用於中型/重型運輸車輛的輪胎的製作方法

2023-05-24 10:41:06

專利名稱：用於中型/重型運輸車輛的輪胎的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輪輪胎，尤其是那些用在通常在高速公路上以相對較高的速度長途行駛的中型/重型運輸卡車或鉸接拖車轉向橋上的輪胎。
背景技術：
中型/重型運輸車輛通常按照它們所處的各種工作條件對輪胎性能和功能特性的不同要求，而在驅動橋和轉向橋上安裝不同類型的輪胎。
一般來講，為長途高速公路行駛的轉向橋輪胎需要具有如下的特性在高裡程數的同時還具有良好的磨損均勻性；在於路面上良好的定向穩定性和轉向精確性；在溼路面上良好的抓地性能；良好的胎面抗割能力和側面抗衝擊能力；低滾動阻力；以及驅除夾在胎紋中石子的能力。能產生這些特性的影響因素有胎面設計、輪胎充氣後的型廓以及輪胎的結構。
與胎面設計有關的是輪胎上最好具有多條連續的環向肋邊、兩個胎肩肋邊、一個或多個定位在胎面中央的肋邊，其中定位在中央的肋邊是由對應的多條環向溝紋界定出的。
這種輪胎的非均勻磨損問題在現有技術中是公知的。這種輪胎的使用條件大部分都是在直線路段上長途行駛，極少會受到由機動規避動作和/或彎路產生的應力。在長途行駛中，如果未能對輪胎著地跡面上的輪胎/路面接觸壓力的分布進行優化，則可能會導致部分胎面在柏油路面上持續發生微滑(microslide)，從而導致胎面上這些部分出現早期磨損，總之，會出現非均勻磨損。
胎面上尤其對這種非均勻磨損敏感的一個部分是胎肩區域，該區域包括胎肩肋邊的兩軸向外側邊緣、以及跨越胎肩溝紋的兩側區域，其中的胎肩溝紋也就是指在上述胎肩肋邊的軸向內側位置界定出該胎肩肋邊的溝紋。現在人們已經提出了多種方案來解決在胎肩區域的非均勻磨損問題。
本發明是從對該技術問題的如下認識引出的輪胎胎肩部位的非均勻磨損取決於胎面上所述區域的徑向外型廓設計。
美國專利第4480671號中描述了一種用於重型運輸的車輪輪胎，該輪胎的特徵在於其在兩側邊區域都設置了一條窄的環向溝紋，該溝紋形成了一個側邊肋邊，該肋邊的經線型廓基本平行於胎面中間區域幾何包絡線的經線型廓，且低於該型廓。所述側邊肋邊的寬度最多等於所述溝紋的最大深度；側邊肋邊的表面與胎面中間區域表面的高度差為胎面負載時撓度的40％到200％，並設計成為在正常的工作條件下所述側邊肋邊與路面接觸。
PCT專利申請WO 92/2380中描述了一種重型運輸車輛所用的輪胎，其包括一個徑向胎體、一個帶束層結構和一個胎冠，其中的帶束層結構包括至少兩個具有不同軸向寬度的帶條，而在胎冠的側邊部位上設置一寬度最好在0.6到8毫米之間的環向溝紋，從而界定出側邊肋邊，該肋邊的經線型廓基本平行於中間部位幾何包絡線的經線型廓，並相對於該型廓有所降低。胎冠寬度與側邊溝紋中間軸線間軸向距離的差值在34到80毫米之間。該技術方案提高了帶束層條帶端頭間、以及整個帶束層結構的端頭與胎體結構之間的分離抗力。
專利申請WO 98/26945描述了一種重型運輸車輛所用的輪胎，該輪胎的胎面上具有一組由環向溝紋形成的主肋邊，且在輪胎的兩側邊部位上制出了一個犧牲肋邊，其與主肋邊由一窄胎肩溝紋隔開，該胎肩溝紋的最大寬度為1.5毫米。對於新輪胎而言，犧牲肋邊的寬度為胎冠寬度的2.5％到12％之間，且相對於主肋邊的橫截面型廓在徑向方向上一致地降低0.5到2毫米。
日本專利平5-77608的摘要描述了一種重型運輸車輛所用的子午線輪胎，在這種輪胎中，胎冠上制出了一對淺環向溝紋。由第一圓形弧段形成中緯面與淺溝紋之間的胎面型廓，而第二圓形弧段形成了在淺溝紋和胎肩邊緣之間的胎面型廓，以此使淺環向溝紋周圍、朝向胎面中央與朝向胎肩邊緣的兩個區域的胎面型廓在徑向方向上降低。
美國專利US-5660652描述了一種用在轉向橋上的輪胎，其胎面上具有一組連續的環向溝紋；在胎肩部位上設置了一對淺溝紋；且在胎肩邊緣處設置了一對徑向降低的肋邊；以及一組主肋邊。該胎面徑向外側表面的初始段曲率半徑長在輪胎內側，隨後一段曲度的曲率半徑則越出了輪胎範圍。胎肩主肋邊的厚度從靠近環向溝紋的軸向內側起是逐漸增加的，並在靠近淺溝紋處達到最大值。在跨越所述環向溝紋的胎肩主肋邊附近區域，輪胎/路面接觸壓力得以均衡，但卻使胎肩邊緣的接觸壓力升高。輪胎/路面接觸壓力能這樣分布是由於胎面厚度從反向彎曲點到淺胎肩溝紋是逐漸加厚的，其中的反向彎曲點對應於曲率的翻轉點。這樣就在胎面上很易於發生磨損的胎肩部位有效地設置了額外的橡膠材料，並增加靠近淺溝紋的部位的接觸壓力。
