CN107614288B - 轮胎 - Google Patents

Abstract

一种轮胎，其胎面表面被沿着轮胎的赤道面的多个周向槽和胎面端划分成多个陆部，其中，多个陆部之中的与胎面端相邻的陆部中的一者或两者具有朝向胎面端和周向槽中的至少一者开口的多个刀槽，潮湿环境下的粘着性为1.96N以下，并且90℃环境下的粘着性为2.16N以上。

Description

轮胎

技术领域

本发明涉及轮胎，特别地，涉及具有优异的排水性能和操纵稳定性的轮胎。

背景技术

通常，在轮胎中，通过在轮胎的胎面表面布置沿着轮胎赤道延伸的周向槽来确保排水性能。从进一步改善排水性能的观点出发，存在在诸如肋、花纹块等的陆部上布置有作为通过切入陆部而形成的窄槽的多个所谓的刀槽的情况。

例如，专利文献1记载了如下轮胎：该轮胎通过在由位于轮胎的胎面表面的多个周向槽划分而成的陆部布置两端朝向周向槽开口的多个窄槽，并且通过设计窄槽的形状来改善湿路面上的排水性能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-51453号公报

发明内容

发明要解决的问题

如专利文献1记载的轮胎通过在胎面的陆部布置多个刀槽实现了排水性能的改善，但是因为陆部被刀槽划分，所以会导致陆部的刚性与刀槽的数量相对应地降低。陆部的刚性的这种降低会特别导致干路面上的操纵稳定性的下降，因而期望抑制采用了刀槽的轮胎中的陆部刚性的降低。

于是，本发明旨在提供能够以高的程度实现湿路面上的排水性能和干路面上的操纵稳定性两者的轮胎。

用于解决问题的方案

发明人深入研究了用于改善湿路面上的排水性能和干路面上的操纵稳定性的手段。结果，发明人通过使刀槽在湿路面和干路面上的功能不同，即通过根据路面环境来改变刀槽的形态，发现能够实现湿路面上的排水性能和干路面上的操纵稳定性两者。

基于前述发现作出本发明，本发明的主要结构如下所述。

(1)本发明的轮胎是如下的轮胎：该轮胎包括被沿着轮胎的赤道面的多个周向槽和胎面端划分成多个陆部的胎面表面，其中，多个陆部之中的与胎面端相邻的陆部中的一者或两者具有朝向胎面端和周向槽中的至少一者开口的多个刀槽，潮湿环境下的粘着性为1.96N以下，并且90℃环境下的粘着性为2.16N以上。

注意，本发明中的“粘着性”是指硫化橡胶的粘着性，该粘着性是利用TACKINESSTESTER(由Rhesca株式会社制造)，通过将圆柱状探针(直径：3mm，由不锈钢制成)和固定到金属板的2mm厚硫化橡胶板分别设定在潮湿环境下或90℃环境下、用探针对橡胶加压直到速度变成30mm/min且负载变成2.94N为止、维持该负载20秒并在速度为120mm/min时升起探针而测量到的峰时刻(peak time)的力。此外，“潮湿环境”是指当测量粘着性时在探针正下方存在1mm厚的水膜的状态，“90℃环境”是指当测量粘着性时在干燥状态下圆柱状探针和硫化橡胶板的温度被维持在90℃的状态。

发明的效果

根据本发明，能够提供实现了湿路面上的排水性能和干路面上的操纵稳定性两者的轮胎。

附图说明

图1是示出根据本发明的一实施方式的轮胎的胎面表面的展开图。

图2是沿着图1中的A-A线的截面图。

图3是沿着图1中的B-B线的截面图。

图4是沿着图1中的C-C线的截面图。

图5是刀槽5的截面图。

图6是示出根据本发明的另一实施方式的轮胎的胎面表面的展开图。

图7是沿着图6中的D-D线的截面图。

图8是刀槽5的截面图。

图9是沿着图6中的E-E线的截面图。

图10是示出根据本发明的另一实施方式的轮胎的胎面表面的展开图。

具体实施方式

以下，将参照附图详细说明本发明的轮胎。

注意，轮胎的内部增强结构等与常规子午线轮胎相同，因而这里在图中省略。

[实施方式1]

