DE69807771T2

DE69807771T2 - Luftreifen

Info

Publication number: DE69807771T2
Application number: DE69807771T
Authority: DE
Inventors: Ichiro Takahashi
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1997-04-10
Filing date: 1998-03-23
Publication date: 2003-02-06
Anticipated expiration: 2018-03-24
Also published as: JP3676534B2; DE69807771D1; EP0870630A2; JPH10278515A; US6206064B1; EP0870630B1; EP0870630A3; ES2181128T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen, der schräge Nuten an der Lauffläche besitzt, und insbesondere einen Luftreifen, in dem sowohl die Nasseigenschaften verbessert als auch Profilgeräusche reduziert sind.
Auf dem Gebiet der Luftreifen gibt es eine zunehmende Anzahl von Beispielen von Luftreifen, die ein Profil mit einer schrägen Hauptnut verwenden, um sowohl Nasseigenschaften als auch eine Reduzierung der Profilgeräusche zu erzielen.
Bei solch konventionellen Luftreifen kann jedoch leicht eine ungleichmäßige Abnutzung an den Blöcken auftreten, welche durch die schrägen Hauptnuten in der Nähe der Endabschnitte der Lauffläche begrenzt sind. Wenn der Reifen neu ist, werden sowohl Nasseigenschaften als auch geringe Profilgeräusche erreicht, wenn jedoch eine ungleichmäßige Abnutzung auftritt, verschlechtern sich die Profilgeräusche.
Nachdem der Reifen abgenutzt ist, verschwindet die verbesserte Reduzierung der Profilgeräusche, welche der Reifen gegenüber einem Reifen mit einem konventionellen geraden Profil zeigt, und in einigen Fällen kann der konventionelle Reifen in Bezug auf eine Reduzierung der Laufgeräusche sogar besser sein.
Die Aufmerksamkeit wird auch auf die Offenbarungen der EP- 0 688 695 A und JP-A-61-60307 gelenkt.
In Anbetracht des zuvor Gesagten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Luftreifen zu schaffen, der darauf abzielt, sowohl Nasseigenschaften als auch reduzierte Profilgeräusche zu erreichen, und in dem eine ungleichmäßige Abnutzung von Blöcken an den Laufflächen-Endabschnittseiten eines Profils mit schräger Nut verbessert ist, und in dem Profilgeräusche zu dem Zeitpunkt einer Abnutzung ebenfalls verbessert sind.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Luftreifen bereit, in dem eine Vielzahl von schrägen Hauptnuten in einer Reifenumfangsrichtung von Positionen, die an beiden Seiten einer Reifenäquatorialebene in Richtung zu Laufflächen- Endseiten voneinander beabstandet sind, angeordnet ist, um sich in entgegengesetzten Richtungen an beiden Seiten der Reifenäquatorialebene zu erstrecken, und um in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung schräg angeordnet zu sein, worin sich jede der schrägen Hauptnuten in einem schrägen Winkel von 15º bis 45º in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung erstreckt; sich in einer Nähe eines Laufflächen-Endseiten-Abschlussendes jede der schrägen Hauptnuten in einem schrägen Winkel von 75º bis 105º in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung erstreckt und mit einer schmalen Breite an einem Laufflächenende öffnet; sich an einer Nähe eines Reifenäquatorialebene- Seitenabschlussendes jede der schrägen Hauptnuten in einer kreisförmigen Bogenform konvex in Richtung zu einer Reifenäquatorialebenenseite und in Richtung zu einem Zwischenabschnitt einer schrägen Hauptnut erstreckt, welche in der Reifenumfangsrichtung benachbart ist, um sich an der benachbarten schrägen Hauptnut zu öffnen; an einem Laufflächen-Seitenbereich die schrägen Hauptnuten, welche in der Reifenumfangsrichtung ausgerichtet sind, durch Hilfsnuten miteinander verbunden sind, welche schmaler als die schrägen Hauptnuten sind; eine Rippe, welche entlang der Reifenumfangsrichtung ununterbrochen ist, auf einer Reifenäquatorialebene abgegrenzt ist, und eine Vielzahl von Blöcken, welche in der Reifenumfangsrichtung ausgerichtet sind, an beiden Seiten der Rippe abgegrenzt ist; und vorausgesetzt, dass ein Neigungswinkel einer Nutwandungsfläche der schrägen Hauptnut an einer Blockeintritts-Endseite in Bezug auf eine normale Linie, welche durch ein Öffnungsende hindurchtritt und rechtwinklig zu einer Laufflächen-Abstufungsfläche ist, θ1 ist, und ein Neigungswinkel einer Nutwandungsfläche der schrägen Hauptnut an einer Blockaustritts-Endseite in Bezug zu einer normalen Linie, welche durch ein Öffnungsende hindurchtritt und rechtwinklig zu der Laufflächen-Abstufungsfläche ist, θ2 ist, θ1 < θ2 von einer Laufflächenmitte zu der Hilfsnut und θ1 > θ2 von der Hilfsnut zu dem Laufflächenende ist.
Die Funktionsweise des Luftreifens der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben werden.
Als erstes wird eine Arbeitsweise beschrieben werden, welche die Wasserentfernungsfähigkeit betrifft.
Auf einer nassen Straßenoberfläche verhält sich Wasser innerhalb der Profilabstufungsfläche wie folgt. In der Nähe der Eintrittsseite der Profilabstufungsfläche, in der Nähe des Laufflächenmittenbereichs, strömt Wasser in der Reifenumfangsrichtung nach vorne oder bei weniger als 20º in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung nach vorne. Als nächstes, an der Laufflächenzwischenregion, strömt das Wasser bei 20º bis 40º in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung nach vorne. An der Laufflächenseitenregion strömt das Wasser in einem Winkel, welcher 40º in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung übersteigt, zu der Außenseite des Reifens.
