TWI822255B

TWI822255B - 兼具溼地性能的低噪音充氣輪胎

Info

Publication number: TWI822255B
Application number: TW111130763A
Authority: TW
Inventors: 張恩瑜; 洪文棋
Original assignee: 正新橡膠工業股份有限公司
Priority date: 2022-08-16
Filing date: 2022-08-16
Publication date: 2023-11-11

Abstract

一種兼具溼地性能的低噪音充氣輪胎，包含：一胎面；至少二主溝，設置於該胎面；至少一陸地部，設置於該胎面，所述陸地部位於相鄰的所述主溝之間，所述陸地部上有一橫紋溝，該橫紋溝連通相鄰的所述主溝，該橫紋溝中有一架橋，該架橋包含有依序相鄰的一第一階、一第二階及一第三階；所述主溝有一主溝深度，該架橋表面在該第二階沿著一徑向的深度介於該主溝深度的5%至35%之間。藉由貫穿所述陸地部的該橫紋溝，以及該橫紋溝中該架橋形成的該第一階、該第二階及該第三階，該兼具溼地性能的低噪音充氣輪胎可以有效兼顧排水性能和降噪性能。

Description

兼具溼地性能的低噪音充氣輪胎

本發明係關於一種輪胎，尤指一種兼具溼地性能的低噪音充氣輪胎。

輪胎的花紋配置對輪胎的溼地性能與噪音都是具有重要影響的，以噪音來說，例如有中國專利公告號第CN105980173B號與日本專利公告號第JP6110825B2號，分別提出一種充氣輪胎。

其中，前述CN105980173B號專利案主要是透過相對於第2主槽為非連通的橫紋槽，抑制胎面噪音釋放至車外。

而前述JP6110825B2號專利案則主要是透過中心花紋塊與胎邊花紋塊在接觸面錯開的配置，提升降噪性能。

上述兩件專利案都是以輪胎的花紋配置，針對輪胎噪音的降低進行改良，輪胎的溝容積提高可進一步提升溼地性能，然而溝容積提高會使管柱共鳴能量增大，進而導致降噪性能劣化。

要維持溼地性能，同時提升降噪性能的充氣輪胎，是技術人員所要解決的技術問題。

爰此，本發明人為同時維持溼地性能與提升降噪性能，而提出一種兼具溼地性能的低噪音充氣輪胎，包含：一胎面，該胎面有一徑向；至少二主溝，設置於該胎面；至少一陸地部，設置於該胎面，所述陸地部位於相鄰的所述主溝之間，所述陸地部上有一橫紋溝，該橫紋溝連通相鄰的所述主溝，該橫紋溝中有一架橋，該架橋包含有依序相鄰的一第一階、一第二階及一第三階；所述主溝有一主溝深度，該架橋表面在該第二階沿著該徑向的深度介於該主溝深度的5%至35%之間。

進一步，所述主溝包含至少一中心主溝及至少一胎肩主溝，該橫紋溝連通相鄰的所述中心主溝及所述胎肩主溝，該架橋的該第一階連接所述中心主溝，該架橋的該第二階連接該第一階，該架橋的該第三階連接該第二階及所述胎肩主溝。

