CN108025600A - 充气轮胎 - Google Patents
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Abstract
充气轮胎在胎面表面设置有:至少两个周向主槽,其沿轮胎周向连续延伸;和至少一个肋状陆部,其由相邻的两个周向主槽划分而成。肋状陆部具有:周向刀槽,其具有沿轮胎周向延伸的周向刀槽部分;和两端闭口刀槽,其终止在肋状陆部内。当将肋状陆部的陆部宽度三等分,将位于轮胎宽度方向上的中央的区域表示为中央区域,将在轮胎宽度方向上与中央区域相邻的两区域表示为侧方区域时,周向刀槽部分仅位于中央区域中,侧方区域中具有两端闭口刀槽。
Description
技术领域
本发明涉及充气轮胎。
背景技术
关于充气轮胎的传统提案包括改善由胎面部中的周向主槽、宽度方向槽等划分而成的陆部的轮胎周向上的刚性(周向刚性)以改善轮胎的各种性能(例如,专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11-147407号公报
发明内容
发明要解决的问题
通过改善胎面部中的轮胎周向上的陆部刚性,能够改善诸如制动性能、驱动性能和耐磨耗性能等的性能。然而,要求轮胎还具有改善的湿路面性能。
因此,本发明的目的是提供除了具有改善的胎面部中的轮胎周向上的陆部刚性以外,还具有改善的湿路面性能的充气轮胎。
用于解决问题的方案
根据本发明的充气轮胎在胎面表面中包括:至少两个周向主槽,其沿轮胎周向连续延伸;和至少一个肋状陆部,其由彼此相邻的两个所述周向主槽划分而成,其中,所述肋状陆部具有:周向刀槽,其包括沿轮胎周向延伸的周向刀槽部分;和两端闭口刀槽,其具有终止在该肋状陆部内的两端,并且当将所述肋状陆部的陆部宽度三等分,位于轮胎宽度方向上的中央的区域是中央区域,位于该中央区域的轮胎宽度方向上的两侧的区域是侧方区域时,所述周向刀槽部分仅位于所述中央区域中,所述两端闭口刀槽位于所述侧方区域中。
在本发明中,“肋状陆部”是不设置如下槽的陆部:横断陆部并具有朝向划分出该陆部的周向主槽开口的两端。
在本发明中,“刀槽”是在轮胎安装到轮辋、被施加维持轮胎形状的压力的30kPa的内压并放置在无负荷下的状态(以下,也将“轮胎安装到轮辋、被施加维持轮胎形状的压力的30kPa的内压并放置在无负荷下的状态”称为“低压力无负荷状态”)下,在胎面表面的开口宽度为2mm以下的刀槽。“槽”是在低压力无负荷状态下在胎面表面的开口宽度大于2mm的槽。
在本发明中,“沿轮胎周向延伸的周向刀槽部分”中的“沿轮胎周向延伸”表示相对于轮胎周向以20°以下的倾斜角度延伸。
除非另有说明,胎面表面的各要素的尺寸等是在低压力无负荷状态下在胎面表面的展开图中测量的。
在本发明中,“轮辋”是在生产或使用轮胎的地区记载或将来记载在有效的工业标准中的适用尺寸的核准轮辋(欧洲的ETRTO(The European Tyre and Rim TechnicalOrganisation(欧洲轮胎和轮辋技术组织))STANDARDS MANUAL(标准手册)中的“MeasuringRim(测量轮辋)”)、美国的TRA(The Tire and Rim Association、Inc.(轮胎和轮辋协会))YEAR BOOK(年鉴)中的“Design Rim(设计轮辋)),所述有效的工业标准诸如日本的JATMA(Japan Automobile Tire Manufacturers Association(日本机动车轮胎协会))年鉴、ETRTO标准手册或TRA年鉴。(因而,“轮辋”不仅包括当前的尺寸,而且还包括可能包含在将来的工业标准中的尺寸。“将来记载的尺寸”的示例是ETRTO标准手册2013中记载为“FUTUREDEVELOPMENTS(将来发展)”的尺寸)。在工业标准中未记载的尺寸的情况中,“轮辋”是指宽度与轮胎的胎圈宽度对应的轮辋。
在本发明中,肋状陆部的“陆部宽度”表示沿着轮胎宽度方向测量的肋状陆部的长度。
在本发明中,“两端闭口刀槽的图心”是在轮胎的低压力无负荷状态下、在胎面表面展开图中,两端闭口刀槽的平面形状的重心。
发明的效果
因而,能够提供除了具有改善的胎面部中的轮胎周向上的陆部刚性以外,还具有改善的湿路面性能的充气轮胎。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式1的充气轮胎的轮胎宽度方向半部的轮胎宽度方向示意性截面图。
图2是示出图1中的充气轮胎的胎面花纹的展开图。
图3是图2的展开图中的胎面花纹的局部放大图。
图4是充气轮胎的沿着图2中的线a-a’的截面图。
图5是示出如下胎面花纹的展开图:在该胎面花纹中,图2所示的充气轮胎的胎面花纹中的刀槽节距沿轮胎周向变化。
图6是示出图5所示的充气轮胎的胎面花纹的变型例的展开图。
图7是图1所示的充气轮胎的立体图。
图8是示出根据本发明的实施方式2的充气轮胎的胎面花纹的展开图。
图9的(a)是示出宽子午线轮胎的湿路面性能的图。
图9的(b)是示出窄子午线轮胎的湿路面性能的图。
图10是根据本发明的实施方式3的充气轮胎的轮胎宽度方向半部的轮胎宽度方向示意性截面图。
图11是示出带束结构的示例的示意性平面图。
图12是示出带束结构的另一示例的示意性平面图。
图13是示出带束结构的另一示例的示意性平面图。
图14是根据本发明的实施方式4的充气轮胎的轮胎宽度方向半部的轮胎宽度方向示意性截面图。
图15是根据本发明的实施方式5的充气轮胎的轮胎宽度方向半部的轮胎宽度方向示意性部分截面图。
具体实施方式
以下参照附图详细例示说明根据本发明的实施方式1的充气轮胎(以下还简称为“轮胎”)。以下说明和附图是用于说明根据本发明的轮胎的示例,并且本发明不限于以下说明和附图。
例如,如图1所示,根据本发明的轮胎1至少包括:胎体22,其由在一对胎圈部21之间螺旋状延伸的呈子午线配置的帘线的一层以上的胎体帘布层构成;和胎面橡胶23,其设置在胎体22的轮胎径向外侧。
更详细地,充气轮胎1包括:胎面部24;一对胎侧部25,其从胎面部24的侧部朝向轮胎径向内侧连续延伸;胎圈部21,其从相应胎侧部25的轮胎径向内端起连续;和胎体22,其由在一对胎圈部21之间螺旋状延伸且使各部分增强的一层以上的胎体帘布层构成。各胎圈部21中均埋设有胎圈芯。作为胎圈部21的增强构件,各胎圈部21的外表面均设置有橡胶胎圈包布(rubber chafer)。胎体22的冠部中设置有由一层以上的带束层构成的带束26。胎面橡胶23位于胎体22的冠部的轮胎径向外侧。
在图2和图7所示的本实施方式中,胎面表面T中设置有沿轮胎周向连续延伸的至少两个周向主槽3。尽管在图示的示例中设置有在展开图中沿着轮胎周向直线状连续延伸的两个周向主槽3,但是可以设置有三个以上的周向主槽3。尽管图2所示的周向主槽3沿着轮胎周向直线状延伸,但是周向主槽3可以以曲折形状、波形形状等延伸,只要周向主槽3沿轮胎周向连续延伸即可。
在本实施方式中,设置有均由相邻的两个周向主槽3划分而成的至少一个肋状陆部4。在图示的示例中,一个肋状陆部4位于胎面表面T的中央。另外,由周向主槽3中的位于轮胎宽度方向最外侧的各周向主槽3和对应的胎面接地端E划分而成的胎肩陆部5位于胎面表面T的胎肩侧。
在本实施方式中,肋状陆部4在轮胎周向上是连续的。详细地,肋状陆部4不具有如下的槽:横断肋状陆部4并具有朝向划分出该陆部的周向主槽3开口的两端。
肋状陆部4具有陆部宽度W。如图3的局部放大图所示,当将肋状陆部4的陆部宽度W三等分时,位于轮胎宽度方向上的中央的区域是中央区域CR,位于中央区域CR的轮胎宽度方向两侧的区域是侧方区域SR。
