CN104339989A - 用于确定用于充气轮胎的散热柱的间距的方法和包括以该方法布置的散热柱的充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定用于充气轮胎的散热柱的间距的方法，以使得侧壁的散热性能可能被改善并且由高速空气产生的气流噪声可能被降低，以及一种包括以该方法布置的散热片的充气轮胎。用于确定用于充气轮胎的散热柱的间距的方法包括：选择散热片的总数、间距类型的数量以及每个间距的尺寸；生成随机数并且由生成的随机数按顺序设置每种类型的间距以产生随机间距排布；将所获得间距排布进行傅里叶变换以计算结果值(FT)；以及反复执行产生随机间距排布和计算傅里叶变换的结果值的步骤来确定在傅里叶变换的结果值的幅度变化最小时的间距排布。

Description

用于确定用于充气轮胎的散热柱的间距的方法和包括以该方法布置的散热柱的充气轮胎

相关申请

本发明要求于2013年8月8日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2013-0094144、于2014年4月1日提交的韩国专利申请号10-2014-0038574、于2014年4月1日提交的韩国专利申请号10-2014-0038584的优先权，以引用方式将这些文献的全部公开纳入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于确定用于充气轮胎的散热柱的间距的方法和一种包括以该方法布置的散热柱的充气轮胎，并且更具体地涉及一种方法，该方法用于确定用于充气轮胎的散热柱的间距并且适当地布置确定的散热柱，从而使得为了改善侧壁的散热效应，在侧壁中由于在驾驶过程中的弯曲和拉伸运动产生大量的热，散热突出部的多个散热片形成在侧壁的表面上，以致可能会改善侧壁的散热性能并且可能会降低由高速空气产生的气流噪声，以及，一种包括以该方法布置的散热柱的充气轮胎，该充气轮胎通过增加由高速度空气导致的湍流而具有减小的空气阻力。

背景技术

近来，进一步开发了降低例如客车的车辆中的车辆噪声(例如，气流噪声或机器声音)。然而，根据对舒适的驾驶环境的持续增长的需求，降低轮胎噪声变得比以往更加必要。

为了降低胎面相对于道路的噪声，已开发出各种形状的胎面。这种降低噪声技术的目的是用于将由胎面产生的噪声频率分散至宽频带的频率，以便将噪声降低至接近于所谓的白噪声的等级。

此外，从安装在车辆上的轮胎处由于其高速旋转或与道路表面的摩擦而产生比较高温度的热量。然而，作为轮胎的重要部件的橡胶由于其材料特性具有低散热性能。由于这个原因，从轮胎产生的热不能适当地传送至外部，从而缩短了每个部件的寿命，并且轮胎可由于轮胎耐用性的严重退化而分离或破裂。特别地，由于温度导致的耐用性退化极大地影响了在恶劣环境下使用的用于卡车或公共汽车的子午线轮胎或用于在紧急情况行驶的泄气保用轮胎。

当泄气保用轮胎在紧急情况中行驶(在轮胎内部的气压为0 psi的情况下)时，周期性地波动载荷施加至轮胎，这会引起侧壁的弯曲和拉伸运动，当轮胎的内部充满空气时，侧壁中弯曲和拉伸运动的程度比较小，但是当泄气保用轮胎在0 psi的紧急情况下行驶时，弯曲和拉伸运动的程度变大。在此情况下，通过持续反复的大弯曲和拉伸运动从侧壁产生热，并且热应力持续地施加至用于支持轮胎抵抗负荷的侧壁增强橡胶，这引起了轮胎的破裂。

为了解决所述问题，已开发了用于在侧壁上形成突出的散热片的技术。例如，韩国专利公开出版号10-2010-0070796公开了一种包括形成在侧壁上用于改善散热性能的散热片和叶片形结构的充气轮胎。然而，这些技术具有问题，即由在因放热片造成的高速空气混合期间所产生的气流噪声导致了共振现象的出现，并且因此显著地增加了噪声。

因此，能够降低侧壁中的热对流的量以及降低气流噪声的技术对于充气轮胎是必须的，该热对流会产生大量的热。

此外，对于常规的轮胎，由于散热片在固定的间隔处形成以用于降低热生成量，由高速空气的撞击有规律地产生的湍流对于有效地辐射热量而言是不足的。也就是说，如果不能产生足够的湍流，空气阻力就不能轻易地降低。

