CN105452018B - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

排水性能和噪音性能以均衡的方式得到改善。充气轮胎具有布置于胎面部(2)的主沟槽(3)。主沟槽(3)在横截面中具有第一沟槽壁(10)、第二沟槽壁(11)以及沟槽底部(12)。沟槽底部(12)包括向轮胎径向方向的外侧凸出的突出部(13)。突出部(13)沿主沟槽(3)延续。突出部(13)的在与主沟槽(3)的沟槽中心线(G1)垂直的方向上的宽度(W3)是主沟槽(3)的沟槽宽度(W1)的50％至100％。突出部(13)从以直线连接第一沟槽壁的内端部(10i)与第二沟槽壁的内端部(11i)而成的假想的沟槽底部(12A)向轮胎径向方向的外侧突出，并且突出部(13)的截面面积为主沟槽(3)的横截面面积的3％至15％。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及以均衡的方式呈现排水性能和噪音性能的充气轮胎。
背景技术
为了使道路表面与胎面部的胎面表面之间的水膜朝向轮胎的旋转方向的后方顺畅地排出，已知一种包括沿轮胎的周向方向连续地延伸的主沟槽的充气轮胎。为了改善充气轮胎的排水性能，提出了增大主沟槽的沟槽容积。
然而，当增大主沟槽的沟槽容积时，存在主沟槽的沟槽底部的刚度减小的倾向。因此，在轮胎接地时，主沟槽的沟槽底部振动，并且主沟槽的沟槽底部使流经主沟槽的空气振动，由此产生空气柱共振噪音。因此，存在噪音性能劣化的问题。这样，排水性能和噪音性能具有互反关系，并且难以以平衡的方式改善这两种性能。
引用
专利文献
专利文献1：日本公开未审申请2002-211210
发明内容
本发明待解决的问题
本发明是鉴于上面所描述的情况——作为改善主沟槽的沟槽底部的形状的基础——而设计出，并且本发明的主要目的是提供一种以平衡的方式呈现排水性能和噪音性能的充气轮胎。
问题的解决方法
本发明涉及一种充气轮胎，该充气轮胎在胎面部中设置有沿轮胎周向方向连续地延伸的至少一个主沟槽。主沟槽在与沟槽中心线垂直的截面中包括第一沟槽壁、第二沟槽壁以及沟槽底部，该第一沟槽壁从胎面表面中的一个胎面表面径向向内延伸，该第二沟槽壁从胎面表面中的另一个胎面表面径向向内延伸，该沟槽底部连接第一沟槽壁的径向内端部与第二沟槽壁的径向内端部，并且包括朝向径向外侧凸出的突出部。突出部沿主沟槽延续，并且垂直于沟槽中心线的宽度在主沟槽的沟槽宽度的50％至100％的范围内。从假想沟槽底部向轮胎径向方向的外侧突出的突出部的截面面积在主沟槽的沟槽截面面积的3％至15％的范围内，其中，假想沟槽底部以直线连接第一沟槽壁的内端部与第二沟槽壁的内端部。
在根据本发明的充气轮胎中，突出部的径向上最外侧的顶部优选地定位在主沟槽的沟槽中心线上。
在根据本发明的充气轮胎中，主沟槽优选地沿轮胎周向方向线性地延伸。
在根据本发明的充气轮胎中，充气轮胎优选地在突出部中设置有沿主沟槽的沟槽中心线延伸的胎纹沟。
在根据本发明的充气轮胎中，胎纹沟的深度优选地处于突出部在设置有胎纹沟的位置处距假想沟槽底部的径向高度的50％至100％的范围内。
在根据本发明的充气轮胎中，胎纹沟优选地布置在轮胎赤道线上，或者布置在突出部的宽度方向上的中间位置的轴向内侧上。
发明效果
本发明的充气轮胎在胎面部中设置有沿轮胎周向方向延伸的至少一个主沟槽。主沟槽在与沟槽中心线垂直的截面中包括第一沟槽壁、第二沟槽壁以及沟槽底部，该第一沟槽壁从胎面表面中的一个胎面表面径向向内延伸，该第二沟槽壁从胎面表面中的另一个胎面表面径向向内延伸，该沟槽底部连接第一沟槽壁的径向内端部与第二沟槽壁的径向内端部，并且包括朝向径向外侧凸出的突出部。这样的突出部增大了沟槽底部的刚度并且抑制了沟槽底部的振动。因此，减小了空气柱共振噪音，并且改善了噪音性能。
