CN1792654B - 车辆轮胎 - Google Patents

Abstract

一种充气轮胎，该充气轮胎包括设置有环形区域的胎面部分，每个环形区域设有轴向沟槽，每个轴向沟槽从环形区域的其中一个轴向边缘延伸，其中，每个轴向沟槽定义为：沟槽宽度为2.0至6.0mm，轴向长度不小于环形区域的轴向宽度的40％。环形区域中的轴向沟槽的设置数目Nj彼此不同，而且带槽的环形区域的不同沟槽设置数目Nj的最大公约数在10至40范围内。

Description

车辆轮胎

技术领域

本发明涉及一种车辆轮胎，更具体地说，涉及一种能够改善噪音性能的胎面花纹。

背景技术

车辆噪音主要是轮胎噪音及发动机、传动装置等产生的机械噪音的组合。

近年来，机械噪音已经得到显著减少。特别是，在混合动力车和电瓶车的情况下，当用电动马达时，机械噪音几乎为零。在这种情况下，迫切需要轮胎制造商制造出产生较小噪音的轮胎。

迄今，正如胎面设计领域的技术人员所熟知，差不多总是使用所谓的可变间距方法作为减少轮胎噪音的有效方式。在可变间距方法中，沿圆周重复布置胎面部件的周期减少，这样，不会在噪音声谱中产生显著的峰值，或者说不会在特定频率处升高声压水平。

另一方面，日本专利2805472(公开号：63-159110)公开了一种轮胎，其胎面部分被分成多个沿圆周方向成行布置的块，其中，为了减少噪音，各行间的轴向沟槽的数量是不同的，而且，从车辆的外侧向内侧增加处于一行中块的数量。

为了进一步减少轮胎噪音，本发明人研究并发现：即使按照可变间距方法或上述的已有技术来制造轮胎，很可能会出现脉冲声发生的同步，这使噪音更加恶化。脉冲声发生源自沟槽或胎面部件，这些沟槽或胎面部件在轴向处于不同位置但在周向上处于几乎相同的位置。例如，在行驶过程中当沟槽内的空气由于沟槽容积变化而喷出时所听到的所谓抽吸噪音和在行驶过程中当胎面部件(如块)的轴向延伸的边缘与地面接触时所听到的地面接触音成为所述脉冲声。更进一步地说，即使轴向沟槽是倾斜的，也很难预测一个轴向沟槽的噪音何时达到其最大声音水平。这样，很难通过比较沟槽的特定位置(如端部)而确定是否出现所述的同步。

发明内容

因而，本发明人进行了进一步的研究，以减少或避免脉冲声发生的同步并发现了一种方法，该方法即使单独使用也很有效，而且当其与可变间距方法、试验得出可与任何可变间距方法或现有技术结合使用时，该方法将更为有效。

因此，本发明的一个目的是提供一种充气轮胎，其噪音性能得以有效提高。

根据本发明，一种充气轮胎包括：一个胎面部分，其上具有至少三个带槽的环形区域，每个带槽的环形区域上设置有轴向沟槽，每个轴向沟槽从带槽的环形区域的其中一个边缘延伸，其中：

每个轴向沟槽定义为：其沟槽宽度为2.0至6.0mm，且轴向长度不小于带槽的环形区域的轴向宽度的40％。

上述的至少三个带槽的环形区域根据设置于其间的轴向沟槽的数目Nj而彼此不同，并且，

所述的至少三个具有沟槽的环形区域中的轴向沟槽的设置数目Nj的最大公约数在10至40范围内，其中

所述胎面部分设有通过沿圆周布置M个花纹单元而形成的胎面花纹，每个花纹单元限定为在整个胎面宽度上延伸并包括有来自所述至少三个带槽的环形区域的一些轴向沟槽，而且在具有不同的轴向沟槽的设置数目Nj的环形区域之间，各个所述带槽的环形区域中的所述花纹单元内的轴向沟槽的设置数目Tj是变化的，并且所述的数量M等于所述的最大公约数。

