CN105358339A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种兼具在干燥路面的操控稳定性能和在湿润路面的行驶性能的同时，还能够改善噪音性能的充气轮胎。一种充气轮胎(T)，在胎面(10)具有向轮胎周向延伸的至少4条主槽(11)，形成有被这些主槽(11)划分而成的周向环岸部(12)和胎肩环岸部(13)，并且指定了相对于车辆的安装方向，其中在多个周向环岸部(12)的每一个上，在轮胎周向隔一定间隔形成有多条向轮胎宽度方向延伸的横纹槽(14)，所述横纹槽(14)与车辆内侧的主槽(11)连通，但与车辆外侧的主槽(11)不连通，在周向环岸部(12)内终止。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种在胎面具有向轮胎周向延伸的至少4条主槽的充气轮胎，更具体而言，涉及一种兼具在干燥路面的操控稳定性能和在湿润路面的行驶性能的同时，还可改善噪音性能的充气轮胎。
背景技术
近年来，随着道路建设的发展和车辆性能的提高，人们对于充气轮胎能够兼具在高速行驶时在干燥路面的行驶性能(干地性能)和在湿润路面的行驶性能(湿地性能)的同时，还可改善噪音性能的呼声日益高涨。
为改善湿地性能，通常采取在轮胎胎面上除了形成向轮胎周向延伸的主槽之外，还形成向轮胎宽度方向延伸的横纹槽或刀槽花纹，以确保排水性的方法。但是，如果采用这种方法，存在因胎面上形成的环岸部的刚性下降，导致难以确保干地性能，同时噪音性能降低的问题。
目前，作为兼有干地性能和湿地性能的同时改善噪音性能的措施，已提出了以下方案，即在指定轮胎相对于车辆的安装方向的基础上，特别指定横纹槽的形状及其配置(例如，参照专利文献1)。
但是，根据专利文献1的构造，由于存有未形成有横纹槽的环岸部，所以未必能充分获得湿地性能。此外，虽然由于横纹槽较少所以能够确保环岸部的刚性，但因横纹槽而带来的驾驶时的手感和方向盘的直线性(操作方向盘时相对于舵角的车辆行动的线形性)存在不足，因此难以充分改善干地性能，特别是在干燥路面的操控稳定性(干地操控稳定性)。因此，人们要求进一步改善，以便兼具干地性能和湿地性能的同时，改善噪音性能。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】日本专利特开2010-247759号公报
发明的概要
发明拟解决的问题
本发明的目的在于提供一种兼具在干燥路面的操控稳定性能和在湿润路面的行驶性能的同时，还能够改善噪音性能的充气轮胎。
发明内容
为达成上述目的，本发明的充气轮胎，其在胎面具有向轮胎周向延伸的至少4条主槽，在邻接的主槽间划分形成有向轮胎周向延伸的多条周向环岸部，同时，在轮胎宽度方向最外侧的各主槽和轮胎宽度方向两侧的触地端之间分别划分形成有胎肩环岸部，并且指定了相对于车辆的安装方向，其特征在于，在所述多个周向环岸部的每一个上，在轮胎周向隔一定间隔形成有多条向轮胎宽度方向延伸的横纹槽，所述横纹槽与安装到车辆上时相对于车辆为内侧的主槽连通，但与安装到车辆上时相对于车辆为外侧的主槽不连通，在所述周向环岸部内终止。
发明的效果
本发明中，如上所述，形成在周向环岸部的横纹槽都在安装到车辆上时相对于车辆为内侧的主槽开口，但在安装到车辆上时相对于车辆为外侧的主槽不开口，因此行驶时的泵气噪音和花纹噪音会相对于车辆向内侧发射，因而能够降低车外噪音。此外，由于在所有的周向环岸部形成有上述横纹槽，所以在湿润路面行驶时，介于环岸部和路面之间的雨水等容易向车辆内侧的主槽有效流动，从而能够提高湿地性能。另一方面，横纹槽都在周向环岸部内终止，未将周向环岸部断开，因此各周向环岸部的刚性得到保障，可维持干地性能。
