充氣輪胎的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供充氣輪胎，實現提高輪胎設計的效率、提高冰上性能、耐偏磨損性等輪胎性能。形成于花紋塊的刀槽由三維刀槽形成，該三維刀槽在與踏面平行的水平截面中沿著上述長度方向線以擺幅（W）且周期（a1）的波狀延伸，并且在與上述長度方向線成直角的垂直截面中沿著深度方向以擺幅（W）且周期（a2）的波狀延伸。在將上述三維刀槽的上述長度方向設為x軸、將上述深度方向設為z軸、將與上述x軸和z軸成直角的擺幅方向設為y軸時，上述三維刀槽滿足下述式（1）：y＝W·sin｛（2π·x/a1）＋（2π·z/a2）＋θ｝---（1）。
【專利說明】充氣輪胎

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及適合作為適于在冰雪路面上行駛的雪地輪胎、無防滑釘輪胎，且在花紋塊上排列設置有多個刀槽的充氣輪胎。

【背景技術】
[0002]對于充氣輪胎而言，為了提高在冰雪路面上的行駛性，而在設置于胎面部的花紋塊上形成多個刀槽，以便增大其邊緣卡掛路面的效果(邊緣效果)。然而若增加刀槽的形成數量，則花紋塊會發(fā)生大的傾倒而無法有效地發(fā)揮邊緣效果等，因而提高冰上性能是有限制的。
[0003]因此本 申請人:為了防止這樣的花紋塊的過度傾倒而提出了如圖4所示的構造(為了方便而稱為三浦折疊構造)的刀槽A (參照專利文獻1、2)。
[0004]該構造的刀槽A，在與踏面S平行的水平截面中沿刀槽長度方向以鋸齒狀延伸，并且在與上述刀槽長度方向成直角的垂直截面中，沿深度方向以鋸齒狀延伸。這樣的刀槽A的壁面B例如形成將平行四邊形組合而成的三維的凹凸的立體曲面，通過使相對置的壁面的凹凸彼此相互嚙合，從而能夠有效地抑制花紋塊的傾倒。
[0005]然而，為了設置這樣的立體的三維形狀的刀槽，例如除了鋸齒的節(jié)距、擺幅以外，還需要進行上升折線Al和下降折線A2的組合、以及其交叉部的角度、交叉部的倒角處理等很多數據。因此設計非常復雜，需要大量的時間和勞力。因此，以往在同一胎面花紋形狀的輪胎中，無論輪胎尺寸的大小如何，均采用了同一刀槽。
[0006]當然，為了更有效地抑制花紋塊的傾倒，應該結合花紋塊的大小、形狀等而恰當地設定刀槽的三維形狀、尺寸，但由于非常麻煩而無法實現。
[0007]鑒于這樣的狀況，本發(fā)明人對容易設計的立體的刀槽形狀進行了研究。其結果發(fā)現，通過做成符合規(guī)定的算式的形狀，就能夠獲得發(fā)揮高的壁面之間的嚙合效果(三維效果)，并且容易地設計的刀槽形狀。并且由此即使在一個輪胎內，也能夠結合花紋塊的大小、形狀等而使刀槽不同，因此能夠更有效地抑制各花紋塊的傾倒，進一步提高冰上性能、耐偏磨損性等。
[0008]專利文獻1:日本特開2004-203128號公報
[0009]專利文獻2:日本特開2005-193867號公報


【發(fā)明內容】

[0010]因此本發(fā)明的課題在于提供一種充氣輪胎，該充氣輪胎使刀槽形成為符合規(guī)定的算式的形狀，以此為基本，能夠實現提高輪胎設計的效率、提高冰上性能、耐偏磨損性等輪胎性能。
[0011]本發(fā)明中技術方案I所述的發(fā)明是一種充氣輪胎，在胎面部具有多個花紋塊，并且在上述花紋塊的踏面上形成有刀槽，該充氣輪胎的特征在于，
[0012]上述刀槽沿著相對于輪胎軸線成O?45°的角度α的長度方向線延伸，并且
[0013]上述刀槽由三維刀槽形成，該三維刀槽在與踏面平行的水平截面中沿著上述長度方向線以擺幅W且周期al的波狀延伸，并且在與上述長度方向線成直角的垂直截面中沿著深度方向以擺幅W且周期a2的波狀延伸，并且
[0014]在將上述三維刀槽的上述長度方向設為X軸、將上述深度方向設為z軸、將與上述X軸和Z軸成直角的擺幅方向設為y軸時，上述三維刀槽滿足下述式(I):
[0015]y = W.sin {(2 π.x/al) + (2 π.z/a2) + θ }---(1)。
