CN102458883B - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

通过优化胎面花纹，除了显著提高冰上性能以外还与其他性能平衡。一种充气轮胎，在胎面部(1)中包括至少两个花纹块组G_B，各花纹块组均包括多个由槽限定的独立花纹块(4)，其中花纹块组G_B具有至少两个不同的花纹块个数密度值D，各花纹块个数密度值D由下述公式表示：D＝a/{PL×W×(1-N/100)}，其中PL(mm)表示花纹块组G_Bn中的花纹块(4)的基准节距长度，W(mm)表示花纹块组的宽度，a(个)表示存在于花纹块组的基准区域中的花纹块的个数，基准区域由基准节距长度PL和宽度W划界，并且N(％)表示基准区域中的负比率；其中，至少一个花纹块组的花纹块个数密度在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种在胎面部具有由槽限定的大量花纹块的充气轮胎。特别地，本发明涉及除了实现冰上性能的显著提高以外还实现与其他性能的平衡。

背景技术

在传统的充气轮胎中，为了通过增强边缘效应而提高冰上性能等，广泛地实施的是：如图8所示，在胎面部100中，通过沿轮胎周向延伸的纵向槽101和沿轮胎宽度方向延伸的横向槽102形成花纹块103，并且在花纹块103上设置多个刀槽104。在这样的传统充气轮胎中，如日本特开2002-192914号公报所公开的，在要求更高的驱动、制动和转弯性能的情况下，为了在花纹块103上配置更多的刀槽104并且通过增大接地面积提高冰上性能，花纹块列的数量减少到3至9列并且各花纹块103均形成为沿轮胎周向的长方形形状。

相关技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-192914号公报

发明内容

发明要解决的问题

不利地，在所述传统充气轮胎中，由于刀槽104分割的被分开的花纹块部分103a变成薄的形状并且其刚性降低，所以被分开的花纹块部分在接地时塌陷，由此接地性恶化。因此，难以获得与近年来的车辆性能一致的充分的冰上性能。另外，由于各花纹块103大，所以仅通过设置刀槽104在制动期间不能充分地去除位于花纹块103的中央区域处的冰和轮胎之间的水膜。同样由于该原因，难以显著地提高冰上性能。同时，由于充气轮胎不仅用于在冰路面上行驶而且还用于在湿路面上或干路面上行驶，所以需要使冰上性能和诸如湿路面或干路面上的操纵稳定性等其他性能平衡。

因此，本发明的目的在于解决上述问题，并且本发明的目的是通过优化胎面花纹，除了显著提高冰上性能以外，还与其他性能平衡。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明提供一种充气轮胎，其在胎面部中包括至少两个花纹块组，各所述花纹块组均包括多个由槽限定的独立花纹块，

其中所述至少两个花纹块组具有至少两个不同的花纹块个数密度D的值，各所述花纹块个数密度D由下述公式表示：

D＝a/{PL×W×(1-N/100)}

其中，PL表示所述花纹块组中的花纹块的以mm为单位的基准节距(pitch)长度，W表示所述花纹块组的以mm为单位的宽度，a表示存在于所述花纹块组的基准区域中的花纹块的个数，所述基准区域由所述基准节距长度PL和所述宽度W划界，并且N％表示所述基准区域中的负比率；

其中，至少一个花纹块组的所述花纹块个数密度在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内。

这里，术语“花纹块组”被定义为具有相同基准节距长度的花纹块的集合。术语“花纹块的基准节距长度”是指花纹块组中的花纹块的在轮胎周向上的重复花纹的一个以上单元。例如，在轮胎周向上的重复花纹包括一个花纹块和与该花纹块相邻的一个槽的情况下，花纹块的基准节距长度可以通过将花纹块在轮胎周向上的长度与相邻槽在轮胎周向上的长度相加来计算。此外，术语“花纹块组的宽度”是指通过沿着轮胎宽度方向测量花纹块组获得的距离。另外，术语“花纹块个数密度”是指作为密度在基准区域中的每单位实际接地面积(基准区域中的所有花纹块的总面积)中存在有多少个花纹块。

根据本发明的充气轮胎，由于至少一个花纹块组的花纹块个数密度在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内，所以能够以密集形式配置花纹块，由此可以增加花纹块的总边长(全部边缘的长度)。因此，可以在不减小花纹块刚性的状态下比具有刀槽的传统冬季轮胎获得更有效的冰上行驶用的边缘。此外，各花纹块的表面积能够大大小于传统的花纹块表面积，由此可以提高各花纹块的接地性，并且可以减小从花纹块的中央区域到周缘区域的距离以有效地去除花纹块的中央区域中的水膜。此外，根据花纹块被配置为各花纹块组具有不同的花纹块个数密度的构造，通过根据目标改变胎面部的各部分的花纹块个数密度，能够容易地获得除了冰上性能以外的其他性能。

因此，根据本发明的充气轮胎，通过前述相互作用、良好的接地性和边缘效应，能够借助于花纹块获得有效的水膜去除，除了这些以外，借助于具有至少两种不同的花纹块个数密度的花纹块组的配置，不仅可以显著地提高冰上性能，还可以与其他性能平衡。

在本发明的充气轮胎中，优选的是，所述至少两个花纹块组中的所有花纹块组的花纹块个数密度均在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内。

在本发明的充气轮胎中，优选的是，所述至少两个花纹块组中的至少一个花纹块组的花纹块个数密度小于0.003(个/mm²)。

在本发明的充气轮胎中，优选的是，在所述胎面部中还包括沿着所述轮胎的周向延伸的两个周向主槽；

其中在相邻的所述周向主槽之间配置一个所述花纹块组；

由相邻的所述周向主槽限定的花纹块组的花纹块个数密度是恒定的。

在本发明的充气轮胎中，优选的是，所述胎面部具有中央区域和肩侧区域，所述中央区域是从轮胎赤道面向轮胎宽度方向左右两侧分别延伸胎面宽度的10％至40％的区域，各所述肩侧区域是从各胎面端起沿所述轮胎的宽度方向向内延伸所述胎面宽度的40％至10％的区域；

