CN111114206B - 一种具有弯月形花纹块的冬季轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有弯月形花纹块的冬季轮胎，包括胎面、胎肩以及沿轮胎周向设置在胎面和胎肩上的轮胎花纹，所述轮胎花纹包括沿轮胎周向布置的纵向主沟以及块状花纹，所述纵向主沟包括沿轮胎宽度方向依次排布的第一主沟、第二主沟以及第三主沟，所述块状花纹包括布置在第一主沟外侧的第一弧形花纹块、布置在第一主沟和第二主沟之间的导向花纹以及布置在第二主沟远离第一主沟的一侧且呈弯月形的弯月形花纹块，所述第三主沟穿过弯月形花纹块并将所述弯月形花纹块分割为位于外侧的第二弧形花纹块以及位于内侧的第三弧形花纹块，所述第一弧形花纹块、第二弧形花纹块以及第三弧形花纹块两侧的边为弧形边。

Description

一种具有弯月形花纹块的冬季轮胎

技术领域

本发明涉及轮胎领域，具体涉及一种具有弯月形花纹块的冬季轮胎。

背景技术

汽车在行驶时，轮胎与路面发生微滑移，且冬季轮胎通过胎面与地面之间的切割雪冰作用，产生相互摩擦力，从而产生抓地力，故冬季轮胎抓地力主要来自于胎面。

冬季轮胎的胎面主要由块状花纹块和细小钢片花纹组成，在配方一致的情况下，可以通过花纹块以及细小钢片花纹的设计来提升冬季轮胎的冰雪地抓地力。

轮胎轮廓及结构设计可以最大限度保证轮胎接地面积以及轮胎的强度，接地面积越大，胎面花纹切割冰雪的效果更大，抓地力越大；轮胎的强度越强，行驶过程中越稳定，安全性能越好。

现有技术中冬季轮胎的胎面花纹设计不能满足消费者对其冰雪抓地性能的需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有弯月形花纹块的冬季轮胎，其经过优化的花纹样式及结构设计，提高了轮胎的冰雪地抓地力、操控性能和通过性能，同时兼顾了轮胎的噪音水平。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种具有弯月形花纹块的冬季轮胎，包括胎面、胎肩以及沿轮胎周向设置在胎面和胎肩上的轮胎花纹，其特征在于：所述轮胎花纹包括块状花纹以及沿轮胎周向布置的纵向主沟，所述纵向主沟包括沿轮胎宽度方向依次排布的第一主沟、第二主沟以及第三主沟，所述块状花纹包括布置在第一主沟外侧的第一弧形花纹块、布置在第一主沟和第二主沟之间的导向花纹以及布置在第二主沟远离第一主沟的一侧且呈弯月形的弯月形花纹块，所述第三主沟穿过弯月形花纹块并将所述弯月形花纹块分割为位于外侧的第二弧形花纹块以及位于内侧的第三弧形花纹块，所述第一弧形花纹块、第二弧形花纹块以及第三弧形花纹块两侧的边为弧形边；所述第一弧形花纹块和第二弧形花纹块的弧形边的曲率半径相同且弯曲方向相反，所述第三弧形花纹块的弧形边的曲率半径小于第二弧形花纹块弧形边的曲率半径。

进一步地，任意两个相邻的第一弧形花纹块之间设置有与第一主沟连通的第一横沟，任意两个相邻的第二弧形花纹块之间设置有与第三主沟连通的第二横沟，任意一个第一弧形花纹块以及一个与之相邻的第一横沟之间组成A类花纹节，任意一个第二弧形花纹块以及一个与之相邻的第二横沟之间组成B类花纹节，所述A类花纹节包括三种花纹节距且分别为第一花纹节距PA、第二花纹节距PB以及第三花纹节距PC，所述B类花纹节包括三种花纹节距，且分别为第四花纹节距PL、第五花纹节距PM以及第六花纹节距PS。

