專利名稱：改善輪胎側(cè)壁耐損壞的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種改善輪胎側(cè)壁耐損壞(例如爆裂或扎破)的方法。更特別地，本發(fā)明提供一種用于確定沿著輪胎的側(cè)壁的胎面特征的尺寸和定位從而當在輪胎的操作期間接觸障礙物時改善側(cè)壁的保護以免于損壞的方法。
背景技術：
在諸如越野條件的惡劣環(huán)境下操作輪胎對保護輪胎免于損壞提出挑戰(zhàn)。諸如石塊、樹木和其它特征的障礙物不僅沿著胎面區(qū)域而且沿著側(cè)壁對輪胎造成威脅。盡管胎面區(qū)域被設計成與地面相接觸并且因此由旨在用于該目的的合成物構(gòu)造，但是側(cè)壁通常未被設計成地面接觸。相反地，輪胎的側(cè)壁典型地包括橡膠材料的較薄層，所述較薄層覆蓋在輪胎的側(cè)壁之間延伸并且通過側(cè)壁的某些結(jié)構(gòu)元件，例如輪胎胎體的簾線。該橡膠材料常規(guī)地由未針對地面接觸而是針對撓性設計的合成物產(chǎn)生，使得側(cè)壁可以耐受當輪胎通過接地面旋轉(zhuǎn)時發(fā)生的輪胎的重復撓曲。另外，該側(cè)壁橡膠典型地不如胎面橡膠厚。因而，針對當輪胎沿著地面與障礙物接觸時會發(fā)生的爆裂或其它扎破損壞，側(cè)壁通常具有比胎面小的耐抗性。某些輪胎旨在用于更崎嶇的應用，其中遭遇可能爆裂或以另外方式損壞側(cè)壁的障礙物會是頻繁的。例如，對于休閑和緊急越野應用，輪胎可能受到與障礙物的重復接觸，障礙物會爆裂側(cè)壁并且損壞充氣輪胎甚至使充氣輪胎泄氣。當然，對于這樣的輪胎，通常期望增加它們的耐側(cè)壁損壞(例如爆裂、扎破、破裂或在輪胎使用期間由接觸導致的其它側(cè)壁損壞事件)的能力?？梢匝刂鴤?cè)壁加入特征以有助于耐受某些側(cè)壁損壞?？梢試@側(cè)壁加入凸起部、花紋塊和/或其它胎面特征，從而在操作期間當輪胎與障礙物相互作用時通過保持在危險障礙物和側(cè)壁之間而保護側(cè)壁免受侵害。沿著側(cè)壁加入特征增加輪胎的材料、復雜性和費用。這樣的特征也可以不利地減小側(cè)壁的撓性。所以，期望優(yōu)化這樣的特征的尺寸和定位，特別是當不是側(cè)壁的所有部分必須保護時。而且，沿著側(cè)壁的這樣的特征可以明顯地改變輪胎的外觀。因此，美學考慮在確定加入側(cè)壁的特征的形狀和位置中起到重要作用。因此，需要一種用于改善輪胎側(cè)壁耐抗輪胎操作期間來自障礙物的損壞的方法。更特別地，一種可以用于確定沿著輪胎的側(cè)壁的保護特征的尺寸和定位從而改善耐爆裂、扎破和其它潛在損壞的方法將是有用的。一種在根據(jù)美學考慮調(diào)整這樣的特征時也可以使用的方法也將是有用的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方面和優(yōu)點將部分地在以下描述中闡述，或者可以從該描述變得明顯，或者可以通過本發(fā)明的實施而獲悉。在一個示例性方面中，本發(fā)明提供了一種改善輪胎側(cè)壁的保護以免受到接觸側(cè)壁的障礙物損壞的方法。輪胎限定赤道并且具有沿著輪胎的肩部定位的至少一個胎面花紋塊和胎面花紋溝。