共享单车实心轮胎的制作方法

本发明属自行车防爆实心轮胎技术领域，具体涉及一种共享单车实心轮胎。

背景技术：

目前，共享单车，影响单车骑行阻力的因素在于：车体的重量，车体总重越大，轮胎的沉陷率越大，滚动阻力因此也会显著增加，可见，在其它技术参数条件不变的情况下，轻量化设计车体的实心轮胎，减轻车体总重，是减小骑行阻力的有效手段。此外，实心轮胎本身的结构和材质也是影响骑行阻力的主要因素。现有技术下，从结构强度和延长实心橡胶轮胎使用寿命角度考虑为主设计的实心轮胎胎体均为均具有较厚胎冠和胎肩厚度的全实心一体式成型结构，由于自重大、与地面接触的滚动阻力系数高、缓冲抗震效果不佳，安装后的骑行体验明显不如充气轮胎那么轻巧自如，虽然最大限度地避免了爆胎和破胎现象，降低了故障维护率，但是在减轻单车实心轮胎自重、减少与地面接触的滚动阻力系数、提高缓冲减震等综合性使用性能方面亟待提出全新的技术方案，来弥补实心轮胎技术上的不足。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题：提供一种共享单车实心轮胎，解决现有技术下可有效减少维护频次的共享单车实心轮胎存在的骑行综合性体验不佳的技术问题。

本发明采用的技术方案：共享单车实心轮胎，具有包括胎冠、胎肩、胎侧和趾口的实心橡胶胎体，所述橡胶胎体为多层复合结构，其中胎冠为耐磨橡胶层；紧邻胎冠的胎肩同心均布制有若干第一轴向通孔；紧邻胎肩的胎侧为模拟充气轮胎充气内胎和外胎相配合的内外组合式实心复合填充结构，所述内外组合式实心填充复合结构包括作为过渡层的高弹中间橡胶，紧邻过渡层具有空腔结构的加强层，所述加强层的空腔内具有沿胎体径向同心均布起减震缓冲作用的若干金属弹簧体，所述弹簧体和加强层之间剩余空间填充海绵橡胶体，其中过渡层橡胶体内间隔夹接布置多层半径不等的环状无纺布层，空腔结构的加强层侧壁橡胶体内布置竖直设置的补强尼龙丝布层；紧邻空腔结构的加强层内环侧趾口用韧性橡胶制成，并与第一轴向通孔对应同心均布制有若干第二轴向通孔，且趾口最内侧的韧性橡胶折角处夹有环状的细钢丝；其中，胎冠1表层的胎面花纹由中间的“人字形”第一细纹、位于“人字形”第一细纹外侧对称布置的“环状”第二细纹、位于“环状”第二细纹外侧对称的块状凸纹组合制成。

上述技术方案中，在过渡层、加强层、金属弹簧体仿照充气轮胎结构设计的复合结构基础上提高骑行的综合性能，作为优选技术方案，所述过渡层的高弹中间橡胶为氯丁橡胶cr，所述加强层为加入5-15phr芳烃油制备的丁苯橡胶sbr，所述弹簧体303为钛及钛合金弹簧体。

上述技术方案中，为降低空腔填充复合结构的橡胶胎体在加工过程中的工艺难度，作为优选技术方案，所述弹簧体303沿胎体的径向用细线8相连均匀同心布置呈环状。

上述技术方案中，作为优选技术方案，所述胎冠1的耐磨橡胶层为天然橡胶nr或丁腈橡胶nbr；所述海绵橡胶体304为三元乙丙海绵橡胶；所述韧性橡胶为聚丁二烯橡胶br。

上述技术方案中，为保证实心轮胎胎体趾口与自乘车轮毂装配时的韧性和强度，作为优选技术方案，与趾口4最内侧的韧性橡胶折角处夹有环状的细钢丝7相结合，趾口4最内侧的韧性橡胶中部具有一或两根细钢丝7。

上述技术方案中，为保证胎体各项技术特征的综合使用性能，作为优选技术方案，所述无纺布层5厚度小于等于0.3mm，所述补强尼龙丝布层6厚度大于0.5mm,所述细钢丝7直径小于等于1mm，所述第一轴向通孔201、第二轴向通孔401的直径小于7mm。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本方案仿照充气轮胎结构设计的外加强层、内海绵橡胶体与金属复合填充而成的实心轮胎结构，缓震、回弹性能具有显著提升，骑行体验更加；

