CN103465732B - 硬地形使用的自行车轮胎胎面花纹结构 - Google Patents

Abstract

一种硬地形使用的自行车轮胎胎面花纹结构，该胎面均分为一中心区域及两个侧边区域，该胎面是由沿轮胎周向呈均匀分布的若干个凸起的花纹单元构成；其中各花纹单元包含至少一中央花纹块及两个侧花纹块且分布在中心区域内构成中心花纹组；以及处于侧边区域内由第一花纹块，第二花纹块和第三花纹块组成的胎肩花纹组；中心区域、侧边区域以及整个胎面的陆比依次设置为30%~50%、10%~20%、15%~30%；中央花纹块呈一倒V字状，侧花纹块在其接地前端偏向轮胎轴向方向内侧的位置设计有一夹角的凸部；另在侧边区域的胎面基部设置凸条状的底纹。如此可以加大在硬地形的剪切力，使细花纹块更容易抓住路面，提高牵引力和驱动力的同时保证轮胎轻量化及对胎面的强化效果。

Description

硬地形使用的自行车轮胎胎面花纹结构

技术领域

本发明涉及一种自行车轮胎，更具体地涉及一种硬地形使用的轻量化自行车轮胎胎面花纹结构。

背景技术

山地车是现代自行车运动的主流车型，在设计、工艺、材料、技术上都日益完善和成熟，近年来更是转向轻量化、多样化发展。轻量化山地自行车可以获得好的操控性和速度感，追逐轻量化尤其是高级品的指标，甚至主导价格。同时，随着自行车运动的多样化发展，越来越多的人不单在软地形或砂石路面上使用山地自行车，干燥硬地形骑行山地自行车俨然成风。

通常山地车配套的颗粒胎具有较高花纹深度，颗粒较粗壮，主要是为了软地形或砂石路面上更容易咬住路面，增加抓地力。但若使用在平坦、干燥的硬地形便会有以下问题产生：首先，传统的颗粒胎用在硬地形会因其花纹间距大，接触面积不连续而导致路感不足和舒适性能不佳；其次，又高又壮的颗粒花纹不仅会使脚踏的力量有部份消耗在颗粒的变形上，导致力量传导变差，而且增加滚动阻力，影响骑车人的耐久性、加速性；再者，传统的颗粒花纹不易咬入硬质地面产生足够的剪切力，进而影响牵引力和驱动力的发挥。综上，传统山地车配套的颗粒胎功能具有针对性和单一性，无法满足硬地形的使用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种硬地形使用的轻量化自行车轮胎胎面花纹结构，在尽可能轻量化前提下，能够发挥轮胎的优越舒适性、牵引性、驱动力和耐切割的能力。

为实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种硬地形使用的自行车轮胎胎面花纹结构，该胎面均分为一中心区域及两个侧边区域，该胎面是由沿轮胎周向呈均匀分布的若干个凸起的花纹单元构成；其中各花纹单元包含至少设置在胎面周向中心线的一中央花纹块，向胎面周向中心线两侧偏离的两个侧花纹块，一中央花纹块和两个侧花纹块分布在中心区域内构成中心花纹组；以及处于侧边区域内由第一花纹块，第二花纹块和第三花纹块组成的胎肩花纹组，且三者依序自轮胎轴向方向内侧向胎面端、向下倾斜延伸；中心区域陆比设置为30%~50%，侧边区域的陆比设置为10%~20%，而整个胎面的陆比则设置为15%~30%；中央花纹块呈一倒V字状，侧花纹块在其接地前端偏向轮胎轴向方向内侧的位置设计有一夹角的凸部；另在侧边区域的胎面基部设置凸条状的底纹。

所述每个花纹单元的中心花纹组设置为四组且呈均匀间隔设置。

所述分布在中心区域内的中心花纹组的花纹块高度为1.5mm~3.0mm。

所述中央花纹块的接地前端中心处设置有凸部，凸部的角度为40°~140°；在中央花纹块的接地后端的中心处则设置有凹部，凹部的轴向宽度小于中央花纹块宽度，而凹部的径向长度不超过中央花纹块径向长度的50%。