本申請人已經發現如果胎肩肋邊具有降低的型廓，且該型廓是由一直線段繞其自身軸向外邊緣徑向轉動降低而形成，則可更容易地控制輪胎胎肩部位的非均勻磨損和/或早期磨損。
如果胎肩溝紋是非對稱類型的—即意味著形成該溝紋的壁面相對於溝紋自身的軸線具有不同的傾斜度，則能進一步改善對所述磨損的控制。

發明內容
根據上述內容，在本發明的第一方面中，本發明涉及一種用來減少輪胎/路面微滑現象的方法，其中的微滑發生在輪胎的至少一個胎肩部分處，該輪胎上具有在兩個相對邊緣間軸向延伸的胎冠，其中的每個邊緣都在一個軸向外側部位上界定出對應的一個胎肩部分。所述胎冠上設置了一個突起的胎紋，其包括一組環向肋邊，這些肋邊由對應的多個環向溝紋界定而成，且在該胎冠的橫截面上具有一個外徑向基準型廓，其包括位於所述胎肩部分至少一個環向肋邊處的一第一直線節段；該直線節段軸向向外延伸而超出所述胎肩部分的所述邊緣。該方法的特徵在於其將所述胎肩部分上的至少一個環向肋邊設計成這樣一種橫截面型廓，該型廓是由一第二直線節段繞一轉動點徑向轉動降低而形成，其中的轉動點位於所述第一直線節段上，且不處在所述胎肩部分所述邊緣的軸向內側。
所述第二直線節段最好繞所述胎肩部分的所述邊緣轉動。
作為備選方案，所述第二直線節段繞第一直線節段與一條直線的交點轉動，其中的直線與所述胎冠的側面相切。
根據本發明的另一種變化，所述第二直線節段繞一轉動點轉動，該轉動點離開所述胎肩邊緣的距離最好不超過所述胎冠總寬度的30％。更為理想的情況是所述距離為所述胎冠總寬度的10％到30％之間。
在本發明的一種變化中，該方法的特徵在於在所述的至少一個環向胎肩肋邊上設置另一個環向溝紋，該溝紋適於形成一個用來保護所述胎冠不發生非均勻磨損的犧牲部分。
在第二方面，本發明涉及一種車輛車輪輪胎，其包括一個胎體結構，該胎體結構包括一個中央輪周部分和兩個軸向相對的側壁，這對側壁的末端形成了一對胎邊，以連接到車輪的輪輞上；一與胎體結構同軸相連的帶束層結構；以及在該帶束層結構周圍同軸延伸的一個胎冠，且所述胎冠在兩邊緣之間軸向延伸，其中的每個邊緣在軸向外側部位界定出對應的一個胎肩部分。所述胎冠上設置有突起的胎紋，其包括一組環向肋邊，這些肋邊由對應的多個環向溝紋界定而成，且在該胎冠的橫截面上具有一個外徑向基準型廓，其包括位於所述胎肩部分至少一個環向肋邊處的一第一直線節段；該直線節段軸向向外延伸而超出所述胎肩部分的所述邊緣。胎肩部分上的至少一個所述環向肋邊的橫截面型廓是由一第二直線節段繞一轉動點徑向轉動降低而形成的，其中的轉動點位於所述第一直線節段上，且不處在所述胎肩部分所述邊緣的軸向內側。
所述第二直線節段最好繞所述胎肩部分的所述邊緣轉動。作為備選方案，所述第二直線節段繞第一直線節段與一條直線的交點轉動，其中的直線與所述胎冠的側面相切。
根據另一種變化，所述第二直線節段繞一轉動點轉動，該轉動點離開所述胎肩邊緣的距離最好不超過所述胎冠總寬度的30％。更為理想的情況是所述距離為所述胎冠總寬度的10％到30％之間。
在至少一個所述環向胎肩肋邊軸向內側位置處的對應環向胎肩溝紋最好是非對稱類型的。
尤其是，所述胎冠的橫截面型廓是由一曲線段和所述第二直線節段依次相連組成的，且所述曲線段與基準型廓的所述第一直線節段的交接點處為間斷的。所述間斷(的高度)優選為0.2到1.5毫米，最理想是在0.3毫米到1毫米之間。
按照一種第二實施方式，胎冠包括至少另一個環向溝紋，其將胎肩部分的至少一個環向肋邊分別分割成一個第一環向胎肩肋邊和一個第二環向胎肩肋邊。
尤其是，所述第二環向胎肩肋邊的橫截面型廓平行於胎冠橫截面型廓上的第二直線節段，並相對於該直線節段降低。該降低量最好是在0.1毫米到1.5毫米之間。尤其是，所述另一個環向溝紋的深度為所述環向溝紋深度的70％到100％。
尤其是，所述第二環向胎肩肋邊的寬度是胎肩部分寬度的25％到40％，且最好是等於胎肩區域總寬度的33％。


