CN1274521C - 充气轮胎及其硫化金属模 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种充气轮胎及其硫化金属模，其可以大幅度提高冰上性能。可抑制制造时的刀的脱落及刀的弯曲。在方块表面(3S)处开口的花纹(4)的开口缘形状(9)，在从一端(E1)至另一端(E2)延伸的长度方向之间具有之字形部分(9A)。此外，花纹(4)在深度方向实质上保持前述开口缘形状(9)的状态下，之字形部分(9A)向长度方向位移，且经由位移折回部将所述向长度方向的位移在一个端部和另一个端部之间重复。

Description

充气轮胎及其硫化金属模

技术领域

本发明涉及作为非常适合于冬季用的轮胎的充气轮胎及其硫化金属模，通过用具有三维凹凸的规定的立体曲面形成花纹(サイピソグ)面，可以发挥优异的冰上性能，并且抑制花纹形成用的刀片的脱落及弯曲等损伤。

背景技术

在雪地轮胎及无防滑钉轮胎等冬季用轮胎中，在现有技术中，在形成于轮胎胎面上的方块上形成直线状或之字形的花纹，在提高方块面的柔软性增加粘附摩擦力，并且借助由花纹的边缘产生的对路面的划伤力(棱角效应)，确保在冰上行驶性能。

并且一般而言，其冰上行驶性能随着前述花纹的长度及条数的增加，也就是随着沟槽(サイプ)密度的增加而提高。

但是，这种沟槽密度的增加，在金属模中，会导致花纹形成用的刀片数目的增加及刀片间隔的减少。因此，在将轮胎从金属模取出时的阻力显著加高，容易产生刀片从金属模脱落等所谓刀片脱落以及刀片弯曲变形等刀片弯曲损伤等不当之处。

另一方面，在轮胎中，沟槽密度的过度增加会使胎面的方块的刚性下降，并且导致方块本身大的倒伏。因此，在接地面积减少粘附摩擦力下降的同时，边棱不能有效地发挥作用，对冰上行驶性的提高带来限制。

此外，近年来，作为花纹a，例如提出了如图6(A)简略地表示的其三面视图所示的方案，其中通过利用倾斜b将成之字形延伸的上下沟槽部a1，a2联接成阶梯状，使前述上下沟槽部a1，a2沿沟槽方向位移(位移量c)，借此将花纹面制成三维的立体曲面。

由于在倾斜部b的位置处，对向的花纹面相互啮合，所以可以抑制方块的倒伏，具有提高冰上行驶性能的优点。但是，这种花纹a如图6(B)所示，由于前述位移量c会造成将轮胎从金属模中取出来时的阻力变高，而且，这时，由于在刀片d上，沿其厚度方向作用有大的弯曲应力和弯曲力矩，所以会造成刀的脱落及刀的弯曲等损伤。

另外，在US5,350,001中，由于花纹面具有三维的凹凸形状，且藉由凹凸形状的契合，能使方块维持在高刚性。然而，在US5,350,001中，其花纹面并非由平行四边形所构成，开口缘形状会随着深度方向而产生变化，因此方块内部的刚性会产生偏差，且金属脱模时，也不能减少在刀片上所产生的应力和力矩，且会造成局部地区的应力较高。此外，随着磨耗的进行，会造成开口缘形状的变化，而提高发生偏磨耗的可能性。另外，在形成刀片与对刀片进行加工时，刀片会产生局部的倾斜。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种充气轮胎及其硫化金属模，所述充气轮胎及硫化金属模，通过在使沿长度方向呈之字形延伸的花纹的开口缘形状相对于深度方向保持相同的形状不变的状态下，使其沿长度方向位移、以把花纹面制成三维的立体曲面为基础，在确保高的抑制方块倒伏的效果、大幅度提高冰上行驶性能的同时，可以抑制并降低作用在刀片厚度方向的弯曲应力及力矩，并且可以抑制刀的脱落及刀的弯曲等损伤。

