专利名称：充气轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在胎面设置有花紋块的充气轮胎，尤其是用作无钉 防滑轮胎。
背景技术：
通常，在无钉防滑轮胎中，在胎面的花紋块上形成有被称为刀槽 花紋的切口 ，并且通过该刀槽花紋所产生的边缘效应和排水效果提高 在低摩擦系数的水雪路面上的行驶性能。作为该刀槽花紋，在长尺寸 方向上以直线状延伸的直线刀槽花紋，以波状或者锯齿状延伸的波形 刀槽花紋等已投入实际应用。
本发明人，为了进一步提高在水雪路面上的行驶性能，着眼于在 冰雪路面上由于花紋块的移动较大而易引起的花紋块内的接地压力 不均匀的情况，于是，进一步反复研究，弄清了接地压力特别高的区 域在花紋块的壁面附近，而这使得接地压力更加不均匀从而降低了在 冰雪路面上的行驶性能。关于该接地压力分布，以下进行说明。
图8表示在冰雪路面上对轮胎施加制动力时，花紋块内的接地压 力的分布，箭头R指示轮胎转动方向。由此可以得知，作为轮胎转动 方向前方的壁面21附近区域的接地压力尤其大，这成为使花紋块20 内的接地压力更加不均匀的重要因素。另外，壁面22、 23附近也存 在接地压力大的区域，如果受到由于转弯行驶而产生的侧力，该区域 的接地压力将变得更大。此外，对轮胎施加驱动力时，将出现与图8 上下颠倒的倾向，在花紋块20的壁面24附近区域内接地压力将变大。
在此，下述专利文献1中记载了在花紋块的周围壁面形成有沿着 轮胎径向延伸的细沟的轮胎。但是，该轮胎是以除去花紋块的壁面与 冰雪间产生的水膜为目的的，关于上述的花紋块内接地压力不均匀问 题，并没有启示其解决手段。另外，在该轮胎中，由于表面的刀槽花 紋与壁面的细沟相互平行，因此，在它们配置在同一平面内的情况下，花紋块的刚性局部且极端地过度降低，从而存在操作稳定性下降的问 题。
另外，下述专利文献2中记载了在花紋块的周围一体地设置段部 并在其段部的侧壁形成有沿着轮胎径向延伸的刀槽花紋的轮胎。但 是，该轮胎是为了确保磨损中后期的轮胎的雪上牵引性能而使形成于 段部侧壁的刀槽花紋出现于踏面从而提高边缘效应的，关于上述的花 紋块内的接地压力不均匀的问题，并没有启示其解决方法。反而，由 于段部的设置提高了花紋块周边部的刚性，使得与壁面相近区域的接 地压力有增大倾向，有可能加剧花紋块内接地压力的不均勾。
进而，下述专利文献3中记载了在花紋块的壁面设置有与胎面大 致平行地延伸且向沟内突出的多个加强花紋条的轮胎。但是，该轮胎是 以抑制由于花紋块的弯曲变形而悬浮于路面的现象为目的的，关于上述
的花紋块内的接地压力不均匀问题，并没有启示其解决手段。在该文 献中，花紋块的壁面因加强花紋条的存在而呈现波紋状，因此定位于 在与路面平行的剪切方向或者压缩方向的刚性不变。
专利文献1特开2004 - 42773号公报
专利文献2特开2001 - 121926号公报
专利文献3特开2000 - 158915号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明鉴于以上实情，目的在于提供一种不会出现花紋块的刚性 局部过度降低而能使花紋块内的接地压力均匀从而提高在水雪路面 上的行驶性能的充气轮胎。
解决问题的手段
如下所述的本发明能够达成上述目的。也就是说，本发明的充气 轮胎在胎面设有花紋块，其中，具有在前述的花紋块的表面形成的 表面刀槽花紋；在前述花紋块的第一壁面形成的、沿着与前述表面刀 槽花紋相交叉方向延伸的第一壁面刀槽花紋；在与前述的第一壁面相 邻接的第二壁面形成的、沿着与前述表面刀槽花紋及前述第一壁面刀
