專(zhuān)利名稱(chēng)：用于胎面的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輪胎，特別是具有能顯著降低滾動(dòng)噪音的裝置的輪胎的胎面。
背景技術(shù)：
乘用車(chē)的輪胎大體具有胎體加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，當(dāng)今在大多數(shù)情況下，該加強(qiáng)結(jié)構(gòu)是徑向 的，在該結(jié)構(gòu)中，胎體加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)元件排列成與周向方向成大于或等于80°的角度 (這等于說(shuō)加強(qiáng)元件要么包含在子午面(即包含旋轉(zhuǎn)軸線的平面)內(nèi)，要么與該子午面形成 不超過(guò)20°的傾角。這些輪胎大體具有胎冠加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)嵌入彈性體基材內(nèi)的加強(qiáng)元件。該胎 冠加強(qiáng)結(jié)構(gòu)徑向向外地被橡膠胎面覆蓋，該胎面具有被稱(chēng)為胎面表面的表面，它被設(shè)計(jì)成 當(dāng)輪胎滾動(dòng)時(shí)與道路接觸。為了確保必要的安全水平，尤其是在雨天，按慣例是為胎面提供多個(gè)大體沿周向 方向(即縱向)定向的凹槽以及大體沿橫向(平行于旋轉(zhuǎn)軸線或與之成小角度)定向的凹槽。具有縱向凹槽有一個(gè)問(wèn)題，即空氣沿這些凹槽運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，尤其是當(dāng)它們接 觸道路時(shí)。這些振動(dòng)是共鳴的來(lái)源，它產(chǎn)生滾動(dòng)噪音。專(zhuān)利申請(qǐng)公布JP-01-191734研究了這一現(xiàn)象，提出通過(guò)在重型車(chē)輛的輪胎的胎 面的厚度范圍內(nèi)形成通過(guò)截面較小的通道與縱向凹槽相連的球形空腔，來(lái)降低因空氣在這 些凹槽內(nèi)振動(dòng)而產(chǎn)生的噪音。用這種方法可以制造一種按亥姆霍茲共振腔的原理工作的共 振腔因?yàn)檫@種空腔的體積能精確確定，因此它能實(shí)現(xiàn)這一功能，并能減輕當(dāng)凹槽經(jīng)過(guò)道路 接觸區(qū)域時(shí)，空氣沿凹槽運(yùn)動(dòng)的某些振動(dòng)頻率的影響，對(duì)于選擇的每個(gè)頻率，這些空腔的體 積必須合適可以應(yīng)用于重型車(chē)輛的輪胎，因?yàn)樘ッ嬖篌w比乘用車(chē)輪胎的胎面元件厚。對(duì)于乘用車(chē)，由于胎面較薄(即小于10毫米)，因此有必要讓這些共振腔盡可能遠(yuǎn) 離胎面的胎面表面，尤其是讓其深度大于凹槽的深度，或者至少位于所述凹槽的深度減去 法定的必要數(shù)量(由磨耗指示器、即位于凹槽底的橡膠塊指示，它的徑向向外表面表示胎 面磨損極限，為了保持滿意的安全水平，不應(yīng)超過(guò)胎面磨損極限)。對(duì)于重型車(chē)輛的輪胎，如 在JP-01-191734中所述的那樣，盡管看起來(lái)似乎可以用模制半球形空腔的模制元件來(lái)進(jìn) 行輪胎的模制和脫模，并且這些空腔與凹槽相通，但對(duì)于乘用車(chē)輪胎，這變得困難，因?yàn)檫@ 些空腔的長(zhǎng)度長(zhǎng)(必要的體積需要有必要的長(zhǎng)度)。JP-01-191734的另一個(gè)問(wèn)題在于當(dāng)輪胎滾動(dòng)時(shí)，大體積的球形空腔可以影響包含 于其中的橡膠元件相對(duì)地面被壓縮的方式，尤其是接觸壓力的分布。此外，JP-01-191734的 空腔的壽命不夠長(zhǎng)，因?yàn)樵谔ッ婢植磕p之后，它們會(huì)暴露在胎面表面上，在這一點(diǎn)處，體 積不能再保持，并且共振腔的功能被削弱。
