專利名稱:充氣輪胎和輪胎-車輪組件的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種可同時實現降低在輪胎旋轉過程中的噪聲、抗輪胎浮滑并且提高對不均勻磨損的抵抗能力的充氣輪胎和一種輪胎-車輪組件。
背景技術:
在JP-A-10-217719中披露了一種傳統的技術,其用于改善輪胎的濕地行駛性能,并控制不均勻磨損以及輪胎噪聲。
根據這種技術,當將輪胎胎面相對于輪胎赤道實際上分成指向車輛外側的外側區域以及指向車輛內側的內側區域時,在外側區域中設置沿著輪胎圓周方向線性延伸的一個縱向外側主花紋槽,并在內側區域中設置沿著輪胎圓周方向線性延伸的第一和第二縱向內側主花紋槽,這些縱向主花紋槽相對于輪胎赤道不對稱,在位于外側區域中的縱向主花紋槽以及外側區域的接地端之間的外側胎肩部分中按照給定的間隔設置相對于圓周方向以45-70°的角度傾斜的外側傾斜花紋槽,在位于內側區域的第二縱向內側主花紋槽以及接地端之間的內側胎肩部分中按照給定的間隔設置相對于圓周方向以60-80°的角度傾斜并且與外側傾斜花紋槽相對的內側傾斜花紋槽,并且在位于縱向外側主花紋槽以及第二縱向內側主花紋槽之間的胎冠部分中按照給定的間隔設置相對于圓周方向以20-45°的角度傾斜并且與外側傾斜花紋槽成同方向的中央傾斜花紋槽。因此,在一個縱向外側主花紋槽以及兩個縱向內側主花紋槽的作用下,提高了濕地行駛性能,并可以減少通過柱形諧振產生的噪聲,還可以控制處于安裝在車輛上的輪胎的外側區域處的過早磨損。
作為如在JP-A-2000-238510中披露的另一種傳統技術,有一種用于車輛的充氣輪胎,其中相對于胎面表面的圓周方向不對稱地形成胎面花紋,該花紋包括具有胎肩塊列的外側和內側區域,以及由屬于上述區域的周向花紋槽限定兩側的中央區域,橫向花紋槽從內部區域的胎肩塊列連續至中央區域,而且在胎面花紋中的中央區域的寬度是胎面寬度的25-35%,在最多從內側區域的胎肩塊列起延伸的橫向花紋槽之間的交錯橫向花紋槽在中央區域中連續,成為基本上穿過至少中央區域的花紋槽,并且這些花紋槽在中央區域的至少1/3長度上相對于赤道線按照至多30°的角度傾斜。在這種技術中,通過盡可能地使花紋的磨損均勻而改善排水性能,并對在轉動過程中的噪聲產生良好的影響。
但是,在這些輪胎中沒有對在水深超過潮濕道路表面的道路表面上的抗輪胎浮滑能力給予足夠的考慮。另外,由于它們在設計時沒有考慮在將輪胎安裝在車輛上時給輪胎施加外傾角,因此在安裝了這種輪胎的車輛的實際行駛過程中,不能很好的實現在輪胎轉動過程中的噪聲降低以及抗輪胎浮滑能力,而且還存在著在安裝在車輛上的輪胎的內側中產生不均勻磨損的問題。
發明內容
本發明旨在解決傳統技術中固有的上述問題,并提供一種充氣輪胎,其中在更高的水平上同時實現降低在輪胎轉動過程中的噪聲以及提高抗輪胎浮滑的能力,并還有效地改善了抵抗不均勻磨損的能力。
在非對稱胎面花紋的設計中,從前通常普遍地如此操作,即,通過強調輪胎在干燥道路表面上的行駛性能而使位于安裝在車輛上的輪胎的軸向外部中的負比率較小,而為了確保濕地行駛能力使位于安裝在車輛上的輪胎的軸向內側部分中的負比率較大。
但是,在具有這種構造的胎面花紋的輪胎中,當對所使用的輪胎特別施加負外傾時,存在著這樣的問題,即,在軸向內側部分中的胎面磨損變得很劇烈,并且在接近直線行駛狀態的狀態下,操控穩定性降低,還不能改善抗輪胎浮滑能力。
考慮到其中的胎面磨損,在施加負外傾的過程中,在軸向內側處的胎肩部分的接地長度比在軸向外側處的胎肩部分的接地長度長,從而如果對輪胎施加微小的側偏角例如前束角等,則內側胎肩部分相對側滑需承受過大的橫向作用力。而且,在施加負外傾過程中,在軸向內側處的縱向下沉量比在軸向外側處的縱向下沉量相比變大,而且這種大的縱向下沉量使輪胎的旋轉半徑減小。為此,胎面的接地面的小直徑側部通過由其大直徑側部牽引而相對承受沿制動方向的作用力。這會導致胎面在軸向內側過早磨損,或者胎面的不均勻磨損。
在這種情況下,在靠近接地端的區域中,所承受的力通常變大,在該區域中容易產生不均勻磨損的核心,并且由此產生的不均勻磨損逐漸地朝著輪胎赤道線一側發展。
另一方面,為了改善在接近直線行駛狀態的行駛狀態(例如在高速公路等上行駛)中的操控穩定性,有效地提供一種胎面花紋,從而使沿著胎面橫向的剛度在以下各區域中都大,即在充有內壓的情況下尤其增加帶束層張力的胎面中央部分、以及尤其延長會受胎面花紋剛度的極大影響的接地長度的胎面部分。在使輪胎負外傾的情況下,具有最長接地長度的部分從胎面中央部分朝著軸向內側略微移動。在后者的情況下,優選形成沿著在胎面中央部分和最長的接地長度部分例如花紋條之間延伸的沿橫向具有高的剛度的胎面花紋。通過在花紋條的軸向內側或者兩側給花紋條設置周向主花紋槽,形成基本上指向胎面的圓周方向的排水流線,由此可以有效地排出道路表面上的水,從而有利地防止發生輪胎浮滑現象。
通過用可改善抗輪胎浮滑能力的有限元方法進行分析的結果是,很明顯,在具有長接地長度的一側中而不是在胎面中央部分中存在最存水的部分或者是具有低排水功能的部分,這是因為在施加負外傾的過程中,使最長的接地長度部分從胎面中央部分朝著軸向內側略微移動。因此,通過在這種部分中設置周向主花紋槽可以改善抗輪胎浮滑能力,從而提高排水性能。
而且,優選的是,在位于周向主花紋槽之外的兩個外部區域中朝著外側進行排水。在這種情況下,排水槽優選地沿著水流線的方向延伸。由于在與軸向內側的部分對應的胎肩部分附近的流線以相對于胎面橫向成不小于45°的角度指向朝著橫向外側,因此,優選地使排水槽沿著這個流線方向形成,并向至少位于橫向外側處的周向花紋槽敞開,以更進一步改善抗輪胎浮滑能力。
因此,在根據本發明的充氣輪胎中,在胎面的接地面中形成相對于輪胎赤道線不對稱地設置、并且沿著胎面的圓周方向線性地連續延伸的三個或者更多個周向主花紋槽,在所形成的中央區域以及兩個側部區域中的每一個中均形成一個或者多個紋間表面部分列,其中就單位寬度而言,在與安裝在車輛上的輪胎的軸向內側位置相對應的胎肩紋間表面部分列中形成的橫向花紋槽中沿圓周方向的花紋槽體積之和比在與安裝在車輛上的輪胎的軸向外側位置相對應的胎肩紋間表面部分列中形成的橫向花紋槽中沿著圓周方向的花紋槽體積之和小,使在包括輪胎赤道線或者位于最靠近輪胎赤道線的地方的中央區域中的紋間表面部分列成為花紋條,而且在位于靠近在軸向內側中的胎肩紋間表面部分列的赤道線一側處的第二內側紋間表面部分列中設置以相對于胎面橫向不小于45°的平均傾斜角延伸的多個傾斜花紋槽,這些傾斜花紋槽向至少靠近軸向內側的第二內側紋間表面部分列設置的周向主花紋槽敞開。
術語“周向主花紋槽”在此表示花紋槽寬度不小于2.5%的胎面寬度的花紋槽。
另外,術語“胎面寬度”在此表示當將輪胎安裝在已認可的輪輞上并充有限定的氣壓、同時加載與最大承載能力相對應的質量時的接地寬度。在這種情況下,已認可的輪輞指按照以下標準限定的輪輞,最大承載能力指在以下標準中施加在輪胎上的最大質量,限定的氣壓指與以下標準中的最大承載能力相對應地限定的氣壓。
所述標準是在輪胎制造或者使用地區中有效的工業標準所確定的,例如美國的“YEAR BOOK of THE TIRE AND RIMASSOCIATION INC.”,歐洲的“STANDARDS MANUAL of TheEuropean Tyre and Rim Technical Organization”,以及日本The JapanAutomobile Tire Manufactures Association Inc的“JATMA YEARBOOK”。
根據這種輪胎,使在與軸向內側相對應的胎肩紋間表面部分列中形成的橫向花紋槽沿圓周方向的花紋槽體積之和比在與軸向外側相對應的胎肩紋間表面部分列中形成的橫向花紋槽沿圓周方向的花紋槽體積之和小,從而有效地解決在對所使用的輪胎施加負外傾的情況下產生不均勻磨損的前述問題,由此可以增強在軸向內側和軸向外側之間的制動力和牽引力的平衡,以有效地提高抗不均勻磨損的能力。
也就是,通過使該胎肩紋間表面部分列中所擁有的花紋槽的比例變小而增強該紋間表面部分列的剛度,能夠解決因為在施加負外傾、前束角等情況下內側胎肩紋間表面部分列承受較大橫向力這一事實而導致的不均勻磨損。而且,可以通過以下方式解決因為由輪胎的縱向下沉量而使軸向內側處的旋轉半徑變小這一事實導致的不均勻磨損,即,在接地面之內使胎肩紋間表面部分列沿著減少橫向花紋槽寬度的方向變形,以基于使在這種紋間表面部分列中的橫向花紋槽的總體積變小的事實來抑制旋轉半徑的收縮。
另外,當對輪胎施加負外傾的時候,通過在車輛中的對準、輪胎的內壓、所加載的質量等等來確定輪胎的接地形式,而且使作為具有最大接地長度的部分的中央區域中的紋間表面部分列成為花紋條,以增強胎面橫向的剛度,由此可以在接近直線行駛狀態的行駛狀態下對向輪胎施加相對較小側偏角時的情況有效提高操控穩定性。
當向這種輪胎施加負外傾的時候,使在軸向內側處的水壓分布比在軸向外側處的高,這是因為道路表面上的水容易被積存在從輪胎赤道線向內設置并最接近赤道線延伸的周向主花紋槽以及在軸向內側處鄰近這種周向主花紋槽的第二紋間表面部分列中。
為了改善這個問題,在第二內側紋間表面部分列中設置沿著與胎面中央分開的方向引導道路表面上的水的傾斜花紋槽,而且使該傾斜花紋槽的延伸方向相對于胎面的橫向成不小于45°的角度且與在軸向內側處的排水流線的傾斜一致,由此確保排水的順暢和迅速。
