CN1684845A - 充气轮胎和轮胎-车轮组件 - Google Patents
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Abstract
一种充气轮胎,允许既可减少滚动噪声又可提高抗轮胎浮滑能力,而且改善抗不均匀磨损能力,其中形成彼此不对称地设置的四个周向主花纹槽(2-5),就可在所安装的轮胎的内侧形成于胎肩纹间表面部分列(7)中的结构的单位宽度而言,周向的花纹槽体积的总和比在所安装的轮胎的外侧的形成于胎肩列(9)中的横向花纹槽(11)的花纹槽体积的总和小,使在中央区域中的纹间表面部分列(6)成为花纹条,在靠近位于所安装轮胎的内侧上的赤道线一侧胎肩纹间表面部分列(7)的第二内侧纹间表面部分列(8)中形成相对于胎面横向以45°或更大的平均倾斜角延伸的多个倾斜花纹槽(13),并且这些倾斜花纹槽(13)通向靠近安装的轮胎的内侧的第二内侧纹间表面部分列(8)的周向主花纹槽。
Description
技术领域
本发明涉及一种可同时实现降低在轮胎旋转过程中的噪声、抗轮胎浮滑并且提高对不均匀磨损的抵抗能力的充气轮胎和一种轮胎-车轮组件。
背景技术
在JP-A-10-217719中披露了一种传统的技术,其用于改善轮胎的湿地行驶性能,并控制不均匀磨损以及轮胎噪声。
根据这种技术,当将轮胎胎面相对于轮胎赤道实际上分成指向车辆外侧的外侧区域以及指向车辆内侧的内侧区域时,在外侧区域中设置沿着轮胎圆周方向线性延伸的一个纵向外侧主花纹槽,并在内侧区域中设置沿着轮胎圆周方向线性延伸的第一和第二纵向内侧主花纹槽,这些纵向主花纹槽相对于轮胎赤道不对称,在位于外侧区域中的纵向主花纹槽以及外侧区域的接地端之间的外侧胎肩部分中按照给定的间隔设置相对于圆周方向以45-70°的角度倾斜的外侧倾斜花纹槽,在位于内侧区域的第二纵向内侧主花纹槽以及接地端之间的内侧胎肩部分中按照给定的间隔设置相对于圆周方向以60-80°的角度倾斜并且与外侧倾斜花纹槽相对的内侧倾斜花纹槽,并且在位于纵向外侧主花纹槽以及第二纵向内侧主花纹槽之间的胎冠部分中按照给定的间隔设置相对于圆周方向以20-45°的角度倾斜并且与外侧倾斜花纹槽成同方向的中央倾斜花纹槽。因此,在一个纵向外侧主花纹槽以及两个纵向内侧主花纹槽的作用下,提高了湿地行驶性能,并可以减少通过柱形谐振产生的噪声,还可以控制处于安装在车辆上的轮胎的外侧区域处的过早磨损。
作为如在JP-A-2000-238510中披露的另一种传统技术,有一种用于车辆的充气轮胎,其中相对于胎面表面的圆周方向不对称地形成胎面花纹,该花纹包括具有胎肩块列的外侧和内侧区域,以及由属于上述区域的周向花纹槽限定两侧的中央区域,横向花纹槽从内部区域的胎肩块列连续至中央区域,而且在胎面花纹中的中央区域的宽度是胎面宽度的25-35%,在最多从内侧区域的胎肩块列起延伸的横向花纹槽之间的交错横向花纹槽在中央区域中连续,成为基本上穿过至少中央区域的花纹槽,并且这些花纹槽在中央区域的至少1/3长度上相对于赤道线按照至多30°的角度倾斜。在这种技术中,通过尽可能地使花纹的磨损均匀而改善排水性能,并对在转动过程中的噪声产生良好的影响。
但是,在这些轮胎中没有对在水深超过潮湿道路表面的道路表面上的抗轮胎浮滑能力给予足够的考虑。另外,由于它们在设计时没有考虑在将轮胎安装在车辆上时给轮胎施加外倾角,因此在安装了这种轮胎的车辆的实际行驶过程中,不能很好的实现在轮胎转动过程中的噪声降低以及抗轮胎浮滑能力,而且还存在着在安装在车辆上的轮胎的内侧中产生不均匀磨损的问题。
发明内容
本发明旨在解决传统技术中固有的上述问题,并提供一种充气轮胎,其中在更高的水平上同时实现降低在轮胎转动过程中的噪声以及提高抗轮胎浮滑的能力,并还有效地改善了抵抗不均匀磨损的能力。
在非对称胎面花纹的设计中,从前通常普遍地如此操作,即,通过强调轮胎在干燥道路表面上的行驶性能而使位于安装在车辆上的轮胎的轴向外部中的负比率较小,而为了确保湿地行驶能力使位于安装在车辆上的轮胎的轴向内侧部分中的负比率较大。
但是,在具有这种构造的胎面花纹的轮胎中,当对所使用的轮胎特别施加负外倾时,存在着这样的问题,即,在轴向内侧部分中的胎面磨损变得很剧烈,并且在接近直线行驶状态的状态下,操控稳定性降低,还不能改善抗轮胎浮滑能力。
考虑到其中的胎面磨损,在施加负外倾的过程中,在轴向内侧处的胎肩部分的接地长度比在轴向外侧处的胎肩部分的接地长度长,从而如果对轮胎施加微小的侧偏角例如前束角等,则内侧胎肩部分相对侧滑需承受过大的横向作用力。而且,在施加负外倾过程中,在轴向内侧处的纵向下沉量比在轴向外侧处的纵向下沉量相比变大,而且这种大的纵向下沉量使轮胎的旋转半径减小。为此,胎面的接地面的小直径侧部通过由其大直径侧部牵引而相对承受沿制动方向的作用力。这会导致胎面在轴向内侧过早磨损,或者胎面的不均匀磨损。
在这种情况下,在靠近接地端的区域中,所承受的力通常变大,在该区域中容易产生不均匀磨损的核心,并且由此产生的不均匀磨损逐渐地朝着轮胎赤道线一侧发展。
另一方面,为了改善在接近直线行驶状态的行驶状态(例如在高速公路等上行驶)中的操控稳定性,有效地提供一种胎面花纹,从而使沿着胎面横向的刚度在以下各区域中都大,即在充有内压的情况下尤其增加带束层张力的胎面中央部分、以及尤其延长会受胎面花纹刚度的极大影响的接地长度的胎面部分。在使轮胎负外倾的情况下,具有最长接地长度的部分从胎面中央部分朝着轴向内侧略微移动。在后者的情况下,优选形成沿着在胎面中央部分和最长的接地长度部分例如花纹条之间延伸的沿横向具有高的刚度的胎面花纹。通过在花纹条的轴向内侧或者两侧给花纹条设置周向主花纹槽,形成基本上指向胎面的圆周方向的排水流线,由此可以有效地排出道路表面上的水,从而有利地防止发生轮胎浮滑现象。
通过用可改善抗轮胎浮滑能力的有限元方法进行分析的结果是,很明显,在具有长接地长度的一侧中而不是在胎面中央部分中存在最存水的部分或者是具有低排水功能的部分,这是因为在施加负外倾的过程中,使最长的接地长度部分从胎面中央部分朝着轴向内侧略微移动。因此,通过在这种部分中设置周向主花纹槽可以改善抗轮胎浮滑能力,从而提高排水性能。
而且,优选的是,在位于周向主花纹槽之外的两个外部区域中朝着外侧进行排水。在这种情况下,排水槽优选地沿着水流线的方向延伸。由于在与轴向内侧的部分对应的胎肩部分附近的流线以相对于胎面横向成不小于45°的角度指向朝着横向外侧,因此,优选地使排水槽沿着这个流线方向形成,并向至少位于横向外侧处的周向花纹槽敞开,以更进一步改善抗轮胎浮滑能力。
因此,在根据本发明的充气轮胎中,在胎面的接地面中形成相对于轮胎赤道线不对称地设置、并且沿着胎面的圆周方向线性地连续延伸的三个或者更多个周向主花纹槽,在所形成的中央区域以及两个侧部区域中的每一个中均形成一个或者多个纹间表面部分列,其中就单位宽度而言,在与安装在车辆上的轮胎的轴向内侧位置相对应的胎肩纹间表面部分列中形成的横向花纹槽中沿圆周方向的花纹槽体积之和比在与安装在车辆上的轮胎的轴向外侧位置相对应的胎肩纹间表面部分列中形成的横向花纹槽中沿着圆周方向的花纹槽体积之和小,使在包括轮胎赤道线或者位于最靠近轮胎赤道线的地方的中央区域中的纹间表面部分列成为花纹条,而且在位于靠近在轴向内侧中的胎肩纹间表面部分列的赤道线一侧处的第二内侧纹间表面部分列中设置以相对于胎面横向不小于45°的平均倾斜角延伸的多个倾斜花纹槽,这些倾斜花纹槽向至少靠近轴向内侧的第二内侧纹间表面部分列设置的周向主花纹槽敞开。
术语“周向主花纹槽”在此表示花纹槽宽度不小于2.5%的胎面宽度的花纹槽。
另外,术语“胎面宽度”在此表示当将轮胎安装在已认可的轮辋上并充有限定的气压、同时加载与最大承载能力相对应的质量时的接地宽度。在这种情况下,已认可的轮辋指按照以下标准限定的轮辋,最大承载能力指在以下标准中施加在轮胎上的最大质量,限定的气压指与以下标准中的最大承载能力相对应地限定的气压。
所述标准是在轮胎制造或者使用地区中有效的工业标准所确定的,例如美国的“YEAR BOOK of THE TIRE AND RIMASSOCIATION INC.”,欧洲的“STANDARDS MANUAL of TheEuropean Tyre and Rim Technical Organization”,以及日本The JapanAutomobile Tire Manufactures Association Inc的“JATMA YEARBOOK”。
根据这种轮胎,使在与轴向内侧相对应的胎肩纹间表面部分列中形成的横向花纹槽沿圆周方向的花纹槽体积之和比在与轴向外侧相对应的胎肩纹间表面部分列中形成的横向花纹槽沿圆周方向的花纹槽体积之和小,从而有效地解决在对所使用的轮胎施加负外倾的情况下产生不均匀磨损的前述问题,由此可以增强在轴向内侧和轴向外侧之间的制动力和牵引力的平衡,以有效地提高抗不均匀磨损的能力。
也就是,通过使该胎肩纹间表面部分列中所拥有的花纹槽的比例变小而增强该纹间表面部分列的刚度,能够解决因为在施加负外倾、前束角等情况下内侧胎肩纹间表面部分列承受较大横向力这一事实而导致的不均匀磨损。而且,可以通过以下方式解决因为由轮胎的纵向下沉量而使轴向内侧处的旋转半径变小这一事实导致的不均匀磨损,即,在接地面之内使胎肩纹间表面部分列沿着减少横向花纹槽宽度的方向变形,以基于使在这种纹间表面部分列中的横向花纹槽的总体积变小的事实来抑制旋转半径的收缩。
另外,当对轮胎施加负外倾的时候,通过在车辆中的对准、轮胎的内压、所加载的质量等等来确定轮胎的接地形式,而且使作为具有最大接地长度的部分的中央区域中的纹间表面部分列成为花纹条,以增强胎面横向的刚度,由此可以在接近直线行驶状态的行驶状态下对向轮胎施加相对较小侧偏角时的情况有效提高操控稳定性。
当向这种轮胎施加负外倾的时候,使在轴向内侧处的水压分布比在轴向外侧处的高,这是因为道路表面上的水容易被积存在从轮胎赤道线向内设置并最接近赤道线延伸的周向主花纹槽以及在轴向内侧处邻近这种周向主花纹槽的第二纹间表面部分列中。
为了改善这个问题,在第二内侧纹间表面部分列中设置沿着与胎面中央分开的方向引导道路表面上的水的倾斜花纹槽,而且使该倾斜花纹槽的延伸方向相对于胎面的横向成不小于45°的角度且与在轴向内侧处的排水流线的倾斜一致,由此确保排水的顺畅和迅速。
