CN117162705A - 轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供即使胎面部的磨损加剧，也能够维持雪上性能的轮胎。轮胎具有胎面部(2)。胎面部(2)包括接地面(2s)和第一沟(10)。构成胎面部(2)的胎面橡胶(2G)包括第一橡胶层(6)和第二橡胶层(7)。第二橡胶层(7)的复弹性模量E＊2小于第一橡胶层(6)的复弹性模量E＊1。第一沟(10)包括第一沟边缘(11)、沟底面(12)以及第一沟壁(13)。在第一沟(10)的横截面中，第一沟壁(13)在第一沟边缘(11)与沟底面(12)之间包括位于比第一沟边缘(11)靠第一沟(10)的沟宽方向的外侧的位置的宽顶部(15)。宽顶部(15)位于第二橡胶层(7)内。

Description

轮胎
技术领域
本发明涉及轮胎。
背景技术
在下述专利文献1中提出一种在胎面部设置有多个倾斜沟的轮胎。该轮胎期待通过上述倾斜沟来提高雪上性能。
专利文献1：日本特开2018-193056号公报
一般，若轮胎的胎面部的磨损加剧，则存在形成于上述胎面部的沟的容积减少，雪上性能降低的问题。
发明内容
本发明是鉴于以上那样的实际情况所做出的，主要课题在于提供即使胎面部的磨损加剧，也能够维持雪上性能的轮胎。
本发明的轮胎具有胎面部，其中，所述胎面部包括：接地面、和在所述接地面开口的至少一条第一沟，构成所述胎面部的胎面橡胶包括：在所述接地面不露出的第一橡胶层、和与所述第一橡胶层的轮胎径向外侧连接的第二橡胶层，所述第二橡胶层的复弹性模量E＊2小于所述第一橡胶层的复弹性模量E＊1，所述第一沟包括：作为出现在所述接地面的两个沟边缘中的一方的第一沟边缘、位于比所述第二橡胶层靠轮胎径向内侧的位置的沟底面、以及所述第一沟边缘与所述沟底面之间的第一沟壁，在所述第一沟的横截面内，所述第一沟壁包括在所述第一沟边缘与所述沟底面之间位于比所述第一沟边缘靠所述第一沟的沟宽方向的外侧的位置的宽顶部，所述宽顶部位于所述第二橡胶层内。
本发明的轮胎通过采用上述结构，即使胎面部的磨损加剧，也能够维持雪上性能。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的轮胎的胎面部的展开图。
图2是图1的胎面橡胶以及第一沟的剖视图。
图3是本发明的其他实施方式的胎面橡胶以及第一沟的横截面图。
图4是比较例1的胎面橡胶以及第一沟的横截面图。
图5是比较例2的胎面橡胶以及第一沟的横截面图。
附图标记说明：2...胎面部；2s...接地面；2G...胎面橡胶；6...第一橡胶层；7...第二橡胶层；10...第一沟；11...第一沟边缘；12...沟底面；13...第一沟壁；15...宽顶部；E＊1...第一橡胶层的复弹性模量；E＊2...第二橡胶层的复弹性模量。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施的一个方式进行说明。图1是本实施方式的轮胎1的胎面部2的正规状态下的展开图。如图1所示，本实施方式的轮胎1例如适合作为乘用车用的冬季用的充气轮胎使用。在本发明的其他方式中，轮胎1例如能够作为重载荷用的充气轮胎、在轮胎的内部不填充加压的空气的非空气式轮胎等使用。
上述“正规状态”是指在规定了各种规格的充气轮胎的情况下，将轮胎轮辋组装于正规轮辋并且填充有正规内压，且无负荷的状态。在未规定各种规格的轮胎的情况下，上述正规状态是指与轮胎的使用目的对应的标准的使用状态，并且是未安装于车辆且无负荷的状态。在本说明书中，在未特别说明的情况下，轮胎各部的尺寸等是在上述正规状态下测定出的值。