[0016]另外，技術方案2的特征在于，在將上述花紋塊在X軸上的花紋塊長度設為BL時，上述周期al處于上述花紋塊長度BL的14%~90%的范圍。
[0017]另外，技術方案3的特征在于，在將上述花紋塊在z軸上的花紋塊深度設為BH時，上述周期a2處于上述花紋塊深度BH的14%~90%的范圍。
[0018]另外，技術方案4的特征在于，多個上述花紋塊包括所形成的三維刀槽不同的不同種類的花紋塊，對于形成于上述不同種類的花紋塊的三維刀槽而言，上述周期al、上述周期a2以及上述擺幅W中的至少一個不同。
[0019]本發(fā)明如上所述，以符合上述式(I)的形狀來形成三維刀槽。因此能夠發(fā)揮高的壁面之間的嚙合效果(三維效果)，并且大幅度地提高三維刀槽的設計效率，因此能夠實現縮短輪胎的開發(fā)周期。另外，由于使三維刀槽的設計變得容易，即使在一個輪胎內，也能夠結合花紋塊的大小、形狀等而使三維刀槽的尺寸例如擺幅以及長度方向、深度方向的波節(jié)距等不同，從而更有效地抑制各花紋塊的傾倒。因此能夠進一步提高冰上性能、耐偏磨損性等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是表示本發(fā)明的充氣輪胎的胎面部的一部分的展開圖。
[0021]圖2是將花紋塊放大表示的立體圖。
[0022]圖3是表示三維刀槽的立體圖。
[0023]圖4是說明以往的三維刀槽的立體圖。
[0024]附圖標記說明:1…充氣輪胎；2…胎面部；3…花紋塊；4…刀槽；S…踏面;Sa…水平截面；Sb…垂直截面。

【具體實施方式】
[0025]以下，對本發(fā)明的實施方式進行詳細的說明。
[0026]圖1中，本實施方式的充氣輪胎I，在胎面部2具有多個花紋塊3并且在上述花紋塊3的踏面S形成有刀槽4。
[0027]具體而言，上述胎面部2具有:沿輪胎周向延伸的多條周向溝7、以及在該周向溝
7、7之間和/或周向溝7與胎面端緣Te之間延伸的橫溝8。由此在上述胎面部2形成有由上述周向溝7和橫溝8、或周向溝7、胎面端緣Te以及橫溝8劃分的多個花紋塊3。
[0028]在本例中，示出了上述花紋塊3由中央花紋塊3c、第一中間花紋塊3ml、第二中間花紋塊3m2以及胎肩花紋塊3s構成的情況，其中，中央花紋塊3c在輪胎赤道C上沿周向排列；第一中間花紋塊3ml在中央花紋塊3c的輪胎軸向外側沿周向排列；第二中間花紋塊3m2在第一中間花紋塊3ml的輪胎軸向外側沿周向排列；胎肩花紋塊3s在第二中間花紋塊3m2的輪胎軸向外側沿周向排列。即，在本例中示出了胎面部2具有中央花紋塊3c的列、第一中間花紋塊3ml的列、第二中間花紋塊3m2的列以及胎肩花紋塊3s的列的情況。然而除此以外，花紋塊列的條數例如也可以是6條、5條、4條等，可以根據要求而適當地設定。另外，也可以將花紋塊列中的幾條形成為沿周向連續(xù)的肋條。
[0029]另外，在上述花紋塊3的踏面S形成有刀槽4。該刀槽4沿著相對于輪胎軸線而形成為O~45°的角度α的長度方向線延伸。若上述角度α超過45°，則相對于周向的邊緣效果變得不充分，從而無法充分地發(fā)揮在冰路面上的牽引性(包括制動性)。在上述O~45°的范圍內可以按照每個花紋塊列而使上述角度α不同。
[0030]并且如圖3示意地表示的那樣，上述刀槽4由三維刀槽6形成，該三維刀槽6在與踏面S平行的水平截面Sa中，沿著上述長度方向線以擺幅W且周期al的波狀延伸，并且在與上述長度方向線成直角的垂直截面Sb中沿著深度方向以擺幅W且周期a2的波狀延伸。[0031 ] 并且在將上述長度方向設為X軸、將上述深度方向設為z軸、將與上述X軸和上述z軸成直角的擺幅方向設為y軸時，該三維刀槽6滿足下述算式(I):
[0032]y = W.sin {(2 π.x/al) + (2 π.z/a2) + θ }---(I)。
[0033]即，三維刀槽6 由用三角函數表示的平滑的凹凸曲面形成，相對于其長度方向(χ軸)以及深度方向(z軸)均以正弦曲線延伸。
