专利名称：拉长花纹块的轮胎胎面的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轮胎胎面。更特别而言，本发明涉及一种包括至少一列长花纹块的轮胎胎面，这些花纹块成形为在噪声、耐用性以及操纵性方面象圆周花纹条一样工作，但在水滑效应以及湿地驾驶性能方面象花纹块一样作用。
背景技术：
轮胎胎面的特征一般被分成两类花纹条和花纹块。
花纹条为围绕着整个轮胎胎面圆周的连续延伸的胎面单元花纹。花纹条可带有有限的花纹沟，但是任何这种花纹沟都将不会完全截开花纹条。已知花纹条用于提供较小的噪声，因为有较少的胎面边缘和侧向花纹沟进入和退出接地印痕。花纹条的胎面边缘数量较少还提供了得到改进的磨损，并且花纹条的坚固属性为轮胎提供了更好的操纵性和稳定性。
花纹块为离散的胎面单元花纹，并且可以设置成沿轮胎的圆周方向或侧向延伸。花纹块由沿相反方向延伸的花纹沟限定。与花纹条相反，由于为了形成花纹块需要增加花纹沟的数量，因此花纹块胎面的水流特征一般倾向于比花纹条胎面更大。更大数量的边缘还提供了更大的牵引力。
在胎面中使用花纹条还是花纹块可由轮胎的最终用途决定。花纹条通常被选用于载重轮胎上以便提供耐用性、操纵性和噪声特征。花纹块被选用于乘用车轮胎上以便提供牵引性和湿地驾驶性能。在设计轮胎胎面时，胎面设计者可能还要组合使用花纹条和花纹块元件以便优化轮胎胎面性能。例如，在轮胎的中心线处的花纹条提供了更安静的行驶，因为轮胎的中心线总是处于接地面积中，而在中心线花纹条的两侧上的花纹块有助于排水和牵引。
发明内容
本发明涉及组合了花纹条和花纹块胎面单元花纹的特征的胎面单元花纹。公开了一种具有胎面的充气轮胎。这种轮胎具有两个圆周花纹沟和位于这两个圆周花纹沟之间的沿圆周延伸的一列四边形花纹块。在沿圆周延伸的这列花纹块中，每个花纹块由倾斜的侧向花纹沟与相邻的花纹块分离，倾斜的侧向花纹沟与圆周花纹沟之一形成的角度介于10°至25°之间。而且，这列中的每个花纹块的圆周长度L至少等于轮胎的常压接地印痕长度LF。花纹块的长度允许这列的相邻花纹块起花纹条的作用同时保持所需的花纹块特征。优选地，花纹块的长度L处于轮胎的常压接地印痕长度LF的100-400％的范围内。
根据一个公开的方面，对于沿胎面的侧向引出的任意直线，该直线经过沿圆周延伸的这列花纹块中的至少两个沿圆周相邻的花纹块。优选地，直线经过沿圆周延伸的这列花纹块中的至少三个花纹块。
这列延长的花纹块可以位于胎面上的任何位置上。这个列可以只位于一个胎面半部上，可以位于胎面中心面上，或者由胎面中心面限定边界。替代地，胎面可以具有两列延长的花纹块。对于这样一种轮胎胎面，每个花纹块列中的侧向花纹沟可以沿相反方向倾斜，形成定向轮胎。
根据本发明的另一个公开的方面，每个花纹块具有一对相对的侧边，它们形成了圆周花纹沟的壁。这对侧边沿圆周相隔一段距离f，距离f的范围为花纹块的圆周长度L的20％至60％。另外，这些侧边中至少一个可相对于胎面中心线按照大于0°的角度倾斜。
根据另一个方面，倾斜侧向花纹沟的宽度小于圆周花纹沟的宽度。
根据另一个方面，沿垂直于花纹块最长侧边的方向测量的花纹块的宽度WB的范围为圆周花纹沟之间的距离的15％至65％。
根据另一个方面，为了减少过早磨损，每个花纹块的至少一个锐角角部可以带有倒角。
根据另一个方面，为了加强花纹块，形成圆周花纹沟的壁的花纹块的侧边可以使得其径向外部相对于轮胎的径向倾斜一定角度，该角度大于壁的径向内部的倾斜角。优选地，花纹沟壁的径向外部比花纹沟壁的径向内部的倾斜角至少大10°。
现在将通过实例并参照附图对本发明进行描述，图中图1为根据本发明的轮胎胎面；图2为一种替代的胎面构型；
图3为根据本发明的轮胎的接地印痕；图4为沿图1中的线4-4剖开的胎面的视图；图5为沿图1中的线5-5剖开的胎面的视图；图6-7为替代的胎面构型。
