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。具体地，本发明涉及充气轮胎的侧部表面的改进。
背景技术：
轮胎轮廓(在不存在凹凸部的假定下从胎面到胎侧的表面形状)影响轮胎的基本 性能，例如，操纵稳定性、乘坐舒适性等。必需根据轮胎的原理来确定适当的轮廓。日 本早期公开专利公报No.8-337101公开了一种利用函数来确定轮廓的方法。由该方法确定 的轮廓具有中从赤道面朝向轴向方向外侧逐渐减小的曲率半径。该轮廓称为CTT轮廓。 通过采用CTT轮廓，可以提高轮胎的各种性能。近年来，开发并普及了在胎侧内侧上包括支撑层的泄气保用轮胎。使用具有高 硬度的交联橡胶用于该支撑层。这种泄气保用轮胎的类型称为“侧部补强型”。在这种 类型的泄气保用轮胎中，当由于穿孔而使内压降低时，由支撑层来支撑负载。支撑层抑 制了在穿孔状态中的轮胎的弯曲。即使在穿孔状态中持续进行行驶操作，具有高硬度的 交联橡胶也能够抑制支撑层中的热量产生。在泄气保用轮胎中，还可以在穿孔状态中进 行一定距离的行进操作。对于附装有泄气保用轮胎的汽车来说，无需常备备用轮胎。通 过采用泄气保用轮胎，可以防止在不便的场所更换轮胎。当处于穿孔状态的泄气保用轮胎持续进行行进操作时，支撑层反复地变形和复 原。由于这种反复，在支撑层中产生热量并大大提高了轮胎的温度。该热量导致构成轮 胎的橡胶部件的破损以及橡胶部件之间的剥离。在产生破损或剥离的轮胎中，无法进行 行进操作。期望一种能够在穿孔状态中长时间进行行进操作的泄气保用轮胎，即，在其 上难以由热量导致破损和剥离的泄气保用轮胎。日本早期公开专利公报No.2007-50854公开了一种在胎侧的表面上包括沟槽的泄 气保用轮胎。包括沟槽的胎侧具有大的表面面积。因此，轮胎与大气的接触面积很大。 由于大的接触面积，因此促进了从轮胎到大气的散热。轮胎的温度难以提高。国际早期公开专利公报NO.W02007/32405公开了一种在胎侧部分上包括凸起部 的泄气保用轮胎。该凸起部在轮胎的周围产生湍流。由于该湍流，因此促进了从轮胎到 大气的散热。轮胎的温度难以提高。专利文献1:日本早期公开专利公报No.8-337101专利文献2:日本早期公开专利公报No.2007-50854专利文献3:国际早期公开专利公报NO.W02007/3240
发明内容
要解决的问题在日本早期公开专利公报No.2007-50854中公开的泄气保用轮胎中，通过大的表面面积来促进散热。然而，效果是有限的。在国际早期公开专利公报NO.W02007/32405 中公开的泄气保用轮胎中，空气在凸起部的下游处滞留。因此，在凸起部下游的散热不足。散热不足会劣化轮胎的耐久性。可以改进传统的泄气保用轮胎在穿孔状态中的耐久 性。还可以改进处于常规状态中的轮胎的耐久性。本发明的目的是提供一种耐久性极好的充气轮胎。解决问题的手段 根据本发明的充气轮胎包括(1)胎面，所述胎面包括如下轮廓，该轮廓具有曲率半径彼此不同的多个圆 弧；(2) 一对胎侧，所述一对胎侧分别从所述胎面的端部在径向方向上大致向内延 伸；(3) 一对胎圈，所述一对胎圈分别相对于胎侧在径向方向上的大致内侧定位；(4)胎体，所述胎体沿所述胎面和胎侧布置在两个所述胎圈之间；以及(5)补强层，所述补强层在径向方向上定位在所述胎面的内侧且在所述胎体的外 侧。轮胎在其侧部表面上具有大量的凹部。优选地，凹部呈圆形的平面形状。优选地，凹部呈截锥形的形状。优选地，凹部应具有大于等于6mm并且小于等于18mm的直径。优选地，凹部 应具有大于等于0.5mm并且小于等于3.0mm的深度。在具有支撑层——其相对于胎侧在轴向方向上的内侧定位——的轮胎(即，侧部 补强型的泄气保用轮胎)中，凹部的效果是显著的。在具有所谓CTT轮廓的轮胎中，凹部的效果是显著的。在该轮胎中，从胎面表 面的中心点TC到点P9tl的轮廓由多个圆弧形成，在点P9tl上，距中心点TC的轴向方向上 的距离为轮胎宽度一半的90%。各个圆弧设置成与邻接于所述各个圆弧的圆弧接触。各 个圆弧的曲率半径小于其轴向方向内侧上的圆弧的曲率半径。所述轮廓满足如下方程(1) 到⑷0.05 < Y60/H<0.10 (1)0.10 < Y75/H<0.2 (2)0.2 < Y90/H<0.4 (3)0.4 < Y100/H<0.7 (4)。在方程(1)到(4)中，H 表示轮胎的高度，Y6(1、Y75, Y90和Y1CK)分别表示在中心点TC与点P6(1、P75> P90和Pltltl之间的径向方向上的距离。点 P60> p75> P9tl和P·分别指表示轮廓上的距中心点TC的轴向方向上的距离为轮胎宽度一 半的 60%、75%, 90%和 100%的点。本发明的有益效果在根据本发明的轮胎中，可通过凹部来获得侧部表面的较大的表面面积。较大 的表面面积促进了从轮胎到大气的散热。所述凹部进一步在轮胎周围产生湍流。通过湍 流，促进了从轮胎到大气的散热。在轮胎中，难以引起空气的滞留。轮胎的温度难以提 高。在轮胎中，不易由于热量而引起橡胶部件的破损以及橡胶部件之间的剥离。轮胎的 耐久性极好。
