CN101631684A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

在胎肩肋(3)上设有沿胎面周向连续地延伸的细槽(4)。在胎面宽度方向截面内，在与细槽(4)的槽底相连的胎面赤道面侧的槽壁(4a)上设有沿周向连续的环状槽(8)。环状槽的胎面宽度方向截面内的形状形成为：与胎面赤道侧的槽壁相连的角部带有曲率半径R1的圆角，环状槽深处的轮胎径向外侧部分的角部带有曲率半径R2的圆角，环状槽深处的轮胎径向内侧部分的角部带有曲率半径R3的圆角，与胎面端侧的槽壁(4b)相连的角部带有曲率半径R4的圆角。采用本发明，能分别提高耐夹石子性、耐保护沟龟裂性以及耐槽底裂纹性。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种适于卡车、巴士等使用的充气轮胎，该充气轮胎通过在被周向主槽划分出的胎肩肋上设置沿周向连续延伸的细槽来阻止开始出现在胎肩肋的外端缘的不均匀磨损发展蔓延到整个胎肩肋。
背景技术
以往，通常在胎肩肋上设置呈直线状沿胎面周向连续的被称作保护沟的细槽，利用该细槽防止不均匀磨损发展到整个胎肩肋或该不均匀磨损波及到胎面中央侧的条形花纹。
除了具有该功能的细槽之外，还公知在与该细槽的槽底相连的胎面赤道面侧的槽壁上设置沿周向连续的环状槽(例如，参照专利文献1、图6的(b))。
这样，在细槽的槽底一并设置了环状槽的充气轮胎中，能利用细槽将不均匀磨损遏制在胎面端侧部分是不言而喻的，除此之外，在下述情况下还能利用环状槽缓和应变集中在细槽的槽底的状况，由此能获得能抑制在细槽的槽底产生裂纹等的优点，上述情况是指：由于被遏制在胎面端侧部分的不均匀磨损而引起轮胎在之后继续负荷滚动时，胎肩肋的其余部分(未受到不均匀磨损的胎面中央侧部分)比胎面端侧部分向轮胎径向内周侧产生较大的变形。
专利文献1：日本特开平11-301214号公报
但是，在专利文献1所记载的、在细槽的槽底一并设置了环状槽的充气轮胎中，虽然能获得上述优点，但在加宽环状槽的宽度的情况下产生了下述新的问题。
即，如图7所示，从细槽100的开口部100a进入的石子S被保持在环状槽101内，在该石子沿环状槽101沿周向移动时，具有损伤环状槽的壁部这样的问题，即具有容易引起夹石子的问题。
另外，在图7中，双点划线X表示因不均匀磨损发展而使胎肩肋的胎面端侧部分102局部地溜肩而成的台阶部分。这样，由于具有细槽100，因此不均匀磨损被遏制在胎面端侧部分102。关于由该双点划线X表示的台阶部分，以下的图8～图10及图1也相同。
另外，如图8所示，在充气轮胎轧到例如路边石等上时等对胎肩肋的胎面中央侧部分103施加有大载重Fa时，具有从环状槽101深处的轮胎径向外侧部分的角部104开始产生龟裂105这样的问题。
另外，如图9所示，在长时间使用充气轮胎时，环状槽101反复变形，随之在环状槽101深处的轮胎径向内侧部分的角部106产生折皱，具有该折皱发展成裂纹107这样的问题，即具有槽底容易产生裂纹这样的问题。
另外，如图10所示，在充气轮胎上作用有横向载重、对胎面端侧部分102施加有大载重Fb时，具有从与环状槽101的胎面端侧的槽壁相连的角部109起产生龟裂110这样的问题，即具有图8所示的问题且具有容易产生保护沟龟裂这样的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供一种在胎肩肋上具有细槽的充气轮胎，该充气轮胎分别提高了耐夹石子性、耐保护沟龟裂性以及耐槽底裂纹性。
本发明为了解决上述问题而采用下述手段。
