專利名稱：胎面花紋及其構(gòu)成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安裝在轎車上的輪胎胎面，特別涉及其胎面花紋能夠很充分地降低行駛噪音的胎面。本發(fā)明還涉及一種能夠降低行駛噪音的胎面花紋的形成方法。
已經(jīng)知道為了降低帶有花紋的胎面的行駛噪音，在該胎面的縱向上，以一個比例，由一個或相同的基本花紋構(gòu)成一個基本花紋序列，使得聲音能量盡可能均勻地分布在一個寬的頻率范圍上。
例如從EP114594中還了解到為了構(gòu)成一個胎面花紋，該胎面花紋由至少多排兩個環(huán)形分布花紋并排組成，每一個環(huán)形分布花紋由重復(fù)的基本圖案形成，在該胎面的一半上的一個環(huán)形分布的基本圖案的數(shù)量是在同一胎面的另一半上的另一個環(huán)形分區(qū)的基本圖案數(shù)量的5％至50％之間。
盡管這總體上能夠改變使用者在行駛中的感覺，該結(jié)構(gòu)在許多特定的情況下會導(dǎo)致產(chǎn)生車輛內(nèi)噪音的相對低的質(zhì)量。由此需要確定輔助手段來優(yōu)化輪胎胎面花紋，特別是轎車輪胎的胎面花紋。
此外，EP524568和US2808867都給出了胎面花紋，這些胎面花紋具有多個分布結(jié)構(gòu)，但其沒有提供能夠優(yōu)化該胎面花紋性能的不同分布的、精確的構(gòu)成規(guī)則。
本發(fā)明的目的在于提供一種胎面花紋的結(jié)構(gòu)方法，該胎面花紋具有至少兩種不同的分布狀態(tài)，用于減小車輛內(nèi)部不舒適的聲音感覺。
根據(jù)本發(fā)明，寬度L的輪胎胎面具有一個由多個基本花紋組構(gòu)成的胎面花紋，這些組在該胎面縱向形成多個分布區(qū)域M，該分布區(qū)域M至少等于以不同標(biāo)記(i)和(j)表示且平均寬度為Li、Lj的基本花紋組的兩個環(huán)向分布區(qū)域，這些寬度Li、Lj的總和至少等于該胎面寬度L的80％，每個基本花紋組的環(huán)形分布區(qū)域由一連串多個基本花紋組構(gòu)成，每個花紋組由一個相同的基本花紋構(gòu)成，至少兩個分布區(qū)域基本花紋組具有不同的縱向長度，最短基本花紋組的縱向長度與最長基本花紋組的縱向長度之間的比率Ri小于1，該胎面的特征在于，至少兩個環(huán)形分布區(qū)域分別具有Ni和Nj個基本花紋，其中，Ni小于Nj，滿足下列關(guān)系式0.20≤Tij≤0.500.60≤Rpg≤0.66—其中，Tij表示兩兩并排的所述至少兩個分布區(qū)域之間的“重疊量”，由下述公式得到Tij=[NiRi-Nj.Rj][NjRj-Ni.Ri]]]>—其中Rpg表示所有分布區(qū)域M之間的“總體評估的花紋間距比”，由下述公式得到Rpg=Mini=1M(NiRi)Maxi=1M(Ni/Ri)]]>在單一分布區(qū)域(M＝1)情況下，可以注意到該總體評估的花紋間距比等于該花紋間距率。
根據(jù)本發(fā)明的胎面可以避免該環(huán)形分布區(qū)域之間過度相互作用而導(dǎo)致發(fā)出聲頻的突出；該胎面還能夠避免該環(huán)形分布區(qū)域之間不足相互作用而導(dǎo)致的孤立段聲音能量的出現(xiàn)。
可以注意到，當(dāng)該重疊值Tij大于0.50，在發(fā)出聲頻方面，比其他能量區(qū)域大的能量區(qū)域存在會導(dǎo)致車輛乘客產(chǎn)生不舒服感，而該不舒服感與振動(whining)、沖擊噪音有關(guān)。
當(dāng)該重疊值Tij小于0.20時，可以看到聲音能量以聲頻形式由孤立段分布，在這種狀態(tài)下，由該輪胎產(chǎn)生的聲音不再混入該車廂的聲音環(huán)境中，而在車輛上產(chǎn)生一個沖擊噪音。
