CN108688406A - 半充气轮胎及半充气轮胎的制造方法 - Google Patents

半充气轮胎及半充气轮胎的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种半充气轮胎，包括构造为与路面接触的胎面部，连接到胎面部的内周面的非充气部。半充气轮胎还包括连接到非充气部的内周面上且设有填充空气的空间的充气部，以及分别夹设在胎面部与非充气部以及非充气部与充气部之间的结合层。非充气部包括结合部和轮辐，该结合部包括连接到充气部的外周面上的内带、和与内带间隔开且围绕内带的外周面的外带，轮辐设置在内带和外带之间以连接内带和外带。

Description

半充气轮胎及半充气轮胎的制造方法
技术领域
本发明涉及一种半充气轮胎及半充气轮胎的制造方法。
背景技术
轮胎安装在范围从小型机动车辆到重型机动车辆的各种机动车辆上，且构造为执行支撑机动车辆的负载的功能、将机动车辆的动力传输到地面的动力传输功能以及吸收机动车辆在行进时由地面产生的振动或冲击的功能。
通常，充气轮胎主要作为前述轮胎使用。充气轮胎保持其中的气压且具有缓冲碰撞和弯曲/拉伸的作用，因而提供了杰出的乘车表现和振动吸收性能。然而，当充气轮胎被外部物体或冲击刺破而破损时，内部气压不能再维持。在这种情况下，充气轮胎难以执行作为轮胎的功能。此外，如果充气轮胎在机动车辆行进过程中破损，则会降低机动车辆的转向和制动能力。这会导致安全问题。
为了解决这个问题，发展出一种不需要填充空气的非充气轮胎。在非充气轮胎中，在胎面和胎轮之间设置弹性轮辐，以执行传统充气轮胎的内部气压的功能。
非充气轮胎具有在各种车辆行驶环境下防止刺破的效果。然而，由于轮辐有限的柔性，非充气轮胎面临乘坐表现和防止振动性能显著下降的问题。因此，需要研究一种能够结合充气轮胎和非充气轮胎的优点且可补救其缺陷的轮胎。
发明内容
本发明的实施例提供了一种半充气轮胎和半充气轮胎的制造方法，其能够获得优异的乘坐表现且可防止轮胎的刺破。
根据本发明的第一方案，提供一种半充气轮胎，其包括：构造为与路面接触的胎面部；连接到胎面部的内周面的非充气部；连接到非充气部的内周面的充气部，充气部包括填充空气的空间；以及分别夹设于胎面部与非充气部之间以及非充气部与充气部之间的结合层。
非充气部可包括带部，该带部包括连接到充气部的外周面的内带，和与内带间隔的外带，带部围绕内带的外周面；以及设置在内带和外带之间以连接内带和外带的轮辐。
一个或多个插槽可形成在气动部的外周面上，且待插入到插槽中的一个或多个插入突起形成在内带的内周面。
各个插入突起可包括：从内带的内周面伸出的杆部，以及从杆部的自由端向外延伸以具有扩大截面的凸缘部。
插入突起可由与内带相同的材料制成，且与内带一体形成。
插入突起的外部形状和插槽的内部形状可彼此互补，且插入突起的外表面与插槽的内表面紧密接触。
各个轮辐可包括：第一构件，其一端连接到外带的内周面，其另一端连接到内带的外周面；与第一构件周向间隔的第二构件，第二构件的一端连接到外带的内周面，且其另一端连接到内带的外周面；以及构造为连接第一构件和第二构件的第三构件。
轮辐可重复设置以沿周向间隔开，且彼此相邻设置的轮辐之间的区域的周向截面形状呈多边形。
各个轮辐可包括：第一构件，其一端连接到外带的内周面，且其另一端连接到内带的外周面；与第一构件横向间隔的第二构件，第二构件的一端连接到外带的内周面，且其另一端连接到内带的外周面；以及构造为连接第一构件和第二构件的第三构件。
轮辐可重复设置以沿横向间隔开，且彼此相邻设置的轮辐之间的区域的横向截面形状呈多边形。
第三构件可构造为连接第一构件和第二构件的中心部，以及第一构件和第二构件可围绕上述中心部弯曲。
吸音材料可插入到由所述第一构件、第二构件和第三构件界定的空间中。
吸音材料可包括通过层压高密度纤维材料和低密度纤维材料而获得的层压纤维材料。
吸音材料可包括多孔材料。
用于散热的一个或多个散热孔可沿着周向形成在非充气部的相对横向侧。
