重载荷用充气轮胎的制作方法

本发明涉及既能维持排水性能又能减少夹石的重载荷用充气轮胎。

背景技术：

为了确保排水性能，在充气轮胎的胎面部设置沿轮胎周向连续地延伸的、宽度较大的一条或多条主沟。例如在工事现场等非铺装路上行驶时，在该主沟容易产生小石子被夹入且保持该夹入状态不变地残留的所谓的夹石。在胎面踏面的接地压力较大且沟深较大的重载荷用的充气轮胎中特别容易产生上述这种夹石，从而存在在主沟的沟底产生橡胶缺损、裂纹等的问题。

为了抑制这种夹石，如图6所示，提出了如下轮胎t：其在主沟g的沟底s且在相对于两侧的沟壁面h、h分离的位置沿主沟g的长度方向隔开设置有防止夹石用的突起a(例如，参照下述专利文献1)。这种突起a在主沟g夹入小石子时产生压缩变形，借助其复原力将小石子从主沟g排出，从而能够减少夹石。

专利文献1：日本特开2008-296795号公报

然而，上述这种突起a容易因接地时的主沟g的收缩而与沟壁面h接触并产生变形，从而存在无法充分减少夹石的问题。另外，突起a使得主沟g的沟容积减小，因此还存在排水性能降低的问题。

技术实现要素：

本发明是鉴于以上这样的实际状况而提出的，其主要目的在于提供一种重载荷用充气轮胎，其由沟底侧陡倾斜片与踏面侧缓倾斜片构成中央主沟的沟壁，其中，该踏面侧缓倾斜片从沟底侧陡倾斜片的外端向胎面踏面延伸、且以比沟底侧陡倾斜片的角度大的角度延伸，并且对沟底侧陡倾斜片相对于胎面踏面的法线的角度、高度以及踏面侧缓倾斜片的沟宽进行规定，且使相对于胎面踏面的法线的角度在整个中央主沟的长度方向上变化，以此为基本，既能维持排水性能又能减少夹石。

本发明为一种重载荷用充气轮胎，其在以胎面部的轮胎赤道为中心的、胎面宽度的10％的区域亦即中央区域设置有至少一条中央主沟，该中央主沟具有多个弯曲部而在轮胎周向上以锯齿状连续、且其锯齿的节距数为40个～50个，所述重载荷用充气轮胎的特征在于，上述中央主沟在与沟长度方向成直角的沟截面中包括沟底、以及从该沟底向胎面踏面延伸的一对沟壁，各上述沟壁包括：沟底侧陡倾斜片，其距上述沟底具有上述中央主沟的沟深的10％～35％的高度、且相对于胎面踏面的法线的角度为0°～10°；以及踏面侧缓倾斜片，其从上述沟底侧陡倾斜片的轮胎径向上的外端向上述胎面踏面侧延伸、且以比上述沟底侧陡倾斜片的角度大的角度延伸，上述沟底侧陡倾斜片的沟宽为4.0mm～12.0mm，并且各上述沟壁包括：凹角部，其朝向上述中央主沟的锯齿的沟中心线凸出弯曲；以及凸角部，其向上述沟中心线的相反侧凸出弯曲，从上述凹角部朝向上述凸角部，上述踏面侧缓倾斜片相对于胎面踏面的法线的角度在15°～25°的范围内逐渐减小。

对于本发明所涉及的重载荷用充气轮胎而言，优选地，上述沟底侧陡倾斜片的沟宽为该沟底侧陡倾斜片的高度的50％～200％。

对于本发明所涉及的重载荷用充气轮胎而言，优选地，上述沟底侧陡倾斜片的沟缘包括：圆弧状部，其形成于上述凹角部以及上述凸角部；以及直线状部，其将上述圆弧状部连接。

对于本发明所涉及的重载荷用充气轮胎而言，优选地，在上述胎面部设置有中央横沟，该中央横沟从上述中央主沟的上述凸角部朝向接地端相对于轮胎轴向以10°～40°的角度倾斜。

