CN1655956A - 摩托车轮胎 - Google Patents

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Abstract

一种摩托车轮胎，这种轮胎能显著地提高牵引特性和转弯时的防侧滑特性，同时不会使除泥特性特别是在泥泞路上的除泥特性变差，其包括：数个分散在胎面部分(1)上的主花纹块2和由橡胶制成的子花纹块(3)，该子花纹块的块高度(H2)低于主花纹块2的块高度(H1)，并设在主花纹块(2)之间，所述子花纹块(3)进一步包括上表面(5)，该上表面的面积通过切去形成其顶部(9)的橡胶部分而减少。

Description

摩托车轮胎
技术领域
本发明涉及一种摩托车轮胎，尤其涉及一种不平整路面摩托车轮胎，例如适合在不平整路面例如泥泞路上使用的越野赛摩托车轮胎。
背景技术
在不平整路面例如泥泞路上使用的摩托车轮胎一般具有设有数个花纹块的胎面图案。这种摩托车轮胎特别要求在泥泞路上行驶时具有更高水平的转弯特性，这是因为在各种必需的特性当中，转弯特性和牵引及制动特性都相当地重要。特别地，对于在摩托车越野赛等竞赛中使用的运动轮胎，摩托车以一个如此高的速度转弯，致使轮胎的横向抓着力在决定转弯特性好的程度方面成为一个极其重要的因素。
然而，为在泥泞路条件下使用的传统的摩托车轮胎具有基本图案，在基本图案中有数个沿宽度方向的花纹块列，该花纹块列包括数个沿宽度方向排列的花纹块，并且为了获得更好的牵引力，所述花纹块列沿轮胎的圆周方向间隔地布置。此外，在宽度方向的花纹块列之间一般没有设置花纹块以确保良好的除泥特性。结果，这种轮胎对在泥泞路上转弯过程中最经常使用的中间外倾部分的侧向力具有很小的抵抗力。因此，很难平衡防侧滑特性和牵引特性。这里使用的中间外倾部分是指假定摩托车的直立的位置是0度，以及其水平的侧倾位置是90度时，在10度和40度之间的一个区域。
确切地说，在传统的摩托车轮胎中，如图7所示，如果为了提高除泥特性而增加在宽度方向的花纹块列101中的块间距以提供更高的负比率，那么侧向力抵抗力减小，致使防侧滑特性变差。同时，如果为了增加侧向力抵抗力并提高防侧滑特性而把高度与构成宽度方向的花纹块列101的块高度相同的花纹块布置在一个宽度方向的花纹块列101与一个相邻的宽度方向的花纹块列101之间，则会产生使除泥特性变差这一问题。因此，对于传统的轮胎来说，既满足牵引和转弯特性而又不使除泥特性变差是极其困难的。
而且，对于不平整路面摩托车子午线轮胎，尤其对于在摩托车越野赛中使用的轮胎，由于其径向结构的特征，确保其坚硬的胎侧壁是很重要的。如果胎侧壁的刚度不足，则轮胎的轮辋将主要通过坚硬的路表面碰撞并被损坏。诸如简单地增加外层的刚度或增加使用中轮胎内压力等措施都是避免轮辋被损坏的有效方法。然而，这些措施可能会导致减小轮胎对在路表面上的碰撞和间隙的吸收能力，这样，胎面表面的花纹块的刚度必须低于斜交帘线轮胎的花纹块的刚度，这同时也降低了抓着力性能。因此，对于不平整路面子午线轮胎来说，既确保其胎侧壁刚度又提高其转弯特性，而不降低轮胎对在路表面上的碰撞等的吸收能力，是极其困难的。
发明内容
本发明的目的是提供一种摩托车轮胎，这种轮胎能显著地提高牵引特性和转弯时防侧滑特性，同时不会使除泥特性特别是在泥泞路上的除泥特性变差。本发明的另一目的是提供一种摩托车充气子午线轮胎，该轮胎可在保持对泥泞路表面上的碰撞的吸收能力的同时，既可确保胎侧壁的刚度，又能提高转弯特性。
为达到上述目的，根据本发明的摩托车轮胎具有数个分散在胎面上的主花纹块，并且其特征在于，子花纹块设在主花纹块之间，所述子花纹块用橡胶制成并且其块高度低于主花纹块的高度，构成所述子花纹块的顶部的部分橡胶被切去以减少所述子花纹块的上表面的面积。
