CN111114207A

CN111114207A - 自行车充气轮胎胎面花纹结构

Info

Publication number: CN111114207A
Application number: CN202010066290.5A
Authority: CN
Inventors: 陈秀雄; 林文艳
Original assignee: Cheng Shin Rubber Xiamen Ind Ltd
Current assignee: Cheng Shin Rubber Xiamen Ind Ltd
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2020-05-08

Abstract

本发明公开了一种自行车充气轮胎胎面花纹结构，轮胎胎面由多个花纹单元沿轮胎周向间隔分布，每个花纹单元包括前花纹单元及由前花纹单元沿胎面中心线对称并与前花纹单元周向间隔设置的后花纹单元，所述前花纹单元包含第一前边缘、第二前边缘、第一后边缘及第二后边缘，第一前边缘与第二前边缘的前端部相交形成第一交点，第一后边缘与第二后边缘的前端部也相交形成第二交点，第一交点及第二交点分别位于胎面中心线的两侧，所述前花纹单元的两轴向外端的周向长度不相等，使前花纹单元整体呈不对称结构，以应对公路和越野两种迥异的性能需求，本发明在满足越野登山时的抓地性能，同时保证在公路骑行时的耐久性和舒适性。

Description

自行车充气轮胎胎面花纹结构

【技术领域】

本发明涉及轮胎的技术领域，特别是指一种用于电动或者电助力自行车充气轮胎胎面花纹结构。

【背景技术】

电动或电助力自行车的流行是从越野登山车开始，电动化或电助力化的越野登山车(E-MTB)既有自行车的轻巧和便捷性，又有效解决传统车辆上坡、逆风、载物时的负担感。随着马达系统和电池技术的持续精进，还出现了越野和公路跨界使用的新车型，此种车型既可用于越野登山，也可用于公路骑游。但是越野登山和公路骑行需求的使用性能迥异。习用于越野登山车轮胎若在公路上骑行，耐久性能和舒适性能会大幅下降，而用于公路骑行的轮胎若在相对恶劣的越野路况上骑行，抓地力和耐冲击性不足，现行车胎无法提供全面的性能。

目前越野登山车与公路自行车配套的轮胎是有区别设计：越野登山车胎胎面花纹为较粗壮的颗粒花纹，胎面的陆比较小，以获得足够抓地力和耐冲击性，满足相对恶劣的路况，此类型花纹轮胎若在平整的公路上骑行，耐久性能和舒适性能会大幅下降；而公路自行车胎胎面一般为密集、均匀设置的小颗粒花纹，胎面的陆比较大，侧重低滚动阻力和舒适性，此类型花纹轮胎若在相对恶劣的越野路况上骑行，抓地力和耐冲击性不足。综上，越野登山与公路骑行轮胎两种花纹性能差异较大，而出现的电动化或电助力化的越野和公路跨界使用的新车型却需要兼具上述性能，现行技术无法满足。以往针对两用的车胎性能也进行了研究，但始终无法突破性能上此消彼长的趋势，无法全面具备。故针对电动化或电助力化的越野和公路跨界使用的新车型，有必要开发一款更加优化的自行车轮胎胎面花纹结构，来同时满足两种迥异的使用路况。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可兼顾电动化或电助力化自行车在越野登山和公路骑游时的综合性能的自行车充气轮胎胎面花纹结构。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种自行车充气轮胎胎面花纹结构，轮胎胎面由多个花纹单元沿轮胎周向间隔分布，每个花纹单元包括前花纹单元及由前花纹单元沿胎面中心线对称并与前花纹单元周向间隔设置的后花纹单元，所述前花纹单元包含第一前边缘、第二前边缘、第一后边缘及第二后边缘，第一前边缘与第二前边缘的前端部相交形成第一交点，第一后边缘与第二后边缘的前端部也相交形成第二交点，第一交点及第二交点分别位于胎面中心线的两侧，所述前花纹单元的两轴向外端的周向长度不相等，使前花纹单元整体呈不对称结构，同时后花纹单元与前花纹单元沿胎面中心线对称、周向间隔设置，可平衡胎面上各周向和轴向的刚性，以应对公路和越野两种迥异的性能需求，将第一交点与第二交点设置在胎面中心的两侧可在满足越野登山时的抓地性能，同时保证在公路骑行时的耐久性和舒适性。