槽花紋相交叉的方向延伸的第二壁面刀槽花紋。在本发明的充气轮胎中，由于在花紋块的壁面形成了刀槽花紋， 能够降低与该壁面相近区域的刚性。由此，可以分散容易出现接地压 力特别高的区域的压力，使花紋块内的接地压力均匀。并且，由于表 面刀槽花紋、第一壁面刀槽花紋与第二壁面刀槽花紋沿着相互交叉的 方向延伸，它们不会处于同一平面，因此能防止花紋块的刚性局部过 度降低。如上所述，若根据本发明，不会出现花紋块的刚性局部过度 降低，能使花紋块内的接地压力均匀从而提高其在水雪路面上的行驶 性能。
在上述说明中，优选地，前述第一壁面刀槽花紋及前述第二壁面 刀槽花紋以在前述花紋块的棱线处不开口的方式将其端终止于壁面 内。由此，能够防止花紋块的棱线部分的刚性局部过度降低，适宜地 确保操作的稳定性等。另外，花紋块的棱线包括花紋块的表面与各壁 面之间棱线以及花紋块的各壁面之间的棱线。
在上述说明中，前述的表面刀槽花紋优选为闭合式刀槽花紋。这 样的构成，能确保位于表面刀槽花紋长尺寸方向的壁面上的壁面刀槽 花紋的长度，因此能够易于降低与该壁面相近的区域的刚性。
在上述说明中，优选地，前述的花紋块包括位于表面侧的上层 部；比前述上层部更硬的橡胶构成的、位于前述上层部的轮胎径向内 侧的下层部，在前述第一壁面刀槽花紋与前述第二壁面刀槽花紋中， 至少一方在前述下层部的花紋条数比前述上层部更多。这样的构成， 能减小容易出现接地压力特别大的区域的接地压力，同时还能良好地 保持花紋块的上层部与下层部的刚性平衡，从而提高花紋块内的接地 压力的均匀性。
在上述说明中，优选地，前述花紋块包括位于表面侧的上层部； 比前述上层部更硬的橡胶构成的、位于前述上层部的轮胎径向内侧的下 层部，在前述第一壁面刀槽花紋与前述第二壁面刀槽花紋中，至少一方 由波形刀槽花紋形成且在前述下层部的波数比前述上层部更多。这样的 构成，能减小容易出现接地压力特别大的区域的接地压力，同时还能良 好地保持花紋块的上层部与下层部的刚性平衡，从而提高花紋块内的接 地压力的均匀性。
图1是表示本发明的充气轮胎的胎面的一例的展开图。
图2是花紋块的立体图。 图3是花紋块的立体图。
图4是为了与本发明进行比较而表示的花紋块的立体图。 图5是本发明的其他实施方式中花紋块的立体图。 图6是本发明的其他实施方式中花紋块的立体图。 图7是硫化成形用模具的主要部分的剖视图。 图8是表示在冰雪路面上对轮胎施加制动力时花紋块内的接地 压力分布的概念图。 附图标记i兌明
1 花紋块 la 表面
lb 壁面(第一壁面) lc 壁面(第二壁面)
2 主沟槽
11 表面刀槽花紋
12 壁面刀槽花紋(第一壁面刀槽花紋)
13 壁面刀槽花紋(第二壁面刀槽花紋)
具体实施例方式
以下，将参照
本发明的实施方式。图l是表示本发明的 充气轮胎的胎面的一例的展开图。该充气轮胎具备有多个花紋块1的 胎面花紋。花紋块l被沿着轮胎周向延伸的主沟槽2和沿着轮胎宽度 方向延伸的横向沟槽3区分，相对于轮胎赤道线C,对称地排列有5 列花紋块1。
在各花紋块l的表面la上，有直线状开口部的多条(在本实施 方式中是两条)表面刀槽花紋11隔开规定间隔而平行地形成。表面 刀槽花紋11未向主沟槽2开口 ，而是作为两端终止于表面la内的两 侧闭合的刀槽花紋来形成。为了充分发挥边缘效应或者排水效果，表 面刀槽花紋11的刀槽花紋宽度优选为0. 3~ 0. 6mm,刀槽花紋深度优选为主沟槽2的深度的30~ 80%。
