CN103381739A - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供充气轮胎，均衡地提高了噪声性能与排水性能。充气轮胎设置有胎肩主沟（3）、胎肩横沟（10）以及中间横沟（11）。胎肩主沟由直线状部（14）与圆弧状部（15）构成为锯齿状，并且还包括不与该胎肩主沟的两侧的沟缘接触地、与轮胎周向平行地在胎肩主沟内延伸的周向区域（16）。周向区域的轮胎轴向上的宽度d0与胎肩主沟的轮胎轴向上的宽度d的比d0/d为0.2～0.7。中间横沟的一侧的沟缘（11x）与直线状部的沟缘（14x）的交点K1、和所述胎肩横沟的一侧的沟缘（10x）与胎肩主沟的沟缘（3x）的交点K2之间的轮胎周向长度La，是中间横沟与胎肩主沟的连接部的轮胎周向长度Lb的1.1倍～2.0倍。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种能够均衡地提高噪声性能与排水性能的充气轮胎。

背景技术

在充气轮胎的胎面部设置有沿轮胎周向连续延伸的主沟。然而，这种主沟会因行驶而产生基于空气的共鸣振动（气柱共鸣）的噪声。以往，为了抑制这种充气轮胎的噪声，例如，如图3（a）、（b）所示，考虑了如下方案：使主沟a锯齿化，并减小周向区域e的截面积，其中，该周向区域e与轮胎周向平行地在主沟a内连续延伸且不与该主沟a的两侧的沟缘b接触。

然而，在上述这样的充气轮胎中却存在下述问题：导致主沟的排水阻力增加，使得主沟内的水难以向车辆外侧顺畅地排出，尤其难以向轮胎后着地侧顺畅地排出，从而使得排水性能变差。

专利文献1：日本特开2004-58839号公报

发明内容

本发明是鉴于上述这样的实际状况而提出的，其主要目的在于提供一种充气轮胎，在该充气轮胎中，对设置于胎面部的胎肩主沟的形状、从胎肩主沟延伸的中间横沟及胎肩横沟的配设位置进行改进，以此为基本，能够均衡地提高噪声性能与排水性能。

本发明中的技术方案1所记载的发明是一种充气轮胎，该充气轮胎在胎面部设置有：在最靠近接地端侧沿轮胎周向连续延伸的胎肩主沟；从该胎肩主沟朝轮胎轴向外侧延伸的胎肩横沟；以及从所述胎肩主沟朝轮胎轴向内侧延伸的中间横沟，所述胎肩主沟是交替设置直线状部与圆弧状部而形成为锯齿状，其中，所述直线状部从轮胎周向的一侧朝另一侧且从轮胎轴向的外侧朝内侧倾斜、并以直线或曲率半径为200mm以上的曲线延伸，所述圆弧状部由曲率半径为12mm～80mm的圆弧构成，并与上述直线状部的端部连接且向轮胎轴向外侧凸出，并且所述胎肩主沟包括周向区域，该周向区域不与所述胎肩主沟的两侧的沟缘接触地、与轮胎周向平行地在胎肩主沟内连续延伸，所述周向区域的轮胎轴向上的宽度d0与所述胎肩主沟的轮胎轴向上的宽度d的比d0/d为0.2～0.7，所述胎肩横沟从所述胎肩主沟越过胎面部的接地端而朝轮胎轴向外侧延伸，所述中间横沟以从所述直线状部的所述另一侧的端部朝轮胎轴向内侧且与所述曲线状部平滑地连接的朝向而延伸，并且所述中间横沟的所述一侧的沟缘与所述直线状部的沟缘的交点、和位于比该交点更靠所述另一侧的位置且所述胎肩横沟的所述一侧的沟缘与胎肩主沟的沟缘的交点之间的轮胎周向长度，是所述中间横沟与所述胎肩主沟的连接部的轮胎周向长度的1.1倍～2.0倍。

