CN101190645A - 充气轮胎 - Google Patents

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CN101190645A CN200710196065.8A CN200710196065A CN101190645A CN 101190645 A CN101190645 A CN 101190645A CN 200710196065 A CN200710196065 A CN 200710196065A CN 101190645 A CN101190645 A CN 101190645A
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Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种既可抑制胎面部的磨损等的不均匀磨耗，又可提高抗夹石性的充气轮胎。该充气轮胎，在胎面(10)上形成有中央肋部(13)和中间肋部(14)、肩肋(15)，中央肋部(13)和中间肋部(14)被在轮胎周方向上连续延伸的四条直线形的主槽(11、12)隔开，肩肋(15)被位于肩侧的上述主槽(12)和在胎面接地端附近在轮胎周方向上连续延伸的直线形细槽(40)隔开，形成上述肩肋(15)的主槽(12)的肩侧槽壁(12b)和上述细槽(40)的赤道线侧槽壁(40a)的倾斜角度相对于胎面法线(T1、T2)都以5度以下的角度向着扩大上述肋部(15)的基部宽度A的方向倾斜。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明实质上涉及在轮胎周方向上具有连续的多个平坦部的肋部花纹的充气轮胎，尤其是涉及可一面抑制胎面部的磨损(リバ一ウエア)等的不均匀磨耗一面提高抗夹石性的充气轮胎。
背景技术
目前，卡车或公共汽车等所使用的重负荷用子午线轮胎，在胎面部设置有由金属线构成的带层、形成高刚性，且以高内压状态进行使用，并且，在胎面部的轮胎旋转轴方向施加不同的冠半径R，因此，与胎面中央区域相比较，由于两肩区域相对于路面的滑动量大，因此容易在肩侧肋部上产生不均匀磨耗，作为预防措施，在肩侧肋部的胎面接地端部附近设置有沿着轮胎周方向的细槽。并且，为了防止磨损等的肋部端部的不均匀磨耗，提出了在肋部端部的槽侧壁设置多个向宽度方向开口的胎纹沟的方案(例如，专利文献1、2)。
但是，一旦出于提高抗磨损性的目的而加大肋部宽度，则肩侧主槽成为支点，胎冠容易以胎面向轮胎径方向外方弯曲的方式发生R的变化，即使在胎面接地端附近设置上述细槽，有时也不够。
另一方面，为了提高排水性，肋部花纹的轮胎的槽深采用比较深的剖面为V字形的周方向槽，这样，石子容易夹在槽内，并且，每次轮胎与路面接地时暂时被夹住的石子都被压向槽底，成为槽底裂纹等的故障的核心，具有损伤胎面部的问题。
以防止石子夹入该周方向槽为目的，提出了在胎面部的周方向槽的底面上周期性地设置多个周方向长度为5～100mm、间隔为0.5～20mm的窄幅突条或突起部的方案(例如，专利文献3、4)。但是，该方案的轮胎不具有有效地抑制胎面部的不均匀磨耗的方法。
专利文献1：特开平3-208707号公报
专利文献2：特表2002-512575号公报
专利文献3：特开2000-185525号公报
专利文献4：特开2001-55013号公报
考虑到上述夹石，在肋部花纹的主槽中使主槽剖面朝向槽底左右扭转，或者较大地设定槽壁的倾斜角度，但是一旦加大倾斜角度，则虽然抗夹石性有所改善，但肋部棱角线部的接地压增大，产生磨损等局部的不均匀磨耗，如果缩小倾斜角度，则形成相反的情况，很难两全其美。
本发明鉴于上述问题，目的是提供既可抑制胎面部的磨损等的不均匀磨耗又提高抗夹石性的充气轮胎。
发明内容
本发明的充气轮胎在胎面上形成有多个肋部和肩肋，所述多个肋部被在轮胎周方向上连续延伸的多个直线形的主槽隔开；所述肩肋被位于肩侧的所述主槽、和在胎面接地端附近在轮胎周方向上连续延伸的直线形细槽隔开，其特征在于，形成所述肩肋的主槽的肩侧槽壁和所述细槽的轮胎赤道线侧槽壁的倾斜角度，相对于胎面法线都以5度以下的角度朝向扩大所述肋部的基部宽度的方向倾斜。
