CN106029402A - 具有挠性闸门装置的轮胎胎面 - Google Patents

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弗朗西斯·J·伯恩
马丁·A·尤尔耶维奇
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Abstract

本发明公开了具有一个或多个挠性闸门装置的轮胎胎面的各种实施例。在一个实施例中，提供了一种具有胎面的轮胎，所述轮胎包括：沟槽，所述沟槽包括沟槽底部和至少一个沟槽侧壁；至少一个挠性闸门装置，所述挠性闸门装置包括多个相邻的挠性闸门元件，所述挠性闸门元件被取向为穿过所述沟槽的至少一部分的单个行；其中所述多个挠性闸门元件自所述沟槽底部延伸；其中所述至少一个挠性闸门装置具有一定刚性，使得所述至少一个挠性闸门装置在操作过程中在施加空气压力下基本上不挠曲；并且，其中所述至少一个挠性闸门装置具有一定刚性，使得所述至少一个挠性闸门装置在操作过程中在施加水压力下挠曲。

Description

具有挠性闸门装置的轮胎胎面
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2013年12月26日提交的美国临时专利申请No.61/920,774的优先权，其全文以引用方式并入本文。
背景技术
轮胎通常包括针对不同驾驶条件进行优化的各种胎面花纹中的任何一种。通常，胎面花纹被添加到轮胎，以在不利的驾驶条件下(诸如在潮湿道路上操作时)帮助保持牵引力。例如，一些轮胎包括周向沟槽，这些周向沟槽可与轮胎的肩部相通或不相通，以引导水流经过胎面花纹的接触面并将水排离轮胎。然而，具有此类胎面花纹的轮胎在干燥的操作条件下会由于空气流经胎面花纹而产生花纹噪声。花纹噪声会使装有此类轮胎的车辆的操作者或其他乘员不舒服。
人们需要这样一种轮胎：所述轮胎被构造为提供提高的湿地性能，同时减轻胎面花纹产生的花纹噪声。
发明内容
在一个实施例中，提供了一种具有胎面的轮胎，所述轮胎包括：沟槽，所述沟槽包括沟槽底部和至少一个沟槽侧壁；至少一个挠性闸门装置，所述挠性闸门装置包括多个相邻的挠性闸门元件；其中所述多个挠性闸门元件自所述沟槽底部延伸；其中所述至少一个挠性闸门装置具有一定刚性，使得所述至少一个挠性闸门装置在操作过程中在施加空气压力下基本上不挠曲；并且，其中所述至少一个挠性闸门装置具有一定刚性，使得所述至少一个挠性闸门装置在操作过程中在施加水压力下挠曲。
在另一个实施例中，提供了一种具有胎面的轮胎，该轮胎包括：沟槽，所述沟槽包括沟槽底部和至少一个沟槽侧壁；至少一个挠性闸门装置，所述挠性闸门装置包括多个相邻的挠性闸门元件，所述挠性闸门元件被取向为穿过所述沟槽的至少一部分的单个行；其中所述多个挠性闸门元件自所述沟槽底部延伸；其中所述至少一个挠性闸门装置具有一定刚性，使得所述至少一个挠性闸门装置在操作过程中在施加空气压力下基本上不挠曲；并且，其中所述至少一个挠性闸门装置具有一定刚性，使得所述至少一个挠性闸门装置在操作过程中在施加水压力下挠曲。
在另一个实施例中，提供了一种具有胎面的轮胎，该轮胎包括：沟槽，所述沟槽包括沟槽底部和至少一个沟槽侧壁；至少一个挠性闸门装置；其中所述至少一个挠性闸门装置自所述至少一个沟槽侧壁延伸；其中所述至少一个挠性闸门装置具有一定刚性，使得所述至少一个挠性闸门装置在操作过程中在施加空气压力下基本上不挠曲；并且，其中所述至少一个挠性闸门装置具有一定刚性，使得所述至少一个挠性闸门装置在操作过程中在施加水压力下挠曲。
在另一个实施例中，提供了一种具有胎面的轮胎，该轮胎包括：沟槽，所述沟槽包括沟槽底部和至少一个沟槽侧壁；至少一个挠性闸门装置；其中所述至少一个挠性闸门装置自所述沟槽底部和所述至少一个沟槽侧壁延伸；其中所述至少一个挠性闸门装置具有一定刚性，使得所述至少一个挠性闸门装置在操作过程中在施加空气压力下基本上不挠曲；并且，其中所述至少一个挠性闸门装置具有一定刚性，使得所述至少一个挠性闸门装置在操作过程中在施加水压力下挠曲。
附图说明
附图包含在本说明书中并且构成本说明书的一部分，其示出各种示例性构型，并且仅仅用于示出各种示例性实施例。在附图中，相似元件具有相似参考标号。
图1A示出具有多个挠性闸门装置的轮胎在所述装置处于关闭位置时的示例性实施例的顶部正视图。
图1B示出具有多个挠性闸门装置的轮胎在所述装置处于打开位置时的示例性实施例的顶部正视图。
图2示出具有多个挠性闸门装置的轮胎在所述装置处于关闭位置时的示例性实施例的剖视图。
图3A示出具有多个挠性闸门装置的轮胎在所述装置处于关闭位置时的示例性实施例的顶部正视图。
