CN103507573B - 子午线轮胎胎面花纹结构 - Google Patents

Abstract

一种子午线轮胎胎面花纹结构，其包括至少一沿轮胎胎面周向设置并位于胎面中心的Z字形中央花纹沟、以及位于中央花纹沟两侧的且沿轮胎胎面周向设置的第二主沟；中央花纹沟与第二主沟之间形成侧部花纹块，侧部花纹块上排布有刀槽花纹沟；在第二主沟与轮胎胎侧之间形成胎肩花纹块，相邻的两侧部花纹块之间通过倾斜的侧部花纹沟间隔，侧部花纹沟的两端分别连通中央花纹主沟及第二主沟；而胎肩花纹块为沿轮胎周向呈纵向一体的花纹块，胎肩花纹块上设有横向刀槽花纹沟。此胎面花纹结构，既满足轮胎耐载、耐磨的需求，又兼顾了轮胎的湿地性能及防夹石等综合性能，保证轮胎的使用安全性及使用寿命。

Description

子午线轮胎胎面花纹结构

技术领域

本发明涉及一种汽车轮胎结构，特别是指一种汽车子午线轮胎胎面花纹结构。

背景技术

众所周知，轮胎胎面花纹对轮胎的使用性能起到非常重要的作用，而胎面花纹各性能之间容易相互影响，互相制约。在设计胎面花纹时，应根据不同车种及使用条件进行区分设计，不同的车种对轮胎的使用性能要求不同，侧重点也不同，设计者需充分考虑使用情况后方能展开花纹的设计。

载重汽车荷重大，其花纹必须具备有良好的牵引性能，无论是在干、湿地路面，都要保证其行驶的安全性，同时为了保证轮胎的使用寿命，还需要考虑胎面的耐磨性，这就要求设计者对花纹沟及花纹块能够进行合理的匹配，以便优化胎面性能，达到不同的效果。现有载重轮胎花纹众多，多以耐载、耐磨性能为主，通常设计为大块花纹，且花纹沟偏横向设计，以达到牵引及耐磨的要求，但这样的设计不仅降低了操控性能，而且很难兼顾轮胎的湿地使用性能，尤其是对速度有一定要求的轻型载货车辆，较容易影响其湿地行驶的稳定性，造成安全隐患，且轮胎在使用中经常因花纹沟夹石而使沟底裂开，从而降低了轮胎的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种子午线轮胎胎面花纹结构，既满足轮胎耐载、耐磨的需求，又兼顾了轮胎的湿地性能及防夹石等综合性能，保证轮胎的使用安全性及使用寿命。

为实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种子午线轮胎胎面花纹结构，其包括至少一沿轮胎胎面周向设置并位于胎面中心的Z字形中央花纹沟、以及位于中央花纹沟两侧的且沿轮胎胎面周向设置的第二主沟；中央花纹沟与第二主沟之间形成侧部花纹块，侧部花纹块上排布有刀槽花纹沟；在第二主沟与轮胎胎侧之间形成胎肩花纹块，相邻的两侧部花纹块之间通过倾斜的侧部花纹沟间隔，侧部花纹沟的两端分别连通中央花纹主沟及第二主沟；而胎肩花纹块为沿轮胎周向呈纵向一体的花纹块，胎肩花纹块上设有横向刀槽花纹沟。

所述中央花纹沟与胎面中心线的夹角为20°~ 50°，中央花纹沟的宽度为胎面花纹宽度的2% ~ 10%，其沟深为中央花纹沟宽度的80% ~ 110%。

所述中央花纹沟与胎面中心线的夹角为25°~ 40°，中央花纹沟的宽度为胎面花纹宽度的3% ~ 6%，其沟深为中央花纹沟宽度的95% ~ 105%。

所述侧部花纹块的下端与领接的另一侧部花纹块的中部配合形成小凸台。

所述侧部花纹块上排布有三个刀槽花纹沟，其中位于侧部花纹块下部的两个刀槽花纹沟平行设置且连通中央花纹沟的沟壁，并与中央花纹沟的沟壁形成75°~ 115°的夹角；而位于侧部花纹块上部的一个刀槽花纹沟连通第二主沟的沟壁，并与第二主沟的沟壁形成75°~ 115°的夹角，刀槽花纹沟长度均为胎面花纹宽度的3%~12%。