其中，所述中央区域包括花纹块个数密度在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内的花纹块组；

各所述肩侧区域包括花纹块个数密度小于0.003(个/mm²)的花纹块组。

在本发明的充气轮胎中，优选的是，所述充气轮胎被指定安装到车辆的方向，并且所述充气轮胎还包括沿着所述轮胎周向延伸并且在所述轮胎宽度方向上将所述胎面部的中央区域分成多个部分的周向主槽，所述中央区域是从轮胎赤道面向轮胎宽度方向左右两侧分别延伸胎面宽度的10％至40％的区域；

其中，在所述轮胎被安装到所述车辆的情况下，所述中央区域的比所述周向主槽靠近所述车辆的部分包括花纹块个数密度小于0.003(个/mm²)的花纹块组；

在所述轮胎被安装到所述车辆的情况下，所述中央区域的比所述周向主槽靠所述车辆的外侧的部分包括花纹块个数密度在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内的花纹块组。

在本发明的充气轮胎中，优选的是，所述充气轮胎被指定安装到车辆的方向，并且所述充气轮胎还包括沿着所述轮胎周向延伸并且在所述轮胎宽度方向上将所述胎面部的中央区域分成多个部分的周向主槽，所述中央区域是从轮胎赤道面向轮胎宽度方向左右两侧分别延伸胎面宽度的10％至40％的区域；

其中，在所述轮胎被安装到所述车辆的情况下，所述中央区域的比所述周向主槽靠近所述车辆的部分包括花纹块个数密度在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的花纹块组；并且所述中央区域的比所述周向主槽靠所述车辆的外侧部分包括花纹块个数密度小于0.003(个/mm²)的花纹块组。

在本发明的充气轮胎中，优选的是，在所述胎面部中还包括沿着所述轮胎周向延伸并且之间形成陆部(load portion)的至少两个周向主槽；

其中所述陆部包括花纹块个数密度在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的花纹块组以及与至少一个周向主槽相邻并且花纹块个数密度小于0.003(个/mm²)的至少一个花纹块组。

在本发明的充气轮胎中，优选的是，所述充气轮胎在所述胎面部中还包括至少一个包括可看穿的槽部的周向主槽，所述可看穿的槽部沿所述轮胎周向直线状地延伸。

在本发明的充气轮胎中，优选的是，所述充气轮胎在所述胎面部中还包括至少一个相对于所述轮胎宽度方向倾斜的倾斜横向槽。

在本发明的充气轮胎中，优选的是，所述至少两个花纹块组以所述周向主槽或所述倾斜横向槽彼此为界。

在本发明的充气轮胎中，优选的是，在所述胎面部中，设置花纹块个数密度在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内并且花纹块个数密度彼此不同的两个以上花纹块组。

在本发明的充气轮胎中，优选的是，在所述胎面部的基准区域中，由下述公式表示以个/mm²为单位的花纹块个数密度D_a：

D_a＝A/{PL×TW×(1-N_a/100)}

其中PL表示所述花纹块组中的任一花纹块组的花纹块的以mm为单位的基准节距长度，TW表示胎面接地区域的以mm为单位的接地宽度，A表示存在于所述胎面部的基准区域中的花纹块的个数，所述基准区域由所述基准节距长度PL和所述接地宽度TW划界，并且N_a％表示所述胎面部的所述基准区域中的负比率；

以个/mm²为单位的所述花纹块个数密度D_a在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内。

发明的效果

根据本发明，除了显著提高冰上性能以外，还可以与其他性能平衡。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施方式的充气轮胎(实施例1的轮胎)的胎面花纹的部分展开图。

图2是示出根据本发明的另一实施方式的充气轮胎(实施例2的轮胎)的胎面花纹的部分展开图。

图3是示出根据本发明的另一实施方式的充气轮胎(实施例3的轮胎)的胎面花纹的部分展开图。

图4是示出根据本发明的另一实施方式的充气轮胎(实施例4的轮胎)的胎面花纹的部分展开图。

图5是示出根据本发明的另一实施方式的充气轮胎(实施例5的轮胎)的胎面花纹的部分展开图。

图6是示出根据本发明的另一实施方式的充气轮胎(实施例6的轮胎)的胎面花纹的部分展开图。

图7是示出根据本发明的另一实施方式的充气轮胎的胎面花纹的部分展开图。

图8是示出传统充气轮胎(传统例1的轮胎)的胎面花纹的部分展开图。

图9是示出比较充气轮胎(比较例1的轮胎)的胎面花纹的部分展开图。

图10是示出比较充气轮胎(比较例2的轮胎)的胎面花纹的部分展开图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图说明本发明的实施方式。图1是示出根据本发明的实施方式的充气轮胎(在下文中称为“轮胎”)的胎面花纹的部分展开图。注意，在图中，上下方向表示胎面周向，左右方向(与赤道面E垂直的方向)表示胎面宽度方向。

虽然图中未示出，但本实施方式的轮胎包括传统轮胎结构，该传统轮胎结构包括在左右一对胎圈芯之间环状地延伸的胎体、设置于该胎体的胎冠部的径向外侧的带束部以及设置于该带束部的径向外侧的胎面部。轮胎在胎面部上具有图1所示的胎面花纹。

如图1所示，胎面部1具有包括轮胎赤道面E的中央区域S₂、以及在轮胎宽度方向上位于该中央区域S₂外侧并且分别包括胎面端(tread end)的一对肩侧区域S₁、S₃。中央区域S₂和肩侧区域S₁、S₃分别包括大量的花纹块4，所述花纹块4以周向上相等的节距由沿轮胎周向延伸的多个纵向槽2和沿轮胎宽度方向延伸以在轮胎宽度方向上将相邻的纵向槽2彼此连接的多个横向槽3形成。各区域S₁至S₃均填充有许多花纹块4，由此形成花纹块组G_B1、G_B2、G_B3。中央区域S₂是从轮胎赤道面向轮胎宽度方向左右两侧分别延伸轮胎接地宽度TW的10％至40％的区域；各肩侧区域S₁、S₃是从各胎面端起沿轮胎宽度方向向内延伸轮胎接地宽度TW的40％至10％的区域。

