一种定向导流装置及轮胎

技术领域

本发明属于轮胎技术领域，尤其涉及一种定向导流装置及轮胎。

背景技术

轮胎是整车与路面直接接触的弹性部件，车辆的行驶性能受轮胎/路面间的相互作用所制约，汽车在有积水的路面行驶，当达到某一临界速度时轮胎与路面不完全接触或完全脱离地面，使路面附着能力急剧下降，导致车辆纵滑或侧滑失控，严重威胁行车安全。轮胎的路面附着能力下降主要源于在经过有一定水膜厚度的路面时轮胎与水碰撞产生动水压差，且水与固态介质形成水凝物在临界接触区域起到润滑作用，导致轮胎被抬起而产生纯滑动现象。

国内外大量研究人员通过合理设计花纹沟槽走势与沟块比例以提高轮胎排水性能。然而，现有的轮胎湿滑优化胎面花纹设计仍存在诸多不足：轮胎综合性能的平衡设计降低轮胎湿滑性能设计的自由度；实际使用条件的复杂性限制轮胎排水性能的最佳表现；花纹沟槽的拔模设计在轮胎完整的生命周期中会损失部分排水性能；轮胎模具加工后对于整体趋势的改动几乎不能实现，排水性能的二次优化成本高效率低；轮胎纵向与侧向附着能力的平衡尤为重要。

由此可见，现有通过合理设计花纹沟槽走势与沟块比例以提高轮胎排水性能时存在以下问题，即轮胎性能间存在的矛盾性导致某一性能的改善需以牺牲其他性能为代价，所以通过花纹设计而优化湿滑性能具有诸多限制。

发明内容

本发明的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

本发明提出一种定向导流装置及轮胎，解决了现有通过合理设计花纹沟槽走势与沟块比例以提高轮胎排水性能时存在轮胎性能间存在的矛盾性导致某一性能的改善需以牺牲其他性能为代价，所以通过花纹设计而优化湿滑性能具有诸多限制的技术问题，具有能够实现定向排水功能，加快路面与胎面接触区积水的排出，在不损失轮胎其他性能的前提下，有效优化轮胎在路面上的临界附着能力，提高湿路面的操控性能的特点。

本发明一方面公开了一种定向导流装置，其特征在于：所述定向导流装置沿轮胎周向以轮胎花纹周节数为周期，由胎冠与地面接触位置的胎面组合区依次沿胎面向沟槽的边缘开口，通过所述沟槽的侧壁向沟槽底部延伸；

所述胎面组合区为狭缝与向边缘延伸的斜面组合结构，侧壁截止处为闭合状态；

所述定向导流装置主体由所述胎面和所述侧壁的截止位置向缘部倾斜，直至边缘处为最大开口形成楔形结构。

在其中一些实施例中，所述定向导流装置设置于所述轮胎周向延伸并沿轮胎宽度分布的纵向沟槽位置，以楔形缺口形式沿所述纵向沟槽展开方向排开。

在其中一些实施例中，所述定向导流装置设置于所述轮胎花纹的条形肋部所设的横向沟槽位置，以楔形缺口形式沿所述横向沟槽展开方向排开。

在其中一些实施例中，所述胎面组合区内的所述狭缝宽度为不小于0.2mm，深度为0.2mm-2mm，所述定向导流装置的楔形缺口起始处与所述狭缝相接。

在其中一些实施例中，所述定向导流装置的楔形缺口在所述沟槽边缘处为最大开口，其深度为不小于0.5mm，宽度为1mm-4mm，并由此处向所述胎面和所述侧壁延伸并闭合；所述定向导流装置在所述侧壁截止处距所述沟槽底部平面处高度设置为≥1mm。

本发明另一方面公开了一种轮胎，所述轮胎的所述胎面上设有如上述任一项所述的定向导流装置。

在其中一些实施例中，所述轮胎的所述胎面上设有肋条；所述肋条包括与地面直接接触的肋部，以及与所述肋部相接的肋条侧壁；所述定向导流装置沿所述肋条侧壁分布。

在其中一些实施例中，所述肋条上设有若干横向刀槽，所述横向刀槽的至少一个端点位于所述肋条侧壁上，相邻两个所述横向刀槽之间的所述肋条侧壁上设有至少一个所述定向导流装置，所述定向导流装置距离所述横向刀槽在同侧所述肋条侧壁上的所述端点的有效分布距离≥3mm；位于同侧所述肋条侧壁上的相邻所述定向导流装置之间的有效分布距离不小于2mm。

