CN1319509A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

一种充气轮胎包括一个胎面部分,该胎面部分设有相对于轮胎周向倾斜不大于60°的角θ的斜槽,在斜槽间限定窄的、在周向上长的块部,每个长而窄的块部设有至少两条从相邻的斜槽中的一条至另一条横过块部延伸、同时与斜槽反向倾斜的刀槽花纹,以便将块部划分成至少三个块件。

Description

充气轮胎
本发明涉及充气轮胎，具体来说，涉及能够以良好均衡的方式改善耐不均匀磨损性和行驶舒适性的胎面花纹。
近年来，具有与周向相对较小角度的斜槽的胎面花纹变得普遍适用于小客车、运动汽车等的径向轮胎。
在这样的胎面花纹中，在斜槽之间形成的块部有变窄、周向变长的倾向。因此，不均匀磨损易于发生，行驶舒适性易于变劣。
因此，本发明的目的是提供一种充气轮胎，其中，虽然在胎面部分形成窄的、周向长的块部，但是，耐不均匀磨损性和行驶舒适性得到改善。
按照本发明，充气轮胎包括一个胎面部分，该胎面部分设有斜槽，在斜槽之间限定长而窄的块部，斜槽相对于轮胎的周向倾斜不大于60°的角θ，每个块部设有从相邻斜槽中的一条至另一条横过块部延伸且与斜槽逆向倾斜的刀槽花纹，将块部分成至少三个块件。
现在对照以下附图描述本发明的实施例。
图1是按照本发明的充气轮胎的展开平面图，表示胎面花纹的一个实例。
图2是胎面部分的示意横剖图。
图3是表示胎面部分的块部的立体图。
图4表示在对比试验中使用的对比轮胎的胎面花纹。
在附图中，按照本发明的充气轮胎在胎面部分2中设有连续地在轮胎的周向上延伸的周向槽3，以及在周向上间隔开来的斜槽4。
在本实施例中，充气轮胎1是小客车用的215/70 R15型径向轮胎。
周向槽3基本上是直槽，包括一条设置在轮胎赤道C上的中央槽3a、一条设置在中央槽每侧上的轴向外部槽3c和一条设置在中央槽3a和外槽3c之间的中间槽3b，因而胎面部分2被轴向地划分成在周向中间槽3b和周向中央槽3a之间的两个中央区域La、在周向中间槽3b和外部槽3c之间的两个中间区域Lb和在周向外部槽3c和胎面边缘E之间的两个外部区域Lc。
为在轮胎赤道C附近提供较大的排水性，周向中央槽3a是最宽的周向槽。
周向中央槽3a和周向外槽3c的宽度设定在不小于5mm的范围内，以便提供良好的排水性。但是，周向中间槽3b的宽度设定在小于5mm的范围内以维持胎面的刚度。
周向中央槽3a和周向外部槽3c的深度设定在不小于胎面宽度TW的3％，最好不小于4％(在本实例中大约为5％)。如果槽的深度小于接触地面宽度TW的3％，那么就难于获得必要的排水性。周向中间槽3b的深度设定在周向中央槽3a的深度的20至50％的范围内，以便防止胎面刚度下降。
这里，胎面宽度TW是在标准条件下接触地面区域的最大轴向宽度，在标准条件下轮胎安装在标准轮圈上，充气至标准负载，然后用标准负荷加载。标准轮圈是JATMA中规定的“标准轮圈”、ETRTO中规定的“测量轮圈”。T&RA中规定的“设计轮圈”或类似轮圈。标准压力是JATMA中的“最大空气压力”、ETRTO中的“充气压力”、在T&RA中的表格“各种冷充气压力下轮胎负载极限”中给出的最大压力等。但是，在小客车轮胎的情形中，180KPa用作标准压力。标准负载是JATMA中的“最大负载能力”、ETRTO中的“负载能力”、T&RA中上述表格中给出的最大值等。
每条斜槽4连续地从轮胎赤道C附近延伸至胎面边缘E。
在本实例中，每条斜槽4由周向中间槽3b和周向外部槽3c之间的第一斜槽4a和周向外部槽3c和胎面边缘E之间的第二斜槽4b构成。
第一斜槽4a相对于轮胎周向倾斜不大于60°，最好不大于45°的角θ。第一斜槽4a可以形成为一个基本直的槽，但是，在本实例中，它具有一个弯曲的形状，角θ从周向中间槽3b上的轴向内端部4a1至周向外部槽3c上的轴向外端部4a2逐渐增加。第一斜槽4a的在轴向内端部4a1上的角θmin设定为大于0°，但不大于30°，最好在15°至30°的范围内。
