CN109910509A - 轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种使滚动阻力降低的轮胎，其包括四条锯齿周向槽(3)，并且相邻的锯齿周向槽(3、3)之间通过横槽(4)划分成六边形花纹块(5)。锯齿周向槽(3)具有槽宽为4.0mm以下的一对中央周向槽(6)和槽宽大于其的一对胎肩周向槽(7)。横槽(4)的深度D1小于锯齿周向槽(3)的深度D0，在横槽(4)的槽底(10)设置有第一刀槽花纹(11)。

Description

轮胎
技术领域
本发明涉及一种使滚动阻力降低的轮胎。
背景技术
例如，在下述专利文献1中公开了一种在胎面部上设置有多个六边形花纹块的重载轮胎。该轮胎具有在轮胎周向以锯齿状延伸的一对中央周向槽和一对胎肩周向槽。并且，中央周向槽之间的陆地部以及中央周向槽与胎肩周向槽之间的陆地部通过连结锯齿顶部之间的横槽划分成六边形花纹块。
这种六边形花纹块的花纹块中央部为宽幅且各角的内角也较大。因此，从接地开始至接地结束期间的变形较小，滚动阻力性能优异。
但是，根据近几年对轮胎高性能化的要求，期望进一步提高滚动阻力性能。
鉴于这种情况，本发明人提出将中央周向槽的槽宽减小至4.0mm以下。在这种情况下，在接地时，能够使隔着中央周向槽相邻的花纹块彼此接触并相互支撑，从而能够进一步提高滚动阻力性能。
但另一方面，由于支撑侧的花纹块受到来自被支撑侧的花纹块的力，因而存在横槽积蓄歪曲的倾向。尤其是由于花纹块图案的轮胎通常安装在驱动轮侧，因而在驱动时和制动时会受到相同方向的前后力。因此会出现容易在横槽的槽底，尤其是在花纹块的根部产生裂纹这种新问题。
专利文献1：日本特开2017-154708号公报
发明内容
本发明的课题为提供一种改变中央周向槽的槽宽而进一步提高滚动阻力性能并能够抑制在横槽槽底产生裂纹的轮胎。
本发明的轮胎在胎面部上包括在轮胎周向以锯齿状延伸的四条锯齿周向槽，并且相邻的所述锯齿周向槽之间通过连结锯齿顶部之间的横槽划分成六边形花纹块，其特征在于，所述四条锯齿周向槽具有一对中央周向槽和槽宽大于所述中央周向槽的一对胎肩周向槽，所述中央周向槽的槽宽为4.0mm以下，所述横槽的深度D1小于所述锯齿周向槽的深度D0，在所述横槽的槽底设置有沿着该横槽延伸的第一刀槽花纹。
在本发明所涉及的轮胎中，优选，所述第一刀槽花纹自所述横槽的槽底的深度d1为1.0mm以上。
在本发明所涉及的的轮胎中，优选，所述第一刀槽花纹自所述横槽的槽底的深度d1为所述锯齿周向槽的深度D0与所述横槽的深度D1之差(D0-D1)的75％以下。
在本发明所涉及的轮胎中，优选，所述第一刀槽花纹以锯齿状延伸。
在本发明所涉及的轮胎中，优选，所述六边形花纹块具有在轮胎轴向上横贯该六边形花纹块的第二刀槽花纹。
在本发明所涉及的轮胎中，优选，所述第二刀槽花纹以锯齿状延伸。
在本发明所涉及的轮胎中，优选，所述第二刀槽花纹具有轮胎轴向两侧的浅底部分和连接其之间的深底部分。
在本发明所涉及的轮胎中，优选，所述浅底部分的深度d2a为所述深底部分的深度d2b的50％以下。
在本发明所涉及的轮胎中，优选，所述深底部分的长度为所述第二刀槽花纹的长度的20～60％。
在本发明所涉及的轮胎中，优选，所述第二刀槽花纹为三维刀槽花纹。
在本发明所涉及的轮胎中，优选，所述中央周向槽的锯齿相对于轮胎周向的角度θa为5～20度。