該示例性方法包括以下步驟識別第一區(qū)域，當輪胎旋轉(zhuǎn)經(jīng)過障礙物時如果障礙物從胎面花紋塊滑脫則障礙物將在第一區(qū)域中沿著側(cè)壁移動；識別第二區(qū)域，當輪胎旋轉(zhuǎn)經(jīng)過障礙物時如果障礙物從胎面花紋溝滑脫則障礙物將在第二區(qū)域中沿著側(cè)壁移動；識別LPN，LPN是當輪胎旋轉(zhuǎn)時如果障礙物從胎面花紋塊的邊緣滑脫則障礙物將首先接觸側(cè)壁的徑向位置；識別LPG，LPG是當輪胎旋轉(zhuǎn)時如果障礙物從胎面花紋溝的邊緣滑脫則障礙物將首先接觸側(cè)壁的徑向位置；以及使用第一區(qū)域和第二區(qū)域、LPG、LPN和赤道確定一個或多個接觸區(qū)域。確定一個或多個接觸區(qū)域的步驟包括使用赤道、LPG和LPN中的至少兩個限定每個接觸區(qū)域的頂部和底部。備選地，接觸區(qū)域還可以包括由LPG、LPN和軌跡限定的基于花紋溝的接觸區(qū)域，如果障礙物從胎面花紋溝的邊緣滑脫則障礙物將在側(cè)壁上遵循該軌跡；以及由LPN、赤道和軌跡限定的基于花紋塊的接觸區(qū)域，如果障礙物從胎面花紋塊的邊緣滑 脫則障礙物將在側(cè)壁上遵循該軌跡。該示例性方法可以包括在基于花紋溝的接觸區(qū)域?qū)⒒诨y溝的胎面特征定位在側(cè)壁上，并且可以包括在基于花紋塊的接觸區(qū)域?qū)⒒诨y塊的胎面特征定位在側(cè)壁上。該方法也可以包括沿著輪胎的側(cè)壁交錯基于花紋溝的胎面特征和基于花紋塊的胎面特征的步驟。基于花紋溝的胎面特征、基于花紋塊的胎面特征或兩者可以具有在大約3mm至大約15_的范圍內(nèi)的厚度。基于花紋溝的特征比基于花紋塊的胎面特征更靠近輪胎的頂點定位。尤其如果基于花紋溝的胎面特征的厚度小于3mm，則基于花紋溝的胎面特征的徑向深度可以增加超過LPN。類似地，尤其如果基于花紋塊的胎面特征的厚度小于3mm，則基于花紋塊的胎面特征的徑向深度可以增加超過赤道。優(yōu)選地，沿著徑向在基于花紋溝的特征、基于花紋塊的特征或兩者的頂部和底部之間的距離為至少10mm。該示例性方法還可以包括以下步驟選擇用于沿著輪胎的側(cè)壁定位的胎面特征；以及根據(jù)基于花紋溝的接觸區(qū)域和基于花紋塊的接觸區(qū)域的位置定位胎面特征。第一區(qū)域和第二區(qū)域可以基于使用以下方程確定的軌跡r = —IWf +H02
「00141 a = θ + arctan ~~
L 」Lu-IW其中R=輪胎的半徑Θ=輪胎的旋轉(zhuǎn)的量L0=障礙物Ptl相對于輪胎中心O的初始水平位置H0=障礙物Ptl相對于輪胎中心O的初始豎直位置r=障礙物的徑向坐標α =障礙物的角坐標備選地，可以通過實驗確定軌跡。類似地，可以通過數(shù)學建模確定或者通過實驗確定LPN和LPG。參考以下描述和附帶的權利要求，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解。包含在該說明書中并且構(gòu)成該說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實施例，并且與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。


在參考附圖的說明書中闡述了包括對于本領域的技術人員來說是本發(fā)明的最佳模式的本發(fā)明的完整和允許公開，其中圖I示出了示意性表示的沿著輪胎的側(cè)壁的示例性軌跡。圖2A至圖2C示出了為了在下面的說明書中描述的輪胎示意圖的截面圖。圖3A是示例性輪胎的側(cè)視圖，顯示了沿著輪胎的側(cè)壁的軌跡以及定位在如下所述的赤道、LPN、LPG和輪輞座位置的圓。圖3B和3C是圖3A中所示的示例性輪胎的側(cè)壁的一部分的近視圖。圖4為了進一步描述用于沿著側(cè)壁定位胎面特征的示例性程序示出了代表性側(cè)壁的一部分。