因此，仍存在对降低产生大量的热的侧壁中的热对流的量和有效地降低空气阻力的充气轮胎的需要。

发明内容

鉴于上文所描述的情况，本发明的目的是提供一种方法，该方法用于确定用于充气轮胎的散热柱的间距并且适当地布置确定的散热柱，从而使得为了改善侧壁的散热效应，在侧壁中由于在驾驶过程中的弯曲和拉伸运动产生大量的热，散热突出部的多个散热片形成在侧壁的表面上，以致可能会改善侧壁的散热性能并且可能会降低由高速空气产生的气流噪声，以及，一种包括以该方法布置的散热柱的充气轮胎，该充气轮胎通过增加由高速度空气导致的湍流而具有减小的空气阻力。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于确定用于充气轮胎的散热柱的间距的方法，包括：选择散热片的总数、间距类型的数量以及每个间距的尺寸；生成随机数并且由生成的随机数按顺序设置每种类型的间距以产生随机间距排布；将所获得的间距排布进行傅里叶变换以计算傅里叶变换的结果值(FT)；以及，反复执行产生随机间距排布和计算傅里叶变换的结果值的步骤来确定在傅里叶变换的结果值的幅度变化最小时的间距排布。

散热片可包括多个杆形柱单元体，该杆形柱单元体在轮胎的周向上相对于彼此以预定的间隔而布置，并且布置成朝向轮胎的径向方向倾斜。

此外，柱单元体的下部的宽度可形成为小于或等于柱单元体的上部的宽度。

此外，柱单元体可包括形成在柱单元体的下部处的下弯曲表面，以便该下弯曲表面在轮胎的周向朝向一侧突出；和形成在柱单元体的上部处的上弯曲表面，以便该上弯曲表面在轮胎的周向朝向另一侧突出。

此外，可形成多个柱单元体以便具有彼此不同的长度。

此外，可在相邻的柱单元体之间形成距离以便在轮胎的径向方向朝向外部逐渐地增加该距离。

根据本发明的另一方面，提供了一种包括由上文所描述的用于确定散热柱的间距的方法所布置的散热片的充气轮胎。

此外，柱单元体可具有20°至60°的倾斜角。

此外，散热片可包括两个至六个柱单元体。

根据本发明，通过适当地布置侧壁的散热片可以改善侧壁的散热性能，并且降低由因散热片导致的空气撞击所产生的气流噪声。

也就是说，根据本发明，可以通过将由驾驶期间轮胎的旋转所产生的空气流转变成湍流，以便冷却轮胎的侧壁并且降低其空气噪声，从而改进轮胎的质量和驾驶稳定性。此外，当泄气保用轮胎在紧急情况下行驶时，可以通过提高侧壁中的散热性能来改善在紧急驾驶中轮胎的驾驶性能。

附图说明

结合附图从下文详细的描述中会更清楚地理解本发明的上文的和其它的目的、特征和其它优点，在附图中：

图1为根据本发明的第一实施例具有配置在充气轮胎上的散热片的充气轮胎的透视图；

图2为在图1中示出的散热片的放大透视图；

图3为示出在图1中所示出的充气轮胎上依照本发明的方法所确定的间距而布置的散热片的示意图；

图4为根据本发明的第二实施例具有配置在充气轮胎上的散热片的充气轮胎的透视图；

图5为图4中所示出的充气轮胎的局部放大图；

图6为图4中所示出的散热片的放大透视图；

图7为示出在图4中所示出的充气轮胎上依照本发明的方法所确定的间距而布置的散热片的示意图；

图8为根据本发明的第三实施例具有配置在充气轮胎上的散热片的充气轮胎的透视图；

图9为图7中所示出的充气轮胎的局部放大图；以及

图10为图7中所示出的散热片的放大透视图。

具体实施方式

在下文中，会根据附图详细地描述本发明的示例性实施例。关于附图，其中相同的附图标记指代几个视图中相同的或相应的零部件。在本发明的实施例中，省略了判定为会使本发明的主旨不必要地模糊不清的公知的功能和构型的详细描述。

以下将描述一种根据本发明的用于确定用于充气轮胎的散热柱的间距的方法。

首先，选择了散热片10的总数、间距类型的数量和每个间距的尺寸。优选地，散热片10的形状能够改善与空气的接触区域。散热片10可具有例如在图1和图3中所示出的形状的各种形状而没有对其特殊的限制。

在本文中，间距类型的数量意为应用至散热片10的间距的类型的数量。例如，如果如在图3中所示采用三种间距类型(6°、7°和8°)，则间距类型的数量为三。在选择散热片10的总数和间距类型的数量之后，确定每个间距的尺寸。所述尺寸可由各间距的总长度所确定。然而，因为散热片10布置在轮胎的相同的圆周上，所述尺寸可由每个间距的长度来确定。

