CN105109279B - 免充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种免充气轮胎，其中，该免充气轮胎包括环形的内环部、套设在内环部的外围的环形的外环部，以及位于内环部及外环部之间的支撑部；支撑部包括多个设置在内环部外周面上的多个拱形内支撑件，外支撑件以及位于内支撑件与外支撑件之间的中间支撑件；外支撑件及中间支撑件沿周向呈波浪状延伸且围绕内环部；外支撑件的波峰与外环部的内周面相连，外支撑件的波谷与邻近的中间支撑件的波峰相连；两相邻的中间支撑件中，邻近外环部的中间支撑件的波谷与邻近内环部的中间支撑件的波峰相连；内支撑件的两端与内环部的外周面相连，内支撑件的顶部与邻近的中间支撑件的波谷相连。本发明的免充气轮胎缓冲效果好且扭转刚度高。

Description

免充气轮胎

技术领域

本发明涉及轮胎技术领域，特别涉及一种免充气轮胎。

背景技术

充气轮胎中充注有一定压力的空气，在使用中，主要由轮胎的变形来承载载荷及缓冲冲击。但是这种充气的轮胎容易存在漏气的风险，且若高速运转中的充气轮胎发生扎破等突发的漏气，还容易导致交通事故。

由此，现有的一种免充气的轮胎中，其轮辐板沿轮胎的径向延伸，如此，在轮胎与地面接触时，主要承重的轮辐板其长度方向往往会垂直于路面，从而使得该轮辐板仅能通过沿轮胎的径向方向拉伸或压缩来承载或缓冲载荷，并通过该轮辐板的弯曲变形来传递扭矩。这种结构的轮胎，由于轮辐板沿其长度方向的拉伸或压缩的变形量有限，因此其缓冲载荷的效果较差，同时，传递扭矩时轮幅板由于横向变形较大从而降低了轮胎整体的扭转刚度，进而使得扭矩的传递存在一定的滞后。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种免充气轮胎，旨在提供一种缓冲效果好且扭转刚度高的免充气轮胎。

为实现上述目的，本发明提出一种免充气轮胎，该免充气轮胎包括环形内环部；套设在所述内环部的外围的环形外环部，以及位于所述内环部及外环部之间的支撑部；所述支撑部包括设置在所述内环部外周面上的多个拱形内支撑件、设置在所述外环部内周面上的外支撑件，以及位于所述内支撑件与所述外支撑件之间的中间支撑件；所述外支撑件及中间支撑件沿周向呈波浪状延伸且围绕所述内环部；所述外支撑件及中间支撑件均具有自所述内环部的轴心沿径向方向上的波峰及波谷，所述外支撑件的波峰与所述外环部的内周面固定连接，所述外支撑件的波谷与邻近的所述中间支撑件的波峰固定连接；当所述中间支撑件为一个时，所述中间支撑件的波峰与外支撑件的波谷固定连接，而波谷与所述内支撑件的顶部固定连接；当所述中间支撑件为多个时，相邻两所述中间支撑件中，邻近所述外环部的所述中间支撑件的波谷与邻近所述内环部的所述中间支撑件的波峰固定连接；所述内支撑件的两端与所述内环部外周面固定连接，所述内支撑件的顶部与邻近的所述中间支撑件的波谷固定连接。

优选地，外支撑件及中间支撑件中，同一个支撑件上面的波浪形状一致，具有相同的波高和波长，且波顶之间的波长大于波底之间的波长。

优选地，所述外支撑件及中间支撑件的环形波为正弦环形波或复合环形波，相邻的外支撑件与中间支撑件之间及相邻的两中间支撑件之间的相位角相差180度。

优选地，所述外支撑件与中间支撑件的波浪单元的数量一一对应，且所述外支撑件的波浪单元的数量范围为3至80个。

本发明免充气轮胎通过将外支撑件及中间支撑件设置为环形波状而内支撑件设置为拱状，外支撑件的波峰与外环部相连，波谷与中间支撑件的波峰相连，中间支撑件的波谷又与拱状的内支撑件的顶部相连，如此构成网状的支撑部，免充气轮胎的载荷便可在支撑部中层层缓冲，其缓冲空间较大，因此具有较好的缓冲效果。同时，由于外支撑件的邻近外环部的两相对弧部与地面之间的夹角较小，即在车轮旋转的过程中外支撑件表现为逐渐切入地面，如此传递至外支撑件的扭矩主要通过外支撑件受拉实现，从而扭矩可较为及时地传递至外环部。

附图说明

图1为本发明免充气轮胎一实施例的结构示意图；

图2为图1中的免充气轮胎的正视示意图；

图3为图中的免充气轮胎分解结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称	标号	名称
						1	内环部	31	内支撑件	4	胎面部