当将如上所述的在横向上具有高的刚度的中央纹间表面部分列的花纹条设置成在胎面中央部分和具有最长接地长度的部分之间延伸的时候,在第二内侧纹间表面部分列中的带束层张力小于在胎面中央部分中的带束层张力,并且在内侧纹间表面部分列中的接地长度也小于在花纹条中的接地长度,第二内侧纹间表面部分列的有利于操控稳定性的比例不是这么大,从而即使不使在第二内侧纹间表面部分列中的倾斜花纹槽的延伸角度如上所述地小于45°,也不会对操控稳定性产生大的影响。而且,如上所述,使在位于轴向内侧处的胎肩纹间表面部分列中的花纹槽的比例小于在轴向外侧处的胎肩纹间表面部分列中的花纹槽的比例,从而即使倾斜花纹槽的延伸角度变大,在内侧胎肩纹间表面部分列承受在接地面中的作用力的情况下,抗不均匀磨损能力也不会受到如此损害。
另外,与抗轮胎浮滑的能力相关地,在位于轴向外侧的部分处的胎肩纹间表面部分列中排水流线基本上沿着胎面的横向延伸,从而优选地将作为轴向外侧的一部分的胎肩纹间表面部分列中的横向花纹槽朝着流线方向延伸。另一方面,在位于轴向内侧的一部分处的胎肩纹间表面部分列中,使接地形式呈圆形,以有效防止道路表面上的水在胎面接地轮廓固有的作用下渗透到胎面接地面的内侧中,从而在没有在该列中设置横向花纹槽的情况下不会导致抗轮胎浮滑能力降低。
优选地,设置四个或者多个周向主花纹槽,并且在靠近位于轴向外侧部分处的胎肩纹间表面部分列的赤道线一侧的第二外侧纹间表面部分列中设置多个横向花纹槽,其中使每个横向花纹槽的一端向周向主花纹槽敞开,并且使其另一端在纹间表面部分列中终止。
为了改善抗轮胎浮滑的能力,优选地使横向花纹槽等的数量较大。但是,在这种情况下,不能避免在轮胎于加载下行驶的过程中因为横向花纹槽的边缘与道路表面的撞击导致使噪声增大。而且,如果使邻近的周向主花纹槽通过横向花纹槽彼此相通,就会产生两个周向主花纹槽共有的大的柱状谐振声响。
因此在本发明中,使横向花纹槽的一端向周向主花纹槽敞开,以确保优异的排水性能,而使另一端在纹间表面部分列中终止,由此将每个周向主花纹槽的柱状谐振频率分开以分散谐振声响的峰值,并且将横向花纹槽的边缘与道路表面的撞击长度减少,以实现噪声降低。
而且,优选的是,在作为轴向内侧的胎肩纹间表面部分列中设置其花纹槽宽度不小于2.5%的胎面宽度的周向细花纹槽,以将胎肩纹间表面部分列分成两个部分,而且使在作为轴向外侧的胎肩纹间表面部分列中设置的横向花纹槽相对于胎面横向的平均倾斜角度不大于15°。
在这种情况下,由周向细花纹槽使容易导致不均匀磨损的位于接地端附近的内侧胎肩纹间表面部分列的一部分与该胎肩纹间表面部分列的其它部分分开,由此可有利地抑制在靠近接地端的部分中产生的不均匀磨损向该胎肩纹间表面部分列的其它部分的扩展。
作为对抗轮胎浮滑能力的分析结果,很明显,在施加负外倾的情况下,与不施加负外倾的情况相比,指向胎面圆周方向的排水流线的位置从胎面中央部分朝着内侧胎肩侧移动,同时在短接地长度一侧的接地轮廓变圆并且朝着胎面横向的外侧的排水是有效的,在外侧胎肩纹间表面部分列中的排水流线的延伸方向相对于胎面的横向不大于15°。因此,在本发明中,使在外侧胎肩纹间表面部分列中的横向花纹槽的延伸方向相对于胎面的横向不大于15°,以增强排水效率和确保提高抗轮胎浮滑的能力。
另一方面,作为较短接地长度的轴向外侧的胎肩纹间表面部分列的横向刚度会极大地影响在施加相对较大的侧偏角时操控稳定性,尤其是在山路上行驶的时候。因此,在这种情况下,使在胎肩纹间表面部分列中形成的横向花纹槽的平均角度相对于胎面的横向不大于15°,以抑制这种纹间表面部分列的横向刚度的降低,由此提供优异的抗磨损性,同时确保高的操控稳定性。
优选地,由沿着圆周方向延伸的细花纹槽将作为轴向内侧的一部分的胎肩纹间表面部分列沿横向分成两个部分,其中位于胎面端部一侧的一个分开部分是窄宽度的花纹条,在可以设有横向花纹槽的另一个大宽度的分开部分中设置与花纹槽分开的多个小孔。
例如,当在使轮胎具有负外倾角的状态下向胎轮施加负载时,在胎面的接地面处沿着胎面圆周方向的接地长度在轴向内侧部分中变长而在外侧部分中变短,作为外倾角为0时的轮胎姿态的标准,而且轮辋靠近道路表面以使得在增加接地长度的轴向内侧处旋转半径小,而在减少接地长度的轴向外侧处旋转半径大,从而存在这样一个问题,即,例如在车辆直线行驶的状态下,将沿制动方向的相对作用力施加在轴向内侧的部分上,由此导致过早磨损。作为抑制这种过早磨损的一种传统技术,JP-A-2001-354010披露了如下技术方案,即,在轴向内侧处胎肩纹间表面部分沿着安装在被设定为负外倾的车辆上的轮胎的圆周方向的刚度大于在轴向外侧处胎肩纹间表面部分沿着轮胎圆周方向的刚度,以增强在轴向内侧处或者增加接地长度的一侧处的沿着胎肩纹间表面部分的制动方向的耐磨性。
但是,最新发现表明,仅根据这种结构,当从其横向施加在轮胎上的作用力因为转弯等而增大时,沿着圆周方向增加刚度的胎肩纹间表面部分的接地压力变大,并容易在该部分处产生不均匀磨损的核心。
相反,由沿着圆周方向延伸的细花纹槽将在轴向内侧处的胎肩纹间表面部分列沿横向分成两个部分,位于胎面端部一侧处的一个窄宽度的分开部分被作为如上所述的磨损专用部分,由此可以有效地抑制在该部分处产生的磨损朝着位于胎面中心一侧的另一个大宽度的分开部分发展,以保护大宽度的分开部分免于过早磨损。
而且,在大宽度分开部分中形成与花纹槽分开的多个小孔,以沿着所有方向减少在接地面处的这种分开部分的剪切刚度,由此可以有利地降低在高弹性之下的力的承受,从而即使沿制动方向拖动大宽度的分开部分或者即使增加向这个部分输入的横向力,也能有利地减轻过早磨损。
在这种轮胎中,当使在轴向内侧的胎肩纹间表面部分列中形成的周向细花纹槽的花纹槽宽度与花纹槽底部相比在胎面表面的一侧处逐渐地或者成阶梯状地加宽时,即使道路表面上的外物例如小石子等被咬入细花纹槽内,也便于外物从细花纹槽中掉出,由此有效地防止了因为下述情况而导致的不均匀磨损,即在由细花纹槽分开并且位于轮胎赤道线一侧的另一个部分上加载的情况,轮胎在细花纹槽内咬入外物的状态行驶。
而且,当使在位于轴向内侧的胎肩纹间表面部分列处的大宽度分开部分中形成的多个小孔沿着胎面的圆周方向的总体积在细花纹槽的一侧比在轮胎赤道线一侧大时,因为靠近接地端的横向力的承受变大,使大宽度的分开部分的刚度减小以在较宽区域上承受输入的作用力,由此可减少变形以有效地防止这个分开部分的磨损。而且,与使小孔的总体积在整个大宽度的分开部分上大的情况下相比,可以确保高度的操控稳定性以及胎面耐用性。
在这种情况下,可以例如通过改变小孔的开口尺寸或者深度、通过改变小孔的设置间距等等来实现小孔总体积的变化。
另一方面,当包括用于大宽度分开部分的小孔形成区域的胎面结构是如下胎面结构时,即,在与最大承载能力的40%相对应的负载的作用下,设置有小孔的大宽度分开部分在至少一部分小孔形成区域中与地面以施加-0.5的外倾角的姿态下相接触,即使在FF车辆制动过程中与前滚动轮胎相比在后滚动轮胎中的负载变小,且接地宽度变窄,(前轮驱动)也可以有效地产生在小孔作用下减少刚度的效果。
而且,当通过由圆周细花纹槽将轴向内侧的胎肩纹间表面部分列分开而形成的并且位于胎面端部一侧处的窄宽度花纹条的侧面是在横截面轮廓线外侧处具有曲率中心的陷窝的弯曲形式时,可以减少作为磨损专用部分的窄宽度花纹条的磨损量,以抑制对新轮胎外观的改变使之变小,并改善磨损外观。
在这种轮胎中,优选的是,将作为最靠近轮胎赤道线的中央区域的纹间表面部分列的花纹条的中心线相对于赤道线而言朝着轴向内侧设置,并且在这种花纹条中设置相对于胎面横向倾斜延伸的多个横向细花纹槽。
在这种情况下,优选的是,横向细花纹槽的倾斜角度为5-55°的平均角度,且其花纹槽宽度不大于2mm。
为了在于干燥道路表面上以高速行驶等的情况下改善在道路表面上的附着力以及操控稳定性,优选地将例如花纹条的纹间表面部分列(其沿着胎面横向的刚度高、并能够快速和可靠地将输入传递至带束层的高张力部分)设置在轮胎的位于具有所谓环箍效应的带束层的张力变得最大的以使得胎面具有高刚度的胎面中央部分以及成为胎面接地长度最长的部分之间、或者在这两个部分之间延伸的位置处。
但是,在这种花纹条中,当胎面胶沿着圆周方向的逃逸变形不被允许时,在该花纹条中导致不均匀磨损。因此,在本发明中,在作为纹间表面部分列的花纹条中形成具有不大于2mm的宽度以及5-55°的延伸角度的横向细花纹槽,以便允许沿着圆周方向有适当的逃逸变形,同时确保沿着胎面横向的刚度。
将花纹槽宽度限制为不大于2mm的原因是由于以下事实,即小的花纹槽宽度足以吸收橡胶沿着圆周方向的逃逸变形,并且如果其超过2mm,则胎面花纹噪声增加,而且沿着花纹条横向的刚度的降低也会变大。而且,当细花纹槽的角度小于5°的时候,不能避免由于花纹槽棱边与道路表面之间的撞击接触而增加胎面花纹噪声,而55°的上限是由于这个事实,即,当其超过55°时,沿着花纹条横向的刚度变得过低。
优选的是,如此地形成横向细花纹槽,即,使其在深度方向上以平面、曲面等的形式倾斜,只要使该细花纹槽围绕着细花纹槽延伸方向的中部沿着花纹槽宽度方向、胎面的圆周方向等彼此分开即可。在这种情况下,沿着彼此分开的方向倾斜的平面等的数量可以是每个细花纹槽为三个或者更多个。
根据这种结构,在存在具有给定沟槽宽度的细花纹槽的情况下,充分允许沿着圆周方向的橡胶的逃逸变形,同时细花纹槽在花纹槽底部一侧而不是在沿胎面横向的开口位置处彼此相互干扰,由此可以有效地防止作为花纹条的纹间表面部分列的刚度沿着横向降低。
多个横向细花纹槽的至少一部分可以在延伸方向的两端处在作为纹间表面部分列的花纹条中终止,由此可以进一步改善操控稳定性,同时将沿花纹条的横向的刚度保持在高水平上。
也就是,在没有橡胶逃逸的花纹条的横向中央部分处特别需要允许橡胶沿着圆周方向的逃逸变形,从而即使横向细花纹槽在该部分中延伸,也可以在花纹条侧壁附近沿着花纹条的轴向外侧方向发生橡胶的逃逸变形。另一方面,由于在花纹条侧壁附近的横向刚度较低,因此从侧壁附近除去横向细花纹槽,由此可以允许橡胶沿着圆周方向的逃逸变形,同时抑制花纹条的横向刚度的降低。
