乘用车用充气子午线轮胎及其使用方法
【专利摘要】本发明的乘用车用充气子午线轮胎被构造成适当地限制该轮胎的截面宽度(SW)和外径(OD)之间的关系。此外，本发明的乘用车用充气子午线轮胎仅具有沿胎面周向延伸的至少一个主槽(2a)或具有主槽(2a)和除了该主槽(2a)以外的至少一个辅助槽(2b)，该辅助槽(2b)的宽度为2mm以下。此外，本发明的乘用车用充气子午线轮胎被构造成使得主槽(2a)的负比率在12％以上且20％以下。
【专利说明】乘用车用充气子午线轮胎及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种乘用车用充气子午线轮胎及该充气子午线轮胎的使用方法。
【背景技术】
[0002]直到1960年左右，在车辆中主流使用具有较窄截面宽度的斜交轮胎，这是因为那时的车辆重量轻，车辆所要求的速度低，结果轮胎的负担轻。然而，近来，随着高速公路网的发展和汽车速度的增大，因为需要轮胎在高速运行中具有良好的操纵稳定性和良好的耐磨耗性，所以具有较大宽度且呈扁平形状的子午线轮胎成为主流(例如参见专利文献I)。
[0003]然而，轮胎的宽度变大减少了车辆内的自由空间并且使车辆内的舒适性下降。此夕卜，大宽度的轮胎增加了空气阻力并且导致了燃料经济性差的另一问题。近年，随着人们越来越关心环境问题，对于好的燃料经济性的要求不断增加。
[0004]特别地，为了将来使用而开发的电动车辆必须具有足够的空间用于容纳诸如控制使得轮胎围绕驱动轴转动的扭矩的马达等的驱动单元。在这方面在轮胎附近确保足够的空间变得越来越重要。
[0005]此外，如上所述的这种大宽度的扁平轮胎在雨天行驶时，因为该轮胎具有相对宽的踏入面，所以如图1的(a)中的由箭头表示的水流线路示意性示出地，水不能在轮胎的两侧平顺地排出，因此这种轮胎展现了相对差的排水性。此外，因为大宽度的扁平轮胎具有相对短的接地长度L，如图1的(a)所示，导致水膜从踏入面进入以使接地面上浮，使得实际接地面积减少由此抓地力降低，所以该轮胎易于受所谓的湿路滑胎现象的影响。简言之，大宽度的扁平轮胎还具有湿路面性能低下的问题。
[0006]鉴于湿路面性能的低下，为了确保良好的排水性，特别地，具有大宽度的扁平结构的传统的子午线轮胎必须在胎面接地面中具有截面面积相对大的沿胎面周向延伸的主槽和/或沿胎面宽度方向延伸的横向花纹槽。
[0007]在胎面设置有具有大宽度的主槽和/或横向花纹槽的情况下，产生如下问题:胎面的负比率增大，使得接地面积和抓地力减小，由此使操纵稳定性和干燥路面的制动性劣化，还降低了耐磨耗性并且使噪音性能恶化。此外，在胎面设置有具有深的槽深的槽的情况下，胎面橡胶必须相应地厚，这增加了轮胎重量，从而使轮胎的行驶性能劣化。
[0008]在减小滚动阻力由此改善轮胎的燃料经济性的方面，传统上已知对大宽度的扁平子午线轮胎使用滞后损失相对低的胎面橡胶是有效的。然而，对轮胎使用滞后损失相对低的胎面橡胶导致了轮胎的湿路面的抓地性能劣化的问题。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本特开平7-40706号公报
【发明内容】
[0012]发明要解决的问题[0013]如上所述，通常难以以兼容的方式确保燃料经济性、舒适性(车辆内的自由空间)、湿路面的行驶性能(对湿路滑胎现象的抑制)以及干燥路面的行驶性能(操纵稳定性、干燥路面的制动性)。因此，需要以兼容的方式根本地改善这些性能的技术。
[0014]本发明旨在解决上述问题，并且本发明的目的在于提供在确保高燃料经济性和车辆内宽的自由空间的情况下以兼容的方式获得良好的湿路面的行驶性能和良好的干燥路面的行驶性能的乘用车用充气子午线轮胎及该充气子午线轮胎的使用方法。
[0015]用于解决问题的方案
[0016]本发明的发明人为了解决上述问题而进行了深入地研究。
