雪地用自行车轮胎胎面结构的制作方法

本实用新型涉及一种充气轮胎，特别是指一种雪地用自行车轮胎胎面结构。

背景技术：

雪地骑行山地自行车是冬季室外休闲、健身的主要运动，冬季路面通常覆盖有湿滑的冰或者是松软的雪，现有自行车轮胎花纹的防滑、抓地及牵引性能不足，不仅影响消费者休闲、健身的乐趣，而且可能会造成通行困难或是摔车的危险。现行雪地用自行车通常是配套山地车胎颗粒状花纹，为改善冰雪地上胎面防滑、抓地及牵引性能，通常是直接在山地车胎颗粒状花纹表面增加刀槽或镶雪钉，但是山地车胎颗粒状花纹陆比较低，且花纹块通常为不规则的多边形，直接在花纹表面增加刀槽或镶雪钉虽有一定的改善效果，但若在花纹块表面设置密集的刀槽会降低花纹块的刚性，使轮胎耐久性能下降，若设置单一刀槽则边缘效应增加不够充分，对防滑性和抓地性改善提升不明显。而在花纹块表面镶雪钉，容易产生应力集中，尤其对于体积相对较小的颗粒状花纹来说，严寒的冬季使用时容易产生裂纹或断裂，也会影响耐久性能。另外，由于自行车轮胎胎面宽度较窄且断面轮廓较为圆滑，除大角度压弯的情况外，其胎肩部位的花纹块接地频率较低，导致转弯时接地面积及边缘效应不足，特别在光滑冰面与松软雪地转弯行驶时的防滑、抓地性能不佳，经常造成通行困难或是摔车的危险。因此，需求针对雪地骑行自行车研究一款创新的轮胎胎面花纹结构，能提升冰雪地(使用时的)防滑、抓地及牵引性能，并确保轮胎耐久性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足而提供一种可提升冰雪地防滑、抓地及牵引性能的雪地用自行车轮胎胎面结构，确保轮胎的耐久性。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种雪地用自行车轮胎胎面结构，其胎面由复数个横花纹组沿周向间隔分布，胎面两侧的花纹块沿胎面中心线对称分布，横花纹组包含第一横花纹组和第二横花纹组，第一横花纹组包含了位于胎面中心线上的第一中央花纹块和两沿胎面中心线对称的第一胎肩花纹块，第一中央花纹块和两第一胎肩花纹块均是前后端中凹形状的花纹块，即花纹块前后端的中部向内凹、两外端向外凸的形状；而第二横花纹组包含了位于胎面中心线上的第二中央花纹块和两沿胎面中心线对称的第二胎肩花纹块，第二中央花纹块和两第二胎肩花纹块均是前后端中凸形状的花纹块，即花纹块前后端的中部向外凸、两外端向内凹的形状，所述胎面整体的陆比设定为35％～45％，所述第一横花纹组的轴向总宽度小于第二横花纹组的轴向总宽度。

进一步，所述第一横花纹组轴向总宽度为80％～95％的第二横花纹组轴向总宽度。

进一步，所述第一中央花纹块是由沿胎面中心线对称的第一左花纹块、第一右花纹块以及连接第一左花纹块、第一右花纹块的第一连接块组合而成，第一左花纹块与第一右花纹块为相对称的梯形，第一左花纹块及第一右花纹块内端周向宽度小于外端周向宽度，使第一中央花纹块前后端呈中凹形状；第一胎肩花纹块中心周向宽度小于内、外端周向宽度，使第一胎肩花纹块前后端呈中凹形状；第二中央花纹块中心周向宽度大于两外端周向宽度，使第二中央花纹块前后端呈中凸形状；第二胎肩花纹块是由第二左花纹块、第二右花纹块以及连接第二左花纹块、第二右花纹块的第二连接块组合而成的，第二左花纹块、第二右花纹块为互为反向且错位的梯形，第二左花纹块、第二右花纹块外端周向宽度小于内端周向宽度，使第二胎肩花纹块前后端呈中凸形状。