优选地：所述第一交点距胎面中心线的轴向宽度与第二交点距胎面中心线的轴向宽度分别为胎面总宽度的8％～15％。若距离太宽，胎面中心的接地陆比太大，该部位边缘效应不足，在越野登山时的抓地性能较差；若距离太窄，则胎面中心的接地陆比太小，该部位花纹块刚性不足，在公路骑行时的耐久性和舒适性会下降。

优选地：所述第一前边缘、第二前边缘、第一后边缘与第二后边缘均为圆弧，使得前花纹单元的前后接地边缘为圆弧状，并指向轮胎的行驶方向，确保较低的滚动阻力。

优选地：所述前花纹单元的两轴向外端的两周向长度中，短周向长度设置为长周向长度的20％～50％，使前花纹单元整体呈不对称的倒月牙状，同时后花纹单元与前花纹单元沿胎面中心线对称、周向间隔设置，可平衡胎面上各周向和轴向的刚性，以应对公路和越野两种迥异的性能需求。

优选地：所述前花纹单元内设置若干纵向槽，纵向槽包括穿过胎面中心线的第一纵向槽、由胎面一侧由内向外设置的第二纵向槽、第三纵向槽及由胎面另一侧由内向外设置的第四纵向槽、第五纵向槽。

优选地：所述第二纵向槽、第三纵向槽及第四纵向槽、第五纵向槽分别设置为圆弧型，各圆弧凸向胎面的外侧。

优选地：所述第一纵向槽、第二纵向槽、第三纵向槽、第四纵向槽及第五纵向槽的两端分别贯穿前花纹单元的前、后边缘，将前花纹单元分割为多个独立的多边形花纹块。

优选地：前花纹单元内均为近似四边形的花纹块，且各花纹块的边缘为圆弧型。近似四边形的花纹块较为粗壮，使花纹块有充足的刚性和边缘效应，满足较为恶劣的越野登山使用，而圆弧边缘的设计又适当弱化边缘刚性，减小公路骑行时与地面的摩擦力，降低滚动阻力和提升舒适性能。

优选地：所述胎面划分为中心区域以及自中心区域外侧至胎面边缘的两个边缘区域，中心区域的展开宽度为胎面总宽度的70％～90％，前花纹单元分割出的多边形花纹块包含：位于胎面中心区域内的中心花纹组和位于两个边缘区域内的边缘花纹组。

优选地：同一组的中心花纹组从中心区域一侧到另一侧由第一中心花纹、第二中心花纹、第三中心花纹、第四中心花纹沿轴向依序延伸组成，且各花纹块的周向长度是沿轴向依序减小或增加。

优选地：所述边缘花纹组包括位于一侧边缘区域的第一边缘花纹、第二边缘花纹以及位于另一侧边缘区域的第三边缘花纹，中心花纹组内的任一花纹块体积大于边缘区域的任一花纹块体积。中心区域为越野登山时主要接地部位，是公路骑行时全部接地部位，中心区域内中心花纹组的花纹块陆比较大，接地面积较大，而两个边缘区域仅在越野登山使用时偶有接地，在公路骑行时不接地，因此在两个边缘区域的花纹块体积细长，不同区域设置不同类型的花纹块，兼顾在公路骑行和越野登山时的综合性能。

优选地：胎面的中心区域的外轮廓沿径向向外凸出，中心区域外轮廓由若干段圆弧光滑连接而成，两边缘区域的外轮廓沿径向向内凹入，边缘区域外轮廓为单一圆弧，其与中心区域外轮廓边缘的圆弧相外切，因此边缘区域外轮廓相对呈翘起的形状，即边缘区域各边缘花纹块的表面为中凹设置，虽然轮胎在正常使用时两个边缘区域极少接地，但在越野登山使用时偶有大角度压弯情况，此时翘起的边缘形状可提供适当的支撑和抓地性能，降低摔车的危险性，而在平坦公路骑行时，该区域不接地，故不会对滚动阻力和舒适性造成负面影响。

