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CN111591090B - 充气轮胎 - Google Patents

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CN111591090B CN201911320426.4A CN201911320426A CN111591090B CN 111591090 B CN111591090 B CN 111591090B CN 201911320426 A CN201911320426 A CN 201911320426A CN 111591090 B CN111591090 B CN 111591090B
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Abstract

一种充气轮胎。本发明涉及一种充气轮胎。提供一种在冻结路面上的行驶性能良好的充气轮胎。一种充气轮胎，在胎面部形成有多个浅槽(40)和多个凹部(32)，多个浅槽(40)平行延长，其特征在于，对于多个浅槽(40)，使与浅槽(40)的延长方向正交的方向的胎面部的剖面形状为锯齿状，相当于所述锯齿状的顶点的部分形成为边缘(44)，在两个边缘(44)之间形成有凹部(32)。

Description

充气轮胎
本申请以日本专利申请2019-28594(申请日：2019年2月20日)为基础，并基于日本专利申请2019-28594享有优先权。本申请包含日本专利申请2019-28594的全部内容。
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎。
背景技术
如专利文献1～3所记载那样，已知有一种充气轮胎，其在胎面部上形成有多个浅槽，而且，从轮胎径向观察形成有圆形的多个凹部。在这样的充气轮胎中，由于浅槽及凹部去除冻结路面与胎面部之间的水膜，因此提高充气轮胎的冰上制动性能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2016-107726号公报
专利文献2：日本专利公开2016-107727号公报
专利文献3：日本专利公开2016-107728号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
但是，期望进一步提高在冻结路面上的行驶性能，但不希望变更在胎面部形成有这样的浅槽及凹部的特征。
因此，本发明的技术问题在于，提供一种保持形成有浅槽及凹部的胎面部的结构、并且进一步提高在冻结路面上的行驶性能的充气轮胎。
(二)技术方案
实施方式的充气轮胎在胎面部形成有多个浅槽和多个凹部，多个所述浅槽平行延长，其特征在于，对于多个所述浅槽，使与所述浅槽的延长方向正交的方向的所述胎面部的剖面形状为锯齿状，相当于所述锯齿状的顶点的部分形成为边缘，在两个所述边缘之间形成有所述凹部。
(三)有益效果
在上述的充气轮胎中，通过浅槽的边缘、以及形成于两个边缘之间的凹部发挥边缘效应，因此在冻结路面上的行驶性进一步提高。
附图说明
图1是实施方式的充气轮胎的胎面花纹。在该图中，省略凹部、浅槽以及刀槽花纹。
图2是从轮胎径向外侧观察实施方式的一个中央胎块的图。
图3是沿图2的A-A线截取的剖视图。是不存在凹部的位置上的中央胎块的轮胎宽度方向的剖视图。
图4是沿图2的B-B线截取的剖视图。是凹部的位置上的中央胎块的轮胎宽度方向的剖视图。
图5是沿图2的C-C线截取的剖视图。是凹部的位置上的中央胎块的轮胎周向的剖视图。
图6是图4的D部的放大图。
