免充气轮胎的制作方法

本发明属于轮胎技术领域，尤其涉及一种免充气轮胎。

背景技术：

目前，正在使用的轮胎，大部分都是充气轮胎，充气轮胎利用轮胎内压缩空气的高压承载车辆的载荷，具有良好的乘坐舒适性。但是当充气轮胎被扎破时容易发生漏气，使轮胎承载能力减弱，并会对轮胎胎面产生剧烈磨损或不规则磨损，当胎内充气压力过大时还会发生爆胎，影响车辆行驶安全。因此，研发出一种具有舒适性、安全性和耐用性的非实心免充气轮胎成为汽车和轮胎行业的首要任务。

中国专利CN104999862A公开了一种免充气安全轮胎，由内到外依次为胎面、外环、支撑体和内环，所述胎面粘接或硫化于外环上，所述支撑体从外环开始，沿径向和周向排布在外环和内环之间，所述支撑体上沿周向分布着多组减震单元和支撑筋，每组减震单元由两组减震结构组成，两组减震结构以径向为对称轴轴向设置。但是，支撑体内位于减震单元和外环之间的周向环体内没有设置可均匀离散接地压力的通孔或者支撑结构，当轮胎接地部位位于减震孔位置时接地压力小，当轮胎接地部位位于减震孔孔壁位置时接地压力大，不利于将接地压力均匀地传递至支撑体，容易出现接地压力不均匀及操纵稳定性较低的状况。

因此，设计出一种具有良好接地性能和均匀的接地压力的免充气轮胎，以提高免充气轮胎的操纵安全性和舒适性，成为轮胎技术领域的迫切要求。

技术实现要素：

本发明针对上述的现有的免充气轮胎接地压力不均匀及操纵稳定性较低的技术问题，提出一种接地压力均匀且结构稳定的免充气轮胎，以提高轮胎接地性能和操纵稳定性。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种免充气轮胎，沿轮胎径向由外向内依次包括橡胶胎面，与橡胶胎面硫化成一体的基部胶，以及对橡胶胎面起支撑作用的弹性支撑体，弹性支撑体包括与轮辋相接触的内承压环，与基部胶贴合的外承压环，以及位于内承压环和外承压环之间的中部支撑体；中部支撑体包括多层沿径向依次排列的圆环体，圆环体的轴向截面为沿周向均匀分布的圆环，圆环四周设置有多个连接筋，连接筋包括设置于每层圆环体的圆环径向外侧的两个外连接筋；其中，径向由外向内第一层圆环体为外圆环体，外圆环体中圆环上的外连接筋与外承压环相连接，外圆环体中同一圆环的两个外连接筋的外侧端点之间设置有第一圆弧连接筋，第一圆弧连接筋所对圆心的弧面朝向轮胎转轴，外圆环体中相邻两个圆环的外连接筋的外侧端点之间设置有第二圆弧连接筋，第二圆弧连接筋所对圆心的弧面背离轮胎转轴；第二圆弧连接筋与外承压环之间设置有周向均匀分布的轴向通孔。

作为优选，连接筋进一步包括设置于每层圆环体的圆环径向内侧的内连接筋，相邻两层圆环体中圆环的外连接筋和内连接筋一体连接；径向由外向内最后一层圆环体为内圆环体，内圆环体中圆环的内连接筋为一个且与内承压环一体连接。

作为优选，连接筋进一步包括沿周向设置于每层圆环体中圆环左右两侧的两个周向连接筋，同层圆环体的相邻两个圆环之间的周向连接筋一体连接。

作为优选，连接筋的周向宽度相等。

作为优选，连接筋的周向宽度为3mm-6mm。

作为优选，每层圆环体的圆环的外径为9mm-11mm，内径为5mm-8mm。

作为优选，外圆环体的圆环沿周向设置为24-45个。

作为优选，轴向通孔的轴向截面为圆形，圆形的半径为3mm-5mm。

作为优选，外承压环的径向厚度为6mm，内承压环的径向厚度为5mm。

作为优选，基部胶周向断面的顶部圆弧为中部高两端低的一段弧或两段相切弧。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明的免充气轮胎，其外圆环体的圆环的外侧设置有与外承压环相连接的两个外连接筋，外圆环体的同一圆环的两个外连接筋之间设置有第一圆弧连接筋，外圆环体的相邻两个圆环的外连接筋之间设置有第二圆弧连接筋，并且在第二圆弧连接筋与外承压环之间设置轴向通孔，有助于将轮胎接地压力均匀化离散，并将接地压力均匀地传递至中部支撑体，使轮胎接地印痕形状优良，接地压力分布均匀，具有良好的接地性能。

2、本发明的免充气轮胎，其中部支撑体内设置有多层圆环体，同层圆环体的圆环通过周向连接筋一体连接成为整体，相邻两层的圆环体之间通过外连接筋和内连接筋一体连接成为整体，能够使接地压力在中部支撑体内均匀地传递，并通过多层圆环体的整体变形和缓冲作用，提高了中部支撑体的缓冲能力和变形能力，并提高轮胎的结构稳定性。

