CN102887038B - 全地形车用充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明公开了全地形车用充气轮胎，包括一轮胎体和其胎面上固设的花纹块，其特征在于所述花纹块具有直立的两组凹槽和一长轴及一短轴；并且在所述花纹块顶部都具有扩张槽；分为中心花纹块、肩部花纹块和侧面花纹块；中心花纹块彼此之间在所述胎面上的周向间隔宽度与中心花纹块的花纹深度的比值范围为：50%-120%；所述肩部花纹块的花纹深度与所述中心花纹块的花纹深度比值范围为80%-95%；所述侧面花纹块的花纹深度与所述中心花纹块的花纹深度比值范围为15%-45%。轮胎高速旋转时不会在胎面上带来除前向牵引外多余的侧向牵引，使牵引性和操控性的影响因素得到有效分离，从而可以在不影响操控性的前提下针对花纹块进行独特的设计而提升牵引性。

Description

全地形车用充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种运用于全地形车（All Terrain Vehicle）的充气轮胎。

背景技术

随着汽车市场的全面发展，全地形车（All Terrain Vehicle）作为一种新兴的车辆类别越来越受到消费者的关注，特别是运动型的全地形车。越来越多热爱运动的消费者将其作为一种娱乐休闲运动的首选车型。运动型的全地形车成为一种常用的竞技比赛娱乐用车，其比赛常用地形为沙地或泥地的软路面地形。近几年来，在比赛过程中，为缩短车手在比赛中所耗费的时间，需要车辆提供较好的牵引性能。同时由于车手采用把手对全地形车进行操控，轮胎的操控性能好坏将直接影响车手的疲劳程度与比赛表现。因此，全地形车的前轮设计必须兼顾操控性与牵引性。

考虑全地形车车辆在软地形条件使用的特殊性，在比赛使用过程中，常因路面上较软的沙泥集结在轮胎表面上，使得轮胎不能很好地表现出优良的牵引性，影响车手在比赛中的表现。为缩短车手在比赛中所耗费的时间，提供轮胎较好的牵引性能，常见的做法是将轮胎设计成具有较大的有效接地面积（轮胎正常行驶时，轮胎表面与地面接触的陆地面积）或较大的花纹沟深度，如此可提升轮胎的牵引性能，但同时，易造成轮胎操纵反应性变差、操控感变重的现象，反而不易提升车手的表现。例如若单纯地增加花纹沟深度，虽可以增加轮胎的容泥空间，有效地提升轮胎的牵引性能，但是其大大的增加了轮胎的重量，这也增加了轮胎操控阻力。

如此，按照上述的常见做法，在改善轮胎牵引性的同时，同时必然降低了其操控性。如何设计这类轮胎结构，使其可以兼顾牵引性和操控性，是这类设计亟待解决的问题。

发明内容

针对现有全地形车轮胎难以兼顾牵引性和操控性的问题，本发明提出一种全地形车用充气轮胎，其技术方案如下：

所述花纹块为所述胎面上凸出的块状者，其侧面具有直立的至少两组相对设置的凹槽；并且，按所述凹槽相对的方向，所述花纹块具有一长轴和一短轴；并且在每个所述花纹块顶部都具有扩张槽；所述花纹块按其在所述胎面上分布的区域分为中心花纹块、肩部花纹块和侧面花纹块；其中，

所述中心花纹块彼此之间在所述胎面上的周向间隔宽度与中心花纹块的花纹深度的比值范围为：50%-120%；所述肩部花纹块的花纹深度与所述中心花纹块的花纹深度比值范围为80%-95%；所述侧面花纹块的花纹深度与所述中心花纹块的花纹深度比值范围为15%-45%。

作为本技术方案的一些优选实施例，以下述的方式体现：

较佳实施例中，所述中心花纹块其长轴与所述胎冠的中心线同向；所述肩部花纹块其长轴相对其所在胎面的周向具有一第一夹角，其大小为12°-25°；所述侧面花纹块周向分布于所述胎面的侧面，其长轴相对其所在胎面的周向具有与所述第一夹角同方向的一第二夹角，其大小为0°-10°。

