專利名稱：車輛輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛輪胎，更具體地說，涉及一種能夠改善噪音性能的胎面花紋。
背景技術(shù)：
車輛噪音主要是輪胎噪音及發(fā)動機、傳動裝置等產(chǎn)生的機械噪音的組合。
近年來，機械噪音已經(jīng)得到顯著減少。特別是，在混合動力車和電瓶車的情況下，當用電動馬達時，機械噪音幾乎為零。在這種情況下，迫切需要輪胎制造商制造出產(chǎn)生較小噪音的輪胎。
迄今，正如胎面設計領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，差不多總是使用所謂的可變間距方法作為減少輪胎噪音的有效方式。在可變間距方法中，沿圓周重復布置胎面部件的周期減少，這樣，不會在噪音聲譜中產(chǎn)生顯著的峰值，或者說不會在特定頻率處升高聲壓水平。
另一方面，日本專利2805472(公開號63-159110)公開了一種輪胎，其胎面部分被分成多個沿圓周方向成行布置的塊，其中，為了減少噪音，各行間的軸向溝槽的數(shù)量是不同的，而且，從車輛的外側(cè)向內(nèi)側(cè)增加處于一行中塊的數(shù)量。
為了進一步減少輪胎噪音，本發(fā)明人研究并發(fā)現(xiàn)即使按照可變間距方法或上述的已有技術(shù)來制造輪胎，很可能會出現(xiàn)脈沖聲發(fā)生的同步，這使噪音更加惡化。脈沖聲發(fā)生源自溝槽或胎面部件，這些溝槽或胎面部件在軸向處于不同位置但在周向上處于幾乎相同的位置。例如，在行駛過程中當溝槽內(nèi)的空氣由于溝槽容積變化而噴出時所聽到的所謂抽吸噪音和在行駛過程中當胎面部件(如塊)的軸向延伸的邊緣與地面接觸時所聽到的地面接觸音成為所述脈沖聲。更進一步地說，即使軸向溝槽是傾斜的，也很難預測一個軸向溝槽的噪音何時達到其最大聲音水平。這樣，很難通過比較溝槽的特定位置(如端部)而確定是否出現(xiàn)所述的同步。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明人進行了進一步的研究，以減少或避免脈沖聲發(fā)生的同步并發(fā)現(xiàn)了一種方法，該方法即使單獨使用也很有效，而且當其與可變間距方法、試驗得出可與任何可變間距方法或現(xiàn)有技術(shù)結(jié)合使用時，該方法將更為有效。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種充氣輪胎，其噪音性能得以有效提高。
根據(jù)本發(fā)明，一種充氣輪胎包括一個胎面部分，其上具有至少兩個環(huán)形區(qū)域，每個環(huán)形區(qū)域上設置有軸向溝槽，每個軸向溝槽從環(huán)形區(qū)域的其中一個邊緣延伸，其中每個軸向溝槽定義為其溝槽寬度為2.0至6.0mm，且軸向長度不小于環(huán)形區(qū)域的軸向?qū)挾鹊?0％。
上述的至少兩個環(huán)形區(qū)域根據(jù)設置于其間的軸向溝槽的數(shù)目Nj而彼此不同，并且，所述的至少兩個具有溝槽的環(huán)形區(qū)域的不同溝槽數(shù)目Nj的最大公約數(shù)在10至40范圍內(nèi)。
在本申請中，術(shù)語“溝槽寬度”表示垂直于該溝槽的縱向或溝槽的中心線而測得的寬度。


現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細描述。
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的胎面花紋的充氣輪胎的局部展開平面視圖。
圖2是示出了其中一個基本花紋單元的放大視圖。
具體實施例方式
在本實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的車輛輪胎1是一種用于客車的充氣子午線輪胎。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，充氣輪胎包括一個胎面部分、一對軸向間隔的胎圈部分及一對在胎面邊緣與胎圈部分之間延伸的胎側(cè)部分。
