CN106004259B - 多功能自行车轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能自行车轮胎，胎面由分别沿轮胎轴向和周向延伸的若干花纹块组成，其包括高花纹块、低花纹块及胎肩花纹块，其中沿轮胎轴向和周向相邻的花纹块为高花纹块或低花纹块间隔设置；胎面中部位置为主要接地区域，而胎面两侧边缘区域为转弯接地区域；所述高花纹块和低花纹块是分布于主要接地区域，而胎肩花纹块分布于转弯接地区域；所述高花纹块的侧壁相对其几何中心向外倾斜，而低花纹块的侧壁相对其几何中心向内倾斜；该轮胎内里为凹凸间隔分布，则胎面基部形成为波浪状，低花纹块处于波谷，高花纹块处于波峰，以此形成胎面高花纹块和低花纹块的径向高低落差。使之实现低风压块状和高风压沟状两种花纹类型之间切换的多功能使用。

Description

多功能自行车轮胎
技术领域
本发明涉及一种自行车轮胎，特别涉及一种多功能自行车充气轮胎结构。
背景技术
轮胎花纹的设计是为了增加胎面的抓地力，磨耗性，牵引力等使用性能，自行车轮胎花纹发展至今形式多变、种类繁多，目前按大类来分主要有块状和沟状两种类型。块状胎使用在软质或砂石等恶路，由于此路面往往比充气后的轮胎还软，块状花纹可以轻松陷入并咬合路面，大幅增加抓地力和牵引力，同时此系列的轮胎使用风压较低，以提升崎岖路面的通过性。而沟状胎的胎面花纹陆比较高，无独立凸起的花纹块，因此在铺装的良路上路感平顺，脚踏力量传导直接，对于加速、爬坡或负重骑乘更省力轻松，而此系列的轮胎使用风压往往较高。
块状胎和沟状胎二者使用的路况迥异，所需求达到的性能也不同。理论上，不同的路况需选择不同类型花纹的轮胎才能使车辆行驶的性能最优化，但实际使用时，普通自行车消费者通常不会因为路况的改变而频繁更换轮胎，主要因为换胎工序繁琐费时。上述两类轮胎花纹性能均具有针对性，互用时无法同时达到最优性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种多功能的自行车轮胎，可同时具有块状和沟状两种花纹特性，以满足迥异路况的性能要求，无需换胎，且操作简易，易于实施。
为实现上述目的，本发明的解决方案是：
一种多功能自行车轮胎，胎面由分别沿轮胎轴向和周向延伸的若干花纹块组成，其包括高花纹块、低花纹块及胎肩花纹块，其中沿轮胎轴向和周向相邻的花纹块为高花纹块或低花纹块间隔设置；胎面中部位置为主要接地区域，而胎面两侧边缘区域为转弯接地区域；所述高花纹块和低花纹块分布于主要接地区域，而胎肩花纹块分布于转弯接地区域；所述高花纹块的侧壁相对其几何中心向外倾斜，而低花纹块的侧壁相对其几何中心向内倾斜；该轮胎内里为凹凸间隔分布，则胎面基部形成为波浪状，低花纹块处于波谷，高花纹块处于波峰，以此形成胎面高花纹块和低花纹块的径向高低落差。
所述主要接地区域内各高花纹块和低花纹块间的轴向间距和周向间距设置为0.5mm~2.5mm。
所述高花纹块的高度和低花纹块的高度为相等设置。
所述高花纹块的侧壁相对其几何中心向外倾斜与径向形成10°~30°的夹角；而低花纹块的侧壁相对其几何中心向内倾斜与径向形成10°~20°的夹角。
所述转弯接地区域内的胎肩花纹块周向间距设置为4mm~20mm。
所述胎肩花纹块与低花纹块轴向相邻，与高花纹块间隔、错位设置。
所述轮胎胎面基部的厚度和胎边厚度设置为2mm~5mm。
采用上述方案后，本发明通过区别设计胎面主要接地区域和转弯区域花纹块，主要接地区域各花纹块之间设置最大轴向和周向间距，优化侧壁设计使相邻花纹块呈正负崁合，通过调整胎面基部设计来实现径向位置高低差异，轮胎内里为凹凸间隔分布，胎面基部为波浪状，低花纹块处于波谷，高花纹块处于波峰。同时，合理化胎面基部厚度、胎边厚度和使用风压值，使之实现低风压块状和高风压沟状两种花纹类型之间切换的多功能使用。
附图说明
图1为本发明轮胎的胎面花纹平面展开示意图；
图2为本发明轮胎高花纹块断面放大图；
图3为本发明轮胎低花纹块断面放大图；
图4为图1中A-A’断面轮廓示意图；
图5为图1中B-B’断面轮廓示意图；
图6为低风压条件时本发明轮胎的胎面接地平面展开示意图；
图7为高风压条件时本发明轮胎的断面轮廓示意图；
