CN110385944B - 轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轮胎。该轮胎能够确保操纵稳定性(包括抓地性)并且提高耐磨损性能。在胎面部(2)的轮廓(10)中，切线角度(θ)为3°的切点的位置(P₃)与轮胎赤道(Co)的距离(L₃)比胎面半宽(Tw)的65％小。在轮廓(10)中，轮胎轴向位置(P₆₀)处的切线角度(θ₆₀)与轮胎轴向位置(P₉₀)处的切线角度(θ₉₀)之差(θ₉₀‑θ₆₀)处于7°～12°的范围。

Description

轮胎

技术领域

本发明涉及改善了胎面部的踏面的轮廓的轮胎。

背景技术

要求轮胎具有较高的操纵稳定性(包括抓地性)和耐磨损性能，并且，近年来，针对该操纵稳定性和耐磨损性能的提高，尝试了从胎面部的踏面的轮廓开始的各种方法。

基于这样的背景，本发明人着眼于随着载荷变化的接地形状的变化进行了研究。

在图7的(A)中示出了使具有现有的轮廓a(图9所示)的轮胎承受最大承受能力载荷的20％时的接地形状Fa1、以及承受最大承受能力载荷的100％时的接地形状Fa2。另外，在图8的(A)、(B)中，示出了随着载荷的增加的接地长度Ly的变化、以及接地宽度Lx的变化的状态。如图8的(A)、(B)所示，在现有的轮廓a的轮胎中，接地长度Ly的增加的斜率大致恒定，与此相对，接地宽度Lx的增加的斜率在高载荷侧大幅减小。因此，在接地端侧，接地压力不均匀地提高，胎肩不均匀磨损等胎肩磨损变大，使耐磨损性能降低。另外，上述轮廓a例如是基于渐开线曲线等使曲率半径逐渐减小的所谓CTT轮廓或MRT轮廓(参照专利文献1等)。

与此相对，在下述的专利文献2中，提出了具有轮廓b(图9所示)的轮胎。在该提案的轮廓b中，切线角度为3°的切点与轮胎赤道的轮胎轴向距离小于胎面半宽的65％。在该轮胎中，由于接地面中的接地长度最长的位置接近轮胎赤道，因此具有减轻对胎肩部的负荷、提高耐久性的优点。

在图7的(B)中示出了使轮廓b的轮胎承受最大承受能力载荷的20％时的接地形状Fb1、以及承受最大承受能力载荷的100％时的接地形状Fb2。另外，在图8的(A)、(B)中，示出了随着载荷的增加的接地长度Ly的变化、以及接地宽度Lx的变化的状态。如图8的(A)、(B)所示，在轮廓b的情况下，接地长度Ly的增加斜率和接地宽度Lx的增加斜率大致恒定。因此，具有能够减轻接地端侧的接地压力从而能够减少胎肩磨损这样的优点。

然而，在上述提出的轮廓b的情况下，由于高载荷时的接地面积变小，因此导致降低包括抓地性的操纵稳定性的倾向。

另外，本发明人的研究结果为：在轮廓b中，通过增大其中心区域的曲率半径，能够增加接地面积。但是，在该情况下，接地宽度Lx的增加的斜率在高载荷侧减小，产生无法发挥胎肩磨损的降低效果这样的问题。

专利文献1：日本特开2017-159810号公报

专利文献2：日本特开2016-041563号公报

发明内容

本发明的课题在于，提供一种能够确保操纵稳定性(包括抓地性)并且提高耐磨损性能的轮胎。

本发明在安装于标准轮辋上并被施加了30kPa的气压的无承受的标准状态下的轮胎的子午线截面中，在胎面部的踏面的轮廓中，在将该轮廓的切线相对于轮胎轴向线的角度θ为3°的切点的位置设为P₃时，所述位置P₃与轮胎赤道在轮胎轴向上的距离L₃比胎面半宽Tw的65％小，而且，在所述轮廓中，轮廓在位置P₆₀处的切线相对于轮胎轴向线的角度θ₆₀与轮廓在位置P₉₀处的切线相对于轮胎轴向线的角度θ₉₀之差(θ₉₀-θ₆₀)处于7°～12°的范围，其中，所述位置P₆₀是与轮胎赤道在轮胎轴向上隔开胎面半宽Tw的60％的距离的位置，所述位置P₉₀是与轮胎赤道在轮胎轴向上隔开胎面半宽Tw的90％的距离的位置。