图7A是从轮胎径向外侧观察沿轮胎宽度方向Y延伸的直线状的刀槽花纹的图。不过对浅槽省略图示。
图7B是从轮胎径向外侧观察一个曲线状的刀槽花纹的图。不过对浅槽省略图示。
图7C是从轮胎径向外侧观察由波纹状的部分和直线状的部分构成的刀槽花纹的图。不过对浅槽省略图示。
图7D是从轮胎径向外侧观察一个端部在中央胎块内封闭的刀槽花纹的图。不过对浅槽省略图示。
图8是表示浅槽与刀槽花纹相交的角度的变更例的图。是从轮胎径向外侧观察中央胎块的图。
图9A是从轮胎径向外侧观察比较例1的充气轮胎中的一个胎块的图。
图9B是从轮胎径向外侧观察比较例2的充气轮胎中的一个胎块的图。
具体实施方式
基于附图对实施方式的充气轮胎进行说明。此外，在没有特别说明的情况下，以下说明中的充气轮胎的特征是指装配于正规轮辋且填充有正规内压的充气轮胎在无负载状态下的特征。在此，正规轮辋是JATMA标准中的“标准轮辋”、TRA标准中的“Design Rim(设计轮辋)”或者ETRTO标准中的“Measuring Rim(测量轮辋)”。另外，正规内压是JATMA标准中的“最大气压”、TRA标准中的“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES(不同冷充气压力下的轮胎负载限值)”的“最大值”或者ETRTO标准中的“INFLATIONPRESSURE(充气压力)”。但是，在充气轮胎用于乘用车的情况下，正规内压是180kPa。
另外，后述的正规载荷是JATMA标准中的“最大负载能力"、TRA标准中的”TIRELOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES(不同冷充气压力下的轮胎负载限值)“中的最大值或者ETRTO标准中的“LOAD CAPACITY(负载能力)”。但是，在充气轮胎用于乘用车的情况下，正规载荷是内压为180kPa的对应载荷的85％。
实施方式的充气轮胎除了胎面部的结构之外具有与一般的子午线轮胎相同的结构。如果例示实施方式的充气轮胎的大致结构，则如下所述。
首先，在轮胎宽度方向两侧设置有胎圈部。胎圈部由胎圈芯和橡胶制的胎边芯构成，其中，该胎圈芯由卷绕成圆形的钢丝构成，该胎边芯设置于胎圈芯的径向外侧。在轮胎宽度方向两侧的胎圈部上架设有胎体帘布层。胎体帘布层是沿着与轮胎周向正交的方向排列的多个帘布层帘线被橡胶覆盖的片状部件。胎体帘布层通过在轮胎宽度方向两侧的胎圈部之间形成充气轮胎的骨架形状，并且在胎圈部的周围从轮胎宽度方向内侧向外侧折回，从而覆盖胎圈部。在胎体帘布层的内侧粘贴有由空气透气性低的橡胶构成的片状的内衬。
在胎体帘布层的轮胎径向外侧设置有一层或者多层带束层，在带束层的轮胎径向外侧设置有带束增强层。带束层是钢制的多个帘线由橡胶覆盖而成的部件。带束增强层是有机纤维制的多个帘线由橡胶覆盖而成的部件。在带束增强层的轮胎径向外侧设置有具有接地面的胎面部。另外，在胎体帘布层的轮胎宽度方向两侧设置有胎侧部。除了这些部件之外，根据轮胎的功能上的需要，而设置有带束层下衬垫、胎圈包布等部件。
接着对胎面部进行说明。在胎面部上形成有由多个陆部及多个槽构成的胎面图案。胎面图案的详细没有限定，例如是图1所示那样的胎面图案。在图1的胎面图案中，设置有沿轮胎周向(在附图中用箭头X表示的方向)延伸的四根主槽10、和向轮胎宽度方向(在附图中用箭头Y表示的方向)延伸的多个横槽12。而且，形成有由主槽10及横槽12分割的多个陆部。
作为图1的实施方式中的陆部，形成有被接近轮胎中心线CL的两根主槽10夹持的多个中央胎块20、在轮胎宽度方向Y的两侧被接近轮胎接地端E的主槽10和轮胎接地端E夹持的多个胎肩胎块22、以及中央胎块20与胎肩胎块22之间的多个居间胎块24。任意的胎块都沿着轮胎周向X排列而形成胎块列。
