在冬季，当充气轮胎用于积雪道路或冰冻道路上时(冬季轮胎，下文同)，重点在于在 特别滑的冰冻道路上的驾驶性能。更特别地，使用一种增加轮胎行驶面的着地比(land ratio)的方法来增加接地面积，或者另一种方法是在轮胎的圆周方向上，用一设置有轮胎防 滑花纹的肋条状部分形成一具有长的接地长度的轮胎面中心部分。如日本专利公开 No.JP11005415及美国专利No.US625054B1中所揭示的。但是，在上面的任一方法中，当汽 车行驶在雪地环境中时，汽车不能够得到充分的驱动力和制动力，从而其雪地驾驶性能，特 别是在深雪道路上的驾驶性容易被破坏。
本发明是在考虑到上述问题时完成的，本发明的一个目的是提供一种能够为行驶在雪地 环境，特别是深雪道路上的汽车提供充足的驱动力和制动力的冬季轮胎，从而提高汽车的雪 地驾驶的性能，特别是在深雪道路上的驾驶性能；并且该轮胎能够防止汽车在冰冻道路上驾 驶性能被降低。
发明的公开
本发明提供一种冬季轮胎，包括设置有具有轮胎防滑花纹且沿轮胎圆周方向连续充分延 伸的一对筋部分的轮胎行驶面，和布置在所述成对的筋部分之间且在轮胎赤道上沿轮胎圆周 方向连续延伸的中央垂直凹槽，其特征在于，所述凹槽边线为所述中央凹槽相对侧上的凹槽 壁表面中的线，且所述凹槽边线与由轮胎圆周方向上重复的分度圆齿距组成的轮胎行驶面相 交，每一个所述分度圆齿距包括：包括至少一个相对于轮胎圆周方向倾斜的倾斜部件，且从 轮胎轴向上最外侧的原点延伸到最靠近轮胎赤道的终端的主要部分，和由沿轮胎轴向从所述 终端延伸到沿轮胎圆周方向通过所述原点的线以使得所述凹槽边线具有锯齿状轮廓的轴向部 件组成的辅助部分，且所述分度圆齿距在轮胎圆周方向上的长度(Pa)大于所述轮胎防滑花 纹在轮胎圆周方向上彼此之间的齿距(L1)。
在所述凹槽边线的相对侧上，所述分度圆齿距的长度(Pa)是相同的，所述主要部分朝 同一方向倾斜，所述分度圆齿距的相位在轮胎圆周方向的位置上偏离；槽宽的宽部形成于轮 胎赤道相对侧上沿轮胎圆周方向上的彼此相对的所述辅助部分之间；在轮胎赤道相对侧上的 主要部分之间形成的槽宽的窄部在轮胎圆周方向上交替重复；且所述槽宽的窄部在轮胎轴向 上的最小槽宽(W2)是轮胎的公称宽度的2-7％。
在所述凹槽边线的相对侧上，所述分度圆齿距的长度(Pa)是相同的，所述主要部分朝 同一方向倾斜，分度圆齿距的相位在轮胎圆周方向上的位置偏离，槽宽的宽部形成于轮胎赤 道相对侧上沿轮胎圆周方向上的彼此相对的辅助部分之间，在轮胎赤道相对侧上的所述主要 部分之间形成的槽宽的窄部在轮胎圆周方向上交替重复，且所述槽宽的宽部在轮胎轴向上的 最大槽宽(W1)是所述凹槽窄部在轮胎轴向上的最小槽宽(W2)的1.5-2.5倍。
在轮胎圆周方向上的所述槽宽的宽部的长度是轮胎圆周方向上的所述分度圆齿距的长度 (Pa)的0.2-0.7倍。
所述轮胎防滑花纹在所述原点的位置是不开放的。
所述筋部分在轮胎轴向上的外侧边线是沿着轮胎圆周方向延伸的直线。
在所述筋部分外侧还进一步布置有具有轮胎防滑花纹且沿轮胎圆周方向排列的至少一行 区段，且所述区段在轮胎圆周方向上的齿距(L2)与所述筋部分的轮胎防滑花纹之间的齿距 (L1)的比率为1.1到1.2。
所述主要部分包括：相对于轮胎圆周方向倾斜且从所述原点直地延伸的倾斜部件，和从 所述倾斜部件沿轮胎圆周方向直地延伸到所述终端的圆周向部件。
所述主要部分的所述倾斜部件是弯曲的。
在轮胎赤道相反侧上的所述主要部分彼此沿相反的方向倾斜。
所述分度圆齿距的长度(Pa)在轮胎赤道的相反侧上是彼此不同的。
附图说明
图1是本发明一个实施例中冬季轮胎的胎面花纹的展开图。
图2(a)和2(b)是筋部其它实施方式的局部放大图。
图3(a)和3(b)是用来说明凹槽边线的剖视图。
