CN102582365A

CN102582365A - 一种刚柔结构非充气轮胎

Info

Publication number: CN102582365A
Application number: CN2012100977120A
Authority: CN
Inventors: 杨卫民; 张阁; 丁玉梅
Original assignee: Beijing University of Chemical Technology
Current assignee: Beijing University of Chemical Technology
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2012-07-18

Abstract

本发明提供一种刚柔结构非充气轮胎，主要由轮胎胎面和胎体结构两大部分组成，其胎面部分主要由热塑性弹性体制成，胎体结构则从胎面内表面起一直沿径向方向延伸至轮辋中心处，使轮辋与胎体合为一个整体，此整体部分材料使用坚韧而又有弹性的工程塑料，在胎体部位上布置有轴向方向上的倒锥形通孔，倒锥形通孔的结构特点是位于两边胎侧处的孔直径最大，中间处的孔直径最小。本发明一种刚柔结构非充气轮胎，不仅具有其他非充气轮胎的优点，而且赋予非充气轮胎更为优良的结构性能和安全性能。另外由于胎体和轮辋材料均为热塑性高分子材料，这便大大降低了轮胎的质量，对于节能减排、降低油耗具有重大的意义。

Description

一种刚柔结构非充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种新型轮胎，特别是涉及一种拥有刚柔结构的非充气轮胎，此发明轮胎在无充气压力下可以承受一定载荷。

背景技术

当今绝大部分正在使用的轮胎都为充气轮胎，即运用压缩空气来支撑轮胎承受一定的负载，这相比之前的固态轮胎大大提高了乘客的舒适性，但是充气轮胎也存在着很大的局限性，充气轮胎容易在轮缘处发生空气泄漏，这种泄漏引起的轮胎失压使得轮胎更大的区域承受载荷，从而进一步加剧轮胎的磨损，并且充气轮胎容易受刺扎，引起爆胎等一系列不良事故的发生，故综合考虑轮胎的舒适性、安全性和优秀的耐用性能后，目前已有多种新型非充气轮胎问世。

专利CN 1454796A提出了一种柔性非充气轮胎，该轮胎的承载结构包括一横向延伸的支撑元件，其在环向上呈并列关系并沿环向恰当地分布，还具有一个相互连接结构，在这些支撑元件之间提供环向相互连接，此发明轮胎可以拥有很好承载结构的整体运行，同时利于消除组成部件的相互影响，这样可以保证优越的耐久性和优越的操作性相结合。

专利CN1087311A发明了一种具有舒适插件的非充气轮胎，轮胎插件预先设置在轮辋的外表面上，由弹性材料制作的非充气轮胎铸在轮辋上，此材料为聚氨基甲酸酯，轮胎插件可承受运行时所产生的应力和热负载，这种具有舒适轮胎插件的结构可以使轮胎的行驶舒适性能得到改善。

美国专利US8104524B2公开了一种基于拉伸力的非充气轮胎，其通过拉伸力来承受负载，结构包括普通环形内环、普通环形外环和一互连的网结构，该网结构有多个网元件并包括多个普通多边形的开口。其特点在于网元件可以在受到压力后产生弯曲，而这种弯曲可以有效降低网元件承受的载荷。

美国专利申请US2006/113016公开了一种非充气轮胎，称为Tweel，其由四个部件连接而成，包括轮、轮辐、绕轮辐的增强环形带和接触地面的橡胶胎面。

在上述多种非充气轮胎中，分别提出了运用不同结构和特殊材料进行设计的非充气轮胎，其既可以满足类似充气轮胎的舒适性又可以解决充气轮胎的爆胎漏气等问题，但是上述各非充气轮胎的制造工艺较为复杂，尤其各支撑元件与其邻近接触部位之间的连接在承受载荷时可能发生相对偏移或转动，进而引起轮胎性能降低或者事故的发生，这样轮胎的安全性能得不到一定的保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刚柔结构非充气轮胎，无需其他辅助安装的支撑元件，其结构特点是整体性较强，胎体结构可以拥有一定的柔韧性和刚性。