此外，主槽可以不是如图1的主槽10那样沿轮胎周向X呈直线状延伸的结构，也可以是例如一边折曲一边向轮胎周向X延伸的锯齿状的结构、一边弯曲一边向轮胎周向X延伸的波纹状的结构、相对于轮胎周向X倾斜地延伸的结构。另外，陆部也可以是被沿着轮胎周向X延伸的主槽分割但未被横槽分割的、沿着轮胎周向X延伸的肋。
下面，关于陆部的结构，以中央胎块20为例进行说明。如图2～图5所示，在中央胎块20上设置有呈直线状延伸的多个浅槽40。这些浅槽40被称为第一边缘等。这些浅槽40向相同方向延长并平行。在本实施方式中，这些浅槽40沿轮胎周向X延长。如图3所示，浅槽40是形成倾斜面42的槽，该倾斜面42相对于没有浅槽40的情况下的接地面倾斜。由于多个浅槽40沿着与浅槽40的延长方向(即轮胎周向X)正交的方向(即轮胎宽度方向Y)排列，因此如图3及图4所示，沿轮胎宽度方向Y连续形成多个倾斜面42。因此，如图3及图4所示，这些浅槽40使中央胎块20的轮胎宽度方向Y的剖面形状成为锯齿状。该锯齿状的顶点为沿轮胎周向X延伸的边缘44。
浅槽40的深度(即，从浅槽40的底部到边缘44的轮胎径向的高度)H1(参照图6)是例如0.1mm以上0.4mm以下。另外，浅槽40的间隔(与后述的两个边缘44之间的距离V1(参照图6)相同)是例如2.0mm以上4.0mm以下。
另外，如图2所示，在中央胎块20上设置有沿轮胎宽度方向Y延伸的刀槽花纹30。刀槽花纹30是指宽度较窄的槽，更准确而言，是指在装配于正规轮辋且填充有正规内压的充气轮胎接地、并使其负载正规载荷时，朝向接地面的开口部关闭的槽。图2所示的刀槽花纹30沿轮胎宽度方向Y延伸，但刀槽花纹的延伸方向不限于此，例如可以是相对于轮胎周向X及轮胎宽度方向Y倾斜的方向。刀槽花纹30的深度没有限定，一般而言比主槽10的深度浅。在一个中央胎块20上设置有多个(在图2的情况下是四个)刀槽花纹30。
图2中的刀槽花纹30从轮胎径向外侧观察为波纹状。但是，刀槽花纹的形状不限定于此。可以取代波纹状的刀槽花纹30，而设置为例如图7A所示的直线状的刀槽花纹30a、图7B所示的一个曲线状的刀槽花纹30b、或者图7C所示的由波纹状的部分和直线状的部分构成的刀槽花纹30c。
另外，图2中的刀槽花纹30的两端部到达中央胎块20的宽度方向两端部并向主槽10开口。但是，如图7D所示的刀槽花纹30d那样，至少一个端部可以在中央胎块20内封闭且不向主槽10开口。
此外，在图2中，浅槽40与刀槽花纹30相交成直角。但是，浅槽40与刀槽花纹30可以以直角以外的角度相交。例如，在图8中，相对于浅槽40沿轮胎周向X延伸而言，刀槽花纹30沿相对于轮胎宽度方向Y倾斜的方向延伸，因此浅槽40与刀槽花纹30以直角以外的角度相交。
而且，如图2等所示，在中央胎块20上设置有多个凹部32。本实施方式中的凹部32从轮胎径向观察是圆形(即朝向接地面的开口端34是圆形)。这种情况下的凹部32的直径是例如1.6mm以上3.5mm以下。但是，凹部朝向接地面的开口端的形状不限于此，可以是例如四边形、五边形、六边形等多边形。优选地，凹部32在保持开口端34(参照图4及图6)的形状的状态下沿轮胎径向延伸。但是，凹部32在开口端34可以比其下的部分(凹部32的内部)宽。
凹部32的深度H2(参照图6)是例如0.05mm以上0.5mm以下。此外，凹部32的深度H2是凹部32的最深的位置处的深度。浅槽40的深度H1优选比凹部32的深度H2深。
如图2、图4及图6所示，各个凹部32形成于两根浅槽40所形成的两个边缘44之间。即，凹部32形成于倾斜面42。边缘44不与凹部32重叠或相接而分离。如图6所示，当将凹部32的两侧的边缘44之间的距离设定为V1，将凹部32与一侧的边缘44之间的距离设定为V2，将凹部32与另一侧的边缘44之间的距离设定为V3时，V2/V1及V3/V1分别为0.1以上0.3以下。
