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TECHNISCHES FACHGEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen mit Rillen, die
in seiner Lauffläche ausgebildet sind, und der mit Stegabschnitten
versehen ist, die jeweils einen spitzwinkligen Teilbereich aufweisen.
Genauer betrifft sie einen Luftreifen mit herabgesetztem Luftsäulenresonanzgeräuschpegel,
während die Güte der Beständigkeit gegen
ungleichmäßige Abnutzung aufrechterhalten wird.
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Diese
Anmeldung beansprucht das Prioritätsrecht der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-288198 ,
eingereicht am 06. November 2007, wobei letztere Anmeldung durch
Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
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TECHNISCHE GRUNDLAGEN
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Bei
Luftreifen sind durch eine Vielzahl von in der Lauffläche
ausgebildeten Rillen Stegabschnitte gebildet. Zum Erreichen eines
gewünschten Leistungsverhaltens können die Stegabschnitte
mit spitzwinkligen Teilbereichen versehen sein. Zum Beispiel bildet
bei dem in dem Patentdokument 1 offenbarten Luftreifen ein Bereich,
der zwischen zwei schrägen Rillen eingeschlossen ist, einen
spitzwinkligen Teilbereich.
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Weil
die spitzwinkligen Teilbereiche der Stegabschnitte geringe Steifigkeit
aufweisen, sind ihre Spitzenabschnitte Beschädigungen durch
Abplatzungen, Abreißen und dergleichen ausgesetzt. Selbst
wenn diese nicht beschädigt werden, kann aufgrund der geringen
Steifigkeit leicht ungleichmäßige Abnutzung auftreten. Um
eine solche Beschädigung und ungleichmäßige
Abnutzung zu verhindern, werden die Spitzenabschnitte derart abgeschrägt,
dass eine Höhe der Spitzenabschnitte zur Spitze hin stetig
abnimmt.
- Patentdokument 1: Ungeprüfte offengelegte Japanische Patentveröffentlichung
Nr. 11-227421 (1 bis 2)
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES
PROBLEM
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Im
Zustand, wo ein Reifen den Boden berührt, werden durch
sich in der Reifenumfangsrichtung erstreckende Hauptrillen und die
Straßenoberfläche röhrenartige Hohlräume
gebildet. Die Drehung des Reifens lässt in den röhrenartigen
Hohlräumen komprimierte Luft zur Außenseite entweichen,
und als Folge davon wird ein Luftsäulenresonanzgeräusch
erzeugt. Das Luftsäulenresonanzgeräusch ist ein
unangenehmes Geräusch, dessen Frequenz bei 700 bis 1400
Hz liegt.
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Aufgrund
der bei dem obigen Reifen abgeschrägten Spitzenabschnitte
erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit der in
der Rille strömenden Luft, was das Luftsäulenresonanzgeräusch
noch verstärkt. Andererseits erfordert ein Versuch das
Luftsäulenresonanzgeräusch herabzusetzen, dass
der Betrag der Abschrägung verringert wird, was erschwert,
das Auftreten von ungleichförmiger Abnutzung zu unterdrücken.
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Daher
liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem
Luftreifen, der mit jeweils einen spitzwinkligen Teilbereich aufweisenden
Stegabschnitten versehen ist, den Pegel des Luftsäulenresonanzgeräuschs
zu verringern, während die Widerstandsfähigkeit
gegenüber ungleichförmiger Abnutzung aufrechterhalten
wird.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
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Der
Luftreifen der vorliegenden Erfindung umfasst in der Lauffläche
ausgebildete Rillen und Stegabschnitte, die jeweils einen durch
die Rillen gebildeten spitzwinkligen Teilbereich aufweisen. Der
Luftreifen ist dadurch gekennzeichnet, dass der spitzwinklige Teilbereich
durch eine Vielzahl von abgeschrägten Flächen abgeschrägt
und durch die abgeschrägten Flächen und Zwischenflächen,
welche die benachbarten abgeschrägten Flächen
verbinden, in einer Stufenform ausgebildet ist.
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Wenn
das Volumen des abgeschrägten Teils, verglichen mit einem
Fall, wo der spitzwinklige Teilbereich durch eine Fläche
abgeschrägt ist, das gleiche ist, hat der Luftreifen die
gleiche Widerstandsfähigkeit gegen ungleichförmige
Abnutzung. Weil der spitzwinklige Teilbereich durch eine Vielzahl
von abgeschrägten Flächen abgeschrägt
ist, die jeweils eine unterschiedliche Höhe aufweisen,
wobei eine Stufenform durch die abgeschrägten Flächen
und die Zwischenflächen gebildet ist, welche die benachbarten
abgeschrägten Flächen verbinden, wird durch die
Stufenform außerdem die Luftströmung in den Rillen
gestört. Demzufolge kann der Luftsäulenresonanzgeräuschpegel
herabgesetzt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1a ist
eine Ansicht, die ein Laufflächenmuster des Luftreifens
darstellt, der zur vorliegenden Erfindung gehört.
