專利名稱：充氣輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充氣輪胎，更具體地涉及一種能夠改善轉(zhuǎn)彎性能的改進(jìn)的胎面部分。
背景技術(shù)：
一般而言，用于客車、運(yùn)動(dòng)型多用途車及跑車等的充氣輪胎設(shè)置有胎面溝槽，且有時(shí)在胎面部分中在兩個(gè)周向溝槽之間限定有直肋。例如，日本專利申請(qǐng)公開JP-A-8-164714號(hào)披露了一種充氣輪胎，其胎面部分上僅在輪胎赤道線的一側(cè)設(shè)置有兩道直的周向溝槽。因而，單個(gè)的直肋僅形成于輪胎赤道線的一側(cè)。日本專利申請(qǐng)公開JP-A-8-197912也披露了一種充氣輪胎，其胎面部分上僅在輪胎赤道線的一側(cè)設(shè)置有直肋。
當(dāng)輪胎赤道線一側(cè)具有直肋的充氣輪胎用于極高速的行駛條件下——例如場(chǎng)地賽中時(shí)，若轉(zhuǎn)彎期間直肋位于轉(zhuǎn)向外側(cè)，該肋承受來(lái)自路面的極大的側(cè)力，因而肋易于變形而朝向轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè)傾斜，這使得肋的觸地面積顯著地減小。從而，轉(zhuǎn)彎性能——例如轉(zhuǎn)彎牽引和抓地等性能惡化。此外，若位于直肋外側(cè)的胎面外側(cè)部由橫向排水溝槽分成小胎面構(gòu)件，該外側(cè)部會(huì)迅速磨損，并且輪胎的高速耐久性急劇下降。

發(fā)明內(nèi)容
從而，本發(fā)明的目的是提供一種充氣輪胎，其中具有非線性結(jié)構(gòu)的肋偏離于輪胎赤道線設(shè)置，以確保轉(zhuǎn)彎時(shí)肋具有足夠的觸地面積，從而轉(zhuǎn)彎性能——例如轉(zhuǎn)彎牽引性能可得以改善。
根據(jù)本發(fā)明，一種充氣輪胎包括設(shè)置有非線性肋的胎面部分，該肋具有一波幅，其中所述波幅沿輪胎軸向具有一個(gè)中心，
在輪胎常規(guī)加載情形下，當(dāng)輪胎外傾角為0度時(shí)，胎面部分具有外側(cè)胎面邊緣和內(nèi)側(cè)胎面邊緣，在上述的常規(guī)加載情形下，當(dāng)給予輪胎4度的外傾角而朝所述外側(cè)胎面邊緣方向傾斜時(shí)，輪胎的車輪痕形狀在軸向位置處MC具有最大周向長(zhǎng)度，該軸向位置MC朝所述外側(cè)胎面邊緣方向偏離于輪胎赤道線，上述非線性肋朝所述外側(cè)胎面邊緣方向偏離于輪胎赤道線定位，使得所述軸向位置MC位于所述非線性肋的波幅范圍內(nèi)，并且位于外側(cè)胎面邊緣側(cè)的非線性肋的其中一個(gè)邊緣被斜切。
優(yōu)選地，所述非線性肋的波幅的中心位于所述軸向位置MC的附近區(qū)域。


現(xiàn)在將結(jié)合附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的充氣輪胎的胎面部分的展開圖，示出了胎面部分。
圖2示出了為此的胎面輪廓。
圖3示出了轉(zhuǎn)彎時(shí)輪胎的車輪痕的例子。
圖4是圖1中X部分的放大視圖。
圖5是圖1中Y部分的放大視圖。
圖6是沿著圖4中A-A線的截面圖。
圖7是沿著圖4中C1-C1線的截面圖。
圖8是沿著圖4中C2-C2線的截面圖。
圖9是沿著圖4中D-D線的截面圖。
圖10是說(shuō)明一種用于評(píng)估轉(zhuǎn)彎時(shí)車輪痕的實(shí)際上的轉(zhuǎn)彎情形的示意圖。
具體實(shí)施例方式
一種充氣輪胎包括胎面部分，該胎面部分帶有胎面邊緣；一對(duì)軸向間隔的胎圈部分；和一對(duì)在該胎面邊緣(Eo和Ei)和胎圈部分之間延伸的胎側(cè)部分，從而該輪胎具有超環(huán)面的形狀。
根據(jù)本發(fā)明的充氣輪胎1在胎面部分2中設(shè)置有限定形成胎面花紋的胎面溝槽，該胎面部分2還設(shè)置有圓肩式輪廓T1。圖1和圖2中示出了胎面花紋的例子和胎面輪廓T1的例子。
根據(jù)本發(fā)明的胎面花紋相對(duì)于輪胎赤道線C是非對(duì)稱的，并且胎側(cè)部相對(duì)于車輛的位置是固定的。換言之，輪胎必須安裝在輪輞上使得胎面邊緣Eo(此后稱為“外側(cè)胎面邊緣Eo”)在車輛外側(cè)，相應(yīng)地，另一胎面邊緣Ei(此后稱為“內(nèi)側(cè)胎面邊緣Ei”)在車輛內(nèi)側(cè)。從而，輪胎可在其胎側(cè)部分的表面上設(shè)置有例如表示車輛外側(cè)或是內(nèi)側(cè)的標(biāo)記。
定義*內(nèi)側(cè)和外側(cè)內(nèi)側(cè)胎面邊緣Ei是指兩個(gè)胎面邊緣中要朝向車體中心定位的其中一個(gè)邊緣。外側(cè)胎面邊緣Eo是另一個(gè)要遠(yuǎn)離車體中心定位的邊緣。由此，在本說(shuō)明書中，使用表達(dá)“軸向外側(cè)(或簡(jiǎn)稱為外側(cè))”和“軸向內(nèi)側(cè)(或簡(jiǎn)稱為內(nèi)側(cè))”分別表示相對(duì)于輪胎軸向方向的朝外側(cè)胎面邊緣Eo和內(nèi)側(cè)胎面邊緣Ei方向的相對(duì)位置。
