沟内的水顺畅地向主沟3排出。

横纹沟4的沟宽W2被规定为胎面接地宽度TW的3%～11%。即，在横纹沟4的沟宽W2不足胎面接地宽度TW的3%的情况下，无法将胎肩陆地部7与路面之间的水膜有效地向主沟3排出，从而使得排水性能变差。在横纹沟4的沟宽W2超过胎面接地宽度TW的11%的情况下，胎肩陆地部7的踏面的面积减小，从而使得抓地性能变差。另外，由于沟面积增大，因此胎面部2的外观的霸气程度（aggressive）变差。因此，横纹沟4的沟宽W2优选为胎面接地宽度TW的5%以上，另外，优选为8%以下。此外，沟宽W2的上述数值范围是以横纹沟4的最大宽度而确定的。

在本实施方式中，横纹沟4的沟宽W2朝向主沟3侧逐渐增加。由此，进一步将沟内的水顺畅地向主沟3侧排出。另外，确保了胎肩陆地部7的较高的刚性。

在横纹沟4相对于轮胎周向的角度θ1较大的情况下，有可能因直行行驶时的排水阻力增大而使得直行行驶时的排水性能变差。在横纹沟4相对于轮胎周向的角度θ1较小的情况下，有可能因转弯行驶时的排水阻力增大而使得转弯行驶时的排水性能变差。因此，横纹沟4相对于轮胎周向的角度θ1优选为40°以上，更优选为45°以上，另外，优选为60°以下，更优选为55°以下。横纹沟4的角度θ1由横纹沟4的沟中心线G2的切线与轮胎周向线所成的角度来规定。另外，横纹沟4的沟中心线G2设为将横纹沟4的轮胎周向长度的中间点连接而形成的线。另外，由于横纹沟4的轮胎轴向上的外端4e附近对排水性能的影响较小，因此，在距主沟3的距离超过横纹沟4的轮胎轴向上的长度L2的80%的范围内，只要横纹沟4的角度θ1形成在上述范围内即可。

虽未特殊限定，但从均衡地确保转弯行驶时的抓地力和排水性能的观点出发，横纹沟4的轮胎轴向上的长度L2优选为胎肩陆地部7的轮胎轴向上的长度Ls的75%以上，更优选为80%以上，另外，优选为95%以下，更优选为90%以下。

如图1的X-X剖视图、亦即图2（a）所示，为了确保较高的排水性能，横纹沟4的沟深D2优选形成为5mm以上。另外，在沟深D2较大的情况下，有可能会因胎肩陆地部7的刚性降低而使得抓地性能变差。因此，横纹沟4的沟深D2优选为4.0mm以下。

优选地，在一方的胎肩陆地部7的轮胎周向上设置10条～40条横纹沟4。即，在横纹沟4的条数较少的情况下，排水性能有可能变差。在纹沟4的条数较多的情况下，有可能因胎肩陆地部7的踏面减小而使得与路面的摩擦力降低，从而有可能使得抓地性能变差。另外，外观的霸气程度也有可能变差。因此，优选地，在轮胎周向上设置15条以上35条以下的横纹沟4。

横纹沟4包括：与主沟3连接、且沟深较小的浅底部11；沟深大于该浅底部11的沟深的深底部13；以及将该深底部13和浅底部11连接、且沟深朝向浅底部11逐渐减小的锥部12。这样的横纹沟4，当进行硫化成形时，能够使被用于对深底部13进行成形的硫化模具的沟成形用突起按压的胎面胶经由锥部12而顺畅地向浅底部11侧移动。此时，被按压的胎面胶例如流入到对锥部12、浅底部11进行成形的胎面胶的空隙。另外，由硫化模具的沟成形用突起按压的胎面胶，在主沟3与横纹沟4连接的区域被大幅地按压。因此，通过将横纹沟与主沟连接的部分作成浅底部，使得对胎面胶的按压力降低，从而减小了橡胶的移动量。因此，横纹沟4附近的胎肩陆地部7硫化成形后的橡胶厚度大于设计橡胶厚度的情况得以抑制，从而提高了胎面部2的正圆度。