“正规轮辋”是在包括轮胎所依据的规格在内的规格体系中，针对每个轮胎而规定该规格的轮辋，例如若为JATMA，则为“标准轮辋”，若为TRA，则为“Design Rim”，若为ETRTO，则为“Measuring Rim”。
“正规内压”是指在包括轮胎所依据的规格在内的规格体系中，针对每个轮胎而规定各规格的气压，若为JATMA，则为“最高气压”，若为TRA，则为表“TIRE LOAD LIMITS ATVARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”记载的最大值，若为ETRTO，则为INFLATIONPRESSURE”。
本实施方式的轮胎1例如具有被指定了旋转方向R的方向性花纹。旋转方向R例如在侧壁部(省略图示)用文字或符号表示。
胎面部2包括：接地面2s、和在接地面开口的至少一条第一沟10。在本实施方式的胎面部2设置有多个第一沟10。第一沟10例如从轮胎轴向两侧的胎面端Te朝向轮胎赤道C且向上述旋转方向R的先着地侧倾斜。另外，第一沟10在轮胎赤道C的近前处中断。但本发明对于在俯视观察胎面部2(以下，有时称为“胎面俯视图”)时的第一沟10的形状并不特别限定。
在图2中示出构成胎面部2的胎面橡胶2G以及第一沟10的剖视图。图2相当于图1的A-A线剖视图并示出与第一沟10的长度方向正交的横截面。如图2所示，胎面橡胶2G包括：在接地面2s不露出的第一橡胶层6、和与第一橡胶层6的轮胎径向外侧连接的第二橡胶层7。另外，第二橡胶层7的复弹性模量E＊2小于第一橡胶层6的复弹性模量E＊1。公知复弹性模量E＊小的橡胶层柔软性优异，在出现在接地面的情况下，在湿路面、雪路上提供较大的抓地力。
上述复弹性模量E＊按照JIS-K6394的规定，在如下所示的条件下，使用粘弹谱仪(例如，GABO公司制的试验机)测定出的值。
初始应变：10％
振幅：±2％
频率：10Hz
变形模式：拉伸
测定温度：30℃
第一沟10包括：第一沟边缘11、沟底面12、以及第一沟边缘11与沟底面12之间的第一沟壁13。第一沟边缘11是出现在接地面2s的两个沟边缘中的一方。沟底面12位于比第二橡胶层7靠轮胎径向内侧的位置，在本实施方式中位于第一橡胶层6内。
第一沟10的沟边缘相当于对正规状态的轮胎1加载正规负载且以0°外倾角接地于平面时的接地面与沟开口部的边界。另外，“正规负载”是在规定了各种规格的轮胎的情况下，针对每个轮胎而规定各规格的负载，若为JATMA，则为“最大负荷能力”，若为TRA，则为表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”记载的最大值，若为ETRTO，则为“LOAD CAPACITY”。在未规定各种规格的轮胎的情况下，“正规负载”是指按照上述规格使用轮胎时能够应用的最大的负载。
在第一沟10的横截面内，第一沟壁13包括在第一沟边缘11与沟底面12之间位于比第一沟边缘11靠第一沟10的沟宽方向的外侧的位置的宽顶部15。另外，宽顶部15位于第二橡胶层7内。本发明的轮胎1通过采用这样的结构，即使胎面部2的磨损加剧，也能够维持雪上性能。其理由如下。
在本发明中，由于第一沟10的第一沟壁13包括宽顶部15，因此即使在宽顶部15露出的磨损状态下，第一沟10也能够确保充分的沟宽，并且能够发挥较大的雪柱剪断力。另外，在本发明中，由于宽顶部15位于第二橡胶层7内，因此在上述磨损状态中，复弹性模量低的第二橡胶层7出现在接地面，在雪上提供较大的抓地力。在本发明中，上述的作用相辅相成，即使在上述磨损状态中，也能够维持雪上性能。