另外，根据技术方案1所记载的充气轮胎，在技术方案2所记载的发明中，所述胎肩主沟的沟宽为胎面接地宽度的3.5%～8.5%。

另外，根据技术方案1或2所记载的充气轮胎，在技术方案3所记载的发明中，所述圆弧状部的沟宽从轮胎轴向内侧朝外侧增加。

另外，根据技术方案1至3中任意方案所记载的充气轮胎，在技术方案4所记载的发明中，所述中间横沟的配设间距大于所述胎肩横沟的配设间距。

在本发明的充气轮胎中，在胎面部设置有：在最靠近接地端侧沿轮胎周向连续延伸的胎肩主沟；从该胎肩主沟朝轮胎轴向外侧延伸的胎肩横沟；以及从所述胎肩主沟朝轮胎轴向内侧延伸的中间横沟。并且，所述胎肩主沟是交替设置直线状部与圆弧状部而形成为锯齿状，其中，所述直线状部从轮胎周向的一侧朝另一侧且从轮胎轴向的外侧朝内侧倾斜、并以直线或曲率半径为200mm以上的曲线延伸，所述圆弧状部由曲率半径为12mm～80mm的圆弧构成，并与上述直线状部的端部连接且向轮胎轴向外侧凸出。由于这种直线状部的排水阻力小，因此能够提高排水性能。另外，由于所述圆弧状部例如对直线状部内所产生的空气的共鸣振动（气柱共鸣音）进行搅乱而使其减弱，因此能够提高噪声性能。进而，由于交替地设置这些直线状部与圆弧状部，因此本发明的充气轮胎均衡地提高了排水性能与噪声性能。

另外，所述胎肩主沟包括周向区域，该周向区域不与该胎肩主沟的两侧的沟缘接触地、与轮胎周向平行地在胎肩主沟内连续延伸。并且，所述周向区域的轮胎轴向上的宽度d0与所述胎肩主沟的轮胎轴向上的宽度d的比d0/d为0.2～0.7。由于这种胎肩主沟能够确保排水阻力小，因此有助于进一步提高排水性能。

另外，所述胎肩横沟从所述胎肩主沟越过胎面部的接地端而朝轮胎轴向外侧延伸，所述中间横沟以从所述直线状部的所述另一侧的端部朝轮胎轴向内侧且与所述曲线状部平滑地连接的朝向而延伸。这种胎肩主沟不仅能够有效地排出胎肩主沟内的水，还能够有效地排出中间横沟内的水。因此，本发明的充气轮胎进一步提高了排水性能。

另外，所述中间横沟的所述一侧的沟缘与所述直线状部的沟缘的交点、和位于比该交点更靠所述另一侧的位置且所述胎肩横沟的所述一侧的沟缘与胎肩主沟的沟缘的交点之间的轮胎周向长度，是所述中间横沟与所述胎肩主沟的连接部的轮胎周向长度的1.1倍～2.0倍。这样，由于胎肩横沟与中间横沟的连接部错位设置，因此基于中间横沟的间距噪声难以通过胎肩横沟，从而抑制了噪声性能变差的情况。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的胎面部的展开图。

图2（a）是图1的右半部分的局部放大图，图2（b）是图2（a）的X-X部的剖视图。

图3（a）是现有的胎面部的右半部分的展开图，图3（b）是图3（a）的Y-Y部的剖视图。

附图标号说明：

2…胎面部；3…胎肩主沟；10…胎肩横沟；11…中间横沟；14…直线状部；15…圆弧状部；16…周向区域；La…交点间的轮胎周向长度；Lb…连接部的轮胎周向长度。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。

如图1所示，本实施方式的充气轮胎（以下，有时简称为“轮胎”）例如能够适合作为四轮驱动车用的全季（all season）用轮胎使用，在其胎面部2设置有：在最靠近接地端Te侧沿轮胎周向连续延伸的胎肩主沟3；在该胎肩主沟3的内侧沿轮胎周向连续延伸的一对中间主沟4；以及在该中间主沟4的内侧沿轮胎周向连续延伸的一对胎冠主沟5。由此，在胎面部2分别划分出：在胎肩主沟3与接地端Te之间延伸的一对胎肩陆地部6；在胎肩主沟3与中间主沟4之间延伸的一对中间外侧陆地部7；在中间主沟4与胎冠主沟5之间延伸的一对中间内侧陆地部8；以及在一对胎冠主沟5、5之间延伸的胎冠陆地部9。

