DE112017003571T5

DE112017003571T5 - Luftreifen

Info

Publication number: DE112017003571T5
Application number: DE112017003571.6T
Authority: DE
Inventors: Masanori Ishikawa
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2017-04-03
Publication date: 2019-05-09
Also published as: CN109476183A; US20190359000A1; CN109476183B; JP2018008664A; WO2018012056A1

Abstract

Dieser Luftreifen 1 beinhaltet eine Karkassenschicht 13 und eine Gürtelschicht 14, die nach außen von der Karkassenschicht 13 in Reifenradialrichtung angeordnet ist, und beinhaltet außerdem, in einer Laufflächenoberfläche davon, eine Mehrzahl von Hauptumfangsrillen 21 bis 24 und eine Mehrzahl von Stegabschnitten 31 bis 34, die durch die Hauptumfangsrillen 21 bis 24 definiert sind. Wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert ist, auf 5 % eines vorgegebenen Innendrucks aufgepumpt ist und sich in einem unbelasteten Zustand befindet, weisen darüber hinaus beim Definieren der Punkte P1, P2 und P3 auf einem Karkassenprofil ein Abstand Da in Reifenradialrichtung von einem Schnittpunkt P1 zu einem Punkt P2 und ein Abstand Db in Reifenradialrichtung von dem Punkt P2 zu einem Punkt P3 ein Verhältnis von Db ≤ Da auf.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Luftreifen, und betrifft insbesondere einen Luftreifen, der eine verbesserte Rillenrissbeständigkeitsleistung ermöglicht.
Stand der Technik
Für Hochleistungsradialreifen, die an Lastkraftwagen, Bussen und dergleichen montiert sind, besteht eine Anforderung, die Erzeugung eines Risses in einem Rillenboden einer äußersten Hauptumfangsrille zu unterdrücken. Bei konventionellen Luftreifen, die diese Anforderung erfüllen, ist eine in Patentdokument 1 beschriebene Technologie bekannt.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur
Patentdokument 1: JP H11-180109 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Eine Aufgabe der Erfindung ist das Bereitstellen eines Luftreifens, der eine verbesserte Rillenrissbeständigkeitsleistung ermöglicht.
Lösung des Problems
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, beinhaltet ein Luftreifen eine Karkassenschicht und eine Gürtelschicht, die nach außen von der Karkassenschicht in einer Reifenradialrichtung angeordnet ist, und beinhaltet außerdem, in einer Laufflächenoberfläche davon, eine Mehrzahl von Hauptumfangsrillen und eine Mehrzahl von Stegabschnitten, die durch die Mehrzahl von Hauptumfangsrillen definiert ist. Die in einer Reifenquerrichtung ganz außen angeordneten Hauptumfangsrillen sind als äußerste Hauptumfangsrillen definiert und die Stegabschnitte, die durch die äußersten Hauptumfangsrillen definiert sind und in Reifenquerrichtung außen angeordnet sind, sind als Schulterstegabschnitte definiert. Bei Betrachtung in einem Querschnitt in Reifenmeridianrichtung wird ein Schnittpunkt P1 zwischen einem Karkassenprofil und einer geraden Linie definiert, die durch einen Punkt Pe eines Randabschnitts des Schulterstegabschnitts auf der Seite der äußersten Hauptumfangsrille verläuft und parallel zu einer Äquatorialebene des Reifens verläuft. Ein Punkt P2 wird auf dem Karkassenprofil in einer Position definiert, die 95 % eines Abstands Dtw von der Äquatorialebene des Reifens zu einem Bodenkontaktrand des Reifens in Reifenquerrichtung entspricht, und ein Abstand D2 wird von dem Punkt P2 zu einer Position maximaler Breite des Karkassenprofils in Reifenquerrichtung definiert. Ein Punkt P3 wird auf dem Karkassenprofil in einer Position definiert, die 50 % eines Abstands D2 von dem Punkt P2 entspricht. Wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert ist, auf einen Luftdruck aufgepumpt ist, der 5 % eines vorgegebenen Innendrucks entspricht, und sich in einem unbelasteten Zustand befindet, weisen ein Abstand Da von dem Schnittpunkt P1 zu dem Punkt P2 in Reifenradialrichtung und ein Abstand Db von dem Punkt P2 zu dem Punkt P3 in Reifenradialrichtung ein Verhältnis von Db ≤ Da auf.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Bei dem erfindungsgemäßen Luftreifen wird die Form eines Karkassenprofils in einem Schulterbereich des Laufflächenabschnitts geeignet gestaltet und die maximale Verzerrung eines Rillenbodens einer äußersten Hauptumfangsrille nach dem Aufpumpen wird verringert. Dementsprechend wird die Erzeugung eines Rillenrisses in der äußersten Hauptumfangsrille unterdrückt, und dies ist vorteilhaft, um die Rillenrissbeständigkeitsleistung des Reifens zu verbessern.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht in einer Reifenmeridianrichtung, die einen Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
2 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Schulterabschnitt des in 1 abgebildeten Luftreifens veranschaulicht.
3 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Gürtelschicht des in 1 abgebildeten Luftreifens veranschaulicht.
4 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Wirkung des in 2 abgebildeten Luftreifens veranschaulicht.
5 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Wirkung des in 2 abgebildeten Luftreifens veranschaulicht.
6 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Wirkung eines Luftreifens in dem entsprechenden Fachgebiet veranschaulicht.
7 ist eine Tabelle, welche die Ergebnisse von Leistungstests von Luftreifen gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Außerdem schließen Bestandteile der Ausführungsform Elemente, die unter Beibehaltung einer Übereinstimmung mit der Erfindung austauschbar sind, sowie offensichtlich austauschbare Elemente ein. Darüber hinaus kann eine Mehrzahl von modifizierten Beispielen, die in der Ausführungsform beschrieben sind, innerhalb des für einen Fachmann offensichtlichen Umfangs beliebig kombiniert werden.
Luftreifen
1 ist eine Querschnittsansicht in einer Reifenmeridianrichtung, die einen Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Die Zeichnung ist eine Querschnittsansicht, die einen Halbbereich in einer Reifenradialrichtung veranschaulicht. Außerdem veranschaulicht dieselbe Zeichnung als Beispiel für einen Luftreifen einen Hochleistungsradialreifen, der auf Lastkraftwagen, Bussen und dergleichen für einen Ferntransport montiert wird. Es ist zu beachten, dass in derselben Zeichnung eine Umfangsverstärkungsschicht 145, die nachfolgend beschrieben wird, durch Schraffur gekennzeichnet ist.
Unter Bezugnahme auf dieselbe Zeichnung bezieht sich „Querschnitt in einer Reifenmeridianrichtung“ auf einen Querschnitt des Reifens entlang einer Ebene, welche die Reifenrotationsachse beinhaltet (nicht dargestellt). Das Bezugszeichen CL bezeichnet die Äquatorialebene des Reifens und bezieht sich auf eine Ebene, die senkrecht zur Reifenrotationsachse steht und durch den Mittelpunkt des Reifens in Richtung der Reifenrotationsachse verläuft. Eine „Reifenquerrichtung“ bezieht sich auf die Richtung, die zu der Reifenrotationsachse parallel ist, und eine „Reifenradialrichtung“ bezieht sich auf die zur Reifenrotationsachse senkrechte Richtung.
Ein Luftreifen 1 weist eine Ringstruktur auf, deren Zentrum die Reifenrotationsachse ist, und beinhaltet ein Paar Wulstkerne 11, 11, ein Paar Wulstfüller 12, 12, eine Karkassenschicht 13, eine Gürtelschicht 14, einen Laufflächengummi 15, ein Paar Seitenwandgummis 16, 16, ein Paar Felgenpolstergummis 17, 17 und einen Innenliner 18 (siehe 1).
Bei dem Paar Wulstkerne 11, 11 handelt es sich um ringförmige Glieder, die durch eine Mehrzahl von miteinander gebündelten Wulstdrähten konfiguriert sind. Das Paar Wulstkerne 11, 11 konfiguriert die Kerne der linken und rechten Wulstabschnitte. Das Paar Wulstfüller 12, 12 wird jeweils aus einem unteren Füller 121 und einem oberen Füller 122 gebildet. Das Paar Wulstfüller 12, 12 ist nach außen von dem Paar Wulstkerne 11, 11 in Reifenradialrichtung angeordnet und konfiguriert die Wulstabschnitte.