在此，凹部32的两侧的边缘44之间的距离V1如图2中双点划线所示那样，是通过凹部32的中心并且用最短距离连结凹部32的两侧的边缘44的直线L0的长度。另外，凹部32与边缘44之间的距离V2、V3是上述的直线L0上的、凹部32与边缘44之间的距离。
凹部32的开口端34的大小、两个边缘44之间的凹部32的配置位置如上述所述，设定为V2/V1及V3/V1分别为0.1以上0.3以下。
另外，如图2及图5所示，各个凹部32形成于相邻的两个刀槽花纹30之间。刀槽花纹30不与凹部32重叠或相接而分离。此外，如图2及图5所示，在中央胎块20的轮胎周向X的端部与刀槽花纹30之间也可以设置有凹部32。
在本实施方式中，当将凹部32的两侧的刀槽花纹之间的距离设定为W1，将凹部32与一侧的刀槽花纹之间的距离设定为W2，将凹部32与另一侧的刀槽花纹之间的距离设定为W3时，W2/W1及W3/W1分别为0.1以上0.3以下。
在此，在刀槽花纹是波纹状的情况下，如图2所示，凹部32的两侧的刀槽花纹之间的距离W1是如下直线L1的长度，即，确定连结该波纹状的振幅上的接近凹部32的顶点的假想直线M，直线L1为通过凹部32的中心并且用最短距离连结凹部32的两侧的假想直线M的直线。另外，在刀槽花纹是直线状或者一个曲线状的情况下，如图7A所示，凹部32的两侧的刀槽花纹之间的距离W1是通过凹部32的中心并且用最短距离连结凹部32的两侧的刀槽花纹的直线L2的长度。
另外，在刀槽花纹是波纹状的情况下，如图2所示，凹部32与一侧的刀槽花纹之间的距离W2是上述的直线L1上的、凹部32与一侧的刀槽花纹中的假想直线M之间的距离。另外，在刀槽花纹是直线状或者一个曲线状的情况下，如图7A所示，凹部32与一侧的刀槽花纹之间的距离W2是上述的直线L2上的、凹部32与一侧的刀槽花纹之间的距离。
另外，在刀槽花纹是波纹状的情况下，如图2所示，凹部32与另一侧的刀槽花纹之间的距离W3是上述的直线L1上的、凹部32与另一侧的刀槽花纹中的假想直线M之间的距离。另外，在刀槽花纹是直线状或者一个曲线状的情况下，如图7A所示，凹部32与另一侧的刀槽花纹之间的距离W3是上述的直线L2上的、凹部32与另一侧的刀槽花纹之间的距离。
凹部32的开口端34的大小、两个刀槽花纹30之间的凹部32的配置位置如上述所述，设置为W2/W1及W3/W1分别为0.1以上0.3以下。
在本实施方式中，将被相邻的两个刀槽花纹30夹持的部分设定为陆部片36。如图7D所示刀槽花纹30d那样，在至少一侧的端部在中央胎块20内封闭的情况下，从该封闭位置到中央胎块20的端部限定向与刀槽花纹30d的延长方向相同的方向延伸的延长线N，并限定由刀槽花纹30d和延长线N构成的假想线P。而且，将被相邻的两个假想线P夹持的部分设定为陆部片36。
设置于一个陆部片36的凹部32的数量没有限定。但是，相对于一个陆部片36的接地面积的、设置于该陆部片36的所有凹部32的开口面积的合计的比例优选是10％以上40％以下。此外，在陆部片36的接地面积中不包含凹部32的开口面积。另外，接地面积是指，当装配于正规轮辋且填充有正规内压的充气轮胎与平面接地，且使其负荷正规载荷时的接地面积。
以上，以中央胎块20为例进行了说明，但具有与浅槽40、凹部32等相关的以上的特征的胎块不限于中央胎块20。中央胎块20、胎肩胎块22、以及居间胎块24中的至少任意一个具有与浅槽40、凹部32等相关的以上特征即可。