所述位于侧部花纹块下部的两个刀槽花纹沟与中央花纹沟的沟壁形成85°~ 95°的夹角，而位于侧部花纹块上部的一个刀槽花纹沟与第二主沟的沟壁形成85°~ 95°的夹角，刀槽花纹沟长度均为胎面花纹宽度的4% ~ 8%。

所述侧部花纹沟为左上倾斜的细小直沟，其与胎面中心线形成20°~ 60°的夹角，侧部花纹沟的沟深为中央花纹沟沟深的40% ~ 80%。

所述侧部花纹沟与胎面中心线形成35°~ 40°的夹角，该侧部花纹沟的沟深为中央花纹沟沟深的60% ~ 70%。

所述第二主沟位置与胎面中心线距离为胎面花纹宽度的10%~35%，第二主沟的宽度等于中央花纹沟宽度，其呈波浪状设置，位于侧部花纹块上部的刀槽花纹沟延伸至侧部花纹块的边缘，该边缘与其相邻的边缘具有夹角，其与相邻上边缘的夹角为20°~ 60°，其与相邻下边缘的夹角为为20°~ 60°。

所述第二主沟位置与胎面中心线距离为胎面花纹宽度的15% ~ 25%，第二主沟的宽度等于中央花纹沟宽度，其呈波浪状设置，位于侧部花纹块上部的刀槽花纹沟延伸至侧部花纹块的边缘，该边缘与其相邻的边缘具有夹角，其与相邻上边缘的夹角为25°~ 35°，其与相邻下边缘的夹角为27°~ 37°。

所述中央花纹沟沟壁与第二主沟沟壁为两段设计，其中上段花纹沟壁在行驶面上的投影长度为中央花纹沟沟宽B的3% ~ 25%，上段花纹沟壁在行驶面法线方向的投影长度为中央花纹沟沟深的20% ~ 60%，下段花纹沟壁与行驶面法线的夹角设置为4°~ 10°，上段花纹沟壁与行驶面法线的夹角设置为5°~ 25°。

所述上段花纹沟壁在行驶面上的投影长度为中央花纹沟沟宽B的5% ~ 15%，上段花纹沟壁在行驶面法线方向的投影长度为中央花纹沟沟深的30% ~ 40%，下段花纹沟壁与行驶面法线的夹角设置为6°~ 8°，上段花纹沟壁与行驶面法线的夹角设置为10°~ 20°。

所述胎肩花纹块外侧间隔设有开放式胎肩横沟，胎肩花纹块内侧沿轮胎周向间隔设有V字形花纹沟，V字形花纹沟的V形夹角为120°~ 180°，V字形花纹沟靠近胎面中心内侧的沟宽大于靠近胎肩外侧的沟宽，且靠胎面中心内侧的沟宽为第二条主沟宽度的25% ~ 65%，，其沟深与侧部花纹沟相同；靠胎肩外侧沟宽为靠胎面中心内侧沟宽的40% ~ 80%，其沟深为侧部花纹沟深度的30% ~ 70%，V字形花纹沟沿水平方向长度为胎面花纹宽的5% ~ 30%。

所述V字形花纹沟的V形夹角为145°~ 155°，V字形花纹沟靠胎面中心内侧的沟宽为第二条主沟宽度的40% ~ 50%；靠胎肩外侧沟宽为靠胎面中心内侧沟宽的45% ~ 70%，其沟深为侧部花纹沟深度的50% ~ 56%，V字形花纹沟沿水平方向长度为胎面花纹宽的10% ~ 15%。

