CN105644270B - 一种免充气母子轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种免充气母子轮胎，包括轮毂；位于所述轮毂外围的免充气子胎；包围并封闭所述免充气子胎且内侧连接所述轮毂的母胎；其中所述母胎包括位于外侧的外胎面；作为所述母胎内侧连接所述轮毂的内胎面；以及连接在所述外胎面两侧和内胎面两侧之间的两个胎边；所述外胎面由外至内依次包括胎面胶、第一帘布层、第一钢板层、第二帘布层、第二钢板层、第三帘布层和内面胶；其中在钢板层上开有可以使相邻帘布层相连接的通孔；所述免充气子胎包括子胎实体和多个盲孔形状的子胎空腔，所述子胎空腔为分布于子胎实体两侧的位置相错的正六边形槽。本发明的轮胎使用寿命长，免充气，抗疲劳变形，免维护，不怕扎，使用安全，稳定性好，舒适性高。

Description

一种免充气母子轮胎

技术领域

本发明涉及一种免充气母子轮胎，尤其涉及一种适用于飞机、汽车的免充气母子轮胎，属于交通和运输领域。

背景技术

轮胎是飞机、汽车的重要部件之一，它直接与路面接触，和汽车悬架共同来缓和汽车行驶时所受到的冲击，保证汽车有良好的乘座舒适性和行驶平顺性；保证车轮和路面有良好的附着性，提高汽车的牵引性、制动性和通过性；承受着飞机、汽车的重量，轮胎在飞机、汽车上所起的重要作用越来越受到人们的重视。

子午线轮胎(radial tire)是轮胎的一种结构形式，其国际代号是“R”，俗称为“钢丝轮胎”。法国米其林轮胎公1946年试制生产的全世界第一条子午线轮胎引发了轮胎工业中的一场革命。子午线轮胎胎体的帘线不是相互交叉排列，而是与外胎断面接近平行，像地球子午线排列，帘线角度小，一般为0°，胎体帘线之间没有维系交点，当轮胎在行驶过程中，冠部周围应力增大，会造成周向伸张，胎体成辐射状裂口。因此子午线轮胎的缓冲层(即带束层)采用接近周向排列的打交道帘线层，与胎体帘线角度成90°相交，一般为70°到78°，形成一条几乎不能伸张的刚性环形带，把整个轮胎固定，限制轮胎的周向变形，缓冲层承受整个轮胎60％到70％的内应力，成为子午线轮胎的主要受力部件。

子午线轮胎与地面接触面积大，附着性能好，胎面滑移小，对地面单位压力小，因而滚动阻力小，使用寿命长；胎冠较厚且有坚硬的带束层，不易刺穿；行驶时变形小；帘布层数少，胎侧薄，所以其径向弹性大，缓冲性能好，负荷能力较大；散热性能好，可适应高温、高速行驶。但是子午线轮胎因胎侧较薄，胎冠较厚，在其与胎侧的过渡区易产生裂口。侧面变形大，导致汽车的侧向稳定性差，尤其侧壁易扎破或划破。

轮胎还分为充气轮胎和免充气轮胎，其中充气轮胎是用橡胶密闭有压力的空气，空气受到压缩时，空气分子产生排斥力而产生弹性，充气轮胎优越的缓冲性能和低滚动阻力的特性迄今为止尚无其他轮胎可以超越。空气分子非常小，会从橡胶分子的缝隙跑出来，所以充气轮胎经常要补气。充气轮胎容易被钉子、玻璃等尖锐物扎破，有时会爆胎，需要补胎非常麻烦。高速运动的轮胎爆胎非常危险，往往导致严重的交通事故。根据交通部门的统计，因汽车轮胎漏气爆胎而引发的严重交通事故占总体事故的46.8％。据统计，我国高速公路交通事故中有70％与轮胎有关，汽车爆胎真正成为高速公路上的“超级杀手”。免充气轮胎不借助空气，仅利用轮胎自身材料和结构实现支撑、缓冲性能。免充气轮胎又分为实心胎和免充气空心轮胎，其中实心胎分为①橡胶实心轮胎，该胎体重量大、弹性差、滚动阻力大、承载大。适用于运动速度慢载重要求比较大车车辆。②聚氨酯轮胎，采用聚氨酯材料制作成泡沫状的实心轮胎，外观美观、重量轻，缺点是易老化、脱胎、不耐磨、滚动阻力大。该种轮胎采用高性能弹性材料、专有工艺制造，内外胎一体，空腔结构，具有不怕扎、弹性好、耐磨、滚动阻力小等优点，使用寿命是充气胎的3倍以上。

