專利名稱：充氣輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計一種充氣輪胎，更具體來講，本發(fā)明設(shè)計一種胎面結(jié)構(gòu)，這種胎面結(jié)構(gòu)能抑制寬周向溝紋中的空氣共鳴。
背景技術(shù)：
在具有寬周向溝紋—尤其是大致上為直溝紋的充氣輪胎中，在與輪胎膠面接觸的地面處，該寬周向溝紋在輪胎和路面之間形成了一個開口空氣管道。這樣的管道在行駛過程中易于產(chǎn)生共鳴。如果共鳴的基頻在1000左右，而人耳對該頻段是最敏感的，這樣，就會增大輪胎的行駛噪音。如果減小溝紋的寬度，就可以防止共鳴的發(fā)生。但這樣就不能達(dá)到設(shè)置寬溝紋的主要目的—即增強(qiáng)排水能力。
因而，本發(fā)明的目的是設(shè)計一種充氣輪胎，對于這種輪胎，在不降低輪胎防濕滑性能的條件下，能降低由氣管共鳴而產(chǎn)生的輪胎噪音。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，一種充氣輪胎包括一個胎面部分，其上設(shè)置了至少一條寬周向溝紋；所說寬周向溝紋在輪胎的環(huán)周方向上連續(xù)延伸，其溝紋寬度GW不小于輪胎接地寬度TW的5％；在寬周向溝紋的溝紋底部中設(shè)置了一個溝底肋；溝底肋沿寬周向溝紋的整個長度連續(xù)地延伸；溝底肋的高度Hr在0.5毫米到3.0毫米范圍內(nèi)，其基部寬度Wr是溝紋寬度GW的10％到30％之間；以及在溝底肋的頂面上設(shè)置了一個小槽，其深度Dr要小于溝底肋的高度Hr。


下文將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)的描述。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的充氣輪胎的展平的俯視圖；圖2是一個寬周向溝紋放大的軸測視圖，表示了溝底肋的一種形式；圖3是對寬周向溝紋的截面視圖；圖4是對另一種形式溝底肋的放大截面視圖；圖5是對寬周向溝紋的放大的俯視圖，圖中表示了刻痕部分。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明，一個充氣輪胎包括一個胎面部分1、一對軸向分開的胎緣部分、一對胎側(cè)壁部分、一個延伸在兩胎緣部分之間的簾布層、以及一個增強(qiáng)胎面的帶束層，其如通常那樣布置在簾布層輪周部分的徑向外側(cè)。
在該實(shí)施例中，該充氣輪胎是一個用在諸如微面車等旅行車上的子午線輪胎。
在圖1中，胎面部分1位于輪胎中位線C和外側(cè)胎面翹邊Eo之間的半邊部分Yo、與胎面部分1位于輪胎中位線C和內(nèi)側(cè)胎面翹邊Ei之間的半邊部分Yi是具有不同輪胎花紋的。此處，“內(nèi)側(cè)”和“外側(cè)”是與輪胎在車輛上的應(yīng)用有關(guān)的，其中的外半部分Yo和內(nèi)半部分Yi分別位于車輛的外側(cè)和內(nèi)側(cè)。另外，胎面花紋的排布形成了一個具有定向性的胎面花紋。
此處，上述的胎面翹邊Ei和Eo是輪胎在標(biāo)稱載荷條件下形成的接地區(qū)域Ts的軸向邊緣，在其中的標(biāo)稱載荷條件下，輪胎被安裝到一個標(biāo)準(zhǔn)輪輞上，并充入標(biāo)準(zhǔn)氣壓，然后以標(biāo)準(zhǔn)載荷加載。其中的標(biāo)準(zhǔn)輪輞是指在JATMA中規(guī)定的“標(biāo)準(zhǔn)輪輞”、ETRTO中規(guī)定的“測量輪輞”、TRA規(guī)定的“設(shè)計輪輞”、或類似的基準(zhǔn)輪輞。其中的標(biāo)準(zhǔn)壓力是指JATMA規(guī)定的“最大氣壓”、ETRTO中規(guī)定的“充氣壓力”、TRA的“在各種冷充氣氣壓下的輪胎的載荷極限”表格中給出的最大壓力，或者是類似的其它標(biāo)準(zhǔn)壓力。標(biāo)準(zhǔn)載荷是指JATMA中定義的“最大負(fù)載能力”、ETRTO中的“負(fù)載能力”、TRA上述表格中給出的最大數(shù)，或類似的載荷標(biāo)準(zhǔn)。胎面寬度Tw定義為胎面翹邊Ei和Eo之間的軸向距離。
