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，其包括多個(gè)并排設(shè)置于一個(gè)塊中的胎紋溝，且能夠用于作為適于在冰雪路面上行駛的無(wú)釘防滑輪胎。
背景技術(shù)：
在充氣輪胎中，為了增強(qiáng)在冰雪路面上的行駛性能，設(shè)置在胎面部分上的塊形成有大量的胎紋溝。通過(guò)增加由胎紋溝邊緣所獲得的路面刮擦力(邊緣效應(yīng))而確保冰雪路面上的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力。然而，如果增加胎紋溝的數(shù)量，則倒塌程度會(huì)變大。于是，如果邊緣效應(yīng)未起到有效作用，則冰路面上的行駛性能變差。
因此，為防止塊過(guò)度倒下，日本公開(kāi)專利申請(qǐng)第2003-25812號(hào)揭示了一種如圖9所示的折曲形胎紋溝結(jié)構(gòu)。
此種胎紋溝結(jié)構(gòu)中，胎紋溝的壁面構(gòu)造是所謂的MIURA-ori結(jié)構(gòu)(MIURA折疊方式)。在MIURA-ori結(jié)構(gòu)中，塊表面處開(kāi)設(shè)的胎紋溝a的開(kāi)設(shè)邊緣形狀b具有折曲部分b1。從塊表面至胎紋溝底部，該折曲部分b1朝胎紋溝縱向的一側(cè)與另一側(cè)交替移位而同時(shí)保持折曲形狀。此種胎紋溝a形成包括平行四邊形的三維凹-凸立體(3D)彎曲表面。這樣，胎紋溝a的相對(duì)壁面的凹部和凸部相互嚙合，使得其可有效地防止塊的倒下。
而且，胎紋溝a在各深度位置上具有相同的折曲形狀，輪胎硫化模具中的胎紋溝成形刀片能夠輕易地從輪胎中抽出，且可抑制輪胎的生產(chǎn)效率的低下，而且能夠減少例如刀片彎曲等的損壞。

發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)分析MIURA-ori結(jié)構(gòu)的胎紋溝在縱向以及在垂直該縱向的方向上的移位量所導(dǎo)致的對(duì)塊剛度、刀片的抽出容易度以及刀片彎曲的影響而完成本發(fā)明。
也就是說(shuō)，本發(fā)明涉及一種對(duì)MIURA-ori結(jié)構(gòu)的胎紋溝的改進(jìn)，且本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠更為順利地從輪胎抽出刀片而同時(shí)高度確保對(duì)塊的倒下的抑制效果的充氣輪胎。本發(fā)明的另一目的是提供一種能進(jìn)一步改善輪胎的生產(chǎn)效率以及增強(qiáng)對(duì)刀片彎曲及損害的抑制效果的充氣輪胎。
本發(fā)明提供一種充氣輪胎，其具有由胎面花紋溝區(qū)隔且其中并排設(shè)置有多個(gè)胎紋溝的塊，其中胎紋溝具有一折曲部分，該折曲部分在重復(fù)山、谷的同時(shí)成折曲形延伸且在塊表面上形成一開(kāi)口邊緣形狀，胎紋溝兩側(cè)上彼此面對(duì)的胎紋溝壁面包括一個(gè)折曲移位部分，在該處折曲部分朝胎紋溝的縱向一端移位；以及另一個(gè)折曲移位部分，在該處折曲部分朝該縱向的另一端移位，所述一個(gè)與另一個(gè)折曲移位部分在該胎紋溝的深度方向上交替重復(fù)并且同時(shí)基本上保持開(kāi)口邊緣形狀，且滿足下列公式W1≥W2，以及0.7×W2≥W3＞0其中，W1、W2和W3是一豎直面中的移位量，該豎直面通過(guò)塊表面中的折曲突出端，且與開(kāi)口邊緣形狀的縱向垂直相交，W1、W2和W3是平行于該塊表面測(cè)量的移位量，W1是頂部折曲移位部分的移位量，W3是底部折曲移位部分的移位量，以及W2是位于其間的中間折曲移位部分的移位量。
適于能夠滿足下述公式L1≥L2，以及0.7×L2≥L3＞0
其中，L1、L2和L3是開(kāi)口邊緣形狀的縱向移位量，L1是頂部折曲移位部分的移位量，L3是底部折曲移位部分的移位量，以及L2是位于其間的中間折曲移位部分的移位量。
