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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Luftreifen, und befaßt sich mit der Beschränkung
der ungleichmäßigen Abnutzung eines Luftreifens, insbesondere der Beschränkung der ungleichmäßigen
Abnutzung eines Luftreifens mit einem Blockmuster, das mit Blöcken versehen ist, die spitzwinklige Ecken
haben.
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Infolge von Problemen im Zusammenhang mit der Lenkstabilität, dem Aussehen, der
Wasserableitung und dem Geräusch sind die seitlichen Rillen von Laufflächenmustern vom Blocktyp bei
normalen Personenwagenreifen meistens so angeordnet, daß sie nicht parallel zu der axialen Richtung des
Reifens sind, und die Blöcke haben die Form von Parallelogrammen. Weiterhin sind viele normale Reifen
oder Allwetterreifen mit Einschnitten (oder feinen Rillen) versehen, die im wesentlichen parallel zu der
Achse des Reifens sind, um Lenkstabilität auf einer nassen Straße zu erhalten. Solche Einschnitte machten
jedoch die Steifigkeitsverteilung der Blöcke unausgeglichen, so daß die Blöcke in dem Bodenkontaktgebiet
verdreht wurden und ungleichmäßige Abnutzung hervorgerufen wurde.
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Andererseits wurde in dem Fall, in dem die Einschnitte (oder feinen Rillen) parallel zu den
seitlichen Rillen angeordnet sind, die Steifigkeit der Blöcke als Ganzes vermindert und die Lenkstabilität
verschlechtert. Daher wurden Mittel, wie eine flache Ausführung der seitlichen Rillen oder der Einschnitte
verwendet. Die obenerwähnte flache Ausführung der Rillen oder Einschnitte verursachte jedoch eine
schlechte Wasserableitung und ein schlechtes Aussehen in dem Endstadium der Verwendung des Reifens.
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Ein Reifen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus JP-A-01-132406 bekannt.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, die obenerwähnten Nachteile des Standes der Technik zu
beseitigen, und einen Luftreifen zu verwirklichen, der die ungleichmäßige Abnutzung beschränkt, ohne die
Wasserableitung und das Aussehen in dem Endstadium der Verwendung des Reifens zu verschlechtern.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Luftreifen verwirklicht, mit einer Lauffläche, die mit
mindestens einer Umfangsrille versehen ist, die sich im wesentlichen parallel zu der Umfangsrichtung des
Reifens erstreckt, und geneigten Rillen, die in der Umfangsrichtung des Reifens in Abständen angeordnet
sind, wobei die geneigten Rillen unter einem Winkel bezüglich der Umfangsrille und der axialen Richtung
geneigt sind, und Blöcken, die durch die Umfangsrille und die geneigten Rillen gebildet werden und in der
Umfangsrichtung des Reifens in Abständen angeordnet sind, wobei die Blöcke auf beiden Seiten
spitzwinklige Ecken und stumpfwinklige Ecken haben, die während der Reifendrehung bei dem Block den
Boden früher und später berühren und die durch die Umfangsrille oder durch einen Laufflächenrand und die
jeweiligen geneigten Rillen gebildet werden,
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wobei ein Einschnitt nahe bei der spitzwinkligen Ecke gebildet ist, der während der Reifendrehung
bei dem Block den Boden später berührt, wobei der Einschnitt eine Öffnung bei der Umfangsrille oder bei
dem Laufflächenrand hat, und der Einschnitt sich von der Öffnung zu der Innenseite des Blocks hin im
wesentlichen parallel zu der geneigten Rille erstreckt und in dem Block endet,
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dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfseinschnitt, der eine geringere Tiefe als der Einschnitt hat,
nahe bei der stumpfwinkligen Ecke, die während der Reifendrehung bei dem Block den Boden später
berührt, gebildet ist, und mit dem Einschnitt verbunden ist, wobei sich der Hilfseinschnitt im wesentlichen
parallel zu der geneigten Rille erstreckt und bis zu dem jeweiligen entgegengesetzten Blockrand reicht.
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Hier bedeutet der Laufflächenrand den Rand der Bodenkontaktfläche der Lauffläche in der
Breitenrichtung.