在本实施方式中,如图3所示,肋状陆部4具有:周向刀槽6,其包括沿轮胎周向延伸的周向刀槽部分61;和两端闭口刀槽7,其具有终止在肋状陆部4内的两端。周向刀槽6的周向刀槽部分61仅位于中央区域CR中,两端闭口刀槽7位于所有侧方区域SR中。
详细地,在本实施方式中,周向刀槽6包括:周向刀槽部分61,其仅位于中央区域CR中并沿轮胎周向延伸;和宽度方向刀槽部分62,其从周向刀槽部分61起沿轮胎宽度方向且相对于轮胎宽度方向优选以60°以下的倾斜角度延伸,并且朝向划分出肋状陆部4的周向主槽3开口。在图示的示例中,周向刀槽部分61在中央区域CR中位于肋状陆部4的轮胎宽度方向中心线一侧的轮胎宽度方向陆部半部中,并且沿轮胎周向延伸。宽度方向刀槽部分62从周向刀槽部分61的轮胎周向上的一个端部起朝向相对于轮胎宽度方向中心线在该轮胎宽度方向一侧的那侧延伸,同时相对于周向刀槽部分61朝向轮胎周向一侧倾斜。
在本实施方式中,两端闭口刀槽7不直接或不间接朝向周向主槽3开口(即,不通过其它刀槽或槽与周向主槽3连通)。在图2和图7所示的示例中,两端闭口刀槽7在胎面表面图中是圆形刀槽、即圆形的小孔。两端闭口刀槽7位于在周向刀槽6的周向刀槽部分61与划分出设置有该周向刀槽6的肋状陆部4的周向主槽3之间的侧方区域SR中。在图示的示例中,两端闭口刀槽7仅位于侧方区域SR中。
在本发明中,周向刀槽6不限于图示的形状,而是可以具有任意形状,只要包括沿轮胎周向延伸的周向刀槽部分即可。例如,周向刀槽6可以仅由周向刀槽部分61构成。可选地,周向刀槽6可以由周向刀槽部分61和一个以上的刀槽部分构成,其中该一个以上的刀槽部分中的任一或所有刀槽部分是不朝向周向主槽3开口的刀槽部分。两端闭口刀槽7不限于图示的形状,而是可以具有任意形状,只要两端终止在陆部内即可。例如,两端闭口刀槽7可以具有直线形状或曲线形状或所有端均终止在陆部内的十字形状。在本实施方式中,两端闭口刀槽7不包括相对于轮胎周向以20°以下的倾斜角度延伸的刀槽部分。在本实施方式中,尽管设置在肋状陆部4中的两端闭口刀槽7也可以位于中央区域CR中,但是两端闭口刀槽7优选仅位于侧方区域SR中。
在本实施方式中,在轮胎周向上配置有多个两端闭口刀槽7和均包括周向刀槽部分61的多个周向刀槽6。详细地,周向刀槽6在肋状陆部4中以下述节距长度L(以下将周向刀槽6的节距长度称为“节距长度L”)沿轮胎周向配置,两端闭口刀槽7以作为一个刀槽组为一个周向刀槽6提供一个以上的两端闭口刀槽7的方式沿轮胎周向配置。
节距长度L在轮胎周向上可以是固定的,或者在轮胎周向上可以是变化的。
在图示的示例中,位于肋状陆部4的轮胎宽度方向中心线的轮胎宽度方向一侧陆部半部中的一对周向刀槽6和两端闭口刀槽7以及位于轮胎宽度方向另一侧的陆部半部中的一对周向刀槽6和两端闭口刀槽7在轮胎周向上的位置彼此不同,并且关于肋状陆部4的轮胎宽度方向中心线上的一个点呈点对称。
更详细地,在图示的示例中,在一个肋状陆部4的中央区域CR中,多个周向刀槽6的周向刀槽部分61在沿轮胎周向彼此间隔开的同时夹着肋状陆部4的轮胎宽度方向中心线在两侧配置成两列。另外,在一个肋状陆部4的两个侧方区域SR中,多个两端闭口刀槽7在沿轮胎周向彼此间隔开的同时在每个区域SR中均配置成一列。
在本实施方式中,周向刀槽6和两端闭口刀槽7可以以任意方式配置。尽管在本实施方式中,在肋状陆部4的轮胎宽度方向中心线的轮胎宽度方向两侧的各陆部半部中均设置有周向刀槽6和两端闭口刀槽7,但是可以仅在一侧设置周向刀槽6和两端闭口刀槽7,而在另一侧设置任意刀槽。尽管在本实施方式中,周向刀槽6的周向刀槽部分61和宽度方向刀槽部分62在胎面表面展开图中呈直线形状,但是周向刀槽部分61和宽度方向刀槽部分62可以具有诸如弯曲形状等的任意形状。
以下说明本实施方式中的充气轮胎1的作用和效果。
在本实施方式的轮胎1中,形成于胎面表面T的至少一个陆部是由相邻的两个周向主槽3划分而成的肋状陆部4。因此,能够提高陆部4的周向刚性(周向剪切刚性),进而能够改善诸如耐磨耗性能、制动性能、驱动性能和湿路面性能等的性能。
当在湿路面上行进时,具有周向刚性高的肋状陆部的胎面橡胶表面无法充分地跟随路面的凹凸,所以当轮胎与路面接触时的实际接地面积倾向于减小。这可能会妨碍湿路面性能的期望的显著改善。
然而,在本实施方式中,肋状陆部4具有包括沿轮胎周向延伸的周向刀槽部分61的周向刀槽6,使得能够在维持肋状陆部4的周向刚性的同时降低肋状陆部4的压缩刚性。这改善了胎面橡胶表面的路面跟随性,并且增大了路面上的实际接地面积,因而改善了湿路面性能。特别地,由于周向刀槽6的周向刀槽部分61仅位于接地压力相对高的中央区域CR中,所以能够充分地改善路面跟随性,这有助于改善湿路面性能。在肋状陆部4中设置有沿轮胎周向延伸的刀槽的情况下,存在例如转弯能力降低的可能性。然而,由于周向刀槽部分61仅位于肋状陆部4的中央区域CR中,所以能够充分地抑制转弯能力降低的可能性。
另外,肋状陆部4在侧方区域SR中具有两端闭口刀槽7。因此,能够在不过度降低肋状陆部4的周向刚性的情况下降低肋状陆部4的侧方区域SR的压缩刚性,这有助于改善湿路面性能。
因而,利用本实施方式中的轮胎1,提高了胎面部24的周向陆部刚性以改善诸如耐磨耗性能、制动性能、驱动性能和湿路面性能等的性能,并且降低了压缩刚性以改善路面跟随性并因而改善湿路面性能。
优选地,在肋状陆部4中,在胎面表面展开图中,由以至少一个两端闭口刀槽7的图心O为中心且以0.15W为半径R1的圆C1包围的区域不具有除了该两端闭口刀槽7以外的槽和刀槽,其中W是肋状陆部4的陆部宽度。
利用该结构,通过设置两端闭口刀槽7能够在不过度降低肋状陆部4的周向刚性的情况下降低压缩刚性,并且能够充分地抑制转弯能力的降低。在图示的示例中,由对于每个两端闭口刀槽7而言的圆C1包围的区域不具有除了该两端闭口刀槽7以外的槽和刀槽。
从相同的观点出发,以两端闭口刀槽7的图心O为中心的圆C1的半径R1更优选为0.18W。
就在抑制遍及整个肋状陆部4的周向刚性过度降低的同时改善湿路面性能而言,进一步优选的是,如图示的示例那样,由对于每个两端闭口刀槽7而言的圆C1包围的区域不具有除了该两端闭口刀槽7以外的槽和刀槽。
进一步优选地,在胎面表面展开图中,由以至少一个两端闭口刀槽7的图心O为中心且以0.50W为半径R2的圆C2包围的区域除了该两端闭口刀槽以外还具有除了该两端闭口刀槽7以外的槽和刀槽中的任一者。
利用该结构,能够适当地降低肋状陆部4的压缩刚性。在图示的示例中,由对于每个两端闭口刀槽7而言的圆C2包围的区域具有与周向刀槽6和该两端闭口刀槽7在轮胎周向上相邻的另一两端闭口刀槽7。
从相同的观点出发,以两端闭口刀槽7的图心O为中心的圆C2的半径R2更优选为0.45W。
就降低遍及整个肋状陆部4的压缩刚性并改善湿路面性能而言,进一步优选的是,如图示的示例那样,由对于每个两端闭口刀槽7而言的圆C2包围的区域还具有除了该两端闭口刀槽7以外的槽和刀槽中的任一者。
就改善湿路面性能而言,进一步优选的是,由对于每个两端闭口刀槽7而言的圆C1包围的区域不具有除了该两端闭口刀槽7以外的槽和刀槽,由对于每个两端闭口刀槽7而言的圆C2包围的区域还具有除了该两端闭口刀槽7以外的槽和刀槽中的任一者。
就降低遍及整个肋状陆部4的压缩刚性并改善湿路面性能而言,优选地,由以肋状陆部4中的任意点为中心O’且以0.50W为半径R3的圆C3包围的区域具有任何槽和刀槽。
如图2和图7所示,周向刀槽6优选朝向划分出肋状陆部4的周向主槽3开口(在图示的示例中,周向刀槽6包括宽度方向刀槽部分62并因而朝向周向主槽3开口)。利用该结构,当在湿路面上行进时,能够促进可能存在于陆部与路面之间的水膜的去除以进一步改善湿路面性能。
