CN102470706A - 用于改善轮胎的雪地牵引、公路耐磨和越野性能的方法和构造 - Google Patents

用于改善轮胎的雪地牵引、公路耐磨和越野性能的方法和构造 Download PDF

Info

Publication number
CN102470706A
CN102470706A CN201080029088XA CN201080029088A CN102470706A CN 102470706 A CN102470706 A CN 102470706A CN 201080029088X A CN201080029088X A CN 201080029088XA CN 201080029088 A CN201080029088 A CN 201080029088A CN 102470706 A CN102470706 A CN 102470706A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tire
traction
tread features
tread
exterior portions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201080029088XA
Other languages
English (en)
Inventor
F·朱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Original Assignee
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Societe de Technologie Michelin SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Michelin Recherche et Technique SA Switzerland, Societe de Technologie Michelin SAS filed Critical Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Publication of CN102470706A publication Critical patent/CN102470706A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/03Tread patterns
    • B60C11/12Tread patterns characterised by the use of narrow slits or incisions, e.g. sipes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B60C99/006Computer aided tyre design or simulation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/03Tread patterns
    • B60C11/12Tread patterns characterised by the use of narrow slits or incisions, e.g. sipes
    • B60C11/1236Tread patterns characterised by the use of narrow slits or incisions, e.g. sipes with special arrangements in the tread pattern
    • B60C2011/1254Tread patterns characterised by the use of narrow slits or incisions, e.g. sipes with special arrangements in the tread pattern with closed sipe, i.e. not extending to a groove
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49481Wheel making
    • Y10T29/49492Land wheel
    • Y10T29/49538Tire making

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

本发明提供一种改善轮胎的雪地牵引和越野性能的方法和根据这样的方法构造的轮胎。更具体地,本发明提供了一种通过延伸来自胎面特征的自由边缘的连接刀槽花纹将轮胎的胎面构造成内部分和外部分的方法,所述连接刀槽花纹连接到围绕所述胎面特征内的隆起或凸起的内刀槽花纹。在一些情况下,通过将所述胎面特征的所述内部分和所述外部分设计成使得它们在操作状态下受到不同的径向变形而进一步优化该几何形状,从而改善雪地牵引和其它性能特征。本发明还涉及一种具有这样的胎面构造的轮胎。

