DE112017004661T5

DE112017004661T5 - Luftreifen

Info

Publication number: DE112017004661T5
Application number: DE112017004661.0T
Authority: DE
Inventors: Takashi Shibai; Zenichiro Shida
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2016-09-16
Filing date: 2017-08-25
Publication date: 2019-06-19
Anticipated expiration: 2037-08-26
Also published as: US11179970B2; CN109562650B; DE112017004661B8; DE112017004661B4; US20190225020A1; CN109562650A; WO2018051763A1

Abstract

Bereitgestellt wird ein Luftreifen mit reduziertem Rollwiderstand, der ungleichmäßige Abnutzung in einem Schulterbereich und einem Mittelbereich eines Laufflächenabschnitts wirksam unterdrücken kann. Der Luftreifen umfasst eine Karkassenschicht (4); undzwei Gürtelschichten (7), wobei die zwei Gürtelschichten (7) jeweils eine Mehrzahl von Gürtelcordfäden (C) einschließen, die in Bezug auf eine Reifenumfangsrichtung geneigt sind, wobei die Mehrzahl von Gürtelcordfäden (C) der verschiedenen Schichten kreuzweise angeordnet sind; wobei in mindestens einer der zwei Gürtelschichten (7) ein Neigungswinkel α der Mehrzahl von Gürtelcordfäden (C) in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an einer Reifenmittelposition (CL) und ein Neigungswinkel β der Mehrzahl von Gürtelcordfäden (C) in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an einer Gürtelendposition (BE) eine Beziehung 15° ≤ β < α ≤ 35° erfüllen; und eine maximale Bodenkontaktlänge L1 und eine Bodenkontaktlänge L2 eine Beziehung 0,8 ≤ L2/L1 ≤ 1,0 erfüllen, wobei, wenn der Luftreifen auf einen Luftdruck von 240 kPa befüllt, mit einer Last von 75 % einer nach Standards spezifizierten maximalen Lastkapazität belastet und mit einem Boden in Kontakt gebracht ist, L1 die maximale Bodenkontaktlänge in Reifenumfangsrichtung ist, W1 eine maximale Bodenkontaktbreite in einer Reifenradialrichtung ist und L2 die Bodenkontaktlänge in Reifenumfangsrichtung an einer Position von 40 % der maximalen Bodenkontaktbreite W1 von der Reifenmittelposition (CL) nach außen in einer Reifenquerrichtung ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen mit einer in einem Laufflächenabschnitt eingebetteten Gürtelschicht und betrifft insbesondere einen Luftreifen mit reduziertem Rollwiderstand, der ungleichmäßige Abnutzung in einem Schulterbereich und einem Mittelbereich eines Laufflächenabschnitts wirksam unterdrücken kann.
Stand der Technik
Ein Luftreifen schließt üblicherweise eine Karkassenschicht, die zwischen einem Paar Wulstabschnitte angebracht ist, und eine Mehrzahl von Gürtelschichten, die in Reifenradialrichtung von der Karkassenschicht nach außen in einem Laufflächenabschnitt angeordnet sind, ein, wobei die Mehrzahl von Gürtelschichten jeweils eine Mehrzahl von Gürtelcordfäden einschließen, die in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung geneigt sind, und die Mehrzahl von Gürtelcordfäden der verschiedenen Schichten kreuzweise angeordnet sind.
In letzter Zeit besteht ein großer Bedarf an einem Luftreifen für einen Personenkraftwagen mit reduziertem Rollwiderstand. Um diesen Bedarf zu decken, wurden Reifen derart konstruiert, dass der Laufflächenabschnitt eine im Allgemeinen rechteckige Aufstandsflächenform aufweist. Ein Nachteil der Verwendung einer rechteckigen Aufstandsflächenform besteht darin, dass ungleichmäßige Abnutzung in einem Schulterbereich des Laufflächenabschnitts tendenziell leichter auftritt. Angesichts dessen wurde eine Technologie zur Unterdrückung der ungleichmäßigen Abnutzung in dem Schulterbereich vorgeschlagen, bei der Gürtelcordfäden einer Gürtelschicht einen Neigungswinkel in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung aufweisen, der sich in Abhängigkeit von der Position in Reifenquerrichtung unterscheidet (siehe zum Beispiel Patentdokument 1). Dies erhöht die Steifigkeit in Reifenumfangsrichtung eines Endabschnitts der Gürtelschicht.
Jedoch wird im Falle der Struktur einer Gürtelschicht, welche die Steifigkeit in Reifenumfangsrichtung eines Endabschnitts der Gürtelschicht erhöht, die Aufstandsflächenlänge in einem Mittelbereich eines Laufflächenabschnitts verhältnismäßig erhöht und ungleichmäßige Abnutzung tritt leichter im Mittelbereich des Laufflächenabschnitts auf. Dies kann bewirken, dass der Rollwiderstand verschlechtert wird. Auf diese Weise ist das Reduzieren des Rollwiderstands und das Unterdrücken ungleichmäßiger Abnutzung in einem Schulterbereich und einem Mittelbereich eines Laufflächenabschnitts auf eine miteinander vereinbare Weise problematisch.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur
Patentdokument 1: JP 2011-230538 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Luftreifens mit reduziertem Rollwiderstand, der ungleichmäßige Abnutzung in einem Schulterbereich und einem Mittelbereich eines Laufflächenabschnitts wirksam unterdrücken kann.
Lösung des Problems
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, umfasst ein Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung:

eine Karkassenschicht, die zwischen einem Paar Wulstabschnitte angebracht ist; und
zwei Gürtelschichten, die in einer Reifenradialrichtung von der Karkassenschicht nach außen in einem Laufflächenabschnitt angeordnet sind, wobei die zwei Gürtelschichten jeweils eine Mehrzahl von Gürtelcordfäden einschließen, die in Bezug auf eine Reifenumfangsrichtung geneigt sind, wobei die Mehrzahl von Gürtelcordfäden der verschiedenen Schichten kreuzweise angeordnet sind; wobei
in mindestens einer der zwei Gürtelschichten ein Neigungswinkel α der Mehrzahl von Gürtelcordfäden in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an einer Reifenmittelposition und ein Neigungswinkel β der Mehrzahl von Gürtelcordfäden in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an einer Gürtelendposition eine Beziehung 15° ≤ β < α ≤ 35° erfüllen; und
eine maximale Bodenkontaktlänge L1 und eine Bodenkontaktlänge L2 eine Beziehung 0,8 ≤ L2/L1 ≤ 1,0 erfüllen, wobei, wenn der Luftreifen auf einen Luftdruck von 240 kPa befüllt, mit einer Last von 75 % einer nach Standards spezifizierten maximalen Lastkapazität belastet und mit einem Boden in Kontakt gebracht ist, L1 die maximale Bodenkontaktlänge in Reifenumfangsrichtung ist, W1 eine maximale Bodenkontaktbreite in Reifenradialrichtung ist und L2 die Bodenkontaktlänge in Reifenumfangsrichtung an einer Position von 40 % der maximalen Bodenkontaktbreite W1 von der Reifenmittelposition nach außen in einer Reifenquerrichtung ist.

Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in der mindestens einen Gürtelschicht durch Verwenden einer Struktur, bei welcher der Neigungswinkel β der Gürtelcordfäden an der Gürtelendposition kleiner ist als der Neigungswinkel α der Gürtelcordfäden an der Reifenmittelposition, ungleichmäßige Abnutzung im Schulterbereich des Laufflächenabschnitts unterdrückt werden. Außerdem wird der Aufstandsflächenform, die auf diese Weise in Übereinstimmung mit dem Verhältnis L2/L1 der maximalen Bodenkontaktlänge L1 und der Bodenkontaktlänge L2 im Schulterbereich festgelegt ist, eine im Allgemeinen rechteckige Form verliehen. Dies ermöglicht, dass ungleichmäßige Abnutzung im Mittelbereich des Laufflächenabschnitts unterdrückt wird, und verhindert, dass der Rollwiderstand verschlechtert wird. Infolgedessen kann der Rollwiderstand reduziert werden und die ungleichmäßige Abnutzung im Schulterbereich und im Mittelbereich des Laufflächenabschnitts kann wirksam unterdrückt werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt eine Differenz zwischen dem Neigungswinkel α und dem Neigungswinkel β vorzugsweise 3° oder mehr. Dadurch kann eine Wirkung der Unterdrückung ungleichmäßiger Abnutzung im Schulterbereich des Laufflächenabschnitts hinreichend erzeugt werden.
