CN109203867A - 胎面花纹及轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种胎面花纹和轮胎，该花纹包括多条相互平行的主沟槽，主沟槽沿胎面环向延伸，环绕轮胎一周；主沟槽的沟壁为曲面；多条所述主沟槽在胎面上对称分布。本发明还包括一种采用上述花纹的轮胎。本发明具有良好的操控性能、排水性能和静音性能。

Description

胎面花纹及轮胎

技术领域

本发明属于轮胎技术领域，尤其涉及一种胎面花纹及轮胎。

背景技术

目前，汽车成为人们出行的主要交通公交，随着汽车数量的增加，人们对轮胎的操控性能和静音性能提出了越来越高的要求。

中国发明专利CN106042787A提供了一种充气轮胎胎面花纹的沟壁结构，该轮胎胎面由多个花纹块组组成，各花纹块组包含中心花纹块及位于中心花纹块两侧的胎肩花纹块，各花纹块之间形成有花纹沟，其特征在于：各花纹沟的两侧壁设置有沿沟槽长度方向呈多阶状的立体沟壁，并且两侧壁的立体沟壁的多阶状呈相反设置。

上述专利的沟壁结构不平滑，难以进行有效的排水，并且不能保证沟宽比为无理数，同时未设计消音结构，难以保证轮胎的静音性能。

发明内容

本发明针对上述的轮胎花纹排水性能差和造影较大的技术问题，提出一种具有良好操控性能、排水性能和静音性能的胎面花纹及轮胎。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种胎面花纹，其特征在于：包括多条相互平行的主沟槽，主沟槽沿胎面周向环绕设置；所述主沟槽的沟壁为曲面。

作为优选，多条所述主沟槽对称设置在胎面。

作为优选，还包括第一排水沟槽，所述排水沟槽包括纵向沟槽和和横向沟槽；所述纵向沟槽为波浪形，所述纵向沟槽中轴线与所述胎面中轴线平行；一条所述纵向沟槽对应多条所述横向沟槽，所述横向沟槽两端分别连接所述纵向沟槽和所述主沟槽。

作为优选，所述第一排水沟槽深度小于直沟沟槽深度。

作为优选，还包括第二排水沟槽，所述第二排水沟槽为多个镰刀形沟槽顺次连接，所述第二排水沟槽设置于所述胎面中央区域，沿轮胎周向环绕设置。

作为优选，还包括对称设置与所述胎面两侧的第三排水沟槽，所述第三排水沟槽为直线形，所述第三排水沟槽一端与所述胎面最外侧的主沟槽相连，另一端与胎侧相连，第三排水沟槽深度与主沟槽深度相同；所述第二辅助排水排水沟槽数量为多条。

作为优选，所述第三排水沟槽在所述胎侧处形成槽孔，所述第三排水沟槽靠近所述胎面处的槽孔面积小于远离所述胎面处的槽孔面积。

作为优选，所述主沟槽的沟壁每隔一定距离设置有两对棱形凸起，两对棱形凸起对称设置在主沟槽两侧的沟壁。

作为优选，两对所述棱形凸起形成消声槽，所述消声槽的体积大于相同长度所述主沟槽的体积。

一种轮胎，包括行驶时与地面接触的胎面，其特征在于：胎面上设置有上面所述所述的胎面花纹。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

本发明的胎面花纹设置有沟壁为曲面的主沟槽，随着胎面的磨损，主沟槽的形状随之变化，降低沟宽比的减小的速率，保证操控的稳定性；同时，保证沟宽比始终是无理数，减小轮胎噪音。主沟槽两侧沟壁设置有棱形凸起，棱形凸起形成的消音槽体积大于主沟槽体积，起到有效的消音效果；棱形凸起与主沟槽曲面沟壁平滑相连，随着轮胎的滚动，能够迅速排出沟槽底部聚集的积水。胎面花纹还设计有第一排水沟槽、第二排水沟槽和第三排水沟槽，能够有效的打破轮胎表面的水膜，提高轮胎的排水性，保证轮胎的操控性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明可变化胎面花纹的侧向示意图；