所述的胎面部分2設有限定胎面花紋的胎面溝槽和可選設的胎紋溝。圖1示出了胎面花紋的一個例子，該胎面花紋適合于小型貨車，并旨在提供低噪音和操控穩(wěn)定性。
胎面溝槽包括多個沿輪胎圓周方向連續(xù)延伸的主溝槽3，由此，將胎面部分2軸向分作至少三個環(huán)形區(qū)域4。
這里，圓周方向的主溝槽3是一個寬度不小于2.0mm的溝槽，其設置用來排水。因此，寬度小于2.0mm的窄溝槽不包括在所述主溝槽3中。而且，溝槽寬度小于2.0mm的部分不作為主溝槽的部分。
在本實施方式中，基于排水和降低噪音的目的，用直溝槽作為主溝槽3。但是，由直線段構(gòu)成的之字形溝槽或平滑彎曲的之字形溝槽也一樣可以使用。但是，即便在之字形溝槽的情況下，也優(yōu)選之字形的幅度應盡可能地小。
在此實施例中，四個主溝槽3布置在胎面部分2上。因此，所述的胎面部分2被分作五個環(huán)形區(qū)域4沿著胎面邊緣Te的軸向最外側(cè)的兩個區(qū)域4e、軸向內(nèi)部的兩個區(qū)域4m以及其間的一個中心區(qū)域4c。
至少其中兩個環(huán)形區(qū)域4(在此實施例中，是五個區(qū)域中的四個——4m和4e)設有軸向溝槽5(下文中稱“帶槽的環(huán)形區(qū)域”)。
本發(fā)明中，為了排除對抽吸噪音影響很小或根本沒有影響的溝槽并由此使降低抽吸噪音的效果最大化，軸向溝槽5定義為溝槽寬度Wg為2.0至6.0mm，軸向長度F不小于帶槽的環(huán)形區(qū)域的軸向?qū)挾萕r的40％。因而，軸向?qū)挾仍谏鲜龇秶獾臏喜鄄灰暈槭禽S向溝槽5。而且，溝槽寬度在上述范圍之外的溝槽部分也不視為是軸向溝槽5的部分。即使其溝槽寬度在上述范圍內(nèi)，軸向長度短于40％的溝槽或溝槽部分也不視為是軸向溝槽5。
而且，術(shù)語“窄溝槽”是指溝槽寬度小于2mm的溝槽或胎紋溝。
本實施例中的胎面花紋為單向花紋，其既不是線對稱的，也不是點對稱的。位于輪胎赤道Co一側(cè)的一半胎面部分2與位于另一側(cè)的另一半設有不同的花紋。
將位于車輛外側(cè)的一半胎面部分命名為“外側(cè)胎面半部Yo”，而位于車輛內(nèi)側(cè)的另一半胎面部分命名為“內(nèi)側(cè)胎面半部Yi”，上述的中心環(huán)形區(qū)域4c向內(nèi)側(cè)胎面半部Yi偏置。優(yōu)選地，中心環(huán)形區(qū)域4c完全位于內(nèi)側(cè)胎面半部Yi內(nèi)。
根據(jù)需要，位于內(nèi)側(cè)胎面半部Yi內(nèi)的最外側(cè)環(huán)形區(qū)域4e和內(nèi)部環(huán)形區(qū)域4m用后綴“i”表示為4ei和4mi，而在外側(cè)胎面半部Yo中的那些部分用后綴“o”表示為4eo和4mo。
在每個帶槽的環(huán)形區(qū)域4中，每個軸向溝槽5都從該區(qū)域的一個邊緣向另一個邊緣延伸。
軸向溝槽5可以延伸穿過環(huán)形區(qū)域的整個寬度，但是，在此實施方式中，考慮到要降低噪音，在按照上述溝槽寬度限制的限定中，軸向溝槽5未延伸穿過環(huán)形區(qū)域的整個寬度。然而，如下所述，若包括有在上述范圍之外的窄溝槽部分，則其可延伸穿過環(huán)形區(qū)域的整個寬度。
在內(nèi)側(cè)的軸向最外側(cè)環(huán)形區(qū)域4ei中布置有軸向溝槽5ei，其以相對于輪胎軸線方向不超過15度的角度θ1傾斜。軸向溝槽5ei包括半開的軸向溝槽5ei1，其每個都從區(qū)域4ei的軸向外邊緣延伸并終止于區(qū)域4ei內(nèi)而具有一個封閉的軸向內(nèi)端；以及，敞開的軸向溝槽5ei2，其平行于半開的軸向溝槽5ei1從區(qū)域4ei的軸向外邊緣延伸而具有與半開的軸向溝槽5ei1大致相同長度，并且其每個還設有一個延伸到區(qū)域4ei的軸向內(nèi)邊緣的窄延伸部分(窄溝槽或胎紋溝)。
