DE102017126011A1

DE102017126011A1 - Luftreifen

Info

Publication number: DE102017126011A1
Application number: DE102017126011.0A
Authority: DE
Inventors: Shuichi Nishikawa
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2017-11-07
Publication date: 2018-05-30
Also published as: JP6783126B2; JP2018086962A

Abstract

Ein Reifen weist ein Abdeckungsgummimaterial (50) auf, das eine Bodenberührungsfläche (E) bildet. Eine Hauptnut (5a) und eine Rippe (Rb) sind in dem Abdeckungsgummimaterial (50) gebildet. Die Hauptnut (5a) besitzt eine die Rippe (Rb) bildende Nutwandfläche (30), eine Nutbodenfläche (31) und eine Nutkrümmungsfläche (32), die die Nutwandfläche (30) und die Nutbodenfläche (31) miteinander verbindet. Ein Gummimaterial (52) mit geringer Härte, das eine geringere Gummihärte als das Abdeckungsgummimaterial (50) aufweist, ist in einer ersten Region (Arl) angeordnet, die sich unter einem oberen Ende (P1) der Nutkrümmungsfläche (32) sowie näher bei einer Nutaußenseite als ein unteres Ende (P2) der Nutkrümmungsfläche (32) in einem inneren Bereich des Abdeckungsgummimaterials (50) befindet. Das Gummimaterial (52) mit geringer Härte ist in einer Seitenansicht die gesamte Nutkrümmungsfläche (32) überlappend angeordnet sowie in einer Draufsicht die gesamte Nutkrümmungsfläche (32) überlappend angeordnet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Luftreifen.
Beschreibung des einschlägigen Standes der Technik
Ein Laufflächenprofil eines Luftreifens ist durch eine Nut gebildet, die in einem Abdeckungsgummimaterial ausgebildet ist. Eine in Reifenumfangsrichtung verlaufende Hauptnut in der Lauffläche unterteilt eine Rippe oder einen Block. Bei der Rippe handelt es sich um einen Erhebungsbereich, der sich kontinuierlich in Reifenumfangsrichtung erstreckt, und der Block wird durch die Hauptnut und eine Quernut unterteilt, wobei eine Vielzahl von Blöcken in Reifenumfangsrichtung angeordnet ist. Die Rippe wird hinsichtlich ihrer Bodenberührungseigenschaften für weniger gut erachtet, da die Steifigkeit der Rippe höher ist als die des Blocks.
6B zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Bodenberührungsform der Rippe. Wie in 6B gezeigt, wird eine Rippe Rb in ihrer Formgebung von Bodenberührungsenden an beiden Seiten in Reifenumfangsrichtung CD verformt, wenn die Rippe Rb in Bodenberührung ist, d.h. wenn die Rippe Rb einem Druck ausgesetzt ist. Insbesondere wölben sich Enden (in der Zeichnung durch gestrichelte Kreise dargestellt) der Rippe Rb auf, während das Zentrum der Rippe konkav ausgebildet wird.
Zum Verbessern der Bremseigenschaften wird eine Formgebung des Bodenberührungsendes vorzugsweise als lineare Formgebung ausgebildet, die orthogonal zu der Reifenumfangsrichtung ist, da es hierdurch möglich ist, den Druck zum Zeitpunkt eines Bremsvorgangs in geeigneter Weise aufzunehmen.
Man ist der Ansicht, dass die Formgebung des Bodenberührungsendes der Rippe R aufgrund einer Querschnittsform der Nut verformt wird. Wie in 6A dargestellt, ist eine Stelle, an der sich eine Nutwandfläche 30 und eine Nutbodenfläche 31 einer die Rippe Rb bildenden Hauptnut 5a kreuzen, als gekrümmte Fläche bzw. Krümmungsfläche 32 ausgebildet. Da bei einer Konstruktion, in der sich gerade Linien kreuzen, das Gummimaterial ausgehend von der Schnittstelle bzw. Kreuzungsstelle reißt, wird die gekrümmte Fläche zum Verhindern der Rissbildung in dem Gummimaterial verwendet.
Eine Basis der Nutwandfläche 30 ist jedoch bei der Verwendung der Krümmungsfläche 32 kräftig ausgebildet, so dass ein unterer Bereich der Nutwandfläche 30 in einen Zustand gelangt, in dem er fest abgestützt ist, während ein oberer Bereich der Nutwandfläche 30 sich leicht bewegt. Infolgedessen wölbt sich der obere Bereich der Nutwandfläche 30 zu einer Nutinnenseite hin, wie dies in 6A in gestrichelter Linie dargestellt ist.
Da es sich bei dem Material um Gummimaterial handelt, wird natürlich eine Reaktionskraft in einer die Wölbung zurückstellenden Richtung erzeugt, der Druck an dem Ende der Rippe wird hoch, und das Ende der Rippe weicht in Reifenumfangsrichtung aus. Man ist der Ansicht, dass hierdurch das Bodenberührungsende verformt wird.