在这种摩托车轮胎中，子花纹块优选为设在沿轮胎的宽度方向上的彼此相邻的主花纹块之间，沿轮胎的圆周方向上的彼此相邻的主花纹块之间，以及/或者沿相对于轮胎的圆周方向倾斜的方向上彼此相邻的主花纹块之间。
此外，负比率优选为在65％和97％之间；当在轮胎截面高度位置与胎面边缘位置之间沿轮胎的径向测量的距离除以胎面宽度所得到的胎面曲率优选在0.20和0.50之间；花纹块面积比率定义为子花纹块的顶部的上表面的总面积与主花纹块的上表面的总面积之比，该比率在构成胎面的数个基本图案元素的每一个中优选在0.05和1.2之间；花纹块高度比率定义为子花纹块在其上表面的块高度与主花纹块的块高度之比，该比率优选在0.3和0.8之间。此处使用的术语“负比率”是指在把子花纹块的顶部的上表面的面积包括在花纹沟的条件下，以在每个基本图案元素中的胎面面积的一个百分比来计算的花纹沟的面积的数值。负比率和花纹块面积比率都是从主花纹块的上表面面积、子花纹块的顶部的上表面面积以及花纹沟的面积计算的，所有这些面积都显示在展开的胎面的每个基本图案元素中。
此外，所述负比率优选为在75％和97％之间，所述胎面曲率优选为在0.20和0.50之间，以及花纹块面积比率优选为在0.2和1.2之间。
或者，所述负比率优选为在65％和85％之间，所述胎面曲率优选为在0.20和0.50之间，以及花纹块面积比率优选为在0.05和0.5之间。
当弯曲部设在从花纹沟底部向子花纹块的上表面延伸的胎侧壁的中点处以及子花纹块被分成一个底部和一个顶部时，所述顶部的上表面面积优选为所述底部的上表面面积的0.2和0.8倍之间。
从花纹沟底部沿轮胎径向所述弯曲部的高度优选为至少是子花纹块的块高度的0.5倍并且小于1.0倍。
所述子花纹块优选为具有这样的形状，即：沿轮胎的圆周方向的尺寸大于沿轮胎的宽度方向的尺寸。
根据本发明的轮胎优选为子午线轮胎。
附图说明
图1(a)是根据本发明的轮胎的一个实施例的胎面的部分展开图。
图1(b)是沿图1(a)中的IA-IA线所截得的剖视图。
图1(c)是沿图1(a)中的IB-IB线所截得的剖视图。
图2(a)是根据本发明的轮胎的另一个实施例的胎面的部分展开图。
图2(b)是沿图2(a)中的A-A线所截得的剖视图。
图2(c)是沿图2(a)中的B-B线所截得的剖视图。
图2(d)是沿图2(a)中的C-C线所截得的剖视图。
图3(a)是根据本发明的轮胎的另一个实施例的胎面的部分展开图。
图3(b)是沿图3(a)中的A-A线所截得的剖视图。
图3(c)是沿图3(a)中的B-B线所截得的剖视图。
图3(d)是沿图3(a)中的C-C线所截得的剖视图。
图4(a)是根据本发明的轮胎的另一个实施例的胎面的部分展开图。
图4(b)是沿图4(a)中的A-A线所截得的剖视图。
图5(a)是根据本发明的轮胎的另一个实施例的胎面的部分展开图。
图5(b)是沿图5(a)中的A-A线所截得的剖视图。
图6示出了根据本发明的轮胎的各种实施例的子花纹块的俯视图。
图7是传统的后轮轮胎的胎面的部分展开图。
图8(a)是比较实施例1和2的轮胎的胎面的部分展开图。
图8(b)是沿图8(a)中的IA-IA线所截得的剖视图。
图8(c)是沿图8(a)中的IB-IB线所截得的剖视图。
图9是比较实施例3的轮胎的胎面的部分展开图。
图10(a)是比较实施例4的轮胎的胎面的部分展开图。
图10(b)是沿图10(a)中的A-A线所截得的剖视图。
图10(c)是沿图10(a)中的B-B线所截得的剖视图。