根据本发明的第二方案，提供了一种半充气轮胎制造方法，包括：模制和硫化充气部的步骤；将充气部固定到模具中的第一充气部固定步骤；通过将用于形成非充气部的材料注射到模具中而在充气部的外周面形成非充气部的非充气部注射模制步骤；将具有形成在其外周面上的非充气部的充气部固定到模具的第二充气部固定步骤；以及围绕非充气部的外周面包裹胎面部且在腔室中硫化胎面部的胎面部形成步骤。
一个或多个插槽可形成在充气部的外周面。
根据本发明的一个实施例的半充气轮胎设有非充气部，且因此能够防止轮胎的刺破并提高乘坐舒适性。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的半充气轮胎的示意性立体图；
图2是根据本发明的一个实施例的半充气轮胎的局部切开的示意性立体图；
图3是沿图1的线Ⅲ-Ⅲ截取的示意性横截面图；
图4是根据本发明的另一个实施例的半充气轮胎的局部切开的示意性立体图；
图5是图4的“V”指示的部分的示意性放大图；
图6A和图6B是根据本发明的再一实施例的半充气轮胎的示意性横截面图；
图7是根据本发明的又一个实施例的半充气轮胎的局部切开的示意性立体图；
图8至图7所示的半充气轮胎的示意性分解立体图；
图9是示出根据本发明的另一个实施例的半充气轮胎制造方法的流程图。
具体实施方式
在详细描述本发明之前，应指出的是本说明书或权利要求书中通篇使用的术语和特定用语不应被解释为通常或普遍的含义，而是可以基于发明人可正确限定术语以基于最佳模式描述本发明的原则而理解为对应于本公开技术实质的意思和概念。因此，本公开的实施例和附图仅为例示性的，并因此可代表公开的所有技术实质。因此，可以理解本公开的范围也可由各种等同和改型限定。
下文中将参照附图详细描述实施例。整个附图中相同的附图标记表示相同的部件。而且在本公开的描述中，如果对于相关已知部件或功能的详细描述使得对于本发明的主旨发生不必要的混淆，则其详细的描述将被省略。出于同样的原因，一些部件在附图中会被夸大、省略或示意性示出。各个部件的尺寸并不完全反映其真实尺寸。
图1是根据本发明的一个实施例的半充气轮胎的示意性立体图。图2是根据本发明的一个实施例的半充气轮胎的局部切开的示意性立体图。图3是沿图1的线Ⅲ-Ⅲ截取的示意性横截面图。
参照图1-图3，根据本公开的一个实施例的半充气轮胎10可包括胎面部100、非充气部200、充气部300和结合层400。
胎面部100可设置在半充气轮胎10的最外侧，且可在机动车辆的行驶过程中直接接触路面。
胎面部100可由橡胶制成。多个槽110可形成在胎面部100的外周面，以调节半充气轮胎10的驱动功率、制动功率和转向功率。
槽110可具有距离胎面部100的外周面预定的深度。例如，槽110可在胎面部100的外周面上沿周向和横向延伸。然而，槽110的形状可改型为本领域已知的各种形状。
现将限定关于方向的术语。周向指的是基于附图1沿着半充气轮胎的外周面延伸的方向。横向可参考图3中示出的X轴方向。径向可参考图3中示出的Y轴方向。
非充气部200可设置在胎面部100的内周面上。非充气部200可通过粘接剂结合到胎面部100的内周面。换言之，当模制半充气轮胎10时，非充气部200被模制，然后在非充气部200的外周面涂覆粘接剂。之后，胎面部100结合到非充气部200。非充气部200和胎面部100可通过硫化工艺结合到一起。这样，结合层400可夹设到非充气部200和胎面部100之间。
非充气部200可包括带(band)部210和轮辐220。带部210包括连接到充气部300的外周面上的内带(内圈)211，和与该内带211在径向间隔且围绕内带211的外周面设置的外带(外圈)212，而轮辐220设置在内带211和外带212之间以连接内带211和外带212。
非充气部200可由注射模制产品形成。非充气部200可使用热塑弹性体(TPE)模制。更特别地，非充气部200可使用热塑性聚酯弹性体(TPEE)、热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性聚烯(TPO)和热塑性聚酰胺弹性体(TPAE)中的至少一种注射模制。这样，带部210和轮辐220可彼此一体成型。
内带211可具有预定的宽度，且可形成带状，且其周向相对端彼此连接。充气部300可通过粘接剂结合到内带211的内周面。这样，结合层400可夹设在内带211和充气部300之间。