根據(jù)本發(fā)明的MIURA-ori結(jié)構(gòu)的胎紋溝，能夠更為順利地從輪胎抽出刀片而同時(shí)高度確保對(duì)塊的倒下的抑制效果，可以提高輪胎的生產(chǎn)效率，且能進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)刀片的彎曲和損害的抑制效果。


圖1是示出本發(fā)明充氣輪胎的胎面花紋的實(shí)施例的展開(kāi)圖；圖2(A)是用于說(shuō)明胎紋溝的折曲開(kāi)口的平面圖，且圖2(B)是用于說(shuō)明折曲形開(kāi)口的另一實(shí)例的平面圖；圖3是示出胎紋溝的壁面的立體圖；圖4(A)是示出胎紋溝壁面的平面圖且圖4(B)是其正視圖；圖5是示出胎紋溝在各深度位置上的折曲形狀的示意圖；圖6(A)是胎紋溝壁面的立體圖，其示出當(dāng)有三個(gè)折曲形移位部分時(shí)，在與縱向成直角相交的豎直截面中沿垂直于縱向的方向的移位量，且圖6(B)是當(dāng)有四個(gè)折曲形移位部分時(shí)的類似的壁面的立體圖；圖7是胎紋溝壁面的截面圖，其示出在與縱向成直角相交的豎直截面中沿垂直于縱向的方向的移位量；圖8是用于說(shuō)明刀片埋入時(shí)的彎曲變形的截面圖；圖9是示出現(xiàn)有的MIURA-ori結(jié)構(gòu)的胎紋溝的壁面立體圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合圖示實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是用于說(shuō)明當(dāng)本發(fā)明充氣輪胎是客車的無(wú)釘防滑輪胎時(shí)的胎面花紋的展開(kāi)圖。
圖1中，充氣輪胎1的胎面部分2包括胎面花紋溝5，該胎面花紋溝5具有多個(gè)沿輪胎圓周方向延伸的豎直主溝3以及在與豎直主溝3相交的方向上延伸的水平主溝4。由此，胎面部分2分為兩個(gè)夾著輪胎赤道C的肋6和6，以及兩個(gè)形成于肋6和6的兩側(cè)上的塊列8，且在塊列8中各塊7彼此之間間隔設(shè)置。胎面花紋可以是肋式塊花紋，或者是塊花紋。優(yōu)選胎面花紋溝5的溝寬達(dá)到3.5至15.0mm，以增強(qiáng)排水性能。
塊7可以包括多個(gè)具有形成于塊表面S中的胎紋溝10的塊，且胎紋溝10并排設(shè)置，其中塊表面S即胎面表面。本實(shí)施例中，所有的塊7形成為具有胎紋溝的塊。本實(shí)施方式中，多個(gè)胎紋溝10也并排設(shè)置在各個(gè)肋6中。
如圖2(A)所示，在胎紋溝10中，開(kāi)設(shè)在塊表面S處的開(kāi)口邊緣形狀J包括成折曲形延伸且在塊表面S上的基準(zhǔn)線X上重復(fù)山、谷的“折曲部分11”。該開(kāi)口邊緣形狀J可以僅僅包括該折曲部分11?；鶞?zhǔn)線X是折曲形狀的振幅中心，且優(yōu)選基準(zhǔn)線X和輪胎軸向之間的角度θ設(shè)為20度或更小，以增強(qiáng)在冰路面上的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力。雖然本實(shí)施例的基準(zhǔn)線X是直的，基準(zhǔn)線X可以是如圖2(B)所示的弧形曲線。這種情況下，將通過(guò)基準(zhǔn)線X的折曲部分11的線段兩端連接起來(lái)的直線相對(duì)于輪胎的軸向形成20度或更小的角度θ。
胎紋溝10“并排”設(shè)置的表述包括其中基準(zhǔn)線X彼此平行設(shè)置的情形，也包括相鄰基準(zhǔn)線X之間的角度為5度或更小而它們大致彼此平行設(shè)置的情形。本實(shí)施例中，胎紋溝10在折曲部分11的一端和另一端設(shè)置有延伸部分13。延伸部分13沿著基準(zhǔn)線X成直線延伸(如果基準(zhǔn)線X自身是弧形的，則呈弧狀延伸)。也可省去延伸部分13其中之一或兩者均省去。本實(shí)施例中，胎紋溝10的兩端在塊7的輪胎軸向側(cè)壁處開(kāi)口(開(kāi)口型)，但是可以僅一端開(kāi)口(一側(cè)開(kāi)口型)，或者兩端可以封閉(封閉型)。
