CN106457925B - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种充气轮胎，其具备：具有胎面的胎面部；形成在所述胎面部上的多个周向主槽；以及形成在所述胎面部上且形成在多个所述周向主槽之间的多个陆部。多个所述周向主槽分别在宽度方向剖面中具有槽底面、位于装配外侧的外侧槽壁面、位于装配内侧的内侧槽壁面、将所述槽底面与所述外侧槽壁面连结的外侧圆弧部以及将所述槽底面与所述内侧槽壁面连结的内侧圆弧部。在所述宽度方向剖面中，(外侧圆弧部的最小曲率半径)＞(内侧圆弧部的最小曲率半径)。在所述宽度方向剖面中，当将所述外侧槽壁面与所述胎面的边界缘处的所述外侧槽壁面相对于胎面法线的角度设为槽壁角α、将所述内侧槽壁面与所述胎面的边界缘处的所述内侧槽壁面相对于胎面法线的角度设为槽壁角β时，(槽壁角α)＜(槽壁角β)。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎。
背景技术
下述专利文献1公开了一种充气轮胎，其通过增大槽内表面的外侧圆弧部[outside curved portion]的最小曲率半径而使橡胶的体积增加，从而提高相对于横向输入的刚性。
如图4所示，在专利文献1所公开的充气轮胎T10中，在周向主槽[circumferentialmain groove]100的宽度方向剖面[1ateral cross-sectional view]中，不等式(外侧圆弧部101的最小曲率半径R1)＞(内侧圆弧部102的最小曲率半径R2)成立。另外，在宽度方向剖面中，关于槽壁面[groove wall surface]103、105与胎面[tread surface]106的边界缘[border edge]处的、槽壁面103、105相对于胎面106的法线(以下称作胎面法线[treadnormal line])N的角度(槽壁角[groove wall angle])，不等式(装配外侧[onaninstallation outer side]的槽壁角α)＞(装配内侧的槽壁角β)成立。“装配外/内侧”是指，轮胎T10装配于车辆时的相对于车身的外/内侧。关于“外/内侧圆弧部”也是相同的。通过这样的结构，能抑制陆部(花纹块、花纹条)104的边缘处的横向输入降低而产生更大的横向力，从而能够提高运动性能以及操纵稳定性。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：EP1926610B1公报
发明内容
但是，在专利文献1所公开的充气轮胎T10中，由于槽底面107的最小曲率半径小的一侧的槽壁角较小(在图4中α＞β)，因此，由于应变向最小曲率半径小的一侧(内侧圆弧部102)集中，与内侧圆弧部102邻接的陆部104的倾倒变得显著，从而操纵稳定性变差。另外，也担心产生因应变向槽底面107的最小曲率半径小的一侧(内侧圆弧部102)集中而引起的裂纹。当产生裂纹时，陆部104的倾倒也变得更加显著。
本发明的目的在于提供一种充气轮胎，其能够有效地对抗回转时的来自装配外侧的横向输入，能够抑制陆部的倾倒而使操纵稳定性提高。
本发明的特征在于，提供一种充气轮胎，其具备：胎面部，所述胎面部具有胎面；多个周向主槽，所述多个周向主槽形成在所述胎面部上；以及多个陆部，所述多个陆部形成在所述胎面部上且形成在所述多个周向主槽之间，多个所述周向主槽分别在宽度方向剖面中具有槽底面、位于装配外侧的外侧槽壁面、位于装配内侧的内侧槽壁面、将所述槽底面与所述外侧槽壁面连结的外侧圆弧部以及将所述槽底面与所述内侧槽壁面连结的内侧圆弧部，在所述宽度方向剖面中，(外侧圆弧部的最小曲率半径)＞(内侧圆弧部的最小曲率半径)，并且，在所述宽度方向剖面中，在将所述外侧槽壁面与所述胎面的边界缘处的所述外侧槽壁面相对于胎面法线的角度设为槽壁角α、将所述内侧槽壁面与所述胎面的边界缘处的所述内侧槽壁面相对于胎面法线的角度设为槽壁角β时，(槽壁角α)＜(槽壁角β)。