進一步，該架橋表面在該第一階及該第二階沿著該徑向的深度，皆淺於該架橋表面在該第三階沿著該徑向的深度。

其中，所述中心主溝有一中心主溝深度，該架橋表面在該第一階沿著該徑向的深度介於該中心主溝深度的10%至40%之間。

其中，所述中心主溝有一中心主溝深度，該架橋表面在該第二階沿著該徑向的深度介於該中心主溝深度的5%至35%之間。

其中，所述中心主溝有一中心主溝深度，該架橋表面在該第三階沿著該徑向的深度介於該中心主溝深度的30%至100%之間。

其中，所述陸地部包含複數花紋塊，該橫紋溝位於相鄰的所述花紋塊之間；該架橋的數量介於所述花紋塊之數量的70%至100%之間。

根據上述技術特徵較佳地可達成以下功效：

1.藉由貫穿陸地部的橫紋溝，以及橫紋溝中架橋形成的第一階、第二階及第三階，兼具溼地性能的低噪音充氣輪胎可以有效兼顧排水性能和降噪性能。

2.藉由向胎面延伸卻不延伸至花紋塊表面的架橋，可以提升花紋塊的剛性、維持橫紋溝在溼地操駕的性能、減低橫紋溝的空腔體積，進而達到更佳的降噪效果。

3.藉由細溝連接胎肩橫溝與胎肩主溝，可以提升溼地性能，同時達到降低花紋噪音功效。

1:胎面

2:中心主溝

3:胎肩主溝

4:中心陸地部

5:第二陸地部

51:花紋塊

52:橫紋溝

521:窄段

522:寬段

53,53a,53b,53c,53d:架橋

531:第一階

532,532a,532b,532c,532d:第二階

533:第三階

6:胎肩陸地部

D:中心主溝深度

D1:第一階深度

D2:第二階深度

D3:第三階深度

TW:胎面寬度

[第一圖]係本發明第一實施例之胎面部分的平面圖。

[第二圖]係本發明第一實施例之胎面部分之局部放大圖。

[第三圖]係本發明第一實施例之橫紋溝部分的立體剖視圖。

[第四圖]係本發明第一實施例之橫紋溝部分的平面剖視圖。

[第五圖]係本發明第二實施例之橫紋溝部分的平面剖視圖。

[第六圖]係本發明第三實施例之橫紋溝部分的平面剖視圖。

[第七圖]係本發明第四實施例之橫紋溝部分的平面剖視圖。

[第八圖]係本發明第五實施例之橫紋溝部分的平面剖視圖。

[第九圖]係本發明第一至第五實施例在時速100公里下之噪音模擬成績折線圖。

[第十圖]係本發明第一至第五實施例在時速80公里下之噪音模擬成績折線圖。

[第十一圖]係本發明第一至第五實施例在時速60公里下之噪音模擬成績折線圖。

[第十二圖]係本發明第一至第五實施例在時速40公里下之噪音模擬成績折線圖。

綜合上述技術特徵，本發明兼具溼地性能的低噪音充氣輪胎的主要功效將可於下述實施例清楚呈現。

請參閱第一圖至第三圖，係揭示本發明兼具溼地性能的低噪音充氣輪胎的第一實施例，包含有一胎面1。該胎面1有一徑向、一周向及一軸向，其中該徑向與該軸向通過該兼具溼地性能的低噪音充氣輪胎的中心，該周向則是圍繞該兼具溼地性能的低噪音充氣輪胎的中心，該胎面1並沿著該軸向有一胎面寬度TW。

惟一般充氣輪胎的結構已為習知技術，本發明之重點主要也在於對該胎面1上花紋的改良，因此於本發明圖式中未繪出整個輪胎，也未逐一針對輪胎既有的結構，如胎圈、胎側等等進行說明，僅於圖式中繪出該胎面1一部份的平面圖。下文所敘述之在該軸向上的內側指的是相對遠離胎側，在該軸向上的外側則指的是相對接近胎側。

除了該胎面1，該兼具溼地性能的低噪音充氣輪胎還包含設置於該胎面1的以下結構：

複數中心主溝2及複數胎肩主溝3，所述中心主溝2及所述胎肩主溝3彼此相鄰，且所述中心主溝2在該軸向上皆位於所述胎肩主溝3內側。

在本實施例中，所述中心主溝2及所述胎肩主溝3數量皆為二，正好讓該胎面1在該軸向上左右對稱。

而在該軸向上，所述胎肩主溝3與所述中心主溝2之間，以及兩條所述中心主溝2之間，則各緊鄰一陸地部。為方便區分不同的該陸地部，將所述中心主溝2之間的該陸地部稱為一中心陸地部4，所述胎肩主溝3與所述中心主溝2之間的該陸地部稱為一第二陸地部5。在該軸向上，所述胎肩主溝3外側則緊鄰著複數胎肩陸地部6。

在該第二陸地部5上設置有複數橫紋溝52，所述橫紋溝52連通所述中心主溝2與所述胎肩主溝3，所述橫紋溝52中各有一架橋53，較佳地，該架橋53與該第二陸地部5一體成型。於實際實施時，所述橫紋溝52及該架橋53也可以設置於該中心陸地部4上。

更詳細的說，該第二陸地部5包含複數花紋塊51，所述橫紋溝52位於相鄰的所述花紋塊51之間而分隔出所述花紋塊51。較佳地，該架橋53的數量介於所述花紋塊51之數量的70%至100%之間。

所述橫紋溝52各自有連通所述中心主溝2的一窄段521，以及有連通所述胎肩主溝3及該窄段521的一寬段522。

該架橋53包含連接所述中心主溝2的一第一階531、連接該第一階531的一第二階532，以及有連接所述胎肩主溝3及該第二階532的一第三階533。該第一階531與該第二階532在該窄段521中連接，該第二階532與該第三階533在該寬段522中連接。

更詳細的說，該架橋53之該第一階531、該第二階532及該第三階533，係以該第二階532頂部兩側過導圓角的側緣做區分，在兩側側緣之間係為該第二階532，在其中一側側緣與所述中心主溝2之間為該第一階531，在另一側側緣與所述胎肩主溝3之間則為該第三階533。

請參閱第一圖及第四圖，在該徑向上，所述中心主溝2有一中心主溝深度D。本實施例中，該中心主溝深度D的計算，是自該第二陸地部5接近所述中心主溝2的側緣，做平行所述中心主溝2底部的一平行線，以該平行線至所述中心主溝2底部的距離做為該中心主溝深度D。

該架橋53表面在該第一階531及該第二階532沿著該徑向的深度，皆淺於該架橋53表面在該第三階533沿著該徑向的深度，更詳細的說，該架橋53表面在該第一階531沿著該徑向有一第一階深度D1，該架橋53表面在該第二階532沿著該徑向則有一第二階深度D2，該架橋53較平緩的表面在該第三階533沿著該徑向則有一第三階深度D3。該第一階深度D1介於該中心主溝深度D的10%至40%之間，該第二階深度D2介於該中心主溝深度D的5%至35%之間，該第三階深度D3介於該中心主溝深度D的30%至100%之間。較佳地，該第二階深度D2即為該中心主溝深度D的10%。