Description

用于改善轮胎的雪地牵引、公路耐磨和越野性能的方法和构造
技术领域
本发明涉及改善轮胎的雪地牵引性能的方法并且涉及根据这样的方法构造的轮胎。更具体地,本发明涉及一种通过延伸来自胎面特征的自由边缘的连接刀槽花纹将轮胎的胎面构造成内部分和外部分的方法,所述连接刀槽花纹连接到围绕所述胎面特征内的隆起或凸起的内刀槽花纹。在一些情况下,通过将所述胎面特征的所述内部分和所述外部分设计成使得它们在操作状态下受到不同的径向变形而进一步优化该几何形状,从而改善雪地牵引和其它性能特征。本发明还涉及一种具有这样的胎面构造的轮胎。
背景技术
在雪地状况下轮胎的性能主要由胎面上的咬缘的量和胎面材料的本性决定。出于解释目的,考虑图1A中的胎面花纹块100,其中x表示行驶的方向并且y表示与行驶方向垂直的方向(即,轴向方向)。如果忽略胎面材料对牵引的贡献,则具有胎面花纹块100的轮胎的沿着x方向的雪地牵引取决于胎面花纹块100的咬缘105和110。为了改善雪地牵引而不改变胎面混配物,需要更多边缘,例如105和110。因此,如图1B中所示,将刀槽花纹115引入胎面花纹块100中。然而,刀槽花纹115的加入具有减小胎面花纹块100沿着x方向的刚度的不利影响,这将导致轮胎的公路性能降低。
在图1C中显示了图1A和1B的胎面花纹块之间的折衷。在这里,胎面花纹块100包括仅仅部分地越过胎面花纹块100在y方向上延伸的部分刀槽花纹120。图1C的胎面花纹块将提供比图1B的胎面花纹块更高的刚度,但是由于咬缘的量减小而具有更小的雪地牵引。所以,图1C的胎面花纹块将具有在图1A和1B中所示的胎面花纹块的性能之间的公路耐磨和雪地牵引性能。然而,在越野应用中,轮胎胎面会由于与沙砾和石子的相互作用而受到磨损。在这样的情况下,刀槽花纹120可能在末端部分125受到应力集中,这会在胎面花纹块100中生成非期望的裂缝。因此,在这样的越野状况下使用一段时间之后胎面特征100的一部分可能被磨掉。
因此,具有改善的雪地牵引性能而没有公路性能的非期望降低的轮胎将是有用的。也提供改善的雪地牵引和越野应用中的合适性能的轮胎也将是有用的。
发明内容
本发明的目的和优点将部分地在以下描述中进行阐述,或者可以从该描述变得明显,或者可以通过本发明的实施而获悉。在本发明的一个示例性方面中,提供了一种用于改善轮胎的牵引和越野性能的方法,所述轮胎限定径向方向和轴向方向。所述方法包括以下步骤:提供具有内部分、外部分和自由边缘的胎面特征,其中通过限定围绕所述内部分的内刀槽花纹以及从所述胎面特征的所述自由边缘延伸到所述内刀槽花纹的连接刀槽花纹而产生所述内部分和所述外部分。
所述方法也可以包括以下步骤,例如:将操作负荷施加于所述胎面特征;确定在所述操作负荷下所述内部分相对所述外部分沿着所述径向方向的径向变形的差异;如果所述内部分和所述外部分之间的径向变形的差异不等于或大于0.1mm则修改所述胎面特征的所述内部分、所述外部分或两者的构造;以及重复所述施加、确定和修改的步骤中的一个或多个直到在操作负荷期间所述内部分和所述外部分之间的径向变形的差异等于或大于0.1mm。
该示例性方法可以包括其它步骤或修改。例如,所述方法也可以包括以下步骤:在使所述胎面特征的所述外部分重复地受到径向变形时操作所述轮胎,所述径向变形比所述胎面特征的所述内部分的径向变形至少大0.1mm。备选地,所述方法也可以包括以下步骤:在使所述胎面特征的所述内部分重复地受到径向变形时操作所述轮胎,所述径向变形比所述胎面特征的所述外部分的径向变形至少大0.1mm。所述限定刀槽花纹可以具有预定半径的管状形状,并且所述管状形状可以具有沿着所述轮胎的所述径向方向延伸的长度。
所述方法也可以包括以下步骤:提供连接刀槽花纹,所述连接刀槽花纹从所述胎面特征的单、外缘延伸通过所述外部分并且连接到所述限定刀槽花纹。所述连接刀槽花纹可以沿着所述轮胎的所述轴向方向延伸。对于一些示例性实施例,所述限定刀槽花纹的所述预定半径可以大于或等于大约1.5mm和/或所述限定刀槽花纹可以具有大约0.2mm的宽度。所述限定刀槽花纹可以包括沿着所述轮胎的所述径向方向的波动。所述轮胎可以被构造成使得所述胎面特征的任何外缘和所述限定刀槽花纹之间的距离大于或等于大约3mm。
