空气轮胎.pdf

本发明提供一种空气轮胎，其能够抑制突起部的过度塌陷，提高在结冰路面上的行车性能，同时，能够确保耐跟趾动作磨耗性能。在胎面花纹块(1)上形成有沟槽(10)的空气轮胎中，沟槽(10)在自踏面隔开一定距离的位置上，具有沟槽宽度比踏面的沟槽宽度宽的宽幅区域(10A)，宽幅区域(10A)的构成为：沿沟槽(10)的长度方向在沟槽壁面(10a，10b)的两侧交替设置有向沟槽(10)的深度方向延伸的凹槽4。

1.  一种空气轮胎，在胎面的突起部上形成有沟槽，其特征在于，所述沟槽在自踏面隔开一定距离的位置上，具有沟槽宽度比踏面的沟槽宽度宽的宽幅区域，所述宽幅区域构成为：沿所述沟槽的长度方向，在沟槽壁面的两侧上交替设置有向所述沟槽的深度方向延伸的凹槽。

2.  如权利要求1所述的空气轮胎，所述凹槽向所述沟槽的长度方向倾斜，并且向所述沟槽的深度方向延伸。

3.  如权利要求1或2所述的空气轮胎，所述凹槽形成为向所述沟槽的长度方向弯曲的V字形。

4.  一种空气轮胎，在胎面的突起部形成有沟槽，其特征在于，
所述沟槽在自踏面隔开一定距离的位置上，具有沟槽宽度比踏面的沟槽宽度宽的宽幅区域，所述宽幅区域构成为：在沟槽壁面的两侧设置有凹槽，该凹槽区分开在所述沟槽的长度方向上隔开间隔地配置的多个第一凸条和在深度方向的位置上与第一凸条局部重叠地配置于所述第一凸条彼此之间的多个第二凸条，
在相互相对的沟槽壁面之间，所述凹槽彼此在所述沟槽的长度方向上的相位是错开的，以使一沟槽壁面的所述第一凸条和另一沟槽壁面的所述第二凸条的一部分相对。

