專利名稱：一種輪胎的胎面的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種充氣輪胎的非對稱胎面。這種胎面被特地設計用于高性能的輻射狀輪胎。
高性能車輛要求能夠?qū)崿F(xiàn)高速度，有良好的轉(zhuǎn)彎及回轉(zhuǎn)靈敏性以及有良好的操縱及剎車靈敏性的輪胎。某些高性能車輛能有高達180英里/小時的速度。許多能夠在此條件下運行的輪胎不能在濕路面或覆蓋有雪或泥漿的路面上提供足夠好的性能。
為滿足這些高性能車輛的需要，特別是當這種車輛要在泥漿或雪覆蓋的道路上運行時，已要求對現(xiàn)行的高性能輪胎的設計進行改進。
本發(fā)明提供一種充氣輪胎的非對稱非定向胎面。這種胎面非常適合于高性能的輻射狀輪胎，特別是適合于在濕路面或覆蓋有泥漿或雪的道路上需要提供良好的附著力的輪胎。
本發(fā)明涉及一種輪胎的非稱胎面，其中，當胎面構(gòu)形成環(huán)狀時，其中有一個旋轉(zhuǎn)軸線，一個胎面寬度TW，第一和第二側(cè)邊，居于二個側(cè)邊中心位置的一個中面EP，從第一側(cè)邊延展至該中面EP的第一半胎面，從第二側(cè)邊延展至該中面EP的第二半胎面；該胎面包括由多個周向連續(xù)槽及高多個側(cè)向延展槽分開的多個觸地胎面單元，其中，沿著胎面的整個周向側(cè)量的第一半胎面的胎面單元的凈接觸面積基本等于第二半胎面的胎面單元的凈接觸面積。并且其中，按照在胎面單元觸地表面之間所作的測量，每一個周向槽及側(cè)向槽都有一平均槽寬，第一半胎面的周向槽的平均槽寬的總量大于第二半胎面的周向槽的平均槽寬的總量，并且其中，第一半胎面的側(cè)向槽的平均槽寬的總量小于第二半胎面?zhèn)认虿鄣钠骄蹖挼目偭俊?br> 下面將一些在本文中所用的術語的定義說明如下“軸向的”和“軸向地”是指平行于輪胎旋轉(zhuǎn)軸的線或方向。
“周向”是指垂直于軸線方向的沿環(huán)狀胎面表面的周邊延伸的線或方向。
“徑向的”和“徑向地”是指徑向地朝向或離開輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的方向。
“側(cè)向”指軸向方向。
輪胎的“形狀比”是指其截面高與截面寬之比。
“印跡”指輪胎胎面在速度為零并在額定負荷及壓力下與平面接觸的接觸面積，其中包括由槽及胎面單元所占的面積。
“高性能”是指其形狀比為70或小些，而其名義輪緣直徑為19英寸或小些的輪胎。
“凈接觸面積”指觸地胎面單元在印跡范圍內(nèi)的總面積除以印跡總(毛)面積。
“槽”指在胎面上的長空隙區(qū)域，其可圍繞著胎面沿直線，曲線或鋸齒方式周向地或側(cè)向地延伸。周向地和側(cè)向地延伸的槽有時有共同的部分，并可再歸類為“寬的”，“中等寬”，“窄的”或“縫”。該縫最典型的做法是由插入鑄?；蚣庸つ；蚱涮ッ姝h(huán)中的鋼片構(gòu)成的?！安蹖挕钡扔谟梢粋€槽或槽部分所占的胎面表面面積，所述槽的寬度除以該槽或槽部分的長度；因此，槽寬是沿其長度的平均寬度。槽以及其它空隙降低了它們所處區(qū)域的胎面的硬度。為此，當其為側(cè)向延伸的窄的或?qū)挼牟蹠r，經(jīng)常采用縫。在輪胎上槽可有不同的深度。一個槽的深度環(huán)繞胎面的周向可以不同，或者一個槽的深度為常數(shù)但與輪胎上另一槽的深度不同。若這樣的窄槽或?qū)挷叟c其相交的寬的周向槽相比較其深度有實質(zhì)性地減小，它們被認為形成了“拉桿”，在所涉及的胎面區(qū)域有保持如加強肋般的特性的趨勢。
“刀槽花紋”指模塑于輪胎胎面單元內(nèi)的小縫，其將胎面表面再行細分，從而提高輪胎附著力。
“內(nèi)側(cè)”指當輪胎裝于車輪上，而車輪又裝在車輛上時最靠近車輛的輪胎的那一側(cè)。