根据本发明的该示例性方法,所述提供步骤可以包括模拟胎面特征,并且所述施加步骤可以包括模拟将操作负荷施加到所述胎面特征。所述确定步骤例如可以包括将有限元分析应用于来自所述提供步骤的所述模拟胎面特征。修改构造的所述步骤可以包括改变所述胎面特征的所述内部分、所述外部分或两者的物理尺寸。备选地或附加地,修改构造的所述步骤可以包括改变所述胎面特征的所述内部分、所述外部分或两者的物理性质。备选地或附加地,修改构造的所述步骤可以包括改变用于所述胎面特征的所述内部分、所述外部分或两者的材料的组分。
在另一个示例性方面中,本发明提供了一种具有改善的牵引和越野性能的轮胎,所述轮胎限定轴向方向和径向方向。所述轮胎的该示例性实施例包括至少一个胎面特征,所述胎面特征具有内部分、外部分和自由边缘,其中通过限定围绕所述内部分的内刀槽花纹以及从所述胎面特征的所述自由边缘延伸到所述内刀槽花纹、与所述胎面特征的所述自由边缘形成一定角度的连接刀槽花纹而产生所述内部分和所述外部分。
所述内部分和所述外部分可以被构造成使得当所述轮胎受到操作负荷时所述内部分和所述外部分的径向变形的差异大于或等于大约0.1mm。所述限定刀槽花纹可以包括由所述胎面特征的所述内部分和所述外部分限定的管,所述管具有不小于大约0.2mm的宽度,并且所述管具有不小于大约1.5mm的预定半径。所述内刀槽花纹和所述连接刀槽花纹可以包括沿着所述轮胎的所述径向方向的波动。而且,所述连接刀槽花纹可以在大致垂直于所述轮胎的所述径向方向的方向上波动。在一些情况下,所述连接刀槽花纹与所述胎面特征的所述自由边缘所形成的角度为九十度。
参考以下描述和附带的权利要求,本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。包含在该说明书中并且构成该说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且与描述一起用于解释本发明的原理。
附图说明
在参考附图的说明书中阐述了包括对于本领域的普通技术人员来说是本发明的最佳模式的本发明的完整和使得本领域技术人员能够实现本发明的公开,其中:
图1A-1C是胎面花纹块的示意图,示出了咬缘的差异。
图2A是根据本发明构造的胎面特征(具体地,胎面花纹块)的示例性实施例的示意图,显示了在大致垂直于轮胎的径向方向的方向上波动的连接刀槽花纹。
图2B是根据本发明构造的胎面特征(具体地,胎面花纹块)的示例性实施例的示意图,显示了与不与其垂直的胎面特征的自由边缘形成一定角度的连接刀槽花纹和具有任意周边的内刀槽花纹。
图2C是根据本发明构造的胎面特征(具体地,胎面花纹块)的示例性实施例的示意图,显示了与不与其垂直的胎面特征的自由边缘形成一定角度的连接刀槽花纹和具有管状形状的内刀槽花纹。
图3A和3B是沿着图2A的线3A-3A和3B-3B获得的根据本发明构造的胎面花纹块的示例性实施例的示意性侧视图。
图4是用于描述本发明的示例性方法的模拟胎面花纹块的透视图。
图5、6和7是为了示出本发明的方面的数据的绘图。
图8和9是为了测试本发明的方面进行比较的胎面。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的实施例,所述实施例的一个或多个例子在附图中示出。每个例子作为本发明的解释而不是作为本发明的限制而被提供。实际上,本领域的技术人员将显而易见可以在本发明中进行修改和变化而不脱离本发明的范围或精神。例如,作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以用于另一个实施例以产生又一个实施例。因此,本发明旨在涵盖属于附带的权利要求及其等效形式的范围内的这样的修改和变型。
图2A示出了根据本发明构造的胎面特征(即,胎面花纹块150)的示例性实施例。胎面花纹块150包括咬缘155和160。除此之外,胎面花纹块150包括限定或内刀槽花纹165,即,将胎面花纹块150限定为内部分170和外部分175的刀槽花纹165。因而,刀槽花纹165产生由表面180和185产生的附加咬缘并且由此改善雪地牵引。附加咬缘由连接刀槽花纹242提供以改善雪地牵引。如图所示,连接刀槽花纹242为波状或波动状以在刀槽花纹242所延伸的大致方向上提供附加的胎面花纹块刚度。相比于图1B的胎面花纹块100时,胎面花纹块150由于刀槽花纹165和波动的连接刀槽花纹242而具有增加的胎面花纹块刚度,和因此改善的公路耐磨性能。相比于图1C的胎面花纹块100,胎面花纹块150减小了应力集中,并且因此减小了在越野状况(例如沙砾)下胎面撕裂的可能性。而且,由刀槽花纹242提供的额外咬缘是图1C的胎面花纹块100的改进,有助于图2A的胎面花纹块150比得上图1B的胎面花纹块100的雪地牵引。
