CN102795060A - 不规则路面使用的自行车充气轮胎 - Google Patents

Abstract

一种不规则路面使用的自行车充气轮胎，以轮胎断面竖直方向为轮胎径向，横向方向为轮胎轴向，胎面中心线为赤道平面；在轮胎胎面上均布有复数个单元花纹块组；各花纹块组包括一等腰梯形的中间主花纹块，两对称分布于中间主花纹块两侧并与之在同一轮胎轴向且呈梯形的过渡花纹块，在中间主花纹块与过渡花纹块之间位置设有与中间主花纹块及过渡花纹块错位的两呈梯形的中间次花纹块；在各中间次花纹块相对中间主花纹块外侧胎面上设有不规则多边形胎肩花纹块，中间主花纹块和两侧过渡花纹块与两主花纹块和两胎肩花纹块等间距交替分布于整条轮胎的周向。此复数个突起且特有形状与排列的花纹块，均衡轮胎的抓地性、牵引力、操控性及耐久性等各项使用性能。

Description

不规则路面使用的自行车充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种自行车用充气轮胎，更具体地涉及一种为了能使用于不规则的越野路面，而优化胎面花纹配置的自行车充气轮胎。

背景技术

越野自行车所配套的轮胎，为了在泥地、沙石、硬土等不规则路面能够紧贴路面，安全骑行，通常在胎面配置复数个突起的花纹块。花纹块的形状和配置方式不同，能够提供的抓地性、牵引力等性能也会有差异，因此需配合所要求的用途及主要行驶路面，而设计不同的花纹块形状和配置方式的轮胎。

一般不规则路面使用的越野自行车轮胎，在驱动时会有与前进方向相反的力作用在突起的花纹块上，花纹块产生变形，使能量不能有效传导，更是加剧了花纹块的破坏。为了加强花纹块的强度，就设计更粗壮的花纹块或是加大花纹块周向壁面的夹角。如此，虽然强化了花纹块，使之能够抵抗更剧烈变形，但却导致其它副作用，具体如下：

1、更粗壮的花纹块必然增大接地面积，使驱动时的能量损失得更多，操控性能被削弱；

2、花纹块周向壁面的夹角加大，会减少花纹沟的容积从而降低排泥、排水性能； 

3、增加轮胎重量，惯性加大，造成爬坡和加速困难，影响骑行人员的耐久性和速度感。

发明内容

本发明的目的是解决现有轮胎存在的使用缺陷，提供一种在不规则的越野路面中，能够发挥优越的抓地性、牵引力、操控性及耐久性的不规则路面使用的自行车充气轮胎。

为实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种不规则路面使用的自行车充气轮胎，以轮胎断面竖直方向设定为轮胎径向，横向方向设定为轮胎轴向，胎面中心线为赤道平面；在轮胎胎面上均布有复数个单元花纹块组；其中：各花纹块组包括一等腰梯形的中间主花纹块，两对称分布于中间主花纹块两侧且呈梯形的过渡花纹块，中间主花纹块和两侧的过渡花纹块各自的周向中心位置在轮胎轴向上对齐配置，形成并列配置的A部；另在中间主花纹块与过渡花纹块之间位置设有与中间主花纹块及过渡花纹块错位的两中间次花纹块，两中间次花纹块呈梯形；在各中间次花纹块相对中间主花纹块外侧的胎面上设有不规则多边形的胎肩花纹块，两主花纹块和两胎肩花纹块各自的周向中心位置在轴向上对齐配置，形成并列配置的B部；轴向并列配置的A部、B部等间距交替地分布于整条轮胎的周向。

所述中间主花纹块、两中间次花纹块、两过渡花纹块和两胎肩花纹块依次自胎面中心向轴向间隔配置，各中间次花纹块、过渡花纹块、胎肩花纹块的靠近胎面中心内侧面分别与赤道平面成夹角。