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1b ist
eine Ansicht, die einen spitzwinkligen Teilbereich bei der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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2 ist
eine Ansicht, die ein Laufflächenmuster des Luftreifens
darstellt, der zur vorliegenden Erfindung gehört.
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3 ist
eine Ansicht, die einen spitzwinkligen Teilbereich bei der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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4a ist
eine Ansicht, die ein Laufflächenmuster des Luftreifens
darstellt, der zu Vergleichsbeispielen gehört.
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4b ist
eine Ansicht, die einen spitzwinkligen Teilbereich bei Vergleichsbeispielen
darstellt.
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- 1,
2
- umlaufende
Rillen
- 3
- Rille
- 4
- Block
- 5
- spitzwinkliger
Teilbereich eines Stegabschnitts
- 6
- Anschlussrille
- 7
- Rippe
- 11,
12, 13
- abgeschrägte
Flächen
- 21,
22
- Zwischenflächen
abgeschrägter Flächen.
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BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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Nachstehend
werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen die Ausführungsformen
zur Realisierung der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1a ist
eine Ansicht, die ein Muster des Luftreifens darstellt, der zur
vorliegenden Erfindung gehört. Der Luftreifen weist umlaufende
Rillen 1 und 2, die sich in der Umfangsrichtung
R erstrecken und eine Rille 3 auf, welche die in einer
Lauffläche ausgebildeten umlaufenden Rillen verbindet,
wodurch ein Block 4 gebildet wird. Außerdem wird
durch die Rillen 2 und 3 ein spitzwinkliger Teilbereich 5 gebildet
und der spitzwinklige Teilbereich 5 ist durch eine erste
abgeschrägte Fläche 11 und eine zweite abgeschrägte
Fläche 12 abgeschrägt.
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1b ist
eine Ansicht, die den spitzwinkligen Teilbereich 5 des
Blocks 4 darstellt. Gestrichelte Linien deuten die Form
des spitzwinkligen Teilbereichs 5 an, der nicht abgeschrägt
ist. An einem Ende 6 des spitzwinkligen Teilbereichs 5 ist
eine Höhe H1 der ersten abgeschrägten Fläche 11 höher
als eine Höhe H2 der zweiten abgeschrägten Fläche 12.
Hingegen ist eine Länge L1 der ersten abgeschrägten
Fläche 11 kürzer als eine Länge
L2 der zweiten abgeschrägten Fläche 12.
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Daher
hat der Luftreifen solange das Volumen des abgeschrägten
Teils verglichen mit einem Fall, wo der spitzwinklige Teilbereich 5 durch
eine Fläche abgeschrägt ist, das gleiche ist,
die gleiche Widerstandsfähigkeit gegen ungleichförmige
Abnutzung. Außerdem haben die erste abgeschrägte
Fläche 11 und die zweite abgeschrägte
Fläche 12 unterschiedliche Höhen und
es ist durch die abgeschrägten Flächen 11 und 12 und eine
diese abgeschrägten Flächen verbindende Zwischenfläche
eine Stufenform ausgebildet. Diese Stufenform veranlasst, dass die
Luftströmung in den Rillen 2 und 3 gestört
wird, wodurch sie ermöglicht, dass der Luftsäulenresonanzgeräuschpegel
herabgesetzt wird.
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Mit
der durch die Stufenform verursachten Scherwirkung wird beim Fahren
auf schmutziger Fahrbahn die Selbstreinigungseigenschaft verbessert.
Weil die abgeschrägten Flächen an der Reifenoberfläche
in einer Stufenform ausgebildet sind, wird beim durch die Reifendrehung
verursachten beachtlichen Geräusch eine Phasendifferenz
erzeugt, um eine Verstärkung des Abrollgeräuschs
(pitch noise) zu verhindern, wodurch ermöglicht wird, das
Reifenprofilgeräusch herabzusetzen.