*胎面邊緣Ei和Eo常規(guī)加載情形下，當(dāng)輪胎外傾角為零時(shí)出現(xiàn)的觸地區(qū)域的軸向最外側(cè)的邊緣。
*胎面寬度TW常規(guī)充氣且未加載情形下，在如上確定的胎面邊緣Ei和Eo之間測(cè)量的軸向距離作為該寬度。
*實(shí)際上的轉(zhuǎn)彎條件如圖10所示，以4度的外傾角(α)傾斜的輪胎的常規(guī)加載情形。
*常規(guī)充氣未加載情形輪胎安裝在標(biāo)準(zhǔn)輪輞上并充氣到標(biāo)準(zhǔn)壓力但未施加輪胎負(fù)載的情形。
*常規(guī)加載情形輪胎安裝在標(biāo)準(zhǔn)輪輞上并充氣到標(biāo)準(zhǔn)壓力且施加有標(biāo)準(zhǔn)輪胎負(fù)載的情形。
*標(biāo)準(zhǔn)輪輞通常由標(biāo)準(zhǔn)組織官方許可的輪胎要與之一起使用的輪輞，所述標(biāo)準(zhǔn)官方組織即JATMA(日本和亞洲)、T&RA(北美)、ETRTO(歐洲)、STRO(斯堪的納維亞)等。例如，標(biāo)準(zhǔn)輪輞是JATMA中規(guī)定的“標(biāo)準(zhǔn)輪輞(standard rim)”、ETRTO中的“測(cè)量輪輞(measuring rim)”、TRA中的“設(shè)計(jì)輪輞(design rim)”等。
*標(biāo)準(zhǔn)壓力和輪胎負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)壓力和標(biāo)準(zhǔn)輪胎負(fù)載是由同一組織在空氣壓力/最大負(fù)載表或類似表中規(guī)定的用于輪胎的最大空氣壓力和最大輪胎負(fù)載。例如，標(biāo)準(zhǔn)壓力是JATMA中規(guī)定的“最大空氣壓力(maximum air pressure)”、ETRTO中的“充氣壓力(inflation pressure)”、TRA中的“在不同冷充氣壓力下的輪胎負(fù)載限制(Tire Load Limits at Various Cold Inflation Pressures)”表中給定的最大壓力等。標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載是JATMA中規(guī)定的“最大負(fù)載能力(maximum load capacity)”、ETRTO中的“負(fù)載能力(load capacity)”、TRA中在上述表中給定的最大值等。然而，在客車輪胎的情形下，標(biāo)準(zhǔn)壓力和標(biāo)準(zhǔn)輪胎負(fù)載分別統(tǒng)一規(guī)定為180kPa和最大輪胎負(fù)載的88％。
*胎面構(gòu)件胎面部分2的一個(gè)獨(dú)立部分，其頂面用于接觸路面。
*肋胎面構(gòu)件沿輪胎周向基本連續(xù)。表述“基本連續(xù)”是指沒(méi)有寬度超過(guò)1mm且延伸穿過(guò)整個(gè)肋寬度的溝槽?？稍O(shè)置寬度小于1mm的細(xì)縫以及終止于該肋中的切口。
*非線性溝槽這是指Z字形溝槽或波浪形溝槽，即，具有一系列急轉(zhuǎn)彎或一系列曲線的溝槽。
本發(fā)明適合在客車、特別是跑車的子午線輪胎上使用。
圖1中所示的例子是適用于跑車的低高寬比的胎面花紋。
根據(jù)本發(fā)明，胎面部分2設(shè)置有兩個(gè)周向溝槽3i和3o，從而在二者之間限定形成肋4。在此實(shí)施方式中，如圖1所示，在軸向內(nèi)側(cè)周向溝槽3i的軸向內(nèi)側(cè)設(shè)置有另一個(gè)周向溝槽3h。此外，胎面部分2設(shè)置有從周向溝槽3延伸的橫向溝槽。所有周向溝槽3o、3i和3h為非線性溝槽。因此，限定在軸向外側(cè)非線性溝槽3o和內(nèi)側(cè)非線性溝槽3i之間的肋4是具有波幅(a)的非線性肋。
肋4具有用以接觸路面的頂面4T、位于外側(cè)胎面邊緣(Eo)側(cè)的側(cè)壁4So和位于內(nèi)側(cè)胎面邊緣(Ei)側(cè)的側(cè)壁4Si。波幅(a)是沿輪胎軸向測(cè)得的峰-峰幅度，更具體來(lái)說(shuō)，是在位于外側(cè)胎面邊緣(Eo)側(cè)的最末端4o(Z字形峰點(diǎn)或頂點(diǎn))和位于內(nèi)側(cè)胎面邊緣(Ei)側(cè)的最末端4i(Z字形峰點(diǎn)或頂點(diǎn))之間于肋的頂部處所測(cè)得的軸向距離。垂直于肋的中心線測(cè)得的肋4的寬度RW優(yōu)選地設(shè)定在不小于胎面寬度TW的8％、更優(yōu)選地大于其9％，但是不大于其13％、更優(yōu)選地小于其11％的范圍內(nèi)。自然地，波幅(a)大于寬度RW，并且優(yōu)選地設(shè)定在不小于胎面寬度TW的12％、更優(yōu)選地大于其14％，但是不大于其20％、更優(yōu)選地小于其18％的范圍內(nèi)。因此，肋4的橫向剛性(剛度)增加，因而轉(zhuǎn)彎時(shí)的變形可有效地減小，并且轉(zhuǎn)彎時(shí)肋4的頂面可穩(wěn)定地接觸路面。此外，Z字形構(gòu)造分散了轉(zhuǎn)彎時(shí)的橫向力所引起的應(yīng)力，因而也可控制不均勻磨損的出現(xiàn)。