对于本发明所涉及的重载荷用充气轮胎而言，优选地，上述中央横沟与周向沟连接，该周向沟与上述中央主沟在轮胎轴向上相邻、且沿轮胎周向延伸。

在本发明的重载荷用充气轮胎中，在以胎面部的轮胎赤道为中心的、胎面宽度的10％的区域亦即中央区域设置有至少一条中央主沟，该中央主沟具有多个弯曲部而在轮胎周向上以锯齿状连续、且其锯齿的节距数为40个～50个。这种重载荷用充气轮胎通过确保轮胎轴向上的边缘成分而能够确保牵引力、制动力，且能够抑制小石子的夹入以及排水阻力的增加。

另外，中央主沟在与沟长度方向成直角的沟截面中包括沟底、以及从该沟底向胎面踏面延伸的一对沟壁。各沟壁包括：沟底侧陡倾斜片，其距沟底具有中央主沟的沟深的10％～35％的高度、且相对于胎面踏面的法线的角度为0°～10°；以及踏面侧缓倾斜片，其从沟底侧陡倾斜片的轮胎径向上的外端向上述胎面踏面侧延伸、且以比沟底侧陡倾斜片的角度大的角度延伸。对于这种中央主沟而言，占据沟壁的大部分的踏面侧缓倾斜片使得针对被夹入的小石子的接触面积、按压力降低，因此进一步抑制了夹石。另外，沟底侧陡倾斜片、特别是沟底侧陡倾斜片的轮胎径向上的外端能防止小石子进入沟底，因此能够使沟底的橡胶缺损、裂纹减少。

另外，沟底侧陡倾斜片的沟宽设定为4.0mm～12.0mm。由此，能够确保中央主沟的沟容积，并且能够减少小石子与沟底的接触。因此，排水性能与橡胶缺损、裂纹的减少效果得到均衡的提高。

另外，各沟壁包括：凹角部，其朝向上述中央主沟的锯齿的沟中心线凸出弯曲；以及凸角部，其向沟中心线的相反侧凸出弯曲，从凹角部朝向凸角部，踏面侧缓倾斜片相对于胎面踏面的法线的角度在15°～25°的范围内逐渐减小。由此，中央主沟的在宽度方向上相邻的踏面侧缓倾斜片的角度不同，从而沟壁针对小石子的接触面积、按压力变小。另外，踏面侧缓倾斜片由平滑的曲面形成，从而使得针对被夹入的小石子的轮胎旋转方向上的按压力降低，因此容易将小石子排出。因此，本发明的重载荷用充气轮胎能够提高排水性能、且能够减少夹石。

附图说明

图1是本实施方式的重载荷用充气轮胎的胎面部的展开图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B放大剖视图。

图4是将中央主沟放大示出的展开图。

图5(a)是图4的C-C剖视图，图5(b)是图4的D-D剖视图。

图6是以往的重载荷用充气轮胎的胎面部的展开图。

附图标记说明

1…重载荷用充气轮胎；2…胎面部；2n…胎面踏面的法线；2t…胎面踏面；3…中央主沟；3c…中央主沟的沟中心线；7…沟底；8…沟壁；11…凹角部；12…凸角部；13…沟底侧陡倾斜片；13o…沟底侧陡倾斜片的外端；14…踏面侧缓倾斜片；Cr…中央区域；TW…胎面宽度。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一实施方式进行说明。

如图1所示，对于本实施方式的重载荷用充气轮胎(以下，有时简称为“轮胎”)1，假想将胎面部2划分成中央区域Cr、以及作为该中央区域Cr的轮胎轴向两侧的区域的胎肩区域Sh、Sh。中央区域Cr是以轮胎赤道C为中心的、胎面宽度TW的10％的区域。

胎面宽度TW设为以轮辋组装的方式将轮胎1组装于正规轮辋、且对其填充了正规内压的无负荷的正规状态下的胎面端2e、2e之间的轮胎轴向距离。当在外观方面能够通过明显的边缘进行识别时，将该边缘设为胎面端2e。然而，在无法识别边缘的情况下，将对正规状态的轮胎加载正规载荷、且使胎面部2以0゜的外倾角与平面地面接触时在轮胎轴向最外侧与平面地面接触的两端规定为胎面端2e。

