CN102463848A - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

一种充气轮胎包括：相对于在充气轮胎装配到标准轮辋并且施加正常内压的状态下的标准尺寸的下限，设置为0mm到6mm的范围内的外径和总宽度；设置为总宽度的60％到总宽度的75％的范围内的60％负载时的胎面接地宽度；以及在轮胎外表面上限定的除了从充气轮胎的内侧端部延伸到轮胎横截面高度的35％高度内的位置的区域之外的区域中沿着轮胎周向方向和轮胎径向方向设置的多个凹槽。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎，该充气轮胎例如用于乘用车、卡车以及客车。

背景技术

近年来，连同汽车的更高性能，也需求轮胎的各种性能，并且在另一方面，为了实现资源节约以及减少排气量，已经要求具有极好的燃料效率的轮胎的开发。为了增加燃料效率，减小轮胎的滚动阻力是重要的，然而，滚动阻力取决于橡胶的材料以及刚度等，使得存在改善滚动阻力的限制。如图10中所示，当车辆的速度(轮胎的旋转速度)增加时，滚动阻力也增加，并且另外，轮胎的空气阻力也增加，并且这导致了燃料效率的恶化。

因此，已知了一种轮胎，在这种轮胎中，为了减小空气阻力，在胎肩部分上从胎面端部到侧壁部分设置了扰动防止区域，以在胎肩部分处防止扰动，所述扰动防止区域没有比如沟槽、图案和字符的不规则物，并且因此，减小了轮胎表面上的空气阻力。这样的构造的示例在JP-A-2003-127615中公开。

然而，当进行测量在胎肩部分处防止扰动的发生时，绕着轮胎的气流变成层流，以使当车辆行驶时轮胎的后部气压变低，并且向后拉回轮胎的力起作用。因此，即使轮胎表面上的空气阻力减小了，也在大约轮胎的后部处带入了低压部分，以使当以高速行驶时不能充分地得到空气阻力减小效果。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种充气轮胎，该充气轮胎能够以高速行驶时有效地减少空气阻力。

根据本发明的方面，提供一种充气轮胎，包括：相对于在充气轮胎装配到标准轮辋并且施加正常内压的状态下的标准尺寸的下限，设定为落入0mm到6mm的范围内的外径和总宽度；设定为落入总宽度的60％到总宽度的75％的范围内的60％负载时的胎面接地宽度；以及在轮胎外表面上限定的除了从所述充气轮胎的内侧端部延伸到轮胎横截面高度的35％高度内的位置的区域之外的区域中沿着轮胎周向方向和轮胎径向方向设置的多个凹槽。

附图说明

将参考附图描述实施本发明的各种特征的总体构造。附图和相关描述设置用于图示本发明的实施例而不限制本发明的范围。

图1是示出本发明的第一实施例的充气轮胎的局部前部剖视图。

图2是示出接地状态的充气轮胎的局部前部剖视图。

图3是充气轮胎的前部剖视图。

图4是充气轮胎的局部侧视图。

图5是示出本发明的第二实施例的充气轮胎的局部侧视图。

图6是示出本发明的第三实施例的充气轮胎的局部前部剖视图。

图7A和图7B是示出了凹槽的示例性变体的侧面剖视图。

图8A和图8B是示出了绕着轮胎的气流的示意图。

图9是示出了测试结果的表格。

图10是示出了速度和滚动阻力之间以及速度和空气阻力之间的关系的视图。

具体实施方式

将参考附图详细描述根据本发明的实施例。本发明所要求保护的范围不应限于附图中图示的示例以及下面描述的那些内容。

以下，将参考图1到图4描述本发明的第一实施例。这些附图中所示的充气轮胎包括在轮胎外周表面侧上形成的胎面部分1、沿着轮胎宽度方向在两侧上形成的一对侧壁部分2、沿着轮胎宽度方向在两侧上形成的一对胎圈部分3、以及在胎面部分1和侧壁部分2之间形成的胎肩部分4。

该充气轮胎由布置在轮胎内表面侧的内衬5、布置在内衬5的外侧上的胎体构件6、沿着轮胎宽度方向布置在两侧上的一对胎圈构件7、布置在胎体构件6的外侧上的束带8、布置在轮胎外周表面侧上的胎面构件9、以及布置在轮胎的两侧表面侧上的一对侧壁构件10形成。