图4是本发明其它实施例中冬季轮胎的胎面花纹的展开图。
图5是本发明另一个实施例中冬季轮胎的胎面花纹的展开图。
图6是本发明另一个实施例中冬季轮胎的胎面花纹的展开图。
图7是本发明另一个实施例中冬季轮胎的胎面花纹的展开图。
图8是本发明另一个实施例中冬季轮胎的胎面花纹的展开图。
图9是本发明对比实施例1和2中轮胎的胎面花纹的展开图。
图10是本发明对比实施例3中轮胎的胎面花纹的展开图。

下面基于附图描述本发明的一个实施例。
图1是本实施例中冬季轮胎(以下大部分情况简称“轮胎”)的轮胎行驶面花纹的展开 图。轮胎行驶面2装备有一在轮胎赤道C上沿轮胎圆周方向连续延伸的中央垂直凹槽3。在 中央垂直凹槽3的相对外侧上形成内垂直凹槽4和外垂直凹槽5。
本实施例中，具有轮胎防滑花纹S并且在轮胎圆周方向上连续充分延伸的筋部6a和6b 分别形成于中央垂直凹槽3和内垂直凹槽4之间。筋部6a和6b在轮胎圆周方向上充分连续 的表述包括，如图2所示，一种情况(图2(a))是该着地面被一槽宽为3mm或更小的小凹槽 G1完全分隔，该小凹槽本质上不会阻碍着地面的连续性；另一种情况(图2(b))是提供一小 凹槽G2，该小凹槽在将着地面分隔开前终止。
这样的筋部6a和6b能在轮胎圆周方向上，在接地长度增加的轮胎行驶面的中央部分获 得很宽范围的接地面积。这用来提高在冰冻道路上的驾驶性能。比如，在轮胎轴向方向上任 一筋部6a和6b的宽度是轮胎公称宽度的0.05-0.2倍，更为适合地是0.07-0.16倍。在某些情 况下，轮胎圆周方向上各筋部6a和6b的宽度不同，在这种情况下指的是它的平均宽度。这 里，当轮胎尺寸为“195/65R15”时，“轮胎的公称宽度”是指195mm。包含有被侧沟10分 隔的区段(block)b的边界线(block line)7和9形成于筋部6a和6b的外侧，并且在本实 施例中它们不作特别限制。
在本实施例的轮胎1中，为了提高在冰冻道路和积雪道路上的驾驶性能，着地比设置成 0.65或更高，更为适合地是0.65-0.75。着地比是着地部分(区段、筋部)的总面积与接地区 域胎面(接地宽度×轮胎平均圆周长)的总面积之比。如果着地比小于0.65，凹槽面积增 加，这有利于在积雪道路上的驾驶性能，但是在冰冻道路上的摩擦力变小从而驾驶性能容易 被降低。另一方面，如果着地比超过0.75，着地面积增加，这有利于在冰冻道路上的驾驶性 能，但是在积雪道路上的驾驶性能容易被降低。
在本实施例中，轮胎防滑花纹S包括在轮胎轴向上的部件。例如，具有波浪形或之字形 弯曲的弯曲部分的轮胎防滑花纹是更为合适的，因为边缘效应能被最大的提高，并且在冰冻 道路上的驾驶性能也被提高。在本实施例中，不仅筋部6a和6b，而且区段b也形成有轮胎 防滑花纹S。在圆周方向上的轮胎防滑花纹S的齿距不作特别限定，但最合适的例如为3.5- 7.0mm。较为适合的是，在接地压力增加的筋部6a和6b上的花纹齿距L1设置为一较区段b 的花纹齿距小的值，更适合地，比率(L2/L1)设置为1.1-1.2，当筋部6a和6b的刚度降低 时，对区段b的刚度在圆周方向上的平衡被增强，这有利于偏离磨损(deviated wear)。
如图1和3(a)所示，中央垂直凹槽3相对侧上的凹槽壁表面Ga上的对侧凹槽边线3E与 包含向轮胎圆周方向倾斜的倾斜部件的轮胎行驶面2a相交；分度圆齿距P包括从轮胎轴向 最外端的原点N1延伸到最靠近轮胎赤道C的终端N2的主要部分3a，和具有在轮胎圆周方 向上较主要部分3a短的长度，且沿轮胎轴向从所述终端N2延伸到沿轮胎圆周方向通过所述 原点N1的线的辅助部分3b，并且重复形成，在轮胎圆周方向上的主要部分3a的长度La是 分度圆齿距P在轮胎圆周方向上的长度Pa的60％或更多。如图3(b)所示，当轮胎行驶面2a 和凹槽壁表面Ga通过圆弧部分R相交时，该凹槽边线3E规定在该圆弧的一中间位置。
