CN211567536U - 一种自行车真空胎及其自行车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自行车真空胎及其自行车，属于自行车领域。本实用新型的一种自行车真空胎，所述真空胎包括帘布层、胎圈芯以及设置在所述帘布层内侧或外侧的保气橡胶层；所述的帘布层绕胎圈芯折返，该胎圈芯对应在真空胎的胎唇部位，该胎唇由保气橡胶层包覆；胎唇上的凸起段C1向外凸出，其最外端在Y方向的切线与倾斜的胎踵的延长线相交点为RD点，胎圈芯的内壁距离真空胎轴心距离d2不小于该RD点距离真空胎轴心的尺寸d1，其差值为0～1.4mm。本方案中的自行车真空胎，胎唇部位能够与轮辋面紧密贴合，提高了真空胎的保气性。

Description

一种自行车真空胎及其自行车

技术领域

本实用新型涉及自行车技术领域，更具体地说，涉及一种自行车真空胎及其自行车。

背景技术

自行车是二轮的小型陆上车辆。是绿色环保的交通工具，也是能够体验骑行乐趣的工具。

现有的自行车轮胎主要由三种结构：包含内胎和外胎的普通自行车轮胎，目前部分共享单车使用的实心胎，以及无内胎的真空胎。

自行车真空胎是自行车使用的轮胎高端产品，对车胎的气密性和易组装性要求较高。众所周知，真空胎在汽车领域应用较多，而且效果较好，电动车也开始采用真空胎，但是由于汽车及电动车与自行车的重量相差较大，车轮结构与自行车车轮也完全不同，因此现有的真空胎无法应用于自行车。

气密性是自行车所面临的一大难题，由于汽车和电动车本身重量较大，轮胎比较厚重，在其重力下，对于轮胎保压具有更好的效果。但是对于自行车，对于轻量化要求高，自行车轮胎不能太重太厚，由于其重量小，便很难依靠自身重力来提高密封防止漏气。特别是针对轻量化要求较高的自行车，其更难与真空胎结合，达到气密性的要求。目前的真空胎在使用一定时间后，虽然仍能够正常使用，但是不到一个月可能就要充一次气，较为麻烦，气密性周期太短。因此，如何提高真空胎的气密性是目前所面临的一大难题。

针对真空胎技术，现有技术中存在已公开方案，如一种自行车真空轮胎以及自行车(申请号：201821025765.0)，该方案只是笼统的提及到真空胎，并从外部安装结构进行了描述，但是对于真空胎的具体结构并没有说明，也没有公开如何进行气密性相关设计的启示。

此外，对于高端自行车，对于速度和轻量化的要求较高，真空胎由于其独特的性能，能够高速行驶，但是其重量也是目前所面临的一大难题。当采用真空胎代替现有的内胎和外胎时，由于少了内胎，似乎重量更轻，但事实上，为了保证自行车的密封以及耐磨性，真空胎的胎壁以及胎面会增厚很多，如果没有较好的材料和技术，真空胎可能会更重。

为了达到轻量化，目前主要在材质上进行较大的改进，才有优质的轻质材料，也导致目前市场上真空胎自行车的价格较贵。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中自行车真空胎气密性差的不足，提供了一种自行车真空胎及其自行车。本方案中的自行车真空胎，胎唇部位能够与轮辋面紧密贴合，提高了真空胎的保气性。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种自行车真空胎，包括轮毂以及安装在轮毂上的真空胎，所述真空胎包括帘布层、胎圈芯以及设置在所述帘布层内侧或外侧的保气橡胶层；所述的帘布层绕胎圈芯折返，该胎圈芯对应在真空胎的胎唇部位，该胎唇由保气橡胶层包覆；

所述真空胎的胎唇在截面结构中由外凸的凸起段C1和内凹的凹弧段C2组成，胎唇的底部为胎踵，所述胎踵、凸起段C1和凹弧段C2依次连接，构成与轮毂上轮辋的配合部；所述凸起段C1向外凸出，其最外端在Y方向的切线与倾斜的胎踵的延长线相交点为RD点，胎圈芯的内壁距离真空胎轴心距离d2不小于该RD点距离真空胎轴心的尺寸d1，其差值为 0～1.4mm。