以下，对本实施方式的更详细的结构进行说明。另外，以下说明的各结构表示本实施方式的具体的方式。因此，即使本发明不具有以下说明的结构，当然也能够发挥上述效果。另外，在具有上述特征的本发明的轮胎中，即使单独应用以下说明的各构成中的任一个，也能够期待与各构成对应的性能的提高。此外，在以下说明的各构成中的几个复合应用的情况下，能够期待与各构成对应的复合性能的提高。
本实施方式的胎面橡胶2G包括与第二橡胶层7连接并且构成接地面2s的第三橡胶层8。第三橡胶层8的复弹性模量E＊3小于第一橡胶层6的复弹性模量E＊1，并且大于第二橡胶层7的复弹性模量E＊2。这样的第三橡胶层8有助于均衡地提高新轮胎时在干燥路面上的操纵稳定性(以下，有时简称为“操纵稳定性”)和雪上性能。
第一橡胶层6的复弹性模量E＊1、第二橡胶层7的复弹性模量E＊2、以及第三橡胶层的复弹性模量E＊3分别优选为4～15MPa。由此，不仅能够均衡地提高雪上性能，还能够均衡地提高操纵稳定性、耐磨损性能。另外，第三橡胶层8的复弹性模量E＊3优选为大于第二橡胶层7的复弹性模量E＊2，并且小于第二橡胶层7的复弹性模量E＊2的两倍。由此，能够抑制在第二橡胶层7露出时磨损外观的恶化。
具体而言，第一橡胶层6的复弹性模量E＊1例如为6～15MPa。第二橡胶层7的复弹性模量E＊2例如为4～10MPa。第三橡胶层8的复弹性模量E＊3例如为5～12MPa。其中，本发明并不限定于这样的数值范围。
从接地面2s到第三橡胶层8与第二橡胶层7的边界9a为止的深度d2优选为第一沟10的最大深度d1的45％～55％。另外，从接地面2s到第一橡胶层6与第二橡胶层7的边界9b为止的深度d3优选为第一沟10的最大深度d1的85％～90％。由此，均衡地提高雪上性能和操纵稳定性。另外，上述深度d2、d3是指在第一沟10的沟壁处的深度。在优选的方式中，上述深度d2、d3沿着接地面2s实质上是恒定的。
如图1所示，在胎面俯视图中，第一沟10优选为相对于轮胎周向以15°以上的角度倾斜。第一沟10相对于轮胎周向的角度θa例如为30°～80°。这样的第一沟10有助于提高雪上行驶时的牵引性能以及制动性能。
本实施方式的第一沟10例如从胎面端Te侧朝向轮胎赤道C沟宽变小。这样的第一沟10能够在内部强力地压实雪，能够发挥较大的雪柱剪断力。另外，本实施方式的第一沟10优选为遍布其大致整体具备图2所示的截面的构成。
如图2所示，在第一沟10的横截面中，从第一沟边缘11到宽顶部15为止的沟宽方向的距离L1例如为第一沟10在接地面2s处的沟宽W1的10％以下。另外，第一沟10在宽顶部15处的沟宽W2例如为第一沟10在接地面2s处的沟宽W1的100％～120％。由此，能够维持操纵稳定性以及耐磨损性能，并且得到上述效果。如本实施方式那样，在两个沟壁分别构成有宽顶部15的情况下，上述沟宽W2相当于两个宽顶部15间的沟宽方向的距离。另外，在本发明的其他实施方式中，在仅在第一沟10的第一沟壁13构成有宽顶部15的情况下，上述沟宽W2是指第一沟壁13的宽顶部15的深度中的两个沟壁间的距离。
宽顶部15位于比第二橡胶层7与第三橡胶层8的边界9a靠轮胎径向内侧的位置。另外，从第一沟边缘11到宽顶部15的深度d4优选为第一沟10的最大深度d1的45％～55％。由此，在胎面部2适度磨损时宽顶部15露出于接地面，因此能够更可靠地维持雪上性能。
第一沟壁13包括外侧部16、内侧部17以及中间部18。外侧部16从第一沟边缘11朝向轮胎径向内侧且向沟内部侧倾斜地延伸。内侧部17从宽顶部15朝向轮胎径向内侧且向沟内部侧倾斜地延伸。中间部18配置于外侧部16与内侧部17之间并且向与外侧部16及内侧部17相反的方向倾斜。这样的第一沟壁13在雪进入内部时，通过沟壁的倾斜而强力地压实雪，从而能够发挥较大的雪柱剪断力。具体而言，在新轮胎时，外侧部16强力地压实雪，在宽顶部15露出的状态下，内侧部17强力地压实雪。