在本申请中，术语“沟槽宽度”表示垂直于该沟槽的纵向或沟槽的中心线而测得的宽度。

附图说明

现在结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。

图1是示出了根据本发明的胎面花纹的充气轮胎的局部展开平面视图。

图2是示出了其中一个基本花纹单元的放大视图。

具体实施方式

在本实施方式中，根据本发明的车辆轮胎1是一种用于客车的充气子午线轮胎。正如本领域技术人员所熟知的，充气轮胎包括一个胎面部分、一对轴向间隔的胎圈部分及一对在胎面边缘与胎圈部分之间延伸的胎侧部分。

所述的胎面部分2设有限定胎面花纹的胎面沟槽和可选设的胎纹沟。图1示出了胎面花纹的一个例子，该胎面花纹适合于小型货车，并旨在提供低噪音和操控稳定性。

胎面沟槽包括多个沿轮胎圆周方向连续延伸的主沟槽3，由此，将胎面部分2轴向分作至少三个环形区域4。

这里，圆周方向的主沟槽3是一个宽度不小于2.0mm的沟槽，其设置用来排水。因此，宽度小于2.0mm的窄沟槽不包括在所述主沟槽3中。而且，沟槽宽度小于2.0mm的部分不作为主沟槽的部分。

在本实施方式中，基于排水和降低噪音的目的，用直沟槽作为主沟槽3。但是，由直线段构成的之字形沟槽或平滑弯曲的之字形沟槽也一样可以使用。但是，即便在之字形沟槽的情况下，也优选之字形的幅度应尽可能地小。

在此实施例中，四个主沟槽3布置在胎面部分2上。因此，所述的胎面部分2被分作五个环形区域4：沿着胎面边缘Te的轴向最外侧的两个区域4e、轴向内部的两个区域4m以及其间的一个中心区域4c。

至少其中两个环形区域4(在此实施例中，是五个区域中的四个——4m和4e)设有轴向沟槽5(下文中称“带槽的环形区域”)。

本发明中，为了排除对抽吸噪音影响很小或根本没有影响的沟槽并由此使降低抽吸噪音的效果最大化，轴向沟槽5定义为：沟槽宽度Wg为2.0至6.0mm，轴向长度F不小于带槽的环形区域的轴向宽度Wr的40％。因而，轴向宽度在上述范围之外的沟槽不视为是轴向沟槽5。而且，沟槽宽度在上述范围之外的沟槽部分也不视为是轴向沟槽5的部分。即使其沟槽宽度在上述范围内，轴向长度短于40％的沟槽或沟槽部分也不视为是轴向沟槽5。

而且，术语“窄沟槽”是指沟槽宽度小于2mm的沟槽或胎纹沟。

本实施例中的胎面花纹为单向花纹，其既不是线对称的，也不是点对称的。位于轮胎赤道Co一侧的一半胎面部分2与位于另一侧的另一半设有不同的花纹。

将位于车辆外侧的一半胎面部分命名为“外侧胎面半部Yo”，而位于车辆内侧的另一半胎面部分命名为“内侧胎面半部Yi”，上述的中心环形区域4c向内侧胎面半部Yi偏置。优选地，中心环形区域4c完全位于内侧胎面半部Yi内。

根据需要，位于内侧胎面半部Yi内的最外侧环形区域4e和内部环形区域4m用后缀“i”表示为4ei和4mi，而在外侧胎面半部Yo中的那些部分用后缀“o”表示为4eo和4mo。

在每个带槽的环形区域4中，每个轴向沟槽5都从该区域的一个边缘向另一个边缘延伸。

轴向沟槽5可以延伸穿过环形区域的整个宽度，但是，在此实施方式中，考虑到要降低噪音，在按照上述沟槽宽度限制的限定中，轴向沟槽5未延伸穿过环形区域的整个宽度。然而，如下所述，若包括有在上述范围之外的窄沟槽部分，则其可延伸穿过环形区域的整个宽度。

在内侧的轴向最外侧环形区域4ei中布置有轴向沟槽5ei，其以相对于轮胎轴线方向不超过15度的角度θ1倾斜。轴向沟槽5ei包括：半开的轴向沟槽5ei1，其每个都从区域4ei的轴向外边缘延伸并终止于区域4ei内而具有一个封闭的轴向内端；以及，敞开的轴向沟槽5ei2，其平行于半开的轴向沟槽5ei1从区域4ei的轴向外边缘延伸而具有与半开的轴向沟槽5ei1大致相同长度，并且其每个还设有一个延伸到区域4ei的轴向内边缘的窄延伸部分(窄沟槽或胎纹沟)。