2、本方案胎肩部位第一轴向通孔、和趾口部位第二轴向通孔的设置，有效减轻了轮胎自重，在其他条件不变的情况下，有效降低了轮胎受自重形变的沉陷率，因此相应减小了骑行的滚动阻力；

3、本方案胎冠花纹由中间的细纹和两侧的块纹组合而成的结构，综合了细纹滚动阻力小，骑行轻便的优势，结合了块纹在雨天抓地力、刹车力和防侧滑能力的综合性优势，较单纯细纹或块纹轮胎综合性使用性能更为优异；

4、本方案无纺布层、补强尼龙丝布层的设置提高橡胶综合使用性能的前提下对于减小橡胶耗材具有辅助降低经济成本的目的；

5、本方案较现有技术下其它类型的实心轮胎具有骑行体验、骑行阻力、减震、防滑综合使用性能更为优异的特点。

附图说明

图1为本发明局部剖视结构示意图；

图2为本发明整体剖视结构示意图；

图3为本发明胎面花纹结构示意图；

图4为本发明弹簧体与细线连接结构示意图；

图5为本发明胎体的外形结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-5描述本发明的一种实施例。

共享单车实心轮胎，具有包括胎冠1、胎肩2、胎侧3和趾口4的实心橡胶胎体，现有技术下，为了解决一体式实心结构的实心轮胎在其他技术条件不变的情况下存在的自重大，轮胎的沉陷率越大，滚动阻力因此也会显著增加的问题，本发明的橡胶胎体采用多层复合结构，(如图1所示)其中胎冠1为耐磨橡胶层；紧邻胎冠1的胎肩2同心均布制有若干第一轴向通孔201，通过第一轴向通孔201的设置起到缓冲作用的同时、在其他条件不变的情况下，实现减轻轮胎胎体自重，并节约橡胶耗材的目的。

此外，与胎冠1的耐磨橡胶相结合，为解决现有技术下一体式实心橡胶轮胎胎冠和胎肩的厚度过大，回弹差，缓冲抗震效果不佳的技术问题，从充气轮胎所具有的最佳回弹性能和最轻便骑行体验的结构组成分析得出，仿照充气轮胎的结构而设计：紧邻胎肩2的胎侧3为模拟充气轮胎充气内胎和外胎相配合的内外组合式实心复合填充结构，所述内外组合式实心填充复合结构包括作为过渡层301的高弹中间橡胶，通过过渡层301连接耐磨橡胶制成的胎冠1，作为仿照充气轮胎的主体结构组成，紧邻过渡层301具有空腔结构的加强层302，通过加强层302作为充气轮胎的外胎，所述加强层302的空腔内具有沿胎体径向同心均布起减震缓冲作用的若干金属弹簧体303，通过金属弹簧体302作为充气轮胎内胎所具有的最佳回弹缓冲结构，所述弹簧体303和加强层302之间剩余空间填充海绵橡胶体304，通过海绵橡胶体304作为充气轮胎的充气填充。

其中，本方案由于用复合结构的橡胶替代了单一材料的实心橡胶，因此为了提高多层复合结构橡胶材料的综合机械性能，所述过渡层301橡胶体内间隔夹接布置多层半径不等的环状无纺布层5，所述空腔结构的加强层302侧壁橡胶体内布置竖直设置的补强尼龙丝布层6。

接着，在上述技术方案的基础上，为根据橡胶轮胎胎体不同部位的受力性能最大限度地发挥不同材质橡胶的综合性使用性能，紧邻空腔结构的加强层302内环侧趾口4用韧性橡胶制成，并与第一轴向通孔201对应同心均布制有若干第二轴向通孔401，第一轴向通孔201和第二轴向通孔401双环孔的设置(如图5所示)，较单环孔结构能够进一步形成弹簧缓冲结构，仿照充气轮胎结构而具有最佳的回弹体验。此外，为不影响轮胎胎体整体的柔韧性和抗拉伸强度，所述趾口4最内侧的韧性橡胶折角处夹有环状的细钢丝7。