为达到上述目的，本发明提供的第1种技术方案，是一种在轮胎胎面部的方块上，设置从该方块的一侧的侧缘到另一侧的侧缘延伸的花纹的充气轮胎，其特征为：

前述花纹是在方块表面上开口的开口缘的形状，在从前述方块的一侧的侧缘的一端至另一侧的侧缘的另一端的长度方向之间具有曲线状或折线状的之字形部分，在之字形部分的两端，则配设着直线部分，该些直线部分与之字形部分的端点连线相平行；

并且，在深度方向上，在保持前述花纹具有基本一致的开口缘形状的状态下，前述之字形部分向长度方向上产生位置偏移，并且在深度方向的中间反复形成向长度方向的一侧和另一侧方向上产生位置偏移的位置折回部，其中前述花纹借助开口部形状的之字形部分相对于深度方向在长度方向上位移，将花纹形成由平行四边形面组合成的三浦弯折形状，且前述花纹向长度方向的位移的位移量La在0.5～2.0mm。

此外，在发明提供的第2种技术方案中，其特征为，前述开口缘的形状具有折线状之字形部分。

此外，在发明提供的第3种技术方案中，其特征为，前述位移折回部分沿深度方向配置两个以上。

此外，在本发明提供的第4种技术方案中，其特征为，向前述花纹的长度方向的位移相对于深度而言，其位移比例是一定的。

此外，在本发明提供的第5种技术方案中，其特征为，通过前述花纹，通过其开口部形状的之字形部分相对于深度向长度方向的位移，其花纹面构成组合成平行四边形面的三浦折叠形。

附图说明

图1、是表示本发明的充气轮胎的轮胎胎面图案的展开图。

图2、是表示花纹的透视图。

图3、是表示花纹的三面视图。

图4、是表示在各个深度位置上花纹的开口缘形状的线型图。

图5、是表示花纹形成用刀片的例子的透视图。

图6、(A)是具有三维立体曲面的现有的花纹的三面视图；(B)是表示它所存在的问题的线型图。

2：轮胎胎面部

3：方块

4：花纹

4S：花纹面

9：开口缘形状

9A：之字形部分

10、10A、10B：位移折回部

具体实施方式

图1是本发明的充气轮胎形成作为乘坐用车的无防滑钉轮胎时的胎面图案的展开图。

在图1中，充气轮胎1在设于轮胎胎面部2上的方块3上形成从该方块3的一个侧缘延伸到另一个侧缘的花纹4。

在本例中，通过在胎面部2上设置沿轮胎的周向延伸的纵向主槽5以及与之交叉的横向主槽6，将胎面部2划分为在轮胎赤道侧的例如两个条状花纹7，以及在其两个外侧的、方块3沿周向方向间隔地配置的例如四个方块列3R。同时，在前述方块3上(在本例中在方块3和条状花纹7两者上)，沿轮胎周向方向隔开地设置花纹4。

其次，在前述花纹4上，如图2的示意图所示，在方块表面3S开口的开口缘形状9，形成在从前述方块3的一个侧缘的一端E1至另一个侧缘的另一端E2的长度方向之间形成具有线状或折线状的之字形部分9A。

详细地说，在本例中表示了开口缘形状9的前述一端E1，另一端E2两者在方块3的横主槽6侧的侧缘处开口的两侧为敞开式的花纹4的例子，但也可以是前述两端中的一端开口的单侧敞开式的。这种花纹4从冰上行驶性能的观点出发，相对于轮胎的轴向方向以20°以下的小角度沿前述长度方向形成。

此外，在本例中列举了前述开口缘形状9在从一端E1、另一端E2延伸的直线部分9B之间形成之字形部分9A的情况的例子，但也可以只在一端设置直线部分9B，或者不设直线部分9B只在之字形部分9A处形成开口缘形状9。

作为这种之字形部9A可以是重复圆弧等曲线状的弯曲部形成的波形曲线状正弦曲线状，或者也可以是重复V字形弯折线弯折部形成的之字形，或者它们的混合形状。但是从提高并确保方块的刚性以及刀片21(示意地表示图5中)的弯曲刚性等观点出发，如本例所示，优选地为之字形。

此外，花纹4在深度方向上实质上保持前述开口缘形状9不变的情况下，前述之字形部分9A沿长度方向位移。而且，这种向长度方向的位移，中间经由位移折回部10，在前述一端E1侧、另一端E2侧交替地重复。

