CN109397992A - 一种自行车轮胎的胎面花纹 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自行车轮胎的胎面花纹，其细花纹从中心区域延伸到侧边区域内，其轴向外侧呈沿轮胎周向延伸的波浪状，侧花纹块和胎肩花纹块分别穿插在浪底和浪头。其侧花纹块是由三个不同高度、角度及形状的多边立体面组成d字型的复合块，以缩小刚性差异，提升转弯稳定性及抓地性能，并合理化侧花纹块重量。其胎肩花纹块由弯折状前部与长条状后部组成，后部的内层壁上搭接若干处外层卡爪，对内层壁及外层卡爪的参数进行优化，提升过弯支撑性及受力回弹能力，提升轮胎过弯稳定性，降低不安定感。将胎肩花纹块切割成两个独立的花纹块，限制切割距离及位置，既保持胎肩花纹块的性能优势，适当降低刚性，增加受力回弹能力与边缘成分，提升抓地性能。

Description

一种自行车轮胎的胎面花纹

技术领域

本发明涉及自行车轮胎领域，具体涉及一种自行车轮胎的胎面花纹。

背景技术

轻量化是自行车行业近几年的技术发展趋势，尤其是在高档的自行车领域，其对整车及其配件轻量化要求较高，不仅影响到骑行性能，更是高附加价值的体现。

现行轻量化自行车轮胎为了降低重量，在胎面上均是设计较细、较浅的花纹，如图1所示为现有常见的轻量化自行车上的轮胎胎面的花纹，通常是在胎面1’中心区域C’内配置细花纹10’，以降低轮胎重量，寻求更低的滚动阻力和更好的耐力，而在胎面两侧边区域S’内的胎肩位置配置接地面积较大的胎肩花纹块20’，以确保各种路况基本的过弯抓地及安全性要求。

由于常规设计的胎肩花纹块20’其花纹体积较大，刚性较强，与胎面中心区域的细小颗粒纹差异大，在直行转过弯或过弯回直行时，接地面切换瞬间产生较大落差感，容易造成骑行者的操纵不安定感，且过弯抓地性不足，稳定性也不佳，因而在细花纹10’和胎肩花纹块20’之间增加侧花纹块30’，用来辅助细花纹10’和胎肩花纹块20’的过渡。

但以上设计仍然存在以下缺陷：

首先，侧花纹块30’的增加在一定程度上可缩小直行转过弯时的刚性差异，但常规设计的侧花纹块30’均为规则的多边形块，其产生边缘成分限于多边形的接地表面，过弯抓地性仍显不足，对缓和直行与过弯切换瞬间落差感的效果不明显；

其次，常规设计的胎肩花纹块20’为了提供足够的过弯支撑能力，通常为大体积花纹块并配合倾斜外侧壁21’设计，外侧壁21’沿胎肩花纹块20’外侧大角度倾斜延伸，通过增加胎肩花纹块20’的体积来提升过弯时胎肩支撑性，但是大幅度增强刚性使胎肩花纹块20’受力不易变形，无法充分抓紧路面，反而容易造成过弯抓地性不足，同时也可能导致过弯接地时回弹过快，使轮胎在过弯回到直行时出现不安定感；

最后，增设侧花纹块30’和大体积胎肩花纹块20’对轮胎轻量化均有负面影响，尚有改进的空间。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种既能平衡胎面刚性，提高过弯稳定性又能兼顾轮胎轻量化的自行车轮胎的胎面花纹。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种自行车轮胎的胎面花纹，胎面包括中心区域及位于中心区域两侧的侧边区域，所述中心区域设置有细花纹，所述侧边区域的外边缘位置设有沿轮胎周向间隔分布的胎肩花纹块，所述侧边区域的内边缘位置设有沿轮胎周向间隔分布的侧花纹块，所述侧花纹块的周向位置位于相邻的两个胎肩花纹块之间，所述细花纹从中心区域延伸到侧边区域内各周向相邻的两个侧花纹块之间，并终止于胎肩花纹块的轴向内端，使得细花纹的两轴向外侧呈沿轮胎周向延伸的波浪状；所述侧花纹块为由若干个多边形立体面组合而成的复合块；所述胎肩花纹块由弯折状前部与及长条状后部组成。