在本发明的轮胎中，优选所述轮廓具有包含轮胎赤道的中心区域，该中心区域由曲率半径Rc为700mm以上的圆弧构成。

在本发明的轮胎中，优选所述胎面部具有两个以上的主槽，所述两个以上的主槽包含配置在轮胎赤道的两侧的中心主槽，作为所述中心主槽之间的区域的中心陆部的陆部宽度Wc与两个所述中心主槽的槽宽Wg的合计值ΣWg之比(Wc/ΣWg)为0.50～1.60，并且，所述陆部宽度Wc与所述槽宽的合计值ΣWg之和(Wc+ΣWg)为胎面半宽Tw的50％以下。

在本发明的轮胎中，优选所述轮廓在胎面端侧具有胎肩区域，该胎肩区域由曲率半径Rs为所述曲率半径Rc的10％～30％的圆弧构成，并且，所述胎肩区域的轮胎轴向内端与轮胎赤道的距离Lsi为胎面半宽Tw的50％以上，且所述胎肩区域的轮胎轴向外端与轮胎赤道的距离Lso为胎面半宽Tw的95％以下。

"标准状态"下的轮胎形状通常近似于硫化模具内的轮胎形状，通过确定硫化模具的形状，能够控制标准状态下的轮胎形状。只要没有特别说明，轮胎的各部分的尺寸等为在上述标准状态下确定的值。

所谓"标准轮辋"是指，在包含轮胎所依据的规格在内的规格体系中，该规格按每一轮胎确定的轮辋，例如如果是JATMA，则为标准轮辋，如果是TRA，则为"设计轮辋(DesignRim)，或者如果是ETRTO，则为"测量轮辋(Measuring Rim)"。

如上所述，在本发明中，轮廓的切线的角度为3°的切点位于与轮胎赤道的距离小于胎面半宽的65％的范围。而且，将位置P₆₀处的切线的角度θ₆₀与位置P₉₀处的切线的角度θ₉₀之差(θ₉₀-θ₆₀)提高到7～12°的范围。

通过这些协同效应，即使在将中心区域的曲率半径Rc设定为例如大到700mm以上的情况下，也能够将随着载荷的上升的接地长度Ly的增加的斜率以及接地宽度Lx的增加的斜率保持为大致恒定。即，能够通过增加接地面积来实现包括抓地性在内的操纵稳定性的提高，并且能够减轻接地端侧的接地压力，从而能够减少胎肩磨损而提高耐磨损性。

附图说明

图1是示出本发明的轮胎的一个实施方式的子午线剖视图。

图2是示出轮廓中的切线角度θ为3°的切点的距离的线图。

图3是示出轮廓中的位置P₆₀、P₉₀以及切线的角度θ₆₀、θ₉₀的线图。

图4是示出轮廓的中心区域和胎肩区域的线图。

图5是示出本发明的轮廓的、随着载荷变化的接地形状的变化的示意图。

图6的(A)、(B)是示出本发明的轮廓的、随着载荷变化的接地长度Ly的变化以及接地宽度Lx的变化的曲线图。

图7的(A)、(B)是示出现有的轮廓a、b的、随着载荷变化的接地形状的变化的示意图。

图8的(A)、(B)是示出现有的轮廓a、b的、随着载荷变化的接地长度Ly的变化以及接地宽度Lx的变化的曲线图。

图9是示出现有的轮廓a、b的线图。

标号说明

1：轮胎；2：胎面部；2S：踏面；10：轮廓；15c：中心主槽；15：主槽；16c：中心陆部；Co：轮胎赤道；J：标准轮辋；Yc：中心区域；Ys：胎肩区域。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行详细地说明。

如图1所示，本实施方式的轮胎1例如是乘用车用等的充气轮胎，具有：胎体6，其从胎面部2经过胎侧部3到达胎圈部4的胎圈芯5；以及带束层7，其配置在该胎体6的半径方向外侧且位于胎面部2的内部。

胎体6由将胎体帘线相对于轮胎周向以例如70度～90度的角度排列而成的1张以上的(在本例中是两张)胎体帘布层6A、6B形成。各胎体帘布层6A、6B在横跨胎圈芯5、5之间的主体部6a的两侧具有绕胎圈芯5折返的折返部6b。另外，在主体部6a与折返部6b之间，配置有从胎圈芯5向半径方向外侧延伸的胎圈加强用的胎圈三角胶8。