通常地，当汽车的方向盘转动(对轮胎施加一滑动角)时，筋部6a和6b的行为很大程 度上与初始响应(initial response)相关，其中，筋部6a和6b的行为有轮胎行驶面2的接地 压力升高和接地长度变大。在具有相对高的摩擦系数μ的干沥青路上，由于滑动角，筋部6a 和6b和路面之间发生扭转，且由于弹性用来恢复扭转的侧力产生了，初始响应被提高了。
另一方面，在具有底摩擦系数μ的路面如积雪路面或冰冻道路上，由于路面和筋部6a和 6b间的摩擦力小，如果筋部6a和6b的刚度很大，当施加滑动角时，在筋部6a和6b充分扭 转和变形之前会产生滑动，并且初始响应相当程度上被降低。因此，本发明中，中央垂直凹 槽3的分度圆齿距P如上所述设置，并且筋部6a和6b设置轮胎防滑花纹S，基于上述配 置，筋部6a和6b的刚度适当降低以与冰冻道路相一致，在积雪道路上或冰冻道路上操作方 向盘时的初步响应能的得到提高。
主要部分3a在本实施例中仅包括相对于轮胎圆周方向倾斜的倾斜部件。主要部分的原 点N1位于轮胎轴向上的最外侧，终端N2位于最靠近轮胎赤道处。仅在主要部分3a包括相 对于轮胎圆周方向倾斜的倾斜部件，并且还包括原点N1和终端N2时，主要部分3a的形状 不作限定。当主要部分3a如本实施例中一样是直的时，相对于轮胎圆周方向倾斜的倾斜角 α不作特别限定，但是较为合适的是，该角设定为5-20°，更适合为10-15°。当主要部分 3a不是直的时，上述角α确定为连接原点N1与终端N2之间的直线与轮胎圆周方向之间的角 度，且所述角α最好在上述的范围内。如果主要部分3a的角α小于5°，筋部6a和6b的刚 度容易变大，在冰道上转弯时的初始响应容易被降低。相反，如果主要部分3a的角α大于 20°，筋部6a和6b的刚度容易变得很低，并且可能存在产生偏离摩擦或驾驶稳定性降低的 不利情形。
辅助部分3b在轮胎圆周方向的长度较主要部分3a的小，并从终端N2延伸到在轮胎圆周 方向上通过原点N1的线F。本实施例中的辅助部分3b仅包括在轴向上延伸的轴向部件。因 此，辅助部分3b在轮胎圆周方向上实际没有部件。仅在辅助部分3b在轮胎圆周方向上的线 F上自终端N2延伸通过原点N1时，辅助部分3b可以由不同的直线、曲线或它们的组合来 构成。辅助部分3b在轮胎轴向方向上的长度实际上与主要部分3a的轴向部件的长度相等。 采用这种设计，当整个凹槽边线3E被观察到时，本实施例中的凹槽边线3E形成一所谓的锯 齿形状，并且这能优化筋部6a和6b的刚度。自然地，在轮胎轴向方向上的筋部6a和6b的 外缘不仅可以是图中所示的直线，也可以是其它形状。
本发明中，主要部分3a在轮胎圆周方向上的长度La被限制为分度圆齿距P在轮胎圆周 方向上的长度Pa的60％或更高，当更为适合的是80％或更高，再为合适的是100％，在本实 施例中，轮胎圆周方向上的长度La实际为100％。如果主要部分3a的轮胎圆周方向长度小 于分度圆齿距P的轮胎圆周方向长度Pa的60％，在低摩擦系数的路面上，筋部6a和6b的 刚度变量增大，扭转变形降低，轮胎行驶面相对于路面的粘合力也降低。
本实施例中，在中央垂直凹槽3的左右侧的凹槽边线3E中，分度圆齿距P的轮胎圆周 方向长度Pa相同，并且主要部分3a朝同一方向，也就是轮胎圆周方向倾斜，并且分度圆齿 距P的相位在轮胎圆周方向上的位置上偏离。采用这种设计，在中央垂直凹槽3中，在轮胎 赤道C的相对侧上，在轮胎圆周方向上相对的两个辅助部分3b之间形成的槽宽的宽部12， 和轮胎赤道C的相对侧上的主要部分3a间形成的槽宽的窄部13在轮胎圆周方向上交替重 复。