进一步地，所述侧花纹块为由三个不同高度、不同角度及不同形状的多边形立体面组合而成且呈d字形的复合块，所述d字形的弧端指向胎面中心线，所述d字形的直线端的伸出方向指向轮胎滚动方向。

进一步地，所述侧花纹块为由矮凸台、高凸台及斜块组成的复合块，所述矮凸台位于侧花纹块的轴向位置内侧以形成d字形弧端的前半段区域；所述高凸台连接于矮凸台的后端以形成d字形弧端的后半段区域及直线端的后半段区域；所述斜块位于侧花纹块的轴向外侧，其连接所述矮凸台的轴向外侧及所述高凸台的前端以形成d字形的直线端的前半段区域，其上表面自高凸台径向高度倾斜降低到矮凸台的径向高度并逐渐封闭到胎面基部，以形成顺向轮胎滚动方向的倾斜面。

进一步地，所述矮凸台的径向高度为所述高凸台的径向高度的40％-60％，所述矮凸台的周向长度为侧花纹块周向长度的40％-60％，所述斜块与胎面基部的夹角为15°-25°，所述矮凸台的上表面面积与所述斜块的上表面面积均小于所述高凸台的上表面面积。

进一步地，所述弯折状前部由其轴向位置内侧至其轴向位置外侧向下倾斜，所述长条状后部连接在弯折状前部的向下倾斜末端，所述胎肩花纹块的接地面积为所述侧花纹块的接地面积的2倍-4倍。

进一步地，所述长条状后部的周向长度大于与65％的胎肩花纹块的周向长度。

进一步地，所述长条状后部的轴向外侧设置为沿轮胎径向倾斜向下的内层壁，所述内层壁与轮胎径向呈5°-12°的夹角。

进一步地，所述内层壁的表面上间隔搭接有3个外层卡爪，所述外层卡爪的上端面为沿轮胎径向倾斜向下的外层壁，所述外层壁与轮胎径向呈30°-50°的夹角，所述外层壁呈等腰梯形状，其长边搭接在所述内层壁上，其短边为其与胎面基部的相接线；所述外层卡爪的两侧面为三角形的支撑面。

进一步地，所述长条状后部中设有细槽，所述细槽为沿轮胎周向延伸的长条状凹槽。

进一步地，所述胎肩花纹块沿轮胎轴向分割成两个独立的花纹块，其分割处贯穿所述长条状细槽，分割处的周向分割距离小于或等于2mm。

采用上述技术方案后，本发明与背景技术相比，具有如下优点：

1、将细花纹的轴向外侧设计为沿轮胎周向的波浪状，侧花纹块与胎肩花纹块分别穿插在波浪状边缘的浪尾和浪头，降低中心区域到侧边区域的刚性差异，平衡胎面的刚性；

2、将侧花纹块设计为由矮凸台、高凸台及斜块复合而成的类d字形复合块，进一步缩小刚性差异，提升直行转过弯或过弯转直行的稳定性，提升抓地性能，并合理化复合块重量；

3、胎肩花纹块为弯折状前部与长条状后部组成的呈类7字型花纹块，后部外侧壁设计为双层壁面搭配，通过对内层壁与外层卡爪的合理设计，降低胎肩花纹块的重量，并提升过弯支撑性及受力回弹能力，提升轮胎在直行转过弯或过弯回直行的稳定性，降低不安定感；