图10(d)是沿图10(a)中的C-C线所截得的剖视图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的说明实施例进行描述。图1(a)是根据本发明的轮胎的一个典型实施例的胎面的部分展开图，图1(b)是沿图1(a)中的IA-IA线所截得的剖视图，图1(c)是沿图1(a)中的IB-IB线所截得的剖视图。
图1(a)-(c)中所示的摩托车轮胎(以下称为“轮胎”)具有数个分散在胎面1上的主花纹块2。
本发明轮胎的结构特征是用来提高轮胎尤其在泥泞路上的牵引特性和防侧滑特性，同时不使除泥特性变差。更特别地是，其结构特征为子花纹块3设在主花纹块2之间，所述子花纹块3用橡胶制成，其块高度H2低于主花纹块2的块高度H1，并且构成子花纹块3的顶部9的部分橡胶被切去以减少所述子花纹块3的上表面5的面积。
下面，伴随其操作过程，详述本发明如何采用上述结构。
本发明人已经研究了一种令人满意地平衡尤其在泥泞路上的牵引特性和防侧滑特性的方法，同时不使除泥特选变差。结果，发现设在胎面上的主花纹块2之间的并且其块高度H2低于主花纹块2的高度H1的子花纹块3能产生一个作用于主花纹块2之间流动的部分泥流的抵抗力。然而，也发现子花纹块3没有完全阻挡泥流，因此，转弯特性和防侧滑特性都得以提高，同时不使除泥特性严重变差。
本发明人也试验制造了各种具有不同子花纹块3的形状的轮胎，尤其是具有不同的顶部9的形状的轮胎，用以研究顶面的形状和上述特性之间的关系。结果，发现具有适当的顶部形状的子花纹块3，也就是，具有通过切去构成子花纹块3的顶面9的部分橡胶来减少其面积的上表面5的子花纹块3，能进一步增强牵引特性和防侧滑特性。此外，还发现这样的子花纹块能够提高除泥特性。本发明是在这些发现的基础上来完成的。
作为减少子花纹块3的上表面5的面积的方法，可优选在子花纹块的边缘斜切，如图1(a)-(c)所示，或在上表面5的中间区域形成凹部11，如图2中的B-B截面所示。采用这种方法，增强了使子花纹块3的顶部9容易进入泥泞路的所谓穿钉子效应，使牵引特性和防侧滑特性均得到提高。在子花纹块3的边缘如图1(a)-(c)中所示斜切的情况下，泥土可顺利地通过子花纹块3，这样，除泥特性得以提高。
为了特别地加强牵引特性和直线稳定性，子花纹块3优选为位于沿轮胎宽度方向W的彼此相邻的主花纹块2和2之间。为了特别地加强防侧滑特性，子花纹块3优选为位于沿轮胎圆周方向C的彼此相邻的主花纹块2和2之间。如果牵引特性和防侧滑特性均应以良好平衡的方式得以提高，子花纹块优选为位于沿相对于轮胎的圆周方向倾斜的方向上彼此相邻的主花纹块2和2之间。如果必要，子花纹块3可位于存在于上述的主花纹块2和2的三组之间的任意两个或更多的间隔之中。
此外，负比率优选为在65％到97％之间。当负比率小于65％时，泥土易于在胎面中阻塞而降低了牵引特性。当负比率大于97％时，很难保持主花纹块3的块刚度。
在轮胎截面高度位置与胎面边缘位置之间沿轮胎的径向测量的距离被胎面宽度分开时获得的胎面曲率优选为在0.20和0.50之间。由于摩托车转弯时其车身倾斜，即所谓的外倾行驶，当胎面曲率小于0.20时，在转弯处的胎面接触面积将变得非常小，从而操纵稳定性将降低。相反，当胎面曲率大于0.50时，在直线驾驶过程中的胎面接触面积将变得非常小，从而直线驾驶的稳定性将降低。
花纹块面积比率被定义为子花纹块3的上表面5的总面积与主花纹块2的上表面6的总面积之比，该比率在构成胎面的数个基本图案元素的每一个中优选为在0.05和1.2之间。当花纹块面积比率小于0.05时，子花纹块3的面积的数值非常小，因此，牵引特性和防侧滑特性不能得到充分地提高。当花纹块面积比率大于1.2时，子花纹块3之间的距离非常狭窄，因此，除泥特性降低，致使泥土阻塞在胎面中。
