充气轮胎的制作方法

1.本公开涉及一种充气轮胎。


背景技术：

2.在冬季使用的充气轮胎中，已经采取各种措施来改善冰上性能。例如，将泡沫橡胶用于胎面橡胶以改善排水特性，并且在胎面表面上形成刀槽以去除水膜。例如，参见专利文献1。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2006-82632号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.另一方面，在冬季使用的充气轮胎中也需要改善的雪上性能。然而，在将软橡胶(诸如泡沫橡胶)用于胎面橡胶的情况下，当宽度方向刀槽的开口接触被雪覆盖的路面时，可能无法获得足够的边缘压力，从而劣化了雪上性能。因此，难以既实现冰上性能又实现雪上性能。
8.本公开旨在提供一种既实现冰上性能又实现雪上性能的充气轮胎。
9.用于解决问题的方案
10.本公开的概述如下。
11.本公开的充气轮胎在胎面表面上包括多个周向主槽和多个陆部，所述周向主槽沿轮胎周向延伸，所述陆部限定在所述多个周向主槽中的在轮胎宽度方向上相邻的周向主槽之间或由所述周向主槽和胎面端限定，其中，
12.所述陆部包括沿所述轮胎宽度方向延伸的多个宽度方向槽并且由所述宽度方向槽划分成多个花纹块，
13.在所述花纹块内包括沿所述轮胎宽度方向延伸的至少一个宽度方向刀槽，
14.弹性模量比胎面橡胶的弹性模量高的硬质橡胶布置在限定所述宽度方向刀槽的壁的至少包括通向所述胎面表面的开口的轮胎径向区域中，并且，
15.在所述胎面表面的包围所述宽度方向刀槽的通向所述胎面表面的开口的至少一部分的至少一个区域中施加微细加工。
16.这里，“胎面表面”是指当将充气轮胎安装在适用轮辋上、填充到规定内压并且承受最大负荷时与路面接触的轮胎周向上的整个胎面表面。
[0017]“周向主槽”是指沿轮胎周向延伸并且当将充气轮胎安装在适用轮辋上、填充到规定内压并且无负荷时在前述胎面表面处具有1.5mm以上开口宽度的槽。
[0018]“胎面端”是指上述胎面表面在轮胎宽度方向两侧的最外侧点。
[0019]“宽度方向槽”是指沿轮胎宽度方向延伸并且当充气轮胎安装在适用轮辋上、填充
到规定内压并且无负荷时在上述胎面表面处具有1.0mm以上的开口宽度的槽。
[0020]“宽度方向刀槽”是指沿轮胎宽度方向延伸并且当充气轮胎安装在适用轮辋上、填充到规定内压并且无负荷时在上述胎面表面处具有小于1.0mm的开口宽度的刀槽。
[0021]
作为“弹性模量”，采用通过根据jis k 6251进行拉伸试验并在25％伸长率下测量拉伸应力而获得的值(m(模量)25)。
[0022]
在本说明书中，“适用轮辋”是指适用尺寸的标准轮辋，诸如欧洲的etrto(欧洲轮胎和轮辋技术组织)的标准手册中的测量轮辋或美国的tra(轮胎和轮辋协会)的年鉴中的设计轮辋，其记载或未来将记载在制造和使用轮胎的地区有效的产业标准中，所述产业标准诸如是日本的jatma(日本汽车轮胎制造商协会)出版的年鉴、etrto的标准手册以及tra的年鉴。(换言之，“轮辋”不仅涵盖当前尺寸，还涵盖可以包括在未来的产业标准中的尺寸。“未来将记载的尺寸”的示例是在etrto标准手册2013版中的“未来发展”下记载的尺寸。在前述产业标准中未规定的尺寸的情况下，“轮辋”是指其宽度对应于轮胎的胎圈宽度的轮辋。
[0023]“规定内压”表示在前述jatma等记载的适用尺寸/帘布层等级中与单个轮的最大负荷能力相对应的气压(最大气压)。在产业标准中未列出的尺寸的情况下，“规定内压”是指与为安装有轮胎的每个车辆规定的最大负荷能力相对应的气压(最大气压)。
[0024]“最大负荷”是指与前述最大负荷能力对应的负荷。
[0025]