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因此人們一直在試圖發(fā)明一種輪胎胎面中的空腔的新排列方式，它不僅不受胎面 磨損的實(shí)質(zhì)影響，相反它還容易模制和脫模，同時(shí)確保能精確控制每個(gè)空腔的體積，以便能 完全充當(dāng)固定頻率的共振腔?！安皇軐?shí)質(zhì)影響”在這里是指直到胎面磨損達(dá)到所述胎面厚度 的2/3，空腔的體積不變。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明提供了一種輪胎，所述輪胎包括胎冠部分，所述胎冠部分在每一側(cè)由 側(cè)壁軸向延長(zhǎng)，所述胎冠部分包括由嵌入橡膠材料中的多個(gè)加強(qiáng)元件構(gòu)成的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，所 述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)被胎面徑向覆蓋，所述胎面具有形成胎面表面的徑向向外表面，所述胎面表面 設(shè)計(jì)成當(dāng)輪胎滾動(dòng)時(shí)與道路接觸。所述胎面包括大體沿周向方向定向且深度為H的多個(gè)凹 槽，這些凹槽限定了沿周向方向布置的多個(gè)橡膠元件。胎面的至少一個(gè)橡膠元件包括多個(gè) 空腔，體積為Vc的每個(gè)空腔呈大體細(xì)長(zhǎng)形、并且總長(zhǎng)度為L(zhǎng)c，每個(gè)空腔被設(shè)計(jì)成與大體沿 周向方向定向的單個(gè)凹槽相通，每個(gè)空腔沿其長(zhǎng)度Lc 一直由切口延伸，所述切口沿徑向向 外延伸以顯現(xiàn)在胎面表面。該輪胎的特征在于，所述切口包括從所述空腔開(kāi)始、與垂直于所述胎面表面的線 形成至少10°的角度A、并且經(jīng)過(guò)所述切口與所述空腔的交點(diǎn)的切口部分，使得當(dāng)所述空 腔經(jīng)過(guò)道路接觸區(qū)域時(shí)所述切口至少在空腔附近封閉，以便保持所述空腔的總體積Vc。這 是因?yàn)閷?duì)每個(gè)空腔來(lái)說(shuō)，最重要的是保持恒定或者至少近似恒定的體積，以便實(shí)際獲得共 振腔，該共振腔會(huì)削弱以給定頻率或給定的頻率范圍產(chǎn)生的聲音。在本發(fā)明的一個(gè)有利的實(shí)施方式中，總長(zhǎng)度為L(zhǎng)c的每個(gè)空腔相當(dāng)于亥姆霍茲共 振腔，并且由總長(zhǎng)度為L(zhǎng)、平均橫截面為S、呈大體細(xì)長(zhǎng)形的第一部分和與第一部分相連的 第二部分形成，第二部分形成長(zhǎng)度為1、截面積s小于第一部分的平均截面積S的通道，并且 被設(shè)計(jì)成與大體沿周向方向定向的凹槽相通。每個(gè)空腔沿其長(zhǎng)度Lc被沿徑向向外延伸的 切口 一直延長(zhǎng)以顯現(xiàn)在胎面表面。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)空腔都是四分之一波長(zhǎng)型共振腔。該實(shí)施方 式易于生產(chǎn)，因?yàn)樗恍枰獑蝹€(gè)空腔的體積V和與共振腔長(zhǎng)度相等的空腔長(zhǎng)度Lc，該長(zhǎng)度 等于希望它起作用以便削弱噪音影響的波長(zhǎng)的四分之一。