突出部沿主沟槽延续，并且与主沟槽的沟槽中心线垂直的宽度在主沟槽的沟槽宽度的50％至100％的范围内。因此，主沟槽的沟槽底部的刚度得以在较宽的范围内提高。
突出部的截面面积在主沟槽的沟槽截面面积的3％至15％的范围内。这样的突出部在抑制沟槽容积减小的同时提高了主沟槽的沟槽底部的刚度。因此，本发明的充气轮胎以平衡的方式改善了排水性能和噪音性能。
附图说明
图1是示出了本发明的实施方式的胎面部的展开图。
图2是沿图1的线A-A截取的截面图。
图3是沿图1的线A-A截取的立体图。
图4是图2的突出部的放大图。
图5是示出了本发明的另一实施方式的主沟槽的截面图。
图6是示出了本发明的又一实施方式的主沟槽的截面图。
图7是图示使用行进中的实际车辆进行噪音测试的概要的平面图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对本发明的一个实施方式进行描述。
图1是胎面部的展开图，其示出了本发明的实施方式。如图1中所示，根据本实施方式的充气轮胎(在下文中，被简称为“轮胎”)适于用作例如乘用车的充气轮胎。轮胎的胎面部2包括沿轮胎周向方向连续延伸的至少一个主沟槽3。本实施方式的主沟槽3包括一对中央主沟槽4和一对胎肩主沟槽5，所述一对中央主沟槽4在轮胎赤道线C的两侧上延伸，所述一对胎肩主沟槽5在中央主沟槽4的轴向外侧延伸。
本实施方式的胎面部2包括中央陆地部6、一对中间陆地部7以及一对胎肩陆地部8，该中央陆地部6由一对中央主沟槽4分隔开，所述一对中间陆地部7由中央主沟槽4和胎肩主沟槽5分隔开，所述一对胎肩陆地部8由胎肩主沟槽5和接地端部Te分隔开。胎面部2的形状并不限制于此实施方式，并且例如，主沟槽3可以包括在轮胎赤道线C上延伸的沟槽。此外，陆地部6至8中的每个陆地部均可以包括沿轮胎轴向方向延伸的横纹沟和横向沟槽等。
“接地边缘”被定义为轮胎处于标准负荷状态时轴向最外侧的接地位置，其中，在该标准负荷状态下，轮胎在标准负荷作用在处于轮胎安装在标准轮辋上的标准状态的轮胎上的情况下以0度的倾斜角着陆在平面上。在标准状态下，轮胎在接地端部Te与Te之间的轴向距离被定义为胎面接地宽度TW。除非另有说明，胎面的每个部段的尺寸是在该标准状态下测得的值。
“标准轮辋”是指通过标准确定用于每个轮胎的轮辋，上述标准包括轮胎所基于的标准，并且标准轮辋是在JATMA的情况下的标准轮辋、在TRA的情况下的“设计轮辋(DesignRim)”以及在ETRTO的情况下的“测量轮辋(Measuring Rim)”。“标准内压力”是指通过所述标准确定用于每个轮胎的空气压力。“标准内压力”是JATMA中的最大空气压力、在TRA的情况下的表“各种冷充气压力下的轮胎负荷极限(TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLDINFLATION PRESSURES)”中描述的最大值、以及在ETRTO的情况下的“充气压力(INFLATIONPRESSURE)”。当轮胎用于乘用车时，常规内压力是180KPa。
“标准负荷”是通过标准确定用于每个轮胎的负荷。例如，标准负荷是在JATMA的情况下的最大负荷能力、在TRA的情况下的表“各种冷充气压力下的轮胎负荷极限(TIRE LOADLIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES)”中描述的最大值、以及在ETRTO的情况下的“负荷量(LOAD CAPACITY)”。当轮胎用于乘用车时，常规负荷是等于上述负荷的88％的负荷。
本实施方式的主沟槽4和5沿轮胎周向方向线性地延伸。这些主沟槽4和5使沟槽中的水沿轮胎旋转方向向后顺畅地排出，并且使陆地部6至8中的每个陆地部的周向刚度得以改善。主沟槽3可以以锯齿形或波状的形式延伸。