“外側(cè)”指當輪胎裝于車輪上，而車輪又裝在車輛上時最運離車輛的輪胎的那一側(cè)。
“加強助”指在胎面上周向延伸的橡膠條，其由至少一個周向槽和或者一個第二個這樣的槽或一個側(cè)邊來限定，該橡膠條在側(cè)向上是連綿不斷的，未被全深的槽所分割。
“胎面單元”指肋件或塊件。
“中面EP”指垂直于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線并通過胎面中心的平面。


圖1為環(huán)狀地連在輪胎上的本發(fā)明的胎面透視圖；圖2為圖1所示胎面的前視圖；圖3為圖1與圖2所示一部分胎面的平面圖；圖4為沿通過輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的平面所取的輪胎的剖視圖，輪胎并有本發(fā)明的胎面。
參考圖1-圖4，本明的胎面12已示出。胎面12環(huán)狀地連于輪胎10。所示胎面12是非對稱的及非定向的。
非對稱胎面是相對于輪胎的中面或赤道面EP有不對稱的胎面花紋的胎面。
非定向胎面是無較佳行駛走向并且不要求布于車輛的具體車輪位置處使胎面花紋對正較佳的行駛方向的胎面。
慣用客車輪胎也有胎面花紋，其花紋相對胎面的中面是對稱的。這可允許將輪胎裝于車輛的任一側(cè)而不管行駛的方向。這種對稱的設計不考慮設計負荷并且對在車輛上的不同胎位可能有不同的要求。
使用非對稱胎面的輪胎意味著有設計來裝于車輛左側(cè)的輪胎也有設計來裝于車輛右側(cè)的輪胎。這意味著，每一輪胎胎面設計可以最佳化，以便最好地適應在車輛任一側(cè)的車輛的要求。輪胎胎面的設計在整個胎面的寬度上可以不同，以便胎面寬度的不同區(qū)域的能力可以不同以提高輪胎的性能。
圖1-圖4所示的胎面12是本發(fā)明的非對稱的和非定向的胎面設計的一個例子。
胎面12，當環(huán)狀構(gòu)形時，有一旋轉(zhuǎn)軸線R，第一和第二側(cè)邊14，16和在二者中間的中央部分18。第一側(cè)邊14朝向車輛的外側(cè)，而第二側(cè)邊16設計得裝于車輛的內(nèi)側(cè)。
胎面12有多個觸地胎面單元22，其由周向槽24和側(cè)向槽28分開。側(cè)向槽28可以交叉和連接而形成一個跨過整個胎面寬度的連續(xù)的側(cè)向槽徑?；蛘?，側(cè)向槽28可以周向或側(cè)向隔開并且從不連接或在一槽處相遇。
圖1-圖4所示的胎面12有測自胎面?zhèn)冗叺教ッ鎮(zhèn)冗叺?5%的凈接觸面積，可以認為，本發(fā)明可以成功地實施，如果胎面具有62%-68%的凈接觸面積。
胎面12可在側(cè)向分成第一半胎面30和第二半胎面32。第一半胎面30位于第一側(cè)邊14和輪胎中面EP之間，第二半胎面從第二側(cè)邊16延伸至輪胎的中面EP。
外半胎面即第一半胎面30是準備裝于車輛(未顯示)的外側(cè)。雖然第一半胎面30的凈接觸面積相當于第二半胎面32的凈接觸面積，但第一半胎面30的周向和側(cè)向胎面硬度大于第二半胎面32的周向和側(cè)向胎面硬度。在本較佳實施例中，第一半胎面30的平均側(cè)向胎面硬度是2267磅/英寸，而第二半胎面32的平均側(cè)向胎面硬度是1169磅/英寸。另外，在本較佳實施例中，第一半胎面30的平均周向胎面硬度是1709磅/英寸，而第二半胎面32的平均胎面硬度是1169磅/英寸，因此，第一半胎面30的平均胎面硬度差不多比第二半胎面32的平均胎面硬度大70%?？梢哉J為，當?shù)谝话胩ッ?0的硬度比第二半胎面32的平均胎面硬度大50%-100%時，本發(fā)明即得到了最好的實施。第一半胎面30的較高的胎面硬度會提供極好的胎面耐磨性及附著力，而內(nèi)半胎面即第二半胎面32的較低的胎面硬度會提供極好的濕地、雪地及泥漿路面的附著力。