本发明在相邻的锯齿周向槽之间被横槽划分成六边形花纹块的轮胎中，将中央周向槽(锯齿周向槽)的槽宽减少至4.0mm以下。因此，在接地时，对于受到来自路面的前后力和横向力，能够使隔着中央周向槽相邻的花纹块彼此接触并相互支撑。由此能够使花纹块的变形变小，从而使滚动阻力性能提高。
而且，在该构造中，由于支撑侧的花纹块受到来自被支撑侧的花纹块的力，会存在在横槽中积蓄歪曲的倾向。但在本发明的横槽槽底中配置有第一刀槽花纹。该第一刀槽花纹通过打开刀槽花纹而能够缓和横槽的歪曲，能够抑制在横槽槽底产生裂纹。
附图说明
图1为用于表示本发明一实施方式的轮胎胎面部的展开图。
图2的(A)、(B)为用于表示中央周向槽和胎肩周向槽的展开图。
图3为放大表示胎面部主要部分的展开图。
图4为用于表示本发明作用效果的概念图。
图5的(A)为图3的A-A剖视图，(B)为图3的B-B剖视图。
图6的(A)、(B)为放大表示六边形花纹块的俯视图。
图7为概念性地表示三维刀槽花纹的立体图。
附图标记说明
1 轮胎
2 胎面部
3 锯齿周向槽
4、4c、4m 横槽
5、5c、5m 六边形花纹块
6 中央周向槽
7 胎肩周向槽
10 槽底
11 第一刀槽花纹
12c 第二刀槽花纹
12m 第二刀槽花纹
15 浅底部分
16 深底部分
21 三维刀槽花纹
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。
图1为用于表示本发明一实施方式的轮胎1的胎面部2的展开图。在本实施方式中示出轮胎1作为重载充气轮胎形成的情形。但也可以例如作为乘用车、商用车等的充气轮胎和在轮胎内部未充填有加压空气的非充气轮胎(例如无气轮胎)等各种轮胎形成。
如图1所示，轮胎1包括在胎面部2上在轮胎周向以锯齿状延伸的四条锯齿周向槽3。并且在胎面部2上设置有用于连结在轮胎轴向上相邻的锯齿周向槽3、3之间的横槽4，由此，锯齿周向槽3、3之间的陆地部R被划分成六边形花纹块5。
所述四条锯齿周向槽3具有一对中央周向槽6和一对胎肩周向槽7。
中央周向槽6通过轮胎赤道C的两外侧并在轮胎周向以锯齿状延伸。胎肩周向槽7通过中央周向槽6的轮胎轴向外侧并在轮胎周向以锯齿状延伸。中央周向槽6的槽宽Wc为4.0mm以下，且胎肩周向槽7的槽宽Ws大于所述槽宽Wc。
如图2的(A)所示，中央周向槽6交替重复相对于轮胎周向朝向一侧倾斜(图2的(A)中为右下)的第一倾斜部分6A和相对于轮胎周向朝向另一侧倾斜(图2的(A)中为左下)的第二倾斜部分6B。第一倾斜部分6A与第二倾斜部分6B之间的交叉部被称为锯齿的顶部Pa。此外，如图2的(B)所示，胎肩周向槽7也同样交替重复相对于轮胎周向朝向一侧倾斜(图2的(B)中为右下)的第一倾斜部分7A和相对于轮胎周向朝向另一侧倾斜(图2的(B)中为左下)的第二倾斜部分7B。第一倾斜部分7A与第二倾斜部分7B之间的交叉部被称为锯齿的顶部Pb。
中央周向槽6和胎肩周向槽7在轮胎1每周上的顶部Pa、Pb的数目相同。
如图3所示，在中央周向槽6、6之间的陆地部Rc(有时称为中央陆地部Rc)中，一方中央周向槽6与另一方中央周向槽6的锯齿相位在周向上错开大约1/2节距。由此，中央陆地部Rc在周向上交替重复宽幅部分和窄幅部分。
在陆地部Rc上配置有在所述窄幅部分上延伸的横槽4c。具体而言，横槽4c连结在一方中央周向槽6的顶部Pa中朝向轮胎轴向内侧凸出的顶部Pai和在另一方中央周向槽6的顶部Pa中朝向轮胎轴向内侧凸出的顶部Pai之间。由此，中央陆地部Rc被划分成由横槽4c和第一、第二倾斜部分6A、6B包围的多个六边形花纹块5c。此外，所谓横槽4c连结顶部Pai、Pai之间意味着顶部Pai、Pai位于横槽4c两侧的壁面之间。