内侧部17相对于第一沟10的深度方向的角度θ2大于外侧部16相对于上述深度方向的角度θ1。上述角度θ1以及上述角度θ2分别为20°以下。具体而言，上述角度θ1为5～10°，上述角度θ2为10～20°。由此均衡地提高操纵稳定性和雪上性能。
中间部18相对于上述深度方向的角度例如为55°～65°。由此，能够将上述沟宽W2确保为较大，能够有效地维持雪上性能。
本实施方式的第一沟10包括第二沟壁23，该第二沟壁23在第一沟10的横截面内具备与第一沟壁13对称的形状。换言之，第二沟壁23相对于第一沟10的横截面中的沟中心线(省略图示)，与第一沟壁13线对称。由此，第二沟壁23具有与第一沟壁13相同的结构，能够应用上述的第一沟壁13的结构。在本实施方式中，这样的第一沟壁13以及第二沟壁23相辅相成，能够有效地维持雪上性能。
在图3中示出本发明的其他实施方式的第一沟10的放大剖视图。在以图3说明的其他实施方式中，能够对与上述实施方式共通的要素标注相同的附图标记，并应用上述结构。如图3所示，在该实施方式中，第二沟壁23构成为从沟边缘到沟底面12为止向沟内部侧倾斜的以往的沟壁。即使在这样的实施方式中，通过包括上述的第一沟壁13，即使胎面部2的磨损加剧，也能够维持雪上性能。
另外，在该实施方式中，能够维持第二沟壁23侧的陆地部的刚性。因此，如图1所示，在第一沟10倾斜的情况下，例如若第二沟壁23配置于旋转方向R的先着地侧，则能够显著地提高在干燥路面的制动性能，并且得到上述效果(维持雪上性能)。另一方面，若第二沟壁23配置于旋转方向R的后着地侧，则能够显著地提高在干燥路面的牵引性能，并且得到上述效果(维持雪上性能)。
以上，详细地说明了本发明的一个实施方式的轮胎，但本发明不限定于上述具体的实施方式，而是能够变更为各种方式来实施。
实施例
基于表1的规格，试制了具有图1的基本胎面花纹，并且具有图2所示的第一沟的尺寸225/65R17的充气轮胎。作为比较例1，试制了具有图1的基本胎面花纹并且具备第一沟a的轮胎，该第一沟a具有图4所示的以往的截面形状。另外，比较例1的胎面橡胶的基部橡胶层b由与本实施方式的第一橡胶层相同的橡胶构成，冠部顶部橡胶层c由与本实施方式的第二橡胶层相同的橡胶构成。
作为比较例2，试制了具有图1的基本胎面花纹，并且具有第一沟a的轮胎，该第一沟a具有图5所示的以往的截面形状。另外，该实施方式的胎面橡胶由具有与图2所示的本实施方式的胎面橡胶同样的橡胶层G1、G2、G3构成。上述比较例1、2的轮胎除了上述事项以外，与实施例的轮胎实质上相同。对各测试轮胎的各磨损状态中的雪上性能进行了测试。各测试轮胎的共通规格、测试方法如下。
测试车辆：排气量2000cc，全部车轮驱动
测试轮胎安装位置：全部车轮
轮辋：17×6.5J
轮胎内压：全部车轮230kPa
＜各磨损状态中的雪上性能＞
在各测试轮胎为新品时、50％磨损时、80％磨损时的各个情况下，通过驾驶员的感官评价了用上述测试车辆在雪路上行驶时的雪上性能。结果以比较例1的轮胎新品时的雪上性能为100的指数来表示，数值越大，表示上述摩擦力越大。
测试的结果示于表1。
表1
如表1所示，实施例的轮胎在50％磨损时的雪上性能为100分，在80％磨损时的雪上性能为90分，能够理解相对于比较例1以及2得到了优异的结果。即，确认了实施例的轮胎即使胎面部的磨损加剧，也能够维持雪上性能。
[附记]
本发明包括以下方式。
