DE69604851T2

DE69604851T2 - Luftreifen

Info

Publication number: DE69604851T2
Application number: DE69604851T
Authority: DE
Inventors: Ken Masaoka
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1995-03-29
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2016-03-26
Also published as: EP0734887B1; EP0734887A2; ES2140785T3; EP0734887A3; US6012499A; DE69604851D1; US5769977A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Luftreifen, und insbesondere einen für Lastwagen oder Busse verwendeten LKW-Reifen, der einen Laufflächenbereich hat, mit sowohl einem Block-Grundmuster, als auch einem sogenannten unidirektionalen Muster, bei dem geneigte Rillen sich von der inneren Seite der Reifenbreitenrichtung zu der äußeren Seite unter einem Winkel, insbesondere von mehr als 45º, bezüglich einer durch die Drehachse gehenden Ebene erstrecken (nachstehend als "steiles unidirektionales Blockmuster" bezeichnet).
Im allgemeinen hat ein Luftreifen im Hinblick auf das Aussehen, die Wasserableitung und so weiter eine Vielfalt von Rillen von verschiedener Richtung, verschiedener Form und so weiter in dem Laufflächenbereich, um ein bestimmtes Laufflächenmuster zu definieren.
Außerdem ist bekannt, daß es bei Reifen für Personenwagen, bei denen eine hohe Wasserableitfähigkeit erreicht werden soll, vorteilhaft ist, geneigte Rillen zu bilden, die sich von der inneren Seite der Reifenbreitenrichtung zu der äußeren Seite unter einem Winkel, insbesondere von mehr als 45º, bezüglich einer durch die Drehachse gehenden Ebene erstrecken, das heißt, ein steiles unidirektionales Muster zu bilden.
Weiterhin ist bekannt, daß es bei für Lastwagen oder Busse verwendeten LKW-Reifen vorteilhaft ist, eine Vielzahl von sich in der Reifenumfangsrichtung erstreckenden Umfangsrillen, und eine Vielzahl von sich in der Reifenbreitenrichtung erstreckenden, seitlichen Rillen zu bilden, um ein sogenanntes Blockmuster zu definieren, damit eine hohe Wasserableitfähigkeit und so weiter erhalten wird. Der Erfinder befaßt sich damit, einen Reifen zu entwickeln, der ein Laufflächenmuster hat, bei dem das Blockmuster mit dem steilen unidirektionalen Muster kombiniert ist, um eine höhere Wasserableitfähigkeit zu erhalten.
Im allgemeinen hat ein Reifen mit einem normalen Blockmuster die Tendenz zu ungleichmäßiger Abnutzung, sogenannter Fersen-und-Zehen-Abnutzung, bei der sich ein Abhebebereich des Blocks stark abnutzt, wenn sich der Reifen unter Last dreht. Diese Tendenz ist bei einem LKW-Reifen stark ausgeprägt, weil er unter Bedingungen mit hohem Reifeninnendruck und hohem Kontaktdruck verwendet wird.
Es wird angenommen, daß die Hauptursache für eine solche ungleichmäßige Abnutzung die Kompressionsumwandlung durch die Einwirkung von dem Boden ist, wenn der Eindrückbereich des Blocks den Boden berührt. Das heißt, die Kompressionsumwandlung wird als Energie in dem Block gespeichert, während der Block den Boden berührt, und diese gespeicherte Energie wird freigegeben, wenn der Abhebebereich des Blocks von dem Boden abgehoben wird, wodurch zwischen dem Abhebebereich und dem Boden Rutschen hervorgerufen wird, das mit der Freigabe der gespeicherten Energie verbunden ist. Dies wird fortwährend wiederholt, und als Folge davon wird bei dem Abhebebereich Abnutzung hervorgerufen.
Um eine solche ungleichmäßige Abnutzung unter Kontrolle zu halten, ist es vorteilhaft, die Steifigkeit des Eindrückbereichs des Blocks zu erhöhen, wodurch die Kompressionsumwandlung durch die Einwirkung von dem Boden, wenn der Eindrückbereich des Blocks den Boden berührt, unter Kontrolle gehalten wird, und die in dem Block gespeicherte Energie verringert wird, so daß das Rutschen zwischen dem Abhebebereich und dem Boden unter Kontrolle gehalten wird, wie in der ausgelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 5-270214 beschrieben ist.
Es wurde jedoch festgestellt, daß in dem Fall eines Reifens, der ein steiles unidirektionales Blockmuster hat, die ungleichmäßige Abnutzung nicht nur in dem Abhebebereich, sondern auch in dem Eindrückbereich des Blocks hervorgerufen wird, was charakteristisch für das obige Muster ist.
In GB-A-2231538 wird ein Reifen beschrieben, der die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher, einen Luftreifen zu verwirklichen, der ein unidirektionales Blockmuster, insbesondere ein steiles unidirektionales Blockmuster, in dem Laufflächenbereich hat, das durch Einstellung der Steifigkeit der Seitenwandbereiche des Blocks ungleichmäßige Abnutzung, die dazu tendiert, sowohl in dem Abhebebereich, als auch in dem Eindrückbereich des Blocks hervorgerufen zu werden, unter Kontrolle hält, und eine hohe Wasserableitfähigkeit aufrechterhält.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Luftreifen verwirklicht, der einen Laufflächenbereich aufweist, der eine Vielzahl von geneigten Rillen hat, die sich unter einem Winkel bezüglich einer durch die Reifendrehachse gehenden Ebene von der in der Reifenbreitenrichtung inneren Seite nach der äußeren Seite erstrecken, und in Abständen längs der Reifenumfangsrichtung angeordnet sind, und eine Vielzahl von Blöcken hat, die definiert sind durch die geneigten Rillen und durch eine Vielzahl von Verbindungsrillen, die mit den geneigten Rillen oder mit dem Laufflächenrand verbunden sind, wobei die geneigten Rillen zuerst auf der in der Reifenbreitenrichtung inneren Seite und danach auf der äußeren Seite in Kontakt mit dem Boden kommen, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitenwandbereich eines Blocks, der einer ersten geneigten Rille gegenüberliegt, die zuerst in Kontakt mit dem Boden kommt, steifer ist als der Seitenwandbereich dieses Blocks, der einer zweiten geneigten Rille gegenüberliegt, die nach der ersten geneigten Rille in Kontakt mit dem Boden kommt, und der auf der in der Reifenbreitenrichtung inneren Seite gelegene Seitenwandbereich dieses Blocks steifer ist als der auf der in der Reifenbreitenrichtung äußeren Seite gelegene Seitenwandbereich.