同样，在中央周向槽6与胎肩周向槽7之间的陆地部Rm(有时称为中间陆地部Rm)中，中央周向槽6和胎肩周向槽7的锯齿相位在周向上错开大约1/2节距。由此，陆地部Rm交替重复宽幅部分和窄幅部分。
在该中间陆地部Rm上配置有在所述窄幅部分上延伸的横槽4m。具体而言，横槽4m连结在中央周向槽6的顶部Pa中朝向轮胎轴向外侧凸出的顶部Pao和在胎肩周向槽7的顶部Pb中朝向轮胎轴向内侧凸出的顶部Pbi之间。由此，中间陆地部Rm被划分成由横槽4m、第一倾斜部分6A、7A和第二倾斜部分6B、7B包围的多个六边形花纹块5m。此外，所谓横槽4m连结顶部Pao、Pai之间意味着顶部Pao、Pbi位于横槽4m两侧的壁面之间。
这种六边形花纹块5c、5m的花纹块中央部为宽幅，并且各角的内角也较大。因此，同四边形的花纹块等相比刚性大，且具有刚性平衡优异。因此，能够使接地时的变形量变小，有利于滚动阻力性能。
此外，图5的(A)代表表示沿着横槽4c长度方向的剖面。如图所示，横槽4c、4m的深度D1被设定为小于中央周向槽6和胎肩周向槽7的深度D0。由于这提高了六边形花纹块5c、5m的周向刚性，朝向周向的变形进一步被抑制，从而更为有利于滚动阻力性能。
优选，横槽4c、4m的深度D1在所述深度D0的40～80％的范围，当超过80％时，则难以充分确保六边形花纹块5的周向刚性。而当低于40％时，则难以充分确保湿地性能。此外，可以按照惯例设定各种深度D0，在重载轮胎的情形下，可以优选采用10～16.5mm。
如图3所示，优选，横槽4c、4m相对于轮胎轴向倾斜。此时，由于横槽4c、4m相对于轮胎轴向的角度α为4～18度的范围会兼顾牵引性能和湿地性能，因而优选。并且优选，横槽4c和横槽4m的倾斜朝向彼此相反。
此外，在实施方式的轮胎1中，为了使滚动阻力性能提高而将中央周向槽6的槽宽Wc设定为4.0mm以下。
这种窄幅的中央周向槽6在接地时相对于受到来自路面的前后力和横向力，能够使隔着中央周向槽6相邻的六边形花纹块5c、5m彼此接触并相互支撑。这能够使六边形花纹块5c、5m的变形变小，能够进一步提高滚动阻力性能。
具体地说，如图4所示，在接地时，例如当六边形花纹块5m受到来自路面的力并朝向箭头方向f1倾倒时，中央周向槽6的倾斜部分(6A或6B)闭合，并能够与相邻的六边形花纹块5c接触。同样，例如当六边形花纹块5c受到来自路面的力并朝向箭头方向f2倾倒时，中央周向槽6的倾斜部分6A或6B闭合，并能够与相邻的六边形花纹块5m接触。这样，通过中央周向槽6为锯齿槽以及槽宽Wc为4.0mm以下较窄，六边形花纹块5c、5m能够彼此接触并相互支撑，能够减少六边形花纹块5c、5m的变形而进一步提高滚动阻力性能。也可以使这种六边形花纹块5c、5m彼此相互支撑也对朝向周向的倾倒发挥。
当中央周向槽6的槽宽Wc超过4.0mm时，六边形花纹块5c、5m彼此相互支撑会变得较为困难。因此，优选，槽宽Wc的上限为3.0mm以下，进一步优选为2.5mm以下。此外，从湿地性能的观点来看，优选，槽宽Wc的下限为1.0mm以上，进一步优选为1.5mm以上。
当中央周向槽6的锯齿相对于轮胎周向的角度θa(如图2的(A)所示)过小时，六边形花纹块5c、5m彼此相互支撑会变得较为困难。因此，优选，角度θa的下限为5度以上。此外，从湿地性能的观点来看，优选，角度θa的上限为20度以下。所述角度θa被定义为第一、第二倾斜部分6A、6B相对于轮胎周向的角度。第一倾斜部分6A的角度θa也可以与第二倾斜部分6B的角度θa不同。此外，角度θa例如也可以基于可变节距法等而在所述范围内变化。