图1是示出根据本发明实施方式的充气轮胎的一部分的截面图。
图2是示出图1中轮胎的胎侧的一部分的放大立体图。图3是示出图1中轮胎的凹部的放大平面图。图4是沿图3中IV-IV线的截面图。图5是示出图1中轮胎的一部分的截面图。图6是示出根据本发明另一实施方式的轮胎的一部分的截面图。图7是示出根据本发明再一实施方式的轮胎的一部分的截面图。图8是示出解析结果的图表。
图9是示出试验结果的图表。附图标记列表2…轮胎4…胎面8…胎侧10…压紧部12…胎圈14…胎体I6…支撑层18…带束层20…冠带层62，72，74…凹部64…陆部66…斜面68…底面76…第一曲面78…第二曲面
具体实施例方式下面将基于优选实施方式并参照附图来详细描述本发明。在图1中，竖向方向表示径向方向，横向方向表示轴向方向，并且垂直于纸面 的方向表示周向方向。图1所示的充气轮胎2 (泄气保用轮胎)关于图1中的单点划线Eq 呈大致对称的形状。所述单点划线Eq表示轮胎2的赤道面。在图1中，双箭头H表示 轮胎2自基线BL(其将在后面详细描述)起的高度。轮胎2包括胎面4、翼部6、胎侧8、压紧部10、胎圈12、胎体14、支撑层16、
带束层18、冠带层20、内衬层22和胎圈包布24。带束层18和冠带层20构成补强层。 补强层可仅由带束层18构成。补强层也可仅由冠带层20构成。胎面4呈在径向方向上向外凸起的形状。胎面4形成了与道路表面接触的胎面 表面26。在胎面表面26上形成沟槽28。胎面花纹由沟槽28形成。胎面4具有覆盖层 30和基部层32。覆盖层30由交联橡胶构成。基部层32由另外的交联橡胶构成。覆盖 层30相对于基部层32在径向方向外侧上定位。覆盖层30设置在基部层32上。胎侧8从胎面4的端部在径向方向上大致向内延伸。胎侧8由交联橡胶构成。胎侧8防止胎体14的外部损坏。胎侧8包括肋部34。肋部34在轴向方向 上向外突出。 当在穿孔状态下进行行进操作时，肋部34紧靠在轮辋凸缘36上。通过这种紧靠，可以 抑制胎圈12的变形。具有变形抑制性能的轮胎2在穿孔状态下的耐久性极好。压紧部10相对于胎侧8在径向方向上的大致内侧定位。压紧部10在轴向方向 上定位在胎圈12和胎体14的外侧。压紧部10紧靠在轮辋凸缘36上。胎圈12相对于胎侧8在径向方向内侧上定位。胎圈12包括芯部38和从芯部38 沿径向方向向外延伸的三角胶40。芯部38为环形并且包括缠绕的非延伸金属线(典型地 是由钢形成的金属线)。三角胶40在径向方向上向外渐缩。三角胶40由具有高硬度的 交联橡胶构成。在图1中，箭头Ha表示三角胶40自基线BL起的高度。基线BL经过芯部38 的径向方向上的最内侧点。基线BL在轴向方向上延伸。优选地，三角胶40的高度Ha 与轮胎2的高度H的比率(Ha/H)应等于或高于0.1并且等于或低于0.7。具有等于或高 于0.1的比率(Ha/H)的三角胶40可在穿孔状态中支撑车辆重量。三角胶40有助于在穿 孔状态中的轮胎2的耐久性。从这个观点考虑，更优选地，比率(Ha/H)应等于或高于 0.2。具有等于或低于0.7的比率(Ha/H)的轮胎2在乘坐舒适性上极好。从这个观点考 虑，更优选地，比率(Ha/H)应等于或低于0.6。胎体14由胎体帘布层42形成。胎体帘布层42布置在两侧的胎圈12之间，并 且沿着胎面4和胎侧8设置。胎体帘布层42绕芯部38在轴向方向上从内侧朝向外侧折 返。由于这种折返，在胎体帘布层42中形成主体部44和折返部46。折返部46的端部 48到达设置在带束层18下方的部分。换言之，折返部46与带束层18重叠。胎体14具 有所谓的“超高反包结构”。具有超高反包结构的胎体14有助于在穿孔状态中的轮胎2 的耐久性。胎体14有助于穿孔状态中的耐久性。胎体帘布层42由平行设置的大量帘线和顶覆橡胶形成。各帘线相对于赤道面所 形成的角度的绝对值为45°到90°，并且更进一步地为75°到90°。换言之，胎体14 具有子午线结构。帘线由有机纤维构成。优选的有机纤维的示例包括聚酯纤维、尼龙纤 维、人造纤维、聚萘二酸乙二醇酯纤维和芳族聚酰胺纤维。支撑层16相对于胎侧8在轴向方向内侧上定位。支撑层16夹在胎体14与内衬 层22之间。支撑层16在径向方向上向内及向外渐缩。支撑层16呈类似新月形的形状。 支撑层16由具有高硬度的交联橡胶构成。当轮胎2穿孔时，支撑层16支撑负载。通过 支撑层16，轮胎2即使处于穿孔状态中也可在一定距离内行驶。