In dem Luftreifen der vorliegenden Erfindung ist die Profilabstufungsfläche durch schräge Hauptnuten wie folgt durchschnitten. An der Laufflächenzwischenregion erstreckt sich die Hauptnut in einem schrägen Winkel von 15º bis 45º in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung. An dem abschließenden Ende der schrägen Hauptnuten, welches abschließende Ende sich in Richtung zu der Laufflächenmittenregion erstreckt, erstreckt sich die schräge Hauptnut in einer kreisförmigen Bogenform, d. h. der Neigungswinkel der Hauptnut in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung ist gering. An dem abschließenden Ende der schrägen Hauptnut, welches abschließende Ende sich in Richtung zu der Laufflächen-Endseite erstreckt, erstreckt sich die schräge Hauptnut im Wesentlichen entlang der Laufflächen-Querrichtung, d. h. der Neigungswinkel der Hauptnut in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung ist groß. Die schräge Hauptnut erstreckt sich somit in Richtungen, die mit dem oben beschriebenen Verhalten des Wassers innerhalb der Profilabstufungsfläche übereinstimmen. Folglich wird eine ausgezeichnete Wasserentfernungsfähigkeit sichergestellt.
Als nächstes wird die Arbeitsweise in Bezug auf die Profilgeräusche diskutiert werden.
Ein Beispiel eines Profilgeräuschs eines Reifens ist das schlagende Geräusch, das zu dem Zeitpunkt des Eintretens des Blocks auftritt.
In dem Luftreifen der vorliegenden Erfindung, an dem Abschnitt der schrägen Hauptnut von der Laufflächenmitte zu der Hilfsnut, ist der schräge Winkel θ1 der Nutwandungsfläche an der Blockeintrittsendseite so eingestellt, dass er kleiner als der schräge Winkel θ2 der Nutwandungsfläche an der Blockaustrittsendseite ist. An den Blöcken, welche durch die schrägen Hauptnuten von der Laufflächenmitte zu den Hilfsnuten begrenzt sind, ist die Steifigkeit der Eintrittsendseiten deshalb geringer als die Steifigkeit der Austrittsendseiten.
Weil die Steifigkeit des Eintrittsendes des Blocks kleiner ist, kann auf diese Weise der Stoß zu der Zeit des Eintretens des Blocks, wenn der Luftreifen rollt, verringert werden, und das schlagende Geräusch kann reduziert werden.
Wenn die Lauffläche in eine Laufflächenmittenregion an der Laufflächenmittenseite und Laufflächenseitenregionen, die an beiden Seiten der Mittenregion positioniert sind, unterteilt wird, ist die Laufflächenmittenregion (etwa das gleiche wie die Region von der Laufflächenmitte zu den Hilfsnuten) eine Region, an der es keine ungleichmäßige Abnutzung der Blöcke gibt. Infolge der zuvor genannten Abnahme des schlagenden Geräuschs zu dem Zeitpunkt des Eintretens können deshalb Profilgeräusche über die gesamte Lebensdauer des Reifens reduziert werden.
Von den Hilfsnuten zu den Laufflächenenden ist der schräge Winkel θ1 der Blockeintritts-Endseiten-Nutwandungsfläche größer als der schräge Winkel θ2 der Blockaustritts- Endseiten-Nutwandungsfläche. Deshalb ist an den Blöcken, welche durch die schrägen Hauptnuten von den Hilfsnuten zu den Laufflächenenden begrenzt sind, die Steifigkeit der Austrittsendseite geringer als die Steifigkeit der Eintrittsendseite.
Eine ungleichmäßige Abnutzung kann leicht an den Blöcken an den Regionen an den Laufflächen-Endseiten der Lauffläche auftreten, d. h. an den Blöcken an den Laufflächen- Seitenbereichen. (Eine ungleichmäßige Abnutzung ist eine Abnutzung, bei der die Austrittsendseite des Blocks abgenutzt wird, und wird auch Heel-and-Toe-Abnutzung genannt.) Es ist bekannt, dass wenn eine ungleichmäßige Abnutzung auftritt, die Profilgeräusche zunehmen.
Während der Reifen rollt, deformieren sich die Blöcke, wenn diese die Straßenoberfläche kontaktieren, und die Blöcke kehren zu ihrer ursprünglichen Form zurück, wenn sich diese von der Straßenoberfläche weg bewegen. Die Heel-and-Toe- Abnutzung ist eine Abnutzung, welche zu dem Zeitpunkt auftritt, wenn sich ein Block von der Straßenoberfläche weg bewegt, d. h. infolge des Gleitens zu der Zeit des Austritts von der Straßenoberfläche.
In dem Luftreifen der vorliegenden Erfindung ist an den Blöcken, welche durch die Abschnitte der schrägen Hauptnuten von den Hilfsnuten zu den Laufflächenenden begrenzt sind, die Steifigkeit der Blockaustrittsendseite so festgelegt, dass sie gering ist. Als eine Folge davon wird die Energie zu dem Zeitpunkt der Deformation des Austrittsendes verringert. Deshalb wird das Gleiten zu dem Zeitpunkt des Austritts reduziert, eine ungleichmäßige Abnutzung kann unterdrückt werden, und eine Zunahme von Laufgeräuschen, die durch eine ungleichmäßige Abnutzung verursacht werden, kann unterdrückt werden.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung beträgt an einem Abschnitt der schrägen Hauptnut von der Laufflächenmitte zu der Hilfsnut ein Neigungswinkel θ1 einer Nutwandungsfläche einer Blockeintritts-Endseite 0º bis 5º, und ein Neigungswinkel θ2 einer Nutwandungsfläche an einer Blockaustritts-Endseite beträgt 8º bis 20º, und an einem Abschnitt der schrägen Hauptnut von der Hilfsnut zu dem Laufflächenende beträgt ein Neigungswinkel θ1 einer Nutwandungsfläche an einer Blockeintritts-Endseite 8º bis 15º, und ein Neigungswinkel θ2 einer Nutwandungsfläche an einer Blockaustritts-Endseite beträgt 0º bis 5º.
In dem pneumatischen Reifen der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt an dem Abschnitt der schrägen Hauptnut von der Laufflächenmitte zu der Hilfsnut der Neigungswinkel θ1 der Nutwandungsfläche an der Blockeintritts-Endseite 0º bis 5º. Auf diese Weise kann an einem Block, der durch diesen Abschnitt der schrägen Hauptnut begrenzt ist, die Steifigkeit der Eintrittsendseite niedrig gehalten werden, und das schlagende Geräusch kann hinreichend und zuverlässig reduziert werden.
Wenn hier der Neigungswinkel θ1 der Blockeintritts-Endseite an dem Abschnitt der schrägen Hauptnut von der Laufflächenmitte zu der Hilfsnut geringer als 0º ist (d. h., wenn die Nutwandungsfläche in Richtung zu der gegenüberliegenden Seite schräg ist, derart, dass eine umgekehrte Konizität geformt wird), bleibt ein konvexer Abschnitt einer Form zum Formen der schrägen Hauptnut zu dem Zeitpunkt des Entfernens des Reifens von der Form hängen, und es ist schwierig, den Reifen von der Form zu entfernen.