作为本实用新型更进一步的改进，所述胎唇的胎踵在截面结构中为直线结构，其与X方向的倾斜夹角为3°～20°。

作为本实用新型更进一步的改进，所述保气橡胶层设在帘布层外侧，覆盖住胎侧部，或形成全面胶覆盖住胎侧部和胎唇。

作为本实用新型更进一步的改进，所述帘布层中间区域设置胎面胶层形成胎冠；该胎面胶层与保气橡胶层为一体结构或拼接成型。

作为本实用新型更进一步的改进，所述保气橡胶层设在帘布层内侧形成气密层，该气密层绕过胎圈芯向外折返，并包覆胎唇。

作为本实用新型更进一步的改进，所述保气橡胶层为同种材料加工形成或者是由不同胶料拼合形成。

本实用新型的一种自行车，其车轮包括轮毂和真空胎，所述真空胎为上述的真空胎，所述真空胎与轮毂的轮辋配合。

作为本实用新型更进一步的改进，所述轮辋包括中间的轮辋连接部和两端的轮辋安装部，所述轮辋安装部主要由密封段L1、密封段L2和压合段L3依次连接构成，密封段L1与密封段L2的安装面之间形成90°～110°的夹角，压合段L3朝向密封段L2的内侧凹陷，形成台阶；所述真空胎的胎踵配合在密封段L1安装面，凸起段C1配合在密封段L2安装面，凹弧段C2配合在压合段L3的安装面。

作为本实用新型更进一步的改进，所述真空胎的胎唇的宽度w不大于轮辋安装部的宽度h，其差值为0～1mm。

作为本实用新型更进一步的改进，还包括内辋气密圈，该内辋气密圈设置在轮辋连接部用于对轮辋上的辐条孔进行密封。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的真空胎，通过控制其RD点与胎圈芯之间的距离差，对其中胎圈芯的位置限制，保证有足够的胶膜覆盖在胎踵部位，使其与轮辋之间能够有足够的胶膜厚度，以保证气密性，从而提高真空胎的保气性。

(2)本实用新型的自行车，其车轮轮辋采用真空胎轮辋，并对其结构与真空胎进行适配性改进，能够在长时间使用后仍具有较好的保气性，重量轻，也不需要频繁充气，结构设计合理，原理简单，便于推广使用。

附图说明

图1为真空胎的一种结构示意图；

图2为图1中A部的胎唇结构示意图；

图3为RD点与胎圈芯位置尺寸的结构示意图；

图4为一体结构的全面胶结构示意图；

图5为侧部胶与胎面胶层嵌合结构示意图；

图6为气密层和帘布层的实施结构示意图；

图7为帘布层的另一实施结构示意图；

图8为轮辋的结构示意图。

示意图中的标号说明：10、胎冠；11、胎肩；12、胎侧部；13、胎唇；14、胎踵；20、胎面胶层；21、侧部胶；30、气密层；40、帘布层；41、单层帘纱层；42、内层帘纱层；43、外层帘纱层；50、胎圈芯；51、单股芯线；60、子口防护胶；70、安全线。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

结合图1，本实施例的一种自行车真空胎，包括胎面胶层20、帘布层40和胎圈芯50，帘布层40通过胎圈芯50支撑，该胎圈芯50对应在真空胎的胎唇13部位。胎面胶层20设在帘布层40外侧形成胎冠10。

胎面胶层20覆盖在帘布层40中部区域，形成胎冠10，胎冠10两端与帘布层40连接的部分为胎肩11。在该方案中，胎面胶层20可以同时作为保气橡胶层，延伸覆盖住胎侧部12，并在胎唇13的底部和外侧部形成橡胶层，即在胎侧部12、胎唇13的底部和外侧部形成一层胶膜，用于和轮辋贴合，提供一定气密性，达到保气作用。

结合图2，作为真空胎的胎唇结构一种实施方式，该真空胎的胎唇13在截面结构中由外凸的凸起段C1和内凹的凹弧段C2组成，胎唇13的底部为胎踵14，胎踵14、凸起段C1和凹弧段C2依次连接，构成与轮辋的配合部，该配合部覆盖有橡胶层。安装后，该配合部中的橡胶层与轮辋相配合形成密封。这里所指的截面结构是指把真空胎沿径向剖开所获得的截面，以便于描述和限定真空胎的内部结构。

在具体实施时，胎踵14一般会相对于X方向有一定的倾斜，其端部与凸起段C1相连接，优选为平滑连接，形成一个整体。凸起段C1可以是弧形，也可以是在中部具有一定的直线段结构，没有具体限制。凹弧段C2形成内凹的结构，并与凸起段C1过渡连接。