2	外环部	32	外支撑件
						3	支撑部	33	中间支撑件

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例就本发明的技术方案做进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出的免充气轮胎，请参照图1至图3，在一实施例中，该免充气轮胎包括环形内环部1、套设在内环部1的外围的环形外环部2，以及位于内环部1及外环部2之间的支撑部3。支撑部3包括设置在内环部1外周面上的多个拱形内支撑件31、设置在外环部2内周面上的外支撑件32，以及位于内支撑件31与外支撑件32之间的中间支撑件33。外支撑件32及中间支撑件33沿周向呈波浪状延伸且围绕内环部1。外支撑件32及中间支撑件33均具有自内环部1的轴心沿径向方向上的波峰及波谷，外支撑件32的波峰与外环部2的内周面固定连接，外支撑件32的波谷与邻近的中间支撑件33的波峰固定连接。当中间支撑件33为一个时，中间支撑件33的波峰与外支撑件32的波谷固定连接，而波谷与内支撑件31的顶部固定连接。当中间支撑件33为多个时，相邻两中间支撑件33中，邻近外环部2的中间支撑件33的波谷与邻近内环部1的中间支撑件33的波峰固定连接。内支撑件31的两端与内环部1外周面固定连接，内支撑件31的顶部与邻近的中间支撑件33的波谷固定连接。

在本实施例中，内环部1连接于轮毂或转轴上，在转轴的驱动下带动本实施例的免充气轮胎转动。外环部2可在径向方向上变形，但应具有足够的刚度以在拉伸力或在弹力作用下支撑轮胎上的负载，在与地面接触并承受载荷时能够弯曲变形以增大与地面的接触面积。

内支撑件31、外支撑件32及中间支撑件33均为复合材质，该复合材质包括弹性件及增强件，增强件可设于弹性件的一侧或两侧，或嵌入弹性件内部，当然，增强件也可设为骨架状，而弹性件填充于增强件的内部间隙中。具体地，增强件的弹性模量应该大于弹性件的弹性模量。优选地，弹性件的弹性模量为0.5MPa～250MPa。

相适应地，弹性件的材料可以为天然橡胶、合成橡胶、聚氨酯、泡沫橡胶和泡沫聚氨酯、链段共聚多酯和尼龙嵌段共聚物或其他高弹性材料之一或其组合，另外弹性件的材料还可以额外包括可增强弹性件性能的添加剂；增强件的材料可以为薄钢板、钢丝、合金板、合金丝、芳纶、碳、聚酯、尼龙或其他高模量的织物之一或其组合。

优选地，支撑部3整体的宽度与外环部2的宽度相等，内支撑件31、外支撑件32及中间支撑件33的厚度大约是外环部2厚度的2％到60％。

可选地，在本发明的其他实施例中，内支撑件31、外支撑件32及中间支撑件33之间的宽度、厚度和钢度也可以不相同。

在其他实施例中，特殊情况下，例如车辆缓冲要求不高时，可取消所述中间支撑件33，外支撑件32的波谷与所述内支撑件31的顶部固定连接。

可选地，通过已知方法，例如通过硫化的弹性材料附着或通过任何适当的化学、粘着剂粘结或机械紧固或铸造或注塑或模制工艺，可将内环部1、外环部2、胎面部4和支撑部3连接在一起。

本发明免充气轮胎通过将外支撑件32及中间支撑件33设置为环形波状而内支撑件31设置为拱状，外支撑件32的波峰与外环部2相连，波谷与中间支撑件33的波峰相连，中间支撑件33的波谷又与拱状的内支撑件31的顶部相连，如此构成网状的支撑部3，免充气轮胎的载荷便可在支撑部3中层层缓冲，其缓冲空间较大，因此具有较好的缓冲效果，同时，由于外支撑件32的邻近外环部2的两相对弧部与地面之间的夹角较小，在旋转的过程中表现为逐渐切入，如此传递至外支撑件32的扭矩主要通过外支撑件32受拉，从而扭矩可较为及时地传递至外环部2。

进一步地，外支撑件32和\或中间支撑件33的波关于过免充气轮胎的转轴的纵切面对称，如此可使轮胎的质心更为集中转轴处，从而减少有害的振动。

进一步地，外支撑件32及中间支撑件33中，同一个支撑件上面的波浪形状一致，且具有相同的波高和波长，波顶之间的波长大于波底之间的波长。

进一步地，外支撑件32及中间支撑件33的环形波为正弦环形波或复合环形波，相邻的外支撑件32与中间支撑件33之间及相邻的两中间支撑件33之间的相位角相差180度。在本实施例中，具体地，以笛卡尔直角坐标系为例，外支撑件32及中间支撑件33在正视图中的轮廓曲线可由以下参数方程获得：

x＝(R+A*sin(t*360*N+φ))*cos(t*360)；

y＝(R+A*sin(t*360*N+φ))*sin(t*360)；

z＝0；

其中R代表环形波中位圆的半径，A代表波浪的波幅，N代表波浪单元数量，φ代表相位角。复合环形波的轮廓曲线可以由基本初等函数中的三角函数拟合取得。将外支撑件32及中间支撑件33设为规律的正弦环形波或复合环形波可以简化两者的生产制作，并进一步地减轻有害振动。

