CN112848809B - 带有降噪主沟槽的轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于带有降噪主沟槽的轮胎，更具体而言，是关于带有能够降低轮胎共鸣噪声的降噪主沟槽的轮胎。本发明提供一种带有降噪主沟槽的轮胎，其特征在于，包括：沟槽部，沿着轮胎胎面的周长以圆周方向延伸形成；滚花部，形成在所述沟槽部的底面及侧面；所述滚花部设置为能够使所述沟槽部和地面接触时形成的空气通路变窄而减少噪声能量。

Description

带有降噪主沟槽的轮胎
技术领域
本发明是关于带有降噪主沟槽的轮胎，更具体而言，是关于带有能够降低轮胎共鸣噪声的降噪主沟槽的轮胎。
背景技术
通过轮子的转动而前进的汽车，天生会产生噪声。但是，在驾驶过程中，从车辆内部及外部传来的引擎声、风噪声(风声)等噪声对驾驶员和乘客而言总是刺耳的。为此，通常实施使用隔音材料、吸音材料等来屏蔽噪声的作业。
但是最近环境部表示，将从2019年开始引入欧盟(EU)实行的“轮胎噪声性能标注制度”。因此，在制度实行之前，为了降低噪声，正在进行技术开发。特别是，虽然之前集中于降低引擎等车辆内部噪声的产生，但是为使轮胎这种车辆外部发生的噪声达到最小，因此轮胎产品开发初期就开始应用低噪声新技术的事例正在增加。
特别是，最近市场占有率急剧上升的电动汽车轮胎要求具有与内燃机(InternalCombustion Engine，ICE)不同的噪声特性。
例如，在ICE车辆的情况下，在整个室内噪声范围，来自引擎的噪声会引发最大噪声，但是由于电动汽车没有引擎，因此总体噪声水平较低，所以轮胎产生的噪声最大。因此，近年来，低噪声轮胎的重要性逐渐提高。
在轮胎噪声中，管道共鸣声的峰值出现在1kHz范围内，并且所产生的影响占总噪声的很大一部分。具体地，当轮胎行驶方向上的主沟槽与地面接触时，地面与主沟槽形成管结构。此时，由于在构成管结构的主沟槽内部发生流动，因此产生1kHz频带的气柱共鸣声。
因此，需要一种能够减少轮胎主沟槽内发生的气柱共鸣声的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国授权专利10-1957640号
发明内容
所要解决的技术问题
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种带有能够降低轮胎共鸣噪声的降噪主沟槽的轮胎。
本发明要解决的技术问题不限于以上所提到的技术问题，其他未提及的技术问题本领域技术人员可从下面记载中明确地理解。
解决技术问题的方法
为达到上述目的，本发明提供一种带有降噪主沟槽的轮胎，其特征在于，包括：沟槽部，沿着轮胎胎面的周长以圆周方向延伸形成；滚花部，形成在所述沟槽部的底面及侧面；所述滚花部设置为能够使所述沟槽部和地面接触时形成的空气通路变窄而减少噪声能量。
本发明实施例中，其特征在于，所述滚花部包括：第一凸起部，形成在所述沟槽部的底面且沿着所述沟槽部的宽度方向延伸；第二凸起部，沿着所述沟槽部的一侧面的高度方向延伸形成且从所述第一凸起部的一侧延伸；第三凸起部，沿着所述沟槽部的另一侧面的高度方向延伸形成且从所述第一凸起部的另一侧延伸。
本发明实施例中，其特征在于，所述滚花部设置有多个,多个所述滚花部沿着所述沟槽部的长度方向以“之”字形状形成，且相互连接或者隔开间隔设置。
本发明实施例中，其特征在于，所述第二凸起部设置为其一侧与所述第一凸起部连接，另一侧与相邻的滚花部的第二凸起部连接；所述第三凸起部设置为其一侧与所述第一凸起部连接，另一侧与相邻的滚花部的第三凸起部连接。
本发明实施例中，其特征在于，所述滚花部的突出高度大于0mm且0.8mm以下。
本发明实施例中，其特征在于，所述第二凸起部及所述第三凸起部以突出高度越往上越小且是逐渐减小的方式形成。
本发明实施例中，其特征在于，所述滚花部的厚度在0.6mm至1.2mm。
本发明实施例中，其特征在于，所述第一凸起部与所述第二凸起部的连接部分和所述第一凸起部与所述第三凸起部的连接部分设置为完全曲率(full Radius)至2.5mm的曲率半径(radius)。
本发明实施例中，其特征在于，所述滚花部以“之”字形连接且节距(pitch)长度为10mm至30mm。