在此實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步增強(qiáng)橫向剛性，肋4未設(shè)置包括細(xì)縫、切口或縫隙等的任何溝槽。
根據(jù)本發(fā)明，肋4的軸向位置未居中于輪胎赤道線C。
在轉(zhuǎn)彎或轉(zhuǎn)向時(shí)，由于離心力，在轉(zhuǎn)向外側(cè)上的輪胎中，外側(cè)胎面邊緣Eo向下壓向路面壓，而在轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè)上的內(nèi)側(cè)胎面邊緣Ei抬起。因而，在輪胎赤道線C外側(cè)上的觸地面積增加，而在輪胎赤道線C內(nèi)側(cè)上的觸地面積減小。
圖3示出了轉(zhuǎn)彎時(shí)位于轉(zhuǎn)向外側(cè)的輪胎1的車輪痕FP的例子。因?yàn)榘谲囕喓壑械奶ッ婊y溝的相對(duì)位置是隨著周向位置而變化的，車輪痕FP在胎面花紋上隨周向位置而略有不同。但是，車輪痕FP的外形形狀或平均形狀在一特定軸向位置MC(此后，稱為“最大胎面長(zhǎng)度位置MC”)處具有最大周向長(zhǎng)度CML，其朝胎面外側(cè)邊緣Eo方向偏離于輪胎赤道線C，并且其外形形狀變成類似雞蛋形狀的橢圓。
若非線性肋4設(shè)置在最大胎面長(zhǎng)度位置MC處，可由該胎面花紋獲得最大轉(zhuǎn)彎牽引。從而，肋4設(shè)置成使得位置MC包括在肋4的上述波幅(a)的范圍內(nèi)。
優(yōu)選地，波幅(a)的中心(aC)到位置MC的軸向距離——即偏移量(r)設(shè)定在不大于波幅(a)的幅度的40％、更優(yōu)選地小于其30％、更加優(yōu)選地小于其10％的范圍內(nèi)。特別優(yōu)選地，中心(aC)與位置MC對(duì)正。
上述肋4的頂面4T是光滑的，并且頂面4T在輪胎子午線截面中是平的。
在此實(shí)施方式中，當(dāng)從如圖1所示的徑向外側(cè)觀察時(shí)，肋4的側(cè)壁4So和4Si彼此平行。換言之，側(cè)壁4So和4Si設(shè)置有相同的構(gòu)造，但其也可設(shè)置為不同的構(gòu)造。因而，在此例子中，沿著肋4的全長(zhǎng)，肋寬度RW是大致恒定的。
側(cè)壁4So和4Si的構(gòu)造均為Z字形或波浪形，節(jié)距長(zhǎng)度為Pa、波幅為Za。
由于側(cè)壁4So和4Si分別由外側(cè)非線性溝槽3o和內(nèi)側(cè)非線性溝槽3i所限定，節(jié)距長(zhǎng)度Pa和波幅Za在下文中結(jié)合非線性溝槽3o和3i描述。
外側(cè)主非線性溝槽3o和內(nèi)側(cè)主非線性溝槽3i均為Z字形或波浪形溝槽，其寬度方向的中心線上的Z字形節(jié)距長(zhǎng)度為Pa且Z字形波幅為Za(峰-峰)。
若周向節(jié)距長(zhǎng)度Pa過(guò)大并和/或波幅Za過(guò)小，將變得難以增強(qiáng)肋4的橫向剛性(剛度)，并且轉(zhuǎn)彎時(shí)的變形將趨于增加。若節(jié)距長(zhǎng)度Pa過(guò)小和/或波幅Za過(guò)大，則由于非線性溝槽3i和3o對(duì)水流的阻抗增強(qiáng)，濕地性能趨于降低，且此外，在端部4o和4i處易于出現(xiàn)不均勻磨損。因此，每個(gè)溝槽(或側(cè)壁)的節(jié)距數(shù)目?jī)?yōu)選地限制在不小于12、更優(yōu)選地不小于14，但不大于19、更優(yōu)選地不大于17的范圍內(nèi)。波幅Za設(shè)定在不小于胎面寬度TW的12％、優(yōu)選地大于其14％，但不大于其20％、優(yōu)選地小于其18％。的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，波幅Za與各個(gè)節(jié)距長(zhǎng)度Pa的比(Za/Pa)設(shè)定在不小于0.08、更優(yōu)選地不小于0.10，但不大于0.14、更優(yōu)選地不大于0.12的范圍內(nèi)。在客車輪胎尺寸的情形下，周向節(jié)距長(zhǎng)度Pa可設(shè)定在不小于90mm，但不大于160mm的范圍內(nèi)。
