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噪音性能和濕地性能的胎面溝槽設(shè)置。
背景技術(shù)：
一般而言，充氣輪胎在胎面部分設(shè)置有胎面溝槽。當(dāng)周向溝槽靠近胎面邊緣設(shè)置時，從該周向溝槽延伸到胎面邊緣的橫向溝槽常常具有通過軸向溝槽排出周向溝槽內(nèi)的水的目的。
然而，在干燥環(huán)境下，在運行時處于輪胎的觸地塊中的周向溝槽與路面之間形成的管狀部中，管狀部中的空氣受壓縮噴出而進入軸向溝槽中，噴出聲音通過軸向溝槽而泄露且聽起來類似于抽吸噪音或所謂的音高噪音(pitch noise)。而且，當(dāng)周向溝槽為直寬溝槽時，管狀部中的空氣共鳴，并且共鳴音通過軸向溝槽泄露。
這些種類的噪音可通過減小周向溝槽的寬度而減小，但是這不可避免地會惡化濕地性能。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種充氣輪胎，其中可以良好平衡地改善噪音性能和濕地性能。
根據(jù)本發(fā)明，一種充氣輪胎包括胎面部分，該胎面部分設(shè)置有開放于胎面邊緣的軸向溝槽和與胎面邊緣鄰近的周向溝槽，其中，在周向溝槽和胎面邊緣之間，每個軸向溝槽均設(shè)置有一個薄的分隔壁。
因此，該分隔壁阻止肩部周向溝槽中的壓縮空氣通過肩部軸向溝槽排出到胎面邊緣。但令人驚奇地是，通過使分隔壁非常薄，可最小化或基本上避免濕地性能的惡化。


現(xiàn)在將結(jié)合附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的實施方式。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的充氣輪胎的胎面部分的展開圖，其示出了胎面花紋。
圖2是其胎面部分沿著圖1中A-A線的截面圖。
圖3是示出部分胎面肩部的放大視圖，示出了分隔壁的一個例子。
圖4是圖3中示出的分隔壁的立體圖。
圖5是其改進型式的立體圖。
圖6是示出部分胎面肩部的放大視圖，其示出了分隔壁的另一個例子。
圖7是圖6中示出的分隔壁的立體圖。
圖8和9均為示出部分胎面肩部的放大視圖，其示出了分隔壁的再一個例子。
圖10示出了在下面對比測試中作為參照使用的胎面花紋。
具體實施例方式
本發(fā)明可在用于客車、重載車輛(卡車和公共汽車)及摩托車等的各種充氣輪胎上實施。
在輪胎領(lǐng)域中，已知一種輪胎包括胎面部分2，其帶有胎面邊緣E；一對軸向間隔的胎圈部分，每個胎圈部分中帶有一個胎圈芯；一對胎側(cè)部分，其在所述胎面邊緣E和胎圈部分之間延伸；胎體，其在胎圈部分之間延伸并固定于胎圈芯；胎面加強帶束層，其設(shè)置在胎面部分中且位于胎體冠部的徑向外側(cè)。胎面部分2設(shè)置有胎面溝槽而形成胎面花紋。
在下面的實施方式中，充氣輪胎為重載子午線輪胎。圖1示出了適于用于卡車和公共汽車的重載子午線輪胎的塊型胎面花紋，其中，胎面部分2設(shè)置有多個周向溝槽3和多個軸向溝槽4。
在圖1中，周向溝槽3為五個溝槽，包括一個中央周向溝槽3a，其沿著輪胎赤道線C延伸；一對軸向最外側(cè)肩部周向溝槽3c；和一對中間周向溝槽3b，其分別位于中央周向溝槽3a和其中一個肩部周向溝槽3c之間。
軸向溝槽4包括從中間周向溝槽3b延伸到中央周向溝槽3a的中央軸向溝槽4a；從中間周向溝槽3b延伸到肩部周向溝槽3c的中間軸向溝槽4b；和從各個胎面邊緣E軸向向內(nèi)延伸的肩部軸向溝槽4c。
從而，將胎面部分2分成位于中間周向溝槽3b和中央周向溝槽3a之間的冠部塊5a；位于中間周向溝槽3b和肩部周向溝槽3c之間的中間塊5b；和位于肩部周向溝槽3c和胎面邊緣E之間的胎面肩部6。
每個周向溝槽3(3a、3b和3c)沿輪胎周向呈Z字形延伸。周向溝槽3a、3b和3c的Z字形節(jié)距數(shù)彼此相等，但中間周向溝槽3b的Z字形幅度AZ2小于中央周向溝槽3a的Z字形幅度AZ1，也小于肩部周向溝槽3c的Z字形幅度AZ3。由此，中央的冠部塊5a、中間塊5b和胎面肩部6設(shè)置有能改善牽引性能并同時改善排水性能的V形邊緣。
