CN101801689B - 越野充气轮胎 - Google Patents

Abstract

一种越野充气轮胎，当车辆在越野道路上行驶时其可改善车辆的直线行驶稳定性。该越野充气轮胎(1)在胎面部分(2)上具有至少一个花纹块列(10)，所述花纹块列(10)包括沿轮胎周向布置的多个花纹块(9)。所述花纹块列(10)包括中心花纹块列(10A)，该中心花纹块列由布置在轮胎赤道线(C)上的中心花纹块(11)组成。每个所述中心花纹块(11)包括：横长的花纹块主体部分(11a)，该花纹块主体部分的沿轮胎轴向的宽度(BW)大于沿轮胎周向的长度(BL)；以及龙骨部分(11b)，该龙骨部分一体地设置在花纹块主体部分(11a)的沿轮胎旋转方向的后侧上并且朝向沿轮胎旋转方向的后侧以小宽度突出。

Description

越野充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种越野充气轮胎，该越野充气轮胎能够改善在例如泥地的较软道路上的直线行驶稳定性。

背景技术

诸如越野自行车的越野车辆通常设有充气轮胎，充气轮胎具有由胎面部分上的多个花纹块组成的块状花纹。(例如，参见下面提及的专利文献1)由于这种块状花纹，使得轮胎插到道路表面中，由此可在较软的泥泞道路上保持足够的驱动力。

但是，尤其是在诸如泥地的较软道路表面上，当不加速行驶、所谓的不完全行驶(partial running)或者刹车时，轮胎易于处于(浮于)泥地之上。由此，使得轮胎倾向于摆动。因此，当在越野道路上行驶时，希望能够防止轮胎的摆动并改善操纵稳定性。

专利文献1：日本未审查专利申请公开No.2003-72318。

发明内容

本发明要解决的技术问题

考虑到上述情况而做出本发明，其旨在提供一种越野充气轮胎，该越野充气轮胎基于包括布置在轮胎赤道线上的中心花纹块的轮胎而能够有效地防止在较软道路表面上的轮胎摆动并且能够改善操纵稳定性，其中每个中心花纹块包括横长的花纹块主体部分以及龙骨部分，该龙骨部分一体地设置并朝向沿轮胎旋转方向的后侧以小宽度突出。

用于解决技术问题的手段

本发明的特征在于一种越野充气轮胎，其在胎面部分上具有至少一个花纹块列，所述花纹块列包括沿轮胎周向布置的多个花纹块，其中，所述花纹块列包括至少一个中心花纹块列，所述中心花纹块列由布置在轮胎赤道线C上的中心花纹块组成，每个所述中心花纹块包括：

横长的花纹块主体部分，所述花纹块主体部分的沿轮胎轴向的宽度大于所述花纹块主体部分的沿轮胎周向的长度，以及

龙骨部分，所述龙骨部分设置成具有2至6毫米的小宽度、一体地设置在所述花纹块主体部分的沿轮胎旋转方向的后侧上并且朝向所述沿轮胎旋转方向的后侧突出，

并且，每个所述花纹块主体部分具有在胎面表面的沿轮胎旋转方向的前边缘与胎面底面之间延伸的前壁，并且，所述前壁呈凹入的形状，使得所述前壁从该前壁的两个轴向外边缘沿轮胎轴向向内延伸并同时朝向所述沿轮胎旋转方向的后侧凹入，并且，所述龙骨部分设有倾斜部分，所述倾斜部分在所述胎面表面与后壁的沿轮胎旋转方向的后侧之间斜切。