较佳实施例中，所述肩部花纹块与所述胎面中心所在平面的距离与所述胎面的宽度的比值范围为25%-45%。

较佳实施例中，所述肩部花纹块的轴向宽度与所述胎面其花纹宽度的比值范围为12%-23%。

较佳实施例中，所述花纹块的顶面具有沿所述长轴和短轴方向成型的十字凹槽；该十字凹槽将所述花纹块的顶面分割为四个扩张面，所述扩张面的每一个至少具有一个所述扩张槽。较佳实施例中，所述四个扩张面的总面积与花纹块顶面的总面积比值为60%-90%。

较佳实施例中，所述中心花纹块、肩部花纹块和侧面花纹块在所述胎面上的周向相互交错设置。

较佳实施例中，所述花纹块水平横截面以所述长轴和短轴各自对称。

本发明技术方案带来的有益效果是：

1.所有的花纹块其牵引性基本由花纹块本身独立提供，使轮胎高速旋转时不会在胎面上带来除前向牵引外多余的侧向牵引，使牵引性和操控性的影响因素得到有效分离，从而可以在不影响操控性的前提下针对花纹块进行独特的设计而提升牵引性，改善了牵引性和操控性必然相互制约的情况。

2.花纹块在凸出于胎面的每一个面均具有良好的牵引性。连同交叉方向相对向的凹槽，使每一个花纹块的牵引性得到较强的独立而不需要彼此依赖。

3.花纹块的顶面的十字凹槽将花纹块的顶面分割为四个扩张面，并且扩张面的每一个具有一个扩张槽，使该花纹块的形变能力较强，其扩张形变得到规则处理，使单个花纹块具有优异的抓地性能，其独立牵引性很强。

附图说明

以下结合附图实施方式对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施方式的胎面展开为平面时的示意图；

图2是图1所示实施方式轮胎体的横截面示意图；

图3是图1所示实施方式其花纹块的俯视图；

图4是图1所示实施方式的部分立体图；

图5是图1所示实施方式花纹块的立体示意图；

图6是本发明的另一实施方式胎面展开为平面时的示意图。

具体实施方式

图1是本实施方式全地形车用充气轮胎的轮胎体其胎面2展开在平面时的俯视示意图，此时，胎面2为一平面的形态，胎面2上具有多个花纹块，包括三种，分别是中心花纹块10、肩部花纹块20和侧面花纹块30.所有的花纹块其形态均为胎面2上凸出的块状，如图3所示，本实施方式中每个花纹块具有一长轴X和一短轴Y；长轴X对应的是在花纹块上相对设置的直立的凹槽12所在的方向，并且长轴X所在的花纹块尺度较花纹块在短轴Y方向的尺度要大；短轴Y对应的是相对设置的直立的凹槽11所在的方向；此长轴X和短轴Y的设置在于每一个花纹块均可以在图3中空心箭头所示的两个方向明显地抓握底面。特别地，在每个花纹块的顶面都有扩张槽13，此扩张槽13改善了每个花纹块的抓地能力，使花纹块在凸出于胎面2的每一个面均具有良好的牵引性。连同设置交叉方向相对向的凹槽11和12，使每一个花纹块具有较强且独立的牵引性，而不需要彼此依赖。

本实施方式中，花纹块均为同样的形态。参照图1和图2所示，中心花纹块10周向分布在胎面2的胎冠5部分，其长轴与胎冠的中心线1同向；胎冠5乃是轮胎在全地形车上直线行进时，其接触地面的稳定部分，基本上处于胎面2的中央区域；肩部花纹块20周向分布于胎面2的胎肩6，其长轴相对其所在胎面的周向具有一第一夹角α，夹角的范围是12°-25°，优选为15°-20°，肩部花纹块20所在的胎肩6部分乃是全地形车所有转弯过程中会与地面接触者，其第一夹角α的范围设置可以明显提升轮胎的牵引性，同时不会因为倾斜过大而降低轮胎的灵敏度，从而不影响其操控性能。侧面花纹块30周向分布于胎面的侧面7区域，其长轴相对其所在胎面的周向具有与所述第一夹角同方向的一第二夹角β，其范围大小为0°-10°，优选为0°-5°。该侧面7区域的侧面花纹块30具有特殊的功能，使轮胎在坑道、车辙等凹陷不平的路面结构上具有明显的脱困能力，通过轮胎的旋转可以攀爬于凹陷中的内壁，从而进一步改善复杂路面上的牵引性，其第二夹角的范围设置避免了轮胎在行进过程中产生被外物干涉的现象，从而改善了其操控性。

