CN109017164A - 一种免充气轮胎结构 - Google Patents

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朱晓磊
吴涛羽
陆晓峰
刘杨
李明轩
顾付伟
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C7/00—Non-inflatable or solid tyres
    • B60C7/10—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency

Abstract

一种免充气轮胎，其特征在于包括橡胶胎面(1)、外层环(2)、手征结构环(3)、内层环(4)和轮辋(5)；橡胶胎面(1)的内圈与外层环(2)的外圈相匹配硫化一体连接；外层环(2)的内圈与手征结构环(3)相匹配一体连接；手征结构环(3)的内圈与内层环(4)的外圈相匹配一体连接；内层环(4)的外圈和轮辋(5)相匹配一体连接；手征结构环(3)是由三层手征结构组成的结构。与现有技术相比，本发明采用了具有优良隔振性、高承载性能和超弹性的手征结构来代替实芯结构和充气轮胎的方式，可以避免充气轮胎的安全隐患，并且减振缓冲性能好，可以大幅改善车辆的乘坐舒适性和抗颠簸能力。

Description

一种免充气轮胎结构
技术领域
本发明涉及轮胎技术领域，具体是一种非充气轮胎。
背景技术
轮胎是车辆唯一接触地面起支撑车体重量，向地面传递驱动力、制动力和转向力的重要组成部件，并保证车辆具有良好的乘坐舒适性、驾驶平顺性、通过性以及燃油经济性。高速公路46％的交通事故是因轮胎故障引起，爆胎占轮胎事故总量的70％。因此，轮胎的安全性是尤为重要的。本专利开发了一种免充气轮胎，解决传统充气轮胎在行驶过程中具有易爆胎、漏气和不耐扎刺等缺点，提高车辆行驶的安全性。
发明内容
本发明目的在于提供一种防止爆胎、减轻轮胎重量、提高乘坐舒适性的免充气轮胎。
为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种免充气轮胎，包括橡胶胎面(1)、外层环(2)、手征结构环(3)、内层环(4)和轮辋(5)；橡胶胎面(1)的内圈与外层环(2)的外圈相匹配硫化一体连接；外层环(2)的内圈与手征结构环(3)相匹配一体连接；手征结构环(3)的内圈与内层环(4)的外圈相匹配一体连接；内层环(4)的外圈和轮辋(5)相匹配一体连接；手征结构环(3)是由三层手征结构组成的结构。
所述手征结构环(3)包括自内而外相互连接的六韧带手征结构环第一层(31)、六韧带手征结构环第二层(32)和六韧带手征结构环第三层(33)；手征结构环第三层(33)与内层环(4)外圈相互匹配一体连接；六韧带手征结构环第一层(31)包括第一层圆形角点(316)和连接相邻第一层圆形角点(316)的第一层韧带(317)；六韧带手征结构环第二层(32)包括第二层圆形角点(326)和连接相邻第二层圆形角点(326)的第二层韧带(327)；六韧带手征结构环第三层(33)包括第三层圆形角点(336)和连接相邻第三层圆形角点(336)的第三层韧带(337)；六韧带手征结构环第一层(31)与六韧带手征结构环第二层(32)之间通过若干第一衔接韧带(3132)连接为一体；六韧带手征结构环第二层(32)与六韧带手征结构环第三层(33)之间通过若干第二衔接韧带(3233)连接为一体。
所述橡胶胎面(1)外圈上分布防滑槽(11)。
所述外层环(2)、手征结构环(3)和内层环(4)采用金属材料或聚氨酯高分子材料。
所述手征结构环(3)的手征结构为四韧带手征结构、四韧带反手征结构或六韧带手征结构等。