此外，花纹块高度比率被定义为子花纹块3在其上表面4的块高度H2与主花纹块2的块高度H1之比，该比率优选为在0.3和0.8之间。当花纹块高度比率小于0.3时，子花纹块3的高度不足以能够充分地提高牵引特性和防侧滑特性。当花纹块高度比率大于0.8时，除泥特性降低，致使泥土阻塞在胎面中。
如果本发明的轮胎被特别地安装在摩托车的前轮上，负比率优选为在75％和97％之间，并且花纹块面积比率优选为在0.2和1.2之间。由于摩托车的前轮轮胎需要一个特别复杂的转向操作，从提高驾驶稳定性的观点来看，把负比率和花纹块面积比率设定为高值是有利的，由此可提高防侧滑特性。
如果本发明的轮胎被特别地安装在摩托车的后轮上，负比率优选为在65％和85％之间，并且花纹块面积比率优选为在0.05和0.5之间。由于摩托车的后轮轮胎需要把驱动力从发动机有效地传输到路表面，把负比率和花纹块面积比率设定为低值，特别地有利于提高牵引特性和防侧滑特性。
顶部9的上表面5的面积与子花纹块3中的底部的上表面的面积之比优选为在0.2和0.8之间。当该比率小于0.2时，子花纹块3的顶部的块刚度是不够的。当该比率大于0.8时，不能发挥快速的除泥特性。
沿轮胎径向的弯曲部8的高度H3与子花纹块3的块高度H2的比率优选为在0.5和1.0之间。当该比率小于0.5时，对泥流的抵抗力变弱，因此，牵引特性和防侧滑特性可不利地降低。当该比率是1.0时，弯曲部8与上表面5一致，即子花纹块没有弯曲部8，这根本就不会提高除泥特性。
如图1(a)所示，如果子花纹块3设在沿轮胎的圆周方向C的彼此相邻的主花纹块2和2之间，子花纹块3优选为具有这样的形状，即：在轮胎的圆周方向的尺寸L大于在轮胎的宽度方向的尺寸W。子花纹块3具有这种在轮胎的圆周方向C较长尺寸的形状，这样，可施加一个大的对沿轮胎的宽度方向流动的泥流的抵抗力以提高防侧滑特性。同样，子花纹块3具有这种在轮胎的宽度方向W较短尺寸的形状，这样沿轮胎宽度方向流动的泥流可顺利地通过子花纹块3以确保除泥特性。具有这种特性的轮胎适合用于要求有更高防侧滑特性的后轮轮胎。
当摩托车充气子午线轮胎采用本发明的轮胎时，可以使用具有高模量的帘布层材料并且侧面高度可以降低。这样，胎侧壁的刚度可得到保证，并且在保持对在泥泞路表面上的碰撞、间隙等的吸收能力的同时，可提高转弯特性。
尽管以上描述了本发明的说明实施例，但可进行改变和修改，而没有脱离所附权利要求所限定的发明的范围。例如，如图2所示，高度低于周围的沟部11形成在子花纹块3的上表面5上，以使子花纹块3的上表面5具有一个像面包圈状的平面形状。此外，子花纹块3的块高度H2相对于每个子花纹块可不同。至少位于胎面中心区域中的子花纹块3的上表面5可被设定以减少其面积，如图2和图3所示。
子花纹块3的展开形状可以采用如图6(a)所示的各种形状，包括：诸如四边形的多边形形状，诸如椭圆体和理想圆形物的圆形形状，由线和圆弧组合而成的形状，由弧形形成的形状，以及具有由上述在图6(b)所示的形状构成的凹部的形状。
实施例
试验生产了三种类型的根据本发明的充气轮胎并测定了它们的性能。具体说明如下。
(1)用于后轮的斜交帘线轮胎
实施例1是具有如图1所示的胎面图案和如表1所示的参数的摩托车斜交帘线轮胎。为了便于比较，还准备了具有如图8所示的胎面图案和如表1(比较实施例1)所示的参数的摩托车斜交帘线轮胎。实施例1和比较实施例1都具有一个由两个斜交帘布层组成的胎体，该斜交帘布层由相对于径向成±30度角延伸的涂胶尼龙帘线形成。
(2)用于后轮的子午线轮胎