Vorzugsweise schließt die mindestens eine Gürtelschicht einen zentral angeordneten großwinkligen Bereich, in dem ein Neigungswinkel der Mehrzahl von Gürtelcordfäden in einem Bereich α ± 1° liegt, und einen kleinwinkligen Bereich auf einer Schulterseite, in dem ein Neigungswinkel der Mehrzahl von Gürtelcordfäden in einem Bereich β ± 1° liegt, ein; und eine Breite des großwinkligen Bereichs beträgt 1/2 oder mehr einer gesamten Breite der mindestens einen Gürtelschicht, und eine Breite des kleinwinkligen Bereichs beträgt 1/8 oder mehr der gesamten Breite der mindestens einen Gürtelschicht. Durch Festlegen des zentral angeordneten großwinkligen Bereichs und des kleinwinkligen Bereichs auf der Schulterseite der Gürtelschicht, wie vorstehend beschrieben, kann die Steifigkeitsverteilung des Laufflächenabschnitts geeignet gemacht werden. In einer anderen Ausführungsform schließt die mindestens eine Gürtelschicht einen Übergangsbereich zwischen dem großwinkligen Bereich und dem kleinwinkligen Bereich ein, wobei der Übergangsbereich eine Winkeländerung der Mehrzahl von Gürtelcordfäden toleriert.
Der Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt als eine erste Verstärkungsstruktur zum geeigneten Festlegen der Aufstandsflächenform vorzugsweise ferner eine Gürtelverstärkungsschicht ein, die in Reifenradialrichtung von der mindestens einen Gürtelschicht nach außen angeordnet ist, wobei die Gürtelverstärkungsschicht so angeordnet ist, dass sie den großwinkligen Bereich der mindestens einen Gürtelschicht bedeckt. In dieser Ausführungsform endet die Gürtelverstärkungsschicht in Reifenquerrichtung einwärts von dem kleinwinkligen Bereich der Gürtelschicht. Insbesondere sind vorzugsweise zwei Gürtelverstärkungsschichten bereitgestellt. Durch Anordnen der Gürtelverstärkungsschicht von der Gürtelschicht nach außen in Reifenradialrichtung, wie vorstehend beschrieben, wird die Aufstandsflächenform geeignet gemacht. Dadurch kann ungleichmäßige Abnutzung im Mittelbereich des Laufflächenabschnitts unterdrückt und eine Verschlechterung des Rollwiderstands verhindert werden.
Bei der ersten Verstärkungsstruktur schließt die mindestens eine Gürtelschicht vorzugsweise einen Übergangsbereich zwischen dem großwinkligen Bereich und dem kleinwinkligen Bereich ein, wobei der Übergangsbereich eine Winkeländerung der Mehrzahl von Gürtelcordfäden toleriert; und die Gürtelverstärkungsschicht ist vorzugsweise so angeordnet, dass sie den großwinkligen Bereich und den Übergangsbereich der mindestens einen Gürtelschicht bedeckt. Eine große Änderung des Winkels des Cordfadens kann durch Bereitstellen des Übergangsbereichs zwischen dem großwinkligen Bereich und dem kleinwinkligen Bereich toleriert werden. Jedoch ermöglicht das Anordnen der Gürtelverstärkungsschicht derart, dass sie den Übergangsbereich und den großwinkligen Bereich bedeckt, dass eine durch den Übergangsbereich hervorgerufene Verzerrung verringert und die Beständigkeit verbessert wird.
Außerdem schließen bei der ersten Verstärkungsstruktur die zwei Gürtelschichten jeweils vorzugsweise einen großwinkligen Bereich und einen kleinwinkligen Bereich ein. Dadurch kann ungleichmäßige Abnutzung im Schulterbereich des Laufflächenabschnitts wirksamer unterdrückt werden. In einer anderen Ausführungsform schließen die zwei Gürtelschichten vorzugsweise jeweils einen Übergangsbereich zwischen dem großwinkligen Bereich und dem kleinwinkligen Bereich ein, wobei der Übergangsbereich eine Winkeländerung der Mehrzahl von Gürtelcordfäden toleriert; und der Übergangsbereich der nach innen angeordneten Gürtelschicht und der Übergangsbereich der nach außen angeordneten Gürtelschicht sind in Reifenquerrichtung voneinander versetzt. Durch Versetzen der Übergangsbereiche der inneren Gürtelschicht und der Übergangsbereiche der äußeren Gürtelschicht voneinander auf diese Weise kann lokal begrenzte Verzerrung unterdrückt werden.
Außerdem sind bei der ersten Verstärkungsstruktur vorzugsweise eine Mehrzahl von Hauptrillen, die in Reifenumfangsrichtung verlaufen, im Laufflächenabschnitt ausgebildet, wobei die Mehrzahl von Hauptrillen mindestens eine zentrale Hauptrille und ein Paar Schulterhauptrillen, die auf jeder Seite der zentralen Hauptrille nach außen angeordnet sind, umfassen; und die Gürtelverstärkungsschicht verläuft in Reifenquerrichtung nach außen über das Paar Schulterhauptrillen hinaus und ein Abstand d in Reifenquerrichtung von einer Endposition der Gürtelverstärkungsschicht zu der entsprechenden Schulterhauptrille beträgt 50 % oder mehr einer Öffnungsbreite D der entsprechenden Schulterhauptrille. Wenn die Endposition der Gürtelverstärkungsschicht und die Position der Schulterhauptrille sich in derselben Position befinden, tritt leichter Rissbildung im Rillenboden der Schulterhauptrille auf. Somit kann durch ausreichendes Trennen der beiden Rissbildung im Rillenboden unterdrückt werden.
Der Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt als eine zweite Verstärkungsstruktur zum geeigneten Festlegen der Aufstandsflächenform vorzugsweise ferner eine Gürtelverstärkungsschicht ein, die in Reifenradialrichtung von der mindestens einen Gürtelschicht nach außen so angeordnet ist, dass sie die mindestens eine Gürtelschicht bedeckt; und die Steifigkeit der Gürtelverstärkungsschicht in Reifenumfangsrichtung pro Breiteneinheit ist in einem Innenbereich höher als in einem Außenbereich in Reifenquerrichtung. Durch Anordnen der Gürtelverstärkungsschicht von der Gürtelschicht nach außen in Reifenradialrichtung, wie vorstehend beschrieben, wird die Aufstandsflächenform geeignet gemacht. Dadurch kann ungleichmäßige Abnutzung im Mittelbereich des Laufflächenabschnitts unterdrückt und eine Verschlechterung des Rollwiderstands verhindert werden.
Bei der Ausbildung der zweiten Verstärkungsstruktur wird vorzugsweise mindestens eine der nachstehend beschriebenen Strukturen verwendet. In der Gürtelverstärkungsschicht ist vorzugsweise eine Cordfadenzahl von Streifencordfäden pro Breiteneinheit im Innenbereich größer als im Außenbereich in Reifenquerrichtung. In der Gürtelverstärkungsschicht weisen vorzugsweise die Streifencordfäden, die im Innenbereich in Reifenquerrichtung angeordnet sind, eine höhere Steifigkeit auf als die Streifencordfäden, die im Außenbereich in Reifenquerrichtung angeordnet sind. In der Gürtelverstärkungsschicht liegt vorzugsweise ein Neigungswinkel von Streifencordfäden in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung im Bereich von 0° bis 30°; und der Neigungswinkel der Streifencordfäden in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung nimmt in Reifenquerrichtung von innen nach außen allmählich zu. Durch Verwenden dieser Strukturen kann die Steifigkeit in Reifenumfangsrichtung pro Breiteneinheit der Gürtelverstärkungsschicht eingestellt werden.
Der Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Reifen für einen Personenkraftwagen mit einem Aspektverhältnis von 65 % oder weniger. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Rollwiderstand auf Niveaus reduziert werden, die für einen Reifen für einen Personenkraftwagen gefordert werden, und ungleichmäßige Abnutzung im Schulterbereich und im Mittelbereich des Laufflächenabschnitts kann wirksam unterdrückt werden.
