本申请要求2015年10月30日向美国专利局(如同美国受理局)提交的国际专利申请第pct/us2015/058439号的优先权和权益，所述申请特此以引用的方式并入。
本发明大体上涉及轮胎胎面，且更具体地说，涉及具有胎纹沟槽的轮胎胎面，其中胎纹沟槽的至少一部分被扭转以便在整个轮胎胎面块中产生不同倾斜角。
背景技术：
已知轮胎胎面包含沟纹和/或不连续部分的图案，这些沟纹和/或不连续部分的图案沿胎面的地面接合侧布置以在特定条件期间提供充分的牵引和操作。举例来说，凹槽提供沟纹，水、泥浆或其它环境材料可转移到所述沟纹中以更好地允许轮胎触地面与地表面接合。通过提供沟纹/不连续部分的图案，沿着胎面形成胎面元件，其中所述元件的外部部分沿着胎面的外侧布置，以在外侧与地表面(即，轮胎在上面操作的表面，在本文中也被称作轮胎操作表面)接合时提供牵引。
众所周知，归因于胎面的外侧与轮胎操作面之间产生的滑动，轮胎胎面在轮胎操作期间会遭受磨损。这种情况不但发生在轮胎的滚动方向相对于车辆行驶方向偏向从而产生横向牵引力的时候(例如在转向或回转操作期间车辆在改变方向的时候)，而且会发生在车辆直线行驶的时候。
在某些情况下，有利的做法是使用这样的胎纹沟槽：这是狭窄的沟纹或狭缝，在一些情况下大体上在轮胎覆盖区内封闭，轮胎覆盖区是指轮胎与轮胎操作表面之间的接触区域。举例来说，胎纹沟槽可例如在雪地上提供牵引方面的益处。然而，胎纹沟槽可能减小轮胎胎面的硬度，从而导致胎面不当地磨损。因此，需要尤其通过提供促进增加轮胎胎面块之间的联锁的胎纹沟槽来在使用轮胎胎面中的胎纹沟槽的时候减少磨损的发生。
技术实现要素：
本发明包含轮胎胎面、包含所述轮胎胎面的轮胎和形成轮胎胎面的方法。在特定实施例中，本发明轮胎胎面包括：在纵长方向上延伸的长度，当所述胎面布置在轮胎上时所述纵长方向是周向方向；在横向方向上延伸的宽度，所述横向方向垂直于所述纵长方向；和在深度方向上从所述胎面的地面接合外侧延伸的厚度，所述深度方向垂直于所述胎面的所述纵长方向和所述宽度方向。本发明胎面进一步包含具有下列的胎纹沟槽：长度、高度、宽度、在所述胎纹沟槽宽度的方向上延伸的厚度和沿着在所述胎纹沟槽宽度和高度的方向上延伸的平面截取的横截面，其中所述横截面在所述胎纹沟槽厚度沿着所述胎纹沟槽的所述长度延伸时扭转。
形成所述轮胎胎面的本发明方法的特定实施例包括将如本文中所叙述的胎纹沟槽模制到所述胎面中。
根据如附图中展示的本发明的特定实施例的以下更详细描述，将清楚本发明的前述和其它实施例、目标、特征和优点，在附图中相同的参考数字表示本发明的相同部分。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的展示由横向及纵向凹槽分隔开的多个胎面块的轮胎胎面的局部透视图，其中胎面块包含一个或多个胎纹沟槽。
图2是根据本发明的实施例的胎纹沟槽的俯视图。
图3是沿着线3-3截取的图2中所展示的胎纹沟槽的截面视图。
图4是根据本发明的实施例的胎纹沟槽模制部件的透视图。
图5是沿着线5-5截取的由图4的胎纹沟槽模制部件形成的胎纹沟槽的截面视图。
图6是根据本发明的另一实施例的图5的在替代实施例中具有埋入式沟纹的胎纹沟槽的截面视图。
具体实施方式