還可以提供具有不同的長(zhǎng)度Lc 且與共用的凹槽相通的多個(gè)空腔，以便削弱與所述凹槽中產(chǎn)生的聲音共振的給定的多重頻 率有關(guān)的噪音污染。根據(jù)本發(fā)明的輪胎的特征優(yōu)選在于，胎面具有位于至少一個(gè)凹槽的底部的至少一 個(gè)磨耗指示器，該磨耗指示器從凹槽的底部測(cè)量的高度為h，并且每個(gè)空腔包括上部母線， 上部母線與胎面表面的距離大于或等于凹槽深度減去磨耗指示器的高度h。在下面參照附圖所給的說(shuō)明書(shū)中可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)，這些附圖借 助非限定性的實(shí)施例顯示了本發(fā)明的主題的各實(shí)施方式。


圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的胎面的第一變體的胎面表面的局部正視圖；圖2-1顯示了通過(guò)圖1所示的胎面上的I-I的局部截面；圖2-2顯示了通過(guò)圖1所示的胎面上的II-II的局部截面；
圖3-1顯示了根據(jù)本發(fā)明的亥姆霍茲共振腔型空腔的一個(gè)變體的橫截面；圖3-2顯示了在與道路的接觸壓力的作用下圖3-1所示的變體的橫截面；圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的胎面的另一個(gè)變體；圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的胎面的另一個(gè)變體，其中空腔是四分之一波長(zhǎng)共振腔；圖6顯示了通過(guò)圖5所示的胎面上的VI-VI的橫截面。
具體實(shí)施例方式圖1的局部正視圖所示的胎面1包括四道周向(即縱向)定向的主凹槽2，這些凹 槽2具有近乎相同的平均深度H。這些周向方向定向的凹槽限定了三個(gè)肋條3以及邊緣部分30。胎面的這些邊緣部 分具有傾斜的橫向凹槽4，橫向凹槽4與周向方向凹槽一起限定出多個(gè)區(qū)塊5。圖1中可見(jiàn) 的肋條的外表面31以及區(qū)塊的外表面51形成胎面表面11，胎面表面被設(shè)計(jì)成當(dāng)具有這種 胎面的輪胎滾動(dòng)時(shí)與道路接觸。胎面還包括多個(gè)模制在周向方向凹槽2的底部21上的橡膠塊22 這些橡膠塊是 用于表明胎面最大磨損程度的通用裝置，超過(guò)它時(shí)，輪胎就必須更換。這些橡膠塊22之一 在圖2-2中顯示出了截面從深度為H的凹槽2的底部測(cè)量，該橡膠塊的高度為h。圖1中可見(jiàn)多個(gè)在胎面模制期間形成的空腔6。這些空腔6呈細(xì)長(zhǎng)形，并且全部 在胎面內(nèi)。用虛線表示的每個(gè)空腔6形成總長(zhǎng)度為L(zhǎng)c的亥姆霍茲共振腔，并且由總長(zhǎng)度為 L、體積為V的第一空腔部分60和平均橫截面為S、長(zhǎng)度為1的第二空腔部分70形成，第二 部分70的橫截面小于第一空腔部分60的平均橫截面，并且第二部分70與周向方向凹槽2 相通。第二空腔部分70的平均橫截面s小于第一空腔部分60的平均橫截面S。第一和第 二空腔部分6各自的體積用精確的方式確定，以便消弱凹槽中一定頻率下的共振，該頻率 根據(jù)道路接觸區(qū)域中凹槽的長(zhǎng)度來(lái)確定，而道路接觸區(qū)域又是輪胎所承載的負(fù)荷及其充氣 壓力的函數(shù)?！皺M截面”在這里是指通過(guò)所考慮的空腔部分的橫向截面的區(qū)域。