當將如上所述的在橫向上具有高的剛度的中央紋間表面部分列的花紋條設置成在胎面中央部分和具有最長接地長度的部分之間延伸的時候,在第二內側紋間表面部分列中的帶束層張力小于在胎面中央部分中的帶束層張力,并且在內側紋間表面部分列中的接地長度也小于在花紋條中的接地長度,第二內側紋間表面部分列的有利于操控穩定性的比例不是這么大,從而即使不使在第二內側紋間表面部分列中的傾斜花紋槽的延伸角度如上所述地小于45°,也不會對操控穩定性產生大的影響。而且,如上所述,使在位于軸向內側處的胎肩紋間表面部分列中的花紋槽的比例小于在軸向外側處的胎肩紋間表面部分列中的花紋槽的比例,從而即使傾斜花紋槽的延伸角度變大,在內側胎肩紋間表面部分列承受在接地面中的作用力的情況下,抗不均勻磨損能力也不會受到如此損害。
另外,與抗輪胎浮滑的能力相關地,在位于軸向外側的部分處的胎肩紋間表面部分列中排水流線基本上沿著胎面的橫向延伸,從而優選地將作為軸向外側的一部分的胎肩紋間表面部分列中的橫向花紋槽朝著流線方向延伸。另一方面,在位于軸向內側的一部分處的胎肩紋間表面部分列中,使接地形式呈圓形,以有效防止道路表面上的水在胎面接地輪廓固有的作用下滲透到胎面接地面的內側中,從而在沒有在該列中設置橫向花紋槽的情況下不會導致抗輪胎浮滑能力降低。
優選地,設置四個或者多個周向主花紋槽,并且在靠近位于軸向外側部分處的胎肩紋間表面部分列的赤道線一側的第二外側紋間表面部分列中設置多個橫向花紋槽,其中使每個橫向花紋槽的一端向周向主花紋槽敞開,并且使其另一端在紋間表面部分列中終止。
為了改善抗輪胎浮滑的能力,優選地使橫向花紋槽等的數量較大。但是,在這種情況下,不能避免在輪胎于加載下行駛的過程中因為橫向花紋槽的邊緣與道路表面的撞擊導致使噪聲增大。而且,如果使鄰近的周向主花紋槽通過橫向花紋槽彼此相通,就會產生兩個周向主花紋槽共有的大的柱狀諧振聲響。
因此在本發明中,使橫向花紋槽的一端向周向主花紋槽敞開,以確保優異的排水性能,而使另一端在紋間表面部分列中終止,由此將每個周向主花紋槽的柱狀諧振頻率分開以分散諧振聲響的峰值,并且將橫向花紋槽的邊緣與道路表面的撞擊長度減少,以實現噪聲降低。
而且,優選的是,在作為軸向內側的胎肩紋間表面部分列中設置其花紋槽寬度不小于2.5%的胎面寬度的周向細花紋槽,以將胎肩紋間表面部分列分成兩個部分,而且使在作為軸向外側的胎肩紋間表面部分列中設置的橫向花紋槽相對于胎面橫向的平均傾斜角度不大于15°。
在這種情況下,由周向細花紋槽使容易導致不均勻磨損的位于接地端附近的內側胎肩紋間表面部分列的一部分與該胎肩紋間表面部分列的其它部分分開,由此可有利地抑制在靠近接地端的部分中產生的不均勻磨損向該胎肩紋間表面部分列的其它部分的擴展。
作為對抗輪胎浮滑能力的分析結果,很明顯,在施加負外傾的情況下,與不施加負外傾的情況相比,指向胎面圓周方向的排水流線的位置從胎面中央部分朝著內側胎肩側移動,同時在短接地長度一側的接地輪廓變圓并且朝著胎面橫向的外側的排水是有效的,在外側胎肩紋間表面部分列中的排水流線的延伸方向相對于胎面的橫向不大于15°。因此,在本發明中,使在外側胎肩紋間表面部分列中的橫向花紋槽的延伸方向相對于胎面的橫向不大于15°,以增強排水效率和確保提高抗輪胎浮滑的能力。
另一方面,作為較短接地長度的軸向外側的胎肩紋間表面部分列的橫向剛度會極大地影響在施加相對較大的側偏角時操控穩定性,尤其是在山路上行駛的時候。因此,在這種情況下,使在胎肩紋間表面部分列中形成的橫向花紋槽的平均角度相對于胎面的橫向不大于15°,以抑制這種紋間表面部分列的橫向剛度的降低,由此提供優異的抗磨損性,同時確保高的操控穩定性。
優選地,由沿著圓周方向延伸的細花紋槽將作為軸向內側的一部分的胎肩紋間表面部分列沿橫向分成兩個部分,其中位于胎面端部一側的一個分開部分是窄寬度的花紋條,在可以設有橫向花紋槽的另一個大寬度的分開部分中設置與花紋槽分開的多個小孔。
例如,當在使輪胎具有負外傾角的狀態下向胎輪施加負載時,在胎面的接地面處沿著胎面圓周方向的接地長度在軸向內側部分中變長而在外側部分中變短,作為外傾角為0時的輪胎姿態的標準,而且輪輞靠近道路表面以使得在增加接地長度的軸向內側處旋轉半徑小,而在減少接地長度的軸向外側處旋轉半徑大,從而存在這樣一個問題,即,例如在車輛直線行駛的狀態下,將沿制動方向的相對作用力施加在軸向內側的部分上,由此導致過早磨損。作為抑制這種過早磨損的一種傳統技術,JP-A-2001-354010披露了如下技術方案,即,在軸向內側處胎肩紋間表面部分沿著安裝在被設定為負外傾的車輛上的輪胎的圓周方向的剛度大于在軸向外側處胎肩紋間表面部分沿著輪胎圓周方向的剛度,以增強在軸向內側處或者增加接地長度的一側處的沿著胎肩紋間表面部分的制動方向的耐磨性。
但是,最新發現表明,僅根據這種結構,當從其橫向施加在輪胎上的作用力因為轉彎等而增大時,沿著圓周方向增加剛度的胎肩紋間表面部分的接地壓力變大,并容易在該部分處產生不均勻磨損的核心。
相反,由沿著圓周方向延伸的細花紋槽將在軸向內側處的胎肩紋間表面部分列沿橫向分成兩個部分,位于胎面端部一側處的一個窄寬度的分開部分被作為如上所述的磨損專用部分,由此可以有效地抑制在該部分處產生的磨損朝著位于胎面中心一側的另一個大寬度的分開部分發展,以保護大寬度的分開部分免于過早磨損。
而且,在大寬度分開部分中形成與花紋槽分開的多個小孔,以沿著所有方向減少在接地面處的這種分開部分的剪切剛度,由此可以有利地降低在高彈性之下的力的承受,從而即使沿制動方向拖動大寬度的分開部分或者即使增加向這個部分輸入的橫向力,也能有利地減輕過早磨損。
在這種輪胎中,當使在軸向內側的胎肩紋間表面部分列中形成的周向細花紋槽的花紋槽寬度與花紋槽底部相比在胎面表面的一側處逐漸地或者成階梯狀地加寬時,即使道路表面上的外物例如小石子等被咬入細花紋槽內,也便于外物從細花紋槽中掉出,由此有效地防止了因為下述情況而導致的不均勻磨損,即在由細花紋槽分開并且位于輪胎赤道線一側的另一個部分上加載的情況,輪胎在細花紋槽內咬入外物的狀態行駛。
而且,當使在位于軸向內側的胎肩紋間表面部分列處的大寬度分開部分中形成的多個小孔沿著胎面的圓周方向的總體積在細花紋槽的一側比在輪胎赤道線一側大時,因為靠近接地端的橫向力的承受變大,使大寬度的分開部分的剛度減小以在較寬區域上承受輸入的作用力,由此可減少變形以有效地防止這個分開部分的磨損。而且,與使小孔的總體積在整個大寬度的分開部分上大的情況下相比,可以確保高度的操控穩定性以及胎面耐用性。
在這種情況下,可以例如通過改變小孔的開口尺寸或者深度、通過改變小孔的設置間距等等來實現小孔總體積的變化。
另一方面,當包括用于大寬度分開部分的小孔形成區域的胎面結構是如下胎面結構時,即,在與最大承載能力的40%相對應的負載的作用下,設置有小孔的大寬度分開部分在至少一部分小孔形成區域中與地面以施加-0.5的外傾角的姿態下相接觸,即使在FF車輛制動過程中與前滾動輪胎相比在后滾動輪胎中的負載變小,且接地寬度變窄,(前輪驅動)也可以有效地產生在小孔作用下減少剛度的效果。
而且,當通過由圓周細花紋槽將軸向內側的胎肩紋間表面部分列分開而形成的并且位于胎面端部一側處的窄寬度花紋條的側面是在橫截面輪廓線外側處具有曲率中心的陷窩的彎曲形式時,可以減少作為磨損專用部分的窄寬度花紋條的磨損量,以抑制對新輪胎外觀的改變使之變小,并改善磨損外觀。
在這種輪胎中,優選的是,將作為最靠近輪胎赤道線的中央區域的紋間表面部分列的花紋條的中心線相對于赤道線而言朝著軸向內側設置,并且在這種花紋條中設置相對于胎面橫向傾斜延伸的多個橫向細花紋槽。
在這種情況下,優選的是,橫向細花紋槽的傾斜角度為5-55°的平均角度,且其花紋槽寬度不大于2mm。
為了在于干燥道路表面上以高速行駛等的情況下改善在道路表面上的附著力以及操控穩定性,優選地將例如花紋條的紋間表面部分列(其沿著胎面橫向的剛度高、并能夠快速和可靠地將輸入傳遞至帶束層的高張力部分)設置在輪胎的位于具有所謂環箍效應的帶束層的張力變得最大的以使得胎面具有高剛度的胎面中央部分以及成為胎面接地長度最長的部分之間、或者在這兩個部分之間延伸的位置處。
但是,在這種花紋條中,當胎面膠沿著圓周方向的逃逸變形不被允許時,在該花紋條中導致不均勻磨損。因此,在本發明中,在作為紋間表面部分列的花紋條中形成具有不大于2mm的寬度以及5-55°的延伸角度的橫向細花紋槽,以便允許沿著圓周方向有適當的逃逸變形,同時確保沿著胎面橫向的剛度。
將花紋槽寬度限制為不大于2mm的原因是由于以下事實,即小的花紋槽寬度足以吸收橡膠沿著圓周方向的逃逸變形,并且如果其超過2mm,則胎面花紋噪聲增加,而且沿著花紋條橫向的剛度的降低也會變大。而且,當細花紋槽的角度小于5°的時候,不能避免由于花紋槽棱邊與道路表面之間的撞擊接觸而增加胎面花紋噪聲,而55°的上限是由于這個事實,即,當其超過55°時,沿著花紋條橫向的剛度變得過低。
優選的是,如此地形成橫向細花紋槽,即,使其在深度方向上以平面、曲面等的形式傾斜,只要使該細花紋槽圍繞著細花紋槽延伸方向的中部沿著花紋槽寬度方向、胎面的圓周方向等彼此分開即可。在這種情況下,沿著彼此分開的方向傾斜的平面等的數量可以是每個細花紋槽為三個或者更多個。
根據這種結構,在存在具有給定溝槽寬度的細花紋槽的情況下,充分允許沿著圓周方向的橡膠的逃逸變形,同時細花紋槽在花紋槽底部一側而不是在沿胎面橫向的開口位置處彼此相互干擾,由此可以有效地防止作為花紋條的紋間表面部分列的剛度沿著橫向降低。
多個橫向細花紋槽的至少一部分可以在延伸方向的兩端處在作為紋間表面部分列的花紋條中終止,由此可以進一步改善操控穩定性,同時將沿花紋條的橫向的剛度保持在高水平上。
