CN104024001B - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

胎面部(2)中设置有在中央主沟槽(3)与胎肩主沟槽(4)之间进行分割的中间陆面部(6)。中间陆面部(6)中设置有内侧中间横向沟槽(8)和外侧中间横向沟槽(9)。内侧中间横向沟槽(8)包括第一倾斜部(10)、第二倾斜部(12)以及在第一倾斜部和第二倾斜部之间的弯曲部(11)，第一倾斜部(10)与轮胎周向方向成10度至40度的倾斜角(θ1)向轮胎轴向方向外侧延伸，第二倾斜部(12)与第一倾斜部(10)反向地倾斜并向轮胎轴向方向内侧延伸然后终止。与内侧中间横向沟槽(8)的轮胎轴向方向上的最外侧的沟槽边缘端部(8e)相比，外侧中间横向沟槽(9)更多地与第二倾斜部(12)相连，并且外侧中间横向沟槽(9)与胎肩主沟槽(4)连通。外侧中间横向沟槽(9)还具有与内侧中间横向沟槽(8)的第一倾斜部(10)相同的朝向的倾斜并且与轮胎的周向方向成30度至70度的角度(θ3)倾斜。

Description

充气轮胎
[技术领域]
本发明涉及一种可以提供更好的排水性能和噪声性能的充气轮胎。
[背景技术]
通常，充气轮胎具有胎面部，该胎面部设置有周向地且连续地延伸的主沟槽以及与该主沟槽连通的多个横向沟槽。这种充气轮胎在行驶期间从主沟槽产生气柱共振噪声并且该噪声通过横向沟槽达到车辆的外部。传统上，为了减少这种由充气轮胎产生的噪声，提出了包括小宽度部分的横向沟槽。具有小宽度部分的横向沟槽通过扰乱气柱共振可以有助于减少该噪声。
可惜的是，由于横向沟槽的小宽度部分会增大排水阻力，因此容易使轮胎的排水性能变差。
[相关技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本未审专利申请公报H11-245625
[发明内容]
[本发明所要解决的问题]
鉴于上述情况设计出了本发明，并且本发明的主要目的是提供一种可以提供更好的排水性能和噪声性能的充气轮胎。
[解决问题的手段]
根据本发明，提供了一种充气轮胎，其包括胎面部，所述胎面部设置有：在轮胎赤道上或在所述轮胎赤道的每一侧上周向地且连续地延伸的中央主沟槽；一对在所述中央主沟槽的轴向外侧周向地且连续地延伸的胎肩主沟槽；以及一对中间陆面部，所述一对中间陆面部中的每一个在所述轮胎赤道的每一侧上布置在所述中央主沟槽与所述胎肩主沟槽之间，所述中间陆面部设置有多个内侧中间横向沟槽和多个外侧中间横向沟槽，每个内侧中间横向沟槽包括第一倾斜部、第二倾斜部以及弯曲部，所述第一倾斜部相对于所述轮胎的周向方向成10度至40度的角度地从所述中央主沟槽轴向向外地延伸，所述第二倾斜部以与所述第一倾斜部相反的方向倾斜从而轴向向内地延伸而未到达所述中央主沟槽，所述弯曲部连接所述第一倾斜部和所述第二倾斜部，每个所述外侧中间横向沟槽包括与所述内侧中间横向沟槽连通的轴向内侧端部以及与所述胎肩主沟槽连通的轴向外侧端部，所述外侧中间横向沟槽的所述轴向内侧端部与所述轴向内侧中间横向沟槽的所述第二倾斜部但不包括所述内侧中间横向沟槽的轴向最外侧沟槽边缘相连通，并且所述轴向外侧中间横向沟槽相对于所述轮胎的周向方向成30度至70度的角度地在与所述内侧中间横向沟槽的所述第一倾斜部相同的方向上倾斜。
[本发明的效果]
根据本发明的充气轮胎可以提供更好的排水性能和噪声性能。
[附图说明]