两端闭口刀槽7可以具有任意的形状,只要两端如上所述地终止在肋状陆部4内即可。就抑制轮胎宽度方向剪切刚性的降低而言,两端闭口刀槽7的沿着轮胎周向测量的长度优选比周向刀槽6的周向刀槽部分61的沿着轮胎周向测量的长度短。更优选地,如本实施方式那样,两端闭口刀槽7在胎面表面图中为圆形的小孔。
在如本实施方式那样将多个周向刀槽6以节距长度L沿轮胎周向配置在肋状陆部4中的情况下,优选的是,多个周向刀槽6在肋状陆部4中以节距长度L(mm)配置,并且节距长度L(mm)与一个节距长度L(mm)的范围内的周向刀槽6和两端闭口刀槽7的轮胎周向刀槽分量总长度Ls(mm)之间的关系满足
0.6L≤Ls≤3L。
利用该结构,能够充分地降低压缩刚性,并且能够充分地维持转弯能力。
这里,“节距长度L”是从一个周向刀槽6的一个轮胎周向端到与该周向刀槽6在轮胎周向上相邻的周向刀槽6的对应轮胎周向端的、沿着轮胎周向测量的在展开图中的长度。“一个节距长度L的范围内的周向刀槽6和两端闭口刀槽7的轮胎周向刀槽分量总长度Ls”是通过使配置在肋状陆部4中的一个节距长度L的范围内的周向刀槽6和两端闭口刀槽7沿轮胎宽度方向投影而沿着轮胎周向测量的长度。在投影所得的刀槽中存在重叠部分的情况下,长度是通过用该重叠部分乘以彼此重叠的成分数量而计算得到的。
就降低压缩刚性和维持转弯能力而言,优选的是,周向刀槽6的沿着轮胎周向测量的长度为节距长度L,两端闭口刀槽7的沿着轮胎周向测量的长度为节距长度L的一半以下。
通过在肋状陆部4中将轮胎周向刀槽分量总长度Ls设定为节距长度L的0.6倍以上,能够充分地降低肋状陆部4的压缩刚性。通过将轮胎周向刀槽分量总长度Ls设定为节距长度L的3倍以下,能够充分地维持转弯能力。
在如本实施方式那样将多个周向刀槽6以节距长度L沿轮胎周向配置在肋状陆部4中的情况下,优选的是,肋状陆部4的陆部宽度W与配置在该陆部4中的一个节距长度L的范围内的周向刀槽6的轮胎宽度方向刀槽分量总长度Ws之间的关系满足
0.4W≤Ws≤1.2W。
利用该结构,能够在抑制周向刚性降低的同时改善湿路面性能。详细地,通过将一个节距长度L的范围内的轮胎宽度方向刀槽分量总长度Ws设定为陆部宽度W的0.4倍以上,能够在提高水膜去除能力的情况下改善湿路面性能。通过将一个节距长度L的范围内的轮胎宽度方向刀槽分量总长度Ws设定为陆部宽度W的1.2倍以下,能够抑制周向刚性的降低。
这里,“陆部宽度W”是肋状陆部4的沿着轮胎宽度方向测量的长度。“配置在陆部4中的一个节距长度L的范围内的周向刀槽6的轮胎宽度方向刀槽分量总长度Ws”是通过使配置在陆部4中的一个节距长度L的范围内的周向刀槽6沿轮胎周向投影而沿着轮胎宽度方向测量的长度。在当使该范围内的周向刀槽6沿轮胎周向投影时投影所得的刀槽中存在重叠部分的情况下,例如在存在多个刀槽或刀槽弯折的情况下,长度是通过用该重叠部分乘以彼此重叠的成分的数量而计算得到的。
另外,优选的是,如本实施方式那样,在周向刀槽6中,节距长度L与肋状陆部4的陆部宽度W之间的关系满足
0.5W≤L≤1.5W,
利用该结构,能够在抑制周向刚性降低的同时改善湿路面性能。
在肋状陆部4中,周向刀槽6的节距长度L优选为肋状陆部4的在轮胎宽度方向中心线上的轮胎周向长度的0.5%至3.0%,更优选为肋状陆部4的在轮胎宽度方向中心线上的轮胎周向长度的1.0%至2.5%。肋状陆部4的陆部宽度W优选为胎面宽度TW的15%至35%,更优选为胎面宽度TW的18%至22%。
这里,“轮胎周向长度”是在低压力无负荷状态下测量的长度。“胎面宽度”是在轮胎1安装到前述轮辋并被施加对安装有该轮胎的车辆规定的内压的状态下,两胎面接地端E之间的沿着轮胎宽度方向测量的长度。“胎面接地端”是胎面表面T的轮胎宽度方向上的最外位置。“胎面表面”是在轮胎1安装到前述轮辋、被施加对安装有该轮胎的车辆规定的内压并放置在最大负荷能力的75%的负荷下的状态下,当轮胎1滚动时整个轮胎1与路面接触的外周面。“轮胎被施加对安装有该轮胎的车辆规定的内压”的状态是轮胎被施加与JATMA年鉴等中记载的或将来记载的适用尺寸/层级的单个车轮的最大负荷能力对应的空气压力(最大空气压力)的状态。
“最大负荷能力”是JATMA年鉴等中记载的或将来记载的适用尺寸/层级的单个车轮的最大负荷能力。
在前述工业标准中未记载的尺寸的情况下,“轮胎周向长度”是在低压力无负荷状态下测量的长度。“胎面宽度”是在轮胎1安装到前述轮辋并被施加对安装有该轮胎的车辆规定的内压的状态下,两胎面接地端E之间的沿着轮胎宽度方向测量的长度。“胎面接地端”是胎面表面T的轮胎宽度方向上的最外位置。“胎面表面”是在轮胎1安装到前述轮辋、被施加对安装有该轮胎的车辆规定的内压并放置在如下负荷下的状态下当轮胎1滚动时整个轮胎1与路面接触的外周面:当假定车辆乘员数量为最大时,轮胎上的期望在四个车轮的最大负荷下的负荷的75%。“轮胎被施加对安装有该轮胎的车辆规定的内压”的状态是轮胎被施加与当假定车辆乘员数量为最大时,轮胎上的期望在四个车轮的最大负荷下的负荷对应的空气压力的状态。
这里所提及的“空气”可以用例如诸如氮气等的非活性气体替换。
在本实施方式中,位于中央区域CR中的周向刀槽部分61的轮胎周向刀槽分量总长度Ls’优选为肋状陆部4的在轮胎宽度方向中心线上的轮胎周向长度的60%以上。
“位于中央区域CR中的周向刀槽部分61的轮胎周向刀槽分量总长度Ls’”是通过使配置在肋状陆部4中的中央区域CR内的周向刀槽部分61沿轮胎宽度方向投影而沿着轮胎周向测量的长度。在投影所得的刀槽(刀槽部分)中存在重叠部分的情况下,该长度是通过用该重叠部分乘以彼此重叠的成分数量而计算得到的。
在本发明中,在如本实施方式那样两端闭口刀槽7为小孔的情况下,在一个节距长度L(mm)的范围内优选设置至少一个小孔,其中一个小孔朝向胎面表面T的开口面积S(mm2)在0.1≤S≤4的范围。
在图示的示例中,在肋状陆部4中,由周向刀槽6的周向刀槽部分61和宽度方向刀槽部分62以及与该周向刀槽6在轮胎周向上相邻的另一周向刀槽6包围的陆部部分中配置有两个小孔。
通过在一个节距长度L(mm)的范围内配置至少一个小孔并将一个小孔朝向胎面表面T的开口面积S(mm2)限制在0.1≤S≤4的范围,能够在维持陆部的周向刚性的同时进一步降低压缩刚性,从而能够进一步改善湿路面性能。详细地,小孔的开口面积S为0.1mm2以上,以便能够充分地降低压缩刚性。小孔的开口面积S为4mm2以下,以便防止肋状陆部4的陆部部分的面积减小并因此防止实际接地面积减小,从而防止由实际接地面积减小导致的湿路面性能改善效果的降低。
在一个节距长度L(mm)的范围内配置有多个小孔的情况下,一个小孔的开口面积S(mm2)是多个小孔的平均值。
尽管不特别限制肋状陆部4中的小孔的个数,但是节距长度L(mm)与配置在肋状陆部4中的一个节距长度L(mm)的范围内的小孔的个数N之间的关系优选为0.1≤N/L≤0.3。通过将N/L(个/mm)设定为0.1以上,能够充分地降低压缩刚性。通过将N/L(个/mm)设定为0.3以下,能够防止肋状陆部4的面积减小并能够防止转弯能力降低。
周向刀槽6和两端闭口刀槽7的各自的深度可以分别为1.5mm至7.0mm和2.0mm至9.0mm。划分出肋状陆部4的周向主槽3的深度可以为5.0mm至9.0mm。周向刀槽6的深度、两端闭口刀槽7的深度和周向主槽3的深度之间的关系优选满足:
(周向主槽3的深度)≥(两端闭口刀槽7的深度)>(周向刀槽6的深度)。
由于两端闭口刀槽7不容易导致周向刚性降低,所以可以使两端闭口刀槽7比周向刀槽6深。由于即使在周向刀槽6已经被磨耗尽之后,在轮胎1的磨耗后期两端闭口刀槽7仍然残存,所以这能够维持湿路面性能改善效果。
以下说明本实施方式中的肋状陆部4的轮胎宽度方向截面形状。
图4示出了肋状陆部4的沿着图2中的a-a’的截面(轮胎宽度方向截面)形状的半部。