类似地,图2B显示了类似的胎面花纹块150,其中连接刀槽花纹242是相对直的并且与胎面花纹块150的自由边缘形成一定角度。在该情况下,该角不为九十度并且可以预料连接刀槽花纹可以从具有任何取向的任何自由边缘延伸并且与所述自由边缘形成任何期望角。而且,刀槽花纹所延伸的大致方向可以是任何期望的方向,包括轮胎的轴向、周向或任何其它方向。看着内或限定刀槽花纹165,它形成围绕互补形状的内部分170的任意周边。也可以预料该周边也可以为多边形。因此,该实施例显示内或限定刀槽花纹可以具有任何形状,只要产生胎面特征的内和外部分。
胎面花纹块150的进一步改进也可以通过加入线性刀槽花纹242获得,如图2C中所示。线性刀槽花纹242的加入可以通过提供离开通道导致胎面噪声的改善,空气可以通过所述离开通道排出,否则将被俘获在刀槽花纹165中。线性刀槽花纹242也将通过提供附加的咬缘而进一步改善雪地牵引。如图所示,实际上可以以任何期望的方式改变任何连接刀槽花纹的取向和路径。而且,多个内或限定刀槽花纹可以用于胎面特征内,每个可以具有从其延伸的一个或多个连接刀槽花纹。也可以预料可以通过具有诸如波动的其它特征改变连接刀槽花纹和/或内刀槽花纹的几何形状。类似地,刀槽花纹的厚度可以在工业中使用的典型范围内,例如0.1mm和更大。提供内和外部分170和175之间的径向变形的所需差异的构造可以由本发明的方法确定,这将在下文中进行描述。
本发明人已发现使用胎面花纹块150的轮胎的雪地牵引性能可以大大得到改善而不会损害公路和越野性能。如本文中将更完整地所述,通过精心地设计诸如胎面花纹块150的胎面特征使得在操作负荷下内和外部分170和175将沿着径向方向变形不同的量而获得这样的改善性能。更具体地,本发明人已确定通过将内和外部分170和175构造成使得这样的部分之间的至少大约0.1mm的径向变形的差异在操作期间发生而获得改善的雪地牵引。本发明人也已发现将这样的胎面特征构造成保证至少0.1mm的径向变形的差异在操作期间发生的方法。
图3A是沿着y轴线(即,横向方向)获得的胎面花纹块150的横截面图。胎面花纹块150在一侧连接到带200并且接触行驶表面195上的雪190。刀槽花纹165将胎面花纹块150分成外部分175和内部分170。在图3A中,胎面特征150被显示成未施加任何负荷。
图3B显示了由箭头L表示的操作负荷下的胎面花纹块150。在该状态下,负荷L向下推动带200,同时压缩雪190对外和内部分175和170的接触表面205和210向上施加相等且相反的力。通过适当地确定胎面花纹块150的这样的部分的尺寸,外部分175将受到与内部分170不同的量的径向变形(即,沿着z轴的变形)。出于图示目的,变形的该差异在图3B中放大并且以虚线显示。本发明人已确定内和外部分170和175应当被构造成使得至少大约0.1mm的变形的差异在操作期间发生以便改善牵引性能。
如图3B中所示,外部分175比内部分170沿着径向方向变形更大。在这样的情况下,内部分170用于穿透到雪190中的防滑钉并且提供更大的牵引。胎面花纹块150也可以被设计成使得内部分170将比外部分175变形更大,从而产生表面210处的凹陷。在该构造中,在轮胎旋转时当胎面花纹块150离地时,如果适当地确定尺寸,内部分170将用作清除器,即,排出填塞在刀槽花纹165和表面210处的凹陷中的雪。
再次地,胎面花纹块150应当被构造成使得至少大约0.1mm的径向变形的差异在操作期间发生。如上所述,所需的径向变形的差异可以通过胎面花纹块150的刀槽花纹165、内部分170和外部分175的尺寸的精心设计获得。通过例子和本发明的进一步描述,现在将描述通过模拟用有限元分析设计胎面花纹块150的过程。使用本文中公开的教导,本领域的技术人员将理解本发明不仅应用于胎面花纹块,而且也应用于其它胎面特征,例如胎面肋。而且,该现象同样应用于具有或不具有连接刀槽花纹的胎面特征。
图4显示了用于有限元分析的胎面花纹块150的模拟模型的三维图。内部分170具有半径215。刀槽花纹165由刀槽花纹宽度220和刀槽花纹深度225限定。胎面花纹块150具有沿着径向或z方向的深度230,沿着行驶方向或x方向(有时被称为轮胎的周向方向)的宽度235,和沿着轴向或y方向的横向宽度240。