Obwohl keine direkte Beziehung zu dem vorstehend Geschilderten besteht, ist ein die Rissbildung in einer Nut unterdrückender Luftreifen als Stand der Technik in den Veröffentlichungen der JP 2015-157547 A und der JP 2015-85700 A beschrieben. Die JP 2015-157547 A und die JP 2015-85700 A enthalten jedoch keinerlei Beschreibung hinsichtlich der Formgebung des Bodenberührungsendes.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der vorstehend geschilderten Umstände erfolgt, und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Luftreifens mit einer Konstruktion, die eine geeignete Bodenberührungsform bereitstellt.
Die vorliegende Erfindung verwendet die folgenden Maßnahmen zum Erreichen des Ziels.
Mit anderen Worten, es wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Luftreifen angegeben, der Folgendes aufweist: ein Abdeckungsgummimaterial, das eine Bodenberührungsfläche bildet; und ein Basisgummimaterial, das in Reifenradialrichtung innenseitig von dem Abdeckungsgummimaterial angeordnet ist. Eine Hauptnut und eine Rippe sind in dem Abdeckungsgummimaterial gebildet. Die Hauptnut erstreckt sich in Reifenumfangsrichtung. Die Rippe ist durch die Hauptnut geteilt. Die Hauptnut besitzt eine die Rippe bildende Nutwandfläche, eine Nutbodenfläche sowie eine Nutkrümmungsfläche, die die Nutwandfläche und die Nutbodenfläche miteinander verbindet.
Ein Gummimaterial mit geringer Härte, das eine geringere Gummihärte als das Abdeckungsgummimaterial aufweist, ist in einer ersten Region angeordnet, die sich unter einem oberen Ende der Nutkrümmungsfläche sowie näher bei einer Nutaußenseite als ein unteres Ende der Nutkrümmungsfläche in einem inneren Bereich des Abdeckungsgummimaterials befindet. Das Gummimaterial mit geringer Härte ist in einer Seitenansicht die gesamte Nutkrümmungsfläche überlappend angeordnet und sowie in einer Draufsicht die gesamte Nutkrümmungsfläche überlappend angeordnet.
Da gemäß dieser Konstruktion das Gummimaterial mit geringer Härte die gesamte Nutkrümmungsfläche aus der lateralen Richtung sowie von der Unterseite überdeckt, wird die durch die Nutkrümmungsfläche erzielte Stützwirkung bzw. Abstützung der Nutwandfläche schwach, das Gummimaterial mit geringer Härte wird vor dem Abdeckungsgummimaterial zusammengedrückt, und der ausgeübte Druck wird als Wärmeenergie aufgenommen.
Infolgedessen wird die in dem oberen Bereich der Nutwandfläche auftretende Reaktionskraft reduziert, und die Formgebung der Bodenberührungsfläche wird verbessert. Mit einer Verbesserung der Formgebung der Bodenberührungsfläche wird auch eine Verbesserung der Bremsleistung erzielt.
Figurenliste
In den Zeichnungen zeigen:

1 eine Schnittdarstellung entlang eines Reifenmeridians zur Erläuterung eines Beispiels eines Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer positionsmäßigen Beziehung zwischen einer Hauptnut und einem Gummimaterial mit geringer Härte;
3A eine schematische Schnittdarstellung zur Erläuterung einer Verformung einer Nut zum Zeitpunkt der Bodenberührung;
3B eine Draufsicht zur Erläuterung einer Formgebung eines Bodenberührungsendes einer Rippe;
4A eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines Gummimaterials mit geringer Härte gemäß einem modifizierten Beispiel;
4B eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines Gummimaterials mit geringer Härte gemäß einem modifizierten Beispiel;
5A eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines Gummimaterials mit geringer Härte gemäß einem modifizierten Beispiel;
5B eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines Gummimaterials mit geringer Härte gemäß einem modifizierten Beispiel;
6A eine schematische Schnittdarstellung zur Erläuterung einer Verformung einer Nut zum Zeitpunkt der Bodenberührung bei einer herkömmlichen Konstruktion; und
6B eine Draufsicht zur Erläuterung einer Formgebung eines Bodenberührungsendes einer herkömmlichen Rippe.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird ein Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, besitzt ein Luftreifen T ein Paar Wulstbereiche 1, Seitenwandbereiche 2, die sich in Reifenradialrichtung RD von den jeweiligen Wulstbereichen 1 nach außen erstrecken, sowie einen Laufflächenbereich 3, der mit in Reifenradialrichtung RD äußeren Enden der beiden Seitenwandbereiche 2 verbunden ist. Ein ringförmiger Wulstkern 1a und ein Wulstfüller 1b sind in dem Wulstbereich 1 angeordnet, wobei der ringförmige Wulstkern 1a einen Konvergenzkörper, wie z.B. einen Stahldraht, mittels eines Gummimaterials überdeckt und der Wulstfüller 1b aus einem harten Gummimaterial hergestellt ist.
Außerdem weist der Reifen T eine ringförmige Karkassenlage 4 auf, die sich von dem Laufflächenbereich 3 über die Seitenwandbereiche 2 in die Wulstbereiche 1 hinein erstreckt. Die Karkassenlage 4 ist zwischen dem Paar von Wulstbereichen 1 angeordnet, durch mindestens eine Karkassenschicht gebildet sowie in einem Zustand festgelegt, in dem ihre Endbereiche um die Wulstkerne 1a herum nach oben umgeschlagen sind.