每一個(gè)第一空腔部分60都包括定位在周向方向上且具有封閉端61 (即未結(jié)束于 大氣中)的周向方向部分63和具有端部62的傾斜部分；該傾斜部分64的一端由橫截面減 小且與凹槽2相通的空腔部分70延長(zhǎng)。在該變體中，形成在給定肋條3上的所有空腔60都與共用的周向方向凹槽2相 通，并且被設(shè)計(jì)成當(dāng)經(jīng)過(guò)道路接觸區(qū)域時(shí)用于限制所述凹槽中的共振現(xiàn)象。如圖2-1所示(描繪了通過(guò)圖1中的胎面上的線1-1的橫截面)的每個(gè)空腔60具 有截面為圓形的橫截面S，其中所述橫截面最外面(朝向胎面表面方向)的點(diǎn)65與胎面表 面11的距離為D，該距離大于凹槽2的深度H和橡膠塊22的高度h之間的差。這樣，在胎 面的整個(gè)使用期內(nèi)都可以獲得防共振的效果。然而，可以規(guī)定在磨損大于或等于胎面初始 厚度的2/3之后，空腔60顯現(xiàn)在胎面表面上。因此，到使用結(jié)束時(shí)，空腔可以形成新凹槽， 或者至少形成新凸紋，它們可用于增加胎面的抓地力。由第一空腔部分60和第二空腔部分70形成的每個(gè)空腔6沿其長(zhǎng)度Lc 一路由沿 徑向向外延伸從而出現(xiàn)在胎面表面11的切口 80延伸；每個(gè)切口 80包括起始于該空腔、且 與垂直于胎面表面的線成至少為10°的角A、且經(jīng)過(guò)切口 80與空腔6的交點(diǎn)的切口部分， 使得當(dāng)所述空腔6經(jīng)過(guò)道路接觸區(qū)域時(shí)，切口 80至少在該空腔附近封閉以保持所述空腔的
5總體積V。切口 80的平均寬度優(yōu)選小于1毫米，更優(yōu)選小于0.6毫米。由于本發(fā)明具有這 一重要特征，因此可以提供預(yù)選頻率下的抗噪效果。這里顯示的第一空腔部分60具有圓形截面，當(dāng)然也可以使用其他任何形狀的橫 截面。同樣，第一變體中顯示的所有空腔具有基本上相同的幾何特性所屬技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè) 人員當(dāng)然可以優(yōu)化該空腔的尺寸，以控制因空氣在凹槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的噪音，也可以優(yōu)化 其他空腔的尺寸，以控制因空氣在其他凹槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的噪音。與凹槽相通的空腔可以 通過(guò)這樣的方式來(lái)選擇，即其中一些空腔在一個(gè)特定的頻率下有效，而與同一個(gè)凹槽相通 的其他空腔在另一個(gè)頻率下有效。圖2-2顯示了沿線II-II通過(guò)圖1所示的胎面的橫截面。在該圖中有一個(gè)材料壁， 它限定了深度為H的凹槽，該凹槽具有高度為h的橡膠塊22 (限定胎面的法定磨損極限)。 第二空腔部分70的開(kāi)口也與該凹槽相通。第二空腔部分70具有截圓形的橫截面s，其面積 小于第一空腔部分60的橫截面的一半。第二空腔部分朝著胎面表面31的方向由切口 80延 長(zhǎng)，交點(diǎn)由與垂直于胎面表面的線形成角度A的切口部分81表示。在此情況下，空腔6的 整個(gè)體積Vc (等于第一和第二空腔部分的體積之和)在徑向上實(shí)際上低于磨損指示器的高 度，因此在該變體中，所述體積Vc不受胎面磨損的影響。這使得可以在輪胎的使用壽命內(nèi) 保持相同的空腔體積，以便它在降低凹槽中與共振有關(guān)的噪音方面保持有效。在工業(yè)上，也許難以將用于模制切口的傾斜部分的刀片(blade)連接到用于模制 空腔的主體上，該主體具有彎曲的外表面；為便于實(shí)現(xiàn)，刀片可以被給予與所述主體近似成 直角的角度與主體相連的非傾斜的切口部分。