CN102765302A

CN102765302A - 充气轮胎

Info

Publication number: CN102765302A
Application number: CN2012101288731A
Authority: CN
Inventors: 久保田康弘
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2011-05-02
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2012-11-07
Also published as: JP5351928B2; JP2012232684A

Abstract

本发明的充气轮胎，通过限定刀槽花纹的形状及配设位置，来减小滚动阻力。充气轮胎(1)至少在一方的胎侧部(3)的外表面(3S)沿轮胎周向间隔设置有刀槽花纹(9)。在轮辋组装于正规轮辋且填充了标准内压的无负载的标准状态下，上述刀槽花纹(9)被设置在距离胎圈基准线(BL)为轮胎截面高度(H)的70～90％的区域亦即胎壁区域，且相对于轮胎放射方向以40～50度的角度(θ)倾斜地延伸，并且刀槽宽度(W1)为0.5～1.0mm，而且在轮胎周向上相邻的刀槽花纹(9)具有至少一部分在轮胎周向上相互重叠的重叠部(ch)。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及减少滚动阻力的充气轮胎。

背景技术

近年来，为了提高车辆的燃油效率而希望减小充气轮胎的滚动阻力。作为减小滚动阻力的方法，例如在下述专利文献1中公开了在胎侧部的外表面设置较宽的沟，来抑制由轮胎的滚动引起的胎侧部的橡胶变形，从而减小滞后损耗的方法。其中，滞后损耗存在如下倾向：如果橡胶的温度上升则减小，相反地如果橡胶的温度下降则增大。

然而，设置有上述那样的沟的充气轮胎，由于胎侧部的外表面附近的空气层因轮胎的滚动而被搅拌，使得该胎侧部的橡胶被冷却，所以存在减少滞后损耗的效果很小的问题。

专利文献1：JP特开2010-115973号公报

发明内容

本发明是鉴于以上的问题而提出的，其主要目的在于，提供一种通过在胎侧部的胎壁区域设置具有0.5～1.0mm的宽度的特定形状的刀槽花纹，来防止轮胎行驶时胎侧部的橡胶的过度冷却，从而能够有效地减少滞后损耗，并减小滚动阻力的充气轮胎。

本发明中技术方案1所记载的发明是一种充气轮胎，该充气轮胎至少在一方的胎侧部的外表面沿轮胎周向间隔设置有刀槽花纹，该充气轮胎的特征在于，在轮辋组装于正规轮辋、且填充了标准内压的无负载的标准状态下，上述刀槽花纹设置在距离胎圈基准线为轮胎截面高度的70～90％的区域亦即胎壁区域，且上述刀槽花纹相对于轮胎放射方向以30～60度的角度倾斜地延伸，并且刀槽宽度为0.5～1.0mm，而且轮胎周向上相邻的刀槽花纹具有：至少一部分在轮胎周向上相互重叠的重叠部。

此外，技术方案2所记载的发明，在技术方案1所记载的充气轮胎的基础上，上述刀槽花纹，其轮胎径向的外端与轮胎径向的内端之间的轮胎径向长度是轮胎截面高度的10～20％。

此外，技术方案3所记载的发明，在技术方案1或者2所记载的充气轮胎的基础上，上述胎壁区域除了上述刀槽花纹以外、不设置沟或其他刀槽花纹。

此外，技术方案4所记载的发明，在技术方案1至3中任一项所记载的充气轮胎的基础上，上述刀槽花纹包括：相对于轮胎周向向一方侧倾斜地延伸的第一刀槽、和相对于轮胎周向向与上述第一刀槽相反的方向倾斜地延伸的第二刀槽。

此外，技术方案5所记载的发明，在技术方案1至4中任一项所记载的充气轮胎的基础上，上述刀槽花纹在其轮胎径向的内端和/或外端，设置具有上述刀槽宽度的2～3倍的内径且凹入的孔部。