也就是,在沒有橡膠逃逸的花紋條的橫向中央部分處特別需要允許橡膠沿著圓周方向的逃逸變形,從而即使橫向細花紋槽在該部分中延伸,也可以在花紋條側壁附近沿著花紋條的軸向外側方向發生橡膠的逃逸變形。另一方面,由于在花紋條側壁附近的橫向剛度較低,因此從側壁附近除去橫向細花紋槽,由此可以允許橡膠沿著圓周方向的逃逸變形,同時抑制花紋條的橫向剛度的降低。
另外,優選的是,作為最靠近輪胎赤道線的中央區域的紋間表面部分列的花紋條的中心線相對于赤道線朝著軸向內側設置,在這種花紋條中設置多個具有基本上為橢圓形(包括卵形等)的陷窩來代替前述的橫向細花紋槽,而且每個陷窩的長軸相對于胎面的橫向以5-45°的角度延伸,位于花紋條的軸向內側處的胎肩紋間表面部分列的側面由筆直向前延伸的周向主花紋槽限定。
為了防止在赤道線附近的花紋條的磨損,在花紋條中設置小空間以形成如前所述的橡膠沿著圓周方向的逃逸部位就足夠了。在沒有橡膠的逃逸側并且對橫向剛度具有較少貢獻的花紋條的中央部分中,設置具有基本上為橢圓形的陷窩來代替橫向細花紋槽,由此確保橫向剛度,并同時形成橡膠的逃逸部位。
當陷窩內的長軸方向相對于輪胎的橫向小于5°的時候,胎面花紋噪聲變得過大,而當其超過45°的時候,花紋條的橫向剛度過低。
而且,使在軸向內側的胎肩紋間表面部分列的一側處限定花紋條的周向主花紋槽成為直溝槽,由此可以產生高的抗輪胎浮滑的能力。
當在具有基本上為橢圓形形狀的多個陷窩的至少一部分中設置向花紋條的側壁敞開的刀槽花紋以便其沿著陷窩的長軸方向延伸的時候,在與地面接觸的過程中在陷窩內封存和壓縮的空氣可以通過刀槽花紋朝著外部排出,從而可以防止在拖曳中因為從陷窩中釋放被封存在陷窩內面且具有高壓縮壓力的空氣而產生聲響。
另外,優選的是,最靠近輪胎赤道線的中央區域的紋間表面部分列的花紋條由一對直線延伸的周向主花紋槽所限定,而且使位于軸向內側的胎肩紋間表面部分列一側處的周向主花紋槽的花紋槽寬度比位于軸向外側的胎肩紋間表面部分列一側處的周向主花紋槽的花紋槽寬度大。
考慮到因為輪胎的扁平比等的差異而導致的胎面的接地形式上的差異,已經知道,當在輪胎于加載下實際行駛的過程中使接地形式的最大寬度和最大長度相互比較時,如果最大寬度大于最大長度,則與接地長度變大的情況相比,周向主花紋槽排出更大量的水。根據這種常識,當如在前者的情況下最大寬度大于最大長度的時候,例如通過在排水的流線方向基本上是圓周方向的胎面中央部分中設置更大量的周向主花紋槽,可以增強排水能力,以改善抗輪胎浮滑的能力。
現在已經知道,在接地面中周向主花紋槽形成與接地長度相等的柱狀管,從而導致產生柱狀諧振聲響。即使柱狀管的尺寸相同,柱狀諧振聲響的放大率也會根據沿著胎面橫向的位置而不同。有一種新得到的知識是,鄰接胎面中央位置的在其中在施加負外傾時胎面的接地長度變長的軸向內側處的柱狀諧振聲音被減小,其減小率大于在其中接地長度朝著胎面端部一側變短的軸向外側處的柱狀諧振聲音的增加率。在本發明中,使位于在其中胎面接地長度變長的軸向內側中的胎肩紋間表面部分列、側的周向主花紋槽的寬度比其它的周向主花紋槽的寬度大,由此提高了抗輪胎浮滑的能力,同時抑制產生諧振噪聲。
在上述輪胎中,當在軸向外側的部分處由胎肩紋間表面部分列中的橫向花紋槽所限定的每個塊體設有朝著塊體的側邊緣以及塊體的中央區域中的至少一個逐漸減小表面高度的周邊隆起部分時,可以進一步實現改進操控性能。
當包括設有周邊隆起部分的塊體的輪胎在沒有施加外傾角的情況下于加載下行駛時,在塊體的前端中周邊隆起部分的傾斜隆起面與道路表面沖擊接觸,從而產生大的沖擊聲響。
但是,當將如上所述的周邊隆起部分形成于在施加負外傾的情況下所使用的輪胎中的軸向外側的胎肩塊中時,由于在外部胎肩塊承擔的負載小于在直線行駛過程中的負載,因此可以有效地防止因為存在周邊隆起部分而導致的噪聲增加。
另一方面,當為轉彎而向輪胎施加側偏角時,軸向外側的胎肩與地面接觸以增加該部分的接地壓力,而與是否存在負外傾無關,從而周邊隆起部分可以在塊體固有的作用下使塊體的接地壓力分布變均勻。在施加側偏角的情況下,由于塊體的側滑產生的噪聲變成占據主導地位,而且由于塊體在道路表面上的沖擊導致的噪聲的影響變得相對較小,從而可以通過設置周邊隆起部分而有效地改進操控性能,而不會增加噪聲。
優選的是,在至少第二內側紋間表面部分列中由傾斜花紋槽所限定的塊體中的前邊緣高度和后邊緣高度中的每一個沿著胎面的橫向發生變化,而每個高的高度部分沿著胎面的圓周方向延伸,同時根據沿著圓周方向的位置改變沿著胎面橫向的位置。
在向輪胎施加負外傾的情況下,在軸向外側的部分中接地長度變短并且接地壓力變低,從而在這種外側部分中因為塊體與道路表面的沖擊接觸而導致的撞擊聲響的產生會相對較少,而在軸向內側的部分中接地長度和接地壓力變大,產生撞擊聲響的比率變大。在這種情況下,由于在中央區域中的紋間表面部分列是花紋條,所以不會因為塊體的沖擊接觸而產生噪聲,內側胎肩紋間表面部分列通常在橫向花紋槽數量上較少,并且產生撞擊噪聲的比率小,同時由在第二內側紋間表面部分列中的傾斜花紋槽限定的塊體中所產生的噪聲變大。
因此,在本發明中,在至少第二內側紋間表面部分列中由傾斜花紋槽限定的塊體中的前邊緣高度和后邊緣高度中的每一個沿著胎面的橫向發生變化,而每個高的高度部分沿著胎面圓周方向延伸,同時根據沿著圓周方向的位置改變沿著胎面橫向的位置。因此,首先,前邊緣與道路表面在相當長的時間內逐漸進行沖擊接觸,以隨著時間分散沖擊接觸作用力,由此減少了在塊體的初始接觸階段撞擊噪聲的發生。第二,在相當長的時間內使后邊緣與道路表面逐漸分開,以抑制在最后的接觸階段的噪聲的產生。第三,通過根據周向位置改變在沿胎面圓周方向延伸的每個高的高度部分的胎面橫向上的位置,使在輪胎行駛過程中在塊體中所產生的壓縮力由整個塊體分散地支撐,由此可以抑制塊體所產生的噪聲水平。
換句話說,當沒有沿著橫向改變高的高度部分的時候,將大的壓縮應力僅局部地施加在塊體的高的高度部分上,并且輸入水平變大。
除了這些事實之外,當使沿胎面圓周方向延伸的每個高的高度部分沿著胎面的圓周方向連續的時候,可以在從塊體與道路表面相接觸開始至與道路表面分開的整個時間范圍內將噪聲水平抑制在低水平。
而且,優選的是,由橫向花紋槽以及相對于胎面橫向以不小于45°的平均角度延伸的傾斜花紋槽中的至少一個限定的塊體等的銳角邊角設有為朝著錐形端逐漸減少高度的平面、凸面等的傾斜面。
在靠近作為中央區域的紋間表面部分列的花紋條設置并設有用于改善排水性能的傾斜花紋槽的第二內側紋間表面部分列中,可以為增強操控穩定性而使塊體沿橫向的剛度較大。也就是,有利的使在靠近該花紋條的第二內側紋間表面部分列中的花紋條形成剛度差,以使伴隨著施加給輪胎的側偏角的增加的輪胎轉彎方向應力的增加接近線性形式。在這種情況下,在位于第二內側紋間表面部分列中的塊體上形成傾斜面,由此增強塊體沿著胎面橫向的剛度,并且還可確保進一步改善排水性能。
當在與向橫形花紋槽以及傾斜花紋槽中的至少一個敞開的花紋槽壁相對的周向主花紋槽的花紋槽壁上位于花紋槽開口位置以及與胎面橫向相對的位置處設置伸入到花紋槽內的伸出部分時,關于由剛度比花紋槽部分(例如橫向花紋槽等)更高段的紋間表面部分的側邊緣所產生的撞擊聲響,通過伸入到周向主花紋槽內的伸出部分可以有效地彌補在例如橫向花紋槽等的花紋槽部分中的剛度的降低,從而減少在形成花紋槽部分的部分的剛度與例如塊體等的紋間表面部分的剛度之間的差異,由此可以有利地抑制上述的撞擊聲音,這的確與向輪胎施加負外傾無關。
另外,優選的是,設置在第二內側紋間表面部分列中并相對于胎面的橫向以不小于45°的平均角度延伸的傾斜花紋槽的花紋槽深度從輪胎赤道線一側朝著胎面端部一側逐漸或者成階梯狀地加深。
為了通過設置在第二內側紋間表面部分列中并有助于改善排水性能的傾斜花紋槽改善排水效率,優選地朝著胎面端部一側逐漸增加傾斜花紋槽的橫截面面積或者使之具有足夠大的恒定值。但是,為了使靠近中央區域的紋間表面部分列的第二內側紋間表面部分列有助于改善操控穩定性,如上所述地確保在該紋間表面部分列中的塊體等的沿著胎面橫向的剛度有較大數值是有效的。因此,在本發明中,為了同時實現高度的抗輪胎浮滑能力以及操控穩定性,使傾斜花紋槽的花紋槽深度在赤道線一側變淺,并從該處朝著胎面端部一側加深,由此朝著胎面端部一側增加橫截面面積。
現在,在第二內側紋間表面部分列中形成的傾斜花紋槽相對于輪胎赤道線的延伸方向可以相同或者沿著胎面的圓周方向彼此交替地相對。
在向輪胎施加負外傾的情況下,如前所述,在第二紋間表面部分列中的傾斜花紋槽極大地有助于改善排水性能。當胎面花紋是規定旋轉方向的方向性花紋的時候,在前者,即,使傾斜花紋槽相對于輪胎赤道線的延伸方向成為一個給定的恒定方向的情況下,可以充分發揮傾斜花紋槽的預期功能。
但是,當胎面花紋是非方向性花紋的時候,右側和左側滾動的輪胎沿著相反的方向相對旋轉。因此,在具有這種花紋的輪胎中,優選的是,使傾斜花紋槽的延伸方向是如在后者情況中那樣沿著胎面的圓周方向相對于輪胎赤道線的交替相對方向,從而確保甚至在沿著任何方向旋轉時也具有優異的排水性能。
另外,優選的是在由周向主花紋槽所限定的每個紋間表面部分列中在整個接地長度上沿著胎面橫向的剛度的積分值處于在從彼此相鄰的紋間表面部分列之間的大數值起的50%的范圍內。
在這種情況下,將由圓周細花紋槽沿橫向分成兩個部分的軸向內側的胎肩紋間表面部分列的剛度定義為僅是從細花紋槽朝向中央的大寬度分開部分的剛度。