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Um weiterhin das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, ist es wichtig, daß ein
Hilfseinschnitt, der eine geringere Tiefe als der Einschnitt hat, gebildet wird, und mit dem Einschnitt
verbunden wird, und daß sich der Hilfseinschnitt im wesentlichen parallel zu der geneigten Rille erstreckt
und den entgegengesetzten Blockrand erreicht. Das heißt, der Hilfseinschnitt ist offen zu einer weiteren
Umfangsrille hin, oder zu einem Laufflächenrand hin, der auf der entgegengesetzten Seite der Umfangsrille,
zu der hin der Einschnitt offen ist, gelegen ist.
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Weiterhin beträgt die Länge des Einschnitts vorzugsweise 30-70% der Entfernung von der
Öffnung an dem entgegengesetzten Blockrand bis zu dem terminalen Ende des Einschnitts.
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Außerdem ist der Einschnitt vorzugsweise um 2 mm oder mehr, und um nicht mehr als 30% der
Umfangslänge des Blocks von der nächsten geneigten Rille entfernt ist, wenn in einer zu der nächsten
geneigten Rille senkrechten Richtung gemessen wird.
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Weiterhin beträgt die Tiefe des Hilfseinschnitts vorzugsweise 20-70% der Tiefe des Einschnitts.
Die Erfindung wird nun nur mittels eines Beispiels weiter beschrieben; wobei auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen wird, die Folgendes darstellen:
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Die Fig. 1 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs eines Laufflächenmusters einer
Ausführungsform eines nicht erfindungsgemäßen Reifens.
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Die Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs eines Laufflächenmusters einer ersten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reifens.
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Die Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs eines Laufflächenmusters einer zweiten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reifens.
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Die Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs eines Laufflächemnusters eines ersten
Vergleichsbeispiels eines Reifens.
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Die Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs eines Laufflächemnusters eines zweiten
Vergleichsbeispiels eines Reifens.
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In jeder der Fig. 1 bis 5 gibt die Zeichnung (a) einen Block B wieder, bei dem der
Laufflächenrand TE, wie angegeben, auf der linken Seite gelegen ist, und die Zeichnung (b) gibt einen
Block B wieder, bei dem der Laufflächenrand, wie angegeben, auf der rechten Seite gelegen ist. Der
Kennbuchstabe R gibt die Drehrichtung des Reifens an, während die Kennziffern 4 bzw. 3 das
Eindrückende bzw. das Abhebeende des Blocks angeben, wenn der Block bei der Reifendrehung den Boden
berührt. Die Kennbuchstaben KC und KE geben spitzwinklige Ecken des Blocks an dem Abhebeende an,
wo ungleichmäßige Abnutzung auftritt KC gibt die Abnutzung bei einer Umfangsrille in jeder der
Zeichnungen (a) an, und KE gibt die Abnutzung bei einem Laufflächenrand bei jeder der Zeichnungen (b)
an.
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In den Fig. 1(a) und 1(b), die eine Ausführungsform eines nicht erfindungsgemäßen Reifens
veranschaulichen, gehen die Einschnitte 1 von der Laufflächenrand-Seite bzw. der Umfangsrillen-Seite des
Blocks aus, und sie enden in dem Block, wie gezeigt ist.
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In den Fig. 2(a) und 2(b), die eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reifens
veranschaulichen, sind die Einschnitte 1 auf eine ähnliche Weise wie die Einschnitte in der Fig. 1
vorgesehen, und zusätzlich sind Hilfseinschnitte 2 gebildet, die eine geringere Tiefe als die Einschnitte 1
haben, und die mit den Einschnitten 1 verbunden sind und sich bis zu dem jeweiligen entgegengesetzten
Blockrand erstrecken.
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In den Fig. 3(a) und 3(b), die eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reifens
veranschaulichen, sind Einschnitte 1 und Hilfseinschnitte 2 auf eine ähnliche Weise wie in der Fig. 2
vorgesehen, wobei jedoch in der Fig. 3, wie gezeigt, Paare aus Einschnitten 1 und Paare aus
Hilfseinschnitten 2 vorgesehen sind,
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In den Fig. 4(a) und 4(b), die einen Reifen eines ersten Vergleichsbeispiels veranschaulichen,
sind keine Einschnitte in den Blöcken B vorgesehen.