当在积雪道路上行驶时，通过挤压槽宽的宽部12中的雪，这种中央垂直凹槽能形成一 个大雪柱(snow column)，并且在借助辅助部分3b剪切雪柱时汽车能够行驶。在那种情况 下，雪柱越大，剪切力就越大。因此，根据本实施例中的轮胎，在积雪道路上的驱动力和制 动力都增加。如果主要部分3a的轮胎圆周方向长度La小于分度圆齿距P的轮胎圆周方向长 度的60％，存在的倾向是，由槽宽的宽部12和窄部13形成的雪柱的差别变小，不能得到大 的雪柱剪切效应。
槽宽的窄部13的最小槽宽W2不作特别限制，但是较合适的是最小槽宽W2为轮胎公称 宽度的2-7％，并且更为合适的是3-5％。如果槽宽的窄部13的最小槽宽W2小于轮胎公称宽 度的2％，则很难在槽宽的窄部13中形成能提高驾驶性能的雪柱，这样的倾向是不能对驱动 力的提高作出贡献。如果槽宽的窄部13的最小槽宽W2大于轮胎公称宽度的7％，由于着地 比变小，这也不方便，在冰冻道路上的驾驶性能容易被降低。在中央垂直凹槽3中，由于槽 宽的窄部13的槽宽很小，它最难形成雪柱，但是通过限制该部分的槽宽，是可以更为有效 地提高在积雪道路上的驱动力的。
此外，槽宽的宽部12的最大槽宽W1也不作限制，但是为了形成大的雪柱和有效地获得 在积雪道路上的驱动力，较为合适的是，最大槽宽W1为槽宽窄部13的最小槽宽W2的1.5- 2.5倍，更为合适的是1.8-2.2倍。在轮胎圆周方向上，槽宽的宽部12的长度K等于在其相对 侧凹槽边线3E上的分度圆齿距P相位的偏移量。从上述观点来看，较为适合地是，长度K 为分度圆齿距P的轮胎圆周方向长度的20-70％，更合适的是20-40％。中央垂直凹槽的槽深 不作限制，但较合适的是，该深度为8-12mm，更合适的是9-11mm。
更为合适的是，设置分度圆齿距P的轮胎圆周方向长度La以便能在轮胎1的一圈上形 成50个或更多的槽宽宽部12，或者在轮胎接地表面上的各个凹槽边线3E上存在3个或更多 的分度圆齿距P。
图4显示本发明的另一个实施例。
在该实施例中，主要部分3a包括一个相对于轮胎圆周方向从原点N1径直延伸且倾斜的 的倾斜部件3a1，和一个从倾斜部件3a1的另一端沿着轮胎圆周方向延伸到它的终端N2的圆 周方向部件3a2。当最靠近轮胎赤道的凹槽边线3E部分在轮胎圆周方向上是连续的时，终端 N2是离原点N1最远的点。在这种情况下，主要部分3a可包括两个或更多个具有相对于轮 胎圆周方向的不同角度的部件。
图5显示了本发明的另一个实施例。在该实施例中，分度圆齿距P包括一倾斜部件，其 中，辅助部分3b中的指向与主要部分3a的方向相反，且相对于轮胎轴向和轮胎圆周方向都 倾斜。
图6显示了本发明的另一个实施例。在该实施例中，主要部分3a和辅助部分3b包含在 凹槽边线3E中的弧线。
图7和图8显示本发明的其它实施例。在图7中，左右凹槽边线3E的主要部分3a的倾 斜是相对的。在图8中，左右凹槽边线3E的分度圆齿距P的圆周方向长度是不同的。
(实施例)
如表1所示，轮胎尺寸为195/65R14的冬季轮胎，是依照说明书的原型(结构相同，样 式不同)制造，并且该轮胎装在所有排量为2000cc的日本FR客车的轮子上，并在一圆形雪 地测试跑道上进行行驶测试。按照驾驶者在整个深雪道上的10点感官评价来进行涉及启 动、加速状态、制动状态、在拐弯时的响应以及驾驶性能的测试。使用的轮圈为6′1/2JJ，内 部压力为200kPa。
实施例1-3中的轮胎分别采用如图1、4、5中的样式。对比实施例1-3中的轮胎分别采 用如图9、10所示的样式。测试结果如表1所示。
