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CN102083638B - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够减小滚动阻力并且抑制偏磨损的河式磨损的充气轮胎。根据本发明的充气轮胎包括胎面部，胎面部设置有与轮胎赤道平行地延伸的一个以上的周向槽，以限定多个接地部，其中，胎面部的至少表面橡胶的tanδ不小于0.02且不大于0.2，周向槽的宽度方向外槽壁的槽壁角比周向槽的宽度方向内槽壁的槽壁角大，在接地部中设置沿横断轮胎赤道的方向延伸的多个刀槽花纹，以及在宽度方向外侧与周向槽相邻配置的接地部的端部中形成的刀槽花纹的长度比在宽度方向内侧与周向槽相邻配置的接地部的端部中形成的刀槽花纹的长度长。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎，其包括胎面部，该胎面部设置有与轮胎赤道平行地延伸的一个以上的周向槽，以限定多个接地部(land portion)，更具体地，本发明涉及一种包括由多个周向槽限定的多个肋状接地部的小型卡车用轮胎。
背景技术
在包括设置有沿周向连续的接地部的胎面部且具有所谓的肋状花纹(rib pattern)的小型卡车用轮胎中，存在易于发生所谓的河式磨损(river wear)的问题，河式磨损是肋的仅一个端部在周向上不均匀地且局部地磨损的现象。河式磨损被认为是以如下方式引起的：首先，在轮胎行驶过程中由横向力在肋端部发生微小差异，然后，在该微小差异部发生归因于轮胎赤道面和肋端部之间的直径差的周向上的剪切力和滑动，最终该微小差异在轮胎宽度方向上扩展，结果形成上述偏磨损。
作为传统的抑制河式磨损的技术，例如，日本特开2007-182097号公报公开了如下轮胎：通过在肋端部设置终止于肋的许多的短的刀槽花纹(sipe)来减小肋端部的刚性。
具有肋状花纹的轮胎是指没有深度大于或等于周向槽深度的1/3的横向花纹槽(轮胎宽度方向槽)的轮胎。
发明内容
发明要解决的问题
为了应对环境问题，近年来需要减小轮胎的滚动阻力，以降低汽车的燃料消耗。由于轮胎的滚动阻力主要发生在胎面部的橡胶中，因此，将在该胎面部中使用的橡胶更换为具有低损耗角正切(tanδ)的橡胶是有效的。
然而，在使用具有低tanδ的胎面胶的情况下，由于胎面胶和路面之间的摩擦系数μ减小，相应地，具有低的滞后损耗，因此相对于路面的滑动变大，从而易于发生河式磨损。
因此，本发明的目的是提供一种能够抑制在使用具有低tanδ的胎面胶的情况下易于发生的河式磨损的充气轮胎，特别是提供一种具有肋状花纹的充气轮胎。
用于解决问题的方案
本发明的主题如下。
(1)一种充气轮胎，其包括胎面部，所述胎面部设置有与轮胎赤道平行地延伸的一个以上的周向槽，以限定多个接地部，其中，
所述胎面部的至少表面橡胶的tanδ不小于0.02且不大于0.2，
所述周向槽的宽度方向外槽壁的槽壁角比所述周向槽的宽度方向内槽壁的槽壁角大，
在所述接地部中设置沿横断所述轮胎赤道的方向延伸的多个刀槽花纹，以及
在宽度方向外侧与所述周向槽相邻配置的接地部的端部中形成的刀槽花纹的长度比在宽度方向内侧与所述周向槽相邻配置的接地部的端部中形成的刀槽花纹的长度长。
周向槽的槽壁角是指由周向槽的槽壁和与周向槽相邻的接地部的端部的胎面表面的法线形成的角度。
(2)根据上述(1)的充气轮胎，其中所述周向槽的宽度方向外槽壁的槽壁角和所述周向槽的宽度方向内槽壁的槽壁角之间的差不小于5度且不大于10度。