另外,优选的是,作为最靠近轮胎赤道线的中央区域的纹间表面部分列的花纹条的中心线相对于赤道线朝着轴向内侧设置,在这种花纹条中设置多个具有基本上为椭圆形(包括卵形等)的陷窝来代替前述的横向细花纹槽,而且每个陷窝的长轴相对于胎面的横向以5-45°的角度延伸,位于花纹条的轴向内侧处的胎肩纹间表面部分列的侧面由笔直向前延伸的周向主花纹槽限定。
为了防止在赤道线附近的花纹条的磨损,在花纹条中设置小空间以形成如前所述的橡胶沿着圆周方向的逃逸部位就足够了。在没有橡胶的逃逸侧并且对横向刚度具有较少贡献的花纹条的中央部分中,设置具有基本上为椭圆形的陷窝来代替横向细花纹槽,由此确保横向刚度,并同时形成橡胶的逃逸部位。
当陷窝内的长轴方向相对于轮胎的横向小于5°的时候,胎面花纹噪声变得过大,而当其超过45°的时候,花纹条的横向刚度过低。
而且,使在轴向内侧的胎肩纹间表面部分列的一侧处限定花纹条的周向主花纹槽成为直沟槽,由此可以产生高的抗轮胎浮滑的能力。
当在具有基本上为椭圆形形状的多个陷窝的至少一部分中设置向花纹条的侧壁敞开的刀槽花纹以便其沿着陷窝的长轴方向延伸的时候,在与地面接触的过程中在陷窝内封存和压缩的空气可以通过刀槽花纹朝着外部排出,从而可以防止在拖曳中因为从陷窝中释放被封存在陷窝内面且具有高压缩压力的空气而产生声响。
另外,优选的是,最靠近轮胎赤道线的中央区域的纹间表面部分列的花纹条由一对直线延伸的周向主花纹槽所限定,而且使位于轴向内侧的胎肩纹间表面部分列一侧处的周向主花纹槽的花纹槽宽度比位于轴向外侧的胎肩纹间表面部分列一侧处的周向主花纹槽的花纹槽宽度大。
考虑到因为轮胎的扁平比等的差异而导致的胎面的接地形式上的差异,已经知道,当在轮胎于加载下实际行驶的过程中使接地形式的最大宽度和最大长度相互比较时,如果最大宽度大于最大长度,则与接地长度变大的情况相比,周向主花纹槽排出更大量的水。根据这种常识,当如在前者的情况下最大宽度大于最大长度的时候,例如通过在排水的流线方向基本上是圆周方向的胎面中央部分中设置更大量的周向主花纹槽,可以增强排水能力,以改善抗轮胎浮滑的能力。
现在已经知道,在接地面中周向主花纹槽形成与接地长度相等的柱状管,从而导致产生柱状谐振声响。即使柱状管的尺寸相同,柱状谐振声响的放大率也会根据沿着胎面横向的位置而不同。有一种新得到的知识是,邻接胎面中央位置的在其中在施加负外倾时胎面的接地长度变长的轴向内侧处的柱状谐振声音被减小,其减小率大于在其中接地长度朝着胎面端部一侧变短的轴向外侧处的柱状谐振声音的增加率。在本发明中,使位于在其中胎面接地长度变长的轴向内侧中的胎肩纹间表面部分列、侧的周向主花纹槽的宽度比其它的周向主花纹槽的宽度大,由此提高了抗轮胎浮滑的能力,同时抑制产生谐振噪声。
在上述轮胎中,当在轴向外侧的部分处由胎肩纹间表面部分列中的横向花纹槽所限定的每个块体设有朝着块体的侧边缘以及块体的中央区域中的至少一个逐渐减小表面高度的周边隆起部分时,可以进一步实现改进操控性能。
当包括设有周边隆起部分的块体的轮胎在没有施加外倾角的情况下于加载下行驶时,在块体的前端中周边隆起部分的倾斜隆起面与道路表面冲击接触,从而产生大的冲击声响。
但是,当将如上所述的周边隆起部分形成于在施加负外倾的情况下所使用的轮胎中的轴向外侧的胎肩块中时,由于在外部胎肩块承担的负载小于在直线行驶过程中的负载,因此可以有效地防止因为存在周边隆起部分而导致的噪声增加。
另一方面,当为转弯而向轮胎施加侧偏角时,轴向外侧的胎肩与地面接触以增加该部分的接地压力,而与是否存在负外倾无关,从而周边隆起部分可以在块体固有的作用下使块体的接地压力分布变均匀。在施加侧偏角的情况下,由于块体的侧滑产生的噪声变成占据主导地位,而且由于块体在道路表面上的冲击导致的噪声的影响变得相对较小,从而可以通过设置周边隆起部分而有效地改进操控性能,而不会增加噪声。
优选的是,在至少第二内侧纹间表面部分列中由倾斜花纹槽所限定的块体中的前边缘高度和后边缘高度中的每一个沿着胎面的横向发生变化,而每个高的高度部分沿着胎面的圆周方向延伸,同时根据沿着圆周方向的位置改变沿着胎面横向的位置。
在向轮胎施加负外倾的情况下,在轴向外侧的部分中接地长度变短并且接地压力变低,从而在这种外侧部分中因为块体与道路表面的冲击接触而导致的撞击声响的产生会相对较少,而在轴向内侧的部分中接地长度和接地压力变大,产生撞击声响的比率变大。在这种情况下,由于在中央区域中的纹间表面部分列是花纹条,所以不会因为块体的冲击接触而产生噪声,内侧胎肩纹间表面部分列通常在横向花纹槽数量上较少,并且产生撞击噪声的比率小,同时由在第二内侧纹间表面部分列中的倾斜花纹槽限定的块体中所产生的噪声变大。
因此,在本发明中,在至少第二内侧纹间表面部分列中由倾斜花纹槽限定的块体中的前边缘高度和后边缘高度中的每一个沿着胎面的横向发生变化,而每个高的高度部分沿着胎面圆周方向延伸,同时根据沿着圆周方向的位置改变沿着胎面横向的位置。因此,首先,前边缘与道路表面在相当长的时间内逐渐进行冲击接触,以随着时间分散冲击接触作用力,由此减少了在块体的初始接触阶段撞击噪声的发生。第二,在相当长的时间内使后边缘与道路表面逐渐分开,以抑制在最后的接触阶段的噪声的产生。第三,通过根据周向位置改变在沿胎面圆周方向延伸的每个高的高度部分的胎面横向上的位置,使在轮胎行驶过程中在块体中所产生的压缩力由整个块体分散地支撑,由此可以抑制块体所产生的噪声水平。
换句话说,当没有沿着横向改变高的高度部分的时候,将大的压缩应力仅局部地施加在块体的高的高度部分上,并且输入水平变大。
除了这些事实之外,当使沿胎面圆周方向延伸的每个高的高度部分沿着胎面的圆周方向连续的时候,可以在从块体与道路表面相接触开始至与道路表面分开的整个时间范围内将噪声水平抑制在低水平。
而且,优选的是,由横向花纹槽以及相对于胎面横向以不小于45°的平均角度延伸的倾斜花纹槽中的至少一个限定的块体等的锐角边角设有为朝着锥形端逐渐减少高度的平面、凸面等的倾斜面。
在靠近作为中央区域的纹间表面部分列的花纹条设置并设有用于改善排水性能的倾斜花纹槽的第二内侧纹间表面部分列中,可以为增强操控稳定性而使块体沿横向的刚度较大。也就是,有利的使在靠近该花纹条的第二内侧纹间表面部分列中的花纹条形成刚度差,以使伴随着施加给轮胎的侧偏角的增加的轮胎转弯方向应力的增加接近线性形式。在这种情况下,在位于第二内侧纹间表面部分列中的块体上形成倾斜面,由此增强块体沿着胎面横向的刚度,并且还可确保进一步改善排水性能。
当在与向横形花纹槽以及倾斜花纹槽中的至少一个敞开的花纹槽壁相对的周向主花纹槽的花纹槽壁上位于花纹槽开口位置以及与胎面横向相对的位置处设置伸入到花纹槽内的伸出部分时,关于由刚度比花纹槽部分(例如横向花纹槽等)更高段的纹间表面部分的侧边缘所产生的撞击声响,通过伸入到周向主花纹槽内的伸出部分可以有效地弥补在例如横向花纹槽等的花纹槽部分中的刚度的降低,从而减少在形成花纹槽部分的部分的刚度与例如块体等的纹间表面部分的刚度之间的差异,由此可以有利地抑制上述的撞击声音,这的确与向轮胎施加负外倾无关。
另外,优选的是,设置在第二内侧纹间表面部分列中并相对于胎面的横向以不小于45°的平均角度延伸的倾斜花纹槽的花纹槽深度从轮胎赤道线一侧朝着胎面端部一侧逐渐或者成阶梯状地加深。
为了通过设置在第二内侧纹间表面部分列中并有助于改善排水性能的倾斜花纹槽改善排水效率,优选地朝着胎面端部一侧逐渐增加倾斜花纹槽的横截面面积或者使之具有足够大的恒定值。但是,为了使靠近中央区域的纹间表面部分列的第二内侧纹间表面部分列有助于改善操控稳定性,如上所述地确保在该纹间表面部分列中的块体等的沿着胎面横向的刚度有较大数值是有效的。因此,在本发明中,为了同时实现高度的抗轮胎浮滑能力以及操控稳定性,使倾斜花纹槽的花纹槽深度在赤道线一侧变浅,并从该处朝着胎面端部一侧加深,由此朝着胎面端部一侧增加横截面面积。
现在,在第二内侧纹间表面部分列中形成的倾斜花纹槽相对于轮胎赤道线的延伸方向可以相同或者沿着胎面的圆周方向彼此交替地相对。
在向轮胎施加负外倾的情况下,如前所述,在第二纹间表面部分列中的倾斜花纹槽极大地有助于改善排水性能。当胎面花纹是规定旋转方向的方向性花纹的时候,在前者,即,使倾斜花纹槽相对于轮胎赤道线的延伸方向成为一个给定的恒定方向的情况下,可以充分发挥倾斜花纹槽的预期功能。
但是,当胎面花纹是非方向性花纹的时候,右侧和左侧滚动的轮胎沿着相反的方向相对旋转。因此,在具有这种花纹的轮胎中,优选的是,使倾斜花纹槽的延伸方向是如在后者情况中那样沿着胎面的圆周方向相对于轮胎赤道线的交替相对方向,从而确保甚至在沿着任何方向旋转时也具有优异的排水性能。
另外,优选的是在由周向主花纹槽所限定的每个纹间表面部分列中在整个接地长度上沿着胎面横向的刚度的积分值处于在从彼此相邻的纹间表面部分列之间的大数值起的50%的范围内。
在这种情况下,将由圆周细花纹槽沿横向分成两个部分的轴向内侧的胎肩纹间表面部分列的刚度定义为仅是从细花纹槽朝向中央的大宽度分开部分的刚度。
此处使用的术语“在整个接触长度上的积分值”可以例如通过如下方法确定,即,测量在胎面的整个周边上由周向花纹槽所限定的每个纹间表面部分列的横向刚度的总和,然后在充有空气压力之后将这种在实际安装中的纹间表面部分列的接地长度除以纹间表面部分列的周边长度,并将所得到的商的数值与上述总和相乘。
更具体地说,当一个纹间表面部分列由例如60个单间距的块体构成的时候,可以通过测量一个块体的横向刚度、将测量值乘以60以确定刚度的总和、然后将该和与(与地接触的块体的数量/60)相乘,来确定在整个接地长度上的积分值。另一方面,当由可变间距块体构成纹间表面部分列的时候,可通过测量具有每个尺寸的块体的横向刚度、将在整个周边上的具有每个尺寸的块体的数量与其相乘、并每隔每个尺寸将刚度数值相加来确定刚度的总和。
为了改善操控性能,重要的是通过向轮胎施加侧偏角而产生的轮胎转弯方向应力大,但是这种轮胎转弯方向应力在接近线性的状态下随着侧偏角的增大而增加。
当在具有相对于赤道平面对称的截面形状与结构的轮胎内充入内部压力的时候,在赤道平面上的带束层张力频繁地变得最高,而且基于这种带束层张力,胎面刚度在该部分处也变得最大。在不向轮胎施加外倾的条件下车辆直线行驶的过程中,接地长度最长的部分位于赤道平面上。因此,带束层刚度以及接地长度在赤道平面上变成最大,因而在赤道平面上的胎面部分是产生最大轮胎转弯方向应力的部分。