In der vorliegenden Erfindung wird die Aufstandsflächenform des Laufflächenabschnitts gemessen, wenn der Reifen auf eine reguläre Felge aufgezogen und auf einen vorher festgelegten Luftdruck befüllt und vertikal auf einer flachen Oberfläche mit einer daran angelegten, vorher festgelegten Last platziert ist. „Reguläre Felge“ ist eine Felge, die durch einen Standard für jeden Reifen gemäß einem System von Standards definiert ist, das Standards einschließt, auf denen Reifen basieren, und bezieht sich auf eine „Standardfelge“ (standard rim) im Falle der JATMA, auf eine „Entwurfsfelge“ (design rim) im Falle der TRA und auf eine „Messfelge“ (measuring rim) im Falle der ETRTO. Der Luftdruck beträgt 240 kPa. Die vorher festgelegte Last ist eine Last von 75 % der maximalen Lastkapazität, die durch einen Standard für jeden Reifen gemäß einem System von Standards definiert ist, das Standards einschließt, auf denen Reifen basieren.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 ist eine Querschnittsmeridianansicht, die einen Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine abgewickelte Ansicht, die ein Laufflächenmuster des Luftreifens von 1 darstellt.
3 ist eine abgewickelte Ansicht, die eine Gürtelschicht des Luftreifens von 1 darstellt.
4 ist eine Draufsicht, die eine Aufstandsflächenform des Luftreifens von 1 darstellt.
5 ist eine abgewickelte Ansicht, die eine Gürtelschicht gemäß einem modifizierten Beispiel des Luftreifens von 1 darstellt.
6 ist eine abgewickelte Ansicht, die eine Gürtelschicht gemäß einem anderen modifizierten Beispiel des Luftreifens von 1 darstellt.
7 ist eine Querschnittsansicht, die den Laufflächenabschnitt des Luftreifens von 1 darstellt.
8 ist eine Querschnittsmeridianansicht, die einen Luftreifen gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
9 ist eine abgewickelte Ansicht, die eine Gürtelverstärkungsschicht des Luftreifens von 8 darstellt.
10 ist eine abgewickelte Ansicht, die eine Gürtelverstärkungsschicht gemäß einem modifizierten Beispiel des Luftreifens von 8 darstellt.
11 ist eine abgewickelte Ansicht, die eine Gürtelverstärkungsschicht gemäß einem anderen modifizierten Beispiel des Luftreifens von 8 darstellt.
12 ist eine abgewickelte Ansicht, die eine Gürtelverstärkungsschicht gemäß noch einem anderen modifizierten Beispiel des Luftreifens von 8 darstellt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Konfigurationen von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 bis 3 zeigen einen Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 1 bis 3 bezeichnet CL die Reifenmittelposition, Tc bezeichnet die Reifenumfangsrichtung, und Tw bezeichnet die Reifenquerrichtung.
Wie in 1 dargestellt, beinhaltet ein Luftreifen der vorliegenden Ausführungsform einen in Reifenumfangsrichtung verlaufenden, ringförmigen Laufflächenabschnitt 1, ein Paar Seitenwandabschnitte 2, 2, die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts 1 angeordnet sind, und ein Paar Wulstabschnitte 3, 3, die von den Seitenwandabschnitten 2 in Reifenradialrichtung innen liegend angeordnet sind.
Eine Karkassenschicht 4 ist zwischen dem Paar Wulstabschnitte 3, 3 angebracht. Die Karkassenschicht 4 schließt eine Mehrzahl von Karkassencordfäden ein, die in Reifenradialrichtung verlaufen, und ist um Wulstkerne 5, die in jedem der Wulstabschnitte 3 angeordnet sind, von einer Reifeninnenseite zu einer Reifenaußenseite zurückgefaltet. Ein Wulstfüller 6 mit einer dreieckigen Querschnittsform, der aus einer Kautschukzusammensetzung ausgebildet ist, ist an dem Außenumfang des Wulstkerns 5 angeordnet.
Eine Mehrzahl von Gürtelschichten 7 sind auf einer Außenumfangsseite der Karkassenschicht 4 im Laufflächenabschnitt 1 eingebettet. Die Gürtelschichten 7 schließen jeweils eine Mehrzahl von Gürtelcordfäden ein, die in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung geneigt sind, wobei Gürtelcordfäden der verschiedenen Schichten kreuzweise angeordnet sind. Es werden vorzugsweise Stahlcordfäden als die Gürtelcordfäden der Gürtelschichten 7 verwendet. Eine Gürtelverstärkungsschicht 8, die durch Anordnen von Streifencordfäden in einem Winkel von beispielsweise nicht mehr als 5° in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung ausgebildet wird, ist auf einer Außenumfangsseite der Gürtelschichten 7 angeordnet. Die Gürtelverstärkungsschicht 8 weist vorzugsweise eine fugenlose Struktur auf, bei der ein Streifenmaterial, das aus wenigstens einem einzelnen Streifencordfaden hergestellt ist, der ausgelegt und mit Kautschuk bedeckt ist, kontinuierlich in Reifenumfangsrichtung gewickelt ist. Nylon, Aramid oder ähnliche organische Faserfäden werden vorzugsweise als die Streifencordfäden der Gürtelverstärkungsschicht 8 verwendet.
Wie in 2 dargestellt, sind eine Mehrzahl von Hauptrillen 10, die in einer Reifenumfangsrichtung verlaufen, in einem Laufflächenabschnitt 1 ausgebildet. Die Hauptrillen 10 schließen mindestens eine zentrale Hauptrille 11 und ein Paar Schulterhauptrillen 12, 12, die von der zentralen Hauptrille 11 nach außen angeordnet sind, ein. Eine Mehrzahl von Stegabschnitten 20 sind im Laufflächenabschnitt 1 durch die Hauptrillen 10 definiert. Die Stegabschnitte 20 schließen zentrale Stegabschnitte 21, die zwischen dem Paar Schulterhauptrillen 12, 12 angeordnet sind, und einen Schulterstegabschnitt 22, der von jeder Schulterhauptrille 12 nach außen angeordnet ist, ein. Eine Mehrzahl von blind endenden Rillen 13 sind in jedem der zentralen Stegabschnitte 21 ausgebildet. Die blind endenden Rillen 13 schließen jeweils ein Ende, das sich zu der Schulterhauptrille 12 öffnet, und ein Ende, das innerhalb des zentralen Stegabschnitts 21 blind endet, ein. Außerdem sind in jedem der Schulterstegabschnitte 22 eine Mehrzahl von Stollenrillen 14, die in Reifenquerrichtung ohne Verbindung mit der Schulterhauptrille 12 verlaufen, und eine Mehrzahl von Lamellen 15, die in Reifenquerrichtung verlaufen und mit der Schulterhauptrille 12 verbunden sind, abwechselnd in Reifenumfangsrichtung ausgebildet.
Wie in 3 dargestellt, erfüllen bei dem vorstehend beschriebenen Luftreifen bei mindestens einer der Gürtelschichten 7 und mehr bevorzugt bei beiden ein Neigungswinkel α eines Gürtelcordfadens C in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an einer Reifenmittelposition CL und ein Neigungswinkel β des Gürtelcordfadens C in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an einer Gürtelendposition BE die Beziehung 15° ≤ β < α ≤ 35°.
Durch Verwenden einer Struktur, bei welcher der Neigungswinkel β des Gürtelcordfadens C an der Gürtelendposition BE kleiner ist als der Neigungswinkel α des Gürtelcordfadens C an der Reifenmittelposition CL, kann die Steifigkeit in Reifenumfangsrichtung des Endabschnitts der Gürtelschicht 7 erhöht werden und ungleichmäßige Abnutzung im Schulterbereich des Laufflächenabschnitts 1 kann unterdrückt werden. Insbesondere kann durch Festlegen der Differenz zwischen dem Neigungswinkel α und dem Neigungswinkel β auf 3° oder mehr eine Wirkung der Unterdrückung ungleichmäßiger Abnutzung im Schulterbereich des Laufflächenabschnitts 1 hinreichend erzeugt werden. Wenn der Neigungswinkel β weniger als 15° beträgt, ist die Steifigkeit in Reifenumfangsrichtung im Schulterbereich des Laufflächenabschnitts 1 übermäßig. Wenn der Neigungswinkel α mehr als 35° beträgt, ist die Steifigkeit in Reifenumfangsrichtung im Mittelbereich des Laufflächenabschnitts 1 zu gering, wodurch die Bodenkontaktlänge im Mittelbereich übermäßig lang ist.