在其中一些实施例中，所述肋条侧壁包括左右两侧的第一肋条侧壁及第二肋条侧壁，所述横向刀槽为半封闭式，所述横向刀槽的右侧端点位于所述第二肋条侧壁上；

所述第一肋条侧壁上也设有所述定向导流装置；

所述定向导流装置沿整周等间隔分布。

在其中一些实施例中，所述轮胎的所述胎面上设有肋条，所述肋条上设有若干横向刀槽，所述定向导流装置沿所述横向刀槽的侧壁分布，所述定向导流装置与所述横向刀槽端部的有效分布距离≥2mm，位于所述横向刀槽的同侧所述侧壁上的所述定向导流装置之间的距离不小于2mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供一种定向导流装置，在不损失轮胎其他性能的前提下实现定向排水；并且可在已加工轮胎模具进行二次修改，有效减少了成本；

本发明还提供了一种轮胎，具有定向排水功能，加快路面与胎面接触区积水的排出，在不损失轮胎其他性能的前提下，有效优化轮胎在路面上的临界附着能力，提高了湿路面的操控性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所提供的定向导流装置的轮胎分布图；

图2为本发明实施例所提供的定向导流装置楔形结构示意图；

图3为发明实施例所提供的定向导流装置的立体图a；

图4为发明实施例所提供的定向导流装置的立体图b；

图5为发明实施例所提供的定向导流装置的立体图c；

图6为本发明轮胎胎面a的局部视图；

图7本发明轮胎胎面a变形1的局部视图；

图8本发明轮胎胎面a变形2的局部视图；

图9本发明轮胎胎面a变形3的局部视图；

图10本发明轮胎胎面a变形4的局部视图；

图11为本发明轮胎胎面b的局部视图；

图12为本发明轮胎胎面c的局部视图；

图13本发明轮胎胎面c变形1的局部视图；

图14本发明轮胎胎面c变形2的局部视图；

图15本发明轮胎胎面c变形3的局部视图；

图16为发明实施例所提供的定向导流装置示意a；

图17为发明实施例所提供的定向导流装置示意b；

图18为发明实施例所提供的定向导流装置示意c；

附图说明：1、定向导流装置；2、胎面；3、侧壁；4、边缘；51、纵向环沟；52、横向沟槽；6、狭缝；7、向边缘延伸的斜面；8、楔形结构顶点；9、侧壁处斜面；10、截止位置；11、沟槽；12、肋条；13、肋部；14、肋条侧壁；141、第一肋条侧壁；142、第二肋条侧壁；15、横向刀槽；16、横槽侧壁。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本发明应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本发明揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本发明公开的内容不充分。

在本发明中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本发明所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本发明所涉及的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本发明所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本发明所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本发明所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本发明所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

本发明实施例提供了一种定向导流装置1，图1-8为根据本发明实施例的定向导流装置1的轮胎分布图、结构示意图、立体图以及示意图。参考图1-8所示，

该定向导流装置1沿轮胎周向以轮胎花纹周节数为周期，由胎冠与地面接触位置的胎面2组合区依次沿胎面2向沟槽11的边缘4开口，通过沟槽11的侧壁3向沟槽11底部延伸；胎面2组合区为狭缝6与向边缘延伸的斜面7组合结构，侧壁3截止处为闭合状态；定向导流装置1主体由胎面2和侧壁3的截止位置10向缘部倾斜，直至边缘4处为最大开口形成楔形结构。当轮胎以一定速度行驶时，轮胎与地面不完全接触区域内水膜达到一定厚度产生的动压作用与轮胎周向主沟槽11内部气压产生瞬时压差形成虹吸作用力，将积水挤入胎面2组合区的狭缝6中，水流经过狭缝6沿楔形斜面定向精准导流经开口处向侧壁3汇入周向环沟，将水膜由挤压状态转为湍流状态，并及时经周向环沟排出，提高轮胎与地面完全接触区域的有效接地面积，提高轮胎的路面附着力，保证轮胎正常直线行驶或侧向操控的稳定性。可选的，定向导流装置1设置于轮胎周向延伸并沿轮胎宽度分布的纵向沟槽位置，以楔形缺口形式沿纵向沟槽展开方向排开。进一步的，定向导流装置1设置于轮胎花纹的条形肋部13所设的横向沟槽52位置，以楔形缺口形式沿横向沟槽52展开方向排开，进一步提供有效接地区域的附着力，提高转向操控稳定性能，减小车辆由于侧滑而引起的失控风险。