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In den Fig. 5(a) und 5(b), die einen Reifen eines zweiten Vergleichsbeispiels veranschaulichen,
sind, wie gezeigt, Einschnitte 1 in jedem Block B vorgesehen, aber in diesem Fall erstrecken sich die
jeweiligen Einschnitte kontinuierlich von dem Laufflächenrand über die ganze Länge des Blocks bis zu der
Umfangsrille.
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In jeder der Fig. 1 bis 3 ist sowohl ein zu der Umfangsrille hin offener Einschnitt, als auch ein
zu dem Laufflächenrand hin offener Einschnitt in dem Block wiedergegeben; es können jedoch nur
Einschnitte gebildet werden, die zu der Umfangsrille hin offen sind, oder es können nur Einschnitte gebildet
werden, die zu dem Laufflächenrand hin offen sind.
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Bei dem Laufflächenmuster vom Blocktyp tritt an dem Abhebeende des Blocks ungleichmäßige
Abnutzung auf. Dieses "Abhebeende des Blocks" bedeutet ein Blockende, das bei der Reifendrehung den
Boden später berührt als die anderen Blockenden des Blocks, wenn ein Block unter vielen Blöcken
betrachtet wird, die durch Umfangsrillen und geneigte Rillen gebildet sind, und in Abständen in der
Umfangsrichtung angeordnet sind. Diese ungleichmäßige Abnutzung tritt besonders an dem Abhebeende
KC, KE nahe bei der Blockecke auf, wo, wie in der Fig. 4 gezeigt ist, die Umfangsrille oder der
Laufflächenrand die geneigte Rille unter einem spitzen Winkel kreuzt.
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Durch Beobachtung der Bewegung des Blocks im Detail gewann der Erfinder der vorliegenden
Erfindung die folgenden Erkenntnisse:
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1) Da die Umfangsrille oder der Laufflächenrand die geneigte Rille unter einem spitzen Winkel
kreuzt, hat das Abhebeende KC, KE eine niedrige Steifigkeit, und es erfährt eine große Umformung.
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2) Wenn der Block die Bodenkontaktfläche verläßt, verläßt das Abhebeende KC, KE die
Bodenkontaktfläche zuletzt. Das Abhebeende hat außerdem die niedrigste Steifigkeit bei dem Block. Daher
ist der Umformungsunterschied zwischen dem Bereich KC, KE und dem übrigen Bereich, der den Boden
verlassen hat, so groß, daß dieser Bereich einer Spannung unterworfen wird. Folglich wird das Abhebeende
KC, KE beträchtlich verdreht und bewegt, und als Folge davon nimmt das Abnutzungsvolumen dieses
Bereichs wesentlich zu.
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3) Wenn außerdem eine Seitenkraft einwirkt, nimmt die Verdrehung bei dem Bereich KC, KE
weiter zu, so daß die ungleichmäßige Abnutzung beschleunigt wird.
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4) In dem in der Fig. 5 wiedergegebenen Fall, wo nahe bei diesem Bereich KC, KE ein Einschnitt
parallel zu der geneigten Rille gebildet ist, bewegt sich der Bereich KC, KE so, daß er von dem Block
getrennt wird, und die Spannung, die durch den übrigen Bereich, der die Bodenkontaktfläche verlassen hat,
verursacht wird, kann unterbrochen werden. Weiterhin wird die Kompressionssteifigkeit verringert und der
Bodenkontaktdruck vermindert. Als Folge davon wird die Abnutzung gering. Wenn jedoch, wie in der
Fig. 5, der Einschnitt nicht in dem Block endet und zu der Umfangsrille oder dem Laufflächenrand hin
offen ist, wird die Steifigkeit des Blocks als Ganzes zu klein und der Block ist leicht zu bewegen, und daher
wird die Lenkstabilität verschlechtert.
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5) Wenn der Einschnitt, und auch ein Hilfseinschnitt, gemäß der vorliegenden Erfindung, und so,
wie in jeder der Fig. 2 und 3 gezeigt ist, gebildet wird, bewegt sich der Bereich KC, KE so, daß er von
dem Block getrennt wird, und als Folge davon kann die Abnutzung in dem Bereich KC, KE verringert
werden, ohne die Steifigkeit als Ganzes zu vermindern.
