CN103635333A - 具有带有内部孔洞的凹槽的轮胎胎面 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有胎面的轮胎，该胎面具有新颖的凹槽结构以用于增强湿地牵引和雪地牵引。该凹槽包括上部和下部，所述上部和下部能够在胎面磨损的各个阶段提供增强的湿地牵引和雪地牵引，而不必损害胎面刚度。下部包括一个或多个孔洞以用于积聚和/或排空流体。

Description

具有带有内部孔洞的凹槽的轮胎胎面

技术领域

本发明涉及具有这样的胎面的轮胎：该胎面具有新颖的凹槽结构以用于在胎面磨损的各个阶段增强湿地牵引和雪地牵引而不必损害胎面刚度。

背景技术

在典型地用于客用车辆或商用车辆期间，根据使用的地理位置，轮胎可能遇到湿地条件和/或雪地条件。因此，轮胎常常为了在这种条件下增强牵引而设置有各种特征。例如，可以设置凹槽，所述凹槽产生边缘以改进雪地牵引并且提供流体的积聚和排空以改进湿地牵引。

遗憾的是，增加各种特征以改进湿地牵引和雪地牵引可能不利地影响轮胎性能的其它方面。例如，增加凹槽可能降低胎面的刚度。这种刚度降低可能对例如耐磨性、滚动阻力、和其它特性具有不期望的影响。

因此，具有用于改进湿地牵引和雪地牵引的胎面的轮胎将是有用的。能够在轮胎胎面的寿命期间提供这种改进的牵引的轮胎也将是非常有用的。同样能够提供这种牵引而不必损害胎面的刚度（特别是在胎面寿命的早期）的轮胎也将是有益的。

发明内容

本发明的方面和优点将在下文的描述中部分地阐述，或者可以是通过描述显而易见的，或者可以通过实施本发明而习得。

在一个示例性实施例中，本发明提供一种轮胎，该轮胎具有旋转轴线并且限定了侧向方向和周向方向。该轮胎包括胎面部分，该胎面部分围绕轮胎周向地延伸。该胎面部分具有至少一个胎面特征，所述至少一个胎面特征包括沿侧向方向相对的一对侧面以及在所述一对侧面之间延伸的凹槽。该凹槽包括径向外部，该径向外部与径向内部流体连接。凹槽的径向外部由一对平面壁限定，所述一对平面壁基本彼此平行地延伸。凹槽的径向内部包括多个孔洞，所述多个孔洞沿凹槽的长度间隔开。每一个孔洞都由i）在朝向轮胎的旋转轴线移动的同时沿径向方向分开的一对分开侧壁以及ii）连接在所述一对分开侧壁之间的基壁限定。

在另一个示例性实施例中，本发明提供一种轮胎，该轮胎具有旋转轴线并且限定了侧向方向和周向方向。该轮胎包括胎面部分，该胎面部分围绕轮胎周向地延伸。该胎面部分具有至少一个胎面特征，所述至少一个胎面特征包括在胎面特征的侧向相对侧面之间延伸的凹槽。该凹槽限定了长度并且具有：顶部，该顶部由基本平行的相对的顶壁限定，所述基本平行的相对的顶壁沿凹槽长度的方向延伸；以及底部，该底部由相对的底壁限定。所述相对的侧壁中的至少一个侧壁从径向方向分开以在所述相对的侧壁之间限定至少一个腔。底部和顶部彼此流体连通。沿凹槽的长度，底部在i）由相对的侧壁中仅一个侧壁从径向方向分开所产生的腔以及ii）由相对的侧壁中二者都从径向方向分开所产生的腔之间交替。

参照下文的描述以及所附权利要求，本发明的这些和其它的特征、方面以及优点将变得更好理解。结合在本说明书中并且构成本说明书一部分的附图显示了本发明的实施例并且与描述一起用于对本发明的原理进行解释。

附图说明

参照附图，说明书中阐述了面向本领域普通技术人员的本发明的完整公开，这种公开使得本领域普通技术人员能够实现本发明，包括本发明的最佳模式，在附图中：

图1是如可以与本发明一起使用的用于轮胎的示例性胎面部分的局部透视图。仅通过举例的方式提供了图示的特定设计的美观。

图2A是如可以与本发明一起使用的示例性胎面特征的局部透视图——在该例子中是肋形花纹。通过代表内部特征的虚线示出了本发明的凹槽的示例性实施例。图2B提供了沿图2A的线2B-2B截取的该实施例的横截面图。

