充气轮胎的制作方法
【专利摘要】本发明的充气轮胎，抑制湿路性能降低并且减小滚动阻力。该充气轮胎具有将由3～5条周向主沟与横沟划分的花纹块沿周向间隔设置而成的花纹块列。所述花纹块形成为所有的顶角为90°以上的五边形以上的多边形状。所述花纹块在与所述横沟对置的周向两端的轴向边缘间具有最大宽度位置，而且该最大宽度（W1）与花纹块周向长度（L1）之比（W1/L1）为0.6～0.9。
【专利说明】充气轮胎
【技术领域】
[0001]本发明涉及抑制湿路性能的降低并且减小滚动阻力的充气轮胎。
【背景技术】
[0002]对于车辆，特别是燃油消耗量大的卡车/客车等重载荷车辆，对滚动阻力小的充气轮胎具有极强的需求。
[0003]对于这一要求，一方面进行橡胶配合的研究。特别是由于作为轮胎橡胶的胎面橡胶对滚动阻力的贡献率高，因此着重进行开发。但是，一般而言在通过橡胶配合来降低滚动阻力的情况下，由于橡胶的加强性降低而导致对轮胎的寿命、耐不均匀磨损性、耐橡胶缺损性等的不利，因此只进行橡胶配合的研究是有限的。
[0004]另一方面，作为胎面花纹的研究，例如已知下述专利文献I的轮胎。如图9所示，该轮胎在胎面部具有将由5条周向主沟a和多条横沟b划分的花纹块c沿周向间隔设置而成的6条花纹块列。并且，将中央的周向主沟a作成锯齿沟d，另一方面使构成该锯齿沟d的倾斜沟部dl、d2的沟宽度、沟长度相互不同，并且通过分别限制胎面表面整体的陆地比以及中央区域的陆地比，因此不损害湿路性能且降低滚动阻力。
[0005]但是，在最近急剧的低燃油化的潮流中，需要进一步改善滚动阻力。
[0006]专利文献1:日本特开2006-341769号公报
【发明内容】
[0007]因此本发明目的在于提供一种充气轮胎，该充气轮胎的花纹块形成为五边形以上的多边形状，并且所有顶角为90°以上，而且形成为将花纹块的最大宽度位置设置在周向两端的轴向边缘之间的鼓形，以此为基本，抑制湿路性能的降低并且进一步减小滚动阻力。
[0008]为了解决上述课题，本申请技术方案I的发明是一种充气轮胎，在胎面部形成有将花纹块沿周向间隔设置而成的花纹块列，所述花纹块由3?5条沿周向延伸的周向主沟和与该周向主沟交叉的多条横沟划分而成，该充气轮胎的特征在于，
[0009]所述花纹块形成为五边形以上的多边形状，并且花纹块的所有顶角Θ形成为90°以上，并且
[0010]所述花纹块具有与所述横沟对置的周向两端的轴向边缘，并且在所述周向两端的轴向边缘之间具有花纹块的轴向宽度为最大宽度Wl的最大宽度位置，而且所述最大宽度Wl与花纹块的周向长度LI之比W1/L1为0.6?0.9。
[0011]此外技术方案2中，其特征在于，所述周向主沟包括锯齿沟，该锯齿沟的沟中心相对于周向以10?30°的角度α朝周向的一侧、另一侧交替地倾斜。
[0012]此外技术方案3中，其特征在于，所述花纹块的所述轴向边缘的轴向宽度Wa为所述最大宽度Wl的0.3?1.0倍。
[0013]此外技术方案4中，其特征在于，在所述花纹块的周向中央部分具有沿轴向横贯该花纹块的刀槽花纹。[0014]此外技术方案5中，其特征在于，经由所述周向主沟而轴向上相邻的花纹块在周向上错位配置，并且所述横沟与所述周向主沟的交叉部、和所述刀槽花纹与所述周向主沟的交叉部形成于相同位置。
[0015]此外技术方案6中，其特征在于，对于对轮辋组装于正规轮辋且填充标准内压的标准内压状态下的轮胎加载标准载荷时的接地面形状而言，所述花纹块的轴向边缘与所述接地面形状的接地前缘以及接地后缘的交叉角β为10°以下。
