拉長花紋塊的輪胎胎面的製作方法
2023-04-26 10:51:01
專利名稱：拉長花紋塊的輪胎胎面的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種輪胎胎面。更特別而言，本發明涉及一種包括至少一列長花紋塊的輪胎胎面，這些花紋塊成形為在噪聲、耐用性以及操縱性方面象圓周花紋條一樣工作，但在水滑效應以及溼地駕駛性能方面象花紋塊一樣作用。
背景技術：
輪胎胎面的特徵一般被分成兩類花紋條和花紋塊。
花紋條為圍繞著整個輪胎胎面圓周的連續延伸的胎面單元花紋。花紋條可帶有有限的花紋溝，但是任何這種花紋溝都將不會完全截開花紋條。已知花紋條用於提供較小的噪聲，因為有較少的胎面邊緣和側向花紋溝進入和退出接地印痕。花紋條的胎面邊緣數量較少還提供了得到改進的磨損，並且花紋條的堅固屬性為輪胎提供了更好的操縱性和穩定性。
花紋塊為離散的胎面單元花紋，並且可以設置成沿輪胎的圓周方向或側向延伸。花紋塊由沿相反方向延伸的花紋溝限定。與花紋條相反，由於為了形成花紋塊需要增加花紋溝的數量，因此花紋塊胎面的水流特徵一般傾向於比花紋條胎面更大。更大數量的邊緣還提供了更大的牽引力。
在胎面中使用花紋條還是花紋塊可由輪胎的最終用途決定。花紋條通常被選用於載重輪胎上以便提供耐用性、操縱性和噪聲特徵。花紋塊被選用於乘用車輪胎上以便提供牽引性和溼地駕駛性能。在設計輪胎胎面時，胎面設計者可能還要組合使用花紋條和花紋塊元件以便優化輪胎胎面性能。例如，在輪胎的中心線處的花紋條提供了更安靜的行駛，因為輪胎的中心線總是處於接地面積中，而在中心線花紋條的兩側上的花紋塊有助於排水和牽引。
發明內容
本發明涉及組合了花紋條和花紋塊胎面單元花紋的特徵的胎面單元花紋。公開了一種具有胎面的充氣輪胎。這種輪胎具有兩個圓周花紋溝和位於這兩個圓周花紋溝之間的沿圓周延伸的一列四邊形花紋塊。在沿圓周延伸的這列花紋塊中，每個花紋塊由傾斜的側向花紋溝與相鄰的花紋塊分離，傾斜的側向花紋溝與圓周花紋溝之一形成的角度介於10°至25°之間。而且，這列中的每個花紋塊的圓周長度L至少等於輪胎的常壓接地印痕長度LF。花紋塊的長度允許這列的相鄰花紋塊起花紋條的作用同時保持所需的花紋塊特徵。優選地，花紋塊的長度L處於輪胎的常壓接地印痕長度LF的100-400％的範圍內。
根據一個公開的方面，對於沿胎面的側向引出的任意直線，該直線經過沿圓周延伸的這列花紋塊中的至少兩個沿圓周相鄰的花紋塊。優選地，直線經過沿圓周延伸的這列花紋塊中的至少三個花紋塊。
這列延長的花紋塊可以位於胎面上的任何位置上。這個列可以只位於一個胎面半部上，可以位於胎面中心面上，或者由胎面中心面限定邊界。替代地，胎面可以具有兩列延長的花紋塊。對於這樣一種輪胎胎面，每個花紋塊列中的側向花紋溝可以沿相反方向傾斜，形成定向輪胎。
根據本發明的另一個公開的方面，每個花紋塊具有一對相對的側邊，它們形成了圓周花紋溝的壁。這對側邊沿圓周相隔一段距離f，距離f的範圍為花紋塊的圓周長度L的20％至60％。另外，這些側邊中至少一個可相對於胎面中心線按照大於0°的角度傾斜。
根據另一個方面，傾斜側向花紋溝的寬度小於圓周花紋溝的寬度。
根據另一個方面，沿垂直於花紋塊最長側邊的方向測量的花紋塊的寬度WB的範圍為圓周花紋溝之間的距離的15％至65％。
根據另一個方面，為了減少過早磨損，每個花紋塊的至少一個銳角角部可以帶有倒角。
根據另一個方面，為了加強花紋塊，形成圓周花紋溝的壁的花紋塊的側邊可以使得其徑向外部相對於輪胎的徑向傾斜一定角度，該角度大於壁的徑向內部的傾斜角。優選地，花紋溝壁的徑向外部比花紋溝壁的徑向內部的傾斜角至少大10°。
現在將通過實例並參照附圖對本發明進行描述，圖中圖1為根據本發明的輪胎胎面；圖2為一種替代的胎面構型；