在本说明书中，表面粗糙度ra是指基于jis b 0601测得的中心线平均粗糙度。峰度rku是指基于iso 25178计算的表面粗糙度的锐度。
[0026]
发明的效果
[0027]
根据本公开，可以提供一种既实现冰上性能又实现雪上性能的充气轮胎。
附图说明
[0028]
在附图中：
[0029]
图1是示意性地示出根据本公开的实施方式的充气轮胎的胎面花纹的展开图；
[0030]
图2是图1中的花纹块的透视立体图；以及
[0031]
图3是图1中的花纹块的平面图。
具体实施方式
[0032]
下面参考附图详细说明本公开的实施方式。
[0033]
充气轮胎(下文中简称为轮胎)的内部结构等可以与传统轮胎相同。作为示例，轮胎可以具有一对胎圈部、连接到一对胎圈部的一对胎侧部以及布置在一对胎侧部之间的胎面部。轮胎还可以具有在一对胎圈部之间环形延伸的胎体和布置在胎体的胎冠部的径向外侧的带束。
[0034]
除非另有说明，否则尺寸等是指将轮胎安装在适用轮辋上、填充到规定内压并且无负荷时的尺寸等。
[0035]
图1是示意性地示出根据本公开的实施方式的充气轮胎的胎面花纹的展开图。
[0036]
如图1所示，本示例中的轮胎在胎面表面1上包括沿轮胎周向延伸的多个(在所示示例中为三个)周向主槽2(2a、2b、2c)以及由多个周向主槽2中的在轮胎宽度方向上相邻的
周向主槽2限定或由周向主槽(2a、2c)和胎面端te限定的多个(在所示示例中为四个)陆部3(3a、3b、3c、3d)。在本示例中，一个周向主槽2b定位在轮胎赤道面cl上，并且其它周向主槽2a、2c分别定位在由轮胎赤道面cl划分的轮胎宽度方向上的一个半部和另一半部中。在本示例中，两个陆部3配置在每个轮胎宽度方向半部中。在图1所示示例中，周向主槽2的数量是三个，但是该数量可以是一个或两个，或者可以是四个以上。因此，陆部3的数量也可以是两个或三个，或者可以是五个以上。
[0037]
每个陆部3均包括沿轮胎宽度方向延伸的多个宽度方向槽4，并且由宽度方向槽4划分成多个花纹块5。在本示例中，所有的陆部3都被划分成花纹块5，但是一些陆部3也可以是未被宽度方向槽完全划分的肋状陆部。在本说明中，沿轮胎周向由宽度方向刀槽划分的陆部3仍然被认为是肋状陆部，只要陆部3未被宽度方向槽完全划分即可。
[0038]
在本实施方式中，如图1所示，在每个花纹块5中设置沿轮胎宽度方向延伸的多个宽度方向刀槽6(在所示示例中，每个花纹块5中有三个)。设置一个或多个宽度方向刀槽6就足够了，因此宽度方向刀槽6的数量可以替代地是一个或两个，或者四个以上。
[0039]
这里，周向主槽2的槽宽(开口宽度(在平面图中垂直于槽的延伸方向测量的开口宽度))没有特别限制，这是因为槽宽也取决于周向主槽2的数量，但是例如可以在5mm和25mm之间。同样地，周向主槽2的槽深(最大深度)也没有特别限制，但是例如可以在6mm和18mm之间。
[0040]
在所示示例中，周向主槽2在胎面表面1的平面图中全部沿着轮胎周向(无倾斜)延伸，但是至少一个周向主槽2可以相对于轮胎周向倾斜地延伸。在这种情况下，周向主槽2可以相对于轮胎周向以例如5
°
以下的角度倾斜。在图示的示例中，所有的周向主槽2都在轮胎周向上笔直地延伸，但是至少一个周向主槽2可以具有诸如锯齿状或弯曲状的形状。
[0041]
宽度方向槽4的槽宽度(开口宽度(在平面图中垂直于槽的延伸方向测得的开口宽度))没有特别限制，这是因为槽宽度还取决于宽度方向槽4的数量，但是可以例如在1.0mm和1.5mm之间。同样地，宽度方向槽4的槽深度(最大深度)没有特别限制，但是可以例如在4mm和18mm之间。
[0042]