所述胎肩花纹块上设有横向直线或横向V形胎肩刀槽花纹沟，各胎肩刀槽花纹沟于接地面内的深度为第二主沟深度的30% ~ 80%，不接地之胎肩刀槽花纹沟深度为2mm。

所述各胎肩刀槽花纹沟于接地面内的深度为第二主沟深度的45% ~ 55%。

采用上述方案后，本发明的子午线轮胎胎面花纹结构，Z字形的中央花纹沟可提升其牵引性能；小波浪状穿透的第二主沟，在保证排水性能的前提下，又提升了牵引力及导向性能；各种角度、深度及排布的刀槽花纹沟，保证了湿地行驶的安全性，改善了轮胎的散热性能；各主沟沟壁为敞开式的花纹沟壁设计，不仅提高花纹沟的防夹石性能，而且使轮胎在磨耗过程中能逐渐增大其接地面积，提高其耐磨性能，保证轮胎使用的安全性及使用寿命，兼顾了轮胎各方面的性能需求。

附图说明

图1是本发明轮胎胎面花纹展开局部示意图；

图2是图1的M-M’向剖视图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明揭示了一种汽车子午线轮胎胎面花纹结构，包括至少一沿轮胎胎面周向设置并位于胎面中心的中央花纹沟1、以及位于中央花纹沟1两侧的且沿轮胎胎面周向设置的第二主沟6；中央花纹沟1与第二主沟6之间形成侧部花纹块2，在第二主沟6与轮胎胎侧之间形成胎肩花纹块8，相邻的两侧部花纹块2之间通过倾斜的侧部花纹沟4间隔，在侧部花纹块2下端与上端的中部配合形成小凸台5，侧部花纹沟4的两端分别连通中央花纹主沟1及第二主沟6；而胎肩花纹块8为纵向（沿轮胎周向）一体花纹块。

所述中央花纹沟1为纵向一体的Z字形花纹沟，其与胎面中心线的夹角A为20°~ 50°，优选为25°~ 40°；Z字形的中央花纹沟1能够提高轮胎牵引性能，提供足够的制动力；中央花纹沟1的宽度B为胎面花纹宽度W的2% ~ 10%，优选为3% ~ 6%，其沟深为中央花纹沟1宽度B的80% ~ 110%，优选为95% ~ 105%；中央花纹沟1与第二主沟6可以降低轮胎行驶过程中花纹块压力的集中，还可以使轮胎行驶过程中将花纹沟内的气体排出，降低噪音。

所述侧部花纹块2被中央花纹沟1、侧部花纹沟4、第二主沟6隔开，其中一侧部花纹块2的下端与邻接的另一侧部花纹块2的中部配合形成小凸台5，花纹块边缘沟壁的不同角度，如：侧部花纹沟4沟壁角度，与中央花纹沟1沟壁角度、第二主沟6沟壁角度不同，使轮胎在高速行驶过程中，花纹块稳定，不易变形，在路况发生改变时，足以应对强大的冲击力，保证转向角度的准确。

在侧部花纹块2上排布有三个刀槽花纹沟21、22、23，其中位于侧部花纹块2下部的两个刀槽花纹沟22、23平行设置且连通中央花纹沟1的沟壁，并与中央花纹沟1的沟壁形成75°~ 115°的夹角L，此夹角L优选为85°~ 95°；而位于侧部花纹块2上部的一个刀槽花纹沟21连通第二主沟6的沟壁，并与第二主沟6的沟壁形成75°~ 115°的夹角N，该夹角N优选为85°~ 95°，刀槽花纹沟21、22、23长度均为胎面花纹宽度W的3%~12%，优选为4% ~ 8%，三条刀槽花纹沟21、22、23的方向性设计与侧部花纹沟6互相制约，保证轮胎直行的稳定性，并且该三条刀槽花纹沟21、22、23的设置，能够提高花纹散热量，改善刹车性能，其锋利的沟槽边缘，迅速破坏水膜，保证轮胎的有效接地，保证了在湿地路面上行驶的安全性。