在上述充气轮胎中，形成所述肩肋的主槽设置有在该槽底的中央部***的***部，同时，在该主槽的至少一方的槽壁上，朝向轮胎宽度方向开口的宽度为0.5～1.0mm的胎纹沟以3～6mm的间隔设置在轮胎周方向，所述胎纹沟从该槽壁朝向肋部内的开口长度最好为所述胎纹沟的设置间隔的0.7～1.4倍，且该胎纹沟底部以位于所述***部顶部的轮胎径方向内方的方式开口。
此外，在上述充气轮胎中，上述***部可沿着轮胎周方向连续地***，并且，上述***部的***高度最好是该槽深度的0.4～0.7倍。
并且，轮胎胎面上的上述胎纹沟的封闭端部的曲率半径最好等于该胎纹沟宽的最大宽度的1/2。
而且，在本发明的充气轮胎中，上述细槽的槽宽最好为1.5～4.0mm，使该槽深度至少比形成上述肩肋的主槽的深度深。
在本发明的充气轮胎中，形成上述肩肋的主槽的肩侧槽壁和上述细槽的赤道线侧槽壁的倾斜角度，相对于胎面法线都以5度以下的角度朝向扩大上述肩肋的肋基部宽度的方向倾斜，由此可分散接地时肋部受到的压缩力、提高抗磨损性。另外，上述胎面法线是指利用TRA(The Tier and Rim Association)所述的标准轮辋组装(リム組みし)轮胎，在填充标准内压时的无负荷状态下，相对于画在该肩肋的主槽侧缘部或细槽侧缘部的胎面上的切线的法线。
并且，形成上述肩肋的主槽，设置有在该槽底的中央部***的***部，同时，在该槽壁的至少一方上，在轮胎周方向上以3～6mm的间隔设置有朝向轮胎宽度方向开口的宽度为0.5～1.0mm的胎纹沟，因此，通过***部使槽底的刚性提高，可抑制接地时以该主槽为支点、肩肋沿着路面变形，肩肋侧的槽壁被卷入、接地压上升，可抑制变形，并且，通过胎纹沟形成的肋部内的空隙吸收该接地压上升所引起的压缩变形，抑制肋部端区域的磨损等不均匀磨耗。因此，如果胎纹沟间隔较宽，则不能完全吸收变形，在胎纹沟之间的中央部形成不均匀磨耗的核心，如果过窄，则胎纹沟间的橡胶容易挤裂，因此，从该胎纹沟的槽壁向肋部内的开口长度最好是上述胎纹沟的设置间隔的0.7～1.4倍。
并且，通过设置上述***部，可防止石子进入、提高抗夹石性，同时，由于该胎纹沟底部位于上述***部顶部的轮胎径方向内方，因此，可长期保持抑制不均匀磨耗的效果，即使夹入石子时也可避免向胎纹沟底部的应力集中，可抑制产生裂纹。
并且，设置在胎面接地端附近的细槽通过车辆回转(旋回)时的侧力促使肩端部的不均匀磨耗，因此，通过使细槽的深度至少比形成上述肩肋的主槽的深度深，直到磨损末期都可以保持抑制不均匀磨耗的效果。
根据本发明的充气轮胎，可一面提高抗磨损性、尤其是抑制位于肩侧的肋部的磨损等的不均匀磨耗，一面提高抗夹石性。
附图说明
图1是实施方式的胎面花纹的展开俯视图。
图2是胎面的宽度方向的剖视图。
图3是表示肩肋部的一部分剖面的放大图。
具体实施方式
以下，根据附图就本发明的实施方式进行说明。在本实施方式中，以卡车、公共汽车用的大型重负荷用轮胎为例进行说明，但本发明不受该实施方式的任何限制。
图1表示本发明的一个实施方式，是尺寸为295/75R22.5的充气轮胎1(以下有时将充气轮胎简称为轮胎)的胎面花纹的展开俯视图。图2是胎面的宽度方向剖视图，图3是表示肩肋的部分剖面的放大图。
如图2所示，轮胎1是具有一般的内部结构的充气子午线轮胎，具有使用卡定在一对胎圈部的胎圈芯(无图示)上的钢丝帘线的一张子午线轮胎胎体2、由使用设置在其冠部的钢丝帘线的四张带层3、4、5、6构成的带、包围着该带的外周的胎面10、与胎面10连续的侧壁部7等，省略其详细说明。
在图中，胎面10相对于轮胎赤道线C在对称位置，形成有通过在轮胎周方向上直线形地连续延伸的赤道线侧主槽11和肩侧主槽12的四条主槽划分的位于赤道线侧的中央肋部13、位于中央肋部13的两外侧的各个中间肋部14。
并且，在胎面接地端附近设置有在轮胎周方向上连续延伸的槽宽为1.5～4.0mm的直线状细槽40，在中间肋部14的两外侧形成有被上述肩侧主槽12和细槽40隔开的肩肋15，各肋部13、14、15形成有在轮胎周方向上连续的平坦部(陸部)。
并且，在图1所示的轮胎1中，在中央肋部13和中间肋部14上，回纹花样形状的闭胎纹沟16留有间隔地设置在轮胎的周方向，在轮胎宽度方向的肋中央部、胎纹沟16的两端形成在该肋部区域内截止的状态。在该例中表示了闭胎纹沟，但也可以设置胎纹沟在主槽11、12的至少一方上开口的开胎纹沟，也可同时使用两者。通过这样的闭胎纹沟可吸收肋部的压缩变形，降低肋部的接地压力并提高抗磨损性。