在内侧的轴向内部环形区域4mi中，敞开的轴向沟槽5mi2从区域4mi的轴向外边缘以大于上述θ1的角度θ2延伸，并且其在轴向内端处设有一个延伸到区域4mi的轴向内边缘的窄延伸部分(窄沟槽或胎纹沟)。

在外侧的轴向最外侧环形区域4eo中布置有相对于轮胎轴线方向以不超过15度的角度θ3倾斜的轴向沟槽5eo。轴向沟槽5eo包括：半开的轴向沟槽5eo1，其每个都从区域4eo的轴向外边缘延伸并终止于区域4eo内而具有一个封闭的轴向内端；以及，敞开的轴向沟槽5eo2，其平行于半开的轴向沟槽5eo1从区域4eo的轴向外边缘延伸而具有与半开的轴向沟槽5eo1大致相同长度，并且其每个还设有一个延伸到区域4eo的轴向内边缘的窄延伸部分(窄沟槽或胎纹沟)。在轴向沟槽5eo之间布置有与轴向沟槽5eo基本平行的窄沟槽7eo。

在外侧的轴向内部环形区域4mo中，在靠近其轴向内边缘处设置有圆周方向延伸的窄直沟槽8mo。而且，在此区域4mo中，在窄沟槽8mo轴向外侧布置有以大于角度θ3的角度θ4倾斜的弧形轴向沟槽5mo。轴向沟槽5mo包括：两种半开的轴向沟槽5mo2，其从区域4mo的轴向外边缘延伸到接近窄沟槽8mo的地方，而且，其每个都在轴向内端处有一个延伸到窄沟槽8mo的窄延伸部分(窄沟槽或胎纹沟)。在轴向沟槽5mo之间布置有弧形的窄沟槽7mo，该窄沟槽7mo从轴向沟槽5mo的轴向内端延伸到区域4mo的轴向外边缘。

中心环形区域4c未设有轴向沟槽5。然而，在此实施例中，长度小于区域4c的轴向宽度的40％的凹口9交错地形成于区域4c的两边缘。

因此，在此实施方式中，环形区域4c形成了沿轮胎圆周方向连续延伸的肋条，而且其余的环形区域4ei、4mi、4mo及4eo形成了4个肋条状胎面部件6.这里，术语“肋条状”是指环形区域的整个宽度未由沟槽宽度为2.0mm或2.0mm以上的沟槽横穿.

对于每个带槽的环形区域4中的轴向沟槽5的设置数目Nj来说，区域4中至少有2种、优选地至少有3种不同的设置数目Nj。

在此实施例中，四个带槽的环形区域4ei、4mi、4mo及4eo具有三种不同的设置数目Njk(k是后缀，此实施例中为1、2和3)。更具体地说，区域4ei中的轴向沟槽的设置数目为Nj1，区域4mi中为Nj2，而区域4mo和4eo中为Nj3。

根据本发明，上述至少两种不同设置数目Nj的最大公约数GCD在不小于10、优选不小于12，也不大于40、优选不大于30的范围内。

如图1所示，胎面花纹通过按照预定的顺序沿圆周重复布置花纹单元P并改变花纹单元P的圆周间距长度PL而形成。换句话说，将具有L个不同的圆周间距长度PL的M(L≤M)个花纹单元P按照可变间距方法之一(包括现有方法)所确定的顺序绕轮胎布置。应用可变间距方法的目的是：从胎面边缘其中一边缘覆盖到另一边缘Te的是花纹单元而不是单独一个胎面部件或沟槽。

在具有不同设置数目Nj的环形区域之间，各环形区域中的每个花纹单元P内的轴向沟槽5的设置数目Tj是变化的。例如，图2中，区域4ei中的设置数目Tj1为4，区域4mi中的设置数目Tj2为2，区域4mo或4eo中的设置数目Tj3为3。这样，因为设计者必须考虑的轴向沟槽的数目相当小，可相对容易地避免脉冲声发生的同步。

