CN102825982A - 轮胎胎沟之防夹石结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轮胎胎沟之防夹石结构，以预设数量设于一胎面上，其包含有一胎纹沟，其两侧缘壁为分别设为具有预设斜度的一第一侧壁及一第二侧壁，且各该第一、第二侧壁两者的缘壁斜度相异；一凸阶组，设于该花纹胎沟内，其分别预设高度于各该第一、第二侧壁上之一第一、及第二凸阶，各该第一、第二凸阶分别以预设曲率凸伸的曲面，并沿各该第一、第二侧壁连续；借此，利用各具不同斜度的两侧各该第一、第二侧壁配合其上分别设有各具不同凸面曲率的各该第一、第二凸阶，可使石头进入沟槽内较不易卡制小碎石，而达到防夹石的功效，同时减少流体扰流的情形产生以具有较优的排水性能，且更容易地将石头自行排出，以增进轮胎寿命及安全性。

Description

轮胎胎沟之防夹石结构

技术领域

本发明是关于轮胎胎面花纹沟结构，特别是轮胎胎沟之防夹石结构。

背景技术

大多数交通工具均借由车轮的滚动，以使车体前进或后退，而车胎则是界于地面及轮圈之间的媒介，其利用塑性材质所具有可吸震的特性，以使车体行进中可缓冲来自地面的冲击力，提升乘坐的舒适性。

轮胎的胎体需具有支撑性，利用于胎体内埋设高强度帘布层、带束层、或金属带等构件，其中帘布层材质多为如玻璃纤维、或聚酰胺纤维；轮胎的胎面则增设有若干胎纹，借以增加排水性及抓地性，甚至可以降低噪音。

近来，轮胎的技术已发展至朝向防夹石的功能，主要为解决轮胎行驶时，尤其是遇及非铺设路况，常导致小碎石进入而卡制于胎纹内，而此一夹石情形，往往会造成轮胎的排水性能下降，尤其以高荷重的巴士或卡车用轮胎如发生夹石状况时，因长期重力下于小碎石卡制的胎沟周边处产生一集中应力，而开始产生龟裂，以致使用寿命缩短，严重时甚至会爆胎危害行驶安全。

进一步分析具防夹石的轮胎技术，其大致可分为「凸设式」及「凹设式」两大类，其中「凹设式」是指于轮胎沟槽内沿其沟纹方向设置较大的凹槽，以提供较大空间来避免夹石情形发生，如美国第US4,747,435号专利所揭露的胎纹结构；「凸设式」则是于胎沟内由胎沟底面凸伸设置平台呈预设高度，以防止小碎石卡制胎沟深处，仅于浅处部位尚能自行排除而达到防石效果，如美国第US7,980,281号专利及第US5,492,161号专利所揭露的轮胎胎沟结构。

本发明是针对「凸设式」的轮胎防夹石作进一步研究，按美国第US7,980,281号所揭露的胎沟结构，其提供一轮胎是以一胎面提供一沟槽部位，及由该沟槽分隔的一接地部位；其中一个突出条纹沿凹槽部分的延伸方向延伸以提供凹槽部位的一沟底；该突出条纹是提供一顶头部朝轮胎外缘端凸出，及一基部较窄于该顶头部且与各该顶头部及沟底连接；其中突出条纹的高度H与该沟部沟槽深度D的H/D比为0.22。

另一种「凸设式」的轮胎防夹石结构，如美国第US5,492,161号专利所揭露，其提供一种卡车或巴士用辐射胎，包含：花纹沟槽具有形成于胎边的下半部，其中一加强部由该花纹沟槽的至少一边朝中心延伸，该相对应凹槽的宽度减少于较低的部位，及一窄胎肩，包含复数窄刀切沟槽提供每一该加强部超过实质整体宽度，及非同一边的沟槽的上半部，该胎肩形成于一间隔，其间隔范围为3-10mm，于该轮胎胎沟的胎肩垂直方向至纵向方向，及该胎肩的一末端开向该花纹沟槽之间，且该胎肩的另一末端呈封闭状并止于该加强部。

