CN104245362B - 充气轮胎胎面 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种充气轮胎胎面，所述胎面构造成可以减小气柱共鸣，并且直到胎面部分的最终磨损阶段均可维持良好的排水性能。该充气轮胎胎面具有柔性阻隔件(4)，其设置在至少一个主花纹沟(3)中，从主花纹沟(3)的底表面(33)延伸且阻塞主花纹沟(3)的横截面积的至少70％。每个柔性阻隔件(4)具有：内侧部分，其具有连接至主花纹沟(3)的连接部(411)；和外侧部分，其位于从主花纹沟(3)的底表面(33)开始的高度(D1)处的点的径向外侧。内侧部分相对于与接触路面的胎面部分的表面垂直的线的平均倾斜角度大于外侧部分的平均倾斜角度。

Description

充气轮胎胎面

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎胎面，更具体地说，本发明涉及其中气柱共鸣可通过在胎面的主花纹沟中形成柔性阻隔件而减小且直至最终磨损阶段均可实现稳定的排水性能的充气轮胎胎面。

背景技术

轮胎胎面中形成的主花纹沟中的气柱共鸣因为由主花纹沟和路面所形成的管(气柱)内的共鸣(共振)而产生，且其共振频率取决于主花纹沟与路面之间形成的气柱的长度。

气柱共鸣音以车辆内外噪音的形式呈现，且其峰值通常为1kHz左右，很容易被人耳感受到。根据已知的用于减小主花纹沟中的气柱共鸣的技术，气柱共鸣可通过阻塞形成主花纹沟的方向上的空气流动而减小，其中通过提供从主花纹沟的壁或底部延伸的构件来阻塞花纹沟的全部或大部分。然而，通过提供这种阻塞形成主花纹沟的方向上的空气流动的构件，当车辆在湿滑路面上行驶时，进入主花纹沟的水流也会在主花纹沟中被阻塞，并且充气轮胎与路面之间的排水性能降低，因而在湿滑路面上的操纵稳定性降低。

为了解决现有技术中的该类问题，专利文献1中的图3示出了一种技术，其既保证了排水性能，又减小了气柱共鸣，这通过以下方式实现，即在主花纹沟内从底部延伸的分隔壁30(柔性阻隔件)配置成使得从主花纹沟开口起始的很大部分不与花纹沟壁接触。

此外，专利文献2中的图7示出了一种技术，其既保证了排水性能，又减小了气柱共鸣，这通过以下方式实现，即从主花纹沟的底部延伸的薄膜4(柔性阻隔件)配置成相对于与花纹沟底部垂直的线形成最大30度的角度。

现有技术文献

(专利文献)：

专利文献1：JP 2006-341655A

专利文献2：WO 2011/089107

发明内容

本发明所要解决的技术问题

然而，专利文献1和2中描述技术存在以下问题，即，随着胎面磨损导致深度减小，磨损也导致柔性阻隔件的高度降低，且该高度降低越明显，柔性阻隔件即使在受到水压时也更难倒塌，且排水性能成比例地劣化。排水性能的降低与柔性阻隔件的固有作用相冲突，即与同时实现排水性能和气柱共鸣减小而导致的噪音减小的作用相冲突。

因此，本发明旨在解决现有技术的上述问题，并且其目的在于，提供一种充气轮胎胎面，其可以直到最终磨损阶段均可实现稳定的排水性能，同时还可减小气柱共鸣。

解决该技术问题的方式

为了实现上述目的，本发明涉及一种充气轮胎胎面，其包括：胎面部分，当轮胎滚动时该胎面部分与路面接触，其中至少一个主花纹沟形成于该胎面部分中，该主花纹沟具有底表面和两个相对的壁表面，并且具有深度D和宽度W；以及多个柔性阻隔件，所述柔性阻隔件具有厚度E，其在主花纹沟内沿轮胎的径向向外方向延伸，以阻塞主花纹沟的横截面积的至少70％，且与所述壁表面相距一定距离地从所述主花纹沟的底表面延伸，所述柔性阻隔件以一定的间隔设置，以使得当轮胎滚动时所述柔性阻隔件中的至少一个存在于胎面印痕中的主花纹沟内，所述充气轮胎胎面的特征在于，所述多个柔性阻隔件包括内侧部分和外侧部分，所述内侧部分具有连接至主花纹沟的底表面的端缘部，所述外侧部分在径向上位于从主花纹沟的底表面开始的预定高度D1以外，当在平行于主花纹沟延伸的方向且位于与接触路面的胎面部分的表面垂直的平面上的剖面中观察时，所述内侧部分相对于与接触路面的胎面部分的表面垂直的线的平均倾斜角度大于所述外侧部分相对于与接触路面的胎面部分的表面垂直的线的平均倾斜角度。

根据具有上述构造的本发明，首先，与不形成柔性阻隔件的情况相比，形成于主花纹沟内的从主花纹沟的底表面沿轮胎的径向向外方向延伸且阻塞主花纹沟的横截面积的至少70％的柔性阻隔件使得更易于通过改变在主花纹沟与路面之间形成的气柱的长度而将气柱共鸣峰值偏移至人耳易感受到的频带以外，并因而改善气柱共鸣产生的噪音。

另外，根据本发明，柔性阻隔件包括内侧部分和外侧部分，内侧部分具有连接至主花纹沟的底表面的端部，外侧部分沿轮胎的径向位于比距主花纹沟的底表面预定高度D1(其中D1小于D)更远的外侧，且内侧部分相对于与接触路面的胎面部分的表面垂直的线的平均倾斜角度大于外侧部分相对于与接触路面的胎面部分的表面垂直的线的平均倾斜角度，因此柔性阻隔件可很容易地在进入主花纹沟内的水的压力下倒塌，因而可维持主花纹沟的排水性能。

此外，直到胎面部分的最终磨损阶段均可维持主花纹沟的排水性能。也就是说，其平均倾斜角度与外侧部分相比更大的柔性阻隔件的内侧部分能够更容易地在水压下倒塌，因此可以确保即使当柔性阻隔件的高度随着磨损加剧而降低时也易于倒塌。因此，可以直到最终磨损阶段均维持排水性能。