带束层7由将带束帘线相对于轮胎周向以例如10度～40度的角度排列而成的2张以上的(在本例中是两张)带束帘布层7A、7B形成。带束帘线以在带束层帘布7A、7B之间相互交叉的方式使倾斜的方向不同地配置。由此，提高了带束层刚性，牢固地加强胎面部2。

根据要求，可以在带束层7的半径方向外侧设置冠带层(省略图示)。该冠带层由将冠带帘线呈螺旋状卷绕而成的冠带帘布层形成。冠带层通过其环箍效应而约束带束层7的移动，从而能够提高包括高速耐久性的高速行驶性。

并且，在标准状态下的轮胎1的子午线截面中，胎面部2的踏面2S的轮廓10规定如下。另外，标准状态是指轮胎1安装于标准轮辋J且被施加30kPa的气压的无负载状态。

如图2所示，在轮廓10中，在将该轮廓10的切线中的相对于轮胎轴向线的角度θ为3°的切线设为11时，该切线11与轮廓10相切的切点的位置P₃与轮胎赤道Co在轮胎轴向上的距离L₃小于胎面半宽Tw(图1所示)的65％。

如图1所示，胎面半宽Tw由从轮胎赤道Co到胎面端Te的轮胎轴向的距离定义。另外，在将踏面2S的延长线j1(严格地说是像图4所示那样构成胎肩区域Ys的圆弧的延长线j1)与胎侧表面3S的延长线j2的交点设为K时，胎面端Te由穿过该交点K的半径方向线与轮廓10相交的位置定义。

本发明人的研究结果可以判明：距离L₃为胎面半宽Tw的65％以下的轮胎1像上述背景技术栏中所说的那样，其载荷变化时的接地形状的变化比较小。即，如上述图8的(A)、(B)所示，随着载荷的增加的接地长度Ly的增加的斜率以及接地宽度Lx的增加的斜率的变化小。因此，具有能够减轻接地端侧的接地压力从而能够减少胎肩磨损这样的优点。

另外，距离L₃的上限更优选为胎面半宽Tw的60％以下，另外，下限优选为胎面半宽Tw的30％以上。

但是，仅将距离L₃设为胎面半宽Tw的65％以下的话，高载荷时的接地面积变小，导致包括抓地性的操纵稳定性降低。该接地面积的降低可以通过将后述的中心区域Yc(图4所示)的曲率半径Rc设定得较大来克服。但是，在这种情况下，接地宽度Lx的增加的斜率在高承受侧减小，而无法充分发挥上述接地端侧的接地压力的减轻效果。

因此，在本发明中，如图3所示，在轮廓10中，使轮廓10在位置P₆₀处的切线的角度θ₆₀与轮廓10在位置P₉₀处的切线的角度θ₉₀之差(θ₉₀-θ₆₀)处于7°～12°的范围。

位置P₆₀是指与轮胎赤道Co在轮胎轴向上隔开胎面半宽Tw的60％的距离L₆₀的位置。另外，位置P₉₀是指与轮胎赤道Co在轮胎轴向上隔开胎面半宽Tw的90％的距离L₉₀的位置。另外，角度θ₆₀和角度θ₉₀分别由各切线相对于轮胎轴向线的角度定义。

这样，通过使距离L₃为胎面半宽Tw的65％以下和使切线的角度之差(θ₉₀-θ₆₀)处于7°～12°的范围的相互作用，即使在将中心区域Yc的曲率半径Rc设定得较大而实现了接地面积的增加的情况下，也能够将随着载荷的上升的接地长度Ly的增加的斜率以及接地宽度Lx的增加的斜率保持为大致恒定。即，通过增加接地面积，能够实现包括抓地性在内的操纵稳定性的提高，并且能够减轻接地端侧的接地压力，从而能够提高耐磨损性。为了进一步减小接地宽度Lx的斜率的变化，差(θ₉₀-θ₆₀)的下限优选为9°以上，另外上限优选为11°以下。