[0016]本说明书中，所述“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，按照每个轮胎规定该规格的轮辋，例如如果是JATMA则为标准轮辋，如果是TRA则为“Design Rim”，或者如果是ETRTO则为“Measuring Rim”。另外所述“标准内压”是指按照每个轮胎规定所述规格的空气压，如果是JATMA则为最高空气压，如果是TRA则为表“TIRELOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES” 所记载的最大值，如果是 ETRTO 则为“INFLATION PRESSURE”，但在轮胎为轿车用轮胎的情况下设为180kPa。另外所述“标准载荷”是指按照每个轮胎规定所述规格的载荷，如果是JATMA则为最大负载能力，如果是TRA则为表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”所记载的最大值，如果是 ETRTO 则为 “LOAD CAPACITY”。[0017]轮胎滚动时的花纹块变形中，作为滚动阻力的主要原因的花纹块变形，可列举出压缩方向的变形和旋转方向的剪切变形。
[0018]在本发明中，将花纹块形成为五边形以上的多边形状，并且所有的顶角为90°以上，而且形成为将花纹块的最大宽度位置设置在周向两端的轴向边缘之间的鼓形。由此，抑制花纹块在压缩方向上的变形。另外花纹块形成为最大宽度Wl与花纹块的周向长度LI之比W1/L1为0.6~0.9的纵长形状。由此能够减少周向的剪切变形，并且能够与抑制所述压缩方向的变形相互作用而降低滚动阻力。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是示出本发明的充气轮胎的一个实施例的胎面花纹的展开图。
[0020]图2 (A)、(B)是放大表示内外侧花纹块的俯视图。
[0021]图3是胎面部的剖视图。
[0022]图4 (A)是夸张表示花纹块在压缩方向上的变形的剖视图，(B)是夸张表示花纹块在旋转方向上的剪切变形的剖视图。
[0023]图5是例示出压缩方向上的变形不同的两个花纹块的俯视图。
[0024]图6 (A)~(I)是示出表1记载的样品轮胎的胎面花纹的示意图。
[0025]图7是示出花纹块侧壁面的总面积与滚动阻力的关系的图表。
[0026]图8是充气轮胎的接地面形状。
[0027]图9是现有的胎面花纹的展开图。
[0028]附图标记说明:I…充气轮胎；2…胎面部；3…周向主沟；4…横沟；5…花纹块；5R…花纹块列;10…锯齿沟;12…刀槽花纹;Ef、Er…轴向边缘;F…接地面形状;Ff…接地前缘；Fr…接地后缘Jl、J2…交叉部在…最大宽度位置周向中央部分
【具体实施方式】[0029]以下，对本发明的实施方式进行详细地说明。
[0030]图1中本实施方式的充气轮胎I，在胎面部2具有:3?5条、优选为3?4条沿周向延伸的周向主沟3 ;以及与该周向主沟相交的多条横沟4。由此，在胎面部2形成有将由所述周向主沟3和横沟4划分的花纹块5沿周向间隔设置而成的花纹块列5R。本例中，所述充气轮胎I为卡车/客车等重载荷用轮胎，此外示出所述周向主沟3为3条的情况。
[0031]具体而言，本例中形成有3条周向主沟3，即:配置在轮胎赤道C上的内侧周向主沟31、和配置在该内侧周向主沟3i的两个外侧的外侧周向主沟30。并且在所述内侧周向主沟3i以及外侧周向主沟3ο之间形成有内侧花纹块列5iR，该内侧花纹块列5iR是将由内侧横沟4i划分的内侧花纹块5i沿周向排列而成的。此外，在所述外侧周向主沟3ο与胎面接地端Te之间形成有外侧花纹块列5oR，该外侧花纹块列5oR是将由外侧横沟4ο划分的外侧花纹块5ο沿周向排列而成的。
[0032]其中，所述周向主沟3以及横沟4被规定为各沟宽度W3、W4大于3mm、且优选为4mm以上的宽沟。
[0033]对于所述沟宽度W3、W4的上限，根据陆地比进行适当的限制。众所周知，该陆地比用实际的接地面积(net ground contact area)与胎面的整体面积之比(实际的接地面积/胎面整体面积)来表示。从湿路性能和滚动阻力性能的观点来看，陆地比优选为75%?85%，更优选为78%?82%的范围，若低于75%，则滚动阻力性能变差，相反若超过85%，则湿路性能变差。另外对于周向主沟3以及横沟4的沟深度H3、H4 (图3所示)而言，能够适当地采用现有的范围。本例中示出周向主沟3与横沟4形成为相同深度的情况。