这里，利用图3详细地说明花纹4。图3是花纹4的三面视图(平面图，正视图，侧视剖面图)，图中的符号P1，P2是在之字形部分9A处的山/谷的棱线。如正面图所示，各棱线P1，P2随着距离方块表面3的深度的增加在长度方向的一端E1侧(图1的右侧)位移。然后，在第一位移折回部10处折回，一直到第二位移折回部10B向长度方向的另一端E2侧(图中的左侧)位移。这样，依次地重复向长度方向的一个方向/另一个方向的位移。这时，各棱线P1，P2从方块面3S(3)直到沟槽的底部是相互平行的。

此外，在深度方向的各个位置K1～K4(K1为方块表面3S处的位置，K2是第一位移折回部10A的位置，K3是第二位移折回部10B的位置，K4是沟槽底部的位置)处的花纹4的开口缘形状9示于图4，但该开口缘形状9，除之字形部分9A沿长度方向位移之外，在整个深度方向实质上其形状是相同的。

这样构成的前述花纹4如图2所示，其花纹面4S形成具有三维凹凸的立体曲面。从而，由于对向的花纹面4S，4S，其凹部与凸部相互啮合互相支撑，从而可以有效地抑制方块3的倒伏。其结果是，在抑制伴随着接地面积的减少而造成粘附摩擦力下降的同时，可以加强由边棱造成的对路面的划伤力(棱角效应)，大幅度提高冰上行驶性能。

由于花纹4在开口缘形状9上含有之字形部分9A，所以可以确保每一条具有大的边棱长度，可以发挥优异的棱角效应。

此外，开口缘形状9在整个深度方向上实质上具有相同的形状，从磨损的初期至磨损的末期，花纹4在方块面3S上总是露出相同的形状。即，不会因磨损造成影响，在方块内的刚性变化非常小，从而可以抑制不均匀磨损。

此外，在本实施形式中，应当特别指出的是，在利用设在金属模20中的刀片21成形这种花纹4时，可以有效地抑制从金属模20中拔出轮胎时产生的刀的脱落及刀的弯曲等损伤。

其原因是，首先，由于使之字形部分9A沿长度方向位移，所以，如图3的侧视剖面图(平面图的I-I线剖面)所示，可以将沟槽幅度方向的位移量Lb抑制得非常小，借此，可以降低作用到刀片21上的沿厚度方向的弯曲应力及弯曲力矩。

此外，由于之字形部分9A沿深度方向以相同的形状连续，所以在将轮胎从金属模取出时的阻力本身很小，从而可以降低作用到刀片21上的总的应力。此外，由于重复地进行长度方向的位移，所以作用到刀片21上的应力是均匀的。并且，这些效果相互有的结合，从而预计可以抑制刀的脱落及刀的弯曲等损伤。

其次，为了确保有高的方块的刚性及刀片21的弯曲刚性，除将前述之字形部分9A制成之字形(由折线构成)之外，优选地使前述花纹4向长度方向的位移相对于深度的比例是一定的，即，将图3的正视图中所示的棱线P1，P2形成倾斜的直线。借此，刀片21的弯折部分非常小，并提高刀片21的耐久性。

此外，作为这种花纹面4S，如图2、3所示，有组合成平行四边形面S1的三浦折线。这种三浦折线是一种将平面分划成相互联合的平行四边形区域、通过以最佳的方式重复山形折线和谷形折线、不会造成畸变起皱的三维地折叠方法，是由宇宙科学研究所的三浦教授提出的。

这里，前述位移折回部10沿深度方向配置两个以上，更优选地配置三个以上，如果太少的话，对向的花纹面4S之间的凹凸的啮合不充分，抑制方块3倒伏的效果不足。

此外，花纹4向长度方向的位移量La(示于图3)优选地为0.3～4.0mm，在不足0.3mm时，对向的花纹面4S之间的凹凸啮合不充分，抑制方块3倒伏的效果不足。反之，当超过4.0mm时，在取出轮胎时的阻力变大，有损于生产率。从而更优选地在0.5～2.0mm之间。