圖3為根據本發明的輪胎的接地印痕；圖4為沿圖1中的線4-4剖開的胎面的視圖；圖5為沿圖1中的線5-5剖開的胎面的視圖；圖6-7為替代的胎面構型。
具體實施例方式
以下語言為最佳的目前預期模式或者實施本發明的模式。這種描述用來示出本發明的一般原理，而不應被理解為限制意義。本發明的範圍通過參照所附權利要求得到最佳地確定。
圖1示出了充氣輪胎所用的輪胎胎面。這種胎面具有部分地由圓周花紋溝10、12、14、16形成的不對稱構型。在這種胎面構型中，圓周花紋溝10、12、14、16部分地形成了兩個花紋條28、20和三個花紋塊列22、24、26。輪胎胎面具有中心線CL並且當被使用於充氣輪胎上並被充氣至正常輪胎內壓時，就在輪胎接觸的表面上形成接地印痕FP。
胎面中所關心的主要特徵為中間花紋塊列24。列24中的各個花紋塊28由這對相鄰的圓周花紋溝14、16和在圓周花紋溝14、16之間延伸的側向花紋溝30形成。花紋塊28具有延伸的四邊形形狀，由四個側邊a-b、b-c、c-d、d-a限定，其中四邊形的最長側邊a-b、c-d由側向花紋溝30限定。花紋塊28的短側邊b-c、d-a由圓周花紋溝14、16形成。對於所示的花紋塊28，四邊形形狀為平行四邊形。
花紋塊28具有平行於胎面中心線CL並且從花紋塊28的最遠點a、c測量的圓周長度L。相對的短側邊b-c、d-a沿胎面長度互相沿圓周相隔距離f。間距f為圓周花紋塊長度L的20至60％。優選地，間距f為圓周花紋塊長度L的40至50％。間距f將會隨著輪胎直徑的增加而增加並且隨著輪胎直徑的減小而減小。間距f將部分地規定著相對於輪胎圓周的花紋塊長度L。
部分地形成了花紋塊28的側向花紋溝30相對於任一個圓周花紋溝或胎面中心線CL傾斜的最小角度β為10°。側向花紋溝30相對於圓周花紋溝的最大角度β為25°。側向花紋溝30可相對於胎面中心線CL沿任一個方向傾斜，還請看圖2，其中胎面為定向胎面，帶有兩列的延長花紋塊28，胎面的每個半部中定位有一列。側向花紋溝30的寬度WL小於圓周花紋溝的寬度WC。寬度WL可根據傾斜角β和沿著輪胎胎面的圓周的花紋塊28的數量或圓周長度L而改變。
輪胎圓周中的延長花紋塊28的數量取決於側向花紋溝30的傾斜角β、側向花紋溝寬度WL和花紋塊寬度WB。花紋塊寬度WB垂直於花紋塊28的兩個最長側邊a-b、c-d測量。花紋塊寬度WB的範圍為列寬WR的15％至65％。列寬WB與花紋塊28的數量或側向花紋溝傾斜角β無關，並且為胎面寬度TW的15％至50％。對於較大尺寸的輪胎，例如315/35R20，列寬WB可更加接近於為胎面寬度TW的50％的最大優選寬度。
為了使得花紋塊列24能夠實現類似花紋條的特徵，每個花紋塊28的圓周長度L至少等於接地印痕長度LF，請看圖3。圖3為圖1的輪胎的接地印痕，其中以虛線示出了花紋塊28的非接觸部分。對於所示的接地印痕，花紋塊長度L近似地為接地印痕長度LF的150％。接地印痕來自於輪胎尺寸245/45R18，充氣至2.2巴(31.9磅/平方英寸，2.24kgf/cm2)，並且負載為630kg。本發明所屬領域的普通技術人員應當理解，當輪胎上的負載減小時，輪胎接地印痕的面積就減小。因此，在較小的負載下，花紋塊長度L與接地印痕長度LF之間的比率就增加。接地印痕長度LF在零速度，充氣至製造商推薦輪胎內壓(稱作「常壓」)並且受到設計負載時測量。接地印痕長度LF從接地印痕的第一線32上的最大點到接地印痕的相對線34上的最大點進行測量。對於圖3的接地印痕，最大點出現在接地印痕中心線處；然而，對於蝴蝶形接地印痕，最大點將朝向接地印痕的側向邊緣。根據為特定輪胎胎面構型選定的花紋塊長度L，花紋塊長度L至少為接地印痕長度LF的100％，並且，優選地，為接地印痕長度LF的100至400％，並且，更優選地，為接地印痕長度LF的100％至300％。