此處使用的術語“在整個接觸長度上的積分值”可以例如通過如下方法確定,即,測量在胎面的整個周邊上由周向花紋槽所限定的每個紋間表面部分列的橫向剛度的總和,然后在充有空氣壓力之后將這種在實際安裝中的紋間表面部分列的接地長度除以紋間表面部分列的周邊長度,并將所得到的商的數值與上述總和相乘。
更具體地說,當一個紋間表面部分列由例如60個單間距的塊體構成的時候,可以通過測量一個塊體的橫向剛度、將測量值乘以60以確定剛度的總和、然后將該和與(與地接觸的塊體的數量/60)相乘,來確定在整個接地長度上的積分值。另一方面,當由可變間距塊體構成紋間表面部分列的時候,可通過測量具有每個尺寸的塊體的橫向剛度、將在整個周邊上的具有每個尺寸的塊體的數量與其相乘、并每隔每個尺寸將剛度數值相加來確定剛度的總和。
為了改善操控性能,重要的是通過向輪胎施加側偏角而產生的輪胎轉彎方向應力大,但是這種輪胎轉彎方向應力在接近線性的狀態下隨著側偏角的增大而增加。
當在具有相對于赤道平面對稱的截面形狀與結構的輪胎內充入內部壓力的時候,在赤道平面上的帶束層張力頻繁地變得最高,而且基于這種帶束層張力,胎面剛度在該部分處也變得最大。在不向輪胎施加外傾的條件下車輛直線行駛的過程中,接地長度最長的部分位于赤道平面上。因此,帶束層剛度以及接地長度在赤道平面上變成最大,因而在赤道平面上的胎面部分是產生最大輪胎轉彎方向應力的部分。
另一方面,在施加負外傾的條件下在直線行駛時接地長度最大的部分與輪胎的赤道平面不一致。在這種情況下,如果在胎面中的紋間表面部分的剛度相同,則具有長接地長度的部分會產生大的輪胎轉彎方向應力。而且,當從提供有外傾的直線行駛開始增加側偏角的時候,經仔細觀察可以明顯看出,產生最大輪胎轉彎方向應力的部分存在于具有最大帶束層張力的部分以及具有最長接地長度的部分之間。
當側偏角進一步增加的時候,接地長度最長的部分朝著轉彎的外側移動,并且在回轉的外側處對負載的承受變大。在這種情況下,在轉彎的外側位置處產生的輪胎轉彎方向應力的量和接地長度的增加以及負載承受的增加一起增加。
而且,由于沿著胎面橫向的每個紋間表面部分列的剛度根據胎面的橫向位置而不同這個事實,使這種輪胎轉彎方向應力發生改變。
為此,研究在沿著胎面橫向的紋間表面部分列的剛度變化和輪胎轉彎方向應力的變化之間的關系。結果發現,紋間表面部分列沿橫向的剛度的降低通常會帶來輪胎轉彎方向應力的降低,而當彼此相鄰的紋間表面部分列之間的剛度的降低在50%范圍內時,通過這種紋間表面部分列在向輪胎施加側偏角過程中的變形而延長紋間表面部分列的接地長度,并由此通過增加接地長度而補償剛度的降低,并且可以將輪胎轉彎方向應力基本上保持在一個恒定水平上。另一方面,當剛度的降低超過50%的時候,不能產生與剛度降低相一致的接地長度的增加。
因此,在本發明中,為了實現伴隨著側偏角的增加使回轉力基本上成線性地增加,在彼此相鄰的紋間表面部分列之間的胎面橫向上的剛度差為一個較大數值的50%。
在將前述輪胎安裝在經認可的輪輞上并且充有標準氣壓以及加載與最大承載能力相對應的質量的狀態下,在軸向內側或者軸向外側的有效接地面積比在剩余的另一側處的大,而且使在充有標準氣壓的姿態下從垂直于輪胎赤道平面的胎面外側表面上的切線直至胎面的接地邊緣的徑向距離在具有小的有效接地面積的安裝側比在另一安裝側的大。這對控制在具有不對稱花紋的輪胎中容易產生的錐形力來說是優選的。在這種情況下,更優選的是,在小和大有效接地面積比率(S-大/S-小)與大和小徑向距離(H-大/H-小)的比率之間的關系滿足如下條件S-大/S-小=A×(H-大/H-小),其中A為1.0-1.4。
在車輛轉彎時,在負載尤其變大并且接地面積增加的轉彎外側處存在的位于輪胎胎面的軸向外側處的紋間表面部分的剛度通常比在軸向內側處的大,以增加回轉力。關于其具體結構,使在軸向外側處的負比率通常較小,以增強紋間表面部分的剛度,而使在軸向內側處的負比率較大,以確保排水性能。
但是,當采用具有這種結構的所謂的非對稱胎面花紋時,已經顯示出,在軸向外側處的接地面積比在軸向內側處的大,從而在輪胎的接地面中承受道路表面的胎面接觸面的橫向剪切力在車輛直線行駛過程中在軸向內側和軸向外側之間有極大的不同,這種差異如在向輪胎施加外傾角的情況那樣導致產生錐形力,由此產生指向輪胎中的軸向外側的橫向作用力。
作為對錐形力的各種研究的結果,已經發現,在胎面接地面中產生的橫向剪切力在胎面胎肩中是最大的,且這種剪切力在胎面接地面與輪胎赤道線的分開距離變大時變大,并對該分開距離非常敏感。
因此,在其中處于軸向內側處或者軸向外側處的有效接地面積比在另一位置處的大的非對稱胎面花紋中,從垂直于輪胎赤道平面的胎面外側表面上的切線直至胎面的接地邊緣的徑向距離在具有小的徑向距離的安裝側比在另一安裝側處的大,由此在具有大徑向距離的一側處在胎面胎肩中產生的橫向剪切力有助于抵消在具有大的有效接地面積的一側處產生的錐形力,并特別有助于改善在小轉彎角度時的操控性能。
在這種情況下,優選的是,當在小和大的有效接地面積比率(S-大/S-小)與大和小的徑向距離(H-大/H-小)的比率之間的關系滿足如下條件S-大/S-小=A×(H-大/H-小),其中A是1.0-1.4的時候,能更有效地抵消錐形力。
當A小于1.0時,容易產生沿著相反方向的錐形力,而當其超過1.4時,錐形力的抵消效果變小。
另一方面,本發明用于在位于車輪的輪輞和輪輻之間的連接部分處于相對于安裝在輪輞上的輪胎的赤道平面安裝的車輛外側時有效地控制從道路表面向輪胎的輸入到輪軸內的傳遞。
當輪輞和輪輻之間的連接部分位于車輛的相對于輪胎赤道平面的外側處時,沿著車輛的內側方向突出的輪輞的一部分具有在從車輪的徑向截面看時如同使輪輻懸臂伸出的結構,從而輪的剛度對于從輪胎一側向位于車輛內側處的輪輞的輪胎圈子座的徑向輸入尤其變低,這種徑向輸入尤其導致車輪自身的大變形,并且這種車輪的變形被傳遞給在輪軸,這導致在車輪軸等上的振動。因此,需要控制從道路表面向輪胎、尤其是在施加負外傾的情況下接地壓力和接地長度在軸向內側處變大的輪胎內的輪輞中的輸入的傳輸。
因此,在根據本發明的輪胎-車輪組件中,當使車輪和前述充氣輪胎裝配時,尤其是和如下所述的輪胎裝配時,即,在該輪胎中,通過沿著圓周方向延伸的細花紋槽將在軸向內側處的胎肩紋間表面部分列被沿橫向分成兩個部分,并且位于胎面端部一側處的分開部分是窄寬度花紋條,而在可以設有橫向花紋槽的另一個大寬度分開部分中形成與花紋槽分開的多個小孔,在車輪的輪輞和輪輻之間的連接部分相對于輪胎的赤道平面朝著要被安裝的車輛的外側設置。
在為了增強車輛內部的靜音效果而對固體傳播聲音進行主要研究的結果表明,車輪的振動極大地作用在固體傳播聲音上,這一點迄今為止被認為是由例如橡膠等的彈性體構成的輪胎的主要彈性振動。
關于從輪胎的胎面部分經過一對側壁部分、一對胎圈部分和車輪朝著車體傳遞的輪胎振動,當研究從每個側壁部分向車輪的傳遞比的時候,頻繁引起在通過位于車輪輪輻前側處的輪輞端部的傳遞比以及通過位于車輪輪輻后側處的輪輞端部的振動傳遞比之間的差異,而且已經證實,通過在車輪輪輞和輪輻之間的連接部分來確定哪一側容易引起車輪軸的振動,而與車輪輪輻相對于輪輞并由此相對于輪胎的赤道平面的偏置量無關。例如,當連接位置從輪胎赤道平面朝著軸向外側存在的時候,在軸向內側處的振動容易在車輪輪軸中產生振動。
因此,在位于輪胎軸向內側處的胎肩紋間表面部分列中,通過小孔減少了壓縮剛度,從而降低對從道路表面等的凹凸不平對輪胎的輸入的反作用力,由此可以抑制向輪軸的振動的傳遞,從而增強車輛內部的靜音效果。另一方面,即使在位于軸向外側處的胎肩紋間表面部分列中的剛度大并且對向輪胎的輸入的反作用力變大,從車輪向車輪軸的振動的傳遞比在該部分中也較低,從而車輪軸的振動變得不大,且不會損害靜音效果。
圖1是顯示本發明一個實施方案的胎面花紋的展開圖。
圖2是另一種胎面花紋的展開圖。
圖3是再一種胎面花紋的展開圖。
圖4是表示小孔的總體積的一個改進示例的視圖。
圖5是表示形成周向細花紋槽以及在胎面端部一側處的窄寬度花紋條的側面輪廓形式的一個示例的示意圖。
圖6是顯示接地面的輪廓形式的示意圖。
圖7是顯示本發明另一個實施方案的胎面花紋的展開圖。
圖8是在中央區域的紋間表面部分列中形成橫向細花紋槽的一個示例的平面圖。
圖9是表示周向主花紋槽的寬度的相對關系的視圖。
圖10是顯示在中央區域的紋間表面部分列中形成凹槽的一個示例的視圖。
圖11是顯示周邊隆起部分的沿塊體的橫向的截面圖。
圖12是表示另一個實施方案的胎面花紋的展開圖。
圖13是表示在第二內側紋間表面部分列的塊體中形成高的高度部分的一個示例的透視圖。
圖14是表示另外一個實施方案的胎面花紋的展開圖。
圖15是表示又一個實施方案的胎面花紋的展開圖。
圖16是顯示再一個實施方案的視圖。
圖17是表示還有一個實施方案的胎面花紋的展開圖。
圖18是由指數表示的在整個接地長度上每個紋間表面部分列中橫向剛度的積分值的示意圖。
圖19是表示另外一個實施方案的胎面花紋的展開圖。
圖20是顯示胎面花紋的一個改進示例的視圖。
圖21是表示用于抑制錐形力的輪胎構造的示意圖。
圖22是表示輪胎-車輪組件的一個實施方案的主要部分的截面圖。
圖23是在比較示例1的輪胎中的胎面花紋的展開圖。
圖24是在比較示例2的輪胎中的胎面花紋的展開圖。
圖25是在示例2的輪胎中的胎面花紋的展開圖。
圖26是在比較示例6的輪胎中的胎面花紋的展開圖。
圖27是在比較示例7的輪胎中的胎面花紋的展開圖。
圖28是在示例13和16的輪胎中的胎面花紋的展開圖。
圖29是在示例14的輪胎中的胎面花紋的展開圖。
圖30是在示例15和17的輪胎中的胎面花紋的展開圖。