图3B示出具有多个挠性闸门装置的轮胎在所述装置处于打开位置时的示例性实施例的顶部正视图。
图4示出具有多个挠性闸门装置的轮胎在所述装置处于关闭位置时的示例性实施例的剖视图。
图5A示出具有挠性闸门装置的轮胎在所述装置处于关闭位置时的示例性实施例的局部剖视图。
图5B示出具有挠性闸门装置的轮胎在所述装置处于关闭位置时的示例性实施例的局部剖视图。
图5C示出具有挠性闸门装置的轮胎在所述装置处于关闭位置时的示例性实施例的局部剖视图。
图6A示出具有挠性闸门装置的轮胎在所述装置处于关闭位置时的示例性实施例的局部剖视图。
图6B示出具有挠性闸门装置的轮胎在所述装置处于关闭位置时的示例性实施例的局部剖视图。
图6C示出具有挠性闸门装置的轮胎在所述装置处于关闭位置时的示例性实施例的局部剖视图。
具体实施方式
轮胎与路面的啮合是轮胎在安装到车辆上时向该车辆提供牵引力的手段。被构造为仅在相对平滑、干燥表面(诸如赛道)上运行的轮胎通常包括被构造为在轮胎与行驶路面之间提供最大程度的啮合的“光滑”或者说是非图案化设计。然而，此类轮胎在暴露于潮湿行驶路面时表现较差，并且容易打滑。
因此，通常对轮胎胎面花纹进行设计以优化在各种干燥和潮湿操作条件下的性能。但是，包括沟槽特征以在潮湿操作中引导并排除水的轮胎在干燥操作中可能受到花纹噪声影响。这种花纹噪声可能是由空气流经相同的沟槽特征所致。从装有此类轮胎的车辆的操作者或乘员的角度来说，花纹噪声可能令人讨厌甚至不舒服。
在存在特定设计特征的情况下，花纹噪声可能增加。例如，没有连续周向沟槽的轮胎可能不会像具有连续周向沟槽的轮胎那样产生那么多噪音。此外，具有封闭肩部的轮胎可能不像具有向肩部开放的沟槽的轮胎那样产生那么多噪音。然而，具有连续周向沟槽和开放肩部的轮胎可以比没有连续周向沟槽和开放肩部的轮胎更好地引导和排除水。
图1A示出包括具有多个挠性闸门装置的胎面100的轮胎的示例性实施例，所述多个挠性闸门装置处于关闭位置。胎面100可包括至少一道沟槽102和至少一道花纹条104。至少一道花纹条104可包括多个胎面花纹块106。在一个实施例中，胎面100可包括至少一道横向沟槽108。胎面100可包括至少一个挠性闸门装置110。挠性闸门装置110可包括多个挠性闸门元件112。至少一道沟槽102和至少一道横向沟槽108可包括底部和至少一个侧壁。
胎面100可包括各种轮胎胎面中的任何一种。例如，胎面100可被构造为在乘用轮胎、卡车轮胎、汽车轮胎、非公路用轮胎和农用轮胎中的一种或多种中使用。在一个实施例中，胎面100被构造为在这样的轮胎中使用：所述轮胎被构造为在道路上操作。在一个实施例中，胎面100是定向胎面。在另一个实施例中，胎面100是非定向胎面。
至少一道沟槽102可包括胎面100花纹内的各种沟槽中的任何一种。在一个实施例中，沟槽102包括周向沟槽。在另一个实施例中，沟槽102包括连续周向沟槽。在一个实施例中，沟槽102被构造为引导水。在一个实施例中，沟槽102包括穿过胎面的横向沟槽。在另一个实施例中，沟槽102被取向于至少两道花纹条104之间。在另一个实施例中，沟槽102穿过至少一道花纹条104。在一个实施例中，沟槽102包括在胎面100中横向或周向延伸的狭槽。
至少一道沟槽102可具有轴向宽度W。宽度W可包括在轮胎胎面花纹中常见的各种宽度中的任何一种。在一个实施例中，宽度W为约25mm或更小。宽度W可在基本上正交于沟槽102的纵向界限的平面上测得。
至少一道花纹条104可包括胎面100花纹内的各种花纹条中的任何一种。在一个实施例中，花纹条104包括实心连续花纹条。在另一个实施例中，花纹条104可被断开为多个胎面花纹块106。
在一个实施例中，胎面100可包括至少一道横向沟槽108。横向沟槽108可被构造为与胎面100的肩部(未示出)相通。在一个实施例中，横向沟槽108被构造为从至少一道周向沟槽102排除水。在一个实施例中，横向沟槽108可穿过至少一道花纹条104。在另一个实施例中，横向沟槽108可在至少两个胎面花纹块106之间延伸。
至少一道横向沟槽108可具有宽度W，该宽度在基本上正交于横向沟槽108纵向界限的平面上测得。宽度W可包括在轮胎胎面花纹中常见的各种宽度中的任何一种。在一个实施例中，宽度W为约25mm或更小。
至少一个挠性闸门装置110可延伸完全穿过沟槽102和横向沟槽108中至少一道的宽度W。在另一个实施例中，至少一个挠性闸门装置110延伸部分穿过沟槽102和横向沟槽108中至少一道的宽度W。在一个实施例中，至少一个挠性闸门装置110延伸完全穿过沟槽102和横向沟槽108中至少一道的宽度W，并且部分穿过沟槽102和横向沟槽108中至少一道的宽度W。在一个实施例中，至少一个挠性闸门装置110延伸完全或部分穿过横向沟槽108的宽度W，同时，没有挠性闸门装置110延伸穿过沟槽102。在一个实施例中，至少一个挠性闸门装置110延伸完全或部分穿过沟槽102的宽度W，同时，没有挠性闸门装置110延伸穿过横向沟槽108。