浅底部11的沟深D3优选为深底部13的沟深D4的30%以上，更优选为35%以上，另外，优选为60%以下，更优选为55%以下。在上述沟深之比D3/D4较大的情况下，被用于对深底部13进行成形的硫化模具的沟成形用突起按压的胎面胶有可能会移动到浅底部11附近的胎肩陆地部7的踏面侧，从而无法有效地发挥上述作用。相反，在上述沟深之比D3/D4较小的情况下，有可能会因从深沟部13向主沟3的沟内排水的阻力增大而导致排水性能变差。

浅底部11的轮胎轴向上的长度L3（图1所示）优选为胎面接地宽度TW的5%以上，更优选为7%以上，另外，优选为15%以下，更优选为13%以下。在浅底部11的轮胎轴向上的长度L3超过胎面接地宽度TW的15%的情况下，排水性能有可能变差。在浅底部11的轮胎轴向上的长度L3不足5%的情况下，用于对浅底部11进行成形的胎面胶的空隙减小，当进行轮胎成形时，从深底部13被沟成形用突起按压的胎面胶有可能会移动到胎面部2的踏面2n侧。

锥部12的轮胎轴向上的长度L4（图1所示）优选为胎面接地宽度TW的10%以上，更优选为12%以上，另外，优选为20%以下，更优选为18%以下。在锥部12的轮胎轴向上的长度L4不足胎面接地宽度TW的10%的情况下，浅底部11附近的胎肩陆地部7与深底部13附近的胎肩陆地部7的刚性差增大，从而有可能使得抓地性能变差。在锥部12的轮胎轴向上的长度L4超过胎面接地宽度TW的20%的情况下，浅底部11的轮胎轴向上的长度L3或深底部的轮胎轴向上的长度减小，从而有可能使得排水性能或轮胎的正圆度变差。

为了有效地发挥上述作用，锥部12的轮胎轴向上的长度L4优选为浅底部11的轮胎轴向上的长度L3的1.2倍以上，更优选为1.3倍以上，另外，优选为1.7倍以下，更优选为1.6倍以下。

在本实施方式中，在观察轮胎子午线截面时，锥部12的沟底12s以直线状平滑地延伸。这样的锥部12能够使从深底部13被按压的胎面胶顺畅地向浅底部11侧移动。另外，锥部12的沟底的形状不限定于直线状，如图2（b）所示，也可以是包括两个圆弧r的曲线状，其中，这两个圆弧r为凸向轮胎径向内侧的内侧凸面12a、和经由拐点m与该内侧凸面12a连接且凸向轮胎径向外侧的外凸面12b。凭借这样的锥部12能够进一步减小胎肩陆地部7的刚性差，从而能够确保更高的抓地性能。另外，圆弧r的曲率可以相同也可以不同。

如图1的胎面展开图所示，倾斜沟5包括：以圆弧状延伸的第一倾斜沟5A；配置在该第一倾斜沟5A与横纹沟4的轮胎周向之间、且在长度方向的大致中间处大幅弯曲的第二倾斜沟5B；以及两端在胎肩陆地部7内形成终端的第三倾斜沟5C。对于第一倾斜沟5A以及第二倾斜沟5B而言，一端在胎肩陆地部7内形成终端、且另一端在胎面接地端Te的轮胎轴向外侧形成终端。

这样，本实施方式的胎肩陆地部7形成为沿轮胎周向连续地延伸的肋，横纹沟4以及倾斜沟5的至少一端在该胎肩陆地部7内形成终端。因此，确保了胎肩陆地部7的较大的刚性，从而保持了较高的抓地性能。另外，通过横纹沟4以及倾斜沟5将胎肩陆地部7的踏面与路面之间的水膜有效地排出。因此，确保了较高的排水性能。