进一步地，所述第一花纹节距PA、第二花纹节距PB、第三花纹节距PC之间具有如下关系：1.0＜PA/PB=PB/PC≤1.3；所述第四花纹节距PL、第五花纹节距PM以及第六花纹节距PS之间具有如下关系：1.0＜PL/PM=PM/PS≤1.3。

进一步地，任意一个第一横沟与第一主沟之间形成大致的“T”形，任意一个第二横沟与第二主沟之间形成大致的“T”形。

进一步地，在轮胎的任一径向截面上，胎面最高点到胎面一侧的端点之间的轮廓依次分为第一段弧和第二段弧，所述第一段弧的半径TR1、第二段弧的半径TR2、第一段弧的弧长TL1、第二段弧的弧长TL2，轮胎最宽处的宽度SW、胎面的弧长TDW、轮胎花纹的弧长PDW之间具有如下关系：20≤(PDW-TDW)/2≤35，0.70≤TDW/SW≤0.98,0.30≤TL1/TDW*2≤0.70,0.25≤TL2/TDW*2≤0.65,0.15≤TR2/TR1≤0.6。

进一步地，所述导向花纹上开设有第一沟槽以及第二沟槽；所述第一沟槽的一端与第二主沟连通且另一端与第二沟槽的一端连通，所述第二沟槽远离第一沟槽的一端与第一主沟连通，所述第二沟槽的宽度大于第一沟槽的宽度，所述第二沟槽的深度大于第二沟槽的深度。

进一步地，所述第三弧形花纹块上开设有位于外侧的第三沟槽以及位于内侧的第四沟槽，所述第三沟槽与第四沟槽平行设置，任意两个相邻的第三弧形花纹块之间设置有第三横沟；任意一个第三横沟、该第三横沟一侧的第三弧形花纹块上的第三沟槽、该第三横沟另一侧的第三弧形花纹块上的第四沟槽之间形成大致的“X”形。

进一步地，所述第三弧形花纹块两侧的弧形边的曲率半径不同，使得在沿轮胎内侧到轮胎外侧的方向上所述第三横沟的宽度逐渐变大，所述第三沟槽的两端分别与该第三沟槽两侧的第三横沟连通，所述第四沟槽的两端分别与该第四沟槽两侧的第三横沟连通。

进一步地，所述第三沟槽的底部开设有V形凹槽；所述第四沟槽的底部分为深度较大的深底部以及深度较小的浅底部。

进一步地，所述轮胎花纹上布置有呈波浪形的钢片花纹，所述钢片花纹包括布置在第一弧形花纹块和第二弧形花纹块上的第一钢片花纹，以及布置在导向花纹和第三弧形花纹块上的第二钢片花纹，所述第一钢片花纹和第二钢片花纹具有深度较大的深部位以及深度较小的浅部位。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

1.通过优化轮胎的花纹样式及结构设计，提高了轮胎的冰雪地抓地力、操控性能和通过性能，同时兼顾了轮胎的噪音水平。

附图说明

图1为本发明第一弧形花纹块的结构示意图；

图2为本发明钢片花纹的结构示意图；

图3为本发明胎面弧长的结构示意图；

图4为本发明第一段弧和第二段弧的结构示意图；

图5为本发明深部位和浅部位的结构示意图；

图6为本发明V形凹槽的结构示意图；

图7为本发明接地形状的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。

如图1所示，一种具有弯月形花纹块的冬季轮胎，包括胎面1、胎肩2以及沿轮胎周向设置在胎面和胎肩上的轮胎花纹，所述轮胎花纹包括块状花纹以及沿轮胎周向布置的纵向主沟，所述纵向主沟包括沿轮胎宽度方向依次排布的第一主沟10、第二主沟20以及第三主沟30，所述块状花纹包括布置在第一主沟外侧的第一弧形花纹块40、布置在第一主沟和第二主沟之间的导向花纹50以及布置在第二主沟远离第一主沟的一侧且呈弯月形的弯月形花纹块60，所述第三主沟30穿过弯月形花纹块并将所述弯月形花纹块分割为位于外侧的第二弧形花纹块70以及位于内侧的第三弧形花纹块80，所述第一弧形花纹块40、第二弧形花纹块70以及第三弧形花纹块80两侧的边为弧形边；所述第一弧形花纹块40和第二弧形花纹块70的弧形边的曲率半径相同且弯曲方向相反，所述第三弧形花纹块80的弧形边的曲率半径小于第二弧形花纹块70弧形边的曲率半径。