本发明中，优选：在每个周向环岸部只形成所述横纹槽。这样，能够切实地减少车外噪音。
本发明中，优选：至少在安装到车辆上时相对于车辆为外侧的胎肩环岸部，形成向轮胎周向延伸的周向细槽，同时，在轮胎周向隔一定间隔形成向轮胎宽度方向延伸的胎肩横纹槽，所述胎肩横纹槽在周向细槽和触地端开口，但在主槽不开口。这样，不会将由主槽引起的气柱共鸣声通过胎肩横纹槽发射到车外，另外由于周向细槽的槽剖面积较小，所以由周向细槽引起的气柱共鸣声足够小，因此能够抑制车外噪音。此外，在湿润路面行驶时，能够通过周向细槽和胎肩横纹槽排出介于环岸部和路面之间的雨水等，因此能够改善湿地性能。另一方面，在周向细槽与邻接于周向细槽的主槽之间划分形成有在周向上未被分断的环岸部，因此所述部分的刚性得到保障，可提高干地性能。
本发明中，优选：轮胎宽度方向外侧的周向环岸部的槽面积比率大于轮胎赤道侧的周向环岸部的槽面积比率，并且胎肩环岸部的槽面积比率大于轮胎宽度方向最外侧的周向环岸部的槽面积比率。通过如此设定槽面积比率，能够抑制转弯力的突然增大，更顺畅地操作方向盘即改善方向盘的直线性。
本发明中，优选：在轮胎宽度方向两侧的胎肩环岸部，形成向轮胎周向延伸的周向细槽，同时，在轮胎周向隔一定间隔形成向轮胎宽度方向延伸的胎肩横纹槽，所述胎肩横纹槽在周向细槽和触地端开口，但在所述主槽不开口，并且至少在安装到车辆上时相对于车辆为内侧的胎肩环岸部形成向轮胎宽度方向延伸的刀槽花纹，所述刀槽花纹在周向细槽和触地端开口，但在主槽不开口。通过如此设定刀槽花纹，能够获得籍由刀槽花纹的排水性能，因此能够改善湿地性能。
本发明中，优选：横纹槽均相对于轮胎周向向相同的方向倾斜。通过如此配置横纹槽，在行驶在水深较深的路面等上时，从横纹槽通过的水能够顺利地流动，因此能够提高排水性能，并改善湿地性能。
此时，还优选：胎肩横纹槽向与横纹槽相同的方向倾斜。通过如此配置胎肩横纹槽，在行驶在水深较深的路面等上时，从横纹槽和胎肩横纹槽通过的水能够顺利地流动，因此能够提高排水性能，并改善湿地性能。
附图说明
图1是由本发明实施方式构成的充气轮胎的子午线剖面图。
图2是表示由本发明实施方式构成的充气轮胎的胎面的主视图。
图3是表示常规充气轮胎的胎面的一个实例的主视图。
图4是表示比较例1的胎面花纹的主视图。
图5是表示比较例2的胎面花纹的主视图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的结构。
图1中，充气轮胎T指定了相对于车辆的安装方向，符号IN表示安装到车辆上时相对于车辆为内侧的一侧(以下称为车辆内侧)，符号OUT表示安装到车辆上时相对于车辆为外侧的一侧(以下称为车辆外侧)，符号CL表示轮胎赤道。该充气轮胎T包括胎面部1、侧壁部2、胎圈部3。左右一对胎圈部3之间设置有帘布层4。该帘布层4包含往轮胎径向延伸的多条增强帘线，并在配置于各胎圈部3中的胎圈芯5周围，从轮胎内侧往外侧折返。此外，在胎圈芯5的外周上配置有胎边芯6，该胎边芯6被帘布层4的主体部和折返部包围。另一方面，在胎面部1上帘布层4的外周侧埋设有多层(图1中为2层)带束层7、8。各带束层7、8包含相对于轮胎周向倾斜的多条增强帘线，并且增强帘线在层间相互交叉配置。在这些带束层7、8中，增强帘线相对于轮胎周向的倾斜角度例如设定在10°～40°范围内。在带束层7、8的外周侧还设置有带束增强层9。带束增强层9含有往轮胎周向取向的有机纤维帘线。在带束增强层9中，有机纤维帘线相对于轮胎周向的角度设定为例如0°～5°。