Die Karkassenschicht ist gebildet, indem ein Kord, der sich in etwa senkrecht zu einem Reifenäquator CL erstreckt, mit einem Decklagen-Gummimaterial beschichtet ist. Ein Innenauskleidungs-Gummimaterial 4a zum Aufrechterhalten eines Luftdrucks ist auf einer Innenseite der Karkassenlage 4 angeordnet.
Ferner ist Seitenwand-Gummimaterial 6 an der Außenseite der Karkassenlage 4 in dem Seitenwandbereich 2 angeordnet. Weiterhin ist Felgenstreifen- Gummimaterial 7 an der Außenseite von der Karkassenlage 4 in dem Wulstbereich 1 angeordnet, wobei das Felgenstreifen-Gummimaterial 7 mit einer Felge (nicht gezeigt) in Kontakt tritt, wenn der Reifen auf der Felge montiert ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind das Decklagen-Gummimaterial der Karkassenlage 4 und das Felgenstreifen-Gummimaterial 7 aus einem leitfähigen Gummimaterial gebildet, und das Seitenwand-Gummimaterial 6 ist aus einem nicht-leitfähigen Gummimaterial gebildet.
Die Außenseite der Karkassenlage 4 in dem Laufflächenbereich 3 ist mit einem Gürtelelement 4b zum Verstärken der Karkassenlage 4, einem Gürtelverstärkungselement 4c sowie einem Laufflächen-Gummimaterial 5 in dieser Reihenfolge von innen nach außen ausgebildet. Das Gürtelelement 4b ist aus einer Vielzahl von Gürtellagen gebildet. Das Gürtelverstärkungselement 4c ist durch Beschichten eines in Reifenumfangsrichtung verlaufenden Kords mit einem Decklagen-Gummimaterial gebildet. Das Gürtelverstärkungselement 4c kann gegebenenfalls aber auch weggelassen werden.
Wie in 1 und 2 dargestellt, weist das Laufflächen-Gummimaterial 5 ein Abdeckungsgummimaterial 50 auf, das aus dem nicht-leitfähigen Gummimaterial gebildet ist und eine Bodenberührungsfläche E bildet, und weist ferner ein Basisgummimaterial 51, das in Reifenradialrichtung innenseitig von dem Abdeckungsgummimaterial 50 angeordnet ist, sowie einen leitfähigen Bereich 52 auf, der aus dem leitfähigen Gummimaterial gebildet ist und sich von der Bodenberührungsfläche E bis zu einer Seitenfläche 50a des Abdeckungsgummimaterials 50 erstreckt. Eine Vielzahl von Hauptnuten 5a, die sich in Reifenumfangsrichtung erstrecken, ist in einer Oberfläche des Abdeckungsgummimaterials 50 gebildet.
Bei der vorstehenden Bodenberührungsfläche handelt es sich um eine Oberfläche, die mit einer Straßenoberfläche in Bodenberührung steht, wenn der Reifen vertikal auf einer ebenen Straßenoberfläche angeordnet ist und der Reifen dabei auf einer normalen Felge montiert ist, auf einen normalen Innendruck gefüllt ist sowie eine normale Last auf den Reifen wirkt, wobei dann eine in Reifenbreitenrichtung WD äußerste Position ein Bodenberührungsende E ist.
Hierbei bezeichnen die normale Last und der normale Innendruck eine maximale Last (eine normale Auslegungslast im Fall eines Reifens für einen PKW) gemäß der Definition in JISD4202 (Spezifikation für einen Kfz-Reifen) und einen entsprechenden Luftdruck, und bei der normalen Felge handelt es sich im Prinzip um eine Standardfelge, wie sie in der Norm JISD4202 definiert ist.
Die vorliegende Ausführungsform verwendet einen sogenannten Seite-aufLauffläche-Aufbau (im englischen Sprachraum bekannt als „Side-On-Tread“), den man erhält, indem das jeweilige Seitenwand-Gummimaterial 6 auf den beiden seitlichen Endbereichen von dem Laufflächen-Gummimaterial 5 angebracht wird, jedoch kann auch ein Lauffläche-auf-Seite-Aufbau (im englischen Sprachraum bekannt als „Tread-On-Side“) verwendet werden, den man erhält, indem die beiden seitlichen Endbereiche des Laufflächen-Gummimaterials auf den in Reifenradialrichtung RD äußeren Enden des Seitenwand-Gummimaterials angebracht werden, so dass keine Einschränkung auf den Seite-auf-Lauffläche-Aufbau besteht.
Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem leitfähigen Gummimaterial in exemplarischer Weise um ein Gummimaterial, bei dem ein spezifischer Durchgangswiderstand einen Wert von weniger als 10⁸ Ω·cm aufweist und das Gummimaterial beispielsweise durch Beimischen von Ruß, der als Verstärkungsmittel dient, in einem hohen Anteil in ein Rohgummimaterial gebildet ist.
