CN108790613B - 一种轮胎胎面花纹结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮胎胎面花纹结构，胎面全圆周由复数个花纹块单元沿周向间隔设置，各花纹块单元包括分布于胎面上的凸起的花纹块；凸起的花纹块为各花纹块单元包括在胎面中心线上设置有“十”字型防滑部的第一中心块、第二中心块、第三中心块，胎肩位置的第一胎肩块、第二胎肩块，在胎面中心线与胎肩之间的过渡区域设置的两第一过渡块和两第二过渡块；所述各花纹块均设置为多边形；所述第二中心块、第三中心块为左右两端外凸的整体横向花纹块和整体纵向花纹块；所述第一过渡块为前端窄、后端宽的类“b”字型，第二过渡块为四边形；从而提高轮胎的防滑、抓地与牵引性能，同时兼顾花纹块刚性，确保了越野性能。

Description

一种轮胎胎面花纹结构

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎，更具体地涉及一种用于山地自行车的充气轮胎胎面花纹结构。

背景技术

胖车是山地自行车延伸出来的新车型，主要穿梭在冰雪地、轻度越野路面，相比传统的山地自行车，该车型使用的路况相对平坦，其配套轮胎断宽较大，因此相比传统山地车胎的胎体更加宽大，减震、缓冲效果好，在野外路况使用时的骑行稳定性佳，但冬季的路面覆盖有冰、雪，现有胖车轮胎颗粒状花纹的防滑、抓地及牵引性能不足。

忽略材料对轮胎性能的影响，现有采用以下三种方式改善防滑、抓地及牵引性能：

1、在颗粒状花纹表面设置锯齿状或波浪状的刀槽；

2、在颗粒状花纹表面增加防滑钉；

3、前述两种方式混合搭配设计在同一个颗粒状花纹表面上。

虽然花纹块表面设置锯齿状或波浪状的横向刀槽，增加边缘效应，在一定程度上提升防滑性和抓地性，但密集的横向刀槽往往会降低花纹块刚性，使轮胎越野性能下降，而且横向刀槽产生的径向变形有限，对于稍厚的冰雪路面牵引性的改善效果不显著。另外，在花纹块表面增加凸起的防滑钉，尖锐的钉缘虽可破除冰雪提升牵引性，但是在使用中钉孔容易应力集中，特别对于自行车胎颗粒状花纹来说，其花纹块体积相对有限，更容易在防滑钉孔周边的花纹产生裂缝进而撕裂花纹，影响磨耗性和越野性能。再者，对于横向刀槽和防滑钉的混合搭配，在横向刀槽对花纹刚性削弱的前提下，防滑钉脱落或花纹块撕裂问题则相对更加频繁。

因此，上述三种方式对于冰雪路面的性能确有一定的改善，但同时也带来上述的负面影响，无法应对胖车所经过的冰雪地、轻度越野路面。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种不仅能改善冰雪地防滑、抓地及牵引性能，还能兼顾花纹块刚性，确保轮胎越野性能的轮胎胎面花纹结构。

本发明的次要目的是提供一种减少防滑钉脱落或花纹块撕裂问题产生的轮胎胎面花纹结构。

为实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种轮胎胎面花纹结构，胎面全圆周由复数个花纹块单元沿周向间隔设置，各花纹块单元包括分布于胎面上的凸起的花纹块；其中：所述凸起的花纹块为各花纹块单元包括的在胎面中心线上自前向后排列的第一中心块、第二中心块、第三中心块，以胎面中心线为对称的胎肩位置自前向后配置的第一胎肩块、第二胎肩块，以胎面中心线为对称的在胎面中心线与胎肩之间的过渡区域自内向外设置有两第一过渡块和两第二过渡块，两第一过渡块、第二过渡块分别呈交替排列；所述第一中心块为前端窄、后端宽的类“子弹型”；所述第一中心块表面设置有“十”字型防滑部；所述第二中心块为左右两端外凸的整体横向花纹块，第三中心块为左右两端外凸的整体纵向花纹块；所述第一过渡块为前端窄、后端宽的类“b”字型，第二过渡块为四边形；所述第一胎肩块、第二胎肩块为不规则多边形。