第一主沟和第二主沟位于轮胎中心线的一侧，且第三主沟位于轮胎中心线的另一侧，三条主沟的非对称设计使得轮胎中心线两侧的轮胎花纹呈现非对称排布，轮胎中心线两侧的轮胎花纹可以根据所起的作用进行区分设计。

第一主沟10、第二主沟20以及第三主沟30在轮胎滚动方向上整体呈现直线排布；第一主沟、第二主沟以及第三主沟的深度为8.0mm~10.0mm，且宽度为7.0mm~12.0mm；第一主沟、第二主沟以及第三主沟这种宽且直的花纹沟槽在轮胎滚动时可以很好的藏纳冰雪，并有充足的空间将冰雪排出，提高了轮胎的高速性能以及冰雪地的通过性。

第二弧形花纹块70以及第三弧形花纹块80组成的弯月形花纹块，整体呈现圆滑的“弯月形状”，使得花纹块边缘产生类似弯曲的刀锋，在轮胎滚动过程中，这种类似弯曲的刀锋的花纹块，能够较容易地将路面上的冰雪切开，提高轮胎抓地力，提高轮胎冰雪路面的通过性。

如图1和2所示，任意两个相邻的第一弧形花纹块40之间设置有与第一主沟10连通的第一横沟41，任意两个相邻的第二弧形花纹块70之间设置有与第三主沟30连通的第二横沟71，任意一个第一弧形花纹块40以及一个与之相邻的第一横沟41之间组成A类花纹节，任意一个第二弧形花纹块70以及一个与之相邻的第二横沟71之间组成B类花纹节，所述A类花纹节包括三种花纹节距且分别为第一花纹节距PA、第二花纹节距PB以及第三花纹节距PC，所述B类花纹节包括三种花纹节距，且分别为第四花纹节距PL、第五花纹节距PM以及第六花纹节距PS。

如图1所示，所述第一花纹节距PA、第二花纹节距PB、第三花纹节距PC之间具有如下关系：1.0＜PA/PB=PB/PC≤1.3；所述第四花纹节距PL、第五花纹节距PM以及第六花纹节距PS之间具有如下关系：1.0＜PL/PM=PM/PS≤1.3。

本发明中轮胎采用两侧不对称的三节距花纹设计，中心线一侧的A类花纹节包括三种花纹节距且分别为第一花纹节距PA、第二花纹节距PB以及第三花纹节距PC；中心线另一侧的B类花纹节包括三种花纹节距，且分别为第四花纹节距PL、第五花纹节距PM以及第六花纹节距PS；PA、PB、PC、PL、PM、PS的宽度均不相等，NPA、NPB、NPC分别为第一花纹节距PA、第二花纹节距PB以及第三花纹节距PC的花纹节距个数，NPL、NPM、NPS分别为第四花纹节距PL、第二花纹节距PM以及第三花纹节距PS的花纹节距个数；其中1.0＜PA/PB=PB/PC≤1.3，1.0＜PL/PM=PM/PS≤1.3，即采用了PA/PB=PB/PC以及PL/PM=PM/PS这种等比例的花纹节宽度设计方式，可以使得花纹节宽度不至于过大或者过小，相比于不等比例节宽，这种等比例花纹节宽度设计使得轮胎滚动一周所产生的轮胎噪音更加均匀，避免了轮胎滚动时噪音峰值与低谷值相差过大带来的噪音不均匀现象，有利于轮胎噪音降低；同时NPA、NPB、NPC 与NPL、NPM、NPS在轮胎周向上的数量也不等，中心线两侧的轮胎花纹的花纹节距不同、花纹节数量不同，使得轮胎滚动时产生的噪音在更宽的频谱上分散开来，不易产生峰值，减少共振现象，利于降低轮胎噪音。