该轮胎彻底解决了传统充气轮胎易漏气、爆胎的难题，适用于自行车、电动自行车、高尔夫球车、儿童车、老年代步车、医疗器械车、摩托助力车、军事用车等各种车辆，也可用于飞机使用，该种轮胎发明是轮胎产业发展的重要进步。

发明内容

本发明的目的是针对现有载重子午线轮胎存在的技术问题，提供一种结构新颖的免充气母子轮胎，本发明的免充气母子轮胎包括免充气子胎和包围并封闭所述免充气子胎的母胎，所述免充气子胎通过子胎空腔减轻了轮胎重量，增加轮胎弹性和散热，通过子胎实体增加轮胎的刚度和支撑强度，并保证车辆行驶过程中的平稳和舒适；所述母胎以改性聚酯合成纤维网布为轮胎帘布，相邻帘布层之间的超细晶合金钢薄板，轮胎的橡胶中掺杂陶瓷超细粉，提高了轮胎的硬度、耐磨性、韧性和尺寸稳定性；两层钢板上开有错位的通孔，使得相邻两层的帘布层通过通孔紧密连接，既可防止产生剥离，又使得轮胎的硬性提高，韧性增强；本发明的轮胎使用寿命长，免充气，抗疲劳变形，免维护，不怕扎，使用安全，稳定性好，舒适性高。

为实现本发明目的，本发明提供一种免充气母子轮胎，包括：

轮毂；

位于所述轮毂外围的免充气子胎；

包围并封闭所述免充气子胎且内侧连接所述轮毂的母胎；

其中，所述免充气子胎包括子胎实体和多个盲孔形状的子胎空腔。

特别是，所述子胎实体为圆环状。

尤其是，其一侧分布有多个第一正六边形槽。

特别是，其另一侧分布有多个第二正六边形槽。

尤其是，所述多个第一正六边形槽与所述多个第二正六边形槽相错，构成所述多个盲孔形状的子胎空腔。

特别是，所述多个第一正六边形槽和所述多个第二正六边形槽的深度不超过轮胎横向宽度的一半。

尤其是，所述多个第一正六边形槽和所述多个第二正六边形槽按列分布，其中相对的第一正六边形槽和第二正六边形槽的槽底延长线之间的距离为0.8至15cm。

第一正六边形槽和第二正六边形槽的槽底之间的子胎实体部分形成了贯通于子胎的环状结构，以增加轮胎的刚度和支撑强度，并保证车辆行驶过程中的平稳和舒适度。

特别是，所述多个第一正六边形槽和所述多个第二正六边形槽的槽口(靠近胎边一侧)正六边形的边长大于槽底(靠近中轴线一侧)正六边形的边长。

由于正六边形槽的槽底面积小于槽口的面积，增加了在相邻的多个第一正六边形槽或所述多个第二正六边形槽中间的子胎实体部分，同上述贯通了子胎的环状结构一起，均有增加轮胎的刚度和支撑强度，并保证车辆行驶过程中的平稳和舒适度的作用。