将从图1的右下方向看该花紋块1时的立体图表示在图2中，同 样，将从图1的左上方向看花紋块1时的立体图表示在图3中。本实 施方式中的花紋块1呈长方体，具有矩形的表面la、位于表面刀槽 花紋11的长尺寸方向且面向主沟槽2的壁面lb(相当于前述的第一 壁面)及壁面ld、和位于表面刀槽花紋11的刀槽花紋宽度方向且面 向横向沟槽3的壁面lc(相当于前述的第二壁面)及壁面le。
在壁面lb上形成有沿着与表面la大致平行的方向延伸的壁面刀 槽花紋12 (相当于前述的第一壁面刀槽花紋)。在本实施方式中， 具有直线状开口部的3条壁面刀槽花紋12以规定的间隔在轮胎的径 向平行地配置。壁面lb位于表面刀槽花紋11的长尺寸方向，沿着与 表面la大致平行的方向延伸的壁面刀槽花紋12沿着与表面刀槽花紋 11相交叉的方向延伸。
在壁面lc上形成有沿着轮胎径向延伸的壁面刀槽花紋13 (相当 于前述的第二壁面刀槽花紋)。在本实施方式中，具有直线状开口部 的3条壁面刀槽花紋13以规定的间隔在轮胎宽度方向上平行地配置。 壁面lc与壁面lb以相交叉的方向相邻接，壁面刀槽花紋13沿着与 表面刀槽花紋11及壁面刀槽花紋12相交叉的方向延伸。
在冰雪路面上，与花紋块1的壁面lb或者壁面lc相近的区域容 易出现接地压力增大，通过形成这样的壁面刀槽花紋12、 13，就能 够降低与壁面lb或者壁面lc相近区域的刚性，使花紋块1内的接地 压力均匀。并且，由于表面刀槽花紋ll、壁面刀槽花紋12与壁面刀 槽花紋13沿着互相交叉的方向延伸，它们不会处于同一平面内，因 此能防止花紋块1的刚性局部过度降低。
与此相对，图4所表示的花紋块4则存在以下问题。在该花紋块 4中，壁面刀槽花紋42沿着与表面刀槽花紋41平行的方向延伸，它 们位于同一平面内，并且壁面刀槽花紋43也沿着与表面刀槽花紋41 平行的方向延伸。因此，在虛线框48所圏的区域中，表面刀槽花紋 41、壁面刀槽花紋42与壁面刀槽花紋43所区划的部分将作为小花紋 块发挥作用，使得花紋块4的刚性局部且极端地过度降低，从而招致 操作稳定性下降等不良情况。
在花紋块1中，表面刀槽花紋ll、壁面刀槽花紋12与壁面刀槽
7花紋13互不干涉地形成。也就是说，壁面刀槽花紋12的刀槽花紋深 度比从壁面lb到表面刀槽花紋11的距离短，壁面刀槽花紋13的刀 槽花紋深度也比从壁面lc到表面刀槽花紋ll的距离短。这样的构成， 能有效地防止花紋块1的刚性局部过度降低，能适宜地确保操作的稳 定性。
壁面刀槽花紋12、 13的刀槽花紋宽度，只要能够降低壁面lb、 lc相近区域的刚性，就没有特别限制，虽然例举了 0. 3~ 0. 6mm的宽 度，但以1. 0~ 2. Omm的宽度形成为切口状也可以。并且，壁面刀槽 花紋12、 13的刀槽花紋深度例举了 0. 5~ 1. 5mm，如上所述，优选地， 使其与表面刀槽花紋11互不干涉。
在本实施方式中，壁面刀槽花紋12、 13分别将两端终止于壁面 lb、 lc内，在花紋块1的棱线处不开口。虽然在本发明中壁面刀槽 花紋12、 13在花紋块1的棱线处开口也可以，但这样壁面刀槽花紋 以闭合式刀槽花紋形成，能够防止花紋块1的棱线部分的刚性局部过 度降低，能够适宜地确保操作的稳定性。
