DE10360432A1

DE10360432A1 - Luftreifen und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE10360432A1
Application number: DE10360432A
Authority: DE
Inventors: Susumu Kobe Tanaka
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2004-07-08
Also published as: JP2004203128A; US7172001B2; US20040134579A1

Abstract

Ein Laufstreifenabschnitt weist Blöcke auf, die mit mehreren Einschnitten mit einem Zickzack-Teil versehen sind. Ein Laufstreifenkautschuk wird aus mit Kurzfasern gemischtem Kautschuk gebildet, der 1,5 bis 25 Gewichtsteile Kurzfasern in 100 Gewichtsteilen einer Kautschukkomponente umfasst. Die Einschnitte umfassen einen dreidimensionalen Einschnitt, bei dem jede Wandoberfläche Erhebungen und Senken bildet, wodurch die Kurzfasern dreidimensional angeordnet werden. Der Zickzack-Teil des dreidimensionalen Einschnittes erstreckt sich von der Laufstreifenfläche bis zu einer bestimmten Tiefe, während (1) er sich allmählich in eine Richtung und dann in die entgegengesetzte Richtung dazu verschiebt, oder (2) sich die Länge der Segmente des Zickzacks ändert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen, der als Winterreifen geeignet ist und verhindert, dass eine Verstärkungswirkung durch Kurzfasern unausgewogen wird, indem die Kurzfasern dreidimensional orientiert oder ausgerichtet werden, und der die Lenkstabilität auf einer üblichen Straße verbessert und gleichzeitig ein ausgezeichnetes Verhalten auf Eis zeigt. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Herstellungsverfahren für den Luftreifen.
Die japanische offen gelegte Patentanmeldung Nr. 2000-168315 beschreibt, dass zur Verbesserung des Verhaltens eines Winterreifens auf Eis in einer Laufstreifenoberfläche eines Reifens mehrere Einschnitte angeordnet sind, wobei ein Laufstreifenabschnitt durch Laufstreifenrillen in Blöcke unterteilt ist und ein mit Kurzfasern gemischter Kautschuk als Laufstreifenkautschuk verwendet wird.
Bei dieser Veröffentlichung wird Laufstreifenkautschuk beim Vulkanisieren und Formen zwischen Einschnitte bildende Einschnittlamellen geschoben, was bewirkt, dass der Kautschuk fließt und die Kurzfasern in Extrusionsrichtung, d.h. einer Richtung in der Dicke des Laufstreifens, unter Ausnutzung dieses Gummiflusses orientiert werden. Dies verbessert die Kratzwirkung der Kurzfasern auf einem Straßenbelag und das Verhalten auf Eis wird durch den Synergieeffekt mit der Kantenwirkung durch die Einschnitte stark verbessert.
Jedoch hat der mit Kurzfasern gemischte Kautschuk solche Eigenschaften, dass die Verstärkungswirkung in Bezug auf die Orientie rungsrichtung der Kurzfasern im Vergleich mit der Verstärkungswirkung in Bezug auf eine andere Richtung als die Orientierungsrichtung stark verschlechtert wird. Wenn, wie es in den 10(A) und (B) gezeigt ist, herkömmlich eindimensionale Einschnitte s1 oder zweidimensionale Einschnitte s2, in denen eine Wandoberfläche (a) der Einschnitte in Bezug auf die Richtung in der Tiefe nicht verändert ist, in dem mit Kurzfasern gemischten Kautschuk gebildet werden, wird die Orientierung der Kurzfasern in Richtung der eindimensionalen oder zweidimensionalen Orientierung entlang der Wandoberfläche (a) der Einschnitte abgelenkt. Infolgedessen ist die Blocksteifigkeit stark richtungsabhängig, die Verstärkungswirkung wird unausgewogen und darüber hinaus tritt ein Problem auf, dass die Lenkstabilität auf einem üblichen Straßenbelag verschlechtert wird.
Mit der zugrunde liegenden Idee, dass ein Zickzack-Teil eines dreidimensionalen Einschnitt sich von der Laufstreifenfläche bis zu einer bestimmten Tiefe erstreckt, während er sich allmählich in eine Richtung und dann die entgegengesetzte Richtung dazu verschiebt oder sich die Länge der Segmente des Zickzacks des Zickzack-Teils ändert, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Luftreifen bereit zu stellen, bei dem Kurzfasern dreidimensional entlang der Wandoberfläche angeordnet sein können, wodurch verhindert wird, dass eine Verstärkungswirkung unausgewogen wird, die Lenkstabilität auf einer üblichen Straße verbessert ist und gleichzeitig das Verhalten auf Eis ausgezeichnet ist. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Herstellungsverfahren für den Luftreifen bereit zu stellen.