内衬5由具有低透气性的层状橡胶为主要材料形成，并且布置在胎体构件6的内周表面侧上。

胎体构件6通过用层状橡胶覆盖多个加强帘线6a形成，并且两端侧沿着轮胎宽度方向从内测到外侧被折回到侧壁部分2以将胎圈构件卷到一起。

胎圈构件7包括通过将线，比如金属线，捆成束形成的胎圈芯7a、以及由具有大致三角形剖面形状的橡胶形成的胎圈填充物7b，并且胎圈填充物7b布置在胎圈芯7a的外周侧上。

束带8通过用层状橡胶覆盖由钢铁或高强度纤维制成的束带帘线而形成，并且所述束带8布置在胎体构件6的外周表面侧上。

胎面构件9由通过挤压模制形成的橡胶制成，并且被布置以沿着胎体构件6的宽度方向覆盖中侧和束带8的外周表面侧，并且在胎面构件的外周表面上，形成胎面图案的沟槽1a在硫化模制时形成。

侧壁构件10由通过挤压模制形成的橡胶制成，并且被布置以沿着胎体构件6的轮胎宽度方向覆盖两侧。

在充气轮胎的外侧表面上，许多凹槽11沿着轮胎周向方向和轮胎径向方向设置在除了第一区域A1外的预定的第二区域A2(例如，沿着轮胎径向方向从内侧端部不小于轮胎横截面高度H的35％而且不大于轮胎横截面高度H的85％的范围)中，所述第一区域A1在沿着轮胎径向方向从内侧端部在轮胎横截面高度H的35％内。轮胎横截面高度是在JATMA标准、ETRTO标准或TRA标准控制的正常内压被充入轮胎中并施加由相同的标准控制的正常负载的状态下的轮胎横截面高度。凹槽11被形成为圆球形，直径不小于0.5mm并且不大于8mm，最大深度不小于0.3mm并且不大于2mm，并且形成为相同规格且以相同间隔布置。在该情况下，凹槽11被形成为使总面积(轮胎表面上的所有的凹槽11的整个面积)变为不小于第二区域A2的10％并且不大于第二区域A2的80％，更优选地，不小于第二区域A2的25％并且不大于第二区域A2的65％。另外，凹槽11不包括指示在轮胎侧表面上的字符、符号或标记的凹槽。

在轮胎被装配到由JATMA标准、ETRTO标准或TRA标准控制的标准轮辋并施加正常内压的状态下，充气轮胎被形成为使外径D和总宽度SW相对于标准尺寸的下限在不小于0mm以及不大于6mm的范围内。这里，所述标准尺寸是JATMA标准、ETRTO标准或TRA标准控制的外径和总宽度的尺寸。然而，JATMA标准不控制总宽度的下限，使得由ETRTO标准控制的下限被用作总宽度的下限。

此外，充气轮胎被形成为使60％负载时胎面接地宽度TW变得不小于总宽度SW的60％并且不大于总宽度SW的75％。

本实施例的充气轮胎被形成为使外径D和总宽度SW相对于标准尺寸的下限在不小于0mm以及不大于6mm的范围内，使得外径D和总宽度SW被设定为标准尺寸的范围内的最小尺寸或接近最小尺寸，并且向前的突起区域变得比具有大于范围的外径和总宽度的轮胎的向前突起区域小。此外，轮胎被形成为使胎面接地宽度TW变得不小于总宽度SW的60％并且不大于总宽度SW的75％，并且因此，向前的突起变得比具有大于范围的胎面接地宽度的轮胎T′(替代的为图2的长短虚线)的向前的突起小。此外，由于设置在轮胎外侧表面上的大量凹槽11，当车辆行驶时绕着轮胎产生了扰动，并且如图8A和图8B中所示的，在具有凹槽11的轮胎T1的后部处引起的低压部分P(较低空气密度的区域)变得小于没有凹槽11的轮胎T2的低压部分P，并且因此，由于低压部分P的阻力(将轮胎向后拉回的力)能够仅变小那么多。

因此，本实施例的充气轮胎被形成为使外径D和总宽度SW相对于标准尺寸的下限在不小于0mm以及不大于6mm的范围内，并且胎面接地宽度TW变得不小于总宽度SW的60％以及不大于总宽度SW的75％，以使向前的突起区域能够被做的更小，并且当以高速行驶时空气阻力能够被有效地减小。特别地，轮胎的接地表面侧不由车辆的前表面覆盖，以使通过相对于总宽度SW减小胎面接地宽度TW，接地表面侧上的向前的突起区域能够如图2中所示被做的更小，并且这对于减小空气阻力是非常有利的。