所述夹角角度均小于20°。

所述中间主花纹块、两中间次花纹块、两过渡花纹块和两胎肩花纹块的尖角处均采用倒角处理。

所述中间主花纹块、中间次花纹块、过渡花纹块的中心分别设置与之边沿平行的浅沟。

所述轮胎各花纹块表面的接地面面积作为陆地面积，而各花纹块的浅沟面积作为海洋面积，设置海陆比为8%~15%。

所述中间主花纹块、中间次花纹块及过渡花纹块的浅沟沟壁为倾斜面设计，沟壁倾斜夹角设置为15°~30°。

所述中间主花纹块、中间次花纹块在轮胎前进方向的壁面与胎面基部形成有夹角，夹角设置为大于30°。

所述中间主花纹块、中间次花纹块及过渡花纹块周壁底部均设置基部花纹。

所述胎肩花纹块的基部花纹只设置在邻接胎面一侧的周壁底部。

所述各基部花纹的宽度设置为1mm~3mm，而高度设置为30%~50%的各花纹块高度。

所述胎面同一侧相邻的两过渡花纹块之间设置一呈S形或Z形的架桥。

所述各中间主花纹块与各中间次花纹块的基部花纹相互连接。

采用上述方案后，由于本发明轮胎胎面上配置有复数个突起的花纹块，且各花纹块具特有的形状和排列方式，以均衡轮胎的抓地性、牵引力、操控性及耐久性等各项使用性能。

另在各花纹块的周壁设置基部花纹，基部花纹在花纹块底部，起到支撑加强作用。

再者，轮胎的胎边不设置覆盖胶料，而外露更高密度的胎体帘纱，进一步达到轻量化的需求。

附图说明

图1为本发明轮胎的断面示意图；

图2为本发明轮胎的胎面花纹块局部分布示意图；

图3 为本发明轮胎的一个花纹组单元示意图；

图4为本发明轮胎中间主花纹块、中间次花纹块及过渡花纹块的浅沟断面示意图； 

图5为本发明轮胎的胎面花纹分布示意图；

图6为本发明轮胎的中间主花纹块、中间次花纹块的断面示意图；

图7为本发明轮胎的基部花纹、架桥与胎面各花纹块的配置示意图；

图8为本发明轮胎的基部花纹断面示意图；

图9为本发明轮胎的胎面花纹配置示意图；

图10为本发明轮胎之立体外观轴侧图。

具体实施方式

以下结合附图解释本发明的实施方式： 

如图1至图10所示，本发明揭示了一种不规则路面使用的越野自行车轮胎胎面花纹和胎体结构。在图1中，以轮胎断面竖直方向设定为轮胎径向，横向方向设定为轮胎轴向，单点划线（胎面中心线）表示赤道平面。 

如图2、图3所示，在轮胎胎面10上均布有复数个单元花纹块组30，各花纹块组30包括一等腰梯形的中间主花纹块31；两对称分布于中间主花纹块31并与之在同一轮胎轴向的过渡花纹块33，即中间主花纹块31和两侧的过渡花纹块33各自的周向中心位置在轮胎轴向上基本对齐配置，形成并列配置的A部，此过渡花纹块33大致呈梯形；另在中间主花纹块31与过渡花纹块33之间位置设有与中间主花纹块31及过渡花纹块33错位的两中间次花纹块32，此中间次花纹块32亦大致呈梯形；在各中间次花纹块32相对中间主花纹块31外侧的胎面上设有胎肩花纹块34，此胎肩花纹块34为不规则多边形；则两中间次花纹块32、两胎肩花纹块34各自的周向中心位置亦在轴向上基本对齐配置，形成并列配置的B部；如此形成的单元花纹块组30的中间主花纹块31、两中间次花纹块32、两过渡花纹块33和两胎肩花纹块34依次自胎面10中心向轴向间隔配置。配合图3所示，轴向并列配置的A部、B部等间距交替地分布于整条轮胎的周向，不仅可以提高轮胎在中等或硬质路面的转弯操控性能，而且平衡接地压，达到磨损均匀性。