实施例2是具有如图1中所示的胎面图案和如表2所示的参数的摩托车子午线轮胎。为了便于比较，还准备了具有如图8所示的胎面图案和如表2(比较实施例2)所示的参数的摩托车子午线轮胎。实施例2和比较实施例2都具有两个由涂胶芳香尼龙帘线制成的带束层和一个由涂胶尼龙帘线制成的带加强层。
(3)用于前轮的轮胎
实施例3-6分别是具有如图2-5所示的胎面图案和如表3所示的参数的摩托车斜交帘线轮胎。为了便于比较，还准备了分别具有如图9和图10所示的胎面图案和如表3(比较实施例3和4)所示的摩托车斜交帘线轮胎。实施例3-6和比较实施例3和4都具有由两个斜交帘布层构成的胎体，该斜交帘布层由相对于径向成±30度角延伸的涂胶尼龙帘线形成。
表1
(1)用于后轮的斜交帘线轮胎(轮胎尺寸：MCS110/90-19，轮辋尺寸：2.15×19)
负比率 胎面曲率 花纹块面积比率 花纹块高度 H2/H1 H3/H2   顶面上表面面积/底面上表面面积
实施例1 81％ 0.33 0.05  H1＝17.5mmH2＝5.3mmH3＝4.2mm 0.3 0.8 0.7
  比较实施例1 81％ 0.33 0.06  H1＝17.5mmH2＝5.3mm 0.3 - -
表2
(2)用于后轮的子午线轮胎(轮胎尺寸：MCS120/90R18，轮辋尺寸：2.50×18)
负比率 胎面曲率 花纹块面积比率 花纹块高度 H2/H1 H3/H2     顶面上表面面积/底面上表面面积
实施例2 81％ 0.32 0.05  H1＝17.5mmH2＝5.3mmH3＝4.2mm 0.3 0.8 0.7
  比较实施例2 81％ 0.32 0.06  H1＝17.5mmH2＝5.3mm 0.3 - -
表3
(3)用于前轮的斜交帘线轮胎(轮胎尺寸：MCS80/100-21，轮辋尺寸：1.60×21)
负比率 胎面曲率 花纹块面积比率 花纹块高度 H2/H1 H3/H2     顶面上表面面积/底面上表面面积
实施例3 97％ 0.45 1  H1＝15mmH2＝12mmH3＝47mm 0.8 0.58 0.5
实施例4 97％ 0.45 1.2  H1＝15mmH2＝7.5mmH3＝7mm 0.5 0.58 0.6
实施例5 97％ 0.45 0.5  H1＝15mmH2＝12mmH3＝7mm 0.8 0.58 0.8
实施例6 97％ 0.45 0.5  H1＝15mmH2＝12mmH3＝7mm 0.8 0.58 0.7
比较实施例3 97％ 0.45 - H1＝15mm - - -
比较实施例4 97％ 0.45 1.2  H1＝15mmH2＝12mm 0.8 - -
(试验步骤)
上述试验轮胎安装在如表1-3所示的轮辋上，以形成轮胎/车轮组件。然后，在80KPa的胎压和相应于一个人在车上的状态的轮胎负荷的条件下，对这些轮胎/车轮组件进行行驶试验。
实施例1和2、比较实施例1和2的轮胎安装在后轮上。在这方面，比较实施例3的轮胎安装在前轮上。
实施例3-6、比较实施例3和4的轮胎安装在前轮上。在这方面，比较实施例1的轮胎安装在后轮上。
由职业摩托车手在泥泞路上驾驶安装有试验轮胎的摩托车，并由传感器检测牵引特性、防侧滑特性和除泥特性。此外，也检测了刚度及对碰撞和间隙的吸收能力。
测试结果如表4-6所示，其中，每个性能由在一数值范围内的一个指数来表示，在该数值范围内10是满分。指数值越大，性能越好。
表4
    牵引特性   防侧滑特性     除泥特性
实施例1     6   7     6
比较实施例1     5   5     5
表5
牵引特性 防侧滑特性 除泥特性 刚度   对碰撞和间隙的吸收能力
实施例2   5   7   5   6   6