上述「凸设式」结构中，前者于该沟底内朝沟槽开口方向延伸预设高度的该顶头部，后者则于沟槽内其一壁缘及沟底共同形成平台状的加强部，借以缩小胎沟空间，并尽量避免小碎石因卡制于沟槽深处，而致更无法自动地及顺利地排出。

惟，以前者而言，该基部形成的颈部，事实上则更可能使石头进入后，卡制于较小外径的颈部地方，而更不易达到自行排石的功效；后者结构则会在轮胎磨耗至该平台时，整体沟槽变窄，且沟纹内供水流的体积将大为减少，排水性也大为降低，而容易使车胎行进中产生滑移现象。故本案便由此产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮胎胎沟之防夹石结构，以解决前述问题，同时可达到较优的排水性及使用寿命。

为实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种轮胎胎沟之防夹石结构，以默认数量设于一胎面上，其包含有：一胎纹沟，以一沟底及两侧缘壁延伸预设高度的开放槽状，其两侧缘壁为分别设为具有预设斜度的一第一侧壁及一第二侧壁，且各该第一、第二侧壁两者的缘壁斜度相异；一凸阶组，设于该胎纹沟内，其具凸设预设高度于该第一侧壁上的一第一凸阶，及凸设预设高度于该第二侧壁上的一第二凸阶，各该第一、第二凸阶分别以预设曲率凸伸的曲面，并沿各该第一、第二侧壁连续延伸设置，且各该第一、第二凸阶两者的凸设高度相异。

所述各该第一凸阶、第二凸阶至该沟底的高度尺寸范围，为该胎面至该沟底高度尺寸的30％-50％。

所述靠近轮胎胎面中心的缘壁为该第一侧壁，靠近该胎肩的缘壁为该第二侧壁，该第一侧壁与该沟底的倾角大于该第二侧壁与该沟底的倾角。

所述该第一侧壁与该沟底的倾斜角度范围为65-85度；该第二侧壁与该沟底间的倾斜角度范围为55-80度。

所述该第一凸阶以若干凸部及若干凹部连续交互设置所形成；该第二凸阶以若干凸部及若干凹部连续交互设置所形成。

所述各该凹部分别将各该第一凸阶、第二凸阶分别区隔形成连续排列的复数凸缘面，而使各该第一凸阶、第二凸阶分别与该沟底形成平行的波浪状曲线。

所述各该第一凸阶、第二凸阶上分别设有凹状的若干凹槽，是以预设间距及预设数量延各该第一凸阶、第二凸阶的延伸连续设置。

所述各该凹槽的宽度尺寸范围为0.1-1.5mm；各该凹槽其凹设的深度尺寸范围为各该第一凸阶、第二凸阶凸伸厚度的30％-60％；各该凹槽间之间距尺寸范围为2-5mm。

所述各该第一凸阶、第二凸阶分别以若干凸部及若干凹部连续交互设置所形成；各该凹槽则设于该凸部上。

所述靠近轮胎胎面中心的缘壁为该第一侧壁，靠近该胎肩的缘壁为该第二侧壁，设于该第一侧壁上的该第一凸阶其凸伸厚度尺寸，大于设于该第二侧壁上的该第二凸阶。

采用上述方案后，本发明利用于胎纹沟两侧壁面形成各自以不同预设曲率凸伸的凸阶组，可使石头进入沟槽内与凸阶组产生点与点接触，则较不易卡制小碎石，而达到防夹石的功效；另外以凸阶组于两侧缘壁相互呈错位状态沿胎纹沟两侧壁连续设置，可使流体于胎纹沟内沿一定方向顺势流动，减少扰流的情形产生，具有较优的排水性能；再者，本发明其具有斜度不同的二侧壁，且使沟槽宽度朝胎面渐扩的设计，使已卡制于胎纹沟之小碎石，配合轮胎滚动所产生的离心力，则可更容易地将石头自行排出，以增进轮胎寿命及安全性。

总之，本发明利用各具不同斜度的两侧各该第一侧壁、第二侧壁配合其上分别设有各具不同凸面曲率的各该第一凸阶、第二凸阶，可使石头进入沟槽内较不易卡制小碎石，而达到防夹石的功效，同时具有减少流体扰流，达较优排水性能及容易自行排出石块，增进轮胎寿命及安全性的功效。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的局部立体图；