尽管对胎肩周向槽7的锯齿相对于轮胎周向的角度θb(图2的(B)所示)并无特别限制，但在维持六边形花纹块5c、5m的高刚性平衡的方面，优选限制为与所述角度θa相同的角度范围。此外，所述角度θb被定义为第一、第二倾斜部分7A、7B相对于轮胎周向的角度。第一倾斜部分7A的角度θb也可以与第二倾斜部分7B的角度θb不同。此外，角度θb也可以与角度θa同样基于可变节距法等而在所述范围内变化。
而且，在本构造中，由于支撑侧的六边形花纹块5受到来自被支撑侧的六边形花纹块5的力，因而存在在横槽4的槽底10上积蓄歪曲的倾向。因此，如图3所示，在本发明轮胎1中，在横槽4的各槽底10配置有沿着槽底4延伸的第一刀槽花纹11。
本例的第一刀槽花纹11分别通过横槽4c、4m的槽宽中央。并且，第一刀槽花纹11横贯横槽4c、4m的全长形成。这种第一刀槽花纹11能够缓和槽底10的歪曲(横槽4c、4m打开朝向的歪曲)，能够抑制在槽底10产生裂纹。
如图5的(A)所示，优选，第一刀槽花纹11自横槽4(横槽4c、4m)的槽底10的深度d1为1.0mm以上。当低于1.0mm时则不能期待槽底10的歪曲的缓和效果。并且，优选，所述深度d1为锯齿周向槽3的深度D0与横槽4的深度D1之间差值(D0-D1)的75％以下。当深度d1超过(D0-D1)的75％时，第一刀槽花纹11过深，六边形花纹块5c、5c之间以及六边形花纹块5m、5m之间的移动变大。因此存在滚动阻力性能降低且在六边形花纹块5c、5m导致跟趾(Heel&toe)磨损等不均匀磨损的倾向。从这种观点来看，优选，深度d1的下限为3mm以上，更为优选，上限为(D0-D1)的65％以下。
优选，第一刀槽花纹11为在长度方向以锯齿状延伸的锯齿刀槽花纹。在第一刀槽花纹11中通过打开刀槽花纹而缓和横槽4的歪曲。此时，由于也会在刀槽花纹底导致歪曲的蓄积，因而担心在刀槽花纹底会产生裂纹。当第一刀槽花纹11为直线状的刀槽花纹时，由于在刀槽花纹底歪曲以直线状连结，因而裂纹容易成长。而当为锯齿状时，则由于歪曲不会以直线状连结，因而能够抑制在刀槽花纹底产生裂纹。
如图6的(A)、(B)所示，在六边形花纹块5c、5m上分别配置有在轮胎轴向横贯六边形花纹块5c、5m的第二刀槽花纹12c、12m。
在本例中，第二刀槽花纹12c在六边形花纹块5c的宽幅部分延伸。具体而言，第二刀槽花纹12c的两端分别在中央周向槽6的顶部Pa中朝向轮胎轴向外侧凸出的顶部Pao附近与中央周向槽6相交。所述“附近”意味着自顶部Pao的周向距离在六边形花纹块5c的周向长度LB的10％以下的距离范围。
该第二刀槽花纹12c将六边形花纹块5c划分成先着地侧的花纹块部分13F和后着地侧的花纹块部分13R。在这种花纹块中，在转动时先着地侧的花纹块部分13F离开地面的定时会变早。因此与花纹块未被划分的情形相比，因花纹块整体移动而引起的歪曲会变小，从而使滚动阻力降低。而且，由于先着地侧的花纹块部分13F较早离开地面，因而横槽4c打开的时间会变短。因而会使花纹块整体移动引起的歪曲进一步变小。结果是，降低了横槽4c的槽底10的歪曲，抑制在槽底10产生裂纹。
优选，所述第二刀槽花纹12c与横槽4c朝向相同方向倾斜，尤其是与横槽4c平行延伸。