本发明的第一技术方案的充气轮胎在被沿胎面周向连续的周向主槽划分在胎面侧端部分的胎肩肋上设置沿胎面周向连续延伸的细槽，其特征在于，在胎面宽度方向截面内，在与朝向胎面踏面的法线方向形成的上述细槽的槽底相连的胎面赤道面侧的槽壁上设有沿周向连续的环状槽，上述环状槽的胎面宽度方向截面内的形状形成为：与胎面赤道面侧的槽壁相连的角部带有曲率半径R1的圆角，上述环状槽深处的轮胎径向外侧部分的角部带有曲率半径R2的圆角，上述环状槽深处的轮胎径向内侧部分的角部带有曲率半径R3的圆角，与胎面端侧的槽壁相连的角部带有曲率半径R4的圆角。
采用本发明的第一技术方案的充气轮胎，例如，即使通过细槽在环状槽内进入有石子，由于环状槽的与胎面赤道面侧的槽壁相连的角部带有曲率半径R1的圆角，因此，难以卡住进入到该带有圆角的部分的石子。因此，暂时进入的石子在环状槽因施加于轮胎上的载重变形时不会卡在带有圆角的角部而是通过该部分迅速地向细槽的开口侧排出。即，能迅速地将暂时进入到细槽内的石子等异物向外部排出。结果，能防止进入到环状槽内的石子原样留在环状槽内，也能防止石子在环状槽的内部移动而损伤槽壁。
另外，由于环状槽深处的轮胎径向外侧部分的角部带有曲率半径R2的圆角，因此，在充气轮胎因轧到例如路边石等时等而对胎肩肋的胎面中央侧部分施加大载重的情况下，应力也难以集中在上述带圆角的角部。因此，能避免从上述带圆角的角部产生龟裂。
另外，由于上述环状槽深处的轮胎径向部分的角部带有曲率半径R3的圆角，因此，即使在环状槽深处反复产生变形的情况下，应力也难以集中在环状槽的槽底的轮胎径向内侧部分的角部附近。因此，能避免从上述带圆角的角部产生裂纹。
另外，由于与胎面端侧的槽壁相连的角部带有曲率半径R4的圆角，因此，即使在对胎面端侧部分施加有大载重的情况下，应力也难以集中在与上述胎面端侧的槽壁相连的角部附近。因此，难以从上述带有圆角的角部产生龟裂。
即，分别提高了耐夹石子性、耐保护沟龟裂性、耐槽底裂纹性。
本发明的第二技术方案的充气轮胎的特征在于，在上述角部彼此之间设有直线部或具有与上述角部的曲率半径不同的曲率半径的曲面部。
根据该特征，能将角部的曲率半径设定为适当值。
本发明的第三技术方案的充气轮胎的特征在于，上述曲率半径R1处于1.0mm～12.0mm的范围，上述曲率半径R2处于1.5mm～4.0mm的范围，上述曲率半径R3处于1.0mm～6.0mm的范围，且上述曲率半径R4处于2.0mm～16.0mm的范围。
由于这样地将各角部的曲率半径设定为适当值，因此，进一步提高了耐夹石子性、耐保护沟龟裂性、耐槽底裂纹性。
本发明的第四技术方案的充气轮胎的特征在于，上述环状槽的、在胎面宽度方向截面内从胎面赤道面侧的槽壁起测量的宽度为上述细槽的宽度的1～5倍的范围。
通过这样地设定环状槽的宽度，能降低胎肩肋的胎面中央侧部分的接地压力，随之能较佳地抑制不均匀磨损发展，且能防止从环状槽深处产生龟裂、裂纹。
本发明的第五技术方案的充气轮胎的特征在于，上述细槽的深度处于上述周向主槽的深度的03～1.5倍的范围，上述细槽的宽度处于0.3mm～5.0mm的范围。
由于这样地规定细槽的深度及宽度，因此能进一步提高抑制不均匀磨损发展的效果及防止产生龟裂、裂纹的效果。
采用本发明，在胎肩肋上具有细槽的充气轮胎中，由于需要部位的角部带有圆角，因此，通过迅速地排出进入到细槽内的石子能提高耐夹石子性，且能避免应力集中在需要部位，因此，分别提高了耐保护沟龟裂性及耐槽底裂纹性。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的充气轮胎的主要部分的立体图。
图2是表示本发明的充气轮胎的耐夹石子性的状况的图。
图3是表示本发明的充气轮胎的耐保护沟龟裂性的状况的图。
图4是表示本发明的充气轮胎的耐槽底裂纹性的状况的图。
图5是表示本发明的充气轮胎的耐保护沟龟裂性的状况的图。