胎面部1还具有至少一个周向主槽，在本实施例中具有两个周向主槽5a和5b，各周向主槽均包括沿着轮胎周向直线状地延伸的可看穿的槽部(see-through groove portion)。前述的花纹块组G_B1至G_B3配置成以周向主槽5a、5b作为边界，即，中央区域S₂的花纹块组G_B2与肩侧区域S₁、S₃的花纹块组G_B1、G_B3通过周向主槽5a、5b隔离和区分。周向主槽5a、5b比纵向槽2宽并且当接地时不闭合。

在本实施例中，各花纹块4的表面轮廓形状均为八边形。各区域S₁至S₃(花纹块组G_B1至G_B3)中的花纹块4均相对于轮胎周向以Z字形排列配置。各花纹块4的尺寸均小于图8所示的传统花纹的尺寸。特别地，纵向槽2的槽宽BGO在0.1mm至1.2mm的范围内；纵向槽2的槽深在1mm至10mm的范围内；纵向槽2的长度在1mm至15mm的范围内。横向槽3的槽宽BGL在1.2mm至10mm的范围内；横向槽3的槽深在2mm至11mm的范围内。花纹块4的周向长度BL在5mm至25mm的范围内；花纹块4的接触面的面积在25mm²至330mm²的范围内。花纹块与在轮胎宽度方向上第二个紧邻的花纹块之间的距离BGW在2.5mm至10mm的范围内。

通过设置所述横向槽3，当接地时横向槽3保持水，由此能够提高湿路面上的操纵稳定性。另外，通过设置所述纵向槽2，防止花纹块刚性的降低，由此能够提高花纹块4的接地性。

在所述轮胎中，优选的是花纹块4的接触面的至少三个边(在本实施例中为四个边)由纵向槽2形成。根据这一点，确实地降低了花纹块4塌陷，由此能够提高在干路面上和湿路面上的操纵稳定性。

另外，根据该轮胎，由于花纹块4在确保花纹块组G_B1至G_B3中的足够槽面积的情况下以密集形式配置，所以增加了花纹块4的总的边缘长度和边缘方向(即，沿不同方向延伸的边缘的数量)，由此能够获得良好的边缘效应。此外，由于花纹块4的尺寸小，所以提高了各花纹块的接地性，由此能够提高在诸如冰路面和湿路面等摩擦系数μ低的路面上的制动性能和操纵稳定性。此外，通过缩小各花纹块4，减小了从花纹块4的中央部分到其边缘部分的距离，由此能够提高花纹块4的水膜去除效果。虽然花纹块4越大并且密度越高，能够获得越好的边缘效应和除水效果，但是最优范围如下。即，花纹块个数密度D_n(注意n是指定一个花纹块组的序号)指的是基准区域中的每单位实际接地面积的花纹块4的数量，并且由下述公式表示：

[公式1]

$D_n=\frac{a_n}{{\mathrm{PL}}_n\×W_n\×(1-N_n/100)}$

其中，PL_n(mm)表示花纹块4在轮胎周向上的基准节距长度，W_n(mm)表示各花纹块组G_Bn的宽度，a_n(个)表示各基准区域Z_n(图中阴影区域)中存在的花纹块4的个数，该基准区域Zn由基准节距长度PL_n和宽度W_n划界，并且N_n(％)表示各基准区域Z_n中的负比率。花纹块个数密度D_n作为密度表明花纹块组G_Bn的每单位(mm²)实际接地面积(不包括槽的面积)存在多少个花纹块4。注意，在计算基准区域Z_n中存在的花纹块4的个数“a_n”时，在某个花纹块4延伸跨越基准区域Z_n的内部和外部两者并且不能算作一个花纹块的情况下，该花纹块4被算作该花纹块4在基准区域中的剩余面积与该花纹块4的表面积的比例。例如，延伸跨越基准区域Z_n的内部和外部两者并且仅半部分存在于基准区域Z_n中的花纹块4可以算作1/2个。在该实施例中，所有的花纹块个数密度D₁、D₂、D₃均在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内。仅供参考，由于在具有刀槽的传统冬季轮胎中，花纹块个数密度D为大约0.002(个/mm²)，所以，显然本实施方式的轮胎在胎面部1中具有大量的花纹块。

在花纹块组G_Bn中的个数密度D_n小于0.003(个/mm²)的情况下，难以在不形成刀槽的情况下获得高边缘效应。另一方面，在个数密度D_n大于0.04(个/mm²)的情况下，花纹块4变得太小以至于不能实现期望的花纹块刚性。优选地，花纹块组G_Bn的花纹块个数密度D_n在0.0035至0.03(个/mm²)的范围内以满足花纹块4的刚性和高水平的边缘效应两者。

另外，在该轮胎中，各花纹块组G_Bn的花纹块个数密度D_n被确定为设置至少两个(在该实施例中为两个)不同的花纹块个数密度值。即，胎面部1具有设置两种以上不同的花纹块个数密度D₁至D₃的值的花纹块组G_B1至G_B3。更具体地，在图1所示的实施方式中，中央区域S₂的花纹块组G_B2的花纹块个数密度D₂小于两个肩侧区域S₁、S₃的花纹块组G_B1、G_B3的花纹块个数密度D₁、D₃，并且两个肩侧区域S₁、S₃的花纹块组G_B1、G_B3的花纹块个数密度D₁、D₃彼此相等。

