CN113905905A

CN113905905A - 充气轮胎

Info

Publication number: CN113905905A
Application number: CN202080040387.7A
Authority: CN
Inventors: 大泽靖雄
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2019-06-14
Filing date: 2020-05-27
Publication date: 2022-01-07
Anticipated expiration: 2040-05-27
Also published as: EP3984775B1; US20220219492A1; EP3984775A4; JP2020203505A; JP7152362B2; WO2020250692A1; EP3984775A1; CN113905905B

Abstract

根据本发明的充气轮胎具有胎面部。胎面部在胎面表面中具有一个或多个刀槽。刀槽包括：在胎面表面侧的第一刀槽部；在刀槽底部侧的第二刀槽部；以及在第一刀槽部和第二刀槽部之间的刀槽宽度比第一刀槽部和第二刀槽部大的宽径部。宽径部的至少底部包含在中间胎面橡胶层中，该中间胎面橡胶层位于构成胎面表面的胎面橡胶层和胎面部的轮胎径向最内侧的胎面橡胶层之间的在轮胎径向上的中间位置处。

Description

充气轮胎

技术领域

本公开涉及充气轮胎。

背景技术

为了在磨损加剧时提高排水性能，已经提出在轮胎径向最内侧的胎面橡胶层(与形成胎面部的胎面表面的胎面橡胶层不同的橡胶层)中配置设置有具有较大槽宽的宽径部的刀槽。例如，参见专利文献1。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-130227号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，当在上述技术中具有大槽宽的上述槽随着磨损的加剧而露出时，陆部的刚性降低。这可能导致耐磨性降低，特别是当例如在上述轮胎径向最内侧的胎面橡胶层中使用容易磨损的橡胶时。

本公开旨在提供一种能够在磨损加剧时提高排水性能而不牺牲耐磨性的充气轮胎。

用于解决问题的方案

本公开的概要如下。

根据本发明的充气轮胎包括：

胎面部；和

在所述胎面部的胎面表面上的至少一个刀槽，其中

所述刀槽包括在胎面表面侧的第一刀槽部、在刀槽底部侧的第二刀槽部以及在所述第一刀槽部和所述第二刀槽部之间的刀槽宽度大于所述第一刀槽部的刀槽宽度和所述第二刀槽部的刀槽宽度的宽径部，以及

所述宽径部的至少底部包含在中间胎面橡胶层中，所述中间胎面橡胶层位于形成所述胎面表面的胎面橡胶层和所述胎面部的轮胎径向最内侧的胎面橡胶层之间的轮胎径向上的中间位置处。

这里，“胎面表面”是指当将充气轮胎安装于适用轮辋、填充到规定内压并承受最大负载时在胎面周向上与路面接触的整个胎面表面。

“刀槽”是指当将充气轮胎安装于适用轮辋、填充到规定内压并且无负载时在胎面表面处开口宽度为2.5mm以下的刀槽。

在本说明书中，“适用轮辋”是指在制造和使用轮胎的地区中有效的工业标准(例如，日本的JATMA(日本汽车轮胎制造商协会)出版的年鉴、欧洲的ETRTO(欧洲轮胎和轮辋技术组织)的标准手册、美国的TRA(轮胎和轮辋协会)的年鉴等)中记载或者未来将记载的适用尺寸的标准轮辋(诸如欧洲的ETRTO的标准手册中的测量轮辋或美国的TRA年鉴中的设计轮辋)。(换言之，“轮辋”不仅包括现有尺寸还包括未来可能被包括在工业标准中的尺寸。“未来将记载的尺寸”的示例是在2013年度版的ETRTO标准手册中的“未来的发展”下记载的尺寸)。在上述工业标准中未记载的尺寸的情况下，“轮辋”是指宽度对应于轮胎的胎圈宽度的轮辋。

“规定内压”是指上述JATMA等记载的、与适用尺寸/帘布层等级下的单个车轮的最大负载能力相对应的气压(最大气压)。在工业标准中未记载的尺寸的情况下，“规定内压”是指与针对安装了轮胎的各车辆规定的最大负载能力相对应的气压(最大气压)。