非線性周向溝槽3(3o、3i、3h)的主要功能是排出胎面部分與路面之間的水。然而，若溝槽寬度太寬，易于使得操作穩(wěn)定性惡化。若太窄，濕地性能惡化。因此，溝槽寬度GW優(yōu)選地設(shè)定在不大于胎面寬度TW的8％、更優(yōu)選地小于其7％，但不小于其4％、優(yōu)選地大于其5％的范圍內(nèi)。溝槽3o、3i和3h可具有相同的溝槽寬度GW。但是，為了增強(qiáng)胎面部分2的外側(cè)部分(該部分在轉(zhuǎn)彎時(shí)承受大的側(cè)力)的剛度，在滿足上述限制的范圍內(nèi)，外側(cè)溝槽3o與內(nèi)側(cè)溝槽3i相比可具有較窄的寬度。
另一方面，對(duì)于非線性周向溝槽3的深度GD，若其過(guò)深，在困難的高速行駛情形下，例如場(chǎng)地賽中，由于胎面橡膠中產(chǎn)生的熱量增加，胎面橡膠易于使得胎面熔化并且耐久性快速而急劇地降低。另一方面，若溝槽深度過(guò)小，則濕地性能下降。因此，非線性周向溝槽3的深度GD優(yōu)選地設(shè)定在不小于6mm、但不大于10mm、更優(yōu)選地不大于8mm的范圍內(nèi)。
為了便于上述車輪痕形狀的形成，除上述溝槽寬度限制外，胎面輪廓T1和非線性周向溝槽3o、3i的軸向位置如下限制。
外側(cè)主非線性溝槽3o配置為使得從外側(cè)胎面邊緣Eo到溝槽3o的Z字形中心線的中心(即波幅的中心)的軸向距離在胎面寬度TW的32～46％的范圍內(nèi)。
內(nèi)側(cè)主非線性溝槽3i配置為使得從外側(cè)胎面邊緣Eo到溝槽3i的Z字形中心線的中心(即波幅的中心)的軸向距離在胎面寬度TW的47～63％的范圍內(nèi)。
此外，內(nèi)側(cè)副非線性溝槽3h配置成使得從外側(cè)胎面邊緣Eo到溝槽3h的Z字形中心線的中心的軸向距離在胎面寬度TW的70～82％的范圍內(nèi)。
外側(cè)主非線性周向溝槽3o和內(nèi)側(cè)主非線性周向溝槽3i均由長(zhǎng)度大致相同的大致為直線的分段組成，并且拐角是圓滑的以防止不均勻磨損和從該處開始的裂縫。這里，大致相同的長(zhǎng)度是指允許該長(zhǎng)度由于所謂的“可變節(jié)距方法”而具小的變化，“可變節(jié)距方法”在現(xiàn)有技術(shù)中已知并且通常用于降低行駛時(shí)的輪胎噪音。
在此實(shí)施方式中，就Z字形節(jié)距長(zhǎng)度Pa和Z字形波幅Za而言，外側(cè)非線性溝槽3o和內(nèi)側(cè)主非線性溝槽3i大致相同。此外，就兩個(gè)溝槽3i和3o的周向方向的排列而言，二者的溝槽中心線的Z字形沿輪胎周向同相。內(nèi)側(cè)非線性溝槽3i和外側(cè)非線性溝槽3o均具有大致恒定的寬度。然而，該溝槽寬度可類似于副非線性溝槽3h而進(jìn)行變化。此外，溝槽3i和3o的Z字形的相位可以彼此沿輪胎周向方向略微偏移，例如，偏移小于節(jié)距長(zhǎng)度Pa的10％。而且，至少其中一個(gè)主非線性溝槽3i和3o可具有溝槽側(cè)壁5b，該溝槽側(cè)壁5b與限定肋4的Z字形溝槽的側(cè)壁構(gòu)造不同。
如圖5所示，內(nèi)側(cè)副非線性周向溝槽3h由交替的第一Z字形分段3ha和第二Z字形分段3hb組成，其中，第一Z字形分段3ha的周向分量大于軸向分量，而第二Z字形分段3hb的軸向分量大于周向分量。第一Z字形分段3ha的周向長(zhǎng)度處于不小于溝槽3h的Z字形節(jié)距的周向長(zhǎng)度Pb的80％、優(yōu)選地為其80～95％的范圍內(nèi)。與內(nèi)側(cè)非線性溝槽3i和外側(cè)非線性溝槽3o相比較，內(nèi)側(cè)副非線性溝槽3h形成有更小的Z字形波幅Zb和/或更大的周向節(jié)距長(zhǎng)度Pb。因此，溝槽3h與溝槽3i和3o相比更為線性，并且對(duì)水流的阻抗減小。在直線行駛中，肋4軸向內(nèi)側(cè)的胎面部分的剛度以及排水性能可以良好平衡的方式得以改善。
在此實(shí)施方式中，除了這三個(gè)Z字形溝槽3o、3i和3h，胎面部分2沒(méi)有設(shè)置其它的沿輪胎周向連續(xù)延伸的溝槽。
然而，在胎面部分2中設(shè)置有橫向溝槽。
在肋4的軸向外側(cè)，設(shè)置有主橫向溝槽9和副橫向溝槽15。
主橫向溝槽9從外側(cè)非線性溝槽3o朝軸向外側(cè)方向延伸而伸出外側(cè)胎面邊緣Eo之外。外側(cè)主橫向溝槽9的中心線相對(duì)于輪胎軸向以不大于40度、優(yōu)選地小于30度的傾斜角傾斜。若該傾斜角大于40度，由溝槽9分隔的部分的剛度減小，并且轉(zhuǎn)彎時(shí)的操縱穩(wěn)定性和抗不均勻磨損性能趨于惡化。在此實(shí)施方式中，該傾斜角在外側(cè)胎面邊緣Eo處幾乎為零度，并朝內(nèi)側(cè)方向逐漸增加，使得在與溝槽3o的連接處(i)該傾斜角小于15度，并且二者相交的角度大于90度，但小于160度。此外，如圖4所示，連接于分別位于連接處(i)和胎面邊緣Eo處的溝槽中心線的端部K1和K2之間的直線相對(duì)于輪胎軸向的傾斜角(δ)設(shè)定在0～40度的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地設(shè)定在0～30度的范圍內(nèi)。