[0017]结果，发明人首先发现，在确保使用子午线轮胎的车辆的良好的燃料经济性和宽的自由空间的方面，减小轮胎宽度和增大轮胎直径，或更具体地将子午线轮胎的截面宽度Sff和外径OD控制在适当的SW-OD关系下是非常有效的。
[0018]此外，发明人新发现，在确保轮胎的良好的干燥路面的行驶性能的情况下改善湿路面的行驶性能的方面，使具有窄宽度且大直径的子午线轮胎具有以沿胎面周向延伸的主槽为基调的胎面花纹以及设定适当的主槽的负比率是有效的。
[0019]基于上述发现构思了本发明，并且本发明的主要结构特征如下:
[0020](I)本发明的乘用车用充气子午线轮胎，其具有胎面和由子午线排列帘线的帘布层构成的且跨越一对胎圈部之间环状地设置的胎体，其特征在于，
[0021]胎面接地面仅设 有沿胎面周向延伸的至少一个主槽作为槽或仅设有所述主槽和除了所述主槽以外的至少一个辅助槽作为槽，所述辅助槽在所述胎面接地面的以轮胎赤道面为中心且宽度对应胎面宽度的80%的胎面宽度方向区域的槽宽为2mm以下；
[0022]所述主槽的负比率在12%以上且20%以下；
[0023]所述轮胎的截面宽度SW小于165mm时，所述轮胎的截面宽度SW与外径OD的比SW/0D在0.26以下；并且
[0024]所述轮胎的截面宽度SW在165mm以上时，所述轮胎的截面宽度SW和外径OD满足以下关系式:
[0025]OD ≤ 2.135XSW+282.3。
[0026](2)本发明的乘用车用充气子午线轮胎，其具有胎面和由子午线排列帘线的帘布层构成的且跨越一对胎圈部之间环状地设置的胎体，其特征在于，
[0027]胎面接地面仅设有沿胎面周向延伸的至少一个主槽作为槽或仅设有所述主槽和除了所述主槽以外的至少一个辅助槽作为槽，所述辅助槽在所述胎面接地面的以轮胎赤道面为中心且宽度对应胎面宽度的80%的胎面宽度方向区域的槽宽为2mm以下；
[0028]所述主槽的负比率在12%以上且20%以下；
[0029]所述轮胎的截面宽度SW和外径OD满足以下关系式:
[0030]OD ≤-0.0187XSW2+9.15XSW-380。
[0031]在本发明中，“胎面接地面”表示在轮胎与轮辋组装、充填安装该轮胎的各车辆所规定的最大空气压力、被施加安装该轮胎的各车辆所规定的最大载荷的标准状态下，在轮胎相对于平板直立载置的情况下轮胎与平板接触的胎面橡胶表面的轮胎周向整周的区域。“胎面宽度”表示在上述标准状态下轮胎的接地面的轮胎宽度方向的最大宽度。“安装该轮胎的各车辆所规定的最大载荷”表示在乘用车内乘坐规定的上限数量的乘客的情况下施加到乘用车的四个轮胎的四个载荷值中的最大载荷值。“槽宽为2mm以下的辅助槽”可以包括如图7的(a)所示的、直径2mm以下的孔状凹部。
[0032]此外，“沿胎面周向延伸的主槽”表示在轮胎的整周上沿胎面周向连续地延伸的槽，并且可以包括例如锯齿状延伸的槽以及与胎面周向完全平行地直线延伸的槽。
[0033]另外，“主槽的负比率”表示在胎面接地面内设置的所有主槽的总面积相对于胎面接地面的面积的比例。各主槽的面积被计算为该主槽的开口部的面积。
[0034]发明的效果
[0035]根据本发明，可以提供一种能够在确保车辆的高燃料经济性和宽的自由空间的情况下以兼容的方式获得良好的湿路面的行驶性能和良好的干燥路面的行驶性能的乘用车用充气子午线轮胎。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1的(a)是用于说明具有宽的宽度的子午线轮胎的湿路面性能的图。图1的(b)是用于说明具有窄的宽度的子午线轮胎的湿路面性能的图。
[0037]图2是示出轮胎的截面宽度SW和外径OD的图。
[0038]图3的(a)是示出安装了本发明的大直径和窄宽度的轮胎的车辆的图。图3的(b)是示出安装了传统的轮胎的车辆的图。
[0039]图4的(a)和图4的(b)是示出在本发明的供试轮胎和传统轮胎中所观察到的SW和OD之间的关系的图。
