专利名称：改善轮胎侧壁耐损坏的方法
技术领域：
本发明涉及一种改善轮胎侧壁耐损坏(例如爆裂或扎破)的方法。更特别地，本发明提供一种用于确定沿着轮胎的侧壁的胎面特征的尺寸和定位从而当在轮胎的操作期间接触障碍物时改善侧壁的保护以免于损坏的方法。
背景技术：
在诸如越野条件的恶劣环境下操作轮胎对保护轮胎免于损坏提出挑战。诸如石块、树木和其它特征的障碍物不仅沿着胎面区域而且沿着侧壁对轮胎造成威胁。尽管胎面区域被设计成与地面相接触并且因此由旨在用于该目的的合成物构造，但是侧壁通常未被设计成地面接触。相反地，轮胎的侧壁典型地包括橡胶材料的较薄层，所述较薄层覆盖在轮胎的侧壁之间延伸并且通过侧壁的某些结构元件，例如轮胎胎体的帘线。该橡胶材料常规地由未针对地面接触而是针对挠性设计的合成物产生，使得侧壁可以耐受当轮胎通过接地面旋转时发生的轮胎的重复挠曲。另外，该侧壁橡胶典型地不如胎面橡胶厚。因而，针对当轮胎沿着地面与障碍物接触时会发生的爆裂或其它扎破损坏，侧壁通常具有比胎面小的耐抗性。某些轮胎旨在用于更崎岖的应用，其中遭遇可能爆裂或以另外方式损坏侧壁的障碍物会是频繁的。例如，对于休闲和紧急越野应用，轮胎可能受到与障碍物的重复接触，障碍物会爆裂侧壁并且损坏充气轮胎甚至使充气轮胎泄气。当然，对于这样的轮胎，通常期望增加它们的耐侧壁损坏(例如爆裂、扎破、破裂或在轮胎使用期间由接触导致的其它侧壁损坏事件)的能力。可以沿着侧壁加入特征以有助于耐受某些侧壁损坏。可以围绕侧壁加入凸起部、花纹块和/或其它胎面特征，从而在操作期间当轮胎与障碍物相互作用时通过保持在危险障碍物和侧壁之间而保护侧壁免受侵害。沿着侧壁加入特征增加轮胎的材料、复杂性和费用。这样的特征也可以不利地减小侧壁的挠性。所以，期望优化这样的特征的尺寸和定位，特别是当不是侧壁的所有部分必须保护时。而且，沿着侧壁的这样的特征可以明显地改变轮胎的外观。因此，美学考虑在确定加入侧壁的特征的形状和位置中起到重要作用。因此，需要一种用于改善轮胎侧壁耐抗轮胎操作期间来自障碍物的损坏的方法。更特别地，一种可以用于确定沿着轮胎的侧壁的保护特征的尺寸和定位从而改善耐爆裂、扎破和其它潜在损坏的方法将是有用的。一种在根据美学考虑调整这样的特征时也可以使用的方法也将是有用的。
发明内容
本发明的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从该描述变得明显，或者可以通过本发明的实施而获悉。在一个示例性方面中，本发明提供了一种改善轮胎侧壁的保护以免受到接触侧壁的障碍物损坏的方法。轮胎限定赤道并且具有沿着轮胎的肩部定位的至少一个胎面花纹块和胎面花纹沟。该示例性方法包括以下步骤识别第一区域，当轮胎旋转经过障碍物时如果障碍物从胎面花纹块滑脱则障碍物将在第一区域中沿着侧壁移动；识别第二区域，当轮胎旋转经过障碍物时如果障碍物从胎面花纹沟滑脱则障碍物将在第二区域中沿着侧壁移动；识别LPN，LPN是当轮胎旋转时如果障碍物从胎面花纹块的边缘滑脱则障碍物将首先接触侧壁的径向位置；识别LPG，LPG是当轮胎旋转时如果障碍物从胎面花纹沟的边缘滑脱则障碍物将首先接触侧壁的径向位置；以及使用第一区域和第二区域、LPG、LPN和赤道确定一个或多个接触区域。确定一个或多个接触区域的步骤包括使用赤道、LPG和LPN中的至少两个限定每个接触区域的顶部和底部。备选地，接触区域还可以包括由LPG、LPN和轨迹限定的基于花纹沟的接触区域，如果障碍物从胎面花纹沟的边缘滑脱则障碍物将在侧壁上遵循该轨迹；以及由LPN、赤道和轨迹限定的基于花纹块的接触区域，如果障碍物从胎面花纹块的边缘滑 脱则障碍物将在侧壁上遵循该轨迹。该示例性方法可以包括在基于花纹沟的接触区域将基于花纹沟的胎面特征定位在侧壁上，并且可以包括在基于花纹块的接触区域将基于花纹块的胎面特征定位在侧壁上。该方法也可以包括沿着轮胎的侧壁交错基于花纹沟的胎面特征和基于花纹块的胎面特征的步骤。