本发明提供一种舒适性强且节省原料的能够有一定承载能力的非充气轮胎，该轮胎主要由轮胎胎面和胎体结构两大部分组成，其胎面部分主要由热塑性弹性体制成，比如聚氨酯弹性体塑胶，其不仅拥有一定的机械强度和柔韧性而且耐寒性突出，硬度范围广，可以很好地满足与地面接触所需要的基本物理机械性能。胎体结构则从胎面内表面起一直沿径向方向延伸至轮辋中心处，使轮辋与胎体合为一个整体，此整体部分材料可以使用坚韧而又有弹性的工程塑料，例如聚甲醛热塑性聚合物，其具有优良的综合性能。

本发明一种刚柔结构非充气轮胎在胎体部位上布置有轴向方向上的倒锥形通孔，倒锥形通孔的结构特点是位于两边胎侧处的孔直径最大，中间处的孔直径最小。此结构可以在一定程度上提高轮胎的安全性能，所以当石子或小颗粒塞入到轮胎的倒锥形通孔中时，其在受到挤压后便不会以一定的速度喷射至轮胎外部，而是顺着倒锥形通孔的内壁自然地释放，有效防止伤害到其他物体。倒锥形通孔在轮胎周向方向上均匀排列，在径向方向上相互交错排列，倒锥形通孔这样分布的结构特点可以使轮胎在承受载荷时充分发挥倒锥形通孔的灵活性，既具有一定的柔韧性又具有充分的刚性，使整个轮胎在运行过程中完全可以满足使用性能的要求。

本发明一种刚柔结构非充气轮胎，此轮胎仅包括胎面和胎体两部分，其中胎体并不像上面所述与轮辋为一体结构，而是与轮辋各自为独立的结构，此轮胎所运用的轮辋仍为常规金属轮辋，由于此轮胎无需充气，也就不存在充气轮胎中轮辋与胎圈部位的密封问题，此轮胎的胎体也具有同样布置和结构的倒锥形通孔。

本发明一种刚柔结构非充气轮胎，此轮胎为一整体结构，其轮辋部位、胎体部位和胎面部位均为同一种热塑性材料，整个轮胎的成型方式可以采用注射成型的方法一次成型，此轮胎所运用的材料必须既具有刚柔结合的优良的物理机械性能，而且具有优异的耐磨性能，防止胎面磨损过快。

本发明一种刚柔结构非充气轮胎，不仅具有其他非充气轮胎的优点，比如防爆胎、抗刺扎，而且具有相应的柔韧性和刚性，倒锥形通孔的设计不仅大大节省了原料的使用，而且赋予非充气轮胎更为优良的结构性能和安全性能。另外由于胎体和轮辋材料均为热塑性高分子材料，这便大大降低了轮胎的质量，对于节能减排、降低油耗具有重大的意义。

本发明一种刚柔结构非充气轮胎制作工艺相对简单，胎面和胎体结构均可以采用常规注射的加工方法进行制造，例如可采用注射方法将热塑性材料加工成为本发明所需要的结构。

从下面对根据本发明优选的但不排他的实施例的描述中，可以进一步更好地理解本发明的优点和特征，该描述将参考非限制性实施例给出的附图，本发明说明书也应参照附图阅读。

附图说明

图1是本发明一种刚柔结构非充气轮胎的等轴侧视图；

图2示出了本发明一种刚柔结构非充气轮胎的侧向视图；

图3为是图2所示C-C向剖视图；

图4为图3中的局部放大图；

图5为图3中本发明一种刚柔结构非充气轮胎剖面图的等轴侧视图；

图6为本发明另一种刚柔结构非充气轮胎的侧向视图；

图7为图6中本发明一种刚柔结构非充气轮胎的等轴侧视图；

图8为图6中本发明一种刚柔结构非充气轮胎剖面图的等轴侧视图；

图9为图6中本发明一种刚柔结构非充气轮胎剖面图的正视图；

图10为本发明的又一种刚柔结构非充气轮胎剖面图的正视图；

图中各标注如下：

1-刚柔结构非充气轮胎；2-胎体结构；3-倒锥形通孔；4-胎面；5-轮辋；6-螺栓孔；

具体实施方式

以下结合示例性实施例对本发明一种刚柔结构非充气轮胎。

如图1和图2所示，根据本发明的一种刚柔结构非充气轮胎1，主要由胎面4和胎体结构2两大部分组成，无需其他辅助安装的支撑元件，其结构特点是整体性较强，螺栓孔6用于轮胎与车的连接，轮辋5与胎体结构2属于完整的一体结构。