在所示示例中，所有宽度方向槽4都沿着轮胎宽度方向(不倾斜地)延伸。然而，至少一个宽度方向槽4可以相对于轮胎宽度方向倾斜地延伸。在该情况下，宽度方向槽4相对于轮胎宽度方向优选地以60
°
以下的倾斜角倾斜，并且优选地以40
°
以下的倾斜角倾斜。在所示示例中，所有的宽度方向槽4沿轮胎宽度方向笔直地延伸，但是至少一个宽度方向槽4可以具有屈曲部分。
[0043]
这里，宽度方向刀槽6的刀槽宽度(开口宽度(在平面图中垂直于槽的延伸方向测得的开口宽度))没有特别限制，这是因为刀槽宽度还取决于宽度方向刀槽6的数量，但是可以例如在0.2mm和1.0mm之间。同样地，宽度方向刀槽6的刀槽深度(最大深度)没有特别限制，但是可以例如在4.0mm和18.0mm之间。
[0044]
在所示示例中，所有宽度方向刀槽6都沿着轮胎宽度方向(不倾斜地)延伸。然而，至少一个宽度方向刀槽6可以相对于轮胎宽度方向倾斜地延伸。在该情况下，宽度方向刀槽6相对于轮胎宽度方向优选地以60
°
以下的倾斜角倾斜，并且优选地以40
°
以下的倾斜角倾斜。在所示示例中，所有宽度方向刀槽6都沿轮胎宽度方向笔直延伸，但是至少一个宽度方向刀槽6可以具有屈曲部分。
[0045]
在所示示例中，宽度方向刀槽6的两端终止于花纹块5内，但是一端或两端可以与周向主槽2连通。
[0046]
图2是图1中的花纹块的透视立体图。如图2所示，具有比胎面橡胶的弹性模量高的弹性模量的硬质橡胶7布置在限定宽度方向刀槽6的壁的至少包括通向胎面表面1的开口的轮胎径向区域(在本示例中为壁的整个区域)中。具体地，在所示示例中，硬质橡胶7布置成遍及限定宽度方向刀槽6的两个壁和刀槽底部地连续延伸。
[0047]
胎面橡胶的弹性模量可以例如在2mpa和4mpa之间。硬质橡胶7的弹性模量可以在高于胎面橡胶的弹性模量的范围内，诸如3mpa至6mpa。硬质橡胶的厚度(在槽壁的法线方向上测得的厚度，或者在厚度变化的情况下的最大厚度)可以在0.2mm和1mm之间。硬质橡胶的厚度优选在硬质橡胶延伸的整个区域上基本恒定。虽然没有特别限制，但胎面橡胶优选为泡沫橡胶，并且硬质橡胶优选为非泡沫橡胶。
[0048]
可以通过例如在硫化之前在要设置宽度方向刀槽的位置处预先设置未硫化的硬质橡胶膜来设置硬质橡胶，使得在使用刀片来形成宽度方向刀槽时硬质橡胶位于宽度方向刀槽的壁上。
[0049]
图3是图1中的花纹块的平面图。在胎面表面1的包围宽度方向刀槽6的通向胎面表面1的开口的至少一部分(在所示示例中为整个开口)的区域中施加微细加工8。为了简单起见，图1中未绘示微细加工8。
[0050]
下面说明根据本实施方式的充气轮胎的效果。
[0051]
根据本实施方式的充气轮胎，首先，由于在花纹块5中设置了一个或多个宽度方向刀槽6，因此可以提高排水性能和冰上性能。另一方面，由于具有比胎面橡胶的弹性模量高的弹性模量的硬质橡胶7布置在限定宽度方向刀槽6的壁的壁的至少包括通向胎面表面1的开口的轮胎径向区域(在本示例中为壁的整个区域)中，因此可以增大花纹块刚性并且提高雪上性能。
[0052]
作为深入研究的结果，本发明人发现，由于在具有硬质橡胶7的上述构造中，硬质橡胶7布置在轮胎与地面接触的位置处，因此当轮胎滚动时成为边缘的位置特别地由硬质橡胶7形成，从而在某些情况下导致冰上抓地力性能的降低。
[0053]
因此，在本实施方式的充气轮胎中，微细加工8施加于胎面表面1的包围宽度方向刀槽6的通向胎面表面1的开口的至少一部分(在所示示例中为整个开口)的区域中。这可以提高相应位置处的接地特性，并且可以提高冰上和雪上抓地力性能。
[0054]
根据本实施方式的充气轮胎，由此可以提高冰上性能和雪上性能。
[0055]
这里，硬质橡胶优选地布置在限定宽度方向刀槽的壁的整个区域上。该构造可以进一步增大花纹块刚性并进一步提高雪上性能。
[0056]
