專利名稱：汽車輪胎的制作方法
技術領域：
本發(fā)明關于充氣的輪胎，特別是關于具有特殊溝槽設計的、塊狀花紋的輪胎。這種溝槽設計能夠改善公路行駛時的噪音，同時在越野行駛時能維持很好的路面抗滑性能。
通常，包括休閑車在內的4WD的汽車都設有能在野外，例如天然土路、泥濘道路、積雪的路等等使用的徑向輪胎。然而，4WD的汽車特別是休閑汽車也有許多機會行駛在鋪設很好的公路上，例如高速公路、快車道等等。
另一方面，主要用在越野輪胎上的外胎花紋是一種由比較寬的溝槽劃分的隔塊所形成的塊狀花紋。在這種塊狀花紋的輪胎中，由于隔塊之間的空間比較寬，在公路上的駕駛穩(wěn)定性和乘坐舒適度特別是噪音性能不太好。
如果將外胎上的溝槽面積減小，也許可以改善公路性能，但將損壞越野性能例如抗滑性能，如牽引、剎車、拐彎防滑及排出陷入溝槽中的沙子和雪等等。
因此本發(fā)明的目的是提供一種汽車輪胎，其公路性能特別是噪音將會得到改善，而不會降低越野性能特別是抗滑性能，這樣就能夠在公路和越野兩種條件下使用。
根據(jù)本發(fā)明，汽車輪胎包括設有周向溝槽(G)的外胎，該溝槽設在輪胎等分線兩側，將外胎分成位于兩個周向溝槽之間的中央外胎區(qū)和沿軸向在每個周向溝槽外側的邊側外胎區(qū)；由貫穿其間的中央斜向溝槽(g)分割成中央隔塊B0的中央外胎區(qū)；及邊側外胎區(qū)，在邊側外胎區(qū)上設有第一斜向溝槽(ga)，它從周向溝槽(G)延伸到外胎邊緣；第二斜向溝槽(gb)，它從周向溝槽(G)延伸到外胎邊緣，不和第一斜向溝槽(ga)交接但是和第一斜向溝槽(ga)交替出現(xiàn)；交叉斜向溝槽(gc)，每個從一個第一斜向溝槽(ga1)延伸到下一個第一斜向溝槽(ga2)，同時穿過位于其間的第二斜向溝槽(gb)，中央斜向溝槽(g)和交叉斜向溝槽(gc)的斜度與第一斜向溝槽(ga)和第二斜向溝槽(gb)的斜度相對于輪胎等分線方向相反，其中邊側外胎區(qū)被分成第一邊側隔塊B1，它是由周向溝槽(G)、交叉斜向溝槽(gc)、第二斜向溝槽(gb)和第一斜向溝槽(ga1)包圍形成；第二邊側隔塊B2，它是由周向溝槽(G)、交叉斜向溝槽(gc)、第二斜向溝槽(gb)和第一斜向溝槽(ga2)包圍形成；第三邊側隔塊B3，它是由交叉斜向溝槽(gc)、外胎邊緣、第二斜向溝槽(gb)和第一斜向溝槽(ga1)包圍形成；及第四邊側隔塊B4，它是由交叉斜向溝槽(gc)、外胎邊緣、第二斜向溝槽(gb)和第一斜向溝槽(ga2)包圍形成。
在每個邊側外胎區(qū)中，第一邊側隔塊B1的數(shù)量、第二邊側隔塊B2的數(shù)量、第三邊側隔塊B3的數(shù)量、第四邊側隔塊B4的數(shù)量和中央隔塊B0的數(shù)量相等，并且兩個交叉斜向溝槽(gc)和每個第一斜向溝槽(ga)在軸向不同的位置交匯。
參照附圖，現(xiàn)在詳細描述本發(fā)明的實施例。


圖1是本發(fā)明的一種輪胎的展開后的平面視圖，表示了一個外胎花紋的簡化模型。
圖2是一個放大的局部平面視圖。
圖3是用于解釋隔塊設計的原理圖。
圖4是本發(fā)明的一種輪胎的展開后的平面視圖，表示了一種外胎花紋更實用的例子。
在圖中，本發(fā)明的充氣徑向輪胎1包括一個外胎2，在輪胎等分線c兩側設有沿周向的溝槽(G)，將外胎和地面接觸的部分分成位于兩個周向溝槽(G)之間的中央外胎區(qū)2A和位于每個周向溝槽(G)外側和附近的外胎邊緣TE之間的兩個邊側著地區(qū)2B。