本发明包含用于形成一个或多个轮胎胎面和包含所述胎面的轮胎的方法，其中任何此类胎面包含具有长度、高度、宽度、在胎纹沟槽宽度的方向上延伸的厚度和沿着在胎纹沟槽宽度和高度的方向上延伸的平面截取的横截面的一个或多个胎纹沟槽，其中横截面在胎纹沟槽厚度沿着胎纹沟槽的长度延伸时扭转。说到提供一个或多个胎纹沟槽，应理解可在任何胎面中提供一个胎纹沟槽或多个胎纹沟槽。借助于使用此类胎面，接触片的增加的刚度是轮胎胎面块之间的联锁增加的结果，所述联锁的增加伴随接触片的出口处的较低刚度产生减少的胎面磨损同时还继续获得通常通过利用此类胎纹沟槽中的一个或多个达成的轮胎/车辆性能益处。
关于本文中所描述的已经具有所提及的一个或多个胎纹沟槽的轮胎胎面，应了解，每一此类胎面包含长度、宽度和厚度。长度在纵长方向上延伸。因为胎面可与轮胎一起形成，或者分开形成以稍后安装在轮胎上(例如，诸如在翻新操作期间)，所以当胎面布置在轮胎上时，胎面的纵长方向是周向(即，环形)方向。宽度在横向方向上延伸，横向方向垂直于纵长方向，而厚度在深度方向上从胎面的地面接合外侧延伸，深度方向垂直于胎面的纵长方向和宽度方向。举例来说，图1中部分地展示了示范性轮胎胎面，其中轮胎胎面10包含多个胎面块12，其通过纵向凹槽14和横向凹槽16分隔开。轮胎胎面在胎面长度l10、胎面宽度w10和胎面厚度t10的方向上延伸。每一胎面块12包含一个或多个胎纹沟槽18，每一胎纹沟槽具有至少部分地在胎面宽度w10的方向上延伸的长度l18、至少部分地在胎面深度t10的方向上延伸并且垂直于胎面长度l10的高度h18和厚度t18。如最佳地在图1中看出，每一胎纹沟槽18布置在胎面厚度t10内在胎面的相对侧或表面19之间。
具体关于胎纹沟槽，如上文所提及，此类轮胎胎面的特定实施例包含具有长度、高度、宽度和厚度的胎纹沟槽，长度、高度、宽度和厚度中的每一个在彼此垂直的方向上延伸。胎纹沟槽厚度在胎纹沟槽宽度的方向上延伸。沿着在胎纹沟槽宽度和高度的方向上延伸的平面截取的胎纹沟槽的横截面在胎纹沟槽厚度沿着胎纹沟槽的长度延伸时扭转。在当胎纹沟槽厚度沿着胎纹沟槽的长度延伸时的扭转过程中，胎纹沟槽横截面在胎纹沟槽厚度沿着胎纹沟槽的长度延伸时围绕扭转轴线在胎纹沟槽宽度的方向上旋转。横截面沿着胎纹沟槽的长度扭转还可被描述为胎纹沟槽横截面具有中心线，所述中心线至少部分在胎纹沟槽高度的方向上且沿着横截面延伸以界定用于横截面的中性轴线(中性弯曲轴线)或将横截面分成两个相等区域，使得胎纹沟槽横截面和其中心线围绕旋转轴线(扭转轴线)按相对于在胎面厚度的方向上(即，基本上或完全在胎纹沟槽高度的方向上，其中所述方向垂直于胎面长度和宽度两个方向)延伸的参考线测量的角度范围来回旋转。换句话说，在沿着胎纹沟槽的长度截取不同横截面时，不同横截面各自具有如上文所描述的中心线，其中不同横截面中心线相对于彼此按一角度(也被称作侧倾角)扭转。举例来说，在某些情况下，胎纹沟槽按从零度(0°)到至少十八度(18°)的角度范围内来回扭转一次或多次。借助于提供具有此类特征的胎纹沟槽，达成轮胎胎面块的增加的联锁，从而导致改进轮胎磨损。应了解，在其它实例中，角度范围从零度延伸达到20到30度(20°到30°)，但预料到较大角度。应了解，横截面与胎纹沟槽形成部件的胎纹沟槽形成部分相关联。举例来说，在特定实施例中，横截面与中间胎纹沟槽部分相关联(下文进一步论述)，所述中间胎纹沟槽部分在某些实施例中被配置以形成胎纹沟槽的具有等于或小于1.0mm或更小、0.4mm或更小或0.2mm或更小的厚度的部分。