具体实施例方式
以下语言为最佳的目前预期模式或者实施本发明的模式。这种描述用来示出本发明的一般原理，而不应被理解为限制意义。本发明的范围通过参照所附权利要求得到最佳地确定。
图1示出了充气轮胎所用的轮胎胎面。这种胎面具有部分地由圆周花纹沟10、12、14、16形成的不对称构型。在这种胎面构型中，圆周花纹沟10、12、14、16部分地形成了两个花纹条28、20和三个花纹块列22、24、26。轮胎胎面具有中心线CL并且当被使用于充气轮胎上并被充气至正常轮胎内压时，就在轮胎接触的表面上形成接地印痕FP。
胎面中所关心的主要特征为中间花纹块列24。列24中的各个花纹块28由这对相邻的圆周花纹沟14、16和在圆周花纹沟14、16之间延伸的侧向花纹沟30形成。花纹块28具有延伸的四边形形状，由四个侧边a-b、b-c、c-d、d-a限定，其中四边形的最长侧边a-b、c-d由侧向花纹沟30限定。花纹块28的短侧边b-c、d-a由圆周花纹沟14、16形成。对于所示的花纹块28，四边形形状为平行四边形。
花纹块28具有平行于胎面中心线CL并且从花纹块28的最远点a、c测量的圆周长度L。相对的短侧边b-c、d-a沿胎面长度互相沿圆周相隔距离f。间距f为圆周花纹块长度L的20至60％。优选地，间距f为圆周花纹块长度L的40至50％。间距f将会随着轮胎直径的增加而增加并且随着轮胎直径的减小而减小。间距f将部分地规定着相对于轮胎圆周的花纹块长度L。
部分地形成了花纹块28的侧向花纹沟30相对于任一个圆周花纹沟或胎面中心线CL倾斜的最小角度β为10°。侧向花纹沟30相对于圆周花纹沟的最大角度β为25°。侧向花纹沟30可相对于胎面中心线CL沿任一个方向倾斜，还请看图2，其中胎面为定向胎面，带有两列的延长花纹块28，胎面的每个半部中定位有一列。侧向花纹沟30的宽度WL小于圆周花纹沟的宽度WC。宽度WL可根据倾斜角β和沿着轮胎胎面的圆周的花纹块28的数量或圆周长度L而改变。
轮胎圆周中的延长花纹块28的数量取决于侧向花纹沟30的倾斜角β、侧向花纹沟宽度WL和花纹块宽度WB。花纹块宽度WB垂直于花纹块28的两个最长侧边a-b、c-d测量。花纹块宽度WB的范围为列宽WR的15％至65％。列宽WB与花纹块28的数量或侧向花纹沟倾斜角β无关，并且为胎面宽度TW的15％至50％。对于较大尺寸的轮胎，例如315/35R20，列宽WB可更加接近于为胎面宽度TW的50％的最大优选宽度。
为了使得花纹块列24能够实现类似花纹条的特征，每个花纹块28的圆周长度L至少等于接地印痕长度LF，请看图3。图3为图1的轮胎的接地印痕，其中以虚线示出了花纹块28的非接触部分。对于所示的接地印痕，花纹块长度L近似地为接地印痕长度LF的150％。接地印痕来自于轮胎尺寸245/45R18，充气至2.2巴(31.9磅/平方英寸，2.24kgf/cm2)，并且负载为630kg。本发明所属领域的普通技术人员应当理解，当轮胎上的负载减小时，轮胎接地印痕的面积就减小。因此，在较小的负载下，花纹块长度L与接地印痕长度LF之间的比率就增加。接地印痕长度LF在零速度，充气至制造商推荐轮胎内压(称作“常压”)并且受到设计负载时测量。接地印痕长度LF从接地印痕的第一线32上的最大点到接地印痕的相对线34上的最大点进行测量。对于图3的接地印痕，最大点出现在接地印痕中心线处；然而，对于蝴蝶形接地印痕，最大点将朝向接地印痕的侧向边缘。根据为特定轮胎胎面构型选定的花纹块长度L，花纹块长度L至少为接地印痕长度LF的100％，并且，优选地，为接地印痕长度LF的100至400％，并且，更优选地，为接地印痕长度LF的100％至300％。
由于花纹块28的长度较长，因此为了保证胎面中的屈挠性，花纹块28可以带有断开沟槽36。断开沟槽36的宽度远小于侧向花纹沟宽度WL，但是稍大于在与地接触时闭合的常规型刀槽花纹宽度。断开沟槽36并不显著影响胎面的水流特征，并且不会阻止花纹块28实现所需的类似花纹条的特征。