此外，在之字形部分9A处，优选地，之字形的振幅W在1～10mm的范围内，且使其长度方向的间距Y在振幅W的0.6～10.0倍的范围内。

此外，在周向方向相邻的花纹4，4之间的间隔D优选地在2～10mm的范围内。这时，相邻的花纹4，4优选地是具有相同形状且平行的，即，花纹4，4之间的橡胶的厚度在长度方向及深度方向实质上是一定的。如果橡胶的厚度不均匀的话，在取出轮胎时，其阻力会不必要的加大。

此外，在每个方块5上，可以使花纹4上的前述之字形的振幅W和间距Y以及位移量La等不同，此外，也可以将设置前述花纹4的方块和设置现有技术的二维的花纹的方块混合使用。

此外前述刀片21如图5所示，当然与前述花纹4形状相同，在长度方向具有之字形部分21A，同时在深度方向，在实质上保持之字形部分21A的形状的状态下，前述之字形部分21A沿长度方向的一个方向/另一个方向重复位移。

上面详细描述了本发明的最优选的实施形式，本发明并不限于图示的实施形式，可以变形成各种形式。

【实施例】

利用具有图5所示的刀片的金属模，制造具有表1所示的规格的花纹的乘人用车用的轮胎(尺寸195/65R15)，并比较这时所发生的刀片的损伤比例。同时还比较了轮胎在冰雪上的性能。

(1)刀片损伤：

分别试制1000个轮胎，给出这时所发生的刀脱落或刀弯曲任何一种情况时的件数。

(2)冰雪上的性能：

将各种试验所提供的轮胎在轮辋(15×6JJ)、内压(200KPa)的条件下，全部乘人用车(2000cc；FR车)的车轮全部装上上述各种试验用轮胎，由驾驶员的感觉来评价在冰雪道路的试验道路上行驶时的操作响应性，刚性感，防滑性等特性，用现有技术例作为100的指数来表示上述性能，指数越大性能越好。

【表1】

	现有例	比较例1	比较例2	实施例1	实施例2	实施例3
							胎面图案花纹沟槽密度1*间隔D(MM)开口形状振幅W(mm)间距(mm)长度方向位移位移量La(mm)折回部数目花纹面刀片的损伤冰雪上的性能	图11.03.5图22.04.8无--二次曲面100100	图11.32.7图22.04.8无--二次曲面80105	图11.52.3图22.04.8无--二次曲面70100	图11.03.5图22.04.8有1.02三次曲面(三浦折面)95120	图11.03.5图22.04.8有0.52三次曲面(三浦折面)100115	图11.03.5图22.04.8有2.03三次曲面(三浦折面)90125

^*1)沟槽密度，用现有技术例中作为指数1.0表示在整个轮胎上的花纹的条数，

【发明的效果】

由于本发明按上述方式构成，所以在确保提高抑制方块倒伏的效果、大幅度提高冰上行驶性能的同时，在硫化成形时，在取出时可以压低作用在刀片上的沿厚度方向的弯曲应力及力矩，可抑制刀的脱落及刀的弯曲等损伤。

Claims (4)

1、一种充气轮胎，它是一种在轮胎胎面部的方块上，设置从该方块的一个侧缘延伸到另一个侧缘的花纹的充气轮胎，其特征为：

前述花纹是在方块表面开口的开口缘形状，在从前述方块的一个侧缘的一端到另一个侧缘的另一端的长度方向之间具有曲线状或折线状的之字形部分，在之字形部分的两端，则配设着直线部分，该些直线部分与之字形部分的端点连线相平行；

且在深度方向上，在保持前述花纹具有基本一致的开口缘形状的状态下，前述之字形部分向长度方向上产生位置偏移，并且在深度方向的中间反复形成向长度方向的一侧和另一侧方向上产生位置偏移的位置折回部，其中前述花纹借助开口部形状的之字形部分相对于深度方向在长度方向上位移，将花纹形成由平行四边形面组合成的三浦弯折形状，且前述花纹向长度方向的位移的位移量La在0.5～2.0mm。

2、如权利要求1所述的充气轮胎，其特征为，前述开口缘的形状具有折线的之字形部分。

3、如权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征为，前述位移折回部沿深度方向配置两个以上。

4、如权利要求1所述的充气轮胎，其特征为，前述花纹向长度方向的位移，相对于深度的位移的比例是一定的。

Images