本发明适用于如上所述普通充气轮胎，但其剖面结构并不限定于上述基本结构。
如图2所示，在本发明的充气轮胎的胎面部1的外表面即胎面10，设有向轮胎周向延伸的多条(图2中为4条)主槽11。该主槽11的槽宽为例如5mm～10mm，槽深为例如5mm～10mm。在邻接的主槽11之间，划分形成有向轮胎周向延伸的多条(图2中为3条)周向环岸部12。此外，在轮胎赤道CL的轮胎宽度方向两侧，于轮胎宽度方向最外侧的主槽11和触地端E之间划分形成有胎肩环岸部13。在多条周向环岸部12的每一个上，在轮胎周向隔一定间隔形成有多条向轮胎宽度方向延伸的横纹槽14，该横纹槽14与车辆内侧的主槽11连通，但与车辆外侧的主槽11不连通，在周向环岸部12内终止。该横纹槽14的槽宽为例如2mm～10mm，槽深为例如2mm～8mm，比主槽11的浅。
此种形状的横纹槽14仅在车辆内侧主槽11开口，在车辆外侧主槽11不开口，因此行驶时的泵气噪音和花纹噪音会向车辆内侧发射。因此，车外噪音得到降低，可改善噪音性能。此外，由于在所有的周向环岸部12上形成有上述形状的横纹槽14，所以在湿润路面行驶时，介于环岸部和路面之间的雨水等容易向车辆内侧的主槽11有效流动，从而能够提高湿地性能。另一方面，横纹槽14都在周向环岸部内终止，未将周向环岸部断开，因此各周向环岸部12具有在轮胎周向上连续延伸的条状花纹构造，刚性得到保障，可维持干地性能。
此时，如果在周向环岸部12上形成与上述横纹槽14不同形状的槽、即形成向轮胎宽度方向延伸且同时与车辆内侧的主槽11和车辆外侧的主槽11连通的槽，则虽然可改善雨水等的流动并提高湿地性能，但行驶时的泵气噪音和花纹噪音也会发射到车辆外侧，无法降低车外噪音。此外，由于周向环岸部12在周向上被断开，所以周向环岸部12的刚性会降低，干地性能会恶化。因此，优选：在周向环岸部12只设置上述横纹槽14。
如上所述，横纹槽14在周向环岸部12内终止即可，优选：将横纹槽14投影在周向上的长度L1为周向环岸部12的宽度L2的30％～70％。换言之，优选：将横纹槽14的终端部与未与该横纹槽14连通的邻接主槽11的间隔设定为周向环岸部12宽度的30％～70％。如果长度L1小于周向环岸部12的宽度L2的30％，则横纹槽14过小，无法充分获得改善排水性能的效果。如果长度L1大于周向环岸部12的宽度L2的70％，则难以充分确保周向环岸部12的刚性。
主槽11至少形成4条即可，其数量并无特别限定，但考虑到槽的排水性能与胎面刚性的关系，优选如图2的实施方式般设置4条主槽11。也就是说，优选：划分形成3条周向环岸部12以及在其轮胎宽度方向两侧各1条(合计2条)胎肩环岸部13。
优选：如图2所示，在胎肩环岸部13设置向轮胎周向延伸的周向细槽15和向轮胎宽度方向延伸的胎肩横纹槽16。周向细槽15是在轮胎宽度方向最外侧的主槽11和触地端E之间，沿轮胎宽度方向最外侧的主槽11向轮胎周向延伸的槽。优选：周向细槽15的槽宽和槽深小于主槽11的槽宽和槽深，例如将槽宽设为1mm～5mm，将槽深设为2mm～8mm。另一方面，胎肩横纹槽16具有在周向细槽15和触地端E开口，但在主槽11不开口的形状。特别是，图2的实施方式中，胎肩横纹槽16与周向细槽15交叉，并在划分形成于周向细槽15与邻接于周向细槽15的主槽11(即轮胎宽度方向最外侧的主槽11)之间的环岸部内终止。该胎肩横纹槽16在轮胎周向隔一定间隔配置着多条。优选：胎肩横纹槽16的槽宽设为例如1mm～5mm，槽深设为例如2mm～10mm。
