TWI480182B - Tire tire groove of the anti-folder structure - Google Patents

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Description

輪胎胎溝之防夾石結構
本發明係有關於溝紋結構，特別是指凹設於輪胎胎面上，結合溝內緣壁之凸階設計，以提升輪胎之排水性能，並可達到防止夾石之情形發生者。
大多數交通工具均藉由車輪的滾動，以使車體前進或後退，而車胎則是界於地面及輪圈之間的媒介，其利用塑性材質所具有可吸震之特性，為使車體行進中可緩衝來自地面的衝擊力，提升乘坐的舒適性。
輪胎之胎體須具有支撐性，利用於胎體內埋設高強度簾布層、帶束層、或金屬帶等構件，其中簾布層材質多為如玻璃纖維、或聚醯胺纖維；輪胎之胎面則增設有若干胎紋，藉以增加排水性及抓地性，甚至可以降低噪音。
近來，輪胎之技術已發展至朝向防夾石之功能，主要為解決輪胎行駛時，尤其是遇及非鋪設路況，常導致小碎石進入而卡制於胎紋內，而此一夾石情形，往往會造成輪胎之排水性能下降，尤其以高荷重之巴士或卡車用輪胎如發生夾石狀況時，因長期重力下於小碎石卡制之胎溝周邊處產生一集中應力，而開始產生龜裂，以致使用壽命縮短，嚴重時甚至會爆胎危害行駛安全。
進一步分析具防夾石之輪胎技術，其大致可分為「凸設式」及「凹設式」兩大類，其中「凹設式」係指於輪胎溝槽內沿其溝紋方向設置較大之凹槽，以提供較大空間來避免夾石情形發生，如美國第US4,747,435號專利所揭之胎紋結構；「凸設式」則是於胎溝內由胎溝底面凸伸設置平台呈預設高度，以防止小碎石卡制胎溝深處，僅於淺處部位尚能自行排除而達到防石效果，如美國第US7,980,281號專利及第US5,492,161號專利所揭露之輪胎胎溝結構者。
本案係針對「凸設式」之輪胎防夾石作進一步研究，按美國第US7,980,281號所揭露之胎溝結構，其提供一輪胎係以一胎面提供一溝槽部位，及由該溝槽分隔之一接地部位；其中一個突出條紋沿凹槽部分的延伸方向延伸以提供凹槽部位之一溝底；該突出條紋係提供一頂頭部朝輪胎外緣端凸出，及一基部較窄於該頂頭部且與各該頂頭部及溝底連接；其中突出條紋之高度H與該溝部溝槽深度D的H/D比為0.22。
另一種「凸設式」之輪胎防夾石結構，如美國第US5,492,161號專利所揭露者，其提供一種卡車或巴士用輻射胎，包含：花紋溝槽具有形成於胎邊之下半部，其中一加強部由該花紋溝槽的至少一邊朝中心延伸，該相對應凹槽之寬度減少於較低之部位，及一窄胎肩，包含複數窄刀切溝槽提供每一該加強部超過實質整體寬度，及非同一邊之溝槽的上半部，該胎肩形成於一間隔，其間隔範圍為3-10mm，於該輪胎胎溝之胎肩垂直方向至縱向方向，及該胎肩之一末端開向該花紋溝槽之 間，且該胎肩之另一末端呈封閉狀並止於該加強部。
上述「凸設式」結構中，前者係於該溝底內朝溝槽開口方向延伸預設高度之該頂頭部，後者則於溝槽內其一壁緣及溝底共同形成平台狀之加強部，藉以縮小胎溝空間，並盡量避免小碎石因卡制於溝槽深處，而致更無法自動地及順利地排出。
惟，以前者而言，該基部形成之頸部，事實上則更可能使石頭進入後，卡制於較小外徑之頸部地方，而更不易達到自行排石之功效；後者結構則會在輪胎磨耗至該平台時，整體溝槽變窄，且溝紋內供水流的體積將大為減少，排水性也大為降低，而容易使車胎行進中產生滑移現象；故本案發明人係提供一種可防夾石之胎紋結構，以解決前述問題，同時可達到較優之排水性及使用壽命者。