所述防滑部由纵向槽、横向槽、切角以及中心柱组合而成，纵向槽设置在胎面中心线上，横向槽与纵向槽交叉设置，纵向槽、横向槽二者交叉成“十”字型，在交叉处分别设置四个方向的切角。

所述纵向槽的槽宽为0.8mm-1.8mm，横向槽的槽宽需大于纵向槽的槽宽，横向槽的槽宽小于等于2.8mm，纵向槽和横向槽的深度相等，该深度为20%-40%的第一中心块的高度。

所述四个切角围成的中心位置配置一个中心柱，中心柱的高度与纵向槽或横向槽的深度具有高度差。

所述中心柱高度小于纵向槽或横向槽的深度，此时高度差为0.2mm-1.2mm；所述中心柱高度大于纵向槽或横向槽的深度，此时高度差为0.2mm-0.8mm。

所述第二中心块在外凸位置设置横短槽，横短槽的一端贯穿外凸边缘，而另一端则封闭在第二中心块内；所述第三中心块在中心处设置纵长槽，纵长槽至少一端封闭在第三中心块内。

所述第一过渡块和第二过渡块交替配置；该第一过渡块的内端为单一直线边缘，而外端为至少三段直线组成的折线边缘；所述第一过渡块和第二过渡块上分别增加防滑钉。

所述第一过渡块的第一防滑钉设置在“b”字型的宽度较大的后端，而第二过渡块的第二防滑钉设置在第二过渡块的几何中心位置，且第一过渡块和第二过渡块的任何边缘分别与防滑钉边缘的距离均大于2.0mm。

所述第二中心块一端外凸位置设置横短槽，而另一端靠近外凸位置设置第三防滑钉；所述相邻花纹块单元的第二中心块的横短槽和第三防滑钉位置交替变换；所述第二中心块的任何边缘与第三防滑钉边缘的距离均大于2.0mm。

所述第一过渡块在宽度较大的后端表面设置“十”字型防滑部，防滑部由纵向槽、横向槽、切角以及中心柱组合而成，纵向槽设置在胎面中心线上，横向槽与纵向槽交叉设置，纵向槽、横向槽二者交叉成“十”字型，在交叉处分别设置四个方向的切角，四个切角围成的中心位置配置一个中心柱。

采用上述方案后，本发明通过在胎面第一中心块表面设置“十”字型的防滑部，以产生多方向边缘效应和径向变形差异，提高防滑、抓地与牵引性能，同时兼顾花纹块刚性，确保了越野性能；而第二中心块和第三中心块分别为左右两端外凸的整体横向和整体纵向花纹块搭配且第一过渡块为前端窄、后端较宽的类“b”字型，第二过渡块为相对规则的四边形设计，在胎肩交替配置的不规则多边形的第一胎肩块、第二胎肩块，以此增加边缘效应，提高防滑与抓地性能。

为了进一步提升轮胎在雪地、冰面的行驶性能，优选地，在第二中心块或/和第一过渡块或/和第二过渡块上设置防滑钉，同时合理化防滑钉位置设计，减少防滑钉脱落或花纹块撕裂的问题。