横纹沟4、各倾斜沟5可以在沿轮胎轴向延伸的沟壁面设置倒角部（省略图示），通过将该沟壁面与胎肩陆地部7的踏面的交叉部倾斜地切除而形成该倒角部。

以上虽然对本发明的充气轮胎进行了详细说明，但本发明不限定于上述具体实施方式，能够变更为各种方式来实施。

[实施例]

基于表1的规格试制了具有图1的基本花纹、且尺寸为245/40R18的充气轮胎，并对各供试轮胎的排水性能、胎面部的正圆度、抓地性能以及外观进行了测试。各轮胎的共通规格如下。除了表1中记载的沟以外，各沟的沟宽、轮胎轴向上的长度以及角度如图1所示。

胎面接地宽度TW：212mm

＜主沟＞

主沟的沟深D1：7.5mm

＜横纹沟＞

示出了锥部的截面形状的图：图2（a）

＜其他＞

第一倾斜沟的沟深：6.1mm

第二倾斜沟的沟深：6.1mm

第三倾斜沟的沟深：6.1mm

测试方法如下。

＜排水性能＞

在下述条件下将供试轮胎安装于轿车（排气量3000cc、日本产FR车）的所有车轮，并使该轿车在半径为100m的柏油路面以及400m的直线的柏油路面上设置有水深10mm、长度20m的水洼的测试跑道上高速行驶，通过驾驶员的感官对操纵稳定性、直行稳定性进行了评价。利用以6分为满分的6分法来表示测试结果。

轮辋：18×8.5J

内压：230kPa（所有车轮）

＜抓地性能＞

由1名驾驶员驾驶上述测试车辆在干燥柏油路面的上述测试跑道上行驶，并通过驾驶员的感官而对直行行驶时以及转弯行驶时的抓地性能进行了评价。利用以6分为满分的6分法来表示测试结果。

＜外观＞

在将供试轮胎安装于上述测试车辆的状态下，由10名测试员对胎面部的外观进行了评价。利用以6分为满分的6分法来表示测试结果。

＜胎面部的正圆度＞

使用力变动（force variation）试验机并以JASO C607：2000的均匀性试验条件为基准，在下述条件下对供试轮胎的RRO（径向偏心，radial runout）以及RFV（径向力变动，radial force variation）进行了测量（供试轮胎各20个的平均值）。以实施例1的高速区域的RRO以及RFV的倒数的平均值为100来计算评价结果，将不足50的值设为1分，将50以上不足60的值设为2分，将60以上不足70的值设为3分，将70以上不足80的值设为4分，将80以上不足90的值设为5分，将90以上的值设为6分，利用上述6分法来表示评价结果。

轮辋：18×8.5J

内压：230kPa

载荷：5.72kN

速度：80km/h

测试结果示于表1。

[表1]

测试的评价是上述各测试的综合评价。

测试结果表明，与比较例相比，实施例的轮胎均衡地提高了各性能。

Claims (4)

1.一种充气轮胎，在胎面部设置有：

一对主沟，它们在轮胎赤道的两侧沿轮胎周向连续地延伸；以及

多条横纹沟，它们从所述主沟朝轮胎轴向外侧延伸、且在比胎面接地端靠轮胎轴向内侧的位置形成终端，

所述充气轮胎的特征在于，

所述横纹沟的沟宽为胎面接地宽度的3％～11％，

并且，所述横纹沟包括：与所述主沟连接、且沟深较小的浅底部；沟深大于所述浅底部的沟深的深底部；以及将所述深底部与所述浅底部连接、且沟深朝向所述浅底部逐渐减小的锥部，

所述浅底部的沟深为所述深底部的沟深的30％～60％，

所述浅底部的轮胎轴向上的长度为所述胎面接地宽度的5％～15％，

所述锥部的轮胎轴向上的长度为所述胎面接地宽度的10％～20％。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

所述横纹沟相对于轮胎周向以40°～60°的角度倾斜。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，

所述横纹沟的沟深为5mm以上。

4.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，

所述横纹沟在轮胎周向上设置有10条～40条。