通过设置此种形状的周向细槽15和胎肩横纹槽16，由于胎肩横纹槽16不与主槽11连通，因此能够防止由主槽11引起的气柱共鸣声通过胎肩横纹槽16发射至车辆外侧。此外，由于周向细槽15的槽剖面积小于主槽11的，所以由周向细槽15引起的气柱共鸣声远小于由主槽11引起的气柱共鸣声，即便胎肩横纹槽16与周向细槽15连通，车外噪音也不会升高。因此，能够改善噪音性能。并且，在湿润路面行驶时，能够通过周向细槽15和胎肩横纹槽16排出介于环岸部和路面之间的雨水等，因此还能够改善湿地性能。另一方面，在周向细槽15与邻接于周向细槽15的主槽11(轮胎宽度方向最外侧的主槽11)之间，划分形成有未被胎肩横纹槽16断开，在轮胎周向上连续地延伸的条状花纹构造的环岸部，因此该部分的刚性得到保障，可改善干地性能。
上述周向细槽15和胎肩横纹槽16至少形成在车辆内侧的胎肩环岸部13上即可，优选如图2所例示，在轮胎宽度方向两侧的胎肩环岸部13的每一个上设置。
优选：周向环岸部12和胎肩环岸部13的各槽面积比率具有以下趋势，即轮胎宽度方向外侧的周向环岸部12的槽面积比率大于轮胎赤道CL侧的周向环岸部12的槽面积比率，并且胎肩环岸部13的槽面积比率大于轮胎宽度方向最外侧的周向环岸部12的槽面积比率。图2的实施方式中，优选：将轮胎赤道CL上的周向环岸部12设为第1周向环岸部12A，将该轮胎宽度方向两侧的周向环岸部12设为第2周向环岸部12B，将第1周向环岸部12A的槽面积比率设为S1，将第2周向环岸部12B的槽面积比率设为S2，将胎肩环岸部13的槽面积比率设为S3时，槽面积比率可满足S1<S2<S3的大小关系。
如上所述，通过以向轮胎赤道CL侧变小的方式设定环岸部的槽面积比率，能够抑制转弯力的突然增大，更顺畅地操作方向盘即改善方向盘的直线性。如果槽面积比率的大小关系脱离上述关系，则无法充分抑制转弯力的增大。
另外，本发明中，槽面积比率是指，触地面的各环岸部(周向环岸部12、胎肩环岸部13)中含有的横纹槽14或周向细槽15以及胎肩横纹槽16(以及下述刀槽花纹17)的总面积与各环岸部(周向环岸部12、胎肩环岸部13)的面积的比例。此外，触地区域是指，向轮胎填充符合JATMA(日本汽车轮胎制造商协会)标准最大负载能力的空气压后，在静止状态下垂直放置于平板上，施加相当于最大负载能力的80％的荷重时在平板上形成的触地面。
优选：如图2所例示，在轮胎宽度方向两侧的胎肩环岸部13形成胎肩横纹槽16时，至少在车辆内侧的胎肩环岸部13上还形成向轮胎宽度方向延伸的刀槽花纹17，该刀槽花纹17在周向细槽15和触地端E开口，但在主槽11不开口。更优选：如图2所例示，在邻接的2条胎肩横纹槽16的中间各配置1条刀槽花纹17。
通过设置这种形状的刀槽花纹17，能够改善在湿润路面行驶时的排水性能。此外，尤其是通过将刀槽花纹17设置在车辆内侧的胎肩环岸部13，在设定为负外倾角时触地压会增大的车辆内侧的环岸部的活动变得容易，能够抑制不均匀磨损。
另外，本发明中，刀槽花纹17是指槽宽为0.6mm～1.2mm且槽深为1mm～5mm的细小的槽。
优选：如图2所例示，横纹槽14相对于轮胎周向倾斜。优选：不论横纹槽14形成在周向环岸部12的什么位置，该倾斜方向都为相同的方向。此时，优选：横纹槽14相对于轮胎宽度方向的倾斜角度θ1为例如15°～45°。通过如此配置横纹槽14，在行驶在水深较深的路面等上时，从横纹槽14通过的水能够顺利地流动，因此能够提高排水性能，并改善湿地性能。