對(duì)于折曲部分11的折曲形狀，可以采用使用直線并排設(shè)置的山、谷形狀，以及例如其中一個(gè)折曲側(cè)的長(zhǎng)度較短的鋸齒形狀等的彎折形狀。而且，也可以采用例如正弦曲線或波形的彎曲形狀。然而，考慮到塊的剛性，以及為了在輪胎硫化模具中較大程度確保胎紋溝成形刀片的彎曲剛性，優(yōu)選地，該折曲形狀采用使用直線的山、谷形狀且具有小弧形的彎折邊緣。
其次，圖3是胎紋溝10的壁面14的立體圖，且圖4(A)和4(B)是壁面14的平面圖和正視圖。如圖3和圖4所示，隨著胎紋溝10深度Ff增加，折曲部分11在縱向Fn上移位，且同時(shí)基本上保持折曲部分11的折曲形狀。因此，胎紋溝10的壁面通過(guò)交替重復(fù)一個(gè)折曲移位部分15A和另一個(gè)折曲移位部分15B而形成，所述折曲移位部分15A處于其中折曲部分11向縱向Fn一端移位的方向，所述另一個(gè)折曲部分15B處于其中折曲部分11向縱向Fn另一端移位的相反方向。
圖5示意性示出位于其表面上的胎紋溝形狀，該表面平行于圖3和圖4中所示的各深度位置Q1到Q4中的塊表面S。折曲部分11的折曲形狀在深度位置Q1到Q4是相同的，且隨著折曲部分11距塊表面S的深度的增加，折曲形狀沿縱向Fn的一方向與另一方向交替移位。所述沿一方向的折曲移位部分15A和所述沿另一個(gè)方向的折曲移位部分15B共同稱之為折曲移位部分15。此時(shí)，在各折曲移位部分15中，在折曲部分11的縱向Fn上的移位率是恒定的。因此，在各折曲移位部分15中，折曲部分11的山、谷的脊線Pa和Pb呈現(xiàn)為彼此平行的傾斜直線。
胎紋溝10的壁面包括總共三個(gè)或更多個(gè)折曲移位部分15，該折曲移位部分15包括位于塊表面S側(cè)上的最上方折曲移位部分15U、位于胎紋溝底Bo側(cè)上的最下方折曲移位部分15L、以及一個(gè)或多個(gè)位于其間的折曲移位部分15M。
如圖3中所示，胎紋溝10的壁面形成為具有三維凹部和凸部的3D彎折壁面的結(jié)構(gòu)。因此，相對(duì)的壁面14和14在凹部和凸部處相互嚙合且彼此支撐，使得可以有效防止塊7倒下。因此，由于觸地面積的減小使附著力和摩擦力的減少可得以抑制，且路面刮擦力(邊緣效應(yīng))可以通過(guò)邊緣而增加，使得冰上性能得以改善。
本發(fā)明中，如圖6(A)和7所示，在塊表面S側(cè)的最上方折曲移位部分15U的振幅方向Fv上的移位量定義為W1，在胎紋溝底Bo側(cè)上的最下方折曲移位部分15L的振幅方向Fv上的移位量定義為W3，且在中間折曲移位部分15M的振幅方向Fv上的移位量定義為W2。
W1，W2和W3是通過(guò)塊表面中的折曲突出端的豎直面(徑向面)中的移位量，且該豎直面與塊表面S上的折曲部分11的縱向垂直相交。且振幅方向Fv平行于塊表面計(jì)量。且移位量W1，W2和W3滿足下述公式(1)、(2)W1≥W2 (1)0.7×W2≥W3＞0 (2)換句話說(shuō)，如圖4(A)和6(A)所示，振幅方向Fv上的移位量W定義為折曲移位部分15U、15M和15L在豎直截面T(垂直于塊表面S)中的沿振幅方向Fv的長(zhǎng)度，該豎直截面T通過(guò)塊表面S中的折曲部分11的山峰點(diǎn)或者谷底點(diǎn)且與縱向Fn相交。
此處，如圖6(B)所示，存在多個(gè)中間折曲移位部分15M時(shí)，中間折曲移位部分15M的移位量W的平均值用作“移位量W2”。
公式(1)和(2)意味著隨著折曲移位部分15越接近胎紋溝底Bo，折曲移位部分15在振幅方向Fv上的移位量W越小，且最下方折曲移位部分15L的移位量W3是中間折曲移位部分15M的移位量W2的0.7倍或更小。
此處，胎紋溝底Bo側(cè)上的最下方折曲移位部分15L中，當(dāng)外力施加到塊7時(shí)，相較于其它的折曲移位部分15U和15M來(lái)說(shuō)，胎紋溝壁面14之間的接觸壓力較小。因此，不管移位量W的值如何，作用于塊上的倒下抑制效應(yīng)小。另一方面，胎紋溝底Bo側(cè)上的折曲移位部分15L靠近諸如胎面加強(qiáng)簾線層(例如帶層和帶束層)以及胎面基部橡膠等具有高剛性的部分，且與塊表面S的距離大。因此，折曲移位部分15L對(duì)胎紋溝成形刀片從輪胎抽出的性能以及彎曲性能有大的影響。