此外，在该轮胎中，由在轮胎宽度方向上相邻的周向主槽5a、5b限定的花纹块组G_B2的花纹块个数密度是恒定的。花纹块个数密度在周向主槽5a、5b的两侧彼此不同。

根据本实施方式的轮胎，通过以密集形式配置花纹块4，提高了胎面的接地性，从而特别地提高了冰上制动和同辙性能。在传统的轮胎中，由于目标是通过在较大的花纹块上设置大量的刀槽而提高冰上性能，所以刀槽之间的被分割的花纹块在接地期间塌陷并且难以使得花纹块均一地接地，由此限制了冰上性能的提高。与此相比，根据本发明，由于以密集形式设置了大量的花纹块4以使得个数密度D_n在预定范围内，所以能够增加总的边缘长度并且能够获得比刀槽型冬季轮胎更高的边缘效应。

此外，在较大花纹块上具有刀槽的传统构造中，难以去除与花纹块表面中央区域对应的冰面部分上的水膜。与此相比，根据本发明，由于花纹块4的花纹块表面积被制成为较小，所以减小了从花纹块4的中央部分到其边缘部分的距离，由此可以有效地提高除水性。

通过改变各花纹块组G_B1至G_B3的花纹块个数密度D₁至D₃能够改变各花纹块组G_B1至G_B3的花纹块4的特征性能。在花纹块个数密度D_n接近0.003的情况下，花纹块刚性高，由此在干/湿路面上的操纵稳定性变好。在花纹块个数密度D_n接近0.04的情况下，接地区域中的花纹块个数a_n可以多，由此能够提高冰上性能、滚动阻力、静音性能等。为了以平衡方式提高这些性能，优选的是花纹块个数密度D_n接近0.0065。通过在胎面部1的各个区域上设定用于不同目的的花纹块个数密度，能够实现目标性能。例如，如果重视干/湿路面上的操控性能，则将中央区域S₂中的花纹块4制作得大并且将中央区域S₂的花纹块个数密度D_n设定得小。根据这一点，能够增大轮胎中央区域的刚性，于是能够确保操控性能。另一方面，在主要考虑平衡的情况下，通过肩侧区域S₁、S₂的花纹块个数密度D_n接近0.006，能够提高冰雪上性能。

另外，根据本实施方式的轮胎，通过在胎面部中沿着轮胎周向设置周向主槽5a、5b，即使各花纹块的花纹块个数密度较大，仍能够提高排水性能。此外，通过利用周向主槽5a、5b将中央区域S₂的花纹块组G_B2与肩侧区域S₁、S₃的花纹块组G_B1、G_B3隔离和区分开，可以明确地将花纹块组G_Bn的功能分开，由此能够进一步确保目标性能。

此外，根据本实施方式的轮胎，通过以Z字形排列来配置各花纹块组G_Bn的花纹块4，能够形成更多的花纹块4并且当轮胎转动时花纹块4的边缘能够逐次地作用，由此能够以更有效的方式发挥边缘效应。另外，通过以Z字形排列配置花纹块4，在轮胎宽度方向上彼此相邻的花纹块4的接地定时能够在花纹块4之间不同，由此还能够减小花纹噪声。还有，通过以Z字形排列配置花纹块4，能够容易地实现花纹块的高密度配置。通过沿轮胎周向将花纹块4配置成Z字形排列并且增大花纹块个数密度D_n，当高负载施加到花纹块4时，相邻的花纹块4能够彼此支撑，由此可以进一步增大花纹块4的刚性，从而进一步提高冰上性能。

此外，根据本实施方式的轮胎，通过使得在轮胎宽度方向上相邻的周向主槽5a、5b所限定的花纹块组G_B2的花纹块个数密度恒定，花纹块个数密度在由相邻的周向主槽5a、5b限定的花纹块组中不变化，由此能够防止花纹块4的刚性变化，从而能够防止偏磨损。隔着周向主槽5a、5b引入花纹块个数密度的改变，即，花纹块4的不同刚性存在距离，由此可以防止花纹块刚性改变的部分成为偏磨损的中心。

接着，将说明本发明的另一实施方式。图2是示出根据本发明的另一实施方式的充气轮胎的胎面花纹的部分展开图。应注意，采用相同的附图标记表示与图1中相同的元件并且省略对这些元件的详细说明。

在图2所示的实施方式中，中央区域S₂中的花纹块组G_B2的花纹块个数密度D₂比两个肩侧区域S₁、S₃中的花纹块组G_B1、G_B3的花纹块个数密度D₁、D₃大，并且两个肩侧区域S₁、S₃中的花纹块组G_B1、G_B3的花纹块个数密度D₁、D₃彼此相等。花纹块个数密度D₁至D₃全都在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内。

根据本实施方式的轮胎，由于通过使得中央区域S₂中的花纹块组G_B2的花纹块4小而增大了花纹块个数密度D₂，另一方面，通过使肩侧区域S₁、S₃中的花纹块组G_B1、G_B3的花纹块4较大而减小了花纹块个数密度D₁、D₃，所以可以提高冰雪上性能并且可以增强由于外侧径差(differential in outsidediameter)而容易磨损的肩侧区域S₁、S₃中的花纹块4的刚性，由此能够平衡两种性能。

接着，将说明本发明的另一实施方式。图3是示出根据本发明的另一实施方式的充气轮胎的胎面花纹的部分展开图。应注意，采用相同的附图标记表示与图1中相同的元件并且省略对这些元件的详细说明。

图3中所示的实施方式的轮胎被指定安装到车辆的方向。在该轮胎中，两个肩侧区域S₁、S₃中的花纹块组G_B1、G_B3的花纹块个数密度D₁、D₃以及中央区域S₂中的花纹块组G_B2的花纹块个数密度D₂彼此不同。具体地，在轮胎被安装到车辆的情况下，位于车辆近端侧的肩侧区域S₁的花纹块个数密度D₁、位于车辆远端侧的肩侧区域S₃的花纹块个数密度D₃以及中央区域S₂的花纹块个数密度D₂之间的关系是D₁＞D₃＞D₂。设置于车辆宽度方向上的左侧和右侧的周向主槽5a、5b的槽宽彼此不同，位于车辆近端侧(内侧)的周向主槽5a的槽宽W_5a大于位于车辆远端侧(外侧)的周向主槽5b的槽宽W_5b。

