DE10145738A1 - Pneumatischer Reifen - Google Patents

Abstract

Offenbart ist ein pneumatischer Reifen, der dazu geeignet ist, einen Kontaktdruck von Stegabschnitten, die aus Blöcken oder Rippen zusammengesetzt sind, effektiv zu vergleichmäßigen. In dem pneumatischen Reifen ist die Vielzahl von Stegabschnitten, die durch Nuten begrenzt sind, auf einer Lauffläche vorgesehen, bogenförmige Hohlrinnenabschnitte sind auf Endumfangsflächen der Stegabschnitte ausgebildet, und ein Verhältnis zwischen einer Nutenbreite A der Nut auf einer Lauffläche, wobei sich die Nut in der Nähe des Endumfangs befindet, und einem Kurvenradius B auf dem Hohlrinnenabschnitt festgesetzt ist als: B = kA, und ein Wert einer Konstanten k in einem Bereich von 0,2 bis 0,3 festgelegt ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen pneumatischen Reifen, in welchem Endumfangsflächen von Blöcken oder Rippen ausgehöhlt sind, und noch genauer betrifft die vorliegende Erfindung einen pneumatischen Reifen, der dazu geeignet ist, eine Kontaktdruckverteilung der Blöcke oder Rippen effektiv zu vergleichmäßigen.

In einem pneumatischen Reifen, der separate Blöcke auf einer Lauffläche beinhaltet, werden während einer Rotation des Reifens hohe Kontaktdrücke auf vorauseilende Kanten und nacheilende Kanten der Blöcke erzeugt. Als eine Folge davon wird in einigen Fällen eine Sägezahnabnutzung (wheel and tow wear) erzeugt, oder eine Reibungskraft an einem Kontaktabschnitt wird verringert, wodurch folglich eine Griffkraft nicht hinreichend ausgeübt werden kann. Um die Kontaktdruckverteilung der Blöcke zu vergleichmäßigen, ist es effektiv, die Endumfangsflächen der Blöcke auszukehlen/auszuhöhlen. Als Stand der Technik für solch eine Auskehlung/Aushöhlung offenbart z. B. die japanische offengelegte Patentanmeldung Kokai Nr. 2-179508 eine Technologie, bei der die gesamten Umfangsflächen von Blöcken ausgehöhlt sind, um Ebenen (Anm des Übs.: planes) zu sein.

Die japanische offengelegte Patentanmeldung Kokai Nr. 10-297219 offenbart eine Technologie, bei der Endumfangsflächen von Blöcken ausgehöhlt sind, um bogenförmige Flächen zu sein, und eine Krümmung von solch einer ausgehöhlten Fläche ist als Antwort auf (Anm.: in response to) einen Abstand von einer Mittelposition des Blockes zu der Endumfangsfläche verändert.

In dem Fall, in dem basierend auf dem vorangegangenen Stand der Technik Hohlrinnenabschnitte auf den Endumfangsflächen der Blöcke ausgebildet sind, besteht jedoch, wenn ein Intervall zwischen benachbarten Blöcken eng ist, und insbesondere, wenn eine Nutenbreite zwischen den Blöcken eng ist, ein Problem dahingehend, dass infolge des Aushöhlens ein Effekt des Vergleichmäßigens der Kontaktdruckverteilung nicht hinreichend ausgeübt werden kann. In dem Fall, in dem das Intervall zwischen den benachbarten Blöcken eng ist, beeinflussen sich nämlich die Kontaktdrücke der beiden Blöcke, und deshalb besteht eine Tendenz, dass die Kontaktdruckverteilung vergleichmäßigt wird, ohne dass derartige Hohlrinnenabschnitte ausgebildet werden. Wenn eine Größe eines jeden Hohlrinnenabschnitts des Blocks nicht entsprechend einem Verhältnis des Blocks mit der Nutenbreite bestimmt wird, kann folglich die Kontaktdruckverteilung des Blocks nicht vergleichmäßigt werden. Folglich kann ein hinreichendes Leistungsverhalten des Reifens nicht ausgeübt werden.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen pneumatischen Reifen zu schaffen, der dazu geeignet ist, eine Kontaktdruckverteilung von Stegabschnitten, die aus Blöcken oder Rippen zusammengesetzt sind, effektiv zu vergleichmäßigen.