Die Karkassenschicht 13 verläuft in toroidaler Form zwischen dem linken und rechten Wulstkern 11, 11 und konfiguriert die Trägerstruktur des Reifens. Außerdem sind beide Endabschnitte der Karkassenschicht 13 so von innen in Reifenquerrichtung nach außen in Reifenquerrichtung zurückgebogen, dass sie um die Wulstkerne 11 und die Wulstfüller 12 gewickelt sind, und fixiert sind. Ferner ist die Karkassenschicht 13 durch Ausführen eines Walzprozesses einer Gummiabdeckbeschichtung auf einer Mehrzahl von Karkassenkorden aus Stahl oder einem organischen Fasermaterial (beispielsweise Nylon, Polyester, Rayon oder dergleichen) konfiguriert und weist einen Karkassenwinkel (Neigungswinkel in Längsrichtung der Karkassenkorde bezogen auf die Reifenumfangsrichtung) als Absolutwert im Bereich von 85 bis 95 Grad auf.
Die Gürtelschicht 14 weist einen mehrschichtigen Aufbau auf, der durch eine Mehrzahl von Gürtellagen 141 bis 145 gebildet wird, und ist über den Außenumfang der Karkassenschicht 13 gewunden angeordnet. Eine spezifische Konfiguration der Gürtelschicht 14 ist nachfolgend beschrieben.
Der Laufflächengummi 15 ist nach außen von der Karkassenschicht 13 und der Gürtelschicht 14 in Reifenradialrichtung angeordnet und konfiguriert einen Laufflächenabschnitt des Reifens. Das Paar Seitenwandgummis 16, 16 ist außerhalb der Karkassenschicht 13 in Reifenquerrichtung angeordnet und konfiguriert einen linken und einen rechten Seitenwandabschnitt. Das Paar Felgenpolstergummis 17, 17 ist nach innen von den linken und rechten Reifenwulstkernen 11, 11 und den zurückgebogenen Abschnitten der Karkassenschicht 13 in Reifenradialrichtung angeordnet und konfiguriert Kontaktoberflächen der linken und rechten Wulstabschnitte, um mit den Felgenhörnern in Kontakt zu kommen.
Der Innenliner 18 ist eine Luftpermeationsverhinderungsschicht, die auf einer Reifenhohlraumoberfläche angeordnet ist und die Karkassenschicht 13 bedeckt. Der Innenliner 18 wird beispielsweise durch eine bandartige Gummibahn konfiguriert. Dieser Innenliner 18 unterdrückt eine Oxidation, die durch die Exposition der Karkassenschicht 13 verursacht wird, und verhindert außerdem das Austreten von in den Reifen eingefüllter Luft.
Hauptrillen und Stegabschnitte
Außerdem beinhaltet der Luftreifen 1 in einer Laufflächenoberfläche eine Mehrzahl von Hauptumfangsrillen 21 bis 24, die in Reifenumfangsrichtung verlaufen, und eine Mehrzahl von Stegabschnitten 31 bis 34, die durch die Hauptumfangsrillen 21 bis 24 definiert werden (siehe 1).
Die Hauptrille ist eine Rille, für welche die Anzeige des durch die JATMA vorgegebenen Verschleißindikators obligatorisch ist, wobei in einem Hochleistungsradialreifen die Hauptrille im Allgemeinen eine Rillenbreite von 4,0 mm oder mehr und eine Rillentiefe in einem Bereich von 6,5 bis 25,5 mm aufweist.
Die Rillenbreite ist der Maximalwert des Abstands zwischen der linken und der rechten Rillenwand an einem Rillenöffnungsabschnitt und wird in einem Zustand gemessen, wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert ist, auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist und sich in einem unbelasteten Zustand befindet. In einer Konfiguration, in der die Stegabschnitte Aussparungsabschnitte oder abgeschrägte Abschnitte auf den Randabschnitten davon beinhalten, wird die Rillenbreite unter Bezugnahme auf Schnittpunkte gemessen, an denen sich, bei Betrachtung in einem Querschnitt senkrecht zur Rillenlängsrichtung, die Laufflächenkontaktoberfläche und Verlängerungslinien der Rillenwände treffen. Außerdem wird in einer Konfiguration, in der die Rillen in einer zickzackartigen oder in einer wellenartigen Weise in der Reifenumfangsrichtung verlaufen, die Rillenbreite unter Bezugnahme auf die Mittellinie der Amplitude der Rillenwände gemessen.
Die Rillentiefe ist der Maximalwert des Abstands von der Laufflächenkontaktoberfläche zum Rillenboden und wird in einem Zustand gemessen, wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert ist, auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist und sich in einem unbelasteten Zustand befindet. Außerdem wird in einer Konfiguration, in der die Rillen teilweise mit Kämmen versehene/gerillte Abschnitte oder Lamellen auf dem Rillenboden beinhalten, die Rillentiefe unter Ausschluss dieser Abschnitte gemessen.
„Vorgegebene Felge“ bezieht sich auf eine „applicable rim“ (geeignete Felge) laut Vorgabe der „Japan Automobile Tyre Manufacturers Association Inc.“ (JATMA, Verband der japanischen Reifenhersteller), eine „Design Rim“ (Entwurfsfelge) laut Vorgabe der „Tire and Rim Association, Inc.“ (TRA, Reifen- und Felgenverband) oder eine „Measuring Rim“ (Messfelge) laut Vorgabe der „European Tyre and Rim Technical Organisation“ (ETRTO, Europäische Reifen- und Felgensachverständigenorganisation). Außerdem bezieht sich „normaler Innendruck“ auf einen „maximum air pressure“ (maximalen Luftdruck) laut Vorgabe der JATMA, den Maximalwert in „TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES“ (Reifenlastgrenzen bei verschiedenen Kaltluftdrücken) laut Vorgabe der TRA oder „INFLATION PRESSURES“ (Reifendrücke) laut Vorgabe der ETRTO. Außerdem bezieht sich „vorgegebene Last“ auf eine „maximum load capacity“ (maximale Lastkapazität) laut Vorgabe der JATMA, auf den Maximalwert in „TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES“ (Reifenlastgrenzen bei verschiedenen Kaltluftdrücken) laut Vorgabe der TRA oder eine „LOAD CAPACITY“ (Lastkapazität) laut Vorgabe der ETRTO. Allerdings ist im Falle der JATMA für einen PKW-Reifen der vorgegebene Innendruck ein Luftdruck von 180 kPa, und die vorgegebene Last beträgt 88 % der maximalen Lastkapazität.
In einem Bereich, der die Äquatorialebene CL des Reifens als eine Grenze aufweist, werden die in Reifenquerrichtung ganz außen angeordneten linken und rechten Hauptumfangsrillen 21, 21 als äußerste Hauptumfangsrillen definiert. Im Allgemeinen liegt ein Abstand (Maßsymbole werden in den Zeichnungen weggelassen) von der Äquatorialebene CL des Reifens zu der Rillenmittellinie der äußersten Hauptumfangsrille im Bereich von 38 % bis 43 % einer Bodenkontaktbreite TW des Reifens.
Die „Bodenkontaktbreite TW des Reifens“ ist ein maximaler linearer Abstand in Reifenaxialrichtung einer Kontaktoberfläche zwischen dem Reifen und einer flachen Platte, der gemessen wird, wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert, auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt, auf der flachen Platte senkrecht in einem statischen Zustand platziert und mit einer Last, die der vorgegebenen Last entspricht, belastet ist.
Der „Bodenkontaktrand des Reifens T“ wird als eine Position maximaler Breite in Reifenaxialrichtung der Kontaktoberfläche zwischen dem Reifen und einer flachen Platte definiert, wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert, auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt, auf der flachen Platte senkrecht in einem statischen Zustand platziert und mit einer Last, die der vorgegebenen Last entspricht, belastet ist.
Außerdem sind von der Mehrzahl von Stegabschnitten 31 bis 34, die durch die Hauptumfangsrillen 21 bis 24 definiert sind, die äußersten Stegabschnitte 31 in Reifenquerrichtung als Schulterstegabschnitte definiert. Die Schulterstegabschnitte 31 sind äußere Stegabschnitte in Reifenquerrichtung, die durch die äußersten Hauptumfangsrillen 21 definiert sind, und beinhalten die Bodenkontaktränder T des Reifens auf der Straßenkontaktoberfläche davon. Außerdem sind die Stegabschnitte 32, die in Reifenquerrichtung von außen in der zweiten Reihe angeordnet sind, als zweite Stegabschnitte definiert. Die zweiten Stegabschnitte 32 sind innere Stegabschnitte in Reifenquerrichtung, die durch die äußersten Hauptumfangsrillen 21 definiert sind, und den Schulterstegabschnitten 31 benachbart angeordnet, wobei die äußersten Hauptumfangsrillen 21 dazwischen eingebettet sind.