(3)根据上述(1)或(2)的充气轮胎，其中在宽度方向外侧与所述周向槽相邻配置的接地部的端部中形成的刀槽花纹的长度和在宽度方向内侧与所述周向槽相邻配置的接地部的端部中形成的刀槽花纹的长度之间的差不小于0.5mm且不大于1.5mm。
(4)根据上述(1)～(3)中任一项的充气轮胎，其中
所述胎面部设置有两个以上的所述周向槽，
所述周向槽中位于轮胎宽度方向最外侧的最外侧周向槽的宽度方向外槽壁的槽壁角比所述最外侧周向槽的宽度方向内槽壁的槽壁角大，以及
在宽度方向外侧与所述最外侧周向槽相邻配置的肋的端部中形成的刀槽花纹的长度比在宽度方向内侧与所述最外侧周向槽相邻配置的肋的端部中形成的刀槽花纹的长度长。
发明的效果
根据本发明，可以提供如下的充气轮胎：能够通过使用具有低tanδ的胎面胶来减小滚动阻力且抑制在具有低tanδ的胎面胶中显著的河式磨损。
附图说明
图1是示出根据本发明的充气轮胎的胎面花纹的一部分的图。
图2的(a)是沿图1的线A-A截取的截面图，图2的(b)是图1的圈出的部分的放大图。
具体实施方式
下文，将参照附图详细说明本发明的充气轮胎的实施方式。
图1是示出根据本发明的充气轮胎的胎面花纹的一部分的图。充气轮胎包括图1所示的胎面部1，胎面部1设置有在轮胎周向C上延伸的一个以上的周向槽，在示出的实施例中为3个周向槽，这3个周向槽由位于轮胎赤道面CL的1个中央周向槽2a和分别位于该中央周向槽2a和相应的胎面端4a、4b之间的一对侧方周向槽2b、2c组成。由这些周向槽限定多个接地部，在示出的实施例中为4个肋3a、3b、3c、3d。
肋3b、3c分别设置有：多个横向槽7a、7b，其从中央周向槽2a起在与轮胎周向C交叉的方向上延伸；第一细槽部8a、8c，其开口到横向槽7a、7b并且在轮胎周向C上延伸；横向刀槽花纹10b、10d，其开口到第一细槽部8a、8c；第二细槽部8b、8d，其开口到横向刀槽花纹10b、10d并且在轮胎周向C上延伸；以及横向刀槽花纹10a、10c，其开口到第二细槽部8b、8d和横向槽7a、7b。根据上述构造，可以提高排水性能，并且抑制偏磨损。
此外，肋3的端部设置有一端开口的刀槽花纹15，其从周向槽2起在横断轮胎赤道面CL的方向上延伸。一端开口的刀槽花纹15优选在大致轮胎宽度方向上延伸，这是因为，如果一端开口的刀槽花纹15相对于周向槽2倾斜，则在肋3中形成锐角部，并且该锐角部变为偏磨损的起始点。
注意，由于本发明的胎面部1的特征在于其构造，除胎面部1之外的结构可以采用已知结构，省略其说明。
重要的是，胎面部的至少表面橡胶具有不小于0.02且不大于0.2的tanδ。如上所述，通过使用胎面部的橡胶具有小tanδ的轮胎，可以减小轮胎的滚动阻力，由此有助于安装有该轮胎的车辆的低燃耗化。
在胎面部1的橡胶的tanδ小于0.02的情况下，干路面和湿路面上的摩擦系数变得过小，这可能导致制动性能和驱动性能的恶化。另一方面，在胎面部1的橡胶的tanδ大于0.2的情况下，可能不能充分获得减小滚动阻力的效果。
在具有肋状花纹的小型卡车用轮胎中，配置在侧方周向槽的内侧(轮胎赤道面CL侧)的接地部的接地压力趋于比配置在侧方周向槽的外侧(胎面端4a、4b侧)的接地部的接地压力小。当接地部的接地压力变小时，容易在轮胎周向上滑动。结果，在配置在侧方周向槽的内侧的接地部中发生河式磨损。因此，为了增大配置在侧方周向槽的内侧的接地部的接地压力，重要的是，如图2的(a)所示，侧方周向槽2b的宽度方向外槽壁2bh1的槽壁角θ1大于侧方周向槽2b的宽度方向内槽壁2bh2的槽壁角θ2。由此，使肋3b的端部的接地压力增大，从而可以抑制河式磨损。
