CN104553627A - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种充气轮胎，包括横向间隔开的第一侧和第二侧，以及介于这些侧之间的胎面。胎面包括具有至少一个沟槽的胎面表面。所述沟槽包括由沟槽底部表面隔开的面对的第一侧壁和第二侧壁。一系列锯齿或肋在面对的侧壁的至少一部分高度上延伸。锯齿相对于胎面表面成非垂直的角度延伸，并且沟槽的第一侧壁和第二侧壁上的锯齿/肋彼此相对。

Description

充气轮胎

技术领域

本公开涉及一种汽车轮胎，并且特别地涉及汽车轮胎胎面。发现本公开能与轮胎结合地应用，呈现改进的操作、改进的湿地和雪地牵引、以及降低的噪音产生，并且将参照在雪地中特别有用的轮胎来对本公开进行描述。然而应当认识到的是，本示例性实施例还可适于其他类似的应用，并且可使用所预计的性能益处中的一种或多种。

背景技术

以下的共同拥有的US6,986,372披露了一种轮胎，其中至少选定的沟槽具有锯齿状侧壁。特别地，侧壁的面向沟槽的表面的全部或者大部分包括这些锯齿。所述锯齿以未达到沟槽的基部或底部表面的方式终止。锯齿状侧壁的这种布置提供了改进的牵引、操作特性、控制，以及改进的车辆制动，如在US6,986,372专利中所描述的。

尽管在上述专利中描述的轮胎已满足商业上的成功，然而总是存在对于改进的性能的需求，所述改进的性能诸如牵引、噪音、操作、控制、制动等方面的，并且特别地与改进的雪地性能相关。

发明内容

充气轮胎包括横向间隔开的第一侧和第二侧。胎面介于第一侧与第二侧之间，并且包括具有至少一个沟槽的胎面表面。所述沟槽包括由沟槽底部表面隔开的面对的第一侧壁和第二侧壁。锯齿或肋在第一侧壁和第二侧壁的每一者的至少一部分之上延伸。位于第一侧壁和第二侧壁中至少一者上的肋相对于胎面表面成非垂直的角度延伸。另外，位于沟槽的第一侧壁和第二侧壁上的肋彼此相对。

在示例性实施例中，位于第一侧壁和第二侧壁两者上的肋相对于胎面表面成非垂直的角度延伸。

所述至少一个沟槽围绕轮胎沿着大致周向方向延伸，或者横过轮胎沿着大致横向方向延伸。

位于第一侧壁和第二侧壁中至少一者上的肋仅在其一部分之上延伸，并且在一种布置中在第一侧壁和第二侧壁的每一者的仅一部分之上延伸。

在一种示例性布置中，所述至少一个沟槽包括形成中央胎面凸块的第一内部沟槽和第二内部沟槽中之一，该中央胎面凸块通过围绕轮胎沿着大致周向方向延伸的内部沟槽而与第一中间胎面凸块及第二中间胎面凸块隔开。

第一中间胎面凸块和第二中间胎面凸块通过围绕轮胎沿着大致周向方向延伸的第一外部沟槽和第二外部沟槽而与第一台肩胎面凸块和第二台肩胎面凸块隔开，并且第一外部沟槽和第二外部沟槽分别介于第一内部沟槽和第二内部沟槽与轮胎的第一侧和第二侧之间。

在本公开的实施例中，肋还设置在第一外部沟槽和第二外部沟槽中。

在一个示例性实施例中，肋通常通过交替的尖部（peak，峰）与凹部（valley，谷）来限定，并且从地面结合胎面表面朝向沟槽的底部表面向内延伸。

在一种布置中，第一中间胎面凸块和第二中间胎面凸块包括仅位于围绕轮胎沿着大致周向方向延伸的侧壁上的肋，并且形成中间胎面凸块的横向沟槽的侧壁不具有肋。

在另一种布置中，中央胎面凸块包括横过轮胎沿着大致横向方向延伸的横向沟槽，并且形成中央胎面凸块的横向沟槽的侧壁具有沿着该侧壁的至少大部分延伸的肋。

包括成角度的肋雪地沟槽的轮胎显示出改进的性能。

以用于加强的“雪上雪（snow on snow）”牵引的胎面图案的方式，成角度的肋呈现了改进的雪地抓紧和保持。

与现有的布置相比，成角度的肋提供增大的表面积区段（length），这带来与雪地肋更好的机械锁定，这样的机械锁定在成角度的肋雪地沟槽处于填充有雪的接触区块（patch）中时形成。

