专利名称：充气轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种充气轮胎，特别是涉及一种在胎面上具有花纹块的充气轮胎，该花纹块具有刀槽花纹。
背景技术：
公知有如图8A所示那样在具有沿轮胎轴线方向延伸的刀槽花纹100的花纹块型轮胎102(例如，日本特开2002-321509号公报、日本特开平9-164815号公报)中，通常刀槽花纹前后磨损的程度因花纹块104磨损的不同而不同，如图8B所示那样产生圆周方向的台阶高差(所谓的胎踵和胎趾磨损)，特别是开口于主沟的部分的磨损的程度较大。
为了抑制主沟开口部分的胎踵和胎趾磨损，如图9A所示那样，在花纹块104上形成有刀槽花纹100时，如图9B所示那样，使刀槽花纹100的开口部分的深度比刀槽花纹100的中央部分的深度浅，这是为人熟知的。但当磨损时，开口部分的刀槽花纹100消失(参照图9C)，湿地性能及雪地性能降低，难以使不均匀磨损与湿地性能及雪地性能并存。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而做成的，其目的在于提供一种可以使不均匀磨损与湿地性能及雪地性能并存的充气轮胎。
技术方案1所述的发明是在胎面上具有花纹块的充气轮胎，其特征在于上述胎面具有至少一条刀槽花纹；上述刀槽花纹在刀槽花纹长度方向及深度方向上具有摆幅地延伸着，下述的刚性指数F在刀槽花纹长度方向上不同；
刚性指数F＝(1+φ1)×(1+φ2)×(1+φ3)φ1花纹块着地面上的刀槽花纹摆幅(mm)；φ2与刀槽花纹壁面成直角、且沿深度方向将花纹块剖切看剖面时的刀槽花纹摆幅(mm)；φ3俯视上述刀槽花纹的壁面时的、沿上述刀槽花纹的深度方向延伸的棱线的摆幅。
下面，说明技术方案1所述的充气轮胎的作用。
通过设定成在花纹块上设置在刀槽花纹的长度方向及深度方向上具有摆幅的3维刀槽花纹，并使这些摆幅量在刀槽花纹长度方向上不同，可在将刀槽花纹深度保持为恒定的状态下、使刀槽花纹附近的刚性在刀槽花纹长度方向上具有分布，例如，可以使刀槽花纹前后的磨损沿刀槽花纹的长度方向均匀化。
根据技术方案1所述的充气轮胎，技术方案2所述的发明的特征在于上述刀槽花纹的至少一端开口于花纹块端，设定成开口于花纹块端的部分的上述刀槽花纹的刚性指数F比花纹块中央部分的上述刀槽花纹的刚性指数高。
下面，说明技术方案2所述的充气轮胎的作用。
当刀槽花纹开口于花纹块端时，花纹块端附近的刚性比花纹块中央的刚性低。因而，设定成使花纹块端侧的刀槽花纹的刚性指数F比花纹块中央部分的刀槽花纹的刚性指数F高，以抑制花纹块端附近的刚性降低。
由此，开口部分的花纹块难以变形，可以抑制开口部分的胎踵和胎趾磨损。
根据技术方案1所述的充气轮胎，技术方案3所述的发明的特征在于以轮胎赤道面为界，配置于该赤道面一侧的上述花纹块的刀槽花纹图案与配置于该赤道面另一侧的上述花纹块的刀槽花纹图案夹着轮胎赤道面左右对称；在上述花纹块内，使上述刀槽花纹的上述刚性指数F从胎面中央侧向胎面端侧逐渐增加。
下面，说明技术方案3所述的充气轮胎的作用。
在车辆转弯时，对车辆安装时的外侧的轮胎输入较大的横向力。