在一个实施例中，至少一个挠性闸门装置110延伸穿过沟槽102和横向沟槽108中至少一道的宽度W的至少25％。在另一个实施例中，至少一个挠性闸门装置110占据沟槽102和横向沟槽108中至少一道的宽度W的至少25％。在另一个实施例中，至少一个挠性闸门装置110占据沟槽102和横向沟槽108中至少一道的宽度W的不足25％。在另一个实施例中，至少一个挠性闸门装置110占据沟槽102和横向沟槽108中至少一道的宽度W的至少50％。在另一个实施例中，至少一个挠性闸门装置110占据沟槽102和横向沟槽108中至少一道的宽度W的不足50％。在另一个实施例中，至少一个挠性闸门装置110占据沟槽102和横向沟槽108中至少一道的宽度W的至少75％。在另一个实施例中，至少一个挠性闸门装置110占据沟槽102和横向沟槽108中至少一道的宽度W的不足75％。在另一个实施例中，至少一个挠性闸门装置110占据沟槽102和横向沟槽108中至少一道的宽度W的至少90％。在另一个实施例中，至少一个挠性闸门装置110占据沟槽102和横向沟槽108中至少一道的宽度W的不足90％。在一个实施例中，至少一个挠性闸门装置110延伸穿过沟槽102和横向沟槽108中至少一道的宽度W至少足够远，以至少部分地破坏经过胎面100的空气流。
挠性闸门装置110可包括多个挠性闸门元件112。在一个实施例中，多个挠性闸门元件112被取向为彼此相邻。在一个实施例中，挠性闸门元件112包括自沟槽102和横向沟槽108中至少一道的底部延伸的细长元件。挠性闸门元件112可自沟槽102和横向沟槽108中至少一道的底部径向地延伸。
在一个实施例中，挠性闸门元件112具有各种横截面中的任何一种，包括例如圆形、三角形、正方形、五边形、六边形等。在一个实施例中，挠性闸门元件112具有类似于在模制轮胎期间由排气孔形成的浇道的外观。
在一个实施例中，挠性闸门元件112从其底部到其径向最外界限成锥形。例如，挠性闸门元件112可具有越靠近其底部越大的直径或宽度，和越靠近其径向最外界限越小的直径或宽度。
在一个实施例中，挠性闸门元件112中的每个均具有在轮胎的轴向上测得的厚度。在一个实施例中，挠性闸门元件112中的每个均具有在模制轮胎期间由排气孔形成的浇道中常见的厚度。在另一个实施例中，挠性闸门元件112中的每个均具有介于约0.5mm至约5.0mm之间的厚度。在另一个实施例中，挠性闸门元件112中的每个均具有介于约0.8mm至约2.0mm之间的厚度。在另一个实施例中，挠性闸门元件112中的每个均具有介于约1.0mm至约1.5mm之间的厚度。
挠性闸门元件112中的每个均可被取向为穿过沟槽并在每个元件之间具有限定的间距。挠性闸门元件112中的每个均可穿过沟槽而被均匀地间隔开，使得单个挠性闸门装置110中每个挠性闸门元件112和其相邻的挠性闸门元件112之间的距离相同。因此，当沟槽具有宽度W时，单个挠性闸门装置110中每个挠性闸门元件112均可沿着下一个宽度W被均匀地间隔开。在一个实施例中，挠性闸门装置110仅延伸穿过宽度W的一部分，并且挠性闸门装置110内的每个挠性闸门元件112均与其相邻的挠性闸门元件112均匀地间隔开。
单个挠性闸门装置110的挠性闸门元件112中的每个均可与相邻的挠性闸门元件112以指定距离(未示出)分开。该距离由一个挠性闸门元件的中心到下一个挠性闸门元件的中心测得，可以介于约1.0mm至约5.0mm之间。该距离可为约1.5mm至约4.5mm。该距离可为约2.0mm至约4.0mm。该距离可为约2.0mm至约3.0mm。该距离可为约2.0mm。该距离可为约2.5mm。该距离可为约3.0mm。该距离可为约3.5mm。该距离可为约4.0mm。该距离可为约4.5mm。该距离可为约5.0mm。
在一个实施例中，挠性闸门元件112具有的横截面形状被构造为提供一定刚度，使得挠性闸门元件112抵抗并至少部分地破坏空气流。在另一个实施例中，挠性闸门元件112具有的横截面形状被构造为提供一定刚度，使得挠性闸门元件112在水流作用下至少部分地挠曲。
在一个实施例中，挠性闸门元件112被设计为借助铰接动作和弯曲动作中的至少一个而挠曲。挠性闸门元件112的屈曲可发生在沿挠性闸门元件112长度的各种位置中的任何一个，包括例如挠性闸门元件112的径向最内部分和径向中间部分中的至少一个。