图3是如可以与本发明一起使用的另一个示例性胎面特征的局部透视图——在该例子中是肋形花纹。通过代表内部特征的虚线示出了本发明的凹槽的另一个示例性实施例。

图4A是如可以与本发明一起使用的另一个示例性胎面特征的局部透视图——在该例子中是肋形花纹。通过代表内部特征的虚线示出了本发明的凹槽的另一个示例性实施例。图4B是图4A的示例性实施例的局部俯视图，其中虚线代表内部特征。图4C是沿图4B中的线4C-4C截取的横截面图。图4D是沿图4B中的线4D-4D截取的另一个横截面图。

图5A是如可以与本发明一起使用的另一个示例性胎面特征的局部透视图——在该例子中是肋形花纹。通过代表内部特征的虚线示出了本发明的凹槽的另一个示例性实施例。

图5B是图5A的示例性凹槽的阴模（mold negative）的侧视图。换句话说，如果图5A的凹槽被转化成实心形状，则所获得的形状将像图5B中所示的那样。图5C是具有如本文中所描述的尺寸的本发明的示例性凹槽的腔中的一个腔的侧视图。

图6和7是如将在下文描述的模拟数据的曲线图。

在不同的视图中使用相同或相似附图标记来表示相同的相似的特征。

具体实施方式

本发明涉及具有这样的胎面的轮胎：该胎面具有新颖的凹槽特征以用于在胎面磨损的各个阶段增强湿地牵引和雪地牵引而不必损害胎面刚度。凹槽的下部中设置有孔洞并且所述孔洞包括边缘以用于牵引，同时还有助于排空和积聚，特别是在胎面寿命的后期。为了描述本发明的目的，现在将详细地参照本发明的实施例和/或方法，其中的一个或多个例子示于附图中或者通过附图示出。每个例子都以对发明进行解释的方式给出，并不对本发明构成限制。实际上，对于本领域技术人员而言显而易见的是，能够在不偏离本发明的范围或精神的前提下对本发明进行多种改型和变型。例如，作为一个实施例的一部分示出或者进行描述的特征或步骤能够用于另一个实施例或步骤，从而产生又一个实施例或方法。因此，期望的是，本发明覆盖如落入所附权利要求及其等同形式的范围内的这种改型和变型。

图1是如可以与本发明一起使用的用于轮胎的示例性胎面部分100的局部透视图。胎面部分100包括围绕轮胎的周向方向C延伸的多个胎面特征或肋形花纹102。如使用本文中所公开的教导的本领域技术人员应当理解的，本发明也可以与其它肋形的胎面特征一起使用，例如胎面花纹块等。

胎面部分100被安装到轮胎（未示出）上，该轮胎限定了侧向方向L、周向方向C、和径向方向R（示于图2至7中）。如将易于理解的，周向方向C围绕轮胎的圆周延伸，侧向方向L与周向方向C垂直并且在轮胎的肩部之间延伸，并且径向方向R代表从轮胎的旋转轴线的半径。轮胎的旋转轴线还与侧向方向L平行。

肋形花纹102包括多个凹槽104，所述多个凹槽104在一对侧面106之间延伸，所述一对侧面106沿侧向方向L彼此相对。所示的特定的胎面部分100的美学仅仅通过举例的方式示出并且其它的实施例也属于本发明的范围内。例如，凹槽104在图1中被示为以相对于侧向方向L的特定角度在侧面106之间延伸，但是也可以使用其它的角度。例如，在图2至5中，这种凹槽被示为与侧向方向L平行。尽管多个凹槽104在图1中全部被示为相对于侧向方向L成相同角度，但是也可以使用不同角度的组合，在于不同肋形花纹102的凹槽104可以相对于彼此处于不同角度或者位于给定肋形花纹上的凹槽104可以被设置在不同角度处。也可以使用其它构造。

图2A是单个肋形花纹102的局部透视图，其中为了清楚起见，凹槽104被示为与侧向方向L平行，并且其中虚线代表内部特征。图2B提供了沿如图2A中所示的线2B-2B截取的腔或孔洞114的横截面图。凹槽104包括顶部或径向外部108（图2B），该顶部或径向外部108与底部或径向内部110流体连接。如本文中所使用的，“流体连接”或“流体连通”的意思是两个部分108和110连接成使得流体（例如，水）能够在两个部分之间通过。

