CN103350608A - 非充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种非充气轮胎，其中，轮辐配置成斜线状，在车辆行驶时轮辐相对于路面连续地支持，由此可以降低不连续的噪音及振动的发生，改善乘坐舒适度，设计者可以根据需要对现有的非充气轮胎中不存在的横向力进行设计，因此，可以控制因道路状况而引起的倾斜现象，现有的充气轮胎的基于轮带的角度、方向的横向力也可以使用轮辐的角度以及长度来进行设计。本发明的非充气轮胎的特征在于包含：设置轮胎的胎面部的外侧圆筒部和连接于车辆的轮轴的内侧圆筒部；以及噪音振动防止型轮辐，其连接上述外侧圆筒部与上述内侧圆筒部，并且在上述车辆行驶时连续地支持于路面以减少噪音及振动。

Description

非充气轮胎

技术领域

本发明涉及汽车轮胎，尤其涉及不向轮胎内部充气的非充气轮胎。

背景技术

在非充气轮胎承重时，位于上部的轮辐受到拉伸力，而与其相反地位于下部的轮辐受到压缩力。

图1是概要性地表示以往技术中的非充气轮胎2的图，其表示在轮辐10上受到拉伸力的上部，且在接触地面的下部也会产生相同的问题。

具体而言，在接触轮辐10的、外部的圆筒形轮带20上，在与轮辐相反方向上施加相同的力，但因这种力会使轮带发生图1所示的变形。

这种变形不仅会大幅度阻碍轮胎的均匀性（Uniformity）和径向跳动（Radial RunOut）性能，还会给车辆的乘坐舒适度带来很大影响。

此外，在以往技术的非充气轮胎2中，在车辆行驶时轮辐10相对于路面成直线状并同时传递冲击，因此，有可能不连续地产生大的噪音和振动。

因此，可以说开发出降低这样的变形量而改善性能和乘坐舒适度、具有能够减少行驶时产生的噪音以及振动的轮辐形状的非充气轮胎成为了非常重要的课题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的方案，其目的在于提供一种非充气轮胎，所述非充气轮胎设置有具有通过减少在车辆行驶时产生的非充气轮胎的变形量来减少行驶时产生的噪音和振动、且能够改善轮胎性能以及车辆乘坐舒适度的形状的轮辐。

本发明提供一种非充气轮胎，其特征在于，包含：设置轮胎的胎面部的外侧圆筒部和连接于车辆的轮轴的内侧圆筒部；以及噪音振动防止型轮辐，其连接上述外侧圆筒部和上述内侧圆筒部，并被构成为在上述车辆行驶时连续地支持于路面以减少噪音及振动。

优选地，上述噪音振动防止型轮辐由连接上述外侧圆筒部和上述内侧圆筒部的多个轮辐叶片构成，上述多个轮辐叶片被形成为相对于上述轮轴的轴方向的倾斜。

更优选地，上述多个轮辐叶片垂直地连接于上述外侧圆筒部的内周面和上述内侧圆筒部的外周面。

更优选地，在上述车辆行驶时，上述多个轮辐叶片的由上述轮胎而支持于路面的一侧与前后的轮辐叶片接续地形成。

更优选地，上述多个轮辐叶片沿上述轮辐的轴方向以两个以上的倾斜模式形成。

更优选地，上述多个轮辐叶片沿上述轮辐的轴方向以两个倾斜模式形成，但向相反方向倾斜。

更优选地，由以上述两个以上的倾斜模式形成的多个轮辐叶片产生的、关于上述车辆的外侧方向的横向力以及内侧方向的横向力是通过下式计算的，

$\mathrm{Xo}=\underset{o=1}{\overset{k1}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{Wo}/\cos \mathrm{\θo})\×\mathrm{No}$

$\mathrm{Xi}=\underset{i=1}{\overset{k2}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{Wi}/\cos \mathrm{\θi})\×\mathrm{Ni}$

而表示上述车辆的倾斜度的CON值是通过下式求出的，

CON＝(Xo-Xi)/(k1+k2)

这里，W_O及W_i是轮辐叶片在轮胎宽度方向上的宽度，θ₁及θ₂是轮辐叶片关于上述轮轴的轴方向所成的角度，N_O及N_i是轮辐叶片的个数，而k₁及k₂是倾斜模式的个数。