在一个实施例中，挠性闸门元件112具有的刚度基本上等于用来制作胎面100的橡胶的刚度。在另一个实施例中，挠性闸门元件112具有的刚度小于用来制作胎面100的橡胶的刚度。在另一个实施例中，挠性闸门元件112具有的刚度大于用来制作胎面100的橡胶的刚度。挠性闸门元件112可由用来制作胎面100的相同橡胶形成。挠性闸门元件112可由不同于用来制作胎面100的橡胶的橡胶形成。
在一个实施例中，挠性闸门装置110和挠性闸门元件112在直立位置偏斜，自沟槽102和/或横向沟槽108的底部基本上正交地延伸。在一个实施例中，挠性闸门元件112包括弹性材料，所述弹性材料被构造为在施加水流时挠曲，并且在停止水流时回弹。挠性闸门元件112可包括各种材料中的任何一种，包括例如橡胶、聚合物、金属、合金或复合物。在一个实施例中，挠性闸门元件112包括轮胎胎面胶。挠性闸门元件112可由用来制作胎面100的相同橡胶形成。挠性闸门元件112可由不同于用来制作胎面100的橡胶的橡胶形成。
在一个实施例中，挠性闸门装置110和挠性闸门元件112构成胎面100不可分割的一部分，并与胎面100模制在一起。在另一个实施例中，挠性闸门装置110和挠性闸门元件112包括在模制和硫化胎面100之后置于胎面100中的插入元件。
形成挠性闸门装置110的挠性闸门元件112可以各种花纹中的任何一种而被取向为彼此相邻。例如，挠性闸门元件112可被取向为行，其基本上轴向地或基本上成角度地延伸穿过沟槽102或横向沟槽108的至少一部分。挠性闸门元件112可被取向为单个行，其延伸穿过沟槽102或横向沟槽108的至少一部分。挠性闸门元件112可被取向为单个行，其基本上轴向地或基本上成角度地延伸穿过沟槽102或横向沟槽108的至少一部分。挠性闸门元件112可被取向为单个笔直的行，其基本上轴向地或基本上成角度地延伸穿过沟槽102或横向沟槽108的至少一部分。挠性闸门元件112可被取向为弯曲或交错/锯齿形的花纹，其延伸穿过沟槽102或横向沟槽108的至少一部分。挠性闸门元件112还可被取向为集群花纹，其延伸穿过沟槽102或横向沟槽108的至少一部分。挠性闸门元件112可被取向为各种花纹中的任何一种，所述花纹被构造为至少部分地破坏空气流，同时在水流作用下挠曲。
在一个实施例中，挠性闸门装置110可被取向于轮胎圆周附近的胎面100的单个位置。在另一个实施例中，挠性闸门装置110可被取向于轮胎圆周附近的胎面100的多个位置。在一个实施例中，沟槽102和横向沟槽108中的至少一道包括至少一个挠性闸门装置110。例如，单道连续周向沟槽可包括一个或多个挠性闸门装置110。在另一个实施例中，挠性闸门装置110被取向使得每个轮胎接地面中沟槽102和横向沟槽108中的至少一道包括挠性闸门装置110。
在一个实施例中，胎面100具有在周向方向测得的长度L。长度L可为约等于胎面100的任何给定接地面的长度。在一个实施例中，至少一个挠性闸门装置110沿着胎面100的长度L取向。在另一个实施例中，多个挠性闸门装置110沿着胎面100的长度L取向。在另一个实施例中，至少一个挠性闸门装置110沿着胎面100的长度L被取向于至少一道沟槽102的每一道中。在另一个实施例中，多个挠性闸门装置110沿着胎面100的长度L被取向于至少一道沟槽102的每一道中。在一个实施例中，长度L为约100mm，并且至少一道沟槽102的每一道中的每个挠性闸门装置110被分开约50mm。每个挠性闸门装置110可被分开介于约10mm至约50mm之间。每个挠性闸门装置110可被分开至少约10mm。每个挠性闸门装置110可被分开至少20mm。每个挠性闸门装置110可被分开至少30mm。每个挠性闸门装置110可被分开至少40mm。
沟槽中的每个挠性闸门装置110可被分开相同的距离，使得一连串挠性闸门装置110在轮胎圆周附近被均匀地间隔开。挠性闸门装置110可包括一连串基本上以直线取向的挠性闸门元件112，并且挠性闸门装置110中的每个可与彼此均匀地间隔开。
图1B示出包括具有多个挠性闸门装置110的胎面100的轮胎的示例性实施例，所述多个挠性闸门装置110处于打开位置。如图所示，在施加水流经过胎面100时，挠性闸门装置110至少部分地挠曲。图1B中的虚线箭头示出穿过胎面100的可能的水流。在遇到水流时，挠性闸门装置110中的至少一个挠曲并伏倒。在停止水流时，挠性闸门装置110中的至少一个回弹至“关闭”位置，如图1A所示，其中挠性闸门装置110起到至少部分地破坏空气流的作用。