具体的，如图1所示为一轮胎局部截面，其中定向导流装置1分布于胎面2与轮胎沟槽11侧壁3的边缘4处，在不同湿路面环境中，根据对轮胎湿滑性能的优化方向与轮胎花纹沟槽11位置，可将定向导流装置1设置于纵向环沟51处保证积水定向精准导入宽阔的纵沟槽11并及时排水，当定向导流装置1设置于横向沟槽52的边缘4处时，由于接触区的虹吸作用力进一步将接触区流体导入横向沟槽52，阻碍轮胎胎面与地面间润滑作用而产生瞬时纯滑动，提高轮胎湿路面附着能力。图2所示为图1所述定向导流装置1详细结构示意，如图所示定向导流装置1设置为胎面2处狭缝6和向边缘延伸的斜面7共同组成胎面组合区，经边缘4位置向侧壁3延伸至定向导流装置1截止位置10。流体经胎面2与地面接触区汇入狭缝6或有部分流体经向边缘延伸的斜面7边缘4汇入，流体在动压差作用下向边缘4流动经楔形结构顶点8由切向改为法向流动经侧壁处斜面9、装置截止位置10汇入沟槽11，有效排出。图3-5所示为图1所述定向导流装置1详细结构示意，如图所示定向导流装置1设置为胎面2处狭缝6和向边缘延伸的斜面7共同组成胎面组合区，经边缘4位置向侧壁3延伸至定向导流装置1截止位置10。流体经胎面2与地面接触区汇入狭缝6或有部分流体经向边缘延伸的斜面7边缘4汇入，流体在动压差作用下向边缘4流动经楔形结构顶点8由切向改为法向流动经侧壁处斜面9、装置截止位置10汇入沟槽11，并有效排出。

如图16-18所示，胎面2组合区内的狭缝6宽度w1不小于0.2mm，深度d1为0.2mm-2mm，定向导流装置1的楔形缺口起始处与狭缝6相接。定向导流装置1的楔形缺口在沟槽11边缘4处为最大开口，其深度d2为不小于0.5mm，宽度w2为1mm-4mm，并由此处向胎面2和侧壁3延伸并闭合。可选的，定向导流装置1在侧壁3截止处距沟槽11底部平面处高度设置为≥1mm。具体的，M-N方向上参数d1为0.2mm-2mm，d2为≥0.5mm，d3≥1mm，L1≥1mm，L2＝4/3L1；E-F方向上参数w1为≥0.2mm；w2为1mm-4mm。

本发明另一方面公开了一种轮胎，轮胎的胎面2上设有如上述任一实施例所列举的定向导流装置1。轮胎的胎面2上设有肋条12；肋条12包括与地面直接接触的肋部13，以及与肋部13相接的肋条侧壁14；定向导流装置1沿肋条侧壁14分布。

可选的，肋条12上设有若干横向刀槽15，横向刀槽15的至少一个端点位于肋条侧壁14上，相邻两个横向刀槽15之间的肋条侧壁14上设有至少一个定向导流装置1，定向导流装置1距离横向刀槽15在同侧肋条侧壁14上的端点的有效分布距离≥3mm；位于同侧肋条侧壁14上的相邻定向导流装置1之间的有效分布距离不小于2mm。

具体的，如图6所示，本发明涉及轮胎的轮胎面a，其包括至少一条由橡胶材料制成的花纹肋条12，此花纹肋条12宽度为R1、长度为P的，其中R1<

可选的，肋条侧壁14包括左右两侧的第一肋条侧壁141及第二肋条侧壁142，横向刀槽15为半封闭式，横向刀槽15的右侧端点位于第二肋条侧壁142上；第一肋条侧壁141上也设有定向导流装置1；定向导流装置1沿整周等间隔分布。

具体的，如图11所示，本发明涉及轮胎的轮胎面b，其包括至少一条由橡胶材料制成的花纹肋条12，此花纹肋条12宽度为R2、长度为P的，其中R2<

可选的，轮胎的胎面2上设有肋条12，肋条12上设有若干横向刀槽15，定向导流装置1沿横向刀槽15的侧壁分布，定向导流装置1与横向刀槽15端部的有效分布距离≥2mm，位于横向刀槽15的同侧侧壁上的定向导流装置1之间的距离不小于2mm。

如图12所示，本发明涉及轮胎的轮胎面c，其包括至少一条由橡胶材料制成的花纹肋条12，在花纹肋条12上设置一定数量的横向刀槽15，此横向刀槽15与花纹周节数呈一定比例分布，本发明所述定向导流装置1布置于任一横槽侧壁16，并规定定向导流装置1距横沟刀槽端部有效分布距离x≥2mm，且定向导流装置1之间距离不小于2mm，本发明所述第三实施例的变形实施例如图13-15所示。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。