充气轮胎的制作方法

1.本发明涉及在胎面部的踏面植设有防滑钉的充气轮胎。


背景技术：

2.在北欧、俄罗斯等严冬地区，主要使用嵌钉轮胎(studded tire)作为冬季轮胎。在嵌钉轮胎中，在胎面部设置用于植设防滑钉的多个植入孔，对这些植入孔植设防滑钉(例如，参照专利文献1)。在冰雪路面上行驶时，这样的防滑钉发挥扒抓冰雪路面的效果，所以能够提高冰上性能。另一方面，在冰雪路面以外(尤其是干燥的铺装路面)行驶的情况下，硬的防滑钉与铺装路面触碰的冲击会作为冲击感传递，所以可能成为使乘坐舒适性恶化的要因。并且，即使在严冬地区的冬季，也有机会以不小的频度在冰雪路面以外的铺装路面(干燥路面)上进行行驶。因此，在嵌钉轮胎中，谋求用于在有效地发挥冰雪路面上的行驶性能(尤其是，冰上牵引性能)的同时提高干燥路面上的乘坐舒适性能的对策。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2018-187960号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的课题
7.本发明的目的在于提供一种在胎面部的踏面植设有防滑钉，并且能够在提高冰上性能的同时提高干燥路面上的乘坐舒适性能的充气轮胎。
8.用于解决课题的技术方案
9.达成上述目的的本发明的充气轮胎具备：胎面部，在轮胎周向上延伸并呈环状；一对侧壁部，配置于该胎面部的两侧；以及一对胎圈部，配置于上述侧壁部的轮胎径向内侧，所述充气轮胎在所述胎面部的踏面植设有防滑钉，所述充气轮胎的特征在于，在将在以轮胎赤道线上的间隔为轮胎接地长度的1/4的方式配置的一对轮胎子午线之间划分出的区域设为带状区域，并将多个带状区域沿轮胎周向使角度依次错开1度地在轮胎整周上排列时，在所述多个带状区域中的所有带状区域中，各带状区域所包含的防滑钉的根数n为轮胎整周上的防滑钉的总数n的4.0％以下，并且，在所述多个带状区域的2/3以上的带状区域中，该带状区域所包含的防滑钉的根数n为所述总数n的2.0％以上。
10.发明的效果
11.在本发明中，通过如上述那样设置防滑钉，能够在有效地提高冰上性能的同时良好地发挥干燥路面上的乘坐舒适性能。具体而言，在所有的带状区域中，防滑钉的根数n相对于防滑钉的总数n的比例被抑制为4.0％以下，所以能够抑制在干燥路面上行驶时防滑钉与路面接触时的冲击感，能够提高乘坐舒适性能。另一方面，由于在轮胎整周充分地设置了防滑钉的根数n相对于防滑钉的总数n的比例被设定为2.0％以上这样的适当的范围的带状区域，所以能够良好地发挥冰上性能。
12.在本发明中，优选的是，防滑钉的总数为135根～250根。通过像这样设置适当的根数的防滑钉，有利于在有效地发挥冰上牵引性能的同时提高干燥路面上的乘坐舒适性能。
13.在本发明中，优选的是，在多个带状区域中，存在1处以上且多个带状区域中的1/3以下的集中区域，所述集中区域是该带状区域所包含的防滑钉的根数n为总数n的3.0％以上的带状区域。通过像这样设置防滑钉的根数多而冰上性能优异的集中区域，能够实现冰上性能的进一步提高。另一方面，由于将集中区域的数量抑制为多个带状区域中的1/3以下，所以即使设置集中区域也能够良好地发挥干燥路面上的乘坐舒适性能。
14.此时，优选的是，在集中区域中，存在2处以上密集区域，并且在轮胎周向上相邻的所述密集区域彼此的间隔为轮胎接地长度的100％以上，所述密集区域是该带状区域所包含的防滑钉的根数n为总数n的3.5％以上的带状区域。密集区域在集中区域中，冰上性能也尤其优异，所以能够实现冰上性能的进一步提高。另一方面，使密集区域彼此的间隔比轮胎接地长度大，所以在轮胎滚动时存在于接地面内的密集区域始终为1处以下，即使设置密集区域也能够良好地发挥干燥路面上的乘坐舒适性能。