所述侧部花纹沟4为左上倾斜的细小直沟，其与胎面中心线形成20°~ 60°的夹角C，该夹角C优选为35°~ 40°；该侧部花纹沟4倾斜的直沟保证了行驶时相邻两侧部花纹块2之间的连续性，通过侧部花纹块2与块之间的叠加，平衡了胎面的刚性，改善了刹车性能，使车辆行驶更加稳定，且该侧部花纹沟4连通中央花纹沟1及第二主沟6，在行驶过程中，其锋利的沟槽边缘能打破水膜，以提高轮胎的湿地性能。

该侧部花纹沟4的沟深小于中央花纹沟1的沟深，为中央花纹沟1沟深的40% ~ 80%，优选为60% ~ 70%。 其与中央花纹沟1之间形成的小凸台5不仅能够有效地避免中央花纹沟1夹石，而且能使中央花纹沟1花纹拐角处的应力分散，防止了花纹拐角处的早期破坏，保证轮胎的使用寿命。

所述侧部花纹块2与胎肩花纹块8通过第二主沟6间隔，第二主沟6位置与胎面中心线距离G为胎面花纹宽度W的10%~35%，优选为15% ~ 25%，第二主沟6的宽度D大小等于中央花纹沟1宽度B大小，其为小波浪状的穿透主沟，花纹沟以角度E、角度F过渡，此处刀槽花纹沟21延伸至侧部花纹块2的边缘，该边缘与其相邻的边缘具有夹角（从该花纹左半部分来看），其与相邻上边缘的夹角为角度E，其与相邻下边缘的夹角为角度F。

角度E大小为20°~ 60°，优选为25°~ 35°，角度F大小为20°~ 60°，优选为27°~ 37°，该设计不仅提升了轮胎花纹驱动力及排水性能，又保证了驾驶导向性能。

如图2（A-A’剖）所示，本发明轮胎胎面的中央花纹沟1沟壁与第二主沟6沟壁均采用两段特殊设计，偏移距离a即上段花纹沟壁在行驶面上的投影长度为中央花纹沟1沟宽B的3% ~ 25%，优选为5% ~ 15%，偏移距离b即上段花纹沟壁在行驶面法线方向的投影长度为中央花纹沟1沟深c的20% ~ 60%，优选为30% ~ 40%，沟壁角度d即下段花纹沟壁与行驶面法线的夹角设置为4°~ 10°，优选为6°~ 8°，沟壁角度e即上段花纹沟壁与行驶面法线的夹角设置为5°~ 25°，优选为10°~ 20°，敞开式的花纹沟壁设计能够提高花纹的排水排石等性能，并能在轮胎使用过程中逐渐增大其接地面积，提高其耐磨性能，保证轮胎使用的安全性及使用寿命。

所述胎肩花纹块8外侧间隔设有开放式胎肩横沟9，提供极佳散热。胎肩花纹块8内侧沿轮胎周向间隔设有V字形花纹沟7，V字形花纹沟7的V形夹角H为120°~ 180°，优选为145°~ 155°，V字形花纹沟7采用变宽度设计，即靠近胎面中心内侧的沟宽大于靠近胎肩外侧的沟宽，且靠内侧的沟宽I为第二条主沟6宽度D的25% ~ 65%，优选为40% ~ 50%，其沟深与侧部花纹沟4相同；靠外侧沟宽J为靠内侧沟宽I的40% ~ 80%，优选为45% ~ 70%，其沟深为侧部花纹沟4深度的30% ~ 70%，优选为50% ~ 56%，V字形花纹沟7沿水平方向长度K为胎面花纹宽W的5% ~ 30%，优选为10% ~ 15%；该V字形花纹沟的设计有效地提升了轮胎的抓地力及转弯性能。