参考图2和3，分别展示胎纹沟槽18的一个实施例的俯视图和截面视图。具体来说，展示的胎纹沟槽18具有在胎纹沟槽的长度l18和高度h18的方向上延伸的厚度t18。具体参考图3，胎纹沟槽18具有沿着在胎纹沟槽宽度和高度的方向上延伸的平面截取的横截面x18，此平面由图2中的截面线3-3表示。此横截面形成胎纹沟槽厚度(例如小于1.0mm、0.4mm或0.2mm)的一部分且更确切地说在中间胎纹沟槽部分22中截取。如可在两个图中看出，胎纹沟槽厚度t18和横截面x18在各自沿着胎纹沟槽长度l18延伸时在一起来回扭转，所述扭曲横跨从横截面的中心线clx且到在胎纹沟槽高度h18的方向上(即，基本上或完全在胎纹沟槽高度的方向上)延伸的参考线ref测量的任何所要角度范围(α)发生。胎纹沟槽18的扭转在横截面x18围绕旋转轴线a来回旋转时发生，从而在胎纹沟槽18沿着胎纹沟槽长度l18扭转时产生参考线ref与中心线clx之间的不同的胎纹沟槽倾斜角度(α)。在所展示实施例中的每一个中，横截面被配置成在中间胎纹沟槽部分中形成胎纹沟槽的具有等于或小于1.0mm或更小、0.4mm或更小或0.2mm或更小的厚度的部分(下文进一步论述)。
在特定实施例中，胎纹沟槽可横跨其长度和高度中的一个或多个具有可变厚度，此类特征准许制造和使用具有更薄厚度的胎纹沟槽和具有改进的强度和硬度以用于改进的耐久性的胎纹沟槽模制元件。在一个实施例中，胎纹沟槽具有由两个远端界定的长度，其中远端中的至少一个包含具有主要地在胎纹沟槽高度的方向上延伸的长度的竖立沟纹特征，其中远端之间的胎纹沟槽厚度包含中间胎纹沟槽部分，竖立沟纹特征具有大于中间胎纹沟槽部分的厚度。当主要在胎纹沟槽高度的方向上延伸时，在将平均延伸方向分成在胎纹沟槽长度、深度和宽度的方向上延伸的向量时，在胎纹沟槽高度的方向上延伸的向量是不同向量当中最大的向量。应了解，任何竖立沟纹特征可具有任何厚度，例如至少0.4mm厚或至少1.0mm厚。举例来说，在某些实施例中，至少一个竖立沟纹特征为至少0.4mm厚且中间胎纹沟槽部分小于0.4mm。在其它示范性实施例中，胎纹沟槽具有至少0.4mm厚的竖立沟纹特征和0.2mm厚或更小的中间胎纹沟槽部分。在某些变化形式中，竖立沟纹特征为至少1.2mm厚。应了解，胎纹沟槽可具有具相同长度和厚度的一个或多个竖立沟纹特征，且可包括不同形状、厚度和/或长度的各种组合，所述不同形状、厚度和/或长度可为连续的或不连续的且沿着任何线性或非线性路径延伸。非线性路径可包括弓形路径或波状路径，它可以是曲线形的或由多个线性片段形成，例如z形路径。在某些实施例中，一个或多个竖立沟纹特征被布置于远端之间且沿着中间胎纹沟槽部分，所述竖立沟纹特征被称作中间竖立沟纹特征，一个或多个中间竖立沟纹特征中的每一个具有大于中间胎纹沟槽部分的厚度，例如上文参考布置在远端处的竖立沟纹特征所预期的任何厚度。
举例来说，参考图1和2，胎纹沟槽18具有由远端20和中间胎纹沟槽部分22界定的长度l18。在展示的实施例中，远端20中的每一个包含具有主要在胎纹沟槽高度h18的方向上延伸的长度的竖立沟纹特征30。每一竖立沟纹特征30具有大于胎纹沟槽的厚度t18且更具体地说大于中间胎纹沟槽部分22的厚度t18的厚度t32。应了解，任何竖立沟纹特征可具有可变厚度，其中在某些情况下，其至少一部分在沿着竖立沟纹特征的长度的某一部位处可与中间胎纹沟槽部分一样厚，但竖立沟纹特征在沿着竖立沟纹特征长度的另一部位处具有大于中间胎纹沟槽部分的厚度的厚度。