基于花纹沟的胎面特征、基于花纹块的胎面特征或两者可以具有在大约3mm至大约15_的范围内的厚度。基于花纹沟的特征比基于花纹块的胎面特征更靠近轮胎的顶点定位。尤其如果基于花纹沟的胎面特征的厚度小于3mm，则基于花纹沟的胎面特征的径向深度可以增加超过LPN。类似地，尤其如果基于花纹块的胎面特征的厚度小于3mm，则基于花纹块的胎面特征的径向深度可以增加超过赤道。优选地，沿着径向在基于花纹沟的特征、基于花纹块的特征或两者的顶部和底部之间的距离为至少10mm。该示例性方法还可以包括以下步骤选择用于沿着轮胎的侧壁定位的胎面特征；以及根据基于花纹沟的接触区域和基于花纹块的接触区域的位置定位胎面特征。第一区域和第二区域可以基于使用以下方程确定的轨迹r = —IWf +H02
「00141 a = θ + arctan ~~
L 」Lu-IW其中R=轮胎的半径Θ=轮胎的旋转的量L0=障碍物Ptl相对于轮胎中心O的初始水平位置H0=障碍物Ptl相对于轮胎中心O的初始竖直位置r=障碍物的径向坐标α =障碍物的角坐标备选地，可以通过实验确定轨迹。类似地，可以通过数学建模确定或者通过实验确定LPN和LPG。参考以下描述和附带的权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。包含在该说明书中并且构成该说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。
在参考附图的说明书中阐述了包括对于本领域的技术人员来说是本发明的最佳模式的本发明的完整和允许公开，其中图I示出了示意性表示的沿着轮胎的侧壁的示例性轨迹。图2A至图2C示出了为了在下面的说明书中描述的轮胎示意图的截面图。图3A是示例性轮胎的侧视图，显示了沿着轮胎的侧壁的轨迹以及定位在如下所述的赤道、LPN、LPG和轮辋座位置的圆。图3B和3C是图3A中所示的示例性轮胎的侧壁的一部分的近视图。图4为了进一步描述用于沿着侧壁定位胎面特征的示例性程序示出了代表性侧壁的一部分。
具体实施例方式为了描述本发明，现在将详细地参考本发明的实施例和方面，在附图中示出了所述实施例和方面的一个或多个例子。每个例子作为本发明的解释而不是本发明的限制被提供。实际上，根据本文中公开的教导，本领域的技术人员将显而易见可以在本发明中进行各种修改和变化而不脱离本发明的范围或精神。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以用于另一个实施例以产生又一个实施例。因此，本发明旨在涵盖属于附带的权利要求及其等效物的范围内的这样的修改和变化。当在本文中使用时，如下定义以下术语径向指的是垂直于轮胎的旋转轴线的方向。LPN指的是这样的径向位置，当轮胎与障碍物进行接触之后沿着它的路径旋转时如果障碍物从胎面花纹块的边缘滑脱则障碍物将在所述径向位置首先接触轮胎的侧壁。LPG指的是这样的径向位置，当轮胎与障碍物进行接触之后沿着它的路径旋转时如果障碍物从胎面花纹沟的边缘滑脱则障碍物将在所述径向位置首先接触轮胎的侧壁。赤道指的是沿着侧壁的径向位置，当在沿着垂直于轮胎的圆周方向的平面获得的横截面中观察时轮胎在所述径向位置最宽。轨迹指的是当轮胎旋转经过障碍物并且与障碍物进行非变形接触时障碍物的接触点将沿着轮胎的侧壁形成的路径。在操作期间当轮胎沿着表面滚动时，侧壁可能会与能够通过爆裂或扎破损坏侧壁的障碍物进行接触。为了描述本发明，假设这样的障碍物可以由单接触点表示，所述单接触点沿着轮胎的胎面区域开始并且然后当轮胎旋转时沿着轮胎侧壁移动。当轮胎滚动经过这样的障碍物时，与障碍物的接触点将遵循沿着轮胎的侧壁的路径(在本文中被称为轨迹)。作为例子，假设侧壁是平坦的并且未通过与障碍物的接触而损坏，该轨迹可以由以下方程数学地表征(I)和(2)
权利要求