延长花纹块28的部分目的在于花纹块28模仿胎面花纹条元件的作用同时保持花纹块元件特征。花纹块的重要特征为排水和牵引边缘。为了有助于实现这些特征，在轮胎接地印痕FL中，有至少三个重叠的花纹块28。在沿着圆周花纹块长度L的任意点上，沿轮胎的侧向引出的线M将会经过列中的至少两个相邻花纹块28。另外，沿着花纹块28的长度L在至少一个位置中引出的侧向线M将会经过单个列24中的至少三个花纹块28。优选地，在任何花纹块28的长度中央1/2L处，侧向线M将会经过列24中的至少三个圆周相邻花纹块28。
花纹块28的圆周侧边b-c、d-a可以形成有双角以便产生更为敞开的圆周花纹沟14、16，请看图4。花纹块侧边或者花纹沟壁的径向外部38相对于垂直平面V形成的角度δ大于由花纹块侧边的径向内部40相对于垂直平面V形成的角度μ。上角δ与下角μ之间的差至少为10°。
胎面花纹块28的另一种可允许的变型示于图5中。花纹块28的锐角角部a、c可以带有倒角42。当不带倒角时，锐角角部a、c形成很尖锐、很狭窄的胎面点。当随着轮胎旋转而进入和退出轮胎接地面积时，该非常狭窄的胎面点就会受到过早的磨损和掉块。通过在角a、c处形成倒角42，就减少了过早的磨损和掉块。为了至少最小限度地减少过早的磨损，如果轮胎为非定向轮胎，则可只对在轮胎正常前转过程中首先进入轮胎接地面积的角a或c进行倒角。倒角长度h的范围为圆周花纹块侧边b-c、d-a的长度的10-50％。
图6和7示出了轮胎胎面中的花纹块构型的其它替代方案。
在图6的胎面中，交替的延长花纹块44、46具有不同的侧向长度和轴向宽度。花纹块44的侧向长度和轴向宽度小于花纹块46的侧向长度和轴向宽度。为了保持恒定的圆周花纹沟宽度WC，与花纹块44、46的列邻接的圆周花纹沟48因此具有Z字形构型。类似于花纹块44、46的前窄点，与相邻花纹块或花纹条列类似的任何边缘也可以进行倒角以便减小最初磨损。
在图7的胎面中，四边形花纹块52的一个短侧边50相对于胎面中心线CL倾斜成大于0°的角。短侧边50的倾斜角优选地不大于侧向花纹沟30的倾斜角β。由短侧边50部分地形成的圆周花纹沟54具有Z字形构型。花纹块52的相对短侧边56也可类似地倾斜；为两个圆周花纹沟54、58都形成类似构型。当如此倾斜时，任一个短侧边50或56可以朝着花纹块52的中心沿轴向向内倾斜，如对于侧边50所示，或者背离花纹块52的中心倾斜。
图8示出了另一种胎面变型，其适用于冬季轮胎胎面。这种胎面类似于图2的胎面，包括两列60、62的长花纹块64。位于轮胎的赤道面EP上的圆周花纹沟66为两个列60、62所共用。每个列60、62中的侧向花纹沟68相对于胎面的赤道面EP沿相反方向倾斜。另外，部分地形成了共用圆周花纹沟66的每个列60、62中的花纹块64的侧边与相邻列62、60中的花纹块侧边沿圆周偏移。长花纹块64形成有多个刀槽70以便在花纹块中提供额外的咬合表面。胎面边缘花纹块72也带有刀槽70。
也允许胎面的其它变型。最显著地，剩余的胎面特征可为花纹条和/或花纹块的任意组合，并且本发明并不限于此处所示的确切胎面。部分地形成了延长花纹块的圆周花纹沟可以跨于胎面中心线上以便近似中心花纹条。圆周花纹条之一自身可位于胎面中心线上。另外，侧向花纹沟并不需要为所示的直形。任意各种特征可以加入或者改变，只要保持花纹块的延长形状即可，从而允许花纹块列象花纹条一样作用以便实现类似花纹条的噪声、耐用性以及操纵性能。
权利要求