图1和2中展示的胎纹沟槽18还包括沿着中间胎纹沟槽部分22布置的中间竖立沟纹特征32，中间竖立沟纹特征具有大于胎纹沟槽的厚度t18且更确切地说大于中间胎纹沟槽部分22的厚度t18的厚度t32。胎纹沟槽18可具有如由例如图1中展示的多于一个中间竖立沟纹特征32，其中某些胎纹沟槽包含两个(2)中间竖立沟纹特征。竖立沟纹特征30、32无论是组合地还是单独地利用，均向对应的胎纹沟槽模制部件提供额外强度和硬度，且转而准许制造和使用沿着中间胎纹沟槽部分的具有更薄厚度的胎纹沟槽。
应了解，胎纹沟槽的横截面，例如中间胎纹沟槽部分中的横截面可形成任何形状。举例来说，横截面可相对于中心线对称或不对称。又作为实例，横截面可具有不变或可变厚度。在又另外实例中，横截面的厚度可沿着任何线性或非线性路径延伸。非线性路径可包括弓形路径或波状路径，它可以是曲线形的或由多个线性片段形成，例如z形路径。举例来说，在特定实施例中，胎纹沟槽模制部件被配置成在胎纹沟槽内形成一个或多个波纹，其中当胎纹沟槽在胎纹沟槽高度和/或长度的方向上延伸时，胎纹沟槽的厚度且因此胎纹沟槽模制部件的厚度在胎纹沟槽宽度或厚度的方向上来回起伏，从而形成一个或多个波纹。此起伏意味着胎纹沟槽厚度沿着起伏的非线性路径的部位，其中当路径在胎纹沟槽高度和/或长度的方向上延伸时，路径在胎纹沟槽宽度或厚度的方向上来回起伏。起伏不意味着胎纹沟槽模制部件中的胎纹沟槽或胎纹沟槽模制部分的可变厚度，但胎纹沟槽的厚度可在胎纹沟槽厚度起伏或不起伏的情况下变化。因此，显而易见的是，所述波纹在胎纹沟槽厚度沿着胎纹沟槽的长度延伸时形成横截面的部分并且还扭转。在某些实施例中，来回起伏的厚度间杂有如上文更充分论述的中间竖立沟纹特征。在一些实施例中，波纹完全位于中间胎纹沟槽部分中，而在其它型式中，波纹部分地延伸到一定长度的竖立沟纹特征中或完全贯穿一定长度的竖立沟纹特征而延伸。在某些实施例中，任何胎纹沟槽包含沿着胎纹沟槽的底部布置的埋入式凹槽，所述埋入式凹槽具有在胎纹沟槽长度的方向上延伸的长度。
作为实例，参考图5的示范性实施例，展示横截面x18具有厚度t18，当胎纹沟槽18在胎纹沟槽高度h18的方向上延伸时，所述厚度t18在胎纹沟槽厚度t18和宽度w18的方向上来回起伏以形成多个波纹40。所述厚度可被描述为沿着起伏路径延伸。应了解，此胎纹沟槽可另外沿着另一起伏路径在胎纹沟槽长度的方向上延伸。此起伏厚度在横截面x18和其中心线clx也围绕轴线a来回扭转时出现。
埋入式凹槽是与新胎面的地面接合表面在胎面厚度的方向上间隔开或偏移的凹槽，当已磨损或移除了足够量的胎面厚度时，所述凹槽日后可能会暴露。埋入式凹槽可形成任何形状，且在任何线性或非线性路径中纵长地延伸。还应了解，埋入式凹槽可形成为具有任何厚度。在某些实施例中，埋入式凹槽具有大于任何竖立沟纹特征和中间沟纹特征的厚度的厚度。作为实例，参考图6中展示的示范性实施例，图5的胎纹沟槽在此实施例中已经过修改以包含埋入式凹槽50。图1中也展示埋入式凹槽50。在图6中，展示埋入式凹槽50具有高度h50和厚度t50，展示所述埋入式凹槽沿着非线性路径在胎纹沟槽长度的方向上延伸。