為了提供充分的排水性能且不惡化操縱穩(wěn)定性，溝槽頂部處的溝槽寬度gw1設(shè)定為不小于胎面寬度TW的2％、優(yōu)選地大于其3％，但不大于其6％、優(yōu)選地小于其5％，并且溝槽深度gd1優(yōu)選地設(shè)定為不小于3mm，但不大于6mm。在此例子中，各個(gè)主橫向溝槽9均具有大致恒定的溝槽寬度gw1，但是各溝槽9的寬度gw1也可不同。如圖4所示，主橫向溝槽9從Z字形頂峰4o附近(i)開始，以減小對(duì)從周向溝槽3o到主橫向溝槽9的水流的阻抗。因而，主橫向溝槽9沿輪胎周向以與溝槽3o的Z字形節(jié)距Pa相同的周向節(jié)距而設(shè)置。此外，為了方便這樣的水流動(dòng)，主橫向溝槽9和周向溝槽3o的Z字形分段之間的拐角為圓滑的，其中所述周向溝槽3o的Z字形分段與主橫向溝槽9相對(duì)于輪胎周向沿相同方向傾斜(圖4中，朝右手邊傾斜)。
副橫向溝槽15從外側(cè)非線性溝槽3o朝外側(cè)胎面邊緣Eo延伸，但在外側(cè)胎面邊緣Eo之前終止。在任意兩個(gè)相鄰的主橫向溝槽9之間設(shè)置有至少一個(gè)副橫向溝槽15，以將外側(cè)主橫向溝槽9和9之間的各部分細(xì)分成大致相等的部分19。在此實(shí)施方式中，在任意兩個(gè)相鄰的主橫向溝槽9之間設(shè)置有兩個(gè)副橫向溝槽15。副橫向溝槽15大致平行于主橫向溝槽9，進(jìn)而副橫向溝槽15將外側(cè)主橫向溝槽9和9之間的各部分細(xì)分成大致相等的三個(gè)部分19。
在肋4的軸向內(nèi)側(cè)設(shè)置主橫向溝槽22、24、25和副橫向溝槽23，用以增強(qiáng)排水能力和散熱能力并且用以優(yōu)化該內(nèi)側(cè)部分的剛度。
主橫向溝槽22和24設(shè)置在副非線性周向溝槽3h和內(nèi)側(cè)胎面邊緣Ei之間。橫向溝槽23和25設(shè)置在非線性周向溝槽3h和3i之間。
主橫向溝槽22和24從非線性溝槽3h朝軸向內(nèi)側(cè)方向延伸而伸出內(nèi)側(cè)胎面邊緣Ei之外。
在此例子中，橫向溝槽22起始于非線性溝槽3h的第二Z字形分段3hb的軸向內(nèi)端，兩個(gè)橫向溝槽24分別從各第一Z字形分段3ha延伸。
主橫向溝槽25從非線性溝槽3h延伸到非線性溝槽3i，使得從每個(gè)第一Z字形分段3ha延伸一個(gè)溝槽。第二橫向溝槽23朝軸向外側(cè)方向延伸并在內(nèi)側(cè)主非線性溝槽3i之前終止，其中，一個(gè)溝槽起始于各第一Z字形分段3ha，而另一個(gè)溝槽起始于各第二Z字形分段3hb的軸向外端。
因而，位于內(nèi)側(cè)主非線性溝槽3i和內(nèi)側(cè)副非線性溝槽3h之間的部分由橫向溝槽25周向地分成多個(gè)塊20，并且位于內(nèi)側(cè)副非線性溝槽3h和內(nèi)側(cè)胎面邊緣Ei之間的部分由橫向溝槽22和24周向地分成多個(gè)塊21。
通過(guò)設(shè)置如上所述的胎面溝槽，位于輪胎赤道線C的外側(cè)胎面邊緣Eo側(cè)的一半胎面的著陸比(land ratio)(外側(cè)著陸比)優(yōu)選地設(shè)定為大于位于輪胎赤道線C的內(nèi)胎面邊緣Ei側(cè)的另一半胎面的著陸比(內(nèi)側(cè)著陸比)。這里，著陸比是指著陸面積與包含著陸面積(land area)和凹入面積(sea area)(溝槽面積)的整個(gè)面積的比值。
優(yōu)選地，整個(gè)胎面部分的著陸比(總體著陸比)設(shè)定為70～75％，而外側(cè)著陸比設(shè)定為總體著陸比的51～55％。
圖2中示出了輪胎在常規(guī)充氣未加載情形下的胎面輪廓TL。該胎面輪廓TL包括一對(duì)肩部，其包括胎面邊緣Ei和Eo且具有較小的曲率半徑Rs；和中部，其位于兩個(gè)肩部之間且具有單一曲率半徑Rp或比曲率半徑Rs大三倍或更多倍的多重曲率半徑。優(yōu)選地，半徑Rs設(shè)定在20～35mm的范圍內(nèi)。確定中部的曲率半徑Rp，使其滿足下述胎面拱度D的情形并且使得所述中部平滑地匯合到所述肩部。
胎面拱度D是在常規(guī)充氣未加載情形下測(cè)得的輪胎赤道線C和胎面邊緣Eo(Ei)之間的徑向距離，該胎面拱度D設(shè)定為胎面寬度TW的0.04～0.06倍。這樣的胎面拱度D相當(dāng)大，從而半徑Rp相當(dāng)小。因而，當(dāng)直線行駛和轉(zhuǎn)彎時(shí)，最大周向長(zhǎng)度CML變得較大，并且直線行駛時(shí)與轉(zhuǎn)彎時(shí)的長(zhǎng)度CML之間的差別變得較小。從而，可便于通過(guò)非線性肋4改善牽引，并且可減小從直線行駛到轉(zhuǎn)彎時(shí)或從轉(zhuǎn)彎到直行的可操縱性的急劇變化而改善操縱穩(wěn)定性。