图6是表示本发明的实施方式的充气轮胎的抑制不均匀磨损状况的图。
图7是用于说明以往的充气轮胎的问题点的剖视图。
图8是用于说明以往的充气轮胎的问题点的剖视图。
图9是用于说明以往的充气轮胎的问题点的剖视图。
图10是用于说明以往的充气轮胎的问题点的剖视图。
附图标记说明
1、胎面踏面部；2、周向主槽；3、胎肩肋；4、细槽；4a、胎面赤道面侧的槽壁；4b、胎面端侧的槽壁；5、胎肩肋的胎面中央侧部分；6、胎肩肋的胎面端侧部分；8、环状槽。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的充气轮胎的实施方式。图1是表示本发明的实施方式的胎面宽度方向的主要部分剖视图。
在此，在胎面踏面部1上设有沿胎面周向连续地延伸的周向主槽2，利用周向主槽2在胎面侧端部分划分出胎肩肋3。在胎肩肋3的外侧端附近部分以例如直线状或曲折状向胎面周向连续地延伸存在有1根细槽4，该细槽4在图示的截面内朝向胎面踏面的法线方向形成。
另外，在此，将胎肩肋3的细槽4的胎面赤道面侧(图1的右侧)称作胎面中央侧部分5，将胎肩肋3的细槽4的胎面端侧(图1的左侧)称作胎面端侧部分6。
该细槽4的深度d为周向主槽2的深度D的0.3～1.5倍的范围，其宽度w为0.3～5.0mm的范围。
在胎面宽度方向截面内，在与朝向胎面踏面的法线方向形成的上述1根细槽4的槽底相连的胎面赤道面侧的槽壁4a上设有沿周向连续的环状槽8。
环状槽8的胎面宽度方向截面内的形状形成为：与胎面赤道面侧的槽壁4a相连的角部带有曲率半径R1的圆角，环状槽8深处的轮胎径向外侧部分的角部带有曲率半径R2的圆角，环状槽8深处的轮胎径向内侧部分的角部带有曲率半径R3的圆角，与胎面端侧的槽壁4b相连的角部带有曲率半径R4的圆角。
在此，将曲率半径R1设定为1.0mm～12.0mm的范围，将曲率半径R2设定为1.5mm～4.0mm的范围，将曲率半径R3设定为1.0mm～6.0mm的范围，将曲率半径R4设定为2.0mm～16.0mm的范围。
另外，将环状槽8的、在胎面宽度方向截面内从胎面赤道面侧的槽壁4a起测量的宽度L设定为上述细槽的宽度w的1～5倍的范围。
说明上述结构的充气轮胎的作用。
在上述的充气轮胎中，在胎肩肋3上设有沿胎面周向连续地延伸的细槽4，因此，能将开始出现在胎肩肋3的外端缘的不均匀磨损遏制在细槽4的外侧的胎面端侧部分6。
另外，在与细槽4的槽底相连的胎面赤道面侧的槽壁4a上设有沿周向连续的环状槽8，因此，即使在下述情况下也能利用上述环状槽8缓和应变集中在细槽4的槽底的情况，由此能抑制在细槽4的槽底产生裂纹等，上述情况是指：由于被遏制在胎面端侧部分6的不均匀磨损而引起轮胎在之后继续负荷滚动时，胎肩肋3的其余部分(未受到不均匀磨损的胎面中央侧部分5)比胎面端侧部分6向轮胎径向内周侧产生较大变形。
另外，例如，即使通过细槽4在环状槽8内进入有石子，由于环状槽8的与胎面赤道面侧的槽壁4a相连的角部带有曲率半径R1的圆角，因此，在该带有圆角的部分难以卡住进入的石子。因此，暂时进入了的石子在环状槽8因施加于轮胎上的载重而变形时，不被带有圆角的角部卡住而是通过该部分迅速地向细槽4的开口侧排出。即，能将暂时进入到细槽4内的石子等异物迅速向外部排出。结果，能防止进入到环状槽8内的石子原样留在环状槽8内，也能防止石子在环状槽8的内部移动而损伤槽壁4a、4b。
特别是，在此，将曲率半径R1设定为1.0mm～12.0mm的范围，从图2可知，将曲率半径R1设定为1.0mm时，夹石子的个数减少到11个。