根据本实施方式的轮胎，通过使中央区域S₂的花纹块个数密度D₂小，即，通过使花纹块4大，能够增强用于干/湿行驶的胎面中央附近的部分的周向刚性，由此能够提高牵引和制动性能。另外，通过增强外侧的肩侧区域S₃中的花纹块刚性，能够获得转弯性能用的有利构造，由此能够提高干路面和湿路面上的转弯性能。此外，通过使得内侧的周向主槽5a宽，能够确保高浮滑(hydroplaning)性能。通过具有较高花纹块个数密度的内侧肩侧区域S₁能够确保提高冰上性能。

接着，将说明本发明的另一实施方式。图4是示出根据本发明的另一实施方式的充气轮胎的胎面花纹的部分展开图。应注意，采用相同的附图标记表示与图1中相同的元件并且省略对这些元件的详细说明。

在图4所示的实施方式中，中央区域S₂中的花纹块组G_B2的花纹块个数密度D₂在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内，并且肩侧区域S₁、S₃中的花纹块组G_B1、G_B3的花纹块个数密度小于0.003(个/mm²)。

此外，胎面部的基准区域中的花纹块个数密度D_a在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内。花纹块个数密度D_a由下述公式表示：

[公式2]

$\mathrm{Da}=\frac{A}{{\mathrm{PL}}_n\×\mathrm{TW}\×(1-N_a/100)}$

其中，PL_n(mm)表示花纹块组G_B1至G_B3中任一方的花纹块4在轮胎周向上的基准节距长度，TW(mm)表示胎面接地区域的接地宽度，A(个)表示胎面部的基准区域(未示出)中存在的花纹块4的个数，基准区域由基准节距长度PL_n和胎面宽度TW划界，并且N_a(％)表示基准区域中的负比率。花纹块个数密度D_a作为密度表示基准区域中的花纹块4的每单位(mm²)实际接地面积(不包括槽的面积)存在多少个花纹块4。

根据本实施方式的轮胎，在中央区域S₂中，通过以密集形式配置花纹块4提高了冰上性能。然而，当所有的区域S₁至S₃中的花纹块个数密度D₁至D₃均在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内的情况下，有利于提高冰上性能，但由于花纹块4的尺寸减小而可能难以与其他性能平衡。因此，在该实施方式中，除了花纹块个数密度D_n在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)范围内的花纹块组G_B2以外，设置花纹块个数密度小于0.003(个/mm²)并且由较大花纹块组成的花纹块组G_B1、G_B3，由此根据花纹块的刚性等，在冰上性能的显著提高和诸如操纵稳定性和耐磨损性等其他性能之间提供平衡。

即，如果将胎面部中的所有花纹块4设置为使得花纹块个数密度D_n在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内，对于作为目标性能重视干路面等上的操控性能的轮胎而言，由于花纹块刚性不足而不能获得充分的性能。因此，对于胎面部中的一部分花纹块4而言，通过将花纹块个数密度D_n设定为小于0.003(个/mm²)以增大这些花纹块4的面积，能够增强该部分花纹块的要求获得目标性能的刚性，由此能够提高性能。

另外，根据本实施方式的轮胎，胎面接地区域的花纹块个数密度D_a在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内，由此能够提高整个胎面部的冰上性能。这是因为，虽然整个胎面部的花纹块个数密度D_a由于设置了花纹块个数密度小于0.003(个/mm²)的花纹块组G_B1、G_B3而减小，但是胎面部的基准区域的花纹块个数密度D_a在上述范围内，由此可以降低整个胎面部的冰上性能的劣化。

接着，将说明本发明的另一实施方式。图5是示出根据本发明的另一实施方式的充气轮胎的胎面花纹的部分展开图。应注意，采用相同的附图标记表示与图1中相同的元件并且省略对这些元件的详细说明。

在图5所示的实施方式中，中央区域S₂中的花纹块组G_B2的花纹块个数密度D₂小于0.003(个/mm²)，另一方面，两个肩侧区域S₁、S₃中的花纹块组G_B1、G_B3的花纹块个数密度D₁、D₃在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内。

根据本实施方式的轮胎，中央区域S₂中的花纹块4能够大以增强花纹块刚性，并且肩侧区域S₁、S₃中的花纹块4能够是特别对于冰上性能有利的尺寸和密度，由此可以提高冰上性能并且特别地增强干路面和湿路面上的操纵稳定性。

接着，将说明本发明的另一实施方式。图6是示出根据本发明的另一实施方式的充气轮胎的胎面花纹的部分展开图。应注意，采用相同的附图标记表示与图1中相同的元件并且省略对这些元件的详细说明。

图6所示的实施方式的轮胎被指定安装到车辆的方向。在该轮胎中，中央区域S₂被周向主槽5b进一步分为第一中央区域S_2a(在安装到车辆的状态下位于车辆的近端侧)和第二中央区域S_2b(在安装到车辆的状态下位于车辆的远端侧)。第一中央区域S_2a的花纹块个数密度D_2a和第二中央区域S_2b的花纹块个数密度D_2b在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内并且彼此不同。肩侧区域S₁、S₃的花纹块个数密度D₁、D₃小于0.003(个/mm²)。更具体地，第一中央区域S_2a的花纹块个数密度D_2a和第二中央区域S_2b的花纹块个数密度D_2b之间的关系是D_2a＞D_2b。另外，槽宽W_5a、W_5b、W_5c彼此不同(W_5b＞W_5c＞W_5a)。

根据本实施方式的轮胎，胎面部1具有至少两个花纹块个数密度在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内的花纹块组G_B2a、G_B2b并且这些花纹块组G_B2a、G_B2b的花纹块个数密度D_2a、D_2b采用至少两个不同的值，由此可以以进一步增大的值设定花纹块组G_B2a的花纹块个数密度D_2a。因此，甚至在胎面部1中设置花纹块个数密度D_n小于0.003(个/mm²)的花纹块组G_B1、G_B3的情况下，仍能够以较高的水平提高冰上性能。即，当设置了仅一种花纹块个数密度在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内的花纹块组并且设置了在部分胎面部1中的大的花纹块4(例如在肩侧区域S₁、S₃中的花纹块4)的情况下，与整个胎面部1中的花纹块组的花纹块个数密度在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内的情况相比，将减弱冰上性能的提高。为了补充冰上性能的不足，在图6所示的胎面花纹中，通过增大作为中央区域S₂的一部分的花纹块组G_B2a的花纹块个数密度，可以以较高的水平平衡冰上性能的提高和诸如肩侧区域S₁、S₃中的耐磨损性和操纵稳定性等其他性能。