图1是示出根据本发明的一实施方式的轮胎的胎面表面的展开图。如图1所示，该轮胎在胎面的表面(以下称作胎面表面)1具有由沿着轮胎赤道CL延伸的多个(对于图示的示例而言为两个)周向槽2a、2b和胎面端TE划分而成的多个陆部3a、3b和4。

如图1所示，与胎面端TE相邻的陆部3a和3b中的一者或两者(对于图示的示例而言，为陆部3a和3b两者)具有在胎面周向上间隔开配置的多个刀槽5。刀槽5是具有窄开口宽度的槽并具有一端和另一端，该一端向周向槽2a或2b开口，该另一端朝向胎面端TE侧延伸并在陆部3a或3b的宽度方向中心附近终止。刀槽5沿胎面周向等间隔地配置于陆部3a和3b中的每一者，其中陆部3a和3b具有在胎面周向上彼此错开的配置。

刀槽5通过重复如下过程来增强轮胎的排水性能：在湿路面上行驶时，将胎面的接地区域内的水分收纳在刀槽中，然后将该水分排出到接地区域外。

图示的示例具有从胎面端TE延伸到陆部3a和3b的宽度方向中心附近的横槽6，其中刀槽5在陆部3a和3b的宽度方向中心附近与横槽6连通。

这里，在与胎面端TE相邻的陆部中的一者或两者布置刀槽的原因如下。这是因为，当轮胎在施加有负荷的状态下转动时，与中央区域相比，在与胎面端相邻的区域中的胎面宽度方向上的接地压力分布较高，因而与胎面端相邻的该区域中的排水性能的改善对于改善所谓的湿路面性能是有效的。因此，能够通过在与胎面端TE相邻的陆部中的至少一者布置刀槽来实现该效果，但是优选的是，在两陆部中均布置刀槽。此外，可以在除了陆部3a和3b以外的陆部布置刀槽，并且对于图示的示例，在位于胎面宽度方向中央的陆部4布置有连接周向槽2a和3b的刀槽7。

接下来，图2示出的是被安装到车辆之前的轮胎制品中的刀槽5的沿着图1中的A-A线的截面。如该图所示，优选的是，刀槽5在胎面表面具有0.10mm以上且0.35mm以下的开口宽度。如果宽度w为0.10mm以上，则在接地区域中，划分出刀槽5的侧壁5a、5b彼此部分或全部地分开，这是打开状态并确保了排水性能。另一方面，如果宽度w大于0.35mm，则侧壁彼此甚至无法部分地接触，这会导致陆部刚性大幅降低的风险。注意，尽管图示的示例示出了由侧壁和底部划分而成的矩形，但是底部还可以为诸如V字形截面、U字形截面等的形状。从实现排水性能和操纵稳定性两者的观点出发，优选的是，刀槽的深度h为2mm以上且7mm以下。

另外，图3示出的是横槽6的沿着图1中的B-B线的截面图。在图示的示例中，槽壁与底部的边界部是圆弧形，但是从槽壁到底部的部分还可以是矩形或V字形。注意，优选的是，横槽6在胎面表面的开口宽度w2为5mm以上且20mm以下。

图4示出的是周向槽2a、2b的沿着图1中的C-C线的截面。在图示的示例中，底部的截面是大致半圆形，但是从槽壁到底部的部分是矩形或者底部是V字形也不存在问题。槽壁和底部还可以划分出矩形或U字形。另外，从排水性能的观点出发，优选的是，周向槽2a和2b跨过轮胎的整周地形成。