上述“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针对每个轮胎而规定该规格的轮辋，例如若为JATMA则表示标准轮辋，若为TRA则表示“Design Rim”，或者若为ETRTO则表示“Measuring Rim”。另外，上述“正规内压”是指针对每个轮胎而规定上述规格的气压，若为JATMA则表示最高气压，若为TRA则表示表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”中所记载的最大值，若为ETRTO则表示“INFLATION PRESSURE”。

上述“正规载荷”是指在包括轮胎所依据的规格在内的规格体系中针对每个轮胎而规定各规格的载荷，若为JATMA则表示最大负荷能力，若为TRA则表示表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”中所记载的最大值，若为ETRTO则表示“LOAD CAPACITY”。

在胎面部2设置有中央主沟3与胎肩主沟4。中央主沟3在中央区域Cr至少设置有一条，在本实施方式中设置有一条。中央主沟3具有多个弯曲部并在轮胎周向上以锯齿状连续地延伸。胎肩主沟4在各胎肩区域Sh、Sh分别设置有一条。胎肩主沟4与中央主沟3在轮胎轴向上相邻、且在轮胎周向上以锯齿状连续地延伸。由此，在胎面部2形成有由中央主沟3与胎肩主沟4划分出的两个中央陆地部Rc、Rc、以及由胎肩主沟4与胎面端2e划分出的两个胎肩陆地部Rs、Rs。

此外，至于主沟3、4属于中央区域Cr或者胎肩区域Sh的哪一个区域，以该中央主沟3以及胎肩主沟4的锯齿状的沟中心线3c、4c的振幅的中心位置为基准而规定。

在中央陆地部Rc、Rc，在轮胎周向上隔开设置有将中央主沟3与胎肩主沟4连接的中央横沟9。由此，使得中央陆地部Rc形成为花纹块列。另外，在上述胎肩陆地部Rs、Rs设置有横纹沟10，该横纹沟10从胎面端2e向轮胎轴向内侧延伸、且未与胎肩主沟4连接而形成终端。由此，胎肩陆地部Rs形成为在轮胎周向上连续的凸肋列。

如图1以及图2所示，对于中央主沟3以及胎肩主沟4，例如将与沟中心线3c、4c成直角的方向上的沟宽W1、W2设定为胎面宽度TW的4％～10％左右，将沟深D1、D2设定为14mm～20mm左右。这种中央主沟3以及胎肩主沟4有助于确保胎面部2的花纹刚性、且提高排水性能。此外，当然，中央主沟3以及胎肩主沟4的沟宽及沟深可以设定为相同，也可以设定为不同。

本实施方式中的中央主沟3配置于中央区域Cr，因此能够容易地将轮胎赤道C附近的路面的水膜排出。因此，排水性能得到提高。

本实施方式中的中央主沟3通过交替地配置第一倾斜部6a与第二倾斜部6b而形成。第一倾斜部6a相对于轮胎周向朝一侧(在本实施方式中为左下侧)倾斜。第二倾斜部6b与第一倾斜部6a连接、且相对于轮胎周向朝另一侧(在本实施方式中为右下侧)倾斜。这种中央主沟3使得轮胎轴向上的边缘成分增加，从而有助于提高牵引力、制动力。此外，若各倾斜部6a、6b相对于轮胎周向的角度θ1增大，则排水阻力有可能增大而导致排水性能变差。因此，上述角度θ1优选为10°以上，更优选为15°以上，另外，优选为40°以下，更优选为35°以下。

中央主沟3的锯齿的节距数需要形成为40个～50个。若节距数不足40，则牵引力、制动力变小。相反，若节距数超过50，则无法实现对夹石的抑制。另外，排水阻力在弯曲部增大，因此排水性能变差。根据这种观点，节距数优选为42以上，另外，优选为48以下。此外，虽未特别限定，但锯齿的节距P为胎面宽度TW的20％～50％左右。