胎面100可包括至少一道沟槽102、108，所述沟槽包括多个挠性闸门装置110。挠性闸门装置110可包括多个挠性闸门元件112。挠性闸门装置110可彼此间隔开足够距离，使得第一挠性闸门装置110的挠性闸门元件112可挠曲而不接触第二挠性闸门装置110中的挠性闸门元件112。因而，挠性闸门装置110可间隔开至少等于挠性闸门元件112的径向高度H(图2中示出)的距离。
挠性闸门装置110的间距小于挠性闸门元件112的径向高度H可导致第一挠性闸门装置110的挠性闸门元件112与第二挠性闸门装置110的挠性闸门元件112之间产生接触。这种接触可造成第一挠性闸门装置110的挠性闸门元件112绊住第二挠性闸门装置110的挠性闸门元件112，并且可能在水流停止时无法适当地回弹至“关闭”位置。这可继而造成挠性闸门装置110无法适当地起到破坏空气流的作用。
图2示出包括具有多个挠性闸门装置的胎面200的轮胎的示例性实施例的剖视图，所述多个挠性闸门装置处于关闭位置。胎面200可包括至少一道沟槽202和至少一道花纹条204。胎面200可包括至少一个挠性闸门装置210。挠性闸门装置210可包括多个挠性闸门元件212。
在一个实施例中，至少一道沟槽202和至少一道横向沟槽(未示出)具有径向地测得的高度H。至少一个挠性闸门装置210和挠性闸门元件212可延伸至少部分地穿过高度H。在一个实施例中，挠性闸门装置210延伸至高度H。
在一个实施例中，高度H延伸至等于或小于至少一道沟槽202的深度的约100％。在另一个实施例中，高度H延伸至介于至少一道沟槽202的深度的约20％至约100％之间。在另一个实施例中，高度H延伸至介于至少一道沟槽202的深度的约30％至约90％之间。在另一个实施例中，高度H延伸至介于至少一道沟槽202的深度的约40％至约80％之间。在另一个实施例中，高度H延伸至介于至少一道沟槽202的深度的约45％至约55％之间。在另一个实施例中，高度H延伸至少一道沟槽202的深度的约50％。高度H可延伸小于至少一道沟槽202的深度的约60％。高度H可延伸小于至少一道沟槽202的深度的约50％。高度H可延伸大于至少一道沟槽202的深度的约90％。
可以设想到，相同或相似的高度H可适用于图1A和图1B中所示的横向沟槽108。
图3A示出包括具有多个挠性闸门装置的胎面300的轮胎的示例性实施例，所述多个挠性闸门装置处于关闭位置。胎面300可包括至少一道沟槽302和至少一道花纹条304。至少一道花纹条304可包括多个胎面花纹块306。在一个实施例中，胎面300可包括至少一道横向沟槽308。胎面300可包括至少一个挠性闸门装置310。
胎面300、沟槽302、花纹条304、胎面花纹块306和横向沟槽308可包括如上针对胎面100、沟槽102、花纹条104、胎面花纹块106和横向沟槽108所述基本上相似的特性。
在一个实施例中，至少一道沟槽302和至少一道横向沟槽308可具有宽度W。至少一道沟槽302和至少一道横向沟槽308可包括底部和至少一个侧壁。
至少一个挠性闸门装置310可延伸完全穿过沟槽302和横向沟槽308中至少一道的宽度W。在另一个实施例中，至少一个挠性闸门装置310延伸部分穿过沟槽302和横向沟槽108中至少一道的宽度W。在一个实施例中，至少一个挠性闸门装置310延伸完全穿过沟槽302和横向沟槽308中至少一道的宽度W，并且部分穿过沟槽302和横向沟槽308中至少一道的宽度W。在一个实施例中，至少一个挠性闸门装置310延伸完全或部分穿过横向沟槽308的宽度W，同时，没有挠性闸门装置310延伸穿过沟槽302。
在一个实施例中，至少一个挠性闸门装置310延伸穿过沟槽302和横向沟槽308中至少一道的宽度W的至少25％。在另一个实施例中，至少一个挠性闸门装置310占据沟槽302和横向沟槽308中至少一道的宽度W的至少50％。在另一个实施例中，至少一个挠性闸门装置310占据沟槽302和横向沟槽308中至少一道的宽度W的至少75％。在另一个实施例中，至少一个挠性闸门装置310占据沟槽302和横向沟槽308中至少一道的宽度W的至少90％。在一个实施例中，至少一个挠性闸门装置310延伸穿过沟槽302和横向沟槽308中至少一道的宽度W至少足够远，以至少部分地破坏经过胎面300的空气流。
在一个实施例中，至少一个挠性闸门装置310包括自沟槽302和横向沟槽308中至少一道的至少一个侧壁延伸的基本上实心的元件。在另一个实施例中，挠性闸门装置310包括基本上轴向延伸至少部分穿过沟槽302和横向沟槽308中至少一道的基本上片状的元件。在另一个实施例中，挠性闸门装置310以一定角度延伸至少部分穿过沟槽302和横向沟槽308中的至少一道。
在一个实施例中，挠性闸门装置310可包括自沟槽302和横向沟槽308中的至少一道的底部径向地向外取向的多个挠性闸门元件(未示出)，其中挠性闸门元件中的每个均自沟槽302和横向沟槽308中的至少一个的侧壁延伸。
