CN1476994A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

提供一种泥泞性能和噪声性能优良的充气轮胎。在轮胎胎面，借由具有最接近轮胎胎面接地端并沿轮周方向连续伸展的肩纵沟(4)、一端与该肩纵沟(3)连通且另一端向轮轴方向外侧超过前述轮胎胎面接地端(E)并沿轮轴方向伸展的肩横沟(5)，沿轮胎胎面接地端(E)形成肩块(B)。肩横沟(5)包括在轮胎胎面接地端(E)的周方向的沟宽(Wlo)大的第一肩横沟(6)、在轮胎胎面接地端(E)的周方向的沟宽(Wso)较第一肩横沟(6)的沟宽(Wlo)小的第二肩横沟(7)。第一、第二肩横沟(6)、(7)沿轮周方向彼此间隔设置。使前述第一、第二肩横沟与前述肩纵沟的连通部的周方向的沟宽(WLi、Wsi)的比(WLi/WSi)即连通部沟宽比，小于前述沟宽(WLo、Wso)的比(WLo/WSo)即接地端沟宽比。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明关于一种适合安装于能在泥泞地面这样的地势不平的地方并且能在铺设路面的道路上行驶的4WD车等，并能使泥泞性能和噪声性能并存的充气轮胎。
背景技术
不只是在铺设路面的市区，也在泥泞地面等地势不平的地方行驶的4WD车上所安装的轮胎，除了要求在泥泞地面上能够发挥足够的驱动力，即所谓的泥泞性能以外，还要求在铺设路面的市区行驶时具有优良的肃静性等噪声性能。
习知的这种轮胎，如图4所示，一般是在轮胎胎面上形成沿轮周方向连续伸展的纵沟b1、b2和横沟c1、c2，并至少沿轮胎胎面接地端形成肩块d。而且，为了提高泥泞性能，肩块侧的横沟c2借由使其沟容积增大而确保在软弱的泥泞地面的驱动力。
但是，当如上述那样将横沟c2的沟容积增大后，在铺设路面的市区行驶时具有产生比较大的胎面噪声等噪声性能恶化的问题。即，泥泞性能和噪声性能为二律背反事项，在习知技术是找出两性能的彼此妥协点，并与此对应的进行横沟的沟容积设定。
发明内容
本发明的目的是提供一种鉴于以上的实际情况所提出的，可使泥泞性能和噪声性能并存的充气轮胎，其肩横沟包括在轮胎胎面接地端的周方向的沟宽WLo大的第一肩横沟、在前述轮胎胎面接地端的周方向的沟宽WSo较第一肩横沟的前述沟宽WLo小的第二肩横沟，且前述第一、第二肩横沟在沿轮周方向彼此间隔设置的同时，以使第一、第二肩横沟与前述肩纵沟的连通部的周方向的沟宽WLi、WSi的比(WLi/WSi)即连通部沟宽比，小于前述沟宽WLo、WSo的比(WLo/WSo)即接地端沟宽比为基本。本发明的另一目的是不损害其它性能而实现前述并存化。
本发明中提供一种充气轮胎，其特征是在轮胎胎面，借由具有最接近轮胎胎面接地端并沿轮周方向连续伸展的肩纵沟、一端与该肩纵沟连通且另一端向轮轴方向外侧超过前述轮胎胎面接地端并沿轮轴方向伸展的肩横沟，沿轮胎胎面接地端形成肩块；前述肩横沟包括在前述轮胎胎面接地端的周方向的沟宽WLo大的第一肩横沟、在前述轮胎胎面接地端的周方向的沟宽WSo较前述第一肩横沟的前述沟宽WLo小的第二肩横沟，且前述第一、第二肩横沟沿轮周方向彼此间隔设置，同时使前述第一、第二肩横沟与前述肩纵沟的连通部的周方向的沟宽WLi、WSi的比(WLi/WSi)即连通部沟宽比，小于前述沟宽WLo、WSo的比(WLo/WSo)即接地端沟宽比。
