一种轮胎花纹沟结构及轮胎的制作方法

本发明涉及轮胎技术领域，特别涉及一种轮胎花纹沟结构及轮胎。

背景技术：

轮胎作为车辆上唯一与路面接触的零件，起着非常重要的作用，要求其具有一定的承载能力，保证乘客和货物的安全，同时作为耗损件，其使用寿命直接影响到车辆运行成本，因此，市场对轮胎的磨耗寿命要求越来越高。

为了追求高磨耗寿命,在提升胶料配方耐磨性的同时，在花纹设计方面，逐步往高沟深方向发展，但高沟深设计带来的负面影响之一在于，轮胎运行在有石子的较差路况上时，石子容易进入花纹沟，不容易甩出，从而损伤花纹沟底并且损伤轮胎带束层，造成轮胎故障，影响轮胎使用寿命。

为了解决上述问题，现有技术在轮胎周向沟底设置强度足够的凸台，以保护沟底不被石子刺伤，如图1及图2所示，现有技术揭示的轮胎之胎面花纹，包括花纹块10及位于花纹块之间的花纹沟20，石子容易进入花纹沟20，对沟底造成损伤甚至损伤带束层，在花纹沟20底部设置凸台30，以保护沟底不被石子刺伤，但在进行花纹沟壁设计时，如图2所示，花纹沟角度c与花纹深度a、凸台大小b呈反比关系。若为追求高磨耗增加花纹深度a和追求防夹石效果增加凸台30大小b，则花纹沟壁角度c变小，这会造成花纹块在负荷行驶时变形的增大，无法完全达到沟深增加所带来的预期磨耗寿命的增加。

现有设计使得花纹沟底必须保留一定的空间来设置大小适当的凸台，以确保凸台具有足够的强度，其使得花纹沟壁无法设计足够的角度，以减少因花纹深度增加带来的花纹块负载状况下的变形增加，势必也无法完全达到沟深增加带来的预期磨耗寿命。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种轮胎花纹沟结构，有效防夹石的同时，减小花纹块变形，提高磨耗寿命。

本发明的第二个目的在于提出一种轮胎，包括花纹沟结构，有效防夹石的同时，减小花纹块变形，提高磨耗寿命。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种轮胎花纹沟结构，包括设置于胎面的主沟槽，所述主沟槽之间形成花纹块；

所述主沟槽的至少其中一沟壁上沿周向间隔设置凸起，所述凸起由所述主沟槽的沟壁上部径向延伸至沟底，且所述凸起的轴向厚度逐渐增大；所述凸起上部与所述花纹块表面延伸连接，所述凸起下部与所述主沟槽沟底连接；所述凸起至少包括中间弧形曲面、位于所述中间弧形曲面一侧的第一侧弧形曲面、位于所述中间弧形曲面另一侧的第二侧弧形曲面。

根据本发明实施例的一种轮胎花纹沟结构，由于设置与主沟槽沟壁的凸起至少包括中间弧形曲面、位于所述中间弧形曲面一侧的第一侧弧形曲面、位于所述中间弧形曲面另一侧的第二侧弧形曲面，使得石子夹入主沟槽后与凸起的弧形曲面相接触，即石子与凸起形成的接触为点接触，石子不易进入主沟槽的沟底，同时，由于石子与凸起点接触，当车辆行驶时，随着轮胎的滚动容易将石子排出；另一方面，凸起由主沟槽的沟壁上部径向延伸至沟底，且凸起的轴向厚度逐渐增大，使得凸起的整体刚性强度好，并提升花纹块的刚性，从而减小轮胎行驶过程中花纹块的变形，更为耐磨，而且，随着胎面的磨损，凸起的接地面积逐渐增大，提高轮胎磨耗寿命。

另外，根据本发明上述实施例提出的一种轮胎花纹沟结构，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步，所述凸起设置在与法线夹角较大的其中一沟壁上，并在该沟壁上沿周向间隔设置。

进一步，其中一沟壁与法线的夹角为20°-30°，另一沟壁与法线的夹角为5°-10°。

进一步，所述主沟槽的两沟壁上分别间隔设置凸起，两侧沟壁上间隔设置的凸起沿全圆周方向交错排列。如此设置，石子夹入主沟槽中时，随着轮胎的滚动，石子容易从其中一沟壁上的凸起与另一沟壁上的相邻凸起之间排出；且使得主沟槽两侧沟壁的刚性强度均匀一致。