在此實施例中，所有的周向溝槽3均為Z字形，但是其中一些——例如中間周向溝槽3b——可為直溝槽。進一步，代替由直線段構(gòu)成的Z字形構(gòu)造，可在至少其中一個Z字形溝槽3中采用由類似于正弦波的曲線段構(gòu)成的Z字形構(gòu)造。
在重載輪胎的情形下，優(yōu)選地，周向溝槽3的寬度設(shè)定在不小于5.0mm但不大于11.0mm的范圍內(nèi)。
若肩部周向溝槽3c離胎面邊緣E太遠(yuǎn)，則難以提供良好的濕地性能。因而，其設(shè)置在一個特定的位置中，使胎面邊緣E和肩部周向溝槽3c之間的最大軸向距離L——也就是從胎面邊緣E到肩部周向溝槽3c的軸向外邊緣3ce的軸向最內(nèi)端的軸向距離L設(shè)定在不小于胎面寬度TW的12％、優(yōu)選地大于14％、更優(yōu)選地大于15％，但不大于26％、優(yōu)選地小于24％、更優(yōu)選地小于21％的范圍內(nèi)。若最大距離L小于胎面寬度TW的12％，則胎面肩部6的剛性變得不充分，進而操縱穩(wěn)定性易于惡化。若大于26％，則變得難以保持足夠的濕地性能。
這里，胎面寬度TW是輪胎在常規(guī)充氣且無負(fù)載條件下測得的胎面邊緣E之間的軸向距離。胎面邊緣E是常規(guī)充氣且加載條件下觸地區(qū)域的軸向最外側(cè)邊緣。常規(guī)充氣且無負(fù)載條件為輪胎安裝到標(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。常規(guī)充氣且加載條件為輪胎安裝到標(biāo)準(zhǔn)輪輞上并充氣到標(biāo)準(zhǔn)壓力且施加標(biāo)準(zhǔn)輪胎負(fù)載。標(biāo)準(zhǔn)輪輞是由標(biāo)準(zhǔn)組織官方許可的用于輪胎的輪輞，即由JATMA(日本和亞洲)、T&RA(北美)、ETRTO(歐洲)、STRO(斯堪的納維亞)等官方許可的用于輪胎的輪輞。標(biāo)準(zhǔn)壓力和標(biāo)準(zhǔn)輪胎負(fù)載是由相同組織指定的輪胎在空氣-壓力/最大-負(fù)載表或類似表中的最大空氣壓力和最大輪胎負(fù)載。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“測量輪輞(measuring rim)”、TRA中的“設(shè)計輪輞(design rim)”等。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％。
在此實施例中，上述中央軸向溝槽4a和中間軸向溝槽4b朝向同一方向相對于輪胎軸向成10～30度的角度傾斜。此外，每個中央軸向溝槽4a和中間軸向溝槽4b的兩端在Z字形頂點(拐角)處連接于周向溝槽3，如圖1所示。
肩部軸向溝槽4c大致平行于輪胎軸向延伸，即以相對于輪胎軸向成0～5度的較小角度延伸，從而最大化胎面肩部6的軸向剛性，以在轉(zhuǎn)彎期間承受大的側(cè)力。
為了保持大的溝槽容積，肩部軸向溝槽4c的溝槽深度D1的范圍為不小于肩部周向溝槽3c的溝槽深度D2的20％，優(yōu)選地大于其25％。但是，若溝槽深度D1大于其100％，胎面肩部6的剛性下降且操縱穩(wěn)定性易于惡化。因此，溝槽深度D1優(yōu)選地設(shè)定在不大于溝槽深度D2的100％，更優(yōu)選地小于其80％的范圍內(nèi)。在重載輪胎的情形下，溝槽深度D2不小于15.0mm、優(yōu)選地大于17.0mm，但不大于18.5mm、優(yōu)選地小于18.0mm。軸向溝槽4的寬度優(yōu)選不小于5.0mm但不大于11.0mm。
肩部軸向溝槽4c朝向胎面邊緣E設(shè)置有一個張開部，其溝槽寬度從該溝槽長度的中點到軸向外端逐漸增加，而使輪胎軸向外側(cè)具有一個寬的開口區(qū)域并由此降低排出空氣的流速，以減小噴出聲音或排出噪聲。