采用上述结构后，本发明通过优化自行车轮胎胎面花纹结构设计，轮胎胎面的每个花纹单元包含前花纹单元、由前花纹单元沿胎面中心线对称并周向间隔的后花纹单元，前花纹单元的前、后边缘为圆弧设计，并分别有交点，两交点分别位于胎面中心线的两侧，两交点与胎面中心线轴向距离为胎面总宽度的8％～15％，前花纹单元的两轴向外端的周向长度不相等，优选短周向长度为长周向长度的20％～50％，使前花纹单元整体呈不对称的倒月牙状。另外，胎面划分为中心区域以及两个边缘区域，中心区域的展开宽度设定为胎面总宽度的70％～90％，轮廓相对呈翘起的形状，即边缘区域内各边缘花纹块的表面为中凹，不同区域设置不同类型的花纹块，兼顾电动化或电助力化自行车在越野登山和公路骑游时的综合性能。

【附图说明】

图1为本发明轮胎胎面花纹结构示意图；

图2为本发明轮胎胎面一个花纹单元示意图；

图3为图2中前花纹单元A1的放大示意图；

图4为本发明中心区域M内的中心花纹组10示意图；

图5为本发明边缘区域S内的边缘花纹组20示意图；

图6为本发明轮胎的截面示意图；

图7为图6中B处放大图。

【具体实施方式】

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

如图1至图7所示，本发明揭示了一种自行车轮胎胎面花纹结构。在图1中竖直方向设定为轮胎周向，横向方向设定为轮胎轴向，CL表示胎面中心线，靠近胎面中心线CL的一端代表内端，远离胎面中心线CL的一端代表外端，箭头方向代表轮胎行驶方向，顺向箭头一端代表前端，逆向箭头一端代表后端。在图6中竖直方向设定为轮胎径向，靠近轮胎轴心的一端代表内端，远离轮胎轴心的一端代表外端。此外，术语“第一”，“第二”等仅用于描述特征，不能理解为指示或暗示该特征的数量。

如图1～图3所示为本发明的自行车轮胎胎面花纹结构，轮胎胎面1由复数个花纹单元A沿轮胎周向间隔分布，胎面1两侧的花纹块沿胎面中心线CL对称设置，每个花纹单元A包含前花纹单元A1、由前花纹单元A1沿胎面中心线CL对称并与前花纹单元A1周向间隔设置的后花纹单元A2。其中前花纹单元A1含第一前边缘R1、第二前边缘R2、第一后边缘R3及第二后边缘R4，第一前边缘R1与第二前边缘R2的前端部相交，第一后边缘R3与第二后边缘R4的前端部也相交，且两交点分别位于胎面中心线CL的两侧，并分别距胎面中心线CL的轴向宽度为S1和S2，为了确保胎面中心的刚性，距离S1和距离S2分别设置为胎面1总宽度W的8％～15％。若距离S1、S2太宽，胎面中心的接地陆比太大，该部位边缘效应不足，在越野登山时的抓地性能较差；若距离S1、S2太窄，则胎面中心的接地陆比太小，该部位花纹块刚性不足，在公路骑行时的耐久性和舒适性会下降。为了兼顾电动或电助力自行车在公路骑行和越野登山时的综合性能，优选地：第一前边缘R1、第二前边缘R2、第一后边缘R3与第二后边缘R4均为圆弧设计，使得前花纹单元A1的前后接地边缘为圆弧状，并指向轮胎的行驶方向，确保较低的滚动阻力。另外，前花纹单元A1的两轴向外端的周向长度L1和L2不相等，本实施例是以L1大于L2为例，此时短周向长度L2设置为长周向长度L1的20％～50％，使前花纹单元A1整体呈不对称的倒月牙状，同时后花纹单元A2是前花纹单元A1沿胎面中心线CL对称、周向间隔而成，可平衡胎面1上各周向和轴向的刚性，以应对公路和越野两种迥异的性能需求。