该横向力的输入方向是从车辆外侧向内侧的方向，所以对于刀槽花纹，也最好是提高车辆安装时的外侧、即横向力输入侧的刚性指数，抑制花纹块的变形。
在进行上述转弯时，着地区域(负载)向胎面上的车辆安装时外侧部分移动，所以与作用于轮胎赤道面的车辆安装时内侧的花纹块的力相比，作用于轮胎赤道面的车辆安装时外侧的力较大。
另外，当胎面图案没有方向性时，无法通过旋转等确定胎面的轮胎赤道面的哪一侧被配置在车辆的外侧。
因而，在刀槽花纹图案夹着轮胎赤道面左右对称的情况下，最好是使上述刀槽花纹的上述刚性指数F从胎面的中央侧向胎面端侧逐渐增加，抑制在输入横向力时被作用较大力的花纹块变形。
根据技术方案1所述的充气轮胎，技术方案4所述的发明的特征在于以轮胎赤道面为界，配置于该赤道面一侧的上述花纹块的刀槽花纹图案与配置于该赤道面另一侧的上述花纹块的刀槽花纹图案夹着轮胎赤道面左右不对称，在上述花纹块内，使上述刀槽花纹的上述刚性指数F从车辆安装时的内侧向车辆安装时的外侧逐渐增加。
下面，说明技术方案4所述的充气轮胎的作用。
与技术方案3的情况不同，在以轮胎赤道面为界，配置于该赤道面的一侧的花纹块的刀槽花纹图案与配置于该赤道面的另一侧的花纹块的刀槽花纹图案夹着轮胎赤道面左右不对称时，轮胎成为有方向的图案，在车辆安装时指定了轮胎的朝向。
如技术方案3所说明的那样，在车辆转弯时，对车辆安装时的外侧的轮胎输入较大的横向力。此时，着地区域向车辆安装时的外侧移动，但也向车辆安装时的内侧的花纹块输入横向力，但该横向力并没有输入到车辆安装时的外侧的花纹块的横向力那么大。
因此，在指定了方向性时，对于全部花纹块的刀槽花纹，最好是提高车辆安装时的外侧、即横向力输入侧的刚性指数，抑制花纹块的变形。
根据技术方案2所述的充气轮胎，技术方案5所述的发明的特征在于开口于上述花纹块端的部分的上述刀槽花纹摆幅φ1大于上述花纹块中央部分的上述刀槽花纹摆幅φ1。
下面，说明技术方案5所述的充气轮胎的作用。
通常，当刀槽花纹开口于花纹块端(主沟)时，开口附近的花纹块刚性会大大降低，但是通过使开口于花纹块端的部分的刀槽花纹的摆幅φ1大于开口于花纹块中央部分的刀槽花纹摆幅φ1，可以抑制开口附近的花纹块刚性降低，可使花纹块的刚性在刀槽花纹的长度方向上均匀化。由此，可以抑制主沟开口部分的胎踵和胎趾磨损。
根据技术方案2所述的充气轮胎，技术方案6所述的发明的特征在于开口于上述花纹块端的部分的上述刀槽花纹的摆幅φ2大于上述花纹块中央部分的上述刀槽花纹的摆幅φ2。
下面，说明技术方案6所述的充气轮胎的作用。
通过设定成开口于花纹块端的部分的刀槽花纹的摆幅φ2大于花纹块中央部分的刀槽花纹的摆幅φ2，可以抑制开口附近的花纹块刚性降低，可使花纹块的刚性在刀槽花纹的长度方向上均匀化。由此，可以抑制主沟开口部分的胎踵和胎趾磨损。
根据技术方案2所述的充气轮胎，技术方案7所述的发明的特征在于开口于上述花纹块端的部分的上述刀槽花纹的摆幅φ3大于上述花纹块中央部分的上述刀槽花纹的摆幅φ3。
下面，说明技术方案7所述的充气轮胎的作用。
通过使开口于花纹块端的部分的刀槽花纹的摆幅φ3大于花纹块中央部分的刀槽花纹的摆幅φ3，可以抑制开口附近的花纹块刚性降低，可使花纹块刚性在刀槽花纹长度方向上均匀化。由此，可以抑制主沟开口部分的胎踵和胎趾磨损。