Das leitfähige Gummimaterial kann durch Beimischen eines bekannten, Leitfähigkeit verleihenden Materials, wie zum Beispiel eines Leitfähigkeit verleihenden Materials auf Carbon-Basis, wie z.B. ein Carbonfasermaterial oder Graphit, und eines Leitfähigkeit verleihenden Materials auf Metall-Basis, wie z.B. Metallpulver, Metalloxid, Metallspäne oder Metallfasern, zusätzlich zu dem Ruß gebildet werden.
Ferner wird hinsichtlich des nicht-leitfähigen Gummimaterials exemplarisch ein Gummimaterial genannt, das einen Wert des spezifischen Durchgangswiderstands von gleich oder mehr als 10⁸ Ω·cm aufweist; exemplarisch ist dafür ein Material, das man erhält durch Mischen eines als Verstärkungsmittel dienenden Siliciumdioxids in das Rohgummimaterial in einem hohen Anteil. Das Siliciumdioxid wird z.B. in einem Anteil von 30 bis 100 Gewichtsteilen in Relation zu 100 Gewichtsteilen der Rohgummimaterialkomponente zugemischt.
Bei dem verwendeten Siliciumdioxid handelt es sich vorzugsweise um Nass-Siliciumdioxid, jedoch kann ohne Einschränkung jedes beliebige Siliciumdioxid verwendet werden, das allgemein als Verstärkungsmittel eingesetzt wird. Das nicht-leitfähige Gummimaterial kann durch Zumischen von gebranntem Ton, hartem Ton oder Kalziumkarbonat zusätzlich zu dem Siliciumdioxid, wie z.B. Kieselsäure oder Siliciumanhydrid, gebildet werden.
Für das vorstehend genannte Rohgummimaterial können Naturgummi bzw. Kautschuk, Styrol-Butadien-Gummi (SBR), Butadien-Gummi (BR), Isopren-Gummi (IR) und Isobutylen-Isopren-Gummi (IIR) angeführt werden, wobei diese jeweils alleine oder durch Mischen von zwei oder mehr Arten verwendet werden. Dem Rohgummimaterial wird in geeigneter Weise Vulkanisationsmittel, Vulkanisationsbeschleuniger, Weichmacher oder Antioxidationsmittel zugemischt.
Im Hinblick auf eine Steigerung der Haltbarkeit sowie einer Verbesserung der Leitungseigenschaft besitzt das leitfähige Gummimaterial wünschenswerterweise eine derartige Zusammensetzung, dass eine spezifische Stickstoffadsorptionsfläche: N₂SA (m²/g) x Kompositionsmenge (Masse-%) Ruß gleich oder größer als 1900 ist, vorzugsweise gleich oder größer als 2000 ist, und eine Dibutylphthalatöl-Absorption: DBP (ml/100g) x Kompositionsmenge (Masse-%) Ruß gleich oder größer als 1500 ist, vorzugsweise gleich oder größer als 1700 ist. N₂SA kann gemäß ASTM D3037-89 bestimmt werden, und DBP kann gemäß D2414-90 bestimmt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform, wie sie in 2 dargestellt ist, wird eine durch eine Hauptnut 5a abgeteilte Rippe Rb in dem Abdeckungsgummimaterial 50 gebildet. Wie in der Zeichnung dargestellt, besitzt die Hauptnut 5a eine Nutwandfläche 30, die die Rippe Rb bildet, eine Nutbodenfläche 31 sowie eine gekrümmte Nutfläche bzw. Nutkrümmungsfläche 32, die die Nutbodenfläche 31 und die Nutwandfläche 30 miteinander verbindet.
Die Nutwandfläche 30 ist insgesamt oder teilweise als ebene Fläche ausgebildet, und die Nutbodenfläche 31 ist als ebene Fläche ausgebildet. Die Nutkrümmungsfläche 32 ist durch eine einzige gekrümmte Fläche oder aus einer Kombination einer Vielzahl von gekrümmten Flächen gebildet. Ein durchschnittlicher Krümmungsradius der Nutkrümmungsfläche 32 liegt zwischen 1,5 mm und 2,0 mm, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Bei dem durchschnittlichen Krümmungsradius handelt es sich um einen Durchschnittswert der Krümmungsradien der gekrümmten Flächen, die die Nutkrümmungsfläche 32 bilden.
Wie in 2 dargestellt, ist ein Gummimaterial 53 mit geringer Härte, das eine geringere Gummihärte als das Abdeckungsgummimaterial 50 aufweist, an der Peripherie der Nutkrümmungsfläche 32 in dem inneren Bereich des Abdeckungsgummimaterials 50 angeordnet. Unter der Gummihärte ist hier eine Härte zu verstehen, die gemäß einem Durometer-Härtetest (Typ A) der Norm JISK6253 gemessen wird. Das Gummimaterial 52 mit geringer Härte ist in einer ersten Region Ar1 angeordnet, die sich unter einem oberen Ende P1 der Nutkrümmungsfläche 32 sowie näher bei einer Nutaußenseite befindet als ein unteres Ende P2 der Nutkrümmungsfläche 32 in dem inneren Bereich des Abdeckungsgummi materials 50.