这里，假定整个柔性阻隔件的平均倾斜角度被设定为与本发明限定的外侧部分的平均倾斜角度相同的角度(柔性阻隔件也包括传统部分，其设置为垂直于接触路面的胎面部分的表面延伸)，从主花纹沟的底表面开始的预定高度D1表示这样的高度，在该高度处，当柔性阻隔件的高度由于磨损而减小时，高度由于磨损而减小的柔性阻隔件不再能够容易地在进入主花纹沟内的水的压力下倒塌(例如参见图10)。因此，通过使内侧部分相对于与路面接触的胎面部分的表面垂直的线的平均倾斜角度大于外侧部分相对于与路面接触的胎面部分的表面垂直的线的平均倾斜角度，可以使得直到最终磨损阶段均可维持主花纹沟的排水性能(例如参见图5)。因此，预定高度D1可变化，且根据柔性阻隔件4的厚度E、材料以及其中设有柔性阻隔件4的主花纹沟3的宽度W和深度D的变化而适当地设定。

这里，“花纹沟”是指具有一定宽度和深度且通过另一表面(底表面)将在通常使用条件下不相互接触的两个相对的表面(壁表面)连接起来构造而成的空间。

此外，“主花纹沟”是指对于排出流体起到主导作用并且在形成于胎面中的各花纹沟中相对宽的花纹沟。在许多情况下，“主花纹沟”是指在轮胎的周向方向上以直线(线性)、之字形或波浪形方式延伸的花纹沟，但是也包括相对于轮胎的旋转方向以一定角度延伸并且对于排出流体具有主导作用的相对宽的花纹沟。

此外，“胎面印痕”是指当轮胎被安装在按照下面提及的工业标准定义的适用轮辋上并被充气至额定压力和施加额定负载时与路面接触的胎面的表面区域。

此外，“标准”为制造或使用轮胎的领域中实施的工业标准限定的标准。工业标准的实例包括：在欧洲，ETRTO(欧洲轮胎轮辋技术组织)的“标准手册”；在美国，TRA(轮胎轮辋协会)的“年鉴”；在日本，日本汽车轮胎制造商协会(JATMA)的“JATMA年鉴”。另外，“适用轮辋”是指在这些标准中根据轮胎尺寸规定的轮辋，“额定压力”是指这些标准中规定的对应于承载能力的气压，且“额定负载”是指根据这些标准轮胎所允许加载的最大质量。

此外，“平均倾斜角度”是指将柔性阻隔件的内侧部分或外侧部分的两个端点连接起来的直线相对于与接触路面的胎面表面垂直的线的角度。当连接所述两个端点的直线平行于与接触路面的胎面表面垂直的线时，平均倾斜角度为0°，当所述直线与所述垂直线正交时，平均倾斜角度为90°。

优选地，根据本发明，柔性阻隔件的内侧部分相对于与接触路面的胎面部分的表面垂直的线的平均倾斜角度大于60°。

根据如上方式构造的本发明，可以维持排水性能，同时减小气柱共鸣，并且直到胎面部分的最终磨损阶段均能够可靠地维持排水性能。也就是说，如果柔性阻隔件的内侧部分的平均倾斜角度小于60°，则难以在柔性阻隔件的高度由于胎面部分的磨损而降低时适当地维持柔性阻隔件的倒塌便易性，并且存在排水性能随着胎面部分的磨损加剧而劣化的风险。因此，如果柔性阻隔件的内侧部分的平均倾斜角度大于60°，能够维持排水性能，同时减小气柱共鸣，且直到胎面部分的最终磨损阶段均可维持排水性能。

优选地，根据本发明，从主花纹沟的底表面开始的预定高度D1小于深度D的50％。

根据上述方式构造的本发明，可以维持排水性能，同时减小气柱共鸣，且直到胎面部分的最终磨损阶段均能够可靠地维持排水性能。也就是说，虽然如果从主花纹沟的底表面开始的预定高度D1大于主花纹沟的深度D的50％可以维持最终磨损阶段的排水性能，但是难以通过阻塞在包括外侧部分的整个柔性阻隔件上的主花纹沟内的空气流动来实现气柱共鸣减小的效果，因此存在以下风险，即难以在实现气柱共鸣减小的效果的同时，达到在胎面部分的最终磨损阶段维持排水性能的效果。

此外，如果从主花纹沟的底表面开始的预定高度D1大于主花纹沟的深度D的50％，由于内侧部分的平均倾斜角度大于外侧部分的平均倾斜角度的事实，柔性阻隔件的长度将沿主花纹沟的延伸方向增大，而且当制造柔性阻隔件时难以从模具释放轮胎，因而存在着这种轮胎的可制造性劣化的风险。

相应地，如果从主花纹沟的底表面开始的预定高度D1小于主花纹沟的深度D的50％，可以直到最终磨损阶段均能够更可靠地维持气柱共鸣减小的效果并同时达到维持排水性能的效果

优选地，根据本发明，从主花纹沟的底表面开始的预定高度D1被设定为满足关系式D1≤TWI+1mm，其中TWI为形成于主花纹沟的底表面上以指示磨损极限的磨损指示件的高度。

根据如上方式构造的本发明，可以维持排水性能，同时减小气柱共鸣，且直到胎面部分的最终磨损阶段均能够可靠地维持排水性能。也就是说，虽然如果从主花纹沟的底表面开始的预定高度D1大于磨损指示件的高度TWI+1毫米可以维持最终磨损阶段的排水性能，但是难以通过阻塞包括外侧部分的整个柔性阻隔件上的花纹沟内的空气流动来实现气柱共鸣减小的效果，因而存在以下风险，即难以在实现气柱共鸣减小的效果同时，实现在胎面部分的最终磨损阶段维持排水性能的效果。

此外，如果预定高度D1大于磨损指示件的高度TWI+1毫米，则柔性阻隔件长度将由于内侧部分的平均倾斜角度大于外侧部分的平均倾斜角度的事实而增大，而且当制造柔性阻隔件时难以从模具释放轮胎，因而存在着这种轮胎的可制造性劣化的风险。