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Bei
Tiefen der Rillen 2 und 3, die den spitzwinkligen
Teilbereich 5 bilden, die als D definiert sind (das auch
eine Höhe des nicht abgeschrägten Teils des spitzwinkligen
Teilbereichs 5 ist), wird vorgezogen, dass eine Höhendifferenz ΔH
= H1 – H2 zwischen den benachbarten abgeschrägten
Flächen 7 bis 25% von D beträgt und eine
Größendifferenz ΔL = L2 – L1
zwischen den benachbarten abgeschrägten Flächen 20 bis
120% von D beträgt. In dem Fall, wo ΔH kleiner
als 7% von D oder ΔL kleiner als 20% von D ist, wird die
Wirkung des Störens der Luftströmung in den Rillen 2 und 3 verschlechtert,
so dass sie unfähig sein kann, den Luftsäulenresonanzgeräuschpegel
herabzusetzen. Im Gegensatz dazu wird in dem Fall, wo Ä H
25% von D oder Ä L 120% von D übersteigen, die
Differenz der Steifigkeit jedes in einer Stufenform ausgebildeten
Teilbereichs erhöht, was zu einer schlechteren Wirkung
des Verhinderns ungleichförmiger Abnutzung führt.
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Es
wird vorgezogen, dass eine Höhe Hmax = H1 der höchsten
abgeschrägten Fläche 11 7 bis 67% von
D und eine Länge Lmin = L1 der kürzesten abgeschrägten
Fläche 11 50 bis 100% von D ist. In dem Fall, wo
die Höhe Hmax 67% von D übersteigt oder die Länge
Lmin weniger als 50% von D ist, ist die Wirkung des Abschrägens
ungenügend, was verursachen kann, dass ungleichförmige
Abnutzung auftritt. Auf der anderen Seite kann sie in dem Fall,
wo die Höhe Hmax weniger als 7% von D ist oder die Länge
Lmin 100% von D übersteigt, unfähig sein, die
angemessene Höhendifferenz ΔH zwischen den abgeschrägten
Flächen und die angemessene Größendifferenz ΔL
zwischen den abgeschrägten Flächen sicherzustellen,
wie zuvor beschrieben wurde.
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Vom
Standpunkt des Verhinderns von Abplatzungen und Abreißen
am Ende 6 des spitzwinkligen Teilbereichs 5 ist
die Breite W an dem Ende 6 vorzugsweise nicht kleiner als 0,6
mm. Es ist zu beachten, dass die Breite W mehr als 0,6 mm betragen
kann und die obere Grenze der Breite W kann abhängig von
der Form des spitzwinkligen Teilbereichs 5 beliebig festgelegt
werden.
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Die
Auswirkung der vorliegenden Erfindung kann auch bei dem Luftreifen
mit einem Rippenmuster erzielt werden, wie er in 2 dargestellt
ist. In 2 sind Rippen 7 durch
umlaufende Rillen 1 und 2, die sich in der Umfangsrichtung
R erstrecken, und ferner geformte Anschlussrillen 6 gebildet,
in der die umlaufende Rille 2 und die Anschlussrille 6 einen
spitzwinkligen Teilbereich 5 bilden. Der spitzwinklige
Teilbereich 5 ist durch die erste abgeschrägte
Fläche 11 und die zweite abgeschrägte
Fläche 12 abgeschrägt. Dadurch wird es möglich
gemacht, die obige Auswirkung zu erzielen.
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Außerdem
können mehr abgeschrägte Flächen hinzugefügt
werden. Zum Beispiel kann, wie in 3 dargestellt
ist, der spitzwinklige Teilbereich 5 durch drei abgeschrägte
Flächen, so wie die erste abgeschrägte Fläche 11,
die zweite abgeschrägte Fläche 12 und
die dritte abgeschrägte Fläche 13 abgeschrägt
werden. Weil durch die drei abgeschrägten Flächen 11 bis 13 und
die Zwischenflächen 21 und 22 eine Stufenform
gebildet wird, kann der Luftsäulenresonanzgeräuschpegel
herabgesetzt werden.
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In
diesem Fall sind am Ende 6 von einer Seitenwand 41 zur
anderen Seitenwand 42 des spitzwinkligen Teilbereichs 5 die
Höhen H1 bis H3 der entsprechenden abgeschrägten
Flächen 11 bis 13 fortschreitend herabgesetzt,
während die Längen L1 bis L3 der entsprechenden
abgeschrägten Flächen 11 bis 13 fortschreitend heraufgesetzt
sind. Spezieller ist am Ende 6 des spitzwinkligen Teilbereichs 5 die
Höhe der ersten abgeschrägten Fläche 11 als
H1, die der zweiten abgeschrägten Fläche 12 als
H2 und die der dritten abgeschrägten Fläche 13 als
H3 in der absteigenden Reihenfolge der Höhe festgelegt,
und die Länge der ersten abgeschrägten Fläche 11 ist
als L1, die der zweiten abgeschrägten Fläche 12 als
L2 und die der dritten abgeschrägten Fläche 13 als
L3 in der ansteigenden Reihenfolge der Größe festgelegt.