Die obige Verbindungsrille ist eine Rille, die mit mindestens zwei geneigten Rillen in geeigneter Weise verbunden ist. Obwohl die vorliegende Erfindung unter der Annahme erklärt wird, daß die Form der Blockoberfläche ein Parallelogramm ist, muß sie nur annähernd ein Parallelogramm sein, was andere Polygone einschließt, oder den Fall einschließt, daß der Bereich der vertikalen Ecken im strengen Sinn rund ist. Außerdem erstrecken sich die geneigten Rillen vorzugsweise unter einem Winkel von mehr als 45º bezüglich einer durch die Reifendrehachse gehenden Ebene.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung der Seitenwandbereich des Blocks, der der ersten geneigten Rille gegenüberliegt, die zuerst mit dem Boden in Kontakt kommt, steifer ist als der Seitenwandbereich desselben Blocks, der der zweiten geneigten Rille gegenüberliegt, die nach der ersten geneigten Rille in Kontakt mit dem Boden kommt, und der Seitenwandbereich desselben Blocks, der auf der inneren Seite in der Reifenbreitenrichtung gelegen ist, steifer ist als der Seitenwandbereich, der auf der äußeren Seite in der Reifenbreitenrichtung gelegen ist, wobei dies die übrigen Seitenwandbereiche des Blocks sind, ist die Steifigkeit des Eindrückbereichs des Blocks erhöht, und wird die Kompressionsumwandlung durch Einwirkung von dem Boden, wenn der Eindrückbereich den Boden berührt, unter Kontrolle gehalten, wodurch die in dem Block gespeicherte Energie verringert wird, und das Rutschen zwischen dem Eindrückbereich und dem Boden auch unter Kontrolle gehalten wird. Auch der Kern der Abnutzung, der sich leicht bildet, wenn eine Seitenkraft auf den Block wirkt, kann durch Erhöhung der Steifigkeit des Eindrückbereichs, wie oben erwähnt, unter Kontrolle gehalten werden. Daher kann ungleichmäßige Abnutzung, die sowohl in den Abhebebereich, als auch in dem Eindrückbereich leicht hervorgerufen wird, unter Kontrolle gehalten werden.
Die vorliegende Erfindung wird nun nur mittels eines Beispiels weiter beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, die Folgendes darstellen:
Die Fig. 1 ist eine Abwicklung eines Teils eines Laufflächenbereichs eines erfindungsgemäßen Luftreifens, wobei der Laufflächenbereich ein steiles unidirektionales Muster hat.
Die Fig. 2A ist ein Grundriß eines Blocks eines herkömmlichen Reifens, bei dem die zwischen den jeweiligen Seitenwänden des Blocks und der Laufflächenoberfläche gebildeten Winkel alle 90º betragen, wobei der Reifen das in der Fig. 1 wiedergegebene Laufflächenmuster hat.
Die Fig. 2B ist eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie C-C der Fig. 2A.
Die Fig. 2C ist eine erklärende Ansicht, die der Fig. 2B ähnlich ist, aber bei der Seitenkräfte auf den Block wirken.
Die Fig. 3A ist eine Schnittansicht, die der Fig. 2B ähnlich ist, aber bei der die von den zwei Seitenwänden des Blocks und der Laufflächenoberfläche gebildeten Winkel größer als 90º bzw. kleiner als 90º sind.
Die Fig. 3B ist eine erklärende Ansicht, die der Fig. 3A ähnlich ist, aber bei der eine Seitenkraft auf den Block wirkt.
Die Fig. 4A ist eine Schnittansicht, gemäß der Schnittlinie A-A, eines Blocks des in der Fig. 1 wiedergegebenen, erfindungsgemäßen Reifens.
Die Fig. 4B ist eine Schnittansicht, gemäß der Schnittlinie B-B, des Blocks des in der Fig. 1 wiedergegebenen, erfindungsgemäßen Reifens.
Die Fig. 5A, 5B, 5C und 5D sind Grundrisse, die eine Vielfalt von Formen der Blöcke veranschaulichen.
Die Fig. 6 ist eine erklärende Ansicht, die die Richtung der maximalen Einwirkung auf einen Block in dem Fall eines Reifens veranschaulicht, der hauptsächlich für den Geradeauslauf verwendet wird.
Die Fig. 7 ist eine Schnittansicht einer Rille, die einen Querschnitts- Schrägenwinkel θ hat.
Die Fig. 8A, 8B und 5C sind Schnittansichten einer gebogenen Rille bzw. einer gekrümmten Rille, die in erfindungsgemäßen Reifen vorgesehen sind.
Die Fig. 9A ist bei einem erfindungsgemäßen Reifen ein Grundriß eines Blocks, bei dem eine weitere Rille oder ein weiterer Schlitz auf dem Boden einer ersten geneigten Rille, und in einem in der Reifenbreitenrichtung äußeren Bereich einer Verbindungsrille, die mit einer ersten geneigten Rille verbunden ist, angeordnet ist.
Die Fig. 9B, 9C, 9D und 9E sind Schnittansichten von Rillen, bei denen eine weitere Rille oder ein weiterer Schlitz auf dem Boden angeordnet ist.
Die Fig. 9F ist eine Schnittansicht längs einer Verbindungsrille, bei der der in der Breitenrichtung äußere Bereich tiefer als der innere Bereich ist.
Die Fig. 10A und 10B sind Abwicklungen, die die bei den Testreifen verwendeten Laufflächenmuster veranschaulichen.
Die Fig. 11 ist eine erklärende Ansicht einer Methode zum Messen der Größe der ungleichmäßigen Abnutzung bei dem Test.