如图1的B-B截面亦即图3所示，中央主沟3构成为在与沟长度方向成直角的沟截面中包含沟底7、以及从该沟底7向胎面踏面2t延伸的一对沟壁8、8。

如图4所示，沟壁8在轮胎周向上交替地形成有：凹角部11，其朝向中央主沟3的锯齿的沟中心线3c凸出弯曲；以及凸角部12，其朝沟中心线3c的相反侧凸出弯曲。在本实施方式中，附图中在右侧示出的一方的沟壁8A的凹角部11A与附图中在左侧示出的另一方的沟壁8B的凸角部12B在轮胎轴向上相邻。一方的沟壁8A的凸角部12A与另一方的沟壁8B的凹角部11B在轮胎轴向上相邻。

如图3所示，在本实施方式中，沟壁8包含：沟底侧陡倾斜片13，其从沟底7延伸；以及踏面侧缓倾斜片14，其从上述沟底侧陡倾斜片13的轮胎径向上的外端13o延伸至胎面踏面2t。踏面侧缓倾斜片14以比沟底侧陡倾斜片13的外端13o处的角度α1大的角度α2延伸。这样形成为较大的角度α2的踏面侧缓倾斜片14使得针对被夹入的小石子的接触面积、按压力降低而减少了夹石。另外，踏面侧缓倾斜片14通过确保较大的中央主沟3的沟容积而使得排水性能提高。另外，对于形成为较小的角度α1的沟底侧陡倾斜片13而言，特别是其外端13o通过抑制小石子进入沟底7而使得沟底的橡胶缺损、裂纹减少。此外，在本实施方式中，上述角度α1以及角度α2为相对于垂直于胎面踏面2t的法线2n的角度。

在图3的沟截面中，本实施方式中的沟底侧陡倾斜片13从沟底7形成为圆弧状。这种沟底侧陡倾斜片13确保了较大的沟底7的刚性而使得橡胶缺损、裂纹进一步减少。

沟底侧陡倾斜片13的外端13o处的角度α1需要设定为0°～10°。若上述角度α1变小(即，沟底侧陡倾斜片13朝轮胎径向外侧且朝沟中心线3c侧延伸)，则沟底侧陡倾斜片13的外端13o的刚性降低，从而容易在该部分产生橡胶缺损、裂纹。相反，若角度α1增大，则小石子容易与沟底7接触。因此，角度α1优选为1°以上，另外，优选为8°以下。

沟底侧陡倾斜片13的高度Hs需要设定为中央主沟3的沟深D1的10％～35％。即，若上述高度Hs不足沟深D1的10％，则小石子容易与沟底7接触，从而无法使沟底的橡胶缺损、裂纹减少。相反，若上述高度Hs超过上述沟深D1的35％，则中央主沟3的沟容积过度减小，从而排水性能降低。根据这种观点，沟底侧陡倾斜片13的高度Hs优选为中央主沟3的沟深D1的15％以上，进一步优选为20％以上，另外，优选为30％以下，进一步优选为25％以下。

沟底侧陡倾斜片13的沟宽Ws需要设定为4.0mm～12.0mm。即，若沟宽Ws不足4.0mm，则沟底7的刚性减小，从而无法抑制橡胶缺损、裂纹。相反，若沟宽Ws超过12.0mm，则小石子容易与沟底7接触。因此，上述沟宽Ws优选为6.0mm以上，另外，优选为10.0mm以下。

为了更加有效地发挥上述作用，沟底侧陡倾斜片13的沟宽Ws优选为沟底侧陡倾斜片13的高度Hs的50％以上，进一步优选为75％以上，另外，优选为200％以下，进一步优选为125％以下。

如图4所示，本实施方式中的沟底侧陡倾斜片13的沟缘15形成为包括：圆弧状部20，其在凹角部11以及凸角部12形成、且以圆弧状弯曲；以及直线状部21，其将在轮胎周向上相邻的圆弧状部20、20连接。这种圆弧状部20使得锯齿的弯曲部的排水阻力减小，并且使得针对小石子的按压力降低，从而夹石得到进一步抑制。另外，直线状部21对倾斜部6a、6b的沟底侧陡倾斜片13内的水进行整流，从而有助于进一步减小排水阻力。