4、将胎肩花纹块切割成两个独立的花纹块，限制切割距离及位置，使其保持“7”字形性能优势，适当降低刚性，增加受力回弹能力，进一步增加边缘成分，提升抓地性能。

附图说明

图1为现有自行车轮胎的胎面花纹展开示意图；

图2为本发明轮胎的一种胎面花纹展开示意图；

图3为单个侧花纹块的放大示意图；

图4为图3中侧花纹块的左视图；

图5为单个胎肩花纹块的放大示意图；

图6为图5中A-A’剖视图；

图7为图5中B处放大示意图；

图8为一种切割后的胎肩花纹块示意图；

图9为另一种切割后的胎肩花纹块示意图；

图10为本发明轮胎的另一种胎面花纹展开示意图。

图1中各标号释义：胎面1’、中心区域C’、侧边区域S’、细花纹10’、胎肩花纹块20’、倾斜外侧壁21’、侧花纹块30’；

图2-图10中各标号释义：胎面1、中心区域C、侧边区域S、细花纹10、胎肩花纹块20、前部21、后部22、细槽23、内层壁24、外层卡爪25、外层壁251、支撑面252、长边25a、短边25b、腰边25c、侧花纹块30、矮凸台31、高凸台32、斜块33。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

如图2至图10所示，本发明揭示了一种自行车用轮胎胎面花纹。在图2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，箭头指向为轮胎滚动方向。本发明所述的前及后根据轮胎的滚动方向定义，定义先接地端为前端，后接地端为后端。

如图2所示，胎面1包括中心区域C和位于中心区域C两侧的侧边区域S，中心区域C(图2中两虚线之间所限定的区域)以胎面中心线CL为对称，其展开宽度W1为胎面展开总宽度TW的50％-65％。在中心区域C内配置细花纹10，在两侧边区域S内配置不规则的胎肩花纹块20及侧花纹块30，胎肩花纹块20设于侧边区域的外边缘位置且沿轮胎周向间隔分布，侧花纹块30设于侧边区域的内边缘位置且沿轮胎周向间隔分布，侧花纹块30的周向位置位于相邻的两个胎肩花纹块20之间，以兼顾轴向和周向的刚性。

胎肩花纹块20与侧花纹块30能确保胎肩处足够的抓地性能，同时，将细花纹10从中心区域C局部延伸到侧边区域S内周向相邻的两个侧花纹块30之间，并终止于胎肩花纹块20的轴向内端，使得细花纹10的两轴向外侧呈沿轮胎周向延伸的波浪状，以胎面中心线CL为基准，波浪指向胎面中心线CL外侧的部份称为浪头，波浪指向胎面中心线CL内侧的部份称为浪底，侧花纹块30和胎肩花纹块20分别穿插在波浪状边缘的浪底和浪头，可以平衡胎面1的刚性。细花纹10自中心区域C轴向外侧局部延伸的宽度W2设置为5mm-10mm,进一步降低中心区域C到侧边区域S的刚性差异。

结合图3-4所示，为了提升轮胎在直行转过弯或过弯回直行的稳定性，降低细花纹10到胎肩花纹块20之间的刚性差异，将侧花纹块30设计为由三个不同高度、不同角度及不同形状的多边立体面组合且呈类似d字型的复合块，所述d字形的弧端指向胎面中心线CL，所述d字形的直线端的伸出方向指向轮胎滚动方向。

具体地，侧花纹块30由矮凸台31、高凸台32以及斜块33复合而成，矮凸台31位于侧花纹块30的轴向位置内侧以形成d字形弧端的前半段区域，高凸台32连接于矮凸台31的后端以形成d字形弧端的后半段区域及直线端的后半段区域，斜块33的上表面为顺向轮胎滚动方向的倾斜面，斜块33位于侧花纹块30的轴向外侧，其连接矮凸台31的轴向外侧及高凸台32的前端以形成d字形的直线端的前半段区域。

矮凸台31的径向高度h1设置为高凸台32的径向高度h2的40％-60％，矮凸台31的周向长度L1设置为侧花纹块30周向长度L2的40％-60％，优化矮凸台31设置的位置、径向高度h1及周向长度L1，可适当削弱侧花纹块30的内端刚性，使轮胎在直行转过弯时先接地到刚性较低的内端矮凸台31，缩小由细花纹10到侧花纹块30的刚性差异，并且增加边缘成分，提升瞬间的抓地性能。斜块33的高度自高凸台32的径向高度h2倾斜降低到矮凸台31的径向高度h1并逐渐封闭到胎面基部，斜块33与胎面基部的夹角α设置为15°-25°，可平衡矮凸台31和高凸台32由于高度落差而产生刚性差异，使侧花纹块30表面形成不同角度、不同形状的立体边缘成分，提升抓地性。高凸台32为侧花纹块30中高度最高，表面积最大的部分，可以使轮胎更顺畅地从侧花纹块30的矮凸台31切换到胎肩花纹块20。