再配合图2所示，各中间次花纹块32、过渡花纹块33、胎肩花纹块34的靠近胎面中心内侧面分别与赤道平面成一夹角γ，夹角γ角度均小于20°，夹角γ是顺应排泥、排水设置，但是夹角γ角度过大，会使花纹块产生明显的方向性而影响过弯时的横向抓地性。

中间主花纹块31、两中间次花纹块32、两过渡花纹块33和两胎肩花纹块34的尖角处均采用倒角处理，如此可以增强各花纹块的边缘效应，进而提升轮胎的牵引力。

另在中间主花纹块31、中间次花纹块32、过渡花纹块33的中心分别设置与之边沿平行的浅沟31a、32a、33a，配合图4所示，各浅沟31a、32a、33a的深度h设置为20%~60%的各花纹块高度H；进一步在胎肩花纹块34的中心亦设置有浅沟34a。此浅沟31a、32a、33a、34a的设置不仅可以降低轮胎重量，多边形的浅沟31a、32a、33a、34a进一步加强边际效应，提高轮胎接地感与抓地性能。以各花纹块表面的接地面面积作为陆地面积，而各花纹块的浅沟面积作为海洋面积，设置海陆比为8%~15%。花纹块海陆比太大或浅沟设置太深皆会削弱花纹块的刚性，在复杂路面容易产生花纹块的磨损、断裂现象。另外，为使中间主花纹块31、中间次花纹块32、过渡花纹块33强度不致被浅沟31a、32a、33a削弱太多，浅沟31a、32a、33a的沟壁采用倾斜面设计，沟壁倾斜夹角α设置为15°~30°。若沟壁倾斜夹角α角度太小，无法达到弥补浅沟31a、32a、33a导致的刚性损失；若沟壁倾斜夹角α角度太大，浅沟31a、32a、33a沟底变窄，填塞其中的砂石无法及时排出，容易造成沟底龟裂。

再如图5、6所示，由于中间主花纹块31及两中间次花纹块32为轮胎胎面10主要接地区域W，因此处于该接地区域W的中间主花纹块31、中间次花纹块32需要进行补强设计。即在中间主花纹块31、中间次花纹块32前进方向（图中箭头所示方向）的壁面311、321与胎面基部形成一夹角β，如图6中所示的β设置为大于30°。如此，增大了中间主花纹块31、中间次花纹块32前进方向壁面311、321的倾斜量，可以有效抑制中间主花纹块31、中间次花纹块32的变形量，使驱动更有效地传递。

如图7、8所示，为进一步提升轮胎的综合性能，使轮胎在恶劣路面行驶时不容易磨损、断裂，在中间主花纹块31、中间次花纹块32、过渡花纹块33及胎肩花纹块34的周壁底部均设置基部花纹31b、32b、33b、34b，以缓和外力的冲击，此处胎肩花纹块34的基部花纹34b可只设置在邻接胎面一侧的周壁底部，而邻接胎侧的一边无需设置基部花纹。该基部花纹31b、32b、33b、34b的宽度L1设置为1mm~3mm为宜，而高度h1设置为30%~50%的各花纹块高度H（如图8）。若宽度L1、高度h1太小，无法达到增加轮胎花纹刚性的作用；而设置太大，会大幅度增加轮胎重量，轮胎无法轻量化。其中，主要接地的各中间主花纹块31与各中间次花纹块32的基部花纹31b、32b相互连接，沿轮胎的周向形成环环相扣，起到相互支撑加强的作用，增加主要接地区域W花纹块周向刚性，降低滚动阻力。另在胎面10的同一侧相邻的两过渡花纹块33之间设置一架桥33c, 架桥33c大致呈S形或Z形，并沿径向连接相邻的两个过渡花纹块33。