随着花纹单元P沿着轮胎重复M次，上述轴向沟槽的数目Nj1、Nj2及Nj3总计为：Nj1＝Tj1×M；Nj2＝Tj2×M及Nj3＝Tj3×M。在此实施例中，由于Tj1、Tj2和Tj3的最大公约数为1，上述Nj1、Nj2及Nj3的最大公约数等于M。因而，此实施例中的胎面花纹通过将花纹单元P沿圆周重复GCD次(即10至40次)而形成。

这样，如果环形区域中轴向沟槽的设置数目Tj的最大公约数为1，不论是否使用可变间距方法，胎面花纹都通过将花纹单元P重复GCD次而形成。

如以上所解释的，设置在带槽的环形区域4上的不同设置数目Njk(k为后缀号)的数目(即最大后缀号kmax)至少为2，优选在本实施方式中至少为3。考虑到噪音性能，特别优选地，不同设置数目Njk的数目等于带槽的环形区域4的数目(A)或数目(A-1)。这样，在此实施方式中，优选为4或3。除了本实施方式，优选地，不同设置数目Njk的数目(kmax)最多为5，因为再多将会使一些环形区域4难以保持其所必需的刚性。

如果最大公约数GCD小于10，由于重复花纹单元P的次数M变小，则难以应用可变间距方法。如果最大公约数GCD大于40，对于轴向沟槽数目Tj最大的区域而言难以保持其所必需的刚性。这样，操控稳定性及耐不均匀磨损性等将倾向恶化。

如以上解释，优选地，带槽的环形区域4上的轴向沟槽5包括两种沟槽：敞开的轴向沟槽——其两端在环形区域的相对两端处是敞开的；以及，半开的轴向沟槽——其一端敞开而另一端完全终止于该区域内.这是因为敞开的轴向沟槽和半开的轴向沟槽产生的抽吸声音在噪音频谱上彼此不同，而通过在一个环形区域上布置这两种沟槽可改善噪音频谱.因而，在内侧的轴向最外侧环形区域4ei中，半开的轴向沟槽5ei1和敞开的轴向沟槽5ei2按照如下顺序交替地布置：半开、敞开、半开、敞开，依次重复.在外侧的轴向最外侧环形区域4eo中，半开的轴向沟槽5eo1和敞开的轴向沟槽5eo2按照如下顺序交替地布置：半开、半开、敞开，依次重复.

优选地，外侧胎面半部Yo的每个区域中的半开的轴向沟槽的数目占轴向沟槽设置数目Nj的百分比与内侧胎面半部Yi中的该百分比大，这是因为考虑到操控稳定性及耐不均匀磨损性，期望外侧胎面半部Yo较内侧胎面半部Yi获得更高的刚性。这样，如上所述，所述的半开轴向沟槽和敞开轴向沟槽的布置在相应的环形区域4eo和4ei中是不同的。

而且，基于同一原因，优选外侧胎面半部Yo的陆部面积比率Lo(％)大于内侧胎面半部Yi的陆部面积比率Li(％)，而且，其差值(Lo％-Li％)设置在5至15的范围内。这里，陆部面积比率L/S是实际触地面积L与总面积S的比值。如果差值Lo-Li小于5，则将难以改善操控稳定性及耐不均匀磨损性等。若差值Lo-Li大于15，则排水将会失去平衡，进而湿地抓地性能倾向恶化。考虑到干地和湿地的抓地性能，更优选地，外侧胎面半部Yo的陆部面积比率Lo设置在65％至75％范围内，而内侧胎面半部Yi的陆部面积比率Li设置在60％至70％范围内。

对比测试：

除胎面花纹外具有同样结构的型号为215/60R16(轮辋型号16×6.5JJ)的小型货车用子午线轮胎通过部分修改如图1所示的胎面花纹而试制，并测试其噪音性能。

胎面花纹的参数及测试结果如表1所示。

噪音性能测试：

使用了日本3000cc FF型小型货车，其四个轮子安装测试轮胎(压力为230kpa)，在行驶速度分别为40、60、80及100km/h的情况下测量在铺设沥青的直线轮胎测试路线上行驶时货车前座处的噪音水平。