相应地，如果从主花纹沟的底表面开始的预定高度D1被设定为满足关系式D1≤TWI+1mm，其中TWI为形成于主花纹沟的底表面上以指示磨损极限的磨损指示件的高度，可以维持排水性能，同时可以维持可制造性并减小气柱共鸣，而且直到胎面部分的最终磨损阶段均能够更可靠地维持排水性能。

这里，“磨损指示件”是指台阶状部分，也已知为“条形标记”等，其设置在主花纹沟的底表面的一部分上，以减小深度。磨损指示件指示轮胎的磨损使用极限(磨损极限)，且当胎面部分磨损加剧时，台阶状部分的高度与胎面部分的高度变得相同，因而使得主花纹沟的一部分像中断件一样可见。台阶状部分距离主花纹沟的底表面的高度TWI在客车轮胎、轻型卡车轮胎和卡车/公共汽车轮胎的情况下大致为1.6毫米。应注意，磨损指示件也可设置在主花纹沟以外的花纹沟中。

优选地，根据本发明，柔性阻隔件的外侧部分相对于与接触路面的胎面部分的表面垂直的线的平均倾斜角度小于30度。

根据如上方式构造的本发明，尤其在新产品中在初始磨损阶段或中间磨损阶段均能够更可靠地阻塞花纹沟中的空气流动，而且还能够更可靠地保持柔性阻隔件的外侧部分在主花纹沟内的水的压力下倒塌的便易性，因此，可以维持排水性能，同时减小气柱共鸣，且直到胎面部分的最终磨损阶段均可维持排水性能。

优选地，根据本发明，胎面部分具有限定的旋转方向，且柔性阻隔件的内侧部分被形成为使得其相对于主花纹沟的底表面沿轮胎的径向的高度在胎面部分的给定旋转方向上从前侧朝向后侧增大。

根据如上方式构造的本发明，在行驶期间穿过主花纹沟的流体流动方向与柔性阻隔件的内侧部分的倒塌方向相同，因此尤其能够在胎面部分的最终磨损阶段更可靠地维持柔性阻隔件的内侧部分的倒塌便易性。

优选地，根据本发明，柔性阻隔件的外侧部分被形成为使得其相对于主花纹沟的底表面沿轮胎的径向的高度在胎面部分的给定旋转方向上从前侧朝向后侧增大。

根据如上方式构造的本发明，穿过主花纹沟的流体流动方向与柔性阻隔件的内侧部分的倒塌方向相同，因此能够更可靠地维持柔性阻隔件的外侧部分的倒塌便易性。

优选地，根据本发明，柔性阻隔件的外侧部分相对于与接触路面的胎面部分的表面垂直的线的平均倾斜角度为0°。

根据如上方式构造的本发明，形成为平均倾斜角度为0°的柔性阻隔件的外侧部分使得可以最有效地限制气柱共鸣的产生，因此能够更可靠地维持排水性能，同时减小气柱共鸣。

优选地，根据本发明，具有在主花纹沟处开设的开口的多个凹入部分进一步形成于主花纹沟的底表面中，且所述多个柔性阻隔件的内侧部分被形成为连接至主花纹沟的底表面上的所述多个凹入部分，且形成为通过所述凹入部分的开口延伸到主花纹沟内。

根据如上方式构造的本发明，可使柔性阻隔件的内侧部分的连接部比主花纹沟的底表面低，因此可以增大当柔性阻隔件已在主花纹沟内的流体的压力下倒塌时主花纹沟的横截面中的开口比例，因此直到胎面部分的最终磨损阶段均能够更可靠地维持排水性能且维持排水性能，同时减小气柱共鸣。

优选地，根据本发明，柔性阻隔件的厚度E在0.3毫米和2.0毫米之间。

根据如上方式构造的本发明，可以维持排水性能，同时减小气柱共鸣，且直到最终磨损阶段均可维持排水性能。也就是说，如果柔性阻隔件的厚度小于0.3毫米，柔性阻隔件由于其尺寸强度减小而在空气压力下倒塌，且存在气柱共鸣减小的效果劣化的风险。另一方面，如果柔性阻隔件的厚度大于2.0毫米，当柔性阻隔件在主花纹沟内倒塌时主花纹沟中的横截面开口比例减小，因此存在排水性能劣化的风险。

本发明的优点

借助于根据本发明的充气轮胎胎面，可以直到胎面部分的最终磨损阶段均维持排水性能，同时减小气柱共鸣并维持排水性能。

附图说明

图1示意性地示出了根据本发明的第一实施方式的充气轮胎胎面。

图2是剖面放大图，其图解了沿图1中的线II-II观察的充气轮胎胎面的柔性阻隔件。

图3是剖面放大图，其图解了沿图1中的线III-III观察的充气轮胎胎面的柔性阻隔件。

图4是沿图1中的线III-III观察的充气轮胎胎面的剖面放大图(与图3中的视角相同)，其示意性地示出了在湿滑路面上行驶期间柔性阻隔件的状态。

图5是沿图1中的线III-III观察的充气轮胎胎面的剖面放大图(与图3中的视角相同)，其示意性地示出了当胎面部分的深度的大约75％被磨损时在湿滑路面上行驶期间柔性阻隔件的状态。

图6是剖面放大图，其图解了根据本发明的第二实施方式的充气轮胎胎面的柔性阻隔件。

图7是剖面放大图，其图解了根据本发明的第三实施方式的充气轮胎胎面的柔性阻隔件。

图8是剖面放大图，其图解了根据本发明的第四实施方式的充气轮胎胎面的柔性阻隔件。

图9是剖面放大图，其图解了根据本发明的第五实施方式的充气轮胎胎面的柔性阻隔件。

图10是现有技术的充气轮胎胎面的剖面放大图，其示意性地示出了当胎面部分的深度的大约60％被磨损时在湿滑路面行驶期间现有技术的柔性阻隔件的状态。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的优选实施方式。

首先将借助于图1-3描述根据本发明的第一实施方式的充气轮胎胎面。

图1示意性地示出了根据本发明的第一实施方式的充气轮胎胎面，图2是沿图1中的线II-II观察的充气轮胎胎面的剖面放大图，且图3是沿图1中的线III-III观察的充气轮胎胎面的剖面放大图。