Der in der Fig. 1 wiedergegebene Reifen der vorliegenden Erfindung ist ein Luftreifen, der einen Laufflächenbereich 1 aufweist, der eine Vielzahl von geneigten Rillen 4 hat, die sich unter einem Winkel bezüglich einer durch die Reifendrehachse gehenden Ebene von der in der Reifenbreitenrichtung inneren Seite nach der äußeren Seite erstrecken, und in Abständen längs der Reifenumfangsrichtung angeordnet sind, und eine Vielzahl von Blöcken 8 hat, die definiert sind durch die geneigten Rillen 4 und durch eine Vielzahl von Verbindungsrillen 5, die mit den geneigten Rillen 4 oder mit dem Laufflächenrand 3a, 3b verbunden sind. Die geneigten Rillen 4 kommen zuerst auf der in der Reifenbreitenrichtung inneren Seite und danach auf der äußeren Seite in Kontakt mit dem Boden. Der Seitenwandbereich 12 eines Blocks 8a, der einer ersten geneigten Rille 4a gegenüberliegt, die zuerst in Kontakt mit dem Boden kommt, ist steifer als der Seitenwandbereich 13 dieses Blocks, der einer zweiten geneigten Rille 4b gegenüberliegt, die nach der ersten geneigten Rille 4a in Kontakt mit dem Boden kommt, und der auf der in der Reifenbreitenrichtung inneren Seite gelegene Seitenwandbereich 14 dieses Blocks ist steifer als der auf der in der Reifenbreitenrichtung äußeren Seite gelegene Seitenwandbereich 15.
Die vorliegende Erfindung umfaßt einige Ausführungsformen, bei denen die von den Seitenwänden und der Laufflächenoberfläche gebildeten Winkel verschieden sind, und bei denen die Rille einen gebogenen oder gekrümmten Bereich hat, und so weiter.
Zunächst wird unter den obigen Ausführungsformen der Fall betrachtet, in dem sich die Verbindungsrille 5 in der Reifenumfangsrichtung erstreckt, und die von den Seitenwänden und der Laufflächenoberfläche gebildeten Winkel verschieden sind. Im Folgenden wird der obige Fall bei Vergleich mit einem herkömmlichen Reifen erklärt.
Die Fig. 1 ist eine Abwicklung eines Teils der Laufflächenbereichs eines typischen Luftreifens eines solchen Typs. Der Laufflächenbereich 1 hat eine Vielzahl von geneigten Rillen 4a, 4b, die sich von der Mittellinie 2 des Reifens unter einem Winkel bezüglich einer durch die Reifendrehachse gehenden Ebene bis zu den Laufflächenrändern 3a, 3b erstrecken, und in Abständen in der Reifenumfangsrichtung angeordnet sind, und eine Vielzahl von Blöcken 8 ist definiert durch die geneigten Rillen 4a, 4b und durch eine Vielzahl von Verbindungsrillen 5a, 5b, die mit den geneigten Rillen 4a, 4b, oder mit den Laufflächenrändern 3a, 3b verbunden sind. Die geneigten Rillen 4a, 4b erstrecken sich unter einem Winkel von mehr als 45º zu einer durch die Reifendrehachse gehenden Ebene, das heißt, der Laufflächenbereich 1 hat ein steiles unidirektionales Blockmuster.
Die Drehrichtung 9 des obigen Reifens ist vorgegeben, das heißt, die geneigten Rillen 4a, 4b kommen zuerst auf der inneren Seite der Reifenbreitenrichtung, und danach auf der äußeren Seite in Kontakt mit dem Boden.
Zunächst wird der herkömmliche Reifen erklärt. Die Fig. 2A veranschaulicht einen aus der Fig. 1 ausgewählten Block 8a. Die vier vertikalen Ecken des Blocks sind zwecks leichterer Erklärung mit den Symbolen W, X, Y bzw. Z bezeichnet.
Wie oben beschrieben wurde, wird als die Ursache der in dem Abhebebereich 16 (Seite Z-W) hervorgerufenen, ungleichmäßigen Abnutzung des Blocks 8a angesehen, daß der Eindrückbereich 17 (Seite X-Y) des Blocks 8a durch Einwirkung von dem Boden einer Kompressionsumwandlung unterworfen wird, wenn der Block den Boden berührt.
Daher hat der Erfinder, wie in der ausgelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 5-270214 beschrieben ist, vorgeschlagen, daß die Winkel α1 und α2, die zwischen der Laufflächenoberfläche 11 und den Seitenwänden 12 und 13 des Blocks 8a gebildet sind, wobei die Seitenwände 12 und 13 der ersten geneigten Rille 4a, die zuerst in Kontakt mit dem Boden kommt, bzw. der zweiten geneigten Rille 4b, die nach der ersten geneigten Rille 4a in Kontakt mit dem Boden kommt, gegenüberliegen, die folgende Beziehung erfüllen sollen: α1 > α2, wodurch die Steifigkeit des Eindrückbereichs 17 erhöht wird und die Kompressionsumwandlung verringert wird, und als Folge davon die ungleichmäßige Abnutzung, die in dem Abhebebereich 16 (Seite Z-W) hervorgerufen wird, unter Kontrolle gehalten werden kann.
Der Mechanismus der in dem Eindrückbereich 17 (Seite X-Y) des Blocks hervorgerufenen, ungleichmäßigen Abnutzung kann wie folgt erklärt werden.
Die Fig. 2B ist eine Schnittansicht eines Blocks 8a gemäß der in der Fig. 2A wiedergegebenen Schnittlinie C-C. Wenn eine Seitenkraft F auf den obigen Block 8a wirkt, wie in der Fig. 2C gezeigt ist, wird der Kontaktdruck des Eindrückbereichs 17 (Seite X-Y) teilweise erhöht, und der Kern der Abnutzung hat die Tendenz, sich hier zu bilden (insbesondere in dem Bereich der vertikalen Ecke Y).
Bei dem obigen Block ist in dem Fall, in dem die Winkel α1 und α2, die von den zwei Seitenwänden 12, 13 des Blocks 8a, die der ersten geneigten Rille 4a bzw. der zweiten geneigten Rille 4b gegenüberliegen, und der Laufflächenoberfläche 11 gebildet werden, verschieden sind, und α1 größer als α2 ist, wie in den Fig. 3A und 3B gezeigt ist, der Kontaktdruck des Eindrückbereichs 17 (Seite X-Y) weiter erhöht. Daher wird die ungleichmäßige Abnutzung des Eindrückbereichs 17 (Seite X-Y) gefördert.