由於花紋塊28的長度較長，因此為了保證胎面中的屈撓性，花紋塊28可以帶有斷開溝槽36。斷開溝槽36的寬度遠小於側向花紋溝寬度WL，但是稍大於在與地接觸時閉合的常規型刀槽花紋寬度。斷開溝槽36並不顯著影響胎面的水流特徵，並且不會阻止花紋塊28實現所需的類似花紋條的特徵。
延長花紋塊28的部分目的在於花紋塊28模仿胎面花紋條元件的作用同時保持花紋塊元件特徵。花紋塊的重要特徵為排水和牽引邊緣。為了有助於實現這些特徵，在輪胎接地印痕FL中，有至少三個重疊的花紋塊28。在沿著圓周花紋塊長度L的任意點上，沿輪胎的側向引出的線M將會經過列中的至少兩個相鄰花紋塊28。另外，沿著花紋塊28的長度L在至少一個位置中引出的側向線M將會經過單個列24中的至少三個花紋塊28。優選地，在任何花紋塊28的長度中央1/2L處，側向線M將會經過列24中的至少三個圓周相鄰花紋塊28。
花紋塊28的圓周側邊b-c、d-a可以形成有雙角以便產生更為敞開的圓周花紋溝14、16，請看圖4。花紋塊側邊或者花紋溝壁的徑向外部38相對於垂直平面V形成的角度δ大於由花紋塊側邊的徑向內部40相對於垂直平面V形成的角度μ。上角δ與下角μ之間的差至少為10°。
胎面花紋塊28的另一種可允許的變型示於圖5中。花紋塊28的銳角角部a、c可以帶有倒角42。當不帶倒角時，銳角角部a、c形成很尖銳、很狹窄的胎面點。當隨著輪胎旋轉而進入和退出輪胎接地面積時，該非常狹窄的胎面點就會受到過早的磨損和掉塊。通過在角a、c處形成倒角42，就減少了過早的磨損和掉塊。為了至少最小限度地減少過早的磨損，如果輪胎為非定向輪胎，則可只對在輪胎正常前轉過程中首先進入輪胎接地面積的角a或c進行倒角。倒角長度h的範圍為圓周花紋塊側邊b-c、d-a的長度的10-50％。
圖6和7示出了輪胎胎面中的花紋塊構型的其它替代方案。
在圖6的胎面中，交替的延長花紋塊44、46具有不同的側向長度和軸向寬度。花紋塊44的側向長度和軸向寬度小於花紋塊46的側向長度和軸向寬度。為了保持恆定的圓周花紋溝寬度WC，與花紋塊44、46的列鄰接的圓周花紋溝48因此具有Z字形構型。類似於花紋塊44、46的前窄點，與相鄰花紋塊或花紋條列類似的任何邊緣也可以進行倒角以便減小最初磨損。
在圖7的胎面中，四邊形花紋塊52的一個短側邊50相對於胎面中心線CL傾斜成大於0°的角。短側邊50的傾斜角優選地不大於側向花紋溝30的傾斜角β。由短側邊50部分地形成的圓周花紋溝54具有Z字形構型。花紋塊52的相對短側邊56也可類似地傾斜；為兩個圓周花紋溝54、58都形成類似構型。當如此傾斜時，任一個短側邊50或56可以朝著花紋塊52的中心沿軸向向內傾斜，如對於側邊50所示，或者背離花紋塊52的中心傾斜。
圖8示出了另一種胎面變型，其適用於冬季輪胎胎面。這種胎面類似於圖2的胎面，包括兩列60、62的長花紋塊64。位於輪胎的赤道面EP上的圓周花紋溝66為兩個列60、62所共用。每個列60、62中的側向花紋溝68相對於胎面的赤道面EP沿相反方向傾斜。另外，部分地形成了共用圓周花紋溝66的每個列60、62中的花紋塊64的側邊與相鄰列62、60中的花紋塊側邊沿圓周偏移。長花紋塊64形成有多個刀槽70以便在花紋塊中提供額外的咬合表面。胎面邊緣花紋塊72也帶有刀槽70。
也允許胎面的其它變型。最顯著地，剩餘的胎面特徵可為花紋條和/或花紋塊的任意組合，並且本發明並不限於此處所示的確切胎面。部分地形成了延長花紋塊的圓周花紋溝可以跨於胎面中心線上以便近似中心花紋條。圓周花紋條之一自身可位於胎面中心線上。另外，側向花紋溝並不需要為所示的直形。任意各種特徵可以加入或者改變，只要保持花紋塊的延長形狀即可，從而允許花紋塊列象花紋條一樣作用以便實現類似花紋條的噪聲、耐用性以及操縱性能。
權利要求