前述轮胎胎面接地端是将轮胎安装于正规轮辋且填充正规内压，同时附加正规载重并使其接于平坦地面时的轮轴方向的最外侧的接地端。前述所谓的“正规轮辋”是在含有轮胎所依据的规格的规格体系中，有关规格对每种轮胎所规定的轮辋，例如为JATMA是“标准轮辋”，如为TRA是“设计轮辋(Design Rim)”，或如为ETRTO是“度量轮辋(Measuring Rim)”。所谓的“正规内压”是在含有轮胎所依据的规格的规格体系中，各规格对每种轮胎所规定的气压，如为JATMA是最高气压，如为TRA是表“在不同的冷膨胀压力P下的轮胎负荷(TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUSCOLD INFLATION PRESSURES)”中记录的最大值，如为ETRTO是“冷膨胀压力(INFLATION PRESSURE)”，但当轮胎是载客车时为180kPa。另外，所谓“正规载重”是在含有轮胎所依据的规格的规格体系中，各规格对每种轮胎所规定的载重，如为JATMA是最大负载能力，如为TRA是表“在不同的冷膨胀压力P下的轮胎负荷(TIRE LOAD LIMITS ATVARIOUS COLD INFLATION PRESSURES)”中记录的最大值，如为ETRTO是“负载能力(LOAD CAPACITY)”，当轮胎是载客车时为前述载重的88％。还有，以下如无特别说明的场合，轮胎的各部的尺寸等都为将轮胎安装于正规轮辋且填充正规内压的无负载状态下的特定值。
上述的充气轮胎，其特征在于前述第一、第二肩横沟都是在轮胎胎面接地端的沟宽WLo、WSo大于在前述连通部的前述沟宽WLi、WSi。
上述的充气轮胎，其特征在于前述接地端沟宽比为1.10～1.80，且前述连通部沟宽比为0.90～1.10。
上述的充气轮胎，其特征在于前述肩横沟包括在前述连通部和前述轮胎胎面接地端之间，成曲柄状弯曲的弯曲部。
上述的充气轮胎，其特征在于前述肩块沿轮轴方向伸展且至少一端具有与前述轮胎胎面接地端连通的窄幅切口。
附图说明
图1为表示本发明的实施形态的轮胎胎面部的展开图。
图2是其部分扩大图。
图3是图2的A-A’断面图。
图4是表示习知的轮胎胎面花纹的胎面部的展开图。
符号说明
2：轮胎胎面
3：冠顶纵沟
4：肩纵沟
5：肩横沟
6：第一肩横沟
6a、7a：内侧部
6b、7b：外侧部
6c、7c：连接部
6d：无钢索线(buttress)沟部
6i、7i：连通部
8：中央肋
9：切口
10：无钢索线(buttress)部
12：肋状部
13：细沟
14、15：横沟
B：肩块
Ba：凹部
C：轮胎赤道
E：轮胎胎面接地端
G1、G2：沟宽
K1：第一倾斜部
K2：第二倾斜部
T1：第一直线部
T2：第二直线部
TW：接地宽
WLi：在第一肩横沟的连通部的轮周方向的沟宽
WLo：在第一肩横沟的轮胎胎面接地端的轮周方向的沟宽
WSo：在第二肩横沟的连通部的轮周方向的沟宽
WSi：在第二肩横沟的轮胎胎面接地端的轮周方向的沟宽
S：弯曲部
θ1、θ2：壁面角度
具体实施方式
下面根据图示说明本发明的一个实施形态。
图1为将本实施形态的充气轮胎(全体未图示)的轮胎胎面部展开的展开图，图2表示部分扩大的轮胎赤道C的一侧。在图示中，本实施形态的充气轮胎采用适合安装于4WD车等，除了铺设路面的道路以外，也可在泥泞地面这种地势不平的地方行驶的构成。与一般的载客车用的夏季轮胎相比，着地比(没有沟的情况时实际的接地部的总面积对轮胎胎面接地面的全面积的比)被设定得较小，例如可设定为0.60～0.70左右，较佳为0.60～0.65。轮胎的内部构造虽然未作表示，但是可采用例如径向构造形成。