Um die bei dem Eindrückbereich 17 (Seite X-Y) des Blocks hervorgerufene, ungleichmäßige Abnutzung unter Kontrolle zu halten, hat der Erfinder daher vorgeschlagen, daß die zwischen der Laufflächenoberfläche 11 und der auf der inneren Seite der Reifenbreitenrichtung gelegenen Seitenwand 14, bzw. der äußeren Seite der Reifenbreitenrichtung gelegenen Seitenwand 15 gebildeten Winkel β1, β2 verschieden sein sollen, und β1 größer als β2 sein soll, wodurch die Steifigkeit der Seitenwand 14 (Seite W-X) erhöht wird, und das Aufteilungsverhältnis des Kontaktdrucks in dem Bereich der Seitenwand 14 erhöht wird, wenn eine Seitenkraft auf den Block wirkt. Daher wird die Konzentration des Kontaktdrucks in dem Eindrückbereich (Seite X-Y) vermindert, und die ungleichmäßige Abnutzung in dem Bereich kann unter Kontrolle gehalten werden.
In dem vorliegenden Fall erfüllen daher die von den vier Seitenwänden 12, 13, 14, 15 und der Laufflächenoberfläche 11 gebildeten Winkel α1, α2, β1, β2 die folgende Beziehung: α1 > α2 und β1 > β2, und speziell α1 > 90º ≥ α2 und β1 > 90º ≥ β2. Die Fig. 4A und 4B veranschaulichen einen Block, der die obigen Beziehungen erfüllt. Die Fig. 4A ist eine Schnittansicht gemäß der zu einer geneigten Rille orthogonalen Schnittlinie A-A, und die Fig. 4B ist eine Schnittansicht gemäß der zu einer Verbindungsrille orthogonalen Schnittlinie B-B.
Da der vorliegende Reifen ein steiles unidirektionales Blockmuster hat, kann außerdem eine hohe Wasserableitfähigkeit erhalten werden.
Obwohl die in der Fig. 1 wiedergegebenen Verbindungsrillen Umfangsrillen 5a, 5b sind, die sich in der Reifenumfangsrichtung erstrecken, können andere Muster verwendet werden; zum Beispiel können die Verbindungsrillen, wie in der Fig. 10B gezeigt ist, Hilfsrillen 21 sein, die mit einer mittleren Hauptrille 19 oder zwei geneigten Rillen verbunden sind.
Obwohl in der Fig. 1 der Fall wiedergegeben ist, daß die Form der Laufflächenoberfläche 11 des Blocks 8a im wesentlichen ein Parallelogramm ist, bei dem sich die zwei Seitenwände 14, 15 des Blocks in der Reifenumfangsrichtung erstrecken, kann wie in der Fig. 5A gezeigt ist, das Verhältnis der Länge jeder Seite im Vergleich zu der Fig. 2A geändert werden, oder kann, wie in der Fig. 5B gezeigt ist, ein Parallelogramm verwendet werden, bei dem die Verbindungsrillen zuerst auf der inneren Seite der Reifenbreitenrichtung, und danach auf der äußeren Seite in Kontakt mit dem Boden kommen, oder können Polygone von anderer Form verwendet werden.
In dem Fall eines Reifens, der hauptsächlich für den Lauf auf geraden Straßen verwendet wird, sollte, wie in den Fig. 5C und 5D gezeigt ist, unter den Verbindungsrillen 5a und 5b, die mit der geneigten Rille verbunden sind, vorzugsweise mindestens die Verbindungsrille 5a, die auf der inneren Seite der Reifenbreitenrichtung gelegen ist, im wesentlichen orthogonal mit der ersten geneigten Rille 4a bzw. der zweiten geneigten Rille 4b verbunden sein, weil die Einwirkung in der Richtung des Pfeils 18 maximal ist, wie in der Fig. 6 gezeigt ist. Die Verbindungsrille 5a ist im wesentlichen orthogonal mit der geneigten Rille verbunden, wodurch die Steifigkeit des Bereichs der Seitenwand 14 gegenüber der obigen Einwirkung, und das Aufteilungsverhältnis des Kontaktdrucks in dem Bereich zunimmt, was ebenfalls vorteilhaft ist, um die ungleichmäßige Abnutzung unter Kontrolle zu halten.
Obwohl sich die obige Erklärung auf den in der Nähe der Mittellinie gelegenen Block 8a bezog, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Blöcke 8a begrenzt und kann auch bei den Blöcken 8b angewandt werden. Außerdem kann die Erfindung bei allen Blöcken, oder bei einigen der Blöcke angewandt werden, wie die Umstände dies erfordern.
Nun wird eine Ausführungsform erklärt, bei der die Querschnittsform der Rille einen gekrümmten oder gebogenen Bereich hat. Eine solche Ausführungsform hat die gleiche Funktion wie der oben beschriebene Typ, wobei sie sowohl die in dem Eindrückbereich, als auch die in dem Abhebebereich hervorgerufene, ungleichmäßige Abnutzung unter Kontrolle halten kann, und daher wird keine ausführliche Beschreibung dieser Funktion wiedergegeben.
Die Richtung der Krümmung oder Biegung des Querschnitts der Rille kann jedoch wie folgt festgelegt werden:
In dem Fall, in dem die erste geneigte Rille und die zweite geneigte Rille einen gebogenen bzw. gekrümmten Bereich haben, sind die Rillen zu dem Boden hin in der Reifendrehrichtung oder nach der äußeren Seite der Reifenbreitenrichtung gebogen oder gekrümmt.
In dem Fall, in dem sich die Verbindungsrille in der Reifenumfangsrichtung erstreckt, sind die Rillen zu dem Boden hin nach der inneren Seite der Reifenbreitenrichtung gebogen oder gekrümmt.
In dem Fall, in dem die Verbindungsrille zuerst auf der äußeren Seite der Reifenbreitenrichtung, und danach auf der inneren Seite in Kontakt mit dem Boden kommt, ist die Rille zu dem Boden hin nach der inneren Seite der Reifenbreitenrichtung oder in der Reifendrehrichtung gebogen oder gekrümmt.
In dem Fall, in dem die Verbindungsrille zuerst auf der inneren Seite der Reifenbreitenrichtung, und danach auf der äußeren Seite in Kontakt mit dem Boden kommt, ist die Rille zu dem Boden hin nach der äußeren Seite der Reifenbreitenrichtung oder in der Reifendrehrichtung gebogen oder gekrümmt.