這里，外胎邊緣E是輪胎與地面接觸的區(qū)域中軸向最外的邊E，此時，輪胎安裝在標準的輪圈上并充氣到標準壓力，然后裝載標準的荷載。該標準輪圈是JATMA中指明的“標準輪圈”、ETRTO中的“度量輪圈”、T&RA中的“設計輪圈”等等。標準壓力是JATMA中的“最大空氣壓力”、ETRTO中的“充氣壓力”、T&RA中的表“在各種冷充氣壓力下輪胎的裝載極限”中給出的最大壓力等等。標準載荷是JATMA中的“最大裝載量”、ETRTO中的“裝載量”和T&RA中上面提到的表中給出的最大值等等。然而，在客車輪胎中用180kPa作為標準壓力，裝載88％的最大載荷。
周向溝槽(G)位于輪胎等分線C附近，這樣周向溝槽(G)的中心線與輪胎等分線C的軸向距離在不大于0.15倍的著地寬度W的范圍內。
中央外胎區(qū)2A被中央斜向溝槽(g)貫穿，從一個周向溝槽(G)在相對于圓周方向的一個方向上傾斜穿到另一個周向溝槽。中央外胎區(qū)2A被分割成中央隔塊B0，其周向長度大于軸向寬度WO。
邊側著地區(qū)2B上設有第一斜向溝槽(ga)、第二斜向溝槽(gb)和交叉斜向溝槽(gc)將其分成四種邊側隔塊，即第一到第四邊側隔塊B1到B4。第一到第四邊側隔塊B1到B4有著不同的形狀，每個隔塊一般被看成是如圖1中所示的不規(guī)則四邊形。
第一斜向溝槽(ga)從周向溝槽(G)斜向延伸到外胎邊緣TE，其相對于圓周方向的傾斜方向與中央斜向溝槽(g)的傾斜方向相反。
第二斜向溝槽(gb)從周向溝槽(G)斜向延伸到外胎邊緣TE，其相對于圓周方向的傾斜方向與中央斜向溝槽(g)的傾斜方向相反。
第一斜向溝槽(ga)和第二斜向溝槽(gb)在圓周方向上交替出現(xiàn)但是互相不相交。
交叉斜向溝槽(gc)延伸在沿圓周方向相鄰的第一斜向溝槽之間，起于其中之一(ga1)終于下一個(ga2)，因此穿過位于其間的一個第二斜向溝槽(gb)。交叉斜向溝槽(gc)相應地與第一和第二斜向溝槽反向傾斜。在圖1中所有的交叉斜向溝槽(gc)朝同一個方向傾斜，每一個第一斜向溝槽(ga)在兩個不同的點P1和P2與兩個交叉斜向溝槽(gc)相連。
圖1中交叉斜向(gc)和中央斜向溝槽(g)的傾斜方向是朝右上的，而第一和第二斜向溝槽(ga和gb)的傾斜方向是朝左上的，當然它們的傾斜方向也可以倒過來。
第一邊側隔塊B1，它是由相鄰的周向溝槽(G)、交叉斜向溝槽(gc)、第二斜向溝槽(gb)和第一斜向溝槽(ga1)包圍形成。第二邊側隔塊B2，它是由相鄰的周向溝槽(G)、交叉斜向溝槽(gc)、第二斜向溝槽(gb)和第一斜向溝槽(ga2)包圍形成。第三邊側隔塊B3，它是由相鄰的交叉斜向溝槽(gc)、外胎邊緣TE、第二斜向溝槽(gb)和第一斜向溝槽(ga1)包圍形成。第四邊側隔塊B4，它是由相鄰的交叉斜向溝槽(gc)、外胎邊緣TE、第二斜向溝槽(gb)和第一斜向溝槽(ga2)包圍形成。
在每個邊側著地區(qū)2B中，中央隔塊B0的數(shù)量NB0和第一到第四邊側隔塊B1、B2、B3和B4的數(shù)量NB1、NB2、NB3和NB4相等，因此下面的關系成立NB0=NB1=NB2=NB3=NB4。
周向溝槽(G)、中央斜向溝槽(g)、第一、二斜向溝槽(ga、gb)和交叉斜向溝槽(gc)的寬度WG、Wg、W ga、Wgb、Wgc不小于0.02倍的著地寬度W。這些溝槽(G、g、ga、gb、gc)的寬度限制在這個范圍內。