Gürtelschicht
2 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Schulterabschnitt des in 1 abgebildeten Luftreifens veranschaulicht. 3 ist ein erläuterndes Diagramm, das die Gürtelschicht des in 1 abgebildeten Luftreifens veranschaulicht. Die Zeichnungen veranschaulichen einen mehrschichtigen Aufbau der Gürtelschicht 14, und die dünnen Linien in den Gürtellagen 141 bis 145 veranschaulichen schematisch eine Anordnungskonfiguration von Gürtelkorden.
Die Gürtelschicht 14 ist eine Mehrfachschicht, die durch den Gürtel mit großem Winkel 141, ein Paar Kreuzgürtel 142, 143, eine Gürtelabdeckung 144 und die Umfangsverstärkungsschicht 145 gebildet wird, und ist so angeordnet, dass sie über den Außenumfang der Karkassenschicht 13 gewunden ist (siehe 2).
Der Gürtel mit großem Winkel 141 wird durch Ausführen eines Walzprozesses einer Gummiabdeckbeschichtung auf einer Mehrzahl von Gürtelkorden aus Stahl oder einem organischen Fasermaterial konfiguriert und weist einen Gürtelwinkel (Neigungswinkel in Längsrichtung der Gürtelkorde bezogen auf die Reifenumfangsrichtung) als Absolutwert im Bereich von 45 bis 70 Grad und vorzugsweise von 54 bis 68 Grad auf. Außerdem ist der Gürtel mit großem Winkel 141 in einer geschichteten Weise nach außen von der Karkassenschicht 13 in Reifenradialrichtung angeordnet.
Das Paar Kreuzgürtel 142, 143 wird durch Ausführen eines Walzprozesses einer Gummiabdeckbeschichtung auf einer Mehrzahl von Gürtelkorden aus Stahl oder einem organischen Fasermaterial konfiguriert und weist jeweils einen Gürtelwinkel als Absolutwert im Bereich von 10 bis 55 Grad und vorzugsweise von 14 bis 28 Grad auf. Außerdem weist das Paar Kreuzgürtel 142, 143 Gürtelwinkel mit voneinander unterschiedlichen Vorzeichen auf und ist so geschichtet, dass die Längsrichtungen der Gürtelkorde einander schneiden (ein Kreuzlagenaufbau). In der folgenden Beschreibung wird der Kreuzgürtel 142, der in Reifenradialrichtung nach innen positioniert ist, als „radial innerer Kreuzgürtel“ bezeichnet und der Kreuzgürtel 143, der in Reifenradialrichtung nach außen positioniert ist, wird als „radial äußerer Kreuzgürtel“ bezeichnet. Außerdem ist das Paar Kreuzgürtel 142, 143 in einer geschichteten Weise nach außen von dem Gürtel mit großem Winkel 141 in Reifenradialrichtung angeordnet.
Außerdem wird die Gürtelabdeckung 144 durch Ausführen eines Walzprozesses einer Gummiabdeckbeschichtung auf einer Mehrzahl von Gürtelkorden aus Stahl oder einem organischen Fasermaterial konfiguriert und weist einen Gürtelwinkel als Absolutwert im Bereich von 10 bis 55 Grad und vorzugsweise von 14 bis 28 Grad auf. Darüber hinaus ist die Gürtelabdeckung 144 in einer geschichteten Weise nach außen von den Kreuzgürteln 142, 143 in Reifenradialrichtung angeordnet. Es ist zu beachten, dass in dieser Ausführungsform die Gürtelabdeckung 144 den gleichen Gürtelwinkel aufweist wie der radial äußere Kreuzgürtel 143 und auf der äußersten Schicht der Gürtelschicht 14 angeordnet ist.
Die Umfangsverstärkungsschicht 145 wird durch spiralförmiges Umwickeln mit Gürtelkorden aus Stahl mit einer Gummiabdeckbeschichtung in der Reifenumfangsrichtung konfiguriert und weist einen Gürtelwinkel von 5 Grad oder weniger als Absolutwert auf. Außerdem ist die Umfangsverstärkungsschicht 145 zwischen dem Paar Kreuzgürtel 142, 143 angeordnet. Außerdem ist die Umfangsverstärkungsschicht 145 nach innen von den linken und rechten Randabschnitten des Paars Kreuzgürtel 142, 143 in Reifenquerrichtung angeordnet. Insbesondere wird die Umfangsverstärkungsschicht 145 durch spiralförmiges Wickeln eines Drahtes oder einer Mehrzahl von Drähten um den Außenumfang des radial inneren Kreuzgürtels 142 gebildet. Außerdem ist die Umfangsverstärkungsschicht 145 in Reifenquerrichtung durchgehend, wobei sie die Äquatorialebene CL des Reifens durchquert. Diese Umfangsverstärkungsschicht 145 verstärkt die Steifigkeit in der Reifenumfangsrichtung, wodurch die Haltbarkeitsleistung des Reifens verbessert wird.
Karkassenprofil
Wie in 2 veranschaulicht, wird in einer Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung ein Schnittpunkt P1 zwischen einem Karkassenprofil und einer geraden Linie definiert (ein Bezugszeichen wird in der Zeichnung weggelassen), die durch einen Punkt Pe des Randabschnitts des Schulterstegabschnitts 31 auf der äußersten Hauptumfangsrille 21 und parallel zur Äquatorialen Ebene CL des Reifens verläuft.
Der Punkt Pe ist ein Messpunkt für die Rillenbreite der äußersten Hauptumfangsrille 21, und wenn die äußerste Hauptumfangsrille 21 eine Zickzackform aufweist, wird der Punkt Pe als ein Punkt auf der Mittellinie der Amplitude der Zickzackform definiert. Außerdem ist, wenn der Schulterstegabschnitt 31 einen abgeschrägten Abschnitt am Randabschnitt davon aufweist, der Schnittpunkt Pe als ein Schnittpunkt zwischen einer Verlängerungslinie der Straßenkontaktoberfläche des Schulterstegabschnitts 31 und einer Verlängerungslinie der Rillenwand der äußersten Hauptumfangsrille 21 definiert.
Das Karkassenprofil ist als eine gekrümmte Linie definiert, die die Mittelpunkte der Querschnitte der Karkassenkorde der Karkassenschicht 13 verbindet.
Außerdem ist ein Punkt P2 auf dem Karkassenprofil definiert, der sich in einer Position befindet, die 95 % eines Abstands Dtw von der Äquatorialebene CL des Reifens zum Bodenkontaktrand T des Reifens in Reifenquerrichtung entspricht. In einem typischen Laufflächenmuster beträgt der Abstand Dtw eine halbe Breite der Bodenkontaktbreite TW des Reifens.
Außerdem ist ein Abstand D2 in Reifenquerrichtung von dem Punkt P2 zu einer Position maximaler Breite Psec des Karkassenprofils definiert, und es ist ein Punkt P3 auf dem Karkassenprofil definiert, der in einer Position angeordnet ist, die 50 % des Abstands D2 von dem Punkt P2 und nach außen von dem Punkts Psec in Reifenradialrichtung entspricht.
Außerdem wird als eine erste Messbedingung ein unbelasteter Zustand als ein Zustand definiert, in dem der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert und auf einen Luftdruck aufgepumpt ist, der 5 % eines vorgegebenen Innendrucks entspricht. Wenn der Reifen auf den vorstehend beschriebenen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist, ist die Form des Karkassenprofils einer Profilform am nächsten, die innerhalb einer Form zum Reifenvulkanisationsformen erreicht wird, also der natürlichen Profilform vor dem Aufpumpen.
In der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung Richtung, wenn der Reifen wie vorstehend beschrieben auf 5 % des vorgegebenen Innendrucks aufgepumpt ist, weisen in dem Luftreifen 1 ein Abstand Da in Reifenradialrichtung von dem Schnittpunkt P1 zu dem Punkt P2 und ein Abstand Db in Reifenradialrichtung von dem Punkt P2 bis zu dem Punkt P3 ein Verhältnis von Db ≤ Da auf. Außerdem weisen die Abstände Da und Db vorzugsweise ein Verhältnis von 1,05 ≤ Da/Db ≤ 1,60 und mehr bevorzugt ein Verhältnis von 1,20 ≤ Da/Db ≤ 1,50 auf.