第二刀槽花纹12m也同样在六边形花纹块5m的宽幅部分延伸。具体而言，第二刀槽花纹12m的一端在中央周向槽6的顶部Pa中朝向轮胎轴向内侧凸出的顶部Pai附近与中央周向槽6相交。第二刀槽花纹12m的另一端在胎肩周向槽7的顶部Pb中朝向轮胎轴向外侧凸出的顶部Pbo附近与胎肩周向槽7相交。所述“附近”意味着自顶部Pai的周向距离和自顶部Pbo的周向距离分别在六边形花纹块5m的周向长度LB的10％以下的距离范围。
优选，该第二刀槽花纹12c也与横槽4m朝向相同方向倾斜，尤其是与横槽4m平行延伸。
第二刀槽花纹12m将六边形花纹块5m划分成先着地侧的花纹块部分14F和后着地侧的花纹块部分14R。这会使花纹块5m整体移动而引起的歪曲变小，降低滚动阻力，并降低横槽4m的槽底10的歪曲，抑制在槽底10产生裂纹。
图5的(B)代表第二刀槽花纹12c概念性地表示沿着其长度方向的剖视图。如该图所示，第二刀槽花纹12c、12m具有轮胎轴向两侧的浅底部分15和用于连接其间的深底部分16。
这种第二刀槽花纹12c、12m与深度固定的刀槽花纹相比，能够抑制在刀槽花纹底产生裂纹。而且，通过使轮胎轴向两侧为浅底部分15，能够确保六边形花纹块5c、5m的刚性，能够维持支撑相邻花纹块的效果。因此，不仅能够发挥优良的滚动阻力性能，而且能够抑制跟趾磨损等的不均匀磨损。
此外，如图6的(A)、(B)所示，确保由第二刀槽花纹12c和中央周向槽6所夹持的锐角部分Qa的刚性，能够抑制以该锐角部分Qa为起点的不均匀磨损。同样，确保由第二刀槽花纹12m和中央周向槽6所夹持的锐角部分Qb以及由第二刀槽花纹12m和胎肩周向槽7所夹持的锐角部分Qc的刚性，能够抑制以该锐角部分Qb、Qc为起点的不均匀磨损。
优选，浅底部分15的深度d2a为深底部分16的深度d2b的50％以下。当超过50％时，不能充分发挥通过设置浅底部分15和深底部分16而引起的上述效果。
在第二刀槽花纹12c中，优选，其深底部分16的长度L16为第二刀槽花纹12c的长度Lc的20～60％。尽管未图示，但优选在第二刀槽花纹12m中，其深底部分16的长度L16为第二刀槽花纹12m的长度Lm的20～60％。当所述长度L16超过所述范围时，将难以确保六边形花纹块5c、5m的刚性。而且，当长度L16低于所述范围时，则会降低抑制在第二刀槽花纹12c、12m的刀槽花纹底产生裂纹的效果。
从抑制在刀槽花纹底产生裂纹的观点来看，优选，第二刀槽花纹12c、12m为以锯齿状延伸的锯齿刀槽花纹，尤其优选为三维刀槽花纹21。
如图7概念性所示，所谓三维刀槽花纹21意味着为在花纹块表面上在刀槽花纹长度方向以锯齿状延伸且刀槽花纹的壁面21S在深度方向也以锯齿状弯曲的刀槽花纹。这种三维刀槽花纹21，形成在刀槽花纹两壁面21S上的凹凸彼此牢固咬合。因此不仅能够确保高花纹块刚性，而且能够提高抑制在刀槽花纹块底产生裂纹的效果。
以上尽管对本发明的优选实施方式进行了详细说明，但本发明并不限于图示的实施方式而可以变形为各种方式。
【实施例】
按照表1的规格试制了具有图1的基本图案的重载轮胎(11R22.5)的轮胎，并对各试供轮胎的耐不均匀磨损性能、滚动阻力性能、横槽底以及刀槽花纹底的耐开裂性能进行了测试。使用实施例3的轮胎作为控制轮胎。测试方法如下。
<耐开裂性能>
在10吨载重的卡车(2-D车)驱动轴的一方按照下列条件安装有控制轮胎，在另一方按照下列条件安装有测试轮胎，并在通常路面上进行了行驶。
——轮辋尺寸：22.5×8.25
——内压：720kPa
然后在结束行驶时(控制轮胎的70％磨损时间)，确认了横槽的槽底(当有刀槽花纹时为刀槽花纹以外的部分)和第一、第二的各刀槽花纹的刀槽花纹底上裂纹的产生情况(裂纹的深度和长度)。