如果這么做，空腔總的有用體積Vc還包括切 口的非傾斜部分的體積，如圖3-1所示。圖3-1顯示了通過(guò)空腔的一個(gè)變體的橫截面，如圖 所示，有一個(gè)圓形截面部分661，它由非傾斜切口部分662延長(zhǎng)高度d。空腔的有用體積在 這里包括圓形截面部分661的體積加上非傾斜切口部分662的體積。非傾斜切口部分662 由切口 80延長(zhǎng)，尤其是由形成超過(guò)10°的角度A的傾斜部分81延長(zhǎng)。圖3-2顯示了當(dāng)胎 面受到與道路的接觸壓力時(shí)的同一個(gè)空腔。在接觸壓力(由箭頭F指示)下，體積為Vc的 空腔被隔離，因?yàn)檠由焖隹涨坏膬A斜切口部分81封閉，使得所述體積Vc保持恒定。在圖4所示的另一個(gè)變體中，空腔包括兩個(gè)彎曲部分66，形成最佳的胎面占有率。 在此情況下，空腔60的第一部分包括兩個(gè)斜向部分64，64’，位于在周向方向上定向的部分 63的任一側(cè)。在圖5所示的本發(fā)明的另一變體中，形成在一個(gè)肋條上的共振腔是四分之一波長(zhǎng) 型共振腔。圖5中可見(jiàn)三個(gè)肋條3，限定出凹槽2’和2"。模制在位于兩個(gè)凹槽2’和2" 之間的肋條3中的是多個(gè)總長(zhǎng)度為L(zhǎng)c’的空腔60’和多個(gè)總長(zhǎng)度為L(zhǎng)c"的空腔60"。這 些空腔60’和60"貫穿其全長(zhǎng)具有恒定的截面。空腔60’與凹槽2’相通，以便消弱產(chǎn)生 在凹槽2’中的共振噪音，而空腔60"與另一個(gè)凹槽2"相通，以便當(dāng)輪胎滾動(dòng)時(shí)削弱因空 氣運(yùn)動(dòng)而在凹槽"2中產(chǎn)生的共振噪音。每個(gè)空腔60’和60"呈大體細(xì)長(zhǎng)形，并且形成彎 曲，形成一個(gè)在縱向上呈細(xì)長(zhǎng)形的部分和一個(gè)垂直于該縱向細(xì)長(zhǎng)形部分的部分。空腔60’ 和60"按這樣一種方式布置，即占據(jù)肋條3內(nèi)的減小的空間。圖6顯示了標(biāo)記在圖5中的線VI-VI上的截面，如圖6所示，每個(gè)空腔60’和60〃 分別由切口 80’和80"沿徑向向新胎面的胎面表面11延長(zhǎng)。每個(gè)切口 80’、80"分別和它 下面的空腔60’、60"之間的交點(diǎn)分別用切口部分81’、81"來(lái)表示，分別與垂直于胎面表面的線形成角度A’、A"，這些角度至少10°。當(dāng)輪胎滾動(dòng)時(shí)，以角度A’、A"傾斜的這些切 口部分保持著空腔60’、60"的體積。在該例子中，空腔60’和60"具有相同的橫截面，但 體積不同。 本發(fā)明并不局限于描述的和圖解的各實(shí)施例，在不背離發(fā)明范圍的情況下，可以 做出各種改變。尤其是與凹槽相通的第二空腔部分70可以具有任何形狀的截面。每個(gè)共 振腔可以做成特定的尺寸，尤其是結(jié)合胎面材料的變形。其他可能是提供頻率按如下方式 交錯(cuò)配置的共振腔，以便與例如胎面花紋圖案的間距相連。同樣，為乘用車(chē)設(shè)計(jì)的輪胎中已 經(jīng)有的設(shè)計(jì)可以應(yīng)用于其他任何類(lèi)型的輪胎，包括為重型車(chē)輛設(shè)計(jì)的輪胎。
權(quán)利要求