Außerdem wird als eine zweite Messbedingung ein unbelasteter Zustand als ein Zustand definiert, in dem der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert und auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist. In der nachstehenden Beschreibung wird das Zeichen „'“ zu Abmessungen hinzugefügt, die gemessen werden, wenn der Reifen auf den vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist.
Außerdem weisen in der Querschnittsansicht in
Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf 5 % eines vorgegebenen Innendrucks aufgepumpt ist, ein Krümmungsradius R1 des Karkassenprofils in einem Bereich, der sich von dem Punkt P1 zu der Äquatorialebene CL des Reifens erstreckt, und ein Krümmungsradius R2 eines durch die Punkte P1, P2 und P3 verlaufenden Bogens ein Verhältnis von R2 ≤ R1 auf. Darüber hinaus weisen die Krümmungsradien R1 und R2 vorzugsweise ein Verhältnis von 0,70 ≤ R2/R1 ≤ 0,95 und mehr bevorzugt ein Verhältnis von 0,75 ≤ R2/R1 ≤ 0,90 auf.
Beispielsweise wird der Krümmungsradius R1 als ein Krümmungsradius eines Bogens gemessen, der durch einen Schnittpunkt Pcc (nicht dargestellt) zwischen der Äquatorialebene CL des Reifens und dem Karkassenprofil, einen Punkt P4 (nicht dargestellt), der sich auf dem Karkassenprofil in einer Position befindet, die 50 % des Abstands Dtw entspricht, und den Punkt P1 verläuft.
Außerdem weisen in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf 5 % eines vorgegebenen Innendrucks aufgepumpt ist, der Krümmungsradius R2 eines Bogens, der durch die Punkte P1, P2, und P3 verläuft, und ein Krümmungsradius R3 des Karkassenprofils in einem Bereich, der sich von dem Punkt P3 bis zum Punkt Psec erstreckt, der die Position maximaler Breite des Karkassenprofils darstellt, ein Verhältnis von R3 < R2 auf. Darüber hinaus weisen die Krümmungsradien R2 und R3 vorzugsweise ein Verhältnis von 0,40 ≤ R3/R2 ≤ 0,80 und mehr bevorzugt ein Verhältnis von 0,50 ≤ R3/R2 ≤ 0,75 auf.
Beispielsweise wird der Krümmungsradius R3 als ein Krümmungsradius eines Bogens gemessen, der durch den Punkt P3, den Punkt Psec und einen Punkt P5 (nicht dargestellt) auf dem Karkassenprofil, der sich in einer Position befindet, die 50 % des Abstands D2 von dem Punkt P2 entspricht, und nach innen von dem Punkt Psec in Reifenradialrichtung verläuft.
Beispielsweise ist bei der Konfiguration in 2 das Karkassenprofil in einem Bereich, der sich von der Äquatorialebene CL des Reifens zu der Position maximaler Breite der Karkasse (dem Punkt Psec) erstreckt, durch drei Bögen konfiguriert, die jeweils die Krümmungsradien R1, R2 und R3 aufweisen. Außerdem weisen die Krümmungsradien R1, R2 und R3 ein Verhältnis von R3 < R2 < R1 auf. Dann werden diese Bögen an dem Punkt P1 und dem Punkt P3 nahtlos miteinander verbunden, und das Karkassenprofil wird gebildet, das sich von der Äquatorialebene CL des Reifens zu der Position maximaler Breite Psec der Karkasse erstreckt.
Es ist zu beachten, dass auch in der Querschnittsansicht entlang der Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist, die Krümmungsradien R1, R2 und R3 das Verhältnis R3 < R2 < R1 aufweisen. Dementsprechend wird die Form des Karkassenprofils geeignet gestaltet.
Außerdem weisen in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf 5 % eines vorgegebenen Innendrucks aufgepumpt ist, die Bodenkontaktbreite TW des Reifens und eine Karkassenquerschnittsbreite Wca vorzugsweise ein Verhältnis von 0,72 ≤ TW/Wca ≤ 0,93 auf und weisen mehr bevorzugt ein Verhältnis von 0,78 ≤ TW/Wca ≤ 0,89 auf (siehe 1). Dementsprechend wird das Verhältnis TW/Wca geeignet gestaltet.
Die Karkassenquerschnittsbreite Wca wird als ein linearer Abstand zwischen der linken und der rechten Position maximaler Breite der Karkassenschicht 13 definiert, wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert ist, auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist und sich in einem unbelasteten Zustand befindet.
4 und 6 sind erläuternde Diagramme, die Wirkungen des in 2 dargestellten Luftreifens veranschaulichen. In diesen Zeichnungen werden Profillinien der Karkassenschicht 13 und Laufflächenoberflächen von Testreifen des Beispiels des Stands der Technik und der Beispiele extrahiert und schematisch dargestellt. Außerdem ist 4 ein erläuterndes Vergleichsdiagramm zum Vergleich zwischen dem Beispiel des Stands der Technik und den Beispielen zu dem Zeitpunkt, wenn der Reifen auf 5 % eines vorgegebenen Innendrucks aufgepumpt ist, und 5 und 6 sind erläuternde Vergleichsdiagramme des Beispiels des Stands der Technik und der Beispiele, die jeweils Zustände vor und nach dem Aufpumpen vergleichen. Darüber hinaus geben Pfeile in 5 und 6 eine Richtung der Durchmessererweiterung und einen Betrag der Durchmessererweiterung der Profillinie der Karkassenschicht 13 von vor bis nach dem Aufpumpen an.
Außerdem weisen die Testreifen des Beispiels des Stands der Technik und der Beispiele jeweils die Größe 275/70R22,5 auf, sind auf der Felge von 22,5 X 8,25 montiert und befinden sich in einem unbelasteten Zustand, in dem die Reifen auf den durch die JATMA vorgegebenen Innendruck oder 5 % des vorgegebenen Innendrucks aufgepumpt sind. Zu diesem Zeitpunkt werden die Profillinien der Karkassenschicht 13 und die Laufflächenoberfläche jedes der Testreifen unter Verwendung der Aufpumpberechnung nach der Finite-Elemente-Methode (FEM) berechnet.
Der Testreifen des Beispiels weist den Aufbau in 1 und 2 auf, und in einer Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung Richtung, wenn der Reifen auf 5 % des vorgegebenen Innendrucks aufgepumpt ist, weisen der Abstand Da in Reifenradialrichtung von dem Schnittpunkt P1 zu dem Punkt P2 und der Abstand Db in Reifenradialrichtung von dem Punkt P2 zu dem Punkt P3 ein Verhältnis von Da/Db = 1,50 auf, und die Krümmungsradien R1, R2 und R3 erfüllen die Bedingungen von R2/R1 = 0,80, R3/R2 = 0,60 und R2 = 150 mm.
Der Testreifen des Beispiels des Stands der Technik weist den gleichen Aufbau wie der Testreifens des Beispiels auf, und in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf 5 % des vorgegebenen Innendrucks aufgepumpt ist, weisen der Abstand Da in Reifenradialrichtung von dem Schnittpunkt P1 zu dem Punkt P2 und der Abstand Db in Reifenradialrichtung von dem Punkt P2 zu dem Punkt P3 ein Verhältnis von Da/Db = 0,75 auf, und die Krümmungsradien R1, R2 und R3 erfüllen die Bedingungen von R2/R1 = 0,50, R3/R2 = 0,60 und R2 = 120 mm.
Wie in 4 veranschaulicht, sind die Profillinien der Laufflächenoberflächen des Beispiels des Stands der Technik und des Beispiels vor dem Aufpumpen (wenn der Reifen auf 5 % eines vorgegebenen Innendrucks aufgepumpt ist) aufeinander abgestimmt. Außerdem sind die Profillinien der Karkassenschichten 13 des Beispiels des Stands der Technik und des Beispiels von der Äquatorialebene CL des Reifens zu einem Bereich an oder nahe dem Rillenboden der äußersten Hauptumfangsrille 21 (an oder nahe dem Punkt P1 in 2) aufeinander abgestimmt. In einem Bereich nach außen von der äußersten Hauptumfangsrille 21 in Reifenquerrichtung, das heißt, in einem Bereich unterhalb des Schulterstegabschnitts 31, da das Verhältnis Da/Db und (siehe 2) des Karkassenprofils des Beispiels groß ist, nimmt der Außendurchmesser der Karkassenschicht 13 des Beispiels jedoch steiler ab als der des Beispiels des Stands der Technik.