附图说明

图1为本发明轮胎实施例一的胎面花纹结构示意图；

图2为图1胎面一个花纹块单元示意图；

图3为一种第一中心块10的示意图；

图4为图3中A-A’一种剖示图；

图5为图4第一中心块10在冰雪地的接地示意图；

图6为图3中A-A’另一种剖示图；

图7为图6第一中心块10在冰雪地的接地示意图；

图8为另一种第一中心块10的示意图；

图9为本发明轮胎实施例二的胎面花纹结构示意图；

图10为图9胎面一个花纹块单元。

符号说明

1胎面 2冰雪地面

10第一中心块 11防滑部 11a纵向槽

11b横向槽 11c切角 11d中心柱

20第二中心块 21横短槽 22第三防滑钉

30第三中心块 31纵长槽

40第一过渡块 41第一防滑钉 42防滑部

50第二过渡块 51第二防滑钉

60第一胎肩块 70第二胎肩块。

具体实施方式

以下结合附图解释本发明的实施方式：

如图1至图7所示，本发明揭示了一种轮胎胎面花纹结构，其中：竖直方向设定为轮胎径向，横向方向设定为轮胎轴向，单点划线表示赤道平面，箭头指向为轮胎的行驶方向。花纹块指向行驶方向的一端代表前端，花纹块逆向行驶方向的一端代表后端，花纹块靠近胎面中心线CL的一端代表内端，花纹块远离胎面中心线CL的一端代表外端。此外，术语“第一”，“第二”，“第三”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、2所示，本发明的轮胎胎面1上设置了复数个凸起的花纹块，全圆周由复数个花纹块单元沿周向间隔设置，胎面1两侧的花纹块沿赤道平面对称分布。图2所示为一个花纹块单元，包含了：在胎面中心线CL上自前向后排列的第一中心块10、第二中心块20、第三中心块30，在胎面边缘的胎肩位置配置了第一胎肩块60、第二胎肩块70，在胎面中心线CL和胎面边缘的胎肩之间的过渡区域设置两个第一过渡块40、两个第二过渡块50。由于胎面1两侧的花纹块沿赤道平面对称分布，因此每个花纹块单元包含了一个第一中心块10、一个第二中心块20、一个第三中心块30，两个第一胎肩块60、两个第二胎肩块70以及四个第一过渡块40、四个第二过渡块50。为了满足在冰雪地、越野路况的综合使用性能，上述花纹块均设置为多边形，确保足够的边缘效应。

结合图1-4所示为本发明轮胎的胎面花纹结构的实施例一，在胎面中心线CL上的第一中心块10为前端窄、后端较宽的类“子弹型”。在第一中心块10的表面设置“十”字型的防滑部11，防滑部11是由纵向槽11a、横向槽11b、切角11c以及中心柱11d组合而成。纵向槽11a设置在胎面中心线CL上，横向槽11b与纵向槽11a交叉设置，纵向槽11a、横向槽11b二者交叉成“十”字型，在交叉处分别设置四个方向的切角11c。纵向槽11a、横向槽11b分别增加纵向和横向的边缘效应，中心四个切角11c可增加不同方向的边缘效应，施加负荷后，各切角各自产生变形，可形成不同方向的摩擦力，提高第一中心块10的抓地性能。为确保第一中心块10的刚性，纵向槽11a的槽宽W1设置为0.8mm-1.8mm，横向槽11b的槽宽W2需大于纵向槽11a的槽宽W1，但槽宽W2最大不超过2.8mm，纵向槽11a和横向槽11b的深度h1相等,该深度h1设置为20%-40%的第一中心块10高度H。为弥补纵向槽11a、横向槽11b和四个切角11c对第一中心块10刚性造成的负面影响，以及形成接地时径向变形差异以达到提升牵引性的效果，在四个切角11c围成的中心位置配置一个中心柱11d，中心柱11d的高度h2与纵向槽11a或横向槽11b的深度h1具有高度差h，如图4所示，可以是中心柱11d高度h2小于纵向槽11a或横向槽11b深度h1，此时差异值h设置为0.2mm-1.2mm；如图6所示，也可以是中心柱11d高度h2大于纵向槽11a或横向槽11b深度h1，此时差异值h设置为0.2mm-0.8mm。即中心柱11d与第一中心块10表面的高度差h不小于0.2mm，若高度差h低于0.2mm，中心柱11d与第一中心块10表面落差太小，接地时产生径向变形差异不明显。具体结合图5、7所示，在负载F的情况下，第一中心块10产生变形（图5、7中变形后以虚线表示），其中第一中心块10表面与冰雪地面2产生径向变形差异h’，若该径向变形差异h’太小或是不明显，则无法达到改善牵引的效果。如图3所示，中心柱11d的截面可以为正方形，如图8所示，中心柱11d的截面也可以为圆形，当然还可以是其他多边形、椭圆形等形状。中心柱11d的设置一方面可补强花纹块刚性，另一方面可产生径向变形差异，达到牵引性能改善,尤其是对于稍厚的冰雪路面牵引性改善效果更为显著，其与纵向槽11a、横向槽11b、切角11c组合搭配之后，使“十”字型防滑部11不仅具有多方向边缘效应和径向变形差异，增加在冰雪路面的咬缘，提高防滑、抓地与牵引性能，同时可最大程度确保第一中心块10的刚性，确保了越野性能。