Andererseits, wenn der Neigungswinkel θ1 der Blockeintritts- Endseite an dem Abschnitt der schrägen Hauptnut von der Laufflächenmitte zu der Hilfsnut größer als 5º ist, nimmt die Steifigkeit des Blocks zu und deshalb ist die Reduzierung des schlagenden Geräuschs ungenügend.
Wenn der Neigungswinkel θ2 der Austritts-Endseiten- Nutwandungsfläche an dem Abschnitt der schrägen Hauptnut von der Laufflächenmitte zu der Hilfsnut geringer als 8º ist, nimmt die Steifigkeit der Austrittsendseite des Blocks ab, und die Betriebsstabilität verschlechtert sich.
Ferner, wenn der Neigungswinkel θ2 der Austrittsseiten- Nutwandungsfläche an dem Abschnitt der schrägen Hauptnut von der Hilfsnut zu dem Laufflächenende größer als 20º ist, ist die Querschnittsfläche der Nut gering, und die Wasserentfernungsfähigkeit verschlechtert sich.
Wenn der Neigungswinkel θ1 der Blockeintritts-Endseite an dem Abschnitt der schrägen Hauptnut von der Hilfsnut zu dem Laufflächenende geringer als 8º ist, nimmt die Steifigkeit der Eintrittsseite ab, und die Abnutzung zu dem Zeitpunkt des Eintritts nimmt zu. Folglich gibt es einen relativ großen Betrag von Abnutzung an der Austrittsseite, und eine ungleichmäßige Abnutzung kann leicht auftreten.
Des Weiteren, wenn der Neigungswinkel der θ1 der Blockeintritts-Endseite an dem Abschnitt der schrägen Hauptnut von der Hilfsnut zu dem Laufflächenende größer als 15º ist, ist die Querschnittsfläche der Nut klein, und die Wasserentfernungsfähigkeit verschlechtert sich.
Wenn der Neigungswinkel θ2 der Blockaustritts-Endseite an dem Abschnitt der schrägen Hauptnut von der Hilfsnut zu dem Laufflächenende geringer als 0º ist (d. h., wenn die Nutwandungsfläche zu der entgegengesetzten Seite geneigt ist, derart, dass eine umgekehrte Konizität gebildet wird), bleibt ein konvexer Abschnitt einer Form zum Formen der schrägen Hauptnut zu dem Zeitpunkt des Entfernens des Reifens aus der Form hängen, und es ist schwierig, den Reifen von der Form zu entfernen.
Andererseits, wenn der Neigungswinkel θ2 der Blockaustritts- Endseite an dem Abschnitt der schrägen Hauptnut von der Hilfsnut zu dem Laufflächenende größer als 5º ist, wird die Steifigkeit groß, und eine ungleichmäßige Abnutzung kann leicht auftreten. Deshalb wird der Höhenunterschied von benachbarten Blöcken groß, und das schlagende Geräusch zu dem Zeitpunkt des Eintretens nimmt zu.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben werden, worin:
Fig. 1 ein Laufflächenmuster eines Luftreifens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine entlang einer Linie 2-2 von Fig. 1 genommene Querschnittsansicht eines Abschnitts einer schrägen Hauptnut an einem Laufflächenmittenbereich ist; und
Fig. 3 eine entlang einer Linie 3-3 von Fig. 1 genommene Querschnittsansicht eines Abschnitts einer schrägen Hauptnut an einem Laufflächenseitenbereich ist.
Eine Ausführungsform eines Luftreifens der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben werden.
Die grundlegende Struktur eines Luftreifens 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ist wie folgt. Ein Paar von Seitenwandabschnitten und ein Kronenabschnitt, der mit den Seitenwandabschnitten verbunden ist, ist durch eine Radialstruktur-Karkasse verstärkt, welche von Lagen von Reifenkord geformt ist, welche um Wulstkerne gewickelt und an diesen fixiert sind, welche Wulstkerne in Wulstabschnitten der inneren Umfangsränder der Seitenwandabschnitte eingebettet sind. Gürtel, welche Mehrfachlagen von sich überkreuzenden laminaren Körpern von Zugsträngen sind, welche parallel zueinander angeordnet sind und welche die Umfangsrichtung mit kleinen Winkeln kreuzen, sind am Umfang des Kronenabschnitts angeordnet und verstärken die Lauffläche, die an dem Kronenabschnitt angeordnet ist.
Fig. 1 ist eine Draufsicht einer Lauffläche 12 des Luftreifens 10. E sind die Laufflächenenden, TC ist der Laufflächenmittenbereich, welcher 5 bis 15% der Laufflächenabstufungsflächen-Breite W bildet, und deren Mitte eine Reifenäquatorialebene CL ist, TM sind Laufflächenzwischenbereiche, welche 20 bis 40% der Laufflächenabstufungsflächen-Breite W bilden und die an beiden Seiten des Laufflächenmittenbereichs TC angeordnet sind, und TS sind die Laufflächenseitenbereiche, welche zwischen den Laufflächenzwischenbereichen TM und den Laufflächenenden E angeordnet sind.
Nachfolgend werden die Bereiche, welche zusammen den Laufflächenmittenbereich TC und die Laufflächenzwischenbereiche TM beinhalten, als der Laufflächenzentralbereich TCM bezeichnet.
An der Lauffläche 10 ist eine Vielzahl von schrägen Nuten 14, welche abwechselnd an beiden Seiten der Reifenäquatorialebene CL angeordnet sind, entlang der Reifenumfangsrichtung (der Richtung des Pfeils A und der Richtung des Pfeils B) ausgerichtet.
Die schrägen Hauptnuten 14 sind derart geneigt, dass sie sich allmählich entlang der Richtung des Pfeils B von der Reifenäquatorialebene CL weg bewegen.
Die schrägen Hauptnuten 14 erstrecken sich in entgegengesetzten Richtungen in einem Neigungswinkel α von 15º bis 45º, noch bevorzugter 20º bis 40º, in Richtung der Seite der Laufflächenenden E von Positionen, welche voneinander um vorbestimmte Abstände an den beiden Seiten der Reifenäquatorialebene CL beabstandet sind. Ein Abschlussendbereich 14A, welcher sich in der Nähe des abschließendes Endes an der Seite der Laufflächenenden E erstreckt, insbesondere an den Laufflächenseitenbereichen TS, erstreckt sich in einem Neigungswinkel β von 75º bis 105º in Bezug auf die Umfangsrichtung des Reifens und öffnet sich mit einer schmalen Breite an dem Laufflächenende E. Ein Abschlussendbereich 14B, welcher sich in der Nähe des Abschlussendes an der Reifenäquatorialebenen CL-Seite erstreckt, insbesondere an dem Reifenmittenabschnitt TC, erstreckt sich in einer kreisförmigen Bogen-Form, welche in Richtung zu der Seite der Reifenäquatorialebenen CL konvex ist, in Richtung zu dem Laufflächenzwischenbereich TM der schrägen Hauptnut 14, welche dem Abschlussendbereich 14B in der Umfangsrichtung des Reifens benachbart ist, und öffnet sich an der benachbarten schrägen Hauptnut 14. Auf diese Weise wird eine Rippe 16, welche in der Reifenumfangsrichtung ununterbrochen ist, auf der Äquatorialebene CL des Reifens abgegrenzt.