5.  如权利要求1或4所述的空气轮胎，所述宽幅区域自所述沟槽的长度方向的两端隔开一定距离来设置。

6.  如权利要求1或4所述的空气轮胎，所述凹槽的厚度向着所述沟槽的底部逐渐增加。

空气轮胎
技术领域
本发明涉及在胎面突起部上形成有沟槽的空气轮胎，特别适合作为无防滑钉轮胎来使用。
技术背景
目前，无防滑钉轮胎在花纹块及肋条等的突起部上形成有被称为沟槽的切口。通过该沟槽产生的边缘效果和除水效果，可以提高在低摩擦系数的结冰路面上的行车性能(下面统称为冰面性能)。然而，因为橡胶具有非压缩性，当轮胎承重时，会导致与路面接触的胎面的移动变得剧烈，特别是胎面在结冰路面打滑时，沟槽的开口部分容易变得狭窄，使沟槽本应发挥的边缘效果和除水效果减弱。
为解决此问题，下述专利文献1中所记载的轮胎，在花纹块1上形成具有如图9所示的宽幅部21～24的沟槽20。将沿沟槽20的长度方向延伸的凹槽26设置于沟槽壁面20a，20b，由此构成宽幅部21～24。当花纹块1受到负荷时，宽幅部21～24吸收该负荷所产生的变形。由此可以抑制沟槽20的开口部变窄，从而确保边缘效果及除水效果。
但是可判明，在如上所述的沟槽结构中，由于沟槽宽度变大的部分沿长度方向连续地延伸，因此花纹块容易过度塌陷。这种花纹块的过度塌陷，不仅会减弱边缘效果，还会造成花纹块的接地面积减少，从而难以发挥橡胶的柔软性所产生的粘着摩擦效果。而且，上述沟槽结构在进行磨耗的过程中，由于露出在踏面的沟槽宽度在宽幅部会发生突然的变化，所以有可能发生跟趾动作磨耗。
下述专利文献2中记载有一种如下所述的沟槽：为了减少在湿润路面与干燥路面上的操纵稳定性的差别，将深度方向的中央部设置成宽度最宽，同时，将其底部形成为宽度最窄。但是，由于该沟槽遍及深度方向的中央部整体，沟槽宽度最大且都均等，所以在结冰路面上，突起部容易过度塌陷，露出在踏面的沟槽宽度会随着磨耗的进行而发生突然的变化。所以认为可能发生与上述冰面性能及耐跟趾动作磨耗性能有关的问题。
专利文献1：(日本)特开2007-8303号公报
专利文献2：(日本)特许第4149048号公报
发明内容
本发明是鉴于上述实际情况而开发的，其目的在于提供能够抑制突起部的过度塌陷，提高冰面性能，同时，确保耐跟趾动作磨耗性能的空气轮胎。
如以下所述，上述目的可以通本发明来实现。也就是说，本发明的空气轮胎，在胎面的突起部上形成有沟槽，所述沟槽在自踏面隔开一定距离的位置上，具有沟槽宽度比踏面上的沟槽宽度宽的宽幅区域，所述宽幅区域的构成为：沿所述沟槽的长度方向，在沟槽壁面的两侧交替设置有向所述沟槽的深度方向延伸的凹槽。
在这样构成的空气轮胎中，沟槽具备如上所述的宽幅区域，由此，由于沟槽宽度变大的部分沿长度方向断续地配置，所以，可以确保沟槽的除水效果，同时，抑制突起部的过度塌陷。其结果，能够使沟槽发挥实际的边缘效果的同时，保持突起部的接地面积，从而使粘着摩擦效果得到恰当的发挥，提高冰面性能。
另外，随着磨耗的进行，在踏面上露出宽幅区域的阶段，因增加由凹槽的槽壁构成的边缘成分，所以能够进一步提高冰面性能。并且，在宽幅区域，由于凹槽沿着沟槽的长度方向交互设置在沟槽壁面的两侧，在磨耗进行的过程中，露出在踏面的沟槽宽度不会发生突然变化，从而可以良好的确保耐跟趾动作磨耗性能。
在上述的空气轮胎中，优选所述凹槽向所述沟槽的长度方向倾斜，并且向所述沟槽的深度方向延伸。根据这种构成，突起部塌陷时，由于在互相相对的沟槽壁面之间，介于凹槽间的那些凸条可以在深度方向上抵接，因此能够可靠地抑制突起部的过度塌陷，进一步提高冰面性能。而且，由于伴随磨耗的进行，露出在踏面的凹槽的位置会发生变化，所以在沟槽的开口部，力作用的部位不会偏向于一方，从而可很好地抑制跟趾动作磨耗的发生。
在上述的空气轮胎中，优选所述凹槽形成为朝向所述沟槽的长度方向弯曲的V字形。根据这种构成，相比凹槽仅向一个方向倾斜的情况，会提高沟槽深度方向的刚性，由于突起部的运动不会偏向一个方向，从而可以更加可靠地抑制突起部过度塌陷，进一步提高冰面性能。