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Wie
bereits beschrieben, wird es vorgezogen, dass die Höhe
Hmax = H1 der höchsten abgeschrägten Fläche 11 auf
7 bis 67% von D festgelegt wird und die Länge Lmin = L1
der kürzesten abgeschrägten Fläche 11 50
bis 100% von D festgelegt wird. Es wird vorgezogen, dass die Höhendifferenz ΔH
= H1 – H2, H2 – H3 zwischen den benachbarten abgeschrägten
Flächen 7 bis 25% von D beträgt und eine
Größendifferenz ΔL = L3 – L2,
L2 – L1 zwischen den benachbarten abgeschrägten
Flächen 20 bis 120% von D beträgt. Es
ist zu bemerken, dass H1 – H2 und H2 – H3 einander
nicht gleich sein müssen und L3 – L2 und L2 – L1
einander nicht gleich sein müssen. Die Anzahl der abgeschrägten
Flächen kann auch auf 4 oder mehr festgelegt werden, solange
die Höhendifferenz ΔH zwischen den benachbarten
abgeschrägten Flächen und die Größendifferenz ΔL
zwischen den benachbarten abgeschrägten Flächen
innerhalb des obigen Bereichs liegen.
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BEISPIEL
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Reifen
von Beispielen und Vergleichsbeispielen gemäß der
vorliegenden Erfindung wurden jeweils hergestellt und bewertet.
Reifen von Beispielen haben ein Muster wie es in 1a dargestellt
ist. Die Reifen der Beispiele 1 bis 4 enthalten spitzwinklige Teilbereiche,
wie in 1b dargestellt ist, beziehungsweise
diejenigen der Beispiele 5 bis 7 enthalten spitzwinklige Teilbereiche,
wie in 3 dargestellt ist. Die Reifen von Vergleichsbeispielen
enthalten ein Muster wie es in 4a dargestellt
ist und spitzwinklige Teilbereiche, die durch eine abgeschrägte
Fläche 30 abgeschrägt sind, wie in 4b dargestellt
ist. Bei den Reifen der Vergleichsbeispiele 1 und 2 sind die spitzwinkligen
Teilbereiche durch eine abgeschrägte Fläche mit
einer Abschrägungshöhe H1 und einer Abschrägungslänge
L1 der Beispiele 1 beziehungsweise 2 abgeschrägt. Die Bewertung
wurde an Reifen mit einer Reifengröße von LT265/75R16
bei einem Luftdruck von 420 kPa durchgeführt. Jede Abmessung
des spitzwinkligen Teilbereichs, die in Tabelle 1 dargestellt ist,
ist im Verhältnis relativ zur Rillentiefe D ausgedrückt.
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In
Tabelle 1 stellt das Luftsäulenresonanzgeräusch
den Wert dar, der durch Messen des Geräuschpegels des Luftsäulenresonanzgeräuschs
(von 700 bis 1400 Hz) unter Verwendung eines Innenraum-Akustik-Trommel-Testgeräts
basierend auf JASO C606 erhalten wird, wenn der Reifen fabrikneu
ist, und wird in Kennzahlen ausgedrückt, wobei der Wert
des Vergleichsbeispiels mit 100 festgelegt wird. Wenn der Zahlenwert
größer wird, zeigt dies, dass der Pegel des Luftsäulenresonanzgeräuschs
niedriger ist. Bei anderen Versuchen wurde eine Bewertung an Reifen
durchgeführt, die bei einem Vierradantrieb-Lastkraftwagen
mit einem Dieselmotor mit einem Hubraum von 6600 cm3 eingebaut
waren.