在圖1中，在胎面的內(nèi)半部分Yi上，靠近輪胎中位線C設(shè)置了一條寬周向溝紋3A，且在胎面內(nèi)側(cè)翹邊Ei那一側(cè)設(shè)置了一條窄縱向花溝紋3B。縱向花溝紋3A和3B被制成基本為直槽，以具有良好的排水性，從而改善輪胎在濕路上的性能。
但在胎面外半部分Yo上則未設(shè)置這樣的縱向花溝紋3A、3B。
在縱向花溝紋3A和3B之間，布置了橫向溝紋4，這樣就形成了環(huán)周的一行膠塊。橫向溝紋4斜向相同的方向，并略有彎曲。從而，膠塊的形成基本上為平行四邊形，該四邊形的周向長度要大于其橫向?qū)挾取?br> 在縱向花溝紋3B和胎面內(nèi)側(cè)翹邊Ei之間的部分形成了一條周向連續(xù)的膠肋。
在另一方面，胎面外半部分Yo則被橫向溝紋5A和5B切斷，其中的橫向溝紋5A、5B從寬周向溝紋3A延伸向胎面外側(cè)翹邊Eo，其中的溝紋5A在朝向胎面外側(cè)翹邊Eo的方向上逐漸變窄，而溝紋5B則在朝向胎面外側(cè)翹邊Eo的方向上逐漸變寬，且它們在輪胎的環(huán)周方向上是交替布置的。橫向溝紋5A、5B也斜向相同的方向，并略微彎曲。它們的傾斜方向與橫向溝紋4的斜向相同，但彎曲方向則相反。橫向溝紋5與橫向溝紋4對齊。
另外，胎面外半部分Yo上設(shè)置了縱向的溝紋5C，每個溝紋都是從漸寬橫向溝紋5B穿過漸窄的橫向溝紋5A延伸向相鄰的另一條漸寬橫向溝紋5B，同時相對于輪胎的環(huán)周方向，略微偏向同一方向。該偏斜方向與橫向溝紋4、5A、5B的斜向相同。胎面外半部分Yo被分成了多個膠塊，膠塊的形狀基本上呈四變形，其軸向?qū)挾纫笥谥芟蜷L度。
上述縱向花溝紋3A、3B、橫向溝紋4、5A、5B、以及縱向溝紋5C被設(shè)計成每個的寬度都大于2.5毫米。
在靠近胎面內(nèi)側(cè)翹邊Ei和胎面外側(cè)翹邊Eo的部位，各設(shè)置了一條周向延伸的溝紋24，其既淺又細(xì)，因而沒有排水的功能。這些淺細(xì)溝紋24為直線延伸，且寬度不大于2.5毫米，深度小于5毫米，由此來改善輪胎的跑偏性能、胎肩的非均磨損等特性。
因而，胎面內(nèi)半部分Yi的作用是排出胎面中心處的封水，而外半部分Yo則用來保持胎面部分的橫向穩(wěn)定性(剛度)。因而，該胎面花紋作為一個整體，能同時改善輪胎的濕路行駛性能和操縱穩(wěn)定性。
根據(jù)本發(fā)明，在上述位于胎面翹邊Ei和Eo之間的接地區(qū)Ts中，具有至少一條寬周向溝紋10，其寬度GW不小于胎面翹邊Ei和Eo之間的接地寬度TW的5％，最好是不小于7％。
在此實(shí)施例中，上述的周向溝紋3A是寬周向溝紋10中。窄周向溝紋3B的寬度約為寬周向溝紋3A寬度的三分之一。
如圖2和圖3所示，在寬周向溝紋10的溝底Bs中設(shè)計了一條肋(下文將稱為“溝底肋13”)，且該溝底肋13的頂面上設(shè)置了一條小槽12。
溝底肋13沿寬周向溝紋10的整個長度延伸。在該示例中，溝底肋13位于溝底Bs的中線上。因而，該溝底肋13是直線型的。
從溝底Bs到頂面13s所測得的溝底肋13高度Hr在0.5到3.0毫米之間，并最好是在1.0到2.0毫米之間。在溝底BS測得的溝底肋13基部寬度Wr為溝紋寬度GW的10％到30％。基部寬度Wr要大于肋高Hr。
溝底肋13的斷面形狀基本上為梯形或矩形。
這樣的溝底肋13在寬周向溝紋10中形成了一個淺段Ji和位于其兩側(cè)的兩個深段Jo，其中的淺段位于溝底肋13上。由于形成了淺段Ji和深段Jo，所以就易于在空氣管道中發(fā)生多態(tài)共鳴，在該空氣管道中，對應(yīng)于Ji段的共鳴模態(tài)與對應(yīng)于Jo段的共鳴模態(tài)相互干擾。從橫向主溝紋4傳出的氣流和聲流被溝底肋13所阻擋，而被擴(kuò)散到寬周向溝紋10中。因而，就能控制氣管共鳴的發(fā)生。如果肋基部寬度Wr小于溝紋寬度GW的10％或大于GW的30％，則使Ji段和Jo段相互干涉的效果就會降低，從而就不能充分地控制氣管共鳴。