如图1、2所示，第二中心块20整体为横向设计，左右两端设计为外凸形状，增加轴向刚性，并在外凸位置设置横短槽21，横短槽21的一端贯穿外凸边缘，而另一端则封闭在第二中心块20内，增加周向边缘效应，提高防滑、抓地性能，同时确保第二中心块20的刚性，提升越野性能。第三中心块30整体为纵向设计，左右两端也设计为外凸形状，增加轴向刚性，并在中心处设置纵长槽31，纵长槽31至少一端封闭在第三中心块30内（本实施例纵长槽31两端均封闭在第三中心块30内），增加边缘效应，提高防滑与抓地性能，同时确保第三中心块30的刚性。第二中心块20和第三中心块30分别为左右两端外凸的横向和纵向设计搭配，提升在雪地、越野路况的综合使用性能。

胎面中心线CL往胎面1每一侧方向分别由内而外设置两个第一过渡块40、两个第二过渡块50，其中第一过渡块40和第二过渡块50交替配置，可平衡接地的陆比，确保均匀的抓地性。第一过渡块40为前端窄、后端较宽的类“b”字型，该第一过渡块40的内端为单一直线边缘，可确保花纹刚性和强度，而外端为至少三段直线组成的折线边缘（本实施例第一过渡块40外端为四段直线组成的折线），外端形成类似锯齿状的咬缘，提升冰雪地牵引性。而第二过渡块50为相对规则的四边形设计，具有较强的刚性和强度，确保在直线转过弯接地时的稳定性。为了进一步提升轮胎在雪地、冰面行驶的抓地性能，特别是稍厚的冰雪路面，可在第一过渡块40和第二过渡块50上分别增加防滑钉设计，为了便于区分，附图中所有阴影填充的部分代表防滑钉。具体地，第一过渡块40的第一防滑钉41设置在“b”字型的宽度较大的后端，而第二过渡块50的第二防滑钉51设置在第二过渡块50的几何中心位置，且第一过渡块40和第二过渡块50的任何边缘分别与防滑钉41、51边缘的距离均须大于2.0mm。对于防滑钉41、51的几何位置限定，一方面是为了提供较佳的防滑性和牵引性，另一方面合理设计防滑钉位置，可减少防滑钉脱落或花纹块撕裂产生。

如图9-10所示为本发明轮胎的胎面花纹结构的实施例二，本实施例的结构和原理与实施例一大致相同，相同的部分不做详细赘述，在此说明不同的部分在于：本实施例二的第二中心块20一端外凸位置设置横短槽21，而另一端靠近外凸位置设置第三防滑钉22，相邻花纹单元的第二中心块20的横短槽21和第三防滑钉22位置交替变换，以提升轮胎在冰雪路面直行时的防滑性和牵引性。同样的，第二中心块20的任何边缘与第三防滑钉22边缘的距离均须大于2.0mm。另外，在类“b”字型第一过渡块40宽度较大的后端表面设置“十”字型防滑部42，该“十”字型的防滑部42的设置方式与第一中心块10表面的“十”字型防滑部11一致，可产生多方向边缘效应和径向变形差异，增加第一过渡块40在冰雪路面的咬缘，提高防滑、抓地与牵引性能，同时确保了越野性能。