1.一種充氣輪胎，這種輪胎包括胎面，胎面包括兩個圓周花紋溝和位於這兩個圓周花紋溝之間的沿圓周延伸的一列四邊形花紋塊，在沿圓周延伸的這列花紋塊中，每個花紋塊由傾斜的側向花紋溝與相鄰的花紋塊分離，傾斜的側向花紋溝與圓周花紋溝之一形成的角度介於10°至25°之間，胎面的特徵在於，這列中的每個花紋塊的圓周長度L至少等於輪胎的常壓接地印痕長度LF。
2.根據權利要求1所述的輪胎，其中對於沿胎面的側向引出的任意直線，輪胎的特徵在於，該直線經過沿圓周延伸的這列花紋塊中的至少兩個沿圓周相鄰的花紋塊。
3.根據權利要求1所述的輪胎，其中對於沿胎面的側向引出的任意直線，輪胎的特徵在於，該直線經過沿圓周延伸的這列花紋塊中的至少三個花紋塊。
4.根據權利要求1所述的輪胎，其中對於在花紋塊的長度中央1/2L處沿輪胎的側向引出的任意直線，輪胎的特徵在於，該直線經過沿圓周延伸的這列花紋塊中的至少三個花紋塊。
5.根據權利要求1所述的輪胎，輪胎的特徵還在於，兩個圓周花紋溝之間的軸向距離的範圍為胎面寬度的15至50％。
6.根據權利要求1所述的輪胎，其中胎面在胎面中心線處被分成兩個胎面半部，並且輪胎的特徵在於，兩個圓周花紋溝位於一個胎面半部中。
7.根據權利要求6所述的輪胎，該輪胎的特徵在於，兩個圓周花紋溝之一位於胎面中心線上。
8.根據權利要求1所述的輪胎，輪胎的特徵在於，胎面還包括位於一對圓周花紋溝之間的沿圓周延伸的第二列平行四邊形花紋塊，第二列中的花紋塊由傾斜側向花紋溝分離，第一列中的傾斜側向花紋溝與第二列中的傾斜側向花紋溝相對於胎面中心線沿相反方向傾斜。
9.根據權利要求8所述的輪胎，輪胎的特徵在於，胎面在胎面中心線處被分成兩個胎面半部並且每個胎面半部中定位有花紋塊列中的一個。
10.根據權利要求1所述的輪胎，輪胎的特徵在於，沿圓周延伸的花紋塊列沿軸向對中於輪胎的赤道面上。
11.根據權利要求1所述的輪胎，其中每個花紋塊具有一對形成了圓周花紋溝的壁的相對側邊，輪胎的特徵在於，這對側邊沿圓周相隔的距離d的範圍為花紋塊的圓周長度L的20％至60％。
12.根據權利要求1所述的輪胎，輪胎的特徵在於，每個花紋塊具有一對銳角角部，銳角角部中的至少一個帶有倒角。
13.根據權利要求1所述的輪胎，輪胎的特徵在於，圓周花紋溝具有一對相對的花紋溝壁，花紋溝壁中的一個形成了平行四邊形花紋塊的一個側邊並且其徑向外部相對於輪胎的徑向傾斜的角度大於花紋溝壁的徑向內部。
14.根據權利要求13所述的輪胎，輪胎的特徵在於，花紋溝壁的徑向外部比花紋溝壁的徑向內部的傾斜角至少大10°。
15.根據權利要求1所述的輪胎，輪胎的特徵在於，傾斜側向花紋溝的寬度小於圓周花紋溝的寬度。
16.根據權利要求1所述的輪胎，輪胎的特徵在於，沿垂直於花紋塊最長側邊的方向測量的花紋塊的寬度WB的範圍為圓周花紋溝之間的距離的15％至65％。
17.根據權利要求1所述的輪胎，輪胎的特徵在於，沿圓周延伸的列中的交替花紋塊具有不同的軸向寬度。
18.根據權利要求1所述的輪胎，輪胎的特徵在於，沿圓周延伸的列中的交替花紋塊具有不同的圓周長度。
19.根據權利要求1所述的輪胎，輪胎的特徵在於，四邊形花紋塊具有部分地形成了兩個圓周花紋溝的側邊，並且這些側邊中至少一個相對於胎面中心線按照大於0°的角度傾斜。
20.根據權利要求1所述的輪胎，輪胎的特徵在於，列中的每個花紋塊的圓周長度為輪胎的常壓接地印痕長度LF的100-400％。
全文摘要
一種輪胎胎面具有兩個圓周花紋溝和位於這兩個圓周花紋溝之間的沿圓周延伸的一列四邊形花紋塊。在沿圓周延伸的這列花紋塊中，每個花紋塊由傾斜的側向花紋溝與相鄰的花紋塊分離，傾斜的側向花紋溝與圓周花紋溝之一形成的角度介於10°至25°之間。列中的每個花紋塊的圓周長度L大於輪胎的常壓接地印痕長度L
文檔編號B60C11/11GK1654238SQ200510051638
公開日2005年8月17日 申請日期2005年2月8日 優先權日2004年2月10日
發明者R·海寧 申請人:固特異輪胎和橡膠公司