除這些溝槽(G、g、ga、gb、gc)外其他溝槽的寬度都不在這個范圍內。這里是指有開口端部的溝槽。然而如圖4中所示，即使溝槽寬度不小于0.02W，也可以設置至少一個端部終止于隔塊中的盲端溝槽10。也可以設置寬度小于0.02W的窄溝槽11，它包括實際槽寬為0的細縫12。
就橡膠體積而言，第一到第四邊側隔塊B1到B4的關系是B1＞B2和B3＜B4，因此隔塊的剛度有同樣的關系B1＞B2和B3＜B4。
因此，如圖3所示在每個邊側外胎區(qū)上，體積大于B2和B3的隔塊B1和B4交錯排開。結果使外胎區(qū)的剛度總體上可以得到改進和均衡。
當測量周向溝槽(G)在交叉點QA處的角度時，第一和第二斜向溝槽(ga和gb)與輪胎的圓周方向的角度θa和θb最好在35～60°的范圍內，即交叉角是35～60°。
當測量交叉斜向溝槽(gc)與第一和第二斜向溝槽(ga和gb)的交叉點QB處的角度時，交叉斜向溝槽(gc)與輪胎的圓周方向的角度θ2最好在8～22°的范圍內，即交叉角是8～22°。
角度θa、θb和θ2被定義為溝槽中心線與圓周方向的夾角。
如果角度θa小于35°,θb小于35°和/或θ2小于8°，越野抗滑性能會減弱。如果角度θa大于65°,θb大于65°和/或θ2大于22°，公路噪音性能會減弱。
根據(jù)本發(fā)明，除兩個周向溝槽(G)外所有的溝槽都是斜向的，因此在行駛時每個隔塊的邊或溝槽邊與地面的接觸是漸進的，因與地面接觸而產生的震動被有效地減小。另外，由于周向溝槽遠離外胎邊緣，來自周向溝槽的由于空氣共振聲音和排氣聲音產生的噪音被降低。
中央隔塊B0的軸向寬度WB最好在0.1到0.2倍的著地寬度W之間。
上面提到的溝槽寬度WG、Wg、Wga、Wgb、Wgc最好在0.02到0.08倍的著地寬度W之間。
如果隔塊的寬度WO小于0.1W，越野性能例如抗滑性特別是牽引性能將降低。如果隔塊的寬度WO大于0.2W，乘坐的舒適度和噪音性能將降低。
如果溝槽寬度WG、Wg、Wga、Wgb、Wgc小于0.02W，越野性能例如抗滑性將降低。如果大于0.08W，噪音將增大。
為了改善潮濕路面性能，交叉斜向溝槽(gc)、第一斜向溝槽(ga)和第二斜向溝槽(gb)的寬度Wgc、Wga和Wgb朝輪胎軸向外側逐漸增加。同樣在此情況下，最好將溝槽寬度Wgc、Wga和Wgb限制到不大于0.08W。
就每個第一斜向溝槽(ga)和兩個交叉斜向溝槽(gc)之間的交叉點P1和P2而言，最好(ⅰ)在軸向內側的交叉點P1處，如圖1所示，輪胎等分線C和軸向內側夾角之間的軸向距離Lga1在0.15～0.30倍的著地寬度W的范圍之內，和(ⅱ)在軸向外側的交叉點P2處，輪胎等分線C和軸向外側夾角之間的軸向距離Lga2在0.30～0.45倍的著地寬度W的范圍之內。
如果距離Lga1小于0.15W或大于0.35W和/或距離Lga2小于0.30W或大于0.45W，越野性能特別是抗滑性能將降低。
圖4表示了這種外胎花紋的更具體的實施例。
在該實施例中，周向溝槽G大致上呈直線延伸，表示了一種在輪胎圓周方向上有著周期性上溝槽寬度和下溝槽寬度。在該實施例中，這種周期性變化是通過周期性的改變該溝槽的軸向外側邊緣的斜度來實現(xiàn)的。該溝槽G的軸向內側邊緣呈直線狀態(tài)。然而，從排除泥沙和積雪的角度，具有太大“Z”字形幅度的這種“Z”字形溝槽是不好的。
第一和第二斜向溝槽(ga、gb)是弧形的，這樣，角度θa和θb沿周向溝槽G到外胎邊緣TE逐漸增加，而排放水流的阻力可以被減小。