參考各附圖，特別是圖3可知，本較佳實施例的發(fā)明輪胎10的一個重要特點是即使第一半胎面30的胎面硬度大于第二半胎面32的胎面硬度，但二者的凈接觸面積卻一樣。之所以做到這一點是由于將周向槽的寬度24從胎面12的第一側(cè)邊14到其第二側(cè)邊16逐漸收窄。例如，參看圖3所示的四個周向槽24A，24B，24C，24D。周向槽24A最靠近第一側(cè)邊14，是周向槽中最寬的，緊挨著的周向槽24B比周向槽24A稍窄，再朝胎面的第二側(cè)邊16向內(nèi)移的下一個周向槽是周向槽24C，其更窄一些，最靠的胎面12的第二側(cè)邊16的周向槽24D是最窄的。
同樣但方向相反，側(cè)向槽28的平均寬度從胎面12的第一側(cè)邊14向其第二側(cè)邊16是逐漸增加的。例如，最靠近胎面12的第一側(cè)邊14的側(cè)向槽是側(cè)向槽28A，該側(cè)向槽28A比其它側(cè)向槽窄，向胎面12的第二側(cè)邊16移過去的下一個側(cè)向槽是側(cè)向槽28B、其比側(cè)向槽28A寬些，同樣，繼續(xù)跨過胎面寬度側(cè)向向胎面12的第二側(cè)邊16位移的下一個側(cè)向槽是28C，它比槽28B更寬一些，再繼續(xù)移動直至最寬的側(cè)向槽28E。
現(xiàn)參閱圖4，其示出胎面12的另一個重要特性。其示出了四個周向槽24A，24B，24C，24D。從第二側(cè)邊16向第一側(cè)邊14槽寬逐漸增加是很明顯的。另外，某些周向槽24的外側(cè)36呈斜削形也是明顯的。例如，參看周向槽24d，該槽的內(nèi)側(cè)38D及外側(cè)36D斜度相同，與此對比，周向槽24a，24B，24C的外側(cè)36A，36B，36C與這些槽的內(nèi)側(cè)38A，38B，38C的斜度不同。三個最外側(cè)的周向槽24A，24B，24C的外側(cè)36的斜度在12°～25°之間，面這些槽24A，24B，24C的內(nèi)側(cè)38的斜度在0°～10°之間。作為最佳實施例，三個最外側(cè)周向槽24A，24B，24C的外側(cè)36A，36B，36C的斜度與平行于輪胎10的中面EP的一個平面(未示出)成20°角，而運些槽24A，24B，24C，的內(nèi)側(cè)38A，38B，38C與平行于輪胎10的中面EP的一個面成0°角。在一最佳實施例中，最內(nèi)側(cè)的周向槽24D的外側(cè)36D及內(nèi)側(cè)38D與平行于輪胎10的中面EP的一個平面成12°角。周向槽24A，24B，24C的斜削形側(cè)壁36A，36B，36C的作用是加強胎面單元22以抵住由在靠近輪胎10的第一側(cè)邊14的胎面單元22產(chǎn)生并置于其上的轉(zhuǎn)向力。
用本發(fā)明的輪胎在各種多變的條件下進行了試驗檢測。采用與該檢測輪胎有同樣尺寸規(guī)格的市場上可買到的輪胎作為一種核對輪胎。本發(fā)明的輪胎和核對輪胎的比較是在相同的檢測條件下進行的。每次特定的檢測都是將輪胎用于同一車輛上。用于檢測的輪胎的尺寸是P195/60R15。用于所有檢測的車輛是1991產(chǎn)Chevrolet Camoro。
在各種檢測中的檢測結(jié)果都揭示出本發(fā)明的輪胎優(yōu)于核對輪胎。
進行了檢測輪胎的水滑趨勢的試驗。在試驗中，嵌入道路中的一塊玻璃板覆以厚2毫米(0.080)的水基染料。試驗輪胎以各種速度通過玻璃板并從下面攝影。每一輪胎在每一速度下取像二張，對每一結(jié)構(gòu)的一個輪胎作了檢驗。在各種速度下的每一輪胎與其自身的2英里/每小時的運行進行了比較。在此速度下，可以認為沒有水滑現(xiàn)象發(fā)生。在水滑試驗中，本發(fā)明輪胎在80英里/每小時及水深0.080(二毫米)的情況下保持有72%的接觸面積，而核對輪胎在相同條件下保持56%的接觸面積。