刀槽花纹165为管状,如图4中所示。然而,可以使用刀槽花纹165的其它形状。作为例子,刀槽花纹165也可以被成形为星形、十字形、圆形、椭圆形和其它形状。另外,刀槽花纹165沿着径向或z方向的形状也可以在直、弯曲和波状壁之间变化使得刀槽花纹165的三维构造产生圆锥形、圆柱形、华夫饼形和各种其它形状。
为了模拟操作状况,将五个0.05daN/mm2(5巴)的标称压力施加于胎面花纹块150的胎面表面(表面205和210),并且限制胎面花纹块沿着与带200连接的表面进行任何位移(图3A和3B)。选择百分之十的应变下5.47Mpa的胎面花纹块橡胶的模量。另外,胎面花纹块150被模拟成具有在x和y两个方向上的28mm的宽度235和240、0.4mm的刀槽花纹宽度220、8mm的刀槽花纹深度225和13mm的胎面花纹块深度230。使用有限元分析,具有各种刀槽花纹半径215的内和外部分170和175的径向变形被确定并且结果在表1中显示。
表1
具有不同刀槽花纹半径的胎面花纹块表面的位移
(花纹块深度=13mm,花纹块宽度=28mm,刀槽花纹间隙=0.2mm,刀槽花纹深度=8mm,模量=5.47MPa)
Figure BDA0000125893190000071
如表1中所示,当刀槽花纹半径215增加时,对于指定负荷外部分175的变形也增加,而内部分170的变形减小。然而,以预料不到的方式,也应当注意当刀槽花纹半径215增加时内和外部分170和175之间的径向变形的差异减小并且然后增加。因此,对于表1中所模拟的胎面花纹块,4mm至6mm之间的刀槽花纹半径不提供径向变形的足够差异(至少大约0.1mm)以明显地改善雪地牵引。因此,本发明人发现并非具有内和外部分的每个胎面特征将受到改善雪地牵引的径向变形,而是相反地,必须如本文中所述具体地设计以受到期望量的径向变形,即,至少大约0.1mm。
表1的结果也指示对于胎面花纹块150的该特定配置,当刀槽花纹半径215小于或等于2mm时,内部分170比外部分175沿着径向或z方向变形更大,并且因此用作清除器。当刀槽花纹半径215大于或等于6mm时,内部分170比外部分175沿着径向或z方向变形更小,并且因此用作防滑钉。
当在本文中使用时,内和外胎面花纹块170和175之间的大约0.1mm变形差异用于限定清除器或防滑钉。更具体地,当外部分175比内部分170沿着径向方向变形大0.1mm时由胎面花纹块150产生防滑钉,并且当内部分170比外部分175沿着径向方向变形大0.1mm时产生清除器。增加内和外部分170和175之间的变形差异导致雪地牵引的改善。
对于越野性能,应力集中应当被最小化以减小撕裂。因而,大体上刀槽花纹半径215应当不小于大约1.5mm并且刀槽花纹165和外缘245和250之间的距离应当大于3mm。所以,对于类似于图4中的具有如表1中使用的尺寸的胎面花纹块,刀槽花纹半径215应当属于以下两个范围中的一个内:
范围1:1.5mm≤刀槽花纹半径215≤2mm
范围2:6mm≤刀槽花纹半径215≤9.5mm。
相比于图1B中所示的设计,这两个范围将获得改善的雪地牵引而不损害越野耐裂或公路耐磨。然而,范围2将提供更好的雪地牵引,原因是该范围将提供更大量的咬缘。然而,范围2的公路耐磨可能没有范围1那么好,原因是由范围2产生的胎面花纹块150的刚度将小于范围1。因此,范围1和范围2为不同应用提供选择,范围2更适合于旨在更多地用于雪地或冬季使用的轮胎。
刀槽花纹165的深度225也是影响刀槽花纹半径215的设计的重要参数。表2呈现了对于11mm的刀槽花纹深度225的模拟结果,所有其它参数与在表1的模拟中使用的那些参数相同。
表2
具有不同刀槽花纹半径的胎面花纹块表面的位移
(花纹块深度=13mm,花纹块宽度=28mm,刀槽花纹间隙=0.2mm,刀槽花纹深度=11mm,模量=5.47MPa)
相比于表1,外部分175的变形仍然随着刀槽花纹半径215的增加而增加,而内部分170的变形减小。然而,以预料不到的方式,表2的胎面花纹块的根据刀槽花纹半径215的内和外部分之间的径向变形的差异不同于表1的胎面花纹块。例如图5显示了增加的刀槽花纹深度225改变刀槽花纹半径215的增加影响内和外部分170和175之间的径向变形的差异的程度。