进一步，所述第一左花纹块及第一右花纹块的内端周向宽度为75％～90％的外端周向宽度，第一胎肩花纹块的中心周向宽度为75％～90％的内、外端周向宽度，第二中央花纹块的两外端周向宽度为75％～90％的中心周向宽度；第二左花纹块及第二右花纹块的外端周向宽度为75％～90％的内端周向宽度。

进一步，所述第一连接块的高度设置为20％～50％的第一中央花纹块高度，第二连接块的高度设置为20％～50％的第二胎肩花纹块高度。

进一步，所述第一中央花纹块的第一左花纹块、第一右花纹块表面分别设置“x”型刀槽，第一胎肩花纹块表面设置横向刀槽，第二中央花纹块表面设置横向刀槽，第二右花纹块表面设置横向刀槽，“x”型刀槽分别靠近第一左、右花纹块的内端。

进一步，所述第二中央花纹块的左右两端设计阶梯边缘，阶梯边缘使第二中央花纹块的左右两端存在高度差，高度差设计为50％～80％的第二中央花纹块高度。

进一步，所述第一中央花纹块的第一左花纹块、第一右花纹块靠近外端位置设有雪钉，第一胎肩花纹块和第二左花纹块的几何中心位置分别设有雪钉,所述雪钉突起在花纹块的表面。

进一步，处于胎肩的第一胎肩花纹块和/或第二胎肩花纹块的第二右花纹块的高度为加高设计，加高的花纹块高度大于胎面其余花纹块高度0.5mm～2.0mm。

进一步，所述加高的花纹块表面为内凹的圆弧面。

采用上述结构后，本实用新型雪地用自行车轮胎的胎面由复数个第一横花纹组和第二横花纹组沿周向间隔分布，第一横花纹组均是前后端中凹形状的花纹块，第二横花纹组均是前后端中凸形状的花纹块，第一横花纹组轴向总宽度为80％～95％的第二横花纹组轴向总宽度，宽、窄间隔的双胎肩可增加边缘效应，提升转弯时的抓地性。胎面整体的陆比设定为35％～45％，第一中央花纹块和第二胎肩花纹块为两梯形组合花纹块，第一胎肩花纹块和第二中央花纹块为粗壮的近似方形设计，内、外端周向宽度的比例限定，控制各花纹块中凹或中凸的幅度，通过优化胎面花纹结构设计确保花纹块强度，避免因刚性不足而产生耐久性下降。在各花纹块表面设置刀槽和雪钉，通过刀槽和雪钉搭配设计，可大大增加胎面各花纹块在冰雪路面的咬缘，提高防滑、抓地与牵引性能。将第一胎肩花纹块和/或第二胎肩花纹块的第二右花纹块的高度加高设计，加高高度设置为0.5mm～2.0mm，且加高花纹块的表面设计为内凹的圆弧面，进一步提升光滑冰面的防滑性、抓地性以及松软雪地的牵引性。

附图说明

图1为本实用新型轮胎实施例一的胎面花纹结构示意图；

图2为图1的e-e’的剖示图；

图3为本实用新型第一中央花纹块10的示意图；

图4为本实用新型第一胎肩花纹块20的示意图；

图5为本实用新型第二中央花纹块30的示意图；

图6为本实用新型第二胎肩花纹块40的示意图；

图7为本实用新型轮胎实施例二的胎面花纹结构示意图；

图8为图7中f-f’剖示图；

图9为图8胎面1局部放大图。

标号说明：

胎面1第一横花纹组a第二横花纹组b

第一中央花纹块10第一胎肩花纹块20第二中央花纹块30

第二胎肩花纹块40第一左花纹块11第一右花纹块12

第一连接块13第二左花纹块41第二右花纹块42

第二连接块43刀槽10a、20a、30a、40a雪钉c。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