本实施形态在轮胎胎面2上形成有沿轮胎赤道C的两侧伸展的一对冠顶纵沟3、3和最接近轮胎胎面接地端E并沿轮周方向连续伸展的一对肩纵沟4、4，同时具有一端与该肩纵沟4连通且另一端向轮轴方向外侧超出轮胎胎面接地端E并沿轮轴方向伸展的肩横沟5。借此，沿轮胎胎面接地端E使肩块B周方向上间隔设置于在前述肩纵沟4的轮轴方向外侧。
在本例中，前述冠顶纵沟3、肩纵沟4都以直线模仿正弦波的角波形。利用图2的冠顶纵沟3对该角波形做具体说明，其是将对轮周方向向一侧倾斜伸展的第一倾斜部K1、一端与该第一倾斜部K1相连且沿轮周方向呈直线状伸展，在本例中位于轮胎赤道侧的第一直线部T1、与该第一直线部T1的另一端相连且对轮周方向向另一侧倾斜的第二倾斜部K2、与该第二倾斜部K2相连且沿轮周方向呈直线状伸展，在本例中位于轮胎胎面接地端侧的第二直线部T2作为一个螺距P，并在实际上借由将该螺距P在轮周方向进行反复而形成。
以上述的角波形伸展的冠顶纵沟3、肩纵沟4借由利用在轴方向上位置偏离配置的直线部T1、T2和接续于它们之间的倾斜部K1、K2，将嵌入沟内的泥牢牢地压紧且将其剪断，从而在软弱的泥泞地面上也能发挥大的驱动力，提高泥泞性能。为了更加适合，最好将前述倾斜部K1、K2对轮周方向的角度设定在30～60度左右。
前述冠顶纵沟3、肩纵沟4的沟宽G1、G2和沟深度(未图示)并未特别限定，但都是如果过小，则容易产生在泥泞地面和潮湿道路上的性能的下降，反之如果过大，则容易招致噪声性能的恶化。较佳是使沟宽G1、G2为前述轮胎胎面接地端E、E间的轮轴方向距离即接地宽TW的2.5～5.0％，更佳为2.8～4.5％。关于沟深，以9.0～12.0mm为佳，以9.1～11.0mm为较佳，以9.5～10.5mm为更佳。
为了更加适合，最好借由使沟宽及/或沟深有所不同，而使对泥泞性能的贡献大的肩纵沟4的沟容积大于冠顶纵沟3的沟容积。例如，作为这种使沟容积变化的一个例子，在使沟深相同的同时，最好使冠顶纵沟3的沟宽G1为接地宽TW的2.8～3.3％，并使肩纵沟4的沟宽G2为接地宽TW的3.5～4.5％。而且，这可使接近轮胎赤道的冠顶纵沟3的沟容积相对减少，对提高噪声性能也有帮助。
前述肩横沟5包括在轮胎胎面接地端E的周方向的沟宽WLo大的第一肩横沟6、在轮胎胎面接地端E的周方向的沟宽WSo较第一肩横沟6的前述沟宽WLo小的第二肩横沟7，且该第一、第二肩横沟6、7在轮周方向上彼此间隔设置。这样，借由将宽度不同的横沟6、7在轮周方向上交互配置，可防止螺距噪声重迭，有助于使轮胎噪声白噪声化。
本实施形态的第一肩横沟6如图2中所扩大表示的，包括从与肩纵沟4连通的连通部6i开始在实际上以一定的沟宽伸展的内侧部6a、位于其轮轴方向外侧且沟中心线与内侧部6a在周方向上位置偏离，同时沟宽向轮轴方向外侧渐增的外侧部6b、将该外侧部6b和前述内侧部6a沿轮周方向伸展连接的连接部6c。前述内侧部6a或外侧部6b，为了使噪声性能和泥泞性能提高，例如对轮周方向最好以5～30度左右，较佳为15～25度配置。
而且，本例的连接部6c较从第一肩横沟6的连通部6i到轮胎胎面接地端E的轮轴方向的长度LG的中间位置，更接近肩纵沟4侧配置。这对在第一肩横沟6中，增大沟容积变大的外侧部6b所占的比率，使泥泞性能提高是有效的。而且，第一肩横沟6包括在连通部6i和轮胎胎面接地端E之间，借由前述连接部6c成曲柄状弯曲的弯曲部S。借由设置这种弯曲部S，使泵送噪音被切断，且借由变化连接部6c的轮周方向长度，容易使各横沟向接地面的出入的同步最适化。这除了可抑制轮胎花纹噪声的产生以外，对提高在泥泞地面的旋转性等也有帮助。