使用先前所述的设计方针,表2和图5显示了对于具有11mm的深度的刀槽花纹,刀槽花纹半径215的设计应当符合以下两个范围中的一个:
范围1:1.5mm≤刀槽花纹半径215≤3.5mm
范围2:7.5mm≤刀槽花纹半径215≤9.5mm。
对于表1和2的例子,模拟0.2mm的刀槽花纹宽度220。表3呈现了当模拟0.4mm的刀槽花纹宽度220时的结果。
表3
具有不同刀槽花纹半径的胎面花纹块表面的位移
(花纹块深度=13mm,花纹块宽度=28mm,刀槽花纹间隙=0.4mm,刀槽花纹深度=8mm,模量=5.47MPa)
Figure BDA0000125893190000092
图6提供了图3的模拟结果的绘图,所述绘图证明了当刀槽花纹宽度220改变时的差异。图6指示对于0.4mm的刀槽花纹宽度220,刀槽花纹半径215不应当在3mm至5mm之间,原因是径向变形的差异不至少为大约0.1mm。否则,半径应当大于1.5mm并且刀槽花纹和胎面花纹块外缘250之间的距离应当大于3mm以避免越野耐裂降低。使用先前所述的设计方针,表3和图6显示了对于该胎面花纹块150,刀槽花纹半径215的设计应当属于以下两个范围中的一个内:
范围1:1.5mm≤刀槽花纹半径215≤3mm
范围2:5mm≤刀槽花纹半径215≤9.5mm。
也确定花纹块宽度235和240也影响刀槽花纹165和内和外部分170和175的设计。表4呈现了当花纹块宽度235和240为20mm时的结果,而先前的表用于28mm的花纹块宽度。
表4
具有不同刀槽花纹半径的胎面花纹块表面的位移
(花纹块深度=13mm,花纹块宽度=20mm,刀槽花纹间隙=0.4mm,刀槽花纹深度=8mm,模量=5.47MPa)
Figure BDA0000125893190000101
图7显示了比较不同胎面花纹块宽度的结果的绘图,其中胎面花纹块150在形状上为方形使得对于每个模拟宽度20mm和28mm,宽度235和240是相同的。如表4和图7中的结果所示,花纹块宽度235和240影响胎面花纹块150的设计。更具体地,对于具有20×20×13mm的尺寸的胎面花纹块150,刀槽花纹半径215应当大于3mm。如先前所述,刀槽花纹165和花纹块外缘245之间的距离应当大于3mm。因此,本发明的方法揭示了对于该类型的胎面花纹块仅仅存在防滑钉方案,使得刀槽花纹半径215的可接受半径的范围为:
范围1:3mm≤刀槽花纹半径215≤17mm。
使用本文中公开的教导,本领域的技术人员将理解可以使用本发明应用和调节其它变量以便获得期望量的径向变形(即,至少大约0.1mm)。例如,用于花纹块150的构造材料可以改变以便选择不同花纹块材料模量,这又将导致例如刀槽花纹半径165的变化。另外,不同材料也可以用于内和外部分170和175以便获得径向变形的期望差异。无关地,在每种情况下胎面花纹块150可以使用例如有限元分析进行模拟,从而确定所需的刀槽花纹半径和/或花纹块150的其它参数以便获得至少0.1mm的内和外部分170和175之间的径向变形差异。
为了进一步测试和证明如先前所述构造的胎面特征的有效性,比较如图8和9中所示的两个胎面图案。图8的胎面500包含线性刀槽花纹,如先前关于图1B所述。图9的胎面600包含胎面特征605、610和615,所述胎面特征具有类似于先前关于胎面花纹块150所述的管状刀槽花纹。胎面特征605用作清除器,而特征610和615用作防滑钉。应当注意除了给予胎面600略微更多的咬缘的管状刀槽花纹以外,胎面500和胎面600具有相同量的咬缘。具有这些胎面特征的轮胎的测试的归一化结果在表5中显示:
表5
现场测试的结果
  现场测试   正常设计(图9)   管状刀槽花纹(图10)
  雪地牵引   100   104
  越野耐裂   100   107
  公路耐磨   100   107
测试证明胎面600相比于胎面500得到改善,原因是它相比于胎面500具有略微更多的咬缘并且由于这些刀槽花纹用作清除器和防滑钉的作用,如先前所述。另外,公路耐磨和越野耐裂的性能也由于花纹块刚度增加而改善。
尽管关于其具体的示例性实施例和方法详细地描述了本主题,但是将领会当获得前述内容的理解时,本领域的技术人员可以容易地产生这样的实施例的变化、变型和等效形式。因此,本发明的范围是作为例子而不是作为限制,并且本发明不排除包括对本主题的这样的修改、变型和/或增加,这是本领域的普通技术人员显而易见的。