本发明的技术效果

根据本发明的越野充气轮胎在胎面部分上设有布置在轮胎赤道线上的中心花纹块。这种中心花纹块有助于充分地改善在较软泥泞道路上的驱动力。

每个上述中心花纹块包括：

横长的花纹块主体部分，该花纹块主体部分的沿轮胎轴向的宽度大于该花纹块主体部分的沿轮胎周向的长度，以及

龙骨部分，该龙骨部分一体地设置在花纹块主体部分的沿轮胎旋转方向的后侧上并且朝向沿轮胎旋转方向的后侧以小宽度突出。

在这种中心花纹块中，通过横长的花纹块主体部分改善了左右稳定性，并且获得了大的边缘成分。因此，能够改善在越野道路上的驱动力。

由于在不完全行驶以及在泥地上刹车时，中心花纹块插到较软的地面中并切进道路表面中，因此中心花纹块还可以改善直线行驶稳定性；由此有效地防止了摆动。龙骨部分特别地设置在沿轮胎滚动方向的后侧上并且在刹车时能够强有力地接触地面。因此更大地改善了上述龙骨效果。另外，一体地设置在花纹块主体部分上的龙骨部分能够确实地改善龙骨效果，而不会在当接触地面时向侧面倒下，并且其能够从后侧支撑花纹块部分；由此抑制了花纹块主体部分在与地面接触时的朝向后侧的变形，并且由此发挥了牵引性能。

附图说明

图1是根据本实施方式生产的越野充气轮胎的展开图。

图2是沿图1中的线A-A的横截面图。

图3是充气轮胎的局部立体图。

图4是中心花纹块的俯视图。

图5是从轮胎滚动方向的前侧视出的中心花纹块的立体图。

图6是从轮胎滚动方向的后侧视出的中心花纹块的立体图。

.附图标记列表

1越野充气轮胎

2胎面部分

9花纹块

10A中心花纹块列

10B中间花纹块列

10C胎肩花纹块列

11中心花纹块

12中间花纹块

13胎肩花纹块

11a花纹块主体

11b龙骨部分

C赤道线

具体实施方式

在下文中，将基于附图来描述本发明的实施方式。

图1示出了根据本实施方式生产的越野充气轮胎(下文中有时称作“充气轮胎”)的胎面部分2的展开图，图2是其沿着线A-A的横截面图，以及图3是充气轮胎的局部立体图。该越野充气轮胎是设计成在例如摩托车越野赛道路的越野道路上最大地发挥性能的轮胎。而且，在根据本实施方式的充气轮胎1中，预先确定充气轮胎的滚动方向R以便发挥胎面花纹的最大性能。

如在图2中所示出的本实施方式的充气轮胎1包括：胎面部分2；一对胎侧部分3，所述一对胎侧部分从胎面部分的两侧沿径向向内延伸；以及胎圈部分，所述胎圈部分从各个胎侧部分3向内延伸。

例如，充气轮胎1用于摩托车。胎面宽度TW是在胎面端部2e、2e之间的轴向距离，其是轮胎的最大的宽度，并且胎面部分2以具有相对较小的曲率半径的圆弧的形式并以沿径向向外凸起的方式弯曲。

通常，上述胎面宽度TW是指：在标准状态下，当在胎面2处于零度的外倾角的情况下轮胎接触地面时，在接地边缘之间的轴向距离，所述标准状态即是使轮胎安装在标准轮辋上、充气到标准压力并且不施加负载的状态。但是，在根据本实施方式的用于摩托车的轮胎中，胎面部分2为圆弧形式，并且在胎面最外边缘2e、2e之间的沿胎面轴向的距离是清楚的；因此，将在标准状态下(未加载)的位于胎面边缘2e、2e之间的上述轴向距离设定为胎面宽度TW。

此处，“标准轮辋”是通过标准组织官方认可的用于轮胎的设计轮辋，即，JATMA(日本汽车轮胎制造商协会)中的“标准轮辋(standardrim)”，TRA(美国轮胎轮辋协会)中的“设计轮辋(Design Rim)”，ETRTO(欧洲轮胎轮辋技术组织)中的“测量轮辋(Measuring Rim)”，等。

“标准压力”是通过标准组织官方认可的用于轮胎的压力，即，JATMA中的“最大气压(maximum air pressure)”，TRA中的“不同冷充气压力下的轮胎负载极限(Tire Load Limits at Various ColdInflation Pressures)”表中给出的最大压力，ETRTO中的“充气压力(Inflation Pressure)”，等。但是，在轿车轮胎的情况下，使用180kpa作为标准压力。