并且，在中央肋部13的两槽壁上，在该肋部的轮胎周方向上留有间隔地设置多个胎纹沟21，该胎纹沟21在该主槽上开放一侧端、在轮胎宽度方向上开口。该胎纹沟21可吸收在接地时因施加在肋部13的棱角线上的接地压的上升而产生的压缩变形，可抑制肋部端部的不均匀磨耗。
如图3所示，本发明的轮胎1设定成，形成肩肋15的主槽12的肩侧槽壁12b和上述细槽40的赤道线侧槽壁40a、分别向扩大肩肋15的基部宽度A的方向倾斜。将该倾斜角度θ1、θ2设定成相对于垂直于切线H1、H2的胎面法线T1、T2大于0度小于等于5度的角度，所述切线H1、H2在利用TRA所述的标准轮辋组装轮胎、填充标准内压时的无负荷状态下，画在该肩肋15的主槽侧缘部15b或细槽侧缘部15c的胎面上。
这是由于，构成肩肋15的槽壁12b、40a的倾斜角度越大，接地时的肋部15越容易受到压缩力，通过胎面橡胶的变形容易产生磨损，相反，如果形成外伸(オ一バ一ハング)，则力不施加在主槽12、细槽40的棱角线上，产生滑动、不容易磨损。因此，构成肩肋15的槽壁12b、40a最好不外伸、且设定成无限地与踏面成直角。其范围是以相对于胎面法线T1、T2大于0度小于等于5度的角度倾斜，这样，尤其可得到提高肩肋15的整个踏面的抗磨损性的效果。
上述细槽40的槽宽最好在1.5～4.0mm的范围，若槽宽不到1.5mm，则为了形成槽而设置在金属模上的板厚必然变薄，因此，产生模具耐久性的问题，并且，由于车辆回旋时的侧力，细槽外方的肩接地端区域15a被向肩肋15侧按压，这样，按压在肩接地端区域15a的肩肋15的端部的接地压上升，容易发生局部磨损。若大于4.0mm，则很难确保整个肩部的橡胶量，影响抗磨损性，同时，容易夹住相对大的石子，肩接地端区域15a的橡胶缺损或破碎等损伤将增加。
并且，最好将细槽40的槽深度设定为至少比肩侧主槽12的深度深。这是由于，一般肩端部由于车辆回转时的侧力而加速磨损，因此需要使细槽40的深度比肩侧主槽12的深度深，以便能够将抑制不均匀磨耗的效果保持到磨损末期。
在此，将细槽40的槽深度设定成比肩侧主槽12的深度深0.5～2.0mm左右。如果其深度差低于0.5mm，则不能得到上述效果，如果大于2mm，则肩接地端区域15a容易活动，容易产生早期磨损或橡胶缺损、破碎。
并且，在本发明的轮胎1中，构成肩肋15的主槽12在其两个槽壁12a、12b上，留有间隔地在该肋部的轮胎周方向上设置有多个宽度为0.5～1.0mm胎纹沟20，该胎纹沟20将单侧端向主槽开放、在轮胎宽度方向上开口。
如果胎纹沟20的宽度不到0.5mm，则不能确保胎纹沟前端部的曲率半径，容易产生从前端部开始的裂纹，如果大于1.0mm，则胎纹沟之间的橡胶区域容易独立活动，相对于轮胎转动时的前后输入橡胶部分容易挂住，有时橡胶被挤裂。
并且，最好将上述胎纹沟20的封闭端部的曲率半径设定为等于该胎纹沟宽度的最大宽度的1/2，可抑制发生从胎纹沟端部起的裂纹。
上述胎纹沟20最好以留有3～6mm的设置间隔的方式设置在轮胎周方向，这样，通过胎纹沟20形成的肋部14、15内的间隙，可吸收接地时施加在肋部面上的接地压上升所产生的压缩变形，可抑制肋部14、15的端部的不均匀磨耗。如果胎纹沟间隔大于6mm，则不能完全吸收该变形，在胎纹沟间中央部形成成为不均匀磨耗的起点的核心，或在接地时在肋部端部产生由剪切力引起的滑动，在肋部端部容易产生不均匀磨耗，如果间隔小于3mm，则胎纹沟20之间的橡胶容易被挤裂，产生橡胶缺损或破碎，成为不均匀磨耗的起点，外观质量也降低。
对于上述胎纹沟20的尺寸，如果朝向肋部14和15的开口长度W为上述胎纹沟的设置间隔的0.7～1.4倍，则没有特别的限制，但通常将胎纹沟20的深度L设定成比上述开口长度W长。如果开口长度W不到上述胎纹沟的设置间隔的0.7倍，则肋部区域的抗不均匀磨耗性降低，如果超过1.4倍，则容易在胎纹沟表面产生裂纹。
作为胎纹沟20的尺寸，以朝向肋部的开口长度W为2～5mm、深度L为5～10mm左右的范围为例。如果胎纹沟20的尺寸小，则不能显现其效果，如果过大，则由于来自路面的输入，将在胎纹沟端产生裂纹，具有产生不均匀磨耗或破坏外观质量等问题。
并且，在肩侧主槽12上设置***部30，该***部在槽底中央部具有该主槽深度的0.4～0.7倍的高度。
这样，石子很难进入主槽12内，即使进入槽内的石子也会被***部30推出，容易从槽脱落，可提高抗夹石性。