15.而且，优选的是，集中区域所包含的防滑钉的平均突出量px与集中区域以外的区域中的防滑钉的平均突出量pav满足px≤0.9
×
pav的关系。通过像这样设定防滑钉的突出量，在防滑钉的根数相对较多的集中区域中能够将防滑钉的突出量抑制得低，有利于良好地发挥干燥路面上的乘坐舒适性能。
16.在本发明中，在对胎面部的踏面沿轮胎宽度方向进行3等分而得到的区域中，将位于轮胎赤道上的区域设为中央区域，将位于中央区域的轮胎宽度方向两侧的一对区域分别设为胎肩区域时，优选的是，在防滑钉的根数n为3根以上的带状区域中，在中央区域和一对胎肩区域中分别存在至少1根防滑钉。通过像这样在轮胎宽度方向上分散地配置防滑钉，能够在轮胎宽度方向的整个区域有效地获得扒抓冰雪路面的力，有利于提高冰上性能。另外，还能够使轮胎宽度方向的均匀性良好。
17.在本发明中，“接地长度”是指在将轮胎轮辋组装于正规轮辋并填充了正规内压的状态下，垂直放置在平面上并施加了正规载荷时形成的接地区域的轮胎赤道上的轮胎周向的长度。另外，“接地端”是指所述接地区域的轮胎轴向的两端部。“正规轮辋”是指在包括轮胎所基于的规格的规格体系中，该规格按每个轮胎规定的轮辋，例如，若为jatma，则设为标准轮辋，若为tra，则设为“designrim(设计轮辋)”，或者若为etrto，则设为“measuringrim(测量轮辋)”。“正规内压”是指在包括轮胎所基于的规格的规格体系中，各规格按每个轮胎规定的气压，若为jatma，则设为最高气压，若为tra，则设为表“tire load limits at various cold inflation pressures(各种冷充气压力下的轮胎负载极限)”中记载的最大值，若为etrto，则设为“inflation pressure(充气压力)”，但在轮胎为乘用车用的情况下，设为250kpa。“正规载荷”是指在包括轮胎所基于的规格的规格体系中，各规格按每个轮胎规定的载荷，若为jatma，则设为最大负载能力，若为tra，则设为表“tire load limits at various cold inflation pressures(各种冷充气压力下的轮胎负载极限)”中记载的最大值，若为etrto，则设为“loadcapacity(载荷能力)”，但在轮胎为乘用车用的情况下，设为与所述载荷的80％相当的载荷。
附图说明
18.图1是由本发明的实施方式构成的充气轮胎的子午线剖视图。
19.图2是示出由本发明的实施方式构成的充气轮胎的胎面表面的主视图。
20.图3是示意性地示出植设于胎面部的防滑钉的一例的剖视图。
21.图4是示意性地示出每个带状区域的防滑钉的根数的变化的说明图。
具体实施方式
22.以下，参照附图对本发明的构成详细地进行说明。
23.如图1所示，本发明的充气轮胎具备胎面部1、配置于该胎面部1的两侧的一对侧壁部2、以及配置于侧壁部2的轮胎径向内侧的一对胎圈部3。在图1中，附图标记cl表示轮胎赤道，附图标记e表示接地端。此外，图1是子午线剖视图，所以并未描绘，但胎面部1、侧壁部2、胎圈部3分别在轮胎周向上延伸并呈环状，由此构成充气轮胎的圆环状的基本构造。以下，使用了图1的说明基本上基于图示的子午线截面形状，但各轮胎构成构件均在轮胎周向延伸并呈环状。
