技术领域
[0001] 本
发明的主题涉及一种卡
车轮胎，其具有减少轮胎胎面的异常磨损的胎面设计。更具体地，本
申请涉及一种胎面，其特征在于在较高
迟滞材料径向向外处具有较低迟滞材料，连同用于不规则磨损保护的雕刻特征，以产生展现较少不规则磨损的卡车轮胎。
背景技术
[0002] 重型商用车辆轮胎制造商在开发增大轮胎胎面的
耐磨性且减少轮胎的
滚动阻力，同时改进抓地力
水平和对道路危险的耐受性的轮胎架构和轮胎材料方面已取得重大进展。
[0003] 不规则胎面磨损(也被称为“不均匀磨损”或“异常磨损”)对于重型商用车辆轮胎来说是个大问题，因为它会逐渐诱发轮胎振动，从而被驾驶员通过
方向盘感觉到。它也会使磨损情况看起来很差。这两种不良影响常常会导致轮胎在其磨损寿命的早期阶段就被停用。通常，轮胎在慢速磨损条件下使用的次数越多，不规则磨损对减少里程的影响越大。这就是为什么在所谓的长途驾驶使用中，不规则磨损耐受性对卡车轮胎至关重要。
[0004] 北美市场上的成功长途驾驶轮胎的两个实例为以名称和 X LINETM ENERGY Z出售的轮胎。那些轮胎
的胎面组合了使它们在长期驾驶使用中在滚动阻力、磨损率、不规则磨损耐受性和侵蚀耐受性方面表现良好水平的特征。
[0005] 那些轮胎的胎面使用了叠置的两个不同
橡胶化合物主层的组合。相比下部层，地面
接触上部层为更具迟滞性的化合物。这种设计防止轮胎为新胎时受到磨损。然而，可能需要具有其它旨在减少异常磨损的卡车轮胎胎面设计。因而，本领域内仍存在变化和改进的余地。
附图说明
[0006] 本发明的针对所属领域的一般技术人员的完整且启发性公开内容(包含其最佳模式)在
说明书中得到阐述，所述公开内容参考附图，在所述附图中：
[0007] 图1为根据一个示范性
实施例的重型卡车轮胎的透视图。
[0008] 图2为根据另一示范性实施例的轮胎的横截面图。
[0009] 图3为根据另一示范性实施例的轮胎的横截面图。
[0010] 图4为根据另一示范性实施例的轮胎的胎面的一部分的俯视图。
[0011] 图5为取自根据另一示范性实施例的轮胎的纵向凹槽内部的侧视图，其中示出轮胎的圆周的区段。
[0012] 不同图中的相同或类似附图标记的使用表示相同或类似特征。
具体实施方式
[0013] 现在将详细参考本发明的实施例，在附图中说明本发明的实施例的一个或多个实例。每个实例以解释本发明的方式提供，且并不意味着限制本发明。例如，说明或描述为一个实施例的部分的特征可以与另一实施例一起使用以产生再第三实施例。本发明旨在包含这些和其它
修改和变化。
[0014] 本发明提供重载卡车轮胎10，由于实施结构特征30，连同由不同迟滞性质表征的胎面16的不同层18、20，所述轮胎展现较少异常磨损。胎面16具有第一层18，其与地面接合，且相比更接近轮胎10的中
心轴线14的第二层20具有较低迟滞性。
[0015] 图1示出为重载卡车轮胎10的轮胎10。在这方面，轮胎10并不设计成用于
汽车、摩托车或轻型卡车(有效
载荷小于4,000磅)，也不与汽车、摩托车或轻型卡车一起使用，而是设计成用于例如18轮车、垃圾车、箱式卡车的重载卡车并与所述重载卡车一起使用。轮胎10可以是转向轮胎、
驱动轮胎、
挂车轮胎或全
位置轮胎。轮胎10包含壳体12，胎面16安置在所述壳体上。轮胎10的中心轴线14延伸穿过壳体12的中心，并且轮胎10的轴向方向28平行于中心轴线14。轮胎10的径向方向24垂直于中心轴线14，并且胎面16
定位成在径向方向24上比壳体12更远离中心轴线14。胎面16在轮胎10的圆周方向26上一直围绕壳体12延伸，并且360度环绕中心轴线14。
[0016] 胎面16的特征在于五个肋状物46，所述肋状物由在圆周方向26上延伸的四个纵向凹槽38分离。五个肋状物46可以被分类为中心肋状物、两个中间肋状物和两个肩部肋状物。然而，在其它示范性实施例中可以存在任何数目个肋状物46，或无肋状物46。肋状物46可以各自由可以具有各种形状、大小和配置的数个胎面
块60构成。包含这些架构特征使胎面16在使用中具有不同性能性质。胎面16可以包含可以减少异常磨损的某些结构特征30。参考图1示出的一个此类结构特征30可以是在轴向方向14上跨越肋状物46的胎面块延伸的定向
