CN101396949A

CN101396949A - 充气轮胎

Info

Publication number: CN101396949A
Application number: CNA2008101683147A
Authority: CN
Inventors: 大桥稔之
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2007-09-26
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2009-04-01
Anticipated expiration: 2028-09-26
Also published as: CN101396949B; US20090078350A1; JP5261783B2; US8640751B2; DE102008039069A1; JP2009078710A; DE102008039069B4

Abstract

一种充气轮胎，其被构造为使得在胎面的接地部分中形成刀槽花纹。该刀槽花纹至少在深度方向上的一个位置具有沿着纵向延伸的宽部。通过沿着刀槽花纹的纵向在刀槽花纹壁面的两侧交替布置在纵向和深度方向上比刀槽花纹小的凹部来构造该宽部。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及在胎面的接地部分中形成刀槽花纹(sipe)的充气轮胎，并且尤其可用于无钉防滑轮胎。

背景技术

通常，在无钉防滑轮胎中，在由块(block)、条(rib)或类似物构成的接地部分中形成被称为刀槽花纹的切口，并且通过刀槽花纹所产生的边缘效应和排水效应提高在具有低摩擦系数的结冰路面上的行驶性能(在下文中称为冰面性能)。作为上述的刀槽花纹，沿纵向直线状延伸的直线形刀槽花纹、像波形一样延伸的波形刀槽花纹等等已投入实际应用。

由于橡胶是不可压缩的，因此在载荷被施加到轮胎上的情况下与路面接触的胎面的运动变大，以致刀槽花纹的开口部趋于闭合。特别地，在具有低摩擦系数的结冰路面上，由于胎面趋于因打滑而移动，刀槽花纹容易闭合并且开口部变窄，因此存在本来利用刀槽花纹获得的边缘效应和排水效应降低的情况。

作为一种解决该问题的结构，日本特开2007-8303号公报描述了一种轮胎，在该轮胎中具有如图8和9所示的宽部21至24的刀槽花纹20被形成在块1(接地部分的一个实例)中。通过在刀槽花纹壁面20a和20b中布置在刀槽花纹20的纵向上延伸的凹部26来构造宽部21至24。在胎面橡胶受到载荷的情况下，能够通过宽部21至24吸收由载荷所引起的形变。因此，能够抑制刀槽花纹的开口部的变窄，并且能够确保通过刀槽花纹获得的边缘效应和排水效应。

但是，在上述的刀槽花纹结构中，由于具有大的刀槽花纹宽度的部分始终直线状延伸，接地部分的刚性趋向于降低。特别地，如果磨损加剧并且宽部出现在胎面上，已知的是接地部分的刚性将极度降低。由于上述的接地部分的刚性降低会因接地部分的过度皱缩(collapse)而引起接地面积减小，并且使边缘效应和排水效应降低，因此已经知道，通过提高接地部分的刚性可以提高性能。

日本特开2005-247105号公报描述了一种刀槽花纹，该刀槽花纹具有从胎面在深度方向上延伸并且未到达刀槽花纹底部即终止的第一宽部，以及其位置在纵向和深度方向上与第一宽部不同的第二宽部。但是，该刀槽花纹结构抑制了在制动时或类似情况下开口部完全闭合，并且不具有沿纵向的宽部。因此，不能够预期通过由宽部吸收形变来抑制开口部变窄的效果。

此外，日本特开平9-272312号公报描述了一种刀槽花纹，该刀槽花纹在纵向上的三个或更多个位置设有从胎面到达刀槽花纹底部的宽部。但是，该刀槽花纹结构抑制了由于重的载荷而在充气轮胎中的刀槽花纹底部中产生裂缝，并且不具有沿纵向的宽部。因此，不能够预期通过由宽部吸收形变来抑制开口部变窄的效果。

简而言之，对于上述问题，重要的是在使得胎面橡胶容易在深度方向上弯曲并且通过宽部吸收形变从而抑制开口部变窄的同时，确保接地部分的刚性从而防止过度皱缩，但是，日本特开2007-8303号、特开2005-247105号和特开平9-272312号公报中所描述的刀槽花纹结构没有公开解决方法。