因此，侧花纹块30中矮凸台31、高凸台32、斜块33复合、多面互补设置，一方面可缩小轮胎中心区域C至胎肩区域S的刚性差异，提升直行转过弯或过弯回直行的稳定性；另一方面产生更多立体变化的边缘成分，提升抓地性能；同时在确保上述性能最优的情况下，合理化侧花纹块30的重量，减轻由于侧花纹块30的增设而对轮胎轻量化的负面影响。

如图5所示，胎肩花纹块20由弯折状前部21与长条状后部22组成，弯折状前部21由其轴向位置内侧至其轴向位置外侧向下倾斜，长条状后部22的长度方向为轮胎周向，其连接在弯折状前部21的向下倾斜末端，使胎肩花纹块20整体呈“7”字型。胎肩花纹块20的接地面积为2倍-4倍的侧花纹块30的接地面积。前部22的弯折状设计能辅助接地时从侧花纹块30平缓过渡到胎肩花纹块20的后部22。后部22的周向长度L3需大于65％的胎肩花纹块20周向总长度L4，从而使胎肩花纹块20的周向刚性较大，花纹块强度高，确保足够的过弯接地面和支撑能力。

优选地，在胎肩花纹块20内配置细槽23，细槽23为沿轮胎周向延伸的长条状凹槽,以适当提升抓地力和减轻重量。

为了兼顾胎肩花纹块20的支撑性能和受力回弹能力，将胎肩花纹块20的后部22外侧壁设计为双层壁面搭配，具体结合图6-7所示。首先，沿胎肩花纹块后部22的外侧壁均匀设置径向倾斜向下延伸的内层壁24，内层壁24与轮胎径向成5°-12°的夹角β，设置倾角较小的内层壁24，既不会大幅增加花纹块的体积和轮胎重量，也不会过度强化胎肩花纹块20，使之可适当受力变形。其次，为了兼顾胎肩花纹块20的支撑性和受力回弹能力，在内层壁24的表面上间隔搭接若干个外层卡爪25，外层卡爪25的上端面设为沿轮胎径向倾斜向下的外层壁251，外层壁251与轮胎径向的夹角γ为30°-50°；外层壁251呈等腰梯形状，其长边25a搭接在内层壁24上，其短边25b为其与胎面基部的相接线，其两侧面为三角形的支撑面252。外层壁251径向夹角γ设置较大，可提供胎肩处优越的支撑性，同时，配合内短外长的等腰梯形表层251和稳固的三角支撑面252设计，进一步提升胎肩花纹块20过弯支撑性，同时使之具备受力回弹能力，提升轮胎在直行转过弯或过弯回直行的稳定性，降低不安定感。

若内层壁24的外层卡爪25个数太少，将无法充分发挥支撑和回弹的作用；若内层壁24的外层卡爪25个数太多，则会抑制胎肩花纹块20受力变形，也会增加轮胎重量，因此，本实施例中，外层卡爪的数量优选为3个。