3、本发明的免充气轮胎，其通过将基部胶周向断面的顶部圆弧设置为中部高两端低的一段弧或者两段相切弧，有助于增加基部胶与橡胶胎面的粘合面积，进一步优化轮胎接地性能。

4、本发明的免充气轮胎，通过在第二圆弧连接筋与外承压环之间设置轴向通孔，能够使轮胎在行驶过程中产生扰动气流，有利于将外承压环接地处及中部支撑体因变形而产生的热量快速散发出去，避免轮胎的温度过高，进而提高轮胎的使用寿命。

附图说明

图1为本发明免充气轮胎的轴向截面图；

图2为本发明免充气轮胎的局部轴向截面图；

图3为本发明免充气轮胎的基部胶周向断面的顶面圆弧设计示意图。

以上各图中：1、橡胶胎面；2、基部胶；3、弹性支撑体；4、外承压环；5、中部支撑体；51、轴向通孔；52、圆环体；521、外圆环体；522、内圆环体；523、中圆环体；53、连接筋；531、外连接筋；532、第一圆弧连接筋；533、第二圆弧连接筋；534、周向连接筋；535、内连接筋。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、体和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要说明的是，附图1中轮胎的转轴为轴向，圆周方向为周向，沿半径的方向为径向；且沿半径增大的方向为向外，沿半径减小的方向为向内；轴向截面为垂直于轮胎转轴的截面，周向断面为过轮胎转轴并且垂直于圆周方向的截面，顶部为径向外端面。术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1-图2所示为本发明请求保护的一种免充气轮胎，沿轮胎径向由外向内依次包括橡胶胎面1，与橡胶胎面1硫化成一体的基部胶2，以及对橡胶胎面1起支撑作用的弹性支撑体3，弹性支撑体3包括与轮辋相接触的内承压环6，与基部胶2贴合的外承压环4，以及位于内承压环6和外承压环4之间的中部支撑体5；中部支撑体5包括多层沿径向依次排列的圆环体52，圆环体52的轴向截面为沿周向均匀分布的圆环，圆环四周设置有多个连接筋53，连接筋53包括设置于每层圆环体52的圆环径向外侧的两个外连接筋531；其中，径向由外向内第一层圆环体52为外圆环体521，外圆环体521中圆环上的外连接筋531与外承压环4相连接，外圆环体521中同一圆环的两个外连接筋531外侧端点之间设置有第一圆弧连接筋532，第一圆弧连接筋532所对圆心的弧面朝向轮胎转轴；外圆环体521中相邻两个圆环的外连接筋531外侧端点之间设置有第二圆弧连接筋533，第二圆弧连接筋533所对圆心的弧面背离轮胎转轴；第二圆弧连接筋533与外承压环31之间设置有周向均匀分布的轴向通孔51。

本发明的免充气轮胎，外圆环体521的外侧的两个外连接筋531与外承压环4相连接，外圆环体521中同一圆环的两个外连接筋531之间设置第一圆弧连接筋532，外圆环体521中相邻两个圆环的外连接筋531之间设置第二圆弧连接筋533，并且在第二圆弧连接筋533与外承压环4之间设置轴向通孔51，有助于将轮胎接地压力均匀化离散，并将接地压力均匀地传递至中部支撑体5，使轮胎接地印痕形状优良，接地压力分布均匀，具有良好的接地性能。

进一步地，外圆环体521的每个圆环的外侧设置有两个与外承压环4相连接的连接筋531，第一圆弧连接筋532连接于第一层同一圆环52的两个外连接筋531的外侧端点之间，且第一圆弧连接筋532的圆弧所对圆心的弧面朝向轮胎转轴；第二圆弧连接筋533连接于外圆环体521中相邻两个圆环52的外连接筋531的外侧端点之间，且第二圆弧连接筋533的圆弧所对圆心的弧面背离轮胎转轴；外圆环体521通过第一圆弧连接筋532和第二圆弧连接筋533与外承压环4一体连接。外圆环体521的外连接筋531、第一圆弧连接筋532及第二圆弧连接筋533能够将外承压环传递的接地压力均匀地离散，并均匀分散地传递至中部支撑体，从而使轮胎的接地印痕形状优良，接地压力分布均匀，具有良好的接地性能，进而具有良好的操纵稳定性。作为优选，第二圆弧连接筋533与外承压环31之间设置有周向均匀分布的轴向通孔51，轴向通孔51不仅能够使外承压环4传递的接地压力进一步离散，而且能够在轮胎行驶过程中形成空气流动，有利于将外承压环4接地处及中部支撑体5的变形热量快速散发出去。