图2为本发明一较佳实施例的局部放大图；

图3为本发明一较佳实施例的局部截面示意图；

图4为本发明一较佳实施例的局部截面放大图一；

图5为本发明一较佳实施例的局部截面放大图二；

图6为图3的a-a截面放大图；

图7为图3的b-b截面放大图； 

图8为图3的c-c截面放大图；

图9为图3的d-d截面放大图；

图10为本发明一较佳实施例的局部截面变化示意图。

具体实施方式

首先请参照图1至图4，本发明所提供的一种轮胎胎沟之防夹石结构，是以默认数量设于一胎面50上，其包含有：一胎纹沟10，及设于该胎纹沟10内的一凸阶组20。

该胎纹沟10，为以一沟底11及两侧缘壁延伸预设高度的开放槽状，其两侧缘壁为分别设为具有预设斜度的一第一侧壁12及一第二侧壁13；各该第一侧壁12、第二侧壁13两者的缘壁斜度相异，靠近轮胎一胎面50中心的缘壁为该第一侧壁12，靠近该胎肩40的缘壁为该第二侧壁13；该第一侧壁12与该沟底11的倾角大于该第二侧壁13与该沟底11的倾角。

该凸阶组20，设于该胎纹沟10内，其具凸设预设高度于该第一侧壁12上的一第一凸阶21，及凸设预设高度于该第二侧壁13上的一第二凸阶22，各该第一凸阶21、第二凸阶22的凸伸高度相异，各该第一凸阶21、第二凸阶22分别以预设曲率凸伸的曲面，其沿各该第一侧壁12、第二侧壁13连续延伸设置，并使设于该第一侧壁12上的该第一凸阶21其凸伸厚度的尺寸，大于设于该第二侧壁13上的该第二凸阶22的凸伸厚度尺寸；该第一凸阶21以若干凸部211及若干凹部212连续交互设置所形成；该第二凸阶22以若干凸部221及若干凹部222连续交互设置所形成；各该凹部212、222分别将各该第一凸阶21、第二凸阶22分别区隔形成连续排列的复数凸缘面，而使各该第一凸阶21、第二凸阶22分别与该沟底11形成平行的波浪状曲线；各该第一凸阶21、第二凸阶22上分别设有凹状的若干凹槽23，是以预设间距及预设数量沿各该第一凸阶21、第二凸阶21的延伸连续设置，并使各该凹槽23则设于该凸部211、221上。

借由上述构件，利用各具不同斜度的两侧各该第一侧壁12、第二侧壁13，配合其上分别设有各具不同凸面曲率的各该第一凸阶21、第二凸阶22，可使石头进入该胎纹沟10内较不易卡制小碎石，而达到防夹石的功效，同时减少流体扰流的情形产生以具有较优的排水性能，且更容易地将石头自行排出，以增进轮胎寿命及安全性。

为供进一步了解本发明构造特征、运用技术手段及所预期达成之功效，兹将本发明使用方式加以叙述如下：

本发明于制造流程中，以一体方式形成各该胎纹沟10及凸阶组20，其中该胎纹沟10包括该沟底11、及两侧斜度不同的各该第一侧壁12、第二侧壁13；该凸阶组20则包括分别设于各该第一侧壁12、第二侧壁13上且呈相异凸面曲率的第一凸阶21、第二凸阶22，及设于各该第一凸阶21、第二凸阶22上的若干凹槽23；同时使组成各该第一凸阶21、第二凸阶22的凹部212、222及凸部211、221，于各该第一侧壁12、第二侧壁13呈相对的交错设置，并使各该凹部212、222及凸部211、221于沟底相邻的棱线形成平行状的波浪曲线。