此外，将所述“接地端”Te规定为如下位置，即，对轮辋组装于正规轮辋（未图示）且填充了正规内压后的无负载的正规状态下的轮胎，加载正规载荷且以0度的外倾角与平地面接触时的最靠近轮胎轴向外侧的接地位置。另外，将该接地端Te、Te之间的轮胎轴向的距离定义为胎面接地宽度TW。若无特殊限定，则轮胎各部的尺寸等取在该正规状态下测定的值。

所述“正规轮辋”是指在包括轮胎所依据的规格在内的规格体系中根据每个轮胎来规定各规格的轮辋，若为JATMA则表示“标准轮辋”，若为TRA则表示“Design Rim”，若为ETRTO则表示“Measuring Rim”。另外，所述“正规内压”是指在包括轮胎所依据的规格在内的规格体系中根据每个轮胎来规定各规格的气压，若为JATMA则设为“最高气压”，若为TRA则设为表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLDINFLATION PRESSURES”中所记载的最大值，若为ETRTO则设为“INFLATION PRESSURES”，在轮胎用于轿车的情况下，将该气压设为180kPa。

所述“正规载荷”是指在包括轮胎所依据的规格在内的规格体系中根据每个轮胎来规定各规格的载荷，若为JATMA则表示“最大负载能力”，若为TRA则表示表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLDINFLATION PRESSURES”中所记载的最大值，若为ETRTO则表示“LOAD CAPACITY”，在轮胎用于轿车的情况下，将该载荷设为与所述载荷的88%相当的载荷。

在所述胎肩陆地部6，从胎肩主沟3越过胎面部2的接地端Te而朝轮胎轴向外侧延伸的胎肩横沟10在轮胎周向上被隔开设置。由此，本实施方式的胎肩陆地部6，作为由胎肩主沟3、接地端Te以及胎肩横沟10划分出的多个胎肩花纹块6B在轮胎周向上排列的胎肩花纹块列6R而形成。

在所述中间外侧陆地部7，从胎肩主沟3朝轮胎轴向内侧延伸且与中间主沟4连接的中间横沟11在轮胎周向上被隔开设置。由此，本实施方式的中间外侧陆地部7，作为由胎肩主沟3、中间主沟4以及中间横沟11划分出的多个中间外侧花纹块7B在轮胎周向上排列的中间外侧花纹块列7R而形成。

在所述中间内侧陆地部8，从中间主沟4朝轮胎轴向内侧延伸且与所述胎冠主沟5连接的中间内侧横沟12在轮胎周向上被隔开设置。由此，本实施方式的中间内侧陆地部8，作为由胎冠主沟5、中间主沟4以及中间内侧横沟12划分出的多个中间内侧花纹块8B在轮胎周向上排列的中间内侧花纹块列8R而形成。

在所述胎冠陆地部9，从胎冠主沟5朝轮胎轴向内侧倾斜延伸且未到达轮胎赤道C便形成终端的胎冠横纹沟13在轮胎周向上被隔开设置。由此，本实施方式的胎冠陆地部9，作为沿轮胎周向连续延伸的肋条（rib）形成。