继续参见图1-图2，如图1-图2所示，连接筋53进一步包括设置于圆环体52径向内侧的内连接筋535，相邻两层圆环体52中圆环的外连接筋531和内连接筋535一体连接；径向由外向内最后一层圆环体52为内圆环体522，内圆环体522中圆环的内连接筋535为一个且与内承压环6一体连接。连接筋53进一步包括沿周向设置于每层圆环体52中圆环左右两侧的两个周向连接筋534，同层圆环体52中相邻两个圆环之间的周向连接筋534一体连接。同层圆环体52的圆环之间通过周向连接筋534一体连接成为多孔整体结构，相邻两层的圆环体之间通过外连接筋531和内连接筋535一体连接成为多孔整体结构，能够使接地压力在中部支撑体5内均匀地传递，并通过多层圆环体52的整体变形和缓冲作用，提高了中部支撑体5的缓冲能力和变形能力，并提高轮胎的结构稳定性。

本实施例中，圆环体52为三层，每层圆环体52的外连接筋531和周向连接筋534为两个，外圆环体521为径向由外向内第一层圆环体52，内圆环体522为径向由外向内第三层圆环体52，外圆环体521和内圆环体522之间为中圆环体523，外圆环体522和中圆环体523的圆环的内连接筋535均为两个，内圆环体522的圆环的内连接筋535为一个；其中，外圆环体521的圆环的两个外连接筋531通过第一圆弧连接筋532和第二圆弧连接筋533与外承压环4一体连接；中圆环体523的圆环的两个外连接筋531与外圆环体522的圆环两个内连接筋535一体连接；内圆环体522的圆环的两个外连接筋531与中圆环体523的圆环的两个内连接筋535一体连接；内圆环体522的圆环的一个内连接筋535与内承压环6一体连接；每一层圆环体52中圆环的周向连接筋534分别与其周向左右两侧相邻的圆环的周向连接筋534一体连接，三层圆环体52及其四周设置的连接筋53使中部支撑体5形成多孔整体结构，由外承压环4传递至中部支撑体5的接地压力经过第一圆弧连接筋532、第二圆弧连接筋533和轴向通孔51的离散作用后，又通过中部支撑体5内三层圆环体52的层层变形和缓冲作用，提高了中部支撑体5的整体变形和缓冲能力和整个弹性支撑体3的结构稳定性，进而提高轮胎的承载能力和操纵稳定性能。

继续参见图1-图2，如图1-图2所示，为了进步一提高中部支撑体5的结构稳定性，连接筋53的周向宽度相等。本实施例中，连接筋53的周向宽度为3mm-6mm。

为了进一步保证轮胎的质量轻盈和载荷均匀的特性，每层圆环体52的圆环的外径为9mm-11mm，内径为5mm-8mm，且外圆环体521的圆环沿周向设置为24-45个。同时，为了使载荷在中部支撑体5内发散性传递，相邻两层的圆环体52之间在径向方向上交错排列，进一步提高中部支撑体5的变形缓冲性能，保证轮胎具有优良的操纵稳定性和舒适性。

继续参见图1-图2，如图1-图2所示，轴向通孔51的轴向截面为圆形，圆形的半径为3mm-5mm，能够进一步将外承压环4传递的压力离散化后传递至第二圆弧连接筋533，而且能够有利于外承压环4和第一层圆环体52接地处因变形而产生的的热量，进而提高轮胎的接地性能和使用寿命。

参见图3，图3为本发明免充气轮胎的基部胶2周向断面的顶面圆弧设计示意图。如图所示，基部胶2周向断面的顶部圆弧采用中部高两端低的一段弧或者两段相切弧设计，可以增强轮胎整体接地性能，并增加基部胶2与橡胶胎面1的粘合面积。基部胶2周向顶部采用一段弧时，即弧ABCD的中点C比两端点A、E高3-3mm，由中点C及两端点A、E即可得到弧ABCD；当基部胶2周向顶部采用两段相切弧时，即弧AB与弧BCD相切，弧BCD与弧DE相切，弧AB与弧DE的半径相等，弧BCD的半径R1大于弧AB和弧DE的半径R2，圆弧中点C点较两端A点和E点高1～3mm，胎冠弧弧长约为行驶面长度的60％～70％。

橡胶胎面1的周向断面的顶部圆弧采用中部高两端低的两段相切圆弧设计，并且行驶面高度为2～5mm，轮胎接地时接地印痕呈现椭圆形或方形，有助于减少橡胶胎面磨损。

本发明的免充气轮胎的弹性支撑体3采用具有高强度、高弹性、耐屈挠、耐热氧化等性能的热塑性工程塑料聚氨酯一次性注塑成型，比重小，可回收利用，生产工艺简单，并且具备充气轮胎的静态和动态性能要求。同时外承压环4的径向厚度为6mm，内承压环6的径向厚度为5mm，并且橡胶胎面1和基部胶2的径向总厚度为15mm-30mm，保证了轮胎在中低速乘用车和新能源汽车的应用中具有良好的承载能力和操纵安全性、舒适性。