[0040]图5是示出各试验轮胎中的滚动阻力值和空气阻力值之间的关系的图。
[0041]图6的(a)至图6的(f)是均示出根据本发明的一实施方式的轮胎的胎面花纹的展开图。
[0042]图7的(a)至图7的(C)是均示出根据本发明的另一实施方式的轮胎的胎面花纹的展开图。
[0043]图8的(a)和图8的(b)是均示出根据本发明的一实施方式的轮胎的胎面花纹的展开图。
[0044]图9的(a)至图9的(C)是均示出根据比较例的轮胎的胎面花纹的展开图。
[0045]图10的(a)至图10的(C)是均示出根据比较例的轮胎的胎面花纹的展开图。图10的(d)和图10的(e)是均示出根据发明例的轮胎的胎面花纹的展开图。
【具体实施方式】
[0046]下面将描述本发明的乘用车用充气子午线轮胎(以下，将被简称为“轮胎”)的实现过程。
[0047]首先，本发明的发明人关注到如下的事实:子午线轮胎的轮胎截面宽度SW(参见图2)小于传统的子午线轮胎的轮胎截面宽度确保了车辆的宽的自由空间、特别是用于容纳在轮胎的车辆内侧附近的驱动构件的宽的空间(参见图3)。
[0048]子午线轮胎的轮胎截面宽度SW小于传统的子午线轮胎的轮胎截面宽度还引起了减小车辆的空气阻力值(Cd值)的良好效果，这是因为从轮胎前方观察时轮胎的面积减小了。[0049]然而，在这种情况下存在如下缺点:在轮胎的内部空气压力保持不变的情况下，由于增加了胎面接地部分的变形量而导致轮胎的滚动阻力值(RR值)增大。
[0050]本发明的发明人鉴于上述情况发现，通过利用子午线轮胎固有的特征可以解决该问题。具体地，本发明的发明人认识到，在子午线轮胎的胎面变形量小于斜交轮胎的胎面变形量的情况下，通过与传统的子午线轮胎相比增大子午线轮胎的外径0D(参见图2)而在内部空气压力保持不变的情况下可以使子午线轮胎受粗糙路面的影响很小，由此减小了滚动阻力值(RR值)。此外，本发明的发明人还认识到，增大子午线轮胎的外径OD提高了轮胎的载荷能力。此外，增大子午线轮胎的外径提高了驱动轴的高度而扩大了底盘下方的空间，由此允许车辆保持用于汽车后备箱、驱动单元等的宽的空间。
[0051]简言之，尽管从滚动阻力值(RR值)的方面来说减小轮胎的宽度与增大轮胎的外径是权衡关系，但是减小轮胎的宽度与增大轮胎的外径分别有效地确保了车辆的宽的空间。减小轮胎宽度还成功地降低了车辆的空气阻力值(Cd值)。
[0052]鉴于此，本发明的发明人深入研究对轮胎截面宽度和轮胎外径之间的关系进行优化而使得与传统的子午线轮胎相比改善了车辆的空气阻力值(Cd值)和滚动阻力值(RR值)。
[0053]具体地，本发明的发明人关注轮胎截面宽度SW和轮胎外径OD之间的关系，进行了如下试验:将各种轮胎尺寸的试验轮胎(这些试验轮胎中的一些是非标准产品)安装到车辆上并且测量各类型和尺寸的试验轮胎的空气阻力值(Cd值)和滚动阻力值(RR值)。基于测量结果来以经验推导当空气阻力值和滚动阻力值两者都优于传统的子午线轮胎的情况下SW和OD需要满足的条件。
[0054]以下，将详细描述从中得出SW和OD之间的最优关系的试验。
[0055]首先，制备轮胎尺寸为195/65R15的轮胎作为基准轮胎1，该轮胎尺寸为最常用类型的车辆所使用的轮胎尺寸，从而适用于轮胎性能的比较。还制备了轮胎尺寸为225/45R17的轮胎作为基准轮胎2，该轮胎尺寸是所谓的基准轮胎I的“尺寸放大”版。
[0056]此外，还制备其它具有各种轮胎尺寸的试验轮胎(供试轮胎I至供试轮胎52)。
[0057]这些试验轮胎中的每一个均与轮辋组装并且经受如下的试验。
[0058]表1和图4示出了各试验轮胎的相关的具体特性。各试验轮胎的除了表1中示出的特性以外的其它特性(例如，内部结构)与常用的轮胎的特性相同。各试验轮胎均包括胎体和胎面，该胎体由作为子午线布置帘线的帘布层构成并且呈环状地跨设在一对胎圈部之间。