根据图1明确可知，本实施方式的胎面花纹以轮胎赤道C上的任意点为中心除了可变间距（variable pitch）以外实质上形成为点对称的花纹。

如图2（a）所示，所述胎肩主沟3形成为交替地设置直线状部14与圆弧状部15的锯齿状，其中，直线状部14以直线或曲率半径R1为200mm以上的曲线延伸，圆弧状部15由圆弧构成，并与上述直线状部14的端部连接且向轮胎轴向外侧凸出。即，胎肩主沟3包括：排水阻力小的直线状部14；以及能够将例如在直线状部14内所产生的空气的共鸣振动（气柱共鸣声）搅乱的圆弧状部15。这样的本实施方式的圆弧状部15，能够将经由中间横沟11从接地压力大的胎冠主沟5侧流入的大的共鸣振动顺畅地向直线状部14放出，并能够将该共鸣振动存留于长长的胎肩主沟3内。另外，圆弧状部15在与相邻的直线状部14的交叉部，形成有向轮胎轴向内侧突出的尖锐的凸状部17。该突出部17能够搅乱所述共鸣振动。因此，进一步均衡地提高了排水性能与噪声性能。

本实施方式的直线状部14从轮胎周向的一侧（在本例中为下侧）向另一侧（在本例中为上侧）且从轮胎轴向的外侧朝内侧倾斜。这样，由于直线状部14倾斜地形成，因此增大直线状部14内的共鸣振动的搅乱，从而提高噪声性能。

此处，若直线状部14相对于轮胎周向的角度θ1（图1所示）增大，则排水阻力有可能会过度增加，相反，若所述角度θ1减小，则对共鸣振动的搅乱效果有可能减弱。因此，所述角度θ1优选为5°～15°。

所述圆弧状部15的曲率半径R2需要形成为12mm～80mm。即，若圆弧状部15的曲率半径R2超过80mm，则无法利用圆弧状部15的沟缘15x而发挥对气柱共鸣音的搅乱效果，相反，若曲率半径R2不足12mm，则排水阻力过度增大。因此，曲率半径R2优选为20mm以上，另外，曲率半径R2优选为70mm以下。

另外，优选地，圆弧状部15的沟宽（与沟的长度方向成直角的沟宽，以下对于其它沟也一样）W1b从轮胎轴向内侧向外侧增加。这样的圆弧状部15，由于还像上述那样地形成为向轮胎轴向外侧凸出，所以排水阻力易增大的圆弧状部15的轮胎轴向外侧的排水变得顺畅。

另外，如图1及图2（b）所示，所述胎肩主沟3包括周向区域16，该周向区域16不与上述胎肩主沟3的两侧的沟缘3x、3x接触、且与轮胎周向平行地在胎肩主沟3内连续延伸。这样的周向区域16在车辆直行行驶时使胎肩主沟3内的水不与所述沟缘3x接触地顺畅地朝轮胎旋转后着地侧排出，从而有助于提高排水性能。

然而，若周向区域16的轮胎轴向上的宽度d0过大，则胎肩主沟3的共鸣振动也变得易于排出，从而使得噪声性能变差。各种实验的结果表明，所述宽度d0与胎肩主沟3的轮胎轴向上的宽度d的比d0/d需要形成为0.2～0.7，尤其是为了更加均衡地提高噪声性能与排水性能，优选所述比d0/d为0.3以上，更加优选为0.4以上，另外，优选所述比d0/d

此外，如图2（a）所示，为了均衡地确保噪声性能与排水性能，胎肩主沟3的沟宽W1优选形成为胎面接地宽度TW的3.5%～8.5%。根据同样的观点，胎肩主沟3的沟深（图2（b）所示）D1优选形成为8.0mm～12.0mm。

另外，如图1所示，对于胎肩主沟3的配设位置而言，例如对于其振幅中心线3G与轮胎赤道C之间的轮胎轴向距离L1而言，优选为胎面接地宽度TW的20%以上，更加优选为25%以上，另外，优选为胎面接地宽度TW的40%以下，更加优选为35%以下。

所述中间主沟4因以向轮胎轴向外侧凸出的朝向弯曲的外弯曲部4a沿轮胎周向连续设置而形成为锯齿状。

另外，在本实施方式中，所述胎冠主沟5因以向轮胎轴向内侧凸出的朝向弯曲的内弯曲部5a沿轮胎周向连续设置而形成为锯齿状。与胎肩主沟3相同，本实施方式的胎冠主沟5形成有周向区域17，该周向区域17不与胎冠主沟5的两侧的沟缘5x、5x接触地与轮胎周向平行地在胎冠主沟5内连续延伸。由此，更加均衡地发挥了排水性能与噪声性能。