泄气保用轮胎2是侧部 补强型。轮胎2也可包括与图1所示的支撑层16的形状呈不同形状的支撑层。与支撑层16重叠的一部分胎体14设置成与内衬层22分开。换言之，胎体14 由于支撑层16的存在而弯曲。在穿孔状态中，对支撑层16施加了压缩载荷，并且对胎 体14的靠近支撑层16的区域施加了拉伸载荷。由于支撑层16由橡胶凝块构成，因此能 够足以承受压缩载荷。胎体14的帘线能够足以承受拉伸载荷。通过支撑层16和胎体帘 线，可以抑制在穿孔状态中的轮胎2的竖向弯曲。具有竖向弯曲抑制性能的轮胎2在穿 孔状态中的操纵稳定性极好。为了抑制穿孔状态中的竖向应变，支撑层16的硬度优选地等于或高于60并且 更优选地等于或高于65。关于常规状态(对轮胎2施加常规内压的状态)中的乘坐舒适性，硬度优选地等于或低于90并且更优选地等于或低于80。根据“JISK6253(日本工业标准K6253)，，的规定由A型硬度计来测量硬度。使硬度计推压图1所示的部分来测 量硬度。该测量是在23°的温度处进行。支撑层16的下端部50相对于三角胶40的上端部52在径向方向内侧上定位。 换言之，支撑层16与三角胶40重叠。在图1中，箭头Ll指出在支撑层16的下端部50 与三角胶40的上端部52之间的径向方向上的距离。优选地，距离Ll应大于等于5mm 并且小于等于50_。在距离Ll处于这个范围内的轮胎2中，可取得均勻的刚性分布。 更优选地，距离Ll应大于等于10mm。更优选地，距离Ll应小于等于40mm。支撑层16的上端部54相对于带束层18的端部56在轴向方向内侧上定位。换 言之，支撑层16与带束层18重叠。在图1中，箭头L2指出在支撑层16的上端部54与 带束层18的端部56之间的轴向方向上的距离。优选地，距离L2应大于等于2mm并且 小于等于50mm。在距离L2处于这个范围内的轮胎2中，可取得均勻的刚性分布。更 优选地，距离L2应大于等于5mm。更优选地，距离L2应小于等于40mm。为了抑制穿孔状态中的竖向应变，支撑层16的最大厚度优选地大于等于3mm、 更优选地大于等于4mm、并且特别优选地大于等于7mm。为了使轮胎2的重量较小，最 大厚度优选地小于等于25mm、并且更优选地小于等于20mm。带束层18相对于胎体14在径向方向外侧上定位。带束层18设置在胎体14上。 带束层18补强了胎体14。带束层18由内层58和外层60形成。如从图1中可明显看 出，内层58的宽度略大于外层60的宽度。内层58和外层60分别由平行设置的大量帘 线和顶覆橡胶(未示出)形成。各帘线相对于赤道面倾斜。通常，倾斜角的绝对值大于 等于10°并且小于等于35°。内层58的帘线相对于赤道面的倾斜方向与外层60的帘线 相对于赤道面的倾斜方向相反。帘线的优选的材料是钢。有机纤维也可用于帘线。优 选地，带束层18的轴向方向上的宽度应大于等于轮胎2的最大宽度W(其将在后面详细描 述)的0.85倍，并且小于等于最大宽度W的1.0倍。带束层18可包括三层或更多层。冠带层20覆盖带束层18。冠带层20由帘线和顶部橡胶(未示出)形成。帘线 螺旋缠绕。冠带层20具有所谓的无接缝结构。帘线基本上在周向方向上延伸。帘线相 对于周向方向的角度小于等于5°、并且进一步地小于等于2°。带束层18通过帘线进 行约束。因此，抑制了带束层18的隆起。帘线由有机纤维构成。优选的有机纤维的示 例包括尼龙纤维、聚酯纤维、人造纤维、聚萘二酸乙二醇酯纤维和芳族聚酰胺纤维。轮胎2可包括用于仅覆盖带束层18的端部56附近的边缘冠带层，以代替冠带层 20。轮胎2可包括边缘冠带层连同冠带层20。内衬层22接合到胎体14的内周表面。内衬层22由交联橡胶构成。使用具有 极好的空气隔离特性的橡胶用于内衬层22。内衬层22保持轮胎2的内压。如图1所示，轮胎2在其侧部表面上具有大量的凹部62。在本发明中，侧部表 面意指轮胎2外表面的可在轴向方向上目视观察到的区域。典型地，在胎侧8的外表面 上或在压紧部10的外表面上形成凹部62。图2是示出图1图示的轮胎2中的胎侧8的一部分的放大立体图。图2示出了 大量的凹部62。各个凹部62的表面呈圆形形状。在本发明中，表面形状意指在无限远 处观察凹部62的情况下凹部62的轮廓形状。在未示出的压紧部10 (参见图1)中类似地形成圆形凹部62。凹部62可仅形成在胎侧8上。图3是示出图1中轮胎2的凹部62的放大平面图。图4是沿图3中的IV_IV线 的截面图。图4示出了经过凹部62中心并且沿垂直于轮胎2径向方向的平面的截面图。 如图4所示，凹部62是凹入的。侧部表面的除了 凹部62以外的区域表示为陆部64。具有凹部62的侧部表面的表面面积大于假设在不设置凹部62的情况下的侧部表 面的表面面积。轮胎2与大气的接触面积很大。