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CN102470704A - 充气轮胎 - Google Patents

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CN102470704A
CN102470704A CN2010800288235A CN201080028823A CN102470704A CN 102470704 A CN102470704 A CN 102470704A CN 2010800288235 A CN2010800288235 A CN 2010800288235A CN 201080028823 A CN201080028823 A CN 201080028823A CN 102470704 A CN102470704 A CN 102470704A
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tyre
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Abstract

一种充气轮胎，其在形成于胎面(1)上的陆部(3)中，设置包括至少3个切槽(4)的封闭式刀槽花纹(5)，该切槽(4)以向陆部(3)深度方向延伸的虚拟轴(2)为中心，往放射方向延伸且在陆部(3)内终止，并以虚拟轴(2)为中心，将这些切槽(4)向深度方向螺旋状扭转，该扭转角度(θ)设为10°以上且小于135°，并将切槽(4)的放射方向长度或切槽宽度设为胎面(1)一侧较底面一侧更大。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎，更具体而言，是涉及一种在胎面上形成刀槽花纹的轮胎中，能够改善冰上制动性能，同时在作为冬季(冬用)轮胎的作用结束后的磨耗后期确保胎面刚性，由此改善干燥路面驾驶稳定性能的充气轮胎。
背景技术
一般而言，为改善湿润路面和冰雪路面的行驶性能，多会通过在胎面上设置刀槽花纹来改善吸水性。但是，如果在胎面上配置过多的刀槽花纹，则胎面刚性会降低，导致驾驶稳定性和制动性变差，因此至今已经提出了多种有关刀槽花纹形态及其配置的方案(例如参照专利文献1、2)。
上述方案中，专利文献1提出了一种方案：将朝互不相同方向延伸的2个以上刀槽花纹交叉配置在花纹块表面，由此防止刀槽花纹破裂故障或花纹掉块故障，同时改善冰地驾驶稳定性。此外，专利文献2提出了一种方案：将刀槽花纹形成为围绕向轮胎径向延伸的扭转轴进行扭转的形状，由此确保驾驶稳定性和湿地制动性能，同时改善乘坐舒适性。
然而，在专利文献1中，虽然能在一定程度上改善胎面吸水性，但若想进一步增加刀槽花纹的数量来提高吸水性能，则存在因胎面刚性降低而难以维持驾驶稳定性的极限。此外，在专利文献2中，由于扭转角度大小达135°以上，所以轮胎硫化成形后从模具取出时的脱模性发生恶化，从而存在胎面易产生损伤的问题。
此外，胎面上设有刀槽花纹的无防滑钉轮胎在不断磨耗并完成其作为冬季轮胎的作用后，有时会作为夏季轮胎继续使用。一般而言，由于在无防滑钉轮胎的胎面橡胶中使用了较夏季(夏用)轮胎的胎面橡胶更柔软的橡胶，所以存在的问题是，作为冬季轮胎的作用结束后，无法确保其作为夏季轮胎的行驶性能。因此，这些无防滑钉轮胎中存在以下重要课题：在作为冬季轮胎的作用结束后的磨耗后期，如何确保其作为夏季轮胎的行驶性能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平9-263111号公报
专利文献2：日本专利特开2006-27306号公报
发明内容
发明拟解决的问题
本发明的目的在于提供一种充气轮胎，在胎面上形成刀槽花纹的轮胎中，能够改善冰上制动性能，同时在作为冬季轮胎的作用结束后的磨耗后期确保胎面刚性，由此改善干燥路面的驾驶稳定性能。
用于解决问题的方案