可以根据惯例以各种方式确定每个主沟槽3的沟槽宽度W1。为了增大陆地部6至8中的每个陆地部的刚度同时确保排水性能，例如，每个主沟槽3的沟槽宽度W1优选地在胎面接地宽度TW的2.0％至8.0％的范围内。
图2是中央主沟槽4的截面图，其示出了沿图1的线A-A截取的视图。图3是图2的立体图。如图2和图3中所示，中央主沟槽4在与沟槽中心线G1垂直的截面中包括第一沟槽壁10、第二沟槽壁11以及沟槽底部12。本文中使用的“沟槽中心线”是穿过沟槽宽度的中心的线；并且在径向方向上的位置没有特别限定。
第一沟槽壁10从中央陆地部6的胎面表面6A径向向内延伸。本实施方式的第一沟槽壁10包括相对于胎面表面6A的法线n以角度α1倾斜的第一部分10A和以比第一部分10A更大的角度α2倾斜并且平滑地连接至第一部分10A的第二部分10B。在本实施方式中，第二部分10B的布置在沟槽中心线G1侧上的内端部10t是第一沟槽壁10的径向内端部10i。
第二沟槽壁11从中间陆地部7的胎面表面7A径向向内延伸。本实施方式的第二沟槽壁11与第一沟槽壁10一样包括第一部分11A和以比第一部分11A更大的角度倾斜的第二部分11B。第二部分11B的布置在沟槽中心线G1侧上的内端部11t是第二沟槽壁11的径向内端部11i。
本实施方式的第一沟槽壁的第二部分10B和第二沟槽壁的第二部分11B具有以弧状的形式朝向沟槽中心线G1侧逐渐增大的上述角度。这两个第二部分10B和11B极大地提高了中央主沟槽4的刚度。
沟槽底部12于第一沟槽壁10的内端部10i与第二沟槽壁11的内端部11i之间连接。沟槽底部12包括径向向外突出的突出部13。该突出部13提高了沟槽底部12的刚度，并且抑制了在胎面部2接地时发生在沟槽底部12中的振动。因此，减小了由沟槽底部12激发的空气柱共振噪音，由此改善了噪音性能。本实施方式的沟槽底部12仅由突出部13构成，但突出部13可以是沟槽底部12的一部分。
本实施方式中的突出部13具有包括第一倾斜部14和第二倾斜部15的三角形几何结构。第一倾斜部14从第一沟槽壁10的内端部10i朝向沟槽中心线G1侧径向向外地倾斜。第二倾斜部15从第二沟槽壁11的内端部11i朝向沟槽中心线G1侧径向向外地倾斜。该突出部13可以在有效地改善沟槽底部12的施加有大的应力的中央部的刚度的同时，确保沟槽底部12的陆地部6侧和陆地部7侧中的足够的沟槽容积。在本实施方式中，第一倾斜部14和第二倾斜部15在沟槽中心线G1上彼此连接。
突出部13具有与中央主沟槽4的沟槽中心线G1垂直的宽度W3，并且宽度W3在中央主沟槽4的沟槽宽度W1的50％至100％的范围内。当突出部13的宽度W3小于中央主沟槽4的沟槽宽度W1的50％时，不能有效地抑制沟槽底部12的振动。为了确保中央主沟槽4的深度D1并且提升磨损末期的外观，突出部13的宽度W3不超过中央主沟槽4的沟槽宽度W1的100％。突出部13的宽度W3优选地在中央主沟槽4的沟槽宽度W1的55％至95％的范围内。
在突出部13中，从假想沟槽底部12A(以虚线示出)——其以直线连接第一沟槽壁10的内端部10i与第二沟槽壁11的内端部11i——向径向外侧突出的截面面积在中央主沟槽4的沟槽截面面积的3％至15％的范围内。如果突出部13的截面面积小于中央主沟槽4的截面面积的3％，则突出部13的体积较小，并且该突出部13不能使沟槽底部12的刚度增大。如果突出部13的截面面积大于中央主沟槽4的截面面积的15％，则中央主沟槽4的截面面积较小，并且排水性能降低。优选地，突出部13的截面面积在中央主沟槽4的截面面积的5％至13％的范围内。