图8为高风压条件时本发明轮胎的胎面接地平面展开示意图。
符号说明
1胎面 2胎体 10高花纹块
11高花纹块侧壁 20低花纹块 21低花纹块侧壁
12高花纹块顶部 22低花纹块顶部 30胎肩花纹块
40胎面基部 41波谷 42波峰。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。
如图1至图8所示，本发明揭示了一种多功能的自行车轮胎胎面花纹及胎体结构。定义图4中的竖直方向为轮胎径向，横向方向设定为轮胎轴向，单点划线表示赤道平面。
配合图1至图5所示，本发明轮胎胎面1是由分别沿轮胎轴向和周向延伸的若干花纹块组成，其包括高花纹块10、低花纹块20及胎肩花纹块30（为了区别说明，图1中表面填充有阴影线的花纹块表示低花纹块20，填充有网格线的花纹块表示胎肩花纹块30，其余表面未填充图案的花纹块表示高花纹块10），其中沿轮胎轴向和周向相邻的花纹块为高花纹块10或低花纹块20间隔设置；胎面中部位置为主要接地区域W1，而胎面两侧边缘区域为转弯接地区域W2；所述高花纹块10和低花纹块20分布于主要接地区域W1，而胎肩花纹块30分布于转弯接地区域W2；所述高花纹块10的侧壁11相对其几何中心向外倾斜，而低花纹块20的侧壁21相对其几何中心向内倾斜；该轮胎内里为凹凸间隔分布，则胎面基部40形成为波浪状，低花纹块20处于波谷41，高花纹块10处于波峰42，以此形成胎面高花纹块10和低花纹块20的径向高低落差。
该主要接地区域W1内各高花纹块10和低花纹块20间的轴向间距S1和周向间距S2设置为0.5mm~2.5mm，将各高花纹块10和低花纹块20间的轴向和周向间距设计为微小间距，是为了确保主要接地区域W1的高陆比设置，使轴向和周向的间距以类似密集细沟槽的形式分布，从花纹的平面展开图来看该区域的花纹为沟状类型。主要接地区域W1内花纹块分为高花纹块10和低花纹块20两种。胎面1整体的花纹块布局如跳棋棋盘，即各轴向和周向相邻的花纹块为高花纹块10或低花纹块20间隔设置；配合图2和图3所示，高花纹块10的高度H1和低花纹块20的高度H2为相等设置，即本发明高花纹块10和低花纹块20的区分并非指花纹块高度的高低，而是指花纹块的径向位置高低。高花纹块10的侧壁11相对其几何中心向外倾斜与径向形成10°~30°的夹角α；而低花纹块20的侧壁21相对其几何中心向内倾斜与径向形成10°~20°的夹角β，如此，整个胎面1上各轴向和周向相邻的花纹块的侧壁呈正负崁合。另外，为确保胎面花纹陆比的平衡性和合理性，胎肩花纹块30与低花纹块20轴向位置相邻设置，胎肩花纹块30与高花纹块10须间隔、错位设置。不论轮胎在良路或恶路其转弯时均需要良好的抓地性能，将转弯接地区域W2内的胎肩花纹块30设置为沿周向大间隔分布，其周向间距S3设置为4mm~20mm，大间距的胎肩花纹块30与地面接触时可获得较佳的抓地力，确保转弯接地时安全性。通过胎面1上两个区域内花纹块的区别设计，为实现恶路块状和良路沟状两种花纹类型之间的切换起到了重要作用。
图4和图5所示为通过模具硫化而成的新轮胎胎体2断面轮廓形式，各高花纹块10和低花纹块20由胎面基部40独立凸起，高花纹块10和低花纹块20是通过调整胎面基部40设计来实现径向位置高低差异，从断面轮廓上看基部40为波浪状，低花纹块20处于波谷41，高花纹块10处于波峰42，并通过圆弧曲面连接波谷41和波峰42，波谷41与波峰42的距离S4设置为1.0~1.5倍的高花纹块10高度H1或低花纹块20高度H2，如此整条轮胎内里呈凹凸间隔如跳棋棋盘布局。同时，为了满足恶路低风压和良路高风压的使用状况，本发明轮胎的胎体需配合强化设计，以提升胎体强度。具体为：胎面基部40的厚度H3和胎边厚度H4设置为2mm~5mm，使胎体更厚实坚固，在低风压条件时不易变形，可维持如新轮胎时高花纹块10和低花纹块20的径向高度差。但若胎面基部40的厚度H3和胎边厚度H4设置太厚，胎体过于坚硬，则会导致高风压时胎面基部40轮廓无法充分成长，影响块状和沟状花纹类型的切换。