另外，為了改善潮濕路面性能，第一和第二斜向溝槽(ga、gb)和交叉斜向溝槽(gc)的寬度Wga、Wgb、Wgc沿周向溝槽G到外胎邊緣TE逐漸增加。
在每個中央隔塊B0上設有兩個盲端溝槽10和兩個零寬度細縫12，它們斜向延伸起于中央隔塊B0的邊緣、朝著輪胎等分線C并終止于輪胎等分線C附近。其中每個盲端溝槽10和一個第二斜向溝槽(gb)成一直線。細縫12放置在一個中央斜向溝槽(g)附近并與之平行。
在每個第一和第二邊側隔塊B1和B2中設有狹窄的淺溝槽11，它將貫穿該隔塊并將隔塊分成兩個沿軸向的外側和內側塊，盲端溝槽10沿軸向從交叉斜向溝槽(gc)向內延伸，而細縫12沿軸向從溝槽11向內延伸。
在每個第三邊側隔塊B3上設有盲端溝槽10，它沿軸向從交叉斜向溝槽(gc)向外延伸。
在每個第四邊側隔塊B4中設有狹窄的淺溝槽11，它貫穿該隔塊并將隔塊分成兩個沿軸向的外側和內側塊，而盲端溝槽10沿軸向從溝槽11向外延伸。
比較性試驗制造一種尺寸為265/70R16有著圖4所示外胎花紋和表1中所給技術要求的試驗用輪胎來進行公路和越野試驗。
1)公路試驗駕駛穩(wěn)定性試驗在試驗過程中使四個輪子上都裝有試驗輪胎(輪緣尺寸7JX16，內壓200kPa)的試驗用小汽車(日本3000cc 4WD汽車)行駛在干燥的瀝青路面上。根據(jù)駕駛的感覺、穩(wěn)定性和抗滑性等等，駕駛員評估駕駛的穩(wěn)定性。按參照輪胎的指數(shù)為100，表1中給出了試驗結果。
噪音試驗試驗汽車以50km/h的速度在平坦的瀝青路面上滑行，在汽車內駕駛員的耳朵附近測量噪音總水平的分貝dB(A)值。按參照輪胎的指數(shù)為100，表1中給出了試驗結果。指數(shù)越小噪音效果越好。乘坐舒適度試驗試驗汽車行駛在干燥的粗路面上(包括瀝青路面、石板路和碎石路)，試驗駕駛員根據(jù)顛簸程度、減震和推彈情況等等來評估乘坐舒適度。按參照輪胎的指數(shù)為100，表1中給出了試驗結果。指數(shù)越大乘坐舒適度越好。
潮濕路面的性能試驗試驗汽車沿一個半徑為100m的圓行駛在設有10mm深20m長水坑的潮濕的瀝青路面上。當汽車進入水坑時測量橫向加速度(G橫)，在50～80km/h的速度范圍內提高入池速度以獲得G橫的平均值。按參照輪胎的指數(shù)為100，表1中給出了試驗結果。指數(shù)越大潮濕路面上的性能越好。
2)越野試驗抗滑性試驗在泥濘的路面上進行輪胎試驗，以自動換檔“D”區(qū)內的最大加速度將試驗汽車從0速度起動測量其行駛30米的時間。按參照輪胎的指數(shù)為100，表1中給出了試驗結果。指數(shù)越大越野抗滑性能越好。
表1
本發(fā)明可以被適當?shù)赜迷诠窏l件和越野條件下4WD汽車、休閑車等等的徑向輪胎上。
權利要求
1．一種汽車輪胎，包括設有周向溝槽(G)的外胎，該溝槽設在輪胎等分線兩側，將外胎分成位于兩個周向溝槽之間的中央外胎區(qū)和沿軸向在每個周向溝槽外側的邊側外胎區(qū)；上述中央外胎區(qū)由貫穿其間的中央斜向溝槽(g)將其分割成中央隔塊BO；上述邊側外胎區(qū)設有第一斜向溝槽(ga)，它從周向溝槽(G)延伸到外胎邊緣；第二斜向溝槽(gb)，它從周向溝槽(G)延伸到外胎邊緣，不和第一斜向溝槽(ga)交接但是和第一斜向溝槽(ga)交替出現(xiàn)；交叉斜向溝槽(gc)，它從一個第一斜向溝槽(ga1)延伸到下一個第一斜向溝槽(ga2)同時穿過位于其間的第二斜向溝槽(gb)，中央斜向溝槽(g)和交叉斜向溝槽(gc)的斜度與第一斜向溝槽(ga)和