请参照图5，本发明各构件间的相对空间形态及位置的说明，其中各该第一凸阶21、第二凸阶22至该沟底11的高度尺寸范围D2，为该胎面50至该沟底高度尺寸D1的30％-50％；该第一侧壁12与该沟底11的倾斜角度A范围为65-85度；该第二侧壁13与该沟底11间的倾斜角度范围B为55-80度；各该凹槽23的宽度尺寸范围为0.1-1.5mm；各该凹槽23其凹设的深度尺寸范围分别为各该第一凸阶21、第二凸阶22凸伸厚度W1、W2之30％-60％；各该凹槽23间之间距尺寸范围为2-5mm。

进一步说明，本发明靠近该胎面50中心的第一侧壁12倾斜角度A较大于该胎肩40的该第二侧壁13倾斜角度B；该第二凸阶22凸起厚度W2较小于该第一凸阶21凸起厚度W1；此一技术特征，是使靠近该胎面50中心的该第一侧壁12倾斜角度A较陡峭，而靠近该胎肩40的第二侧壁13倾斜角度较平缓，当石头进入该胎纹沟10内，且轮胎的胎面50与地面接触时，因重力产生的荷重使胎面受压，让胎面50弧度变得较平缓；当轮胎离开路面时，受胎面原始设计弧度的影响将产生一恢复力，使胎面50弧度恢复成原始状态，此时胎面50弧度可使胎面50胎纹沟10的沟宽放大，即能松开卡制其中的石头而使其自动排石。

请参照图6至图10，为本发明各该第一凸阶21、第二凸阶22沿该胎纹沟10连续曲线延伸设置的示意图，系截取图3的a-a、b-b、c-c、d-d四个截断面，以说明各该第一侧壁12、第二侧壁13及第一凸阶21、第二凸阶22的变化；其中a-a的截断图为图3，b-b的截断图为图7、c-c的截断图为图8、d-d的截断图为图9；图10则为前述a-a、b-b、c-c、d-d四个截断面之结合示意图，借以看出各该第一侧壁12、第二侧壁13及第一凸阶21、第二凸阶22的变化情形。

另一方面，配合该第一侧壁12倾斜角度A与第二侧壁13倾斜角度B两者落差，以及各该第一凸阶21、第二凸阶22凸起厚度W1、W2的设计，可减少石头排出后往胎面中心方向移动的机率，避免后侧轮胎重复碾压过相同石头产生再次夹石；此外，因第一侧壁12倾斜角度A较为陡峭，其与该沟底11接触后产生的角度变化较大，相对所产生应力集中现象亦较大，使得位于该第一凸阶21 的第一斜面A底部与该沟底11邻接，并形成一曲面形状以补强该沟底 11，避免龟裂现象。

本发明利用该胎纹沟10两侧的各该第一侧壁12、第二侧壁13，各别形成不同预设曲率凸伸之各该第一凸阶21、第二凸阶22，即使石头进入该胎纹沟10内，则仅与该凸阶组20产生点与点接触，故较不易卡制小碎石，而达到防夹石的功效，其防夹石功效较优于习知结构；再者，本发明具有斜度不同的各该第一侧壁12、第二侧壁13，配合沟槽宽度朝该胎面40渐扩的结构设计，可使已卡制于该胎纹沟10的小碎石，配合轮胎滚动所产生的离心力，则可更容易地将石头自行排出，以增进轮胎寿命及安全性，解决夹石后不易排出又造成夹石处的应力集中产生龟裂、使用寿命短等习知危险性高的问题。

本发明以各该第一凸阶21、第二凸阶22于两侧缘壁各该凹部212、222及凸部211、221相互呈错位状态，沿该胎纹沟10两侧壁连续设置，可使流体于该胎纹沟10内沿一定方向顺势流动，减少于该胎胎纹沟10槽内产生扰流的情形，相较于习知结构，本发明更具有较优的排水性能。

本发明的该凸阶组20，即使于轮胎磨耗至各该第一凸阶21、第二凸阶22部位，其两侧壁间的槽宽仍具相当距离，故于同样磨耗程度的条件下，本发明的排水性仍较优于习知结构；本发明该凹槽23的设计，则为磨耗至各该第一、第二凸阶21、22部位至各该凹槽23接触地面时，则仍可维持一定成效的排水性，降低打滑的情形发生。