在图5中示出了使曲率半径Rc为1200mm的轮廓10的轮胎承受最大承受能力载荷的20％时的接地形状F1、以及承受最大承受能力载荷的100％时的接地形状F2。另外，在图6的(A)、(B)中，示出了随着载荷的上升的接地长度Ly的变化以及接地宽度Lx的变化的状态。如图6的(A)、(B)所示，可以确认在使角度之差(θ₉₀-θ₆₀)处于7°～12°的范围的情况下，即使将曲率半径Rc设定得较大，接地长度Ly的增加的斜率以及接地宽度Lx的增加的斜率也大致恒定，能够减轻接地端侧的接地压力。

如图4所示，在轮廓10中，为了实现接地面积的增加，中心区域Yc由曲率半径Rc为700mm以上、优选为1000mm以上、更优选为由1200mm以上的圆弧形成。若曲率半径Rc大，则中心区域Yc中的接地长度变长，另外，因接地长度变长，接地面积也变大。中心区域Yc被定义为以轮胎赤道Co为中心且具有胎面半宽Tw的40％的宽度CW的宽度区域。即，中心区域Yc在轮胎赤道Co的两侧分别具有胎面半宽Tw的20％的宽度。另外，中心区域Yc的曲率半径Rc是使中心区域Yc的轮胎表面近似为圆时的半径，忽略了深度为1mm以上的槽。

轮廓10在胎面端Te侧具有胎肩区域Ys。该胎肩区域Ys由曲率半径Rs为上述曲率半径Rc的10％～30％的圆弧形成。优选胎肩区域Ys的轮胎轴向内端与轮胎赤道Co的距离Lsi为胎面半宽Tw的50％以上，且轮胎轴向外端与轮胎赤道Co的距离Lso为胎面半宽Tw的95％以下。

若曲率半径Rs与曲率半径Rc之比Rs/Rc超过30％，则踏面2S变得过于平坦，因此有耐偏磨损性能恶化的倾向。反之，若比Rs/Rc低于10％，则胎肩区域Ys的接地长度变得过短，有操纵稳定性恶化的倾向。

在中心区域Yc与胎肩区域Ys之间配置有中间区域Ym。中间区域Ym形成为包含曲率半径Rm的圆弧。曲率半径Rm优选在曲率半径Rc的35％～65％的范围。另外，中间区域Ym可以在与中心区域Yc连接的一侧包含曲率半径Rc的圆弧部分。

另外，在胎肩区域Ys的外侧配置有构成胎面端Te的曲率半径Re的外胎肩区域Ye。该外胎肩区域Ye将胎肩区域Ys与胎侧表面3S平滑地连接。曲率半径Re优选在曲率半径Rc的2％～8.0％的范围。另外，曲率半径为：Rc＞Rm＞Rs＞Re，各圆弧通过切点平滑地连接。

如图3所示，在胎面部2上配置有两条以上的主槽15，该主槽15包含配置在轮胎赤道Co的两侧的中心主槽15c。在本例中，示出了主槽15由中心主槽15c和配置在其外侧的胎肩主槽15s构成的情况。由此，在胎面部2形成有中心主槽15c、15c之间的区域即中心陆部16c、中心主槽15c与胎肩陆部16s之间的区域即中间陆部16m以及比胎肩主槽15s靠外侧的区域即胎肩陆部16s。

而且，在本例中，为了进一步提高操纵稳定性，如图4所示，将中心陆部16c的陆部宽度Wc与上述2条中心主槽15c的槽宽Wg的合计值ΣWg之比(Wc/Wg)限制在0.50～1.60的范围。该比(Wc/ΣWg)的下限更加优选为0.60以上，另外，上限更加优选为1.40以下，进一步优选为1.20以下。将上述陆部宽度Wc与上述槽宽的合计值ΣWg之和(Wc+ΣWg)限制在胎面半宽Tw的50％以下。

在和(Wc+ΣWg)变得过大的情况下，中心陆部16c的刚性变大，导致操纵稳定性恶化。另外，若槽宽Wg相对于陆部宽度Wc过宽，则从中心陆部16c至中间陆部16b的力的连接变差，有操纵稳定性恶化的倾向。若槽宽Wg相对于陆部宽度Wc过窄，则湿路性能恶化。

以上，对本发明的特别优选的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，能够变形为各种方式来实施。

实施例

试制了具有图1所示的内部结构和表1所示的规格的轮廓的充气轮胎(235/65R16115/113R)。各轮胎仅轮廓不同，轮胎内部结构相同。然后，测试各试制轮胎的干燥路面操纵稳定性、湿路操纵稳定性以及耐磨损性。