另一方面,在施加负外倾的条件下在直线行驶时接地长度最大的部分与轮胎的赤道平面不一致。在这种情况下,如果在胎面中的纹间表面部分的刚度相同,则具有长接地长度的部分会产生大的轮胎转弯方向应力。而且,当从提供有外倾的直线行驶开始增加侧偏角的时候,经仔细观察可以明显看出,产生最大轮胎转弯方向应力的部分存在于具有最大带束层张力的部分以及具有最长接地长度的部分之间。
当侧偏角进一步增加的时候,接地长度最长的部分朝着转弯的外侧移动,并且在回转的外侧处对负载的承受变大。在这种情况下,在转弯的外侧位置处产生的轮胎转弯方向应力的量和接地长度的增加以及负载承受的增加一起增加。
而且,由于沿着胎面横向的每个纹间表面部分列的刚度根据胎面的横向位置而不同这个事实,使这种轮胎转弯方向应力发生改变。
为此,研究在沿着胎面横向的纹间表面部分列的刚度变化和轮胎转弯方向应力的变化之间的关系。结果发现,纹间表面部分列沿横向的刚度的降低通常会带来轮胎转弯方向应力的降低,而当彼此相邻的纹间表面部分列之间的刚度的降低在50%范围内时,通过这种纹间表面部分列在向轮胎施加侧偏角过程中的变形而延长纹间表面部分列的接地长度,并由此通过增加接地长度而补偿刚度的降低,并且可以将轮胎转弯方向应力基本上保持在一个恒定水平上。另一方面,当刚度的降低超过50%的时候,不能产生与刚度降低相一致的接地长度的增加。
因此,在本发明中,为了实现伴随着侧偏角的增加使回转力基本上成线性地增加,在彼此相邻的纹间表面部分列之间的胎面横向上的刚度差为一个较大数值的50%。
在将前述轮胎安装在经认可的轮辋上并且充有标准气压以及加载与最大承载能力相对应的质量的状态下,在轴向内侧或者轴向外侧的有效接地面积比在剩余的另一侧处的大,而且使在充有标准气压的姿态下从垂直于轮胎赤道平面的胎面外侧表面上的切线直至胎面的接地边缘的径向距离在具有小的有效接地面积的安装侧比在另一安装侧的大。这对控制在具有不对称花纹的轮胎中容易产生的锥形力来说是优选的。在这种情况下,更优选的是,在小和大有效接地面积比率(S-大/S-小)与大和小径向距离(H-大/H-小)的比率之间的关系满足如下条件:S-大/S-小=A×(H-大/H-小),其中A为1.0-1.4。
在车辆转弯时,在负载尤其变大并且接地面积增加的转弯外侧处存在的位于轮胎胎面的轴向外侧处的纹间表面部分的刚度通常比在轴向内侧处的大,以增加回转力。关于其具体结构,使在轴向外侧处的负比率通常较小,以增强纹间表面部分的刚度,而使在轴向内侧处的负比率较大,以确保排水性能。
但是,当采用具有这种结构的所谓的非对称胎面花纹时,已经显示出,在轴向外侧处的接地面积比在轴向内侧处的大,从而在轮胎的接地面中承受道路表面的胎面接触面的横向剪切力在车辆直线行驶过程中在轴向内侧和轴向外侧之间有极大的不同,这种差异如在向轮胎施加外倾角的情况那样导致产生锥形力,由此产生指向轮胎中的轴向外侧的横向作用力。
作为对锥形力的各种研究的结果,已经发现,在胎面接地面中产生的横向剪切力在胎面胎肩中是最大的,且这种剪切力在胎面接地面与轮胎赤道线的分开距离变大时变大,并对该分开距离非常敏感。
因此,在其中处于轴向内侧处或者轴向外侧处的有效接地面积比在另一位置处的大的非对称胎面花纹中,从垂直于轮胎赤道平面的胎面外侧表面上的切线直至胎面的接地边缘的径向距离在具有小的径向距离的安装侧比在另一安装侧处的大,由此在具有大径向距离的一侧处在胎面胎肩中产生的横向剪切力有助于抵消在具有大的有效接地面积的一侧处产生的锥形力,并特别有助于改善在小转弯角度时的操控性能。
在这种情况下,优选的是,当在小和大的有效接地面积比率(S-大/S-小)与大和小的径向距离(H-大/H-小)的比率之间的关系满足如下条件:S-大/S-小=A×(H-大/H-小),其中A是1.0-1.4的时候,能更有效地抵消锥形力。
当A小于1.0时,容易产生沿着相反方向的锥形力,而当其超过1.4时,锥形力的抵消效果变小。
另一方面,本发明用于在位于车轮的轮辋和轮辐之间的连接部分处于相对于安装在轮辋上的轮胎的赤道平面安装的车辆外侧时有效地控制从道路表面向轮胎的输入到轮轴内的传递。
当轮辋和轮辐之间的连接部分位于车辆的相对于轮胎赤道平面的外侧处时,沿着车辆的内侧方向突出的轮辋的一部分具有在从车轮的径向截面看时如同使轮辐悬臂伸出的结构,从而轮的刚度对于从轮胎一侧向位于车辆内侧处的轮辋的轮胎圈子座的径向输入尤其变低,这种径向输入尤其导致车轮自身的大变形,并且这种车轮的变形被传递给在轮轴,这导致在车轮轴等上的振动。因此,需要控制从道路表面向轮胎、尤其是在施加负外倾的情况下接地压力和接地长度在轴向内侧处变大的轮胎内的轮辋中的输入的传输。
因此,在根据本发明的轮胎-车轮组件中,当使车轮和前述充气轮胎装配时,尤其是和如下所述的轮胎装配时,即,在该轮胎中,通过沿着圆周方向延伸的细花纹槽将在轴向内侧处的胎肩纹间表面部分列被沿横向分成两个部分,并且位于胎面端部一侧处的分开部分是窄宽度花纹条,而在可以设有横向花纹槽的另一个大宽度分开部分中形成与花纹槽分开的多个小孔,在车轮的轮辋和轮辐之间的连接部分相对于轮胎的赤道平面朝着要被安装的车辆的外侧设置。
在为了增强车辆内部的静音效果而对固体传播声音进行主要研究的结果表明,车轮的振动极大地作用在固体传播声音上,这一点迄今为止被认为是由例如橡胶等的弹性体构成的轮胎的主要弹性振动。
关于从轮胎的胎面部分经过一对侧壁部分、一对胎圈部分和车轮朝着车体传递的轮胎振动,当研究从每个侧壁部分向车轮的传递比的时候,频繁引起在通过位于车轮轮辐前侧处的轮辋端部的传递比以及通过位于车轮轮辐后侧处的轮辋端部的振动传递比之间的差异,而且已经证实,通过在车轮轮辋和轮辐之间的连接部分来确定哪一侧容易引起车轮轴的振动,而与车轮轮辐相对于轮辋并由此相对于轮胎的赤道平面的偏置量无关。例如,当连接位置从轮胎赤道平面朝着轴向外侧存在的时候,在轴向内侧处的振动容易在车轮轮轴中产生振动。
因此,在位于轮胎轴向内侧处的胎肩纹间表面部分列中,通过小孔减少了压缩刚度,从而降低对从道路表面等的凹凸不平对轮胎的输入的反作用力,由此可以抑制向轮轴的振动的传递,从而增强车辆内部的静音效果。另一方面,即使在位于轴向外侧处的胎肩纹间表面部分列中的刚度大并且对向轮胎的输入的反作用力变大,从车轮向车轮轴的振动的传递比在该部分中也较低,从而车轮轴的振动变得不大,且不会损害静音效果。
附图说明
图1是显示本发明一个实施方案的胎面花纹的展开图。
图2是另一种胎面花纹的展开图。
图3是再一种胎面花纹的展开图。
图4是表示小孔的总体积的一个改进示例的视图。
图5是表示形成周向细花纹槽以及在胎面端部一侧处的窄宽度花纹条的侧面轮廓形式的一个示例的示意图。
图6是显示接地面的轮廓形式的示意图。
图7是显示本发明另一个实施方案的胎面花纹的展开图。
图8是在中央区域的纹间表面部分列中形成横向细花纹槽的一个示例的平面图。
图9是表示周向主花纹槽的宽度的相对关系的视图。
图10是显示在中央区域的纹间表面部分列中形成凹槽的一个示例的视图。
图11是显示周边隆起部分的沿块体的横向的截面图。
图12是表示另一个实施方案的胎面花纹的展开图。
图13是表示在第二内侧纹间表面部分列的块体中形成高的高度部分的一个示例的透视图。
图14是表示另外一个实施方案的胎面花纹的展开图。
图15是表示又一个实施方案的胎面花纹的展开图。
图16是显示再一个实施方案的视图。
图17是表示还有一个实施方案的胎面花纹的展开图。
图18是由指数表示的在整个接地长度上每个纹间表面部分列中横向刚度的积分值的示意图。
图19是表示另外一个实施方案的胎面花纹的展开图。
图20是显示胎面花纹的一个改进示例的视图。
图21是表示用于抑制锥形力的轮胎构造的示意图。
图22是表示轮胎-车轮组件的一个实施方案的主要部分的截面图。
图23是在比较示例1的轮胎中的胎面花纹的展开图。
图24是在比较示例2的轮胎中的胎面花纹的展开图。
图25是在示例2的轮胎中的胎面花纹的展开图。
图26是在比较示例6的轮胎中的胎面花纹的展开图。
图27是在比较示例7的轮胎中的胎面花纹的展开图。
图28是在示例13和16的轮胎中的胎面花纹的展开图。
图29是在示例14的轮胎中的胎面花纹的展开图。
图30是在示例15和17的轮胎中的胎面花纹的展开图。
图31是在示例18的轮胎中的胎面花纹的展开图。
图32是在示例19的轮胎中的胎面花纹的展开图。
图33是在示例20的轮胎中的胎面花纹的展开图。
图34是在示例21的轮胎中的胎面花纹的展开图。
图35是在示例5的轮胎中的胎面花纹的展开图。
图36是在示例22的轮胎中的胎面花纹的展开图。
图37是在比较示例10的轮胎中的胎面花纹的展开图。
具体实施方式
在图1所示的胎面花纹的展开图中,E是轮胎的赤道线。
另外,该轮胎的内部结构与通常的子午线轮胎相同,并且在此省略对其的详细显示。
在胎面接触面1中,形成4个周向主花纹槽2、3、4、5,它们相对于轮胎的赤道线E不对称地设置,并且沿着圆周方向呈线性地连续延伸,由此限定了一个中央区域纹间表面部分列、两个纹间表面部分列以及两个侧部区域纹间表面部分列,其中,所述中央区域纹间表面部分列位于最靠近赤道线E的地方并与该图中包括赤道线E的主花纹槽的左侧相邻,所述两个纹间表面部分列在作为安装在车辆上的轴向内侧的图中的左半侧区域中,由位于胎面端部一侧处的胎肩纹间表面部分列7和位于胎肩纹间表面部分列7与中央区域纹间表面部分列6之间的第二内侧纹间表面部分列8构成,所述的两个侧部区域纹间表面部分列由在作为轴向外侧的图中的右半侧区域中,由胎肩纹间表面部分列9和位于胎肩纹间表面部分列9与中央区域纹间表面部分列6之间的第二外侧纹间表面部分列10构成。
在所示的实施方案中,中央区域纹间表面部分列6和在轴向内侧处的胎肩纹间表面部分列7分别成为花纹条,在轴向外侧处的胎肩纹间表面部分列9成为包括块体12的块列,该块体12由以相对于胎面的宽度方向优选地不大于15°的平均角度延伸的横向花纹槽11限定,同时使可以在轴向内侧的胎肩纹间表面部分列7中形成的横向花纹槽沿圆周方向每单位宽度的花纹槽体积总和小于沿在轴向外侧的胎肩纹间表面部分列9中形成的横向花纹槽11的圆周方向的花纹槽体积总和。