在与前述胎面端TE相邻的陆部3a和3b中的至少一者具有多个刀槽5的轮胎中，关于布置有刀槽5的陆部，重要的是根据(1)和(2)限定该陆部的粘着性。

(1)潮湿环境下….1.96N以下

(2)90℃环境下…2.16N以上

如上所述，如果在与前述胎面端TE相邻的陆部3a和3b中的至少一者布置刀槽5，则可以有效地改善排水性能，而另一方面，在排水性能不是问题的干路面上，相比之下，存在在与胎面端TE相邻的陆部布置刀槽5降低操纵稳定性的风险。如上所述，由于当轮胎在施加有负荷的状态下转动时，与中央区域相比，在与胎面端相邻的区域中的胎面宽度方向上的接地压力分布较高，所以从操纵稳定性的观点出发，不期望陆部刚性因该相邻区域内的刀槽的引入而降低。

于是，如上所述，通过限定陆部在各预定温度下的粘着性，以高的程度实现了湿路面上的排水性能和干路面上的操纵稳定性两者。

首先，重要的是，90℃下的粘着性为2.16N以上。从轮胎在干路面上行驶的行驶初期阶段起，会因橡胶的滞后损失而不可避免地产生热。结果，胎面橡胶的温度在行驶开始时通常会变成大约90℃。另外，在为了环形路驾驶(circuit driving)而提供的高性能轮胎中，在正常行驶之前通过试行驶(running-in)来有意地升高轮胎温度是常识。

在处于大约90℃的温度范围内的轮胎中，如果陆部的粘着性在2.16N以上的范围内，则归因于刀槽随着当轮胎在施加有负荷的状态下转动时所输入的力而在接地区域内反复变形的过程，在划分出刀槽的侧壁彼此部分地或全部地接触时，侧壁容易彼此粘着并彼此固接。随着当在干路面上行驶时轮胎温度的升高，划分出刀槽的侧壁从如图2所示的状态转变、直到稳定在如图5所示的状态为止，结果这带来了划分陆部的刀槽好像几乎消失不见的效果。因此，抑制了刚性因陆部划分而降低，从而改善了与胎面端相邻的、当轮胎在施加有负荷的状态下转动时具有高接地压力的区域的陆部刚性。结果，可以确保操纵稳定性。

在这种情况下，当在干路面上行驶时，通过使划分出刀槽的侧壁在具有前述粘着性的陆部彼此固接，能够形成一体的陆部，并且能够发挥优异的操纵稳定性。特别地，通过在具有前述粘着性的陆部使侧壁彼此固接，在车辆变道或转弯的情况下，剪切力沿着刀槽的延伸方向作用，从而使刀槽侧壁维持在固接的状态下。因此，可以在没有陆部的一体化被破坏的风险的情况下维持优异的操纵稳定性。

另一方面，在轮胎在潮湿环境中行驶的情况下，典型地，当诸如在雨天行驶等的在湿路面上行驶时，必须打开刀槽以由此发挥其排水性能。如果刀槽从起初就保持打开，则可以确保排水性能，但是在从在干路面上行驶转变成在湿路面上行驶等的情况下，如上所述，必须打开处于闭合状态的刀槽。

这里，如果当从干路面转变成湿路面时湿路面连续地提供水分，则刀槽的在胎面表面的开口暴露于路面上的水分。结果，水分进入该开口、随后会因毛细管现象而沿深度方向浸透并被逐渐吸入固接的刀槽中，这引起划分出刀槽的侧壁暴露于水分的状态。以这种方式，在侧壁的粘着性在潮湿环境下为1.96N以下的陆部中，不能维持刀槽侧壁的固接状态，因而侧壁会彼此分离。归因于侧壁的分离，刀槽返回到打开状态，并且恢复了刀槽的原有功能，结果这有助于排水性能的改善。