Wie in 5 veranschaulicht, wird im Testreifen des Beispiels insgesamt der Durchmesser der Profillinie der Karkassenschicht 13 von vor bis nach dem Aufpumpen (wenn der Aufpumpluftdruck von 5 % auf 100 % des vorgegebenen Innendrucks erhöht wird, und dasselbe gilt nachstehend) erweitert. Insbesondere wird die Profillinie der Karkassenschicht 13 in dem Bodenkontaktbereich des Schulterstegabschnitts 31 zu der Seite mit erweitertem Durchmesser von vor bis nach dem Aufpumpen verformt. Als ein Ergebnis wird die Profillinie der Straßenkontaktoberfläche des Schulterstegabschnitts 31 zu der Seite mit erweitertem Durchmesser von vor bis nach dem Aufpumpen über den gesamten Bereich des Schulterstegabschnitts 31 verformt. Insbesondere ist ein Betrag der Durchmessererweiterung Xt des Bodenkontaktrands T des Reifens von vor bis nach dem Aufpumpen Xt = 0 mm, und der Bodenkontaktrand T des Reifens wird von vor bis nach dem Aufpumpen nicht verschoben. Außerdem sind beide Beträge der Durchmessererweiterung (Maßsymbole werden in den Zeichnungen weggelassen) der Randabschnitte des Schulterstegabschnitts 31 und des zweiten Stegabschnitts 32 auf der Seite der äußersten Hauptumfangsrille 21 von vor bis nach dem Aufpumpen positive Werte. Somit nimmt der Betrag der Durchmessererweiterung der Straßenkontaktoberfläche des Schulterstegabschnitts 31 von vor bis nach dem Aufpumpen allmählich von dem Punkt Pe des Randabschnitts des Schulterstegabschnitts 31 auf der Seite der äußersten Hauptumfangsrille 21 nach außen in Reifenquerrichtung ab, und nimmt am Bodenkontaktrand T des Reifens den Wert Null (Xt = 0 mm) an. Somit wird die Straßenkontaktoberfläche des Schulterstegabschnitts 31 zu der Seite mit erweitertem Durchmesser über den gesamten Bereich von vor bis nach dem Aufpumpen verformt.
Im Gegensatz dazu wird, wie in 6 veranschaulicht, bei dem Testreifen des Beispiels des Stands der Technik der Durchmesser der Profillinie der Karkassenschicht 13 von vor bis nach dem Aufpumpen über den gesamten Bereich auf der Seite der Äquatorialebene CL des Reifens erweitert, wobei ein Bereich an oder nahe dem mittleren Abschnitt des Schulterstegabschnitts 31 eine Grenze ist und der Durchmesser dann auf der Seite des Bodenkontaktrands T des Reifens verengt wird. Als ein Ergebnis ist der Betrag der Durchmessererweiterung Xt des Bodenkontaktrands T des Reifens von vor bis nach dem Aufpumpen Xt < 0 mm und der Bodenkontaktrand T des Reifens wird zur Seite des verengten Durchmessers verschoben. Unterdessen sind beide Beträge der Durchmessererweiterung (Maßsymbole werden in den Zeichnungen weggelassen) der Randabschnitte des Schulterstegabschnitts 31 und des zweiten Stegabschnitts 32 auf der Seite der äußersten Hauptumfangsrille 21 von vor bis nach dem Aufpumpen positive Werte, ähnlich dem in 5 veranschaulichten Fall. Somit wird festgestellt, dass, verglichen mit dem in 5 veranschaulichten Beispiel, die Straßenkontaktoberfläche des Schulterstegabschnitts 31 von vor bis nach dem Aufpumpen erheblich verformt wird.
Gemäß den Berechnungsergebnissen der FEM-Aufpumpberechnung sind Veränderungen der Form des Karkassenprofils von vor bis nach dem Aufpumpen in dem in 5 veranschaulichten Beispiel geringer als jene in dem in 6 veranschaulichten Beispiel des Stands der Technik. Dementsprechend wird die maximale Verzerrung des Rillenbodens der äußersten Hauptumfangsrille 21 nach dem Aufpumpen reduziert, und die Erzeugung eines Rillenrisses in der äußersten Hauptumfangsrille 21 wird unterdrückt.
Zusätzliche Punkte
Bei diesem Luftreifen 1 weisen in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist, eine Bodenkontaktbreite TW' und eine Karkassenquerschnittsbreite Wca' vorzugsweise ein Verhältnis von 0,82 ≤ TW'/Wca' ≤ 0,92 auf (siehe 1). Dementsprechend wird das Verhältnis TW'/Wca' geeignet gestaltet, und die Kontaktdruckverteilung in Reifenquerrichtung wird gleichmäßig gestaltet. Insbesondere wird in der Konfiguration, in der die Gürtelschicht 14 die Umfangsverstärkungsschicht 145 beinhaltet, eine radiale Ausdehnung in einem mittleren Bereich des Laufflächenabschnitts durch die Umfangsverstärkungsschicht 145 unterdrückt. Da das Verhältnis TW'/Wca' im vorstehend beschriebenen Bereich liegt, wird zu diesem Zeitpunkt eine Differenz der radialen Ausdehnung zwischen dem mittleren Bereich des Laufflächenabschnitts und den Schulterbereichen gemildert und die Kontaktdruckverteilung in Reifenquerrichtung wird gleichmäßig gestaltet. Dementsprechend wird der Betrag der Verzerrung des Rillenbodens der äußersten Hauptumfangsrille 21 verringert.
Außerdem weisen in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist, ein Durchmesser Ya' der Karkassenschicht 13 an der Position maximaler Höhe und ein Durchmesser Yc' der Karkassenschicht 13 an der Position maximaler Breite vorzugsweise ein Verhältnis von 0,65 ≤ Yc'/Ya' ≤ 0,90 auf (siehe 1). Dementsprechend wird die Querschnittsform der Karkassenschicht 13 geeignet gestaltet, und dementsprechend wird die Kontaktdruckverteilung des Reifens gleichmäßig gestaltet.
Außerdem weisen in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist, der Durchmesser Ya' der Karkassenschicht 13 an der Position maximaler Höhe und ein Durchmesser Yd' der Karkassenschicht 13 am Punkt P1 (der Punkt entspricht einem Bereich an oder nahe dem Rillenboden der äußersten Hauptumfangsrille 21) des Karkassenprofils vorzugsweise ein Verhältnis von 0,95 ≤ Yd'/Ya' ≤ 1,02 auf. Dementsprechend wird die Form der Karkassenschicht 13 geeignet gestaltet, und ein Betrag der Verformung der Karkassenschicht 13 unter der äußersten Hauptumfangsrille 21 wird verringert, wenn der Reifen mit dem Boden in Kontakt kommt.
Die Durchmesser Ya, Yc und Yd der Karkassenschicht 13 sind Abstände von der Reifenrotationsachse zu jedem Messpunkt des Karkassenprofils, die gemessen werden, wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert ist, auf den vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist und sich in einem unbelasteten Zustand befindet.
Außerdem erfüllen in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung Richtung, wenn der Reifen auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist, ein Außendurchmesser Hcc' des Laufflächenprofils in der Äquatorialebene CL des Reifens und ein Außendurchmesser Hsh' des Laufflächenprofils auf dem Bodenkontaktrand T des Reifens 0,006 ≤ (Hcc' - Hsh')/Hcc' ≤ 0,015 (siehe 1). Dementsprechend wird ein Schulterabsenkungsbetrag ΔH' (= Hcc' - Hsh') in dem Schulterbereich des Laufflächenabschnitts geeignet gestaltet, und dadurch wird die Kontaktdruckverteilung des Reifens gleichmäßig gestaltet.
Die Außendurchmesser Hcc und Hsh des Laufflächenprofils sind Abstände von der Reifenrotationsachse zu jedem Messpunkt, die gemessen werden, wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert ist, auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist und sich in einem unbelasteten Zustand befindet.
Außerdem weisen in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist, eine Breite Wb2' des breiteren Kreuzgürtels (siehe 2, der radial innere Kreuzgürtel 142 in der Zeichnung) zwischen dem Paar Kreuzgürtel 142, 143 und die Querschnittsbreite Wca' der Karkassenschicht 13 (siehe 1) ein Verhältnis von 0,73 ≤ Wb2'/Wca' ≤ 0,89 auf. Dementsprechend wird die Breite Wb2' des breiteren Kreuzgürtels geeignet gestaltet, und die Steifigkeit in Reifenumfangsrichtung wird geeignet gestaltet.