另一方面，为了增加外部区域Lc的轴向刚度以改善转向稳定性，第二斜槽4b相对于轮胎周向倾斜大于60°，推荐为不小于75°，最好为80°至90°角θ。在本实例中，相对于轴向，第二斜槽4b与第一斜槽4a逆向稍许倾斜。
每条斜槽4的宽度设定在不小于胎面宽度TW的2.5％，推荐为不小于3.0％，最好为3.0-3.5％。在本实例中，第二斜槽4b包括宽度向着胎面边缘E逐渐增加的槽和宽度向着轮胎赤道逐渐增加的槽，这两种槽在轮胎的周向上交错地设置。
第一斜槽4a包括在轮胎周向上交错地设置的宽槽和窄槽，宽、窄斜槽4a的宽度向着周向外部槽3c增加。
关于斜槽4的深度，如图2和图3所示，在本实例中的第一斜槽具有一个深的部分6和一个浅的部分7，深的部分6基本与周向中央槽3a深度相同，浅的部分7具有比周向中央槽3a小的深度、浅的部分7从第一斜槽4a的内端部4a1延伸一个长度，该长度为第一斜槽4a的长度的15至50％，最好为30至50％。深的部分6限定为其轴向外侧上的剩余部分。在浅的部分7中，深度从内端部4a1至深的部分6逐渐增加。
每个上述中央区域La形成一个周向连续肋9。每个中间区域Lb形成周向的一排基本呈平行四边形的长而窄的块部5。每个外侧区域Lc形成周向的一排基本呈矩形的块部10。
长而窄的块部5形成得使沿每条相邻斜槽4的该块部的斜缘11的长度B与沿周向中间槽3b的该块部的周缘10的长度A的比值(B/A)设定在不小于1.5，最好不小于2.0的范围内。
具有这种长的斜缘11的块部具有使耐不均匀磨损性和包络作用(envelope effect)或行驶舒适性变劣的倾向。因此，在本发明中，每个块部5设有至少两条刀槽花纹S，每条从相邻的第一斜槽4a中的一条至另一条横过块部，同时与第一斜槽4a逆向倾斜。刀槽花纹S限定为宽度为0.6至2.0mm，推荐为0.6至1.5mm，最好为0.6至1.0mm的切口或很窄的槽。刀槽花纹S最好相对于轮胎周向倾斜一个不大于60°，最好为30°至45°的角。因此，块部5又被分成至少三个块件：轴向最内部的块件5a、轴向最外部的块件5c，以及其间的至少一个中间块件5b。
至于刀槽花纹的深度，从轴向最内部的刀槽花纹至轴向最外部的刀槽花纹，深度最好逐渐增加，也就是说，轴向在内的刀槽花纹比轴向在外的刀槽花纹浅。在本实例中设有两条刀槽花纹S1和S2，轴向在内的刀槽花纹S1的深度D1小于轴向在外的刀槽花纹S2的深度D2。轴向最内的刀槽花纹S1的深度D1设定在第一斜槽4a的深的部分6的深度的10至30％，最好为20至25％的范围内。轴向最外的刀槽花纹S2的深度D2设定在深的部分6的深度的20至40％，最好为30至40％的范围内。
另外，块件5a,5b和5c的尺寸从轴向内侧至外侧逐渐增加，使块件5a,5b和5c的顶面的面积As1,As2和As3分别轴向向外地逐渐增加，即，As1＜As2＜As3。
轴向最内的块件5a的面积As1推荐为轴向最外的块件5c的最大的面积As3的25％至80％，最好为30至50％。
轮胎的直径在轮胎赤道C处最大，向着胎面边缘E减小。变化率或减小率在轮胎赤道C附近相对较小。因此，在行驶中路面上的打滑在内块件5a内比在外块件5c内小。因此，甚至当内块件5a的面积As1减小时，不均匀磨损也不集中在内块件5a上。特别是在第一斜槽4a设有浅的部分7的情形中，甚至当面积As1相对地减小时也可以避免刚度的过度下降，并有效地防止转向稳定性的变劣。
在本实例中，如图1所示，一个块部5上的刀槽花纹S1和相邻块部5上的刀槽花纹S2，以及在轴向外部的块部10上设置的刀槽花纹沿一条稍许弯曲的线对准，所述稍许弯曲的线轴向向外从周向中间槽横过第一斜槽4a和周向外部槽3c伸过胎面边缘E。