外带212可与内带211在径向间隔预定距离，且可设置为围绕内带211的外周面。如上所述，胎面部100可通过粘接剂结合到外带212的外周面。
如果需要，条带(belt，未示出)和冠带层(cap ply，未示出)可设置在内带211的内周面和充气部300的外周面之间，以及外带212的外周面和胎面部100的内周面之间。
轮辐220可设置在内带211和外带212之间。这样，轮辐220可用作用于连接内带211和外带212的支撑体。此外，轮辐220可用作吸震材料，以主要地分散和吸收施加到半充气轮胎10上的震动。
同时，各个轮辐220可包括第一构件221、第二构件222和连接第一构件221和第二构件222的第三构件223，该第一构件的一端连接到外带212的内周面，其另一端连接到内带211的外周面，而该第二构件的一端连接到外带212的内周面，其另一端连接到内带211的外周面。第二构件222与第一构件221横向间隔预定距离。第三构件223可连接第一构件221的中部221c和第二构件222的中部222c。第一构件221和第二构件222可关于其中部221c和222c弯折。
参照图3，可重复设置多个轮辐220，以在横向上间隔开。彼此相邻设置的轮辐220之间的区域的横截面(通过沿其轴线切割轮胎而获得)呈多边形，例如六边形。换言之，由第一构件221、与第一构件221相邻设置的轮辐220的第二构件222、内带211和外带212限定的空间的横截面可呈六边形。
第一构件221、第二构件222、第三构件223和外带212之间的区域的横截面，以及第一构件221、第二构件222、第三构件223和内带211之间的区域的横截面可呈梯形。
同时，一个或多个散热孔230可设置在非充气部200的横向侧面。散热孔230可设置为在机动车辆的行进过程中向外扩散半充气轮胎10产生的热量。例如，散热孔230可设置在多个位置且可沿周向彼此间隔预定距离。下文中，将参照图4和图5详细描述轮辐220的形状的改型。图4是根据本发明的另一个实施例的半充气轮胎的局部切开的示意性立体图。图5是图4中的B指示的部分的示意性放大图。
参照图4和图5所示，轮辐220可重复设置以在周向上彼此间隔开。彼此相邻设置的轮辐220之间的区域的周向截面(通过沿轮胎的周向切割轮胎而获得)可呈多边形，例如六边形。换言之，图4和图5示出的轮辐220与图1-图3示出的轮辐220的不同之处在于轮辐220沿周向重复设置。
就这一点而言，由第一构件221、设置为与第一构件221相邻的轮辐220的第二构件222、内带211和外带212限定的空间的周向截面可呈六边形。
第一构件221、第二构件222、第三构件223和外带212之间的区域的周向截面，以及第一构件221、第二构件222、第三构件223和内带211之前的区域的周向截面可呈梯形。
然而，在根据本发明的一个实施例的半充气轮胎10中，轮辐220的形状不局限于以上所述，而是可由本领域已知的轮辐220的各种形状来代替。
再参照图1-图3，充气部300可结合到非充气部200的内周面。例如，充气部300可通过粘接剂结合到非充气部200的内带211。这样，结合层400可夹设在非充气部200和充气部300之间。
充气部300可包括空间S，空气可填充到该空间中。充气部300可用作吸震构件，用于再次分散和吸收从非充气部200传输的震动。
充气部300可包括：用作框架的胎体310、设置在胎体310的外周面上的条带320、用于最小化条带320的移动并防止在高速行进时条带320被移除的冠带层330、形成在冠带层330的两端且联接到车轮的轮缘(未示出)上的胎缘340，以及构造为形成充气部300的外表面的橡胶层350。充气部300的构造在本领域中是已知的。因此，将省略对其的详细描述。
下文中将参照图6A和图6B描述根据本发明的再一实施例的半充气轮胎。
参照图6A和图6B，根据本发明的再一实施例的半充气轮胎10包括胎面部100、非充气部200、充气部300和结合层400。根据本发明再一实施例的半充气轮胎10的构造与图1-图3所示出的半充气轮胎10的构造基本相同，不同之处在于非充气部200的构造。因此，将省略对于相同构造的描述。