图1为示出根据本发明的实施方式的胎面部的展开图。
图2为图1的左侧的放大图。
[具体实施方式]
下文将参考附图对本发明的实施方式进行说明。如图1中所示，根据本实施方式的充气轮胎(在后文中，其可被简称为“轮胎”)示出为用于四轮驱动车辆的四季通用轮胎。该轮胎1包括胎面部2。
胎面部2设置有一对分别位于轮胎赤道C的每一侧上的周向地且连续地延伸的主沟槽3以及一对分别布置在每个中央主沟槽3的轴向外侧的周向地且连续地延伸的胎肩主沟槽4。因此，胎面部2被划分为包括中央陆面部5、一对中间陆面部6以及一对胎肩陆面部7在内的多个陆面部(land portion)，中央陆面部5位于中央主沟槽3和3之间，该一对中间陆面部6中的每个位于中央主沟槽3与胎肩主沟槽4之间，该一对胎肩陆面部7各自位于胎肩主沟槽4与胎面边缘Te之间。
在本文中，胎面边缘Te为在使得轮胎以零外倾角安装在标准轮辋(未示出)上并被充气至标准压力且用标准轮胎负荷进行加载的轮胎的正常充气加载条件下出现的轮胎的接地块的轴向最外侧的边缘。除非另外说明，轮胎的各种尺寸指的是轮胎的在使得轮胎被安装在标准轮辋上并充气至标准压力但没有加载轮胎负荷的正常充气未加载条件下的尺寸。胎面宽度TW限定为在正常充气未加载条件下的胎面边缘Te和Te之间的轴向宽度。
标准轮辋指的是由标准组织正式批准或推荐用于轮胎的轮辋，标准轮辋例如为在JATMA中说明的“standard rim”(标准轮辋)、在ETRTO中说明的“Measuring Rim”(测量轮辋)、和在TRA中说明的“DesignRim”(设计轮辋)或类似的轮辋。
标准压力指的是JATMA中的“maximum air pressure”(最大空气压力)、ETRTO中的“Inflation Pressure”(充气压力)、以及TRA中的在表格“Tire Load Limits at Various Cold Inflation Pressures”(各种冷充气压力下的轮胎负荷限制)中提供的最大压力，或类似的压力。然而，在客车轮胎的情形中，标准压力统一地限定为180kPa。
标准负荷为JATMA中的“maximum load capacity”(最大负荷能力)、ETRTO中的“Load Capacity”(负荷能力)、以及TRA中的在上文提到的表格中提供的最大值，或类似的负荷。然而，在客车轮胎的情形中，标准轮胎负荷统一用最大轮胎负荷的88％来限定。
如图2中所示，中央主沟槽3包括多个重复的弧形部3a，每个弧形部3a的中心轴向向外地定位。因此，中央主沟槽3通过使弧形部3a彼此连接而在轮胎的周向方向上以波状的方式延伸。
中央主沟槽3包括轴向向外地突伸的多个外突出部3i。外突出部3i为其轴向外沟槽边缘3x的轴向最外侧的位置。当沟槽连接至中央主沟槽3的轴向外沟槽边缘3x的某一位置时，在该位置处的不可见的轴向外沟槽边缘假想地确定成使得中央主沟槽3通过使轴向外沟槽边缘3x的可见部分平滑地扩展至该位置而具有闭合的空间。于是，外突出部3i通过使用上述轴向外沟槽边缘3x来确定。在该实施方式中，从轴向外沟槽边缘3x的弧形部3a的一个端部13延伸的假想的外沟槽边缘14示出为使得中央主沟槽3具有闭合的空间。在该实施方式中，外突出部3i确定为假想的外沟槽边缘14与另一弧形部3a的可见的轴向外沟槽边缘3x相交的点。
胎肩主沟槽4包括多个重复的弧形部4a，每个弧形部4a的中心轴向向内地定位。因此，胎肩主沟槽4通过使弧形部4a彼此连接而在轮胎的周向方向上以波状的方式延伸。