如图10所示，为了降低轮胎重量以及提升抓地性，将胎肩花纹块20沿轮胎轴向分割成两个独立的花纹块，如图8及图9所示为胎肩花纹块20的两种分割实施例，两个花纹块的周向分割距离W3均保持在2mm之内(即周向分割距离W3小于或等于2mm)。切割胎肩花纹块20可以降低轮胎重量，而分割后两独立的花纹块保持窄小的周向距离W3，使胎肩花纹块20整体仍保持“7”字形状，一方面保持其“7”字形状性能优势，另一方面适当降低刚性，增加受力回弹能力。分割的位置均穿过细槽23，使两个独立花纹块的两对立边缘均有开放的细槽，可进一步增加边缘成分，提升抓地性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种自行车轮胎的胎面花纹，胎面包括中心区域及位于中心区域两侧的侧边区域，所述中心区域设置有细花纹，所述侧边区域的外边缘位置设有沿轮胎周向间隔分布的胎肩花纹块，所述侧边区域的内边缘位置设有沿轮胎周向间隔分布的侧花纹块，所述侧花纹块的周向位置位于相邻的两个胎肩花纹块之间，其特征在于：所述细花纹从中心区域延伸到侧边区域内各周向相邻的两个侧花纹块之间，并终止于胎肩花纹块的轴向内端，使得细花纹的两轴向外侧呈沿轮胎周向延伸的波浪状；所述侧花纹块为由若干个多边形立体面组合而成的复合块；所述胎肩花纹块由弯折状前部与及长条状后部组成。

2.根据权利要求1所述的一种自行车轮胎的胎面花纹，其特征在于：所述侧花纹块为由三个不同高度、不同角度及不同形状的多边形立体面组合而成且呈d字形的复合块，所述d字形的弧端指向胎面中心线，所述d字形的直线端的伸出方向指向轮胎滚动方向。

3.根据权利要求2所述的一种自行车轮胎的胎面花纹，其特征在于：所述侧花纹块为由矮凸台、高凸台及斜块组成的复合块，所述矮凸台位于侧花纹块的轴向位置内侧以形成d字形弧端的前半段区域；所述高凸台连接于矮凸台的后端以形成d字形弧端的后半段区域及直线端的后半段区域；所述斜块位于侧花纹块的轴向外侧，其连接所述矮凸台的轴向外侧及所述高凸台的前端以形成d字形的直线端的前半段区域，其上表面自高凸台径向高度倾斜降低到矮凸台的径向高度并逐渐封闭到胎面基部，以形成顺向轮胎滚动方向的倾斜面。

4.根据权利要求3所述的一种自行车轮胎的胎面花纹，其特征在于：所述矮凸台的径向高度为所述高凸台的径向高度的40％-60％，所述矮凸台的周向长度为侧花纹块周向长度的40％-60％，所述斜块与胎面基部的夹角为15°-25°，所述矮凸台的上表面面积与所述斜块的上表面面积均小于所述高凸台的上表面面积。

5.根据权利要求1所述的一种自行车轮胎的胎面花纹，其特征在于：所述弯折状前部由其轴向位置内侧至其轴向位置外侧向下倾斜，所述长条状后部连接在弯折状前部的向下倾斜末端，所述胎肩花纹块的接地面积为所述侧花纹块的接地面积的2倍-4倍。

6.根据权利要求1所述的一种自行车轮胎的胎面花纹，其特征在于：所述长条状后部的周向长度大于65％的胎肩花纹块的周向长度。

7.根据权利要求1所述的一种自行车轮胎的胎面花纹，其特征在于：所述长条状后部的轴向外侧设置为沿轮胎径向倾斜向下的内层壁，所述内层壁与轮胎径向呈5°-12°的夹角。

8.根据权利要求7所述的一种自行车轮胎的胎面花纹，其特征在于：所述内层壁的表面上间隔搭接有3个外层卡爪，所述外层卡爪的上端面为沿轮胎径向倾斜向下的外层壁，所述外层壁与轮胎径向呈30°-50°的夹角，所述外层壁呈等腰梯形状，其长边搭接在所述内层壁上，其短边为其与胎面基部的相接线；所述外层卡爪的两侧面为三角形的支撑面。

9.根据权利要求1所述的一种自行车轮胎的胎面花纹，其特征在于：所述长条状后部中设有细槽，所述细槽为沿轮胎周向延伸的长条状凹槽。

10.根据权利要求9所述的一种自行车轮胎的胎面花纹，其特征在于：所述胎肩花纹块沿轮胎轴向分割成两个独立的花纹块，其分割处贯穿所述长条状细槽，分割处的周向分割距离小于或等于2mm。