Zur Lösung der obigen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung einen Luftreifen mit einem Laufstreifenabschnitt bereit, der durch Laufstreifenrillen in Blöcke unterteilt ist, wobei die Blöcke mit mehreren Einschnitten versehen sind, wobei jeder der Einschnitte an der Laufstreifenfläche geöffnet ist und einen Zickzack-Teil aufweist, wobei:
ein Laufstreifenkautschuk des Laufstreifenabschnittes aus mit Kurzfasern gemischtem Kautschuk gebildet ist, der 1,5 bis 25 Gewichtsteile Kurzfasern in 100 Gewichtsteilen einer Kautschukkomponente umfasst,
die Einschnitte einen dreidimensionalen Einschnitt umfassen, in welchem jede Wandoberfläche Erhebungen und Senken bildet, wodurch die Kurzfasern dreidimensional angeordnet sind, wobei
der Zickzack-Teil des dreidimensionalen Einschnitts sich von der Laufstreifenfläche bis zu einer bestimmten Tiefe erstreckt, während (1) er sich allmählich in eine Richtung und dann in die entgegengesetzte Richtung dazu verschiebt, oder (2) sich die Länge der Segmente des Zickzacks des Zickzack-Teils ändert.
Es ist bevorzugt, dass der Abstand zwischen den Mittellinien des Zickzack-Teils der benachbarten dreidimensionalen Einschnitte 2,5 bis 10,0 mm beträgt, und eine Zickzack-Teilungslänge Y des Zickzack-Teils das 0,6 bis 10,0-fache der Zickzack-Amplitude W beträgt. Hier ist die Zickzack-Amplitude W, wie es in 3 gezeigt ist, als die Amplitude von Spitze zu Spitze des Zickzacks der Seitenwand des Einschnittes definiert. Die Zickzack-Teilungslänge Y ist die Länge eines Zyklus des Zickzacks.
Es ist bevorzugt, dass sich der Zickzack-Teil mit einem Verschiebungsbetrag La von der Laufstreifenfläche bis zu einer bestimmten Tiefe erstreckt, während er sich allmählich in eine Richtung und dann in die entgegengesetzte Richtung zu der Richtung verschiebt, wodurch die Wandoberfläche des Zickzack-Teils aus Parallelogrammen gebildet ist.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Herstellungsverfahren für den Luftreifen bereit, bei dem Einschnittlamellen, die jeweils eine Form aufweisen, die dem dreidimensionalen Einschnitt entspricht, von der Innenfläche der Vulkanisierform vorstehen gelassen werden, und Laufstreifenkautschuk des Rohreifens zwischen die Einschnittlamellen geschoben wird, wodurch Kurzfasern in dem Laufstreifenkautschuk dreidimensional orientiert werden.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben; in diesen zeigt:
1 eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines Luftreifens der vorliegenden Erfindung,
2 eine Abwicklung eines Beispiels eines Laufstreifenprofils,
3 eine Draufsicht einer Form einer Öffnungskante eines Einschnittes,
4 drei Ansichten (Draufsicht, Frontansicht und Schnittansicht von der Seite) eines Beispiels von dreidimensionalen Einschnitten,
5 drei Ansichten (Draufsicht, Frontansicht und Schnittansicht von der Seite) eines weiteren Beispiels von dreidimensionalen Einschnitten,
6 drei Ansichten (Draufsicht, Frontansicht und Schnittansicht von der Seite) eines weiteren Beispiels von dreidimensionalen Einschnitten,
7 eine Perspektivansicht einer Wandoberfläche des Einschnittes,
8 eine Perspektivansicht einer Einschnittlamelle,
9(A) eine Ansicht des Flusses von Kautschuk, der durch die Einschnittlamellen geschoben wird, und 9(B) eine Ansicht einer dreidimensionalen Anordnung der Kurzfasern, die durch den Kautschukfluss erzeugt wird, und
10(A) eine Perspektivansicht eines herkömmlichen eindimensionalen Einschnittes, und 10(B) eine Perspektivansicht eines weiteren herkömmlichen zweidimensionalen Einschnittes.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend auf der Grundlage der Zeichnungen erläutert. 1 ist eine meridionale Schnittansicht, wenn ein Luftreifen der vorliegenden Erfindung als spikefreier Reifen für einen Personenwagen gebildet wird. 2 ist eine Abwicklung des Laufstreifens.