在閱讀了對根據本發明的用在中型/重型運輸車輛上輪胎的某些實施例的詳細描述後，本發明其它的特徵和優點將變得更為顯見。下文參照附圖進行的描述僅起到例示的作用，而不出於限定的目的，在附圖中圖1是表示根據本發明的輪胎胎冠型廓的局部橫截面視圖；圖2是表示根據本發明輪胎的胎冠型廓另一種實施例的局部橫截面視圖；圖3是根據本發明胎冠的著地跡用有限元分析方法離散處理後的視圖；圖4a、4b、4c用平面直角坐標系表示了對於一種基準胎冠，分別在靠近著地跡的末端附近、以及在著地跡中央部位處的輪胎/路面接觸壓力的圖形；圖5a、5b和5c分別表示了對於根據本發明的一種胎冠，在靠近著地跡的末端附近、以及在著地跡中央部位處的輪胎/路面接觸壓力在平面直角坐標系中的圖形；圖6a、6b和6c分別表示了對於根據本發明胎冠的另一種實施例，在靠近著地跡的末端附近、以及在著地跡中央部位處的輪胎/路面接觸壓力在平面直角坐標系中的圖形；圖7表示了對於基準胎冠以及根據本發明兩種有區別實施例的胎冠的著地跡主要部分的長度；以及圖8對圖7中的胎冠著地跡的各個長度進行了對比。
具體實施例方式
本發明的車輛輪胎包括一個胎體結構，其包括一個中央輪周部分和兩個軸向相對的側壁，這對側壁的末端形成了一對胎邊，以連接到車輪的輪輞上；一與胎體結構同軸相連的帶束層結構；以及在該帶束層結構周圍同軸延伸的一個胎冠。
在圖1中繪出了本發明輪胎的胎冠1型廓的部分橫截面；該輪胎的其餘構造由於是公知的、且與本發明目的沒有特別的關聯，所以在本文不進行考慮。由於胎冠是相對於中緯面m-m′對稱的，為了能使所述胎冠的描述更為清晰，在圖中只表示出了該胎冠的局部。
參照圖1，該胎冠包括—一對環向胎肩肋邊2，它們相對於該胎冠1對應輪胎的中緯面m-m′對稱布置，所述胎肩肋邊2被界定在胎冠1對應胎肩邊緣A與對應環向胎肩溝紋3之間，其中的胎肩溝紋3軸向遠離各自的胎肩邊緣A；—一對中間環向肋邊4，它們相對於輪胎的中緯面m-m′對稱布置，並分別界定在上述環向胎肩溝紋3和對應的中間環向溝紋5之間，其中中間環向溝紋5在軸向上遠離上述的環向胎肩溝紋3；—一個中央環向肋邊6，該肋邊的對稱軸線位於所討論輪胎的所述中緯面m-m′內。
如上文所聲明的那樣，貫穿本說明書的其餘部分，只針對本發明胎冠1的一半型廓進行描述，更確切地說，是針對位於中緯面m-m′和胎肩邊緣A間的那一半型廓進行討論，可以理解，所討論的一切對位於中緯面m-m′和軸向對側的胎肩邊緣之間的另一半型廓也同樣是適用的。
具體參照圖1中所示的本發明實施例，本發明的胎冠1具有一個第一曲線段7，其曲率半徑為R1，該曲線段從中緯面m-m′延伸到一個點B處，在該點處，實現了所述第一曲線段7與曲率半徑為R2的第二曲線段8的相切。
應當強調的是根據一種未示出的實施例，本發明的胎冠1的型廓也可以是同一曲率半徑的。此外，在上述那種所述型廓具有一對不同曲率半徑曲線的情況下，兩段曲線可具有不同的長度。儘管第二曲率半徑R2最好是大於第一曲率半徑R1，但在某些實施例中，這一比值關係可以是相反的。
如圖1中所示，第一曲線段7組成了胎冠1上與中央環向肋邊6相對應區域的型廓，且形成了與中間環向溝紋5的一個第一部分相對應區域的型廓，直至到達上述的切點B處，如上述那樣，第二曲線段8從該切點處開始分離。因而該所述第二曲線段8就構成了胎冠1上從點B到點C處的型廓，在點C處，實現了所述第二曲線段8與基準型廓的直線節段20的相交。
因而，曲線段8就代表了胎冠1上與中間環向溝紋5剩餘的第二部分相對應區域、與中間環向肋邊4相對應區域、以及與環向胎肩溝紋3上第一部分相對應區域的型廓，其中環向胎肩溝紋3的第一部分是指延到上述點C處的那一部分。
在本發明圖1所示的實施例中，上述第一曲線段7和第二曲線段8的相切點B位於中間溝紋5中。儘管如此，需要提醒的是在其它未表示出的實施例中，所述點B也可以位於中間環向肋邊4上。
因而根據本發明，胎冠1的型廓包括一尾隨第二曲線段8的直線節段9，且其按照下文的設置相對於基準型廓適當進行了轉動將基準型廓的直線節段20與直線22的交點定義為點D(具體參見圖1)，其中的直線22與胎冠1的側面23相切，直線節段9構成了本發明胎肩肋邊2的橫截面型廓，該直線節段繞上述的交點D徑向轉向胎冠的內側。根據一種未示出的實施例，轉動的支點與邊緣A重合。按照本發明另一種未示出的實施例，所述支點在基準型廓直線節段20的直線延長線21上，該延長線位於邊緣A的軸向外側方向上。更具體來講，所述支點離開上述邊緣A的距離至多等於胎冠總寬度的30％，最好是所述寬度的10％。