一種輪胎，所述輪胎包括胎冠部分，所述胎冠部分在每一側(cè)由側(cè)壁軸向延長(zhǎng)，所述胎冠部分包括由嵌入橡膠材料中的多個(gè)加強(qiáng)元件構(gòu)成的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)被胎面徑向覆蓋，所述胎面具有形成胎面表面(11)的徑向向外表面，所述胎面表面設(shè)計(jì)成當(dāng)輪胎滾動(dòng)時(shí)與道路接觸，所述胎面包括大體沿周向方向定向且深度為H的多個(gè)凹槽(2)，這些凹槽(2)限定了沿周向方向布置的多個(gè)橡膠元件(3，30)，胎面的至少一個(gè)橡膠元件(3，30)包括多個(gè)空腔(6)，體積為Vc的每個(gè)空腔(6)呈大體細(xì)長(zhǎng)形、并且總長(zhǎng)度為L(zhǎng)c，每個(gè)空腔被設(shè)計(jì)成與大體沿周向方向定向的單個(gè)凹槽(2)相通，每個(gè)空腔(6)沿其長(zhǎng)度Lc一直由切口(80)延伸，所述切口沿徑向向外延伸以顯現(xiàn)在胎面表面(11)，所述輪胎的特征在于，每個(gè)空腔形成四分之一波長(zhǎng)共振腔，所述切口(80)包括從所述空腔開(kāi)始、與垂直于所述胎面表面的線形成至少10°的角度A、并且經(jīng)過(guò)所述切口與所述空腔的交點(diǎn)的切口部分(81)，使得當(dāng)所述空腔(6)經(jīng)過(guò)道路接觸區(qū)域時(shí)所述切口(80)至少在空腔(6)附近封閉，以便保持所述空腔(6)的總體積Vc。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，至少形成四分之一波長(zhǎng)共振腔的空腔(6) 包括沿周向方向定向的空腔部分(63)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎，其特征在于，除了大體平行于周向方向的部分(63)之 外，至少形成四分之一波長(zhǎng)共振腔的空腔包括大體斜向定向的兩個(gè)部分(64’，64")，所述 兩個(gè)部分位于沿周向方向定向的部分(63)的每一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3任一所述的輪胎，其特征在于，所述切口(80)具有小于0.6毫 米的平均寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4任一所述的輪胎，其特征在于，所述胎面設(shè)置有位于至少一個(gè)凹 槽(2)的底部的磨耗指示器(22)，所述磨耗指示器(22)從凹槽的底部測(cè)量的高度為h，并 且形成四分之一波長(zhǎng)共振腔的每個(gè)空腔(6)完全位于至少等于凹槽(2)的深度減去磨耗指 示器的高度h的深度處。
全文摘要
輪胎包括具有胎面表面(11)的胎面，并且包括大體沿周向方向定向且深度為H的多個(gè)凹槽(2)，這些凹槽(2)限定了多個(gè)橡膠元件(3，30)，至少一個(gè)橡膠元件包括多個(gè)空腔(6)，每個(gè)空腔(6)的體積為Vc、呈大體細(xì)長(zhǎng)形，總長(zhǎng)度為L(zhǎng)c，每個(gè)空腔設(shè)計(jì)成與大體沿周向方向定向的單個(gè)凹槽(2)相通，每個(gè)空腔(6)沿其長(zhǎng)度Lc一直由切口(80)延伸，切口(80)沿徑向向外延伸以出現(xiàn)在胎面表面(11)，所述輪胎的特征在于，切口(80)包括從空腔開(kāi)始、與垂直于胎面表面的線形成至少10°的角度A、且經(jīng)過(guò)切口與空腔(6)的交點(diǎn)的切口部分(81)。
文檔編號(hào)B60C11/12GK101890882SQ20101025583
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月9日
發(fā)明者J-C-J·福雷, L·格雷弗里, P·貝爾瓦, 高野秀明 申請(qǐng)人:米其林技術(shù)公司;米其林研究和技術(shù)股份公司