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Die Länge des Einschnitts beträgt vorzugsweise 30-70% der Entfernung von der Öffnung an dem
entgegengesetzten Blockrand bis zu dem terminalen Ende des Einschnitts. Wenn nämlich die Länge des
Einschnitts kleiner als 30% ist, ist der Effekt der Trennung des Bereichs KC, KE von dem Block klein, und
die Abnutzung kann nicht genügend verringert werden, und wenn die Länge des Einschnitts größer als 70%
ist, wird die Steifigkeit des ganzen Blocks niedrig, und die Lenkstabilität wird verschlechtert.
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Der Einschnitt wird vorzugsweise um 2 mm oder mehr, und um nicht mehr als 30% der
Umfangslänge des Blocks, gemessen in einer zu der nächsten geneigten Rille senkrechten Richtung, von
der nächsten geneigten Rille entfernt angeordnet. Wenn nämlich die Entfernung kleiner als 2 mm ist, ist die
Steifigkeit des Blockrandbereichs verringert, und wenn die Entfernung größer als 30% ist, ist die Steifigkeit
zu hoch, und in beiden Fällen ist der durch den Einschnitt bewirkte Effekt vielleicht nicht ausreichend.
Weiterhin beträgt de Tiefe des Hilfseinschnitts vorzugsweise 20-70% der Tiefe des Einschnitts.
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Wenn nämlich die Tiefe des Hilfseinschnitts kleiner als 20% der Tiefe des Einschnitts ist, kann der
Hilfseinschnitt in einem relativ frühen Verwendungsstadium verschwinden, und wenn die Tiefe des
Hilfseinschnitts größer als 70% der Tiefe des Einschnitts ist, wird die Steifigkeit als Ganzes klein, und die
Lenkstabilität wird verschlechtert.
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Bei dieser Erfindung können ein weiterer Einschnitt und ein weiterer Hilfseinschnitt nahe bei der
spitzwinkligen Ecke des Eindrückendes, das den Boden früher berührt, hinzugefügt werden.
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Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, bei denen Reifen der
Reifengröße 185/70R14 verwendet werden. Die Reifen der vorliegenden Erfindung und der
Vergleichsbeispiele sind nahe bei dem Laufflächenrandbereich in der Umfangsrichtung der Reifen mit einer
großen Anzahl von Blöcken versehen, die eine Form haben, wie sie in den Fig. 1 bis 5 wiedergegeben
ist. Die geneigten Rillen, die die Blöcke teilweise definieren, erstrecken sich unter einem Winkel von 30º
bezüglich der Umfangsrichtung. Die Tiefe von jeder der geneigten Rillen und Umfangsrillen beträgt 8 mm.
Die Umfangslänge der Blöcke beträgt ungefähr 31 mm, und die Länge der Blöcke in der Breitenrichtung
beträgt 36 mm. Da die nahe bei dem Laufflächenrandbereich gelegenen Blöcke eine stärkere Abnutzung
(ungleichmäßige Abnutzung) als die in dem Mittelbereich des Reifens gelegenen Blöcke erfahren, und
wesentlich zu der Lenkstabilität beitragen, wurden Tests bezüglich der in dem Laufflächenrandbereich
gelegenen Blöcke ausgeführt.
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Die Fig. 4 gibt einen Block des Vergleichsbeispiels 1 wieder, der keine Einschnitte aufweist. Die
Fig. 5 gibt einen Block des Vergleichsbeispiels 2 wieder, der mit Einschnitten 1 versehen ist, die eine
Breite von 0,7 mm und eine Tiefe von 6 mm haben, und sich parallel zu einer geneigten Rille von dem
Laufflächenrand kontinuierlich bis zu einer Umfangsrille erstrecken. Die Spezifikation der Einschnitte der
Beispiele 1-20 und der Vergleichsbeispiele ist in der nachstehenden Tabelle 1 wiedergegeben. Um den
Effekt der vorliegenden Erfindung zu prüfen, wurden aufgrund der Reifen der Beispiele und der
Vergleichsreifen zweiundzwanzig Testreifen hergestellt, und es wurden Vergleichstests bezüglich der
ungleichmäßigen Abnutzung und der Lenkbarkeit ausgeführt. Die Reifen der Beispiele und des
Vergleichsbeispiels 2 haben die gleiche Bauweise wie der Reifen des Vergleichsbeispiels 1, wobei sie
jedoch Einschnitte haben; wie in der Tabelle 1 angegeben ist.