其中，所述免充气子胎可以由橡胶、各种化合剂、碳黑和陶瓷粉制成。

特别是，所述陶瓷粉与橡胶的重量份之比为5-8:100，优选为6-7:100。

尤其是，所述陶瓷粉的粒径为20±5nm。

所述陶瓷粉的粒径小，比表面积可达80m²/g以上，陶瓷粉的加入可以增强橡胶产品的韧性，提高橡胶产品的致密性、抗蠕变性能和耐磨性能。

本领域中现有的任何已知的用于轮胎制备的的橡胶均适用于本发明。

其中，所述母胎包括：

位于外侧的外胎面；

作为所述母胎内侧连接所述轮毂的内胎面；以及

连接在所述外胎面两侧和内胎面两侧之间的两个胎边。

特别是，所述外胎面由外至内依次包括胎面胶、第一帘布层、第一钢板层、第二帘布层、第二钢板层、第三帘布层和内面胶；

其中，所述第一钢板层开有多个第一通孔；所述第二钢板层开有多个第二通孔；

其中，所述第一帘布层通过所述多个第一通孔连接所述第二帘布层，所述第二帘布层通过多个第二通孔连接所述第三帘布层。

尤其是，所述第一钢板层上的所述多个第一通孔和第二层钢板上的所述多个第二通孔错位分布。

所述第一帘布层通过所述多个第一通孔与所述第二帘布层连接，所述第二帘布层通过多个第二通孔与所述第三帘布层连接，使得外胎面的各层紧密的连接在一起，既可以防止帘布层和钢板层之间受力后产生剥离，又减轻了轮胎重量；同时由于所述第一钢板层上的所述多个第一通孔和第二层钢板上的所述多个第二通孔交错分布，即保证外胎面的各个部分均充满了钢板层，可以使得轮胎的硬性提高，韧性增强，保证轮胎不怕扎。

特别是，所述钢板层上通孔的开孔率为30-60％，优选为40-50％。

尤其是，所述通孔的孔径为10-20mm，优选为12-18mm。

其中，所述第一帘布层和第二帘布层可以由抗碱改性聚酯纤维制成。

尤其是，所述抗碱改性聚酯纤维按照如下步骤制备而成：

1)将聚酯纤维和抗碱改性助剂聚乙烯和聚丙烯混合熔融后进行喷丝处理，制得混合聚酯原单丝，其中所述的聚酯纤维、聚乙烯、聚丙烯的重量份配比为80-90：5-15：0.5-5；

2)将混合聚酯原单丝进行紧张热定型处理，即得。

其中，所述第一钢板层和第二钢板层可以由超细晶合金制成。

特别是，所述第一钢板层和第二钢板层由如下重量份配比的原料制成：Fe 81-88、C 1-2、Si 0.2-1.5、Mn 10-15、S<0.06、P<0.1。

其中，所述母胎包围并封闭所述免充气子胎，所述免充气子胎胶黏所述母胎内。

尤其是，所述母胎内胎面、胎边、外胎面的胎面胶、内面胶、帘布层之间的连接所用的胶和子胎与母胎之间的连接所用的胶均由橡胶、各种化合剂、碳黑和陶瓷粉制成。

特别是，所述陶瓷粉与橡胶的重量份之比为5-8:100，优选为6-7:100。

尤其是，所述陶瓷粉的粒径为20±5nm。

本领域中现有的任何已知的用于轮胎制备的的橡胶均适用于本发明。

所述母胎包围并封闭所述免充气子胎，所述免充气子胎胶黏所述母胎内，所述母胎的内胎面通过挡片与所述轮毂连接。

本发明的免充气母子轮胎具有如下优点和好处：

1、本发明免充气母子轮胎采用具有空腔的免充气子胎填充于母胎内部，实现了免充气(或扎破了或被子弹击穿了仍能正常使用)，不怕扎，抗变形，免维护，使用寿命长的新高度。

2、本发明免充气母子轮胎的免充气子胎通过子胎空腔减轻了轮胎重量，增加轮胎弹性和散热，通过子胎实体增加轮胎的刚度和支撑强度，依靠构型材料的弹塑性变形缓冲力，发挥其减震性能，并保证车辆行驶过程中的平稳和舒适性。

3、本发明免充气母子轮胎的母胎以改性聚酯合成纤维网布为轮胎帘布，相邻帘布层之间的超细晶合金钢板，轮胎的橡胶中掺杂陶瓷超细粉，提高了轮胎的硬度、耐磨性、韧性和尺寸稳定性。