在一个实施例中，挠性闸门装置310具有多种横截面中的任何一种。在一个实施例中，挠性闸门装置310从沟槽302和横向沟槽308中的至少一道的侧壁底部到其径向最外界限成锥形。例如，挠性闸门装置310可具有越靠近其底部越大的厚度(基本上垂直于挠性闸门装置310的纵向方向测得)，和越靠近其径向最外界限越小的厚度。
在一个实施例中，挠性闸门装置310具有一定厚度。在一个实施例中，挠性闸门装置310具有在模制轮胎期间由排气孔形成的浇道或毛边(flash)中常见的厚度。在另一个实施例中，挠性闸门装置310具有介于约0.5mm至约5.0mm之间的厚度。在另一个实施例中，挠性闸门装置310具有介于约0.8mm至约2.0mm之间的厚度。在另一个实施例中，挠性闸门装置310具有介于约1.0mm至约1.5mm之间的厚度。
在一个实施例中，挠性闸门装置310具有的横截面形状和厚度被构造为提供一定的刚度，使得挠性闸门装置310抵抗并至少部分地破坏空气流。在一个实施例中，挠性闸门装置310具有的横截面形状和厚度被构造为提供一定的刚度，使得挠性闸门装置310在水流作用下至少部分地挠曲。
在一个实施例中，挠性闸门装置310被设计为借助铰接动作和弯曲动作中的至少一个而挠曲。挠性闸门装置310的屈曲可发生在沿挠性闸门装置310长度的各种位置中的任何一个，包括例如挠性闸门装置310的底部和轴向中间部分中的至少一个。
在一个实施例中，挠性闸门装置310具有的刚度基本上等于用来制作胎面300的橡胶的刚度。在另一个实施例中，挠性闸门装置310具有的刚度小于用来制作胎面300的橡胶的刚度。在另一个实施例中，挠性闸门装置310具有的刚度大于用来制作胎面300的橡胶的刚度。
在一个实施例中，挠性闸门装置310在关闭位置偏斜，自沟槽302和/或横向沟槽308的侧壁延伸。在一个实施例中，挠性闸门装置310包括弹性材料，所述弹性材料被构造为在施加水流时挠曲，并且在停止水流时回弹。挠性闸门装置310可包括各种材料中的任何一种，包括例如橡胶、聚合物、金属、合金或复合物。在一个实施例中，挠性闸门装置310包括轮胎胎面胶。
在一个实施例中，挠性闸门装置310构成胎面300不可分割的一部分，并与胎面300模制在一起。在另一个实施例中，挠性闸门装置310包括在模制和硫化胎面300之后置于胎面300中的插入元件。
在一个实施例中，挠性闸门装置310可被取向于轮胎圆周附近的胎面300的单个位置。在另一个实施例中，挠性闸门装置310可被取向于轮胎圆周附近的胎面300的多个位置。在一个实施例中，沟槽302和横向沟槽308中的至少一道包括至少一个挠性闸门装置310。例如，单道连续周向沟槽可包括一个或多个挠性闸门装置310。在另一个实施例中，至少一个挠性闸门装置310被取向使得每个轮胎接地面中沟槽302和横向沟槽308中的至少一道包括挠性闸门装置310。
在一个实施例中，胎面300具有在周向方向测得的长度L。长度L可为约等于胎面300的任何给定接地面的长度。在一个实施例中，至少一个挠性闸门装置310沿着胎面300的长度L取向。在另一个实施例中，多个挠性闸门装置310沿着胎面300的长度L取向。在另一个实施例中，至少一个挠性闸门装置310沿着胎面300的长度L被取向于至少一道沟槽302的每一道中。在另一个实施例中，多个挠性闸门装置310沿着胎面300的长度L被取向于至少一道沟槽302的每一道中。在一个示例性实施例中，长度L为约100mm，并且至少一道沟槽302的每一道中的每个挠性闸门装置310被分开约50mm。
图3B示出包括具有多个挠性闸门装置310的胎面300的轮胎的示例性实施例，所述多个挠性闸门装置310处于打开位置。如图所示，在施加水流经过胎面300时，挠性闸门装置310至少部分地挠曲。图3B中的虚线箭头示出穿过胎面300的可能的水流。在遇到水流时，挠性闸门装置310中的至少一个挠曲并折叠。在停止水流时，挠性闸门装置310中的至少一个回弹至“关闭”位置，如图3A所示，其中挠性闸门装置310起到至少部分地破坏空气流的作用。
图4示出包括具有多个挠性闸门装置的胎面400的轮胎的示例性实施例的剖视图，所述多个挠性闸门装置处于关闭位置。胎面400可包括至少一道沟槽402和至少一道花纹条404。胎面400可包括至少一个挠性闸门装置410。
在一个实施例中，至少一道沟槽402和至少一道横向沟槽(未示出)具有径向地测得的高度H。至少一个挠性闸门装置410可延伸至少部分地穿过高度H。在一个实施例中，挠性闸门装置410延伸至高度H。