因此，在折曲移位部分15U到15L中，通過(guò)滿足表達(dá)式(1)和(2)，塊上的倒下抑制效果最大限度的發(fā)揮，且刀片可以更平穩(wěn)地從輪胎抽出。而且，輪胎的生產(chǎn)效率可得以增加，且可以有效地防止刀片彎曲和損壞。如果最下方折曲移位部分15L的移位量W3為0，對(duì)中間折曲移位部分15M中的塊的倒下抑制效果有時(shí)會(huì)變差，且W3大于0，優(yōu)選為W2的5％或更高，且更優(yōu)選為10％或更高。移位量W3也優(yōu)選為移位量W2的50％或更低，且更優(yōu)選為20％或更低。
為發(fā)揮效果，形成至少三個(gè)或更多個(gè)折曲移位部分15，例如三個(gè)到五個(gè)。為進(jìn)一步增強(qiáng)效果，移位量W1應(yīng)該設(shè)置為大于移位量W2。優(yōu)選地，移位量W2是移位量W1的70％或更高。移位量W2可以是移位量W1的80％或高達(dá)90％或更高。
下述公式也是適用的W1＞W(wǎng)2 (1)0.7×W2＞W(wǎng)3＞0 (2)例如如圖6(B)所示的，存在多個(gè)中間折曲移位部分15M時(shí)，優(yōu)選地，當(dāng)兩個(gè)中間折曲移位部分15M在深度方向Ff上相鄰時(shí)，且其中較淺的折曲移位部分定義為15Ma，而較深的折曲移位部分定義為15Mb，移位量W2a和W2b設(shè)置為滿足關(guān)系W2a≥W2b。對(duì)于客車的輪胎，通常的值是1.0到1.8mm。
此外，振幅方向Fv的移位量W可以通過(guò)改變折曲移位部分15在縱向Fn上的移位量L而進(jìn)行改變。也就是說(shuō)，本實(shí)施例中，如果折曲移位部分15U在縱向Fn上的移位量定義為L(zhǎng)1，且折曲移位部分15M在縱向Fn上的移位量定義為L(zhǎng)2，且折曲移位部分15L在縱向Fn上的移位量定義為L(zhǎng)3，滿足下述表達(dá)式(3)和(4)。
L1≥L2 (3)0.7×I2≥L3＞0 (4)
以此設(shè)置表達(dá)式(3)和(4)。優(yōu)選地，移位量L1大于移位量L2，且移位量L2是移位量L1的70％或更高，且特別地是80％或更高，且最優(yōu)選為90％或更高。同樣優(yōu)選移地移位量L3為移位量L2的50％或更低，且為20％或更低。優(yōu)選地，移位量L3為移位量L2的5％或更高。類似移位量W2，存在多個(gè)中間折曲移位部分15M時(shí)，采用中間折曲移位部分15M的移位量L的平均值作為移位量L2。
在胎紋溝10中，如圖7和圖8所示，塊表面S上的突出端j1和豎直截面T(也垂直于塊表面S)中的胎紋溝底Bo的下部點(diǎn)j2之間的距離Wa設(shè)定為移位量W1的70％或更低，其中豎直截面T通過(guò)塊表面S中的折曲部分11的山峰點(diǎn)或者谷底點(diǎn)(折曲形的突出端，本實(shí)施例中為山峰點(diǎn))。
當(dāng)輪胎通過(guò)硫化形成時(shí)，如圖8所示，刀片20埋入生胎的胎面橡膠21中。此時(shí)，與距離Wa成比例的彎矩M施加于刀片20的根部。因此，如果距離Wa設(shè)為移位量W1的70％或更低，優(yōu)選為50％或更低，則不僅在從輪胎中抽出刀片時(shí)而且在埋入刀片時(shí)，都可以減小彎矩，且可以防止例如刀片彎曲等的損壞。
在胎紋溝10中，為了在刀片20抽出時(shí)使塊7的剛性和內(nèi)壓力均勻化，優(yōu)選地折曲移位部分15的深度方向上的距離K1到K3(示于圖4)設(shè)為彼此相等。
雖然描述了本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，且本發(fā)明能夠以多種方式進(jìn)行修改和實(shí)施。