如图1所示，任意一个第一横沟41与第一主沟10之间形成大致的“T”形，任意一个第二横沟71与第二主沟30之间形成大致的“T”形。

第一横沟的宽度为3.0mm~8.0mm；第一横沟的深度与第一主沟10的深度相同，在8.0mm~10.0mm之间；第一横沟41虽为弧形，但其整体趋势大致与第一主沟垂直，也与轮胎滚动方向大致垂直，这种排布方式能够提高轮胎在此处切割冰雪的能力，提升抓地性能，因为第一横沟与第一主沟相连通且深度相同，第一主沟内藏纳的冰雪有一部分能够通过第一横沟直接排出，提高了轮胎排出冰雪的能力，进而提升了轮胎的抓地力以及通过性能。

如图3和4所示，在轮胎的任一径向截面上，胎面1最高点到胎面一侧的端点A之间的轮廓依次分为第一段弧3和第二段弧4，所述第一段弧的半径TR1、第二段弧的半径TR2、第一段弧的弧长TL1、第二段弧的弧长TL2，轮胎最宽处的宽度SW、胎面的弧长TDW、轮胎花纹的弧长PDW之间具有如下关系：20≤(PDW-TDW)/2≤35，0.70≤TDW/SW≤0.98,0.30≤TL1/TDW*2≤0.70,0.25≤TL2/TDW*2≤0.65,0.15≤TR2/TR1≤0.6。

如图7所示，通过仿真软件对轮胎的性能进行分析，上述参数能够使轮胎的接地形状近似于矩形，其矩形率达到87%，其中矩形率是轮胎行业常用的评价轮胎接地性能的一个指标。

在其他条件相同的情况下，与椭圆形或者圆形的接地形状相比，近似矩形的接地形状使轮胎拥有更大的接地面积，轮胎抓地力更大，操控性能和通过性能更好。

如图1所示，所述导向花纹上开设有第一沟槽51以及第二沟槽52；所述第一沟槽的一端与第二主沟20连通且另一端与第二沟槽的一端连通，所述第二沟槽52远离第一沟槽的一端与第一主沟10连通，所述第二沟槽52的宽度大于第一沟槽51的宽度，所述第二沟槽的深度大于第二沟槽的深度。

第一沟槽和第二沟槽的宽度、深度均不相等，第一沟槽的宽度为2.0mm~4.0mm，深度为3.0mm~5.0mm；第二沟槽的宽度为3.0mm~6.0mm，深度为8.0mm~10.0mm，第一沟槽和第二沟槽之间的过渡为圆弧；第一沟槽和第二沟槽呈阶梯状排布，有利于空气传播，减小空气阻力，能够降低轮胎噪音；轮胎滚动时，冰雪可以自发地从较窄且较浅的第一沟槽向较宽且较深的第二沟槽移动，排雪性能较好，提升了轮胎的抓地力。

如图1所示，所述第三弧形花纹块80上开设有位于外侧的第三沟槽82以及位于内侧的第四沟槽83，所述第三沟槽与第四沟槽平行设置，任意两个相邻的第三弧形花纹块80之间设置有第三横沟81；任意一个第三横沟81、该第三横沟一侧的第三弧形花纹块上的第三沟槽82、该第三横沟另一侧的第三弧形花纹块上的第四沟槽83之间形成大致的“X”形。

第三横沟81、第三沟槽82、第四沟槽83之间形成大致的“X”形，可以有效的解决弯月形花纹块因自身结构产生的刚性与应力分布不均匀的问题，防止轮胎花纹掉块，提高了轮胎的使用寿命；

如图1所示，所述第三弧形花纹块80两侧的弧形边的曲率半径不同，使得在沿轮胎内侧到轮胎外侧的方向上所述第三横沟81的宽度逐渐变大，所述第三沟槽82的两端分别与该第三沟槽两侧的第三横沟81连通，所述第四沟槽83的两端分别与该第四沟槽两侧的第三横沟81连通。