本发明实施例中，其特征在于，具有所述沟槽部及所述滚花部的降噪主沟槽设置有多个；所述降噪主沟槽各自的所述滚花部的突出高度、厚度、曲率以与所述沟槽部的形状对应地设置。
发明效果
根据上述结构，本发明在轮胎的沟槽上形成规定形状，从而使气柱共鸣声的峰值下降，进而减少轮胎行驶时产生的噪声。
另外，根据本发明，即使为了降低气柱共鸣声的峰值而在轮胎的沟槽上形成滚花部，也不会使沟槽的排水功能下降。
本发明的效果不局限于上述效果，应该理解的是，本发明的效果还包括可从本发明的详细说明或权利要求书中所记载的发明结构中推导出的所有效果。
附图说明
图1是本发明一实施例的带有降噪主沟槽的轮胎的立体图。
图2是本发明一实施例的降噪主沟槽剖面图。
图3是本发明一实施例的滚花部的俯视图。
图4是本发明一实施例的带有降噪主沟槽的轮胎的图。
图5是示出气柱共鸣声发生峰值的区域的曲线图。
图6是示出现有例和本发明实物模型结构的气柱共鸣声之间的比较结果的曲线图。
图7是示出现有例和本发明实际产品的气柱共鸣声的比较结果的曲线图。
图8及图9是表示基于本发明一实施例的滚花部形状的气柱共鸣声的曲线图。
附图标记说明
1000：带有降噪主沟槽的轮胎
100：第一降噪主沟槽
200：第二降噪主沟槽
300：第三降噪主沟槽
400：第四降噪主沟槽
110、210、310、410：沟槽部
120、220、320、420：滚花部
121、221、321、421：第一凸起部
122、222、322、422：第二凸起部
123、223、323、423：第三凸起部
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明。但本发明能够以各种不同的形态来实现，因此，本发明并不局限于在本说明书中说明的实施例。而且，为了明确说明本发明，在附图中省略了与说明无关的部分，在说明书全文中，对相似的部分赋予了相似的附图标记。
在说明书全文中，当表示某些部分与另一部分“相连接(相联接、相接触、相结合)”时，既包括“直接连接”的情况，也包括中间隔着其他部件“间接连接”的情况。并且，当表示某些部分“包括”某些结构要素时，只要没有特别相反的表述，就意味着还可设置其他结构要素，而不是排除包括其他结构要素。
在本说明书中所使用的术语仅用于说明特定的实施例，并不限定本发明。只要未在文脉上明确表示其他意思，则单数的表达包括复数的表达。在本说明书中，“包括”或“具有”等的术语用于指定说明书中所记载的特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或它们的组合的存在，不应理解成提前排除一种或一种以上的其他特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或它们的组合的存在或附加可能性。
以下，参照附图，详细说明本发明的实施例。
图1是本发明一实施例的带有降噪主沟槽的轮胎的立体图，图2是本发明一实施例的降噪主沟槽的剖面图。
图3是本发明一实施例的滚花部的俯视图，图4是本发明一实施例的带有降噪主沟槽的轮胎的图。
如图1至图4所示，带有降噪主沟槽的轮胎1000具有多个降噪主沟槽100、200、300、400。
具体地，带有降噪主沟槽的轮胎1000具有第一降噪主沟槽100、第二降噪主沟槽200、第三降噪主沟槽300及第四降噪主沟槽400。
所述第一降噪主沟槽100包括沟槽部110及滚花部120。
沟槽部110可沿着轮胎胎面的周长以圆周方向延伸形成。即，所述沟槽部110可以是沿着所述轮胎的行驶方向形成的主沟槽。
所述滚花部120突出形成在所述沟槽部110的底面及侧面，以使所述沟槽部110与地面接触时所形成的空气通路变窄，从而减少噪声能量。
所述滚花部120可包括第一凸起部121、第二凸起部122及第三凸起部123。
另外，所述滚花部120设置有多个，且沿着所述沟槽部110的长度方向以“之”字形状形成，且相互连接或者隔开间隔设置。
所述第一凸起部121形成在所述沟槽部110的底面且沿着所述沟槽部110的宽度方向延伸。
更具体地，所述第一凸起部121在所述沟槽部110的底面沿着所述沟槽部110的宽度方向延伸且以斜线方向延伸形成。
所述第二凸起部122沿着所述沟槽部110的一侧面的高度方向延伸形成且从所述第一凸起部121的一侧延伸形成。
所述第二凸起部122以与斜线方向延伸形成的所述第一凸起部121相同的方向延伸形成。