24.在左右一对胎圈部3之间架设有胎体层4。该胎体层4包括在轮胎径向上延伸的多根加强帘线，且绕配置于各胎圈部3的胎圈芯5从车辆内侧向外侧折回。另外，在胎圈芯5的外周上配置有胎圈填胶6，该胎圈填胶6由胎体层4的主体部和折回部包入。另一方面，在胎面部1中的胎体层4的外周侧埋设有多层(在图1中为2层)带束层7。各带束层7包括相对于轮胎周向倾斜的多根加强帘线，并且以在层间加强帘线彼此交差的方式配置。在上述带束层7中，加强帘线相对于轮胎周向的倾斜角度例如被设定为10
°
～40
°
的范围。而且，在带束层7的外周侧设置有带束加强层8。带束加强层8包括在轮胎周向上取向的有机纤维帘线。在带束加强层8中，有机纤维帘线相对于轮胎周向的角度例如被设定为0
°
～5
°
。
25.本发明适用于这样的通常的截面构造的充气轮胎，但其基本构造并不限定于上述构造。另外，本发明涉及在胎面部1的踏面植设有防滑钉p的充气轮胎中的防滑钉p的配置，所以形成于胎面部1的表面的槽、陆部的构造(胎面花纹)没有特别限定。
26.此外，图2所示的充气轮胎具有由沿轮胎宽度方向延伸的多条横槽11、和沿轮胎周向延伸的多条周向槽12划分出多个陆部13的胎面花纹。在图示的例子中，横槽11包括第一横槽11a和第二横槽11b，所述第一横槽11a相对于轮胎宽度方向倾斜地延伸，一端位于轮胎赤道cl上，另一端越过轮胎宽度方向的一方侧的接地端e地延伸，所述第二横槽11b相对于轮胎宽度方向倾斜地延伸，一端位于轮胎赤道cl上，另一端越过轮胎宽度方向的另一方侧的接地端e地延伸。第一横槽11a和第二横槽11b被配置成，在轮胎赤道cl上，第一横槽11a的一端和第二横槽11b的一端在轮胎周向上交替地排列，并且第一横槽11a与第二横槽11b呈大致v字状。周向槽12在各横槽11的长度方向的中途部，以将在轮胎周向上相邻的横槽11彼此连结的方式相对于轮胎周向倾斜地延伸。在周向槽12的轮胎宽度方向内侧划分出中央陆部13a，在周向槽12的轮胎宽度方向外侧划分出胎肩陆部13b(胎肩块)。而且，在图示的例子中，在各周向槽12的长度方向的中途部设置有辅助槽14，所述辅助槽14的一端与周向槽12连通，从周向槽12朝向轮胎赤道cl侧延伸，另一端在中央陆部13a内终止。另外，在各陆部13设置有多条刀槽花纹14。防滑钉p能够植设于任意的陆部13。
27.防滑钉p植设于在胎面部1的踏面设置的防滑钉用的植入孔。防滑钉p的植设通过
在使植入孔扩张了的状态下将防滑钉p插入到该孔内，之后解除植入孔的扩张来进行。图3是示意性地示出将防滑钉p植设于胎面部1的植入孔后的状态的剖视图。在图示的例子中，作为防滑钉p，记载了双凸缘型的防滑钉p，但也可以使用单凸缘型等其他构造的防滑钉p。
28.如图3所例示，防滑钉p由圆柱状的躯干部p1、踏面侧凸缘部p2、底侧凸缘部p3、以及顶部p4构成。踏面侧凸缘部p2和底侧凸缘部p3的直径比躯干部p1的直径大，踏面侧凸缘部p2形成于躯干部p1的踏面侧(轮胎径向外侧)，底侧凸缘部p3形成于躯干部p1的底侧(轮胎径向内侧)。顶部p4在销轴(防滑钉p的中心)从踏面侧凸缘部p2向轮胎径向外侧突出。在防滑钉p植设于胎面部1的状态下，顶部p4比踏面突出，所以能够陷入冰雪路面，从而发挥冰上牵引性。顶部p4例如由比由铝等构成的其他部分(躯干部p1、踏面侧凸缘部p2、底侧凸缘部p3)硬质的材料(例如钨化合物)构成。在本发明中，规定后述的带状区域所包含的防滑钉p的根数，若顶部p4的至少一部分存在于后述的带状区域内，则作为该带状区域所包含的根数进行计算。
29.在本发明中，不依赖形成于胎面部1的表面的胎面花纹地，将在以轮胎赤道cl上的间隔为轮胎接地长度的1/4的方式配置的一对轮胎子午线之间划分出的区域定义为带状区域a(例如，参照图2的斜线部)。并且，如图4示意性所示，将多个带状区域a(a1、a2、a3
···