雪地牵引的量还通过形成于处于接触区块中的成角度的肋雪地沟槽中的雪地肋的机械剪力而增大。

在沟槽中设置成角度的肋可防止形成驻波并且由此降低所产生的噪音。

通过阅读并理解以下详细描述，本公开的其他益处和优点将变得更加显而易见。

附图说明

图1为包括具有成角度的肋的一个或多个沟槽的轮胎的立体图。

图2为图1轮胎的一部分的放大前视图。

图3为与图1和图2中的轮胎类似的轮胎的胎面的一部分的进一步放大图，其中去除了一些胎面特征以易于说明。

图4为与图1-图3中的胎面类似的胎面的一部分的另一放大立体图，其中去除了一些胎面特征以易于说明。

图5为轮胎沟槽的侧壁以及轮胎沟槽的结合有成角度的肋的一部分的局部视图。

图6为沿着轮胎沟槽的侧壁的成角度的肋的平面图。

具体实施方式

参照图1和2，示出了包括第一侧或外侧102（该侧的部分以虚线示出，因为那些特征是惯常的并且不构成本公开的一部分）以及第二侧或内侧104的充气轮胎100。典型地为弹性材料的轮胎胎面110设置在轮胎上并在第一侧102与第二侧104之间延伸。轮胎胎面110具有地面接合表面112，该地面接合表面通过包含有围绕轮胎沿大体周向方向上延伸的各种沟槽以及横过轮胎沿大致横向方向延伸的其他沟槽而以期望的轮胎胎面图案形成。

更具体地，本公开的胎面110包括中央第一和第二内部沟槽或中央沟槽114、116，它们围绕轮胎沿大体周向方向上延伸并在它们间形成有轮胎胎面凸块（block）120。此外，第一和第二外部沟槽122、124围绕轮胎100在大体周向方向上延伸并且与中央沟槽114、116一起形成中间胎面凸块部分130、132。类似地，外部沟槽122、124将中间胎面凸块部分130、132与台肩凸块部分134、136分开。台肩凸块部分134、136又位于外部沟槽122、124与轮胎100的相应侧102、104之间。内部和外部沟槽114、116、122、124在横穿轮胎的横向方向上大体等距地隔开，尽管本领域技术人员将理解的是，这些沟槽无需在本公开的所有应用中都等距地隔开。

此外，沟槽140穿过中央胎面凸块120在基本横向方向上延伸并将中央胎面凸块分成中央胎面凸块部分。类似地，沟槽142穿过中间胎面凸块130、132在基本横向方向上延伸并将中间胎面凸块分成中间胎面凸块部分，并且类似地，沟槽144穿过台肩胎面凸块134、136在基本横向方向上延伸以限定台肩胎面凸块部分。如可能在图1和图2中最佳示出的，不同的横向沟槽140、142、144在该实施例中并没有彼此对齐而是彼此偏离的，并且形成从轮胎100的一侧向另一侧延伸的之字形（zig-zag，Z字形）构造。穿过中央轮胎胎面凸块120、中间轮胎胎面凸块130、132以及台肩轮胎胎面凸块134、136中的每个设置有相同数量的横向沟槽。然而，本领域技术人员将理解的是，不是在本公开的所有应用中在中央行的胎面凸块、中间行的胎面凸块以及台肩行的胎面凸块中都必须使用相同数量的横向沟槽。