本發(fā)明輪胎還作了主觀噪音性能試驗。在本試驗中，本發(fā)明的輪胎與核對輪胎相比有較低的胎面噪音及較低剎車咆哮噪音。
在各種操縱及平順性測量中也顯示出本發(fā)明的輪胎的改進。在對易經(jīng)受的行駛不平順性進行測試時，在原始沖擊及減緩沖擊質(zhì)量方面，本發(fā)明的輪胎都超過核對輪胎。本發(fā)明的輪胎在剎車顫料方面比核對輪胎稍好，而在主現(xiàn)操縱性評價方面，特別是在轉(zhuǎn)向靈敏性，反應直線性，閃避操縱性方面比核對輪胎要好得多。本發(fā)明的輪胎轉(zhuǎn)向靈敏性很好，與核對輪胎相比，過度轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)向動力不足都較少。
可以認為，上述新穎的特點也可以容易地應用于胎面定向花紋。雖然最佳實施例公開了胎面槽逐漸變窄或變寬以保持常量的凈接觸比從第一半胎面到第二半胎面基本不變，但并不要求側(cè)向槽或周向槽作為從胎面一個側(cè)邊的軸向距離的函數(shù)來逐漸改變寬度。只要在一個半胎面上增加較多的周向槽而在相對的另一個半胎面上相應增加側(cè)向槽，即可做到接觸面積不變。或者，槽的平均寬度的任何變化可以做到第一半胎面的周向槽的總平均寬度大于第二半胎面的周向槽的總平均寬度及第二半胎面的側(cè)向槽的總的平均寬度相應地大于第一半胎面的側(cè)向槽的總的平均寬度而又使非對稱胎面的二個半部分之間的凈接觸面積基本相等，則其也被認為屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。雖然為說明本發(fā)明的目的，介紹了它的有代表性的實施例及其細節(jié)，但很顯然，本技術領域里的普通技術人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)還可以對其做出各種改變和改進。
權(quán)利要求
1.一種輪胎的非對稱胎面，其中，當胎面構(gòu)形成環(huán)狀時，其有一個旋轉(zhuǎn)軸線，一個胎面寬度TW，第一和第二側(cè)邊，居于二個側(cè)邊中心位置的一個中面，從第一側(cè)邊延展至該中面的第一半胎面，從第二側(cè)邊延展至該中面的第二半胎面；該胎面包括由多個周向連續(xù)槽及多個側(cè)向延展槽分開的多個觸地胎面單元，其中，沿著胎面的整個周向側(cè)量的第一半胎面的胎面單元的凈接觸面積基本等于第二半胎面的胎面單元的凈接觸面積，并且其中，按照在胎面單元觸地表面之間所作的測量，每一個周向槽及側(cè)向槽都有一平均槽寬，第一半胎面的周向槽的平均槽寬的總量大于第二半胎面的周向槽的平均槽寬的總量，并且其中，第一半胎面的側(cè)向槽的平均槽寬的總量小于第二半胎面?zhèn)认虿蹖挼钠骄蹖挼目偭俊?br> 2.如權(quán)利要求1所述的非對稱胎面，其特征在于，周向槽的平均槽寬從第一側(cè)邊到第二側(cè)邊逐漸變窄。
3.如權(quán)利要求2所述的非對稱胎面，其特征在于，側(cè)向槽的平均槽寬從第一側(cè)邊到第二側(cè)邊逐漸變寬。
4.如權(quán)利要求3所述的非對稱輪胎，其特征在于，靠近第一側(cè)邊的胎面單元的側(cè)向硬度大于靠近第二側(cè)邊的胎面單元的側(cè)向硬度。
5.如權(quán)利要求1所述的非對稱輪胎，其特征在于，靠近第一側(cè)邊的胎面的側(cè)向硬度大于靠近第二側(cè)邊的胎面的側(cè)向硬度。
6.如權(quán)利要求1所述的非對稱輪胎，其特征在于，靠近第一側(cè)邊的胎面單元的周向硬度大于靠近第二側(cè)邊的胎面單元的周向硬度。