附图说明
图1是实施方式的充气轮胎的胎面的展开图。
图2是图1的II-II线剖视图。
图3是比较例的周向主槽的剖视图。
图4是以往技术的充气轮胎的周向主槽的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明实施方式。对于相同或者等同的构成要素标注相同的附图标记。需要说明的是，附图示意性表示构成要素，应理解为附图中的构成要素并不是准确地示出实际的构成要素。另外，构成要素的实际尺寸、构成要素间的实际比率有时在附图中被表示为不同。
关于尺寸、角度等，通过将轮胎组装于适用轮辋，并填充规定内压，以无负载状态来进行测定。“规定内压”是指，根据最大负载能力通过规格来规定的空气压力。“适用轮辋”是指，根据轮胎尺寸通过规格来规定的轮辋。上述规格是指，在日本为日本机动车轮胎协会的“JATMA YEAR BOOK(在此为2008年度版)”。需要说明的是，在使用地或者制造地，适用TRA规格、ETRTO规格等的情况下，上述规格以各规格为准。
(胎面部的结构)
如图1所示，本实施方式的充气轮胎T1的胎面部10具备：沿轮胎周向延伸的多个周向主槽50A；被周向主槽50A划分出的多个陆部[land portions]11以及12。“陆部”包括胎面部10上的花纹块、花纹条。
在充气轮胎T1中，利用三条周向主槽50A，在胎面部10的中央区域形成有三个陆部(花纹条)11。另外，一对陆部12形成在胎面部10的两侧区域。利用这些陆部11及12(以及形成在陆部11及12上的小槽)、周向主槽50A形成有胎面花纹。
(周向主槽的结构)
如图2(宽度方向剖面)所示，在充气轮胎T1中，被夹在周向主槽50A之间地形成有陆部11，周向主槽50A具有槽底面[groove bottomsurface]51、槽壁面[groove wallsurfaces]52(52a以及52b)以及将槽底面51与槽壁面52连结的圆弧部(槽底角部[groovebottom corners])53(53a以及53b)。在本实施方式中，槽底面51以及槽壁面52形成为平面状，但不限于平面状。槽底面51以及槽壁面52也可以形成为曲率半径大于圆弧部53的曲率半径的曲面状。
圆弧部53包括装配外侧的外侧圆弧部53a和装配内侧的内侧圆弧部53b。在槽剖面(宽度方向剖面)中，(外侧圆弧部53a的最小曲率半径R1)＞(内侧圆弧部53b的最小曲率半径R2)。在此，作为采用“最小”曲率半径的理由在于，圆弧部53(53a或者53b)可以由单一的曲率半径形成，也可以形成为曲率半径连续变化。在本实施方式中，各圆弧部53(53a或者53b)由将平面状的槽底面51以及槽壁面52(52a或者52b)连续地相连的单一的曲率半径形成。
另外，在槽剖面(宽度方向剖面)中，关于槽壁面52与胎面60的边界缘处的、槽壁面52相对于胎面法线N的角度(槽壁角)，不等式(装配外侧的槽壁角α)＜(装配内侧的槽壁角β)成立。需要说明的是，关于装配外侧，外侧槽壁面52a与胎面60a的边界缘处的、外侧槽壁面52a相对于胎面法线N的角度为槽壁角α(≥0)。同样，关于装配内侧，内侧槽壁面52b与胎面60b的边界缘处的、内侧槽壁面52b相对于胎面法线N所成的角度为槽壁角β(≥0)。