此外技术方案6所记载的发明，在技术方案1至5中任一项所记载的充气轮胎的基础上，上述第一刀槽和上述第二刀槽沿轮胎周向以相同的间距间隔设置，且相对于轮胎放射方向以相同的角度倾斜地延伸，并且轮胎径向长度相同。

本发明的充气轮胎，在至少一方的胎侧部的外表面沿轮胎周向间隔设置有刀槽花纹。这种充气轮胎由于抑制了轮胎滚动时胎侧部的橡胶变形，所以能够减小滞后损耗，减小滚动阻力。此外，在轮辋组装于正规轮辋并填充标准内压的无负载的标准状态下，上述刀槽花纹被设定在距离胎圈基准线为轮胎截面高度的70～90％的区域即胎壁区域，并且上述刀槽花纹相对于轮胎放射方向以30～60度的角度倾斜地延伸，且刀槽宽度为0.5～1.0mm，并且在轮胎周向上相邻的刀槽花纹具有至少一部分在轮胎周向上相互重叠的重叠部。这种刀槽花纹在轮胎行驶时抑制胎侧部的外表面的空气层的搅拌，不使胎侧部的橡胶温度过度下降，进而能够保持较小的滞后损耗。从而有效地减少滚动阻力。

附图说明

图1为表示本发明的一个实施方式的充气轮胎的左半部分的剖视图。

图2为图1的胎侧部的立体图。

图3为图1的胎侧部的局部放大图。

图4为图3的A-A剖视图。

图5为说明在轮胎周向上相邻的刀槽花纹的重叠部的概略图。

附图标记说明：1...充气轮胎；3...胎侧部；3S...胎侧部的外表面；9...刀槽花纹；BL...胎圈基准线；ch...重叠部；H...轮胎截面高度；W1...刀槽宽度；θ...角度。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。

图1为本实施方式的充气轮胎(以下，有时简称为“轮胎”。)1的标准状态的剖视图。在本说明书中，“标准状态”是指将轮胎轮辋组装于正规轮辋(未图示)并填充标准内压且无负载的状态，在没有特殊限定的情况下，轮胎各部的尺寸等取该标准状态下测量的值。

在此，上述“正规轮辋”是指在包括轮胎所依据的规格在内的规格体系中，按照每个轮胎规定各规格的轮辋，如果是JATMA则为“标准轮辋”，如果是TRA则为“Design Rim”，如果是ETRTO则为“MeasuringRim”。此外，上述“标准内压”是指在包括轮胎所依据的规格在内的规格体系中，按照每个轮胎规定各规格的空气压，如果是JATMA则为“最高空气压”，如果是TRA则为表“TIRE LOAD LIMITS ATVARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”所记载的最大值，如果是ETRTO则为“INFLATION PRESSURE”。

本实施方式的充气轮胎1具有从胎面部2经过胎侧部3到达胎圈部4的胎圈芯5的胎体6、以及配置于该胎体6的径向外侧且在胎面部2的内部的带束层7。另外，在胎面部2设置有适合排水用的沟8。

上述胎体6由至少一张胎体帘布构成，在本实施方式中由一张胎体帘布6A构成，其中胎体帘布6A具有：主体部6a，其以环状地跨越在一对胎圈芯5、5之间；折返部6b，其与上述主体部6a的两侧连接、且绕上述胎圈芯5从轮胎轴向内侧向外侧折返。上述胎体帘布6A的胎体帘线相对于轮胎赤道C方向例如以75～90°的角度倾斜。上述胎体帘线例如采用有机纤维帘线或者钢丝帘线。

上述带束层7至少由两张带束层帘布构成，在本实施方式中由轮胎径向内、外的两张带束层帘布7A、7B构成。各带束层帘布7A、7B具有相对于轮胎赤道C以15～40°的角度倾斜的钢丝帘线等高弹性的带束层帘线。各带束层帘布7A、7B在带束层帘线相互交叉的方向重叠。