如图1至图9所示，本实用新型揭示了一种雪地用自行车轮胎胎面结构。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；在图2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。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”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所示为本实用新型实施例一的轮胎胎面花纹结构示意图,轮胎胎面1由复数个横花纹组沿周向间隔分布，胎面1两侧的花纹块沿胎面中心线cl对称分布，横花纹组包含第一横花纹组a和第二横花纹组b，其中第一横花纹组a包含了位于胎面中心线cl上的第一中央花纹块10和两沿胎面中心线cl对称的第一胎肩花纹块20，第一中央花纹块10和两第一胎肩花纹块20均是前后端中凹形状的花纹块，即花纹块前后端的中部向内凹、两外端向外凸的形状。而第二横花纹组b包含了位于胎面中心线cl上的第二中央花纹块30和两沿胎面中心线cl对称的第二胎肩花纹块40，第二中央花纹块30和两第二胎肩花纹块40均是前后端中凸形状的花纹块，即花纹块前后端的中部向外凸、两外端向内凹的形状。为了提升轮胎转弯时的抓地性和防滑性，第一横花纹组a的轴向总宽度ow1小于第二横花纹组b的轴向总宽度ow2，优选地：第一横花纹组a轴向总宽度ow1为80％～95％的第二横花纹组b轴向总宽度ow2。如此宽、窄间隔的双胎肩设计，增加胎肩处的边缘效应，提升转弯的抓地性。同时考虑胎面1上的花纹块需避免刚性不足而产生耐久性下降，又要使花纹块适当蠕动变形的现象，发挥良好的切入雪地的效果，胎面1整体的陆比设定为35％～45％为宜(以胎面1面积为总面积，花纹块表面积总和为陆面积，陆比是指陆面积与总面积的比值)。

胎面1上的第一中央花纹块10，第二胎肩花纹块40为两梯形组合花纹块，第一胎肩花纹块20、第二中央花纹块30为粗壮的近似方形设计，具体结合图2至图6所示：第一中央花纹块10是由沿胎面中心线cl对称的第一左花纹块11、第一右花纹块12以及连接第一左花纹块11、第一右花纹块12的第一连接块13组合而成的，第一左花纹块11与第一右花纹块12为相对称的梯形，由于第一左花纹块11及第一右花纹块12内端周向宽度w1小于外端周向宽度w2，使第一中央花纹块10前后端呈中凹形状，优选地：内端周向宽度w1为75％～90％的外端周向宽度w2。第一胎肩花纹块20中心周向宽度w3小于内、外端周向宽度w4，使第一胎肩花纹块20前后端呈中凹形状，优选地：中心周向宽度w3为75％～90％的内、外端周向宽度w4。第二中央花纹块30中心周向宽度w5大于两外端周向宽度w6，使第二中央花纹块30前后端呈中凸形状，优选地：两外端周向宽度w6为75％～90％的中心周向宽度w5。第二胎肩花纹块40是由第二左花纹块41、第二右花纹块42以及连接第二左花纹块41、第二右花纹块42的第二连接块43组合而成的，第二左花纹块41、第二右花纹块42为互为反向的梯形，且错位设计，可增加轴向边缘效应，由于第二左花纹块41、第二右花纹块42外端周向宽度w8小于内端周向宽度w7，使第二胎肩花纹块40前后端呈中凸形状，优选地：外端周向宽度w8为75％～90％的内端周向宽度w7。为便于区分，图2、图3及图6中的阴影部分代表第一连接块13和第二连接块43，第一连接块13和第二连接块43的高度h1设置为20％～50％的第一中央花纹块10、第二胎肩花纹块40高度h1，可适当强化花纹块整体强度，确保胎面中心和胎肩位置的刚性。如此设计，在胎面中心线cl上的第一中央花纹块10和第二中央花纹块30呈凹凸相间，在胎肩位置上的第一胎肩花纹块20和第二胎肩花纹块40呈凹凸相间，整个胎面1增加较多的边缘效应，形成不同方向的剪切力，帮助快速切入冰雪地，从而增加在冰雪路面的咬缘；同时，各花纹块内、外端周向宽度的比例限定，控制各花纹块中凹或中凸的幅度，增加边缘效应同时确保花纹块强度，降低因刚性不足而产生耐久性下降的风险。