4、本发明免充气母子轮胎的母胎的两层钢板上开有错位的通孔，使得相邻两层的帘布层通过通孔紧密连接，既可防止产生剥离，又使得轮胎的硬性提高，韧性增强。

5、本发明的轮胎使用寿命长，免充气，抗疲劳变形，免维护，不怕扎，使用安全，稳定性好，舒适性高。

6、本发明轮胎是实用性及其广泛，可用于小型乘坐车，也可用于大吨位的运输车(如矿石运输)，尤其是用于大吨位的车辆，性价比极佳。用于小吨位的车辆时，实现直接替换无需更换轮毂的设计，极其方便。用于大吨位的车辆时，采用过盈装配，其构造也非常简单。本发明轮胎还可用作飞机轮胎。

附图说明

图1为本发明免充气母子轮胎的剖视图；

图2为本发明免充气母子轮胎沿图1中B-B’方向的剖视图；

图3为图2中A部分的放大示意图；

附图标记说明：

1、轮毂；2、免充气子胎；3、母胎；4、外胎面；5、内胎面；6、胎边；7、胎面胶；8、第一帘布层；9、第一钢板层；10、第二帘布层；11、第二钢板层；12、第三帘布层；13、内面胶；14、第一通孔；15、第二通孔；16、子胎实体；17、子胎空腔；18、第一正六边形槽；19、第二正六边形槽。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明的具体实施例，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

如图1、2、3所示，本发明的免充气母子轮胎包括轮毂1，免充气子胎2和母胎3。

其中，免充气子胎2位于轮毂1的外围，免充气子胎2包括子胎实体16和多个盲孔形状的子胎空腔17。

其中，子胎实体16为一圆环，其一侧分布有多个第一正六边形槽18，其另一侧分布有多个第二正六边形槽19，多个第一正六边形槽18与多个第二正六边形槽19位置相错，构成多个盲孔形状的子胎空腔17。

其中，多个第一正六边形槽18和多个第二正六边形槽19按列分布，第一正六边形槽18和第二正六边形槽19的深度不超过轮胎横向宽度的一半，相对的第一正六边形槽18和第二正六边形槽19的槽底延长线之间的距离为0.8至15cm；第一正六边形槽18和第二正六边形槽19的槽口正六边形的边长大于槽底正六边形的边长。

第一正六边形槽和第二正六边形槽的槽底之间的子胎实体部分形成了贯通于子胎的环状结构，并且由于正六边形槽的槽底面积小于槽口的面积，增加了在相邻的多个第一正六边形槽或所述多个第二正六边形槽中间的子胎实体部分，子胎实体增加了轮胎的刚度和支撑强度，控制车身侧向滑移，并保证车辆行驶过程中的平稳和舒适度。

其中，免充气子胎2由橡胶、各种化合剂、碳黑和陶瓷粉制成。陶瓷粉与橡胶的重量份之比为5-8:100，优选为6-7:100；陶瓷粉的粒径为20±5nm。由于陶瓷粉的粒径小，比表面积可达80m²/g以上，陶瓷粉的加入可以增强橡胶产品的韧性，提高橡胶产品的致密性、抗蠕变性能和耐磨性能。

其中，母胎3包围并封闭免充气子胎2且其内侧与轮毂3相连接。母胎3包括外胎面4、内胎面5和胎边6。

其中，外胎面4位于母胎3的外侧，由外至内依次包括胎面胶7、第一帘布层8、第一钢板层9、第二帘布层10、第二钢板层11、第三帘布层12和内面胶13。

其中，第一钢板层9上开有多个第一通孔14，第二钢板层上开有多个第二通孔15，第一通孔14和第二通孔15交错分布，即保证了轮胎的各个部分均充满了钢板层；第一帘布层8通过多个第一通孔14连接第二帘布层10，第二帘布层10通过多个第二通孔15连接第三帘布层12。

在钢板层上开设通孔，使得相邻帘布层通过钢板层上的通孔紧密连接在一起，增加了外胎面各层之间的纵向强度，防止帘布层和钢板层之间受力后产生剥离；开孔也减轻了钢板层的重量，进而减轻了轮胎重量；同时由于第一钢板层上的多个第一通孔和第二层钢板上的多个第二通孔交错分布，可以保证外胎面的各个部分均充满了钢板层，可以使得轮胎的硬性提高，韧性增强，保证轮胎不怕扎。