有鑑於此，本發明所揭露輪胎胎溝之防夾石結構，係以預設數量設於一胎面上，其包含有：一胎紋溝，係以一溝底及兩側緣壁延伸預設高度之開放槽狀，其兩側緣壁為分別設為具有預設斜度之一第一側壁及一第二側壁，且各該第一、第二側壁兩者之緣壁斜度相異；一凸階組，設於該胎紋溝內，其具凸設預設高度於該第一側壁上之一第一凸階，及凸設預設高度於該第二側壁上之一第二凸階，各該第一、第二凸階分別以預 設曲率凸伸之曲面，並沿各該第一、第二側壁連續延伸設置，且各該第一、第二凸階兩者之凸設高度相異；藉由上述構件，利用各具不同斜度之兩側各該第一、第二側壁配合其上分別設有各具不同凸面曲率之各該第一、第二凸階，可使石頭進入溝槽內較不易卡制小碎石，而達到防夾石之功效，同時減少流體擾流之情形產生以具有較優之排水性能，且更容易地將石頭自行排出，以增進輪胎壽命及安全性者。
本發明之主要目的即在提供一種輪胎胎溝之防夾石結構，係利用於胎紋溝兩側壁面形成各自以不同預設曲率凸伸之凸階組，可使石頭進入溝槽內與凸階組產生點與點接觸，則較不易卡制小碎石，而達到防夾石之功效。
本發明之次一目的即在提供一種輪胎胎溝之防夾石結構，其係以凸階組於兩側緣壁相互呈錯位狀態沿胎紋溝兩側壁連續設置，可使流體於胎紋溝內沿一定方向順勢流動，減少擾流之情形產生，係具有較優之排水性能。
本發明之再一目的即在提供一種輪胎胎溝之防夾石結構，其具有斜度不同之二側壁，且使溝槽寬度朝胎面漸擴之設計，使已卡制於胎紋溝之小碎石，配合輪胎滾動所產生之離心力，則可更容易地將石頭自行排出，以增進輪胎壽命及安全性。
首先請參照第一圖至第四圖，本發明所提供之一種輪胎胎溝之防夾石結構，係以預設數量設於一胎面(50)上，其包含有：一胎紋溝(10)，及設於該胎紋溝(10)內之一凸階組(20)。
該胎紋溝(10)，係以一溝底(11)及兩側緣壁延伸預設高度之開放槽狀，其兩側緣壁為分別設為具有預設斜度之一第一側壁(12)及一第二側壁(13)；各該第一、第二側壁(12)(13)兩者之緣壁斜度相異，靠近輪胎一胎面(50)中心之緣壁為該第一側壁(12)，靠近該胎肩(40)之緣壁為該第二側壁(13)；該第一側壁(12)與該溝底(11)之傾角大於該第二側壁(13)與該溝底(11)之傾角。
該凸階組(20)，設於該胎紋溝(10)內，其具凸設預設高度於該第一側壁(12)上之一第一凸階(21)，及凸設預設高度於該第二側壁(13)上之一第二凸階(22)，各該第一、第二凸階(21)(22)之凸伸高度相異，各該第一、第二凸階(21)(22)分別以預設曲率凸伸之曲面，其沿各該第一、第二側壁(12)(13)連續延伸設置，並使設於該第一側壁(12)上之該第一凸階(21)其凸伸厚度之尺寸，大於設於該第二側壁(13)上之該第二凸階(22)之凸伸厚度尺寸；該第一凸階(21)係以若干凸部(211)及若干凹部(212)連續交互設置所形成；該第二凸階(22)係以若干凸部(221)及若干凹部(222)連續交互設置所形成；各該凹部(212)(222)分別將各該第一、第二凸階(21)(22)分別區隔形成連續排列之複數凸緣面，而使各該第一、第二凸階(21)(22)分別與該溝底(11)形成平行之波浪狀曲線；各該第一、第二凸階 (21)(22)上分別設有凹狀之若干凹槽(23)，係以預設間距及預設數量延各該第一、第二凸階(21)(22)之延伸連續設置，並使各該凹槽(23)則設於該凸部(211)(221)上。