這樣，所述直線節段9就處於比基準型廓低的位置，從而在本發明胎冠1的橫截面型廓上造成一個間斷。對於剛從模具中脫出的新輪胎，所述間斷的高度δ測量是在點C處進行的，即在第二曲線段8到上文直線節段9的過渡點處進行的，且所述點C位於環向胎肩溝紋3中。另外，定義了分別在中間環向肋邊4外側邊和環向胎肩肋邊2內側邊上的點E和F，上述提到的間斷具有這樣的效果使得上述點F不處於上述的基準型廓上，但卻屬於根據本發明的胎冠1型廓的直線節段9，因而處於比E點低的位置。
一般來講，高度δ在0.2毫米到1.5毫米之間，更理想的是在0.3毫米到1毫米之間。對於圖1中所表示的特定實施例，δ等於0.35毫米。
具體參照圖1，切點B位於中間環向溝紋5中，且距離中緯面m-m′的距離為胎冠總寬度的10％到15％。胎冠總寬度是指所述胎冠的兩邊緣A之間的軸向距離。
另外，環向胎肩溝紋3的軸線n-n′和中緯面m-m′之間的距離為胎冠總寬度的20％到40％。
根據本發明的優選實施例，環向胎肩溝紋3是非對稱類型的，這就意味著組成所述溝紋3的兩壁面10、11相對於上述軸線n-n′的傾斜程度是不同的，其中的軸線n-n′垂直於基準型廓的直線節段20。更具體來講，環向胎肩溝紋3的軸向外側壁面10比環向胎肩溝紋3的軸向內側壁面11的傾斜程度要小。根據圖1中的實施例，壁面10和軸線n-n′之間形成夾角α為13°，而在壁面11和軸線n-n′之間的夾角β為18°。α角的度數最好在7°到16°之間，而β角的度數在14°到22°之間；此外，更為理想的是夾角α和β之間的角度差在4°到8°之間。
環向胎肩溝紋3的深度最好在10毫米到19毫米之間；對於圖1中的特定實施例，所述深度為15.5毫米。
此外，環向胎肩溝紋3的寬度最好在2毫米到18毫米之間，更為理想的是在8毫米到16毫米之間。
應當強調的是胎冠1上位於環向胎肩溝紋3軸向內側的部分可設置任何數目的溝紋和/或肋邊，它們可以是任意的幾何形狀，但對於本發明的目的這卻並不是特另相關的。
根據本發明的另一種實施例，環向胎肩肋邊2上還設置了另一個環向溝紋12(見圖2所示)，其尺寸小於上述的溝紋3、5，且所述的另一個環向溝紋12將上述環向胎肩肋邊2分成了一個第一環向肋邊13和第二環向肋邊14。根據該實施例，這樣獲得的第一環向肋邊13的型廓只在點F和點G之間的型廓部分與上述直線節段9相重合，其中的點G為第一環向肋邊13的外邊緣點。
根據本發明的另一個實施例，第二環向肋邊14的型廓是由一直線段15構成的，該型廓平行於直線節段9並低於該節段。且所述的直線段15從點H處延伸到本發明胎冠1上新的胎肩邊緣A′處，其中的點H代表了第二環向肋邊14的內側邊緣。這樣，上文直線段15位置降低的平行設置就形成了一個高度為δ′的第二間斷，該高度值對應地定義在點G和H之間，所述高度δ′代表了相互平行的直線節段9和直線段15之間的距離。
一般來講，高度δ′的數值最好是在0.1毫米到1.5毫米之間。按照圖2所示的情況，δ′為0.5毫米。在所述的實施例中，最好如同在第一實施例中的那樣，也使直線段15轉動一定量。
圖2中所示的另一個環向溝紋12最好是對稱的槽，其壁面16、17相對於其自身軸線z-z′的傾斜角均為1度，且寬度最好在1.6毫米到2.5毫米之間。
根據本發明，該另一環向溝紋12的深度最好為主溝紋深度的70％到100％，其中的主溝紋即指中央溝紋和胎肩溝紋。此外，第二環向肋邊14的寬度—即胎肩上所述另一環向溝紋12外側部分的寬度最好是胎肩區域總寬度的25％到40％，此處所述的胎肩總寬度是指胎冠1上位於環向胎肩溝紋3軸向外側部分的寬度。更為理想的是，第二環向肋邊14的寬度等於胎肩區域總寬度的33％。
按照圖2中的第二實施例，該第二環向肋邊14的作用是作為一個犧牲部分，該部分如同其名字所暗示的那樣是要被磨損掉的，所述部分使得胎冠上其餘部分不會受到向胎冠內部擴展的非均勻磨損的不利影響，其中向胎冠內部擴展也就是指在上述軸線n-n′的方向上擴展。此外這種屏障效果還由上述間置的另一環向溝紋12而得以確保，該環向溝紋實際上是在結構上防止了——至少是減慢了非均勻磨損的包絡線擴展向輪胎所述的中緯面。在這一點上，實際上應當指出的是，在輪胎的正常工作條件下，由另一環向溝紋12形成的第二環向肋邊14始終與路面接觸。