Außerdem weisen in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist, eine Breite Ws' der Umfangsverstärkungsschicht 145 und die Breite Wca' der Karkassenschicht 13 vorzugsweise ein Verhältnis von 0,60 ≤ Ws'/Wca' ≤ 0,70 auf (siehe 1). Dementsprechend wird die Breite Ws' der Umfangsverstärkungsschicht 145 ist geeignet gestaltet, und die Steifigkeit in Reifenumfangsrichtung wird geeignet gestaltet.
Außerdem weisen, wie in 3 veranschaulicht, eine Breite Wb2 des breiteren Kreuzgürtels des Paares Kreuzgürtel 142, 143 (siehe 2, der radial innere Kreuzgürtel 142 in der Zeichnung) und eine Breite Ws der Umfangsverstärkungsschicht 145 vorzugsweise ein Verhältnis von Ws < Wb2 auf. Außerdem sind linke und rechte Endabschnitte der Umfangsverstärkungsschicht 145 nach innen von linken und rechten Endabschnitten des breiteren Kreuzgürtels 142 in Reifenquerrichtung angeordnet. Dementsprechend wird die Breite Ws der Umfangsverstärkungsschicht 145 geeignet gestaltet, und die Steifigkeit in Reifenumfangsrichtung wird geeignet gestaltet.
Außerdem wird, wenn der Reifen wie vorstehend beschrieben auf 5 % des vorgegebenen Innendrucks aufgepumpt ist, die Form des Karkassenprofils vorzugsweise auf die Konfiguration angewendet (siehe 1 und 2), in der der äußere Randabschnitt der Umfangsverstärkungsschicht 145 in Reifenquerrichtung nach innen von dem Rillenboden der äußersten Hauptumfangsrille 21 in Reifenquerrichtung angeordnet ist. Da bei dieser Konfiguration eine Steifigkeitsdifferenz in Reifenumfangsrichtung zwischen der Innenseite und der Außenseite des angeordneten Bereichs der Umfangsverstärkungsschicht 145 erzeugt wird, neigt der Betrag der Verzerrung des Rillenbodens der äußersten Hauptumfangsrille 21 dazu, groß zu werden. Somit werden durch Anwenden dieser Konfiguration Wirkungen der Verringerung des Betrags der Verzerrung des Rillenbodens der äußersten Hauptumfangsrille 21 wirksam erreicht, indem die Form des Karkassenprofils geeignet gestaltet wird.
Die Breiten Wb2, Wb3 und Ws der Gürtellagen 142, 143 und 145 sind Abstände in Reifenquerrichtung zwischen linken und rechten Endabschnitten jeder der Gürtellagen 142, 143 und 145, die gemessen werden, wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert ist, auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist und sich in einem unbelasteten Zustand befindet.
Wirkungen
Wie vorstehend beschrieben beinhaltet der Luftreifen 1 die Karkassenschicht 13 und die Gürtelschicht 14, die nach außen von der Karkassenschicht 13 in Reifenradialrichtung angeordnet ist, und beinhaltet gleichzeitig in der Laufflächenoberfläche die Mehrzahl von Hauptumfangsrillen 21 bis 24 und die Mehrzahl von Stegabschnitten 31 bis 34, die durch die Hauptumfangsrillen 21 bis 24 definiert sind (siehe 1). Außerdem weisen, wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert ist, auf einen Luftdruck aufgepumpt ist, der 5 % eines vorgegebenen Innendrucks entspricht, und sich in einem unbelasteten Zustand befindet, wobei die Punkte P1, P2 und P3 auf dem in 2 veranschaulichten Karkassenprofil definiert sind, der Abstand Da von dem Schnittpunkt P1 zu dem Punkt P2 in Reifenradialrichtung und der Abstand Db von dem Punkt P2 zu dem Punkt P3 in Reifenradialrichtung ein Verhältnis von Db ≤ Da auf.
In dieser Konfiguration wird die Form des Karkassenprofils in dem Schulterbereich des Laufflächenabschnitts geeignet gestaltet, und die maximale Verzerrung des Rillenbodens der äußersten Hauptumlaufrille 21 nach dem Aufpumpen wird verringert (siehe 4 bis 6). Dementsprechend wird die Erzeugung eines Rillenrisses in der äußersten Hauptumfangsrille 21 unterdrückt, und es besteht ein Vorteil darin, dass die Rillenrissbeständigkeitsleistung des Reifens verbessert wird.
Außerdem weisen bei dem Luftreifen 1 in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert ist, auf einen Luftdruck aufgepumpt ist, der 5 % eines vorgegebenen Innendrucks entspricht, und sich in einem unbelasteten Zustand befindet, der Krümmungsradius R1 des Karkassenprofils in dem Bereich, der sich von dem Punkt P1 zu der Äquatorialebene CL des Reifens erstreckt, und der Krümmungsradius R2 des Bogens, der durch die Punkte P1, P2 und P3 verläuft, ein Verhältnis von R2 ≤ R1 auf (siehe 2). Dementsprechend wird die Form des Karkassenprofils geeignet gestaltet und es besteht ein Vorteil darin, dass die maximale Verzerrung des Rillenbodens der äußersten Hauptumfangsrille 21 nach dem Aufpumpen verringert wird.
Außerdem weisen bei dem Luftreifen 1 in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert ist, auf einen Luftdruck aufgepumpt ist, der 5 % eines vorgegebenen Innendrucks entspricht, und in einem unbelasteten Zustand ist, der Krümmungsradius R2 des Bogens, der durch die Punkte P1, P2 und P3 verläuft, und der Krümmungsradius R3 des Karkassenprofils in dem Bereich, der sich von dem Punkt P3 zu der Position maximaler Breite des Karkassenprofils erstreckt, ein Verhältnis von R3 < R2 auf (siehe 2). Dementsprechend wird die Form des Karkassenprofils geeignet gestaltet und es besteht ein Vorteil darin, dass die maximale Verzerrung des Rillenbodens der äußersten Hauptumfangsrille 21 nach dem Aufpumpen verringert wird.
Außerdem weisen bei diesem Luftreifen 1 in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert ist, auf einen Luftdruck aufgepumpt ist, der 5 % eines vorgegebenen Innendrucks entspricht, und sich in einem unbelasteten Zustand befindet, eine Bodenkontaktbreite TW des Reifens und die Karkassenquerschnittsbreite Wca ein Verhältnis von 0,72 ≤ TW/Wca ≤ 0,93 auf (siehe 1). Dementsprechend wird das Verhältnis TW/Wca geeignet gestaltet, und es besteht ein Vorteil darin, dass die Form des Karkassenprofils vor und nach dem Aufpumpen geeignet gestaltet wird. Vorausgesetzt, dass das Verhältnis 0,72 ≤ TW/Wca erfüllt ist, kann also das Verhältnis der Abstände Da und Db (Db ≤ Da) in geeigneter Weise sichergestellt werden.
Außerdem erfüllt bei dem Luftreifen 1 in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen in einem unbelasteten Zustand auf einer vorgegebenen Felge montiert ist und wenn der Aufpumpluftdruck von 5 % auf 100 % des vorgegebenen Innendrucks erhöht wird, der Betrag der Durchmessererweiterung Xt des Bodenkontaktrands T des Reifens die Bedingung von 0 mm ≤ Xt (siehe 5). In dieser Konfiguration wird die Profillinie der Straßenkontaktoberfläche des Schulterstegabschnitts 31 (also der Bereich, der sich von dem Randabschnitt auf der Seite der äußersten Hauptumfangsrille 21 zu dem Bodenkontaktrand T des Reifens erstreckt) zu der Seite mit erweitertem Durchmesser von vor bis nach dem Aufpumpen über den gesamten Bereich des Schulterstegabschnitts 31 verformt. Dementsprechend wird die maximale Verzerrung des Rillenbodens der äußersten Hauptumfangsrille 21 nach dem Aufpumpen verringert, und es besteht ein Vorteil darin, dass die Erzeugung eines Rillenrisses in der äußersten Hauptumfangsrille 21 unterdrückt wird.
Außerdem weisen bei diesem Luftreifen 1 in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert ist, auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist und sich in einem unbelasteten Zustand befindet, die Bodenkontaktbreite TW' des Reifens und die Karkassenquerschnittsbreite Wca' ein Verhältnis von 0,82 ≤ TW'/Wca' ≤ 0,92 auf (siehe 1). In dieser Konfiguration wird das Verhältnis TW'/Wca' geeignet gestaltet, und die Kontaktdruckverteilung in Reifenquerrichtung wird gleichmäßig gestaltet. Dementsprechend wird der Betrag der Verzerrung des Rillenbodens der äußersten Hauptumfangsrille 21 verringert, und es besteht ein Vorteil darin, dass die Erzeugung eines Rillenrisses in der äußersten Hauptumfangsrille 21 unterdrückt wird.