其中，第一帘布层和第二帘布层由改性聚酯纤维制成，所述改性聚酯纤维按照专利号200910241512.6的中国发明专利所公开的方法制备而成；第一钢板层和第二钢板层由超细晶合金制成，第一钢板层和第二钢板层由如下重量份配比的原料制成：Fe 81-88、C 1-2、Si 0.2-1.5、Mn 10-15、S<0.06、P<0.1。

其中，内胎面5作为母胎3的内侧，与轮毂1连接；胎边6位于外胎面4的两侧和内胎面5的两侧之间；免充气子胎2分别与母胎3的外胎面4、内胎面5和胎边6胶黏连接，使其紧紧的固定于母胎中。

其中，母胎3的内胎面5、胎边6、外胎面4的胎面胶7、内面胶13、帘布层之间的连接所用的胶和子胎与母胎之间的连接所用的胶均由橡胶、各种化合剂、碳黑和陶瓷粉制成。

本领域中现有的任何已知的用于轮胎制备的的橡胶均适用于本发明。

其中，母胎3的内胎面5通过固定挡片与轮毂1连接；其他胶粘、卡接、螺丝固定等固定连接方式均适用于本发明。

本发明利用外大内小的正六边形蜂窝结构互相支撑，依靠机械构造提供形状维持能力，依靠构型材料的弹性提供变形缓冲能力，达到降低振动幅度，提高车轮强度。利用结构设计的优势在保持一定减震性能的同时最大化地提高车轮强度。同时这样的结构可以避免轮胎爆胎，在行驶过程中可以降低噪声和胎体温度，在噪音抑制和轮胎摩擦发热量上也比普通轮胎更为优越。在军事用途上，蜂窝状聚合物成型轮胎比普通充气轮胎在爆炸时更安全，即使中弹也不会爆胎，而且适合在沙漠之类的温差大的地区，车轮结构强度很高，可抗变形，不用充气，便于维护。

Claims (5)

1.一种免充气母子轮胎，其特征在于，包括：

轮毂；

位于所述轮毂外围的免充气子胎；

包围并封闭所述免充气子胎且内侧直接连接所述轮毂的母胎；

其中，所述母胎包括：

位于外侧的外胎面；

作为所述母胎内侧连接所述轮毂的内胎面；以及

连接在所述外胎面两侧和内胎面两侧之间的两个胎边；

其中，所述免充气子胎包括子胎实体和多个盲孔形状的子胎空腔；

其中，所述母胎的外胎面由外至内依次包括胎面胶、第一帘布层、第一钢板层、第二帘布层、第二钢板层、第三帘布层和内面胶；

其中，所述第一钢板层开有多个第一通孔；所述第二钢板层开有多个第二通孔；

其中，所述第一帘布层通过所述多个第一通孔连接所述第二帘布层，所述第二帘布层通过多个第二通孔连接所述第三帘布层；

其中，所述第一钢板层上的所述多个第一通孔和第二层钢板上的所述多个第二通孔错位分布。

2.根据权利要求1所述的免充气母子轮胎，其特征在于，所述子胎实体为圆环形，其一侧分布有多个第一正六边形槽，其另一侧分布有多个第二正六边形槽；所述多个第一正六边形槽与所述多个第二正六边形槽相错，构成所述多个盲孔形状的子胎空腔。

3.根据权利要求2所述的免充气母子轮胎，其特征在于，所述多个第一正六边形槽和所述多个第二正六边形槽按列分布，其中相对的第一正六边形槽和第二正六边形槽的槽底延长线之间的距离为0.8至15cm。

4.根据权利要求3所述的免充气母子轮胎，其特征在于，所述多个第一正六边形槽和所述多个第二正六边形槽的深度不超过轮胎横向宽度的一半。

5.根据权利要求4所述的免充气母子轮胎，其特征在于，所述多个第一正六边形槽和所述多个第二正六边形槽的槽口正六边形的边长大于槽底正六边形的边长。