本发明涉及提高了干地性能、湿地性能和耐偏磨损性的充气轮胎。
背景技术：
以往，提出了既能够进行公路上的正常行驶又重视了环形赛道等上的运动行驶的高性能充气轮胎(例如，参照下述专利文献1)。这样的充气轮胎既要求运动行驶时较高的干地性能，又要求正常行驶时的湿地性能。并且，由于所述充气轮胎在运动行驶时在外侧胎面部上作用有较大的载荷，所以还特别要求外侧胎面部的耐偏磨损性。
专利文献1：日本特开2004-338628号公报
技术实现要素：
本发明是鉴于以上那样的问题点而完成的，其主要目的在于，以在外侧胎面部设置沟槽为基本，提供提高了干地性能、湿地性能和耐偏磨损性的充气轮胎。
本发明是一种充气轮胎，其中，该充气轮胎具有胎面部，在该胎面部中，通过指定向车辆安装的方向而确定了外侧胎面端和内侧胎面端，所述胎面部包含：内侧胎面部，其位于轮胎赤道与所述内侧胎面端之间；以及外侧胎面部，其位于轮胎赤道与所述外侧胎面端之间，在所述内侧胎面部上设置有：第1主槽，其在所述内侧胎面端侧沿轮胎周向连续延伸；以及第2主槽，其在轮胎赤道侧沿轮胎周向连续延伸，在所述外侧胎面部上设置有不与其他的槽连通的多个沟槽，所述沟槽包含深度为5mm以上的多个深底沟槽，所述深底沟槽在胎面踏面上的开口面积的总和是将所述外侧胎面部的全部的槽和沟槽填平而得到的外侧胎面表面积的5％以下。
在本发明的充气轮胎中，优选所述沟槽包含深度小于5mm的多个浅底沟槽，所述浅底沟槽在所述胎面踏面上的开口面积的总和为所述外侧胎面表面积的3％～10％。
在本发明的充气轮胎中，优选在所述外侧胎面部上除了所述沟槽以外未设置槽。
在本发明的充气轮胎中，优选各所述沟槽的轮胎轴向的长度为所述外侧胎面部的轮胎轴向的宽度的5％～30％。
在本发明的充气轮胎中，优选各所述沟槽的所述轮胎周向的长度为所述轮胎轴向的长度的30％～70％。
在本发明的充气轮胎中，优选各所述沟槽在胎面踏面上的开口轮廓由不包含直线部分的圆弧形成。
在本发明的充气轮胎中，优选所述开口轮廓是所述开口轮廓的重心位于比所述沟槽的轮胎轴向中心靠轮胎轴向外侧的位置的卵型形状。
在本发明的充气轮胎中，优选所述第1主槽在与轮胎赤道隔开所述内侧胎面部的宽度的0.40倍～0.70倍的轮胎轴向距离的位置处具有槽中心线。
在本发明的充气轮胎中，优选所述第2主槽在与轮胎赤道隔开所述内侧胎面部的宽度的0.05倍～0.20倍的轮胎轴向距离的位置处具有槽中心线。
在本发明的充气轮胎中，优选所述第1主槽和所述第2主槽中的至少一方具有如下的一对槽壁：该槽壁以相对于胎面法线10°以下的角度朝槽宽变大的方向向轮胎半径方向外侧延伸，在所述槽壁中的位于所述内侧胎面端侧的第1槽壁的胎面踏面侧还设置有倒角斜面，该倒角斜面以相对于所述胎面法线30°～80°的角度向所述槽宽变大的方向延伸。
在本发明的充气轮胎中，优选在所述内侧胎面部上设置有第1横槽，该第1横槽的一端与所述内侧胎面端连通，且另一端不与所述第1主槽连通。
在本发明的充气轮胎中，优选在所述胎面部上设置有第2横槽，该第2横槽从所述第2主槽朝向所述外侧胎面端延伸，且不与所述外侧胎面端连通而终止。
在本发明的充气轮胎的内侧胎面部上设置有：第1主槽，其在内侧胎面端侧沿轮胎周向连续延伸；第2主槽，其在轮胎赤道侧沿轮胎周向连续延伸。第1主槽和第2主槽能够在湿地行驶时将内侧胎面部与路面之间的水有效地排出，防止滑水现象。
在外侧胎面部上设置有不与其他的槽连通的多个沟槽。设置有沟槽的外侧胎面部因轮胎行驶时的变形而较快地发热，进而能够在环形赛道等上发挥出较高的抓地力。并且，由于沟槽不与其他的槽连通，所以能够防止外侧胎面部的刚性过度降低。这有助于外侧胎面部的耐偏磨损性的提高。