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Bei dem Test bezüglich der ungleichmäßigen Abnutzung wurde jeder Reifen auf einer Felge der
Größe 5¹/&sub2;J angebracht und auf einen Druck von 1,9 kp/cm² aufgeblasen, und der Test wurde mittels einer
Flachriemenabnutzungs-Testmaschine mit einer darauf angebrachten Tuchfeile ausgeführt. Der Reifen
wurde unter den folgenden Bedingungen laufen gelassen: Raumtemperatur: 30ºC; Last: 450 kp;
Rutschwinkel: 0,4º; Bremskraft: 45 kp; Geschwindigkeit: 50 km/h; und zurückgelegte Strecke: 200 km. Der
Stufenabstand der Abnutzung, der als der senkrechte Abstand zwischen einer abgenutzten Oberfläche an
dem Blockende KC, KE und der Oberfläche des übrigen Bereichs des Blocks definiert ist, wurde unter
Verwendung des Vergleichsbeispiels I mit dem Indexwert 100 als Kontrolle beurteilt. Die erhaltenen
Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 wiedergegeben. Je kleiner der Wert ist, desto besser ist das
Ergebnis.
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Bei dem Lenkbarkeitstest wurde jeder Reifen auf einer Felge der Größe 5¹/&sub2;J angebracht und auf
einen Druck von 1,9 kp/cm² aufgeblasen, und das Kurvenfahrvermögen (KV) wurde mittels einer
Flachriemen-Testmaschine bei einer Last von 50 kp gemessen. Das Kurvenfahrvermögen bedeutet hier die
Kurvenfahrkraft pro Rutschwinkel von 1º. Bei diesem Test wird der mittlere Wert des
Kurvenfahrvermögens angegeben, wenn der Rutschwinkel von 0º bis 7º variiert, unter Verwendung des
Vergleichsbeispiels 1 mit dem Indexwert 100 als Kontrolle. Die erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls in der
Tabelle 1 wiedergegeben. Je größer der Wert ist, desto größer ist das Kurvenfahrvermögen, und desto
besser ist die Lenkbarkeit.
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* Das Beispiel 18 ist jedoch kein Beispiel der Erfindung.
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1. Die Einschnittlänge ist durch den Prozentsatz bezüglich der Entfernung von der Öffnung an dem
entgegengesetzten Rand bis zu dem terminalen Ende des Einschnitts angegeben.
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2. Die Einschnittiefe ist durch den Prozentsatz bezüglich der Tiefe der Umfangsrille angegeben.
3. Die Einschnittposition ist durch die Entfernung von der benachbarten geneigten Rille in der zu der
Rille senkrechten Richtung angegeben.
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4. Die Hilfseinschnittiefe ist durch den Prozentsatz bezüglich der Einschnittiefe wiedergegeben.
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Wie oben angegeben wurde, verbessern die erfindungsgemäßen Reifen die ungleichmäßige
Abnutzung im Vergleich zu dem Reifen des Vergleichsbeispiels 1. Außerdem ist das Kurvenfahrvermögen
im Vergleich zu dem Reifen des Vergleichsbeispiels 2 verbessert, und es ist besser, wenn der Wert des
Kurvenfahrvermögens (KV) nicht kleiner als ungefähr 85% des Wertes des Vergleichsbeispiels 1 ist.
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Obwohl die Erfindung oben unter spezieller Bezugnahme auf die an einen Laufflächenrand TE
angrenzenden Blöcke B beschrieben wurde, gilt als vereinbart, daß die Erfindung in gleicher Weise bei
Blöcken anwendbar ist, die nicht an den Laufflächenrand angrenzen, sondern statt dessen zwischen zwei
Umfangsrillen definiert sind.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird folglich ein Luftreifen verwirklicht, der die
ungleichmäßige Abnutzung in dem Schulterbereich beschränkt, ohne die Lenkbarkeit zu verschlechtern.