在內(nèi)側(cè)的軸向內(nèi)部環(huán)形區(qū)域4mi中，敞開的軸向溝槽5mi2從區(qū)域4mi的軸向外邊緣以大于上述θ1的角度θ2延伸，并且其在軸向內(nèi)端處設有一個延伸到區(qū)域4mi的軸向內(nèi)邊緣的窄延伸部分(窄溝槽或胎紋溝)。
在外側(cè)的軸向最外側(cè)環(huán)形區(qū)域4eo中布置有相對于輪胎軸線方向以不超過15度的角度θ3傾斜的軸向溝槽5eo。軸向溝槽5eo包括半開的軸向溝槽5eo1，其每個都從區(qū)域4eo的軸向外邊緣延伸并終止于區(qū)域4eo內(nèi)而具有一個封閉的軸向內(nèi)端；以及，敞開的軸向溝槽5eo2，其平行于半開的軸向溝槽5eo1從區(qū)域4eo的軸向外邊緣延伸而具有與半開的軸向溝槽5eo1大致相同長度，并且其每個還設有一個延伸到區(qū)域4eo的軸向內(nèi)邊緣的窄延伸部分(窄溝槽或胎紋溝)。在軸向溝槽5eo之間布置有與軸向溝槽5eo基本平行的窄溝槽7eo。
在外側(cè)的軸向內(nèi)部環(huán)形區(qū)域4mo中，在靠近其軸向內(nèi)邊緣處設置有圓周方向延伸的窄直溝槽8mo。而且，在此區(qū)域4mo中，在窄溝槽8mo軸向外側(cè)布置有以大于角度θ3的角度θ4傾斜的弧形軸向溝槽5mo。軸向溝槽5mo包括兩種半開的軸向溝槽5mo2，其從區(qū)域4mo的軸向外邊緣延伸到接近窄溝槽8mo的地方，而且，其每個都在軸向內(nèi)端處有一個延伸到窄溝槽8mo的窄延伸部分(窄溝槽或胎紋溝)。在軸向溝槽5mo之間布置有弧形的窄溝槽7mo，該窄溝槽7mo從軸向溝槽5mo的軸向內(nèi)端延伸到區(qū)域4mo的軸向外邊緣。
中心環(huán)形區(qū)域4c未設有軸向溝槽5。然而，在此實施例中，長度小于區(qū)域4c的軸向?qū)挾鹊?0％的凹口9交錯地形成于區(qū)域4c的兩邊緣。
因此，在此實施方式中，環(huán)形區(qū)域4c形成了沿輪胎圓周方向連續(xù)延伸的肋條，而且其余的環(huán)形區(qū)域4ei、4mi、4mo及4eo形成了4個肋條狀胎面部件6。這里，術(shù)語“肋條狀”是指環(huán)形區(qū)域的整個寬度未由溝槽寬度為2.0mm或2.0mm以上的溝槽橫穿。
對于每個帶槽的環(huán)形區(qū)域4中的軸向溝槽5的設置數(shù)目Nj來說，區(qū)域4中至少有2種、優(yōu)選地至少有3種不同的設置數(shù)目Nj。
在此實施例中，四個帶槽的環(huán)形區(qū)域4ei、4mi、4mo及4eo具有三種不同的設置數(shù)目Njk(k是后綴，此實施例中為1、2和3)。更具體地說，區(qū)域4ei中的軸向溝槽的設置數(shù)目為Nj1，區(qū)域4mi中為Nj2，而區(qū)域4mo和4eo中為Nj3。
根據(jù)本發(fā)明，上述至少兩種不同設置數(shù)目Nj的最大公約數(shù)GCD在不小于10、優(yōu)選不小于12，也不大于40、優(yōu)選不大于30的范圍內(nèi)。
如圖1所示，胎面花紋通過按照預定的順序沿圓周重復布置花紋單元P并改變花紋單元P的圓周間距長度PL而形成。換句話說，將具有L個不同的圓周間距長度PL的M(L≤M)個花紋單元P按照可變間距方法之一(包括現(xiàn)有方法)所確定的順序繞輪胎布置。應用可變間距方法的目的是從胎面邊緣其中一邊緣覆蓋到另一邊緣Te的是花紋單元而不是單獨一個胎面部件或溝槽。
在具有不同設置數(shù)目Nj的環(huán)形區(qū)域之間，各環(huán)形區(qū)域中的每個花紋單元P內(nèi)的軸向溝槽5的設置數(shù)目Tj是變化的。例如，圖2中，區(qū)域4ei中的設置數(shù)目Tj1為4，區(qū)域4mi中的設置數(shù)目Tj2為2，區(qū)域4mo或4eo中的設置數(shù)目Tj3為3。這樣，因為設計者必須考慮的軸向溝槽的數(shù)目相當小，可相對容易地避免脈沖聲發(fā)生的同步。