藉由上述構件，利用各具不同斜度之兩側各該第一、第二側壁(12)(13)，配合其上分別設有各具不同凸面曲率之各該第一、第二凸階(21)(22)，可使石頭進入該胎紋溝(10)內較不易卡制小碎石，而達到防夾石之功效，同時減少流體擾流之情形產生以具有較優之排水性能，且更容易地將石頭自行排出，以增進輪胎壽命及安全性者。
為供進一步瞭解本發明構造特徵、運用技術手段及所預期達成之功效，茲將本發明使用方式加以敘述如下：本發明係於製造流程中，以一體方式形成各該胎紋溝(10)及凸階組(20)，其中該胎紋溝(10)包括該溝底(11)、及兩側斜度不同之各該第一、第二側壁(12)(13)；該凸階組(20)則包括分別設於各該第一、第二側壁(12)(13)上且呈相異凸面曲率之第一、第二凸階(21)(22)，及設於各該第一、第二凸階(21)(22)上之若干凹槽(23)；同時使組成各該第一、第二凸階(21)(22)之凹部(212)(222)及凸部(211)(221)，於各該第一、第二側壁(12)(13)呈相對之交錯設置，並使各該凹部(212)(222)及凸部(211)(221)於溝底相鄰之稜線形成平行狀之波浪曲線者。
請參照第五圖，本發明各構件間之相對空間形態及位置之說明，其中各該第一、第二凸階(21)(22)至該溝底(11)之高度 尺寸範圍(D2)，為該胎面(50)至該溝底高度尺寸(D1)的30%-50%；該第一側壁(12)與該溝底(11)之傾斜角度(A)範圍為65-85度；該第二側壁(13)與該溝底(11)間之傾斜角度範圍(B)為55-80度；各該凹槽(23)之寬度尺寸範圍為0.1-1.5mm；各該凹槽(23)其凹設之深度尺寸範圍分別為各該第一、第二凸階(21)(22)凸伸厚度(W1)(W2)之30%-60%；各該凹槽(23)間之間距尺寸範圍為2-55mm。
進一步說明，本發明靠近該胎面(50)中心之第一側壁(12)傾斜角度(A)較大於該胎肩(40)之該第二側壁(13)傾斜角度(B)；該第二凸階(22)凸起厚度(W2)較小於該第一凸階(21)凸起厚度(W1)；此一技術特徵，係使靠近該胎面(50)中心之該第一側壁(12)傾斜角度(A)較陡峭，而靠近該胎肩(40)之第二側壁(13)傾斜角度較平緩，當石頭進入該胎紋溝(10)內，且輪胎之胎面(50)與地面接觸時，因重力產生的荷重使胎面受壓，讓胎面(50)弧度變得較平緩；當輪胎離開路面時，受胎面原始設計弧度之影響將產生一恢復力，使胎面(50)弧度恢復成原始狀態，此時胎面(50)弧度可使胎面(50)胎紋溝(10)之溝寬放大，即能鬆開卡制其中之石頭而使其自動排石。
請參照第六圖至第十圖，係為本發明各該第一、第二凸階(21)(22)沿該胎紋溝(10)連續曲線延伸設置之示意圖，係截取第三圖之a-a、b-b、c-c、d-d四個截斷面，以說明各該第一、第二側壁(12)(13)及第一、第二凸階(21)(22)之變化；其中a-a之截斷圖為第六圖，b-b之截斷圖為第七圖、c-c之截斷圖為 第八圖、d-d之截斷圖為第九圖；第十則為前述a-a、b-b、c-c、d-d四個截斷面之結合示意圖，藉以看出各該第一、第二側壁(12)(13)及第一、第二凸階(21)(22)之變化情形。
另一方面，配合該第一側壁(12)傾斜角度(A)與第二側壁(13)傾斜角度(B)兩者落差，以及各該第一、第二凸階(21)(22)凸起厚度(W1)(W2)之設計，可減少石頭排出後往胎面中心方向移動之機率，避免後側輪胎重覆碾壓過相同石頭產生再次夾石；此外，因第一側壁(12)傾斜角度(A)較為陡峭，其與該溝底(11)接觸後產生的角度變化較大，相對所產生應力集中現象亦較大，使得位於該第一凸階(21)之第一斜面(A)底部與該溝底(11)鄰接，並形成一曲面形狀以補強該溝底(11)，避免龜裂現象。