首先，如图1所示，附图标号1指示根据此实施方式的充气轮胎，充气轮胎1包括胎面部分2，在胎面部分2中形成两个主花纹沟3，所述主花纹沟具有宽度W且沿XX′所指示的轮胎周向方向延伸。主花纹沟3具有三个表面，即相对的壁表面31、32和底表面33，且设置成减小主花纹沟的深度的台阶式磨损指示件6(参见图3)形成在底表面33上。应注意，此实例中的轮胎尺寸为225/55R16，胎面部分2的轮胎旋转方向未限定。根据此实施方式，主花纹沟3的宽度W为14.5毫米。

该图示出了当轮胎充气至额定压力且施加额定负载时的胎面印痕5和胎面印痕长度L。应注意，根据“ETRTO标准手册2011”，此尺寸的适用轮辋为7J，额定压力为250千帕，且额定负载为690千克，在此实施方式中印痕长度L为143毫米。

这里，当轮胎滚动时，穿过胎面印痕5的主花纹沟3与路面形成气柱，且主花纹沟3的共振频率取决于以此方式形成的气柱长度。根据此实施方式，如图1至3所示，具有宽度l的柔性阻隔件4设置在主花纹沟3内，以通过改变气柱长度来改变气柱共振频率。如图1所示，在相同主花纹沟3内形成的柔性阻隔件4的安装间隔P设置成比印痕长度L短的距离，这样，当轮胎滚动时，始终在主花纹沟3的印痕5内存在有至少一个柔性阻隔件。此外，设置在主花纹沟3中的磨损指示件6以台阶形状形成，其具有高度，以指示轮胎磨损极限。在此实施方式中，柔性阻隔件4的宽度l为13.5毫米。

接下来，如图2和3所示，柔性阻隔件4包括内侧部分41和外侧部分42，内侧部分41具有连接至主花纹沟3的底表面33的连接部(端缘部)411，且以预定角度从连接部411延伸，外侧部分42从距离主花纹沟3的底表面33的高度D1(预定高度D1)处开始以预定角度沿径向向外的方向延伸。如图3所示，柔性阻隔件4设置成基本上在其所有部分上沿轮胎的径向方向(垂直于轮胎的旋转轴线的方向)面向外侧。另外，如图2所示，柔性阻隔件4的两侧的侧表面部分43设置成使得在其不包括连接至主花纹沟3的底表面33的连接部411的所有部分上与主花纹沟3的相对壁表面31、32相距预定距离。

如图1所示，柔性阻隔件4形成为使得其宽度l的方向与主花纹沟3的延伸方向垂直。如图2和3所示，柔性阻隔件4的内侧部分41和外侧部分42具有上述宽度l和厚度E。

此外，如图2所示，柔性阻隔件4具有从主花纹沟3的纵向方向观察的大致矩形形状(在平面图中可见)，且如图2和3所示，柔性阻隔件4具有略小于主花纹沟3的深度D的高度h。

柔性阻隔件4形成为阻塞主花纹沟3的横截面积的至少70％，且形成为在主要由流体、例如流经主花纹沟3的水赋予的水压下倒塌。在此实施方式中，主花纹沟3的深度D为8.0毫米，柔性阻隔件4的高度h为7.0毫米，且柔性阻隔件4的厚度E为0.6毫米，柔性阻隔件4阻塞主花纹沟3的约87％的横截面积。另外，磨损指示件6的高度TWI为1.6毫米。

应注意，此实施方式中给出的轮胎实例中的柔性阻隔件4可具有以下形状，即，其高度h至少等于约5.6毫米，以阻塞主花纹沟3的横截面积的至少70％。此外，本发明不限于此实施方式中的实例，且如果主花纹沟3的宽度W和深度D变化，柔性阻隔件4的高度h也应相应地变化，以阻塞主花纹沟3的横截面积的至少70％。

下面将详细描述柔性阻隔件4的内侧部分41和外侧部分42。

首先，当在平行于主花纹沟3延伸的方向且位于与接触路面的胎面部分2的表面5垂直的平面上的剖面中观察图3所示的柔性阻隔件4的内侧部分41时，将连接至主花纹沟3的底表面33的连接部(第一端点)411与从连接部411延伸到主花纹沟3中的点(第二端点)412连接在一起的直线相对于与接触路面的胎面部分2的表面垂直的线T具有第一平均倾斜角度J1，其中在所述第二端点处，柔性阻隔件4从主花纹沟3的底表面33开始到达高度D1(预定高度D1)。

此外，当在与图3相同方式的剖面中观察柔性阻隔件4的外侧部分42时，将从主花纹沟3的底表面33开始的高度D1处的柔性阻隔件4的第二端点412与柔性阻隔件4的外侧部分42中沿轮胎的径向方向的最外端部分(第三端点)422连接在一起的直线具有第二平均倾斜角度(J2)(0°)，其和与接触路面的胎面部分2的表面垂直的线T的角度(0°)相同。

根据此实施方式，从主花纹沟3的底表面33开始的高度D1为2.2毫米，其小于主花纹沟3的深度D的50％，且相对于磨损指示件的高度TWI满足关系式D1≤TWI+1mm，柔性阻隔件4的内侧部分41的第一平均倾斜角度J1为65°。

这里，如果假定柔性阻隔件4不具有内侧部分41，且外侧部分42延伸至主花纹沟3的底表面33，从主花纹沟3的底表面33开始的高度D1为这样的高度，在该高度处，当柔性阻隔件4的高度已由于磨损而减小时，柔性阻隔件4不能很容易地在主要由流体、例如流经主花纹沟3的水产生的水压下倒塌。换句话说，假定整个柔性阻隔件的平均倾斜角度设定为与此实施方式中限定的外侧部分42的第二平均倾斜角度J2相同(柔性阻隔件也包括传统部分，其设置成以直角(平行于与接触路面的胎面部分2的表面垂直的线T的角度)延伸至接触路面的胎面部分的表面)，从主花纹沟的底表面开始的预定高度D1表示这样的高度，在该高度处，当柔性阻隔件的高度已由于磨损而减小时，其高度由于磨损而减小的柔性阻隔件不再能够容易地在进入主花纹沟中的水的压力下倒塌(例如参见图10，将在下面描述)。高度D1应根据柔性阻隔件4的厚度E、其材料、其中设置有柔性阻隔件4的主花纹沟3的宽度W和深度D而变化，且在充气轮胎胎面的设计阶段适当地设定。