突出部13的径向最外侧的顶部13t优选地位于中央主沟槽4的沟槽中心线G1上。因此，增大了作用有最大应力的沟槽底部12在沟槽中心线G1上的刚度，并且有效地呈现出通过突出部13的振动抑制效果。将该顶部定位在沟槽中心线G1上意味着下述形式：在该形式中，法线穿过沟槽中心线并且相对于通过填充沟槽得到的假想胎面表面的法线与该顶部相交。
突出部13沿本实施方式的中央主沟槽4延续。因此，沟槽底部12的振动抑制效果得以沿轮胎周向方向连续地产生。
本实施方式的突出部13设置有胎纹沟20。如图4中所示，胎纹沟20是具有较小厚度的凹口，并且包括从突出部13径向向内延伸的胎纹沟壁20A。因此，致使产生于沟槽底部12中的空气柱共振噪音的振动源的径向振动通过胎纹沟壁20A而衰减。因此，中央主沟槽4中的空气柱共振进一步受到抑制。
本实施方式的胎纹沟20的胎纹沟壁20A线性地延伸。该胎纹沟20确保了沟槽底部12的较高刚度。胎纹沟壁20A并不限于这些实施方式，并且为了确保胎纹沟壁20A的较大面积并且为了呈现较大的衰减效果，例如，胎纹沟壁20A可以呈锯齿形或波浪形。
如果胎纹沟20的深度Da小于突出部13在设置有胎纹沟20的位置处距假想沟槽底部12A的径向高度H的50％，则胎纹沟壁20A的减振效果可能下降。如果胎纹沟20的底部定位成比假想沟槽底部12A在径向上更靠内，则沟槽底部12的刚度较小，并且存在沟槽底部12中产生的振动增大的可能性。因此，胎纹沟20的深度Da优选地处于突出部13在设置有胎纹沟20的位置处距假想沟槽底部12A的径向高度H的50％至100％的范围内，更优选地在该径向高度H的60％至100％的范围内。
胎纹沟20的宽度W4优选地在0.6mm至0.8mm的范围内。如果胎纹沟20的宽度W4小于0.6mm，则用于形成胎纹沟20的刀片的宽度较小，刀片在轮胎制造时被损坏，并且可能无法形成胎纹沟20。如果胎纹沟20的宽度W4超过0.8mm，则沟槽底部12的刚度降低，并且存在沟槽底部12的振动增大的可能性。
如图3中所示，胎纹沟20沿中央主沟槽4的沟槽中心线G1延伸。因此，可以在轮胎周向方向上连续地呈现出减振效果。本实施方式的胎纹沟20线性地延伸，但例如其可以以波浪形状或锯齿形形状延伸。
如图4中所示，在本实施方式中，突出部13包括两个胎纹沟20。因此很好地呈现出胎纹沟壁20A的减振效果。在突出部13中设置有多个胎纹沟20的情况下，为了呈现胎纹沟壁20A的减振效果与确保沟槽底部12的刚度的振动抑制效果之间的良好平衡，胎纹沟20的间距P(图4中所示)优选地在1.0mm至3.0mm的范围内。而且，胎纹沟20优选地以等间距布置在沟槽中心线G1的侧。
当胎纹沟20单独地设置在突出部13中时，胎纹沟20优选地设置在突出部13的宽度方向上的中间位置中。因此，能够确保胎纹沟的较大深度Da，从而使振动有效地衰减。
当直线向前行驶时，最大地面接触压力作用于轮胎赤道线C上。因此，当中央主沟槽4在轮胎赤道线C上延伸时，胎纹沟20优选地设置在轮胎赤道线C上。
图5示出了本发明的另一实施方式的中央主沟槽4的截面图。如图5中所示，中央主沟槽4的沟槽底部12可以是包括突出部13的形式，该突出部13具有在第一沟槽壁10的内端部10i与第二沟槽壁11的内端部11i之间平滑地连接的大致半圆形的弧形。该突出部13进一步改善了沟槽底部12的刚度，由此抑制了振动。
图6示出了本发明的又一实施方式的中央主沟槽4的截面图。如图6中所示，本实施方式中的沟槽底部12形成为包括第一倾斜部14、第二倾斜部15以及横向部16的大致梯形形状。该突出部13可以沿沟槽宽度方向大致均匀地改善沟槽底部12的刚度。
在上述实施方式中，尽管中央主沟槽4设置有突出部13和胎纹沟20，替代性地或同时地，如图1中所示，在胎肩主沟槽5的沟槽底部中也可以形成有突出部13和胎纹沟20。
尽管已经对本发明的充气轮胎进行了详细描述，但可以通过对各个方面进行变化来实施本发明而并不限于上述实施方式。
示例