另外，外侧圆弧部53a的最小曲率半径R1优选为内侧圆弧部53b的最小曲率半径R2的2倍以下。另外，装配内侧的槽壁角β优选处于(装配外侧的槽壁角α+2°)～(α+30°)的范围内[即，(α+2°)≤β≤(α+30°)]，特别优选处于(α+2°)～(α+10°)的范围内[即，(α+2°)≤β≤(α+10°)]。例如，在α＝10°的情况下，优选设为β＝12°～40°。需要说明的是，在图2中，示出α＝10°并且β＝12°的情况。
另外，如图2所示，在本实施方式中，在槽壁面52与胎面60之间形成有倒角部[beveled portion]61。需要说明的是，关于装配外侧，在外侧槽壁面52a与胎面60a之间形成外侧倒角部61a，关于装配内侧，在内侧槽壁面52b与胎面60b之间形成内侧倒角部61b。即，在装配外侧，胎面60a具有与外侧槽壁面52a邻接的外侧倒角部61a，在装配内侧，胎面60b具有与内侧槽壁面52b邻接的内侧倒角部61b。
在槽剖面(宽度方向剖面)中，当将从陆部11的最上部至外侧倒角部61a与外侧槽壁面52a的边界缘的、轮胎径向上的距离设为H1且将从陆部11的最上部至内侧倒角部61b与内侧槽壁面52b的边界缘的、轮胎径向上的距离设为H2时，不等式H1＞H2成立。采用这样的结构的理由在于，担心上述的(最小)曲率半径大的一侧的接地压力(在这种情况下，是装配外侧的陆部11的接地压力)增高，因此为了消除该担心而采用上述的结构。
关于上述的槽剖面(宽度方向剖面)的结构，可以应用于全部的周向主槽50A，也可以仅应用于接近轮胎赤道面的中央区域的周向主槽50A。考虑到回转性能，也能够仅应用于比轮胎赤道面靠装配外侧的周向主槽50A。在本实施方式中，上述的结构应用于全部的周向主槽50A。在本实施方式中，如图1所示，在中央区域形成有两条周向主槽50A，在它们的外侧形成有两条周向主槽50A，形成有合计四条周向主槽50A。在此，在向车辆装配的装配侧被指定的轮胎中，通过使槽壁角α以及β分别为越靠装配外侧越增大，能够提高回转时的负载更大的装配外侧的陆部11以及12的刚性。
(实施方式的效果)
根据本实施方式的充气轮胎T1，对位于周向主槽50A的装配外侧的、陆部11的装配内侧进行支承的效果有所提高，该陆部11能够有效地对抗回转时的来自装配外侧的横向输入(充气轮胎T1位于回转外侧)。其结果是，能够抑制陆部11的倾倒，从而能够使操纵稳定性提高。
另外，当增大圆弧部53的曲率半径时，与之相应地，圆弧部53进一步朝周向主槽50A的内部突出。因此，周向主槽50A的截面积降低而有可能导致排水性降低。但是，在本实施方式中，由于仅相对地增大外侧圆弧部53a的最小曲率半径R1，因此能够抑制排水性降低且使操纵稳定性提高。
另外，当圆弧部53成为非对称时，担心应变向曲率小的一侧集中而产生裂纹。但是，在本实施方式中，由于(装配外侧的槽壁角α)＜(装配内侧的槽壁角β)，因此能够避免应变的局部集中。具体来说，由于曲率小的一方的装配内侧的槽壁角β(与曲率大的一方的装配外侧的槽壁角α相比)较大，因此能够避免在来自外侧的横向输入时(轮胎T1为回转外侧轮的情况)应变向曲率小的一方的装配内侧的圆弧部53b集中，能够抑制与圆弧部53b邻接的陆部11的倾倒而提高操纵稳定性。另外，由于能够避免应变向圆弧部53b集中，因此也能够抑制裂纹的产生。
另外，通过上述的槽壁角α及β、圆弧部53(53a、53b)的最小曲率半径R1及R2以及从陆部11的最上部至倒角部61(61a、61b)与槽壁面52(52a、52b)的边界缘的轮胎径向上的距离H1及H2的平衡，能使槽壁面52(52a及52b)(即，装配外侧以及内侧的陆部11)相对于周向主槽50A的中央的轮胎宽度方向上的刚性平衡均匀化，因此，从该点来说，也能够确保操纵稳定性，并且提高排水性、耐裂纹性能。具体来说，关于槽壁角α以及β，为(装配外侧的槽壁角α)＜(装配内侧的槽壁角β)，但关于最小曲率半径R1以及R2，为(装配外侧的最小曲率半径R1)＞(装配内侧的最小曲率半径R2)，并且关于距离H1以及H2，为(装配外侧的距离H1)＞(装配内侧的距离H2)，不等号反转。其结果是，能够使装配外侧的陆部11与装配内侧的陆部11的轮胎宽度方向上的刚性平衡均匀化。