如果肋高Hr小于0.5毫米，則不但會降低模態(tài)干涉的效果，而且會降低擴(kuò)散波流的效果，并很難控制氣管共鳴。如果肋高Hr大于3.0毫米，其就會降低寬周向溝紋10的排水性，從而使?jié)衤沸旭傂阅軔夯?br> 上述的小槽12設(shè)置在溝底肋13的頂面13c上。小槽12在輪胎的環(huán)周方向上連續(xù)延伸。其深度Dr要小于肋高Hr，且最好是肋高的30％到60％。如果深度Dr小于肋高Hr的30％，則可能降低濕路行駛性能。如果深度Dr大于60％，則控制氣管共鳴的效果就要降低。在此實(shí)施例中，小槽12的斷面形狀為橫向尺寸大的梯形。也可以采用橫向?qū)挼木匦?、半圓形等其它形狀。
圖4表示了溝底肋13的一種改型，其中溝底肋13頂面的兩個部件S1和S2具有不同的高度，所說的小槽12位于這兩個部件之間。較高的部件S1最好是位于靠近輪胎中位線那一側(cè)。在此情況下，上述的肋高Hr定義為較高部件S1的高度。深度Dr也是由較高部件S1來定義的。
由于在胎面中心處的接地壓力更高，所以從輪胎中位線C一側(cè)的橫向主溝紋5A、5B流出的空氣要比從另一側(cè)的橫向主溝紋4排出的空氣多。因而，通過加大位于輪胎中位線C一側(cè)的部件S1的高度，就可以促進(jìn)擴(kuò)散效果，從而能有效地控制氣管共鳴。
為了進(jìn)一步抑制寬周向溝紋10中的氣管共鳴，溝底上由溝底肋13分成的兩個部分Bs1和Bs2被設(shè)置了一些刻痕部分14。如圖5和圖2所示，刻痕部分14是由一組平行小肋15共同形成的，這些小肋相對與寬溝紋10的縱向或環(huán)周方向傾偏一個角度α，該角度在20到70度之間。
為便于排水，小肋15的高度(h)最好是小于溝底肋13的高度Hr。對于小肋15的斷面形狀，不止能采用圖2所示的三角形，而且能采用矩形、半圓形等形狀。
各個刻痕部分14在溝底部分Bs1和Bs2之間是交錯布置的，以促進(jìn)多種模態(tài)的發(fā)生，這些多種模態(tài)的波節(jié)就具有不同的周向位置。
對于每個溝底部分Bs1和Bs2中的刻痕部分14數(shù)目，應(yīng)當(dāng)保證在行駛過程中，輪胎的壓跡中存在至少一個刻痕部分14。換言之，在每個溝底部分Bs1和Bs2中的刻痕部分14都是以周向節(jié)距P布置的，該節(jié)距P要小于輪胎接地長度，最好是接地長度的30％到50％。此處，接地長度是指在刻痕部分14的軸向位置處測得的輪胎壓跡周向長度。
如圖3中的虛線所示，寬周向溝紋10的槽壁Ws與胎面Ts間的拐角9將會形成一個拐尖，但最好是至少對一個拐角9進(jìn)行倒角。在該示例中，如圖2和圖3所示，每個拐角都用一個向下的斜坡16A、16B進(jìn)行了倒角。
在輪胎的經(jīng)線剖面上，下斜坡16A和16B為直線。在輪胎中位線一側(cè)的斜坡16A的角度βA要比胎面翹邊一側(cè)斜坡16B的角度βB平緩。角βA、βB相對于胎面Ts法線的夾角在40到70度之間。
在該示例中，在輪胎中位線一側(cè)的緩坡16A具有基本上恒定的軸向?qū)挾萕A，而在另一側(cè)的斜坡16B的軸向?qū)挾萕B則是變化的。寬度WB從各個裂口17和橫向主溝紋4出發(fā)向相對的一側(cè)逐漸變小。由于寬度WB在輪胎周向上周期性地變化，所以就可以使寬周向溝紋10中的氣流和聲流擴(kuò)散，從而能進(jìn)一步地抑制氣管共鳴。
如圖3所示，在進(jìn)行了倒角的條件下，上述的溝紋寬度GW應(yīng)當(dāng)以原先的拐角9為基礎(chǔ)進(jìn)行定義，其中的拐角9是溝紋槽壁Ws與胎面表面Ts的交角。
橫向主溝紋4和裂口17在環(huán)周方向上交替布置。雖然橫向主溝紋4從寬周向溝紋10延伸到了周向溝紋3B，但裂口17是從寬周向溝紋10延伸出而終止在鄰近的胎面膠塊中的。
胎面部分上還設(shè)置了一些槽紋23。槽紋是非常細(xì)的槽，其寬度約為1毫米或更小，也包括實(shí)質(zhì)不具有任何寬度的切口。