7.如權(quán)利要求1所述的非對稱輪胎，其特征在于，靠近第一側(cè)邊的胎面的周向硬度大于靠近第二側(cè)邊的胎面的周向硬度。
8.如權(quán)利要求1所述的非對稱輪胎，其特征在于，至少一個周向槽的一側(cè)呈斜削形。
9.如權(quán)利要求8所述的非對稱輪胎，其特征在于，一個周向槽的外側(cè)呈斜削形，一個周向槽的內(nèi)側(cè)不呈斜削形。
10.如權(quán)利要求8所述的非對稱輪胎，其特征在于，第一半胎面的周向槽的外側(cè)的斜度比第二半胎面的周向槽的外側(cè)的斜度大。
11.如權(quán)利要求10所述的非對稱輪胎，其特征在于，最靠近胎面外邊的三個周向槽的外側(cè)比胎面上另一周向槽的外側(cè)的斜度大。
12.如權(quán)利要求8所述的非對稱輪胎，其特征在于，該輪胎有四個周向槽，每一周向槽有一外側(cè)和內(nèi)側(cè)，三個最外側(cè)槽的外側(cè)的斜度在12°～25°之間，三個最外側(cè)槽的內(nèi)側(cè)的斜度在0°～10°之間。
13.如權(quán)利要求12所述的非對稱輪胎，其特征在于，三個最外側(cè)槽的內(nèi)側(cè)的斜度是0°。
14.如權(quán)利要求12所述的非對稱輪胎，其特征在于，最內(nèi)側(cè)槽的內(nèi)，外側(cè)的斜度在5°～15°之間。
15.如權(quán)利要求12所述的非對稱輪胎，其特征在于，最內(nèi)側(cè)槽的內(nèi)，外側(cè)的斜度是12°。
16.一種設計轉(zhuǎn)彎性能優(yōu)良及在泥漿、雪地中附著力好的輪胎胎面的方法，該輪胎有第一及第二側(cè)邊及介于該二側(cè)邊中間的中面，還有從第一側(cè)邊延展至中面的第一半胎面及從第二側(cè)邊延展至中面的第二半胎面，該胎面包括由多個周向連續(xù)槽和多個側(cè)向延伸槽分開的多個觸地胎面單元，該方法包括下列步驟從胎面的第一側(cè)邊向胎面的第二側(cè)邊布置逐漸變窄的側(cè)向槽；從胎面的第一側(cè)邊向胎面的第二側(cè)邊布置逐漸加寬的周向槽；布置側(cè)向槽及周向槽，使得第一半胎面的周向槽的平均槽寬的總量大于第二半胎面的周向槽的平均槽寬的總量；布置側(cè)向槽及周向槽，使得第一半胎面的側(cè)向槽的平均槽寬的總量小于第二半胎面的側(cè)向槽的平均槽寬的總量；布置側(cè)向槽及周向槽，使得沿胎面的整個周向測量的第一半胎面的胎面單元的凈接觸面積基本等于第二半胎面的胎面單元的凈接觸面積。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，第一半胎面的硬度比第二半胎面的硬度大50%～100%。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，側(cè)向槽逐漸變窄，相應地周向槽逐漸變寬，使得胎面沿其周向有相等的凈接觸面積。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輪胎10的非對稱非定向胎面12，胎面12有多個由周向槽和側(cè)向槽24，28分開的觸地胎面單元22，第一半胎面30的凈接觸面積大約等于第二半胎面32的凈接觸面積，但第一半胎面30的胎面硬度最好大于第二半胎面32的胎面硬度。某些周向槽24的外側(cè)可呈斜削形，以加強胎面單元22抵抗轉(zhuǎn)向力。
文檔編號B60C11/03GK1113190SQ9511485
公開日1995年12月13日 申請日期1995年4月3日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月4日
發(fā)明者R·E·康索拉西昂, R·R·布雷耶, W·L·克羅伊爾 申請人:固特異輪胎和橡膠公司