胎肩主沟槽4包括轴向向内地突伸的多个内突出部4i。内突出部4i以和外突出部3i相类似的方式限定。也就是说，内突出部4i为其轴向内沟槽边缘4y的轴向最内侧的位置。当沟槽连接至胎肩主沟槽4的轴向内沟槽边缘4y的某一位置时，在该位置处的不可见的轴向内沟槽边缘假想地确定成使得胎肩主沟槽4通过使轴向内沟槽边缘4y的可见部分平滑地扩展至该位置而具有闭合的空间。于是，内突出部4i通过使用上述轴向内沟槽边缘4y而确定。在该实施方式中，从轴向内沟槽边缘4y的弧形部4a的一个端部13延伸的假想的内沟槽边缘16示出为使得胎肩主沟槽4具有闭合的空间。在该实施方式中，内突出部4i确定为假想的内沟槽边缘16与另一弧形部4a的可见的轴向内沟槽边缘4y相交的点。
相应的弧形部3a和4a可以形成为作为一个整体具有像圆弧的弯曲形状。在弧形部的另一方面中，它们可以形成为具有作为一部分的笔直部。
中央主沟槽3和胎肩主沟槽4可提供更好的排水性能而同时使得在其中产生的气柱共振噪声减小。
为了提高上述优点，中央主沟槽3的弧形部3a优选地具有从30mm至100mm范围内的半径R1。类似地，胎肩主沟槽4的弧形部4a优选地具有从10mm至70mm范围内的半径R2。
优选地，中央主沟槽3具有在胎面宽度TW的从3.0％至7.0％的范围内的沟槽宽度W1，以及在从9.0mm至13.0mm的范围内的沟槽深度。优选地，胎肩主沟槽4具有在胎面宽度TW的从3.0％至7.0％的范围内的沟槽宽度W2，以及在从9.0mm至13.0mm的范围内的沟槽深度。
如图1中所示，中央主沟槽3具有锯齿形振幅中心线3G，其优选地定位成以胎面宽度TW的5％至10％的轴向距离L1远离轮胎赤道C，以便进一步提高排水性能。类似地，胎肩主沟槽4具有锯齿形振幅中心线4G，其优选地定位成以胎面宽度TW的15％至25％的轴向距离L2远离胎面边缘Te。
中间陆面部6设置有多个内侧中间横向沟槽8和多个外侧中间横向沟槽9。
每个内侧中间横向沟槽8从中央主沟槽3延伸。内侧中间横向沟槽8通过外侧中间横向沟槽9与胎肩主沟槽9连通。因此，中央主沟槽3中的水通过这些横向沟槽8和9排出至胎肩主沟槽4，从而提高了排水性能。
如图2中所示，每个内侧中间横向沟槽8包括第一倾斜部10、以与第一倾斜部10相反的方向倾斜的第二倾斜部12、以及连接第一倾斜部10和第二倾斜部12的弯曲部11。
例如，第一倾斜部10从中央主沟槽3的外突出部3i轴向向外地延伸。第一倾斜部10具有相对于轮胎的周向方向在10度至40度范围内的角度θ1。当角度θ1小于10度时，可能难以将中央主沟槽3中的水朝向胎肩主沟槽4排出。当角度θ1大于40度时，在向前直行的过程中的排水阻力可能较大。鉴于以上所述，角度θ1优选地在15度至35度的范围内。
第二倾斜部12以与第一倾斜部10相反的方向倾斜从而轴向向内地延伸。因此，内侧中间横向沟槽8弯曲。由于内侧中间横向沟槽8防止气柱共振噪声的产生，因此可以减小在行进过程中的噪声。
例如，第二倾斜部12未到达中央主沟槽3就终止。对于两个相邻的内侧中间横向沟槽8而言，内侧中间横向沟槽8的第二倾斜部12还与图2中位于下侧的另一内中间横向沟槽8的第一倾斜部10连通。在该实施方式中，穿过第一倾斜部10的空气被划分到胎肩主沟槽4和第二倾斜部12的两个通道中。由于从内侧中间横向沟槽8进入胎肩主沟槽4中的空气的量减少，因此，轮胎的噪声性能由于胎肩主沟槽4中的更少的气柱共振噪声而进一步提高。