继续参照图1和图2，并且此外参照图3至图5，不同的沟槽114、116、122、124（周向延伸的沟槽）以及140、142、144（横向延伸的沟槽）均具有由第一和第二侧壁160以及底表面或底壁162形成的大体U形。沟槽的侧壁160以大体面对的关系设置，即，侧壁关于沟槽的空隙彼此面对。如可能在图4和5中最佳示出的，侧壁160的第一部分或下部164以角度A（该角度A相对于垂直于沟槽的底表面162或垂直于轮胎的地面接合表面162而测量）从沟槽的底表面112向外延伸。可设想角度A可在0°至45°的范围内；优选地为5°至20°；并且更优选地为5°至10°。此外，侧壁160的第二部分或上部166以另外的角度B延伸。可设想角度B可在0°至45°的范围内；优选地为10°至45°；并且更优选地为25°至30°。

至少一些侧壁160，并且如在此示出的这些侧壁的上部166，包括一个或多个锯齿或肋170。这些肋由成角度的表面172、174形成，所述成角度的表面以大体V形相交以形成交替的凹部176和尖部178（图5和6）。进一步地，凹部176和尖部178相对于法线以角度C（图6）设置。可设想角度C可在1°至89°的范围内；优选地为20°至50°；并且更优选地为30°至45°。另外进一步地，一个侧壁上的成角度的肋170与沟槽的另一侧壁上的成角度的肋是不同的，并且在该示例性实施例中，与沟槽的另一侧壁上的成角度的肋相对。即，可使用或可不使用相同的角度，然而，在该示例性实施例中，在与底表面162一起形成特定沟槽的两个侧壁160上，角度C是彼此相反的。还将理解的是，肋170的高度190可依据轮胎的其他参数而改变。

能使用除图示的和以上描述的V形肋172之外的其他肋形状。例如，肋可以为U形的，这在一些情况中可能是所期望的，因为这些肋将在凹部等处提供较小的应力集中。类似地，节距可改变，即，V形沟槽或U形沟槽的相邻尖部之间距离可能出于其他设计原因（诸如噪声）而改变。例如，间距距离的最大范围为0.02”至0.5”（即，0.02英寸至0.5英寸，下同）；优选地为从0.07”至0.2”；并且更优选地为从0.1”至0.15”。示例性沟槽宽度可在约0.05”至约1.00”之间改变，沟槽深度可在约0.10”至约1.00”之间改变，并且锯齿166的深度可在整个沟槽深度的5%至95%的范围内。尺寸190具有的优选范围为从约0.1”至0.15”，并且中间范围为0.05”至0.2”。深度166可在整个沟槽深度的50%-80%的范围内，并且更优选地在整个沟槽深度的60%-75%的范围内。

图1-4示出了这些肋170的一些特定结构特征。例如，第一和第二中央沟槽114、116每个均包括肋170，所述肋位于以面对的关系设置的两个侧壁160上。如前面所指出的，肋170优选地与垂直于底表面162或垂直于轮胎的地面接合表面112延伸的平面成角度，即，在图6中示出的角度C（即，在1°至89°之间）。如在图1-3中显而易见的，面对的侧壁160上的肋170彼此相对，即，肋在不同的方向上成角度。当相对于与底表面162垂直或与每个侧壁160的表面垂直的平面进行测量时，一个侧壁上的一个肋是正的角度C，而另一侧壁上的肋是负的角度C。

图1和2还示出了横向沟槽140包括位于其面对的侧壁160上的肋170。这些面对的侧壁160上的肋170同样在相反的方向上成角度。因此，每个中央胎面凸块部分120包括以基本围绕关系环绕中央胎面凸块部分的肋170。肋170在每个侧壁160的上部166上延伸并如由角度A和B的总和所表示地向外成角度（图5）。肋170在侧壁160的大部分纵向长度上延伸（其中纵向长度在如图6所示的从左向右延伸的方向上限定）。

外部沟槽122、124也被示出了具有设置在彼此面对的两个侧壁160上的肋170，并同样在该布置中肋也以相反的角度设置。然而，在此，中间胎面凸块130、132不具有沿着横向沟槽142的肋170。在其他情况中，可期望包括沿着这些横向沟槽的肋170，但在该示例性实施例中，中间胎面凸块130、132中的横向沟槽142的面对的侧壁160没有任何肋。