Wie in 3 dargestellt, schließt die Gürtelschicht 7 vorzugsweise einen zentral angeordneten großwinkligen Bereich Ac, in dem der Neigungswinkel des Gürtelcordfadens C im Bereich α ± 1° liegt, und kleinwinklige Bereiche As auf den Schulterseiten, in denen der Neigungswinkel des Gürtelcordfadens C im Bereich β ± 1° liegt, ein. Außerdem beträgt vorzugsweise eine Breite Lc des großwinkligen Bereichs Ac 1/2 oder mehr einer gesamten Breite L der Gürtelschicht 7, und eine Breite Ls der kleinwinkligen Bereiche As beträgt 1/8 oder mehr der gesamten Breite L der Gürtelschicht 7. Durch Festlegen des zentral angeordneten großwinkligen Bereichs Ac und der kleinwinkligen Bereiche As auf den Schulterseiten der Gürtelschicht 7, wie vorstehend beschrieben, kann die Verteilung der Steifigkeit des Laufflächenabschnitts geeignet gemacht werden. Wenn die Breite Lc des großwinkligen Bereichs Ac weniger als 1/2 der gesamten Breite L der Gürtelschicht 7 beträgt, wird die Funktion als Gürtelschicht 7 reduziert. Wenn die Breite Ls des kleinwinkligen Bereichs As weniger als 1/8 der gesamten Breite L der Gürtelschicht 7 beträgt, kann die Steifigkeit in Reifenumfangsrichtung im Schulterbereich des Laufflächenabschnitts 1 nicht hinreichend erhöht werden. Es ist zu beachten, dass die Breite Lc des großwinkligen Bereichs Ac und die Breite Ls des kleinwinkligen Bereichs As in Übereinstimmung mit der gesamten Breite L der Gürtelschichten 7 festgelegt sind.
4 ist eine Zeichnung, welche die Aufstandsflächenform des Luftreifens von 1 darstellt. Wenn der vorstehend beschriebene Luftreifen auf einen Luftdruck von 240 kPa befüllt, mit einer Last von 75 % der nach Standards spezifizierten maximalen Lastkapazität belastet und mit dem Boden in Kontakt gebracht ist, ist die maximale Bodenkontaktlänge in Reifenumfangsrichtung L1, die maximale Bodenkontaktbreite in Reifenquerrichtung ist W1 und die Bodenkontaktlänge in Reifenumfangsrichtung an einer Position von 40 % der maximalen Bodenkontaktbreite W1 von der Reifenmittelposition nach außen in Reifenquerrichtung ist L2. Bei dem Luftreifen weisen die maximale Bodenkontaktlänge L1 und die Bodenkontaktlänge L2 eine Beziehung auf, die 0,8 ≤ L2/L1 ≤ 1,0 erfüllt und mehr bevorzugt 0,85 ≤ L2/L1 ≤ 0,95 erfüllt.
Der Aufstandsflächenform, die auf diese Weise in Übereinstimmung mit dem Verhältnis L2/L1 der maximalen Bodenkontaktlänge L1 und der Bodenkontaktlänge L2 im Schulterbereich festgelegt ist, wird eine im Allgemeinen rechteckige Form verliehen. Dies ermöglicht, dass ungleichmäßige Abnutzung im Mittelbereich des Laufflächenabschnitts 1 unterdrückt wird, und verhindert, dass der Rollwiderstand verschlechtert wird. Infolgedessen kann der Rollwiderstand reduziert werden und ungleichmäßige Abnutzung im Schulterbereich und im Mittelbereich des Laufflächenabschnitts 1 kann wirksam unterdrückt werden. Wenn das Verhältnis L2/L1 weniger als 0,8 beträgt, kann ungleichmäßige Abnutzung im Mittelbereich des Laufflächenabschnitts 1 nicht hinreichend unterdrückt werden und der Rollwiderstand kann verschlechtert werden. Wenn das Verhältnis L2/L1 mehr als 1,0 beträgt, kann ungleichmäßige Abnutzung im Schulterbereich des Laufflächenabschnitts 1 auftreten.
Um das Verhältnis L2/L1 (Rechteckverhältnis) der maximalen Bodenkontaktlänge L1 und der Bodenkontaktlänge L2 in geeigneter Weise festzulegen, wie vorstehend beschrieben, ist der Luftreifen mit einer Gürtelverstärkungsschicht 8 versehen, die in Reifenradialrichtung von der Gürtelschicht 7 nach außen angeordnet ist, und die Gürtelverstärkungsschicht 8 ist so angeordnet, dass sie den großwinkligen Bereich Ac der Gürtelschicht 7 lokal bedeckt. Durch Anordnen der Gürtelverstärkungsschicht 8 auf diese Weise in Reifenradialrichtung von der Gürtelschicht 7 nach außen wird unterdrückt, dass die Bodenkontaktlänge des Mittelbereichs des Laufflächenabschnitts 1 übermäßig ist, und die Aufstandsflächenform wird geeignet gemacht. Dadurch kann ungleichmäßige Abnutzung im Mittelbereich des Laufflächenabschnitts 1 unterdrückt und eine Verschlechterung des Rollwiderstands verhindert werden. Diese Wirkung kann signifikant erzielt werden, indem zwei oder mehr Gürtelverstärkungsschichten 8 übereinander angeordnet werden, sodass sie den großwinkligen Winkelbereich Ac der Gürtelschicht 7 lokal bedecken.
5 ist eine Zeichnung, die eine Gürtelschicht gemäß einem modifizierten Beispiel des Luftreifens von 1 darstellt. In 5 schließt die Gürtelschicht 7 einen Übergangsbereich Ax ein, der zwischen dem zentral angeordneten großwinkligen Bereich Ac und den kleinwinkligen Bereichen As auf den Schulterseiten angeordnet ist. In dem Übergangsbereich Ax wird eine Winkeländerung des Gürtelcordfadens C toleriert. Durch Anordnen der Übergangsbereiche Ax zwischen dem großwinkligen Bereich Ac und den kleinwinkligen Bereichen As kann eine große Winkeländerung des Gürtelcordfadens C toleriert werden. Jedoch kann der Übergangsbereich Ax bewirken, dass Verzerrung am Laufflächenabschnitt 1 auftritt. Folglich ist die Gürtelverstärkungsschicht 8 vorzugsweise so angeordnet, dass sie den großwinkligen Bereich Ac und den Übergangsbereich Ax der Gürtelschicht 7 lokal bedeckt. Durch Bedecken des Übergangsbereichs Ax und des großwinkligen Bereichs Ac mit der Gürtelverstärkungsschicht 8 kann durch den Übergangsbereich Ax hervorgerufene Verzerrung verringert werden und die Beständigkeit kann verbessert werden.
Wie vorstehend beschrieben, beträgt die Breite Lc des großwinkligen Bereichs Ac 1/2 oder mehr einer gesamten Breite L der Gürtelschicht 7, und die Breite Ls des kleinwinkligen Bereichs As beträgt 1/8 oder mehr der gesamten Breite L der Gürtelschicht 7. Entsprechend beträgt eine Breite Lx des Übergangsbereichs Ax, der zwischen dem großwinkligen Bereich Ac und dem kleinwinkligen Bereich As angeordnet ist, 1/8 oder weniger der gesamten Breite L der Gürtelschicht 7. Außerdem erfüllt ein Neigungswinkel γ des Gürtelcordfadens C in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung im Übergangsbereich Ax zusammen mit den Neigungswinkeln α, β die Beziehung β < γ < α.
Bei dem Luftreifen schließen die zwei Gürtelschichten 7 jeweils vorzugsweise den zentral angeordneten großwinkligen Bereich Ac und die kleinwinkligen Bereiche As auf den Schulterseiten ein. In dieser Konfiguration ist die Steifigkeit des Laufflächenabschnitts 1 in Übereinstimmung mit den zwei Gürtelschichten 7 in geeigneter Weise festgelegt. Dadurch kann ungleichmäßige Abnutzung in den Schulterbereichen des Laufflächenabschnitts 1 wirksamer unterdrückt werden.
6 ist eine Zeichnung, die eine Gürtelschicht gemäß einem anderen modifizierten Beispiel des Luftreifens von 1 darstellt. Wie in 6 dargestellt, sind in beiden der Gürtelschichten 7 die Übergangsbereiche Ax, in denen eine Winkeländerung des Gürtelcordfadens C toleriert wird, zwischen dem großwinkligen Bereich Ac und den kleinwinkligen Bereichen As angeordnet. In diesem Beispiel sind die Übergangsbereiche Ax (schraffierter Abschnitt) der Gürtelschicht 7A, die in Reifenradialrichtung nach innen angeordnet ist, und die Übergangsbereiche Ax der Gürtelschicht 7B, die in Reifenradialrichtung nach außen angeordnet ist, vorzugsweise in Reifenquerrichtung voneinander versetzt. Durch Versetzen der Übergangsbereiche Ax der inneren Gürtelschicht 7A und der Übergangsbereiche Ax der äußeren Gürtelschicht 7B voneinander auf diese Weise kann lokal begrenzte Verzerrung unterdrückt werden. Es ist zu beachten, dass ein Versatzbetrag Dx von den Mittelpositionen des Übergangsbereichs Ax der Gürtelschicht 7A und des Übergangsbereichs Ax der Gürtelschicht 7B vorzugsweise 3 mm oder mehr beträgt.