由于大的接触面积，因此促进了从轮胎 2到大气的散热。凹部62包括斜面66和底面68。斜面66为环形。底面68联接到斜面66。底 面68呈圆形形状。在图3中，以双点划线示出轮胎2周围的气流。轮胎2在行进操作中转动。其 上附装有轮胎2的车辆行进。通过轮胎2的转动和车辆的行进，空气流过凹部62。空气 沿陆部64流动并且沿斜面66流到凹部62中。空气在凹部62中流动并沿下游处的斜面 66流动，并且流出凹部62。空气沿下游处的陆部64进一步流动。如图3所示，当空气流到凹部62中时在气流中产生旋涡。换言之，在凹部62的 进入处产生湍流。当轮胎2在穿孔状态中继续进行行进操作时，重复支撑层16的变形和 复原。由于这种重复，在支撑层16中产生热量。湍流促进了热量向大气的散发。在轮 胎2中，抑制了由热量导致的橡胶部件的破损和橡胶部件之间的剥离。轮胎2可在穿孔 状态中长时间进行行进操作。湍流也有助于在常规状态(在对轮胎2施加常规内压的状 态)中的热辐射。凹部62也有助于在常规状态下的轮胎2的耐久性。在某些情况下， 由于驾驶员的疏忽而在内压小于常规值的状态下进行行进操作。凹部62也能够有助于在 这些情况下的耐久性。形成旋涡的空气在凹部62中沿斜面66和底面68流动。空气平滑地流出凹部 62。在轮胎2中，不易于引起在具有凸部的传统轮胎和具有沟槽的传统轮胎中所见到的 滞留。因此，可防止由于滞留所防碍的散热。轮胎2的耐久性极好。在轮胎2中，通过凹部62来抑制温度上升。因此，即使支撑层16很薄，也能 在穿孔状态下长时间进行行进操作。通过薄的支撑层16，可实现轮胎2的轻量。通过薄 的支撑层16而使得滚动阻力得到控制。具有轻量及低滚动阻力的轮胎2有助于车辆的低 燃料消耗。此外，通过薄的支撑层16还能够实现极好的乘坐舒适性。图4中的双点划线Sg表示从凹部62中的一个边缘Ed到另一边缘Ed所画的线。 在图4中，箭头Di指出线Sg的长度以及凹部62的直径。优选地，直径Di应大于等于 2mm并且小于等于70mm。空气可充分流到具有大于等于2mm直径Di的凹部62中。 因此，充分地产生湍流。通过凹部62可以控制轮胎2的温度上升。从这个观点考虑， 直径Di更优选地大于等于4mm、进一步优选地大于等于5mm、进一步优选地大于等于 6mm、并且特别优选地大于等于8mm。在包括具有小于等于70mm直径Di的凹部62的 轮胎2中，可在大量位置中产生湍流。此外，在包括具有小于等于70mm直径Di的凹 部62的轮胎2中，侧部表面具有大的表面面积。通过大的表面面积可以促进轮胎2的散 热。通过凹部62，轮胎2的温度上升得到控制。从这个观点考虑，直径Di更优选地小 于等于50mm、更优选地小于等于40mm、进一步优选地小于等于30mm、并且特别优选 地小于等于18mm。在确定非圆形凹部的直径Di的情况下，可假定与非圆形凹部的面积具有相同面积的圆形凹部。将圆形凹部的直径限定为非圆形凹部的直径Di。
轮胎2可具有至少两种彼此具有不同直径Di的凹部62。在具有至少两种凹部62 的轮胎2中，凹部的平均直径优选地大于等于2mm、更优选地大于等于4mm、进一步优 选地大于等于5mm、进一步优选地大于等于6_、并且特别优选地大于等于8mm。平 均直径优选地小于等于70mm、更优选地小于等于50mm、更优选地小于等于40mm、进 一步优选地小于等于30mm、并且特别优选地小于等于18mm。直径Di在上述范围内的 凹部的数量与凹部的总体数量的比率优选地等于或高于50%、并且更优选地等于或高于 70%。理想地，该比率为100%。在图4中，箭头De指出凹部62的深度。深度De表示在凹部62的最深部分与 线Sg之间的距离。优选地，深度De应大于等于0.1mm并且小于等于7_。在具有大 于等于0.1mm的深度De的凹部62中，产生充分的湍流。从这个观点考虑，深度De更优 选地大于等于0.2mm、进一步优选地大于等于0.3mm、进一步优选地大于等于0.5mm、 进一步优选地大于等于0.7mm、并且特别优选地大于等于1.0mm。在具有小于等于7mm 的深度De的凹部62中，难以在底部引起空气的滞留。此外，在凹部62的深度De小 于等于7_的轮胎2中，胎侧8、压紧部10等具有足够的厚度。从这个观点考虑，深 度De更优选地小于等于4mm、进一步优选地小于等于3.0mm、并且特别优选地小于等于 2.0mm。轮胎2可具有至少两种彼此具有不同深度De的凹部62。在具有至少两种凹 部62的轮胎2中，凹部的平均深度优选地大于等于0.1mm、更优选地大于等于0.2mm、 进一步优选地大于等于0.3mm、进一步优选地大于等于0.5mm、进一步优选地大于等于 0.7mm、并且特别优选地大于等于1.0mm。