为达成上述目的，本发明的充气轮胎包括2项发明，第1项发明(以下简称为第1发明)如权利要求1所述，一种充气轮胎，其在形成于胎面上的陆部(隆部，land portion)中设置至少配置3个切槽的封闭式刀槽花纹，该切槽相对于向该陆部深度方向延伸的虚拟轴而向放射方向延伸且在陆部内终止，同时以所述虚拟轴为中心，将该封闭式刀槽花纹的切槽向深度方向螺旋状扭转，其特征在于，将所述切槽从所述陆部表面到底面的扭转角度设为10°以上且小于135°，同时将该切槽的放射方向长度形成为在所述封闭式刀槽花纹的深度方向上，胎面一侧较底面一侧更长。
进而，上述结构中，可将所述切槽的宽度形成为在所述封闭式刀槽花纹的深度方向上，胎面一侧较底面一侧更宽，或者形成为胎面一侧较底面一侧更窄。
此外，第2项发明(以下简称为第2发明)如权利要求4所述，一种充气轮胎，其在形成于胎面上的陆部中设置至少配置3个切槽的封闭式刀槽花纹，该切槽相对于向该陆部深度方向延伸的虚拟轴而向放射方向延伸且在陆部内终止，同时以所述虚拟轴为中心，将该封闭式刀槽花纹的切槽向深度方向螺旋状扭转，其特征在于，将所述切槽从所述陆部表面到底面的扭转角度设为10°以上且小于135°，同时将该切槽的宽度形成为在所述封闭式刀槽花纹的深度方向上，胎面一侧较底面一侧更宽。
进而，上述结构中，可将所述切槽的放射方向长度形成为在所述封闭式刀槽花纹的深度方向上，胎面一侧较底面一侧更短。
此外，第1发明和第2发明中，优选采用以下(1)～(3)所述的结构。
(1)所述切槽的数量为3～6个。
(2)所述切槽的所述虚拟轴一侧端部与该虚拟轴连接或者不连续(不连接)。若为前者，则可沿所述虚拟轴向所述封闭式刀槽花纹的深度方向形成小孔。
(3)在所述陆部中，与所述封闭式刀槽花纹一同设置向轮胎宽度方向延伸的线状刀槽花纹。此时，所述陆部若为花纹块，则可将所述封闭式刀槽花纹沿轮胎宽度方向排列在该花纹块的轮胎周向前端部和/或后端部。
发明的效果
根据上述本发明，其在形成于胎面上的陆部中设置至少配置3个切槽的封闭式刀槽花纹，该切槽相对于向深度方向延伸的虚拟轴而向放射方向延伸且在陆部内终止，并以虚拟轴为中心，将这些切槽向深度方向螺旋状扭转，该扭转角度设为10°以上且小于135°，因此，可在不妨碍从模具取出时的脱模性的情况下，抑制胎面刚性发生降低，同时随着切槽的扭转，容积将增大，由此能够提高吸水性能，改善冰上制动性能。
进而，在第1发明中，将切槽的放射方向长度形成为在封闭式刀槽花纹的深度方向上，胎面一侧较底面一侧更长，并在第2发明中，将切槽的宽度形成为在封闭式刀槽花纹的深度方向上，胎面一侧较底面一侧更宽，因此，在不断磨耗的同时，切槽容积将加快减少，胎面刚性将逐渐增强，所以在作为冬季轮胎的作用结束后的磨耗后期，能够改善干燥路面驾驶稳定性。
附图说明
图1是表示本发明充气轮胎中形成于胎面上的第1发明所述封闭式刀槽花纹的一例的说明图，图1(a)是其平面图，图1(b)是表示其外壁形状的立体图。
图2是表示本发明充气轮胎中形成于胎面上的第2发明所述封闭式刀槽花纹的一例的说明图，图2(a)是其平面图，图2(b)是表示其外壁形状的立体图。
图3(a)和(b)是分别表示根据本发明其他实施例所述的封闭式刀槽花纹的一例的平面图。
图4是表示根据本发明另一其他实施例所述的封闭式刀槽花纹的一例的平面图。
图5是表示根据本发明一个实施例所述的充气轮胎局部胎面的平面图。
图6是表示根据本发明另一实施例所述的充气轮胎局部胎面的平面图。
图7是表示实例中所用充气轮胎局部胎面的平面图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的结构。
图1(a)是在方框内表示本发明充气轮胎中形成于胎面上的第1发明所述封闭式刀槽花纹的一例的平面图，图1(b)是表示图1(a)的封闭式刀槽花纹的外壁形状的立体图。
