CN101934685A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及充气轮胎,具体而言,提供了一种具有轮胎胎面的充气轮胎,该胎面在其内包括花纹沟,该花纹沟形成胎面元件,该胎面具有径向外表面和从胎面的径向外表面测量的防滑胎面深度、花纹沟的径向最内侧表面、径向地位于未磨损胎面表面内侧并位于其下方的一个或多个凹陷花纹沟,该胎面包括基底胎面胶料、径向外侧胶料和径向内侧胶料,其中,径向外侧胶料和径向内侧胶料的交接处是波状的。

Description

充气轮胎
本申请要求2008年9月11日提交的第61/096,303号美国临时申请的权益,并通过引用将该申请结合于本文中。
技术领域
本发明涉及充气轮胎。更特别地,本发明涉及随轮胎磨损而改变以保持性能的展开的胎面花纹。
背景技术
当轮胎磨损时,胎面的量(volume)由于与路面的摩擦接触而减少。当轮胎磨损时,由于毛净比(net to gross)增大,花纹沟的量减少。最后,轮胎将需要更换。
当花纹沟的量减少时,它降低了轮胎将水从轮胎接地印迹中导走的能力,降低了湿滑路面轮胎性能。对于某些胎面结构,即使轮胎胎面没有磨损至法定最小防滑深度,但轮胎的湿滑路面性能也可能非常有限。
当轮胎磨损时,干式制动性能通常提高,而湿式制动性能则可能下降。
因此,当轮胎是新的时期望提供具有好的操纵和性能特征的轮胎,并在轮胎的生命周期中保持可接受的轮胎性能。
发明内容
本文所公开的是设计成具有可变胎面花纹的轮胎胎面。该胎面花纹随着磨损而改变,以在轮胎是新的时和磨损时都获得相似的胎面性能。可变花纹试图保持轮胎的湿滑路面性能特征而优化磨损轮胎性能。
定义
“刀片(blade)”表示形成胎面设计的部分的轮胎固化模具中的突起。该突起在完成的轮胎胎面中形成相应的凹陷。
“花纹沟”表示胎面中延长的空隙区,其可周向地或横向地在胎面周围以直的、曲的或锯齿方式延伸。周向或横向延伸的花纹沟有时具有共同部分,并可细分为“宽的”或“窄的”。“窄花纹沟”具有比刀槽花纹(sipe)大的宽度,但小于或等于大约4.0毫米,而“宽花纹沟”具有大于大约4.0毫米的宽度。花纹沟宽度等于花纹沟或花纹沟部分所占据的胎面表面面积,所讨论的花纹沟宽度被这种花纹沟或花纹沟部分的长度分开,因而,花纹沟宽度是其长度之上的平均宽度。
“径向的”和“径向地”用来表示径向地朝向或远离轮胎的旋转轴线的方向。
“肋”表示周向延伸的胎面橡胶带,其被至少一个周向花纹沟和第二周向花纹沟或横向边限定,其中带不被全深度花纹沟分开。
“刀槽花纹”指的是模制成轮胎的胎面元件的宽度非常窄的花纹沟,其细分胎面元件。刀槽花纹具有在大约0.3毫米至1.0毫米范围内的宽度。刀槽花纹的宽度使得刀槽花纹在轮胎接地印迹中趋于完全闭合。
附图说明
本发明将通过示例并参考附图进行描述,其中:
图1是本发明轮胎的第一实施例的透视图;
图2是图1的轮胎的正视图;
图3是图2的轮胎胎面的靠近正视图;以及
图4是一段轮胎胎面的局部横断面视图;
图5A-5C图示了轮胎胎面段的另外实施例的附加局部横断面视图;
图6是键孔刀槽花纹刀片的透视图;
图7是用于形成凹花纹沟的刀片的透视图;
图8-11图示了显示变化的磨损度的轮胎胎面;
图12图示了具有50%胎面磨损的图1中所示的轮胎;以及
图13图示了具有50%或更多胎面磨损的轮胎接地印迹,图示了排水通道。
具体实施方式
图1-4图示了充气轮胎的第一实施例,该充气轮胎适于用作客车或卡车轮胎,并且特别适合用在湿滑条件中。轮胎10具有带防滑深度D的胎面12。胎面12设计成随轮胎磨损而展开,以显露隐藏的或凹陷的花纹沟,使得防湿滑性能和滑水性能不下降到不可接受的水平。
轮胎10包括包含两个轮胎侧壁16的胎体14,该轮胎侧壁16自胎面12径向地向下延伸。轮胎胎体14还包括一个或多个径向帘布层(未示出),帘布层从两个环形胎缘(未示出)延伸,并优选地卷绕或以其它方式固定到两个环形胎缘上。轮胎还可以可选地包括脊尖(apex)(未示出)。在胎缘区域卷起的帘布层可以可选地用卷绕胎缘帘布层的碎片(chipper)23。轮胎10还可包括衬里以及蹼状物(flipper)、碎片(chipper)、脊尖(未示出)和本领域技术人员已知的其它轮胎部件。