[0034]接下来，各所述花纹块5形成为全部顶角Θ为90。以上的五边形以上的多边形状。本例中如图2 (A)、(B)所示，示出所述内侧花纹块5i形成为六边形，并且外侧花纹块5o形成为五边形的情况。
[0035]另外所述花纹块5具有周向两端的轴向边缘Ef、Er，该轴向边缘Ef、Er与所述横沟4对置，并且所述花纹块5形成为在该轴向边缘Ef、Er之间具有花纹块5的轴向宽度W为最大宽度Wl的最大宽度位置K的鼓形。而且所述花纹块5形成为:所述最大宽度Wl与花纹块5的周向长度LI之比W1/L1为0.6?0.9的、周向上较长的纵长形状。另外，所述周向长度LI是指所述轴向边缘Ef、Er之间的周向长度。
[0036]本发明人的研究结果明确了:在轮胎滚动时的花纹块变形中，作为滚动阻力的主要原因的花纹块变形可列举出压缩方向上的变形(如图4 (A)所示)、和旋转方向上的剪切变形(如图4 (B)所示)，并且该压缩方向上的变形对滚动阻力的影响大。
[0037]并且发现所述压缩方向上的变形与花纹块侧壁面Bw的面积S有关，在轮胎的接地面积相同的情况(例如陆地比相同的情况)下，通过减小配置于接地面形状内的花纹块的花纹块侧壁面Bw的总面积ES，从而能够抑制压缩方向上的变形并降低滚动阻力。
[0038]例如如图5所示，在对花纹块踏面面积相同的两个花纹块B1、B2进行比较时，在加载相同载荷的情况下，花纹块侧壁面Bw的面积S小的花纹块BI在压缩方向上的变形减小。因此，试制表I规格的样品轮胎(轮胎尺寸11R22.514PR)，并对各样品轮胎测量配置于接地面形状内的花纹块的花纹块侧壁面Bw的总面积SS和滚动阻力，并且如图7所示对上述测试结果进行绘图，从而确认了总面积SS与滚动阻力的相关性。各样品轮胎的胎面花纹如图6所示。另外所述总面积SS用花纹块踏面的外周缘的长度来代替。另外所述滚动阻力是用滚动阻力试验机，在轮辋(7.50X22.5)、内压(750kPa)、载荷(24.52kN)、速度(80km/h)的条件下对轮胎进行测定的值，滚动阻力指数用样品轮胎9的滚动阻力为100的指数来表不。
[0039]表 I
【权利要求】
1.一种充气轮胎，在胎面部形成有将花纹块沿周向间隔设置而成的花纹块列，所述花纹块由3?5条沿周向延伸的周向主沟和与该周向主沟交叉的多条横沟划分而成，该充气轮胎的特征在于， 所述花纹块形成为五边形以上的多边形状，并且花纹块的所有顶角Θ形成为90°以上，并且 所述花纹块具有与所述横沟对置的周向两端的轴向边缘，并且在所述周向两端的轴向边缘之间具有花纹块的轴向宽度为最大宽度Wl的最大宽度位置，而且所述最大宽度Wl与花纹块的周向长度LI之比W1/L1为0.6?0.9。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于， 所述周向主沟包括锯齿沟，该锯齿沟的沟中心相对于周向以10?30°的角度α朝周向的一侧、另一侧交替地倾斜。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于， 所述花纹块的所述轴向边缘的轴向宽度Wa为所述最大宽度Wl的0.3?1.0倍。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的充气轮胎，其特征在于， 在所述花纹块的周向中央部分具有沿轴向横贯该花纹块的刀槽花纹。
5.根据权利要求4所述的充气轮胎，其特征在于， 经由所述周向主沟而轴向上相邻的花纹块在周向上错位配置，并且所述横沟与所述周向主沟的交叉部、和所述刀槽花纹与所述周向主沟的交叉部形成于相同位置。
6.根据权利要求1?5中任一项所述的充气轮胎,其特征在于， 对于对轮辋组装于正规轮辋且填充标准内压的标准内压状态下的轮胎加载标准载荷时的接地面形状而言，所述花纹块的轴向边缘与所述接地面形状的接地前缘以及接地后缘的交叉角β为10°以下。
【文档编号】B60C11/03GK103863016SQ201310615945
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2012年12月12日
【发明者】高桥洋树 申请人:住友橡胶工业株式会社