Außerdem weisen bei diesem Luftreifen 1 in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert ist, auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist und sich in einem unbelasteten Zustand befindet, der Durchmesser Ya' der Karkassenschicht 13 an der Position maximaler Höhe und der Durchmesser Yc' der Karkassenschicht 13 an der Position maximaler Breite ein Verhältnis von 0,65 ≤ Yc'/Ya' ≤ 0,90 auf (siehe 1). Dementsprechend wird die Querschnittsform der Karkassenschicht 13 geeignet gestaltet, und es besteht ein Vorteil darin, dass die Kontaktdruckverteilung des Reifens gleichmäßig gestaltet wird.
Außerdem weisen bei diesem Luftreifen 1 in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert ist, auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist und sich in einem unbelasteten Zustand befindet, der Durchmesser Ya' der Karkassenschicht 13 an der Position maximaler Höhe und der Durchmesser Yd' der Karkassenschicht 13 an dem Punkt P1 ein Verhältnis von 0,95 ≤ Yd'/Ya' ≤ 1,02 auf (siehe 1). Dementsprechend wird die Querschnittsform der Karkassenschicht 13 geeignet gestaltet, und es besteht ein Vorteil darin, dass die Kontaktdruckverteilung des Reifens gleichmäßig gestaltet wird.
Außerdem weisen bei diesem Luftreifen 1 in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert ist, auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist und sich in einem unbelasteten Zustand befindet, der Außendurchmesser Hcc' des Laufflächenprofils auf der Äquatorialebene CL des Reifens und der Außendurchmesser Hsh' des Laufflächenprofils an dem Bodenkontaktrand T des Reifens ein Verhältnis von 0,006 ≤ (Hcc'- Hsh')/Hcc' ≤ 0,015 auf (siehe 1). Dementsprechend wird der Schulterabsenkungsbetrag ΔH' (= Hcc' - Hsh') in dem Schulterbereich des Laufflächenabschnitts geeignet gestaltet, und es besteht ein Vorteil darin, dass die Kontaktdruckverteilung des Reifens gleichmäßig gestaltet wird.
Außerdem weisen bei diesem Luftreifen 1 in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert ist, auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist und sich in einem unbelasteten Zustand befindet, die Breite Wb2' des breiteren Kreuzgürtels zwischen dem radial inneren Kreuzgürtel 142 und dem radial äußeren Kreuzgürtel 143 (in 1, der radial innere Kreuzgürtel 142) und die Querschnittsbreite Wca' der Karkassenschicht 13 ein Verhältnis von 0,73 ≤ Wb2'/Wca' ≤ 0,89 auf. Dementsprechend besteht ein Vorteil darin, dass das Verhältnis Wb2'/Wca' geeignet gestaltet wird. Vorausgesetzt, dass das Verhältnis 0,73 ≤ Wb2'/Wca' erfüllt ist, wird also die Breite Wb2 des breiteren Kreuzgürtels sichergestellt, und die Steifigkeit in Reifenumfangsrichtung wird sichergestellt. Vorausgesetzt, dass das Verhältnis Wb2'/Wca' ≤ 0,89 erfüllt ist, wird außerdem verhindert, dass die Steifigkeit in Reifenumfangsrichtung zu hoch ist.
Außerdem weisen bei diesem Luftreifen 1 in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert ist, auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist und sich in einem unbelasteten Zustand befindet, die Breite Ws' der Umfangsverstärkungsschicht 145 und die Breite Wca' der Karkassenschicht 13 ein Verhältnis von 0,60 ≤ Ws'/Wca' ≤ 0,70 auf (siehe 1). Da in dieser Konfiguration das Verhältnis Ws'/Wca' im vorstehend beschriebenen Bereich liegt, wird die Differenz der radialen Ausdehnung zwischen dem mittleren Bereich des Laufflächenabschnitts und den Schulterbereichen gemildert und die Kontaktdruckverteilung in Reifenquerrichtung wird gleichmäßig gestaltet. Dementsprechend besteht ein Vorteil darin, dass der Betrag der Verzerrung des Rillenbodens der äußersten Hauptumfangsrille 21 verringert wird.
Außerdem weisen bei diesem Luftreifen 1 die Breite Wb2 des breiteren Kreuzgürtels zwischen dem Paar Kreuzgürtel 142 und 143 und die Breite Ws der Umfangsverstärkungsschicht 145 ein Verhältnis von Ws < Wb2 auf (siehe 3). Dementsprechend liegt ein Vorteil darin, dass die Breite Ws der Umfangsverstärkungsschicht 145 geeignet gestaltet wird.
Außerdem ist bei diesem Luftreifen 1 der äußere Randabschnitt der Umfangsverstärkungsschicht 145 in Reifenquerrichtung nach innen von dem Rillenboden der äußersten Hauptumfangsrille 21 in Reifenquerrichtung angeordnet (siehe 1). Durch Anwenden dieser Konfiguration liegt ein Vorteil darin, dass die Verringerungswirkungen des Verringerns des Betrags der Verzerrung des Rillenbodens der äußersten Hauptumfangsrille 21 wirksam erreicht werden, indem die Form des Karkassenprofils geeignet gestaltet wird.
Beispiele
7 ist eine Tabelle, welche die Ergebnisse von Leistungstests von Luftreifen gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt. In der gleichen Zeichnung wird das Zeichen „'“ zu Abmessungen hinzugefügt, die gemessen werden, wenn der Reifen auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist.
Bei den Leistungstests wurde eine Mehrzahl von Arten von Luftreifen hinsichtlich der Rillenrissbeständigkeitsleistung bewertet. Außerdem wurden die Testreifen, die eine Reifengröße von 275/70R22,5 aufweisen, auf Felgen mit einer Felgengröße von 22,5 X 8,25 montiert, und ein Luftdruck von 630 kPa (80 % des durch die JATMA vorgegebenen Innendrucks) und 120 % der durch die JATMA vorgegebenen Last wurden auf die Testreifen angewendet.
Die Haltbarkeitsleistungsbewertung wurde durch Niedrigdruckhaltbarkeitstests unter Verwendung einer Trommelprüfmaschine zum Einsatz in Gebäuden durchgeführt, während Ozon auf die Testreifen geblasen wurde. Anschließend wurden, nachdem die Testreifen für 20.000 km bei einer Laufgeschwindigkeit von 50 km/h angetrieben wurden, die Anzahl und die Längen der in der äußersten Hauptumfangsrille 21 erzeugten Rillenrisse gemessen. Die Messergebnisse sind als Indexwerte ausgedrückt und unter Verwendung des Beispiels des Stands der Technik als ein Bezugswert (100) bewertet. Bei dieser Bewertung werden höhere Werte bevorzugt, und ein Wert von 105 oder mehr gibt die Überlegenheit an.
Die Testreifen der Beispiele 1 bis 6 weisen den in 1 bis 3 veranschaulichten Aufbau auf. Außerdem betragen, wenn der Reifen auf einen vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist, die Bodenkontaktbreite TW' des Reifens TW' = 240 mm, die Durchmesser Ya', Yc', und Yd' an jeder Position der Karkassenschicht 13 Ya' = 900 mm, Yc' = 785 mm und Yd' = 898 mm und die Außendurchmesser Hcc' und Hsh' an jeder Position des Laufflächenprofils Hcc' = 970 mm und Hsh' = 960 mm. Außerdem beträgt, wenn der Reifen auf 5 % des vorgegebenen Innendrucks aufgepumpt ist, die Bodenkontaktbreite TW des Reifens TW = 240 mm.
Der Testreifen des Beispiels des Stands der Technik weist die Abstände Da und Db auf, die das Verhältnis von Da < Db bei dem Testreifen von Beispiel 1 erfüllen.
Wie aus den Testergebnissen ersichtlich ist, wird bei den Testreifen der Beispiele 1 bis 6 die Rillenrissbeständigkeitsleistung der Reifen verbessert.