在本实施方式中,肋状陆部4的外轮廓(胎面表面T侧)能够由曲率半径R彼此不同且沿轮胎径向凸出的多个圆弧(在图示的示例中为两个圆弧)形成。多个圆弧的相应曲率半径R4和R5能够从肋状陆部4的轮胎宽度方向中心侧向轮胎宽度方向端侧减小。肋状陆部4的外轮廓与周向主槽3的槽壁之间的连接部分81可以具有平滑的弯曲形状。然而,就增大轮胎1的实际接地面积而言,连接部分81优选为如图所示的有棱角的角部。
划分出肋状陆部4的周向主槽3的槽壁优选以槽宽从槽底向开口部增大的方式相对于与胎面表面垂直的方向以0°至20°的角度θ倾斜。周向主槽3的槽底和槽壁之间的连接部分82在轮胎宽度方向截面中优选形成朝向轮胎径向内侧凸出的形状的平滑连接。
在本实施方式中,如图5所示,在周向刀槽6以节距长度L沿轮胎周向配置的情况下,可以使用周向刀槽6的节距长度L在轮胎圆周上变化的花纹。详细地,图5所示的胎面花纹由节距长度L变化的花纹P1至P3构成,而在肋状陆部4中,以节距长度L配置的周向刀槽6在所有花纹P1至P3中均满足L≤Ls≤3L。节距长度L以花纹P1至P3的顺序相对增大。在图5所示的胎面花纹中,花纹P1至P3依次重复设置。在肋状陆部4中,花纹P1和P2中的一个节距长度L(mm)的范围内设置有两个小孔,而花纹P3中的一个节距长度L(mm)的范围内设置有三个小孔。
尽管在图5的示例中示出了节距长度L在轮胎周向上变化的三种花纹,但是可以使用两种花纹或四种以上花纹。尽管在图5的示例中花纹P1至P3依次重复设置,但是花纹可以以任意顺序配置。例如,多次重复配置的一种花纹之后可以跟随一次或多次重复配置的另一种花纹。
在图5所示的轮胎1中,胎面表面T中设置有两个周向主槽3,由这两个周向主槽3划分出一个肋状陆部4。然而,根据本发明的刀槽结构还适用于如下情况:如图6所示,胎面表面T中设置有三个以上(在图6的示例中为三个)的周向主槽3,将由这三个以上的周向主槽3划分而成的多个陆部中的部分或全部陆部设定为肋状陆部4。
尽管在胎肩陆部5中在轮胎周向上重复地配置有多个刀槽和小孔,但是在胎肩陆部5中可以任选地配置有任何各种刀槽和槽。
以下参照图8例示说明根据本发明的实施方式2的充气轮胎。以下,适当地省略与根据实施方式1的充气轮胎相同的要素的说明。
在图8所示的轮胎1中,胎面表面T中设置有沿轮胎周向连续延伸的三个周向主槽3,其中这三个周向主槽3中的位于中央的周向主槽3比另外两个周向主槽3窄。在该轮胎1中,由周向主槽3划分出两个肋状陆部4。
在实施方式2中,如实施方式1那样,肋状陆部4具有:周向刀槽6,其包括沿轮胎周向延伸的周向刀槽部分61;和两端闭口刀槽7,其具有终止在肋状陆部4内的两端。周向刀槽6的周向刀槽部分61仅位于中央区域CR中,两端闭口刀槽7位于所有侧方区域SR中。
详细地,周向刀槽6包括:周向刀槽部分61;和宽度方向刀槽部分62,其从周向刀槽部分61起沿轮胎宽度方向延伸并朝向周向主槽3开口。周向刀槽部分61在中央区域CR中位于肋状陆部4的轮胎宽度方向中心线上。
两端闭口刀槽7设置在位于周向刀槽6的周向刀槽部分61的轮胎宽度方向两侧的侧方区域SR中。在图示的示例中,两端闭口刀槽7是小孔。
在实施方式2中,如实施方式1那样,在轮胎周向上配置有多个周向刀槽6和多个两端闭口刀槽7。详细地,周向刀槽6以各自的宽度方向刀槽部分62交替地朝向两个周向主槽3开口的方式沿轮胎周向配置。节距长度L是一个周向刀槽6与另一周向刀槽6之间的沿轮胎周向测量的长度,该另一周向刀槽6与该一个周向刀槽6在轮胎周向上相邻且该另一周向刀槽6的宽度方向刀槽部分62与该一个周向刀槽6的宽度方向刀槽部分62朝向相同的周向主槽3开口。两端闭口刀槽7被配置成对于每个周向刀槽6,位于轮胎宽度方向两侧的两端闭口刀槽7的数量为两个(即,每侧一个)以上。
因而,在图示的示例中,在肋状陆部4的中央区域CR中,多个周向刀槽6的周向刀槽部分61在轮胎周向上彼此间隔开的同时配置成一列即配置在轮胎宽度方向中心线上。另外,在肋状陆部4的两个侧方区域SR中,多个两端闭口刀槽7在轮胎周向上彼此间隔开的同时在各区域SR中均配置成一列。
以下说明实施方式2中的充气轮胎1的作用和效果。
实施方式2中的充气轮胎1具有与实施方式1中的充气轮胎1相同的作用和效果。另外,在实施方式2的充气轮胎1中,周向刀槽6具有在肋状陆部4的中央区域CR中配置成一列的周向刀槽部分61。与周向刀槽部分61配置成多列的情况相比,这改善了肋状陆部4的轮胎宽度方向上的刚性,因而改善了转弯能力等。
在图8所示的轮胎1中,胎面表面T中设置有三个周向主槽3,由这三个周向主槽3划分出两个肋状陆部4。然而,根据实施方式2的刀槽结构还适用于如下情况:胎面表面T中设置有除了三个以外的、例如两个周向主槽3,并且将由这两个周向主槽3划分而成的陆部设定为肋状陆部4。
在实施方式1和实施方式2中,对轮胎尺寸没有限制。然而,优选使用具有以下尺寸的乘用车用充气子午线轮胎。
优选地,在车辆安装到轮辋、被施加250kPa以上的内压并放置在无负荷下的状态下,在轮胎的截面宽度SW小于165(mm)的情况下,轮胎的截面宽度SW(mm)和外径OD(mm)之间的比SW/OD为0.26以下,并且在轮胎的截面宽度SW为165(mm)以上(以下还称作“窄宽度大直径尺寸”)的情况下,轮胎的截面宽度SW(mm)和外径OD(mm)满足关系:
2.135×SW+282.3≤OD
满足该关系的轮胎具有窄宽度大直径形状。因而,轮胎的滚动阻力性能得以改善(滚动阻力系数得以减小),并且轮胎的重量得以减轻。
轮胎滚动期间的内压优选为250kPa以上,更优选为250kPa至350kPa。在窄宽度大直径尺寸中,接地长度倾向于增大。将内压限制为250kPa以上能够抑制接地长度的增大,所以能够减小胎面橡胶的变形并能够进一步减小滚动阻力。
就减小轮胎的滚动阻力系数和减轻轮胎的重量而言,在轮胎滚动期间的内压为250kPa以上的情况下,轮胎1的截面宽度SW(mm)和外径OD(mm)优选满足–0.0187×SW2+9.15×SW–380≤OD。
轮胎的“截面宽度SW”和“外径OD”分别为在轮胎安装到轮辋、被施加250kPa以上的内压并放置在无负荷下的状态下,JIS D 4202-1994中规定的截面宽度和外径。
在轮胎为具有上述截面宽度SW和外径OD的窄宽度大直径尺寸的轮胎的情况下,胎面橡胶在30℃下的动态储能模量E’优选为6.0MPa至12.0MPa。在窄宽度大直径轮胎中,通过将胎面橡胶的动态储能模量E’限制到该特定范围,能够改善湿路面摩擦系数μ,从而能够改善湿路面性能。另外,通过以这种方式限制动态储能模量E’,改善了转弯时的转弯能力,以提高操纵稳定性。从相同的观点出发,动态储能模量E’更优选为7.9MPa至12.0MPa,进一步优选为8.0MPa至11.0MPa。
在轮胎具有窄宽度大直径尺寸的情况下,胎面橡胶在60℃的损耗角正切tanδ优选为0.05至0.15。这改善了滚动阻力性能。
动态储能模量E’(Mpa)和损耗角正切tanδ(动态损耗模量(E”)与动态储能模量(E’)之间的比(E”/E’))是与硫化橡胶相关的、通过在初始应变为1%且振动频率为50Hz的条件下,对厚度为2mm、宽度为5mm且长度为20mm的试验片施加160g的初始负载而测量的值。除非另有说明,动态储能模量E’是在30℃的温度下测量的值(以下还称作“30℃下的动态储能模量E’”或简称为“动态储能模量E’”)。除非另有说明,损耗角正切tanδ是在60℃的温度下测量的值(以下还称作“60℃下的损耗角正切tanδ”或简称为“损耗角正切tanδ”)。
“胎面橡胶”是指不包含诸如任选地包含在胎面中的带束等的构件的橡胶。
胎面橡胶能够通过根据传统方法混炼和硫化橡胶组合物而形成,该橡胶组合物包括传统上已知的橡胶组分,并且任选地包括传统上已知的填料、抗老化剂、硫化剂、硫化促进剂、加工油、防焦剂、氧化锌、硬脂酸等。