参照附图6A，在根据本发明的再一实施例的半充气轮胎10中，内带211可包括径向向内突起的多个插入突起211a。多个插入突起211a可在横向上间隔开。
插入突起211a可插入其中的插槽360可形成在橡胶层350中，以对应于插入突起211a。与插入突起211a相类似，多个插槽360可以横向间隔的关系形成在橡胶层350的外周面。
当注射模制带部210时可同时形成插入突起211a。这样，插入突起211a和内带211可由相同材料一体形成。各个插入突起211a均包括从内带211的内周面突起的杆部211b，以及从杆部211b的自由端向外延伸以具有扩大的截面的凸缘部211c。在这种情况下，插入突起211a的外部形状与插槽360的内部形状可彼此互补。因此，插入突起211a可紧密配合到插槽360中。
在图6B中，示出了插入突起211a的另一示例。参照附图6B，插入突起211a可具有梯形截面。换言之，插入突起211a可形成为使得其截面从内带211侧朝向充气部300侧逐渐增大。
如上所述，在根据本发明的又一实施例的半充气轮胎10的情况下，非充气部200和充气部300可通过将插入突起211a配合到橡胶层350的插槽360中而彼此牢固结合。
图6A和图6B示出的插入突起211a的形状仅是示例性的。插入突起211a的形状可进行各种改型，只要插入突起211a通过注射模制工艺可插入到充气部300的橡胶层350中即可。另一方面，在非充气部200与充气部300注射模制之前，可将粘接剂涂覆在充气部300的外周面。结果，在完成注射模制工艺之后，粘接剂组份可包含在与充气部300相邻的非充气部200中。
下文中参照附图7和图8描述根据本发明的再一实施例的半充气轮胎10。
参照图7和图8，根据本发明再一实施例的半充气轮胎10可包括胎面部100、非充气部200、充气部300、结合层400和吸音材料230。除了吸音材料230的构造之外，根据本公开的再一实施例的半充气轮胎10的构造与图4、图5所示出的半充气轮胎10的构造相同。这样，将省略相同构造的描述。
吸音材料230可插入到非充气部200以吸收声音。例如，吸音材料230可插入到由带部210、第一构件221、第二构件222和第三构件223限定的空间中，以降低声音。
为了更容易插入到非充气部200，吸音材料230可形成为柱形，该柱形对应于由带部210、第一构件221、第二构件222和第三构件223限定的空间的截面形状。
为了增强减小声音的效果，吸音材料230可包括多孔材料或通过层压高密度纤维材料和低密度纤维材料而获得的层压纤维材料。
结果，根据本公开的再一实施例的半充气轮胎10通过将吸音材料230插入到非充气部200可提高减小声音的效果。
下文中，将参照附图9描述根据本公开的又一实施例的半充气轮胎的制造方法。
参照附图9，首先执行充气部模制和硫化步骤S1。在充气部模制和硫化步骤S1中，插槽可形成在充气部的外周面。然后是第一充气部固定步骤S2，在该步骤中，在模具中固定模制和硫化的充气部。此时，粘接剂可涂覆在充气部的外周面。在充气部固定到模具中之后是非充气部注射模制步骤S3，在该步骤中，将用于形成非充气部的材料注射到模具中，且在充气部的外周面形成非充气部。在这种情况下，非充气部可使用热塑性聚酯弹性体(TPEE)、热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性聚烯(TPO)和热塑性聚酰胺弹性体(TPAE)中的至少一种注射模制。在非充气部注射模制步骤S3中，可注射模制构成非充气部的带部和轮辐。此外，插入突起可模制到形成于充气部的外周面上的插槽中。插入突起和插槽可通过注射模制工艺彼此完全接触。另外，由于粘接剂在注射模制工艺之前涂覆在充气部的外周面上，因而粘接剂组分可包含在邻近充气部的注射模制的非充气部中。
在非充气部注射模制步骤S3完成之后，可在模具中执行再次固定充气部的第二充气部固定步骤S4。在充气部固定之后，粘接剂可涂覆在充气部的外周面上。在涂覆粘接剂之后执行胎面部形成步骤S5，在该步骤中，围绕充气部的外周面包裹胎面部，且在腔室内硫化胎面部。