这是由所谓的压倒(crushing)引起的，槽壁角小的接地部的接地压力变大。换言之，由于当轮胎负荷转动时，接地面中的胎面部1的接地部在轮胎径向上被压缩并且在轮胎轴向上膨胀，槽壁角小的接地部的膨胀量大，由此增大了接地部的端部的接地压力。
此外，存在如下方法：切割肋3b的端部，并且使肋3b的接地压力减小，从而控制配置在侧方周向槽2b的两侧的肋3a、3b的接地压力。然而，该方法不适于本发明，这是因为，该端部归因于直径差而变为滑动中心，由此促进河式磨损差。
然而，与槽壁角大的接地部相比，槽壁角小的接地部在轮胎周向上具有较低的刚性，从而胎面部的表面在行驶期间移动大。结果发现，不能够充分发挥上述使槽壁角小的接地部的接地压力的增大的效果。为了充分发挥增大接地压力的效果，如图2的(b)所示，重要的是，作为在宽度方向外侧与侧方周向槽2b相邻配置的接地部的肋3a的端部中的刀槽花纹15s1的长度比作为在宽度方向内侧与侧方周向槽2b相邻配置的接地部的肋3b的端部中的刀槽花纹15s2长。由此，能够优化接地部的周向刚性。
除了调节刀槽花纹15s1、15s2的长度之外，通过调节刀槽花纹15s1、15s2的深度、刀槽花纹15s1、15s2的面积(长度×深度)或刀槽花纹15s1、15s2的密度也能够优化接地部的周向刚性。在通过调节刀槽花纹15s1、15s2的面积来调节接地部的周向刚性的情况下，优选地，刀槽花纹15s1的面积是刀槽花纹15s2的面积的1.2～2倍。
优选地，侧方周向槽2b的宽度方向外槽壁2bh1的槽壁角θ1和侧方周向槽2b的宽度方向内槽壁2bh2的槽壁角θ2之间的角度差不小于5度且不大于10度。
在该角度差小于5度的情况下，不能使配置在侧方周向槽2b的轮胎宽度方向内侧的肋3b的肋端的接地压力充分增大。另一方面，在该角度差大于10度的情况下，侧方周向槽2b的宽度方向外槽壁2bh1的槽壁角θ1过大，可能使肋3a的接地面积减小。
注意，根据轮胎的基本形状来确定槽壁角。
优选地，作为在宽度方向外侧与侧方周向槽2b相邻配置的接地部的肋3a的端部中形成的刀槽花纹15s1的长度和作为在宽度方向内侧与侧方周向槽2b相邻配置的接地部的肋3b的端部中形成的刀槽花纹15s2的长度之间的差不小于0.5mm且不大于1.5mm。
在两者的长度差小于0.5mm的情况下，不能充分地优化周向刚性。另一方面，在长度差大于1.5mm的情况下，作为配置在轮胎宽度方向外侧的接地部的肋3a的端部的刚性过低，可能在刀槽花纹15s1之间发生胎根和胎趾偏磨损。
注意，根据轮胎的基本形状来确定刀槽花纹的长度。
在设置多个周向槽的情况下，优选地，多个周向槽中位于轮胎宽度方向最外侧的最外侧周向槽(也就是位于胎肩侧的周向槽)的宽度方向外槽壁的槽壁角大于最外侧周向槽的宽度方向内槽壁的槽壁角，并且在宽度方向外侧与最外侧周向槽相邻配置的肋的端部中形成的刀槽花纹的长度比在宽度方向内侧与最外侧周向槽相邻配置的肋的端部中形成的刀槽花纹的长度长。
由于侧向力的作用，胎肩侧的接地部易于成为自激励磨损的中心，因此易于发生河式磨损。
注意，即使在胎面花纹具有一个周向槽的情况下本发明也是有利地。然而，由于作为本发明的问题的河式磨损在轮胎赤道面CL形成一个周向槽的情况下不是问题，因此不予考虑轮胎赤道面CL形成一个周向槽的情况。
实施例