根据技术方案1～7中任一项所述的充气轮胎，技术方案8所述的发明的特征在于上述刀槽花纹的一端处于上述花纹块中央部分。
下面，说明技术方案8所述的充气轮胎的作用。
与使刀槽花纹横穿花纹块的情况相比，通过将刀槽花纹的一端配置在花纹块中央部分，可以抑制花纹块刚性的降低。
根据技术方案1～7中任一项所述的充气轮胎，技术方案9所述的发明的特征在于上述刀槽花纹沿轮胎轴线方向横穿上述花纹块。
下面，说明技术方案9所述的充气轮胎的作用。
通过使刀槽花纹沿轮胎轴线方向横穿花纹块，可以得到较高的边缘效果。
如以上说明的那样，由于将技术方案1所述的充气轮胎做成上述结构，因此具有可使不均匀磨损、湿地性能及雪地性能并存这样优良的效果。
图1是第1实施方式的充气轮胎的胎面的俯视图。
图2A是刀槽花纹壁面的立体图。
图2B是刀槽花纹的主沟开口侧的剖面图。
图2C是花纹块内终端侧的剖面图。
图2D是花纹块的俯视图。
图2E是刀槽花纹壁面的主视图。
图3是第2实施方式的充气轮胎的胎面的俯视图。
图4A是第3实施方式的充气轮胎的刀槽花纹壁面的立体图。
图4B是刀槽花纹的主沟开口侧的剖视图。
图4C是花纹块中央部的剖视图。
图4D是花纹块的俯视图。
图5A是比较例1的充气轮胎的胎面的俯视图。
图5B是图5A所示的花纹块的5B-5B剖视图。
图6A是比较例2的充气轮胎的胎面的俯视图。
图6B是图6A所示的花纹块的6B-6B剖视图。
图7A是实施例的充气轮胎的胎面的俯视图。
图7B是图7A所示的花纹块的7B-7B剖视图。
图8A是新品轮胎的侧视图。
图8B是磨损后的轮胎的侧视图。
图9A是以往的花纹块的俯视图。
图9B是图9A所示的花纹块(新品时)的9B-9B剖视图。
图9C是磨损后的花纹块的剖视图。
附图标记说明10充气轮胎12胎面14圆周方向主沟18花纹块20刀槽花纹20A壁面具体实施方式
第1实施方式以下，参照附图详细说明本发明的第1实施方式的充气轮胎10。
如图1所示，在本实施方式的充气轮胎10的胎面12上设有被圆周方向主沟14及横沟16划分出的多个花纹块18。
在本实施方式中，在轮胎轴线方向最外侧的花纹块18上形成有沿轮胎轴线方向(箭头L方向及箭头R方向)延伸的刀槽花纹20。
在本实施方式中，刀槽花纹20的一端部开口于花纹块18的轮胎轴线方向外侧的花纹块端，另一端部在花纹块18的内部终止。
由此，本实施方式的充气轮胎10成为在车辆安装时不具有方向性图案。
如图2所示，刀槽花纹20以锯齿状沿轮胎轴线方向(箭头L方向及箭头R方向)及深度方向(箭头D方向)延伸，是分别在轮胎轴线方向(刀槽花纹长度方向)上、轮胎圆周方向(箭头S方向)上及深度方向上具有摆幅的所谓3维刀槽花纹。
另外，该刀槽花纹20的深度为恒定。
刀槽花纹20的特征在于，下述的刚性指数F在刀槽花纹长度方向上不同。
刚性指数F＝(1+φ1)×(1+φ2)×(1+φ3)φ1花纹块着地面上的刀槽花纹摆幅(mm)。参照图2A、D。
φ2与显现在着地面上的刀槽花纹20垂直、且沿深度方向将花纹块18剖切观看剖面时的刀槽花纹摆幅(mm)。参照图2B、C。
φ3俯视刀槽花纹20的壁面20A时的、沿刀槽花纹20的深度方向延伸的棱线22的摆幅。参照图2E。