进一步地，外支撑件32与中间支撑件33的波浪单元的数量一一对应，且外支撑件32的数量范围为3至80个，如此可以在缓冲载荷及支撑载荷之间进行选择并取得较好平衡，可以理解的是，当外支撑件32或中间支撑件33的波浪的数量较多时，支撑部3会表现出更大的钢度，从而减弱免充气轮胎的缓冲性能，而波浪的数量较少时，支撑部3会表现出较小的钢度，从而减弱免充气轮胎的支撑强度，但免充气轮胎的缓冲性能会增强，因此，具体波浪的数量多少可视车辆的载重需求和缓冲需求来选定。

进一步地，相邻两内支撑件31的端部呈交叉设置，以增强内支撑件31与内环部1的连接强度。

进一步地，在另一实施例中，相邻的两内支撑件31的端部相连，多个内支撑件31沿周向呈波浪状延伸且围绕内环部1。内支撑件31在呈环形波的结构中可以看做两相邻的内支撑件31的共用一端点。当然，相邻的两所述内支撑件31的端部也可以既不交叉，也不相连，而是直接固定连接于内环部1的外周面上。

进一步地，通过一体模制成型工艺，可将内环部1、外环部2、胎面部4和支撑部3连接在一起，生产出本发明的免充气轮胎。

进一步地，免充气轮胎还包括蒙设在内环部1及外环部2的两端面的环状保护膜(图未示)，保护膜的径向内边缘与内环部1相连，保护膜的径向外边缘与外环部2的相连。设置保护膜可以防止外物进入支撑部3中的网眼中，可以理解的是，外物如石子等进入支撑部3的网眼中后会改变轮胎整体的质心位置，增强轮胎的振动，此外，石子等硬质物体在支撑部3网眼的滚动会碰伤或刮伤支撑部3的内部部件。

进一步地，保护膜可以设有用于透气及散热的透气孔隙。可以理解的是，这有助于免充气轮胎的散热。

进一步地，免充气轮胎还包括附着于外环部2的外周面且呈环状设置的胎面部4。胎面部4围设在外环部2的外周面上，胎面部4接地部分设有胎面花纹，胎面部4的主要作用是增加轮胎与路面间的磨擦力，使得与轮胎和路面间磨擦性能有关的汽车性能——动力性、制动性、转向操纵性和行驶安全性的正常发挥有了可靠的保障，也可提供部分缓冲功能。

可选地，可将胎面层设定为直线状，但设定为弯曲的或冠状几何形状时，沿胎外边缘的胎面不易磨损，且自行车、摩托车或其他两轮车辆较适宜使用弧形弯曲的胎面。本领域技术人员已知的是，可以使用任何适当的胎面花纹。

应当说明的是，本发明的各个实施例的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域的技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种免充气轮胎，其特征在于，包括环形内环部、套设在所述内环部的外围的环形外环部，以及位于所述内环部及外环部之间的支撑部；

所述支撑部包括设置在所述内环部外周面上的多个拱形内支撑件、设置在所述外环部内周面上的外支撑件，以及位于所述内支撑件与所述外支撑件之间的中间支撑件；

所述外支撑件及中间支撑件沿周向呈波浪状延伸且围绕所述内环部；所述外支撑件及中间支撑件均具有自所述内环部的轴心沿径向方向上的波峰及波谷，所述外支撑件的波峰与所述外环部的内周面固定连接，所述外支撑件的波谷与邻近的所述中间支撑件的波峰固定连接；

当所述中间支撑件为一个时，所述中间支撑件的波峰与外支撑件的波谷固定连接，而波谷与所述内支撑件的顶部固定连接；

当所述中间支撑件为多个时，相邻两所述中间支撑件中，邻近所述外环部的所述中间支撑件的波谷与邻近所述内环部的所述中间支撑件的波峰固定连接；

所述内支撑件的两端与所述内环部外周面固定连接，所述内支撑件的顶部与邻近的所述中间支撑件的波谷固定连接；

所述内支撑件、外支撑件及中间支撑件的厚度是外环部厚度的2％到60％，所述内支撑件（31）、外支撑件（32）及中间支撑件（33）之间的宽度、厚度和刚度不相同；

所述外支撑件及中间支撑件的环形波为正弦环形波或复合环形波，相邻的外支撑件与中间支撑件之间及相邻的两中间支撑件之间的相位角相差180度；

所述外支撑件及中间支撑件在正视图中的轮廓曲线由以下参数方程获得：

x＝(R+A*sin(t*360*N+φ))*cos(t*360)；

y＝(R+A*sin(t*360*N+φ))*sin(t*360)；

z＝0；

其中R代表环形波中位圆的半径，A代表波浪的波幅，N代表波浪单元数量，φ代表相位角。

2.如权利要求1所述的免充气轮胎，其特征在于，所述外支撑件及中间支撑件中，同一个支撑件上面的波浪形状一致，具有相同的波高和波长，且波顶之间的波长大于波底之间的波长。

3.如权利要求1所述的免充气轮胎，其特征在于，所述外支撑件与中间支撑件的波浪单元的数量一一对应，且所述外支撑件的波浪单元的数量范围为3至80个。