配合目前不规则路面使用轮胎的轻量化发展趋势，可搭配优化胎体结构的设计，进一步提升轮胎的性能，轮胎两侧的胎边设置帘纱层外不覆盖其他胶料，以降低重量并节约成本。另外，胎体帘纱采用30TPI或大于30TPI的密度为宜（TPI：Thread Per Inch每一英寸帘纱含有帘线数量），高密度的帘纱结构精细，轮胎受力更加均衡，对不规则路面有更加灵敏的反应，另一方面使轮胎轻量化易携带，增加耐久性。

Claims (13)

1.一种不规则路面使用的自行车充气轮胎，以轮胎断面竖直方向设定为轮胎径向，横向方向设定为轮胎轴向，胎面中心线为赤道平面；在轮胎胎面上均布有复数个单元花纹块组；其特征在于：各花纹块组包括一等腰梯形的中间主花纹块，两对称分布于中间主花纹块两侧且呈梯形的过渡花纹块，中间主花纹块和两侧的过渡花纹块各自的周向中心位置在轮胎轴向上对齐配置，形成并列配置的A部；另在中间主花纹块与过渡花纹块之间位置设有与中间主花纹块及过渡花纹块错位的两中间次花纹块，两中间次花纹块呈梯形；在各中间次花纹块相对中间主花纹块外侧的胎面上设有不规则多边形的胎肩花纹块，两主花纹块和两胎肩花纹块各自的周向中心位置在轴向上对齐配置，形成并列配置的B部；轴向并列配置的A部、B部等间距交替地分布于整条轮胎的周向。

2.如权利要求1所述的不规则路面使用的自行车充气轮胎，其特征在于：所述中间主花纹块、两中间次花纹块、两过渡花纹块和两胎肩花纹块依次自胎面中心向轴向间隔配置，各中间次花纹块、过渡花纹块、胎肩花纹块的靠近胎面中心内侧面分别与赤道平面成夹角。

3.如权利要求1或2所述的不规则路面使用的自行车充气轮胎，其特征在于：所述夹角角度均小于20°。

4.如权利要求1或2所述的不规则路面使用的自行车充气轮胎，其特征在于：所述中间主花纹块、两中间次花纹块、两过渡花纹块和两胎肩花纹块的尖角处均采用倒角处理。

5.如权利要求1或2所述的不规则路面使用的自行车充气轮胎，其特征在于：所述中间主花纹块、中间次花纹块、过渡花纹块的中心分别设置与之边沿平行的浅沟。

6.如权利要求5所述的不规则路面使用的自行车充气轮胎，其特征在于：所述轮胎各花纹块表面的接地面面积作为陆地面积，而各花纹块的浅沟面积作为海洋面积，设置海陆比为8%~15%。

7.如权利要求5所述的不规则路面使用的自行车充气轮胎，其特征在于：所述中间主花纹块、中间次花纹块及过渡花纹块的浅沟沟壁为倾斜面设计，沟壁倾斜夹角设置为15°~30°。

8.如权利要求1或2所述的不规则路面使用的自行车充气轮胎，其特征在于：所述中间主花纹块、中间次花纹块在轮胎前进方向的壁面与胎面基部形成有夹角，夹角设置为大于30°。

9.如权利要求1或2所述的不规则路面使用的自行车充气轮胎，其特征在于：所述中间主花纹块、中间次花纹块及过渡花纹块周壁底部均设置基部花纹。

10.如权利要求9所述的不规则路面使用的自行车充气轮胎，其特征在于：所述胎肩花纹块的基部花纹只设置在邻接胎面一侧的周壁底部。

11.如权利要求10所述的不规则路面使用的自行车充气轮胎，其特征在于：所述各基部花纹的宽度设置为1mm~3mm，而高度设置为30%~50%的各花纹块高度。

12.如权利要求9所述的不规则路面使用的自行车充气轮胎，其特征在于：所述胎面同一侧相邻的两过渡花纹块之间设置一呈S形或Z形的架桥。

13.如权利要求9所述的不规则路面使用的自行车充气轮胎，其特征在于：所述各中间主花纹块与各中间次花纹块的基部花纹相互连接。

Images