本發明的胎冠使得輪胎/路面接觸壓力的分布得以優化，從而避免——或至少延緩了非均勻磨損的開始，而非均勻磨損會造成輪胎胎冠的早期惡化。該惡化對輪胎壽命的影響是不利的，將迫使用戶很早就要更換輪胎，甚至是在胎面的其餘部分仍在磨耗限度內的情況下。一般來講，所述早期非均勻磨損大多發生在長途高速公路行駛的轉向橋輪胎上，也就是說，發生在磨耗程度很低的輪胎上。在這種形式的應用場合，非均勻磨損特別出現在—環向胎肩肋邊外側邊緣周圍；以及—胎面上靠近外環向溝紋的周圍部分，尤其是在外環向溝紋的內側，也就是在最靠近輪胎中緯面的那一側。
申請人已經注意到對於具有圖1和圖2中所示的輪胎基準型廓的普通胎冠(也就是說這樣的胎冠在胎肩部位設置了一個環向胎肩肋邊2和一個環向胎肩溝紋3)，環向胎肩肋邊2的軸向內側邊緣區域的輪胎/路面接觸壓力值趨於增大。相應地，這就意味著點F處的接觸壓力通常要大於點E處的壓力，這樣的實際情況導致在點E處出現輪胎/路面的相對微滑，從而導致從該點發源的非均勻磨損，且非均勻磨損趨於在朝著輪胎中緯面的方向上向胎面上的鄰近部位快速擴展。
本發明胎冠的型廓的這種設計能確保對輪胎/路面接觸壓力分布的優化，並消除——至少是相當大程度地減輕了發生上述非均勻磨損的可能。更具體來講，參照圖1中所示的第一實施例，根據本發明胎冠上的間斷高度δ使得點E處的輪胎/路面接觸壓力相比於非設置上述高度為δ的間斷的基準輪胎的情況有所升高。隨著點E處輪胎/路面接觸壓力的升高，根據本發明的胎冠型廓還可以使點F處的接觸壓力降低，其中的點F也就是在基準輪胎的情況中，接觸壓力有不良增加的那一點。
本發明其它的有利方面是基於這樣的實際情況上述高度為δ的間斷還使邊緣A的相應部位處輪胎/路面接觸壓力增加，從而使得胎冠的胎肩部位磨損更均勻。
本發明的胎冠使得在那些通常最早發生非均勻磨損部位的接觸壓力增加。減小了輪胎/路面相對微滑，結果是有利地減少了胎面膠料的局部磨損。
參照本發明的第二實施例(見圖2中)，與上文參照第一實施例(見圖1)描述的方式相同，高度為δ′的第二間斷的設置具有這樣的效果增大了點G相對於點H的輪胎/路面接觸壓力，從而使點G免於產生不良非均勻磨損的可能，或至少是延遲了這些不利現象發生的開始時間。因而，根據本發明的胎冠型廓使得伴隨輪胎正常使用固有的胎面膠料自然磨耗是發生在胎肩區域的外側——即僅限於第二環向肋邊14上。此外，在輪胎的整個工作壽命期間，都能有利地保持所述高度為δ′的第二間斷的存在，由此就在非均勻磨損向胎冠內部擴展時形成了一個有效的屏障。
根據本發明確定出的胎冠型廓是本申請人用有限元分析方法進行研究的主題，在該分析方法中，可以分析各種結果。該方法的步驟包括將所研究的整個輪胎橫截面沿所討論輪胎整個環周分成多個三維元、以及多個經線方向部分(即本領域中所稱的「區段」)。在完成三維分割建模後，靜態地對輪胎加壓，從而形成輪胎的著地跡，呈現出圖3所示的多個離散的矩形元。所述矩形元非常簡單，且組成胎冠的各個三維元的外表面由於受到加壓過程中的壓力作用而發生變形，用有限元計算程序可確定出在每個節點上的輪胎/路面接觸壓力的數值。其中的每個節點即是指上述各矩形元的中頂點。然後對各個節點處測得的數值進行處理，從而得出輪胎/路面接觸壓力圖譜，該圖譜通常被表示成在三個橫截面上的壓力，這三個橫截面分別是著地跡的31、32、33部位(見圖4、5、6)。
更具體來講，圖4a、4b和4c表示了對於具有對稱環向胎肩溝紋和一對中間環向溝紋的基準輪胎，上述的31、32、33部位的輪胎/路面接觸壓力在笛卡兒坐標平面中的圖譜。由於輪胎是對稱的，上述的這些附圖以及隨後的附圖都也只是代表了胎冠上的一半，具體來講，是代表了輪胎上位於中緯面m-m′和邊緣A之間的部分。每個所述的附圖中都有X區域和Y區域，在這兩個區域內，輪胎/路面的接觸壓力數值為零，從圖面中的左手側起，這對區域分別對應於實際輪胎上的中間環向溝紋5(X區域)和環向胎肩溝紋3(Y區域)。