如图3所示，在前花纹单元A1内设置若干纵向槽，具体为：穿过胎面中心线CL的第一纵向槽30，胎面1的一侧由内向外设置第二、三纵向槽31、32，胎面1的另一侧由内向外设置第四、五纵向槽33、34(为便于区分，纵向槽30、31、32、33、34的前后端用虚线表示)。胎面1两侧的四条纵向槽31、32、33、34设置为圆弧型，各圆弧凸向胎面1的轴向外侧。各纵向槽两端分别贯穿前花纹单元A1的前、后边缘，将前花纹单元A1分割为多个独立的多边形花纹块，优选地：前花纹单元A1内均为近似四边形的花纹块，且各花纹块的边缘为圆弧组成。近似四边形的花纹块较为粗壮，使花纹块有充足的刚性和边缘效应，满足较为恶劣的越野登山使用，而圆弧边缘的设计又适当弱化边缘刚性，减小公路骑行时与地面的摩擦力，降低滚动阻力和提升舒适性能。

如图1、图4～图6所示，针对电动化或电助力化的越野和公路跨界使用新车型的接地特点，将胎面1划分为中心区域M以及自中心区域M轴向外侧至胎面1边缘的两个边缘区域S，中心区域M是指附图1和图6中的两虚线之间限定的区域，中心区域M的展开宽度W1设定为胎面1总宽度W的70％～90％。此时，前花纹单元A1分割出的多边形花纹块包含：位于胎面1中心区域M内的中心花纹组10和位于两个边缘区域S内的边缘花纹组20。具体地：同一组的中心花纹组10从中心区域M一侧到另一侧由第一中心花纹11、第二中心花纹12、第三中心花纹13、第四中心花纹14沿轴向依序延伸组成，且各花纹块的周向长度是沿轴向依序减小或增加，边缘花纹组20包括位于一侧边缘区域S的第一边缘花纹21、第二边缘花纹22以及位于另一侧边缘区域S的第三边缘花纹23，中心花纹组10内的任一花纹块体积须大于边缘区域S的任一花纹块体积。图4中心区域M为越野登山时主要接地部位，是公路骑行时全部接地部位，中心区域M内中心花纹组10的花纹块陆比较大，接地面积较大，而图5两个边缘区域S仅在越野登山使用时偶有接地，在公路骑行时不接地，因此在两个边缘区域S的花纹块体积细长，不同区域设置不同类型的花纹块，兼顾在公路骑行和越野登山时的综合性能。

图6、7所示为本发明轮胎的断面示意图，胎面1的中心区域M的外轮廓沿径向向外凸出，中心区域M外轮廓由若干段圆弧光滑连接而成(本实施例是以一侧两段圆弧R5、R6相内切为例)，两边缘区域S的外轮廓沿径向向内凹入，边缘区域S外轮廓为单一圆弧R7，其与中心区域M外轮廓边缘的圆弧R6相外切，因此边缘区域S外轮廓相对呈翘起的形状，即边缘区域S各边缘花纹块的表面为中凹的设计，虽然轮胎在正常使用时两个边缘区域S极少接地，但在越野登山使用时偶有大角度压弯情况，此时翘起的边缘形状可提供适当的支撑和抓地性能，降低摔车的危险性，而在平坦公路骑行时，该区域不接地，故不会对滚动阻力和舒适性造成负面影响。