形成于壁面ld上的壁面刀槽花紋14和形成于壁面le上的壁面 刀槽花紋15分别以与壁面刀槽花紋12、壁面刀槽花紋13同样的方 式形成，它们也相当于前述的第一壁面刀槽花紋、第二壁面刀槽花紋。 在花紋块1的周围，相邻接壁面上的各壁面刀槽花紋沿着互相交叉的 方向延伸，这些全部的壁面刀槽花紋12 ~ 15沿着与表面刀槽花紋11 相交叉方向延伸。由此，分散各壁面lb~ le相近区域的压力，从而 能够有效地实现花紋块1内的接地压力的均匀化。
虽然在本实施方式中表面刀槽花紋11、壁面刀槽花紋12与壁面 刀槽花紋13都是以直线形刀槽花紋形成，但在本发明中，它们中的 一部分或者全部都可以以波形刀槽花紋形成。如果表面刀槽花紋11 是波形刀槽花紋，表面刀槽花紋11的开口部将难以变窄，由此可以 提高边缘效应及排水效果。并且，虽然壁面刀槽花紋12、 13分别至 少形成一条就可以，但为了可靠地降低壁面相近区域的刚性，优选地， 分别形成多条。
在本发明中，只要各壁面刀槽花紋沿着与表面刀槽花紋相交叉方 向延伸，不限于本实施方式所示那样，沿着垂直相交的方向延伸。例 如，例举了壁面刀槽花紋12、 14相对于花紋块1的表面la以± 30°角度倾斜的情况，例举了壁面刀槽花紋13、 15相对于轮胎径向以 ±30°角度倾斜的情况。如果是波形刀槽花紋，该刀槽花紋的角度以 通过振幅中央的中央线为基准求得。
壁面刀槽花紋12之间的间隔以及壁面刀槽花紋13之间的间隔， 只要能适当降低壁面lb、 lc相近区域的刚性，就没有特别限制，但 优选为0. 5 ~ 4. 5mm，更优选为1. 0 ~ 2. Omm。如果间隔不到O. 5mm， 壁面刀槽花紋的配置变得过密，因此降低花紋块整体的刚性，从而有 降低在冰雪路面上行驶性能的倾向。并且，模具制作操作将变得困难， 硫化成形时容易挤塞垃圾很可能有损轮胎的外观。另一方面，如果超 过4. 5mm,将难以保证壁面刀槽花紋的花紋条数。
图5是本发明的其他实施方式中花紋块的立体图。该花紋块5由 位于表面侧的上层部5A和下层部5B的双层构造构成，该下部层5B 由比上层部5A更硬的橡胶构成，在上层部5A的轮胎径向内侧层叠配 置。在该构造中，由于花紋块5的表面侧软，容易确保接地面积从而 能够提高在水雪路面上的行驶性能，同时，由于花紋块5的根部侧硬， 能控制花紋块5的过度压瘪，从而能确保边缘效应。
就花紋块5而言，在其表面5a上形成有作为波形刀槽花紋的表 面刀槽花紋51，在其壁面5b、 5c上形成有壁面刀槽花紋52、 53。壁 面刀槽花紋52在上层部5A上形成2条，在下层部5B上形成3条， 与上层部5A相比，在下层部5B上形成的条数更多。并且，壁面刀槽 花紋53在上层部5A上形成3条，在下层部5B上形成4条，与上层 部5A相比，在下层部5B上形成的条数多。由此，能减小壁面5b、 5c相近区域的接地压力，同时还能良好地保持花紋块的上层部5A与 下层部5B的刚性平衡，从而提高花紋块5内的接地压力的均匀性。
例举了上层部5A与下层部5B的橡胶硬度(用JISK6253的硬度 计做的硬度试验(A类)为准在室温23°时测定的值。下同。)差为 45~55。的花紋块。并且，优选地，上层部5A与下层部5B的界面位 于花紋块5的中央部，具体来说，优选地，位于从表面5a距离为主 沟槽深度的45 ~ 55%的深度处。
图6是本发明的其他实施方式中花紋块的立体图。该花紋块6与 上述花紋块5同样，具有在上层部6A和下层部6B的硬度不同的双层 结构。就花紋块6而言，在其表面6a上形成有表面刀槽花紋61，在