对混炼条件没有特别地限制。可以使用班伯里混合机、辊、密闭式混合机等,并且可以根据配方、混炼装置的投入体积等适当地调节转子的旋转速度、上顶栓压力、混炼温度和混炼时间。
作为硫化橡胶组合物时的条件,硫化温度可以为例如100℃至190℃,硫化时间可以为例如5分钟至80分钟。
胎面橡胶的橡胶组分的示例包括诸如苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、聚异戊二烯橡胶(IR)、异丁烯异戊二烯橡胶(IIR)、卤化丁基橡胶、苯乙烯-异戊二烯共聚物橡胶(SIR)和氯丁橡胶(CR)等的改性或未改性的合成橡胶以及天然橡胶(NR)等。
对诸如SBR或BR等的共轭二烯系聚合物的改性方法没有特别地限制,可以是传统上已知的方法。例如,可以使用在WO 2008/050845 A1中记载的方法(使改性剂与共轭二烯系聚合物的活性末端进行反应,并且在钛系缩合促进剂的存在下进行包括该改性剂的缩合反应)。
共轭二烯系聚合物的优选示例包括1,3-丁二烯与苯乙烯的共聚物。
改性剂的优选示例包括N,N-双(三甲基甲硅烷基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N,N-双(三甲基甲硅烷基)氨基丙基甲基二乙氧基硅烷和1-三甲基甲硅烷基-2-乙氧基-2-甲基-1-氮杂-2-硅杂环戊烷。
钛系缩合促进剂的优选示例包括四(2-乙基-1,3-己二醇合)钛、四(2-乙基己氧基)钛和双乙酸乙酯化二正丁氧基化钛(titanium di-n-butoxide(bis-2,4-pentanedionate))。
这些橡胶组分可以单独地使用或两种以上组合地使用。
填料的示例包括传统上已知的炭黑、二氧化硅、碳酸钙、滑石和粘土。这些填料可以单独地使用或两种以上组合地使用。
优选地,在轮胎具有窄宽度大直径尺寸的情况下,形成胎面橡胶的橡胶组合物至少包括橡胶组分和填料,并且在橡胶组合物中,相对于100质量份的橡胶组分,填料的含量为50质量份至100质量份。这具有耐磨耗性和可加工性优异的优点。就耐磨耗性和可加工性而言,相对于100质量份的橡胶组分,填料的含量更优选为55质量份至85质量份,进一步优选为75质量份至85质量份。相对于100质量份的二烯系聚合物(二烯系橡胶),填料的含量更优选为50质量份至90质量份。
优选地,在轮胎具有窄宽度大直径尺寸的情况下,填料包括二氧化硅,并且相对于100质量份的橡胶组分,二氧化硅的含量为25质量份至100质量份。这具有湿路面性能优异的优点。就湿路面性能而言,相对于100质量份的橡胶组分,二氧化硅的含量更优选为50质量份至75质量份,进一步优选为60质量份至75质量份。
在使用二氧化硅作为填料的情况下,可以使用硅烷偶联剂对二氧化硅进行加工。
例如,为了将E’设定为如上所述的6.0MPa至12.0MPa,例如,可以将配方改变为:在100phr的二烯类聚合物中,改性S-SBR在20phr至70phr的范围,并且在50phr至80phr的填料中,二氧化硅在30phr至80phr的范围。
为了将tanδ设定为如上所述的0.05至0.15,例如,可以将配方改变为:在100phr的二烯类聚合物中,NR在0phr至20phr的范围,改性S-SBR在20phr至70phr的范围,并且在50phr至80phr的填料中,二氧化硅在30phr至80phr的范围。
这里,“phr”是各组分相对于100质量份的橡胶组分的含量(质量份)。
在轮胎具有窄宽度大直径尺寸的情况下,乘用车用充气子午线轮胎的轮胎尺寸的示例包括:105/50R16、115/50R17、125/55R20、125/60R18、125/65R19、135/45R21、135/55R20、135/60R17、135/60R18、135/60R19、135/65R19、145/45R21、145/55R20、145/60R16、145/60R17、145/60R18、145/60R19、145/65R19、155/45R18、155/45R21、155/55R18、155/55R19、155/55R21、155/60R17、155/65R13、155/65R18、155/70R17、155/70R19、165/45R22、165/55R16、165/55R18、165/55R19、165/55R20、165/55R21、165/60R19、165/65R19、165/70R18、175/45R23、175/55R18、175/55R19、175/55R20、175/55R22、175/60R18、175/65R15、185/45R22、185/50R16、185/50R20、185/55R19、185/55R20、185/60R17、185/60R19、185/60R20、195/50R20、195/55R20、195/60R19、195/65R17、205/50R21、205/55R16、205/55R20、205/60R16、205/60R18、215/50R21、215/60R17、225/65R17。
在轮胎具有窄宽度大直径尺寸的情况下,就实现湿路面性能和其它性能两者而言,优选减少占据胎面的槽量。详细地,槽体积率(槽体积V2/胎面橡胶体积V1)优选为20%以下,负比率(槽面积与胎面表面积的比)优选为20%以下。这些值均小于传统尺寸的乘用车用充气子午线轮胎的标准值。
改善湿路面性能的典型方式是增加槽量。然而,通过比较图9的(b)和图9的(a)可知,在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎的情况下,接地面的宽度W减小,使得水倾向于沿轮胎宽度方向排出。因此,即使当槽量减少时,也能够维持湿路面性能,并且还能够改善陆部刚性,以改善诸如转弯能力等的其它性能。
例如,将槽体积率定义为比V2/V1,其中V1是位于如下位置的胎面橡胶的体积:位于带束层中的在轮胎宽度方向上具有最大宽度的最大宽度带束层的轮胎宽度方向两端部的轮胎宽度方向内侧,并且位于在轮胎宽度方向中央位置处的轮胎径向最外侧增强构件(带束层和带束增强层)的轮胎径向外侧,V2是形成在胎面表面中的槽的总体积。
在轮胎具有窄宽度大直径尺寸且轮胎的车辆安装方向被指定的情况下,负比率在以轮胎赤道面CL为边界的位于车辆安装方向内侧和车辆安装方向外侧的轮胎宽度方向半部之间不同。
陆部中的由位于轮胎宽度方向最外侧的周向主槽和胎面接地端E划分而成的且能够设定为肋状部的各胎肩陆部可以采用各种结构。例如,在车辆安装方向被指定的轮胎中,胎肩陆部的轮胎宽度方向宽度在车辆安装方向外侧与车辆安装方向内侧之间可以不同。就操纵稳定性而言,优选将位于车辆安装方向外侧的胎肩陆部的轮胎宽度方向宽度设定为大于位于车辆安装方向内侧的胎肩陆部的轮胎宽度方向宽度。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎的情况下,如图10所示,比LCR/TW’优选为0.045以下,其中LCR是作为在轮胎宽度方向截面中,穿过胎面表面上的位于轮胎赤道面CL中的点P且平行于轮胎宽度方向的直线m1与穿过接地端E’且平行于轮胎宽度方向的直线m2之间的轮胎径向距离的下降高度,TW’是轮胎的胎面宽度。通过将比LCR/TW’限制到上述范围,轮胎的冠部是扁平的(平坦的),因而增大了接地面积并缓和了来自路面的输入力(压力)。因此,能够减小轮胎径向上的挠曲率,以改善轮胎的耐久性和耐磨耗性能。
