CN105365478B - 具有提高的乘坐舒适性的非充气轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种非充气轮胎。该非充气轮胎包括：圆筒状胎面，被构造成与路面接触；铝轮毂，被构造成形成比胎面圆周小的圆周并同心地设置在胎面内；以及聚氨酯轮辐，被构造成在将胎面与铝轮毂连接的同时，执行震动吸收作用。该铝轮毂包括多个沿着铝轮毂的圆周表面以预定间隔形成的压低的凹槽。由振动隔离材料制成的多个隔振器插入到该凹槽中。
Description
技术领域
本发明总体而言涉及一种非充气轮胎，更确切地涉及一种包括位于聚氨酯轮辐和铝轮毂之间的隔振器，从而达到优异的隔振效果且进一步提高了轮辐和轮毂之间的附着性能的非充气轮胎。
背景技术
与充气轮胎相反，非充气轮胎被设计为由轮辐承担气压的作用。非充气轮胎的优点在于消除了爆胎的危险，这是充气轮胎的主要问题，并且也不必维持气压。一般而言，常规的非充气轮胎包括轮辐构件，该轮辐构件以预定的间隔并在预定的角度范围内设置在内部和外部圆筒部件之间，从而在轮辐构件中存在空的空间，这就会导致在汽车行驶期间产生剧烈的振动。
最近，已经研发出一种非充气轮胎，该非充气轮胎具有由聚氨酯制成的轮辐与铝轮毂直接接触的结构。虽然这种轮胎主要是通过橡胶胎面来隔离发生在与路面接触的轮胎表面的冲击，但是该轮胎的缺点在于该轮胎不利于乘坐的舒适性，这是因为在轮胎旋转期间，当轮胎与路面接触时产生的冲击力或压力从聚氨酯轮辐传递到轮毂。
发明内容
本发明的至少一个实施例是针对非充气的设备，其能够减少聚氨酯轮辐和铝轮毂之间的振动传递，从而提高轮胎的乘坐舒适性。
根据本发明的一个方面，其提供了一种非充气轮胎，包括：圆筒状胎面，被构造成与路面接触；铝轮毂，被构造成形成比胎面圆周小的圆周，并同心地设置在胎面内；以及聚氨酯轮辐，被构造成在将胎面与铝轮毂连接的同时，执行震动吸收作用，其中铝轮毂包括多个沿着铝轮毂的圆周表面以预定间隔形成的压低的凹槽，并且由振动隔离材料制成的多个隔振器插入到所述凹槽中。
附图说明
本发明的上述以及其他的目的、特点和优点从下面结合附图的详细描述中将会变得更清楚，其中：
图1为根据本发明实施例的非充气轮胎的立体图；
图2A为示出了根据本发明的实施例形成于铝轮毂上的凹槽的结构的主视图；
图2B为示出了根据本发明的实施例将隔振器插入到铝轮毂的凹槽中的结构的主视图；
图3为图2B的A部放大图；
图4为示出了根据本发明的测试例1制造的铝轮毂的主视照片；
图5为绘制了基于测试例1和比较测试例1的隔振性能的测量结果的曲线图。
具体实施方式
下面参考附图对本发明的实施例进行详细地描述。但是需要注意的是，附图示出的实施例只是示意性地详细描述了本发明的技术主旨，因此本发明的技术主旨并不限于附图中所示的特定的形状。
图1为根据本发明的实施例的非充气轮胎的立体图。参考图1，根据本发明的非充气轮胎包括胎面10和铝轮毂20，所述胎面10被构造为与路面接触且具有预定的图案形状，所述铝轮毂20被构造为具有比胎面10的圆周小的圆周且同心地设置在胎面10内。此外，非充气轮胎还包括轮辐30，其被构造为在将胎面10和铝轮毂20连接的同时，提供震动吸收作用。轮辐30作为震动吸收部件，由聚氨酯制成。
本发明旨在通过在聚氨酯轮辐30和铝轮毂20之间插入具有振动隔离效果的橡胶隔振器来提高轮胎的乘坐舒适性。从广义上说，本文使用的术语“振动隔离”指的是用于隔离、阻止或隔开沿着从振动源到邻近机械部件传递振动的振动通路的全部类型的技术。更具体地，本文使用的术语“振动隔离”指的是阻止由发生在与路面接触的轮胎表面上的冲击或压力所产生的振动传递到铝轮毂20上。
图2A为示出了根据本发明的实施例形成在铝轮毂上的凹槽的结构的主视图。参考图2A，铝轮毂20包括多个凹槽21，所述多个凹槽以预定的间隔形成在铝轮毂20的圆周表面上。图2B为示出了根据本发明的实施例将隔振器插入到铝轮毂的凹槽中的结构的主视图。参考图2B，由振动隔离材料制成的隔振器22被插入到凹槽21中。这些隔振器22能够有效地隔离由发生在与路面接触的轮胎表面上的冲击和压力所产生的振动。
如上所述，本发明被设计为，铝轮毂20以凹槽21形成在铝轮毂20的圆周表面上且凹槽21内填充隔振器22的结构而制成，从而防止减弱铝轮毂20和轮辐30结合的性能。即，通常为了将铝轮毂20和轮辐30结合，将粘合剂涂到铝轮毂20的圆周表面，然后将铝轮毂20与轮辐30结合在一起。根据本发明，压低的台阶状的凹槽21形成在铝轮毂20上，并且隔振器22被插入到凹槽21中，从而铝轮毂20和轮辐30之间的滑动摩擦被减弱，因此提高了铝轮毂20和轮辐30之间的粘合性。