通过在轮胎外侧表面上沿着轮胎周向方向和轮胎径向方向设置多个凹槽11，在绕着轮胎的空气中由凹槽11产生了扰动，使得向后拉回轮胎的阻力能够被做的更小，并且当以高速行驶时轮胎的空气阻力能够被有效地减小。在该情况下，凹槽11设置在除了第一区域A1外的第二区域A2中，所述第一区域A1在沿着轮胎径向方向从内侧在轮胎横截面高度的35％之内，以使凹槽11能够沿着轮胎径向方向布置在外侧上，在所述外侧上转速比沿着轮胎径向方向在内侧上相对地更高，以使由于凹槽11的扰动产生效果能够被增加，并且能够抑制大的分离现象。

凹槽11被形成为具有不小于0.3mm并且不大于2mm的深度，使得防止了由于过小的深度而使扰动产生效果变得不足以及防止了由于过大的深度而使空气阻力增加。

此外，凹槽11形成为圆的形状，直径不小于0.5mm并且不大于8mm，使得防止了由于过小的凹槽11而使扰动产生效果变得不足以及防止了由于过大的凹槽11而使空气阻力增加。

在第一实施例中，形成为圆的形状的凹槽11被示出，然而，它们可以形成为其他形状，比如椭圆形或多边形。在该情况下，当它们具有椭圆形状时，椭圆形状的长轴线和短轴线的平均被设定为凹槽的直径，并且在多边形的情况下，限定的圆的外径被设定为凹槽的直径，以使直径变得不小于0.5mm并且不大于8mm。

在上面描述的实施例中，具有相同规格的凹槽被示出，然而，凹槽可以被形成为使位置沿着轮胎径向方向越靠近外侧，规格越大，如图5的第二实施例中所示的凹槽12一样。具体地，通过沿着轮胎径向方向在外侧上布置更大的凹槽12，在所述外侧上转速变得比沿着径向方向在内侧上相对地更高，扰动产生效果能够被进一步增加并且能够进一步抑制大的分离现象，使得这对于减小空气阻力是非常有利的。

此外，在上面描述的第一实施例中，设置了具有相同深度的凹槽11，然而，凹槽可以被形成为使位置沿着轮胎径向方向越靠近外侧，深度越小，如图6的第三实施例中所示的凹槽13一样。具体地，通过沿着轮胎径向方向在外侧上布置具有较小深度的凹槽13，在所述外侧上转速变得比沿着轮胎径向方向在内侧上相对地更高，扰动产生效果能够被进一步增加并且能够进一步抑制大的分离现象，使得这对于减小空气阻力是非常有利的。

能够沿着车辆的宽度方向仅在外侧上得到充分的效果，当轮胎被装配到车辆时在所述外侧上空气阻力变得更大，使得凹槽11(12、13)可以沿着轮胎宽度方向仅被设置在一侧表面上，当轮胎被装配到车辆时所述一侧表面变成沿着车辆宽度方向的外侧。因此，根据凹槽11(12、13)的形成的模具的成本能够被降低。

在上面描述的实施例中，示出了形成球形的凹槽，然而，它们可以被形成为具有四边形的剖面形状，如图7A中所示的凹槽14一样，或者可以形成为包括规格不同的四边形剖面形状的双层形状，如图7B中所示的凹槽15一样。