另外，如图3所示，在周向槽3b,3c和斜槽4a之间的角部中形成的每个块部5的周向端部5i和5o被一个基本呈三角形的斜面13倒棱，以便除去尖形端部P。推荐的作法是，斜面13从块部5的接触地面的顶面延伸一个为块部5的最大高度H的10至30％，最好为10至20％的深度(h)。因此，可以防止块部的不均匀磨损和撕掉，以及进一步减小冲击噪声。
上述的肋9可以没有刀槽花纹S3或切口，以便调节刚度。
在图1所示实例中，斜槽和刀槽花纹的布置和倾斜在轮胎赤道的一侧和另一侧之间是反向的。一般来说，胎面花纹是旋转对称的。因此，胎面花纹是双向的。但是，在本发明中也可以设置单向胎面花纹。例如，通过使在轮胎赤道一侧的斜槽和刀槽花纹的布置和倾斜与另一侧的相同就可以形成单向胎面花纹。如果需要，在任何情形中，在设置斜槽和刀槽花纹时可以采用一种可变节距法。另外，在轮胎赤道一侧和另一侧之间可形成相位移动。
在小客车轮胎的情形中，如上所述，块部5可划分成三个块件。但是，块部也可以分成三个以上，例如，四个或五个块件。对比试验
制备了用于小客车的215/70R15型的径向轮胎，并对其试验了湿性能、噪音性能、行驶舒适性、耐磨性和转向稳定性。
除了胎面花纹以外，所有试验轮胎具有相同的结构，其中，胎体是由相对于轮胎赤道径向地成88°布置的单层聚酯帘线构成的，胎面加强带是由钢线的两个横向层构成的。
实例轮胎1-18具有图1所示的胎面花纹，其中，比值B/A设定在大约1.8至2.2的范围内。对比轮胎1具有图4所示的胎面花纹。对比轮胎2具有图1所示胎面花纹，但是从中除去了刀槽花纹。湿性能试验
试验汽车(2000cc日本小客车)在沿100米半径的圆的设有10mm深20m长水池的沥青路面上行驶，测量侧向加速度(侧向G)，以便获得在从50至80千米/小时的速度范围内，在前轮上的侧向加速度(侧向-G)。试验结果表示在表格1中，在该表格中，结果是由以对比轮胎1为100的基础上的指数来表示的。指数越大，耐水面滑动性能越高。车轮轮圈尺寸：61/2×15内部压力：180 KPa噪音试验
在以60千米/小时的速度在光滑的沥青路面上驾驶试验汽车的过程中，试验驾驶员评估胎面花纹噪音。结果表示在表格1中，是以对比轮胎为100的基础上的指数表示的。指数越小，胎面花纹噪音越好。行驶舒适性试验
在干燥的、不平的道路(沥青道路、砾石道路、铺石道路)上驾驶试验汽车的过程中，试验驾驶员评估行驶的不平顺性、向上推力和连续性。结果是在表格1中以对比轮胎为100的基础上的指数表示的。指数越大，行驶舒适性越好。耐磨性试验
在试验道路上以100千米/小时的速度驾驶试验汽车过程中，每3千米进行4次0.45G制动。当行驶距离达到500千米时，测量在块部5的周向端部上的最大磨损和在块部周向中央的最小磨损。在表格1中，差别的倒数是由以对比轮胎为100的基础上的指数来表示的。指数越大，耐磨性越好。转向稳定性试验
在试验场的干燥沥青道路上驾驶试验汽车的过程中，试验驾驶员评估在拐弯过程中的转向反应、拐弯极限和在拐弯极限时的行能。结果是在表格1中以对比轮胎1为100的基础上的指数来表示的。指数越大，转向稳定性越好。表格1
轮胎 对比1  对比2  实例1  实例2  实例3  实例4  实例5  实例6  实例7  实例8
周向中央槽宽度(mm)深度(mm)周向中间槽宽度(mm)深度(mm)周向外部槽宽度(mm)深度(mm) 6.18.4--8.08.4 8.98.43.03.56.08.4 8.98.43.03.56.08.4 8.98.43.03.56.08.4 8.98.43.03.56.08.4 8.98.43.03.56.08.4 8.98.43.03.56.08.4 8.98.43.03.56.08.4 8.98.43.03.56.08.4 8.98.43.03.56.08.4