本例的第一肩横沟6采用使在轮胎胎面接地端E的沟宽WLo大于在连通部6i的沟宽WLi的构成。它们的沟宽比(WLo/WLi)在本例中约为2.3，但是可以在较佳为1.5～3.0左右，更佳为2.0～2.5左右的范围内做种种设定。关于泥泞性能，轮胎胎面接地端E附近的贡献较大，特别是确保第一、第二肩横沟6或7的沟宽较大是有效的。另一方面，关于噪声性能，使接地压高的连通部6i侧的沟宽较小是有效的，所以当如上述那样规定沟宽比时，在第一肩横沟6中，可使泥泞性能和噪声性能更加有效地并存。
第一肩横沟6的沟宽并未特别限定，但是如过小则容易产生泥泞性能的低下，反之过大又容易招致噪声性能的恶化。从这种观点来看，最好使例如在连通部6a的沟宽WLi为例如接地宽TW的4.0～12.0％左右，较佳为5.0～9.0％左右。
第一肩横沟6与前述外侧部6b连接，且在向轮轴方向外侧超出轮胎胎面接地端E的位置弯曲，包括沿轮周方向穿过无钢索线(buttress)部10的无钢索线(buttress)沟部6d。当在泥泞地面行驶时轮胎下沉，无钢索线(buttress)部10有时也会与泥接触。前述无钢索线(buttress)沟部6d在泥泞地面行驶时借由嵌入泥土而有助于增强驱动力。无钢索线(buttress)沟部6d的终端并不与第二肩横沟7的外端连通而是在其附近终止。这可防止肩块B的刚性低下。
如图2中所扩大表示的，本实施形态的前述第二肩横沟7包括从与肩纵沟4连通的连通部7i开始在实际上以一定的沟宽伸展的内侧部7a、位于其轮轴方向外侧且沟中心线与内侧部7a在周方向上位置偏离，同时沟宽至少渐增至轮胎胎面接地端E的外侧部7b、将该外侧部7b和前述内侧部7a沿轮周方向伸展连接的连接部7c。借此，第二肩横沟7也包括在连通部7i和轮胎胎面接地端E之间曲柄状的前述弯曲部S。
前述内侧部7a、外侧部7b与第一肩横沟6的内侧部6a大致平行地伸展。而且前述外侧部7b从超过轮胎胎面接地端E的位置开始，缓缓缩小沟宽并在无钢索线(buttress)部10中终止。该第二肩横沟7采用在轮胎胎面接地端E的沟宽WSo与在连通部7i的沟宽WSi同等或在其以上的构成。而且第二肩横沟7的连接部7c较第一肩横沟6的连接部6c更接近轮轴方向的外侧配置。这有助于使轮胎花纹噪声分散化且白噪声化。
本发明借由分别控制在第一、第二肩横沟6、7的连通部6i、7i的沟宽WLi、WSi和在轮胎胎面接地端E的沟宽WLo、WSo，可谋求泥泞性能、噪声性能的并存。即，将位于第一、第二肩横沟6、7的连通部6i、7i的周方向的沟宽WLi、WSi的比(WLi/WSi)即连通部沟宽比，设定得小于在轮胎胎面接地端E的沟宽WLo、WSo的比(WLo/WSo)即接地端沟宽比。借此，在对泥泞性能的贡献大的轮胎胎面接地端E附近，可确保使第一肩横沟7的沟宽WLo大于第二肩横沟7的沟宽WSo而提高泥泞性能，同时在对噪声性能的贡献大的连通部附近，可使第一肩横沟7的沟宽WLi接近第二肩横沟7的沟宽WSi且沟容积缩小而提高噪声性能。借此，例如与习知技术相比，虽然使肩横沟全体的沟容积减小但是可维持与原来同程度的泥泞性能。
这里的接地端沟宽比较佳为1.10～1.80，更佳为1.30～1.60。当前述的接地端沟宽比不足1.10时，在轮胎胎面接地端E就不能充分保证第一肩横沟6的沟宽WLo，进而会产生使泥泞性能和噪声性能的并存变得困难的倾向。反之，当前述接地端沟宽比超过1.80时，在轮周方向邻接的第一、第二肩横沟6、7的沟宽的差明显增大，有可能在轮胎胎面上产生明显的刚性层差而招致偏摩耗。
而且，连通部沟宽比较佳为0.90～1.10，更佳为1.00～1.10。当前述连通部沟宽比不足0.90时，容易招致肩横沟的全体的沟容积减少，在泥泞性能上变得略有不利的倾向，反之当超过1.10时，对泥泞性能的提高不能期望过高的倾向。