在此实施方式中，柔性阻隔件4由与充气轮胎1的胎面部分2相同的材料制成。然而应注意，柔性阻隔件4也可由与胎面部分2不同的材料制成。

下文将描述根据本发明的第一实施方式的充气轮胎胎面的主要作用和效果。

在此实施方式中，柔性阻隔件4包括外侧部分42和内侧部分41，内侧部分的平均倾斜角度J1大于外侧部分42的平均倾斜角度J2。因此，即使磨损加剧并且柔性阻隔件4的高度降低，也可实现与当内侧部分41的平均倾斜角度J1大时、换句话说当柔性阻隔件4提前倒塌时相同的效果，因此当磨损加剧时，柔性阻隔件4可以在主要由流体、例如流经主花纹沟3的水产生的水压下适当地倒塌，且直到最终磨损阶段均可以更可靠地维持主花纹沟3的排水性能，同时减小气柱共鸣。

下文将借助于图4和图5描述根据本发明的第一实施方式的充气轮胎胎面在湿滑路面上行驶时的情况。

图4是示出沿图1的线III-III观察(与图3的视图相同)的充气轮胎胎面在湿滑路面上行驶时的情形的剖面放大图，且图5是沿图1中的线III-III观察(与图3的视图相同)的充气轮胎胎面的剖面放大图，图5示意性地示出了胎面部分的深度的大约75％被磨损时在湿滑路面上行驶时的情形。

首先，如图4所示，当轮胎尤其为新产品或磨损尚处于初级阶段时，在湿滑路面上行驶期间，具有上述内侧部分41和外侧部分42的柔性阻隔件4在主要由流体、例如流经主花纹沟3的水产生的水压下倒塌或弯曲，且导致高度减小至h′，该高度减小使主花纹沟3的主要部分打开，并维持了排水性能。

接下来，如图5所示，当胎面部分2磨损且其高度降低至上述高度D1时，柔性阻隔件4的高度也降低至相同高度D1，但即使出现高度如此降低的情况，具有大于柔性阻隔件4的外侧部分42的平均倾斜角度的平均倾斜角度J1的内侧部分41很容易在主要由流体、例如流经主花纹沟3的水产生的水压下倒塌或弯曲。因此，当受到水压时，柔性阻隔件4的高度降低至h′，此高度降低使得主花纹沟3的主要部分打开，并且排水性能维持到直至胎面部分2的最终磨损阶段。

上述柔性阻隔件例如可通过WO 2010/146180中描述的方法形成。

下文将借助于图6描述本发明的第二实施方式的充气轮胎胎面。

图6是沿着与图1中的线III-III对应的位置观察的根据本发明的第二实施方式的充气轮胎胎面的剖面放大图。此实施方式中柔性阻隔件4的基本结构、例如形状和尺寸均与上述第一实施方式相同，因此下面的描述将主要涉及与上述第一实施方式在结构上的不同。

如图6所示，具有深度D的主花纹沟3形成于充气轮胎1的胎面部分2中，且在此实施方式中，柔性阻隔件4包括内侧部分41和外侧部分42，内侧部分41具有连接至主花纹沟3的底表面33的端部(第一端点)411，外侧部分42从与主花纹沟3的底表面相距高度D1(预定高度D1)处的点(第二端点)开始径向向外延伸，这与第一实施方式相同。此外，根据此实施方式的柔性阻隔件4的内侧部分41设置成使得将第一端点411与第二端点412连接在一起的直线相对于与接触路面的胎面部分2的表面垂直的线T具有平均倾斜角度J1。同时，柔性阻隔件4的外侧部分42设置成使得将第二端点412与第三端点422连接在一起的直线相对于与接触路面的胎面部分2的表面垂直的线T一定的倾角延伸，且在此实施方式中，所述直线具有如图6所示的平均倾斜角度J2。此外，在此实施方式中，与第一实施方式相同，内侧部分41的平均倾斜角度J1设置成大于外侧部分42的倾斜角度J2。此外，外侧部分42的平均倾斜角度J2设定成小于30°。

更具体地说，此实施方式中的内侧部分41的平均倾斜角度J1为69°，外侧部分42的平均倾斜角度J2为20°，且从主花纹沟3的底表面33开始的高度D1为2.6毫米，该高度小于主花纹沟3的深度D的50％且相对于磨损指示件的高度TWI满足关系D1≤TWI+1mm。

此外，如图6所示，在此实施方式中，连接至主花纹沟3的底表面33的柔性阻隔件的连接部411设置为沿垂直方向延伸的非常短的部分(附接部)，以改善制造过程中的模制成形性能。

下面将描述根据本发明的第二实施方式的充气轮胎胎面的主要作用和效果。根据此实施方式的充气轮胎的作用和效果基本与上述第一实施方式相同，这里将主要描述第二实施方式特有的作用和效果。

在此实施方式中，柔性阻隔件4的外侧部分42也相对于与接触路面的胎面部分2的表面垂直的线T具有平均倾斜角度J2，因此可以从初始磨损阶段开始便维持柔性阻隔件4的良好倒塌性能。此外，即使柔性阻隔件4的高度随着磨损加剧而降低，内侧部分41的平均倾斜角度J1大，因此可以实现与当柔性阻隔件4提前倒塌时相同的效果，且由此柔性阻隔件4仍可在最终磨损阶段在主要由液体、例如流经主花纹沟3的水产生的水压下适当倒塌，而且直到最终磨损阶段均可更可靠地维持主花纹沟3的排水性能，同时减小气柱共鸣。

此外，外侧部分42的平均倾斜角度J2设定为小于30°，因此尤其是在新轮胎的初始磨损阶段或磨损中间磨损阶段均可以有效阻塞主花纹沟3中的空气流动。另外，通过这种方式可以有效限制气柱共鸣的产生，且如上所述，也可以有效地使柔性阻隔件4易于在主花纹沟3内的水的压力下倒塌。