图1(a)中，在形成于本发明充气轮胎胎面1上的陆部3中，形成包括至少3个(图中为4个)切槽4的封闭式刀槽花纹5，该切槽4以向陆部3深度方向延伸的虚拟轴2为中心，往放射方向延伸且在陆部3内终止。而且，本发明的封闭式刀槽花纹5中，以虚拟轴2为中心，将各切槽4向深度方向螺旋状扭转(参照图1(b))，从陆部3表面到底面的扭转角度θ是设为10°以上且小于135°，优选为90～120°。另外，图中虚线表示切槽4的底面。
由此，可在不妨碍从模具取出时的脱模性的情况下，抑制胎面刚性降低，同时随着切槽4的扭转，容积将增大，由此能够提高吸水性能，改善冰上制动性能。
进而，图1(a)和(b)所示的第1发明所述封闭式刀槽花纹5中，将切槽4的放射方向长度形成为在封闭式刀槽花纹5的深度方向上，胎面1一侧较底面一侧更长。由此，在不断磨耗的同时，切槽容积将减少，胎面刚性将逐渐增强，所以在作为冬季轮胎的作用结束后的磨耗后期，能够改善干燥路面驾驶稳定性。
另外，上述切槽4从陆部3表面到底面的扭转角度θ是指，切槽4从胎面1一侧上边缘到底面一侧下边缘的扭转角度。以下，第2发明中同样如此设置。
上述切槽4的放射方向长度变化可形成为，从胎面1一侧向底面一侧逐渐或阶段性缩短。此处，可分别根据轮胎的要求性能，适当设置封闭式刀槽花纹5中胎面1和底面的切槽4放射方向长度，但考虑到均衡确保从模具中取出硫化后轮胎时的脱模性、以及磨耗后期驾驶稳定性能，可将切槽4的底面放射方向长度L2与胎面1放射方向长度L1的关系调整为0.05≤L2/L1≤0.5。
进而，上述第1发明中，可使切槽4的宽度在封闭式刀槽花纹5的深度方向上进行变化。此处，若将切槽4的宽度设为胎面1一侧较底面一侧更宽，则在不断磨耗的同时，切槽容积将减少，因此磨耗后期的胎面刚性将进一步增强。
另一方面，若将切槽4的宽度设为胎面1一侧较底面一侧更窄，则可根据磨耗程度来调整切槽容积，因此能够理想用于重视磨耗后期驾驶稳定性与湿地性能之间均衡性的轮胎。
图2(a)和(b)分别表示第2发明所述封闭式刀槽花纹5的形态，第2发明所述封闭式刀槽花纹5中，将切槽4的宽度形成为在封闭式刀槽花纹5的深度方向上，胎面1一侧较底面一侧更宽。由此，与上述第1发明所述封闭式刀槽花纹5相同，在不断磨耗的同时，切槽容积将减少，胎面刚性将逐渐增强，所以在作为冬季轮胎的作用结束后的磨耗后期，能够改善干燥路面驾驶稳定性。
此处，切槽4的宽度变化可形成为，从胎面1一侧向底面一侧逐渐或阶段性变窄。可分别根据轮胎的要求性能，适当设置封闭式刀槽花纹5中胎面1和底面的切槽4宽度，但考虑到均衡确保从模具中取出硫化后轮胎时的脱模性、以及磨耗后期驾驶稳定性能，可将切槽4的底面宽度W2与胎面1宽度W1的关系调整为1.5≤W1/W2≤5.0。
上述第2发明中，可将切槽4的放射方向长度形成为在封闭式刀槽花纹5的深度方向上，胎面1一侧较底面一侧更短。此时，虽然需要花费工夫来确保从模具取出时的脱模性，但可根据磨耗程度来调整切槽容积，因此能够理想用于重视磨耗后期驾驶稳定性与湿地性能之间均衡性的轮胎。
如此构成的本发明充气轮胎中，封闭式刀槽花纹5由至少3个切槽4形成，该切槽4在向陆部4深度方向延伸的虚拟轴2周围扭转，因此从模具中取出硫化后轮胎时，胎面1容易因切槽4的成形刀片而遭受损伤。根据这种观点，可在对本发明充气轮胎进行硫化成形的模具内面，以虚拟轴2为中心，设置可自由旋转的切槽4成形刀片，并利用该模具实施硫化成形。
上述实施例中，显示了构成封闭式刀槽花纹5的切槽4数量为4个的情况，但本发明中构成封闭式刀槽花纹5的切槽4数量并未限定于此，可根据胎面花纹的形态，在3～6个范围内构成。如果切槽4的数量为7个以上，则轮胎行驶时，易在胎面1上发生裂纹。
此外，上述实施例中，显示了切槽4的虚拟轴2一侧端部均与虚拟轴2连接的情况，但本发明充气轮胎中，如图4所示，有时会配置为构成封闭式刀槽花纹5的切槽4的虚拟轴2一侧端部4a均与虚拟轴2不连续。此时的作用效果与上述实施例所述情况并无二致。
本发明中，使切槽4的虚拟轴2一侧端部均与虚拟轴2连接时，如图3(a)和(b)所示，可沿虚拟轴2向封闭式刀槽花纹5的深度方向形成小孔9。由此，能够进一步提高冰上路面的吸水性，更加改善冰上路面行驶时的制动性能。