“接地端E’”表示当轮胎安装到轮辋、被施加对安装有该轮胎的车辆规定的最大空气压力、垂直地放在平板上并放置在与对安装有该轮胎的车辆规定的最大负荷对应的重量下时,与平板接触的接触面中的轮胎宽度方向两端点。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎的情况下,胎面橡胶可以通过使不同的多层橡胶层沿轮胎径向层叠而形成。多层橡胶层可以在损耗角正切、模量、硬度、玻璃化转变温度、材质等方面不同。多层橡胶层的轮胎径向厚度比在轮胎宽度方向上可以变化。另外,例如,周向主槽底处可以仅设置与周围不同的橡胶层。
胎面橡胶可以由在轮胎宽度方向上不同的多层橡胶层形成。多层橡胶层可以在损耗角正切、模量、硬度、玻璃化转变温度、材质等方面不同。多层橡胶层的轮胎宽度方向宽度比在轮胎径向上可以变化。另外,诸如周向主槽附近、胎面接地端E附近、胎肩陆部附近或中央陆部附近等的限定区域中可以仅设置与周围不同的橡胶层。
窄宽度大直径尺寸的轮胎优选具有由帘线相对于轮胎周向倾斜延伸的包覆有橡胶的帘线层构成的倾斜带束层。在这种情况下,倾斜带束层可以仅由一层构成。然而,在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,如果倾斜带束层仅由一层构成,则转弯时的接地形状容易扭曲。因此,优选采用沿着如下方向延伸的倾斜带束层:在该方向上帘线在两层以上的层之间交叉。倾斜带束层由两层带束层形成的带束结构是最优选的。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,在轮胎宽度方向上具有最大宽度的最大宽度倾斜带束层的轮胎宽度方向宽度优选为胎面宽度TW的90%至115%,特别优选为胎面宽度TW的100%至105%。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,作为倾斜带束层的带束帘线,最普遍地使用金属帘线,特别是钢帘线。然而,还可以使用有机纤维帘线。钢帘线可以包括作为主要成分的钢,还可以包含诸如碳、锰、硅、磷、硫、铜和铬等的各种微量含有物。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,倾斜带束层的带束帘线可以使用单丝帘线或通过加捻多根丝获得的帘线。对于加捻结构可以采用各种设计,这些设计可以在例如截面结构、加捻节距、加捻方向和/或相邻单丝的距离方面不同。还可以使用通过加捻不同材质的单丝获得的帘线,可以采用诸如单捻(single twist)、层捻(layer twist)和复捻(multitwist)等的各种加捻结构,而不限于任何特别的截面结构。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,倾斜带束层的带束帘线的倾斜角度相对于轮胎周向优选为10°以上。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,倾斜带束层的带束帘线的倾斜角度优选为高的角度,具体地,相对于轮胎周向为35°以上,特别是相对于轮胎周向在55°至85°的范围。
通过将倾斜角度设定为35°以上,提高了相对于轮胎宽度方向的刚性,并且改善了特别是转弯时的操纵稳定性。另外,减小了层之间的橡胶的剪切变形,并且改善了滚动阻力性能。
窄宽度大直径尺寸的轮胎在倾斜带束层的轮胎径向外侧可以具有由一层以上的周向带束层形成的周向带束。
在倾斜带束层的带束帘线的倾斜角度θ1、θ2为35°以上的情况下,周向带束优选具有比其它区域的每单位宽度的轮胎周向刚性高的包括轮胎赤道面CL的中央区域C的每单位宽度的轮胎周向刚性。
图11示意性地示出了带束结构的示例。在图中,周向带束层113和114层叠在倾斜带束层111和112的轮胎径向外侧,并且在中央区域C中,周向带束层113和114在轮胎径向上彼此重叠。
例如,如图11所示,通过将周向带束层的层数设定为在中央区域C中比在其它区域中多,能够使中央区域C的每单位宽度的轮胎周向刚性比其它区域的每单位宽度的轮胎周向刚性高。
在400Hz至2kHz的高频区域中,在倾斜带束层中具有相对于轮胎周向倾斜35°以上的带束帘线的许多轮胎会呈现如下形状:胎面表面在截面方向上的一阶、二阶和三阶等的振动模式下一律大幅振动,因而产生了大的放射音。因此,局部地提高胎面的轮胎宽度方向中央区域的轮胎周向刚性,使胎面的轮胎宽度方向中央区域不容易沿轮胎周向扩展,由此抑制了胎面表面沿轮胎周向的扩展。结果,能够降低放射音。
此外,如上所述,在包括轮胎赤道面CL的中央区域的轮胎周向刚性已经提高的轮胎中,胎面在胎面表面的至少包括轮胎赤道面CL的区域中优选具有在轮胎周向上连续的陆部。当将周向主槽布置在轮胎赤道面CL或其附近时,该区域中的胎面的刚性可能会降低,并且划分出周向主槽的陆部中的接地长度可能会变得极短。因此,就在不降低转弯能力的情况下改善噪音性能而言,优选将在轮胎周向上连续的陆部(肋状陆部)布置在包括轮胎赤道面CL的特定区域中。
图12示意性地示出了带束结构的另一示例。在图中,在两层倾斜带束层121和122的轮胎径向外侧层叠一层周向带束层123。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,如在图12所示的示例中,在倾斜带束层的带束帘线的倾斜角度为35°以上的情况下,优选的是,倾斜带束层包括具有不同轮胎宽度方向宽度的至少两层倾斜带束层,形成具有最宽宽度的倾斜带束层的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ1与形成具有最窄宽度的倾斜带束层的帘线相对于轮胎周向的倾斜角度θ2满足35°≤θ1≤85°、10°≤θ2≤30°且θ1>θ2。
在400Hz至2kHz的高频区域中,在倾斜带束层中设置有相对于轮胎周向倾斜35°以上的带束帘线的许多轮胎会呈现如下形状:胎面表面在截面方向上的一阶、二阶和三阶等的振动模式下一律大幅振动,因而产生了大的放射音。因此,局部地提高胎面的轮胎宽度方向中央区域的轮胎周向刚性,使胎面的轮胎宽度方向中央区域不容易沿轮胎周向扩展,由此抑制了胎面表面沿轮胎周向的扩展。结果,能够降低放射音。
图13示意性地示出了带束结构的另一示例。在图中,在两层倾斜带束层131和132的轮胎径向外侧层叠有一层周向带束层133。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,周向带束层优选具有高的刚性,更具体地,优选由帘线沿轮胎周向延伸的包覆有橡胶的帘线层形成,优选满足1500≥X≥750,其中将X定义为X=Y×n×m,Y是帘线的杨氏模量(GPa),n是帘线的植入数量(根/50mm),m是周向带束层的层数。具有窄宽度大直径尺寸的轮胎的形状在转弯时易于因抵抗来自路面的输入力而在轮胎周向上局部变形,使得接地面可能为大致三角形,也就是,周向上的接地长度会根据轮胎宽度方向上的位置而大幅改变。鉴于此,周向带束层被形成为具有高的刚性,因而改善了轮胎的环刚性(ring rigidity)并抑制了轮胎周向上的变形。结果,通过橡胶的不可压缩性还能够抑制轮胎宽度方向上的变形,使接地形状不大可能改变。此外,改善了的环刚性会促进偏心变形,这同时改善了滚动阻力。在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,滚动阻力的改善效果的幅度特别地大。