同时，虽然凹槽21被图示为设计成沿着轮胎纵向方向，即图2A中轮胎的圆周方向延伸，但是在本发明的另一实施例中，凹槽21也可以沿着轮胎宽度方向，即与轮胎的圆周方向垂直的方向形成，并且隔振器22可以被插入到凹槽21中。
图3为图2B的A部放大图。参考图3，在本发明的实施例中，一个凹槽21的宽度w优选为铝轮毂20的总宽度的10～15％。当该宽度w小于铝轮毂20的总宽度的10％时，振动隔离效果就会减弱，而当该宽度w超过铝轮毂20的总宽度的15％时，铝轮毂20和轮辐30之间的粘合性就会降低。
相邻凹槽21之间的间隔d优选为凹槽21的宽度w的30～50％。当间隔d小于该宽度w的30％时，隔振器22插入的面积就会增加，从而轮毂20和轮辐30之间的粘合性有可能降低。相反，当间隔d超过该宽度w的50％时，隔振器22插入的面积就会减小，从而振动隔离效果就会减弱。
凹槽21的厚度h优选为铝轮毂20的横向部分的总厚度H的20～50％。当该厚度h小于铝轮毂20的横向部分的总厚度H的20％时，振动隔离效果会不充分，而当该厚度h大于铝轮毂20的横向部分的总厚度H的50％时，铝轮毂20的强度会减弱并且轮胎的重量也会增加。
为了实现本发明所期望的振动隔离效果，隔振器22的材料优选为具有等于或小于聚氨酯(即轮辐30的材料)弹性模量20％的柔软弹性模量的材料。
当使用振动隔离材料时，能够从理论上进行应用的传递率(TR)约化方程可以由方程式1来表示：
在方程式1中，Ksource为聚氨酯轮辐的弹性模量，其值为大约32Mpa。
Kbody为铝轮毂的弹性模量，其值为大约76000Mpa。
Kiso为用作隔振器的隔离橡胶的弹性模量，其值为大约6Mpa。
表1列出了振动传递率，该振动传递率基于根据方程式1的Ksource/Kiso和Kbody/Kiso的值：
表1
根据表1，随着聚氨酯的弹性模量Ksource与隔振器22的弹性模量Kiso的比率减小，振动隔离效果就会增加。根据本发明的实施例，隔振器22的弹性模量优选为聚氨酯的弹性模量的1～20％。当弹性模量超过20％时，隔振器22达到的振动隔离效果显著地降低。
在将隔振器22应用到铝轮毂20的整个圆周表面的情况下，当根据方程式1计算振动隔离效果时，理论上可以达到减小大约66％的振动传递率的效果。然而，在将隔振器22应用到铝轮毂20的整个圆周表面时，有可能在组装后铝轮毂20和轮辐30之间的滑动摩擦增加，并因此粘合性能降低。因此，本发明的发明人已经设计了隔振器22的插入方式，因此隔振器22的总表面积最大为铝轮毂20的总表面积的50％，为组装后铝轮毂20和轮辐30之间的分离现象做准备。
在应用了隔振器22，使隔振器22的总表面积对应于铝轮毂20的总表面积的50％的情况下计算振动隔离效果时，可以达到33％的传递率减小效果。当应用了隔振器22，使隔振器22的总表面积对应于铝轮毂20的圆周表面积的50％或更小时，产生的优点是不仅能够实现振动隔离效果，而且轮辐30和铝轮毂20之间的粘合性能也有所提高。在50％的范围内，随着插入的隔振器22的表面与铝轮毂20的圆周表面的比率增加，振动隔离效果也随着增加。
本发明的实施例中能够使用的隔振器22的材料可以是任何柔软的材料，只要该材料具有的弹性模量等于或小于聚氨酯的弹性模量的20％。典型的振动隔离材料是防振橡胶。更具体地，隔振器的材料可以是从丁基橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、包括顺丁烯二酸或顺丁烯二酸的衍生物的丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯醚橡胶、卤化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶和溴化聚乙烯橡胶构成的群组中选择的一种或多种材料。
本发明使用测试例进行更加详细的描述。这些测试例仅仅用于描述本发明的特定实例，本发明的保护范围不受限于这些实例。
测试例1：将振动隔离橡胶插入到铝轮毂中的非充气轮胎的振动隔离性能的测量
如图4所示的铝轮毂20通过在轮胎内衬中使用丁基橡胶作为隔振器22进行组装。在这种情况下，凹槽21的宽度w为16mm，凹槽21之间的间隔d为7.5mm，以及凹槽的厚度为6mm。输入力通过使用冲击锤来对非充气轮胎施加振动而被施加到装备了如上所述组装的铝轮毂20的轮胎上，并且在铝轮毂20的中央测量反作用力。使用安装在铝轮毂20的轴向中心的6组件负载单元传感器来测量反作用力。通过计算输入力和反作用力的比率来测量振动隔离性能，测量结果在图5的曲线图中绘出。