Der vorliegende Typ ist vorteilhaft, wenn der Querschnitts-Schrägenwinkel θ der Rille bezüglich einer Senkrechten zu der Laufflächenoberfläche nicht kleiner als 20º ist, wie in der Fig. 7 gezeigt ist, weil die Steifigkeit des Querschnittsbereichs bei dem spitzwinkligen Rand T so niedrig ist, daß durch Reibung zwischen dem Reifen und dem Boden das "Abriebphänomen" hervorgerufen wird, wenn es in einem Bereich des Winkels auch die Tendenz gibt, daß die Kontrolle der ungleichmäßigen Abnutzung um so größer ist, je größer der Winkel θ ist. Dieses Phänomen tritt insbesondere in dem Fall auf, in dem der spitzwinklige Querschnittsrand T der Abheberand ist.
Daher wurde untersucht, welcher schräge Bereich der Rille eine große Wirkung hinsichtlich der Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen ungleichmäßige Abnutzung hat. Dabei wurde gefunden, daß der schräge Winkel der Basis des Blocks, wo das Biegemoment am größten ist, das heißt, der Querschnitts-Schrägenwinkel θ des Bodenbereichs der Rille, die größte Wirkung hat. Daher ist es bei der Kontrolle des "Abriebphänomens" vorteilhaft, wenn die Rille eine gekrümmte oder gebogene Rille ist, bei der der Querschnitts-Schrägenwinkel θ des Bodenbereichs der Rille nicht kleiner als 20º ist, und derjenige in der Nähe der Laufflächen-Oberfläche kleiner als 20º ist.
Außerdem wurde gefunden, daß dann, wenn der Querschnitts-Schrägenwinkel θ groß ist, ungleichmäßige Abnutzung je nach dem Laufflächenmuster voraussichtlich wieder in der Nähe der Seitenwand auftritt, die der ersten geneigten Rille gegenüberliegt. Daher wird vorzugsweise eine weitere Rille oder ein weiterer Schlitz auf dem Boden der ersten geneigten Rille angeordnet, und/oder eine weitere Rille oder ein weiterer Schlitz auf dem Boden der Verbindungsrille, die mit der ersten geneigten Rille verbunden ist, angeordnet, oder der in der Reifenbreitenrichtung äußere Bereich der Verbindungsrille tiefer gemacht als der innere Bereich, weil der Kontaktdruck in der Nähe der Seitenwand, die der ersten geneigten Rille gegenüberliegt, teilweise verringert wird, und dadurch die ungleichmäßige Abnutzung unter Kontrolle gehalten werden kann.
Vorzugsweise liegt ein Krümmungs- oder Biegungsbereich in einem Bereich, der 30-60% der Tiefe der Rille entspricht.
Die Fig. 8A ist eine Schnittansicht einer gebogenen Rille 30, bei der eine Biegeposition 32 in einem Bereich liegt, der 30-60% der ab dem Rillenboden 31 gemessenen Tiefe h der gebogenen Rille 30 entspricht. Die Fig. 8B ist eine Schnittansicht einer gekrümmten Rille 33, bei der eine Krümmungs-Anfangsposition 34 in einem Bereich liegt, der 30-60% der ab dem Rillenboden 31 gemessenen Tiefe h der gekrümmten Rille 33 entspricht.
Die Fig. 8C ist eine Schnittansicht einer weiteren gekrümmten Rille 30, bei der der Öffnungsbereich zu der Laufflächenoberfläche hin bezüglich einer Senkrechten zu der Laufflächenoberfläche geneigt ist, was verschieden von der Fig. 8A ist, und der Schrägenwinkel θ1 der Seitenwand des Öffnungsbereichs bezüglich der Laufflächenoberfläche kleiner als 20º ist. Bei allen obigen Figuren hat die Rille einen gebogenen oder gekrümmten Bereich, und zu dem Boden hin ist die Rille in der Reifendrehrichtung gebogen oder gekrümmt.
Die Fig. 9A ist ein Grundriß eines Blocks, bei dem eine weitere Rille oder ein weiterer Schlitz 40, die schmaler als eine geneigte Rille sind, auf dem Boden der ersten geneigten Rille 4a längs der Seitenwand 12 des Blocks angeordnet ist. Die Rille oder der Schlitz 40 ist auch in dem in der Reifenbreitenrichtung äußeren Bereich der Verbindungsrillen 5a, 5b, die mit der ersten geneigten Rille 4a verbunden sind, längs der Seitenwände 14, 15 angeordnet. Daher umgibt die Rille oder der Schlitz 40 den Block 8 in Form eines "C".
Die erste geneigte Rille und die Verbindungsrille umfassen den Fall, daß die Rille einen gebogenen oder gekrümmten Bereich hat (Fig. 9B und Fig. 9C), und den Fall, daß die Rille keinen gebogenen oder gekrümmten Bereich hat (Fig. 9D und Fig. 9E).
Die Richtung, im Querschnitt, der Rille oder des Schlitzes 40, die außerdem auf dem Boden der geneigten Rille angeordnet sind, kann entsprechend den Erfordernissen ausgewählt werden, zum Beispiel längs der Verlängerung der geneigten Rille (Fig. 9B und 9D), und im wesentlichen orthogonal zu der Laufflächenoberfläche (Fig. 9C und Fig. 9E).
Außerdem kamm bei der Verbindungsrille der in der Reifenbreitenrichtung äußere Bereich 51 entsprechend der Breite der Rille tiefer als der innere Bereich 52 sein (Fig. 9F).
Außerdem ist bei der oben beschriebenen Ausführungsform in dem Fall eines Reifens, der hauptsächlich für den Geradeauslauf verwendet wird, unter den Verbindungsrillen, die mit der geneigten Rille verbunden sind, vorzugsweise mindestens die Verbindungsrille, die auf der inneren Seite der Reifenbreitenrichtung gelegen ist, im wesentlichen orthogonal mit der geneigten Rille verbunden.
Obwohl beide Typen oben getrennt beschrieben wurden, können sie zusammen verwendet werden, wie zum Beispiel in der Fig. 8C, gezeigt ist.
Außer dem Winkel der Seitenwand der Rille, oder der gekrümmten oder gebogenen Querschnittsform kann eine Ausführungsform, bei der mindestens ein Schlitz bezüglich der Seitenwand der Rille angeordnet ist, das Ziel und die Wirkung der vorliegenden Erfindung erreichen.
Die folgenden Tests wurden ausgeführt, um die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nachzuweisen.
Drei Arten von Luftreifen A, B und C gemäß der vorliegenden Erfindung wurden für die Erprobung hergestellt und bezüglich ihrer Leistungsfähigkeit getestet.