所建議的該總體評估的花紋間距比Rpg的數(shù)值范圍能夠避免出現(xiàn)低頻聲音能量，該低頻聲音能量相應(yīng)于該車輛過濾效率最低的范圍，這個范圍還能夠避免該胎面花紋剛性的差異過大，保證該輪胎正常工作。
最好是，當(dāng)該胎面花紋只具有兩個基本花紋組的環(huán)形分布區(qū)域時，在重疊值Tij在0.30和0.42之間，同時保持總體花紋間距率在0.6和0.66之間時，該相互作用是最佳的。
當(dāng)該胎面花紋具有多于兩個環(huán)形分布區(qū)域時，最好是具有最多的基本花紋組的分布區(qū)域和具有最少的基本花紋組的分布區(qū)域重疊值在0.20和0.38之間，總體評估的花紋間距比Rpg在0.6和0.63之間。
不論該分布區(qū)域的數(shù)量，最好是每個分布區(qū)域的比率Ri滿足下述關(guān)系0.5≤Ri≤0.8如果該分布區(qū)域比率Ri的數(shù)值大于0.8，而分布區(qū)域的聲音能量分布超過該限定的頻率，則可導(dǎo)致車廂中由振動產(chǎn)生的不舒適感。
如果該比率Ri的數(shù)值小于0.5，很難在該分布區(qū)域之間找到適合的平衡。
最好是，該不同的環(huán)形分布區(qū)域具有一個在0.15和0.45之間的溝槽比率，即該胎面總面積減去實(shí)際接觸表面與該胎面總面積之間的比率。
最好是同一輪胎中環(huán)形分布的溝槽比率之間的差值最大為0.10。這種條件能夠限制環(huán)形分布區(qū)域之間的不對稱，該不對稱可能會導(dǎo)致調(diào)整運(yùn)行平衡方面的困難。此外，即使不是完全充分，這種條件也能保證每個環(huán)形分布區(qū)域的對于該胎面花紋總噪聲的作用平等，并因此有助于輻射聲頻的能量的均勻分布，它能夠使輪胎的聲音更好地混合到車廂的聲音環(huán)境中。
本發(fā)明還提供一種減小行駛輪胎的噪聲的方法，該輪胎提供有寬度L的輪胎胎面，該胎面具有一個由多個基本花紋組構(gòu)成的胎面花紋，該胎面的胎面花紋分布區(qū)域的相互作用被優(yōu)化，根據(jù)本發(fā)明的方法包括下述構(gòu)成兩個分布區(qū)域形成的胎面的胎面花紋—A—用至少兩個不同平均長度的基本花紋組構(gòu)成/形成一個第一環(huán)形分布區(qū)域，該分布區(qū)域具有Ni組，在縱向上最短長度和最長長度之間的比率等于Ri；—B—用至少兩個不同平均長度的基本花紋組構(gòu)成一個第二環(huán)形分布區(qū)域，該分布區(qū)域具有Nj組，在縱向上最短長度和最長長度之間的比率等于Rj；—C—通過下述關(guān)系使用Ni、Ri、Nj、Rj計(jì)算重疊量Tij和總體評估的花紋間距比RpgTij=[NiRi-Nj.Rj][NjRj-Ni.Ri]]]>Rpg=Mini=1M(NiRi)Maxi=1M(Ni/Ri)]]>—D—比較該Tij的計(jì)算值與在0.20和0.50之間的希望值，并比較該Rpg的計(jì)算值與在0.6和0.66之間的希望值；—E—如果該Tij的計(jì)算值不在0.20和0.50之間，或者該Rpg的計(jì)算值不在0.6和0.66之間，修改Ni、Ri、Nj、Rj數(shù)值中的至少一個，重復(fù)步驟C和D，直至滿足0.20≤Tij≤0.50和0.60≤Rpg≤0.66。
由于放棄了調(diào)節(jié)輪胎行駛特性的平衡的自由度，該減小輪胎行駛噪音的方法特別好。
當(dāng)然，該方法還可以用于多于兩個分布區(qū)域處置，例如通過兩兩增加該環(huán)形分布區(qū)域基本花紋的數(shù)量，這些分布區(qū)域的重疊值保證在0.20和0.50之間，最好在0.30和0.42之間，并且總體評估的花紋間距比Rpg在0.6和0.66之間。