本实施方式的刀槽花纹20被设定成如图1所示那样地使轮胎轴线方向外侧的刀槽花纹摆幅φ1大于轮胎赤道面CL侧的刀槽花纹摆幅φ1’；并且，如图2B、C所示那样地使轮胎轴线方向外侧的刀槽花纹摆幅φ2大于轮胎赤道面CL侧的刀槽花纹摆幅φ2’。
因而，在花纹块端开口的轮胎轴线方向外侧的刀槽花纹20的刚性指数F大于未在花纹块端开口的轮胎赤道面CL侧的刀槽花纹20的刚性指数F。
(作用)由于在花纹块18上设置了具有3维形状的壁面20A的刀槽花纹20，所以在着地时，相对的壁面20A在受到纵方向的压缩力时互相较强地接触，从而与具有平面状壁面的刀槽花纹相比，抑制花纹块18倒塌的效果好。
花纹块被压缩时，越是在刀槽花纹20的摆幅大的地方，壁面20A互相接触的力越大，从而提高了着地时表观上的花纹块刚性。
通常，当刀槽花纹在花纹块端(主沟)开口时，开口附近的花纹块刚性会大大降低，但是在本实施方式的充气轮胎10中，由于设定成使在刀槽花纹20的沟开口部分的刚性指数F大于花纹块内终端侧的刀槽花纹20的刚性指数F，所以可以在将刀槽花纹深度保持为恒定的状态下抑制刀槽花纹开口附近的花纹块刚性的降低，使花纹块刚性在刀槽花纹长度方向上均匀化。
因此，可以抑制主沟开口部分的胎踵和胎趾磨损。另外，由于刀槽花纹20的深度保持为恒定，所以不会产生在花纹块磨损了时开口部分的刀槽花纹消失而使湿地性能及雪地性能降低这样的以往技术中的问题。
另外，在本实施方式的充气轮胎10中，由于刀槽花纹20的图案夹着轮胎赤道面CL左右对称，因此不存在车辆安装时的方向性。
在车辆转弯时，向车辆安装时的外侧的充气轮胎10输入较大的横向力，而且，对于胎面12，由于着地区域(负载)向车辆外侧移动，所以作用于轮胎赤道面的车辆外侧的花纹块上的力大于作用于车辆安装时的内侧的花纹块上的力。
从而，在夹着轮胎赤道面CL而被配置在车辆外侧的花纹块18中，需要使刀槽花纹20的刚性指数F从轮胎赤道面CL侧向胎面端侧逐渐增加。
在本实施方式的充气轮胎10中，由于使刀槽花纹图案为夹着轮胎赤道面CL左右对称，所以与安装充气轮胎10的朝向无关，都可以抑制转弯时的花纹块18的变形。
另外，也可以设定成使主沟开口侧的刀槽花纹的摆幅φ3大于花纹块内终端侧的刀槽花纹的摆幅φ3’。
第2实施方式下面，按照图3说明本发明的第2实施方式的充气轮胎10。另外，对与第1实施方式相同的结构标注相同的附图标记，省略其说明。
如图3所示，在本实施方式的充气轮胎10中，以使刀槽花纹20的主沟开口侧全部成为车辆外侧(箭头OUT方向侧。另外，箭头IN方向是表示车辆安装时的内侧方向)的方式，指定了刀槽花纹20的朝向及车辆安装的方向。
(作用)在车辆转弯时，虽然着地区域向车辆外侧移动，但向车辆内侧的花纹块18也输入了横向力，且该横向力并没有向车辆外侧的花纹块18输入的横向力那么大。
因此，在指定了方向性的情况下，对于全部花纹块18的刀槽花纹20，也最好是提高车辆外侧、即横向力输入侧的刚性指数，抑制车辆转弯时的花纹块18的变形。
第3实施方式下面，按照图4说明本发明的第2实施方式的充气轮胎10。另外，对与上述的实施方式相同的结构标注相同的附图标记，省略其说明。