“最大负载”是指与上述最大负载能力相对应的负载。

在本说明书中，“损耗正切”是指动态损耗模量(E”)与动态储藏模量(E')的比(E”/E')，并且是在初始载荷160g、初始应变1％、振动频率50Hz以及温度30℃的条件下，在厚度为2mm、宽度为5mm并且长度为20mm的胎面橡胶试片上测量的值。

在本说明书中，“周向主槽”是指如下的在胎面周向上延伸的槽：当将充气轮胎安装于适用轮辋、填充到规定内压并且无负载时在胎面表面处具有2mm以上的开口宽度并且粘附有磨损指示器。

发明的效果

根据本公开，能够提供能在磨损加剧时提高排水性能而不牺牲耐磨性的充气轮胎。

附图说明

在附图中：

图1是示意性地示出根据本公开的一实施方式的充气轮胎的胎面花纹的展开图；

图2是示意性地示出根据本公开的一实施方式的充气轮胎中的刀槽的示例的截面图；和

图3是为了比较而示意性地示出比较用刀槽的示例的截面图。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本公开的实施方式。

充气轮胎(以下简称为轮胎)的内部结构等能够与具有胎面部的传统轮胎相同。作为示例，轮胎能够具有一对胎圈部、连接到该对胎圈部的一对胎侧部以及布置于该对胎侧部之间的胎面部。轮胎还能够具有在一对胎圈部之间环形延伸的胎体和布置在胎体的胎冠部的径向外侧的带束。

除非另有说明，尺寸等是指当将轮胎安装于适用轮辋、填充到规定内压并且无负载时(在本说明书中称为“基准状态”)的尺寸等。

图1是示意性示出根据本公开的实施方式的充气轮胎的胎面花纹的展开图。

如图1所示，本示例的轮胎在胎面部的胎面表面1(以下也称为胎面表面1)上具有沿胎面周向延伸的多个(在图示的示例中为3个)周向主槽2(2a、2b、2c)和由多个周向主槽2中的沿胎面宽度方向相邻的周向主槽2限定或者由周向主槽2(2a、2c)和胎面边缘TE限定的多个(在图示的示例中为4个)陆部3(3a、3b、3c、3d)。在本示例中，一个周向主槽2b位于轮胎赤道面CL上，其它周向主槽2a、2c分别位于胎面宽度方向上被轮胎赤道面CL划分的一个半部和另一半部中。在本示例中，在每个胎面宽度方向半部中配置两个陆部3。如图所示，陆部3b、3c是胎面宽度方向中央附近的陆部，并且陆部3a、3d是与胎面边缘TE相邻的陆部。在图1所示的示例中，周向主槽2的数量是三个，但该数量能够是两个以下(0至2个)或者能够是四个以上。因此，陆部3的数量也能够是三个以下(1至3个)，或者能够是五个以上。

如图1所示，与胎面边缘TE相邻的陆部3a、3d被沿胎面宽度方向延伸的多个宽度方向槽4(在图示范围中为两个槽)划分为花纹块5。因此，在本示例中，在胎面宽度方向中央附近的陆部3b、3c是肋状陆部，并且与胎面边缘TE相邻的陆部3a、3d不是肋状的，即是块状的陆部。“肋状陆部”是指在胎面周向上没有被沿胎面宽度方向延伸的宽度方向槽或宽度方向刀槽完全划分的陆部。另一方面，所有陆部都可以是肋状陆部，或者所有陆部都可以是块状陆部。可选地，当一些陆部是肋状陆部而其余陆部是块状陆部时，如在本示例中，在胎面宽度方向上的任何位置处的陆部都可以是肋状陆部。在包括宽度方向槽4的陆部中，宽度方向槽4的数量没有特别限制并且能够考虑负比率等适当地确定。