“标准载荷”是通过标准组织官方认可的用于轮胎的载荷，例如，JATMA的“最大负载量(maximum load capacity)”，TRA中的“不同冷充气压力下的轮胎负载极限(Tire Load Limits at Various ColdInflation Pressures)”表中给出的最大值，ETRTO中的“负载量(LoadCapacity)”，等。但是，在轿车轮胎的情况下，使用上述负载的88％作为标准负载。

此时，当不存在标准时，上述限定将遵循由制造厂所提议的推荐值。除非另外指出，轮胎的各个部分的尺寸是在上述标准状态下的值。

充气轮胎1通过胎体6增强，胎体6由在各个胎圈部分4中的胎圈芯5、5之间延伸的至少一个胎体帘布层6A以及沿轮胎径向设置在外侧的胎面增强帘线层7制成。优选地，胎体帘布层6A由通过有机纤维制成的胎体帘线制成。在本实施方式中，胎体帘布层6A包括：环面状主体部分6a，其在一对胎圈芯5、5之间延伸；以及反包部分6b，其从轮胎的轴向内侧至轴向外侧绕每个上述胎圈芯5反包。并且，胎体6优选地具有由两个或多个胎体帘布层6A制成的斜交结构，但是也可以具有子午线结构。上述胎面增强帘线层7例如包括有机纤维帘线，在本实施方式中，其包括两个增强帘布层：径向内侧增强帘布层7A以及径向外侧增强帘布层7b。

如图1或图3中所示，胎面部分2设有多个花纹块，该花纹块以相对稀疏的方式从胎面底面8沿轮胎径向向外突出(特别是，中心花纹块11、中间花纹块12和胎肩花纹块13)。这种布置有助于增加接地压力、改善插到泥地地面中的量并且确保了高的驱动力。并且在每个花纹块的周围，在较大面积上形成胎面底面8，由此改善了泥土排出性能并且防止堵塞。

上述的花纹块的稀疏分布布置在数量上通过陆地比Sb/S来表达，陆地比是所有花纹块的接地面积的部分和Sb与胎面表面(通过填充上述胎面底面8而获得的实际的胎面表面面积)的总表面面积S之间的比值。但是，当陆地比极小时，在硬道路表面或者中等道路表面上的驱动力会减小；而当陆地比过大时，在上述较软道路表面上的驱动力会减小。从这个观点来看，陆地比Sb/S优选地不小于5％、更优选地不小于17％、进一步更优选地不小于18％。其上限优选地不大于30％、更优选地不大于28％、进一步更优选地不大于26％。

并且，每个上述花纹块从胎面底面8起沿轮胎法向具有高度h。当该高度h过小时，在泥地上无法获得足够的驱动力以及刹车力；而当其过大时，在行驶或者刹车时弯曲力矩会作用在花纹块的基部，由此会劣化花纹块的耐久性。因此，上述高度h优选地不小于10.0mm、更加优选地不小于11.0mm；并且，上限不大于19.0mm、更优选地不大于18.0mm。

胎面部分2包括多个列(五列)：

中心花纹块列10A，其由沿轮胎周向布置在轮胎赤道线C上的中心花纹块11组成，

一对中间花纹块列10B，其由设置在每个中心花纹块列的沿轮胎轴向的外侧并且沿轮胎周向布置的中间花纹块12组成，以及

一对胎肩花纹块列10C，其由设置在每个中间花纹块的沿轮胎轴向的外侧并且沿轮胎周向布置的胎肩花纹块13组成。

这样，由于本实施方式中的胎面部分2分别设有总共五个花纹块列，因此不仅是在直线行驶时，同时也在车辆主体倾斜的情况下转弯时，中间花纹块12以及胎肩花纹块13以良好的平衡接触道路表面。因此，在转弯时也能够确保足够的驱动力。

设置在胎面部分2的中心区域且在轮胎赤道线C上的上述中心花纹块11在直线行驶时能够确实地接触道路表面。此时，“设置在轮胎赤道线C上”意味着每个中心花纹块11的胎面表面11C的一部分完全处于轮胎赤道线C上。但是，优选地，中心花纹块11的沿宽度方向的中心线与轮胎赤道线C重合，并且考虑到直线行驶稳定性，每个中心花纹块11是两侧对称的。