)沿轮胎周向使角度依次错开1度地在轮胎整周上排列，测定各带状区域a(a1、a2、a3
···
)中所包含的防滑钉p的根数n。此外，图4示意性地示出带状区域a的排列，省略了形成于胎面部1的胎面花纹的详情、防滑钉p的具体的配置。另外，省略了附图标记a3以后的带状区域a。图中的附图标记r表示轮胎周向。
30.在这样定义的多个带状区域a中的所有带状区域中，各带状区域a所包含的防滑钉p的根数n被设定为轮胎整周上的防滑钉p的总数n的4.0％以下。例如，在图4所示的例子中，防滑钉p的根数n成为7根以下。在图4的例子中，假定总数n＝190根，总数n的4.0％为7.6根，所以图4的例子满足上述的条件。另外，关于图2的例子也是，若设为总数n＝190根，则由点划线围成的3处带状区域a(斜线部)中的防滑钉p的根数n均为7根以下，满足上述的条件。另一方面，在多个带状区域a中的2/3以上的带状区域a中，该带状区域a所包含的防滑钉p的根数n被设定为防滑钉p的总数n的2.0％以上。例如，在总数n＝190根的情况下，总数n的2.0％为3.8根，所以在图4的例子中，若设置有4根以上防滑钉p的带状区域a为多个带状区域a中的2/3以上，则满足上述的条件。像这样，在所有带状区域a中，将防滑钉p的根数n相对于防滑钉p的总数n的比例抑制为较低的4.0％以下，所以能够抑制在干燥路面上行驶时防滑钉p与路面接触时的冲击感，能够提高乘坐舒适性能。另一方面，在轮胎整周充分地设置了防滑钉p的根数n相对于防滑钉p的总数n的比例被设定为2.0％以上这样的适当的范围的带状区域a，所以能够良好地发挥冰上性能。
31.而且，在多个带状区域a中，若将该带状区域a所包含的防滑钉p的根数n为防滑钉p的总数n的3.0％以上的区域设为集中区域a
′
来进行区分，则优选该集中区域a
′
在轮胎周向上存在1处以上。此外，在图4所示的例子中，如上所述，假定总数n＝190根，总数n的3.0％为5.7根，所以在图4的例子中，设置有6根以上防滑钉p的带状区域a相当于集中区域a
′
。另外，在图2所示的3处带状区域a(斜线部)中，防滑钉p的根数n为6根或7根的部位相当于集中区域a
′
。此外，图2中的防滑钉p的根数n为7根的部位还相当于后述的密集区域a
″
，所以图中的附图标记表示为a(a
″
)，该部位也相当于集中区域a
′
。在设置多个集中区域a
′
的情况下，优
选将集中区域a
′
抑制为多个带状区域a中的1/3以下。在集中区域a
′
，防滑钉p的根数n比其他带状区域a多而冰上性能优异，所以能够通过设置这样的集中区域a
′
来实现冰上性能的进一步提高。另一方面，将集中区域a
′
的数量抑制为多个带状区域a中的1/3以下，所以即使设置集中区域a
′
也能够良好地发挥干燥路面上的乘坐舒适性能。若集中区域a
′
的数量超过多个带状区域a中的1/3，则可能成为行驶时的冲击感的原因的防滑钉p大量存在的集中区域a
′
增加，所以难以良好地发挥乘坐舒适性能。
32.而且，在集中区域a
′
中也是，若将该带状区域所包含的防滑钉p的根数n为防滑钉p的总数n的3.5％以上的区域设为密集区域a
″
来进行区分，则优选该密集区域a
″
在轮胎周向上存在1处以上。此外，在图4所示的例子中，如上所述，假定总数n＝190根，总数n的3.5％为6.7根，所以在图4的例子中，设置有7根以上防滑钉p的带状区域a相当于集中区域a
′
。另外，在图2所示的3处带状区域a(斜线部)中，防滑钉p的根数n为7根的部位相当于集中区域a
″
。在设置多个密集区域a
″
的情况下，优选在轮胎周向上相邻的密集区域a
″
彼此的间隔为轮胎接地长度的100％以上。密集区域a
″
在集中区域a
′