如图1至图3所示，本发明的充气轮胎1，在至少一方的胎侧部3的外表面3S沿轮胎周向间隔设置有刀槽花纹9。本实施方式的刀槽花纹9分别设置在轮胎轴向两侧的胎侧部3。

此外，上述刀槽花纹9设置在距离胎圈基准线BL为轮胎截面高度H的70％以上且90％以下的胎壁(Buttress)区域Br。发明人通过各种实验明确得出，该胎壁区域Br是胎侧部3中伴随轮胎的滚动而显现出的橡胶的变形最大的区域。因此通过在这样的胎壁区域Br设置上述刀槽花纹9，并利用该刀槽花纹9的开闭来抑制轮胎滚动时胎侧部3的橡胶的变形，所以滞后损耗减小。因此本发明的充气轮胎1能够减小滚动阻力。其中，如果上述刀槽花纹9设置于距离胎圈基准线BL小于轮胎截面高度H的70％的位置，则无法提高橡胶变形抑制效果，反而使胎侧部3的刚性下降，乘车舒适性等恶化。此外，如果刀槽花纹9设置在距胎圈基准线BL超过轮胎截面高度H的90％的区域，则胎面部2的刚性下降，抗不均匀磨损性能、转弯性能恶化。基于这种观点，刀槽花纹9在胎壁区域Br中，更优选为设置在距胎圈基准线BL为轮胎截面高度H的73％以上的区域，此外更优选为设置在87％以下的区域。

此外，在本发明中，将刀槽花纹9相对于轮胎放射方向的角度θ、以及刀槽宽度W1设定为规定的值。由此在本发明的充气轮胎1中，更有效地减小滚动阻力。

首先，需要将刀槽花纹9相对于轮胎放射方向的角度θ形成为30～60度。即，如果上述角度θ小于30度，则很难抑制沿轮胎径向作用的橡胶变形。相反地，如果角度θ超过60度，则很难抑制沿轮胎周向作用的橡胶变形。基于这种观点，上述角度θ更优选为40度以上，此外，更优选为50度以下。另外，在本说明书中，“相对于轮胎放射方向的角度θ”是指在上述胎壁区域Br的轮胎径向的中间点的位置测量的角度。

此外，需要将刀槽宽度W1规定为0.5～1.0mm。即，如果上述刀槽宽度W1小于0.5mm，则减小橡胶变形的抑制效果。相反地，如果刀槽宽度W1大于1.0mm，则促进空气层的搅拌，使橡胶温度下降，除此之外，还减小胎侧部3的刚性。基于这种观点，刀槽宽度W1更优选为0.6mm以上，此外更优选为0.8mm以下。

此外，如图4所示，刀槽花纹9的深度d1无特殊限定，但如果变大，则有可能促进上述空气层的搅拌。相反地，如果上述刀槽花纹9的深度d1减小，则有可能无法发挥抑制胎侧部3的橡胶变形的效果。基于这种观点，上述深度d1优选为1.0mm以上，更优选为2.0mm以上，此外优选为4.0mm以下，更优选为3.0mm以下。

在本说明书中，在轮胎周向上相邻的刀槽花纹9a、9b是指相对于轮胎周向向任意一侧的同一方向倾斜的刀槽花纹9。

在轮胎周向上相邻的刀槽花纹9a、9b需要具有重叠部ch，该重叠部ch是指至少上述两个刀槽花纹9a、9b的一部分在轮胎周向上相互重叠。上述“在轮胎周向相互重叠的重叠部”，在本说明书中是指，如图5所示，将相邻的刀槽花纹9a、9b相对于轮胎周向投影后的重叠的部分。例如，如果在轮胎周向上相邻的刀槽花纹9a、9b中不设置上述重叠部ch，则无法有效抑制橡胶变形。然而如果重叠部ch增大(即，刀槽花纹9的条数增大)，则促进空气层的搅拌，有可能使橡胶的温度下降。基于这种观点，在轮胎周向上相邻的刀槽花纹9a、9b的在轮胎周向相互重叠的重叠率优选为25％以上，更优选为40％以上，此外优选为75％以下，更优选为60％以下。其中，上述重叠率用上述刀槽花纹9的轮胎径向长度L1、与重叠部ch的轮胎径向的长度L1a之比L1a/L1来表示。