在第二内侧纹间表面部分列8中,设置有相对于胎面的横向以不小于45°的平均延伸角度沿着与横向花纹槽11相同的延伸方向延伸的多个倾斜花纹槽13,而且这些倾斜花纹槽13至少向位于轴向内侧的胎肩纹间表面部分列侧部的周向主花纹槽2敞开。因此,倾斜花纹槽13的另一端可以如图中所示的终止在纹间表面部分列中,或者可以向位于中央区域纹间表面部分列侧部处的周向主花纹槽3敞开。
在第二外侧纹间表面部分列10中,设置有沿着与横向花纹槽11以及倾斜花纹槽13相同的方向延伸并分别向相邻的周向主花纹槽4、5敞开的多个横向花纹槽14,由此将纹间表面部分列10成为由块体15构成的块列。
另外,横向花纹槽14可以在任何一端向周向主花纹槽敞开并在另一端终止在纹间表面部分列中。在这种情况下,如图2所示,它可以向位于轴向外侧的胎肩纹间表面部分列侧部处的周向主花纹槽5敞开,或者可以相反地仅向周向主花纹槽4敞开。
在中央区域纹间表面部分列的花纹条中,可以设置沿着与花纹条相交的方向延伸的刀槽花纹16,用以增强接地性能并确保沿着胎面横向的边缘部分。
图3是显示另一个实施方案的胎面花纹的展开图。
在这种情况下,在胎面中相对于轮胎的赤道线E不对称地形成沿着胎面的圆周方向笔直向前连续延伸的三个或者多个周向主花纹槽,在图中形成四个花纹槽2-5,由此限定在图中位于最靠近赤道线E的地方并在赤道线上延伸的中央区域纹间表面部分列6,在为轴向内侧的图中左半侧区域中、由位于胎面端部一侧处的胎肩纹间表面部分列7和位于胎肩纹间表面部分列7与中央区域纹间表面部分列6之间的第二内侧纹间表面部分列8构成的两个纹间表面部分列,以及在为轴向外侧的图中右半侧区域中、由另一个位于胎面端部一侧处的胎肩纹间表面部分列9和位于胎肩纹间表面部分列9与中央区域纹间表面部分列6之间的第二外侧纹间表面部分列10构成的两个纹间表面部分列。
在该图中,略微朝着轴向内侧偏置的中央区域纹间表面部分列6成为花纹条,而轴向内侧的胎肩纹间表面部分列7通过沿着胎面圆周方向延伸的细花纹槽17沿着胎面的横向被分成两个部分,其中位于胎面端部一侧的分开部分是窄宽度的花纹条18,靠近胎面中心设置的分开部分是比上述分开部分略宽的大宽度花纹条19。
可以在大宽度花纹条19中形成、但是在图中未形成的横向花纹槽的沿着胎面圆周方向每单位宽度的总体积小于在轴向外侧的胎肩纹间表面部分列9中形成的多个横向花纹槽11的该总体积,并且横向花纹槽11相对于胎面横向的平均延伸角度优选地不大于15°。
此外,在大宽度花纹条19中形成与花纹槽分开的多个小孔20。优选地,使这些小孔20沿着胎面圆周方向的总体积在细花纹槽17的一侧大于在胎面中央的一侧,例如如图4所示。
另外,通过使小孔20的形成密度在该图中细花纹槽的侧部处较大,使小孔20的总体积在细花纹槽一侧处更大。按另一种替代方案,或除此之外,通过使孔直径以及孔深度中的至少一个在细花纹槽一侧处较大,也可以获得所需的总体积。
如图5中的横截面图所示,在轴向内侧的胎肩纹间表面部分列7中形成的周向主花纹槽17的花纹槽宽度优选地朝着胎面表面一侧逐渐或者呈阶梯状地增加。而且,在由细花纹槽17分开和形成的窄宽度花纹条18中,在其胎面端面处的侧面优选地是在如图5所示横截面轮廓线的外侧处具有曲率中心的凹形曲线形式。
更优选的是,使胎面以及由此使胎面接触面如此构成,即,在加载时以-0.5°的外倾角旋转轮胎的过程中,在对应于最大承载能力的40%的负荷的作用下,在大宽度花纹条19中的至少一部分小孔形成区域被包括在由图6中的接地轮廓线所围成的接地区域中。
另外,在第二内侧纹间表面部分列8中形成以相对于胎面的横向优选地不小于45°的平均角度延伸的多个倾斜花纹槽13,并且这些倾斜花纹槽13至少朝着在胎面端部侧部处延伸的周向主花纹槽2敞开。
在两端处向在图中彼此邻接的周向主花纹槽2、3敞开的倾斜花纹槽13可以在方向性花纹的轮胎中发挥充分的排水性能,在这种方向性花纹的轮胎中,当花纹槽相对于赤道线E的倾斜方向恒定时,轮胎的旋转方向被指定为一个方向,但是在没有指定旋转方向的轮胎中,优选地使倾斜花纹槽相对于轮胎赤道线E的延伸方向如图所示地沿圆周方向彼此相对,以便确保甚至在任意旋转方向上的排水性能。
而且,优选地是,使倾斜花纹槽的深度从轮胎赤道线的侧面朝着胎面端部的侧面逐渐加深,以便同时实现充分的排水性能以及高的纹间表面部分刚度。
此外,与相对于胎面的横向以不小于45°的平均角度延伸的倾斜花纹槽13以及其它横向花纹槽相关地,优选地在夹在倾斜花纹槽和周向花纹槽之间的块体的锐角部分中形成朝着顶部高度逐渐降低并具有由图中的斜线所示的平面、凸形曲面等的倾斜面21,图3中显示了位于轮胎赤道线侧面处的至少一个锐角部分,由此可以提高排水性能并同时确保该锐角部分的刚度。
另外,如图3所示,在第二外侧纹间表面部分列10中设置在一端向着周向花纹槽敞开、而在另一端在纹间表面部分列中终止的多个横向花纹槽14,以便沿着胎面的圆周方向交替地向邻接的周向主花纹槽4、5敞开。
图7是显示另一个实施方案的胎面花纹的展开图,其中,使中央区域纹间表面部分列6的横向中心线C朝着轴向内侧的这样一个方向偏置,即,胎面的接地长度通过施加相对于轮胎赤道线E的外倾角而变长,在纹间表面部分列6中形成相对于胎面的横向以5-45°的平均角度延伸并且花纹槽宽度不大于2mm的多个横向的细花纹槽22,以允许作为花纹条的纹间表面部分列6的周向变形。
在这种情况下,通过考虑橡胶沿着圆周方向的逃逸变形以及宽度方向刚度的裕量,为确保纹间表面部分列6等的刚度平衡,可以选择沿圆周方向彼此相对地交替延伸的这些横向细花纹槽22的设置间距。
如此形成的横向细花纹槽22的至少一部分的两端可以在花纹条中终止。而且,每个细花纹槽22优选地成为以平面、曲面等形式沿着深度方向倾斜,只要该细花纹槽沿着花纹槽宽度方向彼此分开即可,如图8(a)和(b)的局部透视图中的斜线所示。
另外,倾斜方向可以是圆周方向,垂至于细花纹槽等的开口的方向,而且在一个细花纹槽22中可以形成三个或者更多个倾斜部分。
至于限定中央区域纹间表面部分列6的成对直的周向主花纹槽3、4,优选地如图9所示使位于第二内侧纹间表面部分列8的侧面处的花纹槽比位于第二外侧纹间表面部分列10的侧面处的花纹槽宽,由此提高排水性能,以抑制柱状谐振声响。
图10是另外一个实施方案的主要部分的视图,其中中央区域纹间表面部分列6的中心线C朝着通过施加相对于赤道线E的外倾角而延长接地长度的一侧偏置,在作为花纹条的纹间表面部分列中形成基本上为椭圆形的多个陷窝部23,这些陷窝部的姿态为长轴相对于胎面的横向以5-45°的角度倾斜,这些陷窝部23的长轴的延伸方向沿着胎面的圆周方向交替地相对,并且位于第二内侧纹间表面部分列8的侧面处的纹间表面部分列6的一部分由线性延伸的周向主花纹槽3所限定。
另外,陷窝部可以是卵形等。如图10(b)所示,至少一部分陷窝部23可以在长轴的两端设置沿着陷窝部23的长轴方向延伸的刀槽花纹24。而且,刀槽花纹24可以仅设置在陷窝部的一端侧,或者刀槽花纹24的长度可以在纹间表面部分列中终止或者向周向主花纹槽敞开。
在如上所述的轮胎中,如图11的横向截面图所示,在轴向外侧的胎肩纹间表面部分列中由横向花纹槽11所限定的每个块体12可以设有表面高度朝着块体的一个侧边缘和块体的中央区域中的至少一个逐渐减小的周边隆起部分25,图中为朝着上述两者减小表面高度。周边隆起部分25用于使在块体12与地面接触时的接地压力均匀化。
图12是显示其它实施方案的胎面花纹的展开图。
在这种情况下,在轴向内侧的胎肩纹间表面部分列7中形成周向细花纹槽17,以将胎肩纹间表面部分7分成位于胎面端部侧的窄宽度花纹条18以及位于赤道线侧的大宽度花纹条19,而且在第二内侧纹间表面部分列8中形成沿着相同的方向以同样的倾斜角延伸并向周向主花纹槽2、3敞开的倾斜花纹槽13,以使得纹间表面部分列8成为由块体26构成的块列,在轴向外侧的胎肩纹间表面部分列9中的横向花纹槽11基本上沿着胎面的横向延伸。
当使第二内侧纹间表面部分列8成为上述块列的时候,构成块列的每个块体26的前边缘27和后边缘28中的每一个的高度沿着胎面的横向发生变化,如图13(a)的示意性透视图所示,而每个较高的高度部分在根据沿圆周方向的位置改变沿着胎面横向的位置的同时可以沿着胎面的圆周方向延伸,如图中的斜线所示。在这种情况下,优选的是,如图所示那样沿着胎面的圆周方向连续形成两个高度。
在所示的实施方案中,使首先接触地面的前边缘27的高的高度部分朝着轮胎赤道线侧偏置,而且使最后与道路表面分开的后边缘28的高的高度部分也朝着轴向内侧的胎肩侧偏置,但是这些高度部分的偏置方向可以与其相对。而且,使高的高度部分沿胎面圆周方向的延伸形式成为如图13(b)所示的弯曲形式,由此可以使前边缘27和后边缘28的高的高度部分朝着轴向内侧的胎肩侧偏置,或者可以使两个部分沿着与之相对的方向偏置。
另外,可以使高的高度部分的延伸形式成为图13(c)所示的之字形。
图14是示出了另一个实施方案的视图,其中使在第二内侧纹间表面部分列8中形成的倾斜花纹槽13以在图中向下凸出地弯曲的形式延伸,而在被夹在倾斜花纹槽13和周向主花纹槽3之间的每个块体26的锐角部分中形成如图中的斜线所示的朝着锥形端部逐渐降低高度的倾斜面29,由此可以增强块体26、尤其是其锐角部分的沿胎面横向的刚度,而且可以明显增加花纹槽部分的体积。
这种倾斜面可以在除块体26之外的块体或类似物中形成。对于由横向花纹槽、相对于胎面横向以不小于45°的平均角度延伸的倾斜花纹槽等以及周向主花纹槽所限定的锐角部分,这是特别有效的。
另外,附图标记30是在位于轴向内侧的胎肩纹间表面部分列7中的大宽度花纹条19中形成的刀槽花纹。
图15是示出了再一个实施方案的视图。位于轮胎赤道线侧处的周向主花纹槽3使在第二内侧纹间表面部分列8中形成的倾斜花纹槽13敞开,在该周向主花纹槽3中,在与胎面横向相对的花纹槽13的开口位置处,在周向主花纹槽3的与通向倾斜花纹槽13的花纹槽壁相对的花纹槽壁31中且在花纹槽底部上一体地设置伸入到花纹槽中的伸出部分32。根据该实施方案,在轮胎于加载之下行驶的过程中,由于存在倾斜花纹槽13而导致的在第二内侧纹间表面部分列8中刚度差可以通过伸出部分32而减小,以减少倾斜花纹槽13的边缘在道路表面上的撞击声响。
在所示的实施方案中,伸出部分32被设置在倾斜花纹槽通向周向主花纹槽3的间隔的开口上,但是伸出部分32可以被设置在与所有开口对应的位置上。而且,可以根据其它横向花纹槽的开口位置来设置伸出部分。