1 zeigt einen Luftreifen 1 mit einer Karkasse 6, die sich von einem Laufstreifenabschnitt 2 zu einem Wulstkern 5 eines Wulstabschnittes 4 durch einen Seitenwandabschnitt 3 hindurch erstreckt, und einer Gürtelschicht 7, die innerhalb des Laufstreifenabschnitts 2 und außerhalb der Karkasse 6 angeordnet ist.
Die Karkasse 6 ist aus zumindest einer (bei dieser Ausführungsform einer) Karkasslage 6A gebildet, in der Karkasskorde beispielsweise unter einem Winkel von 70° bis 90° in Bezug auf die Umfangsrich tung des Reifens angeordnet sind. Die Karkasslage 6A umfasst einen Lagenkörperabschnitt 6a, der sich zwischen den Wulstkernen 5 und 5 erstreckt, und einen Umschlagabschnitt 6b, der um den Wulstkern 5 umgeschlagen ist. Ein Wulstkernreitergummi 8, der sich vorn Wulstkern 5 radial nach außen in Bezug auf den Reifen erstreckt, ist zwischen dem Lagenkörperabschnitt 6a und dem Lagenumschlagabschnitt 6b vorgesehen. Der Wulstkernreitergummi 8 verstärkt einen Abschnitt des Reifens vom Wulstabschnitt 4 zum Seitenwandabschnitt 3.
Die Gürtelschicht 7 ist aus zumindest zwei (bei dieser Ausführungsform zwei) Gürtellagen 7A und 7B gebildet, in denen Gürtelkorde unter einem Winkel von 10° bis 35° in Bezug auf die Umfangsrichtung des Reifens angeordnet sind. Die Gürtelkorde der Gürtelschicht 7 schneiden die Lagen und dadurch verbessert die Gürtelschicht 7 die Steifigkeit des Gürtels, und der Laufstreifenabschnitt 2 wird durch den Ringeffekt (hoop effect) deutlich verstärkt.
Der Laufstreifenabschnitt 2 ist mit Blöcken 11 gebildet, die durch Laufstreifenrillen 10 abgeteilt sind. Mehrere Einschnitte 12 sind nebeneinander in der Umfangsrichtung an der oberen Oberfläche S (nachstehend Laufstreifenoberfläche S) der Blöcke 11 angeordnet.
Wie es in 2 gezeigt ist, ist der Laufstreifenabschnitt 2 bei dieser Ausführungsform mit Laufstreifenrillen 10 versehen, die fünf Längshauptrillen 13, die sich in der Umfangsrichtung des Reifens erstrecken, und Querhauptrillen 14 umfassen, die die Längshauptrillen 13 schneiden. Bei dieser Anordnung ist der Laufstreifenabschnitt 2 in innere Blockreihen 11i, die Rippen R sind, die sich kontinuierlich auf den entgegengesetzten Seiten eines Reifenäquators C in der Umfangsrichtung erstrecken, Zwischenblockreihen 11m, die Blöcke B sind, die Blockreihen an den äußeren Seiten der Blockreihen 11i bilden, und äußere Blockreihen 11o unterteilt, die Blöcke B sind, die Blockreihen auf entgegengesetzten äußeren Seiten der Blockreihen 11m bilden. Die gesamten Blöcke 11 können durch die Blöcke B gebildet sein.
Wie es in 3 gezeigt ist, ist jeder der Einschnitte 12 mit einem Zickzack-Teil 16 gebildet, in dem sich eine Öffnungskantenform 15 an der Laufstreifenoberfläche S zickzackartig in einer Richtung, die die Umfangsrichtung des Reifens schneidet, erstreckt.
Bei dieser Ausführungsform sind beide Enden der Öffnungskantenform 15 der Einschnitte 12 an der Wandoberfläche in der axialen Richtung des Reifens geöffnet, aber es kann auch nur eines der Enden geöffnet sein. Bei diesen Einschnitten 12 ist es bevorzugt, dass der Winkel θ einer Mittellinie N des Zickzack-Teils in Bezug auf die axiale Richtung des Reifens im Hinblick auf das Verhalten auf Eis auf 20° oder kleiner festgelegt ist.
Die Öffnungskantenform 15 ist bei dieser Ausführungsform aus dem Zickzack-Teil 16 zusammengesetzt, aber ein geradliniger Abschnitt, der parallel zu der Mittellinie N liegt, kann in dem einen oder jedem Ende der Form vorgesehen sein.