(1) LUFTREIFEN A

Ein Reifen der ersten Ausführungsform war ein Luftreifen mit einem Laufflächenmuster, wie es in der Fig. 10A wiedergegeben ist, und der Reifengröße TBR 11R22.5. Der Laufflächenbereich 1 hatte eine Vielzahl von geneigten Rillen 4, die sich von der Mittellinie 2 unter einem Winkel von bei nahe 80º bezüglich einer durch die Reifendrehachse gehenden Ebene bis zu den Laufflächenrändern 3a bzw. 3b erstreckten und im wesentlichen gerade waren, und drei Verbindungsrillen 5, die sich in der Reifenumfangsrichtung erstreckten. Das heißt, es wurde ein steiles, unidirektionales Blockmuster gebildet. Die vier Winkel α1, α2, β1 und β2, die zwischen den vier Seitenwänden 12, 13, 14 bzw. 15 aller Blöcke 8 und der Laufflächenoberfläche gebildet waren, betrugen 105º, 80º, 105º bzw. 80º.
Ein erster herkömmlicher Reifen hatte die gleiche Bauweise wie der Reifen der ersten Ausführungsform, außer daß die obigen Winkel α1, α2, β1 und β2 alle 90º betrugen.
Ein zweiter herkömmlicher Reifen hatte die gleiche Bauweise wie der Reifen der ersten Ausführungsform, außer daß die obigen Winkel α1, α2, β1 und β2 105º, 80º, 90º und 90º betrugen.