比较测试例1：非充气轮胎的振动隔离性能的测量
输入力通过使用冲击锤来对普通非充气轮胎的外侧施加振动而施加，并且在铝轮毂的中央测量反作用力。通过计算输入力和反作用力的比率来测量振动隔离性能，测量结果在图5的曲线图中绘出。
参考图5的曲线图，当测试例1的振动传递率与比较测试例1的振动传递率比较时，可以看出其最大值从2.5减小到了1.6，减小了大约36％。
根据本发明的至少一个实施例的非充气轮胎包括在多个凹槽中的隔振器，该多个凹槽形成在铝轮毂上，从而轮胎具有优异的振动隔离效果，能有效地隔离由发生在接触地面的轮胎表面上的压力或冲击所产生的振动，因此提高乘坐的舒适性，并且轮辐和轮毂之间的粘合性能变得优异。
虽然上面对本发明的特定的实施例进行了详细描述，但是本发明并不受限于上述实施例，对于本领域技术人员来说，很明显本发明的结构在不脱离本发明的范围的情况下，可以不同的方式进行修改和替换。因此，本发明真正的保护范围应该基于所附的权利要求书以及与权利要求书等同的范围而确定。
Claims (6)
1.一种非充气轮胎，包括：圆筒状胎面，被构造成与路面接触；铝轮毂，被构造成形成比胎面圆周小的圆周并同心地设置在胎面内；以及聚氨酯轮辐，被构造成在将胎面与铝轮毂连接的同时，执行震动吸收作用；
其中铝轮毂包括多个沿着铝轮毂的圆周表面以预定间隔形成的压低的凹槽，并且由振动隔离材料制成的多个隔振器插入到所述凹槽中从而所述隔振器沿着轮胎的圆周方向插在铝轮毂的圆周表面上，并且所述凹槽的宽度w为铝轮毂的总宽度的10～15％。
2.一种非充气轮胎，包括：圆筒状胎面，被构造成与路面接触；铝轮毂，被构造成形成比胎面圆周小的圆周并同心地设置在胎面内；以及聚氨酯轮辐，被构造成在将胎面与铝轮毂连接的同时，执行震动吸收作用；
其中铝轮毂包括多个沿着铝轮毂的圆周表面以预定间隔形成的压低的凹槽，并且由振动隔离材料制成的多个隔振器插入到所述凹槽中从而所述隔振器沿着轮胎的圆周方向插在铝轮毂的圆周表面上，并且
相邻凹槽之间的间隔d为凹槽宽度w的30～50％。
3.一种非充气轮胎，包括：圆筒状胎面，被构造成与路面接触；铝轮毂，被构造成形成比胎面圆周小的圆周并同心地设置在胎面内；以及聚氨酯轮辐，被构造成在将胎面与铝轮毂连接的同时，执行震动吸收作用；
其中铝轮毂包括多个沿着铝轮毂的圆周表面以预定间隔形成的压低的凹槽，并且由振动隔离材料制成的多个隔振器插入到所述凹槽中从而所述隔振器沿着轮胎的圆周方向插在铝轮毂的圆周表面上，并且
凹槽的厚度h为铝轮毂的横向部分的总厚度H的20～50％。
4.一种非充气轮胎，包括：圆筒状胎面，被构造成与路面接触；铝轮毂，被构造成形成比胎面圆周小的圆周并同心地设置在胎面内；以及聚氨酯轮辐，被构造成在将胎面与铝轮毂连接的同时，执行震动吸收作用；
其中铝轮毂包括多个沿着铝轮毂的圆周表面以预定间隔形成的压低的凹槽，并且由振动隔离材料制成的多个隔振器插入到所述凹槽中从而所述隔振器沿着轮胎的圆周方向插在铝轮毂的圆周表面上，并且
隔振器的弹性模量等于或小于聚氨酯的弹性模量的20％。
5.一种非充气轮胎，包括：圆筒状胎面，被构造成与路面接触；铝轮毂，被构造成形成比胎面圆周小的圆周并同心地设置在胎面内；以及聚氨酯轮辐，被构造成在将胎面与铝轮毂连接的同时，执行震动吸收作用；
其中铝轮毂包括多个沿着铝轮毂的圆周表面以预定间隔形成的压低的凹槽，并且由振动隔离材料制成的多个隔振器插入到所述凹槽中从而所述隔振器沿着轮胎的圆周方向插在铝轮毂的圆周表面上，并且
隔振器的总表面积是铝轮毂的圆周表面积的50％。
6.如权利要求1-5中任一项所述的非充气轮胎，其中隔振器由从丁基橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、包括顺丁烯二酸或顺丁烯二酸的衍生物的丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯醚橡胶、卤化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶和溴化聚乙烯橡胶构成的群组中选择的一种或多种材料制成。
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