由於在所述橫紋溝52中設置有往該胎面1延伸的該架橋53，且無論是該第一階531、該第二階532還是該第三階533，該架橋53表面都不延伸至所述花紋塊51表面，不只可以提升所述花紋塊51的剛性、維持所述橫紋溝52在溼地操駕的性能，還可以減低所述橫紋溝52中的空腔體積，進而達到更佳的降噪效果。

請參閱第五圖，係揭示本發明兼具溼地性能的低噪音充氣輪胎的第二實施例，採用第一實施例的大部分結構，而在本實施例中，該架橋53a表面在該第二階532a沿著該徑向的深度，也就是該第二階深度D2，設定為該中心主溝深度D的5%。

請參閱第六圖，係揭示本發明兼具溼地性能的低噪音充氣輪胎的第三實施例，採用第一實施例的大部分結構，而在本實施例中，該架橋53b表面在該第二階532b沿著該徑向的深度，也就是該第二階深度D2，設定為該中心主溝深度D的15%。

請參閱第七圖，係揭示本發明兼具溼地性能的低噪音充氣輪胎的第四實施例，採用第一實施例的大部分結構，而在本實施例中，該架橋53c表面在該第二階532c沿著該徑向的深度，也就是該第二階深度D2，設定為該中心主溝深度D的25%。

請參閱第八圖，係揭示本發明兼具溼地性能的低噪音充氣輪胎的第五實施例，採用第一實施例的大部分結構，而在本實施例中，該架橋53d表面在該第二階532d沿著該徑向的深度，也就是該第二階深度D2，設定為該中心主溝深度D的35%。

請參閱第九圖至第十二圖，並請搭配第四圖至第八圖，第九圖至第十二圖係第一實施例至第五實施例分別在時速100公里、時速80公里、時速60公里及時速40公里下之噪音模擬測試。

第九圖至第十二圖中，Y軸的噪音指數為normalization of pitch noise index，即噪音能量的累積，數值越高噪音越大。

由第九圖至第十二圖可以看出，該架橋53,53a,53b,53c,53d表面在該第二階532,532a,532b,532c,532d的深度，與噪音的影響，是有正相關的：該架橋53,53a,53b,53c,53d表面在該第二階532,532a,532b,532c,532d的深度越淺，降噪性能越佳。

從第九圖至第十二圖的模擬結果可以看出，在頻率500至1000赫茲的區間中，以第二實施例，也就是該第二階深度D2為該中心主溝深度D的5%時，降噪性能效果最好。

而對第一實施例至第五實施例分別進行實車評價測試後，發現受到輪胎結構、膠料等變異因素影響，會使得實車測試結果與模擬有差異，經實車評價測試結果得出第一實施例，也就是該第二階深度D2為該中心主溝深度D的10%時，降噪性能效果最好。

因此，為了維持溼地性能及整體性能，在兼顧降噪性能、溼地性能及整體性能的情況下，第一實施例可以做為該兼具溼地性能的低噪音充氣輪胎的較佳實施例。

下表一中，以第一實施例做為本發明，也就是該第二階深度D2為該中心主溝深度D的10%之實施例，並以未設置有該架橋53b的充氣輪胎做為習知技術與本發明進行車輛測試，使用輪圈17x7.5J，充氣壓240kPa條件進行花紋降噪性能、溼地操駕性能及溼地制動性能的實車測試與比較。選用充氣輪胎的規格皆為265/70R17，下表一中各項數值為駕駛主觀給予的分數，皆為越高越好，溼地制動性能是以習知技術做為比較基準。

更詳細的說，下表一中花紋降噪性能與溼地操駕性能的測試結果是以分為單位，基準通常設為7分，每個級距0.25分，以此評價性能差異。而溼地制動性能的部分，則是以習知技術及本發明進行煞車距離測試，測量煞車距離後換算為百分比做差異比較。

由上表一可以看出，本發明在維持習知技術之溼地操駕性能的同時，再進一步優化花紋降噪性能及溼地制動性能。

下表二中，同樣以第一實施例做為本發明，並以未設置有該架橋53b的充氣輪胎做為習知技術與本發明進行車輛測試，使用輪圈17x7.5J，充氣壓240kPa條件進行時速100公里時車內音的實車測試與比較，選用充氣輪胎的規格皆為265/70R17。其中，差距欄位中標示百分比的數值，是以(習知技術數值-本發明數值)/本發明數值之算式計算而得的。

由上表二可以看出，本發明在時速100公里時，於600赫茲至900赫茲的車內音，較習知技術下降2至3.7dB(A)，可有效提升降噪性能。

復請參閱第一圖及第二圖，根據上述實驗結果，藉由貫穿該第二陸地部5的所述橫紋溝52，以及所述橫紋溝52中該架橋53形成的該第一階531、該第二階532及該第三階533，該兼具溼地性能的低噪音充氣輪胎可以有效兼顧排水性能和降噪性能。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。