轮胎胎面的双重胶料(compound)
在图4a和图5a-5c中示出了胎面胶(green tread)轮廓的横断面视图。图4b图示了固化的胎面。胎面12由双层胎冠橡胶层组成,该胎冠橡胶层由径向外胎冠层13(或冠部1)和径向内胎冠层15(或冠部2)的组合连同下层胎面底层橡胶层17组成,胎面底层橡胶层17位于双层胎冠层之下。如图所示,在如图4a所示的胎面胶中,冠部1层和冠部2层的交接处19具有尖的、锯齿形边缘。在固化之后,当橡胶流入如图4b中所示的模具中时,尖锐的锯齿形边缘变成圆形。优选地,至少一个顶点位于未固化或固化的胎面的各个胎面块或肋中。优选地,在未固化或固化的胎面中有两个或多个顶点。更优选地,在周向花纹沟之间的未固化/固化胎面中具有至少三个顶点。固化的胎面中的波状外形确保在胎面磨损时,内冠部2的层15逐渐地暴露,以致在复合属性方面没有大的梯级改变。优选地,冠部2层15径向地向胎面周向花纹沟底部的外侧延伸,以使冠部2层延伸到胎面块或肋中。
备选地,冠部1层和冠部2层可在未固化或固化的胎面中形成阶梯状,具有平坦的顶部。
外胎冠橡胶层13可以是任何期望的胎面胶料,例如选择用来提高低运转阻力和好的干牵引力。内胎冠层15由较软的多硅橡胶复合物组成,以在外胎冠层磨损而暴露较软的内胎冠层时提高胎面运行表面的湿牵引力。在对于夏季轮胎的一个示例中,胎冠可具有如下表所描述的属性。胎冠可以是共挤压型的。
 胎冠1  胎冠2   差异%
  穆尼塑性   48   58   17
  RPA G’1%   3.6   5.8   37
  冷反弹   24   17   -43
轮胎胎面肋和刀槽花纹布置
如图3中所示的轮胎胎面12关于周向平面或纵向轴线对称。轮胎胎面12具有至少一个周向对齐的肋20的列,优选地具有两个周向对齐的肋20和22的列。肋20、22优选地是周向连续的,并位于纵向轴线附近。胎面12还包括两个周向对齐的肩部块24和26的列。肩部块的宽度优选地比内部肋20、22大,并且在内部肋宽度的1.5到3.5倍的范围内变化。肩部块由横向花纹沟分开。
位于肋20、22之间的是中心周向花纹沟27,该花纹沟优选的是连续的。周向花纹沟27较宽并位于轮胎的中心面上。第二周向花纹沟28位于肩部块24和肋20之间。第三周向花纹沟31位于肋22和肩部块26之间。因此在此特定实施例中,具有三个周向花纹沟27、28、31。最外层的花纹沟28、31优选地比中心花纹沟27稍宽。两个中心肋20、22具有相对于轴向方向成一定角度的刀槽花纹30、32。当从轮胎的轴向方向测量时,角度在大约30度至大约50度的范围内变化。更优选地,刀槽花纹的角度在大约40度至大约50度的范围内变化。更优选地,刀槽花纹具有波状形状。
优选地,刀槽花纹30、32由图7中所示的刀片40形成。刀槽花纹30、32具有位于刀槽花纹下方的凹陷花纹沟30’、32’,当轮胎胎面在使用期间被磨损时,该凹陷花纹沟暴露在轮胎胎面表面上。凹陷花纹沟30’、32’可以是直的,而形成刀槽花纹的刀片的上部是直的或波状的。备选地,刀槽花纹30、32可以用凹陷花纹沟代替。刀槽花纹和/或凹陷花纹沟定位成使得当胎面磨损时凹陷花纹30’、32’逐渐地暴露。当暴露于胎面表面时,凹陷花纹沟30’、32’有助于将水引向图13中所示的周向花纹沟。当凹陷花纹沟暴露于胎面表面时,肋20、22展开成胎面块20’、22’的周向列。图9-11图示了具有不同磨损级别的胎面。该图图示了在磨损期间加宽的刀槽花纹花纹沟30、32,并最后被连接周向花纹沟28、27的花纹沟代替。图12图示了在50%的磨损级的胎面。
凹陷花纹沟可处于变化的深度,并可以以比胎面块或肋之间的花纹沟更深的深度延伸。花纹沟可在胎面表面下凹陷防滑深度的大约30-110%的范围。优选地,凹陷花纹沟延伸进入冠部2层。