Die Zickzack-Form des Zickzack-Teils 16 kann in einer Wellenlinie, wie etwa einem Bogen oder einer Sinuskurve im Gegensatz zu der V-förmig gebogenen Linie, die bei dieser Ausführungsform gezeigt ist, gebildet sein. Jedoch wird die gebogene Linie wie bei dieser Ausführungsform bevorzugt angewandt, um eine hohe Steifigkeit des Blockes und eine hohe Biegesteifigkeit der Einschnittlamelle 31 (in 8 gezeigt) sicher zu stellen.
Es ist möglich, als Einschnitte 12 dreidimensionale Einschnitte 20A (4), deren Zickzack-Teil 16 sich entlang einer der Richtungen F der Mittellinie N verschiebt, während er sich von der Laufstreifenfläche bis zu einer bestimmten Tiefe erstreckt, dreidimensionale Einschnitte 20B (5), deren Zickzack-Teil 16 sich in einer bestimmten Richtung (z.B. rechtwinklig) im Gegensatz zu den Richtungen F der Mittellinie N verschiebt, oder dreidimensionale Einschnitte 20C (6) zu verwenden, bei denen sich die Länge der Segmente des Zickzacks des Zickzack-Teils ändert. Jede der 4 bis 6 zeigt drei schematische Ansichten (Draufsicht, Frontansicht und Schnittansicht von der Seite). In diesen Zeichnungen stellen die Bezugszeichen P1 und P2 Höhenlinien von Bergen und Tälern in dem Zickzack-Teil 16 dar.
In dem in 4 gezeigten dreidimensionalen Einschnitt 20A ist die Form des Zickzack-Teils 16 in jeder Tiefe des Einschnittes gleich. Der Einschnitt 20A ist dadurch gekennzeichnet, dass sich der Zickzack-Teil allmählich in die eine Richtung und in die entgegengesetzte Richtung dazu verschiebt, wenn er sich von der Laufstreifenfläche bis zu einer bestimmten Tiefe erstreckt.
Im Besonderen verschiebt sich jede Höhenlinie P1, P2, wie es in der Frontansicht in 4 gezeigt ist, mit zunehmender Tiefe von der Laufstreifenoberfläche S zu einer Seite (linke Seite in 4) der Richtung der Mittellinie. Danach verschiebt sich die Linie bis zu einem ersten Wendepunkt Q1 und zu der anderen Seite (rechte Seite in 4) der Mittellinie bis zu einem zweiten Wendepunkt Q2. Auf diese Weise verschiebt sich die Höhenlinie sukzessive wiederholt zu einer Seite und dann zu der anderen in der Richtung F der Mittellinie. Hier liegen die Höhenlinien P1 und P2 von der Laufstreifenoberfläche S bis zu einem Grund des Einschnittes, d.h. der Lamellierung, parallel zueinander.
Die Anzahl von Wendepunkten Q1, Q2 der Höhenlinie, an denen sich die Verschiebung umkehrt, beträgt zumindest 2 (oder zumindest 1,5 Zyklen), vorzugsweise 3 oder mehr (2 oder mehr Zyklen), um einen ausreichenden Eingriff der Seitenwände zu erhalten und somit zu verhindern, dass sich der Block übermäßig neigt. 4 zeigt ein Beispiel, bei dem die Höhenlinie eine hin- und hergehende Verschiebung von 1,5 Zyklen ausführt.
7 zeigt die Wandoberfläche 12S des dreidimensionalen Einschnitts 20A, bei dem eine gekrümmte Oberfläche aus einer Kombination von Parallelogrammoberflächen S1 gebildet ist, und Erhebungen und Senken dreidimensional wiederholt sind. Da die Wandoberflächen 12S und 12S in Eingriff stehen, um einander zu unterstützen, wird verhindert, dass sich der Block 11 neigt. Infolgedessen wird die Abnahme der Bodenkontaktfläche des Reifens derart gesteuert oder kontrolliert, dass die Haftreibungskraft nicht verringert wird und dadurch die Kantenwirkung des Reifens verbessert werden kann.
Da die Form des Zickzack-Teils in jeder Tiefe des Einschnittes im Wesentlichen gleich ist, ist die Form des dreidimensionalen Einschnittes 20A an der Laufstreifenoberfläche S vom Anfangsstadium des Verschleißes an bis zum Endstadium des Verschleißes im Wesentlichen gleich. Infolgedessen ändert sich die Blocksteifigkeit nicht groß, da sie durch den Verschleiß nicht beeinträchtigt wird, wodurch ungleichmäßiger Verschleiß verhindert werden kann.