即，可以是中央胎块20、胎肩胎块22、以及居间胎块24中的仅任意一个具有与浅槽40、凹部32等相关的以上特征，也可以是中央胎块20、胎肩胎块22、以及居间胎块24的全部具有与浅槽40、凹部32等相关的以上特征。
另外，可以是中央胎块20、胎肩胎块22、以及居间胎块24中的任意两个具有与浅槽40、凹部32等相关的以上特征。即，能够存在仅中央胎块20及胎肩胎块22具有以上特征的情况，仅中央胎块20及居间胎块24具有以上特征的情况，仅胎肩胎块22及居间胎块24具有以上特征的情况。
本实施方式的充气轮胎能够用与一般的子午线轮胎相同的方法制造，但在硫化成型时，用于形成上述凹部32的凸部需要设置于用于硫化成型的模具的内表面。该凸部可以是用于使模具内部的空气向外部逸出的弹簧通气阀的模具内侧的部分突出于模具内部的部分。
另外，浅槽40可以通过削刮硫化成型后的充气轮胎的表面而形成，也可以通过用设置有用于形成浅槽40的多个凸条的模具进行硫化成型来形成。
下面，对本实施方式的效果进行说明。在本实施方式的充气轮胎中，通过多个浅槽40平行排列，使得与浅槽40的延长方向正交的方向的胎面部的剖面形状为锯齿状，相当于该锯齿状的顶点的部分形成为边缘44。由于该边缘44所产生的边缘效应，本实施方式的充气轮胎在冻结路面上的行驶性能优异。
而且，在本实施方式的充气轮胎中，由于在胎面部也形成有凹部32，因此也增加了凹部32所产生的边缘效应。在此，凹部32在两根边缘44之间形成，不与边缘44重叠或相接。因此，凹部32不会破坏浅槽40的边缘44所产生的边缘效应，且发挥新的边缘效应。由此，在本实施方式的充气轮胎中，与现有的充气轮胎相比，在冻结路面上的行驶性能进一步提高。
在此，如上所述，只要V2/V1及V3/V1是0.1以上0.3以下，则浅槽40及凹部32所产生的边缘效应提高，因此在冻结路面上的行驶性能进一步提高。具体而言，由于V2/V1及V3/V1分别在0.1以上，浅槽40与凹部32之间的橡胶的部分具有足够的厚度，该部分能够发挥较大的弹性力，因此边缘效应提高，且在冻结路面上的行驶性能进一步提高。另外，由于V2/V1及V3/V1分别在0.3以下，浅槽40与凹部32之间的橡胶的部分不会过厚而能够变形，该部分能够发挥较大的弹性力，因此边缘效应提高，且在冻结路面上的行驶性能进一步提高。
另外，浅槽40由于边缘44较长而产生较大的边缘效应。因此，由于浅槽40足够深(具体而言，比凹部32深)，从而充气轮胎在冻结路面上的行驶性能进一步提高。
另外，在胎面部上也设置有刀槽花纹30的情况下，也增加了刀槽花纹30所产生的边缘效应，充气轮胎在冻结路面上的行驶性能进一步提高。如果凹部32形成于两根刀槽花纹30之间，且凹部32不与刀槽花纹30重叠或相接，则凹部32不会破坏刀槽花纹30所产生的边缘效应，且发挥新的边缘效应。
在此，如上述所述，只要W2/W1及W3/W1分别是0.1以上且0.3以下，则刀槽花纹30及凹部32所产生的边缘效应提高，因此在冻结路面上的行驶性能进一步提高。具体而言，由于W2/W1及W3/W1分别在0.1以上，刀槽花纹30与凹部32之间的橡胶的部分具有足够的厚度，该部分能够发挥较大的弹性力，因此边缘效应提高，且在冻结路面上的行驶性能进一步提高。另外，由于W2/W1及W3/W1分别在0.3以下，刀槽花纹30与凹部32之间的橡胶的部分不会过厚而能够变形，该部分能够发挥较大的弹性力，因此边缘效应提高，且在冻结路面上的行驶性能进一步提高。
另外，在本实施方式的充气轮胎中，只要相对于一个陆部片36的接地面积的、设置于该陆部片36的所有凹部32的开口面积的合计的比例是10％以上且40％以下，则凹部32所产生的边缘效应进一步提高，因此在冻结路面上的行驶性能进一步提高。具体而言，由于上述的比例在10％以上，刀槽花纹30与凹部32之间的橡胶的部分为能够变形的厚度，除此之外，凹部32的开口端34变大且开口端34的圆周变长，因此凹部32所产生的边缘效应进一步提高，在冻结路面上的行驶性能进一步提高。另外，由于上述的比例在40％以下，而确保了陆部片36的刚性，因此凹部32所产生的边缘效应进一步提高，在冻结路面上的行驶性能进一步提高。