[本发明1]一种轮胎，具有胎面部，其中，
所述胎面部包括：接地面、和在所述接地面开口的至少一条第一沟，
构成所述胎面部的胎面橡胶包括：在所述接地面不露出的第一橡胶层、和与所述第一橡胶层的轮胎径向外侧连接的第二橡胶层，
所述第二橡胶层的复弹性模量E＊2小于所述第一橡胶层的复弹性模量E＊1，
所述第一沟包括：作为出现在所述接地面的两个沟边缘中的一方的第一沟边缘、位于比所述第二橡胶层靠轮胎径向内侧的位置的沟底面、以及所述第一沟边缘与所述沟底面之间的第一沟壁，
在所述第一沟的横截面内，所述第一沟壁包括在所述第一沟边缘与所述沟底面之间位于比所述第一沟边缘靠所述第一沟的沟宽方向的外侧的位置的宽顶部，
所述宽顶部位于所述第二橡胶层内。
[本发明2]根据本发明1所述的轮胎，其中，
所述第一沟在所述宽顶部处的沟宽为所述第一沟在所述接地面处的沟宽的100％～120％。
[本发明3]根据本发明1或2所述的轮胎，其中，
所述胎面橡胶包括与所述第二橡胶层连接并且构成所述接地面的第三橡胶层，
所述第三橡胶层的复弹性模量E＊3小于所述复弹性模量E＊1并且大于所述复弹性模量E＊2。
[本发明4]根据本发明1～3中的任一项所述的轮胎，其中，
在所述横截面内，从所述第一沟边缘到所述宽顶部为止的所述沟宽方向的距离为所述第一沟在所述接地面处的沟宽的10％以下。
[本发明5]根据本发明1～4中的任一项所述的轮胎，其中，
从所述第一沟边缘到所述宽顶部为止的深度为所述第一沟的最大深度的45％～55％。
[本发明6]根据本发明1～5中的任一项所述的轮胎，其中，
所述第一沟壁包括：外侧部，其从所述第一沟边缘朝向轮胎径向内侧且向沟内部侧倾斜地延伸；内侧部，其从所述宽顶部朝向轮胎径向内侧且向沟内部侧倾斜地延伸；以及中间部，其配置于所述外侧部与所述内侧部之间并且向与所述外侧部以及所述内侧部相反的方向倾斜。
[本发明7]根据本发明6所述的轮胎，其中，
所述内侧部相对于所述第一沟的深度方向的角度θ2大于所述外侧部相对于所述深度方向的角度θ1。
[本发明8]根据本发明7所述的轮胎，其中，
所述角度θ1以及所述角度θ2分别为20°以下。
[本发明9]根据本发明1～8中的任一项所述的轮胎，其中，
在所述胎面部的俯视图中，所述第一沟相对于轮胎周向以15°以上的角度倾斜。
[本发明10]根据本发明1～9中的任一项所述的轮胎，其中，
所述第一沟包括第二沟壁，该第二沟壁在所述横截面内具备与所述第一沟壁对称的形状。
[本发明11]根据本发明1～10中的任一项所述的轮胎，其中，
所述胎面橡胶包括与所述第二橡胶层连接并且构成所述接地面的第三橡胶层，
所述复弹性模量E＊1、所述复弹性模量E＊2以及所述第三橡胶层的复弹性模量E＊3分别为4～15MPa。
[本发明12]根据本发明11所述的轮胎，其中，
所述复弹性模量E＊3大于所述复弹性模量E＊2并且小于所述复弹性模量E＊2的两倍。
[本发明13]根据本发明11所述的轮胎，其中，
从所述接地面到所述第三橡胶层与所述第二橡胶层的边界为止的深度为所述第一沟的最大深度的45％～55％。
[本发明14]根据本发明1～13中的任一项所述的轮胎，其中，
从所述接地面到所述第一橡胶层与所述第二橡胶层的边界为止的深度为所述第一沟的最大深度的85％～90％。

Claims (14)

1.一种轮胎，具有胎面部，其特征在于，
所述胎面部包括：接地面、和在所述接地面开口的至少一条第一沟，
构成所述胎面部的胎面橡胶包括：在所述接地面不露出的第一橡胶层、和与所述第一橡胶层的轮胎径向外侧连接的第二橡胶层，
所述第二橡胶层的复弹性模量E＊2小于所述第一橡胶层的复弹性模量E＊1，