另外，当外侧圆弧部53a的最小曲率半径R1超过内侧圆弧部53b的最小曲率半径R2的2倍时，槽壁面52(52a以及52b)的轮胎宽度方向上的刚性平衡变差，可能发生不均匀磨损、损害操纵稳定性。但是，在本实施方式中，由于外侧圆弧部53a的最小曲率半径R1为内侧圆弧部53b的最小曲率半径R2的2倍以下，因此不会发生不均匀磨损、损害操纵稳定性。
另外，当装配内侧的槽壁角β小于(装配外侧的槽壁角α+2°)时，难以使操纵稳定性与排水性最佳平衡，当装配内侧的槽壁角β超过(α+30°)时，可能使槽壁面52(52a以及52b)的轮胎宽度方向上的刚性平衡变差。在本实施方式中，由于装配内侧的槽壁角β处于(装配外侧的槽壁角α+2°)～(α+30°)的范围内，因此能够将操纵稳定性以及排水性维持为高水平。特别是，当将装配内侧的槽壁角β设为(装配外侧的槽壁角α+2°)～(α+10°)的范围内时，能够可靠地抑制槽壁面52的轮胎宽度方向上的刚性平衡变差。
另外，当槽壁面52(52a以及52b)的刚性被强化时，陆部11的侧缘处的接地压力增大，担心产生局部的磨损。但是，在本实施方式中，由于在槽壁面52与胎面60之间形成有倒角部61，因此能够减轻倒角部61的侧缘(陆部11的侧缘、胎面60的侧缘)处的接地压力，从而能够抑制磨损。
需要说明的是，外侧圆弧部53a的最小曲率半径R1优选为3mm～12mm。当R1小于3mm时，槽壁面52a相对于横向输入的刚性降低而有可能使操纵稳定性变差，当R1超过12mm时，周向主槽50A的截面积减少而有可能使排水性变差。
另一方面，内侧圆弧部53b的最小曲率半径R2优选为2mm～6mm。当R2小于2mm时，应变集中而使耐裂纹性降低，当R2超过6mm时，周向主槽50A的截面积减少而使排水性变差。
另外，槽壁角α以及β优选处于0～30°的范围内。
[比较例]
参照图3来说明比较例的充气轮胎T2的周向主槽50B。需要说明的是，对于与上述实施方式相同的结构标注相同的附图标记而省略重复的说明。
就上述实施方式的充气轮胎T1的周向主槽50A而言，(装配外侧的槽壁角α)＜(装配内侧的槽壁角β)。与之相对，就本比较例的充气轮胎T2的周向主槽50B而言，(装配外侧的槽壁角α)＝(装配内侧的槽壁角β)。需要说明的是，在图3中，示出α＝β＝10°的情况。
在下述[表1]中示出上述的现有技术、比较例以及实施方式(实施例1～3)的充气轮胎的特性。使用这些现有技术、比较例以及实施方式(实施例1～3)进行比较试验。关于试验见后述，[表1]也示出试验结果。
需要说明的是，对[表1]中的F1/F2进行说明。如图2～图4所示，F1是在槽剖面(宽度方向剖面)中由外侧圆弧部53a(101)、槽底面51(107)的延长线以及外侧槽壁面52a(103)的延长线围成的区域的截面积。同样，F2是在槽剖面(宽度方向剖面)中由内侧圆弧部53b(102)、槽底面51(107)的延长线以及内侧槽壁面52b(105)的延长线围成的区域的截面积。F1/F2是上述的F1与F2的面积比。需要说明的是，当面积比F1/F2小于1.5时，相对于来自外侧的横向输入，无法提高操纵稳定性，当面积比F1/F2超过8时，由于周向主槽50A(50B、100)内的流动性受到阻碍，因此排水性变差。另外，当面积比F1/F2超过8时，外侧圆弧部53a(101)与内侧圆弧部53b(102)之间的应变之差增大，也容易产生裂纹。因此，面积比F1/F2优选为1.5～8.0，特别优选为1.5～3.0。当面积比F1/F2为3.0以下时，能够使操纵稳定性、排水性以及耐裂纹性以高水平平衡。