进一步，两侧沟壁上间隔设置的凸起沿全圆周方向均匀分布。

进一步，所述中间弧形曲面由花纹块表面至主沟槽的沟底其周向宽度逐渐变大，最大周向宽度约为两倍的最小周向宽度。

进一步，所述第一侧弧形曲面、第二侧弧形曲面由花纹块表面至主沟槽的沟底其周向宽度逐渐变大，所述第一侧弧形曲面的最大周向宽度约等于所述第二侧弧形曲面的最大周向宽度。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种轮胎，包括轮胎花纹沟结构，所述轮胎花纹沟结构包括设置于胎面的主沟槽，所述主沟槽之间形成花纹块；

所述主沟槽的至少其中一沟壁上沿周向间隔设置凸起，所述凸起由所述主沟槽的沟壁上部径向延伸至沟底，且所述凸起的轴向厚度逐渐增大；所述凸起上部与所述花纹块表面延伸连接，所述凸起下部与所述主沟槽沟底连接；所述凸起至少包括中间弧形曲面、位于所述中间弧形曲面一侧的第一侧弧形曲面、位于所述中间弧形曲面另一侧的第二侧弧形曲面。

根据发明实施例的一种轮胎，由于设置与主沟槽沟壁的凸起至少包括中间弧形曲面、位于所述中间弧形曲面一侧的第一侧弧形曲面、位于所述中间弧形曲面另一侧的第二侧弧形曲面，使得石子夹入主沟槽后与凸起的弧形曲面相接触，即石子与凸起形成的接触为点接触，石子不易进入主沟槽的沟底，同时，由于石子与凸起点接触，当车辆行驶时，随着轮胎的滚动容易将石子排出；另一方面，凸起由主沟槽的沟壁上部径向延伸至沟底，且凸起的轴向厚度逐渐增大，使得凸起的整体刚性强度好，并提升花纹块的刚性，从而减小轮胎行驶过程中花纹块的变形，更为耐磨，而且，随着胎面的磨损，凸起的接地面积逐渐增大，提高轮胎磨耗寿命。

附图说明

图1为现有技术轮胎的胎面花纹块与花纹沟的结构示意图；

图2为图1中a-a的截面示意图；

图3为根据本发明实施例的轮胎胎面花纹块的立体图；

图4为根据本发明实施例的轮胎胎面花纹块的平面图；

图5为根据本发明实施例的轮胎胎面花纹块与主沟槽的结构示意图；

图6为根据本发明实施例的石子卡入主沟槽中的结构示意图；

图7为图4中b-b的截面示意图；

图8为图4中c-c的截面示意图；

图9为根据本发明实施例的轮胎胎面花纹块的结构示意图。

标号说明

花纹块10花纹沟20

凸台30

胎面1主沟槽11

花纹块12凸起13

中间弧形曲面131第一侧弧形曲面132

第二侧弧形曲面133石子2。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图3至图9所示，本发明实施例的一种轮胎花纹沟结构，包括设置于胎面1的主沟槽11，主沟槽11之间形成花纹块12，其中，胎面1上至少设置三条主沟槽11，本示例中的主沟槽11设置为四条。主沟槽11的至少其中一沟壁上沿周向间隔设置凸起13，凸起13由主沟槽11的沟壁上部径向延伸至沟底，且凸起13的轴向厚度逐渐增大；凸起13上部与花纹块12表面延伸连接，凸起13下部与主沟槽11沟底连接；凸起13至少包括中间弧形曲面131、位于中间弧形曲面131一侧的第一侧弧形曲面132、位于中间弧形曲面131另一侧的第二侧弧形曲面133。

由于设置与主沟槽11沟壁的凸起13至少包括中间弧形曲面131、位于中间弧形曲面131一侧的第一侧弧形曲面132、位于中间弧形曲面131另一侧的第二侧弧形曲面133，使得石子2夹入主沟槽11后与凸起13的弧形曲面相接触，即石子2与凸起13形成的接触为点接触，石子2不易进入主沟槽11的沟底，同时，由于石子2与凸起13点接触，当车辆行驶时，随着轮胎的滚动容易将石子2排出；另一方面，凸起13由主沟槽11的沟壁上部径向延伸至沟底，且凸起13的轴向厚度逐渐增大，使得凸起13的整体刚性强度好，并提升花纹块12的刚性，从而减小轮胎行驶过程中花纹块12的变形，更为耐磨，而且，随着胎面1的磨损，凸起13的接地面积逐渐增大，提高轮胎磨耗寿命。