下面将借助于图7描述根据本发明的第三实施方式的充气轮胎胎面。

图7是沿与图1中的线III-III对应的位置观察的根据本发明的第三实施方式的充气轮胎胎面的剖面放大图。此实施方式中柔性阻隔件4的基本结构、诸如形状和尺寸均与上述第一和第二实施方式相同，因此下面的描述将主要涉及与上述第一和第二实施方式在结构上的不同。

如图7所示，具有深度D的主花纹沟3形成于充气轮胎1的胎面部分2中，且在此实施方式中，柔性阻隔件4被构造为总体上形成光滑曲线(例如，弧形、抛物线或样条曲线)。在利用此曲线的该实施方式中，柔性阻隔件4也包括内侧部分41和外侧部分42，内侧部分41具有连接至主花纹沟3的底表面33的端部(第一端点)411，外侧部分42从与主花纹沟3的底表面相距高度D1(预定高度D1)的点(第二端点)处开始径向向外延伸。

此外，根据此实施方式的柔性阻隔件4的内侧部分41设置成使得将第一端点411与第二端点412连接在一起的直线相对于与接触路面的胎面部分2的表面垂直的线T具有平均倾斜角度J1。同时，柔性阻隔件4的外侧部分42设置成使得将第二端点412与第三端点422连接在一起的直线相对于与接触路面的胎面部分2的表面垂直的线T具有平均倾斜角度J2。在此实施方式中，与上述第一和第二实施方式相同，内侧部分41的平均倾斜角度J1设置成大于外侧部分42的倾斜角度J2。此外，与第二实施方式相同，沿垂直方向延伸的非常短的附接部设置在柔性阻隔件4的连接部411上，该连接部411与主花纹沟3的底表面33相连，以改善制造过程中的模制成形性能。

此实施方式中的内侧部分41的平均倾斜角度J1为62°，外侧部分42的平均倾斜角度J2为23°，且从主花纹沟3的底表面33开始的高度D1为2.5毫米，该高度D1小于主花纹沟3的深度D的50％且相对于磨损指示件的高度TWI满足关系式D1≤TWI+1mm。

下面将描述本发明的第三实施方式的充气轮胎胎面的主要作用和效果。根据此实施方式的充气轮胎作用和效果与上述第一和第二实施方式基本相同，这里将主要描述第三实施方式特有的作用和效果。

在此实施方式中，虽然柔性阻隔件形成为光滑曲线形状，内侧部分41的平均倾斜角度J1设定位大于外侧部分42的平均倾斜角度J2，因此不仅可从初始磨损阶段开始以与上述第一和第二实施方式相同的方式维持柔性阻隔件4的良好倒塌性能，而且即使磨损加剧且柔性阻隔件4的高度降低，内侧部分41的平均倾斜角度也大，因此可以实现与柔性阻隔件4提前倒塌时相同的效果，且由此柔性阻隔件4仍可在最终磨损阶段在主要由流体、例如流经主花纹沟3的水产生的水压下适当倒塌，且直到最终磨损阶段，均可维持主花纹沟3的排水性能，同时减小气柱共鸣。

此外，通过采用弧形或抛物线形等光滑曲线形状，就柔性阻隔件4整体而言，当制造具有诸如此类的柔性阻隔件的充气轮胎时，在模制成形过程中可以减小施加在柔性阻隔件4上的应力，从而改善可制造性。

下文将借助于图8描述根据本发明的第四实施方式的充气轮胎胎面。

图8是沿与图1中的线III-III对应的位置观察的根据本发明的第四实施方式的充气轮胎胎面的剖面放大图。此实施方式中柔性阻隔件4的基本结构、例如形状和尺寸均与上述第一至第三实施方式相同，因此下面的描述将主要涉及与上述第一至第三实施方式在结构上的不同。

如图8所示，具有深度D的主花纹沟3形成于充气轮胎1的胎面部分2中，且距离底表面33具有深度Dr的凹入部分8进一步形成于主花纹沟3的底表面33上。凹入部分8包括开口81，其在主花纹沟3和底部82处开设。此实施方式中的防护弹性体4具有与第一实施方式相同的基本结构，而其内侧部分41的端部(第一端点)411连接至凹入部分8的底部82，且柔性阻隔件通过凹入部分8的开口81延伸到主花纹沟3中。

柔性阻隔件4的内侧部分41设置成相对于与接触路面的胎面部分2的表面垂直的线T具有平均倾斜角度J1，这与上述第二实施方式相同，柔性阻隔件4的外侧部分42设置成与相对于与接触路面的胎面部分2的表面垂直的线T具有相同的平均倾斜角度，且内侧部分41的平均倾斜角度J1设置成大于外侧部分的倾斜角度。此外，柔性阻隔件4可以按照与上述第一实施方式或第三实施方式相同的方式构造。

此实施方式中的内侧部分41的平均倾斜角度J1为62°，从主花纹沟3的底表面33开始的高度D1为1.5毫米，该高度D1小于主花纹沟3的深度D的50％且相对于磨损指示件的高度TWI满足关系式D1≤TWI+1mm，且凹入部分6距离主花纹沟3的底表面33的深度Dr为0.7毫米。

下面将描述本发明的第四实施方式的充气轮胎胎面的主要作用和效果。根据此实施方式的充气轮胎作用和效果与上述第一至第三实施方式基本相同，这里将主要描述第四实施方式特有的作用和效果。

在此实施方式中，凹入部分8设置在主花纹沟3的底表面33上，该凹入部分8包括在主花纹沟3的底表面33处开设的开口81，且柔性阻隔件4连接至凹入部分8的底部82且通过凹入部分8的开口81延伸到主花纹沟3中。通过此构造，当柔性阻隔件4在流体压力下倒塌时，在连接端部411的区域中以很大的量弯曲的柔性阻隔件4的部分可更靠近主花纹沟3的底表面33，即使其高度已经随着胎面部分2磨损加剧而减小。这意味着，当柔性阻隔件4在流体压力下倒塌时，不仅可以更可靠地维持水流经主花纹沟3而穿过的横截面积，而且内侧部分41的平均倾斜角度也较大，因此，即使柔性阻隔件4的高度随着胎面部分2磨损而降低，仍可维持流体压力提供的良好倒塌水平。因此，直到最终磨损阶段，均能够更可靠地维持主花纹沟3的排水性能，同时减小气柱滞留。