包围宽度方向刀槽的通向胎面表面的开口的至少一部分的区域优选地包括所有开口，如在所示示例中那样。该构造可以充分地确保用于提高接地特性的区域，并且可以进一步提高冰上和雪上抓地力性能。
[0057]
上述区域优选地包括从宽度方向刀槽的通向胎面表面的开口到离开轮胎周向每一侧2mm的位置的范围。该构造可以在轮胎周向上充分确保用于提高接地特性的区域，并且可以进一步提高冰上和雪上抓地力性能。
[0058]
在花纹块包括多个宽度方向刀槽的情况下，如在所示示例中那样，在轮胎周向上
相邻的两个上述区域优选地在轮胎周向上间隔1mm以上且10mm以下(在图3中表示为距离b)。在轮胎周向上相邻的两个区域更优选地在轮胎周向上间隔1mm以上且5mm以下。通过距离b为1mm以上，可以抑制花纹块刚性的降低，而通过距离b为10mm(更优选地为5mm)以下，可以充分确保边缘压力。在间隔距离在轮胎宽度方向上变化的情况下，间隔距离是指最小间隔距离。
[0059]
在花纹块包括多个宽度方向刀槽的情况下，如在所示示例中那样，比率a/b优选地满足以下表达式，其中a(mm)是在该区域在轮胎周向上的长度，并且b(mm)是两个区域之间在轮胎周向上的间隔距离。
[0060]
0.1≤a/b≤6
[0061]
通过比率a/b为0.1以上，可以有效地实现通过微细加工的抓地力的提高，而通过比率a/b为6以下，可以抑制相邻刀槽之间的异常磨损的发生。
[0062]
在长度a沿轮胎宽度方向变化的情况下，长度a是指最小长度。此外，在间隔距离b沿轮胎宽度方向变化的情况下，与上述同样，间隔距离是指最小间隔距离。
[0063]
宽度方向刀槽的至少一个端部(在所示示例中为两个端部)优选地终止在花纹块内，并且该区域优选地从端部延伸到在轮胎宽度方向上离开2mm以上的位置。该构造在轮胎宽度方向上可以充分确保用于提高接地特性的区域，并且可以进一步提高冰上和雪上抓地力性能。
[0064]
优选地施加微细加工，使得上述区域的表面粗糙度ra在10μm和500μm之间。通过上述区域的表面粗糙度ra为10μm以上，上述区域的表面积增大，而通过上述区域的表面粗糙度ra为500μm以下，实际接地面积相对于上述区域的表面积增大，从而进一步提高了冰上和雪上抓地力性能。出于相同的原因，上述区域的表面粗糙度ra更优选地在25μm和400μm之间，甚至更优选地在50μm和200μm之间。
[0065]
在花纹块包括多个宽度方向刀槽的情况下，宽度方向刀槽在轮胎周向一侧的区域的表面粗糙度ra优选地大于宽度方向刀槽在轮胎周向另一侧的区域的表面粗糙度ra。提高排水特性对于踏入侧的冰上和雪上抓地力性能是有利的，并且提高接地特性对于蹬出侧的冰上和雪上抓地力性能是有利的。因此，通过上述轮胎周向一侧是踏入侧，可以有效地提高冰上和雪上性能。
[0066]
类似地，在指定充气轮胎的旋转方向的情况下，在花纹块的踏入侧的宽度方向刀槽的区域的表面粗糙度ra优选地大于在花纹块的蹬出侧的宽度方向刀槽6的区域的表面粗糙度ra。
[0067]
出于同样的原因，在花纹块包括多个宽度方向刀槽的情况下，宽度方向刀槽的在轮胎周向一侧(踏入侧)位于最远位置的区域的表面粗糙度ra优选地最大。在花纹块包括三个以上宽度方向刀槽的情况下，宽度方向刀槽6的区域的表面粗糙度ra优选地从轮胎周向一侧(踏入侧)到轮胎周向另一侧(蹬出侧)逐渐减小。
[0068]
然而，上述区域的表面粗糙度ra不需要设定为在宽度方向刀槽之间不同，而是可以相同。
[0069]
优选地施加微细加工，使得上述区域的峰度rku在2和6之间。通过峰度rku为2以上，可以通过微细加工有效地实现接地特性的提高，而通过将峰度rku设定为6以下，可以抑制由于过大的表面粗糙度引起的异常磨损和抓地力劣化。出于同样的原因，上述区域的峰