比较实施例2 5 5 5 5 5
表6
    牵引特性     防侧滑特性     除泥特性
 实施例3     8     8     4.5
 实施例4     8     8     5
 实施例5     6     7     5
 实施例6     7     7     5
 比较实施例3     5     5     5
 比较实施例4     6     6     4
从表4-6的结果可以看出，实施例的每个轮胎在除泥特性、牵引特性和防侧滑特性方面，与比较实施例的轮胎相比都明显地具有优越的综合性能。而且，用于后轮的子午线轮胎的刚度和对碰撞及间隙的吸收能力与比较实施例的轮胎相比都得以提高。
工业适用性
根据本发明，可以提供一种摩托车轮胎，这种轮胎能显著地提高牵引特性和转弯时防侧滑特性，而不使在泥泞路上的除泥特性变差。也可提供一种摩托车充气子午线轮胎，尤其在摩托车越野赛中使用的轮胎，这种轮胎在保持对在泥泞路表面上的碰撞和间隙的吸收能力的同时，既可提高转弯特性，又能确保胎侧壁的刚度。

Claims (11)

1.一种摩托车轮胎，该轮胎具有数个分散在胎面上的主花纹块，其特征在于：
子花纹块设在所述主花纹块之间，所述子花纹块由橡胶制成，并且其块高度小于所述主花纹块的高度，以及
构成所述子花纹块的顶部的部分橡胶被切去，以减少所述子花纹块的上表面的面积。
2.根据权利要求1所述的摩托车轮胎，其特征在于：所述子花纹块位于沿轮胎的宽度方向上彼此相邻的主花纹块之间。
3.根据权利要求1或2所述的摩托车轮胎，其特征在于：所述子花纹块位于沿轮胎的圆周方向上彼此相邻的主花纹块之间。
4.根据权利要求1至3其中之一所述的摩托车轮胎，其特征在于：所述子花纹块位于在相对于轮胎的圆周方向倾斜的方向上彼此相邻的主花纹块之间。
5.根据权利要求1至4其中之一所述的摩托车轮胎，其特征在于：负比率在65％和97％之间；
当轮胎截面高度位置与胎面边缘位置之间沿轮胎的径向测量的距离除以胎面宽度所得到的胎面曲率在0.20和0.50之间；
花纹块面积比率被定义为所述子花纹块的顶部的上表面的总面积与所述主花纹块的上表面的总面积之比，该比率在构成胎面的数个基本图案元素的每一个中在0.05和1.2之间；以及
花纹块高度比率被定义为所述子花纹块在其上表面的块高度与所述主花纹块的块高度之比，该比率在0.3和0.8之间。
6.根据权利要求5所述的摩托车轮胎，其特征在于：所述负比率在75％和97％之间，所述胎面曲率在0.20和0.50之间，以及所述花纹块面积比率在0.2和1.2之间。
7.根据权利要求5所述的摩托车轮胎，其特征在于：所述负比率在65％和8 5％之间，所述胎面曲率在0.20和0.50之间，以及所述花纹块面积比率在0.05和0.5之间。
8.根据权利要求1至7其中之一所述的摩托车轮胎，其特征在于：当弯曲部设在从花纹沟底部向所述子花纹块的上表面延伸的胎侧壁的中点处以及所述子花纹块被分成一个底部和一个顶部时，所述顶面的上表面面积在所述底面的上表面面积的0.2和0.8倍之间。
9.根据权利要求1至8其中之一所述的摩托车轮胎，其特征在于：从花纹沟底部的所述弯曲部沿轮胎径向的高度至少为所述子花纹块的块高度的0.5倍并且小于1.0倍。
10.根据权利要求1至9其中之一所述的摩托车轮胎，其特征在于：所述子花纹块具有这样的形状，即：沿轮胎的圆周方向的尺寸大于沿轮胎的宽度方向的尺寸。
11.根据权利要求1至10其中之一所述的摩托车轮胎，其特征在于：所述轮胎具有子午线胎体。
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