(2) LUFTREIFEN B

Ein Reifen der zweiten Ausführungsform war ein Luftreifen mit einem Laufflächenmuster, wie es in der Fig. 10B wiedergegeben ist, und mit der Reifengröße TBR 11R22.5.
Der Laufflächenbereich 1 hatte eine mittlere Hauptrille 19 und eine Vielzahl von geneigten Rillen 4, die sich von der mittleren Hauptrille unter einem Winkel von beinahe 80º bezüglich einer durch die Drehachse gehenden Ebene bis zu den Laufflächenrändern 3a, 3b erstreckten, und im wesentlichen gerade waren, und Hilfsrillen 21, die sich im wesentlichen orthogonal nach zwei benachbarten, geneigten Rillen erstreckten. Das heißt, es wurde ein steiles, unidirektional es Muster gebildet. Die vier Winkel α1, α2, β1 und β2, die zwischen den vier Seitenwänden 12, 13, 14 bzw. 15 aller Blöcke 8 und der Laufflächenoberfläche 11 gebildet waren, betrugen 105º, 80º, 105º bzw. 80º.
Ein dritter herkömmlicher Reifen hatte die gleiche Bauweise wie der Reifen der zweiten Ausführungsform, außer daß die obigen Winkel α1, α2, β1 und β2 alle 90º betrugen.
Ein vierter herkömmlicher Reifen hatte die gleiche Bauweise wie der Reifen der zweiten Ausführungsform, außer daß die obigen Winkel α1, α2, β1 und β2 105º, 80º, 90º bzw. 90º betrugen.

(3) LUFTREIFEN C

Ein Reifen der dritten Ausführungsform war ein Luftreifen mit einem Laufflächenmuster, wie es in der Fig. 10B wiedergegeben ist, und mit der Reifengröße TBR 11R22.5. Der Laufflächenbereich 1 hatte eine mittlere Hauptrille 19 und eine Vielzahl von geneigten Rillen 4, die sich von der mittleren Hauptrille unter einem Winkel von beinahe 80º bezüglich einer durch die Reifendrehachse gehenden Ebene bis zu den Laufflächenrändern 3a, 3b erstreckten und im wesentlichen gerade waren, und Hilfsrillen 21, die sich im wesentlichen orthogonal nach zwei benachbarten, geneigten Rillen erstreckten. Das heißt, es wurde ein steiles, unidirektionales Muster gebildet. Alle geneigten Rillen 4 und die Hilfsrillen 21 waren gebogene Rillen, wie sie in der Fig. 8B gezeigt sind. Die Biegungs- Anfangspunkte lagen bei 50% der ab dem Rillenboden gemessenen Tiefe der Rille, und nach der Biegung betrugen die Querschnitts-Schrägenwinkel der Rillen bezüglich einer Senkrechten zu der Laufflächenoberfläche 15º.
Ein Reifen der vierten Ausführungsform hatte die gleiche Bauweise wie der Reifen der dritten Ausführungsform, außer daß die obigen Querschnitts-Schrägenwinkel 30º betrugen, und daß, wie in der Fig. 9A gezeigt ist, eine weitere Rille 40 auf dem Boden der ersten geneigten Rille 4a längs der Seitenwand 12, und auf dem Boden des in der Reifenbreitenrichtung äußeren Bereichs der mit der ersten geneigten Rille verbundenen Verbindungsrillen 5a, 5b angeordnet war, und als Folge davon war der äußere Bereich 51 tiefer als der innere Bereich 52, wie in der Fig. 9F gezeigt ist.
Ein fünfter herkömmlicher Reifen hatte die gleiche Bauweise wie der Reifen der dritten Ausführungsform, außer daß die geneigten Rillen und die Hilfsrillen keine gebogenen Rillen waren, und die Querschnitts-Schrägenwinkel bezüglich der Laufflächenoberfläche im wesentlichen 90º betrugen.
Es ist ersichtlich, daß kein Reifen von dem ersten bis zu dem fünften herkömmlichen Reifen, die oben beschrieben wurden, die Merkmale in Kombination hat, bei denen der Seitenwandbereich 12 des Blocks steifer als der Seitenwandbereich 13 ist, und der Seitenwandbereich 14 des Blocks steifer als der Seitenwandbereich 15 ist. Bei den Reifen der ersten bis vierten Ausführungsform entsprechen die Winkel, die zwischen den Seitenwänden des Blocks und der Laufflächenoberfläche gebildet werden, und die Biegungs- oder Krümmungsrichtung der Rillen der erfindungsgemäßen Beziehung für die Steifigkeit.
Jeder der obigen Testreifen wurde auf der Vorderachse eines Wagens angebracht, und die Wagen wurden 30.000 km gefahren. Danach wurde die Größe der ungleichmäßigen Abnutzung bei dem Eindrückbereich und dem Abhebebereich des Blocks durch Messen der Volumenabnahme 20 (des in der Fig. 11 wiedergegebenen, von einer unterbrochenen Linie mit zwei Punkten umgebenen Bereichs) in jedem Bereich bestimmt, wodurch die ungleichmäßige Abnutzung abgeschätzt wurde. Die nachstehenden Tabellen 1, 2 und 3 geben die erhaltenen Testergebnisse wieder, wobei die numerischen Werte Indexwerte sind, auf der Basis, daß der entsprechende Wert des ersten herkömmlichen Reifens, des dritten herkömmlichen Reifens und des fünften herkömmlichen Reifens jeweils 100 ist. Je kleiner der numerische Wert ist, desto geringer ist die hervorgerufene ungleichmäßige Abnutzung. Außerdem trat das "Abriebphänomen" in dem Fall des Reifens der vierten Ausführungsform nicht auf.
Gemäß der Erfindung kann die ungleichmäßige Abnutzung, die die Tendenz hat, sowohl in dem Eindrückbereich, als auch in dem Abhebebereich des Blocks aufzutreten, und die ein Problem des unidirektionalen Blockmusters, insbesondere des steilen unidirektionalen Blockmusters ist, unter Kontrolle gehalten werden. Dadurch kann die Nutzlebensdauer des Reifens vergrößert werden: und die Verschlechterung des äußeren Aussehens des Reifens unter Kontrolle gehalten werden. Daher ist es möglich, einen verbesserten Luftreifen, insbesondere einen verbesserten LKW-Reifen zu verwirklichen.