并且，肩侧的主槽12，如果是主槽底部的橡胶厚度比肋部部分的橡胶厚度薄，而且最外层的带层6设置在肩侧主槽12的内侧，则接地时以主槽12的槽底为支点肋部14的槽壁以卷入赤道线侧的方式膨胀变形，踏面进行移动，因此，通过设置***部30可提高槽底刚性、得到抑制以槽底为支点的上述变形的效果。
上述***部30可留有间隔地不连续地形成在主槽12的槽底，但如果从抗夹石性和吸收应力的观点出发，最好沿着槽底连续形成在轮胎周方向。
上述***部30的高度最好是主槽11高度的0.4～0.7倍，0.45～0.55倍更好。如果高度不到0.4倍，则防止夹石性的效果不够，并且，槽底的刚性不足，抑制以槽底为支点的肋部14的槽壁以卷入赤道线侧的方式膨胀变形的效果小。如果高度超过0.7倍，则容易夹住直径比较小的石子，并且夹住的石子不容易脱落。
并且，***部30的底部的宽度最好是主槽11的槽底宽度的0.3～0.6倍，0.4～0.5倍更好。如果底部的宽度不到0.3倍，则不能确保槽底的刚性，容易夹住石子，如果宽度超过0.6倍，则很难确保主槽11的槽底R，容易产生槽底裂纹。
对***部30的剖面形状没有特别的限制，一般采用梯形。
在此，将上述胎纹沟20的底部20a的位置设定在上述***部30的顶部30a的轮胎径方向内方。
这是由于，如果胎纹沟20的深度比***部30的顶部浅，则胎纹沟20随着磨损而消失、抑制不均匀磨耗的效果早期消失，并且，在石子夹入主槽12时，虽然胎纹沟20被石子按压变形，但此时应力集中在胎纹沟封闭端部、容易产生裂纹。在这方面，胎纹沟20的胎纹沟端部、即封闭端部的曲率半径最好具有等于该胎纹沟宽度的最大宽度的1/2的曲率半径。
通过上述的构成，本发明的轮胎1既可改善抗夹石性，又可显著提高肩肋的抗不均匀磨耗性。
实施例
以下根据实施例就本发明进行详细说明。
就具有图1所示的胎面花纹、根据表1所示的规格制造的试制轮胎(尺寸为295/75R22.5、具有1层的钢丝帘线、4层的钢丝带的子午线轮胎)进行以下的轮胎性能评价。
试制的轮胎的主槽11、12的宽度都是11mm、深度为12mm，在主槽12的两个槽壁上开口的胎纹沟20的宽度都是0.6mm，将胎纹沟端部的曲率半径形成为0.3mm，***部30的高度为6.5mm，形成底边宽度为5mm、上边宽度为4mm的剖面梯形形状，连续设置在轮胎全周上，细槽40的宽度为2.8mm，各轮胎通用。在现有的轮胎上不设置胎纹沟20、***部30和细槽40。
[抗不均匀磨耗性]
安装在长距离运输拖车的拖拉机(2-D)前轮(控制轮)上进行实际行驶，在行驶16万公里后，测量产生磨损的面积，利用以现有例为100的指数表示。数值越小越好。
[抗夹石性]
在上述抗不均匀磨耗性的试验结束后，目视确认夹在槽内的石子数量，利用以现有例为100的指数表示其数量。数值越小越好。
[抗槽底裂纹性]
在上述抗不均匀磨耗性的试验结束后，目视确认是否有槽底裂纹。
[肩接地端区域的抗损坏性]
在上述抗不均匀磨耗性的试验结束后，目视确认是否有细槽外方的肩接地端区域的橡胶缺损、破碎等损伤。
[胎纹沟底、胎纹沟表面部的抗裂纹性]
在上述抗不均匀磨耗性的试验结束后，目视确认是否有胎纹沟底以及胎纹沟表面部的裂纹。
表1
  现有例     实施例     比较例
    1     2     3     4     5     1     2     3     4     5     6
胎纹沟设置间隔(mm)   -     4.5     6     4.5     4.5     4.5     2.5     7     4.5     4.5     4.5     4.5
胎纹沟的长度W(mm)   -     4     5     4     4     4     4     4.5     6     4     4     4
胎纹沟的深度L(mm)   -     8     8     10     8     8     8     8     8     4.5     8     8
胎纹沟的长度W/设置间隔   -     0.71     0.83     0.89     0.89     0.89     1.60     0.64     1.33     0.89     0.89     0.89
胎纹沟深度与***部高度差(mm)   -     2.5     2.5     4.5     2.5     2.5     2.5     2.5     2.5     -1     2.5     2.5