此外，上述刀槽花纹9其轮胎径向的外端9o与轮胎径向的内端9i之间的轮胎径向长度L1优选为轮胎截面高度H的10～20％。即，如果刀槽花纹9的轮胎径向长度L1减小，则存在胎侧部3的橡胶很难变形的倾向，相反地，如果增大，则促进胎侧部3的外表面3S附近的空气层的搅拌，有可能使橡胶温度下降。基于这种观点，上述轮胎径向长度L1更优选为12％以上，此外更优选为18％以下。

此外，如图2及图3所示，本实施方式的刀槽花纹9构成为包括：相对于轮胎周向向一方侧倾斜地(在图3中，从右上方向左下方倾斜)延伸的第一刀槽10；相对于轮胎放射方向向与上述第一刀槽10相反的方向倾斜地(在上述图3中，从左上方向右下方倾斜)延伸的第二刀槽11。由此本实施方式的充气轮胎1能够与轮胎的旋转方向无关而有效地抑制沿轮胎周向作用的橡胶变形。

此外，本实施方式的第一刀槽10和第二刀槽11，沿轮胎周向以相同的间距P1间隔设置，并且相对于轮胎放射方向以相同的角度θ(θ1、θ2)倾斜地延伸，并且轮胎径向长度L1形成为相同。这种充气轮胎1由于胎侧部3的橡胶变形、橡胶的温度遍布轮胎周向变得均匀，因此能够更有效地减小滚动阻力。其中，上述“相同的间距P1”显然包括各间距P1完全相同的情况，除此之外还包括间距P1为各间距的平均即平均间距P1a的±15％以下的情况。

此外，在刀槽花纹9的轮胎径向的内端9i和/或外端9o(在本实施方式中，内端9i和外端9o)，设置有从胎侧部3的外表面3S向轮胎轴向的内侧凹入的孔部12。这种孔部12能够缓和伴随轮胎的滚动而产生的刀槽花纹9的开闭对上述内端9i和上述外端9o造成的应力集中，有助于抑制裂纹等的产生。基于这种观点，孔部12的内径D优选为刀槽宽度W1的2倍以上，更优选为2.3倍以上。然而，如果上述孔部12的内径D过大，则促进空气层的搅拌，存在胎侧部3的橡胶温度下降的倾向。基于这种观点，上述孔部12的内径D优选为刀槽宽度W1的3倍以下，此外优选为2.7倍以下。

基于前述的缓和应力集中的观点，在从侧面观察轮胎时，这种孔部12优选形成为正圆状。

此外，基于均衡地发挥抑制橡胶的温度下降的效果、和缓和应力集中的效果的观点，上述孔部12的深度d2与上述刀槽花纹9的深度d1之比d2/d1优选为90％以上，更优选为95％以上，此外优选为110％以下，更优选为105％以下。

此外，上述胎壁区域Br优选为除上述刀槽花纹9(第一刀槽10以及第二刀槽11)之外不设置沟或其他的刀槽花纹。即，如果在该胎壁区域Br设置沟或其他的刀槽花纹，则促进由轮胎的滚动产生的空气层的搅拌，使胎侧部的橡胶温度下降，所以有可能无法减小滚动阻力。在本实施方式的胎壁区域Br不设置沟或其他的刀槽花纹。