沟槽包含深度为5mm以上的多个深底沟槽。这样的深底沟槽在进行公路上的湿地行驶时能够期待排水效果。另一方面，深底沟槽在胎面踏面上的开口面积的总和是将外侧胎面部的全部的槽和沟槽填平而得到的外侧胎面表面积的5％以下。由此，防止外侧胎面部的刚性过度降低，进而进一步提高环形赛道行驶时的外侧胎面部的耐偏磨损性。
如以上那样，本发明的充气轮胎能够均衡地提高干地性能、湿地性能和耐偏磨损性。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的充气轮胎的胎面部的展开图。
图2是图1的内侧胎面部的放大图。
图3是沿图2的a-a线的剖视图。
图4是图1的外侧胎面部的放大图。
图5是图4的沟槽的放大图。
图6的(a)是沿图4的b-b线的剖视图，(b)是沿图4的c-c线的剖视图。
图7是本发明的其他实施方式的充气轮胎的胎面部的展开图。
图8是本发明的其他实施方式的充气轮胎的胎面部的展开图。
图9的(a)是沿图8的d-d线的剖视图，(b)是沿图8的e-e线的剖视图。
图10是比较例1的充气轮胎的胎面部的展开图。
2：胎面部；5：内侧胎面部；6：外侧胎面部；11：第1主槽；12：第2主槽；15：沟槽；16：深底沟槽；c：轮胎赤道；te1：内侧胎面端；te2：外侧胎面端。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的一个实施方式进行说明。
图1是本实施方式的充气轮胎(以下，有时简称为“轮胎”。)1的胎面部2的展开图。本实施方式的充气轮胎1例如作为乘用车用轮胎来使用，特别优选作为既能够进行公路上的正常行驶又重视了环形赛道等上的运动行驶的高性能充气轮胎来使用。
如图1所示，胎面部2具有指定了向车辆安装的方向的胎面图案。向车辆安装的方向例如在胎侧部(省略了图示)等上以文字或记号来表示。在图1中，在轮胎1安装在车辆上的情况下，右侧与车辆内侧对应，左侧与车辆外侧对应。
通过指定向车辆安装的方向，胎面部2具有：内侧胎面端te1，其在安装于车辆时位于车辆内侧；以及外侧胎面端te2，其在安装于车辆时位于车辆外侧。
各胎面端te1、te2是对正规状态下的轮胎1施加正规载荷而以外倾角0°与平面接触时的最靠轮胎轴向外侧的接地位置，其中，该正规状态是指轮胎被安装在正规轮辋(未图示)上且填充有正规内压而且无负荷的状态。
“正规轮辋”是在包含轮胎所依据的规格的规格体系中按照轮胎来确定该规格的轮辋，例如，如果是jatma，则为“标准轮辋”，如果是tra，则为“designrim”，如果是etrto，则为“measuringrim”。
“正规内压”是在包含有轮胎所依据的规格的规格体系中按照轮胎来确定各规格的空气压，如果是jatma，则为“最高空气压”，如果是tra，则为表“tireloadlimitsatvariouscoldinflationpressures”所记载的最大值，如果是etrto，则为“inflationpressure”。
“正规载荷”是在包含轮胎所依据的规格的规格体系中按照轮胎来确定各规格的载荷，如果是jatma，则为“最大负荷能力”，如果是tra，则为表“tireloadlimitsatvariouscoldinflationpressures”所记载的最大值，如果是etrto，则为“loadcapacity”。
胎面部2包含：内侧胎面部5，其位于轮胎赤道c与内侧胎面端te1之间；以及外侧胎面部6，其位于轮胎赤道c与外侧胎面端te2之间。
在图2中示出了图1的内侧胎面部5的放大图。如图2所示，在内侧胎面部5上设置有：第1主槽11，其在内侧胎面端te1侧沿轮胎周向连续延伸；以及第2主槽12，其在轮胎赤道c侧沿轮胎周向连续延伸。第1主槽11和第2主槽12能够在湿地行驶时将内侧胎面部5与路面之间的水有效地排出，防止高速行驶时的滑水现象。