为了更加有效地发挥上述作用，如图2（a）所示，对于中间主沟4及胎冠主沟5的沟宽W2、W3而言，优选为胎肩主沟3的沟宽W1的50%～120%，另外对于中间主沟4及胎冠主沟5的沟深D2、D3（未图示）而言，优选为胎肩主沟3的沟深D1的90%～110%。此外，中间主沟4及胎冠主沟5并不局限于这种形态。

如上所述，由于所述胎肩横沟10从胎肩主沟3越过接地端Te而延伸，因此有助于提高排水性能。尤其是本实施方式的胎肩横沟10，使相对于轮胎周向的角度θ2较大地倾斜。这种胎肩横沟10利用车辆的转弯运动而将胎肩主沟3内的水朝接地端Te的外侧排出。因此，胎肩横沟10的所述角度θ2优选为60°～85°。

另外，本实施方式的胎肩横沟10构成为包括：小幅部10a，该小幅部10a配置于轮胎轴向内侧且沟宽小；以及大幅部10b，该大幅部10b配置于轮胎轴向外侧且其宽度大于上述小幅部10a的宽度。这种胎肩横沟10通过小幅部10a而有效地搅乱气柱共鸣音，并且通过大幅部10b而顺畅地排水。

所述中间横沟11与所述直线状部14的所述另一侧的端部14e以及所述圆弧状部15平滑地连接。这种中间横沟11有助于借助胎肩横沟10而将中间陆地部7与路面之间的水膜向接地端Te的外侧排出。

另外，本实施方式的中间横沟11与中间主沟4的外弯曲部4a的顶部附近连接。由此，能够减小中间横沟11的长度，从而有助于更加有效地排出中间主沟4内的水。

交点K1与交点K2之间的轮胎周向长度La，需要形成为中间横沟11与胎肩主沟3的连接部的轮胎周向长度Lb的1.1倍～2.0倍，其中的交点K1为中间横沟11的一侧的沟缘11x与直线状部14的沟缘14x的交点，交点K2位于比该交点K1更靠另一侧的位置、且为胎肩横沟10的一侧的沟缘10x与胎肩主沟3的沟缘3x的交点。即，若所述交点K1、K2之间的轮胎周向长度La不足所述连接部的轮胎周向长度Lb的1.1倍，尤其若接近1.0倍，则中间主沟4的气柱共鸣音不与胎肩主沟3的沟缘3x干涉而是直接通过胎肩横沟10向接地端Te的外侧排出，因此噪声性能变差。另外，若交点K1、K2之间的轮胎周向长度La超过连接部的轮胎周向长度Lb的2.0倍，则中间主沟4内的水很难朝接地端Te侧排出，从而排水性能变差。

另外，优选地，中间横沟11的配设间距P2大于所述胎肩横沟10的配设间距P1。由此，本实施方式的轮胎，相比中间横沟11，胎肩横沟10所配设的数量多，因此能够顺畅地向接地端Te的外侧排水，并且，由于中间横沟11内所产生的共鸣振动被胎肩横沟10分割而减弱，因此噪声性能得以提高。此外，若配设间距P2过大，则有可能使朝接地端Te侧的排水受到抑制，从而使得排水性能变差。因此，对于配设间距的比P2/P1而言，优选为1.25倍以上，另外，优选为1.75倍以下。

虽然能够对胎肩横沟10和中间横沟11的沟宽W4、W5及沟深D4、D5（未图示）进行各种规定，但是为了均衡地提高排水性能与噪声性能，优选沟宽W4、W5为2.0mm～8.0mm，并且，优选沟深D4、D5为7.5mm～11.0mm。

所述中间内侧横沟12以将中间主沟4的外弯曲部4a的端部4e与胎冠主沟5的内弯曲部5a的端部53平滑地连接的方式而延伸。由此，有助于将难以排水的胎冠陆地部9与路面之间的水膜有效地向接地端Te侧排出。