然后，采用随机数发生器生成随机数，并且由生成的随机数按顺序设置每个类型的间距，以产生随机间距排布。因此，如在图3中所示出的，没有根据统一的规则而布置的间距，这完全不同于包括与特定数量的序列有关的至少一个间距的情况。

然后，对上文所描述的所获得的间距排布进行傅里叶变换以计算结果值(FT)。因此，可基于间距的变化来计算傅里叶变换(FT)的幅度的变化。

反复执行多次产生随机间距排布和计算由产生的间距排布获得的FT的步骤来确定在FT的幅度变化最小时的间距排布，并且基于所选择的间距排布制造具有散热片的充气轮胎。

根据具有上文所描述的构型的本发明，在采用相同的散热片的同时，可以降低气流噪声的响度级。

然后，将根据图1至图3描述根据本发明的第一实施例的充气轮胎1的散热片10。

如图2中所示，散热片10包括多个(在本发明中为四个)杆形柱单元体12、22、32和42，该杆形柱单元体12、22、32和42在轮胎的周向上相对于彼此以预定的间隔而布置，并且布置成朝向轮胎的径向方向倾斜。这时，优选的是，在散热方面上，柱单元体12、22、32和42具有20°至60°的倾斜角，并且散热片10包括两个至六个柱单元体12、22、32和42。

柱单元体12、22、32和42可形成为朝向轮胎的径向方向大体以30°至60°倾斜。当柱单元体12、22、32和42形成为以上文描述的范围内的倾斜时，来自前面的气流在轮胎的径向方向流至外部。

在本文中，柱单元体12、22、32和42的下部14、24、34和44的宽度可形成为小于或等于其上部16、26、36和46的宽度。特别地，柱单元体12、22、32和42包括：形成在其下部14、24、34和44处的下弯曲表面18、28、38和48，以便该下弯曲表面18、28、38和48在轮胎的周向朝向一侧突出；和形成在其上部16、26、36和46处的上弯曲表面20、30、40和50，以便该上弯曲表面20、30、40和50在轮胎的周向朝向另一侧突出。参考图2，当气流随着汽车移动至左侧而从左侧流至右侧时，下弯曲表面18、28、38和48允许空气流动至柱单元体12、22、32和42的上表面侧，同时上弯曲表面20、30、40和50允许空气的方向流经柱单元体12、22、32和42的下表面侧，从而使得空气在轮胎的径向方向上迅速地向外转移，以便可将空气高速地排放至外部。

此外，为了通过形成湍流较大程度地增加热传递效应，可形成多个柱单元体12、22、32和42以便具有不同于彼此的长度。

可在相邻的柱单元体12、22、32和42之间形成距离以便在轮胎的径向方向朝向外部逐渐地增加该距离。因此，容易地向外排放柱单元体12、22、32和42之间的空气。

图1示出包括根据本发明由上文所描述的方法布置的第一实施例的散热片10的充气轮胎1，并且图3示出散热片10，该散热片10布置成以各种间距角度(6°、7°和8°)相间隔。

然后，将根据图4至图7描述根据本发明的第二实施例的充气轮胎100的散热片104。

如在图5和图6中所示出的，散热片104——形成在根据本发明的第二实施例的充气轮胎100的侧壁102的表面上——包括以一锐角相互连接的第一杆部110和第二杆部106。因此，散热片104总体上由第一和第二杆部110和106以大体上V形的形状而形成。在本文中，由第一和第二杆部110和106形成的V形的顶点配置成在轮胎的周向上倾斜。

此外，第二杆部106形成为在轮胎的径向方向上倾斜。因此，第二杆部106关于轮胎的径向方向的角度小于第一杆部110关于轮胎的径向方向的角度。

此外，第二杆部106的端部配置成比第一杆部110的端部在轮胎的径向方向上更靠近轮胎的旋转中心。在本文中，第二杆部106具有形成在其端部上的具有减小的厚度的台阶部108，从而可增加与气流撞击所形成的湍流。

此外，第二杆部106的端部的宽度大于第二杆部106与第一杆部110形成的角部，并且因此在将空气移动至由第一和第二杆部110和106形成的角部方面发挥了作用。此外，第一杆部110的端部形成在弯曲的表面或倾斜的表面中，并且因此发挥了作用以将空气引导至第一杆部110的上表面，以便与由第二杆部106形成的湍流混合。因此，可以通过增强的湍流增加散热效应。

图4示出包括由根据本发明的上文描述的方法所布置的第二实施例的散热片104的充气轮胎100，并且图7示出以各种间距角度(5°、6°和7°)的间隔布置在侧壁102上的散热片104。