平均深度优选地小于等于7.0mm、更优选地 小于等于4.0mm、进一步优选地小于等于3.0mm、并且特别优选地小于等于2.0mm。深 度De在上述范围内的凹部的数量与凹部的总体数量的比率优选地等于或高于50%、并且 更优选地等于或高于70%。理想地，该比率为100%。优选地，深度De与直径Di的比率(De/Di)应等于或高于0.01并且等于或低于 0.5。在具有等于或高于0.01的比率(De/Di)的凹部62中，产生充分的湍流。从这个观 点考虑，比率(De/Di)更优选地等于或高于0.03、并且特别优选地等于或高于0.05。在 具有等于或低于0.5的比率(De/Di)的凹部62中，难以在底部引起空气的滞留。因此， 比率(De/Di)更优选地等于或低于0.4、并且特别优选地等于或低于0.3。优选地，凹部62的容积应大于等于1.0mm3并且小于等于400mm3。在具有大于 等于1.0mm3的容积的凹部62中，产生充分的湍流。从这个观点考虑，容积更优选地大 于等于1.5mm3、并且特别优选地大于等于2.0mm3。在具有小于等于400mm3的容积的凹 部62中，难以在底部引起空气的滞留。此外，在凹部62的容积小于等于400mm3的轮 胎2中，胎侧8、压紧部10等具有足够的刚性。从这个观点考虑，容积更优选地小于等 于300mm3、并且特别优选地小于等于250mm3。优选地，所有凹部62的容积的总值应大于等于300mm3并且小于等于 5000000mm3。在具有大于等于300mm3的总值的轮胎2中，能够进行充分的散热。从这个 观点考虑，总值更优选地大于等于600mm3、并且特别优选地大于等于800mm3。在具有 小于等于5000000mm3的总值的轮胎2中，胎侧8、压紧部10等具有足够的刚性。从这个观点考虑，容积更优选地小于等于1000000mm3、并且特别优选地小于等于500000mm3。优选地，凹部62的面积应大于等于3mm2并且小于等于4000mm2。在具有大于 等于3mm2的面积的凹部62中，产生充分的湍流。从这个观点考虑，面积更优选地大于 等于12mm2、并且特别优选地大于等于20mm2。在具有小于等于4000mm2的面积的凹部 62中，胎侧8、压紧部10等具有足够的强度。从这个观点来看，面积更优选地小于等于 2000mm2、并且特别优选地小于等于1300mm2。在本发明中，凹部62的面积意指由凹部 62的轮廓围绕的区域的面积。在圆形凹部62的情况下，根据下列方程来计算面积S。S = (Di/2)2* π 在本发明中，根据下列方程来计算凹部62的占有率Y。Y = (Sl/S2)*100在该方程中，Sl表示包括在基准区域中的凹部62的总面积，S2表示假定不设 置凹部62的基准区域的表面面积。基准区域是指侧部表面中的区域，在该区域中，自基 线BL起的高度大于等于轮胎2的高度H的20%并且小于等于轮胎2的高度H的80%。 优选地，占有率Y应等于或高于10%并且等于或低于85%。在具有等于或高于10%的 占有率Y的轮胎2中，可以进行充分的散热。从这个观点考虑，占有率Y更优选地等于 或高于30%、并且特别优选地等于或高于40%。在具有等于或低于85%的占有率Y的 轮胎2中，陆部64具有充分的耐磨性。从这个观点考虑，占有率Y更优选地等于或低于 80%,并且特别优选地等于或低于75%。优选地，相邻凹部62彼此之间的间隔应大于等于0.05mm并且小于等于20mm。 在具有大于等于0.05mm的间距的轮胎2中，陆部64具有充分的耐磨性。从这个观点考 虑，间距更优选地大于等于0.10mm、并且特别优选地大于等于0.2mm。在具有小于等于 20mm的间距的轮胎2中，可在大量的位置产生湍流。从这个观点考虑，间距更优选地 小于等于15mm、并且特别优选地小于等于10mm。优选地，凹部62的总体数量应大于等于50并且小于等于5000。在具有大于等 于50的总体数量的轮胎2中，可在大量的位置产生湍流。从这个观点考虑，总体数量更 优选地大于等于100、并且特别优选地大于等于150。在具有小于等于5000的总体数量 的轮胎2中，单个凹部62可具有足够大的尺寸。从这个观点考虑，总体数量更优选地小 于等于2000、并且特别优选地小于等于1000。可根据轮胎的尺寸和侧部部分的面积来适 当地确定总体数量和凹部图案。轮胎2可具有代替圆形凹部62或者连同圆形凹部62 —起的非圆形凹部。典型 的非圆形凹部采用多边形的平面形状。轮胎2可具有其平面形状为椭圆形或长方形的凹 部。轮胎2可具有呈泪滴状的平面形状的凹部。轮胎2可连同凹部一起具有凸部。因为轮胎2转动，所以气流相对于凹部的方向不是恒定的。因此，凹部62不具 有方向性，即，呈圆形平面形状的凹部62对于轮胎2是最优选的。可考虑轮胎2的转动 方向来设置具有方向性的凹部。