[0034]該三維刀槽6形成用三角函數表示的平滑的凹凸的立體曲面，并且相對于長度方向(X軸)以及深度方向(z軸)均以正弦曲線延伸。因此，刀槽的相對置的壁面的凹凸彼此相互嚙合，從而能夠束縛向長度方向(X軸)以及深度方向(Z軸)的移動。由此能夠保持花紋塊3的剛性，有效地抑制其傾倒。
[0035]另外三維刀槽6，通過將上述算式(I)輸入到數控加工機而能夠容易地形成。此時，只設定上述周期al、a2以及擺幅W這三個參數，就能夠變更為符合要求的尺寸的三維刀槽6，因此能夠大幅度地提高設計效率。
[0036]此外，例如根據下述算式(2)，也能夠形成相對于長度方向(χ軸)以及深度方向(z軸)均以正弦曲線延伸的立體曲面的刀槽。然而在算式(2)的情況下，擺幅局部增大或使曲面變得復雜。因此在輪胎硫化時用于形成刀槽4的刀片無法從胎面膠拔出，從而導致輪胎損傷的傾向。
[0037]y = W {sin (2 π.χ/al) + sin (2 π.z/a2) + θ }---(2)。
[0038]其中，在花紋塊3內三維刀槽6的長度方向的波節(jié)距數為I以下的情況下，則無法期待基于三維刀槽6的邊緣成分的增加，從而無法充分地發(fā)揮在冰路面上的牽引性(包括制動性)。因此在將花紋塊3在χ軸上的花紋塊長度設為BL時，上述周期al優(yōu)選為上述花紋塊長度BL的90%以下。然而若上述周期al低于花紋塊長度BL的14%時，則長度方向的波節(jié)距數變得過大而使擺幅不足，從而無法充分地實現基于波的邊緣成分的增加，另外無法充分地發(fā)揮壁面之間的嚙合效果(三維效果)所產生的防止傾倒效果。因此上述周期al的下限更優(yōu)選為花紋塊長度BL的20%以上，另外上限為60%以下。
[0039]另外，在三維刀槽6的深度方向的波節(jié)距數為I以下的情況下，則花紋塊3的抑制傾倒效果變得不充分，因此無法充分地發(fā)揮提高在干燥路面上的操縱穩(wěn)定性和改善偏磨損的效果。因此在將花紋塊3在z軸上的花紋塊深度設為BH時，上述周期a2優(yōu)選為上述花紋塊深度BH的90%以下。然而若上述周期a2低于花紋塊深度BH的14%，則深度方向的波節(jié)距數變得過大而使擺幅不足，因此無法充分地發(fā)揮壁面之間的嚙合效果(三維效果)所產生的防止傾倒效果。因此上述周期a2的下限更優(yōu)選為花紋塊長度BH的20%以上，另外上限為60%以下。
[0040]上述三維刀槽6在一個花紋塊3內形成有多條。此時，花紋塊3內的三維刀槽6相互平行，并且在長度方向上波節(jié)距以相同的相位形成。由此形成于相鄰的三維刀槽6、6之間的橡膠部分G的厚度在長度方向以及深度方向上變得均勻。其結果，在將形成刀槽用的刀片(未圖示)抽出時，能夠抑制橡膠部分G斷裂損傷。
[0041]另外，若三維刀槽6的刀槽寬度6W (如圖2所示)過窄，則刀片的強度不足而降低金屬模具的耐久性。相反，若過寬，則壁面之間的嚙合效果減小，不利于抑制花紋塊3的傾倒。因此上述刀槽寬度6W優(yōu)選處于0.2?1.0mm的范圍。
[0042]接下來，為了更有效地抑制花紋塊3的傾倒，優(yōu)選結合花紋塊3的大小、形狀等來設定三維刀槽6的三維形狀。因此本例的配置于充氣輪胎I的花紋塊3，包括所形成的三維刀槽6不同的、不同種類的花紋塊。具體而言，至少在花紋塊3中的輪胎軸向寬度3W最大的最大寬度的花紋塊3max、和輪胎軸向寬度3W最小的最小寬度的花紋塊3min上使三維刀槽6不同。在本例中，胎肩花紋塊3s相當于最大寬度的花紋塊3max，中間花紋塊3ml、3m2相當于最小寬度的花紋塊3min。
[0043]另外上述“三維刀槽6不同”是指:三維刀槽6的周期al、周期a2以及擺幅W中的至少一個不同。其中周期al、擺幅W是露出于踏面S的要素，對邊緣成分長度以及設計性的影響較大。因此在本例中，通過將周期al以及擺幅W設為相同，僅使周期a2不同，由此減小花紋塊3max、3min之間的花紋塊3的傾倒之差,從而進一步提高冰上性能、耐偏磨損性。具體而言，將配置于最大寬度的花紋塊3max的三維刀槽6的周期a2，設定為大于配置于最小寬度的花紋塊3min的三維刀槽6的周期a2。