下面将借助于图9描述根据本发明的第五实施方式的充气轮胎胎面。

图9示意性地示出了根据本发明的第五实施方式的充气轮胎胎面。此实施方式中柔性阻隔件4的基本结构、例如形状和尺寸均与上述第一至第四实施方式相同，因此下面的描述将主要涉及与上述第一至第四实施方式在结构上的不同。

如图9所示，附图标号1指示根据此实施方式的充气轮胎，充气轮胎1包括胎面部分2，且在胎面部分2中形成有多个主花纹沟3，所述主花纹沟具有宽度W且相对于XX′指示的轮胎周向方向倾斜延伸。主花纹沟3具有三个表面，即相对的壁表面31、32和底表面33，且一些主花纹沟3的底表面33具有设置成减小主花纹沟的深度的台阶状磨损指示件6。胎面部分2的轮胎旋转方向由箭头R限定。

具有宽度l的柔性阻隔件4形成于每个主花纹沟3中，以从主花纹沟3的底表面33延伸，当在平行于主花纹沟延伸的方向且位于与接触路面的胎面部分2的表面垂直的平面上的剖面中观察轮胎时，其构造与上述第一至第四实施方式相同，虽然这并未描绘(参见图3和6-8)。

此实施方式中的多个柔性阻隔件4全部形成为使得其内侧部分41在与胎面部分2的限定旋转方向R相反的方向上相对于主花纹沟3的底表面33沿轮胎的径向方向的高度增大，换句话说，在限定的旋转方向R上从前侧朝向后侧增大(未描绘)。

应注意，当柔性阻隔件4的外侧部分42的平均倾斜角度J2如上述第二和第三实施方式那样设定为大于0°时，外侧部分42同样形成为使得其相对于主花纹沟3的底表面33沿轮胎的径向方向的高度在限定的旋转方向R上从前侧朝向后侧增大。

也就是说，在此实施方式中，柔性阻隔件4的内侧部分41和/或外侧部分42的平均倾斜角度J1、J2形成为使得其在限定的旋转方向R上从前侧朝向后侧倾斜。

应注意，在具有上述图1的实例中示出的两个主花纹沟3的第一实施方式中，柔性阻隔件4的角度方位设定为在一个主花纹沟3和另一个主花纹沟4中彼此不同，且在未限定轮胎旋转方向的胎面部分2中图解了特定的效果。然而应注意，如在具有图1的实例中所示的主花纹沟3的充气轮胎胎面的情况下限定轮胎旋转方向，所有柔性阻隔件4优选形成为使得内侧部分41和/或外侧部分42相对于主花纹沟3的底表面33在轮胎的径向方向上的高度沿限定的旋转方向R从前侧朝向后侧增大，换句话说，柔性阻隔件4形成为以相同方向倾斜。

下面将描述根据本发明的第五实施方式的充气轮胎胎面的主要作用和效果。根据此实施方式的充气轮胎作用和效果基本上与上述第一至第四实施方式相同，这里将主要描述第五实施方式特有的作用和效果。

在此实施方式中，胎面部分2具有限定的旋转方向R，且在每个主花纹沟3中设置的柔性阻隔件4的内侧部分41的从主花纹沟3的底表面33开始的高度形成为沿与限定的旋转方向R相反的方向增大，换句话说，在限定的旋转方向R上从前侧朝向后侧增大，因此主花纹沟3内的流体流动方向与柔性阻隔件4的内侧部分41和/或外侧部分42的预设倾斜方向一致，这样柔性阻隔件4的倒塌方向可与流体流动方向一致。这意味着，即使柔性阻隔件4的高度由于胎面部分2的磨损而减小，仍可维持流体压力提供的良好倒塌水平，因此直到最终磨损阶段均可更可靠地维持主花纹沟3的排水性能，同时减小气柱共鸣。

应注意，只要能够实现上述作用，上述实施方式可存在如下变化实例：柔性阻隔件4的内侧部分41和/或外侧部分42可进一步分割成具有不同形状的部分，例如图3所示的直线上的内侧部分41可以是弯曲的，而外侧部分42可设定为直线；沿宽度l的形状可形成为波浪状，以在水压下倒塌，并与路面产生适当的触地压力；可在从主花纹沟3的长度方向看到(从前侧观察)的柔性阻隔件4的表面上设置用于调节柔性阻隔件4的弯曲难度(弯曲刚度)的小突起；或者可形成其他形状，例如当从前方观察时具有圆角的矩形或梯形。

以上描述了本发明的特别优选的实施方式，但是本发明并不局限于图中所示的实施方式，且本发明可以不同模式实施。

接下来，图10是设置有传统柔性阻隔件的充气轮胎胎面的剖面放大图，其示意性地示出了当胎面部分的深度的大约60％被磨损时在湿滑路面上行驶时的情况。图10中的轮胎尺寸与第一实施方式中的充气轮胎胎面相同。

在图10所示的实例中，柔性阻隔件104的端部141连接至具有壁表面131的主花纹沟103的底表面1333，柔性阻隔件104设置成以垂直于接触路面的胎面部分102的表面的一定角度延伸。应注意，附图标号106指示磨损指示件。

如图10所示，柔性阻隔件104的高度由于胎面部分磨损而磨耗至D1，但是此实例中的柔性阻隔件104不像上述实施方式那样包括内侧部分和外侧部分，因此柔性阻隔件104不能够容易地在连接端部141附近倒塌，且可以理解，柔性阻隔件104在最终磨损阶段不能够容易地在流经主花纹沟103的流体的压力下倒塌。

示例性实施例

为了更清楚地解释本发明的效果，将针对采用商业计算机软件通过模拟(有限元方法)实施的验证测试描述设置有传统柔性阻隔件的根据传统实例的充气轮胎胎面和根据本发明的示例性实施例1(第一实施方式)的充气轮胎胎面。