隨著花紋單元P沿著輪胎重復M次，上述軸向溝槽的數(shù)目Nj1、Nj2及Nj3總計為Nj1＝Tj1×M；Nj2＝Tj2×M及Nj3＝Tj3×M。在此實施例中，由于Tj1、Tj2和Tj3的最大公約數(shù)為1，上述Nj1、Nj2及Nj3的最大公約數(shù)等于M。因而，此實施例中的胎面花紋通過將花紋單元P沿圓周重復GCD次(即10至40次)而形成。
這樣，如果環(huán)形區(qū)域中軸向溝槽的設置數(shù)目Tj的最大公約數(shù)為1，不論是否使用可變間距方法，胎面花紋都通過將花紋單元P重復GCD次而形成。
如以上所解釋的，設置在帶槽的環(huán)形區(qū)域4上的不同設置數(shù)目Njk(k為后綴號)的數(shù)目(即最大后綴號kmax)至少為2，優(yōu)選在本實施方式中至少為3?？紤]到噪音性能，特別優(yōu)選地，不同設置數(shù)目Njk的數(shù)目等于帶槽的環(huán)形區(qū)域4的數(shù)目(A)或數(shù)目(A-1)。這樣，在此實施方式中，優(yōu)選為4或3。除了本實施方式，優(yōu)選地，不同設置數(shù)目Njk的數(shù)目(kmax)最多為5，因為再多將會使一些環(huán)形區(qū)域4難以保持其所必需的剛性。
如果最大公約數(shù)GCD小于10，由于重復花紋單元P的次數(shù)M變小，則難以應用可變間距方法。如果最大公約數(shù)GCD大于40，對于軸向溝槽數(shù)目Tj最大的區(qū)域而言難以保持其所必需的剛性。這樣，操控穩(wěn)定性及耐不均勻磨損性等將傾向惡化。
如以上解釋，優(yōu)選地，帶槽的環(huán)形區(qū)域4上的軸向溝槽5包括兩種溝槽敞開的軸向溝槽——其兩端在環(huán)形區(qū)域的相對兩端處是敞開的；以及，半開的軸向溝槽——其一端敞開而另一端完全終止于該區(qū)域內(nèi)。這是因為敞開的軸向溝槽和半開的軸向溝槽產(chǎn)生的抽吸聲音在噪音頻譜上彼此不同，而通過在一個環(huán)形區(qū)域上布置這兩種溝槽可改善噪音頻譜。因而，在內(nèi)側(cè)的軸向最外側(cè)環(huán)形區(qū)域4ei中，半開的軸向溝槽5ei1和敞開的軸向溝槽5ei2按照如下順序交替地布置半開、敞開、半開、敞開，依次重復。在外側(cè)的軸向最外側(cè)環(huán)形區(qū)域4eo中，半開的軸向溝槽5eo1和敞開的軸向溝槽5eo2按照如下順序交替地布置半開、半開、敞開，依次重復。
優(yōu)選地，外側(cè)胎面半部Yo的每個區(qū)域中的半開的軸向溝槽的數(shù)目占軸向溝槽設置數(shù)目Nj的百分比與內(nèi)側(cè)胎面半部Yi中的該百分比大，這是因為考慮到操控穩(wěn)定性及耐不均勻磨損性，期望外側(cè)胎面半部Yo較內(nèi)側(cè)胎面半部Yi獲得更高的剛性。這樣，如上所述，所述的半開軸向溝槽和敞開軸向溝槽的布置在相應的環(huán)形區(qū)域4eo和4ei中是不同的。
而且，基于同一原因，優(yōu)選外側(cè)胎面半部Yo的陸部面積比率Lo(％)大于內(nèi)側(cè)胎面半部Yi的陸部面積比率Li(％)，而且，其差值(Lo％-Li％)設置在5至15的范圍內(nèi)。這里，陸部面積比率L/S是實際觸地面積L與總面積S的比值。如果差值Lo-Li小于5，則將難以改善操控穩(wěn)定性及耐不均勻磨損性等。若差值Lo-Li大于15，則排水將會失去平衡，進而濕地抓地性能傾向惡化?？紤]到干地和濕地的抓地性能，更優(yōu)選地，外側(cè)胎面半部Yo的陸部面積比率Lo設置在65％至75％范圍內(nèi)，而內(nèi)側(cè)胎面半部Yi的陸部面積比率Li設置在60％至70％范圍內(nèi)。
對比測試除胎面花紋外具有同樣結(jié)構(gòu)的型號為215/60R16(輪輞型號16×6.5JJ)的小型貨車用子午線輪胎通過部分修改如圖1所示的胎面花紋而試制，并測試其噪音性能。
胎面花紋的參數(shù)及測試結(jié)果如表1所示。