如果該分布區(qū)域以其基本花紋數(shù)值N1、N2、N3分別以增加的順序設(shè)置(N3大于N2，N2大于N1)，另一種使用本發(fā)明方法的方式包括確定下述參數(shù)該基本花紋組的數(shù)量，和相應(yīng)該基本花紋(N1，N2)和(N2，N3)數(shù)量的所有分布區(qū)域組的最大數(shù)和最小數(shù)之間的比率，使得每一對的重疊值在0.20和0.50之間，最好在0.30和0.42之間，在這種情況下也需要總體評估的花紋間距比Rpg在0.6和0.66之間。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將通過結(jié)合附圖的說明而變得顯而易見，該附圖以非限定實(shí)施例的方式給出了一個根據(jù)本發(fā)明的輪胎胎面花紋，其中

圖1顯示了一個根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的新型胎面花紋表面的視圖；圖2顯示了圖1所述胎面花紋的每個環(huán)形分布區(qū)域的聲音能量理論分布；圖3顯示了三個不同胎面花紋測量的聲頻范圍，該胎面花紋之一是圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的胎面花紋。
圖1顯示了一個根據(jù)本發(fā)明胎面1的胎面花紋表面的局部視圖(在縱向上)，在圖1中，虛線的輪廓線對應(yīng)在胎面的接觸面為新的時，該胎面的接觸面上的突起2、3、4、5、6、7的基本花紋的邊界。
該胎面花紋有兩個環(huán)形分布區(qū)域構(gòu)成，每個環(huán)形分布區(qū)域由多個突起11、12、21、22的基本花紋組構(gòu)成。
一個第一環(huán)形分布區(qū)域10具有大致等于該胎面寬度L一半的軸向?qū)挾萀1。該第一環(huán)形分布區(qū)域10由突起11、12上的N1(在本實(shí)施例中等于55)組的基本花紋組成。該基本花紋由橫向或軸向溝槽9及縱向溝槽8限定。該第一分布區(qū)域10具有最大長度R1M等于43.545毫米的組12和最小長度R1m等于30.917毫米的組11(其給出的花紋間距率R1＝R1m/R1M等于0.71)。還提供了中間長度等于36.16毫米的該基本花紋組。在此對于每個基本花紋組，該第一分布區(qū)域10的溝槽比率(相應(yīng)于不與地面接觸的胎面表面與總面積的比率)等于29％。
一個第二環(huán)形分布區(qū)域20具有大致等于該胎面寬度L一半的軸向?qū)挾萀2。該第二環(huán)形分布區(qū)域20由突起21、22上的N2(在本實(shí)施例中等于75)組的基本花紋組成。該基本花紋由橫向或軸向溝槽9及縱向溝槽8限定。該第二分布區(qū)域20具有最大長度R2M等于30.797毫米的組22和最小長度R2m等于23.098毫米的組21(其給出的花紋間距率R2＝R2m/R2M等于0.75)。還提供了中間長度等于26.398毫米的基本花紋組。在此對于每個基本花紋組，該第二分布區(qū)域20的溝槽比率(相應(yīng)于不與地面接觸的胎面表面與總面積的比率)等于39％。
考慮該兩個環(huán)形分布區(qū)域10和20所選定的數(shù)值，該胎面花紋具有等于0.35的重疊量Tij，和等于0.625的總體評估的花紋間距比Rpg。
用這種結(jié)構(gòu)，在聲頻狀態(tài)下該發(fā)生能量的理論分布相對均勻，如圖2所示。在圖2中描繪了一個曲線，橫坐標(biāo)是聲頻范圍，縱坐標(biāo)是發(fā)射能量的振幅，對于圖1所示胎面花紋的每個環(huán)形分布區(qū)域能量繪出了能量理論分布(以連續(xù)線繪出了對應(yīng)分布區(qū)域10的分布D10，以虛線繪出了對應(yīng)分布區(qū)域20的分布D20)。