根據(jù)本發(fā)明，肋4的軸向外側(cè)邊緣被斜切。從而，如圖6所示，肋4的側(cè)壁4So——即外側(cè)非線性溝槽3o的軸向內(nèi)側(cè)壁5a包括徑向最外側(cè)斜切部7和徑向內(nèi)部的主部6。在垂直于縱向方向的橫截面內(nèi)，斜切部7相對(duì)于胎面表面的法向以一個(gè)約為65～85度的較大角(θ1)傾斜，使得溝槽寬度朝溝槽底部5c的方向而減小。主部6也與斜切部7朝相同方向傾斜，但是是以一個(gè)約為5～35度的較小角(θ2)傾斜。從而，在斜切部7和主部6的連接處7a形成鈍角拐角。此外，在斜切部7和肋4頂面4T的連接處7b形成鈍角拐角。在此例子中，主部6和斜切部7是直的。但是，該主部6和斜切部7可彼此獨(dú)立地呈弧狀彎曲。
沿輪胎軸向測(cè)得的斜切部7的寬度MW設(shè)定為不小于胎面寬度TW的1％，但不大于其4％，優(yōu)選地不大于其2％。寬度MW的數(shù)值約為4～8mm。斜切部7距離胎面表面的深度(d)優(yōu)選地設(shè)定為外側(cè)非線性溝槽3o的溝槽深度GD的5～25％。
另一方面，肋4的軸向內(nèi)側(cè)邊緣可如上所述地以與軸向外側(cè)邊緣相同的方式斜切，但在此實(shí)施方式中，其未斜切。因此，如圖6所示，肋4的側(cè)壁4Si——即內(nèi)側(cè)主非線性溝槽3i的軸向外側(cè)壁5a包括一個(gè)以約5～35度的較小角度(θ2)傾斜的單個(gè)部分6。側(cè)壁4Si在此例中是直的。
當(dāng)肋4的軸向內(nèi)側(cè)邊緣被斜切時(shí)，優(yōu)選地，其斜切部7的寬度MW和深度(d)小于軸向外側(cè)邊緣的斜切部7的寬度和深度。
外側(cè)主非線性溝槽3o的另一個(gè)側(cè)壁5b和內(nèi)側(cè)主非線性溝槽3i的另一個(gè)側(cè)壁5b以約5～35度的小角度(θ2)朝使得溝槽寬度增加的方向傾斜。這些側(cè)壁5b也是直的。
在此實(shí)施方式中，類似的斜切部13也設(shè)置在延伸到外側(cè)胎面邊緣Eo的外側(cè)主橫向溝槽9上?？裳刂鴾喜?的整個(gè)長(zhǎng)度形成斜切部13，但是在此例中，斜切部13只形成于外側(cè)胎面邊緣Eo的附近區(qū)域。
圖7和8示出了外側(cè)主橫向溝槽9的這樣的斜切部的截面圖。如圖7和8所示，橫向溝槽9的各側(cè)壁10均設(shè)置有斜切部13。斜切部13從壁10的徑向最外端9e延伸到一定深度(d)。主部12從斜切部13深度(d)處的徑向內(nèi)端延伸到溝槽底部11。在垂直于溝槽中心線的橫截面內(nèi)，主部12相對(duì)于胎面表面的法向以一個(gè)約5～35度的小角度(θ2)傾斜，使得朝底部11方向溝槽寬度減小。斜切部13相對(duì)于胎面表面的法向以一個(gè)約65～85度的大傾斜角(θ1)向胎面表面傾斜，使得朝底部11方向溝槽寬度減小。
在此例子中，主部12和斜切部13是直的。但是主部12和斜切部13可彼此獨(dú)立地呈弧狀彎曲。
為了防止在斜切部13和主部12相交的拐角處應(yīng)力集中，兩個(gè)部分12和13的交角優(yōu)選地設(shè)定在135～150度的范圍內(nèi)。在此例子中，角度(θ1)和角度(θ2)的差值(θ1)-(θ2)優(yōu)選地設(shè)定為30～45度。
這樣的斜切部靠近外側(cè)胎面邊緣Eo形成于至少一個(gè)胎面肩部區(qū)域(f)內(nèi)。胎面肩部區(qū)域(f)定義為從外側(cè)胎面邊緣Eo朝輪胎赤道線C方向延伸一段軸向距離的區(qū)域，該軸向距離至少為胎面寬度TW的5％、優(yōu)選地至少為其10％，但優(yōu)選地不大于其20％，并且胎面肩部區(qū)域(f)也朝軸向外側(cè)延伸出外側(cè)胎面邊緣Eo并優(yōu)選地到達(dá)臨界的胎面邊緣。
此外，在此例中，斜切部13的寬度MW和深度(d)從其內(nèi)端到外端逐漸增加，使得溝槽容積逐漸增加，從而改善轉(zhuǎn)彎時(shí)的排水能力和濕地性能。胎面肩部區(qū)域(f)外的部分未設(shè)置斜切部13。
在靠近內(nèi)側(cè)胎面邊緣Ei的胎面肩部區(qū)域中，未在任何橫向溝槽上設(shè)置斜切部13。
若肋4的軸向外側(cè)邊緣未設(shè)置這樣的斜切部7，由于該邊緣在轉(zhuǎn)彎時(shí)承受大的應(yīng)力，進(jìn)而迅速地被切掉并且還易于在Z字形頂峰發(fā)生扯裂。因而，在運(yùn)動(dòng)型駕駛尤其是高速轉(zhuǎn)彎時(shí)，肋的耐久性將會(huì)急劇降低。同樣地，若主橫向溝槽9在胎面肩部區(qū)域(f)中未設(shè)置斜切部13，由于溝槽邊緣在轉(zhuǎn)彎時(shí)承受大的應(yīng)力，進(jìn)而迅速地被切掉并且還易于在胎面肩部處發(fā)生扯裂。