第二斜向溝槽(gb)的斜度相對于輪胎等分線方向相反，其中邊側外胎區(qū)被分成第一邊側隔塊B1，每個由周向溝槽(G)、交叉斜向溝槽(gc)、第二斜向溝槽(gb)和第一斜向溝槽(ga1)包圍形成；第二邊側隔塊B2，每個由周向溝槽(G)、交叉斜向溝槽(gc)、第二斜向溝槽(gb)和第一斜向溝槽(ga2)包圍形成；第三邊側隔塊B3，每個由交叉斜向溝槽(gc)、外胎邊緣、第二斜向溝槽(gb)和第一斜向溝槽(ga1)包圍形成；及第四邊側隔塊B4，它是由交叉斜向溝槽(gc)、外胎邊緣、第二斜向溝槽(gb)和第一斜向溝槽(ga2)包圍形成，在每個邊側外胎區(qū)中，第一邊側隔塊B1的數(shù)量、第二邊側隔塊B2的數(shù)量、第三邊側隔塊B3的數(shù)量、第四邊側隔塊B4的數(shù)量和中央隔塊B0的數(shù)量相等，并且兩個交叉斜向溝槽(gc)和每個第一斜向溝槽(ga)在軸向不同的位置交匯。
2．根據(jù)權利要求1的汽車輪胎，其中每個上述第一斜向溝槽(ga)的角θa和每個上述第二斜向溝槽(gb)的角θb在與周向溝槽(G)的交叉點測量時，與輪胎的圓周方向的角度為35～65°范圍內；和每個上述交叉斜向溝槽(gc)與輪胎圓周方向的角度θ2當在每個第一和第二斜向溝槽(ga)和(gb)的交叉點測量時為8～22°范圍內。
3．根據(jù)權利要求1或2的汽車輪胎，其中中央隔塊B0的軸向寬度W0最好在0.1到0.2倍的著地寬度W的范圍內，周向溝槽(G)的寬度WG、中央斜向溝槽(g)的寬度Wg、第一斜向溝槽(ga)的寬度Wga、第二斜向溝槽(gb)的寬度Wgb和交叉斜向溝槽(gc)的寬度Wgc在0.02到0.08倍的著地寬度W的范圍內，第一斜向溝槽(ga)、第二斜向溝槽(gb)和交叉斜向溝槽(gc)的寬度朝輪胎軸向外側逐漸增加。
4．根據(jù)權利要求1、2或3的汽車輪胎，其中就兩個交叉斜向溝槽(gc)和每個第一斜向溝槽(ga)之間的兩個交叉點而言，從輪胎等分線到在軸向內側交叉點處軸向內側夾角的軸向距離Lga1在0.15～0.30倍的著地寬度W的范圍之內，和從輪胎等分線到在軸向外側交叉點處軸向外側夾角的軸向距離Lga2在0.30～0.45倍的著地寬度W的范圍之內。
5．根據(jù)權利要求1的汽車輪胎，其中每個邊側外胎區(qū)上，體積大于軸向相鄰的隔塊(B2和B4)的邊側隔塊(B1和B4)沿輪胎圓周方向交錯排開。
全文摘要
一種汽車輪胎包括一個中央外胎區(qū),由貫穿其間的中央斜向溝槽(g)將其分割成中央隔塊B0;一個邊側外胎區(qū),由從周向溝槽(G)延伸到外胎邊緣的第一和第二斜向溝槽(ga和gb)和在第一斜向溝槽(ga1)之間延伸的同時穿過第二斜向溝槽(gb)的交叉斜向溝槽(gc)將其分隔成四種隔塊B1、B2、B3和B4;中央斜向溝槽(g)和交叉斜向溝槽(gc)與第一和第二斜向溝槽(ga和gb)的斜度方向相反;在每個邊側著地區(qū)中,第一到第四邊側隔塊B1到B4每一種的數(shù)量和中央隔塊B0的數(shù)量相等;兩個交叉斜向溝槽(gc)和每個第一斜向溝槽(ga)在軸向不同的位置(P1和P2)處交匯。
文檔編號B60C11/04GK1313202SQ0111182
公開日2001年9月19日 申請日期2001年3月13日 優(yōu)先權日2000年3月13日
發(fā)明者南伸明 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社