在本发明中，“凹部”能够与设置常规轮胎中的沟槽明显地区分开。沟槽具有 与宽度相比的更大的长度。在具有沟槽的轮胎中，易于引起空气的滞留。另一方面，在 凹部中的长轴与短轴的比率较低。因此，在具有凹部的轮胎中，难以引起空气的滞留。 长轴与短轴的比率优选地等于或低于3.0、更优选地等于或低于2.0、并且特别优选地等于或低于1.5。在圆形凹部中，比率为1.0。长轴是指当在无限远处观看凹部时可在轮廓 中画出的最长线的长度。短轴是指在与最长线垂直的方向上的凹部的尺寸。如图2所示，在轮胎2中，大量的凹部62交错布置。因此，六个凹部62与单个 凹部62相邻。在具有这种布置的轮胎2中，产生湍流的位置均勻分布。在轮胎2中， 热量从侧部表面均勻发散。这种布置的冷却效果极好。大量的凹部62可随机布置。如图4所示，凹部62呈梯形的截面形状。换言之，凹部62呈截锥形的形状。 在凹部62中，容积对于深度De来讲可相当大。因此，足够大的容积和较小的深度De可 彼此相容。通过设定小的深度De，胎侧8、压紧部10等可在凹部62下方具有足够的厚 度。凹部62有助于侧部表面的刚性。在图4中，符号“α ”指的是斜面66的角度。优选地，角度“α ”应大于等于 10°并且小于等于70°。在具有大于等于10°的角度“α”的凹部62中，足够大的容 积和小的深度De可彼此相容。从这个观点考虑，角度“α”更优选地大于等于20°、 并且特别优选地大于等于25°。在具有小于等于70°的角度“α”的凹部62中，空气 平滑流动。从这个观点考虑，角度“α ”更优选地小于等于60°、并且特别优选地小于 等于55°。
在图4中，箭头Db指的是底面68的直径。优选地，直径Db与直径Di的比率 (Db/Di)应等于或高于0.40并且等于或低于0.95。在具有等于或高于0.40的比率(Db/ Di)的凹部62中，足够大的容积和小的深度De可彼此相容。从这个观点考虑，比率(Db/ Di)更优选地等于或高于0.55、并且特别优选地等于或高于0.65。在具有等于或低于0.95 的比率(Db/Di)的凹部62中，空气平滑流动。从这个观点考虑，比率(Db/Di)更优选 地等于或低于0.85、并且特别优选地等于或低于0.80。图5是示出图1中轮胎2的一部分的截面图。图5示出了胎面4、翼部6和胎 侧8。将从胎面4经由翼部6到达胎侧8的表面的形状称为轮廓。在假定不设置诸如沟 槽28或凹部62的凹凸部的情况下确定轮廓。在图5中，箭头W/2指出轮胎2的宽度W 的一半。通过将除了肋部34(参见图1)之外的轴向方向上最外侧的点Plt 设定为基准点 来确定宽度W。该轮廓从中心点TC点到达点P·。在图5中，点P6(1、P75和P9tl分别表 示轮廓上的距中心点TC的轴向方向上的距离为轮胎2宽度一半(W/2)的60%、75%和 90%的点。轮胎2具有CTT轮廓。在CTT轮廓中，在中心点TC与点P9tl之间曲率半径逐 渐减小。CTT轮廓典型地基于渐开线来确定。CTT轮廓可包括由近似于渐开线的大量圆 弧构成的部分。在图5所示的轮胎2中，轮廓由在中心点TC与点P9tl之间的近似于渐开 线的大量圆弧构成。圆弧的数量优选地大于等于三个、并且更优选地大于等于五个。可 根据其它函数曲线来确定CTT轮廓。在CTT轮廓包括近似于函数曲线的大量圆弧的情况下，各个圆弧设置成与相邻 的圆弧接触。各个圆弧的曲率半径小于在其轴向方向内侧上的圆弧的曲率半径。在图5中，Ym表示在点TC与点P6tl之间的径向方向上的距离，Y75表示在点TC 与点P75之间的径向方向上的距离，Yw表示在点TC与点P9tl之间的径向方向上的距离， 以及Y·表示在点TC与点P·之间的径向方向上的距离。CTT轮廓满足下列方程(1) 到⑷。
0.05 < Y60/H<0.10 (1)0.10 < Y75/H<0.2 (2)0.2 < Y90/H<0.4 (3)0.4 < Y100/H<0.7 (4) CTT轮廓有利于轮胎2的各种性能。在该轮廓中，在对轮胎2附加常规负载的 80%的情况下的接地宽度大于等于轮胎2的最大宽度W的0.50倍并且小于等于该最大宽 度W的0.65倍。在包括CTT轮廓的轮胎2中，可以获得接地表面的适当的形状。通过这种接地 表面，可以实现极好的乘坐舒适性。在包括CTT轮廓的轮胎2中，在常规状态的行进操 作中重复的支撑层16的变形很大。在轮胎2中，易于产生热量。在轮胎2中，凹部62 的散热发挥了特别显著的效果。具有所述尺寸、形状和总体数量的凹部62在具有各种尺寸的轮胎中发挥效果。 在轿车轮胎的情况下，如果宽度大于等于IOOmm并且小于等于350mm、扁平比等于或高 于30%并且等于或低于100%、以及轮辋直径大于等于10英寸并且小于等于25英寸，则 凹部62发挥效果。