本發明利用該胎紋溝(10)兩側之各該第一、第二側壁(12)(13)，各別形成不同預設曲率凸伸之各該第一、第二凸階(21)(22)，即使石頭進入該胎紋溝(10)內，則僅與該凸階組(20)產生點與點接觸，故較不易卡制小碎石，而達到防夾石之功效，其防夾石功效較優於習知結構；再者，本發明具有斜度不同之各該第一、第二側壁(12)(13)，配合溝槽寬度朝該胎面(40)漸擴之結構設計，可使已卡制於該胎紋溝(10)之小碎石，配合輪胎滾動所產生之離心力，則可更容易地將石頭自行排出，以增進輪胎壽命及安全性，解決夾石後不易排出又造成夾石處之應力集中產生龜裂、使用壽命短等習知危險性高之問題。
本發明係以各該第一、第二凸階(21)(22)於兩側緣壁各該 凹部(212)(222)及凸部(211)(221)相互呈錯位狀態，沿該胎紋溝(10)兩側壁連續設置，可使流體於該胎紋溝(10)內沿一定方向順勢流動，減少於該胎胎紋溝(10)槽內產生擾流之情形，係相較於習知結構，本發明更具有較優之排水性能。
本發明之該凸階組(20)，即使於輪胎磨耗至各該第一、第二凸階(21)(22)部位，其兩側壁間之槽寬仍具相當距離，故於同樣磨耗程度之條件下，本發明之排水性仍較優於習知結構；本發明該凹槽(23)之設計，則為磨耗至各該第一、第二凸階(21)(22)部位至各該凹槽(23)接觸地面時，則仍可維持一定成效之排水性，降低打滑之情形發生。
綜合上述，本發明所揭露之「輪胎胎溝之防夾石結構」，係提供一種具較優排水性及防夾石功能之胎紋結構，係設計該凸階組於該胎紋溝內，利用兩側不同斜度之各該第一、第二側壁，使槽寬朝該胎面漸擴，配合不同凸出曲面之各該第一、第二凸階分別設於各該第一、第二側壁上，藉以減少石頭與凸階接觸的面積，並降低凸階的剛性，結合輪胎行進中的離心力將使石頭容易隨其轉動而自動排出，於磨耗相當程度後又能維持其排水性能，以避免中小型石頭卡制該胎紋溝及凸階組之間，使產生損傷破壞之情形，既能延長使用壽命，又能提高行駛之安全性，而獲致一實用性高之胎紋結構，俾使整體確具產業實用性及成本效益，且其構成結構又未曾見於諸書刊或公開使用，誠符合發明專利申請要件，懇請 鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱。
需陳明者，以上所述乃是本發明之具體實施例及所運用之技術原理，若依本發明之構想所作之改變，其所產生之功能作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋之精神時，均應在本發明之範圍內，合予陳明。
[本發明]
(10)‧‧‧胎紋溝
(11)‧‧‧溝底
(12)‧‧‧第一側壁
(13)‧‧‧第二側壁
(20)‧‧‧凸階組
(21)‧‧‧第一凸階
(211)‧‧‧凸部
(212)‧‧‧凹部
(22)‧‧‧第二凸階
(221)‧‧‧凸部
(222)‧‧‧凹部
(23)‧‧‧凹槽
(40)‧‧‧胎肩
(50)‧‧‧胎面
第一圖為本發明一較佳實施例之局部立體圖。
第二圖為本發明一較佳實施例之局部放大圖。
第三圖為本發明一較佳實施例之局部截面示意圖。
第四圖為本發明一較佳實施例之局部截面放大圖一。
第五圖為本發明一較佳實施例之局部截面放大圖二。