特别地，所有的花纹块其牵引性基本由花纹块本身独立提供，使轮胎高速旋转时不会在胎面上带来除前向牵引外多余的侧向牵引，使牵引性和操控性的影响因素得到有效分离，从而可以在不影响操控性的前提下针对花纹块进行独特的设计而提升牵引性，改善了牵引性和操控性必然相互制约的情况。

本实施方式中，根据地形的具体情况，中心花纹块10彼此之间在胎面上的周向间隔宽度（T1）与中心花纹块10的花纹深度（H1）的比值可以调整的范围为50%-120%，尤其是70%-100%为佳。该比值的范围设置一方面使本实施方式中中心花纹块10之间的沙泥可以及时排除，进一步提高牵引性；另一方面该比值可以避免高速行进时轮胎的跳动，从而明显抑制了操控性变恶劣的可能，直接地使车手操控的舒适性得到提高。

肩部花纹块20的花纹深度H2与中心花纹块10的花纹深度H1比值范围为80%-95%；其中，效果较好的范围为85%-90%，此比值的范围设置一方面确保轮胎在行进过程中不会增加轮胎在行驶过程中与地面接触的轮胎表面积，以至于影响轮胎的转弯反应性，另一方面避免了轮胎在行进中产生的左右晃动，改善了稳定效果，从而进一步提升其操控性能。

侧面花纹块30的花纹深度H 3与中心花纹块10的花纹深度H1比值范围为15%-45%，其中20%-30%为最佳范围，如前所述，侧面花纹块30并不是接触路面时间最长者，却往往需要在关键时刻使轮胎脱困，所以，该比值的范围设置一方面使轮胎的脱困性能良好，进一步提升了牵引性，另一方面使轮胎不会受外物明显的影响，保证合适的操控灵敏度，同时使轮胎的重量不会过重。

除了上述花纹块在花纹深度方面的参数外，合适的宽度参数也会很大地影响轮胎性能。如图1和图2所示，本实施方式中肩部花纹块20与胎面中心所在平面的距离T3与胎面的宽度TW的比值范围为25%-45%，优选范围为30%-35%，该比值的范围设置明显地决定了胎冠5的刚性，避免了胎冠5过强的刚性带来的舒适性降低，同时抑制了T3值过大带来的高速晃动的现象，保证了良好的操控性。而肩部花纹块20的轴向宽度T2与胎面2其花纹宽度TW1的比值范围为12%-23%。优选范围为15%-18%，该比值的范围设置制约了轮胎侧面的性能，若肩部花纹块20的轴向宽度T2设计过小，则易降低肩部的轴向刚性，因而在轮胎转动时可能无法发挥足够的横向力，影响轮胎的操控性能；若肩部花纹块20的轴向宽度T2设计过大，则易降低肩部的周向刚性，使轮胎在软形地形路面条件下行驶时无法获得足够的牵引性。

如图2所示，本实施方式的轮胎体的内部具有一保气层8和帘纱层9,其中保气层8位于轮胎体的最内层；帘纱层9位于保气层8和轮胎体之间；并且，保气层8和帘纱层9在轮胎体轴向的两端均外翻卷包一钢丝圈50后叠置于轮胎体内部，构成一紧凑的外胎系统。

如图4和图5所示为本实施方式的的立体效果，花纹块的顶面具有沿所述长轴X和短轴Y方向成型的十字凹槽15，该十字凹槽15与花纹顶面的距离可以为等值或不等值设计；花纹块水平横截面以长轴X和短轴Y各自对称。该十字凹槽将花纹块的顶面分割为四个扩张面14，四个扩张面14的总面积与花纹块顶面的总面积比值为60%-90%，此设计将增加花纹块边缘效应，便于花纹块切入泥土，有利于提升轮胎在软地形路面下的牵引性能。每一个扩张面14具有一个扩张槽13，可见，该花纹块的形变能力较强，其扩张形变得到规则处理，使单个花纹块具有优异的抓地性能，其独立牵引性很强。本实施方式中，中心花纹块10、肩部花纹块20和侧面花纹块30在胎面2上的周向相互交错设置，提高了高速行进时的稳定性。