在图1和2中还显而易见的是，台肩胎面凸块部分134、136中的沟槽142也没有沿着第一部分的肋，因为该沟槽朝着轮胎的相应侧102、104从外部沟槽122、124横向地延伸。然而，当沟槽延伸到轮胎100的台肩上时，设置有肋180。在该特定的示例性实施例中，台肩胎面凸块部分中的横向沟槽142的外端中的肋180没有像轮胎胎面的其他部分中的肋170那样沿着角度C布置。而是，肋180正交于底表面162（即，角度C等于0°）。

总之，改进了冬天或雪地性能。成角度的肋170，特别是当以相反的角度用在沟槽的相对侧壁160上时，在轮胎胎面图案110中提供了增强的雪地抓取和保持。这提供了增大的“雪上雪”牵引。与现有的肋布置相比，成角度的肋170提供了表面区域长度的增大，有助于改进与雪地肋的机械锁定，所述机械锁定是在成角度的肋雪地沟槽形成在接触区块内时形成的。而且，所选的面对的侧壁组上的相反角度也提供了与雪地肋的更好机械锁定。该胎面布置还增大了来自接触区块内的成角度的肋雪地沟槽中形成的雪地肋的机械剪力的雪牵引的量。

锯齿或肋170以非垂直于轮胎表面（地面接合表面112或沟槽的底表面162）的角度而而设计。还将理解的是，形成该胎面110所需的模具几何形状是非常复杂且密集的。在周向延伸的和横向延伸的沟槽的选定交叉点处，沿着特定侧壁160的肋170可不沿着沟槽侧壁的整个纵向长度延伸。在一些情况下，在沟槽的选定区域中没有肋170能有利地用于帮助从沟槽中去除雪。

该书面描述使用实例来描述本公开，包括最佳模式，并且还使得本领域技术人员能够获得和使用本公开。本公开的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他实例。这些其他实例旨在落入权利要求的范围内，如果它们具有非不同于权利要求的文字语言的结构元件，或者它们包括与权利要求的文字语言无本质区别的等同结构元件。而且，该公开旨在为部件和/或步骤的组合以及如为了审查而最初提出的权利要求的组合求得保护，并且为部件和/或步骤的其他组合以及审查过程中的权利要求的组合求得潜在保护。还将理解的是，为了易于图示，在所示的轮胎胎面中没有用参考标号标出所有轮胎胎面特征（诸如所有沟槽、或者所有肋等）。然而，除有其他特定说明之外，在轮胎胎面设计中重复的相似特征或部件在结构或功能上等于或等同于上面所描述的。

100  轮胎

102  第一侧/外侧

104  第二侧/内侧

110  胎面

112  地面接合表面

114  第一/内部沟槽

116  第二/内部沟槽

120  中央胎面凸块

122  第一/外部沟槽

124  第二/外部沟槽

130  中间胎面凸块

132  中间胎面凸块

134  台肩胎面凸块

136  台肩胎面凸块

140  横向沟槽（中央胎面凸块）

142  横向沟槽（中间胎面凸块）

144  横向沟槽（台肩胎面凸块）

160  沟槽侧壁

162  底表面

164  侧壁的第一部分/下部

166  侧壁的第二部分/上部

170  锯齿/肋

172  锯齿/肋的成角度的表面

174  锯齿/肋的成角度的表面

176  尖部

178  凹部

180  台肩胎面凸块中的肋

Claims (20)

1.一种充气轮胎，包括：

横向间隔开的第一侧和第二侧；以及

胎面，介于所述第一侧与所述第二侧之间，所述胎面包括胎面表面，所述胎面表面中具有至少一个沟槽，所述至少一个沟槽包括由沟槽底部表面隔开的面对的第一侧壁和第二侧壁、以及在所述第一侧壁和所述第二侧壁中每一者的至少一部分之上延伸的肋，并且位于所述第一侧壁和所述第二侧壁的至少一者上的肋相对于所述胎面表面成非垂直的角度延伸，其中位于所述沟槽的所述第一侧壁和所述第二侧壁上的肋彼此相对。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其中，位于所述第一侧壁和所述第二侧壁两者上的肋相对于所述胎面表面成非垂直的角度延伸。