图7及图8所示为本实用新型轮胎的胎面花纹结构的实施例二，为进一步增加边缘效应，胎面1上花纹块适当形成蠕动变形，提升胎面1防滑性和抓地性，在第一横花纹组a和第二横花纹组b的表面分别设置各种形状的刀槽。具体地：第一中央花纹块10的第一左花纹块11、第一右花纹块12表面分别设置“x”型刀槽10a，第一胎肩花纹块20表面设置横向刀槽20a，第二中央花纹块30表面设置横向刀槽30a，第二胎肩花纹块40的第二右花纹块42表面设置横向刀槽40a。其中“x”型刀槽10a分别靠近第一左、右花纹块11、12的内端，增加多个方向的边缘效应，增加冰雪路面的咬缘。另外，将第二中央花纹块30的左右两端设计阶梯边缘31，阶梯边缘31使第二中央花纹块30的左右两端存在高度差h2，高度差h2设计为50％～80％的第二中央花纹块30高度h1,若高度差h2太小，阶梯边缘31与第二中央花纹块30表面落差太小，接地时产生径向变形差异太小或是不明显，则无法达到改善抓地和牵引的效果。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，在胎面1花纹块表面增加雪钉c设计，雪钉c突起在花纹块的表面，尖锐钉缘可以破除冰、雪和水膜。具体地：第一中央花纹块10的第一左花纹块11、第一右花纹块12靠近外端位置增加雪钉c，在第一胎肩花纹块20和第二胎肩花纹块40的第二左花纹块41的几何中心位置分别增加雪钉c。通过各花纹块表面刀槽和雪钉c搭配设计，可大大增加胎面1各花纹块在冰雪路面的咬缘，提高防滑、抓地与牵引性能，使轮胎可以安全地行驶于光滑冰面与松软雪地上。

结合图9所示，为进一步提升转弯行驶时防滑、抓地性能，增加转弯接地面积及边缘效应，将处于胎肩的第一胎肩花纹块20和/或第二胎肩花纹块20的第二右花纹块42的高度h2为加高设计(本实施例是以第一胎肩花纹块20加高设计为例)，第一胎肩花纹块20高度h2大于胎面1上其余的花纹块高度h1。优选地：h2大于h1约0.5mm～2.0mm为宜,若第一胎肩花纹块20高度h2大于胎面1上其余的花纹块高度h1太少，无法有效增加转弯接地面积及边缘效应；而若第一胎肩花纹块20高度h2大于胎面1上其余的花纹块高度h1太多，则第一胎肩花纹块20容易被磨损，也会导致其表面的雪钉c容易掉落，反而使耐久性下降。另外，将加高的第一胎肩花纹块20的表面21设计为内凹的圆弧面r，使第一胎肩花纹块20的表面21边缘尖锐接地，可在转弯接地时形成缓冲变形，提升光滑冰面的防滑、抓地性以及松软雪地的牵引性。

综上，本实用新型通过优化胎面花纹结构设计：胎面1由复数个第一横花纹组a和第二横花纹组b沿周向间隔分布，第一横花纹组a均是前后端中凹形状的花纹块，第二横花纹组b均是前后端中凸形状的花纹块，第一横花纹组a轴向总宽度ow1为80％～95％的第二横花纹组b轴向总宽度ow2，宽、窄间隔的双胎肩可增加边缘效应，提升转弯时的抓地性。胎面整体的陆比设定为35％～45％，胎面1上的第一中央花纹块10，第二胎肩花纹块40为两梯形组合花纹块，第一胎肩花纹块20，第二中央花纹块30为粗壮的近似方形设计，确保花纹块强度，内、外端周向宽度的比例限定，控制各花纹块中凹或中凸的幅度，避免因刚性不足而产生耐久性下降。在各花纹块表面分别设置刀槽和雪钉c，通过刀槽和雪钉c搭配设计，可大大增加胎面1各花纹块在冰雪路面的咬缘，提高防滑、抓地与牵引性能。将第一胎肩花纹块20和/或第二胎肩花纹块20的第二右花纹块42的高度h2加高设计，加高高度设置为0.5mm～2.0mm，且加高花纹块的表面设计为内凹的圆弧面r，进一步提升光滑冰面的防滑性、抓地性以及松软雪地的牵引性。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，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，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。