Bei der ersten Region Ar1 handelt es sich um eine Region, die in 2 schraffiert dargestellt ist. Das Gummimaterial 52 mit geringer Härte ist in einer Seitenaufrissansicht die gesamte Nutkrümmungsfläche 32 überlappend angeordnet und überdeckt die gesamte Nutkrümmungsfläche 32 ausgehend von einer lateralen Richtung. Weiterhin ist das Gummimaterial 52 mit geringer Härte in einer Drauf sicht die gesamte Nutkrümmungsfläche 32 überlappend angeordnet und überdeckt die gesamte Nutkrümmungsfläche 32 von unten.
3A zeigt eine schematische Schnittdarstellung zur Erläuterung einer Verformung der Nut zum Zeitpunkt einer Bodenberührung. In 3A ist eine Formgebung, wenn die Nut keine Bodenberührung hat, durch eine durchgezogene Linie veranschaulicht, und eine Formgebung, wenn die Nut Bodenberührung hat, ist in unterbrochener Linie dargestellt.
Da das Gummimaterial 52 mit geringer Härte die Gesamtheit der Nutkrümmungsfläche 32 aus der lateralen Richtung sowie von der Unterseite überdeckt, wird die Abstützung der Nutwandfläche 30 durch die Nutkrümmungsfläche 32 abgeschwächt. Infolgedessen wird, wie in 3A dargestellt, das Gummimaterial 52 mit geringer Härte vor dem Abdeckungsgummimaterial 50 zusammengedrückt, wobei der ausgeübte Druck als Wärmeenergie aufgenommen wird.
Da das Gummimaterial 52 mit geringer Härte vorrangig zusammengedrückt wird, tritt eine Reaktionskraft RF in erster Linie unter der Nutwandfläche 30 in Erscheinung. Infolgedessen wird die in dem oberen Bereich der Nutkrümmungsfläche 32 erzeugte Reaktionskraft vermindert, und die Formgebung bei Bodenberührung wird verbessert. 3B veranschaulicht die Formgebung bei Bodenberührung, bei der die Auswölbung an dem Ende der Rippe Rb, wie diese in 6B veranschaulicht ist, vermindert ist.
Wie in 2 dargestellt, ist das in der ersten Region Ar1 angeordnete Gummimaterial 52 mit geringer Härte vorzugsweise innerhalb eines Bereichs angeordnet, der sich innerhalb einer Distanz R1 von der Nutkrümmungsfläche 32 von 1,7 mm entlang der Normallinienrichtung der Nutkrümmungsfläche 32 befindet. Solange das Gummimaterial 52 mit geringer Härte in diesem Bereich vorhanden ist, findet ein Zusammendrücken des Gummimaterials 52 mit geringer Härte tendenziell vorrangig statt.
Außerdem erstreckt sich das Gummimaterial 52 mit geringer Härte von der ersten Region Ar1 vorzugsweise nach oben zu der Bodenberührungsfläche E. Selbstverständlich kann sich das Gummimaterial 52 mit geringer Härte auch nicht bis zu der Bodenberührungsfläche E erstrecken, wie dies in 4A veranschaulicht ist. Die Dicke D2 des Gummimaterials 52 mit geringer Härte in der ersten Region Ar1 ist größer als die Dicke D1 des Gummimaterials 52 mit geringer Härte, die zu der Bodenberührungsfläche E freiliegt. Die Dicke D1 beträgt vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 1,0 mm, und die Dicke D2 beträgt vorzugsweise zwischen 0,4 mm und 1,5 mm.
Da es sich bei der vorliegenden Ausführungsform bei dem Abdeckungsgummimaterial 50 um ein nicht-leitfähiges Gummimaterial handelt und es sich bei dem Gummimaterial 52 mit geringer Härte um ein leitfähiges Gummimaterial handelt, können beide Wirkungen erzielt werden, nämlich dass eine Beeinträchtigung des Rollwiderstands durch Begrenzen des Volumens des leitfähigen Gummimaterials unterdrückt werden kann und dass die Formgebung des Bodenberührungsendes durch das Zusammendrücken des Gummimaterials 52 mit geringer Härte verbessert werden kann. Selbstverständlich können diese Wirkungen auch außerhalb des Bereichs der angegebenen Ziffernwerte erzielt werden.
Wie in 2 dargestellt, ist das in der ersten Region Ar1 angeordnete Gummimaterial 52 mit geringer Härte sichelförmig ausgebildet. Wie in 5A und 5B dargestellt, kann das Gummimaterial 52 mit geringer Härte auch eine Formgebung aufweisen, die auf einer Seite trapezförmig ausgebildet ist. Ferner ist das Gummimaterial 52 mit geringer Härte vorzugsweise zwischen dem Zentrum RCL der Rippe Rb und dem Zentrum GCL der Hauptnut 5a angeordnet. Außerhalb dieses Bereichs tritt der Effekt der Verbesserung der Formgebung des Bodenberührungsendes nicht in Erscheinung, oder die andere Position kann mit Nachteilen behaftet sein.