在此實(shí)施方式中，其中一些橫向溝槽設(shè)置有連接條(tie bar)TB。
連接條TB從溝槽的相對(duì)兩側(cè)壁的其中一個(gè)延伸到另一側(cè)壁處或極為靠近另一側(cè)壁處，使得這些側(cè)壁通過(guò)該連接條而彼此支撐，以增強(qiáng)該胎面構(gòu)件附近區(qū)域的剛性或剛度。此后，從一個(gè)側(cè)壁延伸到另一個(gè)側(cè)壁的連接條稱為“全連接條TBf”，而從一個(gè)側(cè)壁延伸到非?？拷硪粋€(gè)側(cè)壁的連接條稱為“半連接條TBs”。在半連接條TBs中，連接條和側(cè)壁之間的縫隙小于1mm，優(yōu)選地約為0.5mm。
上述副橫向溝槽15均設(shè)置有全連接條TBf和半連接條TBs。全連接條TBf設(shè)置在溝槽15的軸向外端部分，而半連接條TBs設(shè)置在溝槽15的軸向內(nèi)端部分。
主橫向溝槽24和25在軸向外端部分均設(shè)置有全連接條TBf。
另外，上述半連接條TBs可由全連接條TBf代替。全連接條TBf可由半連接條TBs代替。
在此實(shí)施方式中，為了防止由于臨界運(yùn)動(dòng)行駛中加速步幅處的胎面橡膠磨損而造成的輪胎特性的急劇變化，與傳統(tǒng)的具有平頂面的連接條不同的是，連接條TB(TBf、TBs)具有如圖9所示的傾斜頂面，以隨著胎面橡膠磨損而逐漸增加觸地面積。
圖9示出了沿圖4的D-D線取的截面圖。如圖所示，連接條TB(TBf和TBs)的頂面分別朝相鄰的溝槽端部上升。這也適用于溝槽24和25中的連接條TB(TBf)，并且頂面朝外端方向上升。因此，如圖9所示，在外側(cè)副橫向溝槽15的情形下，由于連接條TB而在深度為gd2的中部18的兩側(cè)上形成軸向內(nèi)側(cè)深度減小部16和軸向外側(cè)深度減小部17。中部18的深度gd2和寬度gw2大致與外側(cè)主橫向溝槽9的深度gd1和寬度gw1相同。在深度減小部16和17中，從中部18到溝槽15的各個(gè)端部深度逐漸減小。
若深度減小部16和17過(guò)大并且由此中部18過(guò)小，則排水性能變得不足。因此，為了增強(qiáng)剛度，沿著溝槽中心線測(cè)得的其各自的長(zhǎng)度Li和Lo優(yōu)選地設(shè)定為不大于溝槽15的總體長(zhǎng)度L的35％、更優(yōu)選地小于其30％，但不小于其17％、更優(yōu)選地大于其22％。
溝槽15中的半連接條TBs(軸向內(nèi)側(cè)深度減小部16)和溝槽24和25中的全連接條TBf(深度減小部)以半徑Rt凸起彎曲，使得在與周向溝槽3的連接處出現(xiàn)最大上升高度。另一方面，如圖9所示，溝槽15中的全連接條TBf(軸向外側(cè)深度減小部17)的輪廓是直的或略微凹陷彎曲，以保持充分的排水性能，盡管其可為略微凸起曲線。
除了設(shè)置連接條TBs外，外側(cè)副橫向溝槽15的軸向內(nèi)端部設(shè)置有一個(gè)深度減小部以進(jìn)一步增強(qiáng)部分19的軸向內(nèi)邊緣部分的剛度或剛性，以提供改善的牽引。
如上所述，位于外側(cè)非線性溝槽3o和外側(cè)胎面邊緣Eo之間的外側(cè)部分由主橫向溝槽9分成多個(gè)周向分開的塊。但是，副橫向溝槽15未完全延伸過(guò)所述塊，此外，連接條TB如上所述地形成。因而，位于主橫向溝槽9之間的每個(gè)塊都用于作為大的剛性塊。從而，例如轉(zhuǎn)彎抓地性和牽引等轉(zhuǎn)彎性能可有效地得以改善，而同時(shí)保持良好的排水性能。
對(duì)比測(cè)試制造用于客車的尺寸為225/45R17的輪胎(輪輞尺寸7.5JJ-17)并如下地測(cè)試排水性能、轉(zhuǎn)彎性能和抗磨損性能。輪胎具有類似于如圖1所示的輪胎花紋。其規(guī)格如表1所示。
*排水性能所有四個(gè)輪子上都設(shè)置有測(cè)試輪胎(胎壓220kPa)的日本2000cc的4WD型客車沿著100m半徑的圓在設(shè)置有10mm深、20m長(zhǎng)的水池的潮濕瀝青路上行駛，并改變行駛速度，在前輪測(cè)量橫向加速度(橫向G)，計(jì)算50～80km/h的平均值。結(jié)果以例1的為100的指數(shù)表示在表1中，其中指數(shù)值越大，排水性能越好。
*轉(zhuǎn)彎性能測(cè)試上述測(cè)試車在由一系列不同半徑的曲線構(gòu)成的操縱測(cè)試道路和環(huán)行測(cè)試道路上行駛，測(cè)試駕駛員評(píng)估轉(zhuǎn)彎性能，例如轉(zhuǎn)彎抓地性能和急轉(zhuǎn)彎可操縱性等。結(jié)果以例1輪胎的為100的指數(shù)表示在表1中，其中指數(shù)值越大，轉(zhuǎn)彎性能越好。