如图4所示，在本实施方式的充气轮胎10中，刀槽花纹20沿轮胎轴线方向(箭头L方向及箭头R方向)横穿花纹块18。因而，与刀槽花纹20不横穿花纹块18的情况相比，可以得到较高的边缘效果。
这样，在刀槽花纹20的两端部分别开口于主沟侧的情况下，最好是设定成两侧的刚性指数F大于中央侧的刚性指数F。
因而，在本实施方式中，设定成使两侧的刀槽花纹摆幅φ1、φ2大于中央的刀槽花纹摆幅φ1、φ2。
另外，也可以设定成使两侧的刀槽花纹摆幅φ3大于中央的刀槽花纹摆幅φ3’。
(试验例)为了确认本发明的效果，准备了2种比较例的充气轮胎和1种应用了本发明的实施例的充气轮胎，安装在实车上进行行驶试验，对雪地上的起步性、雪地上的制动性、湿地上的操纵稳定性、不均匀磨损性进行了比较。
雪地上的起步性在雪上使车辆起步，测定了速度达到25km/h为止的时间。时间越短意味着性能越优良。
雪地上的制动性测定了刹车后，从车辆速度为25km/h到停止为止的距离。距离越短意味着性能越优良。
湿地上的操纵稳定性由试驾员对在湿地路面上行驶时的感觉进行评价。评价以10分为满分，分数越高意味着性能越优良。
刀槽花纹前后的台阶高差量在由干燥的铺装路面构成的试验道路上，以平均速度35km/h行驶了8000km之后，测定了刀槽花纹前后(主沟开口附近)的台阶高差量。台阶高差量越小意味着性能越优良。
在图5A中示出了比较例1的胎面图案，在图5B中示出了比较例1的花纹块的沿着刀槽花纹的剖视图。
在图6A中示出了比较例2的胎面图案，在图6B中示出了比较例2的花纹块的沿着刀槽花纹的剖视图。
另外，在图7A中示出了实施例的胎面图案，在图7B中示出了实施例的沿着刀槽花纹的剖视图。
如图5B所示，在比较例1的轮胎中，使用了将轴线方向的刚性指数F及深度做成恒定的刀槽花纹。
如图6B所示，在比较例2的轮胎中，虽然使轴线方向的刚性指数F为恒定，但是使用了这样的刀槽花纹，即该刀槽花纹的朝圆周方向主沟开口的部分的深度浅。
如图7B所示，在实施例的轮胎中，使用了这样的刀槽花纹，即该刀槽花纹设定成轴线方向的刚性指数F不同，朝圆周方向主沟开口的部分的刚性指数F大于花纹块内终端部分的刚性指数F。
虽然比较例1、比较例2及实施例中任一方的刀槽花纹都是以锯齿状沿轮胎轴线方向及深度方向延伸，但如下面的表1所述，刀槽花纹摆幅φ1～φ3的数值不同。
即，在比较例1及比较例2中，刚性指数F被设定成在刀槽花纹长度方向上为恒定；相反，在实施例中，开口侧的刚性指数F被设定得大。
另外，试验轮胎的型号全都是205/60R15 91V。
试验的评价如下面的表2所述。
从试验的结果可知，应用了本发明的实施例的轮胎在雪地上的起步性、雪地上的制动性及湿地上的操纵稳定性方面，即使在被磨损后仍具有较高的性能。
产业可利用性本发明可以应用于想使不均匀磨损、湿地性能及雪地性能并存的车辆。
权利要求