Bei dem in 5 gezeigten dreidimensionalen Einschnitt 20B ist wie bei dem dreidimensionalen Einschnitt 20A die Form des Zickzack-Teils selbst in jeder Tiefe gleich, aber der Zickzack-Teil des Einschnittes 20B verschiebt sich in einer bestimmten Richtung (z.B. rechtwinklig) im Gegensatz zu den Richtungen F der Mittellinie N. Bei dem dreidimensionalen Einschnitt 20B ist die Wandoberfläche 12S wie bei dem dreidimensionalen Einschnitt 20A ebenfalls als gekrümmte Oberfläche mit dreidimensionalen Erhebungen und Senken ausgebildet. Somit kann effektiv verhindert werden, dass sich der Blockabschnitt 11 neigt. Daher wird die Verringerung der Bodenkontaktfläche des Reifens derart gesteuert oder kontrolliert, dass die Haftreibungskraft nicht verringert wird und dadurch die Kantenwirkung des Reifens verbessert werden kann.
Bei dem in 5 gezeigten dreidimensionalen Einschnitt 20B ist die Form des Zickzack-Teils wie bei dem dreidimensionalen Einschnitt 20A in jeder Tiefe gleich.
Der in 6 gezeigte dreidimensionale Einschnitt 20C weist ein Merkmal auf, dass die Länge der Segmente des Zickzack-Teils 16 sich ändert, wenn er sich von der Laufstreifenfläche in Richtung der Tiefe erstreckt. Bei dem dreidimensionalen Einschnitt 20C ist die Wandoberfläche 12S ebenfalls als gekrümmte Oberfläche mit dreidimensionalen Erhebungen und Senken ausgebildet, und es kann somit effektiv verhindert werden, dass sich der Blockabschnitt 11 neigt. Da jedoch die Abweichung in den Erhebungen und Senken im Vergleich mit den anderen dreidimensionalen Einschnitten 20A und 20B klein ist, ist die Steuerungs- oder Kontrollwirkung der Neigung kleiner. Anders als bei den Einschnitten 20A und 20B ändert sich auch die Form des Einschnittes 20C an der Laufstreifenoberfläche S, wenn der Reifen verschleißt, und somit ist die Ver schleißbeständigkeit im Vergleich mit den Einschnitten 20A und 20B geringer.
Erfindungsgemäß wird als Laufstreifenkautschuk G, der den Laufstreifenabschnitt 2 bildet, ein mit Kurzfasern gemischter Kautschuk verwendet, bei dem 1,5 bis 25 Gewichtsteile Kurzfasern in 100 Gewichtsteilen Kautschukkomponente gemischt sind. Wenn der Laufstreifenkautschuk G zwei Schichten umfasst, d.h. eine Deckkautschukschicht G1, die die Laufstreifenoberfläche S bildet, und eine radial innere Basiskautschukschicht G2, ist zumindest die Deckkautschukschicht G1 aus dem mit Kurzfasern gemischten Kautschuk gebildet.
Als die Kautschukkomponente des mit Kurzfasern gemischten Kautschukes kann vorzugsweise irgendein Kautschuk auf Dienbasis, wie etwa Naturkautschuk (NR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butadien-Kautschuk (BR) und Isopren-Kautschuk (IR), verwendet werden, oder derartige Kautschuke können in Kombination verwendet werden.
Als Material für die Kurzfasern (f) können verschiedene organische oder anorganische Materialien, wie etwa Glasfaser, Aluminiumwhisker, Polyester, Nylon, Vinylon und aromatisches Polyamid verwendet werden. Von diesen werden anorganische Kurzfasern (f) mit einem spezifischen Gewicht von 2,0 oder mehr, wie etwa Glasfaser und Aluminiumwhisker, bevorzugt angewandt, weil die Fasern geschnitten werden, wenn der Kautschuk gemischt wird, und deren Länge optimiert werden kann, und auch weil die Fasern bei der Vulkanisationstemperatur zum Zeitpunkt der Vulkanisation und Bildung nicht so sehr weich werden und die Kratzwirkung auf einem Straßenbelag ausgezeichnet ist. Der durchschnittliche Faserdurchmesser der Kurzfasern (f) beträgt vorzugsweise 30 μm oder weniger, und die durchschnittliche Länge beträgt vorzugsweise ungefähr 0,3 bis 20 mm.
Ein derartiger Laufstreifenkautschuk G wird unter Verwendung eines Banbury-Mischers oder einer Walze gemischt und dann durch eine Kalanderwalze oder einen Kautschukextruder zu einer vorbestimmten Querschnittsform extrudiert. In einem Zustand des Laufstreifenkautschukmaterials sind die Kurzfasern (f) in der Extrudierrichtung (Umfangsrichtung des Reifens) orientiert.