圖31是在示例18的輪胎中的胎面花紋的展開圖。
圖32是在示例19的輪胎中的胎面花紋的展開圖。
圖33是在示例20的輪胎中的胎面花紋的展開圖。
圖34是在示例21的輪胎中的胎面花紋的展開圖。
圖35是在示例5的輪胎中的胎面花紋的展開圖。
圖36是在示例22的輪胎中的胎面花紋的展開圖。
圖37是在比較示例10的輪胎中的胎面花紋的展開圖。
具體實施例方式
在圖1所示的胎面花紋的展開圖中,E是輪胎的赤道線。
另外,該輪胎的內部結構與通常的子午線輪胎相同,并且在此省略對其的詳細顯示。
在胎面接觸面1中,形成4個周向主花紋槽2、3、4、5,它們相對于輪胎的赤道線E不對稱地設置,并且沿著圓周方向呈線性地連續延伸,由此限定了一個中央區域紋間表面部分列、兩個紋間表面部分列以及兩個側部區域紋間表面部分列,其中,所述中央區域紋間表面部分列位于最靠近赤道線E的地方并與該圖中包括赤道線E的主花紋槽的左側相鄰,所述兩個紋間表面部分列在作為安裝在車輛上的軸向內側的圖中的左半側區域中,由位于胎面端部一側處的胎肩紋間表面部分列7和位于胎肩紋間表面部分列7與中央區域紋間表面部分列6之間的第二內側紋間表面部分列8構成,所述的兩個側部區域紋間表面部分列由在作為軸向外側的圖中的右半側區域中,由胎肩紋間表面部分列9和位于胎肩紋間表面部分列9與中央區域紋間表面部分列6之間的第二外側紋間表面部分列10構成。
在所示的實施方案中,中央區域紋間表面部分列6和在軸向內側處的胎肩紋間表面部分列7分別成為花紋條,在軸向外側處的胎肩紋間表面部分列9成為包括塊體12的塊列,該塊體12由以相對于胎面的寬度方向優選地不大于15°的平均角度延伸的橫向花紋槽11限定,同時使可以在軸向內側的胎肩紋間表面部分列7中形成的橫向花紋槽沿圓周方向每單位寬度的花紋槽體積總和小于沿在軸向外側的胎肩紋間表面部分列9中形成的橫向花紋槽11的圓周方向的花紋槽體積總和。
在第二內側紋間表面部分列8中,設置有相對于胎面的橫向以不小于45°的平均延伸角度沿著與橫向花紋槽11相同的延伸方向延伸的多個傾斜花紋槽13,而且這些傾斜花紋槽13至少向位于軸向內側的胎肩紋間表面部分列側部的周向主花紋槽2敞開。因此,傾斜花紋槽13的另一端可以如圖中所示的終止在紋間表面部分列中,或者可以向位于中央區域紋間表面部分列側部處的周向主花紋槽3敞開。
在第二外側紋間表面部分列10中,設置有沿著與橫向花紋槽11以及傾斜花紋槽13相同的方向延伸并分別向相鄰的周向主花紋槽4、5敞開的多個橫向花紋槽14,由此將紋間表面部分列10成為由塊體15構成的塊列。
另外,橫向花紋槽14可以在任何一端向周向主花紋槽敞開并在另一端終止在紋間表面部分列中。在這種情況下,如圖2所示,它可以向位于軸向外側的胎肩紋間表面部分列側部處的周向主花紋槽5敞開,或者可以相反地僅向周向主花紋槽4敞開。
在中央區域紋間表面部分列的花紋條中,可以設置沿著與花紋條相交的方向延伸的刀槽花紋16,用以增強接地性能并確保沿著胎面橫向的邊緣部分。
圖3是顯示另一個實施方案的胎面花紋的展開圖。
在這種情況下,在胎面中相對于輪胎的赤道線E不對稱地形成沿著胎面的圓周方向筆直向前連續延伸的三個或者多個周向主花紋槽,在圖中形成四個花紋槽2-5,由此限定在圖中位于最靠近赤道線E的地方并在赤道線上延伸的中央區域紋間表面部分列6,在為軸向內側的圖中左半側區域中、由位于胎面端部一側處的胎肩紋間表面部分列7和位于胎肩紋間表面部分列7與中央區域紋間表面部分列6之間的第二內側紋間表面部分列8構成的兩個紋間表面部分列,以及在為軸向外側的圖中右半側區域中、由另一個位于胎面端部一側處的胎肩紋間表面部分列9和位于胎肩紋間表面部分列9與中央區域紋間表面部分列6之間的第二外側紋間表面部分列10構成的兩個紋間表面部分列。
在該圖中,略微朝著軸向內側偏置的中央區域紋間表面部分列6成為花紋條,而軸向內側的胎肩紋間表面部分列7通過沿著胎面圓周方向延伸的細花紋槽17沿著胎面的橫向被分成兩個部分,其中位于胎面端部一側的分開部分是窄寬度的花紋條18,靠近胎面中心設置的分開部分是比上述分開部分略寬的大寬度花紋條19。
可以在大寬度花紋條19中形成、但是在圖中未形成的橫向花紋槽的沿著胎面圓周方向每單位寬度的總體積小于在軸向外側的胎肩紋間表面部分列9中形成的多個橫向花紋槽11的該總體積,并且橫向花紋槽11相對于胎面橫向的平均延伸角度優選地不大于15°。
此外,在大寬度花紋條19中形成與花紋槽分開的多個小孔20。優選地,使這些小孔20沿著胎面圓周方向的總體積在細花紋槽17的一側大于在胎面中央的一側,例如如圖4所示。
另外,通過使小孔20的形成密度在該圖中細花紋槽的側部處較大,使小孔20的總體積在細花紋槽一側處更大。按另一種替代方案,或除此之外,通過使孔直徑以及孔深度中的至少一個在細花紋槽一側處較大,也可以獲得所需的總體積。
如圖5中的橫截面圖所示,在軸向內側的胎肩紋間表面部分列7中形成的周向主花紋槽17的花紋槽寬度優選地朝著胎面表面一側逐漸或者呈階梯狀地增加。而且,在由細花紋槽17分開和形成的窄寬度花紋條18中,在其胎面端面處的側面優選地是在如圖5所示橫截面輪廓線的外側處具有曲率中心的凹形曲線形式。
更優選的是,使胎面以及由此使胎面接觸面如此構成,即,在加載時以-0.5°的外傾角旋轉輪胎的過程中,在對應于最大承載能力的40%的負荷的作用下,在大寬度花紋條19中的至少一部分小孔形成區域被包括在由圖6中的接地輪廓線所圍成的接地區域中。
另外,在第二內側紋間表面部分列8中形成以相對于胎面的橫向優選地不小于45°的平均角度延伸的多個傾斜花紋槽13,并且這些傾斜花紋槽13至少朝著在胎面端部側部處延伸的周向主花紋槽2敞開。
在兩端處向在圖中彼此鄰接的周向主花紋槽2、3敞開的傾斜花紋槽13可以在方向性花紋的輪胎中發揮充分的排水性能,在這種方向性花紋的輪胎中,當花紋槽相對于赤道線E的傾斜方向恒定時,輪胎的旋轉方向被指定為一個方向,但是在沒有指定旋轉方向的輪胎中,優選地使傾斜花紋槽相對于輪胎赤道線E的延伸方向如圖所示地沿圓周方向彼此相對,以便確保甚至在任意旋轉方向上的排水性能。
而且,優選地是,使傾斜花紋槽的深度從輪胎赤道線的側面朝著胎面端部的側面逐漸加深,以便同時實現充分的排水性能以及高的紋間表面部分剛度。
此外,與相對于胎面的橫向以不小于45°的平均角度延伸的傾斜花紋槽13以及其它橫向花紋槽相關地,優選地在夾在傾斜花紋槽和周向花紋槽之間的塊體的銳角部分中形成朝著頂部高度逐漸降低并具有由圖中的斜線所示的平面、凸形曲面等的傾斜面21,圖3中顯示了位于輪胎赤道線側面處的至少一個銳角部分,由此可以提高排水性能并同時確保該銳角部分的剛度。
另外,如圖3所示,在第二外側紋間表面部分列10中設置在一端向著周向花紋槽敞開、而在另一端在紋間表面部分列中終止的多個橫向花紋槽14,以便沿著胎面的圓周方向交替地向鄰接的周向主花紋槽4、5敞開。
圖7是顯示另一個實施方案的胎面花紋的展開圖,其中,使中央區域紋間表面部分列6的橫向中心線C朝著軸向內側的這樣一個方向偏置,即,胎面的接地長度通過施加相對于輪胎赤道線E的外傾角而變長,在紋間表面部分列6中形成相對于胎面的橫向以5-45°的平均角度延伸并且花紋槽寬度不大于2mm的多個橫向的細花紋槽22,以允許作為花紋條的紋間表面部分列6的周向變形。
在這種情況下,通過考慮橡膠沿著圓周方向的逃逸變形以及寬度方向剛度的裕量,為確保紋間表面部分列6等的剛度平衡,可以選擇沿圓周方向彼此相對地交替延伸的這些橫向細花紋槽22的設置間距。
如此形成的橫向細花紋槽22的至少一部分的兩端可以在花紋條中終止。而且,每個細花紋槽22優選地成為以平面、曲面等形式沿著深度方向傾斜,只要該細花紋槽沿著花紋槽寬度方向彼此分開即可,如圖8(a)和(b)的局部透視圖中的斜線所示。
另外,傾斜方向可以是圓周方向,垂至于細花紋槽等的開口的方向,而且在一個細花紋槽22中可以形成三個或者更多個傾斜部分。
至于限定中央區域紋間表面部分列6的成對直的周向主花紋槽3、4,優選地如圖9所示使位于第二內側紋間表面部分列8的側面處的花紋槽比位于第二外側紋間表面部分列10的側面處的花紋槽寬,由此提高排水性能,以抑制柱狀諧振聲響。
圖10是另外一個實施方案的主要部分的視圖,其中中央區域紋間表面部分列6的中心線C朝著通過施加相對于赤道線E的外傾角而延長接地長度的一側偏置,在作為花紋條的紋間表面部分列中形成基本上為橢圓形的多個陷窩部23,這些陷窩部的姿態為長軸相對于胎面的橫向以5-45°的角度傾斜,這些陷窩部23的長軸的延伸方向沿著胎面的圓周方向交替地相對,并且位于第二內側紋間表面部分列8的側面處的紋間表面部分列6的一部分由線性延伸的周向主花紋槽3所限定。
另外,陷窩部可以是卵形等。如圖10(b)所示,至少一部分陷窩部23可以在長軸的兩端設置沿著陷窩部23的長軸方向延伸的刀槽花紋24。而且,刀槽花紋24可以僅設置在陷窩部的一端側,或者刀槽花紋24的長度可以在紋間表面部分列中終止或者向周向主花紋槽敞開。
在如上所述的輪胎中,如圖11的橫向截面圖所示,在軸向外側的胎肩紋間表面部分列中由橫向花紋槽11所限定的每個塊體12可以設有表面高度朝著塊體的一個側邊緣和塊體的中央區域中的至少一個逐漸減小的周邊隆起部分25,圖中為朝著上述兩者減小表面高度。周邊隆起部分25用于使在塊體12與地面接觸時的接地壓力均勻化。
圖12是顯示其它實施方案的胎面花紋的展開圖。