如图2所例示，胎肩横纹槽16也优选相对于轮胎周向倾斜。特别是优选：将胎肩横纹槽16的倾斜方向设为与横纹槽14相同的方向。优选：此时的胎肩横纹槽16的倾斜角度θ2设定为等于或小于横纹槽14的倾斜角度θ1，例如设定为15°～30°。通过如此配置横纹槽和胎肩横纹槽，在行驶在水深较深的路面等上时，从横纹槽和胎肩横纹槽通过的水能够顺利地流动，因此能够提高排水性能，并改善湿地性能。
实施例
制成常规例1、比较例1～2、以及实施例1～9共计12种充气轮胎，其轮胎尺寸为215/45R1787W，具有图1所例示的剖面形状，并且按如表1所示分别设定作为基调的胎面花纹、有无周向细槽、胎肩横纹槽的形状、周向环岸部(第1周向环岸部、车辆内侧的第2周向环岸部、车辆外侧的第2周向环岸部)以及胎肩环岸部(车辆内侧、车辆外侧)的槽面积比率、有无刀槽花纹、横纹槽的倾斜方向、相对于横纹槽的倾斜方向的胎肩横纹槽的倾斜方向。
另外，常规例1的充气轮胎是具有图3所例示的胎面花纹的轮胎。具体而言，在胎面上具有向轮胎周向延伸的4条主槽，并且在邻接的主槽间划分形成有3列环岸部。这3列环岸部，在周向上被向轮胎宽度方向延伸，分别与车辆内侧和车辆外侧的主槽连通的多条横纹槽断开，形成花纹块列。同样地，划分形成在轮胎宽度方向最外侧的主槽与轮胎宽度方向两侧的触地端之间的胎肩环岸部也是在周向上被向轮胎宽度方向延伸，分别在主槽和触地端开口的胎肩横纹槽断开，形成花纹块列。与本发明的轮胎不同，在胎肩环岸部上没有形成周向细槽。此外，如表1所示，横纹槽的倾斜方向，在每个环岸部都不同，在相互邻接的环岸部，横纹槽的倾斜方向相反。
此外，如图4、5所例示，比较例1、2的充气轮胎具有以下构造，即形成在第1周向环岸部或第2周向环岸部中任一个上的横纹槽因与车辆内侧和车辆外侧的主槽连通，因此第1周向环岸部或第2周向环岸部在周向上被断开，形成花纹块列。具体而言，比较例1(图4)的充气轮胎中，第1周向环岸部在周向上被横纹槽断开，形成花纹块列，比较例2(图5)的充气轮胎中，第2周向环岸部(车辆内侧和车辆外侧)在周向上被横纹槽断开，形成花纹块列。除了上述事项以外，这些比较例1、2(图4、5)的轮胎的构造与实施例1(图2)的轮胎相同。
表中“横纹槽的倾斜方向”一栏上，形成在第1周向环岸部和第2周向环岸部上的横纹槽的倾斜方向全部一致时记作“一致”，形成在第1周向环岸部或第2周向环岸部(车辆内侧、车辆外侧)中任一个上的横纹槽的倾斜方向与形成在其他周向环岸部上的横纹槽不一致时记作“不一致”。此外，“胎肩横纹槽的倾斜方向”一栏中，形成在第1周向环岸部和第2周向环岸部上的横纹槽的倾斜方向全部一致的情况下，胎肩横纹槽也向与横纹槽相同的方向倾斜的情况，记作“一致”，向不同方向倾斜的情况，记作“不一致”。
关于这12种充气轮胎，通过下述评估方法对其噪音性能、干地操控稳定性能、以及湿地性能实施评估，其结果一同示于表1中。
噪音性能
将各试验轮胎组装到轮辋尺寸17×7J的车轮上，将气压设为250kPa后，然后安装至排气量1.8L的试验车辆(前轮驱动车)上，并依据遵循欧洲轮胎通过噪音规定的EEC/ECE轮胎单体噪音规定，采用相应的测量方法，对轮胎通过噪音进行测量。评估结果采用测量值的倒数，以常规例1作为指数100来表示。该指数值越大，表示通过噪音越小，噪音性能越好。
干地操控稳定性能
将各试验轮胎组装到轮辋尺寸17×7J的车轮上，将气压设为230kPa，然后安装至排气量1.8L的试验车辆(前轮驱动车)上，在由干燥柏油路面构成的试车跑道上一边在60km/h～140km/h的范围内变速一边行驶，由3名测试驾驶员实施感官评估。将官能评估的评估分数制成指数，评估结果通过以常规例1为100的指数值来表示。该指数值越大，表示干地操控稳定性越优异。
湿地性能