度rku更优选地在3和5之间。
[0070]
在所示示例中，施加微细加工的上述区域在平面图中为矩形，但是该构造不是限制性的。该区域可以具有各种形状，诸如局部圆形形状。例如，在宽度方向刀槽相对于轮胎宽度方向倾斜的情况下，上述区域在平面图中可以具有平行四边形形状。
[0071]
可以通过任何已知的技术，诸如通过冲击材料的投射来形成上述微细加工。
[0072]
这里，在花纹块包括多个宽度方向刀槽的情况下，其中布置有硬质橡胶并且在上述区域中施加了微细加工的宽度方向刀槽是多个宽度方向刀槽中的任何一个或多个宽度方向刀槽就足够了。然而，至少在与花纹块的在轮胎周向一侧的边缘相邻的宽度方向刀槽处的区域中，优选地布置硬质橡胶并且优选地施加微细加工。由于在花纹块的蹬出侧对边缘效应的贡献特别大，因此当轮胎周向一侧设定为蹬出侧时，该构造可以特别地进一步有效地提高冰上和雪上抓地力性能。
[0073]
同样地，优选地指定充气轮胎的旋转方向，并且在至少位于花纹块的蹬出侧的最远位置的宽度方向刀槽处的区域中，优选地布置硬质橡胶并且优选地施加微细加工。
[0074]
在图3所示示例中，每个宽度方向刀槽6均包括在胎面表面1侧的恒定刀槽宽度部6a和在刀槽底侧的加宽部6b，在恒定刀槽宽度部6a中，刀槽宽度(在截面图中平行于胎面表面1测得的宽度)恒定(等于胎面表面1处的开口宽度)，在加宽部6b中，刀槽宽度大于胎面表面1侧的刀槽宽度。在所示示例中，加宽部6b在截面图中基本上是圆形。以此方式，宽度方向刀槽优选地在槽底侧包括刀槽宽度大于胎面表面侧处的刀槽宽度的加宽部。原因是花纹块断片(花纹块的由宽度方向刀槽划分的部分)可以更容易地塌陷，从而提高边缘压力并进一步提高冰上和雪上的抓地力性能。该构造还可以提高磨损进展时的排水性能。在本示例中，在加宽部6b的轮胎径向方向外侧的部分是具有恒定刀槽宽度的恒定刀槽宽度部6a，但是该部分也可以是具有可变刀槽宽度的部分。
[0075]
恒定刀槽宽度部6a的刀槽宽度没有特别限制，但是可以例如在0.2mm和1.0mm之间。加宽部6b的最大宽度没有特别限制，但是可以例如在1.2mm和6.0mm之间。恒定刀槽宽度部6a在深度方向上的延伸长度没有特别限制，但是可以例如在2.0mm和12mm之间。加宽部6b在深度方向上的延伸长度没有特别限制，但是可以例如在2.5mm和11.0mm之间。
[0076]
这里，花纹块优选地包括多个宽度方向刀槽，并且在轮胎周向一侧的加宽部的宽度优选地大于在轮胎周向另一侧的加宽部的宽度。对边缘效应的贡献在花纹块的蹬出侧特别大。因此，当轮胎周向一侧设定为蹬出侧时，蹬出侧的花纹块断片(花纹块的由宽度方向刀槽划分的部分)可以更容易地塌陷，并且特别地，可以有效地进一步提高冰上和雪上抓地力性能。在花纹块包括三个以上宽度方向刀槽的情况下，加宽部的宽度优选地从轮胎周向一侧向轮胎周向另一侧逐渐减小。
[0077]
同样地，优选地指定充气轮胎的旋转方向，并且花纹块的蹬出侧的加宽部的宽度优选地大于花纹块的踏入侧的加宽部的宽度。在花纹块包括三个以上宽度方向刀槽的情况下，加宽部的宽度优选地从花纹块的蹬出侧向花纹块的踏入侧逐渐减小。
[0078]
本公开的充气轮胎不受特别限制，但是特别地可以适用于无钉轮胎。
[0079]
附图标记列表
[0080]
1 胎面表面
[0081]
2，2a，2b，2c 周向主槽
[0082]
3，3a，3b，3c，3d 陆部
[0083]
4 宽度方向槽
[0084]
5 花纹块
[0085]
6 宽度方向刀槽
[0086]
6a 恒定刀槽宽度部
[0087]
6b 加宽部
[0088]
7 硬质橡胶
[0089]
8 微细加工
[0090]
cl 轮胎赤道面
[0091]
te 胎面端