9其壁面6b、 6c上形成有壁面刀槽花紋62、 63。表面刀槽花紋61及 壁面刀槽花紋62、 63都由波形刀槽花紋构成。
壁面刀槽花紋62在上层部6A和下层部6B上分别形成2条，它 们的波长不同，与上层部6A相比下层部6B上的波数多。并且，壁面 刀槽花紋63在上层部6A和下层部6B之间连续，但在上层部6A和下 层部6B中的波长不同，与上层部6A相比下层部6B上的波数多。由 此，能减小壁面6b、 6c相近区域的接地压力，同时还能良好地保持 上层部6A与下层部6B的刚性平衡，从而提高花紋块6内的接地压力 的均匀性。
在图5、 6的例中表示了在上层部和下层部改变壁面刀槽花紋的 条数或波数的例子。替代此法或另外地，使壁面刀槽花紋在下层部的 刀槽花紋深度大于在上层部的深度，由此，也可以改善上层部和下层 部的刚性平衡。
对于如上所述的轮胎，在硫化成形用模具中安装有用于形成壁面 刀槽花紋的刀片，根据这种程度的改变，能以与其他现有的轮胎制造 工序相同的方式进行制造。也就是说，如图7所示，在硫化成形用模 具的内周面上突出设置有用以形成主沟槽和横向沟槽的骨部7，在该 骨部7之间设置的凹部8上形成有花紋块，因此可通过在该骨部7的 侧面安装刀片9来形成如上所述的壁面刀槽花紋。
图7表示了用于形成沿着轮胎径向延伸的壁面刀槽花紋的刀片9 和用于形成表面刀槽花紋的刀片10。在硫化成形时，将骨部7及凹 部8按压在未硫化的轮胎胎面Tr上， 由此形成规定的胎面花紋，此 时，由刀片9、 IO形成各种刀槽花紋。成为轮胎径向外侧的刀片9的 端部9a以锥形状或者圆弧状形成，这样的构造使得硫化成形后脱模 时刀片9易于从花紋块中拔出。
本发明的充气轮胎，除在花紋块上形成如上所述的刀槽花紋外， 其他与通常的充气轮胎相同，本发明可采用以往公知的材料、形状及 构造等。
本发明虽然也可用于所谓的夏用轮胎，但由于在水雪路面上的行 驶性能优良，尤其可用于无钉防滑轮胎(冬用轮胎)。 其他实施方式
(1 )本发明的充气轮胎所具有的胎面花紋并无特别限制。因此，花紋块的形状并不限于矩形，多边形、v字形等任何形状的花紋块都 可以适用。并且，在前述的实施方式中举出了表面刀槽花紋的长尺寸 方向与轮胎宽度方向互相平行的例子，但本发明并不限定于此。
(2)在本发明中，表面刀槽花紋可以是端部向壁面开口的敞开 式刀槽花紋，但优选为至少一端终止的闭合式刀槽花紋，更优选为如 上所述的两端闭合式刀槽花紋。其理由在于，能够在位于表面刀槽花 紋的长尺寸方向的壁面上，确保壁面刀槽花紋的长度，且易于降低与 壁面相近区域的刚性。也就是说，如果表面刀槽花紋向壁面开口，避 开该表面刀槽花紋而配置壁面刀槽花紋将有利于防止花紋块的刚性 局部降低；如果表面刀槽花紋为闭合式刀槽花紋，对壁面刀槽花紋的 配置无限制，这有利于实现花紋块内接地压力的均勻化。 实施例
为具体表示本发明的构成与效果，对于在冰雪路面上的制动性能 进行了评价，以下进行说明。在冰雪路面上的制动性能以在冰雪路面 上以40km/h行驶时施加制动力并启动ABS时的制动距离来评价。以 比较例1的结果作为100,用指数表示，数值越大表示在水雪路面上 的制动性能越好。
比较例1 ~ 3
在具有图1所示的胎面花紋的轮胎中，表面刀槽花紋为波形刀槽 花紋，不具备壁面刀槽花紋的轮胎作为比较例1;在面向主沟槽的壁 面上设置沿着平行于花紋块表面的方向延伸的花紋条，其余与比较例 l相同的作为比较例2;在花紋块周围的壁面上全面设置沿着轮胎径 向延伸的刀槽花紋，其余与比较例l相同的作为比较例3。