所述第一沟包括：作为出现在所述接地面的两个沟边缘中的一方的第一沟边缘、位于比所述第二橡胶层靠轮胎径向内侧的位置的沟底面、以及所述第一沟边缘与所述沟底面之间的第一沟壁，
在所述第一沟的横截面内，所述第一沟壁包括在所述第一沟边缘与所述沟底面之间位于比所述第一沟边缘靠所述第一沟的沟宽方向的外侧的位置的宽顶部，
所述宽顶部位于所述第二橡胶层内。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，
所述第一沟在所述宽顶部处的沟宽为所述第一沟在所述接地面处的沟宽的100％～120％。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，
所述胎面橡胶包括与所述第二橡胶层连接并且构成所述接地面的第三橡胶层，
所述第三橡胶层的复弹性模量E＊3小于所述复弹性模量E＊1并且大于所述复弹性模量E＊2。
4.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，
在所述横截面内，从所述第一沟边缘到所述宽顶部为止的所述沟宽方向的距离为所述第一沟在所述接地面处的沟宽的10％以下。
5.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，
从所述第一沟边缘到所述宽顶部为止的深度为所述第一沟的最大深度的45％～55％。
6.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，
所述第一沟壁包括：外侧部，其从所述第一沟边缘朝向轮胎径向内侧且向沟内部侧倾斜地延伸；内侧部，其从所述宽顶部朝向轮胎径向内侧且向沟内部侧倾斜地延伸；以及中间部，其配置于所述外侧部与所述内侧部之间并且向与所述外侧部以及所述内侧部相反的方向倾斜。
7.根据权利要求6所述的轮胎，其特征在于，
所述内侧部相对于所述第一沟的深度方向的角度θ2大于所述外侧部相对于所述深度方向的角度θ1。
8.根据权利要求7所述的轮胎，其特征在于，
所述角度θ1以及所述角度θ2分别为20°以下。
9.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，
在所述胎面部的俯视图中，所述第一沟相对于轮胎周向以15°以上的角度倾斜。
10.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，
所述第一沟包括第二沟壁，该第二沟壁在所述横截面内具备与所述第一沟壁对称的形状。
11.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，
所述胎面橡胶包括与所述第二橡胶层连接并且构成所述接地面的第三橡胶层，
所述复弹性模量E＊1、所述复弹性模量E＊2以及所述第三橡胶层的复弹性模量E＊3分别为4～15MPa。
12.根据权利要求11所述的轮胎，其特征在于，
所述复弹性模量E＊3大于所述复弹性模量E＊2并且小于所述复弹性模量E＊2的两倍。
13.根据权利要求11所述的轮胎，其特征在于，
从所述接地面到所述第三橡胶层与所述第二橡胶层的边界为止的深度为所述第一沟的最大深度的45％～55％。
14.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，
从所述接地面到所述第一橡胶层与所述第二橡胶层的边界为止的深度为所述第一沟的最大深度的85％～90％。
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