在一个实施例中，高度H延伸至等于或小于至少一道沟槽402的深度的约100％。在另一个实施例中，高度H延伸至介于至少一道沟槽402的深度的约50％至约100％之间。在另一个实施例中，高度H延伸至介于至少一道沟槽402的深度的约80％至约100％之间。
图5A示出包括胎面500的轮胎的局部剖视图。胎面500包括至少一道沟槽502、至少一道花纹条504和至少一个挠性闸门装置510。挠性闸门装置510可具有基本上为矩形的横截面。
图5B示出包括胎面500的轮胎的局部剖视图。挠性闸门装置510可具有基本上弯曲的径向外边缘和基本上线性的径向内边缘。挠性闸门装置510的径向外边缘可随着其自至少一道沟槽502的侧壁轴向地延伸而径向地向内弯曲。
图5C示出包括胎面500的轮胎的局部剖视图。挠性闸门装置510可具有基本上弯曲的径向外边缘和基本上弯曲的径向内边缘。挠性闸门装置510的径向外边缘可随着其自至少一道沟槽502的侧壁轴向地延伸而径向地向内弯曲。挠性闸门装置510的径向内边缘可随着其自至少一道沟槽502的侧壁轴向地延伸而径向地向外弯曲。
图6A示出包括胎面600的轮胎的局部剖视图。胎面600包括至少一道沟槽602、至少一道花纹条604和至少一个挠性闸门装置610。挠性闸门装置610可具有基本上为矩形的横截面。
如图所示，在一个实施例中，沟槽602包括两个侧壁和底部，以及自沟槽侧壁和沟槽底部两者延伸的至少一个挠性闸门装置610。在一个实施例中，至少一个挠性闸门装置610自沟槽侧壁和沟槽底部延伸，至少部分地穿过所述沟槽底部的宽度。在另一个实施例中，至少一个挠性闸门装置610自沟槽侧壁和沟槽底部延伸，完全穿过所述沟槽底部的宽度。在另一个实施例中，至少一个挠性闸门装置610自第一沟槽侧壁、第二沟槽侧壁和沟槽底部延伸，完全穿过沟槽602的宽度。
图6B示出包括胎面600的轮胎的局部剖视图。挠性闸门装置610可具有基本上弯曲的径向外边缘和与沟槽602底部的一部分成整体的径向内边缘。挠性闸门装置610的径向外边缘可随着其自至少一道沟槽602的侧壁轴向地延伸而径向地向内弯曲，并且可如上参照图6A所述额外地自沟槽602的底部延伸。
图6C示出包括胎面600的轮胎的局部剖视图。挠性闸门装置610可具有基本上线性的和成角度的径向外边缘以及与沟槽602底部的一部分成整体的径向内边缘。挠性闸门装置610的径向外边缘可随着其自至少一道沟槽602的侧壁轴向地延伸而径向地向内成角度，并且可如上参照图6A所述额外地自沟槽602的底部延伸。
在一个实施例中，挠性闸门装置110和310被构造使得经过胎面100、300的空气流所施加的空气压力不足以使挠性闸门装置110和310基本上挠曲。这样，挠性闸门装置110和310可破坏经过胎面100、300的空气流，使得经过胎面的空气流常常发出的噪声被减轻，因而使胎面100、300发出的花纹噪声比未处理的胎面少。
在一个实施例中，挠性闸门装置110和310被构造使得经过胎面100、300的水流或相似液体流所施加的压力足以使挠性闸门装置110和310基本上挠曲。挠性闸门装置110和310的挠曲可使得类似水的液体可流经胎面而基本上不被破坏。所以，胎面100、300可表现出改善的湿地性能，同时减轻干地性能条件下产生的花纹噪声。
在一个实施例中，挠性闸门装置110和310被构造为以特定方向将水从胎面100、300排除。例如，挠性闸门装置110和310可被设计为朝轮胎的内侧或后侧引导相对朝外侧而言更多的水，因而至少在某种程度上减轻水沫对车辆侧面和行驶在道路上的其他车辆的污染。
在一个实施例中，挠性闸门装置110和310被构造为增加胎面100、300的雪地/冰地牵引力。在一个实施例中，道路上的雪可被挠性闸门装置110和310捕获，因而形成胎面100、300与积雪/积冰道路之间更多的雪与雪交界面。
在一个实施例中，挠性闸门装置110和310被构造为允许胎面100、300包括更激进的胎面花纹，而没有不可接受的花纹噪音水平。在另一个实施例中，挠性闸门装置110和310被构造为允许调节胎面100、300以实现湿地和干地操作之间更平衡的性能，而没有超过可接受的花纹噪音水平。