在轮胎2的制造中，组装多个橡胶部件从而获得生覆盖件(raw cover)(未硫化轮 胎)。将生覆盖件放入模具中。生覆盖件的外表面紧靠在模具的型腔表面上。生覆盖件 的内表面紧靠在气袋或插入型芯上。在模具中对生覆盖件进行加压和加热。通过加压和 加热，生覆盖件的橡胶组成物进行流动。通过加热，橡胶进行交联反应，从而获得轮胎 2。通过利用在型腔表面具有小突起的模具，可以在轮胎2上形成凹部62。如果没有特别说明，轮胎2的各个部分的尺寸和角度是在轮胎2结合到常规轮 辋并填充空气以获得标准内压的状态下测量。在测量期间，不对轮胎2施加负载。在 本说明书中，常规轮辋意指根据轮胎2所依据的规定而确定的轮辋。在常规轮胎中包括 JATMA (日本汽车轮胎制造商协会)规定中的“标准轮辋(standard rim)”、TRA(美国轮 胎轮辋协会)规定中的“设计轮辋(Design Rim)”和ETRTO (欧洲轮胎轮辋技术组织) 规定中的“测量轮辋(Measuring Rim) ”。在本说明书中，标准内压意指根据轮胎2所 依据的规定而确定的内压。在标准内压中包括JATMA规定中的“最大气压(maximum air pressure) ”、TRA规定中的“不同冷充气压力下的轮胎负载极限(Tire Load Limits at Various Cold Inflation Pressures) ” 中描述的“最大值(maximum value) ” 和 ETRTO 规定 中的“充气压力(Inflation Pressure)，，。当为轿车的轮胎2时，在180kPa的内压的情况 下测量尺寸和角度。图6是示出根据本发明另一实施方式的轮胎的一部分的截面图。图6示出了凹 部72的附近。轮胎中除了凹部72之外的结构与图1所示的轮胎2的结构等同。凹部72呈圆形的平面形状。凹部72呈圆弧形的截面形状。换言之，凹部72 形成球的一部分。在轮胎中，空气平滑地流出凹部72。在凹部72中，抑制了空气的滞 留。在轮胎中，能够进行充分的散热。在图6中，箭头R指出凹部72的曲率半径。优选地，曲率半径R应大于等于 3mm并且小于等于200mm。在具有大于等于3mm的曲率半径R的凹部72中，空气平 滑地流动。从这个观点考虑，曲率半径R更优选地大于等于5mm、并且特别优选地大于等于7mm。在具有小于等于200mm的曲率半径R的凹部72中，可获得足够大的凹部容 积。从这个观点考虑，曲率半径R更优选地小于等于100mm、并且特别优选地小于等于 50mm。凹部72的诸如直径Di、深度De、容积、面积、比率(De/Di)等规格与图4所 示的凹部62的规格等同。图7示出根据本发明再一实施方式的轮胎的一部分的截面图。图7示出了凹部 74的附近。轮胎中除了凹部74之外的结构与图1所示的轮胎2的结构等同。凹部7 4呈圆形的平面形状。凹部74包括第一弧面76和第二弧面78。第一弧 面76为环形。第二弧面78为杯形。在图7中，符号Pb指的是在第一弧面76与第二弧 面78之间的边界点。第二弧面78设置成在边界点Pb处与第一弧面76接触。凹部74 为所谓的双半径型。凹部74的诸如直径Di、深度De、容积、面积、比率(De/Di)等规 格与图4所示的凹部62的规格等同。在图7中，箭头Rl指出第一弧面76的曲率半径，而箭头R2指出第二弧面78的 曲率半径。曲率半径Rl小于曲率半径R2。优选地，曲率半径Rl与曲率半径R2的比 率(R1/R2)应等于或高于0.1并且等于或低于0.8。在具有等于或高于0.1的比率(Rl/ R2)的凹部74中，空气平滑地流动。从这个观点考虑，比率(R1/R2)更优选地等于或高 于0.2、并且特别优选地等于或高于0.3。在具有等于或低于0.8的比率(R1/R2)的凹部 74中，足够大的容积和较小的深度De可彼此相容。从这个观点考虑，比率(R1/R2)更 优选地等于或低于0.7、并且特别优选地等于或低于0.6。在图7中，箭头D2指出第二弧面78的直径。优选地，直径D2与直径Di的比 率(D2/Di)应等于或高于0.40并且等于或低于0.95。在具有等于或高于0.40的比率(D2/ Di)的凹部74中，足够大的容积和较小的深度De可彼此相容。从这个观点考虑，比率 (D2/Di)更优选地等于或高于0.55、并且特别优选地等于或高于0.65。在具有等于或低 于0.95的比率(D2/Di)的凹部74中，空气平滑地流动。从这个观点考虑，比率(D2/Di) 更优选地等于或低于0.85、并且特别优选地等于或低于0.80。[解析例1][模型1]生成模型，在该模型中将第一橡胶片和第二橡胶片层压，并且在第二橡胶片的 表面上形成图2到4所示的凹部。第一橡胶片和第二橡胶片分别具有IOmm的厚度。凹 部的规格如下直径 Di: 7.8mm直径 Db: 5.8mm深度De: 1.0mm凹部中心之间的距离8.0mm[模型2]生成与模型1相同的模型2，除了在凹部的位置中形成脊部(凸部)。凸部的规 格如下高度3.0mm宽度2.0mm凸部之间的距离30.0mm