同时第三横沟81和第二横沟71的深度从轮胎中心线向胎肩过渡时，整体呈现由浅到深的变化过程，其深度在2.0mm~10.0mm之间，这种由浅到深的横沟更有利于在轮胎滚动时及时排除冰雪，提高轮胎的抓地力。

如图6所示，所述第三沟槽82的底部开设有V形凹槽84；所述第四沟槽83的底部分为深度较大的深底部以及深度较小的浅底部。

第三沟槽82的宽度在2.0mm~5.0mm之间，深度上采用V形设计，与传统沟槽底部的设计相比，V形凹槽可以容纳更多的冰雪，提高了轮胎的抓力性能；在轮胎滚动时，第四沟槽深度不等的沟底设计有利于切割冰雪，排出冰雪，从而提供更大的轮胎抓地力。

如图2所示，所述轮胎花纹上布置有呈波浪形的钢片花纹90，所述钢片花纹包括布置在第一弧形花纹块和第二弧形花纹块上的第一钢片花纹91，以及布置在导向花纹和第三弧形花纹块上的第二钢片花纹92，所述第一钢片花纹和第二钢片花纹具有深度较大的深部位93以及深度较小的浅部位94。

如图5所示，第一钢片花纹91位于第一弧形花纹块和第二弧形花纹块上，其排布的趋势大致与轮胎滚动方向垂直，整体为波浪形状，靠外的一侧为直线形状且进行加宽；第一钢片花纹的深部位和浅部位交替排布；第一钢片花纹的宽度在0.6mm~1.4mm之间，A1为浅部位的深度且为2.0mm~5.0mm，A2为深部位的深度且为4.0mm~8.0mm，深部位和浅部位交替排布，使得第一弧形花纹块和第二弧形花纹块被钢片花纹切割后其应力和应变较为均匀，增加了胎肩处花纹块的刚性，进而提高了胎肩处轮胎花纹的抓地力；第一钢片花纹尾部加宽变直设计，使得钢片花纹内容纳的冰雪很容易的就从尾部排出，减小了钢片花纹内堆积的冰雪，也提高了冰雪地抓地力。

第二钢片花纹92是除第一钢片花纹91以外的钢片花纹，第二钢片花纹宽度在0.6mm~1.4mm之间,深度在2.0mm~8.0mm之间，整体按照各自所在的花纹块形状均匀分布，采用类似于第一钢片花纹的波浪形钢片花纹设计，同时采用了深部位和浅部位交替排布的设计，能够提高花纹块的整体刚性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种具有弯月形花纹块的冬季轮胎，包括胎面(1)、胎肩(2)以及沿轮胎周向设置在胎面和胎肩上的轮胎花纹，其特征在于：所述轮胎花纹包括块状花纹以及沿轮胎周向布置的纵向主沟，所述纵向主沟包括沿轮胎宽度方向依次排布的第一主沟(10)、第二主沟(20)以及第三主沟(30)，所述块状花纹包括布置在第一主沟外侧的第一弧形花纹块(40)、布置在第一主沟和第二主沟之间的导向花纹(50)以及布置在第二主沟远离第一主沟的一侧且呈弯月形的弯月形花纹块(60)，所述第三主沟(30)穿过弯月形花纹块并将所述弯月形花纹块分割为位于外侧的第二弧形花纹块(70)以及位于内侧的第三弧形花纹块(80)，所述第一弧形花纹块(40)、第二弧形花纹块(70)以及第三弧形花纹块(80)两侧的边为弧形边；所述第一弧形花纹块(40)和第二弧形花纹块(70)的弧形边的曲率半径相同且弯曲方向相反，所述第三弧形花纹块(80)的弧形边的曲率半径小于第二弧形花纹块(70)弧形边的曲率半径；

所述第三弧形花纹块(80)上开设有位于外侧的第三沟槽(82)以及位于内侧的第四沟槽(83)，所述第三沟槽与第四沟槽平行设置，任意两个相邻的第三弧形花纹块(80)之间设置有第三横沟(81)；任意一个第三横沟(81)、该第三横沟一侧的第三弧形花纹块上的第三沟槽(82)、该第三横沟另一侧的第三弧形花纹块上的第四沟槽(83)之间形成“X”形；