圖4a、4b、4c，尤其是與著地跡上的32區域相對應的圖4b，涉及一種由申請人構思的基準輪胎(該輪胎規格為295/80，R22.5)。這些附圖表示了在環向胎肩肋邊2軸向內側邊緣的局部輪胎/路面接觸壓力是如何大於所研究胎冠上的其它區域的。因而，這也就意味著在點F處測得的壓力要遠大於中間環向肋邊4的軸向外側邊緣處——即點E處的壓力。這方面的情況如上文所描述的那樣，將是點E處產生了輪胎/路面相對微滑，從而不可避免地產生非均勻磨損的胎痕，這種非均勻磨損胎痕產生在該區域，但隨著時間的流逝，其趨於向胎面的內側區域——即在朝向輪胎中緯面的方向上快速地擴展。
圖5a、5b、5c表示了圖1中所示的本發明的胎冠1的輪胎/路面接觸壓力的特性。更具體來講，胎冠1具有非對稱類型的環向胎肩溝紋1、以及一個高度δ為0.5毫米的間斷。當將表示基準輪胎的圖4b與表示申請人設計輪胎(規格為295/80R22.5且δ為0.5毫米)的圖5b進行對比時，就可以看出本發明輪胎在點F處的輪胎/路面接觸壓力要低於基準輪胎的壓力。此外，更為重要的一個方面是必須要指出，本發明輪胎上點F和點E處的壓力差要顯著地小於基準輪胎的壓力差。如圖6a、6b和6c所示，考慮到根據本發明的輪胎上設置有不對稱的環向胎肩溝紋、且型廓上具有高度δ為1毫米的間斷，這種趨勢被鞏固了，且實際上是被加強了。更具體地講，圖6b表示了相對於基準輪胎、以及本發明的高度δ為0.5毫米的輪胎的情況，點E和點F間的壓力差有了進一步的減小。因而，正如圖中所親見的那樣，在點F處的壓力有所減小，而在點E處的壓力則有了顯著的增加。
此外，對圖線的分析還可看出在邊緣A處的局部輪胎/路面接觸壓力值是按照基準輪胎、高度δ為0.5毫米的本發明輪胎、高度δ為1毫米的本發明輪胎的次序依次增大的。如上所述的事實實現了更為均勻的磨損、甚至是在輪胎的胎肩區域——其實質上是一個臨界區域，且隨著時間的流逝，將不可避免地開始發生非均勻形式的磨損。因而，最惡劣的臨界點處的輪胎/路面相對微滑的減小會顯著地延長輪胎的壽命，並使輪胎的胎冠拓展了更長的使用時間。
圖7以概括的形式示意地表示了圖4、5、6先前已更為詳細描述的內容。所述的圖7實際上分別表示了對於基準輪胎(見圖4)的情況、高度δ為0.5毫米的本發明輪胎(見圖5)、以及高度δ為1毫米的本發明輪胎(見圖6)，在邊緣A處(圖3中的34區域)、環向胎肩肋邊2的軸向內側邊緣F處(圖3中的35區域)、以及中間環向肋邊4的軸向外側邊緣E處(圖3中的區域36)的著地跡的長度(單位為毫米)。在圖7中，將凸柱R、Q、P分別定義為在區域34、35、36處基準輪胎、高度δ為0.5毫米的本發明輪胎、以及高度δ為1毫米的本發明輪胎的著地跡的長度，從圖中可以看出由於引入了高度為δ的間斷，使得著地跡的長度在同一輪胎的情況中、在上述的各個區域更為一致。例如從圖7中可以看出，在基準輪胎的情況中，跨環向胎肩溝紋3兩側區域35、36的著地跡長度——即凸柱R有相當大的不平衡，其中在區域35的長度要大於在區域36的長度。而在另一方面，在高度δ為1毫米的本發明輪胎的情況中，在區域35、36的著地跡長度——即凸柱P的差值要顯著地小於在基準輪胎情況下的著地跡長度差。尤其是，在胎肩區域34，可看到高度δ為0.5和1毫米的本發明輪胎與基準輪胎相比著地跡長度有顯著的增加。這種在胎肩部位的著地跡長度增加可看作是環向胎肩肋邊的型廓是經特殊轉動而形成的結果。
同時，在環向胎肩肋邊2的內側邊緣(見圖3的區域35上)，所述著地跡長度有顯著的減小，而在中間環向肋邊4的外側邊緣(圖3中的區域36)，該長度卻有利地增加了。
因而，圖7就展示了根據本發明的胎冠如何在環向胎肩溝紋3區域實現了著地跡長度的統一，作為結果，實現了在所述區域的輪胎/路面接觸壓力的均一化。特別需要強調的是相比於基準輪胎的情況即在區域35和36區域的著地跡長度之差非常地高，在本發明高度δ為0.5和高度δ為1毫米的情況，該差值卻是在逐步減小的。在後一種情況，出現了相反的趨勢，36區域的著地跡長度大於了35區域的著地跡長度。對於高度δ為1毫米的情況，著地跡長度之間的差值的絕對值與高度δ為0.5毫米情況下的差值在同一數量級上。
在圖8中表示了這一現象以及相關的數值，在圖8中分別表示了對於基準輪胎、高度為0.5和1毫米的本發明輪胎的情況下，35區域和36區域之間的著地跡長度差。