发明内容

考虑到上述的实际情况做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种充气轮胎，该充气轮胎能够通过在抑制刀槽花纹的开口部变窄的同时确保接地部分的刚性从而防止过度皱缩，确保由刀槽花纹所产生的边缘效应和排水效应。

该目的可以通过以下的本发明实现。即，本发明提供一种充气轮胎，该充气轮胎被构造为使得在胎面的接地部分中形成刀槽花纹，其中该刀槽花纹至少在深度方向上的一个位置具有沿着纵向延伸的宽部，并且其中通过沿着刀槽花纹的纵向在刀槽花纹壁面的两侧交替布置在纵向和深度方向上比刀槽花纹小的凹部来构造该宽部。

在根据本发明的充气轮胎中，由于宽部由多个如上所述的凹部构成，在每一个刀槽花纹壁面中，具有大的刀槽花纹宽度的部分在纵向上被断续地成形为短的。因此，能够通过宽部抑制接地部分的刚性降低。即使磨损加剧并且宽部出现在胎面上，接地部分的刚性也不会极度降低。此外，由于上述的凹部在刀槽花纹壁面的两侧交替布置，由此构造了沿着纵向的宽部，因此能够使得胎面橡胶易于在深度方向上弯曲，并且能够通过宽部吸收形变从而抑制开口部变窄。因此，能够确保由刀槽花纹所产生的边缘效应和排水效应，从而提高冰面性能。

在上述结构中，优选地，刀槽花纹在深度方向上的多个位置具有宽部，并且在深度方向上互相相邻的凹部以互相相反的方向凹入。由于刀槽花纹在深度方向上的多个位置具有宽部，因此能够提高通过宽部吸收形变从而抑制开口部变窄的效果。此外，由于在深度方向上相邻的凹部以相反的方向凹入，接地部分的刚性平衡变得良好，并且能够有效地抑制接地部分的过度皱缩。

附图说明

图1示出了显示根据本发明的充气轮胎的胎面的一个实施方案的展开平面图；

图2示出了设置在胎面中的块的侧视图；

图3示出了沿着纵向将刀槽花纹分开时的竖直横截面的立体图；

图4(a)至4(d)是刀槽花纹的水平横截面图；

图5(a)和5(b)是示出了刀槽花纹的刀槽花纹壁面的正视图；

图6(a)和6(b)是示出了刀槽花纹壁面的另一实施方案的正视图；

图7(a)、7(b)和7(c)是示出了波形刀槽花纹中的刀槽花纹壁面和横切面的视图；

图8示出了将常规刀槽花纹沿着纵向分开时的竖直横截面的立体图；以及

图9(a)和9(b)是示出了常规刀槽花纹的刀槽花纹壁面的正视图。

具体实施方式

将参照附图说明本发明的实施方案。图1是示出了根据本发明的充气轮胎的胎面的一个实施方案的展开平面图。充气轮胎设有具有多个块1(接地部分的一个实例)的胎面花纹。块1被在轮胎圆周方向上延伸的主花纹沟2和在轮胎宽度方向上延伸的横花纹沟3分隔，并且五排块1关于轮胎中纬线(equator line)C对称地布置。

图2是块1的侧视图，竖直方向是刀槽花纹10的深度方向，垂直于纸面的方向是刀槽花纹10的纵向N。在本实施方案中，示出了刀槽花纹10的纵向N平行于轮胎宽度方向的一个实例，但是本发明并不限于此。每一个块1以预定间隔平行地设有多个(在本实施方案中是3个)各具有直线形开口部的刀槽花纹10。标记符号W表示胎面中的刀槽花纹宽度。

根据本实施方案的刀槽花纹10由两端都在块1的侧壁中开口的两侧开口的刀槽花纹构成，然而本发明并不限于此，而是可以一端或者两端都在块1的内部终止。在此情况下，如果刀槽花纹10的一端或两端在块1的侧壁中开口，块1的刚性趋于较低。因此，本发明尤其适用于刀槽花纹的一端或两端开口的情况。

图3是沿着纵向将刀槽花纹10分开时的竖直横截面的立体图。图4(a)至4(d)是刀槽花纹10的水平横截面图，分别地，图4(a)示出了沿图2中的线a-a的横截面，图4(b)示出了沿线b-b的横截面，图4(c)示出了沿线c-c的横截面，图4(d)示出了沿线d-d的横截面。图5(a)和5(b)是示出了刀槽花纹10的刀槽花纹壁面的正视图，其中图5(a)示出了对应于图3中的左侧的刀槽花纹壁面10a，图5(b)示出了对应于图3中的右侧的刀槽花纹壁面10b。