综上，本发明通过优化自行车轮胎胎面花纹结构设计：轮胎胎面1的每个花纹单元A包含前花纹单元A1、由前花纹单元A1沿胎面中心线CL对称并周向间隔的后花纹单元A2。前花纹单元A1的前、后边缘为圆弧设计，并分别有交点，两交点分别位于胎面中心线CL的两侧，两交点与胎面中心线CL轴向距离S1和S2为8％～15％的胎面1总宽度W，前花纹单元A1的两轴向外端的周向长度L1和L2不相等，优选短周向长度L2为长周向长度L1的20％～50％，使前花纹单元A1整体呈不对称的倒月牙状。另外，胎面1划分为中心区域M以及两个边缘区域S，中心区域M的展开宽度W1设定为胎面1总宽度W的70％～90％，轮廓相对呈翘起的形状，即边缘区域S内各边缘花纹块的表面为中凹，不同区域设置不同类型的花纹块，兼顾电动化或电助力化自行车在越野登山和公路骑游时的综合性能。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims

1.一种自行车充气轮胎胎面花纹结构，轮胎胎面由多个花纹单元沿轮胎周向间隔分布，其特征在于：每个花纹单元包括前花纹单元及由前花纹单元沿胎面中心线对称并与前花纹单元周向间隔设置的后花纹单元，所述前花纹单元包含第一前边缘、第二前边缘、第一后边缘及第二后边缘，第一前边缘与第二前边缘的前端部相交形成第一交点，第一后边缘与第二后边缘的前端部也相交形成第二交点，第一交点及第二交点分别位于胎面中心线的两侧，所述前花纹单元的两轴向外端的周向长度不相等。

2.如权利要求1所述的自行车充气轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述第一交点距胎面中心线的轴向宽度与第二交点距胎面中心线的轴向宽度分别为胎面总宽度的8％～15％。

3.如权利要求1所述的自行车充气轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述第一前边缘、第二前边缘、第一后边缘与第二后边缘均为圆弧，使得前花纹单元的前后接地边缘为圆弧状，并指向轮胎的行驶方向。

4.如权利要求1所述的自行车充气轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述前花纹单元的两轴向外端的两周向长度中，短周向长度设置为长周向长度的20％～50％。

5.如权利要求1所述的自行车充气轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述前花纹单元内设置若干纵向槽，纵向槽包括穿过胎面中心线的第一纵向槽、由胎面一侧由内向外设置的第二纵向槽、第三纵向槽及由胎面另一侧由内向外设置的第四纵向槽、第五纵向槽，所述第二纵向槽、第三纵向槽及第四纵向槽、第五纵向槽分别设置为圆弧型，各圆弧凸向胎面的轴向外侧。

6.如权利要求5所述的自行车充气轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述第一纵向槽、第二纵向槽、第三纵向槽、第四纵向槽及第五纵向槽的两端分别贯穿前花纹单元的前、后边缘，将前花纹单元分割为多个独立的多边形花纹块，各多边形花纹块为四边形的花纹块，且各花纹块的边缘为圆弧型。

7.如权利要求1或6所述的自行车充气轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述胎面划分为中心区域以及自中心区域外侧至胎面边缘的两个边缘区域，中心区域的展开宽度为胎面总宽度的70％～90％，前花纹单元分割出的多边形花纹块包含：位于胎面中心区域内的中心花纹组和位于两个边缘区域内的边缘花纹组。

8.如权利要求7所述的自行车充气轮胎胎面花纹结构，其特征在于：同一组的中心花纹组从中心区域一侧到另一侧由第一中心花纹、第二中心花纹、第三中心花纹、第四中心花纹沿轴向依序延伸组成，且各花纹块的周向长度是沿轴向依序减小或增加。

9.如权利要求7所述的自行车充气轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述边缘花纹组包括位于一侧边缘区域的第一边缘花纹、第二边缘花纹以及位于另一侧边缘区域的第三边缘花纹，中心花纹组内的任一花纹块体积大于边缘区域的任一花纹块体积。

10.如权利要求7所述的自行车充气轮胎胎面花纹结构，其特征在于：胎面的中心区域的外轮廓沿径向向外凸出，中心区域外轮廓由若干段圆弧光滑连接而成，两边缘区域的外轮廓沿径向向内凹入，边缘区域外轮廓为单一圆弧，其与中心区域外轮廓边缘的圆弧相外切，使边缘区域外轮廓相对呈翘起的形状，即边缘区域各边缘花纹块的表面为中凹设置。