3.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述至少一个沟槽围绕所述轮胎沿着大致周向方向延伸。

4.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述至少一个沟槽穿过所述轮胎沿着大致横向方向延伸。

5.根据权利要求1所述的轮胎，其中，位于所述第一侧壁和所述第二侧壁中至少一者上的肋仅在其一部分之上延伸。

6.根据权利要求5所述的轮胎，其中，所述肋从所述胎面表面朝向所述至少一个沟槽的底部表面向内延伸，并且以在所述底部表面上方间隔开一沟槽深度处终止于侧壁上。

7.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述至少一个沟槽包括第一内部沟槽和第二内部沟槽中的一者，所述第一内部沟槽和所述第二内部沟槽形成与第一中间胎面凸块和第二中间胎面凸块隔开的中央胎面凸块，其中内部沟槽围绕所述轮胎沿着大致周向方向延伸。

8.根据权利要求7所述的轮胎，其中，所述第一中间胎面凸块和所述第二中间胎面凸块通过第一外部沟槽和第二外部沟槽而与第一台肩胎面凸块和第二台肩胎面凸块间隔开，所述第一外部沟槽和所述第二外部沟槽围绕所述轮胎沿着大致周向方向延伸，并且其中所述第一外部沟槽和所述第二外部沟槽分别介于所述第一内部沟槽和所述第二内部沟槽与所述轮胎的所述第一侧和所述第二侧之间。

9.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述肋大致通过交替的尖部与凹部限定。

10.根据权利要求9所述的轮胎，其中，所述肋从所述胎面表面向内延伸并且终止于所述沟槽的底部表面上方。

11.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述至少一个沟槽包括第一内部沟槽和第二内部沟槽中的一者，所述第一内部沟槽和所述第二内部沟槽形成与第一中间胎面凸块和第二中间胎面凸块隔开的中央胎面凸块，其中所述内部沟槽围绕所述轮胎沿着大致周向方向延伸，并且所述中央胎面凸块的每一个侧壁均包括形成于所述侧壁上的肋。

12.根据权利要求11所述的轮胎，其中，位于所述中央胎面凸块的每一个侧壁上的肋以大致相同的角度布置。

13.根据权利要求12所述的轮胎，其中，所述第一中间胎面凸块和所述第二中间胎面凸块包括仅位于围绕所述轮胎沿着大致周向方向延伸的侧壁上的肋。

14.根据权利要求13所述的轮胎，其中，所述第一中间胎面凸块和所述第二中间胎面凸块包括穿过所述轮胎沿着大致横向方向延伸的横向沟槽，并且形成所述中间胎面凸块的所述横向沟槽的侧壁不具有肋。

15.根据权利要求11所述的轮胎，其中，所述中央胎面凸块包括穿过所述轮胎沿着大致横向方向延伸的横向沟槽，并且形成所述中央胎面凸块的所述横向沟槽的侧壁具有沿着所述侧壁的至少大部分延伸的肋。

16.一种充气轮胎，包括：

横向间隔开的第一侧和第二侧；以及

介于所述第一侧与所述第二侧之间的胎面，所述胎面包括胎面表面，所述胎面表面中具有至少一个沟槽，所述至少一个沟槽包括由沟槽底部表面隔开的面对的第一侧壁和第二侧壁、以及在面对的侧壁的至少一部分高度上延伸的一系列锯齿，其中所述锯齿相对于所述胎面表面成非垂直的角度延伸，并且位于所述沟槽的所述第一侧壁和所述第二侧壁上的锯齿彼此相对。

17.根据权利要求16所述的轮胎，其中，所述锯齿在相邻的尖部与凹部之间交替。

18.根据权利要求17所述的轮胎，其中，所述锯齿的相邻的尖部与凹部大体形成V形横截面。

19.根据权利要求16所述的轮胎，其中，所述锯齿从所述胎面表面向内延伸且仅沿着所述侧壁的一部分延伸。

20.根据权利要求16所述的轮胎，其中，所述锯齿设置在形成所述胎面表面的中央胎面凸块部分的每一个沟槽中。