Ein aus dem Laufstreifenkautschukmaterial hergestellter Rohreifen wird in einer Vulkanisierform montiert, in der die Einschnittlamelle 31 (die in 8 gezeigt ist) mit einer Form des dreidimensionalen Einschnittes 20 von der Innenfläche der Form hervorsteht, und der Rohreifen wird gemäß einem normalen Verfahren vulkanisiert und geformt.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Rohreifen ausgedehnt und der mit Kurzfasern gemischte Rohkautschuk 32 wird zwischen die Einschnittlamellen 31 und 31 geschoben, wie es in 9(A) gezeigt ist, in der Oberfläche der Einschnittlamellen 31 wird ein Kautschukfluss J in der Schubrichtung erzeugt, und die Kurzfasern (f) können dreidimensional entlang der Wandoberfläche 12S orientiert werden, wie es in 9(B) gezeigt ist.
Da die Stirnfläche der Kurzfaser (f) in der Laufstreifenoberfläche S bloß liegt, wird die Kratzwirkung ausgezeichnet. Da darüber hinaus die Kurzfasern S dreidimensional orientiert sind, wird die Unausgewogenheit der Verstärkungswirkung korrigiert und die Erzeugung einer Richtungsabhängigkeit bei der Steifigkeit kann kontrolliert werden. Infolgedessen kann der Blockabschnitt 11 derart gesteuert werden, dass er sich nicht neigt, während der dreidimensionale Einschnitt 20 selbst eine ver besserte Steifigkeit aufweist. Daher kann der Reifen ein ausgezeichnetes Verhalten auf Eis zeigen, und die Lenkstabilität auf einem üblichen Straßenbelag, d.h. die Lenkstabilität auf nassen und trockenen Straßenbelägen, kann stark verbessert werden.
Um die Kurzfasern (f) dreidimensional zu orientieren, wird ein Abstand D (der in 3 gezeigt ist) zwischen den Mittellinien N und N in dem benachbarten dreidimensionalen Einschnitt 20 vorzugsweise auf 2,5 bis 10,0 mm eingestellt. Wenn der Abstand D 10,0 mm übersteigt, kann die Orientierung nicht ausreichend gesteuert werden. Wenn der Abstand D kleiner als 2,5 mm ist, ist der Einfluss der Verringerung der Blocksteifigkeit übermäßig groß, und selbst wenn die Kurzfasern (f) dreidimensional orientiert sind, kann die Lenkstabilität nicht verbessert werden. Der Abstand D beträgt stärker bevorzugt 3,5 bis 7,0 mm.
Es ist notwendig, 1,5 bis 25,0 Gewichtsteile Kurzfasern f in 100 Gewichtsteilen der Kautschukkomponente zu haben, wie es oben beschrieben ist. Wenn die Menge von Kurzfasern kleiner als 1,5 Gewichtsteile ist, kann der Effekt der Verbesserung des Verhaltens auf Eis durch die Kratzwirkung nicht auftreten. Wenn der Betrag 25,0 Gewichtsteile übersteigt, wird die Verschleißbeständigkeit verringert. Daher ist es bevorzugt, dass die Mischungsmenge der Kurzfasern (f) 4,0 bis 10,0 Gewichtsteile beträgt.
Die dreidimensionalen Einschnitte 20A und 20B können vorzugsweise als der dreidimensionale Einschnitt 20 im Hinblick auf die Verbesserung der Blocksteifigkeit, der Wirkung der dreidimensionalen Orientierung der Kurzfasern (f) und des Schutzes vor ungleichmäßigem Verschleiß angewandt werden. Der dreidimensionale Einschnitt 20A ist besonders bevorzugt, da Schäden der Einschnittlamellen 31, wie etwa eine Verformung und ein Ablösen von der Form zum Zeitpunkt der Entnahme des vulkanisierten Reifens verhindert werden können.
Der Grund dafür ist, dass bei dem dreidimensionalen Einschnitt 20A der Zickzack-Teil 16 sich in der Richtung F der Mittellinie versetzt und somit der Versatzbetrag Lb in Richtung der Breite des Einschnittes auf einen kleinen Wert gedrückt werden kann und dadurch die Biegebeanspruchung und das Biegemoment in Richtung der Dicke, die auf die Einschnittlamellen 31 aufgebracht werden, verringert werden können.