沿虚拟轴2形成的小孔9，其尺寸及剖面形状并无特别限定，除了如图3(a)所示形成为大致圆形或多边形，还可如图3(b)所示，根据构成封闭式刀槽花纹5的切槽4数量，形成为与切槽4数量相应的星形。
此外，上述实施例中，说明了构成封闭式刀槽花纹5的切槽4分别在放射方向上直线状延伸的情况，但本发明中切槽4的平面形态并未限定于此，可以形成为曲线(圆弧)状、波状或锯齿状的形态。
本发明充气轮胎中，优选将上述封闭式刀槽花纹5分散配置在形成于胎面1上的陆部3的整个面中。此时，考虑到均匀保持陆部3的刚性分布并抑制不均匀磨损，优选以构成封闭式刀槽花纹5的切槽4互不接近的方式进行配置。
进而，根据轮胎的要求特性，如图5和图6所示，可在形成于胎面1上的陆部3中，与封闭式刀槽花纹5一起组合配置向轮胎宽度方向延伸的线状刀槽花纹6。由此，通过配置线状刀槽花纹6来增大边缘效果，能够多维兼备驾驶稳定性和冰上制动性能。
另外，图5的实例中，显示了将并列配置在形成于胎面1上的条状花纹7(花纹加强肋)的表面的多个封闭式刀槽花纹5、与在轮胎宽度方向上锯齿状延伸的线状刀槽花纹6在轮胎周向T上交替配置的情况，但线状刀槽花纹6的形态及它们的配置并未限定于此，可根据胎面花纹的形态进行适当变更。作为线状刀槽花纹6的形态，例如可列举大致直线状或波状、以及三维形状等。
此外，如图6所示，形成于胎面1上的陆部3为花纹块8时，可由向轮胎宽度方向延伸的线状刀槽花纹6划分花纹块8，并将封闭式刀槽花纹5沿轮胎宽度方向，排列在与轮胎踏出一侧和/或踏入一侧相应的花纹块8轮胎周向前端部和/或后端部(图中为前端部及后端部)。
尤其，可在相当于花纹块8的轮胎周向长度约30％以下的前端部和/或后端部区域，尽量不形成向轮胎宽度方向延伸的线状刀槽花纹6，此时可沿轮胎宽度方向排列本发明的封闭式刀槽花纹5。由此，能够确保花纹块8前端部和/或后端部的花纹块刚性，抑制不均匀磨损的产生，同时可改善驾驶稳定性，并提高吸水性，改善冰上制动性能。
如上所述，本发明充气轮胎在形成于胎面上的陆部中，设置包括至少3个切槽的封闭式刀槽花纹，该切槽以向陆部深度方向延伸的虚拟轴为中心，往放射方向延伸且在陆部内终止，并以虚拟轴为中心，将这些切槽向深度方向螺旋状扭转，该扭转角度设为10°以上且小于135°，并将切槽的放射方向长度或切槽宽度设为胎面一侧较底面一侧更大，由此可改善其作为冬季轮胎的冰上制动性能，同时在作为冬季轮胎的作用结束后的磨耗后期确保胎面刚性，由此将改善干燥路面驾驶稳定性能，其结构简单且具有优异效果，所以可广泛应用于在冰雪路面使用的无防滑钉轮胎。
实例
将轮胎尺寸设为195/65R1591Q，如图7所示形成轮胎花纹，如图1(a)所示形成设置在陆部中的封闭式刀槽花纹5的胎面平面形态，并如表1所示各自区分封闭式刀槽花纹5的胎面和底面的切槽放射方向长度和切槽宽度、以及切槽的扭转角度，分别制成本发明轮胎(实例1～4)及比较轮胎(比较例1、2)。另外，各轮胎中，将封闭式刀槽花纹5的深度设为7mm。
针对这6种轮胎，评估从模具中取出硫化后轮胎时的脱模性，同时通过下述试验方法，对全新时冰上制动性能和磨耗后期驾驶稳定性能进行评估。
另外，关于从模具中取出硫化后轮胎时的脱模性，表1中用“○”表示胎面未发生损伤的轮胎，用“×”表示胎面发生损伤的轮胎。而且，对全新时冰上制动性能和磨耗后期驾驶稳定性能进行评估时，未包括胎面发生损伤的轮胎。
关于上述磨耗后期驾驶稳定性能的评估，是事先对胎面进行磨耗，使形成于胎面上的主槽(最大深度：8.9mm)的剩余槽深成为全新时深度的40％后，再实施评估。
〔全新时冰上制动性能的评估〕
将各轮胎分别组装在尺寸15×6JJ的轮辋上，填充气压230kPa后，安装到排气量2000cc的日本产乘用车前后轮上，然后在冰地路面上从初速度40km/h开始实施制动试验，以制动停止距离的倒数评估冰上制动性能。其结果以比较例1为指数100，一并记入表1中。数值越大，表示冰上制动性能越优异。