Claims (22)

1.一种用于改善轮胎的牵引和越野性能的方法,所述轮胎限定径向方向和轴向方向,步骤包括:
提供步骤,提供具有内部分、外部分和自由边缘的胎面特征,其中通过限定围绕所述内部分的内刀槽花纹以及从所述胎面特征的所述自由边缘延伸到所述内刀槽花纹的连接刀槽花纹而产生所述内部分和所述外部分。
2.根据权利要求1所述的用于改善轮胎的牵引和越野性能的方法,还包括以下步骤:
施加步骤,将操作负荷施加于所述胎面特征;
确定步骤,确定在所述操作负荷下所述内部分相对所述外部分沿着所述径向方向的径向变形的差异;
修改步骤,如果所述内部分和所述外部分之间的径向变形的差异不等于或大于0.1mm,则修改所述胎面特征的所述内部分、所述外部分或两者的构造;以及
重复所述施加步骤、确定步骤和修改步骤中的一个或多个直到在操作负荷期间所述内部分和所述外部分之间的径向变形的差异等于或大于0.1mm。
3.根据权利要求2所述的用于改善轮胎的牵引和越野性能的方法,还包括以下步骤:在使所述胎面特征的所述外部分重复地受到径向变形时操作所述轮胎,所述径向变形比所述胎面特征的所述内部分的径向变形至少大0.1mm。
4.根据权利要求2所述的用于改善轮胎的牵引和越野性能的方法,还包括以下步骤:在使所述胎面特征的所述内部分重复地受到径向变形时操作所述轮胎,所述径向变形比所述胎面特征的所述外部分的径向变形至少大0.1mm。
5.根据权利要求2所述的用于改善轮胎的牵引和越野性能的方法,其中所述内刀槽花纹具有预定半径的管状形状,并且所述管状形状具有沿着所述轮胎的所述径向方向延伸的长度。
6.根据权利要求5所述的用于改善轮胎的牵引和越野性能的方法,其中所述连接刀槽花纹沿着所述轴向方向延伸。
7.根据权利要求5所述的用于改善轮胎的牵引和越野性能的方法,其中所述内刀槽花纹的所述预定半径大于或等于大约1.5mm。
8.根据权利要求1所述的用于改善轮胎的牵引和越野性能的方法,其中所述内刀槽花纹包括沿着所述轮胎的所述径向方向的波动。
9.根据权利要求1所述的用于改善轮胎的牵引和越野性能的方法,其中所述胎面特征的任何外缘和所述内刀槽花纹之间的距离大于或等于大约3mm。
10.根据权利要求2所述的用于改善轮胎的牵引和越野性能的方法,其中所述提供步骤中的所述胎面特征是模拟胎面特征,并且其中所述施加步骤包括模拟将操作负荷施加到所述胎面特征。
11.根据权利要求10所述的用于改善轮胎的牵引和越野性能的方法,其中所述确定步骤包括将有限元分析应用于来自所述提供步骤的所述模拟胎面特征。
12.根据权利要求1所述的用于改善轮胎的牵引和越野性能的方法,其中所述内刀槽花纹具有大约0.2mm的宽度。
13.根据权利要求12所述的用于改善轮胎的牵引和越野性能的方法,还包括以下步骤:在使所述胎面特征的所述外部分重复地受到径向变形时操作所述轮胎,所述径向变形比所述胎面特征的所述内部分的径向变形至少大0.1mm。
14.根据权利要求2所述的用于改善轮胎的牵引和越野性能的方法,其中修改构造的所述步骤包括改变所述胎面特征的所述内部分、所述外部分或两者的物理尺寸。
15.根据权利要求2所述的用于改善轮胎的牵引和越野性能的方法,其中修改构造的所述步骤包括改变所述胎面特征的所述内部分、所述外部分或两者的物理性质。
16.根据权利要求2所述的用于改善轮胎的牵引和越野性能的方法,其中修改构造的所述步骤包括改变用于所述胎面特征的所述内部分、所述外部分或两者的材料的组分。
17.一种具有改善的牵引和越野性能的轮胎,所述轮胎限定轴向方向和径向方向,所述轮胎包括:
至少一个胎面特征,所述胎面特征具有内部分、外部分和自由边缘,其中通过限定围绕所述内部分的内刀槽花纹以及从所述胎面特征的所述自由边缘延伸到所述内刀槽花纹、与所述胎面特征的所述自由边缘形成一定角度的连接刀槽花纹而产生所述内部分和所述外部分。
18.根据权利要求17所述的具有改善的牵引和越野性能的轮胎,其中所述内部分和所述外部分被构造成使得当所述轮胎受到操作负荷时所述内部分和所述外部分的径向变形的差异大于或等于大约0.1mm。
19.根据权利要求17所述的具有改善的牵引和越野性能的轮胎,其中所述内刀槽花纹包括由所述胎面特征的所述内部分和所述外部分限定的管,所述管具有不小于大约0.2mm的宽度,并且所述管具有不小于大约1.5mm的预定半径。
20.根据权利要求17所述的具有改善的牵引和越野性能的轮胎,其中所述内刀槽花纹和所述连接刀槽花纹还包括沿着所述轮胎的所述径向方向的波动。
21.根据权利要求17所述的具有改善的牵引和越野性能的轮胎,其中所述连接刀槽花纹在大致垂直于所述轮胎的所述径向方向的方向上波动。
22.根据权利要求17所述的具有改善的牵引和越野性能的轮胎,其中所述连接刀槽花纹与所述胎面特征的所述自由边缘所形成的角度为九十度。
CN201080029088XA 2009-06-29 2010-06-28 用于改善轮胎的雪地牵引、公路耐磨和越野性能的方法和构造 Pending CN102470706A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US22118409P 2009-06-29 2009-06-29
US61/221,184 2009-06-29
PCT/US2010/040172 WO2011002703A1 (en) 2009-06-29 2010-06-28 Method and construction for improved snow traction, highway wear, and off-road performance of a tire