此外，现有技术下，自行车胎面花纹的设计大多具有极强的针对性，即要么单纯采用线型、细条型、帘线状支数细的胎面花纹而设计，目的在于在其它条件不变的而且情况下实现其最小的滚动阻力，多用于运动车，但是抓地力、刹车力、防侧滑能力明显不足。同理地，为了对抓地力、雨天的刹车力、防侧滑能力和耐久性提出较高要求，山地车单纯采用块型花纹和帘线支数粗的轮胎，相应地，滚动阻力却会相应增加，可见，平衡胎面花纹在雨天的防侧滑能力和减小其滚动阻力之间的关系，是最优的组合方案。为此，本发明采用中间细纹和两侧块纹相组合的结构，(如图3所示)即胎冠1表层的胎面花纹由中间的“人字形”第一细纹101、位于“人字形”第一细纹101外侧对称布置的“环状”第二细纹102、位于“环状”第二细纹102外侧对称的块状凸纹103组合制成。在自行车直行骑行过程中，胎冠1顶峰接触地面，即胎冠1外表面的中间“人字形”第一细纹101和“环状”第二细纹102接触地面，充分发挥其效仿运动赛车的小滚动阻力结构而设计；如遇拐弯、弯道、或崎岖路面骑行，胎体两侧主要接触路面，受力以胎体两侧为主，此时，两侧的块状凸纹103发挥其效仿山地车抓地力、刹车力、防侧滑能力和耐久性强度的结构而设计，以此组合胎面纹设计将共享单车轮胎的综合性使用性能发挥到极限。

上述技术方案中，在过渡层301、加强层302、金属弹簧体302仿照充气轮胎结构设计的复合结构基础上提高骑行的综合性能，作为优选技术方案，所述过渡层301的高弹中间橡胶为氯丁橡胶cr，以提高过渡层301回弹性能，所述加强层302为加入5-15phr芳烃油制备的丁苯橡胶sbr，以提高加强层302的拉伸强度，所述弹簧体303为钛及钛合金弹簧体，减轻自重的同时保证最优的机械性能。

上述技术方案中，为降低空腔填充复合结构的橡胶胎体在加工过程中的工艺难度，作为优选技术方案，(如图4所示)所述弹簧体303沿胎体的径向用细线8相连均匀同心布置呈环状，具体地，可先将多个弹簧体303沿胎体的径向用细线8相连后整体装入加强层302空腔后填充固化。

上述技术方案中，作为优选技术方案，所述胎冠1的耐磨橡胶层为天然橡胶nr或丁腈橡胶nbr。所述海绵橡胶体304从寿命、工艺、成本、形态综合角度考虑为三元乙丙海绵橡胶。所述韧性橡胶从良好的耐磨、弹性和低温性能考虑为聚丁二烯橡胶br。

上述技术方案中，为保证实心轮胎胎体趾口与自乘车轮毂装配时的韧性和使用过程中的机械强度，作为优选技术方案，与趾口4最内侧的韧性橡胶折角处夹有环状的细钢丝7相结合，趾口4最内侧的韧性橡胶中部具有一或两根细钢丝7。

上述技术方案中，为保证胎体各项技术特征的综合使用性能，作为优选技术方案，所述无纺布层5至少具有两层，每层厚度均小于等于0.3mm，以实现提高过渡层301的叠层强度并适当节约橡胶用量；同理地，所述补强尼龙丝布层6厚度大于0.5mm,且单层设置即可，通过其设置提高空腔结构的加强层302侧壁的结构强度；所述细钢丝7直径小于等于1mm，通过其设置在不过量增加胎体自重的前提下，提高胎体结构强度和韧性；为不过量影响胎体的弹性形变，所述第一轴向通孔201、第二轴向通孔401的直径小于7mm。

综上所述，本发明仿照充气轮胎结构设计的外加强层、内海绵橡胶体与金属复合填充而成的实心轮胎结构，缓震、回弹性能具有显著提升，骑行体验更加；胎肩2部位第一轴向通孔201和趾口4部位第二轴向通孔401的设置，有效减轻了轮胎自重，在其他条件不变的情况下，有效降低了轮胎受自重形变的沉陷率，因此相应减小了骑行的滚动阻力；胎冠花纹由中间的细纹和两侧的块纹组合而成的结构，综合了细纹滚动阻力小，骑行轻便的优势，结合了块纹在雨天抓地力、刹车力和防侧滑能力的综合性优势，较单纯细纹或块纹轮胎综合性使用性能更为优异；无纺布层5、补强尼龙丝布层6的设置提高橡胶综合使用性能的前提下对于减小橡胶耗材具有辅助降低经济成本的目的；较现有技术下其它类型的实心轮胎具有骑行体验、骑行阻力、减震、防滑综合使用性能更为优异的特点。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。