An ihren Seiten des Abschlussendbereichs 14A sind die schrägen Hauptnuten 14, welche entlang der Umfangsrichtung des Reifens ausgerichtet sind, durch Hilfsnuten 18 miteinander verbunden, welche schmaler als die schrägen Hauptnuten 14 sind und welche sich in einem Neigungswinkel γ von 25º oder weniger in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung erstrecken. Auf diese Weise wird eine Vielzahl von Blöcken 20, welche entlang der Umfangsrichtung des Reifens ausgerichtet sind, an beiden Seiten der Rippe 16 abgegrenzt.
In dem dargestellten Beispiel sind die Hilfsnuten 18 in der Nähe der Grenzen zwischen den Laufflächenzwischenbereichen TM und den Laufflächenseitenbereichen TS angeordnet.
Der Block 20 ist durch Lamellen 22, welche sich so erstrecken, dass sie in ähnlicher Weise wie die Hilfsnuten 18 in der Nähe des Blocks 20 orientiert sind, und vorzugsweise in Richtungen, die im Wesentlichen orthogonal zu den schrägen Hauptnuten 14 sind, in eine Vielzahl von Sektionen unterteilt. In dem dargestellten Beispiel ist der Block 20 durch zwei Lamellen 22 in drei Sektionen unterteilt.
An dem Laufflächenendbereich TS sind Seitenabschnittsblöcke 24 an den Abschlussendbereichen 14A der schrägen Hauptnuten 14, welche in der Reifenumfangsrichtung ausgerichtet sind, der Hilfsnuten 18 und der Laufflächenenden E abgegrenzt. Der Seitenabschnittsblock 24 besitzt eine ausgeschnittene Nut 26, welche sich von dem Laufflächenende E erstreckt.
Es ist bevorzugt, dass die schräge Hauptnut 14 eine Tiefe von 5 bis 10 mm besitzt, ihre Breite W0 an dem Laufflächenzwischenabschnitt TM beträgt 3 bis 7% der Lufflächenabstufungsflächen-Breite W, die Öffnungsbreite W1 des Abschlussendbereichs 14A an dem Laufflächenende E beträgt 1 bis 4% der Laufflächenabstufungsflächen-Breite W, und die Öffnungsbreite W2 des Abschlussendbereichs 14B an dem Ende in der Nähe der benachbarten schrägen Hauptnut 14 beträgt 1 bis 4% der Laufflächenabstufungsflächen-Breite W.
Ferner beträgt der Krümmungsradius R des Abschlussendes 14B, welches eine kreisförmige Bogenform an der Seite der Reifenäquatorialebene CL bildet, optimal 30 bis 150 mm. Die Rippe 16, welche zwischen diesen Abschlussendbereichen 14B angeordnet und durch diese Abschlussendbereiche 14B abgegrenzt ist, besitzt eine maximale Breite W4 von 5 bis 15% der Laufflächenabstufungsflächen-Breite W und eine minimale Breite W3 von 3 bis 12% der Laufflächenabstufungsflächen- Breite W, um einen Stegabschnitt zu formen, welcher sich in einer Zickzack-Form in der Reifenumfangsrichtung erstreckt.
Es ist bevorzugt, die Hilfsnut 18 so auszubilden, dass sie eine Breite W5 von 1 bis 3% der Abstufungsflächenbreite W und eine Tiefe von 4 bis 7 mm besitzt. Es ist bevorzugt, die ausgeschnittene Nut 26, welche ausgebildet ist, um die Steifigkeit in der Nähe des Laufflächenendes E zu optimieren, derart zu formen, dass sie eine Breite besitzt, welche von der Öffnung des Abschlussendbereichs 14A abhängt.
Die Breite der Lamelle 22 ist von einem Ausmaß, welches sich während eines Bodenkontakts, welcher die abrollende Last begleitet, schließt und beträgt insbesondere etwa 0,5 bis 3 mm.
Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, ist an dem Abschnitt der schrägen Hauptnut 14 von der Reifenäquatorialebene CL zu der Hilfsnut 18, wenn ein Querschnitt der schrägen Hauptnut 14 rechtwinklig zu der Mittenlinie der Nut genommen ist, ein Neigungswinkel θ der Nutwandungsfläche in Bezug zu einer vertikalen Linie S, welche 90º in Bezug zu einer Bodenkontaktfläche 12A beträgt und welche durch das Öffnungsende der schrägen Hauptnut 14 hindurchtritt, so eingestellt, dass dieser für eine Nutwandungsfläche 21A an der Seite des Blocks 20 in der Richtung des Pfeils A kleiner als für eine Nutwandungsfläche 21B an der Seite des Blocks 20 in der Richtung des Pfeils B ist.
An dem Abschnitt der schrägen Hauptnut 14 von der Reifenäquatorialebene CL zu der Hilfsnut 18 beträgt der Neigungswinkel θ1 der Nutwandungsfläche 21A vorzugsweise 0º bis 5º, und der Neigungswinkel θ2 der Nutwandungsfläche 21B beträgt vorzugsweise 8 bis 20º.
Ferner ist an dem Abschnitt der schrägen Hauptnut 14 von der Hilfsnut 18 zu dem Laufflächenende E, wie in Fig. 3 dargestellt, der Neigungswinkel θ2 der Nutwandungsfläche 21B so eingestellt, dass er kleiner als der Neigungswinkel θ1 der Nutwandungsfläche 21A ist. Der Neigungswinkel θ1 der Nutwandungsfläche 21A beträgt vorzugsweise 8º bis 15º, und der Neigungswinkel θ2 der Nutwandungsfläche 21B beträgt vorzugsweise 0º bis 5º.
An dem Luftreifen 10, dessen Lauffläche 12 durch die oben beschriebene Anordnung von Nuten sektioniert ist, beträgt das negative Verhältnis des gesamten Laufflächenabstufungs- Flächenabschnitts 25 bis 35%, und der negative Abschnitt an den jeweiligen Positionen des Laufflächenabstufungs- Flächenabschnitts in Querrichtung ist an den Bereichen in der Nähe der Rippe 16 maximal und nimmt von dort allmählich in Richtung zu den Seiten der Laufflächenenden E ab. Noch bevorzugter beträgt an einer Region, an der ein negatives Verhältnis der gesamten Laufflächenabstufungsfläche 70% oder mehr beträgt, z. B. an einer Region, welche 70 bis 90% der Laufflächenabstufungsflächen-Breite W an der Laufflächen- Mittenabschnittseite einnimmt, das negative Verhältnis der Laufflächenseitenbereiche TS innerhalb dieser Region 40 bis 80% des maximalen negativen Verhältnisses, und das negative Verhältnis von Abschnitten der Seiten der Laufflächenenden E, die von diesen Regionen verschiedenen sind, beträgt 15 bis 30% des maximalen negativen Verhältnisses.