具體實施例方式為了描述本發(fā)明，現(xiàn)在將詳細地參考本發(fā)明的實施例和方面，在附圖中示出了所述實施例和方面的一個或多個例子。每個例子作為本發(fā)明的解釋而不是本發(fā)明的限制被提供。實際上，根據(jù)本文中公開的教導，本領域的技術人員將顯而易見可以在本發(fā)明中進行各種修改和變化而不脫離本發(fā)明的范圍或精神。例如，作為一個實施例的一部分示出或描述的特征可以用于另一個實施例以產(chǎn)生又一個實施例。因此，本發(fā)明旨在涵蓋屬于附帶的權利要求及其等效物的范圍內(nèi)的這樣的修改和變化。當在本文中使用時，如下定義以下術語徑向指的是垂直于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的方向。LPN指的是這樣的徑向位置，當輪胎與障礙物進行接觸之后沿著它的路徑旋轉(zhuǎn)時如果障礙物從胎面花紋塊的邊緣滑脫則障礙物將在所述徑向位置首先接觸輪胎的側(cè)壁。LPG指的是這樣的徑向位置，當輪胎與障礙物進行接觸之后沿著它的路徑旋轉(zhuǎn)時如果障礙物從胎面花紋溝的邊緣滑脫則障礙物將在所述徑向位置首先接觸輪胎的側(cè)壁。赤道指的是沿著側(cè)壁的徑向位置，當在沿著垂直于輪胎的圓周方向的平面獲得的橫截面中觀察時輪胎在所述徑向位置最寬。軌跡指的是當輪胎旋轉(zhuǎn)經(jīng)過障礙物并且與障礙物進行非變形接觸時障礙物的接觸點將沿著輪胎的側(cè)壁形成的路徑。在操作期間當輪胎沿著表面滾動時，側(cè)壁可能會與能夠通過爆裂或扎破損壞側(cè)壁的障礙物進行接觸。為了描述本發(fā)明，假設這樣的障礙物可以由單接觸點表示，所述單接觸點沿著輪胎的胎面區(qū)域開始并且然后當輪胎旋轉(zhuǎn)時沿著輪胎側(cè)壁移動。當輪胎滾動經(jīng)過這樣的障礙物時，與障礙物的接觸點將遵循沿著輪胎的側(cè)壁的路徑(在本文中被稱為軌跡)。作為例子，假設側(cè)壁是平坦的并且未通過與障礙物的接觸而損壞，該軌跡可以由以下方程數(shù)學地表征(I)和(2)
權利要求
1.一種改善輪胎側(cè)壁的保護以免受到接觸側(cè)壁的障礙物損壞的方法，所述輪胎具有赤道，所述輪胎也具有沿著所述輪胎的肩部定位的至少一個胎面花紋塊和胎面花紋溝，所述方法包括以下步驟 識別第一區(qū)域，當所述輪胎旋轉(zhuǎn)經(jīng)過障礙物時如果障礙物從所述胎面花紋塊滑脫則障礙物將在所述第一區(qū)域中沿著所述側(cè)壁移動； 識別第二區(qū)域，當所述輪胎旋轉(zhuǎn)經(jīng)過障礙物時如果障礙物從胎面花紋溝滑脫則障礙物將在所述第二區(qū)域中沿著所述側(cè)壁移動； 識別LPN，LPN是當所述輪胎旋轉(zhuǎn)時如果障礙物從所述胎面花紋塊的邊緣滑脫則障礙物將首先接觸所述側(cè)壁的徑向位置； 識別LPG，LPG是當所述輪胎旋轉(zhuǎn)時如果障礙物從所述花紋溝的邊緣滑脫則障礙物將首先接觸所述側(cè)壁的徑向位置；以及 使用所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域、LPG、LPN和所述赤道確定一個或多個接觸區(qū)域。
2.根據(jù)權利要求I所述的改善輪胎側(cè)壁的保護的方法，其中所述確定一個或多個接觸區(qū)域的步驟包括使用所述赤道、LPG和LPN中的至少兩個限定每個所述接觸區(qū)域的頂部和底部。