*抗磨損性能測(cè)試測(cè)試車以急轉(zhuǎn)彎速度行駛在測(cè)試環(huán)行道路上，行駛30km的距離后，直觀地檢測(cè)肋的諸如裂開和不均勻磨損等的破壞。測(cè)試值如表1所示。
從測(cè)試結(jié)果，可證實(shí)排水性能、轉(zhuǎn)彎性能和抗磨損性能以良好平衡的方式得以改善。
表1

*)波幅中心與位置MC之間的軸向距離*)位置MC與輪胎赤道線C之間的距離(r)
權(quán)利要求
1.一種充氣輪胎，其包括設(shè)置有非線性肋的胎面部分，該肋具有一波幅，該波幅在輪胎軸向方向上具有一中心，其中在輪胎常規(guī)加載情形下，當(dāng)輪胎外傾角為0度時(shí)，胎面部分具有外側(cè)胎面邊緣Eo和內(nèi)側(cè)胎面邊緣Ei，在所述的常規(guī)加載情形下，當(dāng)給予輪胎一個(gè)4度的外傾角而朝所述外側(cè)胎面邊緣Eo方向傾斜時(shí)，輪胎的車輪痕形狀在一軸向位置MC具有最大周向長(zhǎng)度，該軸向位置MC朝所述外側(cè)胎面邊緣Eo方向偏離于輪胎赤道線，所述非線性肋朝所述外側(cè)胎面邊緣Eo方向偏離于輪胎赤道線設(shè)置，使得所述軸向位置MC位于所述非線性肋的波幅內(nèi)，并且位于所述外側(cè)胎面邊緣側(cè)的非線性肋的其中一個(gè)邊緣被斜切。
2.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述波幅的中心到所述軸向位置MC的軸向距離不大于該波幅的40％。
3.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述波幅的中心到所述軸向位置MC的軸向距離小于該波幅的5％。
4.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述胎面部分設(shè)置有一外側(cè)非線性周向溝槽，其設(shè)置在所述非線性肋的外側(cè)邊緣側(cè)上并鄰接該肋，和外側(cè)主橫向溝槽，其從所述外側(cè)非線性周向溝槽延伸到所述外側(cè)胎面邊緣Eo，以及每個(gè)所述外側(cè)主橫向溝槽的各個(gè)邊緣至少在所述外側(cè)胎面邊緣Eo附近被斜切。
5.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述胎面部分進(jìn)一步在所述外側(cè)主橫向溝槽之間設(shè)置有外側(cè)副橫向溝槽，這些外側(cè)副橫向溝槽從所述外側(cè)非線性周向溝槽朝向所述外側(cè)胎面邊緣Eo延伸，但在所述外側(cè)胎面邊緣Eo之前終止，以及所述外側(cè)副橫向溝槽中設(shè)置有連接條。
6.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述胎面部分進(jìn)一步設(shè)置有一內(nèi)側(cè)主非線性周向溝槽，和一內(nèi)側(cè)副非線性周向溝槽，其比所述內(nèi)側(cè)主非線性周向溝槽更為線性，所述內(nèi)側(cè)主非線性周向溝槽設(shè)置在所述非線性肋的內(nèi)側(cè)邊緣側(cè)并鄰接該肋，且所述內(nèi)側(cè)副非線性周向溝槽設(shè)置在所述內(nèi)側(cè)主非線性周向溝槽和所述內(nèi)側(cè)胎面邊緣Ei之間。
7.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中在輪胎常規(guī)充氣未加載情形下，在所述外側(cè)胎面邊緣處測(cè)得的胎面拱度D設(shè)置在所述外側(cè)和內(nèi)側(cè)胎面邊緣之間測(cè)得的胎面寬度TW的0.04～0.06倍的范圍內(nèi)。
全文摘要
一種充氣輪胎，包括設(shè)置有非線性肋的胎面部分，該肋具有一波幅，該波幅在輪胎軸向上具有一中心。在輪胎常規(guī)加載情形下，當(dāng)輪胎外傾角為0度時(shí)，胎面部分具有外側(cè)胎面邊緣和內(nèi)側(cè)胎面邊緣。在常規(guī)加載情形下，當(dāng)給予輪胎一個(gè)4度的外傾角而朝所述外側(cè)胎面邊緣方向傾斜時(shí)，輪胎的車輪痕形狀在一軸向外置MC具有最大周向長(zhǎng)度，該軸向位置MC朝外側(cè)胎面邊緣方向偏離于輪胎赤道線。該非線性肋朝外側(cè)胎面邊緣方向偏離于輪胎赤道線設(shè)置，使得所述軸向位置MC位于所述非線性肋的波幅范圍內(nèi)，并且位于外側(cè)胎面邊緣側(cè)的非線性肋的其中一個(gè)邊緣被斜切。
文檔編號(hào)B60C11/117GK1891500SQ200610079059
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2006年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者村田雄彥 申請(qǐng)人:住友橡膠工業(yè)株式會(huì)社