Nachstehend wird die Betriebsweise des Luftreifens 10 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden.
Der Luftreifen 10 ist auf einem Fahrzeug installiert, so dass er sich in der Richtung des Pfeils A in Fig. 1 dreht.
Auf einer nassen Straßenoberfläche verhält sich Wasser innerhalb der Laufflächenabstufungsfläche wie folgt. In der Nähe der Eintrittsseite der Laufflächenabstufungsfläche, in der Nähe des Laufflächenmittenbereichs TC, strömt Wasser in der Reifenumfangsrichtung oder bei weniger als 20º in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung vorwärts. Als nächstes, an dem Laufflächenzwischenbereich TM, strömt das Wasser bei 20º bis 40º in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung vorwärts. An dem Reifenseitenabschnitt TS strömt das Wasser in einem Winkel, welcher 40º in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung überschreitet, in Richtung zu der Außenseite des Reifens.
Dementsprechend ist in dem Luftreifen 10 die Laufflächenabstufungsfläche durch die schrägen Hauptnuten 14 wie folgt sektioniert. An dem Laufflächenzwischenbereich TM erstreckt sich die schräge Hauptnut 14 in einem Neigungswinkel von 15º bis 45º in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung. An dem Abschlussende 14B, welches sich in Richtung zu dem Reifenmittenbereich TC erstreckt, erstreckt sich die schräge Hauptnut 14 in einer kreisförmigen Bogenform, d. h. die Neigung der Hauptnut in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung ist gering. An dem Abschlussende 14A, welches sich in Richtung zu dem Laufflächenseitenbereich TS erstreckt, erstreckt sich die schräge Hauptnut 14 im Wesentlichen entlang der Laufflächenquerrichtung, d. h. die Neigung der Hauptnut in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung ist groß. Die schräge Hauptnut 14 erstreckt sich folglich in Richtungen, welche mit dem oben beschriebenen Verhalten von Wasser innerhalb der Laufflächenabstufungsfläche übereinstimmt. Folglich kann eine ausgezeichnete Wasserentfernungsfähigkeit sichergestellt werden.
Wenn hier der Neigungswinkel α der schrägen Hauptnut 14 an dem Laufflächenzwischenbereich TM in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung geringer als 15º ist, ist die Steifigkeit, welche für die Blöcke 20 zwischen den schrägen Hauptnuten 14 erforderlich ist, nicht gegeben, was zu einer Verschlechterung der Betriebsstabilität und dem Auftreten einer ungleichmäßigen Abnutzung führt. Wenn im Gegensatz dazu der Neigungswinkel α 45º übersteigt, kann die Wasserentfernungsfähigkeit nicht sichergestellt werden.
In ähnlicher Weise ist der Grund, warum der Neigungswinkel β des Abschlussendes 14A der schrägen Hauptnut 14 an dem Laufflächenseitenbereich TS in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung auf 75º bis 105º eingestellt ist, derjenige, dass, wenn der Neigungswinkel β weniger als 75º beträgt, die Traktion ungenügend ist, wohingegen, wenn der Neigungswinkel β größer als 105º ist, eine ungleichmäßige Abnutzung auftritt.
Der Grund, warum die Breite der schrägen Hauptnut 14 größer als der Laufflächenzwischenabschnitt TM ist und allmählich zu den beiden Seitenenden hin abnimmt, ist, das negative Verhältnis zu verändern, wie später im Detail beschrieben werden wird.
Infolge der Rippe 16, die an dem Laufflächenmittenbereich TC ausgebildet ist, wird ferner die Aufschlagskomponente des Laufflächenmittenbereichs TC, welche Laufflächengeräusche stark beeinflusst, unterdrückt, so dass es weniger Geräusche gibt.
Wenn hier der Krümmungsradius des kreisförmigen Bogens an dem Bereich der Abschlussenden 14B zu groß ist, wird in der gleichen Art und Weise, als wenn die schräge Hauptnut 14 eine geradlinige Nut wäre, die sich in der Reifenumfangsrichtung erstreckt, eine Luftsäulenresonanz erzeugt. Andererseits, wenn der Krümmungsradius zu klein ist, wird die Steifigkeit der Rippen 16 in der Nähe des Abschlussendes der schrägen Hauptnut 14 übermäßig gering, und eine ungleichmäßige Abnutzung kann leicht auftreten. Es ist bevorzugt, dass der Krümmungsradius des kreisförmigen Bogens an dem Bereich der Abschlussenden 14B 30 bis 150 mm beträgt.
Insbesondere bildet in dem Laufflächenmuster der vorliegenden Erfindung die Reihe der Abschlussenden 14B, welche die kreisförmigen Bogenformen der schrägen Hauptnut 14 an dem Laufflächenmittenbereich TC bilden, und die Reihe der Hilfsnuten 18 und der Abschnitt der schrägen Hauptnuten 14 an dem Laufflächenseitenbereich TS im Wesentlichen eine Nut, welche sich kontinuierlich in einer Zickzack-Form im Wesentlichen in der Umfangsrichtung des Reifens erstreckt.
Zunächst kann durch im Wesentlichen Verbinden der Nuten in der Reifenumfangsrichtung die Wasserentfernungsfähigkeit sogar noch mehr verbessert werden.
Ferner, infolge der Nuten, die sich in Zickzack-Formen in der Umfangsrichtung des Reifens erstrecken, wird die Vibrationsenergie, welche durch den Aufschlag auf die Straßenoberfläche an der Eintrittsendseite des Blocks zu dem Zeitpunkt, wenn der Reifen rotiert, erzeugt wird, an den Seitenwandungen der Nuten absorbiert, was für die Geräuschreduzierung wirkungsvoll ist.
Darüber hinaus wird die Steifigkeit der durch die Nuten abgegrenzten Rippe 16 und des Blocks 20 optimiert, so dass die Betriebsstabilität verbessert und eine ungleichmäßige Abnutzung vermieden wird.
Noch genauer werden durch das Formen der zickzack-förmigen Nuten die Laufflächen-Querrichtungs-Positionen der Abschnitte mit geringerer Steifigkeit entlang der Umfangsrichtung verändert. Deshalb wird im Vergleich zu einem Fall, wie zum Beispiel einem Fall, in dem geradlinige Nuten verwendet werden und sich die Abschnitte mit geringer Steifigkeit auf dem gleichen Umfang befinden, eine Konzentration der Laufflächenverformung an den Abschnitten geringer Steifigkeit in der Querrichtung unterdrückt, und der Bodenkontaktdruck kann gleichförmiger gemacht werden.