另外，本发明的其他空气轮胎，在胎面的突起部形成有沟槽，所述沟槽在自踏面隔开一定距离的位置上，具有沟槽宽度比踏面的沟槽宽度宽的宽幅区域，所述宽幅区域的构成为：在沟槽壁面的两侧设置有凹槽，所述凹槽区分开在所述沟槽的长度方向隔开间隔配置的多个第一凸条、和在深度方向的位置上与第一凸条局部重叠而配置于所述第一凸条彼此之间的多个第二凸条，在相互相对的沟槽壁面之间，所述凹槽彼此在所述沟槽的长度方向上的相位是错开的，以使一沟槽壁面的所述第一凸条和另一沟槽壁面的所述第二凸条的一部分相对。
在这样构成的空气轮胎中，沟槽具备如上所述的宽幅区域，由此，沟槽宽度变大的部分沿长度方向断续地配置，所以，可以确保沟槽产生的除水效果，同时，可以抑制突起部的过度塌陷。其结果，能够使得沟槽的边缘效果有实效，同时，保持突起部的接地面积，使粘着摩擦效果得到恰当的发挥，提高冰面性能。
另外，随着磨耗进行，在踏面上露出宽幅区域的阶段，则因增加由凹槽的槽壁构成的边缘成分，所以可以进一步提高冰面性能。而且，在该宽幅区域，由于在互相相对的沟槽壁面之间，第一凸条和第二凸条在局部位置上相对，由此能够保持突起部难以塌陷，同时增加凹槽产生的边缘成分，有效地提升冰面性能。不仅如此，在磨耗进行的过程中，露出于踏面的沟槽宽度不会突然变化，从而可以良好地确保耐跟趾动作磨耗的性能。
本发明的空气轮胎，优选所述宽幅区域自所述沟槽的长度方向的两端隔开一定距离而设置。根据这种构成，通过确保在沟槽长度方向两端部的刚性，可以更加确实有效地抑制突起部的过度塌陷，从而能够提高沟槽的边缘效果及突起部表面的粘着摩擦效果，发挥优秀的冰面性能。
本发明的空气轮胎中，优选使所述凹槽的厚度向所述沟槽的底部逐渐增加。根据这种构成，可以抑制突起部刚性降低，同时，能够保持磨耗中期之后的沟槽的除水效果。
附图说明
图1是表示本发明的空气轮胎的胎面之一例的展开图；
图2是将沟槽沿长度方向分割时的纵向截面立体图；
图3是表示图2的沟槽的沟槽壁面和横截面的图；
图4是表示沟槽的变化例中的沟槽壁面和横截面的图；
图5是表示沟槽的变化例中的沟槽壁面和横截面的图；
图6是将本发明的其他实施方式中的沟槽沿长度方向分割时的纵向截面立体图；
图7是表示图6的沟槽的沟槽壁面和横截面的图；
图8是沟槽的纵向截面图；
图9是将传统沟槽沿长度方向分割时的纵向截面立体图。
符号说明
1      花纹块
4      凹槽
8      凹槽
10     沟槽
10A    宽幅区域
10a    沟槽壁面
10b    沟槽壁面
91     第一凸条
92     第二凸条
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。图1是表示本发明的空气轮胎胎面的一例的展开图。该空气轮胎具备具有多个花纹块1(突出部的一例)的胎面花纹。花纹块1被向轮胎圆周方向延伸的主沟槽3a及与其交叉延伸的横槽3b划分，夹着向轮胎圆周方向延伸的肋条2，排列成4列花纹块1。
在各花纹块1上，具有直线状开口部的多条沟槽10，按照规定的间隔平行设置。在本实施方式中，表示出沟槽10向轮胎的宽度方向平行延长的例子，不过本发明并非仅限于此。沟槽10为在花纹块1的侧壁开口的开放沟槽，但其两端也可以在花纹块1的内部结束。不过，因为使用本发明可以抑制花纹块1的过度塌陷，所以在沟槽为开放沟槽且花纹块1较容易塌陷的情况下，本发明会特别有效。
图2是将沟槽10沿长度方向分割时的纵向截面立体图。图3是表示此沟槽10的沟槽壁面和横截面的图。沟槽10在自踏面隔开距离d1的位置上，具有沟槽宽度比踏面的沟槽宽度宽的宽幅区域10A。宽幅区域10A的构成为：沿着沟槽10的长度方向N，在沟槽壁面10a，10b的两侧，交替设置向沟槽10的深度方向延伸的凹槽4。宽幅区域10A中的沟槽宽度为踏面的沟槽宽度W加上凹槽4的厚度t的和。
宽幅区域10A在图3中呈虚线所围成的矩形形状，自沟槽10的长度方向N的两端隔开距离d2而设置。在各沟槽壁面10a，10b上，沿长度方向N隔开间隔地设置多个凹槽4，沟槽宽度变大的部分沿长度方向N断续地配置。因此，能够在确保沟槽10的除水效果的同时，抑制花纹块1的过度塌陷，确保边缘效果及粘着摩擦效果，提高冰面性能。