细槽的深度(mm)   -     13.5     13.5     13.5     13.5     13.5     13.5     13.5     13.5     13.5     10     13.5
细槽与主槽的深度差(mm)   -     1.5     1.5     1.5     1.5     1.5     1.5     1.5     1.5     1.5     -2     1.5
肩主槽的倾斜θ1(度)   12     4     4     4     0.5     4     4     4     4     4     4     -2
肩细槽的倾斜θ2(度)   12     4     4     4     0.5     0.5     4     4     4     4     4     -2
抗不均匀磨损性(指数)   100     80     80     95     73     80     105     115     110     80     118     113
抗夹石性(指数)   100     75     75     70     95     95     75     75     60     75     75     110
抗槽底裂纹性   无     无     无     无     无     无     无     无     有     无     无     无
产生肩肋端部的损伤   无     无     无     无     无     无     无     无     无     无     无     无
胎纹沟底抗裂纹性   无     无     无     无     无     无     无     无     无     有     无     无
胎纹沟表面部抗裂纹性   无     无     无     无     无     无     有     无     无     无     无     无
从表1的结果可看出，本发明的实施例的轮胎，既可抑制磨损的产生、保持抗不均匀磨耗性，又可提高抗夹石性、且抑制槽底裂纹以及肩接地区域的损伤的发生。
本发明的充气轮胎可适用于从乘用车轮胎到卡车、公共汽车用的大型重负荷用轮胎的各种尺寸、用途的轮胎，无论是控制轮还是驱动轮都可使用，其中最适合于卡车、公共汽车、拖拉机等的大型车辆的前轮(控制轮)。

Claims (6)

1.一种充气轮胎，在胎面上形成有多个肋部和肩肋，所述多个肋部被在轮胎周方向上连续延伸的多个直线形的主槽隔开；所述肩肋被位于肩侧的所述主槽、和在胎面接地端附近在轮胎周方向上连续延伸的直线形细槽隔开，其特征在于，
形成所述肩肋的主槽的肩侧槽壁和所述细槽的轮胎赤道线侧槽壁的倾斜角度，相对于胎面法线都以5度以下的角度朝向扩大所述肋部的基部宽度的方向倾斜。
2.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，形成所述肩肋的主槽设置有在该槽底的中央部***的***部，同时，
在该主槽的至少一方的槽壁上，朝向轮胎宽度方向开口的宽度为0.5～1.0mm的胎纹沟以3～6mm的间隔设置在轮胎周方向，所述胎纹沟从该槽壁朝向肋部内的开口长度为所述胎纹沟的设置间隔的0.7～1.4倍，且该胎纹沟底部以位于所述***部顶部的轮胎径方向内方的方式开口。
3.如权利要求2所述的充气轮胎，其特征在于，所述***部沿着轮胎周方向连续***。
4.如权利要求2或3所述的充气轮胎，其特征在于，所述***部的***高度为该槽深度的0.4～0.7倍。
5.如权利要求2至4中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，轮胎胎面上的所述胎纹沟的封闭端部的曲率半径等于该胎纹沟宽度的最大宽度的1/2。
6.如权利要求1至5中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述细槽的槽宽为1.5～4.0mm，使该槽深度至少比形成所述肩肋的主槽的深度深。
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