虽然图中未示出，但是被指定安装到车辆的方向的充气轮胎可以包括沿着轮胎周向延伸并且在胎面宽度方向上将胎面部的中央区域分为多个部分的周向主槽，中央区域是从轮胎赤道面向轮胎宽度方向左右两侧分别延伸胎面宽度的10％至40％的区域；其中，在轮胎被安装到车辆的情况下，中央区域的比周向主槽更靠近车辆的部分包括花纹块个数密度小于0.003(个/mm²)的花纹块组；其中，在轮胎被安装到车辆的情况下，中央区域的比周向主槽靠车辆的外侧的部分包括花纹块个数密度在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内的花纹块组。根据该轮胎，借助于横向槽的效果能够提高转弯行驶时的冰上性能并且能够提高直线行驶时的雪上性能。以此方式，能够提供提高的冰上性能和雪上性能的花纹块配置于接地压力高的区域，由此可以以高水平满足冰上性能和雪上性能两者。

可选地，虽然图中未示出，但是被指定安装到车辆的方向的充气轮胎可以包括沿着轮胎周向延伸并且在轮胎宽度方向上将胎面部的中央区域分为多个部分的周向主槽，中央区域是从轮胎赤道面向轮胎宽度方向左右两侧分别延伸胎面宽度的10％至40％的区域；其中，在轮胎被安装到车辆的情况下，中央区域的比周向主槽更靠近车辆的部分包括花纹块个数密度在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内的花纹块组，并且中央区域的比周向主槽靠车辆的外侧的部分包括花纹块个数密度小于0.003(个/mm²)的花纹块组。根据这一点，配置于中央区域的靠车辆的外侧的部分中的大花纹块提高了抵抗从轮胎宽度方向外侧输入的力的耐磨损性，同时通过使中央区域的靠近车辆的接地压力高的部分的花纹块个数密度在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内能够确保冰上性能。

接着，将说明本发明的另一实施方式。图7是示出根据本发明的另一实施方式的充气轮胎的胎面花纹的部分展开图。应注意，采用相同的附图标记表示与图1中相同的元件并且省略对这些元件的详细说明。

图7所示的实施方式的轮胎在胎面部1中包括至少两个(在该实施例中为三个)沿着轮胎周向延伸的周向主槽5a、5b、5c以及配置于周向主槽5a、5b之间的陆部8，其中陆部8包括花纹块个数密度D在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内的小花纹块组G_BS和定位成挨着与陆部8相邻的周向主槽5a、5b中的一个周向主槽5a的大花纹块组G_BL，大花纹块组的花纹块个数密度D小于0.003(个/mm²)。即，在同一陆部8中，为了设置花纹块个数密度D较大的小花纹块组G_BS，在与周向主槽5a相邻的部分中设置花纹块个数密度D较低的大花纹块组G_BL。根据这一点，通过以相邻状态相邻地设置比花纹块个数密度D在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内的花纹块4的花纹块个数密度D小并且花纹块刚性高的花纹块4，避免了小花纹块组G_BS的花纹块4的塌陷，由此可以防止轮胎的偏磨损。

虽然通过参照实施方式说明了本发明，但是在本发明中，优选的是各花纹块组G_Bn中的负比率N_n在5％至50％的范围内。在负比率N_n小于5％的情况下，槽面积变得太小以至于不能获得充分的排水性能，并且各花纹块变得太大以至于不能实现本发明的目标边缘效应。另一方面，在负比率N_n大于50％的情况下，接地面积变得太小以至于不能获得充分的冰上性能。

上述说明仅示出本发明的部分实施方式，并且在不脱离本发明的精神的情况下，上述结构可以彼此组合和/或可以增加多种变型。例如，在前述实施方式中，虽然说明了在轮胎宽度方向上将胎面部分成多个区域，但是可以在诸如轮胎周向等其他方向上将胎面部分开。花纹块4的外表面形状不限于八边形，而是还可以采用是圆形、椭圆形、其他多边形或不规则的封闭形状。在前述实施方式中，虽然在胎面部中设置周向主槽，但是替代地或除此以外，能够设置相对于轮胎宽度方向倾斜的倾斜横向槽(未示出)以通过所述倾斜横向槽限定相邻的花纹块组。根据这一点，还可以提高浮滑性能。术语“倾斜横向槽”是指其宽度比同一花纹块组中的花纹块之间的最小距离宽并且其长度比花纹块的最大宽度大、并且相对于轮胎宽度方向倾斜地延伸的槽。此外，除非包括沿胎面周向直线状延伸的可看穿的槽部，否则周向主槽4不受限制。例如，周向主槽能够波浪状地弯曲。

[实施例]

接着，制备根据本发明的实施例1至6的轮胎、根据传统技术的传统例1的轮胎以及比较例1和2的轮胎，然后对这些轮胎进行关于冰上性能、雪上性能、操纵稳定性和耐偏磨损性能的性能评价并且将在下面进行说明。

实施例1的轮胎是尺寸为205/55R16的乘用车用的子午线轮胎，所述轮胎的胎面部上具有图1所示的胎面花纹。在实施例1的轮胎中，中央区域中的花纹块组的花纹块个数密度比肩侧区域中的花纹块组的花纹块个数密度小，并且两个肩侧区域的花纹块个数密度彼此相等。各花纹块的形状均为八边形并且各花纹块的高度均为8.5mm。胎面接地宽度为190mm。周向主槽的槽宽W_5a、W_5b分别为11.2mm。实施例1的轮胎的其他规格示于表1。