各肩部軸向溝槽4c分別從其中一個胎面邊緣E延伸到鄰近肩部周向溝槽3c的附近區(qū)域。但是，為了防止在軸向溝槽4c的軸向內(nèi)端4ci和周向溝槽3c之間的完全連接，在二者之間形成有一個分隔壁7。從而，上述胎面肩部6在輪胎周向上本質(zhì)上是分隔開的，而形成偽肩部塊(pseudo-shoulder block)8。
分隔壁7非常薄，如圖1所示。
分隔壁7的厚度(t)的設(shè)定范圍為不小于上述最大軸向距離L的1％、優(yōu)選大于其2％，但不大于其7％、優(yōu)選地小于其6％、更優(yōu)選地小于其5％。若厚度(t)小于其1％，強度下降，并且行駛中分隔壁7易于斷裂。若大于其7％，濕地性能下降。具體地，厚度(t)設(shè)定在小于約3mm、優(yōu)選地約1或2mm的范圍內(nèi)而幾乎與輪胎尺寸無關(guān)。
分隔壁7從肩部軸向溝槽4c的底部上升，同時橋接相鄰的偽肩部塊8。
在圖3和4中，分隔壁7位于溝槽4c的軸向內(nèi)端4ci處。從而，分隔壁7的軸向內(nèi)表面形成了成V形彎曲的肩部周向溝槽3c的軸向外側(cè)壁表面的一部分，且該分隔壁7形成了軸向向外突出的Z字形頂點。另一方面，該軸向外側(cè)壁表面(4ci處)是平的且平行于輪胎周向。因而，分隔壁7的厚度(t)從周向中心7A向其各個周向端部7B逐漸增大。
行駛時，分隔壁7所橋接的相對的兩側(cè)壁彼此相對移動。在分隔壁7和溝槽側(cè)壁的接合處的拐角上有應(yīng)力集中的可能性。但是，通過在分隔壁7中設(shè)置減小的厚度部分，應(yīng)力集中在該薄的部分上而不是拐角上，從而有效地防止了從拐角開始的裂縫和破裂。
為了在該薄部分中沒有產(chǎn)生破裂的情況下實現(xiàn)該目的，中心7A處的最小厚度tc與端部7B處的最大厚度(te)的比(tc/te)優(yōu)選地設(shè)定在不小于0.5、更優(yōu)選地大于0.6，但不大于1.0、更優(yōu)選地不大于0.8的范圍內(nèi)。
在此實施例中，分隔壁7徑向向外一直延伸到胎面表面。從而，行駛中分隔壁7的徑向外表面7a與路面接觸。因而，肩部軸向溝槽4c和肩部周向溝槽3c之間的連接完全被阻塞，進而防止了壓縮在位于觸地塊中的肩部周向溝槽3c中的空氣通過肩部溝槽4c排出，由此，所稱的抽吸噪音得以有效地減小。
然而，即使在分隔壁7的徑向外表面7a和路面之間存在縫隙，只要該縫隙足夠小，也可獲得大致相同的效果。
圖5示出了圖4所示的分隔壁7的改進型式，其中，分隔壁7終止于離胎面表面一定深度(Z)處。該深度(Z)最大2mm，優(yōu)選在約0.5mm～約1.0mm的范圍內(nèi)。因而，分隔壁7的外表面7a不與路面相接觸，或者即使接觸，接觸壓力也極大地減小。因此，可以有效地防止胎面磨損初始階段中行駛期間所產(chǎn)生的分隔壁7的損壞，同時維持上面說明的阻塞效應(yīng)。
圖6和7示出了圖4所示的分隔壁7的另一個改進型式，其中，分隔壁7的軸向外側(cè)壁表面大致平行于軸向內(nèi)側(cè)壁表面。因此，厚度(t)在輪胎周向上大致恒定。還在此實施例中，分隔壁7可終止于如上所解釋的深度(Z)。
圖8示出了圖7中的實施例的改進型式，其中，分隔壁7位于溝槽4c的軸向內(nèi)端4ci的軸向略外處。
圖9示出了圖8中實施例的改進型式，其中，分隔壁7反向彎曲而軸向向內(nèi)突出。該結(jié)構(gòu)可增加由于從內(nèi)側(cè)施加到其上的壓力而產(chǎn)生的彎曲變形。從而，可減小分隔壁7和溝槽壁的接合處的應(yīng)力。
在圖8和9中，分隔壁7終止于深度(Z)，但其也可延伸直至胎面表面。
如圖7、8和9所示，通過提供所述V形構(gòu)造，可有效地防止分隔壁7的破裂，這是因為行駛中，即使肩部塊8移動而使肩部塊8之間的距離增加或減小，由于分隔壁7可易于變形成更為扁平或更深的V形，因而應(yīng)力得以減小。進一步，即使分隔壁7接觸到路面或抵在其上而由此變形，由于分隔壁7易于變形，破裂可最小化。
如圖8和9所示，通過將分隔壁7設(shè)置在軸向內(nèi)端4ci的軸向略向外處，由于與肩部塊的拐角處的移動相比塊的移動變得較小，應(yīng)力減小并且耐久性可進一步增加。從溝槽端4ci到分隔壁7的軸向距離約為3～10mm。