所述侧花纹块凸部的夹角为60°~120°。

所述胎肩花纹组中第一花纹块的表面接地面积小于第二花纹块的表面接地面积，同时第二花纹块的表面接地面积小于第三花纹块的表面接地面积。

所述底纹是沿轮胎径向延伸，并沿轮胎轴向平行、间隔分布。

所述底纹是呈不规则、相互交叉的网格状。

所述底纹自胎面基部的凸起高度以及截面宽度设置范围均在0.3mm～0.7mm。

所述底纹截面为半圆形，三角形或矩形。

采用上述方案后，本发明通过优化胎面不同区域的陆比，在中心区域设置接地前端凸出，后端凹入的大致呈倒V字状中央花纹块，以及接地前端偏向轮胎轴向内侧的设计凸部的侧花纹块，以加大在硬地形的剪切力，使细花纹块更容易抓住路面，提高牵引力和驱动力；而在侧边区域的胎面基部设置凸条状的底纹，微小的底纹不仅保证轮胎轻量化，又达到胎面强化效果。

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分布示意图；

图3为本发明轮胎的一个花纹单元示意图；

图4为本发明轮胎的中央花纹块的示意图；

图5为本发明轮胎的侧花纹块的示意图；

图6为本发明轮胎一种实施例的胎面花纹示意图；

图7为本发明轮胎另一种实施例的胎面花纹示意图；

图8为本发明轮胎的胎面底纹的一种实施例断面示意图；

图9为本发明轮胎的胎面底纹的另一种实施例断面示意图；

图10为本发明轮胎的胎面底纹的再一种实施例断面示意图。

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，本发明揭示了一种硬地形使用的自行车轮胎胎面花纹结构。如图1所示的本发明轮胎的断面示意图，其中轮胎1是由胎唇2、胎面3和胎体4三大部分组成，竖直方向设定为轮胎径向，且横向方向设定为轮胎轴向，单点划线表示赤道平面。

如图2、3所示，本发明的胎面3是由沿轮胎周向呈均匀分布的若干个凸起的花纹单元构成，而轮胎1的胎面3划分为以下区域：以轮胎胎面的赤道为对称展开宽度为1/3胎面宽度TW的中心区域M（图中两虚线之间所限定的区域），以及由胎面端到轮胎轴向方向内侧展开宽度为1/3胎面宽度TW的两个侧边区域S。

如图3所示，所述的花纹单元包含：设置在胎面周向中心线的中央花纹块31，向胎面周向中心线两侧偏离的两个侧花纹块32，中央花纹块31和两个侧花纹块32分布在中心区域M内构成中心花纹组3A；以及处于侧边区域S内由第一花纹块33，第二花纹块34和第三花纹块35组成的胎肩花纹组3B，且三者依序自轮胎轴向方向内侧向胎面端、向下倾斜延伸。三者的表面接地面积设置为：第一花纹块33小于第二花纹块34，第二花纹块34小于第三花纹块35，以保持转弯的操控稳定性，提高转弯特性。所述每个花纹单元的中心花纹组3A设置至少一组，此实施例是设置为四组而呈均匀间隔设置。以花纹块表面的接地面面积作为陆地面积，花纹块之间的沟面积作为海洋面积，陆比定义为花纹块表面的接地面面积与该区域总面积的比例。将中心区域M的陆比设置为30%~50%，侧边区域S的陆比设置为10%~20%，而整个胎面的陆比则设置为15%~30%。如此设置后，中心区域M更低、更密的细花纹块与硬质地形有效、充分地接触，提高驱动力，同时高陆比设置可提高直行的稳定性、舒适性；而两侧边区域S超低陆比大大降低轮胎重量。

所述分布在中心区域M内的中心花纹组3A的花纹块高度为1.5mm~3.0mm。若中心花纹组3A的花纹块高度不足1.5mm，会导致磨耗性能不佳和耐久性不足的问题；反之，若中心花纹组3A的花纹块高度超过3.0mm，不仅会影响轮胎整体重量的轻量化，前进时的作用力会加大花纹变形，消耗力量传导，使轮胎在硬质路面上的驱动性能下降。

为了提供足够的抓地力，满足干燥硬地形的使用要求，中央花纹块31、侧花纹块32均为不规则的多边形设计。结合图4所示，所述中央花纹块31大致呈一倒V字状，在中央花纹块31的接地前端中心处设置有凸部31a，凸部31a的角度α为40°~140°，以提升轮胎直行时的导向和驱动作用。在中央花纹块31的接地后端的中心处则设置有凹部31b，增加花纹块的边缘长度，利于牵引性及横向抓地性的发挥。凹部31b的轴向宽度W1必须小于中央花纹块31宽度W，而凹部31b的径向长度L1亦不超过中央花纹块31径向长度L的50%。凹部31b的参数设定是为了保证合理的凹入量，若凹入量太小，将不能充分增加花纹块总边缘长度；反之，则会过度降低花纹块的刚性。