〔磨耗后期驾驶稳定性能的评估〕
将各轮胎分别组装在尺寸15×6JJ的轮辋上，填充气压230kPa后，安装到排气量2000cc的日本产乘用车前后轮上，然后以速度60～100km/h行驶在由沥青路面构成的试车跑道上，并由3名熟练的测试驾驶员进行感官评估。其结果进行平均后，按照以比较例1为3分的满5分法，一并记入表1中。数值越大，表示驾驶稳定性越优异。
表1
Figure BDA0000125335150000091
由表1可知，本发明轮胎与比较例1相比，能够改善全新时冰上制动性能，并可改善磨耗后期驾驶稳定性能。另外，确认了将切槽扭转角度设为140°的比较例2中，从模具取出时的脱模性将发生恶化。
符号说明
1胎面
2虚拟轴
3陆部
4切槽
5封闭式刀槽花纹
6线状刀槽花纹
7条状花纹
8花纹块
9小孔
θ扭转角度

Claims (14)

1.一种充气轮胎，其在形成于胎面上的陆部中设置至少配置3个切槽的封闭式刀槽花纹，该切槽相对于向该陆部深度方向延伸的虚拟轴向放射方向延伸且在陆部内终止，并且以所述虚拟轴为中心，将该封闭式刀槽花纹的切槽向深度方向螺旋状扭转，其特征在于，
将所述切槽从所述陆部表面到底面的扭转角度设为10°以上且小于135°，并且将该切槽的放射方向长度形成为在所述封闭式刀槽花纹的深度方向上，胎面一侧较底面一侧更长。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，将所述切槽的宽度形成为在所述封闭式刀槽花纹的深度方向上，胎面一侧较底面一侧更宽。
3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，将所述切槽的宽度形成为在所述封闭式刀槽花纹的深度方向上，胎面一侧较底面一侧更窄。
4.一种充气轮胎，其在形成于胎面上的陆部中设置至少配置3个切槽的封闭式刀槽花纹，该切槽相对于向该陆部深度方向延伸的虚拟轴向放射方向延伸且在陆部内终止，并且以所述虚拟轴为中心，将该封闭式刀槽花纹的切槽向深度方向螺旋状扭转，其特征在于，
将所述切槽从所述陆部表面到底面的扭转角度设为10°以上且小于135°，并且将该切槽的宽度形成为在所述封闭式刀槽花纹的深度方向上，胎面一侧较底面一侧更宽。
5.根据权利要求4所述的充气轮胎，其特征在于，将所述切槽的放射方向长度形成为在所述封闭式刀槽花纹的深度方向上，胎面一侧较底面一侧更短。
6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述切槽的数量为3～6个。
7.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述切槽的所述虚拟轴一侧端部与该虚拟轴连接。
8.根据权利要求6所述的充气轮胎，其特征在于，所述切槽的所述虚拟轴一侧端部与该虚拟轴连接。
9.根据权利要求7所述的充气轮胎，其特征在于，沿所述虚拟轴向所述封闭式刀槽花纹的深度方向形成小孔。
10.根据权利要求8所述的充气轮胎，其特征在于，沿所述虚拟轴向所述封闭式刀槽花纹的深度方向形成小孔。
11.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述切槽的所述虚拟轴一侧端部与该虚拟轴不连续。
12.根据权利要求6所述的充气轮胎，其特征在于，所述切槽的所述虚拟轴一侧端部与该虚拟轴不连续。
13.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，在所述陆部中，与所述封闭式刀槽花纹一同设置向轮胎宽度方向延伸的线状刀槽花纹。
14.根据权利要求13所述的充气轮胎，其特征在于，所述陆部为花纹块，并将所述封闭式刀槽花纹沿轮胎宽度方向排列在该花纹块的轮胎周向前端部和/或后端部。
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