主槽11、12例如沿着轮胎周向呈直线状延伸。并且，本实施方式的主槽11、12例如以恒定的槽宽延伸。但是，主槽11、12并不限定于这样的方式，也可以是呈锯齿状或波状延伸的方式，或槽宽一边增减一边延伸的方式。
第1主槽11例如在与轮胎赤道c隔开轮胎轴向距离l1的位置处具有槽中心线11c。所述轮胎轴向距离l1优选为内侧胎面部5的宽度w1的0.40倍以上，更优选为0.50倍以上，优选为0.70倍以下，更优选为0.60倍以下。由此，优化了第1主槽11的位置，均衡地确保轮胎赤道c附近的图案刚性和内侧胎面端te1附近的图案刚性。另外，内侧胎面部5的宽度w1表示所述正规状态下的从轮胎赤道c到内侧胎面端te1的轮胎轴向长度。槽中心线表示在俯视观察胎面时穿过一对槽缘间的中心位置的线。
第2主槽12例如在与轮胎赤道c隔开轮胎轴向距离l2的位置处具有槽中心线12c。所述轮胎轴向距离l2优选为内侧胎面部5的宽度w1的0.05倍以上，更优选为0.10倍以上，优选为0.20倍以下，更优选为0.15倍以下。这样的第2主槽12在湿地行驶时将轮胎赤道c附近的水膜有效地排出到轮胎外侧。
在图3中示出了第1主槽11和第2主槽12的a-a线剖视图。如图3所示，第1主槽11和第2主槽12分别具有一对槽壁20。各槽壁20从槽底部23以相对于胎面法线10°以下的角度θ1朝槽宽变大的方向向轮胎半径方向外侧延伸。
第1主槽11和第2主槽12中的至少一方在一对槽壁20中的位于内侧胎面端te1侧的第1槽壁21的胎面踏面侧设置有倒角斜面24，该倒角斜面24向槽宽进一步变大的方向延伸。在本实施方式中，在第1主槽11和第2主槽12的双方上设置有倒角斜面24。作为更优选的方式，第1主槽11和第2主槽12具有实质上相同的截面形状。由于倒角斜面24既维持了陆部的横向刚性，又使主槽的容积增加，所以均衡地提高了干地性能和湿地性能。并且，倒角斜面24也有助于抑制主槽的槽缘的偏磨损。
为了进一步提高上述的效果，倒角斜面24相对于胎面法线的角度θ2优选为30°以上，更优选为40°以上，优选为80°以下，更优选为70°以下。
为了确保环形赛道等上的干地性能和公路上的湿地性能，第1主槽11的槽深d1和第2主槽12的槽深d2例如优选为4.0mm～10.0mm，更优选为5.0mm～7.0mm。如图2所示，第1主槽11的槽宽w2和第2主槽12的槽宽w3例如优选为内侧胎面部5的宽度w1的0.10倍～0.15倍。
如图2所示，内侧胎面部5例如优选在第1主槽11与第2主槽12之间具有平面肋部25，在该平面肋部25上均未设置槽和刀槽。平面肋部25的踏面的轮胎轴向的宽度w4例如优选为内侧胎面部5的宽度w1的0.15倍～0.25倍。这样的平面肋部25具有较高的刚性，例如，有助于提高环形赛道行驶时的操纵稳定性。
作为更优选的方式，在本实施方式的内侧胎面部5上，除了设置有上述的主槽11、12之外，还设置有多个第1横槽13和多个第2横槽14，该多个第1横槽13设置在内侧胎面端te1侧，该多个第2横槽14设置在轮胎赤道c侧。
第1横槽13例如其一端与内侧胎面端te1连通，另一端不与第1主槽11连通。这样的第1横槽13能够提高湿地性能和内侧胎面端te1附近的耐偏磨损性。
第2横槽14例如从第2主槽12朝向轮胎赤道c侧延伸，一直延伸到外侧胎面部6。本实施方式的第2横槽14进一步朝向外侧胎面端te2(如图1所示)侧延伸，不与外侧胎面端te2连通而终止。这样的第2横槽14能够有效地提高轮胎赤道c附近的排水性。
作为更优选的方式，本实施方式的第2横槽14包含槽深为5mm以上的深底第2横槽14a和槽深小于5mm的浅底第2横槽14b。优选深底第2横槽14a和浅底第2横槽14b例如在轮胎周向上互相交替地设置。