1.一种改善轮胎侧壁的保护以免受到接触侧壁的障碍物损坏的方法，所述轮胎具有赤道，所述轮胎也具有沿着所述轮胎的肩部定位的至少一个胎面花纹块和胎面花纹沟，所述方法包括以下步骤 识别第一区域，当所述轮胎旋转经过障碍物时如果障碍物从所述胎面花纹块滑脱则障碍物将在所述第一区域中沿着所述侧壁移动； 识别第二区域，当所述轮胎旋转经过障碍物时如果障碍物从胎面花纹沟滑脱则障碍物将在所述第二区域中沿着所述侧壁移动； 识别LPN，LPN是当所述轮胎旋转时如果障碍物从所述胎面花纹块的边缘滑脱则障碍物将首先接触所述侧壁的径向位置； 识别LPG，LPG是当所述轮胎旋转时如果障碍物从所述花纹沟的边缘滑脱则障碍物将首先接触所述侧壁的径向位置；以及 使用所述第一区域和所述第二区域、LPG、LPN和所述赤道确定一个或多个接触区域。
2.根据权利要求I所述的改善轮胎侧壁的保护的方法，其中所述确定一个或多个接触区域的步骤包括使用所述赤道、LPG和LPN中的至少两个限定每个所述接触区域的顶部和底部。
3.根据权利要求I所述的改善轮胎侧壁的保护的方法，其中所述一个或多个接触区域还包括 由LPG、LPN和轨迹限定的基于花纹沟的接触区域，如果障碍物从所述胎面花纹沟的边缘滑脱则障碍物将在所述侧壁上遵循所述轨迹；以及 由LPN、所述赤道和轨迹限定的基于花纹块的接触区域，如果障碍物从所述胎面花纹块的边缘滑脱则障碍物将在所述侧壁上遵循所述轨迹。
4.根据权利要求3所述的改善轮胎侧壁的保护的方法，所述方法还包括以下步骤 在所述基于花纹沟的接触区域将所述基于花纹沟的胎面特征定位在所述侧壁上。
5.根据权利要求4所述的改善轮胎侧壁的保护的方法，所述方法还包括以下步骤 在所述基于花纹块的接触区域将基于花纹块的胎面特征定位在所述侧壁上。
6.根据权利要求5所述的改善轮胎侧壁的保护的方法，所述方法还包括沿着所述轮胎的侧壁交错所述基于花纹沟的胎面特征和所述基于花纹块的胎面特征的步骤。
7.根据权利要求5所述的改善轮胎侧壁的保护的方法，其中所述基于花纹沟的胎面特征和所述基于花纹块的胎面特征均具有在大约3mm至大约15mm的范围内的厚度。
8.根据权利要求5所述的改善轮胎侧壁的保护的方法，其中所述基于花纹沟的胎面特征比所述基于花纹块的胎面特征更靠近所述轮胎的顶点定位。
9.根据权利要求8所述的改善轮胎侧壁的保护的方法，其中所述胎面特征具有小于3mm的厚度，并且所述方法还包括以下步骤 如果所述基于花纹沟的胎面特征的厚度小于3mm，则增加所述基于花纹沟的胎面特征的径向深度超过LPN ；以及 如果所述基于花纹块的胎面特征的厚度小于3mm，则增加所述基于花纹块的胎面特征的径向深度超过所述赤道。
10.根据权利要求8所述的改善轮胎侧壁的保护的方法，其中沿着径向在所述基于花纹沟的特征的顶部和底部之间的距离为至少10_。
11.根据权利要求8所述的改善轮胎侧壁的保护的方法，其中沿着径向在所述基于花纹块的特征的顶部和底部之间的距离为至少10_。
12.根据权利要求3所述的改善轮胎侧壁的保护的方法，所述方法还包括以下步骤 选择用于沿着所述轮胎的侧壁定位的胎面特征；以及 基于所述基于花纹沟的接触区域和所述基于花纹块的接触区域的位置定位所述胎面特征。
13.根据权利要求I所述的改善轮胎侧壁的保护的方法，其中所述第一区域和所述第二区域基于使用以下方程确定的轨迹
14.根据权利要求I所述的改善轮胎侧壁的保护的方法，其中通过实验确定所述LPN和所述LPG。
15.根据权利要求I所述的改善轮胎侧壁的保护的方法，其中通过数学建模确定所述LPN和所述LPG。
全文摘要
本发明提供一种改善轮胎侧壁耐损坏(例如爆裂或扎破)的方法。更特别地，本发明提供一种用于确定沿着轮胎的侧壁的胎面特征的尺寸和定位从而当在轮胎的操作期间接触障碍物时改善侧壁的保护以免于损坏的方法。
文档编号B60C11/01GK102947106SQ201080067603
公开日2013年2月27日 申请日期2010年6月23日 优先权日2010年6月23日
发明者F·朱, D·R·豪利特, C·于尔斯 申请人:米其林集团总公司, 米其林研究和技术股份有限公司