對比實(shí)驗(yàn)在下文中，制造了尺寸為205/65R15(輪輞尺寸為15×6.5JJ)的旅行車子午線輪胎進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，以測量路噪性能和濕路行駛性能。該被測輪胎具有圖1所示的胎面花紋，且除了溝底肋的結(jié)構(gòu)之外，其它結(jié)構(gòu)都相同。在表1中列出了溝底肋的各項(xiàng)指標(biāo)和測試結(jié)果。其它的共同指標(biāo)列在下表中接地寬度TW 170毫米寬周向溝紋寬度 15毫米GW/TW(％) 8.8深度8.2小槽深度Dr 0.5毫米Dr/Hr(％) 50高度h 0.4毫米1)路噪性能測試一輛四個車輪都安裝所說測試輪胎的七座微面車以50公里/小時的速度在平滑的柏油路面上慣性滑行，且在靠近駕駛員內(nèi)耳的位置處測量總噪聲的聲壓級dB(A)(胎壓為230kpa)。
測試結(jié)果在表中用一個指標(biāo)來說明，該指標(biāo)以數(shù)值為100的“conv”為基礎(chǔ)值，在該表中，該指標(biāo)數(shù)值越高，路噪效果越好。
2)濕路行駛性能測試上述的微面車在一條瀝青鋪設(shè)的、半徑為100米的濕測試路徑上行駛，該路徑上設(shè)置了20米長、10毫米深的積水區(qū)，當(dāng)微面車以80公里/小時的速度進(jìn)入積水區(qū)時測量其橫向加速度。
測試結(jié)果在表中用一個指標(biāo)來說明，該指標(biāo)以數(shù)值為100的“conv”為基礎(chǔ)值，在該表中，該指標(biāo)數(shù)值越高，路噪效果越好。
表1

除了旅行車的子午線輪胎之外，本發(fā)明適于應(yīng)用到所有具有寬周向溝紋的充氣輪胎上。
權(quán)利要求
1.一種充氣輪胎，其包括一個胎面部分，其上設(shè)置了至少一條寬周向溝紋；所說寬周向溝紋在輪胎環(huán)周方向上連續(xù)延伸，其溝紋寬度GW不小于輪胎接地寬度TW的5％；在寬周向溝紋的溝紋底部中設(shè)置了一個溝底肋；溝底肋沿寬周向溝紋的整個長度連續(xù)地延伸；溝底肋的高度Hr在0.5毫米到3.0毫米范圍內(nèi)，其基部寬度Wr是溝紋寬度GW的10％到30％；以及在溝底肋的頂面上設(shè)置了一個小槽，其深度Dr要小于溝底肋的高度Hr。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其特征在于小槽的深度Dr是肋高Hr的30％到60％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其特征在于在寬周向溝紋的溝底中，溝底肋的兩側(cè)設(shè)置了刻痕部分，刻痕部分是由一些小肋組成的，這些小肋延伸方向橫斜過寬周向溝紋的縱向方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其特征在于在寬周向溝紋的至少一個邊沿上設(shè)置了一個斜坡，其向下斜向溝底。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其特征在于所說的至少一個寬周向溝紋是布置在輪胎中位線(equator)那一側(cè)半胎面部分中的惟一一個寬周向溝紋。
全文摘要
一種充氣輪胎,其包括一個胎面部分,其上設(shè)置了至少一條寬周向溝紋;該寬周向溝紋在輪胎環(huán)周方向上連續(xù)延伸,其溝紋寬度GW不小于輪胎接地寬度TW的5%;在寬周向溝紋的溝紋底部中設(shè)置了一個溝底肋,溝底肋沿寬周向溝紋整個長度連續(xù)地延伸;溝底肋的高度Hr在0.5毫米到3.0毫米范圍內(nèi),其基部寬度Wr是溝紋寬度GW的10%到30%;且在溝底肋的頂面上設(shè)置了一個小槽,其深度Dr要小于溝底肋的高度Hr。
文檔編號B60C11/04GK1359810SQ0114330
公開日2002年7月24日 申請日期2001年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月19日
發(fā)明者松本忠雄 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社