Ferner, in einem Fall, in dem die Nuten geradlinig ausgebildet sind, besitzen die Eckenabschnitte der Blöcke noch spitzere Winkel, was eine ungleichmäßige Abnutzung fördert. Dadurch, dass die Nuten zickzack-förmig hergestellt werden, kann eine solche ungleichmäßige Abnutzung jedoch vermieden werden.
Für die Öffnungsposition der Hilfsnut 18 an dem Laufflächenseitenbereich TS ist es hier bevorzugt, dass die Öffnungspositionen in einem Bereich von 50 bis 85% der Hälfte der Breite des Laufflächenabstufungsflächen-Abschnitts, von der Reifenäquatorialebenen CL-Seite zu dem Laufflächenende E, liegen.
Der Grund dafür ist, dass, wenn die Öffnungsposition in einem Bereich liegt, welcher 85% überschreitet, die Steifigkeit des Seitenabschnittsblocks 24 abnimmt, was zu einer ungenügenden Traktion und ungenügenden Antriebseigenschaften führt und die Betriebsstabilität verschlechtert. Andererseits, wenn die Öffnungsposition in einem Bereich von weniger als 50% liegt, kann die gewünschte Bodenkontaktdruckverteilung nicht erzielt werden.
Ein bevorzugterer Bereich ist 60 bis 75%. Die Hilfsnut 18 teilt den Block zwischen den schrägen Hauptnuten 14 in den Block 20 an der Seite des Laufflächenmittenabschnitts TCM und den Seitenabschnittsblock 24 an der Seite des Laufflächenseitenabschnitts TS, und die jeweiligen Abnutzungen der Blockendenabschnitte beeinträchtigen sich nicht gegenseitig.
Auf die gleiche Weise beträgt der Zwischenraum zwischen den Abschlussenden 14B der schrägen Hauptnuten 14 an dem Laufflächenmittenbereich TC, welche Abschlussenden 14B die kreisförmige Bogenformen bilden, welche die Reifenäquatorialebene CL sandwichartig umrahmen, d. h. die maximale Breite der Rippe 16, vorzugsweise 10 bis 30% der Hälfte der Breite des Laufflächenabstufungsflächenabschnitts.
Der Grund dafür ist, dass, wenn der Zwischenraum weniger als 10% beträgt, das negative Verhältnis des Laufflächenmittenabschnitts TC übermäßig groß wird und sich deshalb die Betriebsstabilität und die Linearität zum Zeitpunkt des Steuerns (das Verhältnis zwischen dem Steuerwinkel und der Steuerkraft variiert linear) verschlechtert. Andererseits, wenn der Zwischenraum größer als 30% ist, kann eine Verbesserung in der Wasserentfernungsfähigkeit nicht erwartet werden. Ein Bereich von 7 bis 13% ist bevorzugter.
Darüber hinaus nimmt das negative Verhältnis des Laufflächenabstufungsflächenabschnitts allmählich von dem Laufflächenmittenabschnitt zu den Laufflächenenden E ab. Noch genauer, betrachtet man das Aquaplaningphänomen, so wird ein Wasserfilm von dem Laufflächenmittenabschnitt TC zu den Laufflächenzwischenabschnitten TM des Laufflächenabstufungsflächenabschnitts gebildet. Infolge der schrägen Hauptnuten 14, die von dem Laufflächenmittenbereich TC zu den Laufflächenzwischenbereichen TM ausgebildet sind, ist deshalb das Verhältnis des negativen Verhältnisses zu dem negativen Verhältnis der gesamten Abstufungsfläche hinreichend groß, was zu der Wasserentfernungsfähigkeit beiträgt. Das negative Verhältnis ist an den beiden Seitenendabschnitten der Rippe 16 am größten und nimmt zu den Laufflächenenden E-Seiten hin allmählich ab.
An dem Laufflächenmittenbereich TC und den Laufflächenzwischenbereichen TM, welche zum Beispiel 70-90% der Laufflächenabstufungsflächen-Breite betragen und welche 70% oder mehr des negativen Verhältnisses des gesamten Laufflächenabstufungsflächenbereichs einnehmen, wird hier dadurch, dass das negative Verhältnis an den Seitenabschnitten der Laufflächenenden E innerhalb dieses Bereichs auf 50 bis 80% des maximalen negativen Verhältnisses der der Rippe 16 benachbarten Bereiche eingestellt wird, die Wasserentfernungsfähigkeit verbessert. Ferner, eher als die Bereiche an den Seiten des Laufflächenzwischenbereichs TM sind die Seitenabschnitte der Laufflächenenden E Bereiche, welche einen größeren Effekt auf die Betriebsstabilität als die Wasserentfernungsfähigkeit haben. Um die Laufflächensteifigkeit sicherzustellen, wird deshalb das negative Verhältnis dieser Abschnitte auf 15 bis 30% des maximalen negativen Verhältnisses festgelegt, so dass sich die Betriebsstabilität verbessert.
Als nächstes wird der Geräuschreduzierungsvorgang des Luftreifens 10 beschrieben werden.
Der Laufflächenmittenbereich TCM der Lauffläche 12 ist ein Bereich, an dem keine ungleichmäßige Abnutzung erzeugt wird. Folglich, wie bei der vorliegenden Erfindung, beträgt an dem Abschnitt der schrägen Hauptnut 14 von der Reifenäquatorialebene CL zu der Hilfsnut 18 der Neigungswinkel θ1 der Nutwandungsfläche 21A an der Blockeintrittsendseite 0º bis 5º, und die Steifigkeit an dem Eintrittsendseitenbereich des Blocks 20 wird verringert. Auf diese Weise kann das schlagende Geräusch zu dem Zeitpunkt, zu dem der Eintrittsseitenendbereich des Blocks 20 an die Straßenoberfläche stößt, über die gesamte Laufzeit des Reifens reduziert werden.
Die Seite des Laufflächenseitenbereichs TS, d. h. der Seitenabschnittsblock 24 der vorliegenden Ausführungsform, ist ein Bereich, an dem eine ungleichmäßige Abnutzung leicht auftreten kann.
In dem Luftreifen 10 der vorliegenden Ausführungsform jedoch, an dem Abschnitt der schrägen Hauptnut 14 von der Hilfsnut 18 zu dem Laufflächenende E, beträgt der Neigungswinkel θ2 der Nutwandungsfläche 21B an der Blockaustrittsendseite 0º bis 5º, und die Steifigkeit an dem Austrittsseitenendabschnitt des Blocks 24 ist reduziert. Auf diese Weise kann eine ungleichmäßige Abnutzung, welche leicht an dem Austrittsende des Blocks 24 auftritt, unterdrückt werden, und ein Verschlechtern der Profilgeräusche, welche durch eine ungleichmäßige Abnutzung verursacht werden, kann unterdrückt werden.