凹槽104的径向外部108由一对壁112限定，所述一对壁112基本彼此平行并且基本与径向方向R平行。对于该示例性实施例而言，一对壁112均是基本平面的。顶壁112沿径向方向R彼此相对并且还沿凹槽104的整个长度G延伸。凹槽104的径向内部110包括多个腔或孔洞114。如图2中最佳示出的，孔洞114沿凹槽104的长度G间隔开。对于该特定的示例性实施例而言，孔洞114通过一对连接壁116沿凹槽104的长度G彼此流体连接，所述一对连接壁116与彼此和径向方向R基本平行地延伸，以便产生通道118，流体能够通过该通道118在孔洞114之间流动。

仍然参照图2A和2B，每一个孔洞114的径向内部118都由一对相对的侧壁121限定，所述一对相对的侧壁121在朝向轮胎的旋转轴线移动（即沿与径向方向R相对的方向移动）的同时沿径向方向R分开。一对基本平行的壁120也沿径向方向延伸并且连接至壁121。为了使孔洞114完整，基壁122连接至壁120并且跨过壁120之间。基壁122定位在所述一对分开侧壁121的径向向内处或者所述一对分开侧壁121的下方，如图2B中最佳示出的。尽管图2中示出了用于凹槽104的三个孔洞，但是也可以采用单个孔洞114或多个孔洞114。

因此，在包含胎面特征102的轮胎的操作期间，凹槽104提供边缘124和孔洞114，其能够通过提供抓地并且允许沿其长度G储存和排空雪和流体（例如水）而增强湿地牵引和雪地牵引。在存在径向外部108的轮胎的早期寿命期间，凹槽104具有初始深度D。随着轮胎磨损，总体深度D减小。在不具有凹槽104的轮胎中，该深度的减小将典型地减少可用于水和雪积聚的体积并且不利地影响湿地牵引和雪地牵引。尽管可以为了改进牵引而向这种轮胎增加多个凹槽（即不具有孔洞114的凹槽），但是该增加也将使胎面的刚度降低，从而可能不利地影响轮胎性能的其它方面，例如耐磨性。相比之下，通过本发明的凹槽（例如凹槽104中所示的示例性实施例），总体深度D的减小最终使胎面向下磨损至径向内部110的孔洞114，所述孔洞114继续提供边缘、积聚、和排空以增强湿地牵引和雪地牵引，而不会使胎面特征102的刚度不可接受地降低。

图3示出了具有凹槽204的另一个胎面特征202，该凹槽204与图2A和2B中所示的凹槽104的实施例类似。然而，在本发明的该示例性实施例中，凹槽204缺少孔洞214之间的一对连接壁（与图2A至2B中的壁116相比）。相反，连接在壁220与分开壁221之间的跨壁217被设置在孔洞214的该部分上。因此，孔洞214仅通过凹槽204的径向外部208沿长度G流体连接。对于某些应用而言，该示例性实施例能够在不具有这种连接壁的情况下提供足够的湿地牵引和雪地牵引。

本发明的另一个示例性实施例示于图4A和4B中。更具体地，图4A是如可以与本发明一起使用的胎面特征的局部透视图——在该例子中是肋形花纹402。通过代表内部特征的虚线示出了本发明的凹槽404。图4B是图4A的示例性实施例的局部俯视图，同样具有代表内部特征的虚线。

凹槽404包括顶部或径向外部408，该顶部或径向外部408与底部或径向内部410流体连接。像上述实施例一样，凹槽404的径向外部408由一对壁412限定，所述一对壁412基本彼此平行并且基本与径向方向R平行。顶壁412沿径向方向R彼此相对并且还沿凹槽404的整个长度G延伸。

如图4B中最清楚地示出的，凹槽404的径向内部410包括多个孔洞414和部分孔洞413。孔洞414和部分孔洞413沿凹槽404的长度G交替并且彼此流体连接。参照图4C，每一个孔洞414都由一对相对的侧壁421限定，所述一对相对的侧壁421在朝向轮胎的旋转轴线移动（即沿与径向方向R相对的方向移动）的同时沿径向R分开。为了使孔洞414完整，基壁422连接至壁420、在壁420之间延伸、并且定位在一对分开侧壁421的下方或径向向内处。如图4D中所示，部分孔洞413在一侧上由单个分开侧壁421限定，该单个分开侧壁421在朝向轮胎的旋转轴线移动（即与径向方向R相对地移动）的同时从径向方向R分开。在另一个侧面上，部分孔洞413由侧壁423限定，该侧壁423基本与径向方向R平行。基壁422连接至壁420和侧壁423并且在壁420与侧壁423之间延伸。基壁422定位在分开侧壁421的下方或者径向向内处。