为了有效地发挥这种作用，设置于凹角部11的圆弧状部20的曲率半径R1优选为5mm以上，进一步优选为10mm以上，另外，优选为25mm以下，进一步优选为20mm以下。此外，在圆弧状部20由多个圆弧形成的情况下，以其中最小的圆弧的曲率半径来定义。

如图3的沟截面所示，在本实施方式中，踏面侧缓倾斜片14从沟底侧陡倾斜片13的外端13o以直线状延伸至胎面踏面2t。由此，能够充分确保中央主沟3的沟容积。另外，使得针对被夹入的小石子的接触面积、按压力降低，从而排水性能与夹石抑制效果均衡地得到提高。此外，踏面侧缓倾斜片14不限定于这种方式，例如，可以由朝向沟中心线侧凸出的圆弧状形成，也可以由与此相反的凹陷的圆弧状形成。

如图4以及图4中的C-C、D-D截面亦即图5(a)、图5(b)所示，本实施方式中的沟壁8的踏面侧缓倾斜片14的角度α2从凹角部11朝向凸角部12逐渐减小。即，在附图中的右侧示出的一方的踏面侧缓倾斜片14A中，设置有其角度α2自凹角部11A处的角度α2a起趋向凸角部12A处的角度α2b逐渐减小的逐渐减小部16A。另外，在附图中左侧示出的另一方的踏面侧缓倾斜片14B中，设置有其角度α2自凹角部11B处的角度α2c起趋向凸角部12B处的角度α2d逐渐减小的逐渐减小部16B。由此，对于中央主沟3而言，在宽度方向上对置的踏面侧缓倾斜片14A、14B的角度α2不同，因此针对小石子的接触面积、按压力在该踏面侧缓倾斜片14A、14B不同，从而使得夹石在整个轮胎周向上有效地减少。另外，在与凸角部12相比更接近轮胎赤道C、且接地压力更容易增大的凹角部11，通过增大上述角度α2而使得凹角部11处的针对小石子的接触面积、按压力降低，从而能够更加可靠地减少夹石。并且，即使使上述角度α2变化，也能够确保中央主沟3的沟容积，从而排水性能也得到维持。

逐渐减小部16A、16B的上述角度α2的凹角部11侧的最大角度与凸角部12侧的最小角度的差在15°～25°的范围内逐渐减小。即，若上述角度的差超过25°，则中央陆地部Rc的接地面积变小，从而出现牵引力等降低的区域，除此之外，针对被夹入的小石子的接触面积、按压力增大，从而出现无法充分减少夹石的区域。相反，若上述角度的差不足15°，则无法使针对小石子的接触面积、按压力在轮胎轴向上对置的踏面侧缓倾斜片14A、14B不同，从而无法抑制夹石。根据这种观点，踏面侧缓倾斜片14的最大角度(在本实施方式中，为α2a、α2c)优选为15°以上，更加优选为17°以上，另外，优选为35°以下，更加优选为30°以下。另外，踏面侧缓倾斜片14的最小角度(在本实施方式中，为α2b、α2d)优选为1°以上，更加优选为2°以上，另外，优选为10°以下，更加优选为8°以下。

此外，逐渐减小部16A、16B优选从凹角部11至凸角部12在轮胎周向上的全长La的整个范围内形成，为了发挥上述作用，至少在全长La的80％的范围内形成。

如图1所示，胎肩主沟4连续地形成有：大致为く字状的胎肩弯曲部30，其相对于轮胎周向的倾斜方向不同；以及胎肩倾斜部31，其与上述胎肩弯曲部30连接、且朝轮胎周向的一方或者另一方倾斜地延伸。与中央主沟3相比，胎肩主沟4对牵引性能的贡献较小。因此，本实施方式中的胎肩主沟4的锯齿振幅形成为比中央主沟3的锯齿振幅小。由此，排水性能、耐不均匀磨损性能得到提高。

在本实施方式中，中央横沟9设置为与中央主沟3的凸角部12连接。这种中央横沟9在中央主沟3的弯曲部使中央主沟3的沟宽实质性地增大，从而更进一步有效地防止了夹石。另外，弯曲部处的排水阻力变小，从而排水性能得到提高。另外，中央横沟9通过提高刚性小的凸角部12的刚性而有效地防止不均匀磨损。并且，本实施方式中的中央横沟9构成为包括：细沟部9a，其沟宽W3为2mm～12mm左右；以及扩径部9b、9b，它们从上述细沟部9a的两端朝向中央主沟3以及胎肩主沟4分别扩径。由此，中央陆地部Rc的刚性得到确保。另外，向各主沟3、4的排水变得容易，从而排水性能得到进一步提高。

中央横沟9相对于轮胎轴向的角度θ2优选为10°以上，更加优选为20°以上，另外，优选为40°以下，更加优选为30°以下。由此，直行行驶时以及转弯行驶时的排水性能得到均衡的发挥。此外，角度θ2设为轮胎轴向相对于将中央横沟9与中央主沟3以及胎肩主沟4的开口的中央位置9c、9c连结的假想线9n的角度。

中央横沟9的沟深D3(图2所示)优选为中央主沟3的沟深D1的25％以上，更加优选为40％以上，另外，优选为75％以下，更加优选为60％以下。这种中央横沟9既确保了排水性能，又减少了小石子与中央主沟3的沟底7的接触。

此外，并未对轮胎旋转方向加以限定，优选使中央主沟3内的水顺畅地向中央横沟9排出。因此，凹角部11与中央横沟9的中央主沟3侧的上述中央位置9c之间的轮胎周向距离Lb优选为上述节距P的35％以上，更加优选为40％以上，另外，优选为65％以下，更加优选为60％以下。

以上虽然对本发明的充气轮胎进行了详细说明，但本发明不限定于上述的具体实施方式，当然能够变更成各种方式来实施。

【实施例】

制造了具有图1所示的胎面部的轮胎，并对它们的性能进行了评价。另外，作为比较例1，针对具有具备图6所示的防止夹石用的突起(长度：6.5mm，宽度：3.0mm，高度：3.5mm)的胎面部的轮胎(比较例1)而同样进行了测试。此外，通用规格如下。

轮胎：

尺寸：11.00R20

轮辋尺寸：8.00×20

内压：830kPa

载荷：JATMA的最大负荷能力

胎面宽度TW：226mm

中央主沟：

沟宽W1：16mm

沟深D1：17mm

沟底侧陡倾斜片的角度α1：0°

胎肩主沟：

沟宽W2：16mm

沟深D2：17mm

中央横沟：

沟宽W3：4mm

沟深D3：2mm

测试方法如下。

＜耐夹石性能＞

对各供试轮胎进行轮辋组装，将其安装于载重量为10吨的2-DD车(后轮驱动)的所有车轮，使该车辆在普通道路/高速道路上分别行驶了1.5万km之后，对夹入于后轮的中央主沟的石子的个数进行了调查。以将实施例1的夹石个数的倒数设为100的指数来表示测试结果，数值越大越好。

＜耐磨损性能＞

在上述行驶之后，对后轮的中央主沟的轮胎周向上8等分的位置处的沟深进行了测量，并计算出其平均沟深。以将实施例1的平均沟深设为100的指数来表示测试结果，数值越大越好。

＜排水性能＞

将各供试轮胎安装于上述车辆的所有车轮，并使该车辆在半径为100m的柏油路面上设置有水深为5mm、长度为20m的水坑的跑道上行驶。而且，对车辆的速度为70km/h、80km/h以及90km/h时的横向加速度进行了计算。以将实施例1的平均的横向加速度设为100的指数来表示测试结果，数值越大越好。

表1中示出了测试结果。

【表1】

根据测试结果能够确认：实施例的轮胎既能维持排水性能，又能减少夹石。另外，在0°～10°的范围内使沟底侧陡倾斜片的角度α1以2°的单位变化而进行了测试，其结果与此次的测试结果相同。另外，还将上述角度α1设为-1°、11°而进行了测试，其结果不良。