如上所述，根據本發明的胎冠型廓上設置的高度為δ的間斷使得在跨環向胎肩溝紋的兩側區域的輪胎/路面接觸壓力得到了平衡，更確切來講，是使上述定義的點E和點F之間的壓力得到了平衡。這種使壓力平衡的有益效果被環向胎肩溝紋3非對稱的橫截面結構進一步有利地增強了，且如上所述，環向胎肩溝紋3的兩壁面具有不同的傾斜角α、β。此外，由於面向胎肩區的那一側的傾斜角α要小於面向中間環向肋邊4那一側的傾斜角β，申請人已經意外地發現在點E處的輪胎/路面接觸壓力相對於在點F處的壓力有了進一步的有利增加。最後，需要強調的是由於環向胎肩溝紋3在其全部深度上都保持這樣的幾何結構，所以由該溝紋的不對稱幾何形狀所帶來的附加效果對於根據本發明輪胎的有利影響在其整個工作壽命期間都始終是有效的。
權利要求
1.一種用來減輕輪胎/路面微滑現象的方法，其中的微滑發生在輪胎的至少一個胎肩部分處，該輪胎上具有在兩個相對邊緣(A)間軸向延伸的胎冠(1)，其中的每個邊緣都在一個軸向外側部位上界定出對應的一個胎肩部分，所述胎冠(1)上設置了一個突起的胎紋，其包括一組環向肋邊(2、4、6)，這些肋邊由對應的多個環向溝紋(3、5)界定而成，且在所述胎冠(1)的橫截面上具有一個外徑向基準型廓(7、8、20)，其包括位於所述胎肩部分至少一個環向肋邊(2)處的一第一直線節段(20)；該直線節段軸向向外延伸而超出所述胎肩部分的所述邊緣(A)，該方法的特徵在於將所述胎肩部分上的至少一個環向肋邊(2)設計成這樣一種橫截面型廓，該型廓是由一第二直線節段(9)繞一轉動點徑向轉動降低而形成，其中的轉動點位於所述第一直線節段(20)上，且不處在所述胎肩部分所述邊緣(A)的軸向內側。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述第二直線節段(9)繞所述胎肩部分的所述邊緣(A)轉動。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述第二直線節段(9)繞所述第一直線節段(20)與一條直線(22)的交點(D)轉動，直線(22)與所述胎冠(1)的側面(23)相切。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述第二直線節段(9)繞一轉動點轉動，該轉動點離開所述胎肩邊緣(A)的距離不超過所述胎冠(1)總寬度的30％。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於所述距離在所述胎冠(1)總寬度的10％到30％之間。
6.根據權利要求1到5之一所述的方法，其特徵在於在所述的至少一個環向胎肩肋邊(2)上設置另一個環向溝紋(12)，該溝紋適於形成一個用來保護所述胎冠(1)不發生非均勻磨損的犧牲部分(14)。
7.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於將所述犧牲部分(14)的橫截面型廓(15)設計成與所述胎冠(1)橫截面型廓(7、8、9)上的所述第二直線節段(9)平行，並相對於該節段(9)降低。
8.一種車輛輪胎，其包括一個胎體結構，該胎體結構包括一個中央輪周部分和兩個軸向相對的側壁，這對側壁的末端形成了一對胎邊，以連接到車輪的輪輞上；一與胎體結構同軸相連的帶束層結構；以及在該帶束層結構周圍同軸延伸的一個胎冠(1)，且所述胎冠(1)在兩邊緣(A)之間軸向延伸，其中的每個邊緣在軸向外側部位界定出對應的一個胎肩部分，所述胎冠(1)上設置有突起的胎紋，其包括多條環向肋邊(2、4、6)，這些肋邊由對應的多個環向溝紋(3、5)界定而成，且該胎冠(1)的橫截面具有一個外徑向基準型廓(7、8、20)，其包括位於所述胎肩部分至少一個環向肋邊(2)處的一第一直線節段(20)，該直線節段軸向向外延伸而超出所述胎肩部分的所述邊緣(A)，其特徵在於所述胎肩部分上的至少一個所述環向肋邊(2)的橫截面型廓是由一第二直線節段(9)繞一轉動點徑向轉動降低而形成的，轉動點位於所述第一直線節段(20)上，且不處在所述胎肩部分所述邊緣(A)的軸向內側。
9.根據權利要求8所述的輪胎，其特徵在於所述第二直線節段(9)繞所述胎肩部分的所述邊緣(A)轉動。
10.根據權利要求8所述的輪胎，其特徵在於所述第二直線節段(9)繞所述第一直線節段(20)與一條直線(22)的交點(D)轉動，直線(D)與所述胎冠(1)的側面(23)相切。