[表1]
在试验中，将轮胎195/65R15的尺寸的轮胎装配于6J的尺寸的轮辋。需要说明的是，载重为4kN，轮胎内压为210kPa(乘坐舒适度以及操纵稳定性的评价)。另外，使用直径7m的鼓式试验机，在负载了载重3.78kN的状态下使鼓旋转，由此以时速60km行驶3万km(槽底裂纹的评价)。需要说明的是，[表1]的最下行的操纵稳定性是将现有技术设为100的情况下的相对评价，数值越高，操纵稳定性越优异。
由[表1]明确可知，在实施例1～3的充气轮胎T1中，在周向主槽50A的底部未产生裂纹。另一方面，在现有技术的充气轮胎T10、比较例的充气轮胎T2中，在周向主槽50B以及100的底部产生了裂纹。实施例1以及实施例2的充气轮胎T1关于乘坐舒适度获得“105”这样的良好评价。另外，实施例1以及实施例2的充气轮胎T1关于干湿路面上的操纵稳定性也获得“106”这样的良好评价。
以上，使用上述的实施方式对本发明进行了详细说明，但对于本领域技术人员而言，本发明不限于在本说明书中说明的实施方式是不言而喻的。本发明能够在不脱离由权利要求书的记载确定的本发明的主旨以及范围的情况下作为修正以及变更方式进行实施。因而，本说明书的记载的目的在于进行例示说明，并非意图对本发明进行任何限制。
在此参照日本专利申请第2014-104046号(2014年5月20日申请)的全部内容，并将其引用至本说明书。通过参照本发明的实施方式而如上述那样说明了本发明，但本发明并不限于上述的实施方式。本发明的范围参照权利要求书来决定。

Claims (1)

1.一种充气轮胎，其具备：
胎面部，所述胎面部具有胎面；
多个周向主槽，所述多个周向主槽形成在所述胎面部上；以及
多个陆部，所述多个陆部形成在所述胎面部上且形成在多个所述周向主槽之间，
多个所述周向主槽分别在宽度方向剖面中具有槽底面、位于装配外侧的外侧槽壁面、位于装配内侧的内侧槽壁面、将所述槽底面与所述外侧槽壁面连结的外侧圆弧部以及将所述槽底面与所述内侧槽壁面连结的内侧圆弧部，
在所述宽度方向剖面中，(内侧圆弧部的最小曲率半径×2)≥(外侧圆弧部的最小曲率半径)＞(内侧圆弧部的最小曲率半径)，而且，所述外侧圆弧部的所述最小曲率半径＝3mm～12mm，且所述内侧圆弧部的所述最小曲率半径＝2mm～6mm，并且，
在所述宽度方向剖面中，在将所述外侧槽壁面与所述胎面的边界缘处的所述外侧槽壁面相对于胎面法线的角度设为槽壁角α、将所述内侧槽壁面与所述胎面的边界缘处的所述内侧槽壁面相对于胎面法线的角度设为槽壁角β时，(槽壁角α)＜(槽壁角β)，
所述槽壁角α以及β分别处于0～30°的范围内，且为越靠装配外侧越增大，而且所述槽壁角β处于(所述槽壁角α+2°)～(所述槽壁角α+10°)的范围内，
在所述宽度方向剖面中，将由所述外侧圆弧部、所述槽底面的延长线以及所述外侧槽壁面的延长线围成的区域的截面积设为F1，将所述内侧圆弧部、所述槽底面的延长线以及所述内侧槽壁面的延长线围成的区域的截面积设为F2时，1.5≤(F1/F2)≤3，
所述胎面具有与所述外侧槽壁面以及所述内侧槽壁面邻接的倒角部，
所述倒角部包括与所述外侧槽壁面邻接的外侧倒角部以及与所述内侧槽壁面邻接的内侧倒角部，
当将从形成有所述外侧倒角部的所述陆部的最上部至所述外侧倒角部与所述外侧槽壁面的所述边界缘的轮胎径向上的距离设为H1、将从形成有所述内侧倒角部的所述陆部的最上部至所述内侧倒角部与所述内侧槽壁面的所述边界缘的轮胎径向上的距离设为H2时，H1＞H2。
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