TABELLE 1

Ungleichmäßige Abnutzung

Luftreifen A

Erster herkömmlicher Reifen 100
Zweiter herkömmlicher Reifen 50
Reifen der ersten Ausführungsform 38

TABELLE 2

Ungleichmäßige Abnutzung

Luftreifen 6

Dritter herkömmlicher Reifen 100
Vierter herkömmlicher Reifen 43
Reifen der zweiten Ausführungsform 26

TABELLE 2

Ungleichmäßige Abnutzung

Luftreifen C

Fünfter herkömmlicher Reifen 100
Reifen der dritten Ausführungsform 33
Reifen der vierten Ausführungsform 24

Claims

1. Luftreifen, aufweisend einen Laufflächenbereich (1), der eine Vielzahl von geneigten Rillen (4) hat, die sich unter einem Winkel bezüglich einer durch die Reifendrehachse hindurchgehenden Ebene von der in der Reifenbreitenrichtung inneren Seite nach der äußeren Seite erstrecken, und in Abständen längs der Reifenumfangsrichtung angeordnet sind, und eine Vielzahl von Blöcken (8), die definiert sind durch die geneigten Rillen (4) und durch eine Vielzahl von Verbindungsrillen (5), die mit den geneigten Rillen (4) oder mit dem Laufflächenrand (3a, 3b) verbinden, wobei die geneigten Rillen (4) zuerst auf der in der Reifenbreitenrichtung inneren Seite und danach auf der äußeren Seite in Kontakt mit dem Boden kommen, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitenwandbereich (12) eines Blocks (8a), der einer ersten geneigten Rille (4a) gegenüberliegt, die zuerst in Kontakt mit dem Boden kommt, steifer ist als der Seitenwandbereich (13) dieses Blocks, der einer zweiten geneigten Rille (4b) gegenüberliegt, die nach der ersten geneigten Rille (4a) in Kontakt mit dem Boden kommt, und der auf der in der Reifenbreitenrichtung inneren Seite gelegene Seitenwandbereich (14) dieses Blocks steifer ist als der auf der in der Reifenbreitenrichtung äußeren Seite gelegene Seitenwandbereich (15).

2. Luftreifen wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß sich die geneigte Rille (4) unter einem Winkel von mehr als 45º bezüglich einer durch die Reifendrehachse hindurchgehenden Ebene erstreckt.

3. Luftreifen wie in Anspruch 1 oder 2 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel α1 und α2, die zwischen der Laufflächenoberfläche (11) und den der ersten geneigten Rille (4a) bzw. der zweiten geneigten Rille (4b) gegenüberliegenden Seitenwänden (12, 13) des Blocks (8a) gebildet sind, die folgende Beziehung erfüllen: α1 > 90º ≥ a2.

4. Luftreifen wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel β1 und β3, die zwischen der Laufflächenoberfläche (11) und der auf der in der Reifenbreitenrichtung inneren Seite gelegenen Seitenwand (14) bzw. der auf der in der Reifenbreitenrichtung äußeren Seite gelegenen Seitenwand (15) gebildet sind, die folgende Beziehung erfüllen: β1 > 90º ≥ β2.

5. Luftreifen wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die erste geneigte Rille (4a) und die zweite geneigte Rille (4b) im Querschnitt einen gebogenen oder gekrümmten Bereich haben, und die Rillen zu dem Boden hin in der Reifendrehrichtung oder nach der in der Reifenbreitenrichtung äußeren Seite gebogen oder gekrümmt sind.

6. Luftreifen wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verbindungsrille (5) in der Reifenumfangsrichtung erstreckt, und die Rille zu dem Boden hin im Querschnitt nach der in der Reifenbreitenrichtung inneren Seite gebogen oder gekrümmt ist.

7. Luftreifen wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsrille (5) zuerst auf der in der Reifenbreitenrichtung äußeren Seite und danach auf der inneren Seite in Kontakt mit dem Boden kommt, und die Rille zu dem Boden hin im Querschnitt nach der in der Reifenbreitenrichtung inneren Seite des Reifens oder in der Reifendrehrichtung gebogen oder gekrümmt ist.

8. Luftreifen wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsrille (5) zuerst auf der in der Reifenbreitenrichtung inneren Seite und danach auf der äußeren Seite in Kontakt mit dem Boden kommt, und die Rille zu dem Boden hin im Querschnitt nach der in der Reifenbreitenrichtung äußeren Seite des Reifens oder in der Reifendrehrichtung gebogen oder gekrümmt ist.

9. Luftreifen wie in irgendeinem der Ansprüche 5 bis 8 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte oder gebogene Bereich in einem Bereich liegt, der 30-60% der Tiefe der Rille entspricht.

10. Luftreifen wie in irgendeinem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 7 und 9 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die auf der in der Reifenbreitenrichtung inneren Seite gelegene Verbindungsrille (5) im wesentlichen orthogonal mit der geneigten Rille verbindet.

11. Luftreifen wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Rille oder Nut auf dem Boden der ersten geneigten Rille (4a) angeordnet ist.

12. Luftreifen wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Rille oder Nut auf dem Boden des in der Reifenbreitenrichtung äußeren Bereichs der Verbindungsrille (5) angeordnet ist, die mit der ersten geneigten Rille (4a) verbindet.

13. Luftreifen wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Reifenbreitenrichtung äußere Bereich der Verbindungsrille (5) tiefer ist als der in der Reifenbreitenrichtung innere Bereich dieser Rille.