噪音性能測試使用了日本3000cc FF型小型貨車，其四個輪子安裝測試輪胎(壓力為230kpa)，在行駛速度分別為40、60、80及100km/h的情況下測量在鋪設瀝青的直線輪胎測試路線上行駛時貨車前座處的噪音水平。
表1

權(quán)利要求
1.一種充氣輪胎，其包括胎面部分，其上設有至少兩個環(huán)形區(qū)域，每個環(huán)形區(qū)域上設置有軸向溝槽，每個軸向溝槽均從環(huán)形區(qū)域的其中一個軸向邊緣延伸，其中，每個所述的軸向溝槽限定為溝槽寬度為2.0毫米至6.0毫米，并且其軸向長度不小于環(huán)形區(qū)域的軸向?qū)挾鹊?0％，所述的至少兩個環(huán)形區(qū)域中的軸向溝槽的設置數(shù)目Nj彼此不同，并且所述的至少兩個帶槽的環(huán)形區(qū)域的不同設置數(shù)目Nj的最大公約數(shù)在10至40范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中，所述至少兩個帶槽的環(huán)形區(qū)域為三個帶槽的環(huán)形區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中，所述至少兩個帶槽的環(huán)形區(qū)域為四個帶槽的環(huán)形區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中，所述至少兩個帶槽的環(huán)形區(qū)域為五個帶槽的環(huán)形區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的充氣輪胎，其中，所述胎面部分進一步設有一個未設置所述軸向溝槽的肋條。
6.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的充氣輪胎，其中，所述胎面部分進一步設置有一個具有軸向溝槽的帶槽的環(huán)形區(qū)域，其軸向溝槽的設置數(shù)目Ni等于所述的至少兩個帶槽的環(huán)形區(qū)域其中之一的設置數(shù)目Nj。
7.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中，所述胎面部分設有通過沿圓周布置M個花紋單元而形成的胎面花紋，每個花紋單元包括有一些軸向溝槽，而且，所述的數(shù)量M等于所述的最大公約數(shù)。
8.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中，所述軸向溝槽布置于至少其中一個所述帶槽的環(huán)形區(qū)域上，并包括敞開的軸向溝槽和半開的軸向溝槽。
9.如權(quán)利要求1的充氣輪胎，其中，外側(cè)胎面半部的陸部面積比率Lo大于內(nèi)側(cè)胎面半部的陸部面積比率Li，其中所述的外側(cè)胎面半部是指位于輪胎赤道一側(cè)的一半胎面部分，所述的內(nèi)側(cè)胎面半部是指位于輪胎赤道另一側(cè)的另一半胎面部分。
全文摘要
一種充氣輪胎，該充氣輪胎包括設置有環(huán)形區(qū)域的胎面部分，每個環(huán)形區(qū)域設有軸向溝槽，每個軸向溝槽從環(huán)形區(qū)域的其中一個軸向邊緣延伸，其中，每個軸向溝槽定義為溝槽寬度為2.0至6.0mm，軸向長度不小于環(huán)形區(qū)域的軸向?qū)挾鹊?0％。環(huán)形區(qū)域中的軸向溝槽的設置數(shù)目Nj彼此不同，而且?guī)Р鄣沫h(huán)形區(qū)域的不同溝槽設置數(shù)目Nj的最大公約數(shù)在10至40范圍內(nèi)。
文檔編號B60C11/117GK1792654SQ20051013015
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月24日
發(fā)明者白水利通 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社