图2为本发明可变化胎面花纹的正向示意图；

图3为本发明可变化胎面花纹的平面示意图。

以上各图中：1为主沟槽；11为第一主沟槽；12为第二主沟槽；13为第三主沟槽；14为第四主沟槽；111为沟壁；112为棱形凸起；2为第一排水沟槽；21为横向沟槽；22为纵向沟槽；3为第二排水沟槽；4为第三排水沟槽；5为胎侧；6为胎面。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示为本发明的胎面花纹一个实施例，胎面花纹包括四条主沟槽1，主沟槽1沿胎面6周向环绕设置。四条主沟槽1对称分布在胎面6上，主沟槽1侧面的沟壁111为曲面。现有技术中，轮胎花纹的沟壁侧面为平面，随着胎面的磨损，胎面花纹的沟宽比会迅速变化，造成轮胎的操控性能和防滑性能下降。本发明中的主沟槽1侧面的沟壁111设计为曲面；主沟槽1在胎面6所在截面表现为宽度均匀的环形带；取与胎面6间距为m且平行于主沟槽1的截面(m小于主沟槽1深度的任意正值)，直型型沟槽在胎面6表现出的形状为宽度不均匀的不规则环形带。相应的，在随着胎面6的磨损，主沟槽1在胎面6表现出的形状为宽度不均匀的不规则环形带。所以，本发明中的新型导向轮胎随着胎面6的磨损，主沟槽1的形状不断变化，降低相应的沟宽比变化速率，提供了稳定的操控性能和防滑性能。

在车辆行驶过程中，轮胎会产生噪声，噪声波互相干涉产生声波增强或抵消现象,合成的噪声强度大小跟花纹结构参数及花纹排列有极大关联。为了减小噪音，轮胎的花纹块、沟槽的尺寸和分布进行无序化处理，将每块花纹产生的花纹噪声频的峰值错开，达到抵消噪音的效果。轮胎花纹沟槽的沟宽比设置为无理数，能够有效的降低轮胎的噪音；现有轮胎随着胎面的磨损，轮胎的沟宽比不会一直保持无理数，造成噪音增加。本发明中主沟槽1沟壁111曲面，保证了轮胎磨损的过程中沟宽比始终为无理数，保证了轮胎的静音性能。

如图所示，主沟槽1沟壁111每隔一定距离设置有两对棱形凸起112，两对棱形凸起112对称设置在主沟槽1两侧的沟壁111上。通过积水路面时，主沟槽1内会存有一定的积水，随着轮胎的转动积水沿沟壁111曲面流动，最终汇集在棱形凸起112的底部，积水可以沿棱形凸起112迅速排出。两对棱形凸起112相对设置，在主沟槽1中形成一个消音槽，消音槽的容积大于相同长度下的主沟槽1的容积。噪声波通过沟槽内的气体传播，对气体有一定的压缩，气体沿主沟槽1流动，到达消音槽处时，消音槽体积大于主沟槽1体积，气体体积膨胀，减弱噪声波，从而达到消音的效果。胎面6消音槽的消音采用了枪械膨胀式消音原理。另外，气体经过连续弯折的棱形凸起112，气体流速减慢，也能够达到消音的目的。

上述实施例中直型沟壁111的曲面通过沟壁111的曲面是采用非均匀有理B样条(NURBS)创建。非均匀有理B样条曲面的数学表达式如下：

其中p_i,j为控制点；

ω_i,j为权因子；

N_i,p(μ)为μ向基函数，U＝[μ₀,μ₁,…,μ_m+p+1]；

N_j,p(v)为ν向基函数，U＝[ν₀,ν₁,…,ν_m+p+1]。

根据在花纹图中给定的控制点，以及在花纹沟附近，空间位置给定的数据点，分别采用NURBS曲面正算方法及NURBS插值曲面反算方法，进行自由曲面空间结构几何形状创建，通过不断改变控制点以及数据点，再加上有限元分析确定各点位置，综合确定控制点以及数据点。分别采用NURBS曲面正算方法和NURBS插值曲面反算方法进行自由曲面空间结构集合形状创建，所得曲面形状具有很好的几何连续性，分别通过调整控制点和改变权因子值来对NURBS曲面几何形状进行更改得到高质量曲面。

NURBS方法创建的曲面具有很好几何连续性，保证了曲面的平滑性；采用该曲面的主沟槽1沟壁111能够有效减小水在沟槽中流动的阻力，有助于水快速通过棱形凸起112排出主沟槽1。