通过在侧壁之间吸收足够的水分来实现刀槽侧壁的前述分离，因此在诸如降雨停止或阵雨等的环境下，侧壁的分离不充分。因此，在路面不连续提供水分的前述环境下，侧壁缓缓分离。换言之，刀槽的开闭程度根据路面上的水分量而调整。

进一步优选的是，记载在前述范围中的粘着性在潮湿环境下为1.72N以下，在90℃下为2.45N以上。注意，潮湿环境下的粘着性下限和90℃环境下的粘着性上限不受具体限制。

注意，在除了陆部3a和3b以外的陆部具有刀槽的情况下，也将粘着性限定在前述范围内。在图示的示例中，由于位于胎面宽度方向中央的陆部4具有刀槽，所以粘着性被有益地限定在前述范围内。

可以通过适当地改变橡胶材料的组合比例来调整前述粘着性，并且可以从与其它轮胎性能的关系出发来适当地设计组合物及组合物比例。特别地，相对于每100质量份的除了树脂以外的橡胶成分，通过将树脂量设定为10质量份以上，容易将粘着性调整到前述范围内。

刀槽5可以是任意刀槽，只要从周向2a或2b朝向胎面端TE侧延伸即可，但是优选地相对于赤道CL以30°以上且60°以下的倾斜角度α(见图1)延伸。根据该倾斜角度，在湿路面上，能够容易将被吸入到位于接地区域内的刀槽内的水分排向胎面端侧。此外，增加了宽度方向边缘成分，这可以全面改善性能，特别是湿路面性能。

更优选地，刀槽5的相对于赤道CL的倾斜角度α为40°以上且50°以下。在这种情况下，能够获得更好的排水性能和边缘效果。

注意，刀槽5可以以在轮胎周向上布置有相位差的方式配置在赤道CL的轮胎宽度方向两侧。

[实施方式2]

图6是另一实施方式的胎面表面1的展开图。即，在图1所示的构造中，划分出刀槽5的侧壁中的至少一个侧壁的开口边缘可以被倒角，而对于本实施方式，图6示出的是划分出刀槽5的两侧壁的开口边缘均被倒角的情况。注意，用与图1相同的附图标记来标记图6中的与图1相同的构造，省略了其说明。另外，图7是被安装到车辆之前的轮胎制品中的、图6中的刀槽5的沿着D-D线的截面图。此外，图8是刀槽5的处于划分出刀槽5的侧壁彼此固接的状态的截面图。

在图6中，5c和5d是指在划分出刀槽5的两侧壁5a和5b的开口边缘均如图7所示从胎面表面起被以相对于刀槽深度方向倾斜的方式直线状倒角的情况下的倒角部。

通过布置前述倒角部5c和5d，如图7所示，通过使倒角部5c和5d彼此面对，在刀槽的开口部新形成具有大致V字状截面的空间。归因于以这种方式形成的空间，与不被倒角的刀槽5相比，增大了胎面表面附近的槽容积，因而改善了湿路面上的排水性能。由于在该轮胎中布置有刀槽5的陆部3a、3b的粘着性也被限定在前述范围内，所以如上所述，随着在干路面上开始行驶之后的轮胎温度升高，起初开口的刀槽5从图7的状态转变成图8的状态。随后，当从在干路面上行驶转变成在充分提供水分的湿路面上行驶时，在如图8所示的刀槽的起初闭合的状态下，湿路面上的水分会被立即吸入具有由倒角部5c和5d形成的大致V字状截面的空间中，并且水分会维持在该空间中直到被从该空间排出为止。结果，促进水分因毛细管现象而进入刀槽5，从而在无延迟的情况下实现侧壁5a、5b的分离。