此外，本实施方式在上述胎面部2设置有从接地端Te的轮胎轴向内侧向外侧延伸的胎肩横沟14。这种胎肩横沟14由于减少胎面部2的橡胶体积，所以减小橡胶变形。因此通过设置胎肩横沟14，本实施方式的充气轮胎1减小滚动阻力。此外，本实施方式的胎肩横沟14不到达上述胎壁区域Br而是形成终端。这种胎肩横沟14抑制胎侧部3附近的空气层的过度的搅拌。基于这种观点，胎肩横沟14的轮胎轴向的外端14e与刀槽花纹9的轮胎径向的外端9o的轮胎径向的距离L2优选为3mm以上，更优选为5mm以上，此外优选为15mm以下，更优选为12mm以下。

其中，接地端Te被规定为，对上述标准状态的充气轮胎1加载正规载荷并接地于平面时的胎面部2的最靠轮胎轴向外侧的两端部。上述“正规载荷”是指在包括轮胎所依据的规格在内的规格体系中，按照每个轮胎规定各规格的载荷，如果是JATMA则为“最大负载能力”，如果是TRA则为表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLDINFLATION PRESSURES”所记载的最大值，如果是ETRTO则为“LOAD CAPACITY”。

以上，对本发明的优选的实施方式进行了详细说明，但本发明不限于图示的实施方式，还可变形为各种方式来实施。例如，还可以是刀槽花纹的轮胎径向长度L1，在轮胎周向上相邻的刀槽花纹9a、9b不同的方式。

实施例

制造具有图1的基本构造以及图2所示的胎侧部的形状、并具有表1的规格的刀槽花纹的充气轮胎(尺寸：175/65R15)，并且对它们的性能进行了测试。其中，共通规格如下。

胎面宽度：148mm

刀槽花纹的宽度W1：0.5mm

刀槽花纹的轮胎放射方向角度θ：45度

孔部：在各刀槽花纹的轮胎径向的内端以及外端被设成正圆状。

孔部的深度d2：3.0mm

测试方法如下。

<滚动阻力>

利用滚动阻力试验机，对将轮辋安装于上述充气轮胎、并在下述的条件下的直径为1.7m的滚筒上行驶时的滚动阻力进行了测量。结果以比较例1为100的指数来表示，数值越小越好。

轮辋尺寸：14×5JJ

内压：230kPa

载荷：3.92kN

行驶速度：80km/h

测试的结果示于表1。

表1

测试的结果确认了，与比较例相比，实施例的轮胎减少了滚动阻力。此外，虽然使刀槽花纹的宽度以及轮胎放射方向的角度在规定的范围内变化来进行了实验，但表现出与本测试相同的倾向。

Claims

1.一种充气轮胎，至少在一方的胎侧部的外表面沿轮胎周向间隔设置有刀槽花纹，该充气轮胎的特征在于，

在轮辋组装于正规轮辋、且填充了标准内压的无负载的标准状态下，

上述刀槽花纹设置在距离胎圈基准线为轮胎截面高度的70～90％的区域亦即胎壁区域，且上述刀槽花纹相对于轮胎放射方向以30～60度的角度倾斜地延伸，并且刀槽宽度为0.5～1.0mm，而且

轮胎周向上相邻的刀槽花纹具有：至少一部分在轮胎周向上相互重叠的重叠部。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

上述刀槽花纹，其轮胎径向的外端与轮胎径向的内端之间的轮胎径向长度是轮胎截面高度的10～20％。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，

上述胎壁区域除了上述刀槽花纹以外、不设置沟或其他刀槽花纹。

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，

上述刀槽花纹包括：相对于轮胎周向向一方侧倾斜地延伸的第一刀槽、和相对于轮胎周向向与上述第一刀槽相反的方向倾斜地延伸的第二刀槽。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，

上述刀槽花纹在其轮胎径向的内端和/或外端，设置具有上述刀槽宽度的2～3倍的内径且凹入的孔部。

6.根据权利要求4或5所述的充气轮胎，其特征在于，

上述第一刀槽和上述第二刀槽沿轮胎周向以相同的间距间隔设置，且相对于轮胎放射方向以相同的角度倾斜地延伸，并且轮胎径向长度相同。