[模型3]生成与模型1相同的模型3，除了不形成凹部。利用模型1到3，通过计算机模拟来确认本发明的效果。在解析中所使用的橡胶 的物理特性值如下密度1100kg/m3热导率0.35W/m· K比热1350J/(kg · K)解析中所使用的空气的物理特性值如下密度1.205kg/m3粘性系数1.81*ICT5Pa· s热导率2.637*l(T2W/m· K比热1006J/ (kg · K)解析的条件如下环境温度20°C空气的平均速度33.3m/s距第一橡胶片的下表面15cm位置处的空气温度100°C第一橡胶片中的发热量2.0*105W/m3解析结果在下面的表1中示出。[表1]
I模型1 模型2 I模型3 表面形状mm ￥1 ￥1 ^
表面面积比率U6 L20 LOO
第一橡胶片的温度CC ) 144 149 150 第二橡胶片的温度CC ) 168793
表面温度(°C )465360如表1所示，在模型1中各部分的温度较低。其原因在于，通过凹部促进了散 热。[解析例2][模型4]以与模型1相同的方式生成模型4，除了凹部的规格设定如下直径Di: 5mm深度De: 1.0mm 角度α 45°
凹部之间的间隔3.0mm[模型5 到 30]以与模型4相同的方式生成模型5到30，除了将凹部的规格设定成如下面的表2 和3所示。[模型31]生成与模型4相同的模型31，除了不形成凹部。通过与解析例1中相同的方法进行模拟，来获得第二橡胶片的表面温度。计算与模型31的表面温度的差值。结果在下面的表2和3以及图8中示出。[表2]
权利要求
1.一种充气轮胎，包括胎面，所述胎面包括如下轮廓，该轮廓具有曲率半径彼此不同的多个圆弧； 一对胎侧，所述一对胎侧分别从所述胎面的端部在径向方向上大致向内延伸； 一对胎圈，所述一对胎圈分别相对于所述胎侧在径向方向上的大致内侧定位； 胎体，所述胎体沿着所述胎面和所述胎侧布置在两个所述胎圈之间；以及 补强层，所述补强层在径向方向上定位在所述胎面的内侧且在所述胎体的外侧， 所述充气轮胎的侧部表面具有大量的凹部。
2.如权利要求1所述的轮胎，其中，所述凹部呈圆形的平面形状。
3.如权利要求1或2所述的轮胎，其中，所述凹部呈截锥形的形状。
4.如权利要求1到3中任一项所述的轮胎，其中，所述凹部具有大于等于6mm并且 小于等于18mm的直径。
5.如权利要求1到4中任一项所述的轮胎，其中，所述凹部具有大于等于0.5mm并 且小于等于3.0mm的深度。
6.如权利要求1到5中任一项所述的轮胎，还包括支撑层，所述支撑层相对于所述胎 侧在轴向方向上的内侧定位。
7.如权利要求1到6中任一项所述的轮胎，其中，从胎面表面的中心点TC到点P9tl 的轮廓由多个圆弧形成，在所述点P9tl上，距所述中心点TC的轴向方向上的距离为轮胎 宽度一半的90%，各个圆弧设置成与邻接于所述各个圆弧的圆弧接触，以及各个圆弧的曲率半径小于在其轴向方向内侧上的圆弧的曲率半径，并且所述轮廓满 足如下方程⑴到⑷-0.05 < Y60/H<0.10 (1) 0.10 < Y75/H<0.2 (2) 0.2 < Y90/H<0.4 (3) 0.4 < Y100/H<0.7 (4)在方程(1)到(4)中，H表示所述轮胎的高度，Y6(l、Y75, Y9tl和Y·分别表示在所 述中心点TC与点P6Q、P75> P9tl和Plt 之间的径向方向上的距离，所述点P6Q、P75、P9tl和 Piqq分别表示所述轮廓上的距所述中心点TC的轴向方向上的距离为所述轮胎宽度一半的 60%, 75%, 90%和 100%的点。
全文摘要
一种轮胎(2)，包括胎面(4)、翼部(6)、胎侧(8)、压紧部(10)、胎圈(12)、胎体(14)、支撑层(16)、带束层(18)、冠带层(20)、内衬层(22)和胎圈包布(24)。在胎侧(8)和压紧部(10)上形成凹部(62)。当空气流到凹部(62)中时，产生湍流。该湍流致使轮胎(2)的热量释放到大气中。各个凹部(62)具有圆形表面形状。各个凹部(62)具有6mm至18mm的直径，6mm和18mm也包括在内。各个凹部(62)具有0.5mm至3.0mm的深度，0.5mm和3.0mm也包括在内。轮胎(2)具有CTT轮廓。
文档编号B60C11/00GK102026829SQ200980116918
公开日2011年4月20日 申请日期2009年5月15日 优先权日2008年5月16日
发明者今村明夫, 林聪 申请人:住友橡胶工业株式会社