在图16所示的实施方案中,使在第二内侧纹间表面部分列8中形成并且在图中以向下凸出的形式弯曲地延伸的倾斜花纹槽13的宽度比图14中所示的要窄,并且使其深度从轮胎赤道线的侧面P1朝着胎面端部的侧面P2逐渐加深,如图16(b)中的曲线图所示。
在图17的实施方案中,在第二内侧纹间表面部分列8中形成的倾斜花纹槽13相对于轮胎赤道线的延伸方向沿胎面的圆周方向彼此相对,类似于图3、6、7等,而且使在第二外侧纹间表面部分列10中形成的每个横向花纹槽14的一端交替地通向沿胎面的圆周方向夹着外侧纹间表面部分列10的周向主花纹槽4、5,并使其另一端在纹间表面部分中终止,在轴向内侧的胎肩纹间表面部分列7的大宽度花纹条19中形成沿圆周方向交替地改变倾斜方向的另一些刀槽花纹30,如图14所示。
在每个如此构成的纹间表面部分列中,在整个接地长度上沿胎面横向刚度的积分值处于从彼此相邻的纹间表面部分列之间的大数值的50%的范围内。
图18是通过刚度指数表示上述情况的视图,其中纹间表面部分列的刚度指数按照从位于图左侧的轴向内侧的胎肩纹间表面部分列开始的顺序为90、60、100、110和120。
图19显示了另一个实施方案,其中沿着边缘(可以尤其是在轴向内侧的胎肩纹间表面部分列中形成的边缘、在图中为由在胎肩纹间表面部分7中的横向花纹槽33所形成的边缘34)的胎面横向的延伸部件的总和小于沿着在轴向外侧的胎肩纹间表面部分列9中由横向花纹槽11所形成的边缘35的胎面横向的延伸部件的总和,同时在第二内侧纹间表面部分列8中形成多个倾斜花纹槽13,其相对于胎面的横向以不小于45°的平均角度延伸并至少通向周向花纹槽1。
在该图的实施方案中,使在第二外侧纹间表面部分列10中形成的所有横向花纹槽14在胎面端部的侧面处仅通向周向花纹槽5,并且使其另一端部终止在纹间表面部分列中。
图20表示上述情况的一个改型示例,其中在位于轴线内侧的胎肩纹间表面部分列7中由细花纹槽17所分开的大宽度花纹条19中而不是在上述横向花纹槽23中形成刀槽花纹36,以便利用这些刀槽花纹36形成边缘,同时除了横向花纹槽11之外在轴向外侧的胎肩纹间表面部分列9中形成刀槽花纹37,以便利用这些刀槽花纹和花纹槽形成边缘。
在如上所述的具有非对称花纹的轮胎中,为了在将轮胎安装在经认可的轮辋上并充有规定的气压、同时加载与最大承载能力相对应的质量的条件下,通过使在如图21(a)中示意性地显示的胎面接地面中位于内侧安装部分与外侧安装部分之间的负比率不同,在使由图中斜线所示的外侧安装部分的有效接地面积Sout比内侧安装部分的有效接地面积Sin大的时候抑制指向轴向外侧方向的锥形力的产生,通过选择硫化模具等的内表面形状而有效地构造轮胎,从而从在垂直于轮胎赤道平面EP的胎面外表面上的切线T至胎面的接地边缘EI和EO的径向距离Hin,Hout在具有小的有效接地面积(Hin>Hout)的轴向内侧变大,如在图21(b)的充有标准气压的状态下沿轮胎横向的示意性剖视图所示。
这在与上述情况相反地设定有效接地面积的大小关系的情况下也是成立的。在后者的情况下,按照径向距离Hin、Hout满足Hout>Hin的关系的方式构成轮胎。
在这种情况下,当大的有效接地面积是S-大,小的有效接地面积是S-小,在大有效接地面积一侧的径向距离是H(S-大侧),且在小的一侧的径向距离是H(S-小侧)时,最好满足S-大/S-小=A×(H(S-小侧)/H(S- 大侧))的关系,其中A为1.0-1.4。
图22是示出了本发明轮胎-车轮组件的一个实施方案的主要部分的剖视图。在将其中在轴向内侧的胎肩纹间表面部分列的压缩刚度较小的前述轮胎安装在车轮上时,在车轮38中位于轮辋39和轮辐40之间的连接部分41位于要相对于轮胎的赤道平面EP安装的车辆的外侧处。
根据该实施方案,可以基于轴向内侧的胎肩纹间表面部分列的压缩刚度的降低有利地控制振动从轮胎向轮轴的传递。
[示例1]
将轮胎尺寸均为225/55R16的每个示例轮胎和比较示例轮胎组装在7.0J-16的轮辋上,并充有210kPa的气压,然后安装在车辆上。在前轮的负外倾为0.3°、后轮的负外倾为0.5°的条件下,在两个乘客乘坐的状态下使车辆进行实际行驶,测量在该过程中在干燥道路表面上的胎肩纹间表面部分列的磨损率、产生轮胎浮滑现象的速度、车辆内部噪声以及操控稳定性。
示例轮胎1具有图1所示的胎面花纹,其中在第二内侧纹间表面部分列中的倾斜花纹槽相对于胎面横向具有45°的角度,在第二外侧纹间表面部分列中的横向花纹槽的延伸角度为30°,且在轴向外侧的胎肩纹间表面部分列中的横向花纹槽的平均延伸角度为15°。
示例轮胎2具有图2中所示的胎面花纹,其中每个花纹槽的角度与示例轮胎1的相同。
示例轮胎3具有图12中所示的胎面花纹,其中在第二内侧纹间表面部分列中的倾斜花纹槽的延伸角度为50°,在第二外侧纹间表面部分列中的横向花纹槽的角度为30°,且在轴向外侧的胎肩纹间表面部分列中的横向花纹槽的角度为0°。
示例轮胎4具有图1中所示的胎面花纹,其中花纹槽的角度与示例轮胎1的相同,而且在位于轴向外侧的胎肩纹间表面部分列中的块体上设置如图11所示的周边隆起部分。
示例轮胎5具有图12中所示的胎面花纹,其中花纹槽的角度与示例轮胎3的相同,而且在位于第二内侧纹间表面部分列中的块体上设置如图13(a)所示的延伸实施方案的高的高度部分。
示例轮胎6具有图14中所示的胎面花纹,其中在第二内侧纹间表面部分列中的倾斜花纹槽的平均角度为60°,在第二外侧纹间表面部分列中的横向花纹槽的角度为30°,而且在轴向外侧的胎肩纹间表面部分列中的花纹槽的角度为0°。
示例轮胎7具有图15中所示的胎面花纹,其中在第二内侧纹间表面部分列中的倾斜花纹槽的角度为45°,在第二外侧纹间表面部分列中的横向花纹槽的角度为30°,且在轴向外侧的胎肩纹间表面部分列中的花纹槽的角度为0°。
示例轮胎8具有图16中所示的胎面花纹,其中在第二内侧纹间表面部分列中的倾斜花纹槽的平均角度为60°,倾斜花纹槽的深度从2.0mm变为6.5mm,且在第二外侧纹间表面部分列中的横向花纹槽的角度为30°,在轴向外侧的胎肩纹间表面部分列中的横向花纹槽的角度为0°。
示例轮胎9具有图17中所示的胎面花纹,其中在第二内侧纹间表面部分列中的倾斜花纹槽的角度为±50°,在第二外侧纹间表面部分列中的横向花纹槽的平均角度为30°,且在轴向外侧的胎肩纹间表面部分列中的横向花纹槽的角度为0°。
比较示例轮胎1具有图23中所示的胎面花纹,其中在轴向内侧的胎肩纹间表面部分列中的横向花纹槽的角度为10°,在第二内侧纹间表面部分列中的倾斜花纹槽的角度为50°,在第二外侧纹间表面部分列中的横向花纹槽的角度为30°,且在轴向外侧的胎肩纹间表面部分列中的横向花纹槽的角度为10°。
比较示例轮胎2具有图24中所示的胎面花纹,其中在第二内侧纹间表面部分列中的倾斜花纹槽的角度为40°,在第二外侧纹间表面部分列中的横向花纹槽的角度为30°,且在轴向外侧的胎肩纹间表面部分列中的横向花纹槽的角度为17°。
测试方法
磨损率
在按照高速公路、普通道路和山路分别为50%、40%和10%的比例行驶2000km之后,测量两个胎肩纹间表面部分列的横向中央部分的磨损量,由此确定两者的比率以进行评估。一种轴向内侧的磨损极大的情况由不大于1的数值表示,而另一种轴向外侧的磨损极大的情况由不小于1的数值表示。另外,磨损率的优选范围是1.0-1.2。产生轮胎浮滑现象的速度
在水深为6mm的水坛中从50km/h的速度进行加速试验时,通过试车驾驶员评估产生轮胎浮滑现象的速度。结果由在左侧车轮和右侧车轮上产生轮胎浮滑现象的平均速度的指数来表示,而且指数值越大,结果越好。
车辆内部噪声
在测试用环形跑道的平滑道路表面上按照60km/h的恒定速度行驶过程中,在设置在车辆中央部分一侧处的麦克风处测量在驾驶员的耳朵周围的噪声水平。由一个指数表示噪声水平,其中该指数越大,噪声越低。
操控稳定性
在测试用环形跑道的干燥道路表面上行驶的过程中,通过驾驶员的感觉来进行评估。结果由一指数表示,其中该指数越大,结果越好。
这些测试结果如表1所示。
表1
附图 | 磨损率 | 产生车轮浮滑的速度 | 噪声 | 操控稳定性 | |
比较示例轮胎1 | 图23 | 0.9 | 110 | 100 | 100 |
比较示例轮胎2 | 图24 | 1.0 | 100 | 110 | 90 |
示例轮胎1 | 图1 | 1.0 | 110 | 101 | 110 |
示例轮胎2 | 图2 | 1.0 | 105 | 110 | 110 |
示例轮胎3 | 图12 | 1.1 | 115 | 110 | 120 |
示例轮胎4 | 图1+图11 | 1.0 | 110 | 101 | 125 |
示例轮胎5 | 图12+13(a) | 1.1 | 115 | 125 | 120 |
示例轮胎6 | 图14 | 1.05 | 120 | 110 | 125 |
示例轮胎7 | 图15 | 1.1 | 112 | 115 | 110 |
示例轮胎8 | 图16 | 1.1 | 115 | 113 | 125 |
示例轮胎9 | 图17 | 1.05 | 125 | 105 | 110 |
如表1所示,在示例轮胎中,可以确保优异的抗不均匀磨损的能力,同时有效地提高抗轮胎浮滑能力,减少车辆内部噪声,并改善了操控稳定性。
[示例2]
将轮胎尺寸均为215/45R17并且胎面花纹如图25所示的每个示例轮胎和比较示例轮胎组装在7.5J×17的轮辋上,并充有220kPa的内压,施加-0.5°的外倾角以使轴向内侧的接地长度较长,然后在30km/h的速度下将侧偏角从0度改变为5度,以测量所产生的转弯方向应力。
当在0度和1度之间的转弯方向应力的差值为Cf1,在0度和2.5度之间的转弯方向应力差值为Cf2,在0度和5度之间的转弯方向应力的差值为Cf3时,如果Cf2/Cf1为2.5且Cf3/Cf1为5,则线性地产生转弯方向应力,而如果Cf2/Cf1大于2.5,转弯方向应力在具有大的侧偏角的位置处非线性增加,如果Cf2/Cf1小于3,则转弯方向应力非线性减小。
在这些轮胎中,如图25中所示的纹间表面部分列沿胎面横向的刚度的积分值由表2中的指数所示,并且测量的转弯方向应力的比率如表3所示。