在一些示例中，凸起13设置在与法线夹角较大的其中一沟壁上，并在该沟壁上沿周向间隔设置。如图4、图7及图8所示，沟壁与法线形成较小的夹角为∠x，沟壁与法线形成较大的夹角为∠y，凸起13设置在∠y对应的沟壁上。角度越大，轮胎磨损过程中与地面接触面积就越来越大，从而提升了轮胎的磨耗寿命，将凸起13设置在与法线夹角较大的其中一沟壁上，可增强花纹块刚性，有效减少花纹块变形。本示例中，∠y可以为20°-30°，∠x可以为5°-10°，从而确保了沟底r角的弧度，避免沟底应力集中。

可选地，如图3所示，主沟槽11的两沟壁上分别间隔设置凸起13，两侧沟壁上间隔设置的凸起13沿全圆周方向交错排列。如此设置，石子2夹入主沟槽11中时，随着轮胎的滚动，石子2容易从其中一沟壁上的凸起13与另一沟壁上的相邻凸起13之间排出；且使得主沟槽11两侧沟壁的刚性强度均匀一致。本示例中，两侧沟壁上间隔设置的凸起13沿全圆周方向均匀分布，如此，可有效减小轮胎在行驶过程中花纹块12的变形量，使得轮胎的接地压力分布更加均匀，进一步提高轮胎的磨耗寿命。

在一些示例中，中间弧形曲面131由花纹块12表面至主沟槽11的沟底其周向宽度逐渐变大，最大周向宽度约为两倍的最小周向宽度。如图5所示，中间弧形曲面131与花纹块12表面的周向宽度为l1，中间弧形曲面131与主沟槽11沟底的周向宽度为l2，l2约等于两倍的l1，从而实现最大限度的排石效果及提升轮胎的磨耗寿命。

在一些示例中，第一侧弧形曲面132、第二侧弧形曲面133由花纹块12表面至主沟槽11的沟底其周向宽度逐渐变大，第一侧弧形曲面132的最大周向宽度约等于第二侧弧形曲面133的最大周向宽度。如图5所示，第一侧弧形曲面132的最大周向宽度为l3，第二侧弧形曲面133的最大周向宽度为l4，l3约等于l4，使得第一侧弧形曲面132与第二侧弧形曲面133对称设置，形成不同的走向曲面，使石子2夹入后呈点接触状态，车辆行驶时，随轮胎滚动较容易排出。

本示例中，如图7和图8所示，凸起13的宽度为w，凸起13的深度为d1，主沟槽11的深度为d。凸起13的宽度w和凸起13的深度d1不宜过大，当凸起13的宽度w及凸起13的深度d1过大，轮胎在加硫后模具不易脱模，导致损伤模具，将降低模具的使用寿命；而若凸起13的宽度w及凸起13的深度d1过小，石子2容易进入到沟底，易刺伤沟底及不易排出，将起不到排石的效果。在本示例中，优选为宽度w设计在1mm-3mm,深度d1设计在1/3d-2/3d，使得轮胎易脱模的同时排石效果较好。

本发明实施例还提出了一种轮胎，包括轮胎花纹沟结构，轮胎花纹沟结构包括设置于胎面1的主沟槽11，主沟槽11之间形成花纹块12；主沟槽11的至少其中一沟壁上沿周向间隔设置凸起13，凸起13由主沟槽11的沟壁上部径向延伸至沟底，且凸起13的轴向厚度逐渐增大；凸起13上部与花纹块12表面延伸连接，凸起13下部与主沟槽11沟底连接；凸起13至少包括中间弧形曲面131、位于中间弧形曲面131一侧的第一侧弧形曲面132、位于中间弧形曲面131另一侧的第二侧弧形曲面133。

由于设置与主沟槽11沟壁的凸起13至少包括中间弧形曲面131、位于中间弧形曲面131一侧的第一侧弧形曲面132、位于中间弧形曲面131另一侧的第二侧弧形曲面133，使得石子2夹入主沟槽11后与凸起13的弧形曲面相接触，即石子2与凸起13形成的接触为点接触，石子2不易进入主沟槽11的沟底，同时，由于石子2与凸起13点接触，当车辆行驶时，随着轮胎的滚动容易将石子2排出；另一方面，凸起13由主沟槽11的沟壁上部径向延伸至沟底，且凸起13的轴向厚度逐渐增大，使得凸起13的整体刚性强度好，并提升花纹块12的刚性，从而减小轮胎行驶过程中花纹块12的变形，更为耐磨，而且，随着胎面1的磨损，凸起13的接地面积逐渐增大，提高轮胎磨耗寿命。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。