这里，对于本发明的实施例1到实施例5以及比较例1到比较例3进行了燃料效率测试，并且得到了图9中所示的结果。在该测试中，具有比标准尺寸的下限多于6mm的外径的轮胎被使用在比较例1到比较例3中，并且具有比标准尺寸的下限不大于6mm的外径的轮胎被用在实施例1到实施例5中。此外，在比较例1中，具有比标准尺寸的下限多于6mm的总宽度的轮胎被使用，并且具有比标准尺寸的下限不大于6mm的总宽度的轮胎被使用在比较例2和比较例3中以及实施例1到实施例5中。此外，在比较例1中，具有大于0.7的值(T/S比)的轮胎被使用，当施加正常内压并且轮胎被装配到标准轮辋时用60％负载时胎面接地宽度除以总宽度而得到所述值，并且在比较例2和比较例3中，具有小于0.65的T/S比的轮胎被使用，实施例1到实施例5中，具有不小于0.65以及不大于0.7的T/S比的轮胎被使用。在比较例1和比较例2中使用没有突起的轮胎，并且带有圆形凹槽的轮胎被使用在比较例3以及实施例1到实施例5中。在该情况下，在比较例3中，带有凹槽的轮胎被使用，所述凹槽设置在沿着轮胎径向方向从内侧端部轮胎横截面高度的35％内的范围内，并且在实施例1到实施例5中，带有凹槽的轮胎被使用，所述凹槽设置在除了沿着轮胎径向方向从内侧端部轮胎横截面高度的35％内的范围之外的区域中。此外，在比较例3以及实施例1到实施例4中，带有沿着轮胎宽度方向设置在两侧表面上的凹槽的轮胎被使用，并且在实施例5中，带有沿着轮胎宽度方向仅设置在一侧表面上的凹槽的轮胎被使用，所述一侧表面当轮胎被装配到车辆时变成沿着车辆的宽度方向的外侧。在实施例3到实施例5中，带有凹槽的轮胎被使用，所述凹槽的深度随着它们的位置沿着轮胎径向方向变得靠近外侧而变得更小，并且在实施例4和实施例5中，带有凹槽的轮胎被使用，所述凹槽的规格随着它们的位置沿着轮胎径向方向变得靠近外侧而变大。

在该测试中，185/65R15的轮胎规格被使用，然而，在该规格的情况下，根据JATMA标准，标准的外径是614mm到628mm并且标准总宽度(ETRTO标准被应用到下限)是182mm到197mm，并且根据ETRTO标准，标准外径是614mm到628mm并且标准总宽度是182mm到196mm，并且根据TRA标准，标准外径是614mm到628mm并且标准总宽度是182mm到194mm。

在该测试中，具有230kPa气压的轮胎被装配到(马达辅助的)1500cc排量的小型乘用车(前轮驱动)，并且当汽车以100km/h的速度行驶了10圈2km长的测试跑道时燃料消耗被测量并且被定指数，并且通过限定比较例1为100来评估比较例2和比较例3以及实施例1到实施例5。在该情况下，指数越大，优越性越高。由于测试的结果，实施例1到实施例5在燃料效率上优于比较例1到比较例3。

如上面描述的，提供具有较小的向前突起区域的充气轮胎。因此，当行驶时向后拉回轮胎的力能够被减小，使得当以高速行驶时空气阻力能够被有效地减少，并且这从燃料效率的改善来讲是非常有利的。

尽管根据本发明的实施例已经在上面描述，但是本发明可以不限于上面提到的实施例，而是可以被多样地修改。前述的实施例中公开的部件可以适当地组合以形成各种修改。例如，在实施例中公开的所有的部件中的一些可以被去除或可以被合适地组合。

对于本领域中的技术人员，另外的优点和修改将轻易地发生。因此，更广的方面的本发明可以不限于这里示出的以及描述的具体的细节以及代表性的实施例。因此，在不背离如由所附权利要求和它们的等同物限定的总的发明构思的精神和范围的情况下，可以做出各种修改。

Claims (6)

1.一种充气轮胎，包括：

相对于在所述充气轮胎装配到标准轮辋并且施加正常内压的状态下的标准尺寸的下限，设定为落入0mm到6mm的范围内的外径和总宽度；

设定为落入所述总宽度的60％到75％的范围内的在60％负载时的胎面接地宽度；以及

在轮胎外表面上限定的除了从所述充气轮胎的内侧端部延伸到轮胎横截面高度的35％高度内的位置的区域之外的区域中沿着轮胎周向方向和轮胎径向方向设置的多个凹槽。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，

其中所述凹槽形成为具有在从0.3mm到2mm的范围内的深度。

3.根据权利要求1所述的充气轮胎，

其中所述凹槽形成为具有在从0.5mm到8mm的范围内的直径。

4.根据权利要求1所述的充气轮胎，

其中位置更朝向所述充气轮胎的所述轮胎径向方向的外侧的所述凹槽形成为具有更大的规格。

5.根据权利要求1所述的充气轮胎，

其中位置更朝向所述充气轮胎的所述轮胎径向方向的外侧的所述凹槽形成为具有更小的深度。

6.根据权利要求1所述的充气轮胎，

其中所述凹槽仅设置在所述充气轮胎的所述轮胎宽度方向的一个侧表面上，当所述充气轮胎装配到车辆时，所述一个侧表面成为所述车辆的宽度方向的外侧。

Images