如图5所示，所述的侧花纹块32在其接地前端偏向轮胎轴向方向内侧的位置同样设计有一夹角β为60°~120°的凸部32a。中心区域M为轮胎在正常风压、正常负荷行驶时的主要接地区域，带夹角的接地前端可以加大在硬地形的剪切力，使细花纹块更容易抓住路面，从而提高牵引力以及防止打滑现象。

为尽可能地减轻轮胎重量，侧边区域S的陆比设置较低，尤其在相邻花纹单元的胎肩花纹组3B之间形成较大的海洋面积，加上硬地形使用的轻量化自行车轮胎的胎体较为薄弱，侧边区域S的胎面基部极易被外物损伤。因此，为了平衡轻量化和强化胎面的两个性能出发点，在侧边区域S的胎面基部设置凸条状的底纹36。

如图6，图7所展示的分别为底纹36的两种不同实施方式，其中图6中的底纹36是沿轮胎径向延伸，并沿轮胎轴向平行、间隔分布，而图7中底纹36则是呈不规则、相互交叉的网格状（将胎肩花纹组3B的表面涂成灰色以示区分）。如图8，图9，图10所示底纹36截面可以为半圆形，三角形，矩形等适当形状，底纹36自胎面基部的凸起高度h以及截面宽度W2设置范围均在0.3mm～0.7mm。胎面基部密集、微小的底纹设计不仅保证了轮胎轻量化前提，又达到保护胎面耐切割，抗穿刺等强化效果。

综上所述，本发明通过优化胎面不同区域的陆比，在中心区域M设置接地前端凸出，后端凹入的大致呈倒V字状中央花纹块31，以及接地前端偏向轮胎轴向内侧的设计凸部的侧花纹块32，以加大在硬地形的剪切力，使细花纹块更容易抓住路面，提高牵引力和驱动力；而在侧边区域S的胎面基部设置凸条状的底纹36，微小的底纹36不仅保证轮胎轻量化，又达到胎面强化效果。

Claims (10)

1.一种硬地形使用的自行车轮胎胎面花纹结构，该胎面均分为一中心区域及两个侧边区域，该胎面是由沿轮胎周向呈均匀分布的若干个凸起的花纹单元构成；其特征在于：各花纹单元包含至少设置在胎面周向中心线的一中央花纹块，向胎面周向中心线两侧偏离的两个侧花纹块，一中央花纹块和两个侧花纹块分布在中心区域内构成中心花纹组；以及处于侧边区域内由第一花纹块，第二花纹块和第三花纹块组成的胎肩花纹组，且三者依序自轮胎轴向方向内侧向胎面端、向下倾斜延伸；中心区域陆比设置为30%~50%，侧边区域的陆比设置为10%~20%，而整个胎面的陆比则设置为15%~30%；中央花纹块呈一倒V字状，侧花纹块在其接地前端偏向轮胎轴向方向内侧的位置设计有一夹角的凸部；另在侧边区域的胎面基部设置凸条状的底纹。

2.如权利要求1所述的硬地形使用的自行车轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述每个花纹单元的中心花纹组设置为四组且呈均匀间隔设置。

3.如权利要求1所述的硬地形使用的自行车轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述分布在中心区域内的中心花纹组的花纹块高度为1.5mm~3.0mm。

4.如权利要求1、2或3所述的硬地形使用的自行车轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述中央花纹块的接地前端中心处设置有凸部，凸部的角度为40°~140°；在中央花纹块的接地后端的中心处则设置有凹部，凹部的轴向宽度小于中央花纹块宽度，而凹部的径向长度不超过中央花纹块径向长度的50%。

5.如权利要求1所述的硬地形使用的自行车轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述侧花纹块凸部的夹角为60°~120°。

6.如权利要求1所述的硬地形使用的自行车轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述胎肩花纹组中第一花纹块的表面接地面积小于第二花纹块的表面接地面积，同时第二花纹块的表面接地面积小于第三花纹块的表面接地面积。

7.如权利要求1所述的硬地形使用的自行车轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述底纹是沿轮胎径向延伸，并沿轮胎轴向平行、间隔分布。

8.如权利要求1所述的硬地形使用的自行车轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述底纹是呈不规则、相互交叉的网格状。

9.如权利要求1、7或8所述的硬地形使用的自行车轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述底纹自胎面基部的凸起高度以及截面宽度设置范围均在0.3mm～0.7mm。

10.如权利要求9所述的硬地形使用的自行车轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述底纹截面为半圆形，三角形或矩形。