就在说明书或权利要求书中使用术语“包括”或“具有”而言，其旨在以类似于术语“包含”在权利要求中用作过渡词时所理解的方式来具有包容性。此外，就采用术语“或”(例如，A或B)而言，其旨在表示“A或B或两者”。当申请人旨在指示“仅A或B但不是两者”时，则将采用术语“仅A或B但不是两者”。因此，本文中术语“或”的使用具有包容性，不具有排他性。参见Bryan A.Garner,A Dictionary of Modern Legal Usage 624(2d.Ed.1995)(Bryan A.Garner，现代法律用法辞典624(第二版，1995年))。此外，就在说明书和权利要求书中使用术语“在…中”或“到…中”而言，其旨在另外表示“在…上”或“到…上”。就在说明书或权利要求书中使用术语“基本上”而言，其旨在考虑制造中可达到或可靠的精确度。就在说明书或权利要求书中使用术语“选择性地”而言，其旨在指代部件的一种状况，在该状况下装置的使用者可以根据装置使用中的必要或需要而激活或停用该部件的特征或功能。就在说明书或权利要求书中使用术语“可操作地连接”而言，其旨在表示所识别的部件是以执行指定功能的方式进行连接的。如说明书和权利要求书中所用，单数形式“一个”，“一种”和“该”包括复数。最后，术语“约”与数字结合使用时，其旨在包括该数字±10％。换句话说，“约10”可意味着9至11。
如上所述，虽然本申请已通过其实施例的描述进行了说明，并且虽然已相当详细地对所述实施例进行了描述，但申请人并非意图将所附权利要求书的范围约束为这样的细节或以任何方式限制为这样的细节。其他优点和修改对于从本申请中获益的本领域的技术人员而言将是显而易见的。因此，在更广泛的方面中，本申请不限于特定细节、所示出的示例性的实例，或任何涉及的装置。可以在不偏离总体发明构思的精神或范围的情况下偏离此类细节、实例和装置。

Claims (15)

1.一种具有胎面的轮胎，包括：
沟槽，所述沟槽包括沟槽底部和至少一个沟槽侧壁；
至少一个挠性闸门装置，所述挠性闸门装置包括多个相邻的挠性闸门元件，所述挠性闸门元件被取向为穿过所述沟槽的至少一部分的单个行；
其中所述多个挠性闸门元件自所述沟槽底部延伸；
其中所述至少一个挠性闸门装置具有一定刚性，使得所述至少一个挠性闸门装置在操作过程中在施加空气压力下基本上不挠曲；以及其中所述至少一个挠性闸门装置具有一定刚性，使得所述至少一个挠性闸门装置在操作过程中在施加水压下挠曲。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述沟槽具有一定宽度，并且其中所述至少一个挠性闸门装置延伸穿过所述宽度的至少25％。
3.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述沟槽具有一定宽度，并且其中所述至少一个挠性闸门装置占据所述宽度的至少25％。
4.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述沟槽包括周向沟槽、横向沟槽、凹口和狭槽中的至少一者。
5.根据权利要求1所述的轮胎，还包括至少一道花纹条，其中所述沟槽延伸穿过所述至少一道花纹条。
6.根据权利要求5所述的轮胎，其中所述至少一道花纹条包括肩部花纹条。
7.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述多个挠性闸门元件自所述沟槽底部基本上正交地延伸。
8.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述至少一个挠性闸门装置包括所述沟槽内的多个挠性闸门装置，并且其中所述多个挠性闸门装置的每个在所述轮胎圆周附近被均匀地间隔开。
9.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述至少一个挠性闸门装置包括所述沟槽内的多个挠性闸门装置，其中所述挠性闸门元件中的每个均具有一定径向高度，并且其中所述多个挠性闸门装置中的每个以至少等于所述挠性闸门元件的所述径向高度的距离被间隔开。
10.一种具有胎面的轮胎，包括：
沟槽，所述沟槽包括沟槽底部和至少一个沟槽侧壁；
至少一个挠性闸门装置；
其中所述至少一个挠性闸门装置自所述沟槽底部和所述至少一个沟槽侧壁延伸；
其中所述至少一个挠性闸门装置具有一定刚性，使得所述至少一个挠性闸门装置在操作过程中在施加空气压力下基本上不挠曲；以及
其中所述至少一个挠性闸门装置具有一定刚性，使得所述至少一个挠性闸门装置在操作过程中在施加水压下挠曲。
11.根据权利要求10所述的轮胎，其中所述沟槽具有一定宽度，并且其中所述至少一个挠性闸门装置延伸穿过所述宽度的至少25％。
12.根据权利要求10所述的轮胎，其中所述沟槽包括周向沟槽、横向沟槽、凹口和狭槽中的至少一者。
13.根据权利要求10所述的轮胎，还包括至少一道花纹条，其中所述沟槽延伸穿过所述至少一道花纹条。
14.根据权利要求13所述的轮胎，其中所述至少一道花纹条包括肩部花纹条。
15.根据权利要求10所述的轮胎，其中所述至少一个挠性闸门元件自所述沟槽侧壁基本上轴向地延伸。
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