本发明一种免充气轮胎巧妙地利用了手征结构的优良隔振性、高承载性能和超弹性，采用梯度化方法对手征结构进行合理设计，设计出一种新的免充气轮胎，相较于一般的免充气轮胎，具有以下优点：
(1)相比与一般的免充气轮胎，一种免充气轮胎不改变现有的标准轮辋结构，仅用手征结构的特殊保证轮胎的行驶经济性、驾驶平顺性。
(2)相比于一般的免充气轮胎，一种免充气轮胎采用了手征结构，有效减轻了轮胎整体的重量，从而提高了免充气轮胎的行驶经济性。
(3)相比于一般的免充气轮胎，一种免充气轮胎采用了手征结构，当轮胎受载时，通过圆环节点的旋转和韧带的弯曲来吸收载荷，提高了免充气轮胎的承载性能。
(4)相比于一般的免充气轮胎，一种免充气轮胎采用了手征结构，当轮胎受到载荷激励时，通过手征结构特殊的抑振机理，可以有效改善免充气轮胎的隔振性能，提高乘坐舒适性。
(5)相比于一般的免充气轮胎，一种免充气轮胎采用了手征结构，手征结构是一种具有负泊松比效应的支撑结构，使得本轮胎的适用性更加良好。
与现有技术相比，本发明采用了具有优良隔振性、高承载性能和超弹性的手征结构来代替实芯结构和充气轮胎的方式，可以避免充气轮胎的安全隐患，并且减振缓冲性能好，可以大幅改善车辆的乘坐舒适性和抗颠簸能力。
附图说明
图1为典型六韧带手征结构图。
图2为典型四韧带手征结构图。
图3为典型四韧带反手征结构图。
图4为以六韧带手征结构为例：本发明的结构示意图。
图5为本发明的六韧带手征结构环的主视图。
图6为本发明的六韧带手征结构环的立体视图。
图7是图5的局部放大示意图。
图8为以六韧带手征结构为例：本发明的侧视图。
附图标记说明：1、橡胶胎面；2、外层环；3、六韧带手征结构环；4、内层环；5、轮辋；11、防滑槽；31、六韧带手征结构环第一层；32、六韧带手征结构环第二层；33、六韧带手征结构环第三层；6、圆形角点；7、韧带；316、第一层圆形角点；317、第一层韧带；326、第二层圆形角点；327、第二层韧带；336、第三层圆形角点；337、第三层韧带；3132、第一衔接韧带；3233、第二衔接韧带。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述：
以六韧带手征结构为例：
如图1-8所示，一种免充气轮胎，包括橡胶胎面(1)、外层环(2)、手征结构环(3)、内层环(4)和轮辋(5)；橡胶胎面(1)的内圈与外层环(2)的外圈相匹配硫化一体连接；外层环(2)的内圈与手征结构环(3)相匹配一体连接；手征结构环(3)的内圈与内层环(4)的外圈相匹配一体连接；内层环(4)的外圈和轮辋(5)相匹配一体连接；手征结构环(3)是由三层手征结构组成的结构。
所述手征结构环(3)包括自内而外相互连接的六韧带手征结构环第一层(31)、六韧带手征结构环第二层(32)和六韧带手征结构环第三层(33)；手征结构环第三层(33)与内层环(4)外圈相互匹配一体连接；六韧带手征结构环第一层(31)包括第一层圆形角点(316)和连接相邻第一层圆形角点(316)的第一层韧带(317)；六韧带手征结构环第二层(32)包括第二层圆形角点(326)和连接相邻第二层圆形角点(326)的第二层韧带(327)；六韧带手征结构环第三层(33)包括第三层圆形角点(336)和连接相邻第三层圆形角点(336)的第三层韧带(337)；六韧带手征结构环第一层(31)与六韧带手征结构环第二层(32)之间通过若干第一衔接韧带(3132)连接为一体；六韧带手征结构环第二层(32)与六韧带手征结构环第三层(33)之间通过若干第二衔接韧带(3233)连接为一体。
所述手征结构环第一层(31)、第二层(32)和第三层(33)的圆环节点以自身半径为依据沿层间呈梯度变化，层间相连的韧带壁厚与其所连接的圆环节点壁厚相适应。。