胎纹沟槽56。胎面16在轴向方向14上具有第一胎面边缘32和相对安置的第二胎面边缘34。
胎面16的滚动胎面宽度36从一个边缘32延伸到另一边缘34，并且是胎面16的设计成当轮胎
10为新胎时在任何胎面16磨损已发生之前与地面接合的部分。
[0017] 现在参考图2，示出轮胎10的另一示范性实施例，其中胎面16由包含第一层18和第二层20两者的胎面块60构成。第一层18和第二层20具有彼此不同的迟滞值，并且具体来说，第一层18具有比第二层20低的迟滞值。可以通过构成层的橡胶的tan(δ)值来测量迟滞性。损耗因数“tan(δ)”是橡胶化合物的动态性质。其是根据标准ASTM D5992-96在
粘度分析仪(Metravib VA4000)上测量。记录由两个圆柱形球粒(各为2mm厚且直径一厘米)组成的测试标本的响应(所述测试标本是从取自在足够厚以能够形成测试标本的区域中的所关注尽可能靠近赤道面的区域的层的高度上的轮胎中途的样本制造而成)，标本经受简单的交替正弦剪切负载，其
频率为10Hz，
温度为60℃。扫频涵盖从0.1％到25％峰到峰(在往外循环上)然后从25％到1％峰到峰(在返回循环上)的
变形的幅度。这里使用的结果是损耗因数tan(δ)和复数动态
剪切模量。参考在测试期间施加的25％应变的复数动态剪切模量表示为“G*
25”。在往外循环期间，观测到的tanδ的最大值表示为“max tan(δ)”。
[0018] 第一层18的max tan(δ)可以是从0.06到0.15，且在一些实施例中可以是从0.06到0.12，且在一些实施例中可以是从0.06到0.09。第二层20的max tan(δ)可以是从0.12到
0.27，且在一些实施例中可以是从0.12到0.18。尽管可以看出max tan(δ)的值范围可以在第一层18与第二层20之间重叠，但情况始终为当根据本发明产生特定轮胎10时，第一层18的max tan(δ)低于第二层20的max tan(δ)。
[0019] 根据某些示范性实施例，第一层18的max tan(δ)是从0.06到0.08、从0.08到0.10、从0.10到0.12、从0.12到0.14、从0.12到0.15、从0.06到0.09、从0.09到0.12、从0.06到0.10、从0.10到0.14、从0.10到0.15、从0.06到0.13、从0.06到0.14、从0.08到0.15、从0.09到0.15、从0.11到0.15、从0.14到0.15、从0.10到0.11、从0.09到0.10、从0.08到0.12、从
0.07到0.13或从0.06到0.11。
[0020] 根据某些示范性实施例，第二层20的max tan(δ)是从0.12到0.14、从0.12到0.16、从0.12到0.15、从0.12到0.20、从0.12到0.22、从0.12到0.24、从0.12到0.26、从0.25到0.27、从0.23到0.27、从0.21到0.27、从0.19到0.27、从0.17到0.27、从0.15到0.27、从0.14到0.27、从0.14到0.16、从0.16到0.18、从0.18到0.20、从0.22到0.24、从0.24到0.26、从
0.26到0.27、从0.19到0.21、从0.18到0.23、从0.17到0.24、从0.16到0.25、从0.15到0.26、从0.14到0.27、从0.14到0.17、从0.15到0.16或从0.15到0.18。
[0021] 25％应变(G*25)、60℃下的复数剪切模量(在本文中称为G*25)可以被
选定为使得其对于两个层18、20是相同或不同的。在一些情况下，第一层18的G*25与第二层20相同。在其它情况下，第一层18的G*25小于第二层20的G*25。在又另外的示范性实施例中，第一层18的G*25大于第二层20的G*25。在一些实施例中，第一层18和第二层20的G*25是从1.2到2.3MPa。在其它实施例中，第一层18和第二层20的G*25是从1.5到1.8MPa。在又其它实施例中，第一层18和第二层20的G*25是从1.2到1.4MPa、从1.4到1.6MPa、从1.6到1.8MPa、从1.8到2.0MPa、从2.0到2.2MPa、从2.0到2.3MPa、从1.2到1.5MPa、从1.5到1.8MPa、从1.8到