作为优选，胎踵14在截面中可以为直线结构，胎踵14与X方向的倾斜夹角为3°～20°，更进一步地，可以控制在8°～15°，例如采用10°、13°等。该倾斜夹角需要根据轮辋进行配合设计。

结合图3，凸起段C1为外凸的弧形结构，其最外端在Y方向的切线与倾斜的胎踵14的延长线相交点为RD点，胎圈芯50的内壁距离真空胎轴心距离d2不小于该RD点距离真空胎轴心的尺寸d1，其差值为0～1.4mm。

在胎唇形状确定的情况下，其RD点的位置确定，那么d2与d1之间的差值越小能够容纳的橡胶层的厚度也就越小，此时起到密封作用的是一层胶膜。而且由于胎踵的倾斜，如果 d2小于d1，那么将无法容纳足够的胶料来起到密封作用。

在某一实施方式中，在胎踵14与X方向的倾斜夹角为5°～20°的基础上，d2与d1之间的差值为0～0.5mm，例如倾斜夹角为8°，d2与d1之间的差值为0.3mm；倾斜夹角为10°， d2与d1相等。

结合上述结构，本实施例中的胎圈芯50可以采用现有的单环结构的钢丝圈，利用该钢丝圈进行支撑，且满足上述的限定条件。作为其他实施方式，该胎圈芯50还可以由多个钢丝环形成。

结合图2、图3，作为另一实施方式，胎圈芯50由单股芯线51连续环绕至少3圈形成，由于单股芯线51是连续的，那么本实施例中就只有一个接头，而且在该接头位置处，另外两个圈体仍然是连续的，由此可知，即便出现段差，并不会影响整体的结构强度，因而可以提供更好的保气性，延长了轮胎的使用寿命。

进一步地，本实施例中要求胎圈芯50靠近胎踵14的一侧由单股芯线51环绕不少于2圈，在图2的截面结构中，单股芯线51有左右两圈，这两圈由1根单股芯线51形成。

胎圈芯50的一个作用就是把胎踵面压紧在轮辋上，使胎踵上的橡胶层与轮辋的安装面之间形成密封，单股芯线51的多圈结构在靠近胎踵14的一侧能够形成更大的挤压面，提高密封效果。

作为其中单股芯线51的一种实施方式，其可以是为单股钢丝或单股纤维丝，其直径一般为0.6～1.0mm，例如选用0.7m、0.75mm、0.85mm、0.95mm等。

本实施例所指的“单股”表示相对于多圈结构的胎圈芯50，其作为其中的一股，而该单股芯线51本身可以是一根丝线，也可以是由多束丝线组合构成。例如单股钢丝，其可以由一根钢丝线形成；也可以是由多束丝线形成，例如把三束丝线缠绕形成单股的钢丝。

当采用纤维圈时，可以是克维拉纤维；可以是具有较强抗拉强度和高模量的纤维，把碳纤维或芳纶纤维相互缠结形成绞织线的纤维。这种纤维圈要有多股纤维绞织线相结合形成单股芯线。

作为进一步的改进，单股芯线51的数量向远离胎踵14的一侧逐渐减少。例如采用3圈单股芯线51时，底部有2圈，上层有1圈，并位于底部的2圈之间，形成等边三角结构。当采用6圈单股芯线51时，最底部有3圈，中间2圈，顶层1圈，同样形成等边三角结构。

采用上述的结构，一方面是考虑到提供的支撑力的强度，另一方面，在接头位置，单股芯线51的末端与起始端要有一定的重叠量才能够达到较好的效果。该结构中由于底部较大，那么重叠位置多出的单股芯线51的线头能够有容纳空间，不会过度撑开帘布层，从而能够有足够的空间容纳橡胶层，不至于使橡胶层太薄而起不到保气效果。

进一步地，单股芯线51的末端相对于起始端有70～150mm的重叠余量，在该范围内，可以根据需要进行选取，例如设置为100mm、120mm等，没有具体限制。胎圈芯的接口处可以采用浆布捆扎或粘结等方式连接在一起。

进一步地，帘布层40内侧或外侧的保气橡胶层。

作为该保气橡胶层的一种实施方式，其设在帘布层40外侧，覆盖住胎侧部12。

结合图4，可以理解为胎侧部12设置侧部胶，形成的侧部胶21可以是与胎面胶层同时形成，即与胎面胶层20为一体结构，同时加工形成。该侧部胶覆盖住胎侧部和胎唇侧部，以及胎唇底部的胎踵。进一步地，胎冠对应的胎面胶层20可以是由附加橡胶层制成，以增强其耐磨性。

结合图5，还可以把侧部胶21单独设置。胎冠部位对于耐磨性要求较高，而侧部对于抗裂及保气性要求较高，这种方式能够使用不同的材料进行配合使用加工，形成更优的方案。在该结构中，胎唇部位的子口防护胶60可以与侧部胶21为一体结构，也可以是额外加工，子口防护胶60主要是在安全线70以下的胎唇位置。

作为保气橡胶层另一种实施方式，保气橡胶层设在帘布层40内侧形成气密层30，该气密层30绕过胎圈芯50向外折返。该气密层30能够保证较好的密封性。

为了更好的配合气密层结构，在真空胎的胎唇13外侧设置有子口防护胶60，该子口防护胶60覆盖住气密层30的折返端部。

本实施例中，在采用气密层向外环绕的方式时，气密层30的端部绕胎圈芯50折返至胎唇13外侧，并被子口防护胶60覆盖。子口防护胶60从胎踵14的末端向上延伸，把气密层端部封闭在其与帘布层之间，提高气密性。

进一步地，胎唇部位的子口防护胶60形成凸出的凸起段C1和内凹的凹弧段C2，用于和轮辋配合。安装后，可以在胎踵14区域、凸起段C1和内凹的凹弧段C2形成多点密封，更好的保证了气密性。

作为气密层的一种实施方式，其可以与子口防护胶采用相同的材料，可以由橡胶制成，也可以是在纤维或者是纺织物上嵌入橡胶制成。嵌入是指纤维或者纺织物之间的间隙被橡胶填充。

本实施例中，胎面胶层20覆盖在帘布层40中部区域，形成胎冠10，胎冠10两端与帘布层40连接的部分为胎肩11。在该方案中，由于胎面胶层20只是在胎冠和胎肩部位，轮胎的胎唇与胎肩之间的部位没有胎面胶，即胎侧部12的区域没有再度添加胎面胶，从而可减轻轮胎质量。帘布层40本身进行了上胶，即在纺织的材料或纤维上嵌入胶体，帘布层40本身即带有胶体材质。

由于胎侧部没有胎面胶，整体质量减轻，但是其保气性可能会存在一定问题，这也是为什么目前很多真空胎质量较大的一个原因。本实施例中，在胎唇13部位设置了子口防护胶 60，该子口防护胶60可以为橡胶，安装后，该橡胶与轮辋间能够达到更好的密封效果。

作为胎冠10的一种实施方式，其两端形成胎肩11，胎肩11的厚度可以大于胎冠10的厚度，至少大于胎冠中部区域的厚度。该结构中，能够形成较大的接触面，形成扁平结构，增加抓地力。

在具体应用过程中，可以在胎冠10上形成各种花纹纹路，这些纹路可以用来增加摩擦力、排水等。所设置的花纹可以是连续性花纹或非连续性花纹，花纹沿轮胎圆周方向的中心线对称设置。

结合图6，作为帘布层一种具体的实施方式，帘布层40是由单层帘纱层41环绕两端的胎圈芯50折返，单层帘纱层41的端部形成部分的重叠区域，从而围成一个完成的环形。在两端位置，帘布层40包含两层帘纱层41，而在中部的重叠区域，包含三层帘纱层41。帘布层40本身进行了上胶，即在纺织的材料或纤维上嵌入胶体，帘布层40本身即带有胶体材质。

结合图7，作为帘布层的另一实施方式，其是由两块帘纱层相互折返环绕并叠加形成。其中，内层帘纱层42两端绕胎圈芯50向上折返，外层帘纱层43两端绕胎圈芯50向下折返，在环绕胎圈芯的同时，内层帘纱层42也被包裹，该结构中，帘布层所包含的帘纱层为两层，在胎唇区域形成4层。气密层按照内层帘纱层42相同的排布方式进行设置，可把外层帘纱层 43的端部压住覆盖。

需要注意的是，在采用两块帘纱层结构时，为了达到轻量化的目的，其端部一般不超过胎唇区域，避免增加胎侧部12的厚度。

在上述的真空胎的基础上，本实用新型还提供了一种自行车，其车轮包括轮毂和真空胎，所采用的真空胎即为上述个实施方式或者其组合中的真空胎。所采用的轮毂包括相连接的轮辐和轮辋，真空胎与轮毂的轮辋配合，以达到使用要求。

进一步地，结合图8，轮辋80包括中间的轮辋连接部81和两端的轮辋安装部82，轮辋连接部81与轮辋安装部82为一体结构，轮辋连接部81外侧与轮辐连接。轮辋安装部82主要由密封段L1、密封段L2和压合段L3依次连接构成，密封段L1与密封段L2的安装面之间形成90°～110°的夹角，并通过弧形过渡连接。例如使密封段L1具有一定的向上倾斜角度，密封段L2可以竖直，则能够形成钝角。具体的角度可以与胎踵的倾斜夹角进行配合设定，两者可以相同或者是按照相应的对一个关系进行配合，达到密封效果。

压合段L3朝向密封段L2的内侧凹陷，形成台阶。台阶相对于密封段L2的宽度不小于密封段L1宽度的1/6。

真空胎的胎踵14配合在密封段L1安装面，凸起段C1配合在密封段L2安装面，凹弧段 C2配合在压合段L3的安装面。利用该结构，形成三段密封，并且利用自身的凹凸结构使密封面相互配合，大大提高了气密性效果。

胎唇13的宽度w不大于轮辋安装部82的宽度h，其差值为0～1mm，防止轮胎脱圈。

此外，轮辋80还包括内辋气密圈83，该内辋气密圈83设置在轮辋连接部81用于对轮辋80密封。轮辋连接部81安转有辐条，通过该内辋气密圈83可以把辐条安装孔堵住，形成密封。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种自行车真空胎，包括轮毂以及安装在轮毂上的真空胎，其特征在于：所述真空胎包括帘布层(40)、胎圈芯(50)以及设置在所述帘布层(40)内侧或外侧的保气橡胶层；所述的帘布层(40)绕胎圈芯(50)折返，该胎圈芯(50)对应在真空胎的胎唇(13)部位，该胎唇(13)由保气橡胶层包覆；

所述真空胎的胎唇(13)在截面结构中由外凸的凸起段C1和内凹的凹弧段C2组成，胎唇(13)的底部为胎踵(14)，所述胎踵(14)、凸起段C1和凹弧段C2依次连接，构成与轮毂上轮辋(80)的配合部；所述凸起段C1向外凸出，其最外端在Y方向的切线与倾斜的胎踵(14)的延长线相交点为RD点，胎圈芯(50)的内壁距离真空胎轴心距离d2不小于该RD点距离真空胎轴心的尺寸d1，其差值为0～1.4mm。

2.根据权利要求1所述的一种自行车真空胎，其特征在于：所述胎唇(13)的胎踵(14)在截面结构中为直线结构，其与X方向的倾斜夹角为3°～20°。

3.根据权利要求1所述的一种自行车真空胎，其特征在于：所述保气橡胶层设在帘布层(40)外侧，覆盖住胎侧部(12)，或形成全面胶覆盖住胎侧部(12)和胎唇(13)。

4.根据权利要求3所述的一种自行车真空胎，其特征在于：所述帘布层(40)中间区域设置胎面胶层(20)形成胎冠(10)；该胎面胶层(20)与保气橡胶层为一体结构或拼接成型。

5.根据权利要求1所述的一种自行车真空胎，其特征在于：所述保气橡胶层设在帘布层(40)内侧形成气密层(30)，该气密层(30)绕过胎圈芯(50)向外折返，并包覆胎唇(13)。

6.根据权利要求3～5任一项所述的一种自行车真空胎，其特征在于：所述保气橡胶层为同种材料加工形成或者是由不同胶料拼合形成。

7.一种自行车，其车轮包括轮毂和真空胎，其特征在于：所述真空胎为权利要求1～6中任一项所述真空胎，所述真空胎与轮毂的轮辋(80)配合。

8.根据权利要求7所述的一种自行车，其特征在于：所述轮辋(80)包括中间的轮辋连接部(81)和两端的轮辋安装部(82)，所述轮辋安装部(82)主要由密封段L1、密封段L2和压合段L3依次连接构成，密封段L1与密封段L2的安装面之间形成90°～110°的夹角，压合段L3朝向密封段L2的内侧凹陷，形成台阶；所述真空胎的胎踵(14)配合在密封段L1安装面，凸起段C1配合在密封段L2安装面，凹弧段C2配合在压合段L3的安装面。

9.根据权利要求8所述的一种自行车，其特征在于：所述真空胎的胎唇(13)的宽度w不大于轮辋安装部(82)的宽度h，其差值为0～1mm。

10.根据权利要求8所述的一种自行车，其特征在于：还包括内辋气密圈(83)，该内辋气密圈(83)设置在轮辋连接部(81)用于对轮辋(80)上的辐条孔进行密封。

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