另外,表2中的指数值表示在刚度增大时该数值增大。
表2
内侧胎肩 | 第二内拉伸侧 | 中央部分附近 | 第二外收缩侧 | 外侧胎肩 | |
比较示例轮胎3 | 210 | 100 | 100 | 100 | 210 |
比较示例轮胎4 | 180 | 100 | 100 | 210 | 450 |
比较示例轮胎5 | 50 | 80 | 100 | 110 | 50 |
示例轮胎10 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
示例轮胎11 | 180 | 100 | 100 | 100 | 80 |
示例轮胎12 | 80 | 50 | 100 | 100 | 100 |
表3
Cf2/Cf1 | Cf3/Cf1 | |
比较示例轮胎3 | 2.5 | 5.5 |
比较示例轮胎4 | 3.0 | 5.8 |
比较示例轮胎5 | 2.5 | 4.5 |
示例轮胎10 | 2.5 | 5.0 |
示例轮胎11 | 2.5 | 5.1 |
示例轮胎12 | 2.6 | 5.0 |
如表3所示,所有示例轮胎10-12均能基本上呈线性地增加转弯方向应力,而在比较示例轮胎3和5中具有大侧偏角的位置处和在比较示例轮胎4中具有小侧偏角的位置处,转弯方向应力变为非线性的。
[实施例3]
将轮胎尺寸均为235/45 R17的每个示例轮胎和比较示例轮胎组装在8J×17的轮辋上,并充有210kPa的内压,然后安装在车辆上,在该车辆中,在两个乘客乘坐的状态下,前轮处的外倾角为-0.4°、后轮处为-0.6°。
●对该车辆进行磨损测试。测试条件是,按照分别为50%、40%和10%的比率在高速公路、普通道路和山路上行驶20000km。在行驶之后,测量两个前轮上的两个胎肩纹间表面部分列的横向中央部分的磨损量比率。该比率大于100的情况表明轴向内侧磨损极大,而该比率小于100的情况表明轴向外侧磨损极大。
●使该车辆在水深为6mm的水坛中从50km/h的速度开始经历加速测试,由此由试车驾驶员评估产生轮胎浮滑的速度。结果由在左侧车轮和右侧车轮上产生轮胎浮滑现象的平均速度的指数来表示,并且指数越大结果越好。
●在测试用环形跑道的平滑道路表面上测量在车辆中的噪声。在以60km/h的恒定速度行驶的过程中,通过在驾驶员的耳朵周围设置在车辆中央部分处的麦克风对噪声水平进行测量。由一个指数表示噪声水平,该指数越大,噪声越低。
结果如表4中所示。
比较示例轮胎6:具有图26中所示的胎面花纹,其中在轴向内侧的胎肩纹间表面部分列中形成相对于横向角度为12°的横向花纹槽,在第二内侧纹间表面部分列中形成角度为55°的倾斜花纹槽,而且中央区域是花纹条,在第二外侧纹间表面部分中形成角度为35°的横向花纹槽,在外侧胎肩纹间表面部分列中形成角度为12°的横向花纹槽。
比较示例轮胎7:具有图27所示的胎面花纹,其中轴向内侧的胎肩纹间表面部分列是花纹条,在第二内侧纹间表面部分中形成角度为42°的倾斜花纹槽,在中央区域的花纹条中形成刀槽花纹,在第二外侧纹间表面部分列中形成以32°的角度延伸并仅向轴向外侧敞开的横向花纹槽,在轴向外侧的胎肩纹间表面部分列中形成角度为32°的横向花纹槽。
示例轮胎13:具有图28所示的胎面花纹,其中轴向内侧的胎肩纹间表面部分列是花纹条,在第二内侧纹间表面部分中形成角度为42°的倾斜花纹槽,在中央区域的花纹条中形成刀槽花纹,并且在第二外侧纹间表面部分列中形成角度为32°的横向花纹槽,在轴向外侧的胎肩纹间表面部分列中形成向上呈凸形地弯曲并具有12°的平均角度的横向花纹槽。
示例轮胎14:具有图29所示的胎面花纹,它与示例轮胎13的区别仅在于,在第二外侧纹间表面部分列中的横向花纹槽仅通向轴向外侧。
示例轮胎15:具有图30所示的胎面花纹,其中将轴向内侧的胎肩纹间表面部分分成两个部分,在第二内侧纹间表面部分列中形成角度为55°的倾斜花纹槽,在中央区域的花纹条中形成刀槽花纹,在第二外侧纹间表面部分列中形成且角度为32°的横向花纹槽,并仅通向轴向外侧,而且在轴向外侧的胎肩纹间表面部分列中形成角度为5°的横向花纹槽。
示例轮胎16:具有图28所示的胎面花纹,它与示例轮胎13的区别在于,在第二内侧纹间表面部分列中形成的倾斜花纹槽的角度为45°,而且在外侧胎肩纹间表面部分列的块体上设置如图11所示的周边隆起部分。
示例轮胎17:具有图30所示的胎面花纹,它与示例轮胎15的区别在于,在第二内侧纹间表面部分列和第二外侧纹间表面部分列每一个的纹间表面部分上的前边缘和后边缘的高度沿着胎面的横向不同,且每个高的高度部分在根据周向位置沿胎面的横向改变位置的同时沿胎面的圆周方向线性地延伸,并沿着圆周方向连续。
示例轮胎18:具有图31所示的胎面花纹,它与示例轮胎15除以下区别外均相同:在轴向内侧的胎肩纹间表面部分的大宽度的花纹条中形成刀槽花纹,而且在第二内侧纹间表面部分列中形成的倾斜花纹槽为以60°的平均延伸角度向下凸出的弯曲面部,在由倾斜花纹槽所限定的块体的锐角部分中形成朝着顶端侧逐渐降低高度的倾斜面。
示例轮胎19:具有图32所示的胎面花纹,它与图31中所示的花纹除了以下区别外均相同:根据在第二内侧纹间表面部分列中形成的45°的倾斜花纹槽的位置而在中央区域花纹条的侧壁上设置伸出部分,并且该倾斜花纹槽按照与两个开口对应的节距朝着中央区域花纹条的侧面敞开。
示例轮胎20:具有图33所示的胎面花纹,它与图30所示(示例轮胎15)除了以下部分外均相同:在第二内侧纹间表面部分列中形成的倾斜花纹槽按照60°的平均延伸角度向下凸出的弯曲面部,该倾斜花纹槽的深度在胎面中央侧的端部处是2mm,并朝着胎面端部一侧逐渐加深,且在向位于胎肩侧的周向主花纹槽的敞开端部处是6.5mm。
示例轮胎21:具有如图34所示的胎面花纹,其中在轴向内侧的胎肩纹间表面部分列中被分开的大宽度花纹条中形成刀槽花纹,在第二内侧纹间表面部分列中形成其角度为50°并且其延伸方向沿着圆周方向彼此交错地相对的倾斜花纹槽,而且在中央区域花纹条中形成刀槽花纹,在第二外侧纹间表面部分列中形成的横向花纹槽的一端沿着圆周方向向邻接的周向花纹槽交错敞开,其另一端在纹间表面部分列中终止,在外侧胎肩纹间表面部分列中形成的横向花纹槽的角度为5°。
表4
附图 | 磨损率 | 抗轮胎浮滑能力 | 静音 | 操控稳定性 | |
比较示例轮胎6 | 图26 | 115 | 100 | 100 | 100 |
比较示例轮胎7 | 图27 | 92 | 90 | 100 | 95 |
示例轮胎13 | 图28 | 97 | 105 | 101 | 105 |
示例轮胎14 | 图29 | 97 | 105 | 105 | 105 |
示例轮胎15 | 图30 | 100 | 110 | 105 | 110 |
示例轮胎16 | 图28+图11 | 97 | 105 | 101 | 112 |
示例轮胎17 | 图30+图13(a) | 100 | 110 | 112 | 110 |
示例轮胎18 | 图31 | 99 | 112 | 105 | 125 |
示例轮胎19 | 图32 | 98 | 107 | 103 | 105 |
示例轮胎20 | 图33 | 98 | 110 | 103 | 125 |
示例轮胎21 | 图34 | 100 | 113 | 103 | 105 |
[实施例4]
PSR 205/65 R15,轮辋:6JJ×15,内部压力200kPa,0.588kN和0.235kN两个负载水平。
在轴向内侧的胎肩纹间表面部分列上以0.5度的外倾角进行室内磨损测试以及产生轮胎浮滑现象的室内测试。
而且,在车辆在普通道路上行驶1000km之后测量例如咬入在轴向内侧的胎肩纹间表面部分列中形成的细花纹槽中的石头等的外物的数量。
比较示例轮胎8:花纹类似于图35的花纹,其中在中央区域中的花纹条的中心线与轮胎的赤道线一致,在轴向内侧的胎肩纹间表面部分列中没有形成小孔,沿着胎肩的圆周方向的细花纹槽的宽度沿深度方向基本上恒定,在轴向外侧的胎肩纹间表面部分列中形成沿横向以5°的角度延伸的横向花纹槽。
另外,该轮胎被包括在本发明的权利要求1中。
示例轮胎22:具有图36所示的胎面花纹,其中在轴向内侧的胎肩纹间表面部分列中形成的小孔如图4所示在胎肩侧是密集的,在中央侧是稀松的,在中央纹间表面部分列中形成如图8(b)所示的三个分开类型的三维刀槽花纹,而且在胎肩中的周向细花纹槽的宽度从表面朝着底部逐渐减小,从而在新轮胎胎面的表面处是3mm,在花纹槽底部处是0.5mm。
表5中以指数表示性能,其中以比较示例轮胎8作为对照,指数值越大,结果越好。
表5
附图 | 磨损(负载:0.588kN) | 磨损(负载:0.235kN) | 抗轮胎浮滑能力 | 外物的数量 | |
比较示例轮胎8 | 图35 | 100 | 100 | 100 | 100 |
示例轮胎22 | 图36 | 110 | 108 | 110 | 670 |
[实施例5]
在将轮胎尺寸为215/45 R17的每个示例轮胎和比较示例轮胎组装在标准轮辋上并调整至220kPa之后,通过感觉评估在测试用环形跑道上直线行驶过程时的抗轮胎浮滑能力以及操控稳定性,并通过使车辆行驶超过20000km而就中央磨损测量胎面中央部分的磨损量。结果如表6中所示,以比较示例轮胎11作为对照。
比较示例轮胎9
它具有图35中所示的胎面花纹,其中中央区域纹间表面部分列是宽度为18mm的花纹条。
另外,该轮胎被包括在如前所述的本发明的权利要求1中。
示例轮胎23
在图35所示的胎面花纹中,在中央区域花纹条中,在花纹条的整个宽度上按照沿着圆周方向为30mm的间隔形成相对于轮胎横向以15°的角度沿相同方向延伸的多个刀槽花纹,该刀槽花纹的深度为10mm,其开口宽度为0.4mm,每个刀槽花纹被分成如图8(b)所示的三个部分,并相对于轮胎径向沿深度方向以±22.5°的角度倾斜。
示例轮胎24
在图35所示的胎面花纹中,在中央区域花纹条中以沿着圆周方向为30mm的间隔形成沿周向倾斜的多个椭圆形的陷窝,该陷窝长轴的长度是13mm,长轴相对于轮胎横向的倾斜角度是15°,而且其短轴的长度是3mm。
表6
附图 | 操控稳定性 | 抗轮胎浮滑能力 | 中央磨损 | |
比较示例轮胎9 | 图35 | 100 | 100 | 100 |