这里，期望倒角部5c和5d以如下方式形成：在与刀槽5的延伸方向垂直的方向上的倒角深度p为刀槽5的在胎面表面的开口宽度w的100％以上且2000％以下，在径向上的倒角深度t为刀槽的深度h的10％以上且40％以下。这是因为，尽管对于形成能够实现高的湿路面上的排水性能的空间而言必须有倒角宽度和深度，但是如果深度t过大，则存在刀槽5的用于抑制刚性降低的固接功能下降的风险，并且如果宽度p过大，则存在排水性能降低的风险。另外，在图示的示例中，前述宽度和深度在5c和5d中相同，但是宽度和深度在5c和5d中可以不同，只要在前述构造的范围内即可。

另外，横槽6也可以设置有倒角部6c和6d。图9是横槽6的沿着图6中的E-E线的截面图，6c和6d是指在划分出横槽6的两槽壁的开口边缘均如图9所示从胎面表面起被以相对于刀槽深度方向倾斜的方式直线状倒角的情况下的倒角部。

[实施方式3]

图10是示出本发明的另一实施方式的胎面表面1的展开图。根据本实施方式的轮胎是具有特定转动方向的轮胎，其具有在夹着轮胎赤道CL的一侧和另一侧呈不同胎面花纹的所谓非对称花纹形状，与一个胎面端TE相邻的陆部9安装在作为车辆的宽度方向外侧的构造中。注意，图10中的箭头IN表示当将根据本实施方式的轮胎安装到车辆时车辆内侧的方向(以下称作轮胎安装内侧)，箭头OUT表示当将根据本实施方式的轮胎安装到车辆时车辆外侧的方向(以下称作轮胎安装外侧)。

如图10所示，该轮胎具有由在胎面表面1沿着轮胎赤道CL延伸的三个周向槽8a、8b和8c以及胎面端TE划分而成的陆部9、10a、10b和11。根据图示的示例，陆部10a和10b可以关于作为轴线的赤道CL对称。

在该类型的轮胎中，如图10所示，至少与位于轮胎安装外侧的胎面端TE相邻的陆部9具有沿胎面周向等间隔配置的多个刀槽12。

与图1中的刀槽5同样，刀槽12通过重复如下过程来增强轮胎的排水性能：将胎面的接地区域内的水分收纳在内部，然后将该水分排出到接地区域外。

这里，至少在与位于轮胎安装外侧的胎面端TE相邻的陆部9设置刀槽12的原因如下。当轮胎在施加有负荷的状态下转动时，与中央区域相比，胎面宽度方向侧的接地压力分布较高，并且在高速行驶期间，在转弯时等该接地压力分布倾向于是高的，特别是在轮胎安装外侧。因此，由于可以通过增强与位于轮胎安装外侧的胎面端TE相邻的陆部的排水性能来有效地改善所谓的湿路面性能，所以至少在陆部9形成刀槽12。

与位于轮胎安装外侧的胎面端TE相邻的前述陆部9具有粘着性，与图1中布置的刀槽5的陆部相同地限定该粘着性。

如上所述，通过限定陆部9在各预定温度下的粘着性，以高的程度实现了湿路面上的排水性能和干路面上的操纵稳定性。

刀槽12可以是任意刀槽，只要其从周向槽8a朝向胎面端TE侧延伸即可，但是优选地相对于赤道CL以30°以上且60°以下的倾斜角度β(见图10)延伸。根据倾斜角度，能够全面地改善湿路面上的排水性能，并且能够因边缘成分的增加而改善湿路面性能。

刀槽12可以设置有如图所示的倒角部12a和12b。与图7所示的同样，这些倒角部是指在划分出横槽6的两槽壁的开口边缘均从胎面表面起被以相对于刀槽深度方向倾斜的方式直线状倒角的情况下的倒角部。注意，在使用12a和12b中的任一者作为倒角部的情况下，在该非对称花纹的类型中，优选的是，倒角部是当向前转动时夹着刀槽12的两个倒角部中的后接地的12b。