進(jìn)一步注意到，具有最低溝槽比率的分布區(qū)域?qū)偰芰糠植嫉淖饔米钚?，最好是該環(huán)形分布區(qū)域之間的溝槽比率差值小于10％，來保證在聲頻狀態(tài)下能量均勻分布，能夠使該輪胎的噪音更好地混合到該車廂的聲音環(huán)境中。為了安裝了本發(fā)明胎面的輪胎的車輛在干燥地面上獲得良好性能，最好是該第一分布區(qū)域設(shè)置在相對該車輛外側(cè)處。
圖3顯示了三個尺寸為225/40R18輪胎P1、P2、P3運(yùn)動部分(sports sector)的聲音能量的測量結(jié)果—輪胎P1提供有根據(jù)本發(fā)明的胎面，該胎面花紋設(shè)計(jì)顯示在圖1中(其聲頻用粗黑線繪出，由1標(biāo)示)；—輪胎P2提供了具有兩個環(huán)形分布區(qū)域的胎面花紋，一個具有花紋間距率等于0.8的45組基本花紋，另一個具有花紋間距比等于0.81的68組基本花紋，該重疊量Tij等于0.02，總體評估的花紋間距比Rpg等于0.655(其聲頻用灰色線繪出，由2標(biāo)示)；—輪胎3對應(yīng)一個具有單一分布區(qū)域胎面花紋的常規(guī)輪胎，具有72組基本花紋，花紋間距比等于0.71，該在突起部分的基本花紋分布用被介紹的本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法優(yōu)化，使聲音能量被大大減小。取N1＝N2和R1＝R2，該胎面花紋的重疊值等于1，并且該總體評估的花紋間距比等于該花紋間距比，即0.71(其聲頻用虛線繪出，由3標(biāo)示)。
這三個輪胎在如下狀態(tài)下在半消聲室中測量載荷412daN，壓力2.5巴，速度80公里/小時。
可以注意到根據(jù)本發(fā)明P1的胎面花紋的聲頻在另兩個輪胎P2和P3聲頻水平下面很多的位置。
此外，該輪胎(P1)的聲頻即沒有浮動，也沒有聲音能量的獨(dú)立段，與該輪胎P2不同該輪胎P2的能量分布在4個清楚的獨(dú)立段上第一個低于50赫茲，第二個在聲頻75赫茲附近，第三個在聲頻100赫茲附近，最后一個在聲頻130赫茲附近。
本發(fā)明不限于所描述的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用其知識可以得到許多變換。
權(quán)利要求
1.一種輪胎胎面(1)，其寬度為L，具有一個由多個基本花紋組(11、12、21、22)構(gòu)成的胎面花紋，在該胎面縱向上，不同分布區(qū)域(10、20)的數(shù)量M至少等于2，這些分布區(qū)域的平均寬度為Li、Lj，這些寬度Li、Lj的總和至少等于該胎面寬度L的80％，每個基本花紋組的環(huán)形分布區(qū)域由一連串多個基本花紋組構(gòu)成，每個花紋組由一個相同的基本花紋構(gòu)成，該分布區(qū)域基本花紋組中的至少兩個具有不同的縱向長度，最短基本花紋組的縱向長度與最長基本花紋組的縱向長度之間的比率Ri小于1，該胎面(1)的特征在于至少兩個環(huán)形分布區(qū)域(10、20)分別具有Ni和Nj個基本花紋，Ni小于Nj，滿足下列關(guān)系式0.20≤Tij≤0.500.60≤Rpg≤0.66其中Tij表示至少兩個分布區(qū)域之間的重疊量，其由下述公式計(jì)算Tij=[NiRi-Nj.Ri][NiRi-Ni.Ri]]]>其中Rpg表示所有分布區(qū)域M之間的“總體評估的花紋間距比”，由下述公式得到Rpg=Mini=1M(NiRi)Maxi=1M(Ni/Ri)]]>