如图1和图4中所示，中心花纹块11包括：横长的花纹块主体部分11a，该花纹块主体部分沿轮胎轴向的宽度BW大于沿轮胎周向的长度BL；以及龙骨部分11b，该龙骨部分一体地设置在花纹块主体部分11a的沿轮胎旋转方向R的后侧上并且朝向沿轮胎旋转方向的后侧以小宽度突出。

在这种中心花纹块11中，横长的花纹块主体部分11a改善了接地时的左右稳定性。并且，花纹块主体部分11a沿轮胎轴向具有大的边缘成分；因此在越野道路上能够发挥很高的驱动力。

另外，由于在泥地上不完全行驶和在刹车时龙骨部分11b插到较软的地面中并将道路表面切分成相似的两部分，因此中心花纹块11可以改善直线行驶稳定性；由此能够有效地防止摆动。特别地，龙骨部分11b设置在沿轮胎旋转方向R的后侧上，并且在刹车时该龙骨部分11b强有力地接触道路表面，由此能够进一步改善上述龙骨效果。此外，一体地设置在花纹块主体部分11a上的龙骨部分11b能够沿轮胎轴向适当地保持刚度并且能够确实地发挥上述龙骨效果，而不会在接触地面时朝向侧面大程度地倒下。另外，龙骨部分11b从后侧支撑花纹块主体部分11a，由此抑制了花纹块主体部分11a在接地时的朝向后侧的变形，并且由此发挥了牵引性能。此时，如果龙骨部分11b设置在花纹块主体部分11a的沿轮胎旋转方向R的前侧上，则与花纹块主体部分11a的前侧相冲撞的泥土量减少，并劣化了牵引性能。

当上述的中心花纹块11的宽度BW过小时，沿轮胎轴向的边缘成分也变得过小；并且可能使牵引性能劣化。但是，当宽度BW过大时，沿轮胎周向的刚度以及泥土排出性能可能劣化。从这种观点来看，上述的中心花纹块11的宽度BW优选地不小于胎面宽度TW的10％、更优选地不小于20％；并且，其上限优选地不大于50％、更优选地不大于40％。类似地，上述宽度BW与沿轮胎周向的长度BL之间的比率BW/BL优选地不小于1.5、更优选地不小于2.0；并且，其上限优选地不大于5.0、更优选地不大于3.0。

如图4和图5中所示，花纹块主体部分11a具有前壁F，该前壁在胎面表面11C的沿轮胎旋转方向的前边缘11Ca与胎面底面8之间延伸。前壁F呈凹入的形状，使得前壁从该前壁的两个轴向外边缘沿轮胎轴向向内延伸并同时朝向沿轮胎旋转方向的后侧凹入。这种凹入形状的前壁F能够有效地聚集泥土，而不会让泥土外流，从而能够进一步改善牵引性能。

根据本发明的前壁F包括三个平坦的表面：

中心部分Fa，所述中心部分位于沿轮胎轴向的中心区域并且基本上沿轮胎轴向延伸，以及

一对端部部分Fb，所述一对端部部分从中心部分的两个端部沿轮胎轴向向外延伸并且沿轮胎旋转方向朝向前侧延伸；

但是它们也可以由平滑的圆弧制成。为了更加改善上述效果，如图4中所示，在从胎面表面11C的前边缘11Ca所测量的凹入表面部分F沿轮胎周向的凹入量L优选地不小于花纹块主体部分11a的长度BL的2％、更优选地不小于10％；并且，其上限优选地不大于30％、更优选地不大于20％。

上述龙骨部分11b以较小的宽度制造，以便通过接地而切分泥土，从而改善直线行驶稳定性。优选地，在每个中心花纹块11上设置单个龙骨部分11b，并且在轮胎赤道线C上将龙骨部分以两侧对称的方式布置。此时，可以在单个中心花纹块11上设置两个龙骨部分11b。