在使用如上所述的高刚性的周向带束层的情况下,倾斜带束层的带束帘线相对于轮胎周向优选以高的角度、具体地以35°以上的角度倾斜。使用高刚性的周向带束层会提高轮胎周向刚性,这可能会使一些轮胎中的接地长度无意地减小。鉴于此,可以使用以高的角度倾斜的带束层,以降低轮胎周向上的面外弯曲刚性,增大胎面表面变形时橡胶在轮胎周向上的拉伸,由此抑制接地长度的减小。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,为了提高断裂强度,可以对周向带束层使用波状帘线。使用高伸长率(例如,断裂时的伸长率为4.5%至5.5%)的帘线同样可以提高断裂强度。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,可以采用各种材质作为周向带束层。典型的示例包括人造丝、尼龙、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚芳酰胺、玻璃纤维、碳纤维和钢。就减轻重量而言,有机纤维帘线是特别优选的。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,周向带束层可以使用单丝帘线、通过加捻多根丝获得的帘线或通过加捻不同材质的丝获得的复合帘线作为帘线。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,周向带束层的帘线的植入数量可以在20根/50mm至60根/50mm的范围,但不限于此。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,就诸如刚性、材质、层数和帘线的植入密度等的特性而言,可以沿轮胎宽度方向分布。例如,可以仅在轮胎宽度方向端部处增加周向带束层的层数。可选地,可以仅在中央部中增加周向带束层的层数。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,周向带束层可以被设计成比倾斜带束层宽或窄。例如,周向带束层可以具有在如下宽度的90%至110%的范围的轮胎宽度方向宽度:倾斜带束层中的轮胎宽度方向宽度的最宽的最大宽度倾斜带束层的宽度。
这里,周向带束层可以被构造为螺旋层,这对于制造而言是特别有利的。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,可以省略周向带束层。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,胎体线(carcass line)可以采用各种结构。例如,轮胎径向上的胎体最大宽度位置可以靠近胎圈部侧或胎面侧。此外,胎体最大宽度位置在从胎圈基部起的轮胎径向外侧可以在轮胎截面高度的50%至90%的范围。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,胎体还可以采用各种结构。例如,胎体帘线的植入数量可以在20根/50mm至60根/50mm的范围,但是不限于此。
此外,例如,胎体可以具有相对于胎圈填胶的轮胎径向端位于轮胎径向内侧的折返端。可选地,胎体折返端可以相对于胎圈填胶的轮胎径向外侧端或轮胎最大宽度位置位于轮胎径向外侧,或者在一些情况下可以延伸到相对于倾斜带束层的轮胎宽度方向端的轮胎宽度方向内侧。在胎体由多层胎体帘布层形成的情况下,胎体的折返端可以布置在轮胎径向上的不同位置。可选地,在没有任何胎体折返部的情况下,胎体可以插在多个胎圈芯构件之间或绕着胎圈芯卷绕。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,优选减小胎侧部的厚度。可以以如下方式减小轮胎侧部的厚度。例如,可以将胎圈填胶构造成具有为胎圈芯的轮胎宽度方向截面面积S2的1倍以上且4倍以下的轮胎宽度方向截面面积S1。另外,比Ts/Tb可以为15%以上且40%以下,其中Ts是胎侧部在轮胎最大宽度部分处的厚度,Tb是胎圈芯在轮胎径向中心位置处的胎圈宽度。另外,Ts/Tc可以为5以上且10以下,其中Ts是胎侧部在轮胎最大宽度部分处的厚度,Tc是胎体帘线的直径。
厚度Ts是包括橡胶、增强构件和内衬层在内的所有构件的总厚度。在胎圈芯被胎体分成多个小胎圈芯的结构的情况下,Tb是所有小胎圈芯的轮胎宽度方向最内侧端部和最外侧端部之间的距离。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,轮胎最大宽度位置在从胎圈基部起的轮胎径向外侧可以在轮胎截面高度的50%至90%的范围。
具有窄宽度大直径尺寸的轮胎可以包括轮辋保护件。
具有窄宽度大直径尺寸的轮胎可以不包括胎圈填胶。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,胎圈芯可以采用各种结构,诸如截面圆形和截面多边形等。此外,可以使用绕着胎圈芯卷绕胎体的结构或胎体插在多个胎圈芯构件之间的结构。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,出于增强等的目的,胎圈部还可以包括例如橡胶层和帘线层。这些附加构件可以相对于胎体和胎圈填胶设置在各种位置。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,就降低80Hz至100Hz的车内噪音而言,优选使内衬层厚。详细地,内衬层的厚度优选为比常规内衬层(厚度为大约1.0mm)厚的大约1.5mm至2.8mm。
已经发现,对于具有窄宽度大直径尺寸的轮胎,80Hz至100Hz的车内噪音倾向于特别是在使用高的内压下恶化。通过使内衬层厚,增强了振动衰减性能,并且降低了80Hz至100Hz的车内噪音。由于内衬层具有比诸如胎面等的其它构件小的对滚动阻力有贡献的损失,所以能够在使滚动阻力的降低最小化的同时改善噪音性能。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,内衬层可以形成有主要由丁基橡胶制成的橡胶层或主要由树脂制成的膜层。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎中,为了降低空腔共鸣音,轮胎内表面可以设置有多孔构件或者可以进行静电植绒加工。
具有窄宽度大直径尺寸的轮胎在轮胎内表面可以包括用于防止刺破时空气泄漏的密封构件。
具有窄宽度大直径尺寸的轮胎可以是在轮胎侧部中包括具有新月形截面的增强橡胶的侧增强型缺气保用轮胎。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎是侧增强型缺气保用轮胎的情况下,可以简化侧部的结构,以实现缺气保用耐久性和燃耗性能两者。这是基于如下发现:在具有窄宽度大直径尺寸的乘用车用充气子午线缺气保用轮胎的情况下,在缺气保用行驶期间,轮胎在侧部和胎面部经受相对小的变形,而从胎肩部到胎肩加强部经受相对大的变形。该变形与传统尺寸的轮胎在侧部经受相对大的变形形成对比。
即使具有简化的结构,窄宽度大直径尺寸特有的该变形也确保了缺气保用耐久性并进一步改善了燃耗性能。
具体地,可以满足以下条件(i)至(iii)中的至少任意一者,以简化轮胎的结构。
图14是根据本发明的一个实施方式的轮胎的、在轮胎是具有窄宽度大直径尺寸的缺气保用轮胎的情况下的轮胎宽度方向示意性截面图。
(i)如图14所示,胎体折返部的折返端A相对于轮胎最大宽度位置P位于轮胎径向内侧。(ii)满足关系式1.8≤H1/H2≤3.5,其中H1是在处于轮胎安装到轮辋、被施加预定的内压并放置在无负荷下的基准状态的轮胎宽度方向截面中,侧增强橡胶141的轮胎径向最大长度,H2是连接胎圈填胶的轮胎径向最外点和胎圈芯的轮胎径向最外点的线段的长度。(iii)满足关系式10(mm)≤(SW/OD)×H1≤20(mm),其中H1(mm)是在处于轮胎安装到轮辋、被施加预定的内压并放置在无负荷下的基准状态的轮胎宽度方向截面中,侧增强橡胶141的轮胎径向最大长度。