Um die vorhergenannte Aufgabe zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein pneumatischer Reifen bereitgestellt, beinhaltend: eine Vielzahl von Stegabschnitten, die durch Nuten auf einer Lauffläche begrenzt sind, worin ein bogenförmiger Hohlrinnenabschnitt auf einer Endumfangsfläche von jedem Stegabschnitt der Vielzahl von Stegabschnitten ausgebildet ist, und ein Verhältnis zwischen einer Nutenbreite A einer Nut auf der Lauffläche, wobei die Nut sich in der Nähe der Endumfangsfläche befindet, und einem Kurvenradius B des Hohlrinnenabschnitts festgesetzt ist als: B = kA, und ein Wert einer Konstanten k in einem Bereich von 0,2 bis 0,3 festgelegt ist.

Wie oben beschrieben ist, wird es der Nutenbreite A der Nut auf der Lauffläche, wobei sich die Nut in der Nähe der Endumfangsfläche des Stegabschnittes befindet, und dem Kurvenradius B des Hohlrinnenabschnittes gestattet, das vorhergenannte Verhältnis anzunehmen, und je enger die Nutenbreite A ist, umso kleiner wird der Kurvenradius B des Hohlrinnenabschnittes gemacht. Deshalb kann die Kontaktdruckverteilung der Stegabschnitte, die aus den Blöcken oder den Rippen zusammengesetzt sind, effektiv vergleichmäßigt werden. Folglich kann eine Fahrstabilität oder eine Bremsfähigkeit des pneumatischen Reifens verbessert werden.

Der Hohlrinnenabschnitt muss nicht immer auf allen Endumfangsflächen der Stegabschnitte ausgebildet sein. Zum Beispiel in dem Fall, in dem die Hohlrinnenabschnitte entlang einer Hauptnut ausgebildet sind, die sich in einer Reifenumfangsrichtung erstreckt, wird die Kontaktdruckverteilung in einer Reifenbreitenrichtung vergleichmäßigt, wodurch die Fahrstabilität verbessert wird. Darüber hinaus wird in dem Fall, in dem die Hohlrinnenabschnitte entlang einer Quernut ausgebildet sind, die sich in der Reifenbreitenrichtung erstreckt, die Kontaktdruckverteilung in einer Reifenumfangsrichtung vergleichmäßigt, wodurch die Bremsfähigkeit verbessert wird. Wenn die Hohlrinnenabschnitte auf allen Endumfangsflächen der Stegabschnitte ausgebildet sind, können natürlich gleichzeitig die Fahrstabilität und die Bremsfähigkeit verbessert werden, was am bevorzugtesten ist.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für einen Rennsport-Nassreifen geeignet und kann für solch einen Zweck eine exzellente Fahrstabilität bieten. In einem Rennsportreifen mit einem Laufflächendesign, in dem die Nutenbreite etwas weit ist, wird nämlich infolge einer an den Reifen angelegten großen Belastung ein Phänomen erzeugt, welches Buckling genannt wird, indem die Lauffläche während eines Kontaktes an einem Nutenboden, der als ein Biegungspunkt hergenommen wird, gebogen wird. In diesem Fall werden die bogenförmigen Hohlrinnenabschnitte an den Kanten/Rändern von jedem Block vorgesehen, wie oben beschrieben, und folglich kontaktieren sich eine Straßenoberfläche und die Kanten/Ränder an relativ breiten Flächen. Deshalb wird besonders der Effekt einer Verbesserung der Fahrstabilität erzielt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine abgewickelte Ansicht, die ein Laufflächenmuster eines pneumatischen Reifens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie X-X von Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie Y-Y von Fig. 1.

Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie Z-Z von Fig. 1.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Nachfolgend wird eine Struktur der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.

Fig. 1 ist eine Ansicht, welche als Beispiel für ein Laufflächenmuster eines pneumatischen Reifens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dient. In Fig. 1 sind zwei Typen von Hauptnuten 2a und 2b, die sich in einer Reifenumfangsrichtung erstrecken, und Quernuten 2c, die sich in einer Reifenbreitenrichtung erstrecken, auf einer Lauffläche 1 vorgesehen. Eine Vielzahl von Blöcken 3 wird durch die Hauptnuten 2a und 2b und die Quernuten 2c begrenzt. Die drei Hauptnuten 2a, die an einem Mittelabschnitt der Lauffläche 1 angeordnet sind, besitzen eine Nutenbreite, die geringfügig breiter als die der zwei Hauptnuten 2b ist, die an Schulterseiten der Lauffläche 1 angeordnet sind. Darüber hinaus besitzen die Hauptnuten 2b eine Nutenbreite, die geringfügig breiter als die der Quernuten 2c ist.