基于表1中示出的规格制造出具有图1中的基本花纹的尺寸为235/45R18的试验充气轮胎。对每个试验轮胎的排水性能和噪音性能进行测试。每个试验轮胎的通用规格和试验方法如下：
胎面接地宽度TW：190mm
中央主沟槽的沟槽深度：8.2mm
中央主沟槽的沟槽宽度/胎面接地宽度：6.8％
胎肩主沟槽的沟槽深度：8.2mm
胎肩主沟槽的沟槽宽度/胎面接地宽度：3.7％
胎纹沟的宽度：0.8mm
<噪音性能(实际车辆的滑行通过噪音)>
处于以下条件下的各个试验轮胎附接至排放量为2000cc的乘用车的所有轮胎。如图7中所示，根据关于单个轮胎噪音调整的国际标准(ECE R117)，试验驾驶者使该试验车辆在发动机停止并且空档的状态下在A与B之间滑行。对滑行时的最大噪音水平进行测量。将噪音测量工具S附接至车辆两侧上的离开车辆的行进中心C-C 7.5米±0.05米并且距地面1.2米±0.02米的位置处。通过与常规示例1的噪音水平(dB(A))的差异对结果进行评估。数值越大，噪音性能越好。轮辋：8.0J×18
内压力：176kPa(平均值)
负荷：4.60kN(平均值)
A与B之间的速度：从70km/h至90km/h
<排水性能>
试验驾驶者以80km/h的速度驾驶试验车辆进入设置在具有半径为100米的柏油路表面的测试场上的、20米长且10毫米深的水坑中。对作用于前轮上的平均横向加速度(横向G)进行计算。结果使用以常规示例1为100的指标示出。数值越大，排水性能越好。
试验结果在表1中示出。
表1
根据试验结果，示例的轮胎相比于常规示例和比较示例的轮胎得到了显著地改善。而且，在具有不同胎纹沟宽度的轮胎的试验中，具有0.6mm至0.8mm的范围的胎纹沟宽度带来了良好结果。
附图标记的描述
2 胎面部
3 主沟槽
3G 主沟槽的沟槽中心线
10 第一沟槽壁
10i 第一沟槽壁的内端部
11 第二沟槽壁
11i 第二沟槽壁的内端部
12 沟槽底部
12A 假想沟槽底部
13 突出部

Claims (4)

1.一种充气轮胎，所述充气轮胎在胎面部中设置有沿轮胎周向方向连续延伸的至少一个主沟槽，其中，
所述主沟槽在与沟槽中心线垂直的截面中包括：
第一沟槽壁，所述第一沟槽壁从胎面表面中的一个胎面表面径向向内延伸，
第二沟槽壁，所述第二沟槽壁从所述胎面表面中的另一个胎面表面径向向内延伸，以及
沟槽底部，所述沟槽底部将所述第一沟槽壁的径向内端部与所述第二沟槽壁的径向内端部连接起来，并且包括朝向径向外侧凸出的突出部；
所述突出部沿所述主沟槽延续，并且垂直于所述沟槽中心线的宽度在所述主沟槽的沟槽宽度的50％至100％的范围内；
从以直线连接所述第一沟槽壁的所述内端部与所述第二沟槽壁的所述内端部而成的假想沟槽底部向轮胎径向方向的外侧突出的所述突出部的截面面积在所述主沟槽的沟槽截面面积的3％至15％的范围内；并且
其中，所述充气轮胎在所述突出部中设置有沿所述主沟槽的所述沟槽中心线延伸的胎纹沟，所述胎纹沟的深度处于所述突出部在设置有所述胎纹沟的位置处距所述假想沟槽底部的径向高度的50％至100％的范围内。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述突出部的径向上最外侧的顶部定位在所述主沟槽的所述沟槽中心线上。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，所述主沟槽沿所述轮胎周向方向线性地延伸。
4.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述胎纹沟布置在轮胎赤道线上，或者布置在所述突出部的宽度方向上的中间位置的轴向内侧。
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