在图示的示例中，在胎面表面1的平面图中，周向主槽2都沿着胎面周向延伸(没有倾斜)，但周向主槽2中的至少一个可以相对于胎面周向倾斜延伸。在这种情况下，周向主槽2可以相对于胎面周向以例如5°以下的角度倾斜。在图示的示例中，所有周向主槽2都沿胎面周向笔直延伸，但周向主槽2中的至少一个也可以具有诸如锯齿状或曲线状的形状。

在图示的示例中，所有宽度方向槽4都沿着胎面宽度方向延伸(没有倾斜)，但宽度方向槽4中的至少一个可以相对于胎面宽度方向倾斜延伸。在这种情况下，宽度方向槽4优选地以45°以下的倾斜角相对于胎面宽度方向倾斜，并且更优选地以30°以下的倾斜角倾斜。在图示的示例中，所有宽度方向槽4都在胎面宽度方向上笔直延伸，但宽度方向槽4中的至少一个可以具有弯曲部。

在图示的示例中，在胎面宽度方向上与一个半部的胎面边缘TE相邻的陆部3a的宽度方向槽4和在胎面宽度方向上与另一半部的胎面边缘TE相邻的陆部3d的宽度方向槽4以使得在沿胎面宽度方向投影时重叠的方式配置于胎面周向上的匹配位置处。然而，陆部3的宽度方向槽4能够以使得在沿胎面宽度方向投影时不重叠的方式配置于在胎面周向上相对于彼此偏移的位置处。

如图1所示，本实施方式的轮胎在胎面部的胎面表面1上包括一个或多个刀槽6。在本示例中，各个陆部3均包括一个或多个刀槽6，但可以存在不具有刀槽6的陆部3，只要一个或多个陆部3包括刀槽6即可。

在本示例中，在与胎面边缘TE相邻的陆部3a、3d中，各个花纹块5仅具有一个刀槽6。然而，各个花纹块5可以具有两个以上的刀槽6，或者一些花纹块可以不具有刀槽6。

在图示的示例中，设置在与胎面边缘TE相邻的陆部3a、3d的各个花纹块5中的刀槽6是沿胎面宽度方向延伸的宽度方向刀槽6a。在图示的示例中，宽度方向刀槽6a沿着胎面宽度方向延伸，但也可以相对于胎面宽度方向倾斜延伸，在这种情况下，宽度方向刀槽6a优选相对于胎面宽度方向以45°以下的倾斜角倾斜，并且更优选以30°以下的倾斜角倾斜。

另一方面，当刀槽6设置在花纹块5中时，刀槽6能够是沿胎面周向延伸的周向刀槽。在这种情况下，刀槽可以是沿着胎面周向延伸的周向刀槽，或者可以相对于胎面周向倾斜地延伸。在周向刀槽相对于胎面周向倾斜延伸的情况下，周向刀槽优选相对于胎面周向以45°以下的倾斜角倾斜，更优选地以30°以下的倾斜角倾斜。

或者，当在花纹块5上设置刀槽6时，可以设置宽度方向刀槽和周向刀槽两者。

在本示例中，胎面宽度方向中央附近的陆部3b、3c在图示范围内分别具有四个刀槽6。具体地，沿胎面宽度方向延伸的宽度方向刀槽6a和沿胎面周向延伸的周向刀槽6b以大致T字形连接并且沿胎面周向间隔配置。另一方面，当胎面宽度方向中央附近的陆部3b、3c包括刀槽6时，陆部3b、3c能够仅包括宽度方向刀槽6a或仅包括周向刀槽6b。在这种情况下，刀槽6的数量(宽度方向刀槽6a的数量和周向刀槽6b的数量)没有特别限制并且能够适当地设定。当设置宽度方向刀槽6a和周向刀槽6b两者时，宽度方向刀槽6a的数量和周向刀槽6b的数量的组合没有特别限制并且能够适当地设定。宽度方向刀槽6a和周向刀槽6b可以如在本示例中那样交叉，或者可以构造成不交叉。