根据传统实例和示例性实施例1的两种类型的充气轮胎胎面的模型均设有主花纹沟，所述主花纹沟在由相同的橡胶基材料制成的新产品中具有8.0毫米的深度和14.5毫米的宽度，所述模型形成为使得厚度为0.6毫米的柔性阻隔件连接至主花纹沟的底表面，且分别测量导致在新产品中柔性阻隔件在主花纹沟内适当倒塌且剩余花纹沟深度减小至2.0毫米时所需的流体压力。计算的流体压力以将传统实例作为100的指数表达；该数值越大，结果越好(更易倒塌)。

[表1]

	传统实例	示例性实施例
			导致柔性阻隔件倒塌的流体压力(新产品/指数)	100	101
导致柔性阻隔件倒塌的流体压力(磨损产品/指数)	100	125

如表1所示，可确认根据示例性实施例的物品直到胎面部分的最终磨损阶段均具有良好的排水性能，且很清楚，上述第一至第五实施方式的充气轮胎胎面的构造使得既可以有效实现排水性能，又可以减小主花纹沟中的气柱共鸣。

附图标号列表

1 充气轮胎胎面

2 胎面部分

3 主花纹沟(主沟槽)

31 主花纹沟的相对壁表面

32 主花纹沟的相对壁表面

33 主花纹沟的底表面

4 柔性阻隔件

41 柔性阻隔件的内侧部分

42 柔性阻隔件的外侧部分

411 内侧部分与主花纹沟的底表面的连接部、端缘部(端部)、第一端点

412 具有预定高度D1的点，第二端点

422 在更高径向方向上的外侧部分的最外侧端缘部(端部)、第三端点

5 胎面印痕

6 磨损指示件

8 主花纹沟的底表面的凹入部分

Claims (11)

1.一种充气轮胎胎面(1)，其包括：

胎面部分(2)，当轮胎滚动时该胎面部分与路面接触，至少一个主花纹沟(3)形成于该胎面部分中，所述主花纹沟具有底表面(33)和两个相对的壁表面(31，32)，并具有深度D和宽度W，以及

多个柔性阻隔件(4)，所述柔性阻隔件(4)具有厚度E，且在所述主花纹沟(3)内沿轮胎的径向向外方向延伸，以阻塞所述主花纹沟(3)的横截面积的至少70％，且与所述壁表面(31，32)相距一定距离地从所述主花纹沟(3)的底表面(33)延伸，所述柔性阻隔件(4)以一定的间隔设置，以使得当轮胎滚动时，所述柔性阻隔件(4)中的至少一个存在于胎面印痕(5)中的主花纹沟(3)内，

所述充气轮胎胎面(1)的特征在于，所述多个柔性阻隔件(4)包括内侧部分(41)和外侧部分(42)，所述内侧部分(41)具有连接至所述主花纹沟(3)的底表面(33)的端缘部(411)，所述外侧部分(42)在径向上位于从所述主花纹沟(3)的底表面(33)开始的预定高度D1以外，当在平行于所述主花纹沟(3)延伸的方向且位于与接触路面的胎面部分(2)的表面垂直的平面上的剖面中观察时，所述内侧部分(41)相对于与接触路面的胎面部分(2)的表面垂直的线的平均倾斜角度(J1)大于所述外侧部分(42)相对于与接触路面的胎面部分(2)的表面垂直的线的平均倾斜角度(J2)。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎胎面(1)，其特征在于，所述柔性阻隔件(4)的内侧部分(41)相对于与接触路面的胎面部分(2)的表面垂直的线的平均倾斜角度(J1)大于60°。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎胎面(1)，其特征在于，从所述主花纹沟(3)的底表面(33)开始的预定高度D1小于所述深度D的50％。

4.根据权利要求1或2所述的充气轮胎胎面(1)，其特征在于，指示磨损极限的磨损指示件(6)进一步形成于所述主花纹沟(3)的底表面(33)上，且从所述主花纹沟(3)的底表面(33)开始的预定高度D1设定为满足关系式D1≤TWI+1mm，其中TWI为磨损指示件(6)的高度。

5.根据权利要求1或2所述的充气轮胎胎面(1)，其特征在于，所述柔性阻隔件(4)的外侧部分(42)相对于与接触路面的胎面部分(2)的表面垂直的线的平均倾斜角度(J2)小于30°。

6.根据权利要求1或2所述的充气轮胎胎面(1)，其特征在于，所述胎面部分(2)具有限定的旋转方向(R)，且所述柔性阻隔件(4)的内侧部分(41)形成为使得其相对于所述主花纹沟(3)的底表面(33)沿轮胎的径向方向的高度在所述胎面部分(2)的给定旋转方向(R)上从前侧朝向后侧增大。

7.根据权利要求6所述的充气轮胎胎面(1)，其特征在于，所述柔性阻隔件(4)的外侧部分(42)形成为使得其相对于所述主花纹沟(3)的底表面(33)沿轮胎的径向方向的高度在所述胎面部分(2)的给定旋转方向(R)上从前侧朝向后侧增大。

8.根据权利要求1或2所述的充气轮胎胎面(1)，其特征在于，所述柔性阻隔件(4)的外侧部分(42)相对于与接触路面的胎面部分(2)的表面垂直的线的平均倾斜角度(J2)为0°。

9.根据权利要求1或2所述的充气轮胎胎面(1)，其特征在于，具有在所述主花纹沟(3)处开设的开口(81)的多个凹入部分(8)进一步形成于所述主花纹沟(3)的底表面(33)中，且所述多个柔性阻隔件(4)的内侧部分(41)形成为连接至所述主花纹沟(3)的底表面(33)上的所述多个凹入部分(8)，且形成为通过所述凹入部分(8)的开口(81)延伸到所述主花纹沟(3)中。

10.根据权利要求1或2所述的充气轮胎胎面(1)，其特征在于，所述柔性阻隔件(4)的厚度E在0.3毫米和2.0毫米之间。

11.一种充气轮胎，其特征在于，该充气轮胎包括根据权利要求1至10中任一项所述的胎面(1)。