另外，图2表示：在295/75R225的轮胎中，预先将曲率半径R2固定为2.5mm、曲率半径R3固定为2.5mm、将曲率半径R4固定为4.0mm时，各种改变上述曲率半径R1时的向环状槽8内的夹石子的状况。即，在图2中，纵轴为行驶18520km(10000英里)后环状槽8中所夹石子的个数，横轴为曲率半径R1。
由该图可知，在曲率半径R1为0mm、即不带有圆角而保留角部的情况下，夹入22个石子，但在将曲率半径R1设定为1.0mm时，夹石子的个数减少到11个。当增大曲率半径R1时，相应地夹石子性得到改善，但当将曲率半径R1设定为超过12.0mm的值时，其它角部例如环状槽8深处的轮胎径向外侧部分的角部的曲率半径R2、环状槽深处的轮胎径向内侧部分的角部的曲率半径R3难以得到期望值。根据该点，优选将与胎面赤道面侧的槽壁4a相连的角部的曲率半径R1设定为1.0mm～12.0mm。
另外，由于环状槽8深处的轮胎径向外侧部分的角部带有曲率半径R2的圆角，因此，即使在充气轮胎因轧到例如路边石等时等而对胎肩肋3的胎面中央侧部分5施加有大载重的情况下，应力也难以集中在上述带圆角的角部附近。因此，能避免从上述带有曲率半径R2的圆角的角部产生龟裂。
特别是，在此，将曲率半径R2设定为1.5mm～4.0mm的范围，从图3可知，与曲率半径R2小于1.5mm的情况相比，耐保护沟龟裂性得到改善。
另外，图3表示：在295/75R225的轮胎中，将曲率半径R1固定为5.0mm、曲率半径R3固定为2.5mm、将曲率半径R4固定为4.0mm，且在内压690kPa、载重25.235kN、SF0.4G的条件下，将曲率半径R2设定为1.0mm时产生的利用有限元法求出的表面主应变为100，各种改变曲率半径R2时的该表面主应变的变化。即，在图3中，纵轴为表面主应变，横轴为曲率半径R2。
从该图可知，在曲率半径R2为1.5mm以上时，表面主应变变小，耐保护沟龟裂性提高。当增大曲率半径R2时，相应地耐保护沟龟裂性得到改善，但当将曲率半径R2设定为超过4.0mm的值时，其它角部例如与胎面赤道面侧的槽壁4a相连的角部的曲率半径R1、环状槽8深处的轮胎径向内侧部分的角部的曲率半径R3难以得到期望值。根据该点，优选将环状槽8深处的轮胎径向外侧部分的角部的曲率半径R2设定为1.5mm～4.0mm。
另外，由于环状槽8深处的轮胎径向内侧部分的角部带有曲率半径R3的圆角，因此，即使在环状槽8的深处反复产生变形的情况下，应力也难以集中在上述带圆角的角部附近。因此，能避免从上述带有曲率半径R3的圆角的角部产生裂纹。
特别是，在此，将曲率半径R3设定为1.0mm～6.0mm的范围，从图4可知，与曲率半径R3小于1.0mm的情况相比，耐槽底裂纹性得到改善。
另外，图4表示：在295/75R225的轮胎中，将曲率半径R1固定为5.0mm、曲率半径R2固定为2.5mm、将曲率半径R4固定为4.0mm，且在内压690kPa、载重25.235kN的条件下，将曲率半径R3设定为1.0mm时产生的利用有限元法求出的表面主应变为100，各种改变曲率半径R3时的该表面主应变的变化。即，在图4中，纵轴为表面主应变，横轴为曲率半径R3。
从该图可知，在曲率半径R3为1.0mm以上时，表面主应变变小，耐槽底裂纹性提高。当增大曲率半径R3时，相应地耐槽底裂纹性得到改善，但当将曲率半径R3设定为超过5.0mm的值时，其它角部例如环状槽8深处的轮胎径向外侧部分的角部的曲率半径R2、与胎面端侧的槽壁4b相连的角部的曲率半径R4难以得到期望值。根据该点，优选将环状槽8深处的轮胎径向内侧部分的角部的曲率半径R3设定为1.0mm～6.0mm。
另外，由于环状槽8的与胎面端侧的槽壁4b相连的角部带有曲率半径R4的圆角，因此，即使在胎面端侧部分施加有较大横向载重的情况下，应力也难以集中在上述带圆角的角部附近。因此，能避免从上述带有曲率半径R4的圆角的角部产生龟裂。