在图示的示例中，宽度方向刀槽6a沿着胎面宽度方向延伸，但宽度方向刀槽6a也可以相对于胎面宽度方向倾斜延伸。周向刀槽6b在图示的示例中沿着胎面周向延伸，但可以相对于胎面周向倾斜延伸，在这种情况下，周向刀槽6b优选地相对于胎面周向以45°以下的倾斜角倾斜，并且更优选地以30°以下的倾斜角倾斜。

在图示的示例中，在胎面宽度方向上以轮胎赤道面CL为边界的一个半部中与胎面边缘TE相邻的陆部3a的宽度方向刀槽6a以及在胎面宽度方向上以轮胎赤道面CL为边界的另一半部中与胎面边缘TE相邻的陆部3d的宽度方向刀槽6a以使得当在胎面宽度方向上投影时重叠的方式在胎面周向上相位对齐，但也可以替代地配置在胎面周向上的不同相位处。

在图示的示例中，在胎面宽度方向上以轮胎赤道面CL为边界的一个半部中在胎面宽度方向中央附近的陆部3b的宽度方向刀槽6a以及在胎面宽度方向上以轮胎赤道面CL为边界的另一半部中在胎面宽度方向中央附近的陆部3c的宽度方向刀槽6a以使得当在胎面宽度方向上投影时重叠的方式在胎面周向上相位对齐，但也可以替代地配置在胎面周向上的不同相位处。在图示的示例中，在胎面宽度方向上以轮胎赤道面CL为边界的一个半部中在胎面宽度方向中央附近的陆部3b的周向刀槽6b以及在胎面宽度方向上以轮胎赤道面CL为边界的另一半部中在胎面宽度方向中央附近的陆部3c的周向刀槽6b以使得当在胎面宽度方向上投影时重叠的方式在胎面周向上相位对齐，但也可以替代地配置在胎面周向上的不同相位处。

在图示的示例中，与胎面边缘TE相邻的陆部3a、3d的宽度方向刀槽6a和在胎面宽度方向中央附近的陆部3b、3c的宽度方向刀槽6a和周向刀槽6b以使得当在胎面宽度方向上投影时不重叠的方式在胎面周向上相位偏移地配置，但可以以使得当在胎面宽度方向上投影时至少部分地重叠的方式配置。

在图1所示的示例中，刀槽6在该平面图中都沿延伸方向笔直延伸，但在该平面图中刀槽6能够替代地在弯曲的情况下延伸。

图2是示意性地示出根据本公开的实施方式的充气轮胎中的刀槽的示例的截面图。图2在平面图中示出了与延伸方向正交的截面中的刀槽。在图示的示例中，示出了刀槽是周向刀槽的情况，但在以下说明中，刀槽不限于周向刀槽。

如图2所示，本示例的刀槽6包括胎面表面1侧的第一刀槽部7、在刀槽底部侧的第二刀槽部8以及在第一刀槽部7与第二刀槽部8之间的宽径部9，其中宽径部中的刀槽宽度大于第一刀槽部7的刀槽宽度和第二刀槽部8的刀槽宽度。

如上所述，刀槽6在胎面表面1侧包括第一刀槽部7。从新轮胎到磨损初期，第一刀槽部7能够实现与普通刀槽相同的功能。

如图2所示，在本示例中，第一刀槽部7在沿刀槽的深度方向弯曲的情况下延伸。然而，第一刀槽部7也能够在刀槽的深度方向上笔直延伸(如上所述，在刀槽6的平面图中，本示例中的第一刀槽部7能够在延伸方向上笔直延伸、能够在弯曲的情况下延伸、或者能够以其任何组合的方式延伸)。

如上所述，刀槽6包括在刀槽底部侧的第二刀槽部8。

图3是为了比较而示意性地示出比较用刀槽的示例的截面图。如图2和图3所示，在硫化过程中，形成具有槽2的胎面表面1的胎面橡胶10以避开槽2的方式沿轮胎径向向内挤出。如图3所示，如果为了提高磨损加剧时的排水性能而要仅设置在胎面表面1侧具有刀槽部70和宽径部90的刀槽，则宽径部90将位于轮胎径向上的最内侧。如在形成槽的情况下那样，形成胎面表面1的胎面橡胶10将在硫化过程中以避开宽径部90的方式被挤出，并且宽径部90最终不会处于中间胎面橡胶层120中而是在形成胎面表面1的胎面橡胶层100中。