根据本实施方式的内侧中间横向沟槽8的第一倾斜部10具有平滑地延续至弧形部3a的轴向外沟槽边缘3x的轴向外沟槽边缘10x。因此，在中央主沟槽3中流动的水的一部分顺利地排出至内侧中间横向沟槽8中。此外，沟槽边缘10x的这种构造可以提供具有高刚度的中间陆面部6。
内侧中间横向沟槽8具有其沟槽中心线10c。沟槽中心线10c具有第一交点10e和第二交点12e。第一交点10e为中心线10c与中央主沟槽3的假想的外沟槽边缘14相交的点。第二交点12e为中心线10c与第二倾斜部12的中心线12c相交的点。第一交点10e与第二交点12e之间的周向长度La设定在不小于第一倾斜部10的周向长度Lb的35％、更优选地不小于Lb的40％但是优选地不大于Lb的85％、更优选地不大于Lb的80％的范围内。因此，在中间陆面部6下的或在中央主沟槽3中的水被有效地排出至胎肩主沟槽4和/或内侧中间横向沟槽8中。此外，穿过第二倾斜部12的空气可以碰撞内侧中间横向沟槽8的第一倾斜部10的轴向内沟槽边缘10y以使得气柱共振噪声会受干扰。
为了提高第二倾斜部12的排水性能，第二倾斜部12优选地以在从8度至35度的范围内、更优选地在从13度至33度的范围内的角度θ2倾斜。角度θ2优选地设定成小于角度θ1。
为了进一步提高轮胎的排水性能，第一倾斜部10和第二倾斜部12在该实施方式中以直的方式延伸。
弯曲部11以弧形方式延伸，使得其中心定位在轴向内侧。弯曲部11可以有助于提高中央陆面部6的刚度，以及提高排水性能。优选地，弯曲部11的沟槽中心线11a具有从15mm至90mm范围内的半径Ra。当半径Ra过大时，可能难以减小气柱共振噪声。当半径Ra过小时，可能会增大其排水阻力。更为优选地，半径Ra在25mm至80mm的范围内。
内侧中间横向沟槽8的沟槽宽度W3优选地设定在中央主沟槽3的沟槽宽度W1的40％至80％的范围内，以便进一步提高排水性能和噪声性能而同时维持中间陆面部6的刚度。就同一观点而言，内侧中间横向沟槽8的沟槽深度优选地设定在8.0mm至12.0mm的范围内。
外侧中间横向沟槽9具有轴向内侧端部9i，轴向内侧端部9i与轴向内侧中间横向沟槽8的第二倾斜部12连通并连通成不包括内侧中间横向沟槽8的轴向最外侧边缘8e。外侧中间横向沟槽9的轴向外侧端部9e与胎肩主沟槽4连通。外侧中间横向沟槽9可以改变内侧中间横向沟槽8中的空气压力以使得内侧中间横向沟槽8中的气柱共振噪声减小。
在该实施方式中，外侧中间横向沟槽9与胎肩主沟槽4连通成包括其内突出部4i。优选地，外侧中间横向沟槽9的轴向内沟槽边缘9y平滑地连接至胎肩主沟槽4的弧形部4a的轴向内沟槽边缘4y以便进一步提高排水性能。
优选地，外侧中间横向沟槽9的轴向内侧端部9i与内侧中间横向沟槽8的轴向最外侧边缘8e之间的周向长度Lc在不小于内侧中间横向沟槽8的沟槽宽度W3的0.5倍、更优选地不小于W3的0.6倍但优选地不大于W3的2.0倍、更优选地不大于W3的1.8倍的范围内。当长度Lc过小时，减小气柱共振噪声的效果会降低。当长度Lc过大时，可能难以将第一倾斜沟槽10中的水朝向胎肩主沟槽4排出。
外侧中间横向沟槽9的轴向内侧端部9i限定为外侧中间横向沟槽9的沟槽中心线9c与内侧中间横向沟槽8的假想的轴向外沟槽边缘8x相交的交点。此外，外侧中间横向沟槽9的轴向外侧端部9e限定为假想的轴向内沟槽边缘16与沟槽中心线9c相交的交点。