7 zeigt den Laufflächenabschnitt des Luftreifens gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform. Wie in 7 dargestellt, sind die Mehrzahl von Hauptrillen 10, die in Reifenumfangsrichtung verlaufen, im Laufflächenabschnitt 1 ausgebildet, und die Mehrzahl von Hauptrillen 10 schließen die mindestens eine zentrale Hauptrille 11 und das Paar Schulterhauptrillen 12, die auf jeder Seite der zentralen Hauptrille 11 nach außen angeordnet sind, ein. In dieser Konfiguration verläuft die Gürtelverstärkungsschicht 8 vorzugsweise in Reifenquerrichtung nach außen über die Schulterhauptrillen 12 hinaus, und ein Abstand d in Reifenquerrichtung von einer Endposition der Gürtelverstärkungsschicht 8 zu der entsprechenden Schulterhauptrille 12 beträgt 50 % oder mehr einer Öffnungsbreite D der Schulterhauptrille 12. Wenn die Endposition der Gürtelverstärkungsschicht 8 und die Position der Schulterhauptrille 12 sich in derselben Position befinden, tritt leichter Rissbildung im Rillenboden der Schulterhauptrille 12 auf. Somit kann durch ausreichendes Trennen der beiden Rissbildung im Rillenboden unterdrückt werden.
8 zeigt einen Luftreifen gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Struktur der Gürteldeckschicht 8 der einzige Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Mit anderen Worten schließt der Luftreifen der vorliegenden Ausführungsform eine Reifeninnenstruktur wie die in 8 dargestellte und ein Laufflächenmuster wie das in 2 dargestellte ein. Außerdem weisen bei dem Luftreifen der vorliegenden Ausführungsform die im Laufflächenabschnitt 1 eingebetteten Gürtelschichten 7 eine Struktur wie die in 3 oder 5 dargestellte auf. Ferner weist der Luftreifen der vorliegenden Ausführungsform eine Aufstandsflächenform wie die in 4 dargestellte auf. Eine Beschreibung von Strukturen, welche die gleichen wie diejenigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind, wird ausgelassen.
Wie vorstehend beschrieben, ist, damit das Verhältnis L2/L1 (Rechteckverhältnis) der maximalen Bodenkontaktlänge L1 und der Bodenkontaktlänge L2 die Beziehung 0,8 ≤ L2/L1 ≤ 1,0 und mehr bevorzugt die Beziehung 0,85 ≤ L2/L1 ≤ 0,95 erfüllt, bei dem Luftreifen die Gürtelverstärkungsschicht 8 so angeordnet, dass sie die gesamte Gürtelschicht 7 in Reifenquerrichtung bedeckt, und die Steifigkeit in Reifenumfangsrichtung pro Breiteneinheit ist im Innenbereich in Reifenquerrichtung höher festgelegt als im Außenbereich. Mit anderen Worten wird durch geeignetes Festlegen eines Querschnitts S (mm²) des Streifencordfadens der Gürtelverstärkungsschicht 8, eines Elastizitätsmoduls E (kN/mm²) des Streifencordfadens, der Cordfadenzahl N (Cordfäden/50 mm) der Streifencordfäden pro 50 mm Breite der Gürtelverstärkungsschicht 8 und eines Neigungswinkels θ (°) des Streifencordfadens in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung eine Steifigkeit G (kN/50 mm) in Reifenumfangsrichtung pro Breiteneinheit der Gürtelverstärkungsschicht 8 in Abhängigkeit von der Position in Reifenquerrichtung eingestellt. Die Steifigkeit G in Reifenumfangsrichtung pro Breiteneinheit der Gürtelverstärkungsschicht 8 wird beispielsweise mittels G = S × E × N × cos⁴θ berechnet. Die Steifigkeit G pro Breiteneinheit der Gürtelverstärkungsschicht 8 im Außenbereich in Reifenquerrichtung liegt vorzugsweise im Bereich von 15 kN/50 mm bis 30 kN/50 mm, und die Steifigkeit G im Innenbereich in Reifenquerrichtung ist vorzugsweise höher.
9 ist eine Zeichnung, welche die Gürtelverstärkungsschicht des Luftreifens von 8 darstellt. Wie in 9 dargestellt, ist die Gürtelverstärkungsschicht 8 in Reifenquerrichtung in Außenbereiche Ao und einen Innenbereich Ai definiert. Die Cordfadenzahl N der Streifencordfäden B pro Breiteneinheit ist im Innenbereich Ai größer als in den Außenbereichen Ao. Auf diese Weise wird unterdrückt, dass die Bodenkontaktlänge des Mittelbereichs des Laufflächenabschnitts 1 übermäßig ist, und die Aufstandsflächenform wird geeignet gemacht. Dadurch kann ungleichmäßige Abnutzung im Mittelbereich des Laufflächenabschnitts 1 unterdrückt und eine Verschlechterung des Rollwiderstands verhindert werden.
10 ist eine Zeichnung, die eine Gürtelverstärkungsschicht gemäß einem modifizierten Beispiel des Luftreifens von 8 darstellt. In 10 weist die Gürtelverstärkungsschicht 8 eine fugenlose Struktur auf, bei der ein Streifenmaterial, das aus einer Mehrzahl von Streifencordfäden B hergestellt ist, die ausgelegt und mit Kautschuk bedeckt sind, kontinuierlich in Reifenumfangsrichtung gewickelt ist. Im Innenbereich Ai ist das Streifenmaterial nahe beieinander dicht gewickelt, und im Außenbereich Ao ist das Streifenmaterial unter Beabstandung von sich selbst spärlich gewickelt. In einem Beispiel, in dem die Breite des Streifenmaterials 10 mm beträgt, liegt der Abstand des Streifenmaterials im Außenbereich Ao im Bereich von 2 mm bis 5 mm. Infolgedessen ist die Cordfadenzahl N der Streifencordfäden B pro Breiteneinheit der Gürtelverstärkungsschicht 8 im Innenbereich Ai größer als in den Außenbereichen Ao. Auf diese Weise wird unterdrückt, dass die Bodenkontaktlänge des Mittelbereichs des Laufflächenabschnitts 1 übermäßig ist, und die Aufstandsflächenform wird geeignet gemacht. Dadurch kann ungleichmäßige Abnutzung im Mittelbereich des Laufflächenabschnitts 1 unterdrückt und eine Verschlechterung des Rollwiderstands verhindert werden.
11 ist eine Zeichnung, die eine Gürtelverstärkungsschicht gemäß noch einem anderen modifizierten Beispiel des Luftreifens von 8 darstellt. In 11 sind die Streifencordfäden B der Gürtelverstärkungsschicht in dem gesamten Bereich in gleichen Abständen angeordnet. Jedoch werden als das Material der Streifencordfäden B zwei verschiedene Arten von Streifencordfäden Bi, Bo verwendet. Das heißt, der Streifencordfaden Bo ist im Außenbereich Ao der Gürtelverstärkungsschicht 8 angeordnet, und der Streifencordfaden Bi ist im Innenbereich Ai angeordnet. Die Zugsteifigkeit des Streifencordfadens Bi ist größer als die Zugsteifigkeit des Streifencordfadens Bo. Auf diese Weise wird unterdrückt, dass die Bodenkontaktlänge des Mittelbereichs des Laufflächenabschnitts 1 übermäßig ist, und die Aufstandsflächenform wird geeignet gemacht. Dadurch kann ungleichmäßige Abnutzung im Mittelbereich des Laufflächenabschnitts 1 unterdrückt und eine Verschlechterung des Rollwiderstands verhindert werden. Als der Streifencordfaden Bi des Innenbereichs Ai wird beispielsweise ein Hybridcordfaden aus Nylon und Aramid verwendet, und als der Streifencordfaden Bo des Außenbereichs Ao wird ein Nyloncordfaden verwendet. Ein bandförmiges Kunstharzflächengebilde kann ebenfalls als der Streifencordfaden B verwendet werden.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der Innenbereich Ai der Gürtelverstärkungsschicht 8 mit verhältnismäßig hoher Steifigkeit vorzugsweise so angeordnet, dass er den großwinkligen Bereich Ac der Gürtelschicht 7 bedeckt. In einer Ausführungsform, in der die Gürtelschicht 7 einen Übergangsbereich Ax zwischen einem großwinkligen Bereich Ac und einem kleinwinkligen Bereich As einschließt, kann der Innenbereich Ai der Gürtelverstärkungsschicht 8 mit der verhältnismäßig hohen Steifigkeit über den gesamten Übergangsbereich Ax der Gürtelschicht 7 angeordnet sein.