表1

轮胎	比较例1	例1	例2
				陆部面积比率Lo(％)陆部面积比率Li(％)	6868	7363	6868
环形区域的数目带槽的区域的数目	54	54	54
				各区域中轴向沟槽的设置数目Nj内侧的轴向最外侧区域4ei内侧的轴向内部区域4mi中心环形区域4c外侧的轴向内部区域4mo外侧的轴向最外侧区域4eo	1165805858	1165808787	1106009090
不同设置数目Nj的数目(kmax)	2	3	3

轮胎	比较例1	例1	例2
				最大公约数GCD	58	29	10
花纹单元重复次数M不同间距长度PL数设有敞开轴向沟槽和半开轴向沟槽的环形区域数目	5854	5854	2054
				噪音性能(dB)40km/h60km/h80km/h100km/h	52.956.761.366.0	51.355.159.865.2	51.655.760.465.7

Claims (7)

1.一种充气轮胎，其包括：

胎面部分，其上设有至少三个带槽的环形区域，每个带槽的环形区域上设置有轴向沟槽，每个轴向沟槽均从带槽的环形区域的其中一个轴向边缘延伸，其中，

每个所述的轴向沟槽限定为：沟槽宽度为2.0毫米至6.0毫米，并且其轴向长度不小于带槽的环形区域的轴向宽度的40％，

所述的至少三个带槽的环形区域中的轴向沟槽的设置数目Nj彼此不同，并且

所述的至少三个带槽的环形区域中的轴向沟槽的设置数目Nj的最大公约数在10至40范围内，其中

所述胎面部分设有通过沿圆周布置M个花纹单元而形成的胎面花纹，

每个花纹单元限定为在整个胎面宽度上延伸并包括有来自所述至少三个带槽的环形区域的一些轴向沟槽，而且

在具有不同的轴向沟槽的设置数目Nj的带槽的环形区域之间，各个所述带槽的环形区域中的所述花纹单元内的轴向沟槽的设置数目Tj是变化的，并且

所述的数量M等于所述的最大公约数。

2.如权利要求1所述的充气轮胎，其中，

所述至少三个带槽的环形区域为四个带槽的环形区域。

3.如权利要求1所述的充气轮胎，其中，

所述至少三个带槽的环形区域为五个带槽的环形区域。

4.如权利要求1、2或3所述的充气轮胎，其中，

所述胎面部分进一步设有中心环形区域，所述中心环形区域未设有轴向沟槽，并形成了沿轮胎圆周方向连续延伸的肋条。

5.如权利要求1、2或3所述的充气轮胎，其中，

所述胎面部分进一步设置有一个具有轴向沟槽的带槽的环形区域，其轴向沟槽的设置数目Nj等于所述的至少三个带槽的环形区域其中之一的设置数目Nj。

6.如权利要求1所述的充气轮胎，其中，

布置于至少其中一个所述带槽的环形区域上的所述轴向沟槽包括敞开的轴向沟槽和半开的轴向沟槽，其中所述敞开的轴向沟槽从带槽的环形区域的轴向外边缘延伸并且还设有一个延伸到所述带槽的环形区域的轴向内边缘的窄延伸部分，所述半开的轴向沟槽从所述带槽的环形区域的轴向外边缘延伸并终止于所述带槽的环形区域内。

7.如权利要求1的充气轮胎，其中，

外侧胎面半部的陆部面积比率Lo大于内侧胎面半部的陆部面积比率Li，其中所述的外侧胎面半部是指位于轮胎赤道一侧的一半胎面部分，所述的内侧胎面半部是指位于轮胎赤道另一侧的另一半胎面部分，并且所述外侧胎面半部的陆地面积比率Lo和所述内侧胎面半部的陆部面积比率Li以百分比来表示时，所述外侧胎面半部的陆地面积比率Lo与所述内侧胎面半部的陆部面积比率Li之间的差值(Lo％-Li％)在5％至15％的范围内，

其中，当将轮胎安装在车辆上时，将所述外侧胎面半部放置在车辆的外侧，并相应地，将所述内侧胎面半部放置在车辆的内侧。

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