對比測試制造用于卡車和公共汽車的尺寸為11R22.5(輪輞7.50×22.5)的重載輪胎，并測試分隔壁的耐久性、濕地性能和車內(nèi)噪音。除了分隔壁外，測試輪胎具有與如圖1所示的同樣的胎面花紋。輪胎規(guī)格如表1中所示。
分隔壁耐久性測試使用直徑為1.7m的輪胎測試鼓，各測試輪胎均安裝到標(biāo)準(zhǔn)輪輞上并充氣到800kPa的標(biāo)準(zhǔn)壓力，行駛速度為50km/h且輪胎負(fù)載為26.72kN，在行駛10000km之后，直觀地檢查分隔壁的裂縫。結(jié)果如表1中所示，其中“A”表示未發(fā)現(xiàn)裂縫，
“B”表示觀察到朝向溝槽底部延伸但未達(dá)到溝槽深度的50％的裂縫，和“C”表示觀察到朝向溝槽底部延伸且已超過溝槽深度的50％的裂縫。
濕地性能測試在輪胎測試線路中，一輛所有六個輪胎均為測試輪胎(壓力800kPa)的日本8t型卡車(雙輪型)在覆以5mm厚的水膜的潮濕瀝青路上行駛，并測量跑一圈的時間。結(jié)果由參照1的值為100的指數(shù)表示在表1中，其中該指數(shù)越小，濕地性能越佳。
車內(nèi)噪音測試上述測試卡車在光滑干燥的瀝青路上以50km/h的速度滑行，在駕駛室中使用固定在卡車外部方向的靠近駕駛員耳朵處的麥克風(fēng)測試整個噪聲壓力等級。結(jié)果如表1中所示。
從以上測試結(jié)果，證實了可顯著地減小車內(nèi)噪音而不犧牲濕地性能。
表1

*1)當(dāng)厚度t可變時，指示最小值
權(quán)利要求
1.一種充氣輪胎，包括胎面部分，該胎面部分設(shè)置有開放于胎面邊緣的軸向溝槽和鄰近該胎面邊緣的周向溝槽，其中每個軸向溝槽在周向溝槽和胎面邊緣之間均設(shè)置有一個薄的分隔壁。
2.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述分隔壁徑向向外一直延伸到胎面表面。
3.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述分隔壁徑向向外延伸但終止于距胎面表面一定深度處。
4.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述分隔壁中心部分的厚度沿輪胎周向方向減小。
5.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述分隔壁的厚度大致恒定，并且該分隔壁彎曲為使得所測得的沿著該分隔壁的分隔壁周向端部之間的長度大于所測得的該周向端部之間的最短距離。
6.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中每個軸向溝槽的深度不大于周向溝槽的深度的100％但不小于其20％。
7.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述分隔壁的厚度在周向溝槽的軸向外邊緣與胎面邊緣之間的最大軸向距離的2～7％的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1～7中的任一項所述的充氣輪胎，其中所述薄的分隔壁設(shè)置在所述軸向溝槽的軸向內(nèi)端處。
9.如權(quán)利要求1～7中的任一項所述的充氣輪胎，其中所述薄的分隔壁設(shè)置在軸向溝槽的軸向內(nèi)端和胎面邊緣之間，該內(nèi)端連接至周向溝槽。
全文摘要
一種充氣輪胎包括胎面部分，該胎面部分設(shè)置有開放于胎面邊緣的軸向溝槽和鄰近該胎面邊緣的周向溝槽，其中，各軸向溝槽在周向溝槽和胎面邊緣之間均設(shè)置有一個薄的分隔壁，以阻止噪聲傳播同時不會惡化濕地性能。
文檔編號B60C11/117GK1861428SQ20061007573
公開日2006年11月15日 申請日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月13日
發(fā)明者田村正廣 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社