在這種情況下,在軸向內側的胎肩紋間表面部分列7中形成周向細花紋槽17,以將胎肩紋間表面部分7分成位于胎面端部側的窄寬度花紋條18以及位于赤道線側的大寬度花紋條19,而且在第二內側紋間表面部分列8中形成沿著相同的方向以同樣的傾斜角延伸并向周向主花紋槽2、3敞開的傾斜花紋槽13,以使得紋間表面部分列8成為由塊體26構成的塊列,在軸向外側的胎肩紋間表面部分列9中的橫向花紋槽11基本上沿著胎面的橫向延伸。
當使第二內側紋間表面部分列8成為上述塊列的時候,構成塊列的每個塊體26的前邊緣27和后邊緣28中的每一個的高度沿著胎面的橫向發生變化,如圖13(a)的示意性透視圖所示,而每個較高的高度部分在根據沿圓周方向的位置改變沿著胎面橫向的位置的同時可以沿著胎面的圓周方向延伸,如圖中的斜線所示。在這種情況下,優選的是,如圖所示那樣沿著胎面的圓周方向連續形成兩個高度。
在所示的實施方案中,使首先接觸地面的前邊緣27的高的高度部分朝著輪胎赤道線側偏置,而且使最后與道路表面分開的后邊緣28的高的高度部分也朝著軸向內側的胎肩側偏置,但是這些高度部分的偏置方向可以與其相對。而且,使高的高度部分沿胎面圓周方向的延伸形式成為如圖13(b)所示的彎曲形式,由此可以使前邊緣27和后邊緣28的高的高度部分朝著軸向內側的胎肩側偏置,或者可以使兩個部分沿著與之相對的方向偏置。
另外,可以使高的高度部分的延伸形式成為圖13(c)所示的之字形。
圖14是示出了另一個實施方案的視圖,其中使在第二內側紋間表面部分列8中形成的傾斜花紋槽13以在圖中向下凸出地彎曲的形式延伸,而在被夾在傾斜花紋槽13和周向主花紋槽3之間的每個塊體26的銳角部分中形成如圖中的斜線所示的朝著錐形端部逐漸降低高度的傾斜面29,由此可以增強塊體26、尤其是其銳角部分的沿胎面橫向的剛度,而且可以明顯增加花紋槽部分的體積。
這種傾斜面可以在除塊體26之外的塊體或類似物中形成。對于由橫向花紋槽、相對于胎面橫向以不小于45°的平均角度延伸的傾斜花紋槽等以及周向主花紋槽所限定的銳角部分,這是特別有效的。
另外,附圖標記30是在位于軸向內側的胎肩紋間表面部分列7中的大寬度花紋條19中形成的刀槽花紋。
圖15是示出了再一個實施方案的視圖。位于輪胎赤道線側處的周向主花紋槽3使在第二內側紋間表面部分列8中形成的傾斜花紋槽13敞開,在該周向主花紋槽3中,在與胎面橫向相對的花紋槽13的開口位置處,在周向主花紋槽3的與通向傾斜花紋槽13的花紋槽壁相對的花紋槽壁31中且在花紋槽底部上一體地設置伸入到花紋槽中的伸出部分32。根據該實施方案,在輪胎于加載之下行駛的過程中,由于存在傾斜花紋槽13而導致的在第二內側紋間表面部分列8中剛度差可以通過伸出部分32而減小,以減少傾斜花紋槽13的邊緣在道路表面上的撞擊聲響。
在所示的實施方案中,伸出部分32被設置在傾斜花紋槽通向周向主花紋槽3的間隔的開口上,但是伸出部分32可以被設置在與所有開口對應的位置上。而且,可以根據其它橫向花紋槽的開口位置來設置伸出部分。
在圖16所示的實施方案中,使在第二內側紋間表面部分列8中形成并且在圖中以向下凸出的形式彎曲地延伸的傾斜花紋槽13的寬度比圖14中所示的要窄,并且使其深度從輪胎赤道線的側面P1朝著胎面端部的側面P2逐漸加深,如圖16(b)中的曲線圖所示。
在圖17的實施方案中,在第二內側紋間表面部分列8中形成的傾斜花紋槽13相對于輪胎赤道線的延伸方向沿胎面的圓周方向彼此相對,類似于圖3、6、7等,而且使在第二外側紋間表面部分列10中形成的每個橫向花紋槽14的一端交替地通向沿胎面的圓周方向夾著外側紋間表面部分列10的周向主花紋槽4、5,并使其另一端在紋間表面部分中終止,在軸向內側的胎肩紋間表面部分列7的大寬度花紋條19中形成沿圓周方向交替地改變傾斜方向的另一些刀槽花紋30,如圖14所示。
在每個如此構成的紋間表面部分列中,在整個接地長度上沿胎面橫向剛度的積分值處于從彼此相鄰的紋間表面部分列之間的大數值的50%的范圍內。
圖18是通過剛度指數表示上述情況的視圖,其中紋間表面部分列的剛度指數按照從位于圖左側的軸向內側的胎肩紋間表面部分列開始的順序為90、60、100、110和120。
圖19顯示了另一個實施方案,其中沿著邊緣(可以尤其是在軸向內側的胎肩紋間表面部分列中形成的邊緣、在圖中為由在胎肩紋間表面部分7中的橫向花紋槽33所形成的邊緣34)的胎面橫向的延伸部件的總和小于沿著在軸向外側的胎肩紋間表面部分列9中由橫向花紋槽11所形成的邊緣35的胎面橫向的延伸部件的總和,同時在第二內側紋間表面部分列8中形成多個傾斜花紋槽13,其相對于胎面的橫向以不小于45°的平均角度延伸并至少通向周向花紋槽1。
在該圖的實施方案中,使在第二外側紋間表面部分列10中形成的所有橫向花紋槽14在胎面端部的側面處僅通向周向花紋槽5,并且使其另一端部終止在紋間表面部分列中。
圖20表示上述情況的一個改型示例,其中在位于軸線內側的胎肩紋間表面部分列7中由細花紋槽17所分開的大寬度花紋條19中而不是在上述橫向花紋槽23中形成刀槽花紋36,以便利用這些刀槽花紋36形成邊緣,同時除了橫向花紋槽11之外在軸向外側的胎肩紋間表面部分列9中形成刀槽花紋37,以便利用這些刀槽花紋和花紋槽形成邊緣。
在如上所述的具有非對稱花紋的輪胎中,為了在將輪胎安裝在經認可的輪輞上并充有規定的氣壓、同時加載與最大承載能力相對應的質量的條件下,通過使在如圖21(a)中示意性地顯示的胎面接地面中位于內側安裝部分與外側安裝部分之間的負比率不同,在使由圖中斜線所示的外側安裝部分的有效接地面積Sout比內側安裝部分的有效接地面積Sin大的時候抑制指向軸向外側方向的錐形力的產生,通過選擇硫化模具等的內表面形狀而有效地構造輪胎,從而從在垂直于輪胎赤道平面EP的胎面外表面上的切線T至胎面的接地邊緣EI和EO的徑向距離Hin,Hout在具有小的有效接地面積(Hin>Hout)的軸向內側變大,如在圖21(b)的充有標準氣壓的狀態下沿輪胎橫向的示意性剖視圖所示。
這在與上述情況相反地設定有效接地面積的大小關系的情況下也是成立的。在后者的情況下,按照徑向距離Hin、Hout滿足Hout>Hin的關系的方式構成輪胎。
在這種情況下,當大的有效接地面積是S-大,小的有效接地面積是S-小,在大有效接地面積一側的徑向距離是H(S-大側),且在小的一側的徑向距離是H(S-小側)時,最好滿足S-大/S-小=A×(H(S-小側)/H(S- 大側))的關系,其中A為1.0-1.4。
圖22是示出了本發明輪胎-車輪組件的一個實施方案的主要部分的剖視圖。在將其中在軸向內側的胎肩紋間表面部分列的壓縮剛度較小的前述輪胎安裝在車輪上時,在車輪38中位于輪輞39和輪輻40之間的連接部分41位于要相對于輪胎的赤道平面EP安裝的車輛的外側處。
根據該實施方案,可以基于軸向內側的胎肩紋間表面部分列的壓縮剛度的降低有利地控制振動從輪胎向輪軸的傳遞。
將輪胎尺寸均為225/55R16的每個示例輪胎和比較示例輪胎組裝在7.0J-16的輪輞上,并充有210kPa的氣壓,然后安裝在車輛上。在前輪的負外傾為0.3°、后輪的負外傾為0.5°的條件下,在兩個乘客乘坐的狀態下使車輛進行實際行駛,測量在該過程中在干燥道路表面上的胎肩紋間表面部分列的磨損率、產生輪胎浮滑現象的速度、車輛內部噪聲以及操控穩定性。
示例輪胎1具有圖1所示的胎面花紋,其中在第二內側紋間表面部分列中的傾斜花紋槽相對于胎面橫向具有45°的角度,在第二外側紋間表面部分列中的橫向花紋槽的延伸角度為30°,且在軸向外側的胎肩紋間表面部分列中的橫向花紋槽的平均延伸角度為15°。
示例輪胎2具有圖2中所示的胎面花紋,其中每個花紋槽的角度與示例輪胎1的相同。
示例輪胎3具有圖12中所示的胎面花紋,其中在第二內側紋間表面部分列中的傾斜花紋槽的延伸角度為50°,在第二外側紋間表面部分列中的橫向花紋槽的角度為30°,且在軸向外側的胎肩紋間表面部分列中的橫向花紋槽的角度為0°。
示例輪胎4具有圖1中所示的胎面花紋,其中花紋槽的角度與示例輪胎1的相同,而且在位于軸向外側的胎肩紋間表面部分列中的塊體上設置如圖11所示的周邊隆起部分。
示例輪胎5具有圖12中所示的胎面花紋,其中花紋槽的角度與示例輪胎3的相同,而且在位于第二內側紋間表面部分列中的塊體上設置如圖13(a)所示的延伸實施方案的高的高度部分。
示例輪胎6具有圖14中所示的胎面花紋,其中在第二內側紋間表面部分列中的傾斜花紋槽的平均角度為60°,在第二外側紋間表面部分列中的橫向花紋槽的角度為30°,而且在軸向外側的胎肩紋間表面部分列中的花紋槽的角度為0°。
示例輪胎7具有圖15中所示的胎面花紋,其中在第二內側紋間表面部分列中的傾斜花紋槽的角度為45°,在第二外側紋間表面部分列中的橫向花紋槽的角度為30°,且在軸向外側的胎肩紋間表面部分列中的花紋槽的角度為0°。
示例輪胎8具有圖16中所示的胎面花紋,其中在第二內側紋間表面部分列中的傾斜花紋槽的平均角度為60°,傾斜花紋槽的深度從2.0mm變為6.5mm,且在第二外側紋間表面部分列中的橫向花紋槽的角度為30°,在軸向外側的胎肩紋間表面部分列中的橫向花紋槽的角度為0°。
示例輪胎9具有圖17中所示的胎面花紋,其中在第二內側紋間表面部分列中的傾斜花紋槽的角度為±50°,在第二外側紋間表面部分列中的橫向花紋槽的平均角度為30°,且在軸向外側的胎肩紋間表面部分列中的橫向花紋槽的角度為0°。
比較示例輪胎1具有圖23中所示的胎面花紋,其中在軸向內側的胎肩紋間表面部分列中的橫向花紋槽的角度為10°,在第二內側紋間表面部分列中的傾斜花紋槽的角度為50°,在第二外側紋間表面部分列中的橫向花紋槽的角度為30°,且在軸向外側的胎肩紋間表面部分列中的橫向花紋槽的角度為10°。