實(shí)施例基于表1示出的參數(shù)而生產(chǎn)用于客車的無(wú)釘防滑輪胎(規(guī)格195/65R15)，該輪胎具有包括采用矩形塊的四個(gè)塊線的塊花紋。測(cè)量了塊的塊剛性和刀片的抽出阻力。矩形塊的尺寸為15mm(輪胎軸向上的寬度)×20mm(輪胎圓周方向上的長(zhǎng)度)×10mm(高度)。四個(gè)具有0.3mm(胎紋溝寬度)×9.0mm(胎紋溝深度)的3D胎紋溝彼此以等間隔形成于各塊表面上。所有輪胎中的塊表面上的開(kāi)口邊緣形狀相同，且折曲形狀的折曲振幅是1.3mm，且折曲間距是3.6mm。
(1)塊剛性常規(guī)內(nèi)壓充入樣品輪胎內(nèi)，在塊表面上施加0.0274kgf/mm2的豎直負(fù)荷，將路面沿輪胎圓周方向移動(dòng)0mm到3.0mm，且測(cè)量此時(shí)的反作用力。通過(guò)將3.0mm位移時(shí)的反作用力除以位移(3.0mm)獲得塊剛性，且塊剛性以傳統(tǒng)實(shí)施例限定為100的指數(shù)表示。值越大，剛性越大。
(2)刀片的抽出阻力刀片設(shè)置在生胎中，執(zhí)行硫化，刀片沿垂直于塊表面的方向抽出，且直到刀片抽出所需的最大拉力以指數(shù)表示，其中傳統(tǒng)實(shí)施例限定為100。值越小，阻力越小。
表1

權(quán)利要求
1.一種充氣輪胎，其具有由胎面花紋溝區(qū)隔且其中并排設(shè)置有多個(gè)胎紋溝的塊，其中所述胎紋溝具有一折曲部分，該折曲部分在重復(fù)山、谷的同時(shí)成折曲形延伸，且在塊表面上形成一開(kāi)口邊緣形狀，彼此面對(duì)設(shè)置在胎紋溝兩側(cè)上的胎紋溝壁面包括一個(gè)折曲移位部分，在該處折曲部分向所述胎紋溝縱向一端移位；以及另一個(gè)折曲移位部分，在該處折曲部分向所述胎紋溝縱向另一端移位，所述的一個(gè)和另一個(gè)折曲移位部分在胎紋溝的深度方向上交替重復(fù)并同時(shí)大致維持所述折曲部分的形狀，且滿足下列公式W1≥W2，以及0.7×W2≥W3＞0其中，W1、W2和W3是在通過(guò)所述塊表面中的折曲突出端且與所述開(kāi)口邊緣形狀的縱向垂直相交的豎直面中的移位量，W1、W2和W3是平行于所述塊表面所測(cè)量的移位量，W1是頂部折曲移位部分的移位量，W3是底部折曲移位部分的移位量，以及W2是位于其間的中間折曲移位部分的移位量。
2.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中，滿足下述公式L1≥L2，以及0.7×L2≥L3＞0其中，L1、L2和L3是折曲部分的縱向移位量，L1是頂部折曲移位部分的移位量，L3是底部折曲移位部分的移位量，以及L2是位于其間的中間折曲移位部分的移位量。
3.如權(quán)利要求1或2所述的充氣輪胎，其中，在所述豎直截面中，所述塊表面處的折曲突出端與底部折曲移位部分的底點(diǎn)之間的平行于所述塊表面的距離Wa設(shè)為所述移位量W1的70％或更小。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的充氣輪胎，其中，各折曲移位部分在深度方向上的豎直距離K彼此相等。
全文摘要
本發(fā)明可減小刀片從輪胎的抽出阻力，同時(shí)高度確保塊的倒下抑制效果。胎面2具有設(shè)置有胎紋溝10的塊7。胎紋溝10具有位于塊表面S處的開(kāi)口邊緣形狀J中的折曲部分11，并且交替底重復(fù)朝縱向Fn的一端和另一端移位的折曲移位部分而在深度方向上形成折曲部分11。當(dāng)塊表面?zhèn)壬系恼矍莆徊糠?5U、胎紋溝底側(cè)上的折曲移位部分15L以及中間折曲移位部分15M在與縱向Fn垂直的方向Fv上的移位量定義為W1、W3和W2時(shí)，滿足下述表達(dá)式W1≥W2；0.7×W2≥W3＞0。
文檔編號(hào)B60C11/12GK1765642SQ20051011478
公開(kāi)日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2005年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月27日
發(fā)明者岸田正寬 申請(qǐng)人:住友橡膠工業(yè)株式會(huì)社