根据本发明的非充气轮胎，轮辐被配置为斜线状并且在车辆行驶时轮辐连续地支持于路面，据此，可以减小不连续的噪音和振动的发生，具有可以改善乘坐舒适性的效果。

此外，在以往的非充气轮胎中并不存在的横向力（lateral force）可以由设计人员根据需要而设计，因此可以对因道路结构而产生的倾斜现象进行控制。

另一方面，还具有这样的效果：即使对于以往的非充气轮胎中由带束层的角度、方向产生的横向力，也可以通过由设计人员调整轮辐的角度和长度而容易地设计。

附图说明

图1是表示基于以往技术的非充气轮胎的立体图。

图2（a）是基于本发明的一个实施例的非充气轮胎的立体图，图2（b）是概要性地表示该非充气轮胎的主视图。

图3（a）是基于本发明的另一个实施例的非充气轮胎的立体图，图3（b）是概要性地表示该非充气轮胎的主视图。

（附图标记）

1、1’非充气轮胎；100外侧圆筒部；200内侧圆筒部；300噪音振动防止型轮辐；310、310a、310b轮辐叶片；N_a、N_b轮辐叶片的个数；W_a、W_b轮辐叶片的宽度；X_a、X_b轮辐叶片的横向力；θ₁、θ_a、θ_b轮辐叶片的角度；θ₂轮辐叶片与内侧圆筒部之间的角度。

具体实施方式

下面，参见附图详细说明本发明的非充气轮胎。

图2以及图3分别概要性地表示基于本发明的一个实施例和基于另一个实施例的非充气轮胎1。

基于本发明的非充气轮胎1可以包括：设置有轮胎的胎面部的外侧圆筒部100、连接于车辆的轮轴的内侧圆筒部200、以及为连接外侧圆筒部和内侧圆筒部而提供的噪音振动防止型轮辐300。

这里，噪音振动防止型轮辐300构成为，在车辆行驶时经由外侧圆筒部100连续地支持于地面而减少噪音及振动。

如上所述，基于以往技术的非充气轮胎存在在车辆行驶时断续地支持于地面而产生大的噪音及振动的问题。

在本发明中构成为，在车辆行驶时，噪音振动防止型轮辐300连续地支持于地面，由此能够明显降低噪音及振动。

如图2以及图3所示，这样的噪音振动防止型轮辐由连接外侧圆筒部100和内侧圆筒部200的多个轮辐叶片310构成，所述多个轮辐叶片可以形成为在轮轴的轴向上倾斜。

具体而言，参见图2所示的一个实施例，轮辐叶片310的一侧连接于外侧圆筒部100的内周面，而另一侧连接于内侧圆筒部200的外周面。

此时，在轮辐叶片310中，将一侧或另一侧方向与平行于轮轴的方向（或轮胎的宽度方向）之间的角度（θ₁）设计成具有规定范围的值、例如10～80°的值。

具体而言，在将轮辐叶片310的除了一侧和另一侧之外的剩余的侧面作为外侧和内侧的情况下，从外侧向内侧的方向相对于上述轴向倾斜地形成。换句话说，轮辐叶片310的一面相对于上述轴向倾斜地形成。

这样，将多个轮辐叶片310倾斜地配置或成斜线状地配置，由此，在车辆行驶时轮胎旋转，各个轮辐叶片能够从一侧沿斜线方向连续地支持于路面。

详细地说，如果假定在图面上车辆后退，则非充气轮胎1顺时针旋转。

此时，各个轮辐叶片310向右侧下方倾斜，因此，从各个轮辐叶片的左侧部分开始支持于路面，沿斜线方向连续地被支持，并在右侧部分支持结束。

因此，在由各个轮辐叶片310连续地被支持的期间，不会断续地产生冲击，因此，减少由此引起的噪音以及振动，提高乘坐舒适度。

此外，如果将轮辐叶片310成斜线状地应用，则因斜线状的轮辐叶片而会产生横向力（lateral force），但能够利用它来解决当前的道路结构上的倾斜现象，此外，还能够利用所希望的宽度、轮辐叶片的角度以及个数来设计优选的横向力。

另一方面，在附图中表示多个轮辐叶片平行的方式，但不限于此。即，可以将多个轮辐叶片形成为不平行，例如还可以形成为锯齿状。

优选地，如图2（a）所示，多个轮辐叶片310可以垂直地连接于外侧圆筒部100的内周面和内侧圆筒部200的外周面。

即，在非充气轮胎1支持于路面时，噪音振动防止型轮辐300必须顺畅地传递这样的支持力并使其分散，并且必须具有相对于支持力的刚度。

在本发明中，在非充气轮胎1支持于路面的情形下，噪音振动防止型轮辐300与路面垂直地构成。详细地说，在轮辐叶片310与内侧圆筒部200连接的地点，轮辐叶片相对于接触面所成的角度θ₂为直角。