这样，借由控制肩横沟5的沟宽，能够以高次元使泥泞性能和噪声性能并存。而且，在肩块B中，伴随配置于轮周方向的前后的横沟6、7的沟宽控制和沟形状，防止易产生刚性差和偏摩耗的问题的发生也是重要的。例如，借由第一(或第二)肩横沟6的弯曲部S，肩块B可有效地使下凹的凹部Ba的刚性增加。具体地说，如图3(图2的A-A’扩大断面图)所示，将第一肩横沟6的凹部Ba侧的沟壁的壁面角度θ2，设定得较另一沟壁的壁面角度θ1大2～10度左右。借此，有助于使肩块B的刚性均匀化，进而可防止以凹部Ba为起点的偏摩耗的发生。
而且，最好在肩块B设置沿轮轴方向伸展且至少一端与前述轮胎胎面接地端连通的窄幅的切口9等。这可缓和对泥泞性能影响大的肩块B的接地端部的刚性并利用肩横沟5增强泥泞掘起性能，同时当在干燥路面上行驶时也可缓和块的刚性，并抑制在肩块上容易产生的尾部(heel)或前端(toe)摩耗的发生。
本发明的充气轮胎对肩纵沟4、4间的花纹并未特别限定，可采用各种花纹。本例是在冠顶纵沟3、3间的接地压较高的区域，设置沿轮周方向连续伸展过轮胎赤道C上的中央肋。这种中央肋8有助于增强在铺设路面的道路上的夹持(grip)力和制动力以及噪声性能的各种性能。而且，为了适当调节肋刚性，在中央肋8上可间隔设置从冠顶纵沟3向轮胎赤道C以小长度伸展的切口9···和未图示的胎纹等。
而且，在冠顶纵沟3和肩纵沟4之间设有肋状部12。该肋状部12利用细沟13沿轮轴方向一分为二，同时借由从该细沟13至冠顶纵沟3的小长度横沟14和从前述细沟13至肩纵沟4的横沟15等使刚性最佳化。
本实施形态表示的是以轮胎赤道上的任意点为中心的、实际上为点对称的轮胎花纹，但是也可为以轮胎赤道为中心的线对称轮胎花纹，而且还可实施使线对称轮胎花纹在轮胎赤道上沿轮周方向位置偏离等种种形态。
下面，根据表1试作具有图1的基本轮胎花纹且使横沟的样式不同的轮胎尺寸为275/65R17 115V的充气轮胎，并评价噪声性能和泥泞性能。而且，为了进行比较，关于图4所示的轮胎胎面花纹的轮胎(习知例)也一并进行测试。除了轮胎花纹以外，它们的内部构造等是相同的。测试方法如下。<噪声性能>
将各供测试用轮胎装于轮辋(17×8JJ)并填充内压200kPa，安装于排气量4700cm3的4WD车的所有轮上，且在从以发动机不运转的状态行驶的车辆向侧方离开7.5m的位置处设置微音器，依据JISO标准C-606测定噪声。评价借由将习知例作为100的指数来表示。数值越大越良好。<泥泞性能>
以上述的车辆安装状态由1名驾驶员乘车在软弱的泥泞路测试路线上行驶，并借由驾驶员的感应而综合评价驱动力、制动力、旋转性等。评价设习知例为100作为评分，数值越大越良好。[表1]
习知例  实施例1  实施例2  实施例3  实施例4  实施例5  实施例6  实施例7  实施例8
肩横沟的总容积(指数) 100  100  90  90  90  90  90  90  90
第1肩横沟的横宽WLo(mm) 14.0  18.0  15.0  13.2  16.2  15.0  15.0  15.0  15.0
第1肩横沟的横宽WLi(mm) 7.0  6.5  6.5  6.5  6.5  6.2  6.8  6.5  6.5
第2肩横沟的横宽WSo(mm) 14.0  12.0  10.0  12.0  9.0  10.0  10.0  10.0  10.0
第2肩横沟的横宽WSi(mm) 7.0 6.5 6.5 6.5 6.5 6.8 6.2 6.5 6.5