11.根據權利要求8所述的輪胎，其特徵在於所述第二直線節段(9)繞一轉動點轉動，該轉動點離開所述胎肩邊緣(A)的距離不超過所述胎冠(1)總寬度的30％。
12.根據權利要求11所述的輪胎，其特徵在於所述距離在所述胎冠(1)總寬度的10％到30％之間。
13.根據權利要求8到12之一所述的輪胎，其特徵在於在至少一個所述環向胎肩肋邊(2)軸向內側位置處的對應環向胎肩溝紋(3)最好是非對稱類型的。
14.根據權利要求13所述的輪胎，其特徵在於所述非對稱溝紋(3)的軸向外側壁面(10)相對於所述非對稱溝紋(3)的軸線(n-n′)所成的夾角(α)在7°到16°之間。
15.根據權利要求13所述的輪胎，其特徵在於所述非對稱溝紋(3)的軸向外側壁面(11)相對於所述非對稱溝紋(3)的軸線(n-n′)所成的夾角(β)在14°到22°之間。
16.根據權利要求14或15所述的輪胎，其特徵在於所述夾角(α、β)的差值在4°到8°之間。
17.根據權利要求8所述的輪胎，其特徵在於所述胎冠(1)的橫截面型廓(7、8、9)是由一曲率半徑為R1的第一曲線段(7)、一曲率半徑為R2的第二曲線段(8)以及所述第二直線節段(9)依次相連組成的。
18.根據權利要求17所述的輪胎，其特徵在於所述曲率半徑R2大於所述曲率半徑R1。
19.根據權利要求17所述的輪胎，其特徵在於所述橫截面型廓(7、8、9)在所述第二曲線段(8)與所述第一直線節段(20)的交接點(C)處為間斷(δ)的。
20.根據權利要求8所述的輪胎，其特徵在於所述胎冠(1)的橫截面型廓(7、8、9)是由曲線段(7、8)和所述第二直線節段(9)依次相連組成的。
21.根據權利要求20所述的輪胎，其特徵在於所述橫截面型廓(7、8、9)在所述曲線段(7、8)與所述第一直線節段(20)的交接點(C)處為間斷(δ)的。
22.根據權利要求19或21所述的輪胎，其特徵在於所述間斷(δ)的高度為0.2到1.5毫米。
23.根據權利要求22所述的輪胎，其特徵在於所述間斷(δ)的高度在0.3毫米到1毫米之間。
24.根據權利要求8所述的輪胎，其特徵在於所述胎冠(1)包括至少另一個環向溝紋(12)，其將所述胎肩部分的至少一個所述環向肋邊(2)分別分割成一個第一環向胎肩肋邊(13)和一個第二環向胎肩肋邊(14)。
25.根據權利要求24所述的輪胎，其特徵在於所述第二環向胎肩肋邊(14)的橫截面型廓(15)平行於所述胎冠(1)橫截面型廓(7、8、9)上的第二直線節段(9)，並相對於該直線節段降低(δ′)。
26.根據權利要求25所述的輪胎，其特徵在於所述降低量(δ′)在0.1毫米到1.5毫米之間。
27.根據權利要求24所述的輪胎，其特徵在於所述另一環向溝紋(12)是非對稱的。
28.根據權利要求24所述的輪胎，其特徵在於所述另一環向溝紋(12)的深度為所述多個環向溝紋(3、5)深度的70％到100％。
29.根據權利要求24所述的輪胎，其特徵在於所述第二環向胎肩肋邊(14)的寬度是胎肩部分寬度的25％到40％。
30.根據權利要求29所述的輪胎，其特徵在於所述第二環向胎肩肋邊(14)的寬度是胎肩部分寬度的33％。
全文摘要
本發明涉及一種用來減輕輪胎/路面間微滑現象的方法,其中的微滑發生在輪胎的胎肩部分處。該輪胎的胎冠(1)上設置有突起的胎紋,其包括一組環向肋邊(2、4、6),這些肋邊由對應的多個環向溝紋(3、5)界定而成,且在胎冠的橫截面上具有一個外徑向基準型廓(7、8、20),其包括位於所述胎肩部分至少一個環向肋邊(2)處的一第一直線節段(20);該直線節段軸向向外延伸而超出所述胎肩部分的所述邊緣(A)。該方法的特徵在於將所述胎肩部分上的至少一個環向肋邊(2)設計成這樣一種橫截面型廓,該型廓是由一第二直線節段(9)繞一轉動點徑向轉動降低而形成,其中的轉動點位於所述第一直線節段(20)上,且不處在所述胎肩部分所述邊緣(A)的軸向內側。
文檔編號B60C11/13GK1354718SQ00805056
公開日2002年6月19日 申請日期2000年3月15日 優先權日1999年3月18日
發明者阿爾貝託·卡拉, 法比奧·蒙塔納羅 申請人:倍耐力輪胎公司