In dem oben beschriebenen, pneumatischen Reifen sind auf Endumfangsflächen der Blöcke 3 Hohlrinnenabschnitte 4a bis 4c ausgebildet, die jeweils einen Kreisbogenabschnitt besitzen, wie in Fig. 2 bis 4 gezeigt. Jeder Kreisbogen der Hohlrinnenabschnitte 4a bis 4c ist so vorgesehen, dass er tangential zu einer Fläche der Laufoberfläche und einer Nutenwandungsfläche ist. Jeder der bogenförmigen Hohlrinnenabschnitte 4a bis 4c hat einen Effekt dahingehend, dass er eine Kontaktdruckverteilung vergleichmäßigt, wobei der Effekt größer als derjenige bei einem Hohlrinnenabschnitt ist, der in eine Ebene eingeschnitten ist.

Wenn eine Nutenbreite einer Nut auf der Lauffläche, wobei sich die Nut in der Nähe einer Endumfangsfläche des Blocks 3 befindet, hier als A (A₁ bis A₃) festgelegt ist, und ein Kurvenradius des Hohlrinnenabschnittes an der Endumfangsfläche von dem Block 3 als B (B₁ bis B₃) festgelegt ist, dann wird der Kurvenradius B durch die folgende allgemeine Gleichung (1) vorgeschrieben:

B = kA . . . (1),

wobei k eine beliebige Konstante ist, die aus einem Bereich von 0,2 ≦ k ≦ 0,3 ausgewählt ist.

Wenn ein Überschneidungspunkt von Verlängerungen der Lauffläche und der Nutenwandungsfläche erhalten wird, wie in den Zeichnungen gezeigt, dann korrespondiert die Nutenbreite A (mm) der Nut auf der Lauffläche mit einem Abstand zwischen den Überschneidungspunkten. Indessen ist der Kurvenradius B (mm) des Hohlrinnenabschnitts ein Kurvenradius, der gemessen ist, wenn die Lauffläche auf eine Fläche geschnitten ist, die rechtwinklig zu den Nuten ist.

Wie in Fig. 2 bis 4 gezeigt, differieren eine Nutenbreite A₁ der Hauptnut 2a, eine Nutenbreite A₂ der Hauptnut 2b und eine Nutenbreite A₃ der Quernut 2c voneinander. Deshalb sind ein Kurvenradius B₁ von jedem der Hohlrinnenabschnitte 4a, die auf beiden Seiten der Hauptnut 2a geformt sind, ein Kurvenradius B₂ von jedem der Hohlrinnenabschnitte 4b, die auf beiden Seiten der Hauptnut 2b geformt sind, und ein Kurvenradius B₃ von jedem der Hohlrinnenabschnitte 4c, die auf beiden Seiten der Hauptnut 2c geformt sind, so festgelegt, dass sie entsprechend der obigen Gleichung (1) voneinander verschieden sind. Natürlich kann für Nuten, welche eine gleiche Nutenbreite besitzen, ein gleicher Kurvenradius festgelegt sein.

Wie oben beschrieben ist, sind die Kurvenradien B₁ bis B₃ der Hohlrinnenabschnitt 4a bis 4c so festgelegt, dass sie mit den Nutenbreiten A₁ bis A₃ der Nuten 2a bis 2c auf der Lauffläche korrespondieren. Deshalb ist die Kontaktdruckverteilung des Blockes 3 effektiv vergleichmäßigt, und folglich kann die Fahrstabilität und die Bremsfähigkeit des pneumatischen Reifens mehr als bei einem konventionellen, pneumatischen Reifen verbessert werden. Darüber hinaus wird das Auftreten einer ungleichmäßigen Abnutzung unterdrückt, indem die Kontaktdruckverteilung vergleichmäßigt wird.