Bezugszeichenliste

1: Luftreifen
11: Wulstkern
12: Wulstfüller
121: Unterer Füller
122: Oberer Füller
13: Karkassenschicht
14: Gürtelschicht
141: Gürtel mit großem Winkel
142: Radial innerer Kreuzgürtel
143: Radial äußerer Kreuzgürtel
144: Gürtelabdeckung
145: Umfangsverstärkungsschicht
15: Laufflächengummi
16: Seitenwandgummi
17: Felgenpolstergummi
18: Innenliner
21 bis 24: Hauptumfangsrille
31 bis 34: Stegabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP H11180109 A [0003]

Claims

Luftreifen, umfassend eine Karkassenschicht und eine Gürtelschicht, die nach außen von der Karkassenschicht in einer Reifenradialrichtung angeordnet ist, und ferner umfassend, in einer Laufflächenoberfläche davon, eine Mehrzahl von Hauptumfangsrillen und eine Mehrzahl von Stegabschnitten, die durch die Mehrzahl von Hauptumfangsrillen definiert sind, wobei die in einer Reifenquerrichtung ganz außen angeordneten Hauptumfangsrillen als äußerste Hauptumfangsrillen definiert sind und die Stegabschnitte, die durch die äußersten Hauptumfangsrillen definiert sind und in Reifenquerrichtung außen angeordnet sind, als Schulterstegabschnitte definiert sind, in einer Querschnittsansicht in einer Reifenmeridianrichtung ein Schnittpunkt P1 zwischen einem Karkassenprofil und einer geraden Linie definiert ist, die durch einen Punkt Pe eines Randabschnitts des Schulterstegabschnitts auf der Seite der äußersten Hauptumfangsrille verläuft und die parallel zu einer Äquatorialebene des Reifens verläuft, ein Punkt P2 auf dem Karkassenprofil in einer Position definiert ist, die 95 % eines Abstands Dtw von der Äquatorialebene des Reifens zu einem Bodenkontaktrand des Reifens in Reifenquerrichtung entspricht, ein Abstand D2 vom Punkt P2 zu einer Position maximaler Breite des Karkassenprofils in Reifenquerrichtung definiert ist und ein Punkt P3 auf dem Karkassenprofil in einer Position definiert ist, die 50 % des Abstands D2 von dem Punkt P2 entspricht, und wenn der Reifen auf einer vorgegebenen Felge montiert ist, auf einen Luftdruck aufgepumpt ist, der 5 % eines vorgegebenen Innendrucks entspricht, und sich in einem unbelasteten Zustand befindet, ein Abstand Da von dem Schnittpunkt P1 zu dem Punkt P2 in Reifenradialrichtung und ein Abstand Db von dem Punkt P2 zu dem Punkt P3 in Reifenradialrichtung ein Verhältnis von Db ≤ Da aufweisen.
Luftreifen gemäß Anspruch 1, wobei in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf der vorgegebenen Felge montiert ist, auf den Luftdruck aufgepumpt ist, der 5 % des vorgegebenen Innendrucks entspricht, und sich im unbelasteten Zustand befindet, ein Krümmungsradius R1 des Karkassenprofils in einem Bereich, der sich vom Punkt P1 zur Äquatorialebene des Reifens erstreckt, und ein Krümmungsradius R2 eines Bogens, der durch die Punkte P1, P2 und P3 verläuft, ein Verhältnis von R2 ≤ R1 aufweisen.
Luftreifen gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf der vorgegebenen Felge montiert ist, auf den Luftdruck aufgepumpt ist, der 5 % des vorgegebenen Innendrucks entspricht, und sich im unbelasteten Zustand befindet, der Krümmungsradius R2 des Bogens, der durch die Punkte P1, P2 und P3 verläuft, und ein Krümmungsradius R3 des Karkassenprofils in einem Bereich, der sich von dem Punkt P3 zu der Position maximaler Breite des Karkassenprofils erstreckt, ein Verhältnis von R3 < R2 aufweisen.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf der vorgegebenen Felge montiert ist, auf den Luftdruck aufgepumpt ist, der 5 % des vorgegebenen Innendrucks entspricht, und sich im unbelasteten Zustand befindet, eine Bodenkontaktbreite TW des Reifens und eine Karkassenquerschnittsbreite Wca ein Verhältnis von 0,72 ≤ TW/Wca ≤ 0,93 aufweisen.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen im unbelasteten Zustand auf der vorgegebenen Felge montiert ist, wenn ein Aufpumpluftdruck von 5 % auf 100 % des vorgegebenen Innendrucks erhöht wird, ein Durchmessererweiterungsbetrag Xt des Bodenkontaktrands des Reifens eine Bedingung von 0 mm ≤ Xt erfüllt.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf der vorgegebenen Felge montiert ist, auf den vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist und sich im unbelasteten Zustand befindet, eine Bodenkontaktbreite TW' des Reifens und eine Karkassenquerschnittsbreite Wca' ein Verhältnis von 0,82 ≤ TW'/Wca' ≤ 0,92 aufweisen.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf der vorgegebenen Felge montiert ist, auf den vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist und sich im unbelasteten Zustand befindet, ein Durchmesser Ya' der Karkassenschicht an einer Position maximaler Höhe und ein Durchmesser Yc' der Karkassenschicht an einer Position maximaler Breite ein Verhältnis von 0,80 ≤ Yc'/Ya' ≤0,90 aufweisen.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf der vorgegebenen Felge montiert ist, auf den vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist und sich im unbelasteten Zustand befindet, der Durchmesser Ya' der Karkassenschicht an der Position maximaler Höhe und ein Durchmesser Yd' der Karkassenschicht an dem Punkt P1 ein Verhältnis von 0,95 ≤ Yd'/Ya' ≤ 1,02 aufweisen.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf der vorgegebenen Felge montiert ist, auf den vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist und sich im unbelasteten Zustand befindet, ein Verhältnis zwischen einem Außendurchmesser Hcc' eines Laufflächenprofils auf der Äquatorialebene des Reifens und einem Außendurchmesser Hsh' des Laufflächenprofils an dem Bodenkontaktrand des Reifens ein Verhältnis von 0,006 ≤ (Hcc' - Hsh')/Hcc' ≤ 0,015 aufweist.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Gürtelschicht ein Paar von Kreuzgürteln, die Gürtelwinkel mit voneinander unterschiedlichen Vorzeichen aufweisen, und eine Umfangsverstärkungsschicht umfasst, die als einen Absolutwert einen Gürtelwinkel von 5 Grad oder weniger aufweist, und in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf der vorgegebenen Felge montiert ist, auf den vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist und sich im unbelasteten Zustand befindet, eine Breite Wb2' des breiteren Kreuzgürtels des Paars von Kreuzgürteln und die Querschnittsbreite Wca' der Karkassenschicht ein Verhältnis von 0,73 ≤ Wb2'/Wca' ≤ 0,89 aufweisen.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Gürtelschicht ein Paar von Kreuzgürteln, die Gürtelwinkel mit voneinander unterschiedlichen Vorzeichen aufweisen, und eine Umfangsverstärkungsschicht umfasst, die als einen Absolutwert einen Gürtelwinkel von 5 Grad oder weniger aufweist, und in der Querschnittsansicht in Reifenmeridianrichtung, wenn der Reifen auf der vorgegebenen Felge montiert ist, auf den vorgegebenen Innendruck aufgepumpt ist und sich im unbelasteten Zustand befindet, eine Breite Ws' der Umfangsverstärkungsschicht und die Breite Wca' der Karkassenschicht ein Verhältnis von 0,60 ≤ Ws'/Wca' ≤ 0,70 aufweisen.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Gürtelschicht ein Paar von Kreuzgürteln, die Gürtelwinkel mit voneinander unterschiedlichen Vorzeichen aufweisen, und eine Umfangsverstärkungsschicht umfasst, die als einen Absolutwert einen Gürtelwinkel von 5 Grad oder weniger aufweist, und eine Breite Wb2 des breiteren Kreuzgürtels des Paars von Kreuzgürteln und eine Breite Ws der Umfangsverstärkungsschicht ein Verhältnis von Ws < Wb2 aufweisen.
Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Gürtelschicht ein Paar von Kreuzgürteln, die Gürtelwinkel mit voneinander unterschiedlichen Vorzeichen aufweisen, und eine Umfangsverstärkungsschicht umfasst, die als einen Absolutwert einen Gürtelwinkel von 5 Grad oder weniger aufweist, und ein äußerer Randabschnitt der Umfangsverstärkungsschicht in Reifenquerrichtung nach innen von einem Rillenbodens der äußersten Hauptumfangsrille in Reifenquerrichtung angeordnet ist.