此外，如图2所示，在车辆行驶时，多个轮辐叶片310经由轮胎支持于地面的一侧形成为与前后的轮辐叶片相连续。

如上所述，本发明与以往技术不同，构成为在车辆行驶时轮辐连续地支持于路面，因此，优选地，不是仅由各个轮辐叶片，而是由多个轮辐叶片310进行支持。

具体而言，可以构成为：在非充气轮胎1向顺时针方向旋转时，基于多个轮辐叶片310对路面的支持从在先的轮辐叶片的左侧部分起连续至右侧部分，并且从该右侧部分起连续至在后的轮辐叶片的左侧部分。

即，在先的轮辐叶片的右侧部分和在后的轮辐叶片的左侧部分在圆周方向上未被切断，而连续地形成。

换言之，如果假定非充气轮胎1的正面，则优选设计成：在先的轮辐叶片的右侧部分的高度与在后的轮辐叶片的左侧部分的高度之间不产生差距。

因此，通过形成在先的轮辐叶片的右侧部分和在后的轮辐叶片的左侧部分重叠的区域，在对路面进行支持时，上述右侧部分和左侧部分能够同时地支持。

优选地，考虑到材料费等经济因素，为了恒定地支持轮辐，如图2（b）所示，在先的轮辐叶片的右侧部分的高度与在后的轮辐叶片的左侧部分的高度相同地形成。

由此，在在先的轮辐叶片从路面离开的瞬间，在后的轮辐叶片立即接触于地面，从而连续地进行支持。

接着，基于本发明的多个轮辐叶片310沿着轮轴的轴向以两种以上的倾斜模式形成。即，两种以上的倾斜模式在轮胎的宽度方向上层叠形成。

参照图3所示的基于本发明另一实施例的非充气轮胎1’，多个轮辐叶片310沿着轮轴的轴向以两种倾斜方式形成，但形成为向相互相反的方向倾斜。

具体而言，轮辐叶片310形成在左侧和右侧向相互相反的方向倾斜的两种倾斜模式。

若假定附图上的车辆后退而非充气轮胎1’向顺时针方向旋转，则右侧轮辐叶片310a向右侧下方倾斜而产生右侧方向的横向力Xa，左侧轮辐叶片310b向左侧下方倾斜而产生左侧方向的横向力Xb。

此时，通过适当选择右侧和左侧的轮辐叶片310a、310b各自的个数、角度以及宽度，设计者能够任意地调节现有的充气轮胎的基于带束层角度的横向力和基于制造时产生的不可预测的偏差的横向力。

此外，这样通过简单的设计变更，能够制造出用于内需和出口的轮胎，能够通过设计来控制因轮胎产生的车辆的倾斜。

用下面的式子具体说明这样的效果。此时，参见对右侧和左侧的轮辐叶片310a、310b进行分离来概要性地表示的图3（b）。

Xa＝(Wa/cosθa)×Na      （1）

Xb＝(Wb/cosθb)×Nb      （2）

CON＝(Xa-Xb)/2          （3）

这里，Xa和Xb分别是由具有右侧和左侧的倾斜模式的轮辐叶片310a、310b带来的外侧方向以及内侧方向的横向力的相对大小，Wa及Wb是各个轮辐叶片在轮胎宽度方向上的宽度，θa及θb是各个轮辐叶片与轮胎宽度方向之间的角度，Na及Nb是各个轮辐叶片的个数，CON（conicity）值在本领域表示车辆的倾斜度。

具体而言，式（1）涉及由具有右侧倾斜模式的轮辐叶片310a带来的横向力Xa的相对大小，这是由右侧轮辐叶片的宽度Wa、角度θa以及个数Na来确定的。

同样地，式（2）涉及由具有左侧倾斜模式的轮辐叶片310b带来的横向力Xb的相对大小，这是由左侧轮辐叶片的宽度Wb、角度θb以及个数Nb来确定的。

另外，式（3）涉及CON值，其通过对由式（1）及式（2）求出的各个横向力Xa、Xb的差进行平均来确定。

即，设计者通过对在具有右侧和左侧的倾斜模式的轮辐叶片310a、310b的宽度Wa、Wb、角度θa、θb以及个数Na、Nb中的至少一个变量进行适当调节，而能够获得由各个轮辐叶片带来的所希望的横向力Xa、Xb。

进而，利用上述横向力，设计者能够易于设计具有所希望的CON值即所希望的倾斜度的非充气轮胎。

如果使用上述式子针对具有两种以上的倾斜模式的多个轮辐叶片所产生的外侧方向的横向力Xo、内侧方向的横向力Xi以及由此引起的倾斜度（CON值）的式子进行一般化，则如下式所示。