实施例2的轮胎是尺寸为205/55R16的乘用车用的子午线轮胎，所述轮胎的胎面部上具有图2所示的胎面花纹。在实施例2的轮胎中，中央区域中的花纹块组的花纹块个数密度比肩侧区域中的花纹块组的花纹块个数密度大，并且两个肩侧区域的花纹块个数密度彼此相等。各花纹块的形状均为八边形并且各花纹块的高度均为8.5mm。胎面接地宽度为190mm。周向主槽的槽宽W_5a、W_5b分别为10.0mm。实施例2的轮胎的其他规格示于表1。

实施例3的轮胎是尺寸为205/55R16的乘用车用的子午线轮胎，所述轮胎的胎面部上具有图3所示的胎面花纹。在实施例3的轮胎中，在安装到车辆的状态下位于车辆远端侧的肩侧区域中的花纹块组的花纹块个数密度比位于车辆近端侧的肩侧区域中的花纹块组的花纹块个数密度小，并且中央区域中的花纹块组的花纹块个数密度比位于车辆近端侧的肩侧区域中的花纹块组的花纹块个数密度小。各花纹块的形状均为八边形并且各花纹块的高度均为8.5mm。胎面接地宽度为190mm。在安装到车辆的状态下位于车辆近端侧的周向主槽的槽宽W_5a为11.3mm，并且在安装到车辆的状态下位于车辆远端侧的周向主槽的槽宽W_5b为6.2mm。实施例3的轮胎的其他规格示于表1。

实施例4的轮胎是尺寸为205/55R16的乘用车用的子午线轮胎，所述轮胎的胎面部上具有图4所示的胎面花纹。在实施例4的轮胎中，中央区域S₂中的花纹块组G_B2的花纹块个数密度D₂在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内，并且肩侧区域S₁、S₃中的花纹块组G_B1、G_B3的花纹块个数密度D₁、D₃小于0.003(个/mm²)。各花纹块的高度均为8.5mm。实施例4的轮胎的其他规格示于表2和表3。

实施例5的轮胎是尺寸为205/55R16的乘用车用的子午线轮胎，所述轮胎的胎面部上具有图5所示的胎面花纹。在实施例5的轮胎中，中央区域S₂中的花纹块组G_B2的花纹块个数密度D₂小于0.003(个/mm²)，并且肩侧区域S₁、S₃中的花纹块组G_B1、G_B3的花纹块个数密度D₁、D₃在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内。各花纹块的高度均为8.5mm。实施例5的轮胎的其他规格示于表2和表3。

实施例6的轮胎是尺寸为205/55R16的乘用车用的子午线轮胎，所述轮胎的胎面部上具有图6所示的胎面花纹。在实施例6的轮胎中，中央区域S_2a、S_2b中的花纹块组G_B2a、G_B2b的花纹块个数密度D_2a、D_2b在0.003(个/mm²)至0.04(个/mm²)的范围内并且D_2a＞D_2b，并且肩侧区域S₁、S₃中的花纹块组G_B1、G_B3的花纹块个数密度D₁、D₃小于0.003(个/mm²)。各花纹块4的高度均为8.5mm。实施例6的轮胎的其他规格示于表2和表3。

为了比较，还制备了传统例1的轮胎和比较例1的轮胎，其中，传统例1的轮胎是尺寸为205/55R16的乘用车用子午线轮胎并且具有如图8所示的胎面花纹而且整个胎面部中的负比率为31.9％，比较例1的轮胎具有如图9所示的胎面花纹并且整个胎面部的负比率为32.6％。传统例1的轮胎在胎面部具有多个由沿轮胎周向延伸的纵向槽和与纵向槽直角交叉的横向槽限定的矩形花纹块。纵向槽的宽度为3mm并且纵向槽的深度为8.5mm。横向槽的宽度为7.9mm并且横向槽的深度为8.5mm。另外，各花纹块上均设置三个直线状刀槽。比较例1的轮胎在胎面部具有多个由沿轮胎周向延伸的纵向槽和与纵向槽直角交叉的横向槽限定的矩形花纹块。纵向槽的宽度为1.2mm并且纵向槽的深度为8.5mm。横向槽的宽度为4.5mm并且横向槽的深度为8.5mm。另外，各花纹块上均设置两个直线状刀槽。其他规格示于表1。

为了进一步比较的目的，制备了比较例2的轮胎，该轮胎是尺寸为205/55R16的子午线轮胎并且在胎面部具有如图10所示的胎面花纹。该轮胎在胎面部具有包括一种类型的花纹块个数密度的花纹块组。各花纹块的形状均为八边形，并且各花纹块的高度均为8.5mm。胎面接地宽度TW为190mm。其他规格示于表1。

[表1]

[表2]

[表3]

(性能评价)

上述各实施例轮胎在220kPa的内压(相对压力)下与尺寸为6.5J×16的轮辋组装，并且安装到车辆。然后，执行下述试验以评价其性能。

(1)冰上制动性能的评价试验

通过从冰路面上的速度20km/h施加全制动时测量制动距离来执行冰上制动性能评价试验。评价结果示于表4。表4示出通过将传统例1的结果认为100的情况下实施例1至6和比较例1和2的轮胎相对于传统例1的轮胎的结果的指数表示结果。各结果的值越大则冰上制动性能越好。

(2)雪上感知的评价试验

当试验驾驶员以多种驾驶模式在压雪覆盖的试验路面线上驾驶时通过试验驾驶员的感知执行雪上感知评价试验并且对制动性能、加速性能、直线行进性能和转弯性能进行综合评估。评价结果示于表4。表4示出通过将传统例1的结果认为100的情况下实施例1至6和比较例1和2的轮胎相对于传统例1的轮胎的结果的指数表示结果。各结果的值越大则雪上感知越好。

(3)雪上制动性能的评价试验

通过从压雪路面上的速度40km/h施加全制动时测量制动距离而执行雪上制动性能评价试验。评价结果示于表4。表4示出通过将传统例1的结果认为100的情况下实施例1至6和比较例1和2的轮胎相对于传统例1的轮胎的结果的指数表示结果。各结果的值越大则雪上制动性能越好。