12 ist eine Zeichnung, die eine Gürtelverstärkungsschicht gemäß noch einem anderen modifizierten Beispiel des Luftreifens von 8 darstellt. Wie in 12 dargestellt, liegt in der Gürtelverstärkungsschicht 8 der Neigungswinkel θ des Streifencordfadens B in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung im Bereich von 0° bis 30°, und der Neigungswinkel θ des Streifencordfadens B in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung nimmt in Reifenquerrichtung von innen nach außen allmählich zu. Auf diese Weise wird unterdrückt, dass die Bodenkontaktlänge des Mittelbereichs des Laufflächenabschnitts 1 übermäßig ist, und die Aufstandsflächenform wird geeignet gemacht. Dadurch kann ungleichmäßige Abnutzung im Mittelbereich des Laufflächenabschnitts 1 unterdrückt und eine Verschlechterung des Rollwiderstands verhindert werden. Die Gürtelschicht 7 schließt einen kleinwinkligen Bereich As auf der Schulterseite ein, und in dem entsprechenden Bereich kann die Steifigkeit der Gürteldeckschicht 8 in Reifenumfangsrichtung ohne eine erhebliche Wirkung auf die Beständigkeit niedriger festgelegt werden. Jedoch kann, wenn der Neigungswinkel θ des Streifencordfadens B in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung größer als 30° ist, die Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit nachteilig beeinflusst werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Luftreifens ist ein Reifen für einen Personenkraftwagen mit einem Aspektverhältnis von 65 % oder weniger. Solch ein Reifen für einen Personenkraftwagen kann einen reduzierten Rollwiderstand und eine verbesserte Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung erzielen.
Beispiele
Luftreifen gemäß dem Beispiel des Stands der Technik 1, Vergleichsbeispiel 1 und den Beispielen 1 bis 7 wurden mit einer Reifengröße von 205/55R16 91V und mit einer Karkassenschicht, die zwischen einem Paar Wulstabschnitte angebracht ist, zwei Gürtelschichten, die in Reifenradialrichtung im Laufflächenabschnitt von der Karkassenschicht nach außen angeordnet sind, und einer Gürtelverstärkungsschicht, die in Reifenradialrichtung von den zwei Gürtelschichten nach außen angeordnet ist, hergestellt. Die Struktur der Gürtelschicht, die Struktur der Gürtelverstärkungsschicht und das Rechteckverhältnis der Aufstandsflächenform wurden festgelegt, wie in Tabelle 1 angegeben.
Bei dem Beispiel des Stands der Technik 1 wurde eine typische Gürtelschicht, bei welcher der Neigungswinkel α des Gürtelcordfadens in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an der Reifenmittelposition und der Neigungswinkel β des Gürtelcordfadens in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an der Gürtelendposition identisch sind, verwendet sowie eine Gürtelverstärkungsschicht (vollständige Bedeckung), welche die gesamte Gürtelschicht bedeckt.
Bei Vergleichsbeispiel 1 wurde eine Gürtelschicht, die einen großwinkligen Bereich, einen Übergangsbereich und einen kleinwinkligen Bereich einschließt und einen Neigungswinkel β des Gürtelcordfadens in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an der Gürtelendposition aufweist, der kleiner ist als der Neigungswinkel α des Gürtelcordfadens in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an der Reifenmittelposition, verwendet sowie eine Gürtelverstärkungsschicht (vollständige Bedeckung + Randbedeckung), welche die gesamte Gürtelschicht bedeckt.
Bei Beispiel 1 wurde eine Gürtelschicht, die einen großwinkligen Bereich, einen Übergangsbereich und einen kleinwinkligen Bereich einschließt und einen Neigungswinkel β des Gürtelcordfadens in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an der Gürtelendposition aufweist, der kleiner ist als der Neigungswinkel α des Gürtelcordfadens in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an der Reifenmittelposition, verwendet sowie eine Gürtelverstärkungsschicht (vollständige Bedeckung), welche die gesamte Gürtelschicht bedeckt. Bei den Beispielen 2 bis 6 wurde eine Gürtelschicht, die einen großwinkligen Bereich, einen Übergangsbereich und einen kleinwinkligen Bereich einschließt und einen Neigungswinkel β des Gürtelcordfadens in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an der Gürtelendposition aufweist, der kleiner ist als der Neigungswinkel α des Gürtelcordfadens in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an der Reifenmittelposition, verwendet sowie eine Gürtelverstärkungsschicht (zentrale Bedeckung), die den großwinkligen Bereich der Gürtelschicht (oder einen Bereich, der den großwinkligen Bereich und den Übergangsbereich einschließt) lokal bedeckt.
In Tabelle 1 sind die Grenzposition zwischen dem großwinkligen Bereich und dem Übergangsbereich der Gürtelschichten, die Grenzposition zwischen dem Übergangsbereich und dem kleinwinkligen Bereich und die äußere Endposition als Abstände von der Reifenmittelposition in Reifenquerrichtung angegeben. In ähnlicher Weise ist die äußere Endposition der Gürtelverstärkungsschicht als Abstand von der Reifenmittelposition in Reifenquerrichtung angegeben. Außerdem wird das Rechteckverhältnis der Aufstandsflächenform durch L2/L1 x 100 % berechnet, wobei die maximale Bodenkontaktlänge in Reifenumfangsrichtung L1 ist, die maximale Bodenkontaktbreite in Reifenquerrichtung W1 ist und die Bodenkontaktlänge in Reifenumfangsrichtung an einer Position von 40 % der maximalen Bodenkontaktbreite W1 von einer Reifenmittelposition in Reifenquerrichtung nach außen L2 ist, wenn der Luftreifen auf einen Luftdruck von 240 kPa befüllt, mit einer Last von 75 % der nach Standards spezifizierten maximalen Lastkapazität belastet und mit dem Boden in Kontakt gebracht ist.
Die Testreifen wurden nach dem folgenden Bewertungsverfahren hinsichtlich Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung (Schulterbereich, Mittelbereich) und Rollwiderstand bewertet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung (Schulterbereich, Mittelbereich):
Die Testreifen wurden jeweils auf einem Rad mit einer Felgengröße von 16 × 6,5 J und dann auf einer Prüfvorrichtung zur Reibungsenergiemessung montiert. Die durchschnittliche Reibungsenergie wurde für den Schulterbereich und den Mittelbereich des Laufflächenabschnitts bei einem Luftdruck von 230 kPa und einer Last von 4,5 kN gemessen. Der Messwert für jeden Bereich war die durchschnittliche Reibungsenergie, die an vier Stellen gemessen wurde, zwei Stellen, die in Reifenquerrichtung 10 mm auseinanderliegen, und zwei Stellen, die in Reifenumfangsrichtung 10 mm auseinanderliegen. Für das Bewertungsergebnis für die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung im Schulterbereich sind die Kehrwerte der Messwerte als Indexwerte ausgedrückt, wobei dem Beispiel des Stands der Technik 1 der Indexwert 100 zugewiesen ist, und für die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung im Mittelbereich sind die Kehrwerte der Messwerte als Indexwerte ausgedrückt, wobei Vergleichsbeispiel 1 der Indexwert 100 zugewiesen ist. Größere Indexwerte stehen für eine überlegene Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung.