为了确认以上实施方式的效果，而对表1、图2及图9A、B所示的实施例及比较例的充气轮胎在结冰路面上的操纵稳定性能进行了评价。实施例的充气轮胎是图2所示的上述实施方式的充气轮胎。图9A所示的比较例1的充气轮胎在所有的胎块上未设置有凹部32这一点与上述实施方式的充气轮胎不同。另外，图9B所示的比较例2的充气轮胎在凹部32与浅槽40的边缘44重合这一点与上述实施方式的充气轮胎不同。
如下评价了在结冰路面上的操纵稳定性能。首先，驾驶员乘坐装配了各充气轮胎的车辆，在结冰路面上实施了加速、制动、转弯、以及车道变换的行驶。而且，驾驶员对操纵稳定性能进行了感官评价。评价通过将比较例1的结果作为100、指数越大表示操纵稳定性能越优异的指数来进行。
评价结果如表1所述，能够确认实施例的充气轮胎与比较例1及比较例2的充气轮胎相比，在结冰路面上的操纵稳定性能优异。
【表1】
Figure BDA0002326994370000121
以上的实施方式仅是例示，发明的范围不限于此。在不脱离发明的主旨的范围内能够对以上的实施方式进行各种省略、置换、变更。以上的实施方式及其变形包含于权利要求书所记载的发明及与其同等的范围内。

Claims (6)

1.一种充气轮胎，其在胎面部形成有多个浅槽和多个凹部，多个所述浅槽平行延长，其特征在于，
对于多个所述浅槽，使与所述浅槽的延长方向正交的方向的所述胎面部的剖面形状为锯齿状，相当于所述锯齿状的顶点的部分形成为边缘，在所述锯齿状的底部未形成有向下方延伸的刀槽花纹，
两个所述边缘之间呈相对于接地面倾斜的倾斜面，在两个所述边缘之间形成有所述凹部，
所述浅槽比所述凹部深。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，
在胎面部上形成有多个刀槽花纹，在被两个所述刀槽花纹夹持的陆部片上形成有所述凹部，
当将所述凹部的两侧的所述刀槽花纹之间的距离设定为W1，将所述凹部与一侧的所述刀槽花纹之间的距离设定为W2，将所述凹部与另一侧的所述刀槽花纹之间的距离设定为W3时，W2/W1及W3/W1是0.1以上0.3以下。
3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，
当将所述凹部的两侧的所述边缘之间的距离设定为V1，将所述凹部与一侧的所述边缘之间的距离设定为V2，将所述凹部与另一侧的所述边缘之间的距离设定为V3时，V2/V1及V3/V1是0.1以上0.3以下。
4.根据权利要求2所述的充气轮胎，其特征在于，
当将所述凹部的两侧的所述边缘之间的距离设定为V1，将所述凹部与一侧的所述边缘之间的距离设定为V2，将所述凹部与另一侧的所述边缘之间的距离设定为V3时，V2/V1及V3/V1是0.1以上0.3以下。
5.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，
在胎面部上形成有多个刀槽花纹，在被两个所述刀槽花纹夹持的陆部片上形成有所述凹部，
相对于被相邻的两个所述刀槽花纹夹持的部分即陆部片的接地面积的、设置于所述陆部片的所有所述凹部的开口面积的合计的比例是10％以上40％以下。
6.根据权利要求1～5的任意一项所述的充气轮胎，其特征在于，
所述浅槽沿轮胎周向延伸。
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