(1)干燥路面操纵稳定性：

将轮胎在轮辋(16×6.5J)、内压(前轮340kpa、后轮420kpa)的条件下安装在车辆(大众汽车公司的克拉夫特)的所有车轮上。对前轮的施加载荷6.86kN，对后轮施加载荷10.29kN。然后，在干燥路面的测试路线(1周约10km)上行驶3周，在直线道路上，以约140km/h的速度每1周进行10次车道变线。通过驾驶员的感官评价，用以比较例1为100的指数评价此时的操纵稳定性。数值越大，则操纵稳定性能越优异。

(2)湿路操纵稳定性：

将轮胎在轮辋(16×6.5J)、内压(前轮300kpa、后轮300kpa)的条件下安装在车辆(大众汽车公司的克拉夫特)的所有车轮上。对前轮的施加载荷6.86kN，对后轮施加载荷5.17kN。然后，在湿路面的测试路线(1周约5km)上行驶3周，在直线道路上，以约50km/h的速度每1周进行5次车道变线。通过驾驶员的感官评价，用以比较例1为100的指数评价此时的操纵稳定性。数值越大，则操纵稳定性能越优异。

(3)耐磨损性：

使用上述车辆，使其在干燥沥青路面的磨损评价测试路线上行驶20000km，测定中心主槽的位置处的磨损量δc与胎肩主槽的位置处的磨损量δs之比(δs/δc)，用以比较例1为100的指数进行评价。数值越大，则耐磨损性能越优异。

【表1】

对比较例1、2和实施例1～3进行比较可以确认，通过将切线角度之差(θ₉₀-θ₆₀)限制在规定范围，即使在中心区域的曲率半径Rc大的情况下，也能够确保优异的操纵稳定性并且提高耐偏磨损性。

在比较例3和实施例4中，可以确认，由于将曲率半径Rc减小至1000mm，因此与比较例1相比，接地面积相应地减小，操纵稳定性降低，但通过将切线角度之差(θ₉₀-θ₆₀)限制在规定范围，可以充分发挥耐偏磨损性的提高效果。

如比较例4所示，可以确认：在距离L₃超过胎面半宽Tw的0.65的情况下，即使切线角度之差(θ₉₀-θ₆₀)在规定范围，也无法充分发挥耐偏磨损性的提高效果。

Claims (4)

1.一种轮胎，

在安装于标准轮辋并被施加了30kPa的气压的无负载的标准状态下的轮胎的子午线截面中，

在胎面部的踏面的轮廓中，在将该轮廓的切线相对于轮胎轴向线的角度θ为3°的切点的位置设为P₃时，所述位置P₃与轮胎赤道在轮胎轴向上的距离L₃比胎面半宽Tw的65％小，

而且，在所述轮廓中，轮廓在位置P₆₀处的切线相对于轮胎轴向线的角度θ₆₀与轮廓在位置P₉₀处的切线相对于轮胎轴向线的角度θ₉₀之差(θ₉₀-θ₆₀)处于7°～12°的范围，其中，所述位置P₆₀是与轮胎赤道在轮胎轴向上隔开胎面半宽Tw的60％的距离的位置，所述位置P₉₀是与轮胎赤道在轮胎轴向上隔开胎面半宽Tw的90％的距离的位置。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其中，

所述轮廓具有包含轮胎赤道的中心区域，该中心区域由曲率半径Rc为700mm以上的圆弧构成。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其中，

所述胎面部具有两个以上的主槽，所述两个以上的主槽包含配置在轮胎赤道的两侧的中心主槽，

作为所述中心主槽之间的区域的中心陆部的陆部宽度Wc与两个所述中心主槽的槽宽Wg的合计值ΣWg之比(Wc/ΣWg)为0.50～1.60，

并且，所述陆部宽度Wc与所述槽宽的合计值ΣWg之和(Wc+ΣWg)为胎面半宽Tw的50％以下。

4.根据权利要求2所述的轮胎，其中，

所述轮廓在胎面端侧具有胎肩区域，

该胎肩区域由曲率半径Rs为所述曲率半径Rc的10％～30％的圆弧构成，并且，所述胎肩区域的轮胎轴向内端与轮胎赤道的距离Lsi为胎面半宽Tw的50％以上，且所述胎肩区域的轮胎轴向外端与轮胎赤道的距离Lso为胎面半宽Tw的95％以下。

Images