Rollwiderstand:

Die Testreifen wurden jeweils auf einem Rad mit einer Felgengröße von 16 × 6,5 J und dann auf einer Trommelprüfmaschine montiert. Der Rollwiderstand wurde gemäß ISO25280 bei einem Luftdruck von 210 kPa und einer Last von 4,82 kN gemessen. Die Bewertungsergebnisse sind als Indexwerte unter Verwendung des Kehrwerts der Messwerte ausgedrückt, wobei Vergleichsbeispiel 1 der Indexwert 100 zugewiesen ist. Höhere Indexwerte geben einen niedrigeren Rollwiderstand an. [Tabelle 1]

		Beispiel des Stands der Technik	Vergleichsbeispiel	Beispiel	Beispiel	Beispiel	Beispiel	Beispiel	Beispiel	Beispiel
		1	1	1	2	3	4	5	6	7
Neigungswinkel α des Gürtelcordfadens an Reifenmittelposition (°)		26	26	26	26	26	26	26	26	26
Neigungswinkel β des Gürtelcordfadens an Gürtelendposition (°)		26	18	18	24,5	23	18	18	18	18
Äußere Gürtelschicht	Grenzposition zwischen großwinkligem Bereich und Übergangsbereich (mm)	-	45	45	45	45	45	45	45	45
	Grenzposition zwischen Übergangsbereich und kleinwinkligem Bereich (mm)	-	53	53	53	53	53	53	53	53
	Äußere Endposition (mm)	80	80	80	80	80	80	80	80	80
Innere Gürtelschicht	Grenzposition zwischen großwinkligem Bereich und Übergangsbereich (mm)	-	45	45	45	45	45	45	45	50
	Grenzposition zwischen Übergangsbereich und kleinwinkligem Bereich (mm)	-	53	53	53	53	53	53	53	58
	Äußere Endposition (mm)	85	85	85	85	85	85	85	85	85
Äußere Endposition der Gürtelverstärkungsschicht (mm)		85	85	85	45	45	45	45	53	58
Anzahl der Gürtelverstärkungsschichten über dem großwinkligen Bereich		(1)	1	1	1	1	1	2	2	2
Anzahl der Gürtelverstärkungsschichten über dem Übergangsbereich		(1)	1	1	0	0	0	0	2	2
Anzahl der Gürtelverstärkungsschichten über dem kleinwinkligen Bereich		(1)	2	1	0	0	0	0	0	0
Rechteckverhältnis der Aufstandsflächenform (%)		90	75	80	88	85	85	90	90	90
Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung im Schulterbereich (Indexwert)		100	120	120	110	115	120	120	120	120
Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung im Mittelbereich (Indexwert)		125	100	110	120	120	115	125	125	125
Rollwiderstand (Indexwert)		120	100	105	120	120	115	120	120	120

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, weisen die Reifen der Beispiele 1 bis 7 im Vergleich zu dem Beispiel des Stands der Technik 1 eine hervorragende Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung im Schulterbereich auf. Außerdem weisen die Reifen der Beispiele 1 bis 7 im Vergleich zu Vergleichsbeispiel 1 eine hervorragende Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung im Mittelbereich und einen guten Rollwiderstand auf.
Als Nächstes wurden Luftreifen gemäß dem Beispiel des Stands der Technik 11, Vergleichsbeispiel 11 und den Beispielen 11 bis 17 mit einer Reifengröße von 205/55R16 91V und mit einer Karkassenschicht, die zwischen einem Paar Wulstabschnitte angebracht ist, zwei Gürtelschichten, die in Reifenradialrichtung im Laufflächenabschnitt von der Karkassenschicht nach außen angeordnet sind, und einer Gürtelverstärkungsschicht, die in Reifenradialrichtung von den zwei Gürtelschichten nach außen angeordnet ist, hergestellt. Die Struktur der Gürtelschicht, die Struktur der Gürtelverstärkungsschicht und das Rechteckverhältnis der Aufstandsflächenform wurden festgelegt, wie in Tabelle 2 angegeben.
Bei dem Beispiel des Stands der Technik 11 wurde eine typische Gürtelschicht, bei welcher der Neigungswinkel α des Gürtelcordfadens in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an der Reifenmittelposition und der Neigungswinkel β des Gürtelcordfadens in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an der Gürtelendposition identisch sind, verwendet sowie eine Gürtelverstärkungsschicht (vollständige Bedeckung), welche die gesamte Gürtelschicht bedeckte.
Bei Vergleichsbeispiel 11 wurde eine Gürtelschicht, die einen großwinkligen Bereich, einen Übergangsbereich und einen kleinwinkligen Bereich einschließt und einen Neigungswinkel β des Gürtelcordfadens in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an der Gürtelendposition aufweist, der kleiner ist als der Neigungswinkel α des Gürtelcordfadens in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an der Reifenmittelposition, verwendet sowie eine Gürtelverstärkungsschicht (vollständige Bedeckung), welche die gesamte Gürtelschicht bedeckte.
Bei den Beispielen 11 bis 17 wurde eine Gürtelschicht, die einen großwinkligen Bereich, einen Übergangsbereich und einen kleinwinkligen Bereich einschließt und einen Neigungswinkel β des Gürtelcordfadens in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an der Gürtelendposition aufweist, der kleiner ist als der Neigungswinkel α des Gürtelcordfadens in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an der Reifenmittelposition, verwendet sowie eine Gürtelverstärkungsschicht (9 bis 12), welche die gesamte Gürtelschicht bedeckte.
In Tabelle 2 sind die Grenzposition zwischen dem großwinkligen Bereich und dem Übergangsbereich der Gürtelschichten, die Grenzposition zwischen dem Übergangsbereich und dem kleinwinkligen Bereich und die äußere Endposition als Abstände von der Reifenmittelposition in Reifenquerrichtung angegeben. Außerdem wird das Rechteckverhältnis der Aufstandsflächenform durch L2/L1 × 100 % berechnet, wobei die maximale Bodenkontaktlänge in Reifenumfangsrichtung L1 ist, die maximale Bodenkontaktbreite in Reifenquerrichtung W1 ist und die Bodenkontaktlänge in Reifenumfangsrichtung an einer Position von 40 % der maximalen Bodenkontaktbreite W1 von einer Reifenmittelposition in Reifenquerrichtung nach außen L2 ist, wenn der Luftreifen auf einen Luftdruck von 240 kPa befüllt, mit einer Last von 75 % der nach Standards spezifizierten maximalen Lastkapazität belastet und mit dem Boden in Kontakt gebracht ist.
Die Testreifen wurden nach dem folgenden Bewertungsverfahren hinsichtlich Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung (Schulterbereich, Mittelbereich) und Rollwiderstand bewertet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung (Schulterbereich, Mittelbereich):
Die Testreifen wurden jeweils auf einem Rad mit einer Felgengröße von 16 x 6,5 J und dann auf einer Prüfvorrichtung zur Reibungsenergiemessung montiert. Die durchschnittliche Reibungsenergie wurde für den Schulterbereich und den Mittelbereich des Laufflächenabschnitts bei einem Luftdruck von 230 kPa und einer Last von 4,5 kN gemessen. Der Messwert für jeden Bereich war die durchschnittliche Reibungsenergie, die an vier Stellen gemessen wurde, zwei Stellen, die in Reifenquerrichtung 10 mm auseinanderliegen, und zwei Stellen, die in Reifenumfangsrichtung 10 mm auseinanderliegen. Für das Bewertungsergebnis für die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung im Schulterbereich sind die Kehrwerte der Messwerte als Indexwerte ausgedrückt, wobei dem Beispiel des Stands der Technik 11 der Indexwert 100 zugewiesen ist, und für die Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung im Mittelbereich sind die Kehrwerte der Messwerte als Indexwerte ausgedrückt, wobei Vergleichsbeispiel 11 der Indexwert 100 zugewiesen ist. Größere Indexwerte stehen für eine überlegene Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung.
Rollwiderstand:
Die Testreifen wurden jeweils auf einem Rad mit einer Felgengröße von 16 x 6,5 J und dann auf einer Trommelprüfmaschine montiert. Der Rollwiderstand wurde gemäß ISO25280 bei einem Luftdruck von 210 kPa und einer Last von 4,82 kN gemessen. Die Bewertungsergebnisse sind als Indexwerte unter Verwendung des Kehrwerts der Messwerte ausgedrückt, wobei Vergleichsbeispiel 11 der Indexwert 100 zugewiesen ist. Höhere Indexwerte geben einen niedrigeren Rollwiderstand an.
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, weisen die Reifen der Beispiele 11 bis 17 im Vergleich zu dem Beispiel des Stands der Technik 11 eine hervorragende Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung im Schulterbereich auf. Außerdem weisen die Reifen der Beispiele 11 bis 17 im Vergleich zu Vergleichsbeispiel 11 eine hervorragende Beständigkeit gegenüber ungleichmäßiger Abnutzung im Mittelbereich und einen guten Rollwiderstand auf.