另外，随着磨耗进行，在宽幅区域A10露出在踏面的阶段，则由于增加由凹槽4的槽壁构成的边缘成分，所以能够进一步提高冰面性能。并且，由于在宽幅区域10A，凹槽4沿长度方向N在沟槽壁面10a，10b的两侧交替设置，所以在磨耗进行的过程中，露出在踏面的沟槽宽度不会突然发生变化，从而能够很好地确保耐跟趾动作磨耗性能。
在磨耗的初期，由于宽幅区域10A不露出在踏面，即使在沟槽10的开口部变窄的时候，宽幅区域10A也不容易关闭。距离d1例如设定为距离踏面1～3.5mm，为了发挥沟槽10所产生的充分的边缘效果，沟槽深度D设定为主沟槽3a的深度的30～80％。在确保上述的冰面性能的改善效果的前提下，宽幅区域10A的高度h优选设定为占沟槽深度D的50～95％。
宽幅区域10A优选延伸自踏面开始的沟槽深度D的50％，更优选超过60％。宽幅区域10A也可以到达沟槽10的底部，但像本实施方式那样没有到达沟槽底部时，由于沟槽底部没有设定凹槽4，在沟槽底部不会形成应力容易集中的部分，从而可以抑制裂纹的发生。
在该沟槽10中，由于宽幅区域10A远离沟槽10的长度方向N的两端，所以能够确保在沟槽10的两端部的刚性，从而更加确实有效地抑制花纹块1的过度塌陷。因此，能够提高沟槽10的边缘效果及花纹块表面的粘着摩擦效果，发挥优良的冰面性能。距离d2例如被设定为距花纹块边缘1.5～6mm。
本实施方式中，沟槽壁面10a的凹槽4和沟槽壁面10b的凹槽4，在长度方向N的位置上部分重叠，且相互逆向凹陷。由此，沿长度方向N的凹槽4的连续性得到确保，在宽幅区域10A的全范围，连续地形成沟槽宽度变大的部分，因此，可有效地提高沟槽10的除水效果。另外，本发明中，设置于各沟槽壁面10a，10b的凹槽4彼此在长度方向N上不重叠也没有关系。
凹槽4的厚度t优选为沟槽宽度W的75～150％。这是因为通过设定在75％以上，能够提高沟槽10的除水效果，同时，确保由凹槽4的槽壁构成的边缘成分，从而良好地提高冰面性能。另外，通过设定在150％以下，能够防止花纹块1的刚性的过度降低。在得到沟槽10的充分的边缘效果的前提下，沟槽宽度W优选0.2～0.6mm。
图4所示的沟槽10的变化例中，凹槽5向长度方向N倾斜，并且向沟槽10的深度方向延伸。根据这种构成，花纹块1塌陷时，在相互相对的沟槽壁面10a、10b之间，介于凹槽5间的凸条6可彼此在深度方向抵接，从而能够抑制花纹块1的过度塌陷，良好地提高冰面性能。另外，由于伴随磨耗的进行，露出于踏面的凹槽5的位置发生变化，所以在沟槽10的开口部，力作用的部位不会偏向于一处，可很好的抑制跟趾动作磨耗的发生。
图5所示的沟槽10的变化例中，凹槽7形成向长度方向N弯曲的V字形。这种构成中，相比凹槽仅向一方向倾斜的情况，沟槽10的深度方向的刚性得到提高，花纹块1的运动不会偏向一个方向。因此，能够更加可靠地抑制花纹块1的过度塌陷，提高冰面性能。另外，也可以在深度方向连接这样的V字，使凹槽7形成锯齿形。
图6是在本发明其他实施方式的空气轮胎中，将沟槽10沿长度方向分割时的纵向截面立体图。图7是表示该沟槽10的沟槽壁面和横截面的图。除以下说明的结构外，因为和参照图2，3来进行了说明的实施方式的构成及作用相同，所以将共同点省略，主要对不同点进行说明。
在该沟槽10中，宽幅区域10A的构成为：将凹槽8设置于沟槽壁面10a，10b两侧。凹槽8区分开在沟槽10的长度方向N上隔开间隔而配置的多个第一凸条91、和配置在第一凸条91彼此之间的多个第二凸条92，相同沟槽壁面上的第一凸条91和第二凸条92，以在深度方向的位置上部分重叠的状态，在长度方向上隔开间隔地配置。另外，在相互相对的沟槽壁面10a，10b之间，一沟槽壁面的第一凸条91和另一沟槽壁面的第二凸条92在部分位置上相对，凹槽8彼此在长度方向N上的相位是错开的。