实施例1 ~ 5
在具有图1所示的胎面花紋的轮胎中，具有图2、 3所示的花紋 块构造的轮胎为实施例1;具有图5所示的花紋块构造的轮胎作为实 施例2;在图5中，在上层部5A和下层部5B上将壁面刀槽花紋52 分别形成2条，将壁面刀槽花紋53分别形成3条的轮胎作为实施例 3;具有图6所示的花紋块构造的轮胎作为实施例4;在图6中，壁 面刀槽花紋62， 63在下层部6B上的波数与在上层部6A上相同的轮 胎作为实施例5。
在比较例1~ 3及实施例1中，花紋块的橡胶硬度为45° ，在实施例2~5中花紋块的上层部的橡胶硬度为45° ，下层部的橡胶硬度 为55° 。另外，轮胎尺寸都为225/45R17。评价结果如表1所示。
表1
比较例 1比较例 2比较例 3实施例 1实施例 2实施例 3实施例 4实施例
在冰雪路面 上的制动100101102102104103105104
如表1所示，实施例1~5与比较例1~3相比，在冰雪路面上的 制动性能改善了。认为这是由于，形成了如上所述的壁面刀槽花紋， 降低了与壁面相近区域的刚性，能够实现花紋块内的接地压力的均匀 化。并且，实施例2、 4分别与实施例3、 5相比在冰雪路面上的制动 性能有更大的提高，认为这是由于在花紋块的上层部与下层部刚性平 衡得到了改善。
1权利要求
1. 一种充气轮胎，在胎面设有花纹块，其特征在于，具有在前述花纹块的表面形成的表面刀槽花纹；在前述花纹块的第一壁面形成的、沿着与前述表面刀槽花纹相交叉方向延伸的第一壁面刀槽花纹；在与前述第一壁面相邻接的第二壁面上形成的、沿着与前述表面刀槽花纹及前述第一壁面刀槽花纹相交叉的方向延伸的第二壁面刀槽花纹。
2. 根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，前述第一壁面刀槽 花紋及前述第二壁面刀槽花紋以在前述花紋块的棱线处不开口的方 式将其端终止于壁面内。
3. 根据权利要求1所述的充气轮胎，前述表面刀槽花紋为闭合 式刀槽花紋。
4. 根据权利要求1~ 3中任一项所述的充气轮胎，前述的花紋块 包括位于表面侧的上层部；由比前述上层部更硬的橡胶构成、位于 前述上层部的轮胎径向内侧的下层部，在前述第一壁面刀槽花紋与前述第二壁面刀槽花紋中，至少一方 在前述下层部的花紋条数比前述上层部更多。
5. 根据权利要求1 ~ 3中任一项所述的充气轮胎，前述花紋块包括: 位于表面侧的上层部；由比前述上层部更硬的橡胶构成、位于前述上层 部的轮胎径向内侧的下层部，在前述第一壁面刀槽花紋与前述第二壁面刀槽花紋中，至少一方 由波形刀槽花紋形成且在前述下层部的波数比前述上层部更多。
全文摘要
本发明提供一种充气轮胎，该轮胎既不会出现花纹块的刚性局部过度降低又能使花纹块内的接地压力均匀从而提高了在冰雪路面上的行驶性能。该充气轮胎在胎面设有花纹块(1)，其中，具有在花纹块(1)的表面(1a)形成的表面刀槽花纹(11)；在花纹块(1)的壁面(1b)形成的、沿着与表面刀槽花纹(11)相交叉的方向延伸的壁面刀槽花纹(12)；在与壁面(1b)相邻接的壁面(1c)形成的、沿着与表面刀槽花纹(11)及壁面刀槽花纹(12)相交叉的方向延伸的壁面刀槽花纹(13)。
文档编号B60C11/12GK101486302SQ20091000153
公开日2009年7月22日 申请日期2009年1月9日 优先权日2008年1月15日
发明者永井邦彦 申请人:东洋橡胶工业株式会社