最后，将根据图8至10描述本发明的第三实施例的充气轮胎200的散热片204。

如在图10中所示出的，散热片204——形成在根据本发明的第三实施例的充气轮胎200的侧壁202的表面上——包括以一锐角相互连接的第一突出部208和第二突出部210。因此，散热片204总体上由第一和第二突出部208和210以大体上V形的形状形成。在本文中，由第一和第二突出部208和210形成的V形的顶点配置成在轮胎的圆周方向上。

在本文中，第一突出部208和第二突出部210形成为在轮胎的径向方向上以彼此相对的倾斜方向倾斜。

此外，第二突出部210的端部配置成比第一突出部208的端部在轮胎的径向方向上更靠近轮胎的旋转中心。此外，第一突出部208具有形成在其端部上的具有减小的厚度的第一台阶部212，从而可增加与气流撞击所形成的湍流。相似地，第二突出部210具有形成在其端部上的具有减小的厚度的第二台阶部214，并且因此可增加与气流撞击所形成的湍流。在本文中，第一台阶部212和第二台阶部214不是相互连接的，并且第一台阶部212位于在轮胎的圆周方向上的基于由第一和第二突出部208和210所围绕的V形区域的外部，而第二台阶部214位于其内部上。因此，可以通过增强的湍流增加散热效应。

充气轮胎200具有形成在散热片204周围的从侧壁202凹雕的凹陷部206。因此，第一和第二突出部208和210与具有最低的高度的凹陷部206相比具有相对加高的高度。因此，可形成比仅具有散热片204而没有凹陷部206的情况更强的湍流。

图8示出包括由根据本发明的上文描述的方法所布置的第三实施例的散热片204的充气轮胎200，并且图9示出以各种间距角度(5°、6°和7°)的间隔布置在侧壁202的凹陷部206上的散热片204。

尽管参考优选的实施例描述了本发明，然而本发明并不限于上文所描述的实施例，并且所属领域的技术人员应当理解的是，可在其中做出各种修改和变型而不偏离由所附的权利要求书所限定的本发明的范围。

Claims (17)

1.一种用于确定用于充气轮胎的散热柱的间距的方法，包括：

选择散热片的总数、间距类型的数量以及每个间距的尺寸；

生成随机数并且由生成的随机数按顺序设置每种类型的间距以产生随机间距排布；

将所获得的间距排布进行傅里叶变换以计算傅里叶变换的结果值；以及

反复执行产生随机间距排布和计算傅里叶变换的结果值的步骤来确定在傅里叶变换的结果值的幅度变化最小时的间距排布。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述散热片包括多个杆形柱单元体，该杆形柱单元体在轮胎的周向上相对于彼此以预定的间隔而布置，并且布置成向着轮胎的径向方向倾斜。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述柱单元体的下部的宽度形成为小于或等于柱单元体的上部的宽度。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述柱单元体包括形成在柱单元体的下部处的下弯曲表面，以便所述下弯曲表面在轮胎的周向朝向一侧突出；和形成在柱单元体的上部处的上弯曲表面，以便所述上弯曲表面在轮胎的周向朝向另一侧突出。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，形成多个柱单元体以便具有彼此不同的长度。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在相邻的柱单元体之间形成距离以便在轮胎的径向方向朝向外部逐渐地增加该距离。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述柱单元体具有20°至60°的倾斜角。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述散热片包括两个至六个柱单元体。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述散热片包括以一锐角相互连接的第一杆部和第二杆部，其中所述第二杆部形成为在轮胎的径向方向倾斜，并且所述第二杆部的端部配置成比所述第一杆部的端部在轮胎的径向方向上更靠近轮胎的旋转中心。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二杆部具有形成在所述第二杆部的端部上的具有减小的厚度的台阶部。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二杆部的端部的宽度大于所述第二杆部与所述第一杆部形成的角部。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一杆部的端部形成在弯曲的表面或倾斜的表面中。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在散热片的周围形成有从侧壁凹雕的凹陷部。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述散热片包括以一锐角相互连接的第一突出部和第二突出部，所述第二突出部的端部配置成比第一突出部的端部在轮胎的径向方向上更靠近轮胎的旋转中心。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一突出部具有形成在其端部上的具有减小的厚度的第一台阶部，并且第二突出部具有形成在其端部上的具有减小的厚度的第二台阶部。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一台阶部和所述第二台阶部中的一个位于在轮胎的周向上的基于由第一和第二突出部所围绕的V形区域的外部，并且所述第一台阶部和所述第二台阶部中的另一个位于在轮胎的周向上的基于由第一和第二突出部所围绕的V形区域的内部上。

17.一种包括散热片的充气轮胎，所述散热片根据权利要求1至16中的任一项所述的用于确定散热片的间距的方法布置。