(4)干路面上的操纵稳定性

当试验驾驶员以多种运动驱动模式在干路面上驾驶时通过试验驾驶员的感知执行干路面上操纵稳定性的评价试验。评价结果示于表4。表4示出通过将传统例1的结果认为100的情况下实施例1至6和比较例1和2的轮胎相对于传统例1的轮胎的结果的指数表示结果。各结果的值越大则干路面上操纵稳定性越好。

(5)耐偏磨损性能(全部)

在干的一般路面上以多种行驶模式行驶5000km之后，通过测量相邻花纹块之间的台阶差(step)而执行耐偏磨损性能的评价试验。评价结果示于表4。表4示出通过将传统例1的结果认为100的情况下实施例1至3和比较例1和2的轮胎的相对于传统例1的轮胎的结果的指数表示结果。各结果的值越大则耐偏磨损性越好。

(6)耐偏磨损性能(肩侧处)

在干的一般路面上以多种行驶模式行驶5000km之后，通过测量胎面端附近的残余槽深并且从测量的残余槽深进行评价来执行耐偏磨损性能的评价试验。表4示出通过将传统例1的结果认为100的情况下实施例4至6和比较例1和2的轮胎相对于传统例1的轮胎的结果的指数表示结果。各结果的值越大则耐偏磨损性越好。

[表4]

从表4所示的评价结果可见，根据本发明，除了显著提高冰上性能以外，还可以与其他性能平衡。特别地，根据实施例1的轮胎，除了提高冰上性能以外，还能够获得良好的操纵稳定性。根据实施例2的轮胎，能够获得良好的冰雪上性能。根据实施例3的轮胎，可以以最平衡的方式提高这些性能。根据实施例4的轮胎，除了提高冰上性能以外，还能够获得良好的操纵稳定性。根据实施例5的轮胎，能够获得良好的冰雪上性能。根据实施例6的轮胎，可以以最平衡的方式提高这些性能。

工业适用性

根据本发明，除了显著提高冰上性能以外，还可以与其他性能平衡。

附图标记说明

1胎面部

2纵向槽

3横向槽

4花纹块

5周向主槽

6陆部

G_B1至G_B3花纹块组

PL₁至PL₃花纹块的基准节距长度

W₁至W₃花纹块组的宽度

Z₁至Z₃基准区域

Claims (8)

1.一种充气轮胎，其在胎面部中包括至少两个花纹块组，各所述花纹块组均包括多个由槽限定的独立花纹块，

其中所述至少两个花纹块组具有至少两个不同的花纹块个数密度D的值，各所述花纹块个数密度D由下述公式表示：

D＝a/{PL×W×(1-N/100)}

其中，PL表示所述花纹块组中的花纹块的以mm为单位的基准节距长度，W表示所述花纹块组的以mm为单位的宽度，a表示存在于所述花纹块组的基准区域中的花纹块的个数，所述基准区域由所述基准节距长度PL和所述宽度W划界，并且N％表示所述基准区域中的负比率；

其中，至少一个花纹块组的所述花纹块个数密度在0.003个/mm²至0.04个/mm²的范围内；

所述胎面部具有中央区域和肩侧区域，所述中央区域包括轮胎赤道面，所述肩侧区域位于所述中央区域的轮胎宽度方向两外侧；

所述中央区域是从所述轮胎赤道面向轮胎宽度方向的两侧分别延伸轮胎接地宽度的10％至40％的区域；

在所述中央区域中，设置所述花纹块个数密度在0.003个/mm²至0.04个/mm²的范围内并且所述花纹块个数密度彼此不同的两个以上花纹块组；

在所述肩侧区域中，设置所述花纹块个数密度小于0.003个/mm²的花纹块组；

所述充气轮胎被指定安装到车辆的方向，

设置在所述中央区域的多个花纹块组中，在安装到车辆的情况下，越是位于车辆外侧的花纹块组，所述花纹块个数密度越小。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，在所述胎面部中还包括沿着所述轮胎的周向延伸的两个以上的周向主槽；

其中在相邻的所述周向主槽之间配置一个所述花纹块组；

由相邻的所述周向主槽限定的花纹块组的花纹块个数密度是恒定的。

3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，在所述胎面部中还包括沿着所述轮胎周向延伸并且之间形成陆部的至少两个周向主槽；

其中所述陆部包括花纹块个数密度在0.003个/mm²至0.04个/mm²的范围内的花纹块组以及与和该陆部相邻的周向主槽中的至少一个相邻地设置并且花纹块个数密度小于0.003个/mm²的至少一个花纹块组。

4.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述充气轮胎在所述胎面部中还包括至少一个包括可看穿的槽部的周向主槽，所述可看穿的槽部沿所述轮胎周向直线状地延伸。

5.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述充气轮胎在所述胎面部中还包括至少一个相对于所述轮胎宽度方向倾斜地延伸的倾斜横向槽。

6.根据权利要求4所述的充气轮胎，其特征在于，所述至少两个花纹块组以所述周向主槽彼此为界。

7.根据权利要求5所述的充气轮胎，其特征在于，所述至少两个花纹块组以所述倾斜横向槽彼此为界。

8.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，在所述胎面部的基准区域中，由下述公式表示以个/mm²为单位的花纹块个数密度D_a：

D_a＝A/{PL×TW×(1-N_a/100)}

其中PL表示所述至少两个花纹块组中的任一花纹块组的花纹块的以mm为单位的基准节距长度，TW表示胎面接地区域的以mm为单位的接地宽度，A表示存在于所述胎面部的基准区域中的花纹块的个数，所述基准区域由所述基准节距长度PL和所述接地宽度TW划界，并且N_a％表示所述胎面部的所述基准区域中的负比率；

以个/mm²为单位的该胎面部的基准区域中的所述花纹块个数密度D_a在0.003个/mm²至0.04个/mm²的范围内。