3.根據(jù)權利要求I所述的改善輪胎側(cè)壁的保護的方法，其中所述一個或多個接觸區(qū)域還包括 由LPG、LPN和軌跡限定的基于花紋溝的接觸區(qū)域，如果障礙物從所述胎面花紋溝的邊緣滑脫則障礙物將在所述側(cè)壁上遵循所述軌跡；以及 由LPN、所述赤道和軌跡限定的基于花紋塊的接觸區(qū)域，如果障礙物從所述胎面花紋塊的邊緣滑脫則障礙物將在所述側(cè)壁上遵循所述軌跡。
4.根據(jù)權利要求3所述的改善輪胎側(cè)壁的保護的方法，所述方法還包括以下步驟 在所述基于花紋溝的接觸區(qū)域?qū)⑺龌诨y溝的胎面特征定位在所述側(cè)壁上。
5.根據(jù)權利要求4所述的改善輪胎側(cè)壁的保護的方法，所述方法還包括以下步驟 在所述基于花紋塊的接觸區(qū)域?qū)⒒诨y塊的胎面特征定位在所述側(cè)壁上。
6.根據(jù)權利要求5所述的改善輪胎側(cè)壁的保護的方法，所述方法還包括沿著所述輪胎的側(cè)壁交錯所述基于花紋溝的胎面特征和所述基于花紋塊的胎面特征的步驟。
7.根據(jù)權利要求5所述的改善輪胎側(cè)壁的保護的方法，其中所述基于花紋溝的胎面特征和所述基于花紋塊的胎面特征均具有在大約3mm至大約15mm的范圍內(nèi)的厚度。
8.根據(jù)權利要求5所述的改善輪胎側(cè)壁的保護的方法，其中所述基于花紋溝的胎面特征比所述基于花紋塊的胎面特征更靠近所述輪胎的頂點定位。
9.根據(jù)權利要求8所述的改善輪胎側(cè)壁的保護的方法，其中所述胎面特征具有小于3mm的厚度，并且所述方法還包括以下步驟 如果所述基于花紋溝的胎面特征的厚度小于3mm，則增加所述基于花紋溝的胎面特征的徑向深度超過LPN ；以及 如果所述基于花紋塊的胎面特征的厚度小于3mm，則增加所述基于花紋塊的胎面特征的徑向深度超過所述赤道。
10.根據(jù)權利要求8所述的改善輪胎側(cè)壁的保護的方法，其中沿著徑向在所述基于花紋溝的特征的頂部和底部之間的距離為至少10_。
11.根據(jù)權利要求8所述的改善輪胎側(cè)壁的保護的方法，其中沿著徑向在所述基于花紋塊的特征的頂部和底部之間的距離為至少10_。
12.根據(jù)權利要求3所述的改善輪胎側(cè)壁的保護的方法，所述方法還包括以下步驟 選擇用于沿著所述輪胎的側(cè)壁定位的胎面特征；以及 基于所述基于花紋溝的接觸區(qū)域和所述基于花紋塊的接觸區(qū)域的位置定位所述胎面特征。
13.根據(jù)權利要求I所述的改善輪胎側(cè)壁的保護的方法，其中所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域基于使用以下方程確定的軌跡
14.根據(jù)權利要求I所述的改善輪胎側(cè)壁的保護的方法，其中通過實驗確定所述LPN和所述LPG。
15.根據(jù)權利要求I所述的改善輪胎側(cè)壁的保護的方法，其中通過數(shù)學建模確定所述LPN和所述LPG。
全文摘要
本發(fā)明提供一種改善輪胎側(cè)壁耐損壞(例如爆裂或扎破)的方法。更特別地，本發(fā)明提供一種用于確定沿著輪胎的側(cè)壁的胎面特征的尺寸和定位從而當在輪胎的操作期間接觸障礙物時改善側(cè)壁的保護以免于損壞的方法。
文檔編號B60C11/01GK102947106SQ201080067603
公開日2013年2月27日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權日2010年6月23日
發(fā)明者F·朱, D·R·豪利特, C·于爾斯 申請人:米其林集團總公司, 米其林研究和技術股份有限公司