2.根據(jù)權(quán)利要求1的胎面，其特征在于具有最大數(shù)量的基本花紋組的分布區(qū)域與具有最小數(shù)量的基本花紋組的分布區(qū)域具有至少等于0.20且最大等于0.50的重疊量，以及至少等于0.6且最大等于0.66的總體評估的花紋間距比Rpg。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的胎面，其特征在于該數(shù)量M等于2，并且滿足下述關(guān)系0.30≤T12≤0.42。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的胎面，其特征在于該數(shù)量M大于2，具有最大數(shù)量的基本花紋組的分布區(qū)域與具有最小數(shù)量的基本花紋組的分布區(qū)域具有至少等于0.20且最大等于0.38的重疊量，以及至少等于0.6且最大等于0.63的總體評估的花紋間距比。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的胎面，其特征在于兩兩并排并以該環(huán)形分布區(qū)域中基本花紋數(shù)量增加的順序布置的所有分布區(qū)域滿足0.30≤T12≤0.42和0.60≤Rpg≤0.66。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一所述的胎面，其特征在于每個基本花紋組具有的溝槽比率，其被定義為該溝槽表面和該胎面總面積的比率，它不等于0，并且每個分布區(qū)域的溝槽比率之間的差值最大等于0.10。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一的胎面，其特征在于每個分布區(qū)域的比率Ri為0.5≤Ri≤0.8。
8.一種優(yōu)化并減小輪胎行駛噪聲的方法，該輪胎設(shè)置有一個輪胎胎面，該胎面具有一個由多個基本花紋組構(gòu)成的胎面花紋，該方法包括下述步驟A—用至少兩個不同長度的基本花紋組構(gòu)成第一環(huán)形分布區(qū)域，該分布區(qū)域具有Ni個組，在縱向上最短長度和最長長度之間的比率等于Ri；B—用至少兩個不同長度的基本花紋組產(chǎn)生第二環(huán)形分布區(qū)域，該分布區(qū)域具有Nj組，在縱向上最短長度和最長長度之間的比率等于Rj；C—通過下述關(guān)系使用Ni、Ri、Nj、Rj計(jì)算重疊量Tij和總體評估的花紋間距比RpgTij=[NiRi-Nj.Ri][NiRi-Ni.Ri]]]>Rpg=Mini=1M(NiRi)Maxi=1M(Ni/Ri)]]>D—比較該Tij的計(jì)算值與在0.20和0.50之間的希望值，并比較該Rpg的計(jì)算值與在0.6和0.66之間的希望值；E—如果該Tij的計(jì)算值不在0.20和0.50之間，或者如果該Rpg的計(jì)算值不在0.6和0.66之間，修改Ni、Ri、Nj、Rj數(shù)值中的至少一個，并重復(fù)步驟C和D，直至滿足0.20≤Tij≤0.50和0.60≤Rpg≤0.66。
全文摘要
一種輪胎胎面，具有一個由多個基本花紋組構(gòu)成的胎面花紋，在該胎面縱向上該分布區(qū)域數(shù)量M至少等于2及平均寬度Li、Lj，這些寬度Li、Lj的總和至少等于該胎面寬度L的80％，每個基本花紋組的環(huán)形分布區(qū)域由一連串多個基本花紋組構(gòu)成，至少兩個該分布區(qū)域基本花紋組具有不同的縱向長度，該最短基本花紋組的縱向長度與最長基本花紋組的縱向長度之間的比率Ri小于1，該胎面的特征在于至少兩個環(huán)形分布區(qū)域分別具有Ni和Nj基本花紋，Ni小于Nj，滿足下列關(guān)系式0.20≤T
文檔編號B60C11/04GK1625491SQ03803044
公開日2005年6月8日 申請日期2003年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月31日
發(fā)明者O·塞加隆 申請人:米其林技術(shù)公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司