所述第三弧形花纹块(80)两侧的弧形边的曲率半径不同，使得在沿轮胎内侧到轮胎外侧的方向上所述第三横沟(81)的宽度逐渐变大，所述第三沟槽(82)的两端分别与该第三沟槽两侧的第三横沟(81)连通，所述第四沟槽(83)的两端分别与该第四沟槽两侧的第三横沟(81)连通。

2.根据权利要求1所述的具有弯月形花纹块的冬季轮胎，其特征在于：任意两个相邻的第一弧形花纹块(40)之间设置有与第一主沟(10)连通的第一横沟(41)，任意两个相邻的第二弧形花纹块(70)之间设置有与第三主沟(30)连通的第二横沟(71)，任意一个第一弧形花纹块(40)以及一个与之相邻的第一横沟(41)之间组成A类花纹节，任意一个第二弧形花纹块(70)以及一个与之相邻的第二横沟(71)之间组成B类花纹节，所述A类花纹节包括三种花纹节距且分别为第一花纹节距PA、第二花纹节距PB以及第三花纹节距PC，所述B类花纹节包括三种花纹节距，且分别为第四花纹节距PL、第五花纹节距PM以及第六花纹节距PS。

3.根据权利要求2所述的具有弯月形花纹块的冬季轮胎，其特征在于：所述第一花纹节距PA、第二花纹节距PB、第三花纹节距PC之间具有如下关系：1.0＜PA/PB＝PB/PC≤1.3；所述第四花纹节距PL、第五花纹节距PM以及第六花纹节距PS之间具有如下关系：1.0＜PL/PM＝PM/PS≤1.3。

4.根据权利要求2所述的具有弯月形花纹块的冬季轮胎，其特征在于：任意一个第一横沟(41)与第一主沟(10)之间形成大致的“T”形，任意一个第二横沟(71)与第二主沟(20 )之间形成大致的“T”形。

5.根据权利要求1所述的具有弯月形花纹块的冬季轮胎，其特征在于：在轮胎的任一径向截面上，胎面(1)最高点到胎面一侧的端点(A)之间的轮廓依次分为第一段弧(3)和第二段弧(4)，所述第一段弧的半径TR1、第二段弧的半径TR2、第一段弧的弧长TL1、第二段弧的弧长TL2，轮胎最宽处的宽度SW、胎面的弧长TDW、轮胎花纹的弧长PDW之间具有如下关系：20≤(PDW-TDW)/2≤35，0.70≤TDW/SW≤0.98,0.30≤TL1/TDW*2≤0.70,0.25≤TL2/TDW*2≤0.65,0.15≤TR2/TR1≤0.6。

6.根据权利要求1所述的具有弯月形花纹块的冬季轮胎，其特征在于：所述导向花纹上开设有第一沟槽(51)以及第二沟槽(52)；所述第一沟槽的一端与第二主沟(20)连通且另一端与第二沟槽的一端连通，所述第二沟槽(52)远离第一沟槽的一端与第一主沟(10)连通，所述第二沟槽(52)的宽度大于第一沟槽(51)的宽度，所述第二沟槽的深度大于第二沟槽的深度。

7.根据权利要求1所述的具有弯月形花纹块的冬季轮胎，其特征在于：所述第三沟槽(82)的底部开设有V形凹槽(84)；所述第四沟槽(83)的底部分为深度较大的深底部以及深度较小的浅底部。

8.根据权利要求1所述的具有弯月形花纹块的冬季轮胎，其特征在于：所述轮胎花纹上布置有呈波浪形的钢片花纹(90)，所述钢片花纹包括布置在第一弧形花纹块和第二弧形花纹块上的第一钢片花纹(91)，以及布置在导向花纹和第三弧形花纹块上的第二钢片花纹(92)，所述第一钢片花纹和第二钢片花纹具有深度较大的深部位(93)以及深度较小的浅部位(94)。

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