Da die Form des Zickzack-Teils 16 in jeder Tiefe gleich ist, ist der Widerstand bei der Entnahme des Reifens aus der Form gering und somit kann die gesamte Beanspruchung, die auf die Einschnittlamellen 31 aufgebracht wird, reduziert werden. Da sich die Verschiebung in der Richtung F der Mittellinie wiederholt, ist die auf die Einschnittlamelle 31 aufgebrachte Beanspruchung gleichmäßig. Schäden, wie etwa Verformung und Ablösen von der Form, können aufgrund einer Kombination dieser Wirkungen verhindert werden.
In dem dreidimensionalen Einschnitt 20a ist der Versatzbetrag La (in 4 gezeigt) in den Richtungen F der Mittellinie vorzugsweise im Bereich von 0,3 bis 4,0 mm festgelegt. Wenn der Betrag La kleiner als 0,3 mm ist, ist der Eingriff von Erhebungen und Senken zwischen den Wandoberflächen 12S unzureichend und das Verhindern des Neigens des Blockes ist ebenfalls unzureichend. Wenn der Betrag La 4,0 mm übersteigt, wird im Gegensatz dazu der Widerstand bei der Entnahme des Reifens aus der Form groß, was die Produktivität verringert. Stärker bevorzugt ist der Betrag La 0,5 bis 2,0 mm.
Bei dem Zickzack-Teil 16 ist die Zickzack-Amplitude W (die in 3 gezeigt ist) vorzugsweise im Bereich von 1 bis 5 mm festgelegt, und eine Teilungslänge Y in Richtung F der Mittellinie ist vorzugsweise in einem Bereich des 0,6- bis 10,0-fachen der Breite W festgelegt.
Die Breite W, die Teilungslänge Y und der Verschiebungsbetrag La des dreidimensionalen Einschnitts 20 können gegebenenfalls für jede Rippe R oder jeden Block B verändert werden. Blöcke mit den herkömmlichen eindimensionalen Einschnitten s1 und den zweidimensionalen Einschnitten s2 können bei Blöcken verwendet werden, die dreidimensionale Einschnitte 20 aufweisen.
Obwohl oben die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt, und es ist möglich, die Erfindung mit verschiedenen Modifikationen auszuführen.
[Beispiel]
Personenwagenreifen (Größe 175/80R14) mit dem in 2 gezeigten Laufstreifenprofil und Einschnitten mit einer in Tabelle 1 gezeigten Spezifikation wurden als Prototypen hergestellt, das Verhalten der Prototypreifen auf Schnee und auf Eis und die Lenkstabilität auf dem üblichen Straßenbelag wurden getestet und verglichen.
Als Laufstreifenkautschuk wurde ein mit Kurzfasern gemischter Kautschuk, der Glasfaser (durchschnittlicher Faserdurchmesser ist 33 μm und durchschnittliche Länge ist 0,6 mm) umfasst, wie es in Tabelle 1 gezeigt ist, verwendet.
(1) Verhalten auf Schnee und auf Eis
Die Prototypreifen wurden auf alle Räder eines Personenwagens (FR-Fahrzeug mit 2000 cm³) aufgezogen. Unter der Bedingung, dass die Reifen auf eine Felge mit der Größe 15 × 5,5 JJ aufgezogen waren und ein Innendruck von 200 kPa gegeben war, wurde der Wagen auf einer Teststrecke mit Schnee und Eis gefahren, und Eigenschaften, wie etwa Lenkungsansprechen, Steifigkeitsgefühl und Gripvermögen wurden über eine sensorische Bewertung eines Fahrers mit Indizes angegeben, wobei Indizes eines herkömmlichen Beispiels mit 100 gekennzeichnet sind. Ein größerer Index gibt ein besseres Ergebnis an.
(2) Lenkstabilität auf üblichem Straßenbelag
Der gleiche Wagen wurde auf einer trockenen Asphaltteststrecke und einer nassen Asphaltteststrecke gefahren. Eigenschaften, wie etwa ein Lenkungsansprechen, ein Steifigkeitsgefühl und ein Gripvermögen wurden über eine sensorische Bewertung eines Fahrers mit Indizes angegeben, wobei ein herkömmliches Beispiel als 100 gekennzeichnet ist. Ein größerer Index gibt ein besseres Ergebnis an.