示例轮胎23 | 图35 | 105 | 108 | 105 |
示例轮胎24 | 图35 | 102 | 108 | 104 |
[实施例6]
对于轮胎尺寸为205/66R15的每个示例轮胎和比较示例轮胎,测量在轮胎-车轮组件上的锥形力,并测量操控稳定生以及抗轮胎浮滑能力,以便获得如表7中所示的结果。
在该表中,示便轮胎25具有如图12所示的胎面花纹,其中在要被安装的轴向内侧和外侧中不对称地设置深度为8mm的周向主花纹槽,以轮胎赤道线E为界在轴向外侧处的有效接地面积Sout和轴向内侧处的有效接地面积Sin之间的比值是1.14,从在与胎面宽度W的80%相对应的位置处位于胎面外侧表面上的切线T开始的径向距离在轴向外侧处是5.8mm,在轴向内侧处是6.2mm。
比较示例轮胎10具有如图37所示的对称的胎面花纹,其中深度为8mm的周向主花纹槽相对于轮胎赤道线对称地设置,以使在轴向内侧处和在轴向外侧处的有效接地面积基本上相等,而且使从在与胎面宽度W的80%相对应的位置处位于胎面的外侧表面上的切线T开始的径向距离在轴向内侧处和在轴向外侧处基本上相等。
在测试用环形跑道上行驶的过程中通过感觉评估操控稳定性,并在水深为6mm的笔直路面上行驶时通过感觉评估抗轮胎浮滑能力。而且,在表中关于这些性能的指数值越大,结果越好。
而且,通过在每个示例的10个轮胎上获取值的平均值来确定锥形力。
表7
附图 | 操控稳定性 | 抗轮胎浮滑能力 | 锥形力(N) | |
示例轮胎25 | 图12 | 105 | 108 | 20 |
比较示例轮胎10 | 图37 | 100 | 100 | 18 |
比较示例轮胎11 | 图12 | 108 | 108 | 86 |
如表7所示,示例轮胎产生高的操控稳定性和抗轮胎浮滑能力,并且可以将锥形力控制在与比较示例轮胎10的对称花纹情况相同的程度上。
[工业实用性]
如上所示,根据本发明,提高了抗轮胎浮滑能力和操控稳定性,并可以有利地减少在轮胎旋转过程中的噪声而不会降低抗不均匀磨损能力。
Claims (25)
1.一种充气轮胎,包括在胎面的接地面中形成的三个或者多个周向主花纹槽,其相对于轮胎的赤道线不对称地设置并且沿着胎面的圆周方向线性地连续延伸,从而在所形成的中央区域以及两个侧部区域的每个中均形成一个或者更多个纹间表面部分列,其中
使单位宽度上在与安装在车辆上的轮胎的轴向内侧相对应的胎肩纹间表面部分列中形成的横向花纹槽中沿圆周方向的花纹槽体积之和比在与安装在车辆上的轮胎的轴向外侧相对应的胎肩纹间表面部分列中形成的横向花纹槽中沿着圆周方向的花纹槽体积之和小,
使在中央区域中的纹间表面部分列成为花纹条,
在位于靠近轴向内侧处的胎肩纹间表面部分列的赤道线一侧的第二内侧纹间表面部分列中设置相对于胎面的横向以不小于45°的平均倾斜角延伸的多个倾斜花纹槽,以及
这些倾斜花纹槽向至少靠近轴向内侧的第二内侧纹间表面部分列设置的周向主花纹槽敞开。
2.如权利要求1所述的充气轮胎,其特征在于,周向主花纹槽的数量是4或者更多,并且
在轴向外侧的胎肩纹间表面部分列中位于轮胎赤道线一侧设置的第二外侧纹间表面部分列中形成在任意一端向周向主花纹槽敞开并在另一端终止于纹间表面部分列中的多个横向花纹槽。
3.如权利要求1或者2所述的充气轮胎,其特征在于,轴向内侧的胎肩纹间表面部分列由沿圆周方向延伸的细花纹槽分成两个部分,并且在轴向外侧的胎肩纹间表面部分列中形成的横向花纹槽相对于胎面横向的平均角度不大于15°。
4.如权利要求1-3中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,轴向内侧的胎肩纹间表面部分列由沿圆周方向延伸的细花纹槽分成两个部分,并且位于胎面端部一侧处的一个分开的部分是窄宽度花纹条,在可以设有横向花纹槽的另一个大宽度部分的分开部分中形成与花纹槽分开的多个小孔。
5.如权利要求3或者4所述的充气轮胎,其特征在于,细花纹槽的花纹槽宽度在胎面表面一侧中比在花纹槽底部中更宽。
6.如权利要求4或5所述的充气轮胎,其行征在于,在轴向内侧的胎肩纹间表面部分列处的大宽度分开部分中形成的多个小孔沿胎面周向的总体积在细花纹槽的一侧处比在轮胎的赤道线一侧处的大。
7.如权利要求4-6中任一项所述的充气轮胎,其行征在于,具有小孔的大宽度分开部分在与最大承载能力的40%相对应的负载作用下以施加-0.5°的外倾角的姿态在至少部分小孔形成区域中与地面接触。
8.如权利要求4-7中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,位于胎面端部一侧处的窄宽度花纹条的侧壁是在横截面轮廓线的外侧具有至少一个曲率中心的弯曲形式。
9.如权利要求1-8中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,最靠近轮胎赤道线一侧的中央区域纹间表面部分列的花纹条的中心线相对于轮胎的赤道线向轴向内侧偏置,并且在该花纹条中形成相对于胎面横向倾斜地延伸的多个横向的细花纹槽。
10.如权利要求9所述的充气轮胎,其特征在于,横向细花纹槽的倾斜角度是在5-55°范围内的平均角度。
11.如权利要求9或者10所述的充气轮胎,其特征在于,横向细花纹槽如此形成,即如果以其延伸方向的中部为界将其彼此分开以曲面形式沿着深度方向倾斜。
12.如权利要求9-11中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,至少一部分横向细花纹槽的两端在花纹条中终止。
13.如权利要求1-8中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,位于最靠近轮胎赤道线一侧的中央区域纹间表面部分列的花纹条的中心线相对于轮胎的赤道线向轴向内侧偏置,并且在该花纹条中形成具有基本上呈椭圆形式的多个陷窝,每个陷窝的长轴相对于胎面横向以5-45°的角度延伸,在轴向内侧处的花纹条中的胎肩纹间表面部分列的一侧由线性延伸的周向主花纹槽所限定。
14.如权利要求13所述的充气轮胎,其特征在于,至少部分陷窝设有沿着长轴的方向延伸的一个或者多个刀槽花纹。
15.如权利要求1-14中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,最靠近轮胎赤道线设置的中央区域纹间表面部分列的花纹条由一对线性延伸的周向主花纹槽所限定,并且位于轴向内侧的胎肩纹间表面部分列的一侧处的周向主花纹槽的花纹槽宽度比位于轴向外侧的胎肩纹间表面部分列一侧处的周向主花纹槽的花纹槽宽度宽。
16.如权利要求1-15中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,在由轴向外侧的胎肩纹间表面部分列中的横向花纹槽所限定的每个块体中,形成朝着块体的侧边缘和块体的中央区域中的至少一个逐渐降低表面高度的周边隆起部分。
17.如权利要求1-16中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,使在由位于至少第二内侧纹间表面部分列中的倾斜花纹槽所限定的块体中的前边缘的高度和后边缘的高度沿胎面横向不同,并且每个高的高度部分沿胎面圆周方向延伸并同时根据沿着圆周方向的位置沿着胎面横向改变位置。
18.如权利要求1-17中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,在由横向花纹槽和相对于胎面横向以不小于45°的平均角度延伸的倾斜花纹槽中的至少一个所限定的块体的锐角部分中形成朝着顶部逐渐降低高度的倾斜面。
19.如权利要求1-18中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,在周向主花纹槽的与向横向花纹槽和倾斜花纹槽中的至少一个敞开的花纹槽壁相对的花纹槽壁中,在花纹槽开口位置和与胎面横向相对的位置设置伸入花纹槽中的伸出部分。
20.如权利要求1-19中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,相对于胎面的横向以不小于45°的平均角度延伸的倾斜花纹槽的花纹槽深度从轮胎赤道线一侧向着胎面端部一侧加深。
21.如权利要求1-20中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,在第二内侧纹间表面部分列中形成的倾斜花纹槽相对于横向的延伸方向沿着胎面的圆周方向交替地成为相反方向。
22.如权利要求1-21中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,在由周向主花纹槽所限定的每个纹间表面部分列中的整个接地长度上沿着胎面横向的刚度的积分值处于从在彼此相邻的纹间表面部分列之间的大的数值的50%的范围内。
23.如权利要求1-22中任一项所述的充气轮胎,其特征在于,在将轮胎安装在已认可的轮辋上、充有标准气压并加载与最大承载能力相对应的质量的状态下,在轴向内侧或者轴向外侧处的有效接地面积比在另一侧处的大,在充有标准气压的姿态下从垂直于轮胎赤道平面的胎面外侧表面上的切线一直到胎面的接地边缘的径向距离在具有小的有效接地面积的安装侧比在另一个安装侧大。
24.如权利要求23所述的充气轮胎,其特征在于,小和大的有效接地面积的比率(S-大/S-小)以及大和小的径向距离的比率(H-大/H-小)之间的关系满足如下条件:S-大/S-小=A×(H-大/H-小),其中A是1.0-1.4。
25.一种轮胎-车轮组件,通过将如权利要求1-24中任一项所述的充气轮胎组装在车轮上而形成,其中在车轮的轮辋和轮辐之间的连接部分相对于轮胎的赤道平面朝着要被安装的车辆的外侧设置。
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Legal Events
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Granted publication date: 20080409 Termination date: 20200901 |