所述胎肩花纹块8上设有横向直线或横向V形胎肩刀槽花纹沟81，各胎肩刀槽花纹沟81深浅不一，于接地面内（轮胎接地面：指轮胎所受标准负荷时其胎面与地面的接触面积，其包含接地宽度和接地长度，此处“于接地面内”强调的是接地宽度）槽花纹沟深度为第二主沟6深度的30% ~ 80%，优选为45% ~ 55%，不接地之胎肩刀槽花纹沟81深度均设计为2mm，如此较多的胎肩刀槽花纹沟81的设计，在有效提高轮胎抓地力的前提下，又能打破水膜，保证了轮胎在湿地路面上转弯时的稳定性，同时能够改善花纹块散热性能，还能使花纹更加美观。

由于通常轮胎胎冠中部大部分位置刚性很高，但在胎肩部位恰好是带束层的端点，刚性较低，本发明轮胎的胎面采用了增大肩部花纹块的设计方法，尽量保证了轮胎胎面横向刚度的均一，在高速行驶及转弯时，胎肩花纹块不会因刚性不足而发生花纹块滑移，导致胎肩的偏磨，从而保证了轮胎的使用寿命。

另外，本发明轮胎胎面花纹属于非导向花纹，整体设计在保证耐载、耐磨性能的基础上，主要从轮胎的湿地使用性能及防夹石两大方面提升轮胎性能。Z字形的中央花纹沟1可提升其牵引性能；小波浪状穿透的第二主沟6，在保证排水性能的前提下，又提升了牵引力及导向性能；各种角度、深度及排布的刀槽花纹沟，保证了湿地行驶的安全性，改善了轮胎的散热性能；各主沟沟壁为敞开式的花纹沟壁设计，不仅提高花纹沟的防夹石性能，而且使轮胎在磨耗过程中能逐渐增大其接地面积，提高其耐磨性能，保证轮胎使用的安全性及使用寿命。总体上兼顾了轮胎各方面的性能需求。

Claims (15)

1.一种子午线轮胎胎面花纹结构，其特征在于：包括至少一沿轮胎胎面周向设置并位于胎面中心的Z字形中央花纹沟、以及位于中央花纹沟两侧的且沿轮胎胎面周向呈波浪状设置的第二主沟；中央花纹沟与第二主沟之间形成侧部花纹块，侧部花纹块上排布有三个刀槽花纹沟，其中位于侧部花纹块下部的两个刀槽花纹沟平行设置且连通中央花纹沟的沟壁，并与中央花纹沟的沟壁形成75°~ 115°的夹角；而位于侧部花纹块上部的一个刀槽花纹沟连通第二主沟的沟壁，并与第二主沟的沟壁形成75°~ 115°的夹角，刀槽花纹沟长度均为胎面花纹宽度的3%~12%；在第二主沟与轮胎胎侧之间形成胎肩花纹块，相邻的两侧部花纹块之间通过倾斜的侧部花纹沟间隔，侧部花纹沟的两端分别连通中央花纹主沟及第二主沟；而胎肩花纹块为沿轮胎周向呈纵向一体的花纹块，胎肩花纹块上设有胎肩刀槽花纹沟；侧部花纹沟沟壁角度，与中央花纹沟沟壁角度及第二主沟沟壁角度不同。

2.如权利要求1所述的子午线轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述中央花纹沟与胎面中心线的夹角为20°~ 50°，中央花纹沟的宽度为胎面花纹宽度的2% ~ 10%，其沟深为中央花纹沟宽度的80% ~ 110%。

3.如权利要求2所述的子午线轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述中央花纹沟与胎面中心线的夹角为25°~ 40°，中央花纹沟的宽度为胎面花纹宽度的3% ~ 6%，其沟深为中央花纹沟宽度的95% ~ 105%。

4.如权利要求1所述的子午线轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述侧部花纹块的下端与邻接的另一侧部花纹块的中部配合形成小凸台。