根据这种沟槽结构，在宽幅区域10A中，由于在互相相对的沟槽壁面10a，10b之间，第一凸条91和第二凸条92在部分位置上相对，因而能够保持花纹块1不易塌陷。也就是说，在确保宽幅区域10A的除水效果的同时，在花纹块1塌陷时，沟槽壁面10a的第一凸条91与沟槽壁面10b的第二凸条92也可在深度方向抵接，且沟槽壁面10a的第二凸条92与沟槽壁面10b的第一凸条91在深度方向抵接，因而能够有效地抑制花纹块1的塌陷。不止如此，通过如上所述配置第一凸条91与第二凸条92，由于增加了由凹槽8的槽壁构成的边缘成分，所以在随着磨耗的进行，宽幅区域10A露出在踏面上的阶段中，能够有效地提高冰面性能。
具有上述沟槽结构的轮胎，可以通过下述的方式进行制造：在加硫成形时，将工序改变为在插入胎面的沟槽刃上设置对应凹槽的凸形状，而其他的工序则与现有的轮胎制造工序相同。
本发明的空气轮胎，除在花纹块等的突出部形成如上所述的沟槽以外，和普通的空气轮胎是一样的，传统的公知的材料，形状，构造，制作方法等都可以在本发明中采用。
本发明也适用于所谓的夏季用轮胎，但由于其在冰面性能上的优势，尤其适合作为无防滑钉轮胎(冬季用轮胎)来使用。
[其他的实施方式]
(1)本发明的空气轮胎所具有的胎面花纹并无特别限定，花纹块形状也可以采用V字形或多角形、曲线基调等的各种形状来代替矩形。此外，对于形成于沿轮胎圆周方向延伸的肋条上的沟槽、或沿长度方向以波状或锯齿状延伸的波形沟槽，也可以适用本发明的沟槽结构。
(2)在前述的实施方式中，表示出了凹槽的厚度在沟槽的深度方向为一定的例子，但作为本发明的优选实施方式，可以列举出凹槽的厚度向着沟槽的底部逐渐增加的例子。即，于图2，3中所示的凹槽4，其纵向截面为图8(A)的方式，但也可以将其设置成图8(B)那样的锥形状，在这样的情况下，能够抑制花纹块1的刚性减弱，同时，能够保持沟槽10在磨耗中期后的除水效果。
[实施例]
下面，对具体地表示本发明的构成和效果的实施例进行说明。另外，也按下面所述来评价了轮胎的各性能。
(1)冰面转弯性能(冰面性能的一例)
将轮胎安装在真车(1500cc级别的4WD轿车)上，在分别为新品时和已磨耗时(宽幅区域露出在踏面的状态)，调查了在结冰路面上由20km/h的速度开始进行转弯行驶(J形行驶)时的横向力值。将比较例1设为100进行指数评价，数值越大横向力值越大，表示在冰面转弯性能上越优良。
(2)耐跟趾动作磨耗性能
将轮胎安装在真车(1500cc级别的4WD轿车)上，调查了在一般路面行驶12000km后的跟趾动作磨耗量(关于沟槽，在轮胎旋转方向的前方侧和后方侧上的磨耗量的差)。数值越小跟趾动作磨耗量也越小，表示在耐跟趾动作磨耗性能上越优良。
比较例1，2
将在图1所示的胎面的花纹块上，形成没有宽幅区域的普通直线沟槽的轮胎作为比较例1，将形成图9所示的有宽幅部的沟槽的轮胎作为比较例2。设定轮胎尺寸为195/65R15，主沟槽的深度为8，7mm，沟槽的深度为6.3mm，在踏面的沟槽的厚度为0.3mm，在宽幅部的沟槽的厚度为0.9mm(每个宽幅部的厚度为0.3mm)。
实施例1～5
将在图1所示的胎面花纹块的沟槽中，具有图2，3所示的宽幅区域的轮胎作为实施例1；将具有图4所示的宽幅区域的轮胎作为实施例2，将具有图5所示的宽幅区域的轮胎作为实施例3，将具有图6，7所示的宽幅区域的轮胎作为实施例4，另外，将在实施例1中，像图8(B)那样的使凹槽的厚度逐渐增加的轮胎作为实施例5。轮胎尺寸、主沟槽深度、沟槽深度及沟槽厚度设定为与比较例1相同，将在宽幅区域的沟槽的厚度(W+2t)设定为0.9mm。评价结果表示于表1中。
[表1]

如表1所示，在各实施例中，相比比较例1，2，冰面转弯性能都得到了提高。可以认为，在新品时有助于对花纹块过度塌陷的抑制效果，在已磨耗时，除此之外，还有助于凹槽的边缘成分的增加。此外，相比比较例2，耐跟趾动作磨耗性能更为优良，即使没有宽幅区域也能够抑制跟趾动作磨耗。此外，在实施例2，3中，相比实施例1更能可靠地抑制花纹块的塌陷，从而两性能进一步提高。在实施例4中，通过采用上述形状的凹槽，更好地提高了冰面转弯性能。