胎面肩部块24、26还可包括凹陷花纹沟40或具有在其下方的凹陷花纹沟的刀槽花纹。当凹陷花纹沟对胎面表面敞开时,其定位成与周向花纹沟28、30连通以方便引导水来防滑。刀槽花纹/凹陷花纹沟的结合可通过图6中所示的键孔刀槽花纹刀片来形成。
图8-12图示了不同的胎面磨损程度。图8示出了在新的或未磨损条件下的胎面表面。图9示出了轻微磨损条件下刀槽花纹30、32、33依然完整的胎面表面。冠部2层的小部分已经暴露。图10图示了轮胎胎面的进一步磨损。凹陷的花纹沟30′、32′已经变得暴露于胎面表面,以致肋20、22已经展开成被花纹沟30′、32′分开的周向排列的块的列。暴露的凹陷花纹沟30′、32′与周向排列的花纹沟27、28、31协作以引导水来改善湿牵引。图10也图示了冠部2层的增加区域,该增加区域具有选择用于湿牵引属性的胎面胶料。图11和12图示了更进一步的胎面磨损,其中,肩部的横向花纹沟完全暴露。
图13图示了暴露于磨损的肩部块24、26中的周向花纹沟60、62。
凹陷花纹沟30′、32′、33′可在胎面表面下凹陷防滑深度的大约30-110%范围。
根据本文所提供的描述,本发明的变型是可能的。尽管为了说明本主题发明,已经示出了某些代表性的实施例和细节,但对本领域技术人员而言显而易见地是,在不脱离本主题发明范围的情况下,可做出不同的改变和修改。因此,应该了解的是,可对所描述的特定实施例中做出改变,其将落在由所附权利要求所限定的发明范围内。

Claims (13)

1.一种具有轮胎胎面的充气轮胎,该胎面包括一个或多个周向花纹沟以及一个或多个接地胎面元件;所述胎面具有径向外表面、从所述胎面的该径向外表面测量的防滑胎面深度、花纹沟的径向最内侧表面、径向地位于未磨损胎面表面的内侧并位于该未磨损胎面表面下方的一个或多个凹陷花纹沟;所述胎面包括基底胎面胶料、径向外侧胶料和径向内侧胶料,其中,所述径向内侧胶料在胎面表面之下,并且其中所述径向外侧胶料和所述径向内侧胶料的交接处是波状的。
2.如权利要求1所述的轮胎,其特征在于,当所述胎面处于磨损条件下时,所述一个或多个凹陷花纹沟与所述一个或多个周向花纹沟成流体连通。
3.如权利要求1所述的轮胎,其特征在于,所述径向内侧胶料径向向上地延伸进入所述胎面元件。
4.如权利要求1所述的轮胎,其特征在于,所述径向内侧胶料具有大约58的穆尼塑性。
5.如权利要求1所述的轮胎,其特征在于,所述径向内侧胶料具有大约17的冷回弹性。
6.如权利要求1所述的轮胎,其特征在于,所述径向内侧胶料具有大约5.8的RA G’1%。
7.如权利要求1所述的轮胎,其特征在于,所述径向外侧胶料为胎面磨损而进行选择,并且所述径向内侧胶料针对湿牵引而进行选择。
8.如权利要求1所述的轮胎,其特征在于,外侧胶料和内侧胶料之间的交接面形成位于胎面元件内的至少一个顶点。
9.如权利要求1所述的轮胎,其特征在于,所述胎面元件为肋。
10.如权利要求1所述的轮胎,其特征在于,所述胎面元件为胎面块。
11.如权利要求1所述的轮胎,其特征在于,所述胎面表面包括三个周向连续的花纹沟,其中,这些花纹沟中的一个花纹沟位于所述轮胎的中心平面中。
12.如权利要求1所述的轮胎,其特征在于,所述胎面的表面包括至少两个周向连续的肋,其中,所述肋位于周向连续的花纹沟附近。
13.一种具有轮胎胎面的充气轮胎,该胎面包括一个或多个周向花纹沟以及一个或多个接地胎面元件;所述胎面具有径向外表面、从所述胎面的径向外表面测量的防滑胎面深度、花纹沟的径向最内侧表面、位于所述胎面的表面上的刀槽花纹、径向地位于未磨损胎面的内侧并位于其下的凹陷花纹沟;所述胎面包括基底胎面胶料、径向外侧胶料和径向内侧胶料,其中,所述径向内侧胶料在所述胎面的表面之下,并且其中,所述径向外侧胶料和所述径向内侧胶料的交接处是波状的。
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