在本实施方案中，如图3至5所示，示出了一个其中刀槽花纹10在深度方向上的两个位置具有沿着纵向N的宽部11和12的实例。通过沿着纵向N在刀槽花纹壁面10a和10b的两侧交替布置在纵向和深度方向上比刀槽花纹10小的凹部4来构造宽部11。凹部4的长度4L和深度4D与刀槽花纹长度10L之间的关系分别表示为4L<10L以及4D<10D。

在每一个刀槽花纹壁面10a和10b中，多个凹部4被布置为在纵向N上间隔开，并且具有大的刀槽花纹宽度的部分在纵向N上被断续地成形为短的。因此，能够通过宽部11来抑制块1的刚性降低。此外，即使在磨损加剧并且宽部11出现在胎面上的情况下，块1的刚性也不会极度降低。此外，如图4(b)所示，由于具有大的刀槽花纹宽度的部分被形成在刀槽花纹10的整个长度上，因此能够使得胎面橡胶易于在深度方向上弯曲，并且能够通过宽部11吸收形变从而抑制开口部变窄。因此，能够确保由刀槽花纹10所产生的边缘效应和排水效应，并且能够提高冰面性能。

在本实施方案中，如图4(b)所示，沿着纵向N确保了凹部4的连续性，并且具有大的刀槽花纹宽度的部分被连续地形成在整个宽部11中。因此，能够在施加载荷时通过宽部11有效地吸收形变，并且抑制刀槽花纹10的开口部变窄的效果得到提高。在本发明中，布置在相对的刀槽花纹壁面中的凹部4可以在纵向N上重叠，但是，考虑到抑制块1的刚性降低，优选地使得凹部4的侧端位置互相一致，例如在本实施方案中。

宽部12具有与宽部11大致相同的结构，并且通过沿着纵向N在刀槽花纹壁面10a和10b的两侧交替布置凹部5来构造。在本发明中，刀槽花纹具有至少一个宽部是足够的，但是，在刀槽花纹具有多个宽部11和12的情况下——例如在本实施方案中，能够使得胎面橡胶易于在深度方向上弯曲，并且能够提高通过宽部吸收形变从而抑制开口部变窄的效果。在此情况下，宽部可以设置在深度方向上的三个或更多个位置。

在深度方向上相邻的凹部4和凹部5以互相相反的方向凹入。也就是说，设置在刀槽花纹壁面10a中的凹部4在深度方向上邻近于设置在刀槽花纹壁面10b中的凹部5，并且设置在刀槽花纹壁面10b中的凹部4在深度方向上邻近于设置在刀槽花纹壁面10a中的凹部5。因此，提高了块1的刚性平衡，并且能够有效地抑制块1的过度皱缩。此外，能够抑制刀槽花纹10的布置中心的位移，并且能够使块1内的接地压力均匀，从而有助于提高冰面性能。

如图3和5所示，在本实施方案中，在每一个刀槽花纹壁面10a和10b中，凹部4和凹部5在纵向N上不重叠，使得它们的侧端位置互相一致。因此，由于在刀槽花纹壁面10a和10b中的任何一个中，凹部4和凹部5在深度方向上都不连续，能够更好地抑制块1的刚性降低。

凹部4和凹部5的形状没有特别限制，但优选地被成形为诸如本实施方案的具有矩形板形状的间隔部。因此，在胎面橡胶受到载荷的情况下，能够通过宽部11和12适宜地吸收由载荷所引起的形变。在本实施方案中，示出了其中凹部4和凹部5的尺寸和形状一律相同的实例，但是它们可以是互相有差异的。

优选地，凹部4和5与刀槽花纹10之间的长度比4L/10L和5L/10L分别为0.05至0.3，并且更优选地它们为0.05至0.2。如果这些比值小于0.05，存在一种趋势，即，使得胎面橡胶易于在深度方向上弯曲并且通过宽部吸收形变从而抑制开口部变窄的效果变小。此外，如果上述比值超过0.3，存在一种趋势，即，抑制块1的刚性降低的效果变小。