如上所述，在根据本公开实施例的半充气轮胎10中，在充气部300的外周面设置非充气部200。因此可以防止半充气轮胎10的刺破，同时可以保持乘坐表现和吸震性能等充气轮胎的优点。
虽然参照多个实施例示出和描述了本发明，但是应理解本领域技术人员能够设计不背离本发明的范围且如所附权利要求限定的许多其他变化和改型。

Claims (18)

1.一种半充气轮胎，包括：
胎面部，构造为与路面接触；
非充气部，连接到所述胎面部的内周面；
充气部，连接到所述非充气部的内周面，所述充气部包括能填充空气的空间；以及
结合层，分别夹设在所述胎面部和所述非充气部之间，以及所述非充气部和所述充气部之间。
2.如权利要求1所述的半充气轮胎，其中所述非充气部包括：
带部，包括：联接到所述充气部的外周面的内带，和与所述内带间隔开的外带，所述带部围绕所述内带的外周面；以及
轮辐，设置在所述内带和所述外带之间以连接所述内带和所述外带。
3.如权利要求2所述的半充气轮胎，其中一个或多个插槽形成在所述充气部的外周面，以及能插入到所述插槽中的一个多个插入突起形成在所述内带的内周面。
4.如权利要求3所述的半充气轮胎，其中每个所述插入突起均包括从所述内带的内周面突出的杆部和从所述杆部的自由端向外延伸以具有扩大的截面的凸缘部。
5.如权利要求3所述的半充气轮胎，其中所述插入突起由与所述内带相同的材料制成，且与所述内带一体形成。
6.如权利要求3所述的半充气轮胎，其中所述插入突起的外部形状与所述插槽的内部形状彼此互补，且所述插入突起的外表面与所述插槽的内表面紧密接触。
7.如权利要求2所述的半充气轮胎，其中每个所述轮辐均包括：
第一构件，其一端连接到所述外带的内周面，其另一端连接到所述内带的外周面；
第二构件，与所述第一构件周向间隔，且所述第二构件的一端连接到所述外带的内周面，所述第二构件的另一端连接到所述内带的外周面；以及
第三构件，构造为连接所述第一构件和所述第二构件。
8.如权利要求7所述的半充气轮胎，其中所述轮辐重复设置以在周向上间隔开，以及彼此相邻设置的所述轮辐之间的区域的周向截面呈多边形。
9.如权利要求2所述的半充气轮胎，其中各个所述轮辐包括：
第一构件，其一端连接到所述外带的内周面，其另一端连接到所述内带的外周面；
第二构件，与所述第一构件横向间隔，且所述第二构件的一端连接到所述外带的内周面，所述第二构件的另一端连接到所述内带的外周面；以及
第三构件，构造为连接所述第一构件和所述第二构件。
10.如权利要求9所述的半充气轮胎，其中所述轮辐重复设置以在横向上间隔开，以及彼此相邻设置的所述轮辐之间的区域的横向截面呈多边形。
11.如权利要求7所述的半充气轮胎，其中所述第三构件构造为连接所述第一构件的中部和所述第二构件的中部，以及所述第一构件和所述第二构件围绕所述中部弯折。
12.如权利要求9所述的半充气轮胎，其中所述第三构件构造为连接所述第一构件的中部和所述第二构件的中部，以及所述第一构件和所述第二构件围绕所述中部弯折。
13.如权利要求7所述的半充气轮胎，其中吸音材料插入到由所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件限定的空间中。
14.如权利要求13所述的半充气轮胎，其中所述吸音材料包括通过层压高密度纤维材料和低密度纤维材料获得的层压纤维材料。
15.如权利要求13所述的半充气轮胎，其中所述吸音材料包括多孔材料。
16.如权利要求1所述的半充气轮胎，其中用于散发热量的一个或多个散热孔沿着周向形成在非充气部的相对的横向侧面。
17.一种半充气轮胎的制造方法，包括：
模制和硫化充气部的步骤；
第一充气部固定步骤，在模具中固定所述充气部；
非充气部注射模制步骤，通过在所述模具中注射用于形成非充气部的材料而在所述充气部的外周面形成非充气部；
第二充气部固定步骤，将外周面上形成有非充气部的充气部固定到模具；以及
胎面部形成步骤，围绕所述非充气部的外周面包裹胎面部且在腔室中硫化所述胎面部。
18.如权利要求17所述的方法，其中一个或多个插槽形成在所述充气部的外周面。
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