如图6所示，本发明另一实施例方式的示意图。

本实施方式在每个花纹块的顶面都有连续的扩张槽13，此连续的扩张槽13改善了每个花纹块的抓地能力，使花纹块在凸出于胎面2的每一个面均具有良好的牵引性。连同交叉方向相对向的凹槽11和12，使每一个花纹块的牵引性得到较强的独立而不需要彼此依赖。

为了确认本发明的效果，基于表1中列出的技术规格来试作全地形车前轮的充气轮胎（尺寸：AT21X7-10），并对其进行性能测试并评价。其评价方法是：操控性、牵引性和总体性能是通过使用在以下条件并安装有各测试轮胎的车辆在越野路线上行驶，并通过驾驶员的感官，分别以传统例为5分的十分法评价操控性、牵引性和总体性能，数值越大性能越优越。具体测试条件如下。

轮辋：5.5AT X10.0

车辆：排气量450cc的全地形车

测试风压：45kPa

测试地形：硬质林道、含树根，岩石、泥地混合地形

测试结果如下表1：

表1

通过测试结果可以确认采用此结构设计后，轮胎能够有效地提高轮胎在行驶过程中的操控性能，同时又能确保足够的牵引性能。

以上所述，仅为本发明较佳实施方式而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (8)

1.全地形车用充气轮胎，包括一轮胎体和其胎面上固设的花纹块，其特征在于：

所述花纹块为所述胎面上凸出的块状者，其侧面具有直立的至少两组相对设置的凹槽；并且，按所述凹槽相对的方向，所述花纹块具有一长轴和一短轴；并且在每个所述花纹块顶部都具有扩张槽；所述花纹块按其在所述胎面上分布的区域分为中心花纹块、肩部花纹块和侧面花纹块；其中，

所述中心花纹块彼此之间在所述胎面上的周向间隔宽度与中心花纹块的花纹深度的比值范围为：50％-120％；所述肩部花纹块的花纹深度与所述中心花纹块的花纹深度比值范围为80％-95％；所述侧面花纹块的花纹深度与所述中心花纹块的花纹深度比值范围为15％-45％。

2.根据权利要求1所述全地形车用充气轮胎，其特征在于：所述中心花纹块其长轴与胎冠的中心线同向；所述肩部花纹块其长轴相对其所在胎面的周向具有一第一夹角，其大小为12°-25°；所述侧面花纹块周向分布于所述胎面的侧面，其长轴相对其所在胎面的周向具有与所述第一夹角同方向的一第二夹角，其大小为0°-10°。

3.根据权利要求2所述全地形车用充气轮胎，其特征在于：所述肩部花纹块与所述胎面中心所在平面的距离与所述胎面的宽度的比值范围为25％-45％。

4.根据权利要求3所述全地形车用充气轮胎，其特征在于：所述肩部花纹块的轴向宽度与所述胎面其花纹宽度的比值范围为12％-23％。

5.根据权利要求1所述全地形车用充气轮胎，其特征在于：所述花纹块的顶面具有沿所述长轴和短轴方向成型的十字凹槽；该十字凹槽将所述花纹块的顶面分割为四个扩张面，所述扩张面的每一个至少具有一个所述扩张槽。

6.根据权利要求1至5中任一项所述全地形车用充气轮胎，其特征在于：所述中心花纹块、肩部花纹块和侧面花纹块在所述胎面上的周向相互交错设置。

7.根据权利要求6所述全地形车用充气轮胎，其特征在于：所述花纹块以所述长轴和短轴各自对称。

8.根据权利要求5所述全地形车用充气轮胎，其特征在于：所述四个扩张面的总面积与花纹块顶面的总面积比值为60％-90％。