[0044]此外，上述三維刀槽6的長度方向的一端或兩端可以在花紋塊內形成終端。另外也可以在上述花紋塊3上混合設置上述三維刀槽6以外的刀槽，例如在深度方向上沒有擺幅的二維刀槽、以及平面狀的一維刀槽等。
[0045]以上，對本發(fā)明的特別優(yōu)選實施方式進行了詳述，但本發(fā)明不限定于圖示的實施方式，而是能夠變形為各種方式來實施。
[0046]實施例
[0047]基于表I的規(guī)格試制具有圖1所示的胎面花紋的轎車用無防滑釘輪胎(尺寸195/65R15)，并測試了冰上性能、雪上性能、干燥路面性能、偏磨損性、設計時間、模具耐久性。另外為了比較，也對采用圖4所示的三浦折疊構造的刀槽的輪胎一并進行了測試。各輪胎的胎面花紋以及刀槽的形成位置均相同，僅刀槽的形狀不同。各刀槽的擺幅W為2mm均相同。
[0048]實施例11?13表示僅使胎肩花紋塊3s的三維刀槽的周期al和/或a2不同，使花紋塊剛性適合的例子。
[0049]( I)冰上性能、雪上性能
[0050]在輪輞(6JJX15)、內壓(200kPa)的條件下，將供試輪胎安裝于車輛(2000cc、FR車)的全部輪子，并根據駕駛員的感官以比較例I為100的指數，對在冰雪路面的測試路線上行駛時的操縱穩(wěn)定性進行了評價。數值越大越好。
[0051](2)干燥路面性能
[0052]利用上述車輛，根據駕駛員的感官來對在干燥浙青路面的測試路線上行駛時的操縱穩(wěn)定性以比較例I為100的指數進行了評價。數值越大越好。
[0053](3)偏磨損性
[0054]使用臺式磨損能量測量試驗機來測量輪胎的磨損能量，并以比較例I為100的指數對該值進行了評價。數值越大越好。
[0055](4)模具耐久性
[0056]對根據刀片的強度所推定出的刀片不能使用為止的輪胎的硫化個數以比較例I為100的指數進行了評價。數值越大越好。
[0057](5)設計效率
[0058]對僅設計刀槽所需的時間的倒數以比較例I為100的指數進行了評價。數值越大表示設計時間越短、設計效率越高。
[0059]表I

【權利要求】
1.一種充氣輪胎，在胎面部具有多個花紋塊，并且在上述花紋塊的踏面上形成有刀槽，該充氣輪胎的特征在于， 上述刀槽沿著相對于輪胎軸線成O~45°的角度α的長度方向線延伸，并且 上述刀槽由三維刀槽形成，該三維刀槽在與踏面平行的水平截面中沿著上述長度方向線以擺幅W且周期al的波狀延伸，并且在與上述長度方向線成直角的垂直截面中沿著深度方向以擺幅W且周期a2的波狀延伸，并且 在將上述三維刀槽的上述長度方向設為X軸、將上述深度方向設為z軸、將與上述X軸和z軸成直角的擺幅方向設為y軸時，上述三維刀槽滿足下述式(I):
y = W.sin 1(2 π.x/al) + (2 π.z/a2) + θ }---(I)。
2.根據權利要求1所述的充氣輪胎，其特征在于， 在將上述花紋塊在X軸上的花紋塊長度設為BL時，上述周期al處于上述花紋塊長度BL的14%~90%的范圍。
3.根據權利要求1或2所述的充氣輪胎，其特征在于， 在將上述花紋 塊在z軸上的花紋塊深度設為BH時，上述周期a2處于上述花紋塊深度BH的14%~90%的范圍。
4.根據權利要求1或2所述的充氣輪胎，其特征在于， 多個上述花紋塊包括所形成的三維刀槽不同的不同種類的花紋塊， 對于形成于上述不同種類的花紋塊的三維刀槽而言，上述周期al、上述周期a2以及上述擺幅W中的至少一個不同。
5.根據權利要求3所述的充氣輪胎，其特征在于， 多個上述花紋塊包括所形成的三維刀槽不同的不同種類的花紋塊， 對于形成于上述不同種類的花紋塊的三維刀槽而言，上述周期al、上述周期a2以及上述擺幅W中的至少一個不同。
【文檔編號】B60C11/12GK104044406SQ201310412126
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權日:2013年3月15日
【發(fā)明者】巖村和光 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社