Bezugszeichenliste

1: Laufflächenabschnitt
2: Seitenwandabschnitt
3: Wulstabschnitt
4: Karkassenschicht
5: Wulstkern
6: Wulstfüller
7: Gürtelschicht
8: Gürtelverstärkungsschicht
10: Hauptrille
11: Zentrale Hauptrille
12: Schulterhauptrille
Ac: Großwinkliger Bereich der Gürtelschicht
As: Kleinwinkliger Bereich der Gürtelschicht
Ax: Übergangsbereich der Gürtelschicht
Ai: Innenbereich der Gürtelverstärkungsschicht
Ao: Außenbereich der Gürtelverstärkungsschicht
B: Streifencordfaden
C: Gürtelcordfaden
CL: Reifenmittelposition
BE: Gürtelendposition

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 2011230538 A [0005]

Claims

Luftreifen, umfassend: eine Karkassenschicht, die zwischen einem Paar Wulstabschnitte angebracht ist; und zwei Gürtelschichten, die in einer Reifenradialrichtung von der Karkassenschicht nach außen in einem Laufflächenabschnitt angeordnet sind, wobei die zwei Gürtelschichten jeweils eine Mehrzahl von Gürtelcordfäden umfassen, die in Bezug auf eine Reifenumfangsrichtung geneigt sind, wobei die Mehrzahl von Gürtelcordfäden der verschiedenen Schichten kreuzweise angeordnet sind; wobei in mindestens einer der zwei Gürtelschichten ein Neigungswinkel α der Mehrzahl von Gürtelcordfäden in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an einer Reifenmittelposition und ein Neigungswinkel β der Mehrzahl von Gürtelcordfäden in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung an einer Gürtelendposition eine Beziehung 15° ≤ β < α ≤ 35° erfüllen; und wobei eine maximale Bodenkontaktlänge L1 und eine Bodenkontaktlänge L2 eine Beziehung 0,8 ≤ L2/L1 ≤ 1,0 erfüllen, wobei, wenn der Luftreifen auf einen Luftdruck von 240 kPa befüllt, mit einer Last von 75 % einer nach Standards spezifizierten maximalen Lastkapazität belastet und mit einem Boden in Kontakt gebracht ist, L1 die maximale Bodenkontaktlänge in Reifenumfangsrichtung ist, W1 eine maximale Bodenkontaktbreite in Reifenradialrichtung ist und L2 die Bodenkontaktlänge in Reifenumfangsrichtung an einer Position von 40 % der maximalen Bodenkontaktbreite W1 von der Reifenmittelposition nach außen in einer Reifenquerrichtung ist.
Luftreifen nach Anspruch 1, wobei eine Differenz zwischen dem Neigungswinkel α und dem Neigungswinkel β 3° oder mehr beträgt.
Luftreifen gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die mindestens eine Gürtelschicht einen zentral angeordneten großwinkligen Bereich umfasst, in dem ein Neigungswinkel der Mehrzahl von Gürtelcordfäden in einem Bereich α ± 1° liegt, und einen kleinwinkligen Bereich auf einer Schulterseite, in dem ein Neigungswinkel der Mehrzahl von Gürtelcordfäden in einem Bereich β ± 1° liegt; und eine Breite des großwinkligen Bereichs 1/2 oder mehr einer gesamten Breite der mindestens einen Gürtelschicht beträgt und eine Breite des kleinwinkligen Bereichs 1/8 oder mehr der gesamten Breite der mindestens einen Gürtelschicht beträgt.
Luftreifen nach Anspruch 3, weiterhin umfassend eine Gürtelverstärkungsschicht, die in Reifenradialrichtung von der mindestens einen Gürtelschicht nach außen angeordnet ist, wobei die Gürtelverstärkungsschicht so angeordnet ist, dass sie den großwinkligen Bereich der mindestens einen Gürtelschicht bedeckt.
Luftreifen nach Anspruch 4, wobei die Gürtelverstärkungsschicht mindestens zwei Gürtelverstärkungsschichten umfasst.
Luftreifen nach Anspruch 4 oder 5, wobei eine Mehrzahl von Hauptrillen, die in Reifenumfangsrichtung verlaufen, im Laufflächenabschnitt ausgebildet sind, wobei die Mehrzahl von Hauptrillen mindestens eine zentrale Hauptrille und ein Paar Schulterhauptrillen, die auf jeder Seite der zentralen Hauptrille nach außen angeordnet sind, umfassen; und die Gürtelverstärkungsschicht in Reifenquerrichtung nach außen über das Paar Schulterhauptrillen hinaus verläuft und ein Abstand d in Reifenquerrichtung von einer Endposition der Gürtelverstärkungsschicht zu der entsprechenden Schulterhauptrille 50 % oder mehr einer Öffnungsbreite D der entsprechenden Schulterhauptrille beträgt.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die mindestens eine Gürtelschicht einen Übergangsbereich zwischen dem großwinkligen Bereich und dem kleinwinkligen Bereich umfasst, wobei der Übergangsbereich eine Winkeländerung der Mehrzahl von Gürtelcordfäden toleriert; und die Gürtelverstärkungsschicht so angeordnet ist, dass sie den großwinkligen Bereich und den Übergangsbereich der mindestens einen Gürtelschicht bedeckt.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die zwei Gürtelschichten jeweils den großwinkligen Bereich und den kleinwinkligen Bereich umfassen.
Luftreifen nach Anspruch 8, wobei die zwei Gürtelschichten jeweils einen Übergangsbereich zwischen dem großwinkligen Bereich und dem kleinwinkligen Bereich umfassen, wobei der Übergangsbereich eine Winkeländerung der Mehrzahl von Gürtelcordfäden toleriert; und der Übergangsbereich der nach innen angeordneten Gürtelschicht und der Übergangsbereich der nach außen angeordneten Gürtelschicht in Reifenquerrichtung voneinander versetzt sind.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Luftreifen ein Reifen für einen Personenkraftwagen mit einem Aspektverhältnis von 65 % oder weniger ist.
Luftreifen nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Gürtelverstärkungsschicht, die in Reifenradialrichtung von der mindestens einen Gürtelschicht nach außen angeordnet ist und die mindestens eine Gürtelschicht bedeckt; und eine Steifigkeit der Gürtelverstärkungsschicht in Reifenumfangsrichtung pro Breiteneinheit ist in einem Innenbereich höher als in einem Außenbereich in Reifenquerrichtung.
Luftreifen nach Anspruch 11, wobei eine Differenz zwischen dem Neigungswinkel α und dem Neigungswinkel β 3° oder mehr beträgt.
Luftreifen nach Anspruch 11 oder 12, wobei die mindestens eine Gürtelschicht einen zentral angeordneten großwinkligen Bereich umfasst, in dem ein Neigungswinkel der Mehrzahl von Gürtelcordfäden in einem Bereich α ± 1° liegt, und einen kleinwinkligen Bereich auf einer Schulterseite, in dem ein Neigungswinkel der Mehrzahl von Gürtelcordfäden in einem Bereich β ± 1° liegt; und eine Breite des großwinkligen Bereichs 1/2 oder mehr einer gesamten Breite der mindestens einen Gürtelschicht beträgt und eine Breite des kleinwinkligen Bereichs 1/8 oder mehr der gesamten Breite der mindestens einen Gürtelschicht beträgt.
Luftreifen nach Anspruch 13, wobei die mindestens eine Gürtelschicht einen Übergangsbereich zwischen dem großwinkligen Bereich und dem kleinwinkligen Bereich umfasst, wobei der Übergangsbereich eine Winkeländerung der Mehrzahl von Gürtelcordfäden toleriert.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei in der Gürtelverstärkungsschicht eine Cordfadenzahl von Streifencordfäden pro Breiteneinheit im Innenbereich größer als im Außenbereich in Reifenquerrichtung ist.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei in der Gürtelverstärkungsschicht die Streifencordfäden, die im Innenbereich in Reifenquerrichtung angeordnet sind, eine höhere Steifigkeit aufweisen als die Streifencordfäden, die im Außenbereich in Reifenquerrichtung angeordnet sind.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei in der Gürtelverstärkungsschicht ein Neigungswinkel der Streifencordfäden in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung im Bereich von 0° bis 30° liegt; und der Neigungswinkel der Streifencordfäden in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung in Reifenquerrichtung von innen nach außen allmählich zunimmt.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei der Luftreifen ein Reifen für einen Personenkraftwagen mit einem Aspektverhältnis von 65 % oder weniger ist.