以上虽然对本发明的充气轮胎进行了详细说明，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，当然能够变更为各种方式而加以实施。

实施例

基于表1中的规格而试制了具有图1的基本花纹且尺寸为275/55/R20的充气轮胎，并对各供试轮胎的排水性能及噪声性能进行了测试。其中，共通规格如下。

胎面接地宽度TW：220mm

<胎肩主沟>

沟宽W1：5.0mm～8.0mm

沟深D1：11.0mm

振幅中心线G3的轮胎轴向距离L1/TW：30%

<胎肩横沟>

沟宽W4：2.5mm～7.5mm

沟深D4：9.5mm

<中间横沟>

沟宽W5：3.0mm～5.0mm

沟深D5：8.0mm

<中间主沟>

沟深D2/D1：100%

<胎冠主沟>

沟深D3/D1：100%

测试方法如下。

<排水性能（横滑测试（lateral hydroplaning test））>

将各供试轮胎在轮辋为20×9J且内压为230kPa的条件下安装于排气量为5600cc的4轮驱动车的所有车轮，使所述车辆一边逐渐增加速度一边进入在半径为100m的沥青路面上设置有水深为10mm且长度为20m的水坑的路线上，对横向加速度（横向G）进行了测量，并算出了55km/h～80km/h的速度下的前轮的平均横向G。利用将比较例1设为100的指数来表示结果。数值越大越好。

<噪声性能>

对于上述测试车辆，利用设置于驾驶席车窗侧耳畔位置的麦克风来采集以60km/h的速度在道路噪声（road noise）测量道路（沥青粗糙路面道路）上行驶时的车内噪声，对窄频域240Hz附近的气柱共鸣音的峰值音压等级进行了测量。利用将比较例1的倒数设为100的指数来表示评价结果，数值越大越好。

表1中示出了测试结果。

[表1]

通过测试结果能够确认：实施例的轮胎与比较例的轮胎相比，有效提高排水性能及噪声性能。

Claims (4)

1.一种充气轮胎，该充气轮胎在胎面部设置有：在最靠近接地端侧沿轮胎周向连续延伸的胎肩主沟；从该胎肩主沟朝轮胎轴向外侧延伸的胎肩横沟；以及从所述胎肩主沟朝轮胎轴向内侧延伸的中间横沟，

所述充气轮胎的特征在于，

所述胎肩主沟是交替设置直线状部与圆弧状部而形成为锯齿状，其中，所述直线状部从轮胎周向的一侧朝另一侧且从轮胎轴向的外侧朝内侧倾斜、并以直线或曲率半径为200mm以上的曲线延伸，所述圆弧状部由曲率半径为12mm～80mm的圆弧构成，并与上述直线状部的端部连接且向轮胎轴向外侧凸出，并且

所述胎肩主沟包括周向区域，该周向区域不与所述胎肩主沟的两侧的沟缘接触地、与轮胎周向平行地在胎肩主沟内连续延伸，

所述周向区域的轮胎轴向上的宽度d0与所述胎肩主沟的轮胎轴向上的宽度d的比d0/d为0.2～0.7，

所述胎肩横沟从所述胎肩主沟越过胎面部的接地端而朝轮胎轴向外侧延伸，

所述中间横沟以从所述直线状部的所述另一侧的端部朝轮胎轴向内侧且与所述曲线状部平滑地连接的朝向而延伸，并且

所述中间横沟的所述一侧的沟缘与所述直线状部的沟缘的交点、和位于比该交点更靠所述另一侧的位置且所述胎肩横沟的所述一侧的沟缘与胎肩主沟的沟缘的交点之间的轮胎周向长度，是所述中间横沟与所述胎肩主沟的连接部的轮胎周向长度的1.1倍～2.0倍。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

所述胎肩主沟的沟宽为胎面接地宽度的3.5%～8.5%。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，

所述圆弧状部的沟宽从轮胎轴向内侧朝外侧增加。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，

所述中间横沟的配设间距大于所述胎肩横沟的配设间距。

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