所述第三凸起部123沿着所述沟槽部110的另一侧面的高度方向延伸形成且从所述第一凸起部121的另一侧延伸形成。
所述第三凸起部123也与所述第二凸起部122相同地，以与斜线方向延伸形成的所述第一凸起部121相同的方向延伸形成。
更具体地，所述第二凸起部122的一侧与所述第一凸起部121连接，另一侧与相邻的滚花部的第二凸起部连接。
此时，相邻滚花部相向而成，以使所述滚花部120呈“之”字形状。即，所述第二凸起部122与其相连接的相邻滚花部的第二凸起部构成“V”字形。所述第三凸起部123的一侧与所述第一凸起部121连接，另一侧与其相邻滚花部的第三凸起部连接。即，所述第三凸起部123与其相连接的相邻滚花部的第三凸起部构成“V”字形。
此时，多个所述滚花部120可相互直接连接，也可分离设置。
如果所述滚花部120从底面突出的突出高度大于0.8毫米(mm)，则会导致雨雪道路行驶所需的胎面部100的排水功能不良。所述滚花部120的突出高度可大于0mm且0.8mm以下。另外，所述滚花部120的所述第二凸起部122及所述第三凸起部123可延伸至所述沟槽部110的两侧壁的最上端。此外，所述第二凸起部122及所述第三凸起部123的突出高度越往上越小且是逐渐减小。
所述滚花部120的厚度以0.6mm至1.2mm形成。
所述第一凸起部121与所述第二凸起部122的连接部分和所述第一凸起部121与所述第三凸起部123的连接部分可设置为构成圆形的完全曲率(full Radius)至2.5mm的曲率半径(radius)。
此外，如图3所示，呈“之”字形的所述滚花部120的节距(pitch)长度可设置为10mm至30mm。
所述第二降噪主沟槽200、所述第三降噪主沟槽300、所述第四降噪主沟槽400与前面所述的第一降噪主沟槽100的结构相同。
只是，所述降噪主沟槽各自的所述滚花部120的突出高度、厚度、曲率在所述范围内与所述沟槽部110的形状相对应地设置。
具体地，如图1及图2所示，所述第一降噪主沟槽100、所述第二降噪主沟槽200、所述第三降噪主沟槽300的沟槽部110、210、310的形状相同，但是所述第四降噪主沟槽400的沟槽部410的宽度形成得更窄，且所述滚花部420的突出高度、厚度、曲率也形成得不同。
图5是示出气柱共鸣声发生峰值的区域的曲线图。
如图5所示，现有轮胎的主沟槽与地面接触时，呈管状形态。由于该管状形态，会产生气柱共鸣声引起的噪声。这与轮胎的尺寸及地面接地场有关，大致为800～1200Hz频带的噪声。该频带的噪声对整体轮胎滚动噪声产生较大影响。
为此，带有降噪主沟槽的轮胎1000将压花(emboss)突出的滚花部120应用在沟槽部110的壁面和底面，从而降低这种气柱共鸣声。
具体地，考虑到管(tube)内最重要的噪声衰减机制即热粘性效应(Visco-thermaleffects)，将本发明的所述滚花部120设置为在空气流动时能够使空气更多地与沟槽部110的表面接触，而引发更大的热粘性效应(Visco-thermal effects)。
此外，根据本发明，将所述滚花部120的高度控制在0.8mm以下，从而在不太影响排水功能的情况下将所述滚花部120应用到壁面、底面上，从而使流动接触面增多降低噪声。
图6是示出现有例和本发明实物模型结构的气柱共鸣声之间的比较结果的曲线图。
参照图6，为了验证本发明的降低气柱共鸣的效果，首先，使用了在所述沟槽部110上应用了所述滚花部120的实物模型(Mock-up)。为了测量实物模型上产生的噪声，使用了振荡器即Q-source和噪声测量用传声器。更具体地，测算了Q-source和实物模型之间的频率响应函数，并制作了普通轮胎的平滑主沟槽形状和本发明的降噪主沟槽的实物模型，用在了降低气柱共鸣的验证中。
图6是其结果，现有例是未形成有滚花部的沟槽，实施例是本发明的带有降噪主沟槽的轮胎的信号。验证结果，可以看出气柱共鸣峰值显著下降，以均方根值(RMS)为基准，在900～1300Hz频带上从106.88dB下降至104.41dB约下降2.47dB。
图7是示出现有例和本发明实际产品的气柱共鸣声的比较结果的曲线图。