综上，本发明通过优化胎面花纹结构设计：第一中心块10表面设置“十”字型的防滑部11，防滑部11是由纵向槽11a、横向槽11b、切角11c以及中心柱11d组合而成，可产生多方向边缘效应和径向变形差异，提高防滑、抓地与牵引性能，同时兼顾花纹块刚性，确保了越野性能。第二中心块20和第三中心块30分别为左右两端外凸的整体横向和整体纵向的花纹块搭配。第一过渡块40为前端窄、后端较宽的类“b”字型，第二过渡块50为相对规则的四边形设计，在胎肩交替配置的不规则多边形的第一胎肩块60、第二胎肩块70，增加边缘效应，提高防滑与抓地性能。为了进一步提升轮胎在雪地、冰面的行驶性能，优选地，在第二中心块20或/和第一过渡块40或/和第二过渡块50上设置防滑钉，同时合理防滑钉位置设计，减少防滑钉脱落或花纹块撕裂的问题产生。

以上所述，仅是本发明实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种轮胎胎面花纹结构，胎面全圆周由复数个花纹块单元沿周向间隔设置，各花纹块单元包括分布于胎面上的凸起的花纹块；其特征在于：所述凸起的花纹块为各花纹块单元包括的在胎面中心线上自前向后排列的第一中心块、第二中心块、第三中心块，以胎面中心线为对称的胎肩位置自前向后配置的第一胎肩块、第二胎肩块，以胎面中心线为对称的在胎面中心线与胎肩之间的过渡区域自内向外设置有两第一过渡块和两第二过渡块，两第一过渡块、第二过渡块分别呈交替排列；所述第一中心块为前端窄、后端宽的类“子弹型”；所述第一中心块表面设置有“十”字型防滑部；所述第二中心块为左右两端外凸的整体横向花纹块，第三中心块为左右两端外凸的整体纵向花纹块；所述第一过渡块为前端窄、后端宽的类“b”字型，第二过渡块为四边形；所述第一胎肩块、第二胎肩块为不规则多边形；所述防滑部由纵向槽、横向槽、切角以及中心柱组合而成，纵向槽设置在胎面中心线上，横向槽与纵向槽交叉设置，纵向槽、横向槽二者交叉成“十”字型，在交叉处分别设置四个方向的切角；所述四个切角围成的中心位置配置一个中心柱，中心柱的高度与纵向槽或横向槽的深度具有高度差。

2.如权利要求1所述的一种轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述纵向槽的槽宽为0.8mm-1.8mm，横向槽的槽宽需大于纵向槽的槽宽，横向槽的槽宽小于等于2.8mm，纵向槽和横向槽的深度相等，该深度为20%-40%的第一中心块的高度。

3.如权利要求1所述的一种轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述中心柱高度小于纵向槽或横向槽的深度，此时高度差为0.2mm-1.2mm；所述中心柱高度大于纵向槽或横向槽的深度，此时高度差为0.2mm-0.8mm。

4.如权利要求1所述的一种轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述第二中心块在外凸位置设置横短槽，横短槽的一端贯穿外凸边缘，而另一端则封闭在第二中心块内；所述第三中心块在中心处设置纵长槽，纵长槽至少一端封闭在第三中心块内。

5.如权利要求1所述的一种轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述第一过渡块和第二过渡块交替配置；该第一过渡块的内端为单一直线边缘，而外端为至少三段直线组成的折线边缘；所述第一过渡块和第二过渡块上分别增加防滑钉。

6.如权利要求1或5所述的一种轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述第一过渡块的第一防滑钉设置在“b”字型的宽度较大的后端，而第二过渡块的第二防滑钉设置在第二过渡块的几何中心位置，且第一过渡块和第二过渡块的任何边缘分别与防滑钉边缘的距离均大于2.0mm。

7.如权利要求1所述的一种轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述第二中心块一端外凸位置设置横短槽，而另一端靠近外凸位置设置第三防滑钉；所述相邻花纹块单元的第二中心块的横短槽和第三防滑钉位置交替变换；所述第二中心块的任何边缘与第三防滑钉边缘的距离均大于2.0mm。

8.如权利要求1所述的一种轮胎胎面花纹结构，其特征在于：所述第一过渡块在宽度较大的后端表面设置“十”字型防滑部，防滑部由纵向槽、横向槽、切角以及中心柱组合而成，纵向槽设置在胎面中心线上，横向槽与纵向槽交叉设置，纵向槽、横向槽二者交叉成“十”字型，在交叉处分别设置四个方向的切角，四个切角围成的中心位置配置一个中心柱。