第一斜槽角θ(度)*1宽度(mm)深度(mm)第二斜槽角θ(度)平均宽度(mm)深度(mm) 60-7036.88036.8 20-502/48.48048.4 20-502/48.48048.4 30-602/48.48048.4 20-502/48.48048.4 20-502/48.48048.4 20-502/48.48048.4 20-502/48.48048.4 20-502/48.48048.4 20-502/48.48048.4
块部块件面积比(内∶中∶外)切除部分 - -  1∶25∶3设置  1∶25∶3设置  1∶2∶2设置  1∶1∶1设置 1∶0.5∶0.5设置 1∶2.5∶3设置  1∶2.5∶3未设置 1∶2.5∶3设置
内刀槽花纹(mm)外刀槽花纹(mm) -- --  23  23  23  23  23  2.52.5  23  23
湿性能噪音性能行驶舒适性耐不均匀磨损性转向稳定性 100100100100100  1001059895105  110110120110110  105107120110107  105110115110110  105110110105107  105110105102105  105110115107107  104107115105107  105107115107107
*1)角从内端至外端连续变化。
在内端的角和在外端的角被表示。

Claims (12)

1．一种充气轮胎，包括：
胎面部分，设有斜槽，在斜槽间限定窄的、周向长的块部，所述斜槽相对于轮胎周向倾斜不大于60°的角θ，
每个所述长而窄的块部设有至少两条从相邻的斜槽中的一条向另一条横过块部延伸且与斜槽反向倾斜的刀槽花纹，从而将块部划分成至少三个块件。
2．如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于：
每条斜槽的角θ从轴向内端至轴向外端逐渐增大，以及
在轴向内端上的最小角度大于0°但不大于30°。
3．如权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于：
每个块部的所述至少三个块件包括一个轴向最内的块件、一个轴向最外的块件和至少一个在其间设置的中间块件，以及
所述轴向最内块件具有最窄的顶面区域。
4．如权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于：
每个块部的所述至少三个块件包括一个轴向最内的块件、一个轴向最外的块件和在其间的至少一个中间块件，以及
各块件的顶面的面积从轴向最内的块件至轴向最外的块件逐渐增加。
5．如权利要求1,2,3或4所述的充气轮胎，其特征在于：
所述至少两条刀槽花纹包括一个轴向最内刀槽花纹和一个轴向最外刀槽花纹，以及
刀槽花纹的深度从轴向最内的刀槽花纹至轴向最外的刀槽花纹逐渐增加。
6．如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于：
所述长而窄的块部在两条周向槽之间形成。
7．如权利要求6所述的充气轮胎，其特征在于：
所述周向槽设置在轮胎赤道的每侧上。
8．如权利要求7所述的充气轮胎，其特征在于：一条周向中央槽设置在轮胎赤道上。
9．如权利要求7所述的充气轮胎，其特征在于：所述两条周向槽基本上是直的。
10．如权利要求9所述的充气轮胎，其特征在于：每个所述长而窄的块部基本上是平行四边形。
11．如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于：所述斜槽和刀槽花纹构成双向胎面花纹。
12．如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于：所述斜槽和刀槽花纹构成单向胎面花纹。
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