2.1MPa、从2.1到2.3MPa、从1.2到1.6MPa、从1.6到2.0MPa、从2.0到2.3MPa、从1.4到2.1MPa、从1.5到2.0MPa、从1.6到1.9MPa、从1.7到1.8MPa、从1.3到1.5MPa、从1.8到2.3MPa、从1.7到
2.0MPa、从1.7到2.3MPa、从1.2到1.7MPa、从1.5到1.7MPa、从1.3到1.7MPa或从1.4到
1.7MPa。
[0022] 第一层18定位于胎面块60中，且在轴向方向28上跨越滚动胎面宽度36的整个宽度的大部分延伸。第一层18并非跨越整个滚动胎面宽度36连续，而是在存在纵向凹槽38的位置处是非连续的。第二层20同样跨越滚动胎面宽度36的整个宽度的大部分延伸，但同样在存在纵向凹槽38的位置处是非连续的。如果牺牲性肋状物40、42并非由第一层18或第二层20制成，则第一层18或第二层20并不定位于滚动胎面宽度36的末端处。第三层22定位于第二层20下且接合所述第二层，且带束层62定位于第三层22下。在一些实施例中，第三层22具有不同于第一层18和第二层20两者的max tan(δ)，且第三层22的max tan(δ)低于第一层18的max tan(δ)，且低于第二层20的max tan(δ)。在这些实施例中，第一层18的max tan(δ)同样低于第二层20的max tan(δ)。在其它实施例中，第三层22的max tan(δ)相同于第一层18的max tan(δ)，且其都低于第二层20的max tan(δ)。在所有各种实施例中，第三层22的max tan(δ)可以在如先前关于第一层18和第二层20论述的范围中。第三层22限定纵向凹槽38的底部，但在一些实施例中，也可以限定纵向凹槽38的
侧壁。
[0023] 第一层18和第二层20定位于胎面16的肋状物46中的至少一个中。在这方面，肋状物46中的至少一个包含第一层18和第二层20两者。肋状物46被限定为胎面16的在邻近纵向凹槽38的底部处开始，且在径向方向24上远离中心轴线14延伸的部分。在图2中，所有五个肋状物46包含第一层18和第二层20两者，但应理解，在其它示范性实施例中，少于所有五个肋状物可以具有第一层18和第二层20两者。另外的设计包含在轴向方向28上交替的肋状物46，使得肋状物46中的一个具有从第二层20径向向外的第一层18，且下一肋状物具有实际上从第一层18径向向外的第二层20。这种交替可以在整个滚动胎面宽度36上延伸，且肩部处的第一肋状物46的特征可以在于在径向方向24上向外处具有第一层18或第二层20。在一些实施例中，在第二层20向外处具有第一层18的那些肋状物之间的肋状物46可以甚至不具有第一层18和/或第二层20。在再其它实施例中，第三层22的一部分可以延伸到一个或多个或所有肋状物46中。在这些实施例中，此类肋状物46将由第一层18、第二层20和第三层22构成。
[0024] 图3示出并不存在第三层22的替代示范性实施例。第一层18同样位于胎面块60中且在轴向方向28上在滚动胎面宽度36的宽度的大部分上延伸，且第二层20位于胎面块60中且在轴向方向28上在滚动胎面宽度36的整个宽度上延伸。第二层20接合带束层62和壳体12。纵向凹槽38由第一层18和第二层20两者限定。肋状物46中的至少一个包含第一层18和第二层20两者。在一些实施例中，所有肋状物46都包含两层18、20。胎面16可以被设计成使得肋状物46在轴向方向28上交替，如上文相对于关于图2的论述所描述，且不需要重复此信息。
[0025] 第一层18与第二层20之间的边界线位于肋状物46内，从而位于在径向方向24上从邻近纵向凹槽38的底部向外处。此边界线可以基于选定迟滞性在径向方向24上向外和向内移动。如果第一层的迟滞性被选定为高或低，则相应地调整第一层18与第二层20之间的边界线的位置。因而，基于构成这些层的选定迟滞性选定第一层18、第二层20和第三层22(如果存在)的厚度。
[0026] 除了并入用以减少异常磨损的雕刻特征30之外，轮胎10可以通过并入具有比第二层20低的max tan(δ)的第一层18来防止发生异常磨损。一个此类雕刻特征30为图2和3中示出的牺牲性肋状物40、42。牺牲性肋状物40、42可以由具有不同于第一层18和第二层20的迟滞性质的材料制成，或构成牺牲性肋状物40、42的材料可以具有相同于两层18、20中的一个的迟滞性。在图2中，牺牲性肋状物40、42由不同于第一层18和第二层20的材料制成。在图3的实施例中，牺牲性肋状物40、42由构成第二层20的相同材料构成。尽管未示出，但牺牲性肋状物40、42可以由第一层18和第二层20两者构成，且第一层18可以在径向方向24上更远离中心轴线14。
[0027] 牺牲性肋状物40、42可以具有小于邻近肩部肋状物46的外半径且在轮胎10为新胎时位于滚动胎面宽度36内，并且在轮胎10为新胎时接触地面且在轮胎10磨损时也可以接触地面。牺牲性肋状物40、42被视为牺牲性的，因为其本质上具有对不规则磨损敏感的局部
制动推出
应力。然而，正是这些特有应力又为其保护的邻近肩部肋状物46提供更好的应力情况，因为最终结果是此邻近肩部肋状物46具有更多的驱动推出情况。一对肩部肋状物40、42示出为在轴向方向28上位于胎面16的任一侧上，但应理解，在某些示范性实施例中，可存在仅单个肩部肋状物40、42。当轮胎10为新胎时，牺牲性肋状物40、42位于滚动胎面宽度36内，且在胎面16在正常使用期间受到一些磨损后，牺牲性肋状物40、42将继续在轮胎10滚动时接触地面，且可以在轮胎10的大部分寿命中提供一定保护。
[0028] 图4示出胎面16的外表面50，其中存在用以减少异常胎面16磨损的其它类型的雕刻特征30。雕刻特征30可以是一个或多个微小胎纹沟槽44，其在轴向方向28上从肋状物46的边缘48延伸到肋状物46中，且在径向方向24上从肋状物46的外表面50延伸到肋状物46中。微小胎纹沟槽44切入肋状物46中且厚度小于2mm，并且并不在轴向方向28上跨越肋状物46的整个宽度延伸。微小胎纹沟槽44位于肋状物46的边缘48上，以减少可能在肋状物边缘
48处发生的应力奇异性。当相比于不具有微小胎纹沟槽44的肋状物46时，微小胎纹沟槽的局部压缩特性有助于分布/吸收此无限应力，从而导致轮胎10引发不规则磨损的机率较小。
[0029] 图5示出延伸到第一层18和第二层20两者中的微小胎纹沟槽44。微小胎纹沟槽44定向成与中心轴线14成零度
角度。雕刻特征30还可以是如图4和5两者中所示的定向微小胎纹沟槽52。除了定向微小胎纹沟槽相对于中心轴线14倾斜之外，定向微小胎纹沟槽52相同于微小胎纹沟槽44。定向微小胎纹沟槽52以可以是大于零度的任何量的非零角度54定向。在一些情况下，非零角度54可以是从2到85度。微小胎纹沟槽52的定向性被定向成使得其朝向轮胎10的向前滚动方向64倾斜。定向微小胎纹沟槽52的此倾斜提升了轮胎10的接触面中的推出应力，这可以减少不规则磨损。
[0030] 图4和5还说明定向胎纹沟槽56，其可以是结合第一层18和第二层20使用的另一雕刻特征30。定向胎纹沟槽56为厚度小于2mm的凹槽，且在轴向方向28上跨越肋状物46的整个宽度延伸。定向胎纹沟槽56有益于增强肋状物46的推出驱动力，且改进轮胎10的整体磨损速度性能。胎纹沟槽56是定向的，因为其相对于中心轴线14在轮胎10的向前滚动方向64上定向，以提升接触面中的推出应力来对抗不规则磨损。定向胎纹沟槽56定向成与中心轴线14成角度58且为非零角度。根据某些示范性实施例，角度58可以是从5到85度。
[0031] 使用较高迟滞第二层20暗示轮胎10在处于新胎状态下时将不受保护。使用雕刻特征30来在轮胎10寿命的第一阶段期间保护轮胎10。随着雕刻特征30的有效性随时间推移而减少，第二层20的材料提供所需保护。
[0032] 层的较高和较低迟滞性是基于构成层的材料，例如橡胶、
二氧化
硅、
碳黑、硫或其它填料来施加，而非基于使层为组织的带束层或其它组件而较高或较低。层的迟滞性由胎面混合引起，而非由为组织的胎面引起。
[0033] 轮胎10可以是生产并装到新车上的原始设备制造的轮胎。轮胎10也可以是将用过的壳体装备有包含第一层18和第二层20的新胎面16的
翻新轮胎。
[0034] 虽然已关于本发明的具体实施例和其方法详细地描述本发明主题，但应了解，在获得对前述内容的理解之后所属领域的技术人员可容易地产生对此类实施例的改变、变化和等效物。因此，本发明的范围是作为实例而非作为限制，且本发明不排除将此类修改、变化和/或添加包含到本发明主题，如将显而易见。