制造试验用实施例轮胎1～5、传统例轮胎1、2和比较例轮胎1、2，每个轮胎均具有195/85R16114/112L的轮胎尺寸、图1所示的胎面花纹和表1所示的规格。各试验轮胎均被安装到5.5J的轮辋，构成轮胎/轮辋组件。该组件被施加600kPa的内压，然后在1180kg的常规负荷的条件下如下所述地评价滚动阻力和河式磨损。
利用鼓以80km/h的恒定速度驱动组件，通过分离离合器使组件在没有动力的情况下移动。基于鼓速度的降低测量轮胎单体(tire simplex)的滚动阻力，并且将由此测量的值指数化。值越大表示滚动阻力越大，也就是评价结果越差。
在将各试验轮胎安装到3吨的卡车且使卡车以60km/h的平均速度行驶50,000km之后，测量河式磨损差，并且以传统例轮胎1为基准进行指数化。值越大表示河式磨损差越大，也就是评价结果越差。
在表1中，胎面部的表面的橡胶的tanδ是在30摄氏度下测量的。槽壁角(外/内)是指图1的侧方周向槽2b、2c的宽度方向外槽壁的槽壁角/侧方周向槽2b、2c的宽度方向内槽壁的槽壁角。类似地，刀槽花纹长度(外/内)是指图1的在宽度方向外侧分别与侧方周向槽2b、2c相邻的肋3a、3d中形成的刀槽花纹的长度/在宽度方向内侧分别与侧方周向槽2b、2c相邻的肋3b、3c中形成的刀槽花纹的长度。
表1
Figure BPA00001287470600081
发现，能够通过调节槽壁角和刀槽花纹长度将由于tanδ的减小而使滚动阻力减小所导致的河式磨损差的增大抑制到与传统例相同的水平。
如上所述，可以提供能够减小滚动阻力并且抑制偏磨损的河式磨损的充气轮胎。

Claims (4)

1.一种充气轮胎，其包括胎面部，所述胎面部设置有与轮胎赤道平行地延伸的一个以上的周向槽，以限定多个接地部，其中，
所述胎面部的至少表面橡胶的损耗角正切tanδ不小于0.02且不大于0.2，
所述周向槽的轮胎宽度方向外槽壁的槽壁角比所述周向槽的轮胎宽度方向内槽壁的槽壁角大，
在所述接地部中设置沿横断所述轮胎赤道的方向延伸的多个刀槽花纹，以及
在轮胎宽度方向外侧与所述周向槽相邻配置的接地部的端部中形成的刀槽花纹的长度比在轮胎宽度方向内侧与所述周向槽相邻配置的接地部的端部中形成的刀槽花纹的长度长。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，
所述周向槽的轮胎宽度方向外槽壁的槽壁角和所述周向槽的轮胎宽度方向内槽壁的槽壁角之间的差不小于5度且不大于10度。
3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，
在轮胎宽度方向外侧与所述周向槽相邻配置的接地部的端部中形成的刀槽花纹的长度和在轮胎宽度方向内侧与所述周向槽相邻配置的接地部的端部中形成的刀槽花纹的长度之间的差不小于0.5mm且不大于1.5mm。
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，
所述胎面部设置有两个以上的所述周向槽，
所述周向槽中位于轮胎宽度方向最外侧的最外侧周向槽的轮胎宽度方向外槽壁的槽壁角比所述最外侧周向槽的轮胎宽度方向内槽壁的槽壁角大，以及
在轮胎宽度方向外侧与所述最外侧周向槽相邻配置的接地部的端部中形成的刀槽花纹的长度比在轮胎宽度方向内侧与所述最外侧周向槽相邻配置的接地部的端部中形成的刀槽花纹的长度长。
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