Wie in 1 gezeigt, weist die Hauptnut 5a einen Reifenverschleiß-Indikator TWI auf, der von der Nutbodenfläche 31 nach außen hervorsteht. Bei dem Reifenverschleiß-Indikator TWI handelt es sich um einen Vorsprung, der einen Zeitpunkt zum Austauschen des Reifens anzeigt und der eine Höhe von 1,6 mm von der Nutbodenfläche 31 aufweist.
Wie in 2 dargestellt, ist es bevorzugt, dass die Dicke des Gummimaterials 52 mit geringer Härte oberhalb des Reifenverschleiß-Indikators TWI relativ klein ist und dass die Dicke des Gummimaterials 52 mit geringer Härte in der ersten Region Ar1 unterhalb des Reifenverschleiß-Indikators TWI relativ groß ist. Der Grund hierfür besteht darin, dass eine Beeinträchtigung des Rollwiderstands sowie des Fahrverhaltens bei Nässe unterdrückt werden kann, indem die Exposition des leitfähigen Gummimaterials in diesem Bereich eingeschränkt wird, da der Bereich über dem Reifenverschleiß-Indikator TWI als Bodenberührungsfläche freiliegt.
Außerdem ist, wie in 2 dargestellt, das Gummimaterial 52 mit geringer Härte durch das leitfähige Gummimaterial gebildet, das sich von der Bodenberührungsfläche E bis zu der Bodenfläche des Abdeckgummimaterials 50 erstreckt. Gemäß dieser Ausbildung dient das Gummimaterial 52 mit geringer Härte als Leitungspfad von der Bodenberührungsfläche E zu dem Basisgummimaterial 51. Natürlich kann sich das Gummimaterial 52 mit geringer Härte auch nicht bis zu der Bodenfläche des Abdeckgummimaterials 50 erstrecken, wie dies in 4A und 4B gezeigt ist, wenn dieser Leitungsweg nicht erforderlich ist.
Weiterhin kann das Gummimaterial 52 mit geringer Härte durch das nicht-leitfähige Gummimaterial anstatt durch das leitfähige Gummimaterial gebildet sein. Mit der Zielsetzung, dass die Formgebung des Bodenberührungsendes geeignet ausgebildet ist, kann das Abdeckungsgummimaterial 50 durch das leitfähige Gummimaterial anstelle des nicht-leitfähigen Gummimaterials gebildet sein.
Beispiele
Zur speziellen Veranschaulichung der Konstruktion und der Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung wurden die folgenden Auswertungen in Bezug auf das nachfolgend beschriebene Beispiel vorgenommen.
Bremsverhalten
Die jeweiligen Reifen wurden an einem Fahrzeug in Form einer japanischen Limousine (Hubraum 2000 cm³) montiert, und das ABS wurde ausgehend von einem Zustand aktiviert, in dem das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von 100 km/h auf einer Straßenoberfläche gefahren wurde. Der Bremsweg wurde zu diesem Zeitpunkt gemessen, und es wurde ein Kehrwert des gemessenen Werts berechnet. Die Auswertung erfolgte auf der Basis einer Indexzahl unter der Annahme, dass das Resultat bei einem Vergleichsbeispiel 1 den Wert 100 besitzt, wobei die Bremsleistung umso besser ist, je höher die Indexzahl ist.
Vergleichsbeispiel 1
Wie in 6A dargestellt, wurde der Reifen derart hergestellt, dass die Rippe Rb durch die Hauptnut 5a gebildet ist, wobei der Reifen die allgemeine Konstruktion des Abdeckungsgummimaterials 50 mit der die Rippe Rb bildenden Nutwandfläche 30, der Nutbodenfläche 31 sowie der Nutkrümmungsfläche 32 aufweist, die die Nutwandfläche 30 und den Nutbodenfläche 31 miteinander verbindet.
Beispiel 1
Wie in 2 dargestellt, wurde das sichelförmig ausgebildete Gummimaterial 52 mit geringer Härte in der ersten Region angeordnet. Das Gummimaterial 52 mit geringer Härte erstreckt sich von der ersten Region Ar1 nach oben und erreicht die Bodenberührungsfläche E. Außerdem erstreckt sich das Gummimaterial 52 mit geringer Härte nach unten und erreicht die Bodenfläche des Abdeckungsgummimaterials 50. Die übrige Konstruktion war die gleiche wie bei dem Vergleichsbeispiel 1. Tabelle 1

Vergleichsbeispiel 1 Beispiel 1

Konstruktion Ohne Gummimaterial mit geringer Härte (6A) Mit Gummimaterial mit geringer Härte (2)

Bremsleistung 100 105
Aus der Tabelle 1 ist zu erkennen, dass das Beispiel 1 im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel 1 ein ausgezeichnetes Bremsvermögen aufweist. Der Grund hierfür besteht darin, dass die Formgebung des Bodenberührungsendes verbessert ist und das Bodenberührungsende der Kraft zum Zeitpunkt eines Bremsvorgangs tendenziell in besonders geeigneter Weise ausgesetzt wird.