将各试验轮胎组装到轮辋尺寸17×7J的车轮上，将气压设为230kPa，然后安装至排气量1.8L的试验车辆(前轮驱动车)上，在由水深2mm～3mm的柏油路面构成的试车跑道上一边在40km/h～80km/h的
范围内变速一边行驶，由3名测试驾驶员实施感官评估。将官能评估的评估分数制成指数，评估结果通过以常规例1为100的指数值来表示。该指数值越大，表示湿地操控稳定性能越优异。
表1
根据表1可以看出，与常规例1相比，实施例1～9都可维持高度的湿地性能，并且改善了噪音性能和干地操控稳定性能。
另外，形成在第1周向环岸部或第2周向环岸部上的横纹槽中的任一个在车辆内侧和车辆外侧的主槽开口的比较例1、2几乎未获得改善噪音性能、干地操控稳定性能、以及湿地性能的效果。
符号说明
1胎面部
2侧壁部
3胎圈部
4帘布层
5胎圈芯
6胎边芯
7、8带束层
9带束增强层
10胎面
11主槽
12周向环岸部
12A第1周向环岸部
12B第2周向环岸部
13胎肩环岸部
14横纹槽
15周向细槽
16胎肩横纹槽
17刀槽花纹
CL轮胎赤道
E触地端
T充气轮胎

Claims (7)

1.一种充气轮胎，其在胎面具有向轮胎周向延伸的至少4条主槽，在邻接的主槽间划分形成有向轮胎周向延伸的多条周向环岸部，同时，在轮胎宽度方向最外侧的各主槽与轮胎宽度方向两侧的触地端之间分别划分形成有胎肩环岸部，并且指定了相对于车辆的安装方向，其特征在于，
在所述多条周向环岸部的每一个上，在轮胎周向隔一定间隔形成有多条向轮胎宽度方向延伸的横纹槽，所述横纹槽与安装到车辆上时相对于车辆为内侧的主槽连通，但与安装到车辆上时相对于车辆为外侧的主槽不连通，在所述周向环岸部内终止。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，在所述周向环岸部的每一个上只形成有所述横纹槽。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，至少在安装到车辆上时相对于车辆为外侧的胎肩环岸部，形成有向轮胎周向延伸的周向细槽，同时，在轮胎周向隔一定间隔形成有向轮胎宽度方向延伸的胎肩横纹槽，所述胎肩横纹槽在所述周向细槽和触地端开口，但在所述主槽不开口。
4.根据权利要求1、2或者3中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，轮胎宽度方向外侧的周向环岸部的槽面积比率大于轮胎赤道侧的周向环岸部的槽面积比率，并且胎肩环岸部的槽面积比率大于轮胎宽度方向最外侧的周向环岸部的槽面积比率。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，在轮胎宽度方向两侧的所述胎肩环岸部，形成有向轮胎周向延伸的周向细槽，同时，在轮胎周向隔一定间隔形成有向轮胎宽度方向延伸的胎肩横纹槽，所述胎肩横纹槽在所述周向细槽和触地端开口，但在所述主槽不开口，并且至少在安装到车辆上时相对于车辆为内侧的胎肩环岸部形成有向轮胎宽度方向延伸的刀槽花纹，所述刀槽花纹在所述周向细槽和触地端开口，但在所述主槽不开口。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述横纹槽均相对于轮胎周向向相同的方向倾斜。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述胎肩横纹槽向与所述横纹槽相同的方向倾斜。
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