相反，如图2所示，在本示例中，位于轮胎径向最内侧的部分是第二刀槽部8。因此，在硫化过程中能够抑制形成胎面表面1的胎面橡胶1的挤出，从而宽径部9的至少底部(在本示例中为全部)能够包含在中间胎面橡胶层12中。

当宽径部9随着磨损加剧而露出时，能够使用宽径部9来提高排水性能，并且上述构造使得能够在此时使用中间胎面橡胶层12。

如图2所示，在本示例中，第二刀槽部8沿刀槽的深度方向笔直延伸。然而，第二刀槽部8也能够在弯曲的情况下在刀槽的深度方向上延伸。在刀槽6的平面图中，如上所述，本示例中的第二刀槽部8能够在延伸方向上笔直延伸、能够在弯曲的情况下延伸、或者能够以其任意组合的方式延伸。

刀槽6最优选在平面图中在延伸方向上弯曲延伸，第一刀槽部7最优选地在弯曲的情况下在刀槽的深度方向上延伸，并且第二刀槽部8最优选地在刀槽的深度方向上笔直延伸。

当胎面表面1具有一个或多个沿轮胎周向延伸的周向主槽2时，如在图1所示的示例中，第二刀槽部8的轮胎径向最内侧边缘优选位于比周向主槽2的槽底靠轮胎径向外侧的位置。这能够抑制在第二刀槽部8的刀槽底部产生裂纹，从而提高轮胎耐久性。

在本示例中，第二刀槽部8的刀槽宽度为2.0mm以下，并且第二刀槽部8在刀槽深度方向上的延伸长度与第二刀槽部8的刀槽宽度之比为2以上。这能够进一步抑制在硫化期间的胎面橡胶的上述流动，从而进一步提高轮胎的可制造性。

如在本示例中，第一刀槽部7在刀槽深度方向上的延伸长度优选比第二刀槽部8在刀槽深度方向上的延伸长度长。然而，第一刀槽部7在刀槽深度方向上的延伸长度能够比第二刀槽部8在刀槽深度方向上的延伸长度短或相同。

如上所述，刀槽6包括宽径部9。结果，当磨损加剧时，出现具有大刀槽宽度的宽径部9，从而提高排水性能。

如图2所示，在本示例中的宽径部9是球状的，并且更具体地为球体。另一方面，宽径部9例如能够是球状的并且具有椭圆形截面形状，或者宽径部9例如能够具有矩形的截面形状(正方形、长方形、梯形等)。在这种情况下，可以对任何一个或多个角部进行倒角。

这里，如图2所示，宽径部9的至少底部包含在中间胎面橡胶层12中，该中间胎面橡胶层12不同于形成胎面表面1的胎面橡胶层10和胎面部的位于轮胎径向最内侧的胎面橡胶层11。特别地，在本示例中，宽径部9的至少全部都包含在中间胎面橡胶层12中。因此，当宽径部9(至少其底部，或者在本示例中为全部)出现时使用胎面橡胶层12，并且通过适当调整胎面橡胶层12的耐磨性，能够进一步提高磨损加剧时的耐磨性。例如，能够通过调节中间胎面橡胶层12的损耗正切tanδ1来调节胎面橡胶层12的耐磨性。在这种情况下，中间胎面橡胶层12的损耗正切tanδ1优选大于胎面部的轮胎径向最内侧的胎面橡胶层11的损耗正切tanδ2。中间胎面橡胶层12的损耗正切tanδ1能够大于、小于或等于形成胎面表面1的胎面橡胶层10的损耗正切tanδ3。

图2中示意性地示出了胎面橡胶层10、11和12的厚度，并且任意层可以比任意其它层厚或薄。

如图2所示，本示例中的第一刀槽部7(全部)包含在形成胎面表面1的胎面橡胶层10中。

如图2所示，本示例中的第二刀槽部8的一部分或全部(在图示的示例中为全部)包含在中间胎面橡胶层12中。然而，第二刀槽部8在轮胎径向内侧的部分可以包含在胎面部的轮胎径向最内侧的胎面橡胶层11中。