外侧中间横向沟槽9沿着与内侧中间横向沟槽8的第一倾斜部10相同的方向倾斜。因此，中央主沟槽3中的水可以被有效地排出至胎肩主沟槽4。
外侧中间横向沟槽9相对于轮胎的周向方向成角度θ3，该角度θ3在30度至70度、更优选地在40度至60度的范围内。当角度θ3小于30度或大于70度时，会增加从中央主沟槽3朝向胎肩主沟槽4排水的排水阻力。
为了进一步提高排水性能以及提高噪声性能，外侧中间横向沟槽9的角度θ3与第一倾斜沟槽10的角度θ1之间的绝对差值θ3-θ1优选地在不小于5度、更优选地不小于10度但优选地不大于30度、更优选地不大于25度的范围内。当绝对差值θ3-θ1过小时，由于从第一倾斜部10中放出并流动至外侧中间横向沟槽9中的空气在胎肩主沟槽4中产生气柱共振噪声，因此噪声性能趋于变差。当绝对差值θ3-θ1过大时，排水阻力会增大。优选地，角度θ3设定成大于角度θ1。
优选地，外侧中间横向沟槽9的沟槽宽度W4轴向向外地逐渐增大以便进一步提高朝向胎肩主沟槽4的排水性能。为了进一步提高噪声性能，沟槽宽度W4优选地设定为在胎肩主沟槽4的沟槽宽度W2的20％至75％的范围内。就同一观点而言，外侧中间横向沟槽优选地具有在从6.0mm至10.0mm的范围内的沟槽深度。
中央陆面部5设置有多个中央突耳沟槽20，所述多个中央突耳沟槽20从两个中央主沟槽3朝向轴向内侧延伸而不到达轮胎赤道C。因此，中央陆面部5形成为沿轮胎的周向方向连续地延伸的肋状部。
胎肩陆面部7设置有多个胎肩横向沟槽21，该多个胎肩横向沟槽21中的每个从胎肩主沟槽4朝向轴向外侧延伸越过胎面边缘Te以便提高排水性能。胎肩陆面部7构造为胎肩块排7R，胎肩块排7R包括多个胎肩块7B，每个胎肩块7B被包围在胎肩主沟槽4、胎肩横向沟槽21以及胎面边缘Te之间。
胎肩横向沟槽21优选地具有在2.0mm至8.0mm范围内的沟槽宽度W5以及在6.0mm至10.0mm范围内的沟槽深度，以便在良好的平衡下改善轮胎的排水性能和噪声性能。
虽然已经详细描述了本发明的特别优选的实施方式，但本发明不局限于所示出的实施方式，而是可以在各个方面进行改型和实施。
对比测试
制造了除表格1中示出的细节以外分别具有图1的基本胎面图案且具有275/55R20型轮胎尺寸的充气轮胎，并关于排水性能和噪声性能进行了测试。轮胎的主要规格如下：
胎面宽度TW：225mm
中央主沟槽
沟槽宽度W1:7.2mm至8.2mm
沟槽深度：11.3mm
轴向长度L1/胎面宽度TW：7％
胎肩主沟槽
沟槽宽度W2：5.6mm至7.6mm
沟槽深度：11.3mm
轴向长度L2/胎面宽度TW：20％
内侧中间横向沟槽
沟槽深度：8.0mm
外侧中间横向沟槽
沟槽深度：9.8mm
排水性能测试(横滑测试)
安装在20×9J的轮辋上的具有230kPa的内压的每个测试轮胎装配在具有5600cc的排量的四轮驱动的测试车辆上。接着，测试车辆以逐级增大的速度进入半径为100m的沥青路面上的具有10mm深和20m长的水坑的车道中。然后，测量车辆的横向加速度(横向G)，并计算在55至80km/h的速度下前轮的平均横向G。以指数100代表参考例1(Ref.1)中的值的方式示出计算结果。值越大，则性能越好。
噪声性能测试