优选地，凹部4和5的深度4D和5D为0.3至2.5毫米，并且更优选地它们为1至1.5毫米。如果它们小于0.3毫米，存在一种趋势，即，使得胎面橡胶易于在深度方向上弯曲并且通过宽部吸收形变从而抑制开口部变窄的效果变小。此外，如果它们超过2.5毫米，存在一种趋势，即，难以在刀槽花纹中布置多个宽部并且抑制块1的刚性降低的效果变小。考虑到表现出足够的由刀槽花纹10所产生的边缘效应，刀槽花纹深度10D优选地被设为主花纹沟2的深度的30-80％。

优选地，凹部4和5的厚度4T和5T为相对于刀槽花纹宽度W的50-150％。如果它们小于50％，存在一种趋势，即通过宽部11和12吸收形变的效果变小。此外，如果它们超过150％，存在一种情况，即，块1的刚性降低并且皱缩过度扩大。此外，考虑到表现出足够的由刀槽花纹10所产生的边缘效应，刀槽花纹宽度W优选地为0.2至0.6毫米。

自胎面朝刀槽花纹底部，刀槽花纹10设有非宽部(non-wideportion)13、宽部11、宽部12和非宽部14。非宽部13在深度方向上延伸同时保持刀槽花纹宽度W，并且在本实施方案中被成形为扁平表面。如上所述，由于非宽部13靠近胎面布置，因此能够防止宽部11在块1趋于皱缩的磨损早期暴露于胎面。优选地，非宽部13的深度13D为0.5至1.5毫米。

非宽部14以与非宽部13相同的方式在深度方向上延伸同时保持刀槽花纹宽度W，并且在本实施方案中被成形为扁平表面。因此，由于凹部4和5不布置在刀槽花纹底部，不会形成应力集中到其上的部分，并且能够抑制在刀槽花纹底部产生裂缝。在本发明中，如图6所示，非宽部14可被置于宽部11和宽部12之间。即使在此情况下，也优选地，在深度方向上相邻的凹部4和凹部5以互相相反的方向凹入。

在本发明中，优选地，表示每单位面积块1的刀槽花纹长度的刀槽花纹密度为0.05mm/mm²或更大。如果刀槽花纹密度小于0.05mm/mm²，存在一种情况，即，不能适当获得原本通过刀槽花纹10获得的效果。此外，考虑到适宜地确保块1的刚性，优选地，刀槽花纹密度不超过0.2mm/mm²。

在图1至6中，示出了刀槽花纹10由直线形刀槽花纹构成的实例，但是本发明并不限于此，而是可以使用如图7所示的波形刀槽花纹。图7(a)是刀槽花纹壁面的正视图，图7(b)是沿线e-e的横截面图，图7(c)是沿线f-f的横截面图。在波形刀槽花纹中，由于刀槽花纹的开口部与直线形刀槽花纹相比难以变窄，因此能够与上述的通过宽部来抑制开口部变窄的效果协同，有效地确保由刀槽花纹所产生的边缘效应和排水效应，并且能够抑制块1在干燥路面上皱缩。

在波形刀槽花纹的情况下，优选地，凹部4和5的长度相对于波形的波长的比值为约0.8至1.2。因此，能够调整波形刀槽花纹中凹部的长度，从而提高通过宽部来吸收形变从而抑制开口部变窄的效果，并且可以容易地制造用于形成该波形刀槽花纹的刀片。

除了如上所述的刀槽花纹设置在接地部分中之外，根据本发明的充气轮胎与普通的充气轮胎相同，并且本发明可以使用任何常规已知的材料、形状、结构、制造方法等等。

本发明可以应用于所谓的夏季用轮胎，但是，由于本发明的冰面性能优异，本发明尤其适用于无钉防滑轮胎(冬季用轮胎)。[其它实施方案]

(1)未特别限制设置在根据本发明的充气轮胎中的胎面花纹。因而，能够适用于具有任意形状的块，这些块是来代替在平面图中具有矩形形状的块，所述任意形状例如V形、多边形形状、曲线为主的形状(curve keynote)等等。此外，能够使用在轮胎圆周方向上以直线形或者之字形形状延伸的条来代替块，或者除了块之外还使用在轮胎圆周方向上以直线形或者之字形形状延伸的条。此外，在本发明中，可以对胎面花纹中的所有接地部分使用如上所述的刀槽花纹结构，但是可以只对胎面花纹中的一部分接地部分使用如上所述的刀槽花纹结构。