在本示例中，胎面部包括胎冠橡胶层和比胎冠橡胶层位于靠轮胎径向内侧的位置的基部橡胶层。在本示例中，胎冠橡胶层包括外侧胎冠橡胶层和比外侧胎冠橡胶层位于靠轮胎径向内侧的位置的内侧胎冠橡胶层。

即，在本示例中，形成上述胎面表面1的胎面橡胶层10是外侧胎冠橡胶层。在本示例中，胎面部的轮胎径向最内侧的胎面橡胶层11是基部橡胶层。中间胎面橡胶层12是内侧胎冠橡胶层。

因此，在本示例中，宽径部9的至少底部(在图示的示例中为全部)包含在内侧胎冠橡胶层中。

结果，在胎面部具有层叠橡胶结构的情况下，当磨损加剧时，能够在不牺牲耐磨性的情况下提高排水性能。

然而，胎面部不限于层叠橡胶结构。

此时，中间胎冠橡胶层12的损耗正切tanδCi优选大于基部橡胶层11的损耗正切tanδB。

例如能够通过用金属片加工、铸造或层叠成型(3D打印)来制造上述刀槽6。

虽然上面已经说明了本公开的实施方式，但本公开决不限于上述实施方式。例如，在上述示例中，形成胎面表面的胎面橡胶层10和胎面部的轮胎径向最内侧的胎面橡胶层11均是一层，但也可以替代地是两层以上。在上述示例中，中间胎面橡胶层12也是一层，但可以是两层以上。

附图标记说明

1 胎面表面

2、2a、2b、2c 周向主槽

3、3a、3b、3c、3d 陆部

4 宽度方向槽

5 花纹块

6 刀槽

6a 宽度方向刀槽

6b 周向刀槽

7 第一刀槽部

8 第二刀槽部

9 宽径部

10 形成胎面表面的胎面橡胶层

11 胎面部的轮胎径向最内侧的胎面橡胶层

12 中间胎面橡胶层

CL 轮胎赤道面

TE 胎面边缘

Claims

1.一种充气轮胎，其包括：

胎面部；和

在所述胎面部的胎面表面上的至少一个刀槽，其中

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述中间胎面橡胶层的损耗正切tanδ1大于所述胎面部的轮胎径向最内侧的胎面橡胶层的损耗正切tanδ2。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述宽径部的全部都包含在所述中间胎面橡胶层中。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述第一刀槽部在刀槽深度方向上的延伸长度比所述第二刀槽部在刀槽深度方向上的延伸长度长。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的充气轮胎，还包括：

在所述胎面表面上沿胎面周向延伸的至少一个周向主槽，其中

所述第二刀槽部在轮胎径向上的最内侧边缘位于比所述周向主槽的槽底靠轮胎径向上的外侧的位置。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述第二刀槽部的刀槽宽度为2.0mm以下，并且所述第二刀槽部在刀槽深度方向上的延伸长度与所述第二刀槽部的刀槽宽度之比为2以上。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的充气轮胎，其特征在于，

所述胎面部包括胎冠橡胶层和位于比所述胎冠橡胶层靠轮胎径向上的内侧的位置的基部橡胶层，

所述胎冠橡胶层包括外侧胎冠橡胶层和位于比所述外侧胎冠橡胶层靠轮胎径向上的内侧的位置的内侧胎冠橡胶层，

形成所述胎面表面的胎面橡胶层是所述外侧胎冠橡胶层，

所述中间胎面橡胶层是所述内侧胎冠橡胶层，和

所述胎面部的轮胎径向最内侧的胎面橡胶层是所述基部橡胶层。

8.根据权利要求7所述的充气轮胎，其特征在于，所述内侧胎冠橡胶层的损耗正切tanδCi比所述基部橡胶层的损耗正切tanδB大。