1.一种充气轮胎，该充气轮胎在胎面上具有花纹块，其特征在于，上述胎面具有至少1条刀槽花纹；上述刀槽花纹在刀槽花纹长度方向及深度方向具有摆幅地延伸着，下述的刚性指数F在刀槽花纹长度方向上不同；刚性指数F＝(1+φ1)×(1+φ2)×(1+φ3)；φ1花纹块着地面上的刀槽花纹摆幅(mm)；φ2与显现在着地面上的刀槽花纹垂直、且沿深度方向将花纹块剖切看剖面时的刀槽花纹摆幅(mm)；φ3俯视上述刀槽花纹的壁面时的、沿上述刀槽花纹的深度方向延伸的棱线的摆幅。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，上述刀槽花纹的至少一端开口于花纹块端；该刀槽花纹设定成开口于花纹块端的部分的上述刀槽花纹的刚性指数F大于花纹块中央部分的上述刀槽花纹的刚性指数。
3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，以轮胎赤道面为界，配置于该赤道面一侧的上述花纹块的刀槽花纹图案与配置于该赤道面另一侧的上述花纹块的刀槽花纹图案夹着轮胎赤道面左右对称，在上述花纹块内，上述刀槽花纹的上述刚性指数F从胎面中央侧向胎面端侧逐渐增加。
4.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，以轮胎赤道面为界，配置于该赤道面一侧的上述花纹块的刀槽花纹图案与配置于该赤道面另一侧的上述花纹块的刀槽花纹图案夹着轮胎赤道面左右不对称；在上述花纹块内，上述刀槽花纹的上述刚性指数F从车辆安装时的内侧向车辆安装时的外侧逐渐增加。
5.根据权利要求2所述的充气轮胎，其特征在于，开口于上述花纹块端的部分的上述刀槽花纹的摆幅φ1大于上述花纹块中央部分的上述刀槽花纹的摆幅φ1。
6.根据权利要求2所述的充气轮胎，其特征在于，开口于上述花纹块端的部分的上述刀槽花纹的摆幅φ2大于上述花纹块中央部分的上述刀槽花纹的摆幅φ2。
7.根据权利要求2所述的充气轮胎，其特征在于，开口于上述花纹块端的部分的上述刀槽花纹的摆幅φ3大于上述花纹块中央部分的上述刀槽花纹的摆幅φ3。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，上述刀槽花纹的一端处于上述花纹块中央部分。
9.根据权利要求1～7中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，上述刀槽花纹沿轮胎轴线方向横穿上述花纹块。
全文摘要
本发明提供一种充气轮胎，该充气轮胎可以使不均匀磨损与湿地性能及雪地性能并存。在花纹块(18)上形成有以锯齿状沿轮胎轴线方向及深度方向延伸的恒定深度的刀槽花纹(20)。刀槽花纹(20)的特征在于，下述的刚性指数F在刀槽花纹长度方向上不同。刚性指数F＝(1+φ1)×(1+φ2)×(1+φ3)。其中，φ1花纹块着地面上的刀槽花纹摆幅(mm)。φ2与显现在着地面上的刀槽花纹(20)垂直、且沿深度方向将花纹块(18)剖切看剖面时的刀槽花纹摆幅(mm)。φ3俯视的壁面(20A)时的、沿刀槽花纹(20)的深度方向延伸的棱线(22)的摆幅。具体地说，刀槽花纹(20)被设定成轮胎轴线方向外侧的刀槽花纹摆幅φ1大于轮胎赤道面CL侧的刀槽花纹摆幅φ1’，轮胎轴线方向外侧的刀槽花纹摆幅φ2大于轮胎赤道面CL侧的刀槽花纹摆幅φ2’。
文档编号B60C11/12GK1976819SQ20058002161
公开日2007年6月6日 申请日期2005年6月28日 优先权日2004年6月28日
发明者坂卷雄二 申请人:株式会社普利司通