Experimentelles Beispiel

Experimentelle Beispielreifen wurden mit einem Innendruck von 2,5 kg/cm² gefüllt und auf ein wirkliches Fahrzeug (eine europäische Mittelklasse-Limousine) montiert, welche eine Last von zwei Insassen trägt, und die Wasserentfernungsfähigkeit, Profilgeräusche, Profilgeräusche des abgenutzten Reifens und die Betriebsstabilität wurden getestet.
Die für das Vergleichsbeispiel 1, 2 und das Beispiel verwendeten Reifen (Reifengröße 225/45ZR17) hatten alle das gleiche Laufflächenmuster (das Profilmuster von Fig. 1), jedoch wurden die Neigungswinkel der Nutwandungsflächen der schrägen Hauptnuten verändert, wie in Tabelle 1 gezeigt.
Die Testverfahren waren wie folgt:
1. Wasserentfernungsfähigkeit: Das Fahrzeug fuhr mit einem Antrieb auf einer 10 mm nassen Straßenoberfläche, und die Geschwindigkeit, bei welcher Aquaplaning auftrat, wurde gemessen.
2. Laufflächengeräusch: Ein Mikrofon wurde an der Position des Ohrs des Fahrers angeordnet, und das Geräusch zu dem Zeitpunkt, zu dem das Fahrzeug mit 60 km/h auf einer geraden, flachen Straße fuhr, wurde gemessen.
3. Laufflächengeräusch des abgenutzten Reifens: Nachdem der Reifen 5000 km lang auf allgemeinen Straßen gefahren worden war, wurden die Geräusche unter den gleichen Bedingungen wie bei dem oben beschriebenen Laufflächengeräusch-Messverfahren gemessen.
4. Betriebsstabilität: Die Betriebsstabilität wurde durch das Gefühl eines Testfahrers abgeschätzt, wenn das Fahrzeug in verschiedenen Fahrmodi auf einem trockenen Kreis mit einem Radius von 50 m fuhr.
In der folgenden Tabelle 1 sind alle Bewertungsresultate aufgelistet, wobei die Resultate des Vergleichsbeispiels 1 einen Index von 100 besitzen. Je größer die Werte sind, umso besser sind die Eigenschaften. TABELLE 1
Wie aus den in Tabelle 1 aufgelisteten experimentellen Ergebnissen zu sehen ist, besaß der Beispielreifen, auf den die vorliegende Erfindung Anwendung findet, nach der Abnutzung geringere Laufflächengeräusche als die Vergleichsbeispielreifen 1 und 2, und eine Verschlechterung der Laufflächengeräusche wurde unterdrückt. Des Weiteren gab es keine Verschlechterung in den anderen Eigenschaften des Beispielreifens.