图5A示出了具有凹槽504的胎面特征502的另一个示例性实施例。除了分开和相对的侧壁521的形状，图5A的示例性实施例与图3的实施例类似。如图3与5A的比较显示的，壁321和521的形状是不同的并且仅通过举例的方式提供。使用本文中所公开的教导，本领域技术人员或普通技术人员将理解，多种不同的形状可以用于相对的侧壁521。此外，孔洞514的数量与本发明的其它实施例中所使用的不同，应当理解，各个实施例中可以采用不同数量的孔洞。

通过举例的方式使用凹槽504的孔洞521在图5B和5C中示出了用于孔洞的优选实施例的尺寸。更具体地，凹槽504被示为具有顶部或径向外部508以及底部或径向内部510，顶部或径向外部508沿径向方向具有深度D1并且底部或径向内部510沿径向方向具有深度D2。D1和D2的和提供凹槽504的总体深度D。此外，W1代表顶部508的宽度，而W2代表底部510的宽度。G2代表孔洞521沿凹槽504的长度L方向的宽度。G1代表沿长度L的方向孔洞521的宽度或孔洞521之间分开的量。

在优选实施例中，D1大于或等于D的大约20%。在本发明的另一个优选实施例中，W2大于大约2mm。本发明的另一个优选实施例被构造成W2为W1的大约3倍。在本发明的又一个优选实施例中，G1和G2大约彼此相等。在本发明的再一个实施例中，W1小于大约0.8mm。本发明的其它的优选实施例被构造成使得G1大于2mm并且/或者G2大于大约2mm。这些值仅代表本发明的优选实施例；可以应用其它的值及其组合。这些尺寸还可以和具有与附图中所示的那些不同的总体形状的孔洞一起使用。也可以向本发明的凹槽增加波动。

准备模拟来调查相对于用于这种实施例的孔洞的体积的本发明的各个实施例的刚度。图6代表示出了这种模拟的结果的曲线图，其中沿滚动方向的刚度被图示为孔洞体积的函数。位于顶部、左侧端部的虚线代表不具有孔洞的直凹槽的值，而位于底部端部的虚线代表具有延伸凹槽的整个长度的孔洞的凹槽。如图所示，刻纹的刚度基本随着位于凹槽底部中的孔洞的总体体积的增大而减小。

数据点102代表具有如图2A和2B中所示的凹槽104的胎面特征102。数据点202代表具有如图3中所示的凹槽204的胎面特征202。数据点402代表具有如图4中所示的凹槽404的胎面特征402。如曲线图所示，相比由虚线所代表的结构，这些示例性实施例中的每一个示例性实施例都在给定的孔洞体积情况下改进了结构的刚度。

对于具有例如图5A至5C中所示的凹槽的轮胎而言，图7提供了作为G1的函数的沿滚动方向的模拟刚度的曲线图。如图所示，G1的值的最佳范围处于2至4mm之间，其中最佳值位于3mm处。

尽管已相对于特定的示例性实施例及其方法对本主题进行了详细描述，但是应当领会，当获得对上文的理解时，本领域技术人员可以容易地对这种实施例作出替换、变型、和等同形式。因此，如对于本领域普通技术人员而言将易于显而易见的，本公开的范围通过举例而不是限制的方式，并且本主题的公开内容不排除包括这种对本主题的改型、变型和/或增加。

Claims (19)

1.一种轮胎，所述轮胎具有旋转轴线并且限定了侧向方向和周向方向，所述轮胎包括：

胎面部分，所述胎面部分围绕所述轮胎周向地延伸，所述胎面部分具有至少一个胎面特征，所述至少一个胎面特征包括：

一对侧面，所述一对侧面沿侧向方向相对；

凹槽，所述凹槽在所述一对侧面之间延伸，所述凹槽包括径向外部，所述径向外部与径向内部流体连接；

所述凹槽的径向外部由一对平面壁限定，所述一对平面壁基本彼此平行地延伸，并且

所述凹槽的径向内部包括多个孔洞，所述多个孔洞沿所述凹槽的长度间隔开，每一个孔洞都由i）在朝向所述轮胎的旋转轴线移动的同时沿径向方向分开的一对分开侧壁以及ii）连接在所述一对分开侧壁之间的基壁限定。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述凹槽的径向内部的孔洞通过一对连接壁在所述孔洞之间沿所述凹槽的长度流体连接，所述一对连接壁基本平行于径向方向地延伸。