注意，陆部10a、10b、11可以分别形成有划分出各陆部的周向槽8a、8b、8c，并且分别形成有两端朝向位于轮胎安装内侧的胎面端TE开口的横槽13、14、15。

实施例

以下，说明本发明的实施例，但本发明不限于此。

根据如图1和图6所示的胎面花纹，分别在如表1所示的规格下试制尺寸为205/55R16的轮胎。注意，将所有供试轮胎的刀槽的深度h设定为4mm。将获得的各供试轮胎组装到轮辋(尺寸：6.5J)、施加内压(240kPa)、安装到排量为2000cc的后轮驱动车辆并通过在单人驾驶的状态下在试验跑道上行驶来进行如下评价。

注意，表1中的潮湿环境下的粘着性和90℃环境下的粘着性是根据前述试验顺序测量的值。

[操纵性能的评价]

通过测量在具有干路面的试验跑道和具有湿路面的试验跑道(水深：1mm)上行驶时的单圈时间来对前述各轮胎进行操纵性能的评价。

使评价结果指数化，其中以根据供试轮胎1(比较例)的轮胎的评价结果作为100。注意，指数越大表示操纵性能越好。

此外，为了评价操纵性能，示出了各实施例中的刀槽的开闭状态。通过观察并通过判断比刀槽宽度窄的金属板能否插入来评价刀槽的开闭状态。注意，将观察到刀槽闭合且金属板不能插入刀槽的情况评价为固接，将观察到刀槽打开且金属板能够插入刀槽的情况评价为未固接，将观察到刀槽在延伸方向上部分未固接或金属板仅能够插入到深度方向上的中途的情况评价为部分未固接。

[表1]

[表2]

如试验结果所示，与比较例相比，发明例在DRY操纵评价道路上具有较好的操纵稳定性和单圈时间，并且在WET操纵评价道路上，发明例也具有比比较例好的单圈时间。因此，在发明例中，能够改善轮胎的在干路面和湿路面上的操纵性能，并且能够以高的程度实现操纵稳定性和排水性能两者。

附图标记说明

1 胎面表面

2a、2b 周向槽

3a、3b 陆部

4 中央陆部

5 刀槽

5a、5b 刀槽的侧壁

5c、5d 倒角部

6 横槽

6c、6d 倒角部

7 宽度方向刀槽

8a、8b、8c 周向槽

9 轮胎安装外侧陆部

10a、10b 陆部

11 轮胎安装内侧陆部

12 刀槽

12a、12b 倒角部

13、14、15 横槽

CL 轮胎赤道面

TE 胎面端

OUT 轮胎安装外侧

IN 轮胎安装内侧

Claims (4)

1.一种轮胎，其包括被沿着轮胎的赤道面的多个周向槽和胎面端划分成多个陆部的胎面表面，其中，

所述多个陆部之中的与胎面端相邻的陆部中的一者或两者具有朝向胎面端和所述周向槽中的至少一者开口的多个刀槽，

构成所述胎面的硫化橡胶的粘着性在潮湿环境下为1.96N以下，并且在90℃环境下为2.16N以上，

所述粘着性是通过将所述硫化橡胶制成2mm厚硫化橡胶板固定到金属板上，将由不锈钢制成的直径为3mm的圆柱状探针和所述硫化橡胶板分别设定在所述圆柱状探针正下方存在1mm厚的水膜的所述潮湿环境下或在干燥状态下所述圆柱状探针和所述硫化橡胶板的温度被维持在90℃的所述90℃环境下，分别在所述潮湿环境下和所述90℃环境下、用所述圆柱状探针对所述硫化橡胶板加压直到速度变成30mm/min且负载变成2.94N为止、维持该负载20秒并在速度为120mm/min时升起探针而测量到的峰时刻的力。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述刀槽在胎面表面具有0.10mm以上且0.35mm以下的开口宽度。

3.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述刀槽相对于轮胎的赤道面以30°以上且60°以下的倾斜角度延伸。

4.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，划分出所述刀槽的侧壁中的至少一个侧壁的开口边缘被倒角。