Da die vorliegende Erfindung den oben beschriebenen Aufbau besitzt, ist es möglich, die Kurzfasern dreidimensional entlang der Wandoberfläche des Einschnittes zu orientieren, um die Unausgewogenheit der Verstärkungswirkung zu korrigieren und zu verhindern, dass die Blocksteifigkeit richtungsabhängig ist. Infolgedessen ist es zusammen mit der Wirkung der Verbesserung der Steifigkeit des dreidimensionalen Einschnittes selbst möglich, darüber hinaus zu verhindern, dass sich der Blockabschnitt neigt. Es ist daher möglich, das Verhalten auf Eis zu verbessern und die Lenkstabilität auf üblichen Straßen, wie etwa nassen oder trockenen Straßen, stark zu verbessern.
Zusammengefasst weist ein Laufstreifenabschnitt Blöcke auf, die mit mehreren Einschnitten mit einem Zickzack-Teil versehen sind. Ein Laufstreifenkautschuk wird aus mit Kurzfasern gemischtem Kautschuk gebildet, der 1,5 bis 25 Gewichtsteile Kurzfasern in 100 Gewichtsteilen einer Kautschukkomponente umfasst. Die Einschnitte umfassen einen dreidimensionalen Einschnitt, bei dem jede Wandoberfläche Erhebungen und Senken bildet, wodurch die Kurzfasern dreidimensional angeordnet werden. Der Zickzack-Teil des dreidimensionalen Einschnittes erstreckt sich von der Laufstreifenfläche bis zu einer bestimmten Tiefe, während (1) er sich allmählich in eine Richtung und dann in die entgegengesetzte Richtung dazu verschiebt, oder (2) sich die Länge der Segmente des Zickzacks ändert.

Claims

Luftreifen mit einem Laufstreifenabschnitt (2), der durch Laufstreifenrillen (10, 13, 14) in Blöcke (11, 11i, 11m, 11o) unterteilt ist, wobei die Blöcke (11, 11i, 11m, 11o) mit mehreren Einschnitten (12) versehen sind, wobei jeder der Einschnitte (12) an der Laufstreifenfläche (S) geöffnet ist und einen Zickzack-Teil (16) aufweist, wobei: ein Laufstreifenkautschuk des Laufstreifenabschnittes (2) aus mit Kurzfasern gemischtem Kautschuk gebildet ist, der 1,5 bis 25 Gewichtsteile Kurzfasern in 100 Gewichtsteilen einer Kautschukkomponente umfasst, die Einschnitte (12) einen dreidimensionalen Einschnitt (20A, 20B, 20C) umfassen, in welchem jede Wandoberfläche (12S) Erhebungen und Senken bildet, wodurch die Kurzfasern dreidimensional angeordnet sind, wobei der Zickzack-Teil (16) des dreidimensionalen Einschnitts (20A, 20B, 20C) sich von der Laufstreifenfläche (S) bis zu einer bestimmten Tiefe erstreckt, während (1) er sich allmählich in eine Richtung und dann in die entgegengesetzte Richtung dazu verschiebt, oder (2) sich die Länge der Segmente des Zickzacks des Zickzack-Teils (16) ändert.
Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung parallel zur Mittellinie (N) des Zickzacks (16) liegt.
Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung kreuzweise zur Mittellinie (N) des Zickzacks (16) liegt.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (D) zwischen der Mittellinie (N) des Zickzack-Teils (16) der benachbarten dreidimensionalen Einschnitte (20A, 20B, 20C) 2,5 bis 10,0 mm beträgt.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zickzack-Amplitude (W) des Zickzack-Teils (16) 1 bis 5 mm beträgt, und eine Zickzack-Teilungslänge (Y) des Zickzack-Teils (16) das 0,6- bis 10,0-fache der Zickzack-Amplitude (W) beträgt.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zickzack-Teil (16) sich von der Laufstreifenfläche (S) bis zu einer bestimmten Tiefe erstreckt, während er sich allmählich in eine Richtung und dann in die entgegengesetzte Richtung zu der Richtung mit einem Versatzbetrag (La) verschiebt, wodurch die Wandoberfläche (12S) des Zickzack-Teils (16) aus Parallelogrammen besteht.
Luftreifen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Parallelogramme einander gleich sind.
Luftreifen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Versatzbetrag (La) 0,3 bis 4,0 mm beträgt.
Herstellungsverfahren für den Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem Einschnittlamellen (31), die jeweils eine dem dreidimensionalen Einschnitt (12) entsprechende Form aufweisen, von einer Innenfläche einer Vulkanisierform vorstehen gelassen werden, und Laufstreifenkautschuk eines Rohreifens zwischen die Einschnittlamellen (31) geschoben wird, wodurch die Kurzfasern in dem Laufstreifenkautschuk dreidimensional orientiert werden.