3.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述凹槽的径向内部的孔洞仅通过所述凹槽的径向外部流体连接。

4.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述径向内部还包括多个部分孔洞，所述多个部分孔洞沿所述凹槽的长度间隔开，每一个部分孔洞都由i）在朝向所述轮胎的旋转轴线移动的同时从径向方向分开的分开侧壁以及ii）与径向方向基本平行的侧壁限定。

5.根据权利要求4所述的轮胎，其中所述径向内部的孔洞和部分孔洞沿所述凹槽的长度以交替方式布置。

6.根据权利要求1所述的轮胎，所述凹槽沿径向方向具有深度D并且所述凹槽的径向外部沿径向方向具有深度D1，并且其中D1大于或等于D的0.20。

7.根据权利要求1所述的轮胎，所述凹槽的径向外部具有宽度W1并且所述凹槽的径向内部具有宽度W2，其中W2大于或等于W1的3倍。

8.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述凹槽的径向外部具有宽度W1并且所述凹槽的径向内部具有宽度W2，其中W2大于或等于2mm。

9.根据权利要求1所述的轮胎，所述凹槽还包括一对平行的连接壁，所述一对平行的连接壁流体连接所述凹槽的径向内部的孔洞，并且其中所述一对连接壁中的每一个连接壁都具有沿所述凹槽的长度延伸的宽度G1并且每一个孔洞都具有沿所述凹槽的长度延伸的宽度G2，其中G1大约等于G2。

10.根据权利要求1所述的轮胎，所述凹槽还包括一对平行的连接壁，所述一对平行的连接壁流体连接所述凹槽的径向内部的孔洞，并且其中所述一对连接壁中的每一个连接壁都具有沿所述凹槽的长度延伸的长度G1并且每一个孔洞都具有沿所述凹槽的长度延伸的宽度G2，其中G1和G2均为大约3mm。

11.根据权利要求1所述的轮胎，所述凹槽还包括一对平行的连接壁，所述一对平行的连接壁流体连接所述凹槽的径向内部的孔洞，并且其中所述一对连接壁中的每一个连接壁都具有沿所述凹槽的长度延伸的长度G1并且每一个孔洞都具有沿所述凹槽的长度延伸的宽度G2，其中G1处于大约2至4mm的范围内并且G2处于大约2至4mm的范围内。

12.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述胎面特征包括围绕所述轮胎的圆周延伸的肋形花纹，所述肋形花纹包括多个凹槽，所述多个凹槽围绕所述轮胎的周向方向等距地间隔开。

13.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述胎面特征包括胎面花纹块。

14.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述胎面特征包括胎面花纹块，所述胎面花纹块包括多个凹槽。

15.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述凹槽相对于侧向方向处于非零角度。

16.一种轮胎，所述轮胎具有旋转轴线并且限定了侧向方向和周向方向，所述轮胎包括：

胎面部分，所述胎面部分围绕所述轮胎周向地延伸，所述胎面部分具有至少一个胎面特征，所述至少一个胎面特征包括：

凹槽，所述凹槽在所述胎面特征的侧向相对的侧面之间延伸，所述凹槽限定了长度，所述凹槽具有：

顶部，所述顶部由基本平行的相对的顶壁限定，所述基本平行的相对的顶壁沿凹槽长度的方向延伸；以及

底部，所述底部由相对的底壁限定，其中所述相对的侧壁中的至少一个侧壁从径向方向分开以在所述相对的侧壁之间限定至少一个腔，其中所述底部和所述顶部流体连通；

其中沿所述凹槽的长度，所述底部在i）由所述相对的侧壁中仅一个侧壁从径向方向分开所产生的腔以及ii）由所述相对的侧壁中二者都从径向方向分开所产生的腔之间交替。

17.根据权利要求16所述的轮胎，其中相对的底壁限定了多个腔，所述多个腔沿所述凹槽的长度彼此间隔开。

18.根据权利要求16所述的轮胎，其中所述相对的侧壁二者都从径向方向分开，以限定多个腔，所述多个腔沿所述凹槽的长度间隔开。

19.根据权利要求16所述的轮胎，其中沿所述凹槽的长度，所述底部在i）由所述相对的侧壁中仅一个侧壁从径向方向分开所产生的腔以及ii）由所述相对的侧壁中二者都从径向方向分开所产生的腔之间交替。

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