参照图7，制造带有降噪主沟槽的轮胎1000，在消音室发电机上测定了单个轮胎以60km/h行驶时的噪声。结果，如图7所示，在1kHz频带显示出降低0.6dB的效果，在800Hz以后的整个区域上均显示出降噪效果。因此，不仅是在气柱共鸣声的频带，而且噪声整体值上也显示出降低0.6dB的效果。
图8及图9是表示基于本发明一实施例的滚花部形状的气柱共鸣声的曲线图。
此外，参照图8及图9，为了限定轮胎滚花部120的数值，通过改变凸起部的高度、宽度、间隔因子来进行了实物模型实验。
凸起部的突出高度是指从沟槽部110的底面突起的压花凸起高度，以两种级别即0.6mm、1.2mm进行了改变。宽度是指凸起的幅度或宽度，以两种级别即0.6mm、1.2mm进行了改变。间隔是指沟槽壁面末端之间的距离，如果间隔窄，则呈凸起紧密排列的形状。间隔以两种级别10mm、30mm进行了改变。
与以往实验相同地，实验观察了振荡器即Q-source与传声器之间的频率响应函数。实验结果，如图8所示，凸起的高度0.6mm、厚度1.2mm、间隔10mm时，气柱共鸣声的频带降低效果最大。现有例是未采用滚花部的无花纹沟槽实物模型，实施例是带有降噪主沟槽的轮胎的实物模型，该降噪主沟槽具有采用相应尺寸的滚花部120。如图所示，以均方根值(RMS)为基准，在900～1350Hz频带上与现有例相比实施例约下降3.5dB的噪声。
此外，参照图9，滚花部120的突出高度、厚度、间隔采用了最小尺寸即高度0.6、厚度0.6mm、间隔30mm的实施例与现有例相比，约降低1.3dB的噪声。
如上所述，本发明在轮胎的沟槽部110上形成滚花部120，从而使气柱共鸣声的峰值下降，进而减少轮胎行驶时产生的噪声。
另外，根据本发明，即使为了降低气柱共鸣声的峰值而在轮胎的沟槽部110形成滚花部120，也不会使沟槽部110的排水功能下降。
以上说明用于例示本发明，本领域技术人员能够理解，可在不改变本发明的技术思想或必要特征的前提下很容易变形出其他具体实施方式，因此，上述实施例在所有方面都是用于例示本发明，并不是用于限定本发明。例如，以单一方式说明的各结构要素也能够分开实施，同样，以分开方式说明的结构要素也能够以结合的形态实施。
本发明的范围依据权利要求书而定，由权利要求书的含义、范围以及等同概念导出的所有变更或变形实施方式都应解释为包括在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种带有降噪主沟槽的轮胎，其特征在于，
包括：
沟槽部，沿着轮胎胎面的周长以圆周方向延伸形成，
滚花部，形成在所述沟槽部的底面及侧面；
所述滚花部设置为能够使所述沟槽部和地面接触时形成的空气通路变窄而减少噪声能量，
所述滚花部设置有多个，
多个所述滚花部沿着所述沟槽部的长度方向以“之”字形状形成，
多个所述滚花部中的一个滚花部的端部与另一个滚花部的端部相互连接以形成“V”字形。
2.根据权利要求1所述的带有降噪主沟槽的轮胎，其特征在于，
所述滚花部包括：
第一凸起部，形成在所述沟槽部的底面且沿着所述沟槽部的宽度方向延伸，
第二凸起部，沿着所述沟槽部的一侧面的高度方向延伸形成且从所述第一凸起部的一侧延伸，
第三凸起部，沿着所述沟槽部的另一侧面的高度方向延伸形成且从所述第一凸起部的另一侧延伸。
3.根据权利要求2所述的带有降噪主沟槽的轮胎，其特征在于，
所述第二凸起部设置为其一侧与所述第一凸起部连接，另一侧与相邻的滚花部的第二凸起部连接，
所述第三凸起部设置为其一侧与所述第一凸起部连接，另一侧与相邻的滚花部的第三凸起部连接。
4.根据权利要求2所述的带有降噪主沟槽的轮胎，其特征在于，所述滚花部的突出高度大于0mm且0.8mm以下。
5.根据权利要求2所述的带有降噪主沟槽的轮胎，其特征在于，所述第二凸起部及所述第三凸起部以突出高度越往上越小且是逐渐减小的方式形成。
6.根据权利要求2所述的带有降噪主沟槽的轮胎，其特征在于，所述滚花部的厚度在0.6mm至1.2mm。
7.根据权利要求1所述的带有降噪主沟槽的轮胎，其特征在于，所述滚花部以“之”字形连接且节距长度为10mm至30mm。
8.根据权利要求1所述的带有降噪主沟槽的轮胎，其特征在于，
具有所述沟槽部及所述滚花部的降噪主沟槽设置有多个，
所述降噪主沟槽各自的所述滚花部的突出高度、厚度、曲率以与所述沟槽部的形状对应地设置。
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