在具有窄宽度大直径尺寸的轮胎是侧增强型缺气保用轮胎的情况下,位于轮胎宽度方向最外侧的周向主槽可以配置成在轮胎宽度方向上靠近轮胎赤道面CL,以进一步改善缺气保用耐久性。这是基于如下发现:在具有窄宽度大直径尺寸的乘用车用充气子午线缺气保用轮胎的情况下,在缺气保用行驶期间,轮胎在侧部和胎面部经受相对小的变形,而从胎肩部到胎肩加强部经受相对大的变形。该变形与传统尺寸的轮胎在侧部经受相对大的变形形成对比。通过将位于轮胎宽度方向最外侧的周向主槽配置成靠近轮胎赤道面CL,窄宽度大直径尺寸特有的该变形增强了在缺气保用行驶期间从胎肩陆部到胎肩加强部的接地性,因而缓和了接地压力。以这种方式能够进一步改善缺气保用耐久性。
图15是根据本发明的另一实施方式的轮胎的、在轮胎是具有窄宽度大直径尺寸的缺气保用轮胎的情况下的轮胎宽度方向示意性局部截面图。
详细地,优选满足关系式0.5≤WG/WB≤0.8,其中WB是在处于轮胎安装到轮辋、被施加预定的内压并放置在无负荷下的基准状态的轮胎宽度方向截面中,一层以上的带束层中的轮胎宽度方向宽度最大的带束层的轮胎宽度方向上的一半宽度,WG是从轮胎宽度方向宽度最大的带束层的轮胎宽度方向端部到一个以上的周向主槽中的位于轮胎宽度方向最外侧的周向主槽151的轮胎宽度方向中心位置的轮胎宽度方向距离。
虽然以上已经参照附图说明了本发明的实施方式,但是根据本发明的充气轮胎不限于前述示例,而是可以适当地改变。
实施例
以下将使用实施例更详细地说明本发明的技术,但是本发明不限于这些实施例。
为了确定根据本发明的有益效果,试制实施例1至实施例3和比较例1至比较例3的轮胎。
[实施例1]
实施例1的轮胎是如图6所示的轮胎尺寸为165/60R19的子午线轮胎。该轮胎具有表1中列出的规格,并且在胎面表面T中设置有三个周向主槽。在由这三个周向主槽划分而成的两个肋状陆部的每个肋状陆部中,实施例1的轮胎均具有周向刀槽和位于侧方区域SR中的两端闭口刀槽(小孔),周向刀槽包括周向刀槽部分和宽度方向刀槽部分并仅位于中央区域CR中。在实施例1的轮胎中,由绕着肋状陆部中的小孔的、半径R1=0.15W的圆C1包围的区域中不设置槽或刀槽,由绕着小孔的、半径R2=0.50W的圆C2包围的区域中设置有任何槽和刀槽,并且从小孔的图心O到另一刀槽或槽的最短距离为0.39W。周向主槽具有7.5mm的槽宽和7mm的深度。周向刀槽具有0.7mm的槽宽和5mm的深度。小孔具有1.5mm的直径和6mm的深度。
[实施例2]
除了由绕着肋状陆部中的小孔的、半径R1=0.15W的圆C1包围的区域中设置有任何槽和刀槽,并且从小孔的图心O到另一刀槽或槽的最短距离为0.12W以外,实施例2的轮胎与实施例1的轮胎相同。
[实施例3]
除了由绕着肋状陆部中的小孔的、半径R2=0.5W的圆C2包围的区域中不设置槽或刀槽,并且从小孔的图心O到另一刀槽或槽的最短距离为0.60W以外,实施例3的轮胎与实施例1的轮胎相同。
[比较例1]
比较例1的轮胎是轮胎尺寸为195/65R15的子午线轮胎。该轮胎具有表1中列出的规格,并且在胎面表面T中设置有三个周向主槽。在比较例1的轮胎中,在由周向主槽划分而成的两个陆部中的每个陆部中,均形成有横断陆部且具有朝向周向主槽开口的两端的槽,并且既不设置周向刀槽也不设置两端闭口刀槽。周向主槽具有9mm的槽宽和6.5mm的槽深。
[比较例2]
比较例2的轮胎在轮胎尺寸方面与比较例1的轮胎不同。除了在由三个周向主槽划分而成的两个肋状陆部中的每个陆部中,均形成有横断陆部且具有朝向周向主槽开口的两端的槽,并且既不设置周向刀槽也不设置两端闭口刀槽以外,比较例2的轮胎与实施例1的轮胎相同。横断陆部的槽具有3mm的槽宽和5mm的槽深。
[比较例3]
除了在由三个周向主槽划分而成的两个肋状陆部中的每个陆部中,均不设置两端闭口刀槽以外,比较例3的轮胎与实施例1的轮胎相同。
通过以下方法评价这些供试轮胎。
[湿路面性能]
在下述条件下,将各供试轮胎安装到轮辋并施加内压。将供试轮胎安装到车辆,并且以80km/h在湿路面上行驶。测量在该状态下行驶后施加全制动时的停止距离(m),并且计算平均减速度(m/s2)(能够从mv2/2=maL计算出a=V2/2L,其中a是平均减速度,v是初始速度,m是质量,L是停止距离)。用将比较例1的轮胎设定为100的指数来表示评价结果。指数越高,表示湿路面性能越高。
实施例1至实施例3、比较例2至比较例3:轮辋尺寸5.5J-19,内压300kPa
比较例1:轮辋尺寸6.5J-15,内压220kPa
[滚动阻力性能]
在与湿路面性能测试条件相同的条件下,将各供试轮胎安装到轮辋并施加内压。将供试轮胎置于为该轮胎规定的最大负荷下,并且在鼓转速为100km/h的条件下测量滚动阻力系数。
使用供试轮胎的值的倒数,用将比较例1的轮胎设定为100的指数来表示评价结果。指数越高,表示滚动阻力性能越高。
[转弯能力]
使用平带转弯试验机测量转弯能力。详细地,在与湿路面性能测试条件相同的条件下,将各供试轮胎安装到轮辋并施加内压,将平带转弯试验机安装到供试轮胎以执行测量。在100km/h的带速下,在轮胎的滚动方向与鼓的周向之间的偏行角(SA)为1°的状态下测量转弯力。
用将比较例1的转弯力设定为100的指数来表示评价结果。指数越高,表示存在偏行角时的转弯力越高,也就是,存在偏行角时的转弯能力越高。
[表1]
如能够从表1看出的,与比较例1至比较例3的轮胎相比,实施例1至实施例3的轮胎具有改善了的湿路面性能。
产业上的可利用性
因而,能够提供除了具有改善的胎面部中的轮胎周向上的陆部刚性以外,还具有改善的湿路面性能的充气轮胎。
附图标记说明
1 充气轮胎
21 胎圈部
22 胎体
23 胎面橡胶
24 胎面部
25 胎侧部
26 带束
3 周向主槽
4 肋状陆部
5 胎肩陆部
6 周向刀槽
61 周向刀槽部分
62 宽度方向刀槽部分
7 两端闭口刀槽
81 连接部分
82 连接部分
111、112、121、122、131、132 倾斜带束层
113、114、123、133 周向带束层
141 侧增强橡胶
151 周向主槽
A 轮胎宽度方向中心线
C1至C3 圆
E 胎面接地端
L 节距长度
O (两端闭口刀槽的)图心
O’ 肋状陆部的表面上的任意点
P1至P3 花纹
R1至R3 半径
R4、R5 曲率半径
T 胎面表面
TW 胎面宽度
W 肋状陆部的陆部宽度
Claims (3)
1.一种充气轮胎,其在胎面表面包括:
至少两个周向主槽,其沿轮胎周向连续延伸;和
至少一个肋状陆部,其由彼此相邻的两个所述周向主槽划分而成,
其中,所述肋状陆部具有:周向刀槽,其包括沿轮胎周向延伸的周向刀槽部分;和两端闭口刀槽,其具有终止在该肋状陆部内的两端,并且
当将所述肋状陆部的陆部宽度三等分,位于轮胎宽度方向上的中央的区域是中央区域,位于该中央区域的轮胎宽度方向上的两侧的区域是侧方区域时,所述周向刀槽部分仅位于所述中央区域中,所述两端闭口刀槽位于所述侧方区域中。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎,其特征在于,在胎面表面展开图中,由以至少一个所述两端闭口刀槽的图心为中心且以0.15W为半径的圆包围的区域除了该两端闭口刀槽以外不具有槽和刀槽,其中W是所述肋状陆部的陆部宽度。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎,其特征在于,在胎面表面展开图中,由以至少一个所述两端闭口刀槽的图心为中心且以0.50W为半径的圆包围的区域除了该两端闭口刀槽以外还具有除了该两端闭口刀槽以外的槽和刀槽中的任一者,其中W是所述肋状陆部的陆部宽度。
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