Wie vorstehend erwähnt, weist der Luftreifen gemäß der vorliegenden Ausführungsform das die Bodenberührungsfläche E bildende Abdeckungsgummimaterial 50 sowie ein Basisgummimaterial 51 auf, das in Reifenradialrichtung RD innenseitig von dem Abdeckungsgummimaterial 50 angeordnet ist. Eine Hauptnut 5a und eine Rippe Rb sind in dem Abdeckungsgummimaterial 50 gebildet, wobei sich die Hauptnut 5a in Reifenumfangsrichtung CD erstreckt und die Rippe Rb durch die Hauptnut 5a unterteilt wird.
Die Hauptnut 5a weist eine die Rippe Rb bildende Nutwandfläche 30, eine Nutbodenfläche 31 sowie eine Nutkrümmungsfläche 32 auf, die die Nutwandfläche 30 und die Nutbodenfläche 31 miteinander verbindet. Ein Gummimaterial 52 mit geringer Härte, das eine geringere Gummihärte als das Abdeckungsgummimaterial 50 aufweist, ist in einer ersten Region Ar1 angeordnet, die sich unter einem oberen Ende P1 der Nutkrümmungsfläche 32 sowie näher bei einer Nutaußenseite als ein unteres Ende P2 der Nutkrümmungsfläche 32 in einem inneren Bereich des Abdeckungsgummimaterials 50 befindet.
Das Gummimaterial 52 mit geringer Härte ist in einer Seitenansicht die gesamte Nutkrümmungsfläche 32 überlappend vorgesehen sowie in einer Draufsicht die gesamte Nutkrümmungsfläche 32 überlappend vorgesehen.
Da bei dieser Konstruktion das Gummimaterial 52 mit geringer Härte die gesamte Nutkrümmungsfläche 32 von der lateralen Richtung und von der Unterseite überdeckt, wird die durch die Nutkrümmungsfläche 32 erzielte Abstützung der Nutwandfläche 30 schwach, das Gummimaterial 52 mit geringer Härte wird vor dem Abdeckungsgummimaterial 50 zusammengedrückt, und der ausgeübte Druck wird als Wärmeenergie aufgenommen.
Infolgedessen wird die in dem oberen Bereich der Nutwandfläche 30 in Erscheinung tretende Reaktionskraft vermindert, und die Formgebung der Bodenberührungsfläche wird verbessert. Bei einer Verbesserung der Formgebung der Bodenberührungsfläche ergibt sich eine Verbesserung des Bremsvermögens bzw. der Bremseigenschaften.
Bei der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich das Gummimaterial 52 mit geringer Härte von der ersten Region Ar1 bis zu einer Bodenberührungsfläche E.
Da bei dieser Konstruktion der die Nutwandfläche 30 bildende Bereich in dem Abdeckungsgummimaterial 50 durch das Gummimaterial 52 mit geringer Härte unterteilt ist, bewegt sich der die Nutwandfläche 30 bildende Bereich als Ganzes nach unten, und das Gummimaterial 52 mit geringer Härte wird vorrangig zusammengedrückt. Infolgedessen wird die in dem oberen Bereich der Nutwandfläche 30 in Erscheinung tretende Reaktionskraft vermindert, und die Formgebung der Bodenberührungsfläche wird weiter verbessert.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Dicke D2 des Gummimaterials 52 mit geringer Härte in der ersten Region Ar1 größer als die Dicke D1 des Gummimaterials 52 mit geringer Härte, das zu der Bodenberührungsfläche freiliegt.
Da bei dieser Konstruktion die Dicke D2 des Gummimaterials 52 mit geringer Härte, das in der zum Zeitpunkt einer Bodenberührung tendenziell zusammengedrückten ersten Region Ar1 vorhanden ist, relativ groß ist, lässt sich die Wirkung einer Verbesserung der Formgebung der Bodenberührungsform steigern. In dem Fall, in dem das Abdeckungsgummimaterial 50 aus dem nicht-leitfähigen Gummimaterial gebildet ist und das Gummimaterial 52 mit geringer Härte aus dem leitfähigen Gummimaterial gebildet ist, kann eine Beeinträchtigung des Rollwiderstands durch Begrenzen des Volumens des leitfähigen Gummimaterials unterdrückt werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das in der ersten Region Ar1 angeordnete Gummimaterial 52 mit geringer Härte in einem Bereich angeordnet, der von der Nutkrümmungsfläche 32 innerhalb einer Distanz R1 von 1,7 mm entlang einer Normallinienrichtung der Nutkrümmungsfläche 32 angeordnet ist.
Gemäß dieser Konstruktion tritt tendenziell die Wirkung auf, dass das Gummimaterial mit geringer Härte vorrangig zusammengedrückt wird und die Formgebung der Bodenberührungsfläche tendenziell verbessert wird.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Abdeckungsgummimaterial 50 durch ein nicht-leitfähiges Gummimaterial gebildet, und das Gummimaterial 52 mit geringer Härte ist durch ein leitfähiges Gummimaterial gebildet und erstreckt sich von einer Bodenberührungsfläche E bis zu einer Bodenfläche des Abdeckungsgummimaterials 50.