Wenn bei der vorliegenden Erfindung der Wert für die Konstante k kleiner als 0,2 ist, weil die Kante/der Rand des Blockes zu scharf ist, dann ist ein Reifenleistungsverhalten in diesem Falle kaum von einem Reifen verschieden, der keinen Hohlrinnenabschnitt besitzt. Wenn der Wert der Konstanten k 0,3 übersteigt, weil eine tatsächliche Kontaktfläche reduziert ist, dann tritt indessen ein Mangel an Griffkraft auf.

Die vorliegende Erfindung ist auch dahingehend vorteilhaft, dass Fertigungskosten für den Hohlrinnenabschnitt gesenkt werden können. Insbesondere werden gemäß einem konventionellen Verfahren, bei dem eine Krümmung beim Aushöhlen der Endumfangsfläche, welche die gekrümmte Kurve sein soll, in Antwort auf einen Abstand von einer Mittelposition eines Blockes bis zu einer Endumfangsfläche davon verändert wird, obwohl ein geringerer Effekt erwartet werden kann, Fertigungskosten für einen Stempel (Anm. des Übs.: "die") in einem großen Umfang erhöht, da eine Gestalt des Hohlrinnenabschnitts entlang der Nut verändert wird. Im Gegensatz dazu können bei der vorliegenden Erfindung die Herstellungskosten für den Stempel niedrig gehalten werden, da der Kurvenradius des Hohlrinnenabschnitts entlang der Nut konstant ist.

In der obigen Ausführungsform wurde ein Laufflächenmuster beschrieben, das hauptsächlich aus Blöcken zusammengesetzt ist. Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch auch in dem Fall, in dem Rippen, die Hohlrinnenabschnitte besitzen, auf der Lauffläche vorgesehen sind, ein gleichartiger Funktionseffekt erzielt, indem ein Verhältnis zwischen einer Nutenbreite einer Nut auf der Lauffläche, wobei sich die Nut in der Nähe einer Endumfangsfläche der Rippe auf der Lauffläche befindet, und ein Kurvenradius des Hohlrinnenabschnitts festgelegt wird.

BEISPIELE

Im Hinblick auf einen pneumatischen Reifen, bei dem eine Vorderreifengröße auf 200/50VR13 festgelegt ist, und bei dem eine Hinterreifengröße, die auf 240/45VR13 festgelegt ist, wobei jeder Reifen das Laufflächenmuster von Fig. 1 besitzt, wurden ein konventionelles Beispiel, Vergleichsbeispiele 1 und 2 und Beispiele 1 bis 4 vorbereitet, von denen lediglich die Hohlrinnenabschnitte variiert wurden. Bei dem konventionellen Beispiel handelt es sich um Reifen ohne die Hohlrinnenabschnitte. Die Vergleichsbeispiele 1 und 2 sind Reifen, in denen bogenförmige Hohlrinnenabschnitte auf allen Endumfangsflächen der Blöcke ausgebildet sind, und der Kurvenradius B von jedem Hohlrinnenabschnitt so angefertigt ist, dass er das Verhältnis von B = kA besitzt, mit der Nutenbreite A, aber die Konstante k ist so festgelegt, dass sie außerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt. Die Beispiele 1 bis 3 sind Reifen, in denen die bogenförmigen Hohlrinnenabschnitte auf allen Endumfangsflächen der Blöcke ausgebildet sind, der Kurvenradius B von jedem Hohlrinnenabschnitt so angefertigt ist, dass er das Verhältnis von B = kA besitzt, mit der Nutenbreite A, und die Konstante k ist so festgelegt, dass sie innerhalb es vorbestimmten Bereichs liegt. Das Beispiel 4 sind Reifen, in denen die bogenförmigen Hohlrinnenabschnitte nur auf vorderen und hinteren Endumfangsflächen der Blöcke in der Reifenumfangsrichtung ausgebildet sind, der Kurvenradius B von jedem Hohlrinnenabschnitt so angefertigt ist, dass er das Verhältnis von B = kA besitzt, mit der Nutenbreite A, und die Konstante k ist so festgelegt, dass sie innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt.