本实施方式的第1横槽13和第2横槽14分别沿着轮胎轴向呈直线状延伸。并且，第1横槽13和第2横槽14分别以恒定的槽宽延伸。这样的第1横槽13和第2横槽14有助于提高内侧胎面部5的耐偏磨损性。
为了均衡地提高干地性能和湿地性能，第1横槽13的槽长l3和第2横槽14的槽长l4例如优选为内侧胎面部5的宽度w1的0.25倍～0.30倍。第1横槽13的槽宽w5和第2横槽14的槽宽w6例如优选为内侧胎面部5的宽度w1的0.05倍～0.10倍。
在图4中示出了外侧胎面部6的放大图。如图4所示，在外侧胎面部6上设置有不与其他的槽连通的多个沟槽15。设置有沟槽15的外侧胎面部6因轮胎行驶时的变形而较快地发热，进而能够在环形赛道等上发挥出较高的抓地力。并且，由于沟槽15不与其他的槽连通，所以能够防止外侧胎面部6的刚性过度降低。这有助于外侧胎面部6的耐偏磨损性的提高。
沟槽15包含深度为5mm以上的多个深底沟槽16。另外，在本说明书中，深底沟槽16是指最大深度构成为至少5mm以上的沟槽15。为了容易理解，在图4中深底沟槽16被着色。这样的深底沟槽16在进行公路上的湿地行驶时能够期待排水效果。本实施方式的深底沟槽16的最大深度例如优选为5.0mm～10.0mm，更优选为5.0mm～7.0mm。
深底沟槽16在胎面踏面上的开口面积的总和为外侧胎面表面积的5％以下。由此，防止外侧胎面部6的刚性过度降低，进而进一步提高环形赛道行驶时的外侧胎面部6的耐偏磨损性。另外，外侧胎面表面积是指将配置在外侧胎面部6的槽、刀槽和沟槽等凹陷部分全部填平而得到的外侧胎面部6的外表面的表面积。
为了兼顾湿地性能和耐偏磨损性，深底沟槽16的所述开口面积的总和优选为所述外侧胎面表面积的4.5％以下，更优选为4.0％以下，优选为1.0％以上，更优选为1.5％以上。
沟槽15还包含深度小于5mm的多个浅底沟槽17。另外，在本说明书中，浅底沟槽17是指最大深度构成为至少小于5mm的沟槽15。本实施方式的浅底沟槽17的最大深度例如为3.5mm～4.5mm。
浅底沟槽17在胎面踏面上的开口面积的总和优选为外侧胎面表面积的3％以上，更优选为5％以上，优选为10％以下，更优选为7％以下。由此，既确保了公路上的湿地性能，又获得了优异的干地性能。
作为更优选的方式，在包含外侧胎面端te2的外侧区域18中不设置深底沟槽16，仅设置浅底沟槽17。由此，能够将因沟槽15导致的外侧区域18的刚性降低抑制到最小限度，进而能够发挥出优异的干地性能和耐偏磨损性。在本实施方式中，仅设置有浅底沟槽17的外侧区域18具有宽度w8(用双点划线来表示边界36。)，该宽度w8是外侧胎面部6的宽度w7的至少35％以上。由于确保了外侧区域18的宽度w8，所以特别提高了环形赛道行驶时的转弯性能。
以下，对各沟槽15的更详细结构进行说明。在图5中示出了沟槽15的放大图。如图5所示，优选沟槽15在胎面踏面上的开口轮廓26例如由不包含直线部分的圆弧形成。这样的沟槽15能够防止其边缘的偏磨损。
优选本实施方式的沟槽15的开口轮廓26是其重心27位于比沟槽15的轮胎轴向的中心28靠轮胎轴向外侧的位置的卵型形状。即使在外侧胎面部6上作用有较大的载荷的情况下，这样的沟槽15也能够通过使其边缘柔软地变形进而抑制其偏磨损。但是，沟槽15的开口轮廓26并不限定于这样的方式，能够采用圆形、椭圆形、长圆形等各种形状。
各沟槽15的轮胎轴向的长度l5优选为外侧胎面部6的轮胎轴向的宽度w7(如图4所示)的5％以上，更优选为8％以上，优选为30％以下，更优选为15％以下。
各沟槽15的轮胎周向的长度l6优选为所述轮胎轴向的长度l5的30％以上，更优选为50％以上，优选为70％以下，更优选为65％以下。
这样的各沟槽15既通过维持外侧胎面部6的刚性来发挥优异的干地性能，又能够确保公路上的充分的湿地性能。