接地端沟宽比(WLo/WSo) 1.0  1.5  1.5  1.1  1.8  1.5  1.5  1.5  1.5
连通部沟宽比(WLi/WSi) 1.0  1.0  1.0  1.0  1.0  0.9  1.1  1.0  1.0
弯曲部的有无 有  有  有  有  有  有  有  无  有
接地端的切口的有无 有  有  有  有  有  有  有  有  无
测试结果 泥泞性能(评分) 100  120  105  100  110  102  108  103  100
噪声性能(指数) 100  100  115  115  105  117  114  105  115
由测试结果可知，实施例与习知例相比，虽然缩小了肩横沟的沟容积，但是仍可发挥与其大致相等的泥泞性能。而且关于噪声性能大大超过习知例，可确认本发明优越性。
如以上说明，本发明能够使噪声性能和泥泞性能平衡性良好地并存。而且，泥泞性能在沟容积相同的场合，是接地端侧的沟宽越大越能提高，另一方面，噪声性能是轮胎赤道附近的连通部的沟宽越小越能提高。因此，当第一、第二肩横沟都是在轮胎接地端的沟宽WLo、WSo大于在前述连通部的前述沟宽WLi、WSi时，能够以更高次元提高泥泞性能和噪声性能。
而且，借由分别限定肩横沟的接地端沟宽比和连通部沟宽比，能够更加有效地以良好的平衡性提高噪声性能和泥泞性能。
当肩横沟包括在前述连通部和前述轮胎胎面接地端之间以曲柄状弯曲的弯曲部时，除了抑制轮胎花纹噪声的产生以外，对增强在泥泞地面的旋转性等也有帮助。
当前述肩块沿轮轴方向伸展且具有至少一端与前述轮胎胎面接地端连通的窄幅的切口时，可缓和对泥泞性能影响大的肩块的接地端部的刚性，并提高利用肩横沟的泥泞掘起能力，且在干燥路面上行驶时，可抑制在肩块上容易产生的尾部(heel)或前端(toe)摩耗的发生。

Claims (5)

1.一种充气轮胎，其特征在于：
在轮胎胎面，借由具有最接近轮胎胎面接地端并沿轮周方向连续伸展的肩纵沟、一端与该肩纵沟连通且另一端向轮轴方向外侧超过前述轮胎胎面接地端并沿轮轴方向伸展的肩横沟，沿轮胎胎面接地端形成肩块；
前述肩横沟包括在前述轮胎胎面接地端的周方向的沟宽WLo大的第一肩横沟、在前述轮胎胎面接地端的周方向的沟宽WSo较前述第一肩横沟的前述沟宽WLo小的第二肩横沟；
前述第一、第二肩横沟沿轮周方向彼此间隔设置；且
使前述第一、第二肩横沟与前述肩纵沟的连通部的周方向的沟宽WLi、WSi的比(WLi/WSi)即连通部沟宽比，小于前述沟宽WLo、WSo的比(WLo/WSo)的接地端沟宽比。
2.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于前述第一、第二肩横沟都是在轮胎胎面接地端的沟宽WLo、WSo大于在前述连通部的前述沟宽WLi、WSi。
3.如权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于前述接地端沟宽比为1.10～1.80，且前述连通部沟宽比为0.90～1.10。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的充气轮胎，其特征在于前述肩横沟包括在前述连通部和前述轮胎胎面接地端之间，成曲柄状弯曲的弯曲部。
5.如权利要求1～4中任意一项所述的充气轮胎，其特征在于前述肩块沿轮轴方向伸展且至少一端具有与前述轮胎胎面接地端连通的窄幅切口。
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