在一个具体实施例中，胎面6花纹设置有四条主沟槽1，如图所示，为描述方便，四条主沟槽1从上直下顺次成为第一主沟槽11、第二主沟槽12、第三主沟槽13和第四主沟槽14，其中，第一主沟槽11和第四主沟槽14位于胎面6的边缘位置，第二主沟槽12和第三主沟槽13位于胎面6的中间位置。除了主沟槽1，胎面6花纹还包括第一排水沟槽2，第一排水沟槽2有两条，对称设置在中间两条主沟槽1两侧，即一条设置在第一主沟槽11和第二主沟槽12之间，另一条设置在第三主沟槽13和第四主沟槽14之间。第一排水沟槽2包括横向沟槽21和纵向沟槽22，排水沟槽2的深度小于主沟槽1的深度。纵向沟槽22波浪形，沿胎面6周向环绕设置，纵向沟槽22的中轴线与胎面6的中轴线平行。一条纵向沟槽22对应多条横向沟槽21，横向沟槽21两端分别连接纵向沟槽22和靠近边缘的主沟槽1(第一主沟槽11或第四主沟槽14)。车辆在湿滑路面行驶时，排水沟槽2能够收集胎面6积水并迅速将积水排出，避免轮胎表面形成水膜，从而提高轮胎的操控性和转向性。

胎面6花纹还包括第二排水沟槽3和第三排水沟槽4。第二排水沟槽3设置在中间两条主沟槽1之间的胎面6中央区域，即第二排水沟槽3设置在第二主沟槽12和第三主沟槽13之间，第二排水沟槽3沿胎面6周向环绕设置。第二排水沟槽3为多个镰刀形沟槽顺次连接，第二排水沟槽3收集胎面6积水，并通过轮胎的转动排出积水。第二排水沟槽3深度小于主沟槽1深度。

第三排水沟槽4设置在胎侧5与边缘主沟槽1之间，第三排水沟槽4为两条，两条第三排水沟槽4对称设置在胎面6两侧(即其中一条第三排水沟槽4设置在胎侧和第一主沟槽11之间，另一条第三排水沟槽4设置在另一端胎侧和第四主沟槽14之间)。第三排水沟槽4为直线型，一端与边缘的主沟槽1(第一主沟槽11或第四主沟槽14)相连，另一侧与胎侧5相连。第三排水沟槽4与排水沟槽2横向沟槽21的延长线重合，能够更有效的排出胎面6积水。第三排水沟槽4连通了胎侧5与边缘主沟槽1(第一主沟槽11或第四主沟槽14)，第三排水沟槽4在胎侧5上形成槽孔，第三排水沟槽4靠近沟槽底部处槽孔的面积大于靠近胎面6处槽孔的面积。第三排水沟槽4底部槽孔的设计，能够辅助排出边缘主沟槽1(第一主沟槽11或第四主沟槽14)的积水。

本实施例还提供一种轮胎，包括行驶时与地面接触的胎面6，胎面6上设置有如上所述的胎面花纹。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种胎面花纹，其特征在于：包括多条相互平行的主沟槽，主沟槽沿胎面周向环绕设置；所述主沟槽的沟壁为曲面。

2.根据权利要求1所述的胎面花纹，其特征在于：多条所述主沟槽对称设置在胎面。

3.根据权利要求1所述的胎面花纹，其特征在于：还包括第一排水沟槽，所述排水沟槽包括纵向沟槽和和横向沟槽；所述纵向沟槽为波浪形，所述纵向沟槽中轴线与所述胎面中轴线平行；一条所述纵向沟槽对应多条所述横向沟槽，所述横向沟槽两端分别连接所述纵向沟槽和所述主沟槽。

4.根据权利要求3所述的胎面花纹，其特征在于：所述第一排水沟槽深度小于直沟沟槽深度。

5.根据权利要求1所述的胎面花纹，其特征在于：还包括第二排水沟槽，所述第二排水沟槽为多个镰刀形沟槽顺次连接，所述第二排水沟槽设置于所述胎面中央区域，沿轮胎周向环绕设置。

6.根据权利要求1所述的胎面花纹，其特征在于：还包括对称设置与所述胎面两侧的第三排水沟槽，所述第三排水沟槽为直线形，所述第三排水沟槽一端与所述胎面最外侧的主沟槽相连，另一端与胎侧相连，第三排水沟槽深度与主沟槽深度相同；所述第二辅助排水排水沟槽数量为多条。

7.根据权利要求6所述的胎面花纹，其特征在于：所述第三排水沟槽在所述胎侧处形成槽孔，所述第三排水沟槽靠近所述胎面处的槽孔面积小于远离所述胎面处的槽孔面积。

8.根据权利要求1所述的胎面花纹，其特征在于：所述主沟槽的沟壁每隔一定距离设置有两对棱形凸起，两对棱形凸起对称设置在主沟槽两侧的沟壁。

9.根据权利要求8所述的胎面花纹，其特征在于：两对所述棱形凸起形成消声槽，所述消声槽的体积大于相同长度所述主沟槽的体积。

10.一种轮胎，包括行驶时与地面接触的胎面，其特征在于：胎面上设置有权利要求1至7所述的胎面花纹。