中，冰上性能也尤其优异，所以能够实现冰上性能的进一步提高。另一方面，由于使密集区域a
″
彼此的间隔比轮胎接地长度大，所以在轮胎滚动时存在于接地面内的密集区域a
″
为1处以下，即使设置密集区域a
″
也能够良好地发挥干燥路面上的乘坐舒适性能。若密集区域a
″
彼此的间隔小于接地长度的100％，则会产生在接地面内存在多个可能成为行驶时的冲击感的原因的防滑钉p大量存在的密集区域a
″
的情况，所以难以良好地发挥乘坐舒适性能。此外，密集区域a
″
彼此的间隔是在相邻的密集区域a
″
之间相对的轮胎子午线间的沿轮胎周向的长度。
33.防滑钉p如上述那样排列即可，但轮胎整体中的防滑钉的总数优选为135根～250根，可以更优选为135根～200根。通过像这样在轮胎整体上设置适当的根数的防滑钉p，有利于在有效地发挥冰上性能的同时良好地发挥乘坐舒适性能。若防滑钉的总数小于135根，则无法充分地提高冰上牵引性能。若防滑钉的总数超过250根，则无法充分地发挥乘坐舒适性能。
34.如图2所示，在对胎面部1的踏面(轮胎宽度方向两侧的接地端e之间的范围)沿轮胎宽度方向进行3等分而得到的区域中，将位于轮胎赤道cl上的区域设为中央区域ce，将位于中央区域ce的轮胎宽度方向两侧的一对区域分别设为胎肩区域sh时，优选的是，在防滑钉p的根数n为3根以上的带状区域a中，在中央区域ce和一对胎肩区域sh中分别存在至少1根防滑钉p。通过像这样在轮胎宽度方向上分散地配置防滑钉，能够在轮胎宽度方向的整个区域有效地获得扒抓冰雪路面的力，有利于提高冰上性能。另外，还能够使轮胎宽度方向的均匀性良好。例如，在防滑钉p的总数n为135根的情况下，在防滑钉p的根数n为总数n的2.0％以上的带状区域a中，防滑钉p的根数n为3根以上(135根
×
0.020＝2.7根)。在该情况下，若采用上述的防滑钉p的分散配置，则在多个带状区域a中的2/3以上的带状区域中，防滑钉p在中央区域ce和一对胎肩区域sh中的各区域至少各分散地配置有1根。因此，对于提高冰上性能非常有效。
35.防滑钉p的突出量h也可以是均等的，但在将集中区域a
′
所包含的防滑钉p的突出量h的平均值设为平均突出量px，将设置于集中区域a
′
以外的区域的防滑钉p的突出量h的平均值设为平均突出量pav时，优选它们满足px≤0.9
×
pav的关系。通过像这样设定防滑钉p的突出量h，在防滑钉的根数相对多的集中区域a
′
中能够将防滑钉的突出量抑制得低，有
利于提高乘坐舒适性能。而且，从充分地确保冰上性能的观点出发，优选满足px≥0.7
×
pav的关系。
36.以下，通过实施例对本发明进一步进行说明，但本发明的范围并不限定于这些实施例。
37.实施例
38.制作了轮胎尺寸为205/55r16 94t，具有图1所例示的基本构造，以图2的胎面花纹为基调，并且如表1所示那样设定了构造的以往例1、比较例1～2、实施例1～8这11种充气轮胎。
39.在表1中，“总数n”为设置于轮胎整体的防滑钉的总数，“n”为各密集区域所包含的防滑钉的根数。关于“带状区域中的n的最大值”，显示了在本发明中定义的上限值的条件(总数n的4.0％＝0.04n)、各轮胎中的测定值、以及它们的大小关系。尤其是，关于大小关系，将测定值为上限条件(0.04n)以下的情况用“〇”表示，将测定值超过上限条件(0.04n)的情况用
“×”