对于横槽，在中央陆地部的横槽或者中间陆地部的横槽的任一个中，若裂纹的深度为1mm以上或长度为5mm以上，则为不合格(×)。并且在合格中若裂纹的深度和长度之积为4以下则为优(◎)，超过4则为良(○)。
在第一、第二刀槽花纹各自的任一个刀槽花纹中，若裂纹的深度为1mm以上或长度为5mm以上，则为不合格(×)。并且在合格中若裂纹的深度和长度之积为4以下则为优(◎)，超过4则为良(○)。
<耐不均匀磨损性能>
使用上述车辆，使测试轮胎或控制轮胎中一方行驶至中央陆地部成为20％磨损为止。然后在20％磨损时，
(a)测定了中央陆地部的花纹块中的跟趾磨损的磨损量。数值小的良好。
(b)通过目视确认了在中央陆地部的花纹块中是否产生以锐角为起点的不均匀磨损。
<滚动阻力性能>
使用滚动阻力试验机并根据ISO28580且按照下述条件测定了测试轮胎的滚动阻力。数值小的良好。
——轮辋尺寸：22.5×8.25
——内压：860kPa
——载荷：25.01kN
——速度：80km/h
【表1】
如表所示，可以确认实施例的轮胎滚动阻力性能优异。

Claims (11)

1.一种轮胎，在胎面部上包括在轮胎周向以锯齿状延伸的四条锯齿周向槽，
并且相邻的所述锯齿周向槽之间通过连结锯齿顶部之间的横槽划分成六边形花纹块，其特征在于，
所述四条锯齿周向槽具有一对中央周向槽和槽宽大于所述中央周向槽的一对胎肩周向槽，
所述中央周向槽的槽宽为4.0mm以下，
所述横槽的深度D1小于所述锯齿周向槽的深度D0，
在所述横槽的槽底设置有沿着该横槽延伸的第一刀槽花纹。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述第一刀槽花纹自所述横槽的槽底的深度d1为1.0mm以上。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，所述第一刀槽花纹自所述横槽的槽底的深度d1为所述锯齿周向槽的深度D0与所述横槽的深度D1之差(D0-D1)的75％以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎，其特征在于，所述第一刀槽花纹以锯齿状延伸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎，其特征在于，所述六边形花纹块具有在轮胎轴向上横贯该六边形花纹块的第二刀槽花纹。
6.根据权利要求5所述的轮胎，其特征在于，所述第二刀槽花纹以锯齿状延伸。
7.根据权利要求5或6所述的轮胎，其特征在于，所述第二刀槽花纹具有轮胎轴向两侧的浅底部分和连接其之间的深底部分。
8.根据权利要求7所述的轮胎，其特征在于，所述浅底部分的深度d2a为所述深底部分的深度d2b的50％以下。
9.根据权利要求7或8所述的轮胎，其特征在于，所述深底部分的长度为所述第二刀槽花纹的长度的20～60％。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的轮胎，其特征在于，所述第二刀槽花纹为三维刀槽花纹。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的轮胎，其特征在于，所述中央周向槽的锯齿相对于轮胎周向的角度θa为5～20度。
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