Diese Testreifen wurden auf Vorder- und Hinterräder eines Rennsportwagens montiert, ein Luftdruck der Reifen wurde auf 100 kPa festgelegt, und dann wurde auf einer Kreisstraße, die eine kurvige Straße unter nassen und trockenen Bedingungen beinhaltet, eine gefühlsmäßige Bewertung durch einen Testfahrer durchgeführt. Als Bewertungsgegenstände wurden verwendet: Fahrbarkeit als ein Kriterium, ob oder ob nicht ein Fahrzeug rasch bewegt werden kann, wenn ein Steuerrad gedreht wurde; Stabilität als ein Kriterium, ob oder ob nicht das Fahrzeug stabil war, wenn ein Steuerrad gedreht wurde; und Bremsfähigkeit als ein Kriterium, ob oder ob nicht das Fahrzeug schnell gebremst wurde, wenn eine Bremse betätigt wurde. Tabelle 1 zeigt Bewertungsresultate des Obengenannten, wobei jedes Resultat indiziert ist, wobei das konventionelle Beispiel als 100 festgelegt ist. Je größer die Indizes sind, umso hervorragender ist das jeweilige Leistungsverhalten.

Tabelle 1

Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, besaß jeder der Reifen der Beispiele 1 bis 3 eine gute Fahrbarkeit, Stabilität und Bremsfähigkeit. Die Reifen des Beispiels 4 waren zumindest hinsichtlich der Bremsfähigkeit gut. Bei den Reifen des Vergleichsbeispiels 1 indessen konnte ein Effekt hinsichtlich der Verbesserung des Reifenleistungsverhaltens nicht beobachtet werden, weil die Hohlrinnenabschnitte zu klein waren. Darüber hinaus waren bei den Reifen des Vergleichsbeispiels 2 die Stabilität und die Bremsfähigkeit verschlechtert, weil die Hohlrinnenabschnitte zu groß waren.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Verhältnis zwischen der Nutenbreite A der Nut auf der Lauffläche, wobei sich die Nut in der Nähe der Endumfangsflächen von Stegabschnitten befindet, und dem Kurvenradius B des Hohlrinnenabschnitts festgesetzt auf: B = kA, und der Wert der Konstanten k ist in dem Bereich von 0,2 bis 0,3 festgelegt. Folglich kann die Kontaktdruckverteilung der Stegabschnitte, die aus den Blöcken oder den Rippen zusammengesetzt sind, effektiv vergleichmäßigt werden, und die Fahrstabilität und die Bremsfähigkeit kann verbessert werden.

Obwohl zuvor eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass verschiedene Modifikationen, Änderungen und Substitutionen der Erfindung durchgeführt werden können, ohne von der Kernidee und dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, abzuweichen.

Claims (6)

1. Pneumatischer Reifen, umfassend:
eine Vielzahl von Stegabschnitten, die durch Nuten auf einer Lauffläche begrenzt sind,
worin ein bogenförmiger Hohlrinnenabschnitt auf einer Endumfangsfläche von jedem Stegabschnitt der Vielzahl von Stegabschnitten ausgebildet ist, und ein Verhältnis zwischen einer Nutenbreite A von jeder Nut auf einer Lauffläche, wobei sich die Nut in der Nähe der Endumfangsfläche befindet, und einem Kurvenradius B des bogenförmigen Hohlrinnenabschnitts festgesetzt ist als:
B = kA, und ein Wert einer Konstanten k in einem Bereich von 0,2 bis 0,3 festgelegt ist.

2. Pneumatischer Reifen nach Anspruch 1, worin der Hohlrinnenabschnitt entlang einer Hauptnut ausgebildet ist, die sich in einer Reifenumfangsrichtung erstreckt.

3. Pneumatischer Reifen nach Anspruch 1, worin der Hohlrinnenabschnitt entlang einer Quernut ausgebildet ist, die sich in einer Reifenbreitenrichtung erstreckt.

4. Pneumatischer Reifen nach Anspruch 1, worin der Hohlrinnenabschnitt auf jeder Endumfangsfläche von jedem Stegabschnitt der Vielzahl von Stegabschnitten ausgebildet ist.

5. Pneumatischer Reifen nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, worin die Vielzahl von Stegabschnitten eine Vielzahl von Blöcken ist.

6. Pneumatischer Reifen nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, worin der pneumatische Reifen ein Rennsportreifen hauptsächlich zur Verwendung in einem Wettbewerb ist.