首先，由大致向一个方向倾斜的以至少一个倾斜模式形成的多个轮辐叶片产生的车辆外侧方向的横向力（Xo）是通过下式（4）计算出的。

$\mathrm{Xo}=\underset{o=1}{\overset{k1}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{Wo}/\cos \mathrm{\θo})\×\mathrm{No}---\left(4\right)$

此外，由向与上述倾斜模式大致相反方向倾斜的以至少一个倾斜模式形成的轮辐叶片产生的车辆内侧方向的横向力Xi是通过下式（5）计算出的，其表示各个横向力的相对大小。

$\mathrm{Xi}=\underset{i=1}{\overset{k2}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{Wi}/\cos \mathrm{\θi})\×\mathrm{Ni}---\left(5\right)$

接着，表示车辆的倾斜度的CON值通过下式（6）计算出。

CON＝(Xo-Xi)/(k1+k2)      （6）

这里，Wo、Wi是轮辐叶片在轮胎宽度方向上的宽度，θ1、θ2是轮辐叶片相对于上述轮轴的轴向的角度，No、Ni是轮辐叶片的个数，k1、k2是倾斜模式的个数（或种类）。

具体而言，各个横向力Xo、Xi与轮辐叶片的宽度以及个数成比例。此外，各个横向力与轮辐叶片的角度的cos值成反比。即，各个横向力Xo、Xi随着轮辐叶片的角度变大而变大。

此外，可以如上所述地调整各个值，使用式（4）以及式（5）来确定各个横向力Xo、Xi的大小。然后，可以根据这样求出的各个横向力Xo、Xi，使用式（6）设计成具有所希望的CON值。

这里，上述式子是以多个轮辐叶片为两种以上的倾斜模式的情况为前提的，但也可以扩大应用到为一种倾斜模式的情形。

此外，用这样的方法，还能够调节轮胎的PRAT（Plysteer Residual Aligning Torque、帘布层转向效应残留矫正力矩）值。

另一方面，针对基于另一实施例的非充气轮胎1’的具体内容与针对基于上述一个实施例的非充气轮胎1的说明相同。

关于本发明，参照附图说明了特定实施例，但显而易见的是，作为具有本技术领域通常知识的技术人员，可以在不脱离所附的权利要求书所实现的本发明的精神和领域的范围内进行各种各样的变更及变形。

Claims (7)

1.一种非充气轮胎，其特征在于，包括：

设置轮胎的胎面部的外侧圆筒部（100）和连接于车辆的轮轴的内侧圆筒部（200）；以及

噪音振动防止型轮辐（300），其连接上述外侧圆筒部（100）与上述内侧圆筒部（200），并在上述车辆行驶时连续地支持于路面以减少噪音及振动。

2.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其特征在于，

上述噪音振动防止型轮辐（300）由连接上述外侧圆筒部（100）与上述内侧圆筒部（200）的多个轮辐叶片（310）构成，

上述多个轮辐叶片（310）以相对于上述轮轴的轴方向倾斜的方式形成。

3.根据权利要求2所述的非充气轮胎，其特征在于，

上述多个轮辐叶片（310）垂直地连接于上述外侧圆筒部（100）的内周面和上述内侧圆筒部（200）的外周面。

4.根据权利要求2所述的非充气轮胎，其特征在于，

在上述车辆行驶时，上述多个轮辐叶片（310）被形成为，对于路面的支持从在先轮辐叶片接续至在后轮辐叶片。

5.根据权利要求2～4中的任一项所述的非充气轮胎，其特征在于，

上述多个轮辐叶片（310）沿上述轮辐的轴方向以两个以上的倾斜模式形成。

6.根据权利要求5所述的非充气轮胎，其特征在于，

上述多个轮辐叶片（310）沿上述轮辐的轴方向以两个倾斜模式形成，但形成为向相反方向倾斜。

7.根据权利要求5所述的非充气轮胎，其特征在于，

由以上述两个以上的倾斜模式形成的多个轮辐叶片产生的、针对上述车辆的外侧方向的横向力（X_O）以及内侧方向的横向力（X_i）是通过下式计算的，

$\mathrm{Xo}=\underset{o=1}{\overset{k1}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{Wo}/\cos \mathrm{\θo})\×\mathrm{No}$

$\mathrm{Xi}=\underset{i=1}{\overset{k2}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{Wi}/\cos \mathrm{\θi})\×\mathrm{Ni}$

表示上述车辆的倾斜度的CON值是通过下式求出的，

CON＝(Xo-Xi)/(k1+k2)

其中，W_O及W_i是轮辐叶片在轮胎宽度方向上的宽度，θ₁及θ₂是轮辐叶片与上述轮轴的轴方向所成的角度，N_O及N_i是轮辐叶片的个数，k₁及k₂是倾斜模式的个数。

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