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Das
Abrollgeräusch (pitch noise) ist der Wert, der durch eine
sensorische Bewertung erhalten wird, wenn Reifen auf üblichen
Fahrbahnbelägen gefahren werden, was in Kennzahlen ausgedrückt
wird, wobei der Wert des Vergleichsbeispiels mit 100 festgelegt
wird. Wenn der Zahlenwert größer wird, zeigt dies,
dass der Pegel des Abrollgeräuschs niedriger ist. Das Selbstreinigungs-vermögen
ist der Wert, der nach Befahren einer schmutzigen Fahrbahn durch
Messen des Ausmaßes an von dem spitzwinkligen Teilbereich
entferntem Schmutz erhalten wird, der in Kennzahlen ausgedrückt
wird, wobei der Wert des Vergleichsbeispiels mit 100 festgelegt
wird. Wenn der Zahlenwert größer wird, zeigt dies
ein besseres Selbstreinigungsvermögen. Der Widerstand gegen
ungleichförmige Abnutzung ist der Wert, der durch Messen
des Betrages der Höhendifferenz zwischen dem spitzwinkligen
Teilbereich und der ihm gegenüberliegenden Laufflächenoberfläche
quer über die Rille nach einer Laufleistung von 12000 km,
die in Kennzahlen ausgedrückt wird, wobei der Wert des
Vergleichsbeispiels mit 100 festgelegt wird. Wenn der Zahlenwert
größer wird, zeigt dies einen besseren Widerstand
gegen ungleichförmige Abnutzung.
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Nach
Tabelle 1 zeigten die Reifen der Beispiele einen dem Reifen des
Vergleichsbeispiels äquivalenten Widerstand gegen ungleichförmige
Abnutzung. Außerdem wurden das Luftsäulenresonanzgeräusch
und das Abrollgeräusch herabgesetzt, wodurch sie ein besseres
Selbstreinigungsvermögen zeigen. [Tabelle 1]
| | Beispiel 1 | Beispiel 2 | Beispiel 3 | Beispiel 4 | Beispiel 5 | Beispiel 6 | Beispiel 7 | Vergl.-beispiel 1 | Vergl.-beispiel 2 |
| Spitzwinkliger Teilbereich der Beispiele
(Verhältnis in Bezug auf die Tiefe D der Rille in %) | Höhe H1 | 21 | 7 | 67 | 67 | 87 | 67 | 67 | - | - |
| Höhe H2 | 7 | 0 | 42 | 60 | 67 | 42 | 60 | - | - |
| Höhe H3 | - | - | - | - | 47 | 17 | 53 | - | - |
| Länge
L1 | 40 | 50 | 100 | 100 | 60 | 100 | 100 | - | - |
| Länge
L2 | 60 | 70 | 220 | 120 | 100 | 220 | 120 | - | - |
| Länge
L3 | - | - | - | - | 140 | 340 | 140 | - | - |
| Spitzwinkliger
Teilbereich der Beispiele (mm) | Breite
W | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | - | - |
| Spitzwinkliger Teilbereich der Vergleichsbeispiele (Verhältnis
in Bezug auf die Tiefe D der Rille in %) | Höhe H | - | - | - | - | - | - | - | 7 | 67 |
| Länge
L | - | - | - | - | - | - | - | 50 | 100 |
| Spitzwinkliger
Teilbereich der Vergleichsbeispiele (mm) | Breite
W | - | - | - | - | - | - | - | 0,6 | 0,6 |
| Luftsäulenresonanzgeräusch | 110 | 107 | 105 | 108 | 110 | 107 | 110 | 100 | 98 |
| Abrollgeräusch | 105 | 105 | 108 | 105 | 115 | 111 | 108 | 100 | 93 |
| Selbstreinigungsfähigkeit | 110 | 107 | 105 | 105 | 109 | 105 | 105 | 100 | 109 |
| Widerstand
gegen ungleichförmige Abnutzung | 103 | 100 | 98 | 95 | 105 | 100 | 98 | 100 | 90 |
- Tiefe D der Rille: 12,7 mm
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein
Luftreifen enthält in einer Lauffläche ausgebildete
Rillen 1 bis 3 und Stegabschnitte 4,
die jeweils einen spitzwinkligen Teilbereich 5 aufweisen,
der durch die Rillen 2 und 3 gebildet wird. Der
spitzwinklige Teilbereich 5 ist durch eine Vielzahl von
abgeschrägten Flächen 11 und 12 abgeschrägt,
um ihn durch die abgeschrägten Flächen 11 und 12 und
eine Zwischenfläche 21, welche die benachbarten
abgeschrägten Flächen 11 und 12 verbindet,
zu einer Stufenform auszuformen. Außerdem sind von einer
Seitenwand zu der anderen Seitenwand des spitzwinkligen Teilbereichs 5 an
dem Ende 6 des spitzwinkligen Teilbereichs 5 eine
Höhe H1 der abgeschrägten Fläche 11 und
eine Höhe H2 der abgeschrägten Fläche 12 fortschreitend
herabgesetzt, während eine Länge L1 der abgeschrägten
Fläche 11 und eine Länge L2 der abgeschrägten
Fläche 12 fortschreitend heraufgesetzt sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2007-288198 [0002]
- - JP 11-227421 [0004]