表1   对比实施例1  对比实施例2  对比实施例3 实施例1   实施例2  实施例3   表示样式的图   图9  图9  图10 图1   图4  图5   相对于主要部分轮胎   圆周方向的角度[°]   在轮胎圆周方向上主   要部分的长度[mm]     -     -    -    -    20    33   15   33     18.0     33    18    28   相对于辅助部分轮胎   圆周方向的角度[°]   在轮胎圆周方向上辅   助部分的长度[mm]     -     -    -    -    -20    33   90   0     90     0    50    5   比率(La/Pa)[％]   -  -  500 100   85  85   槽宽窄部的槽宽   W2[mm]   槽宽宽部的槽宽     15      22      18     12       10      12     W1[mm]   轮胎圆周方向上凹槽   宽部的长度[mm]   15     0   22     0   18     0   20     12   20     12   22     17   比率(K/Pa)[％]   0   0   0   36   36   36     测试   结果   启动加速性   能   6     6     6     7     7     7     制动性能   6   6   6   7   7   7   拐弯时的响   应   6     6     7     7     7     7     深雪中通过   整个距离的   驾驶性能   6       7       6       7       7       7    
对于测试的结果，可以证实的是实施例1-3中的轮胎要优于对比实施例中的轮胎。接下 来，基于实施例1中的轮胎，以凹槽窄部的最小槽宽被不断改变的轮胎作为原型，作相同的 测试。测试结果如表2所示。
表2   实施例1   实施例4   实施例5   实施例6   实施例7   实施例8   比率(窄部槽宽(mm))/(轮   胎的公称宽度(mm))   3.0     3.5     4.0     4.5     5.0     5.5     测试结果   启动、加速性能   7   7   7   7   7   7   制动性能   7   7   7   7   7   7   拐弯时的响应   7   7   7   7   7   7   深雪中通过整个距   离的驾驶性能   6     6     7     7     8     8  
如上所述，根据本发明中的充气轮胎，具有轮胎防滑花纹且在轮胎圆周方向上连续充分 延伸的筋部形成于一在轮胎赤道上沿轮胎圆周方向连续延伸的中央垂直凹槽的两对侧上。这 样的筋部可以在有接地压力的轮胎行驶面的中心部分形成一轮胎圆周方向上的长的接触部 分，并且可以保持在冰冻道路上的驾驶性能。另外，通过限制中央垂直凹槽的凹槽边线的形 状，在冰道上可以适当的降低筋部的刚度，即使在有滑动角的时候，以下有关轮胎和地面间 的扭转变形的能力得到提高，可以防止最初的滑动。
此外，当辅助部分仅包括一在轮胎轴向上延伸的轴向部件时，凹槽边线具有一锯齿状形 状，并且上述作用能得到进一步的提高。
此外，中央垂直凹槽包括在轮胎圆周方向上交替存在的槽宽宽部和槽宽窄部。因此，在 积雪道路上行驶时，可以挤压在槽宽宽部中的雪来形成一大的雪柱，并且通过槽宽窄部之类 的东西剪切雪柱时汽车能够行驶，因此，在积雪道路上可以增加驱动力。
工业应用性
如上所述，本发明的轮胎能防止在冰冻道路上驾驶性能降低，并能提高雪地驾驶的性 能，特别是在深雪道路上的驾驶性能，并且该轮胎更为适合用作在冰道上使用的冬季轮胎。