[0059]关于轮胎尺寸，广泛地研究了包括在JATMA(日本的轮胎标准)、TRA(美国的轮胎标准)和ETRTO(欧洲的轮胎标准)等中规定的传统尺寸和这些传统尺寸之外的那些尺寸在内的各种轮胎尺寸。
[0060][表 1-1]
[0061]
【权利要求】
1.一种乘用车用充气子午线轮胎，其具有胎面和由子午线排列帘线的帘布层构成的且跨越一对胎圈部之间环状地设置的胎体，其特征在于， 胎面接地面仅设有沿胎面周向延伸的至少一个主槽作为槽或仅设有所述主槽和除了所述主槽以外的至少一个辅助槽作为槽，所述辅助槽在所述胎面接地面的以轮胎赤道面为中心且宽度对应胎面宽度的80%的胎面宽度方向区域的槽宽为2mm以下； 所述主槽的负比率在12%以上且20%以下； 所述轮胎的截面宽度SW小于165mm时，所述轮胎的截面宽度SW与外径OD的比SW/0D在0.26以下；并且 所述轮胎的截面宽度SW在165mm以上时，所述轮胎的截面宽度SW和外径OD满足以下关系式:
OD ≥ 2.135XSW+282.3。
2.一种乘用车用充气子午线轮胎，其具有胎面和由子午线排列帘线的帘布层构成的且跨越一对胎圈部之间环状地设置的胎体，其特征在于， 胎面接地面仅设有沿胎面周向延伸的至少一个主槽作为槽或仅设有所述主槽和除了所述主槽以外的至少一个辅助槽作为槽，所述辅助槽在所述胎面接地面的以轮胎赤道面为中心且宽度对应胎面宽度的80%的胎面宽度方向区域的槽宽为2mm以下； 所述主槽的负比率在12%以上且20%以下； 所述轮胎的截面宽度SW和外径OD满足以下关系式:
OD ≥-0.0187XSff2+9.15XSW-380。
3.根据权利要求1或2所述的乘用车用充气子午线轮胎，其特征在于，比SW/0D为0.24以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的乘用车用充气子午线轮胎，其特征在于，在每单位面积的所述胎面接地面上所述辅助槽总长度为0.05mm/mm2以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的乘用车用充气子午线轮胎，其特征在于，所述胎面接地面具有:沿胎面周向延伸的至少两个主槽；胎面宽度方向最外侧陆部，所述胎面宽度方向最外侧陆部均由胎面端和最靠近该胎面端的所述主槽限定；以及至少一个胎面宽度方向内侧陆部，所述至少一个胎面宽度方向内侧陆部被限定在所述胎面宽度方向最外侧陆部的胎面宽度方向内侧且在所述主槽之间，使得所述胎面宽度方向最外侧陆部的胎面宽度方向的宽度为所述胎面接地面的宽度的1/5以上。
6.根据权利要求5所述的乘用车用充气子午线轮胎，其特征在于，所述胎面宽度方向内侧陆部的胎面宽度方向的宽度为23mm以上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的乘用车用充气子午线轮胎，其特征在于，在所述主槽之间划分的胎面宽度方向内侧陆部以及由最靠近胎面端的所述主槽和所述胎面接地面的以轮胎赤道面为中心且宽度对应胎面宽度的80%的胎面宽度方向区域的边界线划分的陆部中的至少一个陆部中，所述辅助槽的胎面宽度方向的投影长度为W1，所述至少一个陆部的胎面宽度方向的宽度为W2，所述辅助槽的胎面周向的一个节距内的胎面宽度方向投影长度的总和为SWl，其中W1、W2、Xffl的单位均为mm，满足如下两个关系式:
1/4 ≤W1/W2 ≤ 3/4 且
Xffl ≥ W2。
8.一种乘用车用充气子午线轮胎的使用方法，所述使用方法包括在内压为250kPa以上的状态下使用权利要求1 所述的轮胎。
【文档编号】B60C11/04GK104010836SQ201280065194
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2012年11月2日 优先权日:2011年11月2日
【发明者】畠中慎太郎, 松本浩幸, 桑山勲 申请人:株式会社普利司通