特别是，在此，将曲率半径R4设定为2.0mm～16.0mm的范围，从图5可知，与曲率半径R4小于2.0mm的情况相比，耐保护沟龟裂性得到改善。
另外，图5表示：在295/75R225的轮胎中，将曲率半径R1固定为5.0mm、曲率半径R2固定为2.5mm、将曲率半径R3固定为2.5mm，且在内压690kPa、载重25.235kN、SF0.4G的条件下，将曲率半径R4设定为1.0mm时产生的利用有限元法求出的表面主应变为100，各种改变曲率半径R4时的该表面主应变的变化。即，在图5中，纵轴为表面主应变，横轴为曲率半径R4。
从该图可知，在曲率半径R4为2.0mm以上时，表面主应变变小，耐保护沟龟裂性提高。当增大曲率半径R4时，相应地上述耐保护沟龟裂性得到改善，但当将曲率半径R4大至超过12.0mm的程度时，其它角部例如环状槽8深处的轮胎径向内侧部分的角部的曲率半径R3难以设定为期望值。根据该点，优选将环状槽8的与胎面端侧的槽壁4b相连的角部的曲率半径R4设定为2.0mm～16.0mm。
另外，在该实施方式的充气轮胎中，将上述环状槽8的、在胎面宽度方向截面内从胎面赤道面侧的槽壁4a起测量的宽度L设定为细槽4的宽度w的1～5倍的范围，由此，能降低胎肩肋3的胎面中央侧部分5的接地压力，随之能较佳地抑制不均匀磨损的发展。另外，同时能防止从环状槽8的深处产生龟裂、裂纹。
特别是，在此，将曲率半径R4设定为2.0mm～16.0mm的范围，从图5可知，与曲率半径R4小于2.0mm的情况相比，耐保护沟龟裂性得到改善。
另外，图6表示：在295/75R225的轮胎中，将曲率半径R1固定为5.0mm、曲率半径R2固定为2.5mm、将曲率半径R3固定为2.5mm、曲率半径R4固定为4.0mm、细槽4的宽度w固定为2mm，且在内压690kPa、载重25.235kN的条件下，将上述环状槽8的从胎面赤道面侧的槽壁4a起测量的宽度L设定为2mm，此时的胎肩肋3的胎面中央侧部分5的外侧端的接地压力为100时，各种改变上述环状槽8的从胎面赤道面侧的槽壁4a起测量的宽度L时的该接地压力的变化。即，在图6中，纵轴为胎肩肋的胎面中央侧部分的外侧端的接地压力，横轴为从槽壁4a起测量的宽度L。
由该图可知，当宽度L超过2mm时，出现使胎肩肋的胎面中央侧部分的外侧端的接地压力降低的效果，发挥出抑制不均匀磨损发展的效果。并且，当增加宽度L时，相应地胎肩肋的接地压力降低效果更显著，但当超过细槽4的宽度w的5倍时，有助于胎肩肋的接地压力降低的效果减小，另一方面，容易产生裂纹，且在制造方面也产生脱模性变差的问题。
根据该点，优选将环状槽8的从胎面赤道面侧的槽壁4a起测量的宽度L设为细槽4的宽度w的1～5倍的范围。
另外，在该实施方式的充气轮胎中，将细槽4的深度d设定为周向主槽2的深度D的0.3～1.5倍的范围，并且将细槽4的宽度w设定为0.3mm～5.0mm的范围，因此，能进一步提高抑制不均匀磨损发展的效果以及防止产生龟裂、裂纹的效果。
另外，在细槽4的深度d小于0.3倍时，阻止不均匀磨损的效果较小，相反地超过1.5倍时，容易产生槽底裂纹。另外，当细槽4的宽度w小于0.3mm时，槽宽过窄，难以形成曲面状的槽底，容易产生槽底裂纹，当超过5.0mm时，槽宽过宽，可能增大不均匀磨损。
另外，本发明并不限定于上述实施方式，可在不脱离发明主旨的范围内进行适当设计变更。
例如，在上述实施方式中，在环状槽8的胎面宽度方向截面内的形状中，将带曲率半径R1、R2、R3、R4的圆角的各角部相互连续地连结，但并不限于此，也可以在那些带圆角的角部彼此之间设有直线部或具有与那些角部的曲率半径不同的曲率半径的曲面部。