前述的测试车辆以60km/h的速度在道路噪声测量道路(粗糙的沥青路面)上行驶，并且内部车辆噪声通过在车窗侧上靠近驾驶员耳朵安装的麦克风拾取，并且随后，测量窄带240Hz附近的气柱共振的峰值的声压等级。以指数100代表参考例1中的值的方式示出计算结果。值越大，则性能越好。在表格1中示出了测试结果。
从测试结果证实了根据本发明的示例轮胎可以有效地提高轮胎噪声性能以及排水性能。
[附图标记说明]
2 胎面部
3 中央主沟槽
4 胎肩主沟槽
6 中间陆面部
8 内侧中间横向沟槽
8e 内侧中间横向沟槽的最外侧边缘
9 外侧中间横向沟槽
10 第一倾斜部
11 弯曲部
12 第二倾斜部

Claims (7)

1.一种充气轮胎，包括胎面部，所述胎面部设置有：在轮胎赤道上或在所述轮胎赤道的每一侧上周向地且连续地延伸的中央主沟槽；一对在所述中央主沟槽的轴向外侧周向地且连续地延伸的胎肩主沟槽；以及一对中间陆面部，所述一对中间陆面部中的每一个在所述轮胎赤道的每一侧上布置在所述中央主沟槽与所述胎肩主沟槽之间，
所述中间陆面部设置有多个内侧中间横向沟槽和多个外侧中间横向沟槽，
每个内侧中间横向沟槽包括第一倾斜部、第二倾斜部以及弯曲部，所述第一倾斜部相对于所述轮胎的周向方向成10度至40度的角度地从所述中央主沟槽轴向向外地延伸，所述第二倾斜部以与所述第一倾斜部相反的方向倾斜从而轴向向内地延伸而未到达所述中央主沟槽，所述弯曲部连接所述第一倾斜部和所述第二倾斜部，
每个外侧中间横向沟槽包括与所述内侧中间横向沟槽连通的轴向内侧端部以及与所述胎肩主沟槽连通的轴向外侧端部，
所述外侧中间横向沟槽的所述轴向内侧端部与所述内侧中间横向沟槽的所述第二倾斜部但不包括所述内侧中间横向沟槽的轴向最外侧沟槽边缘相连通，并且
所述外侧中间横向沟槽相对于所述轮胎的周向方向成30度至70度的角度地在与所述内侧中间横向沟槽的所述第一倾斜部相同的方向上倾斜。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，
其中，每个所述内侧中间横向沟槽的第二倾斜部和与该内侧中间横向沟槽相邻的另一内侧中间横向沟槽的第一倾斜部连通。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，
其中，每个外侧中间横向沟槽具有沿轴向向外逐渐增大的沟槽宽度。
4.根据权利要求1所述的充气轮胎，
其中，所述弯曲部以弧形的方式延伸且曲率半径在15mm至90mm的范围内。
5.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，
所述中央主沟槽以波状的方式延伸且包括多个重复的弧形部，所述中央主沟槽的弧形部中的每一个的中心轴向向外地定位，
所述中央主沟槽包括轴向向外地突伸的多个外突出部，并且
每个内侧中间横向沟槽从所述外突出部延伸。
6.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，
每个所述胎肩主沟槽以波状的方式延伸且包括多个重复的弧形部，所述胎肩主沟槽的弧形部中的每一个的中心轴向向内地定位，
所述胎肩主沟槽包括轴向向内地突伸的多个内突出部，并且
每个外侧中间横向沟槽从所述内突出部延伸。
7.根据权利要求1所述的充气轮胎，
所述外侧中间横向沟槽的所述角度大于所述第一倾斜部的所述角度。
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