5.如权利要求1所述的子午线轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述位于侧部花纹块下部的两个刀槽花纹沟与中央花纹沟的沟壁形成85°~ 95°的夹角，而位于侧部花纹块上部的一个刀槽花纹沟与第二主沟的沟壁形成85°~ 95°的夹角，刀槽花纹沟长度均为胎面花纹宽度的4% ~ 8%。

6.如权利要求1所述的子午线轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述侧部花纹沟为左上倾斜的细小直沟，其与胎面中心线形成20°~ 60°的夹角，侧部花纹沟的沟深为中央花纹沟沟深的40% ~ 80%。

7.如权利要求6所述的子午线轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述侧部花纹沟与胎面中心线形成35°~ 40°的夹角，该侧部花纹沟的沟深为中央花纹沟沟深的60% ~ 70%。

8.如权利要求1所述的子午线轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述第二主沟位置与胎面中心线距离为胎面花纹宽度的10%~35%，第二主沟的宽度等于中央花纹沟宽度，其呈波浪状设置，位于侧部花纹块上部的刀槽花纹沟延伸至侧部花纹块的边缘，该边缘与其相邻的边缘具有夹角，其与相邻上边缘的夹角为20°~ 60°，其与相邻下边缘的夹角为20°~ 60°。

9.如权利要求8所述的子午线轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述第二主沟位置与胎面中心线距离为胎面花纹宽度的15% ~ 25%，其与相邻上边缘的夹角25°~ 35°，其与相邻下边缘的夹角为27°~ 37°。

10.如权利要求1、2、3、8或9所述的子午线轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述中央花纹沟沟壁与第二主沟沟壁为两段设计，其中上段花纹沟壁在行驶面上的投影长度为中央花纹沟沟宽B的3% ~ 25%，上段花纹沟壁在行驶面法线方向的投影长度为中央花纹沟沟深的20% ~ 60%，下段花纹沟壁与行驶面法线的夹角设置为4°~ 10°，上段花纹沟壁与行驶面法线的夹角设置为5°~ 25°。

11.如权利要求10所述的子午线轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述上段花纹沟壁在行驶面上的投影长度为中央花纹沟沟宽B的5% ~ 15%，上段花纹沟壁在行驶面法线方向的投影长度为中央花纹沟沟深的30% ~ 40%，下段花纹沟壁与行驶面法线的夹角设置为6°~ 8°，上段花纹沟壁与行驶面法线的夹角设置为10°~ 20°。

12.如权利要求1所述的子午线轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述胎肩花纹块外侧间隔设有开放式胎肩横沟，胎肩花纹块内侧沿轮胎周向间隔设有V字形花纹沟，V字形花纹沟的V形夹角为120°~ 180°，V字形花纹沟靠近胎面中心内侧的沟宽大于靠近胎肩外侧的沟宽，且靠胎面中心内侧的沟宽为第二主沟宽度的25% ~ 65%，其沟深与侧部花纹沟相同；靠胎肩外侧沟宽为靠胎面中心内侧沟宽的40% ~ 80%，其沟深为侧部花纹沟深度的30% ~ 70%，V字形花纹沟沿水平方向长度为胎面花纹宽的5% ~ 30%。

13.如权利要求12所述的子午线轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述V字形花纹沟的V形夹角为145°~ 155°，V字形花纹沟靠胎面中心内侧的沟宽为第二主沟宽度的40% ~ 50%；靠胎肩外侧沟宽为靠胎面中心内侧沟宽的45% ~ 70%，其沟深为侧部花纹沟深度的50% ~ 56%，V字形花纹沟沿水平方向长度为胎面花纹宽的10% ~ 15%。

14.如权利要求1所述的子午线轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述胎肩花纹块上设有横向直线或横向V形胎肩刀槽花纹沟，各胎肩刀槽花纹沟于接地面内的深度为第二主沟深度的30% ~ 80%，不接地之胎肩刀槽花纹沟深度为2mm。

15.如权利要求14所述的子午线轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述各胎肩刀槽花纹沟于接地面内的深度为第二主沟深度的为45% ~ 55%。