第六圖為本發明一較佳實施例之a-a局部截面放大圖一。
第七圖為本發明一較佳實施例之b-b局部截面放大圖二。
第八圖為本發明一較佳實施例之c-c局部截面放大圖三。
第九圖為本發明一較佳實施例之d-d局部截面放大圖四。
第十圖為本發明一較佳實施例之局部截面變化示意圖。
(10)‧‧‧胎紋溝
(20)‧‧‧凸階組
(40)‧‧‧胎肩
(50)‧‧‧胎面

Claims (10)

  1. 一種輪胎胎溝之防夾石結構，係以預設數量設於一胎面上，其包含有：一胎紋溝，係以一溝底及兩側緣壁延伸預設高度之開放槽狀，其兩側緣壁為分別設為具有預設斜度之一第一側壁及一第二側壁，且各該第一、第二側壁兩者之緣壁斜度相異；一凸階組，設於該胎紋溝內，其具凸設預設高度於該第一側壁上之一第一凸階，及凸設預設高度於該第二側壁上之一第二凸階，各該第一、第二凸階分別以預設曲率凸伸之曲面，並沿各該第一、第二側壁連續延伸設置，且各該第一、第二凸階兩者之凸設高度相異。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述輪胎胎溝之防夾石結構，其中各該第一、第二凸階至該溝底之高度尺寸範圍，為該胎面至該溝底高度尺寸的30%-50%。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述輪胎胎溝之防夾石結構，其中該胎面之兩側分別形成一胎肩；靠近輪胎胎面中心之緣壁為該第一側壁，靠近該胎肩之緣壁為該第二側壁，該第一側壁與該溝底之傾角大於該第二側壁與該溝底之傾角。
  4. 依據申請專利範圍第3項所述輪胎胎溝之防夾石結構，其中該第一側壁與該溝底之傾斜角度範圍為65-85度；該第二側壁與該溝底間之傾斜角度範圍為55-80度。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述輪胎胎溝之防夾石結構， 其中該第一凸階係以若干凸部及若干凹部連續交互設置所形成；該第二凸階係以若干凸部及若干凹部連續交互設置所形成。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述輪胎胎溝之防夾石結構，其中各該凹部分別將各該第一、第二凸階分別區隔形成連續排列之複數凸緣面，而使各該第一、第二凸階分別與該溝底形成平行之波浪狀曲線。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述輪胎胎溝之防夾石結構，其中各該第一、第二凸階上分別設有凹狀之若干凹槽，係以預設間距及預設數量延各該第一、第二凸階之延伸連續設置。
  8. 依據申請專利範圍第7項所述輪胎胎溝之防夾石結構，其中各該凹槽之寬度尺寸範圍為0.1-1.5mm；各該凹槽其凹設之深度尺寸範圍為各該第一、第二凸階凸伸厚度之30%-60%；各該凹槽間之間距尺寸範圍為2-5mm。
  9. 依據申請專利範圍第7項所述輪胎胎溝之防夾石結構，其中各該第一、第二凸階分別係以若干凸部及若干凹部連續交互設置所形成；各該凹槽則設於該凸部上。
  10. 依據申請專利範圍第1項所述輪胎胎溝之防夾石結構，其中該胎面之兩側分別形成一胎肩；靠近輪胎胎面中心之緣壁為該第一側壁，靠近該胎肩之緣壁為該第二側壁，設於該第一側壁上之該第一凸階其凸伸厚度尺寸，大於設於該第二側壁上之該第二凸階。
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