比較示例輪胎2具有圖24中所示的胎面花紋,其中在第二內側紋間表面部分列中的傾斜花紋槽的角度為40°,在第二外側紋間表面部分列中的橫向花紋槽的角度為30°,且在軸向外側的胎肩紋間表面部分列中的橫向花紋槽的角度為17°。
測試方法磨損率在按照高速公路、普通道路和山路分別為50%、40%和10%的比例行駛2000km之后,測量兩個胎肩紋間表面部分列的橫向中央部分的磨損量,由此確定兩者的比率以進行評估。一種軸向內側的磨損極大的情況由不大于1的數值表示,而另一種軸向外側的磨損極大的情況由不小于1的數值表示。另外,磨損率的優選范圍是1.0-1.2。產生輪胎浮滑現象的速度在水深為6mm的水壇中從50km/h的速度進行加速試驗時,通過試車駕駛員評估產生輪胎浮滑現象的速度。結果由在左側車輪和右側車輪上產生輪胎浮滑現象的平均速度的指數來表示,而且指數值越大,結果越好。
車輛內部噪聲在測試用環形跑道的平滑道路表面上按照60km/h的恒定速度行駛過程中,在設置在車輛中央部分一側處的麥克風處測量在駕駛員的耳朵周圍的噪聲水平。由一個指數表示噪聲水平,其中該指數越大,噪聲越低。
操控穩定性在測試用環形跑道的干燥道路表面上行駛的過程中,通過駕駛員的感覺來進行評估。結果由一指數表示,其中該指數越大,結果越好。
這些測試結果如表1所示。
表1
如表1所示,在示例輪胎中,可以確保優異的抗不均勻磨損的能力,同時有效地提高抗輪胎浮滑能力,減少車輛內部噪聲,并改善了操控穩定性。
將輪胎尺寸均為215/45R17并且胎面花紋如圖25所示的每個示例輪胎和比較示例輪胎組裝在7.5J×17的輪輞上,并充有220kPa的內壓,施加-0.5°的外傾角以使軸向內側的接地長度較長,然后在30km/h的速度下將側偏角從0度改變為5度,以測量所產生的轉彎方向應力。
當在0度和1度之間的轉彎方向應力的差值為Cf1,在0度和2.5度之間的轉彎方向應力差值為Cf2,在0度和5度之間的轉彎方向應力的差值為Cf3時,如果Cf2/Cf1為2.5且Cf3/Cf1為5,則線性地產生轉彎方向應力,而如果Cf2/Cf1大于2.5,轉彎方向應力在具有大的側偏角的位置處非線性增加,如果Cf2/Cf1小于3,則轉彎方向應力非線性減小。
在這些輪胎中,如圖25中所示的紋間表面部分列沿胎面橫向的剛度的積分值由表2中的指數所示,并且測量的轉彎方向應力的比率如表3所示。
另外,表2中的指數值表示在剛度增大時該數值增大。
表2
表3
如表3所示,所有示例輪胎10-12均能基本上呈線性地增加轉彎方向應力,而在比較示例輪胎3和5中具有大側偏角的位置處和在比較示例輪胎4中具有小側偏角的位置處,轉彎方向應力變為非線性的。
將輪胎尺寸均為235/45 R17的每個示例輪胎和比較示例輪胎組裝在8J×17的輪輞上,并充有210kPa的內壓,然后安裝在車輛上,在該車輛中,在兩個乘客乘坐的狀態下,前輪處的外傾角為-0.4°、后輪處為-0.6°。
●對該車輛進行磨損測試。測試條件是,按照分別為50%、40%和10%的比率在高速公路、普通道路和山路上行駛20000km。在行駛之后,測量兩個前輪上的兩個胎肩紋間表面部分列的橫向中央部分的磨損量比率。該比率大于100的情況表明軸向內側磨損極大,而該比率小于100的情況表明軸向外側磨損極大。
●使該車輛在水深為6mm的水壇中從50km/h的速度開始經歷加速測試,由此由試車駕駛員評估產生輪胎浮滑的速度。結果由在左側車輪和右側車輪上產生輪胎浮滑現象的平均速度的指數來表示,并且指數越大結果越好。
●在測試用環形跑道的平滑道路表面上測量在車輛中的噪聲。在以60km/h的恒定速度行駛的過程中,通過在駕駛員的耳朵周圍設置在車輛中央部分處的麥克風對噪聲水平進行測量。由一個指數表示噪聲水平,該指數越大,噪聲越低。
結果如表4中所示。
比較示例輪胎6具有圖26中所示的胎面花紋,其中在軸向內側的胎肩紋間表面部分列中形成相對于橫向角度為12°的橫向花紋槽,在第二內側紋間表面部分列中形成角度為55°的傾斜花紋槽,而且中央區域是花紋條,在第二外側紋間表面部分中形成角度為35°的橫向花紋槽,在外側胎肩紋間表面部分列中形成角度為12°的橫向花紋槽。
比較示例輪胎7具有圖27所示的胎面花紋,其中軸向內側的胎肩紋間表面部分列是花紋條,在第二內側紋間表面部分中形成角度為42°的傾斜花紋槽,在中央區域的花紋條中形成刀槽花紋,在第二外側紋間表面部分列中形成以32°的角度延伸并僅向軸向外側敞開的橫向花紋槽,在軸向外側的胎肩紋間表面部分列中形成角度為32°的橫向花紋槽。
示例輪胎13具有圖28所示的胎面花紋,其中軸向內側的胎肩紋間表面部分列是花紋條,在第二內側紋間表面部分中形成角度為42°的傾斜花紋槽,在中央區域的花紋條中形成刀槽花紋,并且在第二外側紋間表面部分列中形成角度為32°的橫向花紋槽,在軸向外側的胎肩紋間表面部分列中形成向上呈凸形地彎曲并具有12°的平均角度的橫向花紋槽。
示例輪胎14具有圖29所示的胎面花紋,它與示例輪胎13的區別僅在于,在第二外側紋間表面部分列中的橫向花紋槽僅通向軸向外側。
示例輪胎15具有圖30所示的胎面花紋,其中將軸向內側的胎肩紋間表面部分分成兩個部分,在第二內側紋間表面部分列中形成角度為55°的傾斜花紋槽,在中央區域的花紋條中形成刀槽花紋,在第二外側紋間表面部分列中形成且角度為32°的橫向花紋槽,并僅通向軸向外側,而且在軸向外側的胎肩紋間表面部分列中形成角度為5°的橫向花紋槽。
示例輪胎16具有圖28所示的胎面花紋,它與示例輪胎13的區別在于,在第二內側紋間表面部分列中形成的傾斜花紋槽的角度為45°,而且在外側胎肩紋間表面部分列的塊體上設置如圖11所示的周邊隆起部分。
示例輪胎17具有圖30所示的胎面花紋,它與示例輪胎15的區別在于,在第二內側紋間表面部分列和第二外側紋間表面部分列每一個的紋間表面部分上的前邊緣和后邊緣的高度沿著胎面的橫向不同,且每個高的高度部分在根據周向位置沿胎面的橫向改變位置的同時沿胎面的圓周方向線性地延伸,并沿著圓周方向連續。
示例輪胎18具有圖31所示的胎面花紋,它與示例輪胎15除以下區別外均相同在軸向內側的胎肩紋間表面部分的大寬度的花紋條中形成刀槽花紋,而且在第二內側紋間表面部分列中形成的傾斜花紋槽為以60°的平均延伸角度向下凸出的彎曲面部,在由傾斜花紋槽所限定的塊體的銳角部分中形成朝著頂端側逐漸降低高度的傾斜面。
示例輪胎19具有圖32所示的胎面花紋,它與圖31中所示的花紋除了以下區別外均相同根據在第二內側紋間表面部分列中形成的45°的傾斜花紋槽的位置而在中央區域花紋條的側壁上設置伸出部分,并且該傾斜花紋槽按照與兩個開口對應的節距朝著中央區域花紋條的側面敞開。
示例輪胎20具有圖33所示的胎面花紋,它與圖30所示(示例輪胎15)除了以下部分外均相同在第二內側紋間表面部分列中形成的傾斜花紋槽按照60°的平均延伸角度向下凸出的彎曲面部,該傾斜花紋槽的深度在胎面中央側的端部處是2mm,并朝著胎面端部一側逐漸加深,且在向位于胎肩側的周向主花紋槽的敞開端部處是6.5mm。
示例輪胎21具有如圖34所示的胎面花紋,其中在軸向內側的胎肩紋間表面部分列中被分開的大寬度花紋條中形成刀槽花紋,在第二內側紋間表面部分列中形成其角度為50°并且其延伸方向沿著圓周方向彼此交錯地相對的傾斜花紋槽,而且在中央區域花紋條中形成刀槽花紋,在第二外側紋間表面部分列中形成的橫向花紋槽的一端沿著圓周方向向鄰接的周向花紋槽交錯敞開,其另一端在紋間表面部分列中終止,在外側胎肩紋間表面部分列中形成的橫向花紋槽的角度為5°。
表4
PSR 205/65 R15,輪輞6JJ×15,內部壓力200kPa,0.588kN和0.235kN兩個負載水平。
在軸向內側的胎肩紋間表面部分列上以0.5度的外傾角進行室內磨損測試以及產生輪胎浮滑現象的室內測試。
而且,在車輛在普通道路上行駛1000km之后測量例如咬入在軸向內側的胎肩紋間表面部分列中形成的細花紋槽中的石頭等的外物的數量。
比較示例輪胎8花紋類似于圖35的花紋,其中在中央區域中的花紋條的中心線與輪胎的赤道線一致,在軸向內側的胎肩紋間表面部分列中沒有形成小孔,沿著胎肩的圓周方向的細花紋槽的寬度沿深度方向基本上恒定,在軸向外側的胎肩紋間表面部分列中形成沿橫向以5°的角度延伸的橫向花紋槽。
另外,該輪胎被包括在本發明的權利要求1中。
示例輪胎22具有圖36所示的胎面花紋,其中在軸向內側的胎肩紋間表面部分列中形成的小孔如圖4所示在胎肩側是密集的,在中央側是稀松的,在中央紋間表面部分列中形成如圖8(b)所示的三個分開類型的三維刀槽花紋,而且在胎肩中的周向細花紋槽的寬度從表面朝著底部逐漸減小,從而在新輪胎胎面的表面處是3mm,在花紋槽底部處是0.5mm。
表5中以指數表示性能,其中以比較示例輪胎8作為對照,指數值越大,結果越好。
表5
在將輪胎尺寸為215/45 R17的每個示例輪胎和比較示例輪胎組裝在標準輪輞上并調整至220kPa之后,通過感覺評估在測試用環形跑道上直線行駛過程時的抗輪胎浮滑能力以及操控穩定性,并通過使車輛行駛超過20000km而就中央磨損測量胎面中央部分的磨損量。結果如表6中所示,以比較示例輪胎11作為對照。
比較示例輪胎9它具有圖35中所示的胎面花紋,其中中央區域紋間表面部分列是寬度為18mm的花紋條。
另外,該輪胎被包括在如前所述的本發明的權利要求1中。
示例輪胎23在圖35所示的胎面花紋中,在中央區域花紋條中,在花紋條的整個寬度上按照沿著圓周方向為30mm的間隔形成相對于輪胎橫向以15°的角度沿相同方向延伸的多個刀槽花紋,該刀槽花紋的深度為10mm,其開口寬度為0.4mm,每個刀槽花紋被分成如圖8(b)所示的三個部分,并相對于輪胎徑向沿深度方向以±22.5°的角度傾斜。