表示。“标准配置区域”意味着满足防滑钉的根数n为防滑钉的总数n的2.0％以上的条件的带状区域。关于该“标准配置区域”，显示了在本发明中定义的下限值的条件(总数n的2.0％＝0.02n)、有无标准配置区域、标准配置区域相对于所有带状区域的比例。关于“集中区域”，显示了在本发明中定义的下限值的条件(总数n的3.0％＝0.03n)、有无集中区域、以及集中区域相对于所有带状区域的比例。关于“密集区域”，显示了在本发明中定义的下限值的条件(总数n的3.5％＝0.035n)、有无密集区域、以及在轮胎周向上相邻的密集区域彼此的最小间隔(相对于接地长度的比例)。“防滑钉的宽度方向的配置”意味着防滑钉根数n为3根以上的带状区域中的防滑钉的轮胎宽度方向上的配置，在中央区域和一对胎肩区域中分别存在至少1根防滑钉的情况下显示为“分散”，在中央区域和一对胎肩区域中的任一区域中不存在防滑钉的情况下显示为“不均”。“px/pav”是集中区域所包含的防滑钉的平均突出量px相对于设置于集中区域以外的区域的防滑钉的平均突出量pav的比。
40.此外，在上述的11种充气轮胎(以往例1、比较例1～2、实施例1～8)中，接地长度为120mm，这是共通的。即，在各例中，带状区域的轮胎周向长度(轮胎接地长度的1/4)为30mm。
41.通过下述的评价方法对这些充气轮胎的冰上操纵稳定性能、干燥路面上的乘坐舒适性能、干燥路面上的低振动性能进行评价，并在表1中一并示出其结果。
42.冰上操纵稳定性能
43.将各试验轮胎组装于轮辋尺寸为16
×
6.5j的车轮，填充车辆指定气压，并安装于排气量为1.4l的前轮驱动车，在由冰雪路面构成的测试路线(转弯场地)上，由测试驾驶员对操纵稳定性能进行感官评价。评价结果通过将以往例1的值设为100的指数来表示。该指数值越大则意味着冰上操纵稳定性能越优异。
44.干燥路面上的乘坐舒适性能
45.将各试验轮胎组装于轮辋尺寸为16
×
6.5j的车轮，填充车辆指定气压，并安装于排气量为1.4l的前轮驱动车，在由干燥路面构成的测试路线上，由测试驾驶员对乘坐舒适性能(冲击感)进行感官评价。评价结果通过将以往例1的值设为100的指数来表示。该指数值越大则意味着冲击感越小，干燥路面上的乘坐舒适性能越优异。
46.干燥路面上的低振动性能
47.将各试验轮胎组装于轮辋尺寸为16
×
6.5j的车轮，填充车辆指定气压，并安装于
排气量为1.4l的前轮驱动车，在由干燥路面构成的测试路线上，进行关于振动的感官评价。评价结果通过将以往例1的值设为100的指数来表示。该指数值越大则意味着振动越小，干燥路面上的低振动性能越优异。此外，该低振动性能越优异，则意味着轮胎的重量平衡越良好，均匀性越优异。
[0048][0049]
根据表1可知，与以往例1相比，实施例1～8均良好地发挥了冰上操纵稳定性能，同时还良好地发挥了干燥路面上的乘坐舒适性能和低振动性能，高度地兼顾了这些性能。另一方面，在比较例1中，满足防滑钉的根数n为防滑钉的总数n的2.0％以上这一条件的带状区域少，所以冰上操纵稳定性能恶化。在比较例2中，由于具有存在比总数n的4.0％多的根数的防滑钉的带状区域，所以干燥路面上的乘坐舒适性能和低振动性能恶化。
[0050]
附图标记说明
[0051]
1：胎面部；
[0052]
2：侧壁部；
[0053]
3：胎圈部；
[0054]
4：胎体层；
[0055]
5：胎圈芯；
[0056]
6：胎圈填胶；
[0057]
7：带束层；
[0058]
8：带束加强层；
[0059]
11：横槽；
[0060]
12：周向槽；
[0061]
13：陆部；
[0062]
14：辅助槽；
[0063]
15：刀槽花纹；
[0064]
p：防滑钉；
[0065]
a：带状区域；
[0066]a′
：集中区域；
[0067]a″
：密集区域；
[0068]
ce：中央区域；
[0069]
sh：胎肩区域；
[0070]
cl：轮胎赤道；
[0071]
e：接地端