综合上述，本发明所揭露的轮胎胎沟之防夹石结构，是提供了一种具较优排水性及防夹石功能的胎纹结构，是设计该凸阶组于该胎纹沟内，利用两侧不同斜度的各该第一、第二侧壁，使槽宽朝该胎面渐扩，配合不同凸出曲面的各该第一、第二凸阶分别设于各该第一、第二侧壁上，借以减少石头与凸阶接触的面积，并降低凸阶的刚性，结合轮胎行进中的离心力将使石头容易随其转动而自动排出，于磨耗相当程度后又能维持其排水性能，以避免中小型石头卡制该胎纹沟及凸阶组之间，使产生损伤破坏的情形，既能延长轮胎的使用寿命，又能提高车辆行驶的安全性，而获致一实用性高的胎纹结构，俾使整体确具产业实用性及成本效益，且其构成结构又未曾见于诸书刊或公开使用，诚符合发明专利申请要件，恳请　钧局明鉴，早日准予专利，至为感祷。

需陈明者，以上所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及图式所涵盖的精神时，均应在本发明的范围内，合予陈明。

Claims (10)

1.一种轮胎胎沟之防夹石结构，以默认数量设于一胎面上，其特征在于包含有：

一胎纹沟，以一沟底及两侧缘壁延伸预设高度的开放槽状，其两侧缘壁为分别设为具有预设斜度的一第一侧壁及一第二侧壁，且各该第一、第二侧壁两者的缘壁斜度相异；

一凸阶组，设于该胎纹沟内，其具凸设预设高度于该第一侧壁上的一第一凸阶，及凸设预设高度于该第二侧壁上的一第二凸阶，各该第一、第二凸阶分别以预设曲率凸伸的曲面，并沿各该第一、第二侧壁连续延伸设置，且各该第一、第二凸阶两者的凸设高度相异。

2.如权利要求1所述的轮胎胎沟之防夹石结构，其特征在于:各该第一凸阶、第二凸阶至该沟底的高度尺寸范围，为该胎面至该沟底高度尺寸的30％-50％。

3.如权利要求1所述的轮胎胎沟之防夹石结构，其特征在于:靠近轮胎胎面中心的缘壁为该第一侧壁，靠近该胎肩的缘壁为该第二侧壁，该第一侧壁与该沟底的倾角大于该第二侧壁与该沟底的倾角。

4.如权利要求3所述的轮胎胎沟之防夹石结构，其特征在于:该第一侧壁与该沟底的倾斜角度范围为65-85度；该第二侧壁与该沟底间的倾斜角度范围为55-80度。

5.如权利要求1所述的轮胎胎沟之防夹石结构，其特征在于:该第一凸阶以若干凸部及若干凹部连续交互设置所形成；该第二凸阶以若干凸部及若干凹部连续交互设置所形成。

6.如权利要求5所述的轮胎胎沟之防夹石结构，其特征在于:各该凹部分别将各该第一凸阶、第二凸阶分别区隔形成连续排列的复数凸缘面，而使各该第一凸阶、第二凸阶分别与该沟底形成平行的波浪状曲线。

7.如权利要求1所述的轮胎胎沟之防夹石结构，其特征在于:各该第一凸阶、第二凸阶上分别设有凹状的若干凹槽，是以预设间距及预设数量延各该第一凸阶、第二凸阶的延伸连续设置。

8.如权利要求7所述的轮胎胎沟之防夹石结构，其特征在于:各该凹槽的宽度尺寸范围为0.1-1.5mm；各该凹槽其凹设的深度尺寸范围为各该第一凸阶、第二凸阶凸伸厚度的30％-60％；各该凹槽间之间距尺寸范围为2-5mm。

9.如权利要求7所述的轮胎胎沟之防夹石结构，其特征在于:各该第一凸阶、第二凸阶分别以若干凸部及若干凹部连续交互设置所形成；各该凹槽则设于该凸部上。

10.如权利要求1所述的轮胎胎沟之防夹石结构，其特征在于:靠近轮胎胎面中心的缘壁为该第一侧壁，靠近该胎肩的缘壁为该第二侧壁，设于该第一侧壁上的该第一凸阶其凸伸厚度尺寸，大于设于该第二侧壁上的该第二凸阶。

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