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102470706A true CN102470706A (zh) 2012-05-23

Family

ID=43411389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080029088XA Pending CN102470706A (zh) 2009-06-29 2010-06-28 用于改善轮胎的雪地牵引、公路耐磨和越野性能的方法和构造

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120097303A1 (zh)
EP (1) EP2448774A4 (zh)
JP (1) JP5559878B2 (zh)
CN (1) CN102470706A (zh)
WO (1) WO2011002703A1 (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63297107A (ja) * 1987-05-28 1988-12-05 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 湿潤路及び氷雪路のトラクシヨン性能を改良した空気入りタイヤ
JP2006347468A (ja) * 2005-06-17 2006-12-28 Yokohama Rubber Co Ltd:The 空気入りタイヤ
FR2921586A1 (fr) * 2007-09-27 2009-04-03 Michelin Soc Tech Bande de roulement de pneu comprenant des plots de gomme
CN101454168A (zh) * 2006-03-31 2009-06-10 株式会社普利司通 充气轮胎

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2152883A (en) * 1936-01-30 1939-04-04 Paine & Williams Company Tire
JPH06171321A (ja) * 1992-12-09 1994-06-21 Sumitomo Rubber Ind Ltd 空気入りタイヤ
AT404244B (de) * 1994-01-20 1998-09-25 Semperit Ag Fahrzeugreifen mit einem laufstreifen
EP0968848B1 (fr) * 1998-07-03 2003-09-10 Michelin Recherche et Technique S.A. Bande de roulement de pneumatique comportant des incisions delimitant des plots de gomme
ATE497888T1 (de) * 2006-02-20 2011-02-15 Bridgestone Corp Luftreifen
WO2011002715A1 (en) * 2009-06-29 2011-01-06 Michelin Recherche Et Technique, S.A. Method and construction for improved snow traction, highway wear, and off-road performance

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63297107A (ja) * 1987-05-28 1988-12-05 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 湿潤路及び氷雪路のトラクシヨン性能を改良した空気入りタイヤ
JP2006347468A (ja) * 2005-06-17 2006-12-28 Yokohama Rubber Co Ltd:The 空気入りタイヤ
CN101454168A (zh) * 2006-03-31 2009-06-10 株式会社普利司通 充气轮胎
FR2921586A1 (fr) * 2007-09-27 2009-04-03 Michelin Soc Tech Bande de roulement de pneu comprenant des plots de gomme

Also Published As

Publication number Publication date
JP5559878B2 (ja) 2014-07-23
EP2448774A4 (en) 2013-03-27
JP2013502338A (ja) 2013-01-24
US20120097303A1 (en) 2012-04-26
EP2448774A1 (en) 2012-05-09
WO2011002703A1 (en) 2011-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101849520B1 (ko) 향상된 내구성을 위한 최적 두께를 갖는 타이어용 스포크
US11697259B2 (en) Annular ring and non-pneumatic tire
CA2880963C (en) Spoke edge geometry for a non-pneumatic tire
CN105711342B (zh) 充气轮胎
JP2008007102A (ja) サイプを備えたトレッドを有するタイヤ、及びタイヤ用のサイプブレード
CN105452020A (zh) 在侧壁上具有特殊纹理部的轮胎
US11203233B2 (en) Tire spoke with crack suppression feature
JP2017124825A (ja) タイヤのトレッドブロック構造
CN104010839A (zh) 包括倾斜区块的胎面
CN101687438B (zh) 包括具有橡胶泡沫材料的胎面的轮胎
CN102470705A (zh) 用于改善雪地牵引、公路耐磨和越野性能的方法和构造
US20090107599A1 (en) Off-road tire tread having strake and chamfer structure
CN108116166A (zh) 充气轮胎
CN102470706A (zh) 用于改善轮胎的雪地牵引、公路耐磨和越野性能的方法和构造
US20130199681A1 (en) Method for designing a mould and a tyre
CN106794713A (zh) 车辆充气轮胎
CN101676132A (zh) 车辆用充空气轮胎
CN104070935A (zh) 全地形车充气轮胎胎面花纹结构
CN107709044A (zh) 用于降低噪声的轮胎胎面

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: COMPAGNIE GENERAL DES ETABLISSEMENTS MICHELIN

Free format text: FORMER OWNER: SOCIETE DE TECHNOLOGIE MICHELIN

Effective date: 20121025

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20121025

Address after: Swiss Lagrange - Puckett

Applicant after: Michelin Research & Technology Co., Ltd.

Applicant after: Compagnie General Des Etablissements Michelin

Address before: Swiss Lagrange - Puckett

Applicant before: Michelin Research & Technology Co., Ltd.

Applicant before: Michelin Co., Ltd.

AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20120523

C20 Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned