[0041] 图2是周向沟槽205的一个实施例的俯视平面图的示意图。周向沟槽205具有相交于
顶点220处的第一沟槽底部210和第二沟槽底部215。如图所示，顶点220是真实欧几里得顶点。在可供选择的实施例(未示出)中，由接合部替代顶点220。该接合部可为修圆的，或为蛇形、曲线、花键、正弦形或起伏状特征的一部分。
[0042] 如图2所示，周向沟槽205具有第一沟槽边缘225和第二沟槽边缘230。对于第一沟槽底部210来说，第一沟槽边缘225包括第一轴向向外相对最大点235和第一轴向向内相对最小点240。同样，对于第一沟槽底部210来说，第二沟槽边缘230包括第二轴向向外相对最大点235和第二轴向向内相对最小点250。
[0043] 如图2所示，第一沟槽边缘225和第二沟槽边缘230近似于
正弦波。因此，第一轴向向外相对最大点235和第二轴向向外相对最大点235对应正弦波的波峰，第一轴向向内相对最小点240和第二轴向向内相对最小点250对应正弦波的波谷。在可供选择的实施例(未示出)中，所述第一和第二沟槽边缘是蛇形、曲线、花键、正弦形、起伏状或曲折边缘。在另外可供选择的实施例中，所述第一和第二沟槽边缘是优选地具有修圆边缘的几何形波，如梯形波。
[0044] 在一个实施例中，第一轴向向内相对最小点240与第二轴向向内相对最小点250之间的距离被减到最小。在一个特定实施例中，第一轴向向内相对最小点240与第二轴向向内相对最小点250之间的距离被基本上减到最小，使得第一轴向向内相对最小点240与第二轴向向内相对最小点250之间的距离不超过两个沟槽边缘之间最短距离的110％。
[0045] 如图2所示，周向沟槽205还具有第三沟槽边缘255和第四沟槽边缘270。第三沟槽边缘255与第一沟槽边缘225在接合点285处接合。第四沟槽边缘270与第二沟槽边缘230在接合点290处接合。对于第二沟槽底部215来说，第三沟槽边缘255包括第三轴向向外相对最大点260和第三轴向向内相对最小点265。同样，对于第二沟槽底部215来说，第四沟槽边缘270包括第四轴向向外相对最大点275和第四轴向向内相对最小点280。
[0046] 如图2所示，第三沟槽边缘255和第四沟槽边缘270近似于正弦波。因此，第三轴向向外相对最大点260和第四轴向向外相对最大点275对应正弦波的波峰，第三轴向向内相对最小点265和第四轴向向内相对最小点280对应正弦波的波谷。
[0047] 在图示实施例中，所述第三和第四沟槽边缘上的正弦波
频率不同于所述第一和第二沟槽边缘上的正弦波频率。在可供选择的实施例(未示出)中，所述第三和第四沟槽边缘是不同于所述第一和第二沟槽边缘的蛇形、曲线、花键、正弦形、起伏状或曲折边缘。在另外可供选择的实施例(未示出)中，所述第三和第四沟槽边缘是优选地具有修圆边缘的几何形波，如梯形波。
[0048] 图3A-图3P示出图2中示出的周向沟槽的可供选择的实施例。图3A-图3P中示出的沟槽全都包括滚边沟槽边缘。所述滚边沟槽边缘沿着沟槽平滑地变宽和变窄。优选地，如图3A-图3P所示，所述滚边沟槽边缘一致而平滑地变宽和变窄。
[0049] 图4是沿图2中的线4-4截得的周向沟槽205的剖面图。如图4所示，周向沟槽205延伸自胎面表面TS，并且具有深度D。周向沟槽205具有第一侧壁410和第二侧壁415。如图所示，第一侧壁410和第二侧壁415是直线形的。在可供选择的实施例中，每个侧壁均可以是弯曲的。该沟槽侧壁的
曲率将会在本领域的普通技术人员所已知的应用和可能性范围内变化。
[0050] 第一侧壁410以内角420从胎面表面TS延伸，第二侧壁415以外角425从胎面表面TS延伸。在一个实施例中，该内角和外角落在92°-97°的范围内。在另一个实施例中，该内角和外角落在107°-117°的范围内。在仍另一个实施例中，该内角和外角落在92°-117°的范围内。
[0051] 图5是沿图3a中的线5-5截得的周向沟槽的剖面图。如图5所示，周向沟槽505最初从胎面表面TS延伸至第一深度D1，随后从第一深度D1延伸至第二深度D2。
[0052] 周向沟槽505具有第一侧壁段510、第二侧壁段515、第三侧壁段530和第四侧壁段535。在其他实施例(未示出)中，该周向沟槽可具有不止四个侧壁段。如图所示，所述侧壁段是直线形的。在可供选择的实施例中，任何
指定的侧壁段均可以是弯曲的。该沟槽段的曲率将会在本领域的普通技术人员所已知的应用和可能性范围内变化。
[0053] 第一侧壁段510以第一内角520从胎面表面TS延伸，并且第二侧壁段515以第一外角525从胎面表面TS延伸。在一个实施例中，该第一内角和第一外角落在92°-107°的范围内。在另一个实施例中，该第一内角和第一外角落在107°-117°的范围内。在又另一个实施例中，该第一内角和第一外角落在92°-117°的范围内。
[0054] 第三侧壁段530以第二内角540从第一侧壁段510延伸。第四侧壁段535以第二外角545从第二侧壁段515延伸。在一个实施例中，该第一内角和第一外角落在92°-107°的范围内。在另一个实施例中，该第一内角和第一外角落在107°-117°的范围内。在又另一个实施例中，该第一内角和第一外角落在92°-117°的范围内。
[0055] 图6A-图6P是图5中示出的剖面的可供选择的实施例。如图6A-图6P所示，在其他描述中，所述沟槽剖面可以是但不限于大体上U形的、V形的或Y形的。U形剖面一般具有两个侧壁以及修圆或是基本上平坦的基部。V形剖面一般具有两个笔直侧壁以及严格修圆或是基本上环形的基部。在可供选择的实施例中，V形剖面具有一个弯曲侧壁和一个笔直侧壁。在另一个实施例中，V形剖面具有两个弯曲侧壁。Y形剖面一般具有四个侧壁段以及修圆或是基本上平坦的基部。在可供选择的实施例中，各种侧壁段均可以是弯曲或笔直的。
[0056] 在一种应用中，上述轮胎沟槽在
充气轮胎上使用，该充气轮胎包括第一环形胎圈和第二环形胎圈；在所述第一环形胎圈和所述第二环形胎圈之间延伸的主体帘布层；周向带束层，所述周向带束层径向设置在所述主体帘布层的外侧并且轴向延伸穿过所述主体帘布层的一部分；周向胎面，所述周向胎面径向设置在所述周向带束层的外侧并且轴向延伸穿过所述主体帘布层的一部分；第一
加强帘布层，所述第一加强帘布层径向设置在所述周向胎面与所述周向带束层之间并且轴向延伸穿过所述主体帘布层的一部分；在所述第一环形胎圈与第一胎肩之间延伸的第一胎侧，所述第一胎肩与所述周向胎面相连；以及在所述第二环形胎圈与第二胎肩之间延伸的第二胎侧，所述第二胎肩与所述周向胎面相连。在另一种应用(未示出)中，所述胎面可用在非充气轮胎或
车轮上，这种非充气轮胎或车轮可不具有存在于充气轮胎之中的某些部件。在又另一种应用(也未示出)中，该胎面是
翻新胎面。
[0057] 在另一种应用中，图3A-图3P和图6A-图6P中示出的沟槽用于轮胎，该轮胎包括了
胎体帘布层以及与所述胎体帘布层相连的至少一个环形结构。该轮胎还包括周向带束层或剪切带区域，该周向带束层或剪切带区域包括第一带束层和第二带束层。该轮胎还具有径向地设置在所述第一带束层和所述第二带束层的外侧的
冠带层。该轮胎还包括一对侧壁，这对侧壁与至少一个环形结构和所述周向胎面相连。在另一种应用(未示出)中，所述胎面可用在非充气轮胎或车轮上，这种非充气轮胎或车轮可不具有存在于充气轮胎之中的某些部件。在又另一种应用(也未示出)中，该胎面是翻新胎面。
[0058] 如本领域的普通技术人员将理解，上述周向沟槽可以包括但不限于如下特征，诸如
倒角、剔石器、噪声谐振、减少突起、
电子传感器、
静电放电天线以及损坏或磨损指示器。同样，由所述周向沟槽形成的分立的道路接触着地部分可以具以有多种宽度和几何形状。
所述着地部分可连续地围绕轮胎，或者它们可由各种沟槽或细缝分开。
[0059] 如本领域的普通技术人员将理解，本公开描述的轮胎实施例可构造成用于选自以下车辆：摩托车、
高尔夫球车、小型摩托车、军用车辆、客运车辆、混合动
力车辆、高性能车、运动型
多用途车辆、轻型
卡车、重型卡车、重型车辆(包括但不限于
挖矿车辆、林用车辆、农用车辆)和公共
汽车。本领域中的普通技术人员还将理解，本公开中描述的实施例可以多种
胎面花纹使用，所述胎面花纹包括但不限于对称的、非对称的、定向的、带防滑钉的以及不带防滑钉的胎面花纹。本领域中的普通技术人员还将理解，本公开中描述的实施例可用于但不限于高性能、冬季、全天候、旅行、非充气和胎面翻新轮胎应用。
[0060] 实例
[0061] 使用PCT模型构造315/80R22.5测试轮胎。通过使轮胎行进通过小石子路和大石子路来测试16条实验周向沟槽A-P。小石子路是填充硬物的笔直道路，每个硬物均具有侧向剖面L，其中5mm≤L<10mm。大石子路填充有硬物，每个硬物均具有侧向剖面L，其中10mm≤L<30mm。在测试运行的准备过程中，通过在50mph下行进约10米至30米预热测试轮胎，并且用
水浸泡石头。随后，使测试轮胎行进通过上述石子路之一10次。接着，记录每个实验沟槽A-P在轮胎行进通过道路后所保留的每种石头的数量和大小。然后，使测试轮胎以30mph在干净的蜿蜒路面上行进30转，以便测试实验沟槽限制所保留的石头数量的能力。之后，记录在行进通过蜿蜒道路后保留的石头的数量。
[0062] 为了进行实验过程，根据下表1构造沟槽A-P。
[0063]
[0064] 其中：
[0065] AW＝轴向宽度(mm)；
[0066] IA＝内角(度)；
[0067] OA＝外角(度)；
[0068] CW指示沟槽侧壁或段是否弯曲；
[0069] Y形状指示沟槽是否具有Y形状；
[0070] IGW＝居间沟槽宽度(即，Y形沟槽在沟槽的上部部分与下部部分之间的顶点处的宽度)(mm)；并且
[0071] Y断裂是从沟槽底部至沟槽的上部部分和下部部分之间的顶点所测量的高度。
[0072] 接着，让沟槽行进通过小石子路。记录在滚动测试后沟槽所夹带的小石头的数量。结果示于以下图表中：
[0073]
[0074] 沟槽中夹带的石头数量在竖轴上呈现。横轴所标记的1-16对应沟槽A-P。
[0075] 还记录了在滚动测试中，从沟槽弹出的小石头的数量。结果示于以下图表中：
[0076]
[0077] 从沟槽弹出的石头的百分比在竖轴上呈现。横轴所标记的1-16对应沟槽A-P。据此，沟槽A-P在小石子路上表现出良好的性能。
[0078] 接着，让沟槽行进通过大石子路。记录在滚动测试后沟槽所夹带的大石头的数量。结果示于以下图表中：
[0079]
[0080] 沟槽中夹带的石头数量在竖轴上呈现。横轴所标记的1-16对应沟槽A-P。
[0081] 还记录了在滚动测试中，从沟槽弹出的大石头的数量。结果示于以下图表中：
[0082]
[0083] 从沟槽弹出的石头的百分比在竖轴上呈现。横轴所标记的1-16对应沟槽A-P。据此，沟槽B、H、I、N、O和P在大石子路上展现出了极佳性能。
[0084] 从实验中已观察到，点高更高、内角更低以及包括弯曲沟槽壁将会减少胎肩周向沟槽中夹带的石头数量。还观察到，外角更高、包括Y形沟槽以及Y断裂高度更低将会减少中心周向沟槽中夹带的石头数量。还观察到，包括Y形沟槽将会增加从中心周向沟槽弹出的石头数量。
[0085] 然而，从所有进行的实验可以确定，对于所有沟槽设计来说，设计特征都不具有主要或可预测效果。
[0086] 本公开描述的沟槽减少了轮胎或轮胎胎面中所保留的石头。因此，这些沟槽增强了充气轮胎(或非充气轮胎)的性能，即使在充气轮胎的结构和行为较为复杂，以致并未提出完整且令人满意的理论的情况下也是如此(Temple,Mechanics of Pneumatic Tires(2005)(Temple《，充气轮胎力学》，2005年))。虽然在轮胎力学中可容易地了解经典复合理论中的基本内容，但是充气轮胎的许多结构部件引起的另外的复杂性可容易地使轮胎性能预测问题变复杂(Mayni,Composite Effects on Tire Mechanics(2005)(Mayni《，轮胎力学的复合效应》，2005年)。另外，由于
聚合物和
橡胶的时间特性、频率特性和
温度特性是非线性的，因此对充气轮胎的分析设计是现今行业中最具有挑战性且迄今未意识到的工程挑战之一(Mayni)。
[0087] 充气轮胎具有某些基本结构元素(United States Department of Transportation National Highway Traffic Safety Administrat ion,The Pneumatic Tire,Pages 7–11(2006)(美国国家公路交通安全管理局，《充气轮胎》，第7-17页，2006年))。胎面是一类重要结构元件，它会影响在有
雪、潮湿、干燥、灰尘、
岩石或越野等表面上的操作性。胎面必须满足耐磨度、耐久度、低噪声和驾乘
质量基准。达到这些基准的同时可能与工程目标相冲突。
[0088] 换句话说，胎面和沟槽的特性会影响充气轮胎的其他组件，从而使多个部件以对一组功能性质(噪声、操作性、耐久度、舒适性、高速、质量和
滚动阻力等等)造成影响的方式相互关连且相互作用，引起完全不可预测且复杂的情况。
[0089] 例如，对于以上表1中描述的沟槽而言，外角以及胎肩周向沟槽中存在的滚边会与许多其他胎面部件相互作用。因此，即使改变一个部件都有可能引起多达十个功能特性的改善或劣化，并有可能改变这个部件与多达六个其他结构部件之间的相互作用。由此，这六种相互作用中的每一个会间接地改善或劣化那些功能特性。在
发明人不进行实验和测试的情况下，确实将无法预测出这些功能特性中的每者是改善、劣化还是不受影响，以及改善、劣化或不受影响的程度。
[0090] 因此，例如，在为了改善充气轮胎的一个功能性质而
修改充气轮胎的胎圈结构(例如，扭结、绳线构造、轴向宽度等等)时，其他功能性质中的任何多个功能性质可能会出现令人难以接受的劣化。此外，沟槽与顶点、胎圈、带束层、
覆盖层、帘布层和胎面之间的相互作用还会以令人难以接受的方式影响充气轮胎功能性质。鉴于这些复杂的相关关系，修改胎面结构或沟槽结构甚至不会改善这个功能性质。
[0091] 因此，如上所述，多个部件相关关系的复杂性使人们无法从无限可能的结果预测或预见到沟槽修改的实际结果。只有通过了大量的实验，才得以将本公开的沟槽结构示为轮胎或轮胎胎面的极佳、出乎意料且不可预测的选项。
[0092] 就在本
说明书或权利要求书中使用术语“包括”或“具有”而言，旨在以类似于术语“包含”在权利要求中用作为过渡词时理解的方式来具有包容性。此外，就采用术语“或”(例如，A或B)而言，旨在表示“A或B或两者”。当
申请人旨在表明“仅A或B但非两者”时，则将采用术语“仅A或B但非两者”。因此，本文中术语“或”的使用是具有包容性，不具有排他性。参见Bryan A.Garner,A Dictionary of Modern Legal Usage 624(2d.Ed.1995)(Bryan A.Garner，《现代法律用语词典》第624页(第二版，1995年))。此外，就在本说明书和权利要求书中使用术语“在…中”或“到…中”而言，旨在另外表示“在…上”或“到…上”。此外，就在本说明书或权利要求书中使用术语“连接”而言，旨在不仅表示“直
接地连接到”，而也表示“间接地连接到”，诸如通过另外的一个部件或多个部件进行连接。
[0093] 虽然本发明已通过对其实施例的描述进行说明，并且虽然已相当详细地对实施例进行描述，但是申请人并非意图将所附权利要求书的范围约束为此类细节或以任何方式来限制为此类细节。其他优点和修改对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。因此，在其更广泛的方面，本发明并不限于所示和所述的特定细节、代表性设备和方法，以及例示性的实例。因此，可以在不偏离申请人的总体发明构思的精神或范围的情况下偏离此类细节。