当龙骨部分11b的宽度KW过小时，龙骨部分在接地时会沿轮胎轴向变形并且无法充分发挥龙骨效果。但是，当龙骨部分11b的宽度KW过大时，龙骨部分11b将难以插到道路表面中。从这种观点来看，龙骨部分11b的宽度KW优选地不小于2mm、更优选地不小于3mm；并且，其上限优选地不大于6mm、更优选地不大于5mm。此时，宽度KW可以恒定或者可以沿轮胎周向和/或沿轮胎径向变化，上述值是沿轮胎径向的最外侧的尺寸。

类似地，当龙骨部分11b的沿轮胎周向的长度KL过小时，无法获得用以改善直线行驶稳定的足够效果。但是，当宽度过大时，龙骨部分易于朝向轮胎轴向倒下，并且无法充分改善直线行驶稳定性。因此，龙骨部分11b的长度KL优选地不小于中心花纹块11的沿轮胎周向的间距P(图1中所示)的5％、更优选地不小于10％；并且，它的上限优选地不大于30％、更优选地不大于20％。中心花纹块的间距P优选地不小于轮胎的外周长度(在轮胎赤道线位置上)的2.5％、更优选地不小于2.7％；并且，其上限优选地不大于3.5％、更优选地不大于4.0％。

如图6中所示出，龙骨部分11b沿轮胎径向的高度Kh优选地是在花纹块主体部分11a的高度Bh的50％到100％之间。当龙骨部分11b的高度Kh小于花纹块主体部分11a的高度Bh的50％时，龙骨部分11b的切到道路表面中的量将会降低，并且无法改善直线行驶稳定性。但是，当龙骨部分11b的高度Kh大于花纹块主体部分11a的高度Bh的100％时，在早期阶段，在龙骨部分11b上易于发生磨损以及划损，并且大大地劣化了轮胎的外观。

如图6中所示，在龙骨部分11b与后壁B之间的凹角部分优选地通过圆弧面f斜切，所述后壁B从花纹块主体部分11a的沿轮胎旋转方向的后边缘11Cb和胎面底面8延伸。这将有利地防止发生在上述内部拐角处的应力集中并且有效地防止噼啪声的出现，并且将抑制龙骨部分11b在接地时的沿轮胎轴向的变形。

此外，为了抑制龙骨部分11b在接地时的沿轮胎轴向的较大变形，如图6中所示，优选地，龙骨部分11b的宽度KW朝向胎面底面8逐渐增加。特别优选地，龙骨部分11b的两个边缘表面11g相对于轮胎赤道面以沿轮胎轴向向外倾斜的方式以角度α朝向轮胎底面8，该角度在大于零度以及小于10度的范围内。此时，当角度α超过10度时，因为龙骨部分11b切到道路表面中时的阻力增加，因此这是不期望的。

如图6中所示，优选地，在龙骨部分11b中设有倾斜部分11f，该倾斜部分在胎面表面与后壁的沿轮胎旋转方向R的后侧之间斜切。该倾斜部分11f能够抑制龙骨部分11b的磨损，于是龙骨效果将会在很长的时间段上得到发挥。此时，图6中所示的倾斜部分11f具有单个平面，但是显然地，其可以是光滑的圆弧。

如图1中所示，对于上述中间花纹块12以及上述胎肩花纹块13，使用纵长的花纹块，它们中的每个花纹块的沿轮胎周向的长度长于沿轮胎轴向的宽度。这将以良好的平衡改善胎面部分2的花纹刚度。

在上述中间花纹块12的胎面表面的内边缘与轮胎赤道线C之间的沿轮胎轴向的距离X优选地是胎面宽度TW一半--0.5TW--的30％至80％。这样有助于提供足够的空间以便排除在中间花纹块12与中心花纹块11之间的泥土，并且能够改善在泥地中的行驶性能。

但是，在本实施方式中，在中心花纹块11之间存在有凹入部分14，所述中心花纹块和凹入部分沿轮胎周向彼此邻近设置，其中胎面底面8是局部凹入的。凹入部分14减小了胎面部分2的橡胶厚度并且相对地减小了胎面部分2的刚度。因此，当行驶通过道路表面上的突出物时，由于该凹入部分14而使得胎面部分2可以柔性地且局部地变形。这将允许胎面部分2沿轮胎径向向内局部变形，使得胎面部分2覆盖突出物，由此防止了当在突出物上行驶时的冲击，并防止了冲击力传递至驾驶员。