另外，在上述实施方式中，在环状槽8的各角部的曲率半径R1、R2、R3、R4设定在规定范围内的状态下，将从环状槽8的胎面宽度方向截面内的胎面赤道面侧的槽壁4a起测量的宽度L设定为细槽4的宽度W的1～5倍的范围，且将细槽4的深度d设定为周向主槽2的深度D的0.3～1.5倍的范围，但并不限于此，也可以不将环状槽8的各角部的曲率半径R1、R2、R3、R4限定在规定范围而仅那些角部带有圆角，而且将环状槽8的胎面宽度方向截面内的从胎面赤道面侧的槽壁4a起测量的宽度L设定在细槽4的宽度W的1～5倍的范围内，且将细槽4的深度d设定为周向主槽2的深度D的0.3～1.5倍的范围。
实施例
关于适用于卡车、巴士用的高性能轮胎的实施例说明本发明。
在轮胎规格为295/75R225、轮辋宽度为8.25英寸的轮胎中，制造以下表1的轮胎。
表1
  W(mm)   L(mm)   d(mm)   R1(mm)   R2(mm)   R3(mm)   R4(mm)
 实施例1   2.5   6.0   16.0   2.0   2.0   2.0   8.0
 实施例2   2.0   2.0   16.0   5.0   2.5   2.5   4.0
 实施例3   2.0   2.5   16.0   2.5   2.5   2.5   3.0
 实施例4   2.5   3.0   16.0   10.0   2.0   2.0   3.0
可以确认：在所有轮胎中均提高了耐夹石子性、耐保护沟龟裂性以及耐槽底裂纹性。
工业实用性
采用本发明，在胎肩肋具有细槽的充气轮胎中，由于在需要部位的角部带有圆角，因此，通过将进入到细槽内的石子迅速地排出能提高耐夹石子性且能避免应力集中在需要部位，因此，分别提高了耐保护沟龟裂性及耐槽底裂纹性。
本申请基于2007年3月13日在日本国申请的特愿2007-063560号公报要求优先权，将其内容引用在此。

Claims (5)

1.一种充气轮胎，在被沿胎面周向连续的周向主槽划分在胎面侧端部分的胎肩肋上设置沿胎面周向连续延伸的细槽，其特征在于，
在胎面宽度方向截面内，在与朝向胎面踏面的法线方向形成的上述细槽的槽底相连的胎面赤道面侧的槽壁上设有沿周向连续的环状槽，
上述环状槽的胎面宽度方向截面内的形状形成为：与胎面赤道面侧的槽壁相连的角部带有曲率半径R1的圆角，上述环状槽深处的轮胎径向外侧部分的角部带有曲率半径R2的圆角，上述环状槽深处的轮胎径向内侧部分的角部带有曲率半径R3的圆角，与胎面端侧的槽壁相连的角部带有曲率半径R4的圆角。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，
在上述各部彼此间设有直线部或具有与上述角部的曲率半径不同的曲率半径的曲面部。
3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，
上述曲率半径R1处于1.0mm～12.0mm的范围，上述曲率半径R2处于1.5mm～4.0mm的范围，上述曲率半径R3处于1.0mm～6.0mm的范围，且上述曲率半径R4处于2.0mm～16.0mm的范围。
4.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，
上述环状槽的、在胎面宽度方向截面内从胎面赤道面侧的槽壁起测量的宽度处于上述细槽的宽度的1～5倍的范围。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，
上述细槽的深度为上述周向主槽的深度的03～1.5倍的范围，上述细槽的宽度处于0.3mm～5.0mm的范围。
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