本发明一种舒适性强且节省原料的能够有一定承载能力的刚柔结构非充气轮胎1，其胎面4主要由热塑性弹性体制成，比如聚氨酯弹性体塑胶，其不仅拥有一定的机械强度和柔韧性而且耐寒性突出，硬度范围广，可以很好地满足与地面接触所需要的基本物理机械性能。胎体结构2则从胎面内表面起一直沿径向方向延伸至轮辋5中心处，使轮辋5与胎体结构2合为整体，此整体部分材料可以使用坚韧而又有弹性的工程塑料，例如聚甲醛热塑性聚合物，其具有优良的综合性能。

本发明一种刚柔结构非充气轮胎，在胎体结构2中布置有轴向方向上的倒锥形通孔3，如图3、图4和图5所示，倒锥形通孔3的结构特点是位于两边胎侧处的孔直径最大，中间处的孔直径最小。此结构可以在一定程度上提高轮胎的安全性能，当石子或小颗粒塞入到轮胎的倒锥形通孔3中时，其在受到挤压后便不会以一定的速度喷射至轮胎外部，而是顺着倒锥形通孔3的内壁自然地释放，有效防止伤害到其他物体。倒锥形通孔3在轮胎周向方向上均匀排列，在径向方向上相互交错排列，倒锥形通孔3这样分布的结构特点可以使轮胎在承受载荷时充分发挥倒锥形通孔3的灵活性，使胎体既具有一定的柔韧性又具有充分的刚性，使刚柔结构非充气轮胎1在运行过程中完全可以满足使用性能的要求。

本发明一种刚柔结构非充气轮胎的另一个实施例如图6、图7所示，图中提供的一种刚柔结构非充气轮胎1，此轮胎仅包括胎面4和胎体结构2两部分，其中胎体结构2并不像上述实施例中与轮辋5为一体结构，而是与轮辋5各自为独立的结构，此刚柔结构非充气轮胎1所运用的轮辋5仍为常规金属轮辋，由于此轮胎无需充气，也就不存在充气轮胎中轮辋与胎圈部位的密封问题，此轮胎的胎体结构2也具有同样布置方式和结构的倒锥形通孔3，如图8、图9所示。

本发明一种刚柔结构非充气轮胎又一个实施例如图10所示，图中提供的一种刚柔结构非充气轮胎1，此轮胎为一整体结构，其轮辋5、胎体2和胎面4均使用同一种热塑性材料，整个轮胎的成型方式可以采用注射成型的方法一次成型，此轮胎所运用的材料必须既具有刚柔结合的优良的物理机械性能，而且具有优异的耐磨性能，防止胎面磨损过快。

Claims

1.一种刚柔结构非充气轮胎，其特征在于，主要由轮胎胎面和胎体结构两大部分组成，其胎面部分主要由热塑性弹性体制成，胎体结构则从胎面内表面起一直沿径向方向延伸至轮辋中心处，使轮辋与胎体合为一个整体，此整体部分材料使用坚韧而又有弹性的工程塑料。

2.根据权利要求1所述的一种刚柔结构非充气轮胎，其特征在于，在胎体部位上布置有轴向方向上的倒锥形通孔，倒锥形通孔的结构特点是位于两边胎侧处的孔直径最大，中间处的孔直径最小。

3.根据权利要求2所述的一种刚柔结构非充气轮胎，其特征在于，倒锥形通孔在轮胎周向方向上均匀排列，在径向方向上相互交错排列。

4.根据权利要求1所述的一种刚柔结构非充气轮胎，其特征在于，胎体与轮辋各自为独立的结构，所述的轮辋仍为常规金属轮辋。

5.根据权利要求1所述的一种刚柔结构非充气轮胎，其特征在于，胎体部位和胎面部位均为同一种热塑性材料，整个轮胎的成型方式采用注射成型的方法一次成型。

6.根据权利要求1所述的一种刚柔结构非充气轮胎，其特征在于，胎体部位采用聚甲醛，胎面部位采用聚氨酯。