示例輪胎24在圖35所示的胎面花紋中,在中央區域花紋條中以沿著圓周方向為30mm的間隔形成沿周向傾斜的多個橢圓形的陷窩,該陷窩長軸的長度是13mm,長軸相對于輪胎橫向的傾斜角度是15°,而且其短軸的長度是3mm。
表6
對于輪胎尺寸為205/66R15的每個示例輪胎和比較示例輪胎,測量在輪胎-車輪組件上的錐形力,并測量操控穩定生以及抗輪胎浮滑能力,以便獲得如表7中所示的結果。
在該表中,示便輪胎25具有如圖12所示的胎面花紋,其中在要被安裝的軸向內側和外側中不對稱地設置深度為8mm的周向主花紋槽,以輪胎赤道線E為界在軸向外側處的有效接地面積Sout和軸向內側處的有效接地面積Sin之間的比值是1.14,從在與胎面寬度W的80%相對應的位置處位于胎面外側表面上的切線T開始的徑向距離在軸向外側處是5.8mm,在軸向內側處是6.2mm。
比較示例輪胎10具有如圖37所示的對稱的胎面花紋,其中深度為8mm的周向主花紋槽相對于輪胎赤道線對稱地設置,以使在軸向內側處和在軸向外側處的有效接地面積基本上相等,而且使從在與胎面寬度W的80%相對應的位置處位于胎面的外側表面上的切線T開始的徑向距離在軸向內側處和在軸向外側處基本上相等。
在測試用環形跑道上行駛的過程中通過感覺評估操控穩定性,并在水深為6mm的筆直路面上行駛時通過感覺評估抗輪胎浮滑能力。而且,在表中關于這些性能的指數值越大,結果越好。
而且,通過在每個示例的10個輪胎上獲取值的平均值來確定錐形力。
表7
如表7所示,示例輪胎產生高的操控穩定性和抗輪胎浮滑能力,并且可以將錐形力控制在與比較示例輪胎10的對稱花紋情況相同的程度上。
如上所示,根據本發明,提高了抗輪胎浮滑能力和操控穩定性,并可以有利地減少在輪胎旋轉過程中的噪聲而不會降低抗不均勻磨損能力。
權利要求
1.一種充氣輪胎,包括在胎面的接地面中形成的三個或者多個周向主花紋槽,其相對于輪胎的赤道線不對稱地設置并且沿著胎面的圓周方向線性地連續延伸,從而在所形成的中央區域以及兩個側部區域的每個中均形成一個或者更多個紋間表面部分列,其中使單位寬度上在與安裝在車輛上的輪胎的軸向內側相對應的胎肩紋間表面部分列中形成的橫向花紋槽中沿圓周方向的花紋槽體積之和比在與安裝在車輛上的輪胎的軸向外側相對應的胎肩紋間表面部分列中形成的橫向花紋槽中沿著圓周方向的花紋槽體積之和小,使在中央區域中的紋間表面部分列成為花紋條,在位于靠近軸向內側處的胎肩紋間表面部分列的赤道線一側的第二內側紋間表面部分列中設置相對于胎面的橫向以不小于45°的平均傾斜角延伸的多個傾斜花紋槽,以及這些傾斜花紋槽向至少靠近軸向內側的第二內側紋間表面部分列設置的周向主花紋槽敞開。
2.如權利要求1所述的充氣輪胎,其特征在于,周向主花紋槽的數量是4或者更多,并且在軸向外側的胎肩紋間表面部分列中位于輪胎赤道線一側設置的第二外側紋間表面部分列中形成在任意一端向周向主花紋槽敞開并在另一端終止于紋間表面部分列中的多個橫向花紋槽。
3.如權利要求1或者2所述的充氣輪胎,其特征在于,軸向內側的胎肩紋間表面部分列由沿圓周方向延伸的細花紋槽分成兩個部分,并且在軸向外側的胎肩紋間表面部分列中形成的橫向花紋槽相對于胎面橫向的平均角度不大于15°。
4.如權利要求1-3中任一項所述的充氣輪胎,其特征在于,軸向內側的胎肩紋間表面部分列由沿圓周方向延伸的細花紋槽分成兩個部分,并且位于胎面端部一側處的一個分開的部分是窄寬度花紋條,在可以設有橫向花紋槽的另一個大寬度部分的分開部分中形成與花紋槽分開的多個小孔。
5.如權利要求3或者4所述的充氣輪胎,其特征在于,細花紋槽的花紋槽寬度在胎面表面一側中比在花紋槽底部中更寬。
6.如權利要求4或5所述的充氣輪胎,其行征在于,在軸向內側的胎肩紋間表面部分列處的大寬度分開部分中形成的多個小孔沿胎面周向的總體積在細花紋槽的一側處比在輪胎的赤道線一側處的大。
7.如權利要求4-6中任一項所述的充氣輪胎,其行征在于,具有小孔的大寬度分開部分在與最大承載能力的40%相對應的負載作用下以施加-0.5°的外傾角的姿態在至少部分小孔形成區域中與地面接觸。
8.如權利要求4-7中任一項所述的充氣輪胎,其特征在于,位于胎面端部一側處的窄寬度花紋條的側壁是在橫截面輪廓線的外側具有至少一個曲率中心的彎曲形式。
9.如權利要求1-8中任一項所述的充氣輪胎,其特征在于,最靠近輪胎赤道線一側的中央區域紋間表面部分列的花紋條的中心線相對于輪胎的赤道線向軸向內側偏置,并且在該花紋條中形成相對于胎面橫向傾斜地延伸的多個橫向的細花紋槽。
10.如權利要求9所述的充氣輪胎,其特征在于,橫向細花紋槽的傾斜角度是在5-55°范圍內的平均角度。
11.如權利要求9或者10所述的充氣輪胎,其特征在于,橫向細花紋槽如此形成,即如果以其延伸方向的中部為界將其彼此分開以曲面形式沿著深度方向傾斜。
12.如權利要求9-11中任一項所述的充氣輪胎,其特征在于,至少一部分橫向細花紋槽的兩端在花紋條中終止。
13.如權利要求1-8中任一項所述的充氣輪胎,其特征在于,位于最靠近輪胎赤道線一側的中央區域紋間表面部分列的花紋條的中心線相對于輪胎的赤道線向軸向內側偏置,并且在該花紋條中形成具有基本上呈橢圓形式的多個陷窩,每個陷窩的長軸相對于胎面橫向以5-45°的角度延伸,在軸向內側處的花紋條中的胎肩紋間表面部分列的一側由線性延伸的周向主花紋槽所限定。
14.如權利要求13所述的充氣輪胎,其特征在于,至少部分陷窩設有沿著長軸的方向延伸的一個或者多個刀槽花紋。
15.如權利要求1-14中任一項所述的充氣輪胎,其特征在于,最靠近輪胎赤道線設置的中央區域紋間表面部分列的花紋條由一對線性延伸的周向主花紋槽所限定,并且位于軸向內側的胎肩紋間表面部分列的一側處的周向主花紋槽的花紋槽寬度比位于軸向外側的胎肩紋間表面部分列一側處的周向主花紋槽的花紋槽寬度寬。
16.如權利要求1-15中任一項所述的充氣輪胎,其特征在于,在由軸向外側的胎肩紋間表面部分列中的橫向花紋槽所限定的每個塊體中,形成朝著塊體的側邊緣和塊體的中央區域中的至少一個逐漸降低表面高度的周邊隆起部分。
17.如權利要求1-16中任一項所述的充氣輪胎,其特征在于,使在由位于至少第二內側紋間表面部分列中的傾斜花紋槽所限定的塊體中的前邊緣的高度和后邊緣的高度沿胎面橫向不同,并且每個高的高度部分沿胎面圓周方向延伸并同時根據沿著圓周方向的位置沿著胎面橫向改變位置。
18.如權利要求1-17中任一項所述的充氣輪胎,其特征在于,在由橫向花紋槽和相對于胎面橫向以不小于45°的平均角度延伸的傾斜花紋槽中的至少一個所限定的塊體的銳角部分中形成朝著頂部逐漸降低高度的傾斜面。
19.如權利要求1-18中任一項所述的充氣輪胎,其特征在于,在周向主花紋槽的與向橫向花紋槽和傾斜花紋槽中的至少一個敞開的花紋槽壁相對的花紋槽壁中,在花紋槽開口位置和與胎面橫向相對的位置設置伸入花紋槽中的伸出部分。
20.如權利要求1-19中任一項所述的充氣輪胎,其特征在于,相對于胎面的橫向以不小于45°的平均角度延伸的傾斜花紋槽的花紋槽深度從輪胎赤道線一側向著胎面端部一側加深。
21.如權利要求1-20中任一項所述的充氣輪胎,其特征在于,在第二內側紋間表面部分列中形成的傾斜花紋槽相對于橫向的延伸方向沿著胎面的圓周方向交替地成為相反方向。
22.如權利要求1-21中任一項所述的充氣輪胎,其特征在于,在由周向主花紋槽所限定的每個紋間表面部分列中的整個接地長度上沿著胎面橫向的剛度的積分值處于從在彼此相鄰的紋間表面部分列之間的大的數值的50%的范圍內。
23.如權利要求1-22中任一項所述的充氣輪胎,其特征在于,在將輪胎安裝在已認可的輪輞上、充有標準氣壓并加載與最大承載能力相對應的質量的狀態下,在軸向內側或者軸向外側處的有效接地面積比在另一側處的大,在充有標準氣壓的姿態下從垂直于輪胎赤道平面的胎面外側表面上的切線一直到胎面的接地邊緣的徑向距離在具有小的有效接地面積的安裝側比在另一個安裝側大。
24.如權利要求23所述的充氣輪胎,其特征在于,小和大的有效接地面積的比率(S-大/S-小)以及大和小的徑向距離的比率(H-大/H-小)之間的關系滿足如下條件S-大/S-小=A×(H-大/H-小),其中A是1.0-1.4。
25.一種輪胎-車輪組件,通過將如權利要求1-24中任一項所述的充氣輪胎組裝在車輪上而形成,其中在車輪的輪輞和輪輻之間的連接部分相對于輪胎的赤道平面朝著要被安裝的車輛的外側設置。
全文摘要
一種充氣輪胎,允許既可減少滾動噪聲又可提高抗輪胎浮滑能力,而且改善抗不均勻磨損能力,其中形成彼此不對稱地設置的四個周向主花紋槽(2-5),就可在所安裝的輪胎的內側形成于胎肩紋間表面部分列(7)中的結構的單位寬度而言,周向的花紋槽體積的總和比在所安裝的輪胎的外側的形成于胎肩列(9)中的橫向花紋槽(11)的花紋槽體積的總和小,使在中央區域中的紋間表面部分列(6)成為花紋條,在靠近位于所安裝輪胎的內側上的赤道線一側胎肩紋間表面部分列(7)的第二內側紋間表面部分列(8)中形成相對于胎面橫向以45°或更大的平均傾斜角延伸的多個傾斜花紋槽(13),并且這些傾斜花紋槽(13)通向靠近安裝的輪胎的內側的第二內側紋間表面部分列(8)的周向主花紋槽。
文檔編號B60C11/04GK1684845SQ03823079
公開日2005年10月19日 申請日期2003年9月1日 優先權日2002年8月30日
發明者大澤靖雄, 澤田貴文, 佐口隆成, 藤田一人, 富田新 申請人:株式會社普利司通