虽然根据本发明的优选实施方式进行上述说明，但是描述的实施方式不应被理解为是对本发明的保护范围的限制；在不背离本发明的范围的情况下可以进行多种改型。

实施方式

生产用于摩托车后轮的多种越野充气轮胎，使其具有图1中所示的胎面花纹以及表1中所示的规格。轮胎的尺寸是120/80-90(胎面宽度TW＝75.8mm)。对轮胎的性能进行测试。作为传统示例，中心花纹块仅由花纹块主体部分构成，其不包括任何龙骨部分。并且，作为比较例，中心花纹块的龙骨部分设置在沿轮胎旋转方向的前侧上。在实施例、传统示例以及对比例中，除了龙骨部分以外的组成都是相同的。测试方法如下。

<行驶性能>

每个测试轮胎安装在摩托车的后轮辋(19×2.15)上并充气至内压(0.08kPa)。专业的测试驾驶员在泥泞的摩托车越野赛跑道上以最高速度驾驶摩托车。基于结果为3.0的传统示例，通过测试驾驶员的综合感受将行驶性能评为五个等级，其中值越大表示驾驶性能越好。

<直线行驶稳定性>

在上述条件下，测试摩托车在不加速的情况下以40km/小时的速度驾驶。基于结果为3.0的传统示例，通过测试驾驶员的感受将直线行驶稳定性评为五个等级，其中值越大表示直线行驶稳定性越好。

<牵引性能>

在上述的摩托车的条件下，专业的测试驾驶员在相同的测试跑道上驾驶摩托车。基于结果为3.0的传统示例，通过测试驾驶员的感受将驱动力对道路表面的传递性评为五个等级，其中值越大表示牵引性能越好。测试结果在表1中示出。

表1

测试结果证实了根据实施例的轮胎有效地改善了操纵稳定性，并且在耐久性和牵引性能方面与传统示例相当。

Claims (4)

1.一种越野充气轮胎，其在胎面部分上具有至少一个花纹块列，所述花纹块列包括沿轮胎周向布置的多个花纹块，其中，

所述花纹块列包括至少一个中心花纹块列，所述中心花纹块列由布置在轮胎赤道线(C)上的中心花纹块组成，

每个所述中心花纹块包括：

横长的花纹块主体部分，所述花纹块主体部分的沿轮胎轴向的宽度大于所述花纹块主体部分的沿轮胎周向的长度，以及

龙骨部分，所述龙骨部分设置成具有2至6毫米的小宽度、一体地设置在所述花纹块主体部分的沿轮胎旋转方向的后侧上并且朝向所述沿轮胎旋转方向的后侧突出，

并且，每个所述花纹块主体部分具有在胎面表面的沿轮胎旋转方向的前边缘与胎面底面之间延伸的前壁，并且，所述前壁呈凹入的形状，使得所述前壁从该前壁的两个轴向外边缘沿轮胎轴向向内延伸并同时朝向所述沿轮胎旋转方向的后侧凹入，

所述龙骨部分设有倾斜部分，所述倾斜部分在所述胎面表面与后壁的沿轮胎旋转方向的后侧之间斜切，

并且，在沿轮胎周向彼此邻近设置的所述中心花纹块之间设置有从所述胎面底面局部凹入的凹入部分。

2.如权利要求1所述的越野充气轮胎，其中，所述龙骨部分的沿轮胎周向的长度是所述中心花纹块的沿轮胎周向的间距的5％至30％。

3.如权利要求1所述的越野充气轮胎，其中，所述中心花纹块的沿轮胎轴向的宽度是胎面宽度的10％至50％。

4.如权利要求1所述的越野充气轮胎，其中，

所述花纹块列包括中间花纹块列，所述中间花纹块列由设置在所述中心花纹块的沿轮胎轴向的外侧并且沿轮胎周向布置的中间花纹块组成；并且

所述中间花纹块的轴向内边缘与轮胎赤道线之间的沿轮胎轴向的距离是胎面宽度一半的30％至80％。