Claims

1. Ein Luftreifen (10), in dem eine Vielzahl von schrägen Hauptnuten (14) in einer Reifenumfangsrichtung von Positionen, die an beiden Seiten einer Reifenäquatorialebene (CL) in Richtung zu Laufflächen- Endseiten voneinander beabstandet sind, angeordnet ist, um sich in entgegengesetzten Richtungen an beiden Seiten der Reifenäquatorialebene zu erstrecken, und um in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung schräg angeordnet zu sein, worin

sich jede der schrägen Hauptnuten (14) in einem schrägen Winkel von 15º bis 45º in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung erstreckt;

sich in einer Nähe (14A) eines Laufflächen-Endseiten- Abschlussendes jede der schrägen Hauptnuten (14) in einem schrägen Winkel von 75º bis 105º in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung erstreckt und mit einer schmalen Breite an einem Laufflächenende (E) öffnet;

sich an einer Nähe (14B) eines Reifenäquatorialebene- Seitenabschlussendes jede der schrägen Hauptnuten (14) in einer kreisförmigen Bogenform konvex in Richtung zu einer Reifenäquatorialebenenseite und in Richtung zu einem Zwischenabschnitt einer schrägen Hauptnut erstreckt, welche in der Reifenumfangsrichtung benachbart ist, um sich an der benachbarten schrägen Hauptnut zu öffnen;

an einem Laufflächen-Seitenbereich (TS) die schrägen Hauptnuten (14), welche in der Reifenumfangsrichtung ausgerichtet sind, durch Hilfsnuten (18) miteinander verbunden sind, welche schmaler als die schrägen Hauptnuten sind;

eine Rippe (16), welche entlang der Reifenumfangsrichtung ununterbrochen ist, auf einer Reifenäquatorialebene (CL) abgegrenzt ist, und eine Vielzahl von Blöcken (20), welche in der Reifenumfangsrichtung ausgerichtet sind, an beiden Seiten der Rippe abgegrenzt ist; und

vorausgesetzt, dass ein Neigungswinkel einer Nutwandungsfläche (21A) der schrägen Hauptnut (14) an einer Blockeintritts-Endseite in Bezug auf eine normale Linie, welche durch ein Öffnungsende hindurchtritt und rechtwinklig zu einer Laufflächenabstufungsfläche ist, θ1 ist, und ein Neigungswinkel einer Nutwandungsfläche (21B) der schrägen Hauptnut an einer Blockaustrittsendseite in Bezug zu einer normalen Linie, welche durch ein Öffnungsende hindurchtritt und rechtwinklig zu der Laufflächenabstufungsfläche ist, θ2 ist, θ1 > θ2 von der Hilfsnut (18) zu dem Laufflächenende (E) , wobei der Reifen dadurch gekennzeichnet ist, dass von einer Laufflächenmitte (CL) zu der Hilfsnut (18), θ1 < θ2.

2. Ein Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Neigungswinkel θ1 einer Nutwandungsfläche (21A) eines Abschnitts der schrägen Hauptnut (14) von der Laufflächenmitte (CL) zu der Hilfsnut (18) an einer Blockeintritts-Endseite 0º bis 5º beträgt.

3. Ein Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Neigungswinkel (θ2) einer Nutwandungsfläche (21B) eines Abschnitts der schrägen Hauptnut (14) von der Hilfsnut (18) zu dem Laufflächenende (E) an einer Blockaustrittsendseite 0 bis 5º beträgt.

4. Ein Luftreifen nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Neigungswinkel θ2 einer Nutwandungsfläche (21B) eines Abschnitts der schrägen Hauptnut (14) von der Laufflächenmitte (CL) zu der Hilfsnut (18) an einer Blockaustrittsendseite 8º bis 20º beträgt.

5. Ein Luftreifen nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Neigungswinkel θ1 einer Nutwandungsfläche (21A) eines Abschnitts der schrägen Hauptnut (14) von der Hilfsnut (18) zu dem Laufflächenende (E) an einer Blockeintrittsendseite 8º bis 15º beträgt.

6. Ein Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Abschnitt der schrägen Hauptnut (14) von der Laufflächenmitte (CL) zu der Hilfsnut (18) ein Neigungswinkel θ1 einer Nutwandungsfläche einer Blockeintrittsendseite 0º bis 5º beträgt und ein Neigungswinkel θ2 einer Nutwandungsfläche an einer Blockaustrittsendseite 8º bis 20º beträgt, und an einem Abschnitt der schrägen Hauptnut (14) von der Hilfsnut (18) zu dem Laufflächenende (E) ein Neigungswinkel θ1 einer Nutwandungsfläche an einer Blockeintrittsendseite 8º bis 15º beträgt und ein Neigungswinkel θ2 einer Nutwandungsfläche an einer Blockaustrittsendseite 8 bis 20º beträgt.