1.一种充气轮胎，这种轮胎包括胎面，胎面包括两个圆周花纹沟和位于这两个圆周花纹沟之间的沿圆周延伸的一列四边形花纹块，在沿圆周延伸的这列花纹块中，每个花纹块由倾斜的侧向花纹沟与相邻的花纹块分离，倾斜的侧向花纹沟与圆周花纹沟之一形成的角度介于10°至25°之间，胎面的特征在于，这列中的每个花纹块的圆周长度L至少等于轮胎的常压接地印痕长度LF。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中对于沿胎面的侧向引出的任意直线，轮胎的特征在于，该直线经过沿圆周延伸的这列花纹块中的至少两个沿圆周相邻的花纹块。
3.根据权利要求1所述的轮胎，其中对于沿胎面的侧向引出的任意直线，轮胎的特征在于，该直线经过沿圆周延伸的这列花纹块中的至少三个花纹块。
4.根据权利要求1所述的轮胎，其中对于在花纹块的长度中央1/2L处沿轮胎的侧向引出的任意直线，轮胎的特征在于，该直线经过沿圆周延伸的这列花纹块中的至少三个花纹块。
5.根据权利要求1所述的轮胎，轮胎的特征还在于，两个圆周花纹沟之间的轴向距离的范围为胎面宽度的15至50％。
6.根据权利要求1所述的轮胎，其中胎面在胎面中心线处被分成两个胎面半部，并且轮胎的特征在于，两个圆周花纹沟位于一个胎面半部中。
7.根据权利要求6所述的轮胎，该轮胎的特征在于，两个圆周花纹沟之一位于胎面中心线上。
8.根据权利要求1所述的轮胎，轮胎的特征在于，胎面还包括位于一对圆周花纹沟之间的沿圆周延伸的第二列平行四边形花纹块，第二列中的花纹块由倾斜侧向花纹沟分离，第一列中的倾斜侧向花纹沟与第二列中的倾斜侧向花纹沟相对于胎面中心线沿相反方向倾斜。
9.根据权利要求8所述的轮胎，轮胎的特征在于，胎面在胎面中心线处被分成两个胎面半部并且每个胎面半部中定位有花纹块列中的一个。
10.根据权利要求1所述的轮胎，轮胎的特征在于，沿圆周延伸的花纹块列沿轴向对中于轮胎的赤道面上。
11.根据权利要求1所述的轮胎，其中每个花纹块具有一对形成了圆周花纹沟的壁的相对侧边，轮胎的特征在于，这对侧边沿圆周相隔的距离d的范围为花纹块的圆周长度L的20％至60％。
12.根据权利要求1所述的轮胎，轮胎的特征在于，每个花纹块具有一对锐角角部，锐角角部中的至少一个带有倒角。
13.根据权利要求1所述的轮胎，轮胎的特征在于，圆周花纹沟具有一对相对的花纹沟壁，花纹沟壁中的一个形成了平行四边形花纹块的一个侧边并且其径向外部相对于轮胎的径向倾斜的角度大于花纹沟壁的径向内部。
14.根据权利要求13所述的轮胎，轮胎的特征在于，花纹沟壁的径向外部比花纹沟壁的径向内部的倾斜角至少大10°。
15.根据权利要求1所述的轮胎，轮胎的特征在于，倾斜侧向花纹沟的宽度小于圆周花纹沟的宽度。
16.根据权利要求1所述的轮胎，轮胎的特征在于，沿垂直于花纹块最长侧边的方向测量的花纹块的宽度WB的范围为圆周花纹沟之间的距离的15％至65％。
17.根据权利要求1所述的轮胎，轮胎的特征在于，沿圆周延伸的列中的交替花纹块具有不同的轴向宽度。
18.根据权利要求1所述的轮胎，轮胎的特征在于，沿圆周延伸的列中的交替花纹块具有不同的圆周长度。
19.根据权利要求1所述的轮胎，轮胎的特征在于，四边形花纹块具有部分地形成了两个圆周花纹沟的侧边，并且这些侧边中至少一个相对于胎面中心线按照大于0°的角度倾斜。
20.根据权利要求1所述的轮胎，轮胎的特征在于，列中的每个花纹块的圆周长度为轮胎的常压接地印痕长度LF的100-400％。
全文摘要
一种轮胎胎面具有两个圆周花纹沟和位于这两个圆周花纹沟之间的沿圆周延伸的一列四边形花纹块。在沿圆周延伸的这列花纹块中，每个花纹块由倾斜的侧向花纹沟与相邻的花纹块分离，倾斜的侧向花纹沟与圆周花纹沟之一形成的角度介于10°至25°之间。列中的每个花纹块的圆周长度L大于轮胎的常压接地印痕长度L
文档编号B60C11/11GK1654238SQ200510051638
公开日2005年8月17日 申请日期2005年2月8日 优先权日2004年2月10日
发明者R·海宁 申请人:固特异轮胎和橡胶公司