(2)在上述的实施方案中，示出了其中凹部4和5的尺寸一律相同的实例，但是，在本发明中该尺寸可以是相互不同的。作为在此情况下的一个优选实施方案，可以列出一种结构，在该结构中位于刀槽花纹的两个端部的凹部的厚度被制成小于位于刀槽花纹的中间的凹部的厚度。存在一种趋势——即，当在干燥路面上行驶时刀槽花纹的两个端部易于移动，然而，根据上述的结构，能够抑制刀槽花纹的两个端部的运动，从而有助于防止不均匀的磨损。

此外，作为另一个优选实施方案，可以列出一种结构，在该结构中宽部设置在刀槽花纹的深度方向上的多个位置处，并且靠近刀槽花纹底部定位的凹部的厚度被制成大于靠近胎面的凹部的厚度。根据上述的结构，由于在磨损加剧并且接地部分的高度减小的状态下具有大的厚度的宽部暴露于胎面，因此能够在磨损的中期或末期确保接地部分的皱缩，并且能够适宜地获得由刀槽花纹产生的边缘效应。

实施例

将解释具体地示出了本发明的结构和效果的示例轮胎。

(1)冰面制动性能

将轮胎安装到实际的车辆(3000cc级别的FR轿车)上，测量在结冰路面上行驶、从40km/h的速度施加制动力并且启动ABS的时候的制动距离。在将比较例设为100的情况下，用指数表示评测结果，并且该评测结果指出：数值越大，冰面制动性能越好。

(2)冰面转向性能

通过将轮胎安装到实际的车辆上，在按照双纽线曲线(8字形曲线(figure-8 curve)：R＝25米的圆)的结冰路面上行驶并且测量通过一圈的时间来评测冰面转向性能。在将比较例设为100的情况下，用指数表示评测结果，并且该评测结果指出：数值越大，冰面转向性能越好。

比较例

比较例被设定为这样的轮胎，该轮胎具有如图1所示的胎面花纹并且在块中形成具有图8和9中所示的宽部的刀槽花纹。轮胎尺寸被设定为205/65R15，刀槽花纹深度D被设定为6.5毫米，每一宽部的深度被设定为1毫米，靠近胎面的非宽部的深度被设定为1.5毫米，刀槽花纹宽度W被设定为0.3毫米，每一凹部的厚度被设定为0.3毫米。

实施例

实施例被设定为这样的轮胎，该轮胎具有如图1所示的胎面花纹并且在块中形成具有图2至5所示的宽部的刀槽花纹。轮胎尺寸被设定为205/65R15，刀槽花纹深度D被设定为6.5毫米，每一宽部的深度被设定为2毫米，靠近胎面的非宽部的深度被设定为1.5毫米，刀槽花纹宽度W被设定为0.3毫米，每一个凹部的厚度被设定为0.3毫米。表1中示出了评测结果。

表1

	比较例	实施例
	比较例	实施例	冰面制动性能	100	107
冰面转向性能	100	107	冰面制动性能	100	107

尽管在比较例和实施例之间宽部的总体积相等，但如表1所示，与比较例相比，在实施例中冰面制动性能和冰面转向性能提高了。可以想到的是，除了该实施例可以使得胎面橡胶易于在深度方向上弯曲以及通过宽部来吸收形变从而抑制开口部变窄之外，该实施例与比较例相比还可以抑制接地部分的刚性降低，并且提高了由刀槽花纹所产生的边缘效应和排水效应。

Claims

1.一种充气轮胎，其被构造为使得在胎面的接地部分中形成刀槽花纹，

其中该刀槽花纹至少在深度方向上的一个位置具有沿着纵向延伸的宽部，以及

其中通过沿着该刀槽花纹的纵向在刀槽花纹壁面的两侧交替布置在纵向和深度方向上比该刀槽花纹小的凹部来构造该宽部。

2.根据权利要求1的充气轮胎，其中所述刀槽花纹在深度方向上的多个位置具有宽部，并且在深度方向上互相相邻的凹部以互相相反的方向凹入。