在图6的(a)中示出了图4的深底沟槽16的b-b线的剖视图。在图6的(b)中示出了浅底沟槽17的c-c线的剖视图。如图6的(a)和(b)所示，深底沟槽16和浅底沟槽17例如具有配置在轮胎赤道c侧(图6的(a)和(b)中的右侧。)的倾斜面30。倾斜面30的深度从沟槽的底部朝向轮胎赤道c侧而逐渐减小。
倾斜面30的轮胎轴向的长度l7例如构成了沟槽15的轮胎轴向的长度l5的50％～90％。这样的倾斜面30有助于抑制沟槽15的轮胎赤道c侧的边缘的偏磨损。
优选深底沟槽16的倾斜面30a相对于胎面法线的角度θ3比浅底沟槽17的倾斜面30b相对于胎面法线的角度θ4小。这样的深底沟槽16能够进一步发挥较高的排水性。具体来说，所述角度θ3例如优选为40°～60°。所述角度θ4例如优选为65°～75°。
在图7和图8中分别示出了本发明的其他实施方式的充气轮胎的胎面部2的展开图。在图7和图8中对与上述的实施方式相同的结构标注相同的标号。
在图7所示的实施方式中，在外侧胎面部6上除了上述的沟槽15以外不再设置有槽。此外，在该实施方式的内侧胎面部5上仅设置有第1主槽11和第2主槽12，未设置横槽。这样的实施方式的轮胎1的外侧胎面部6具有较高的刚性，能够在环形赛道等上发挥出更优异的干地性能。
在图8所示的实施方式中，在外侧胎面部6上设置有长圆形状的沟槽15。在本实施方式中，设置有沿着轮胎轴向延伸的沟槽15和相对于轮胎轴向倾斜地延伸的沟槽15。具体来说，在轮胎周向上设置有多个沟槽对33，该沟槽对33由沿着轮胎轴向延伸的两个沟槽15在轮胎轴向上排列而成。并且，在沿轮胎周向相邻的沟槽对33之间设置有倾斜地延伸的沟槽15。
在图9的(a)中示出了图8的深底沟槽16的d-d线的剖视图。在图9的(b)中示出了图8的浅底沟槽17的e-e线的剖视图。如图9的(a)和(b)所示，本实施方式的深底沟槽16包含：第1部分31，其设置在外侧胎面端te2侧，具有5mm以上的深度；以及第2部分32，其设置在轮胎赤道c侧且以小于5mm的恒定深度沿轮胎轴向延伸。并且，本实施方式的浅底沟槽17具有与深底沟槽16的第2部分32实质上相同的深度。
这样的深底沟槽16和浅底沟槽17能够将外侧胎面部6的刚性降低抑制到最小限度，发挥出更高的干地性能。
以上，对本发明的一个实施方式的充气轮胎进行详细地说明，但本发明并不限定于上述的具体的实施方式，能够变更成各种方式而进行实施。
【实施例】
根据表1的规格试制了具有图1、图7和图8的任意基本胎面图案的尺寸205/55r16的充气轮胎。作为比较例1，试制了图10所示的轮胎。作为比较例2，试制了具有图1的胎面图案且深底沟槽的开口面积的总和超过了外侧胎面表面积的5％的轮胎。比较例1和2的轮胎除了上述的不同点之外，具有与实施例的轮胎实质上相同的结构。对各测试轮胎的干地性能、湿地性能和耐偏磨损性进行了测试。
安装轮辋：16×7.0jj
轮胎内压：200kpa
<干地性能>
通过驾驶员的感官来评价当驾驶全部轮上安装有上述测试轮胎的排气量2000cc的fr车辆在沥青的环绕赛道上行驶时的干地性能。其结果是以比较例1为100的评分，数值越大，表示干地性能越优异。
<湿地性能>
使用内滚筒试验机来测定各测试轮胎以下述条件在水深5.0mm的鼓筒面上行驶时的滑水现象的产生速度。其结果是以比较例1为100的指数，数值越大，表示所述产生速度较高，湿地性能优异。
滑动角：1.0°
纵载荷：4.2kn
<耐偏磨损性>
在上述测试车辆行驶一定的距离之后，对轮胎赤道处的陆部的磨损量与外侧胎面端处的陆部的磨损量之差进行测定。其结果是以比较例1为100的指数，数值越小，表示轮胎赤道和外侧胎面端处的磨损量越均匀，耐偏磨损性优异。
在表1中示出了测试的结果。
【表1】
测试的结果是，能够确认：实施例的充气轮胎均衡地提高了干地性能、湿地性能和耐偏磨损性。