本发明轮胎的使用原理及实施方式说明如下：在低风压条件时，由于胎体2不易变形，成长幅度小，此时轮胎的断面轮廓依然如图4和图5所示，胎面基部40保持波浪状，即高花纹块10的顶部12高于低花纹块20的顶部22，使用时仅高花纹块10的顶部12接地，低花纹块20的顶部22无法接地，此时的胎面1接地情况如图6展示的块状花纹类型。由于高花纹块10具有向外倾斜的侧壁11，使之刚性强化，耐冲击和耐裂性能优越，且间隔分布的块状花纹可适应山地等松软、恶劣路况。而在高风压条件时，轮胎的断面轮廓则如图7所示，此时轮胎内里的高风压驱使胎面基部40轮廓充分受力变化，原基部径向位置较低的低花纹块20向外成长，直至整个胎面基部40断面轮廓光滑平顺，由于高花纹块10的高度H1和低花纹块20的高度H2设置相等，此时各高花纹块10和低花纹块20的顶部也成长为在同一平缓的接地面。结合图8所示，此时接地的为带有密集细沟槽的花纹类型，由于各轴向和周向相邻花纹块间距小且侧壁正负崁合，在负重骑乘时，相邻花纹块受力蠕动会相连结合，起到相互支撑加强的作用，形成高陆比的沟状花纹，从而减少抓地时的变形量，降低滚动阻力，更是达到铺装良路上路感平顺的效果。胎面主要接地区域和转弯区域花纹的区别设计，一方面实现恶路块状和良路沟状两种花纹类型之间的切换，另一方面确保了不同路况时轮胎均具有良好的转弯性能。
需注意是本发明轮胎应在胎边刻打最低及最高两个风压的文字标识，提醒骑行人员正确的使用方法：当轮胎需在恶路使用时，向轮胎内里或内胎充气至最低风压值；当轮胎需在良路使用时，则向轮胎内里或内胎充气至最高风压值。最低及最高风压数值因轮胎规格的不同而具体计算设定，依自行车轮胎的使用状况，最低风压数值需在最高风压数值的20%~40%，具体为：最高风压值设置为500kPa~700kPa，最低风压值设置为100kPa~280kPa，才能产生断面轮廓成长的差异性，达到一条轮胎通过风压调校具有块状和沟状两种花纹特性。
综上，区别设计胎面主要接地区域W1和转弯区域W2内的花纹块，主要接地区域W1各花纹块之间设置最大轴向和周向间距，优化侧壁设计使相邻花纹块呈正负崁合。通过调整胎面基部40设计来实现花纹块径向位置高低差异，轮胎内里为凹凸间隔分布，胎面基部40为波浪状，低花纹块20处于波谷41，高花纹块10处于波峰42。同时，胎面基部厚度H3和胎边厚度H4设置为2mm~5mm，合理化最高和最低使用风压值。通过新型的胎面花纹和断面轮廓配合设计，使之能实现低风压块状花纹和高风压沟状花纹两种类型之间切换的多功能使用。通过特定的风压调校满足迥异路况的性能要求，无需换胎，且操作简易，易于实施。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (7)

1.一种多功能自行车轮胎，胎面由分别沿轮胎轴向和周向延伸的若干花纹块组成，其特征在于：包括高花纹块、低花纹块及胎肩花纹块，其中沿轮胎轴向和周向相邻的花纹块为高花纹块或低花纹块间隔设置；胎面中部位置为主要接地区域，而胎面两侧边缘区域为转弯接地区域；所述高花纹块和低花纹块分布于主要接地区域，而胎肩花纹块分布于转弯接地区域；所述高花纹块的侧壁相对其几何中心向外倾斜，而低花纹块的侧壁相对其几何中心向内倾斜；该轮胎内里为凹凸间隔分布，则胎面基部形成为波浪状，低花纹块处于波谷，高花纹块处于波峰，以此形成胎面高花纹块和低花纹块的径向高低落差。
2.如权利要求1所述的多功能自行车轮胎，其特征在于：所述主要接地区域内各高花纹块和低花纹块间的轴向间距和周向间距设置为0.5mm~2.5mm。
3.如权利要求1所述的多功能自行车轮胎，其特征在于：所述高花纹块的高度和低花纹块的高度相等。
4.如权利要求1、2或3所述的多功能自行车轮胎，其特征在于：所述高花纹块的侧壁相对其几何中心向外倾斜与径向形成10°~30°的夹角；而低花纹块的侧壁相对其几何中心向内倾斜与径向形成10°~20°的夹角。
5.如权利要求1所述的多功能自行车轮胎，其特征在于：所述转弯接地区域内的胎肩花纹块周向间距设置为4mm~20mm。
6.如权利要求1所述的多功能自行车轮胎，其特征在于：所述胎肩花纹块与低花纹块轴向相邻，与高花纹块间隔、错位设置。
7.如权利要求1所述的多功能自行车轮胎，其特征在于：所述轮胎胎面基部的厚度和胎边厚度设置为2mm~5mm。
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