应了解，可使用类似的胎纹沟槽模制部件按形成轮胎胎面的方法将本文中所描述的胎纹沟槽中的任何一个或多个模制到轮胎胎面中。在所述方法中，轮胎胎面具有如上文所描述的长度、宽度和厚度。在特定实施例中，所述方法包括将本文中所描述的任何变化形式的胎纹沟槽和沟纹特征模制到胎面中的步骤。如上文所提及，胎纹沟槽模制部件可采取待形成于胎面中的沟纹的形式，例如图中的各种示范性实施例中展示的沟纹。图4中展示用于模制具有相同形状的对应的胎纹沟槽的示范性胎纹沟槽模制元件118，所述元件具有由下列界定的长度：用于形成形成的胎纹沟槽的对应的远端的远端形成特征120；用于形成形成的胎纹沟槽的对应的中间胎纹沟槽部分的中间胎纹沟槽部分形成特征122；用于形成形成的胎纹沟槽的对应的竖立沟纹特征30的竖立沟纹形成特征130；用于形成形成的胎纹沟槽的对应的中间竖立沟纹特征32的中间竖立沟纹形成特征132。应了解，胎纹沟槽模制元件可包含对应于本文中所描述的胎纹沟槽的任何所要部分的其它特征。
应了解，本文中所论述的任何胎面可沿着环形充气轮胎布置，或可根据所属领域的普通技术人员已知的任何技术或方法与轮胎分开形成为轮胎组件以供稍后安装在轮胎胎体上。举例来说，本文中所论述和参考的胎面可用新的原装轮胎模制，或可形成为翻新件以用于稍后在翻新操作期间安装在用过的轮胎胎体上。因此，当参考轮胎胎面时，当胎面安装在轮胎上时，轮胎胎面的纵向方向与轮胎的周向方向同义。同样地，当胎面安装在轮胎上时，胎面宽度的方向与轮胎的轴向方向或轮胎宽度的方向同义。最后，当胎面安装在轮胎上时，胎面厚度的方向与轮胎的径向方向同义。应理解，本发明的胎面可供任何已知轮胎使用，所述轮胎可包括(例如)充气或非充气轮胎。
应了解，本文中所论述的胎面特征中的任一个可通过任何所要的方法形成到轮胎胎面中，所述方法可包括任何手动或自动过程。举例来说，胎面可被模制，其中胎面中的任何或所有不连续部分可与胎面一起模制或稍后使用任何手动或自动过程切割到胎面中。还应了解，相对不连续部分对中的任何一个或两个可最初沿着胎面的地面接合外侧形成并与其成流体连通，或可埋入于胎面的地面接合外侧下方，以稍后在轮胎的寿命期间在胎面的厚度已磨损或以其它方式移除之后形成胎面元件。
借助于使用本文中所描述的本发明胎面特征，包含选择性地扭转某些胎纹沟槽，达成了胎面磨损的缩减。这些改进是用车载测试实现的，其中测试司机比较不同的轮胎，每一轮胎的特征为具有分别扭转了18度和0度的胎纹沟槽。测试是在前轮紧凑型汽车上在近似典型驾驶条件的磨损环路上进行。在比较每一测试的前轮胎后，具有扭转了18度的胎纹沟槽的轮胎相比于具有未扭转的胎纹沟槽的轮胎达成了15％的磨损改进。
如在本文中的权利要求书和说明书中所用的术语“包括”、“包含”和“具有”应被视为指示可包含未指定的其它要素的开放群组。术语“一(a/an)”和词的单数形式应理解为包含相同词的复数形式，使得所述术语意味着提供一个或多个某物。术语“至少一个”和“一个或多个”可互换使用。术语“单个”将用于指示预期一个并且仅一个某物。类似地，在预期具体数目的事物时使用其它具体整数值(如“两个”)。术语“优选地”、“优选的”、“偏好”、“任选地”、“可”和类似术语用于指示被提及的项目、条件或步骤是本发明的任选的(即，非所需的)特征。除非另外说明，否则描述为“在a与b之间”的范围包含“a”和“b”的值。
虽然已参考本发明的特定实施例描述了本发明，但应理解，此类描述仅作为说明，而不应解释为限制所要求的发明的范围。因此，本发明的范围和内容应仅由以下权利要求书的项来界定。此外，应理解，除非另外说明，否则本文中所论述的任何具体实施例的特征可与本文中其它地方论述或预期的任何一个或多个实施例的一个或多个特征组合。