Gemäß dieser Konstruktion kann der Leitungspfad unter Verwendung des Gummimaterials 52 mit geringer Härte sichergestellt werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist die Hauptnut 5a einen Reifenverschleiß-Indikator TWI auf, der aus einer Nutbodenfläche 31 herausragt, und die Dicke D1 des Gummimaterials 52 mit geringer Härte über dem Reifenverschleiß-Indikator TWI ist relativ klein, während die Dicke D2 des Gummimaterials 52 mit geringer Härte in der ersten Region Ar1 unterhalb des Reifenverschleiß-Indikators TWI relativ groß ist.
Gemäß dieser Konstruktion handelt es sich bei der Region über dem Reifenverschleiß-Indikator TWI um die Region, die als Bodenberührungsfläche freiliegt, wobei eine Beeinträchtigung des Rollwiderstands sowie der Eigenschaften bei Nässe durch Begrenzen der Freilegung des leitfähigen Gummimaterials in dieser Region unterdrückt werden kann.
Die bei den jeweiligen Ausführungsformen verwendete Konstruktion kann auch bei den anderen optionalen Ausführungsformen angewendet werden. Die spezielle Konstruktion von jedem der Bereiche ist nicht auf die vorstehend genannten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb einer über den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht hinausgehenden Spanne in verschiedenartiger Weise modifiziert werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Gummimaterial 52 mit geringer Härte auf der Seite von der die Rippe Rb bildenden Nutwandfläche 30 in der Hauptnut 5a zwischen der Rippe Rb und dem Block angeordnet, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann das Gummimaterial 52 auch auf beiden Seiten von den Nutwandflächen 30 in der Hauptnut 5a zwischen den Rippen angeordnet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2015157547 A [0008]
JP 2015085700 A [0008]

Claims

Luftreifen, der Folgendes aufweist: - ein Abdeckungsgummimaterial (50), das eine Bodenberührungsfläche (E) bildet; und - ein Basisgummimaterial (51), das in Reifenradialrichtung (RD) innenseitig von dem Abdeckungsgummimaterial (50) angeordnet ist, - wobei eine Hauptnut (5a) und eine Rippe (Rb) in dem Abdeckungsgummimaterial (50) gebildet sind, wobei sich die Hauptnut (5a) in Reifenumfangsrichtung (CD) erstreckt und die Rippe (Rb) durch die Hauptnut (5a) geteilt ist, - wobei die Hauptnut (5a) eine die Rippe (Rb) bildende Nutwandfläche (30), eine Nutbodenfläche (31) und eine Nutkrümmungsfläche (32) aufweist, die die Nutwandfläche (30) und die Nutbodenfläche (31) miteinander verbindet, und - wobei ein Gummimaterial (52) mit geringer Härte, das eine geringere Gummihärte als das Abdeckungsgummimaterial (50) aufweist, in einer ersten Region (Arl) angeordnet ist, die sich unter einem oberen Ende (P1) der Nutkrümmungsfläche (32) sowie näher bei einer Nutaußenseite als ein unteres Ende (P2) der Nutkrümmungsfläche (32) in einem inneren Bereich des Abdeckungsgummimaterials (50) befindet, und wobei das Gummimaterial (52) mit geringer Härte in einer Seitenansicht die gesamte Nutkrümmungsfläche (32) überlappend angeordnet ist sowie in einer Draufsicht die gesamte Nutkrümmungsfläche (32) überlappend angeordnet ist.
Luftreifen nach Anspruch 1, wobei sich das Gummimaterial (52) mit geringer Härte von der ersten Region (Arl) bis zu einer Bodenberührungsfläche (E) nach oben erstreckt.
Luftreifen nach Anspruch 2, wobei die Dicke (D2) des Gummimaterials (52) mit geringer Härte in der ersten Region (Arl) größer ist als die Dicke (D1) des Gummimaterials (52) mit geringer Härte, das zu der Bodenberührungsfläche (E) freiliegt.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das in der ersten Region (Arl) angeordnete Gummimaterial (52) mit geringer Härte in einem Bereich angeordnet ist, der sich innerhalb einer Distanz (R1) von der Nutkrümmungsfläche (32) von 1,7 mm entlang einer Normallinienrichtung der Nutkrümmungsfläche (32) befindet.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Abdeckungsgummimaterial (50) durch ein nicht-leitfähiges Gummimaterial gebildet ist, und wobei das Gummimaterial (52) mit geringer Härte durch ein leitfähiges Gummimaterial gebildet ist und sich von einer Bodenberührungsfläche (E) bis zu einer Bodenfläche des Abdeckungsgummimaterials (50) erstreckt.
Luftreifen nach Anspruch 5, wobei die Hauptnut (5a) einen Reifenverschleiß-Indikator (TWI) aufweist, der von einer Nutbodenfläche (31) nach außen herausragt, und wobei die Dicke (D1) des Gummimaterials (52) mit geringer Härte oberhalb des Reifenverschleiß-Indikators (TWI) relativ klein ist und die Dicke (D2) des Gummimaterials (52) mit geringer Härte in der ersten Region (Arl) unter dem Reifenverschleiß-Indikator (TWI) relativ groß ist.