所述橡胶胎面(1)外圈上分布防滑槽(11)。
所述外层环(2)、手征结构环(3)和内层环(4)采用金属材料或聚氨酯高分子材料。
所述手征结构环(3)的手征结构为四韧带手征结构、四韧带反手征结构或六韧带手征结构等。如图1至图3，以六韧带手征结构为例，所谓六韧带手征结构是指在一个六边形的六个角点和几何中心处存在一定厚度的镂空圆环节点，这些圆环节点通过与自身相切的韧带7相连接。处于几何中心位置的圆形角点6通过六根韧带与六个角点处的圆形角点6相连接。四韧带手征结构、四韧带反手征结构与六韧带手征结构相似，如图2、图3所示，不再赘述。
本发明主要包括橡胶胎面(1)、外层环(2)、手征结构环(3)、内层环(4)和轮辋(5)；所述轮胎由内而外依次设有轮辋(5)、内层环(4)、手征结构环(3)、外层环(2)和橡胶胎面(1)；其中橡胶胎面(1)外侧设有防滑槽(11)。橡胶胎面(1)与外层环(2)外圈硫化成一体。外层环(2)、手征结构环(3)和内层环(4)采用金属材料或聚氨酯弹性体等具有较好耐磨性的高分子材料。
所述手征环(3)是由三层手征结构组成的结构。所谓手征结构是指由可弯曲变形的韧带和可旋转变形的圆形角点构成，根据与圆形角点相连的韧带数目，可以将手征结构分为四韧带结构和六韧带结构等，同时根据韧带安装的方向可以有四韧带手征结构和四韧带反手征结构等。当轮胎受到载荷时，通过手征结构特殊的变形和抑振机理，可以有效提高免充气轮胎的承载能力和改善免充气轮胎的隔振性能，提高乘坐舒适性。
手征环(3)共有三层，由内向外依次为第一层(31)、第二层(32)和第三层(33)。其中，第一层(31)、第二层(32)和第三层(33)的圆环节点以自身半径为依据沿层间呈梯度变化，层间相连的韧带壁厚与其所连接的圆环节点壁厚相适应。
上述实施例中的圆形角点统一为圆管状，韧带统一为为板状连接体。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种免充气轮胎，其特征在于包括橡胶胎面(1)、外层环(2)、手征结构环(3)、内层环(4)和轮辋(5)；橡胶胎面(1)的内圈与外层环(2)的外圈相匹配硫化一体连接；外层环(2)的内圈与手征结构环(3)相匹配一体连接；手征结构环(3)的内圈与内层环(4)的外圈相匹配一体连接；内层环(4)的外圈和轮辋(5)相匹配一体连接；手征结构环(3)是由三层手征结构组成的结构。
2.根据权利要求1所述的免充气轮胎，其特征在于：所述手征结构环(3)包括自内而外相互连接的六韧带手征结构环第一层(31)、六韧带手征结构环第二层(32)和六韧带手征结构环第三层(33)；手征结构环第三层(33)与内层环(4)外圈相互匹配一体连接；六韧带手征结构环第一层(31)包括第一层圆形角点(316)和连接相邻第一层圆形角点(316)的第一层韧带(317)；六韧带手征结构环第二层(32)包括第二层圆形角点(326)和连接相邻第二层圆形角点(326)的第二层韧带(327)；六韧带手征结构环第三层(33)包括第三层圆形角点(336)和连接相邻第三层圆形角点(336)的第三层韧带(337)；六韧带手征结构环第一层(31)与六韧带手征结构环第二层(32)之间通过若干第一衔接韧带(3132)连接为一体；六韧带手征结构环第二层(32)与六韧带手征结构环第三层(33)之间通过若干第二衔接韧带(3233)连接为一体。
3.根据权利要求1所述的免充气轮胎，其特征在于：所述橡胶胎面(1)外圈上分布防滑槽(11)。
4.根据权利要求1所述的免充气轮胎，其特征在于：所述外层环(2)、手征结构环(3)和内层环(4)采用金属材料或聚氨酯高分子材料。
5.根据权利要求1所述的免充气轮胎，其特征在于：所述手征结构环(3)的手征结构为四韧带手征结构、四韧带反手征结构或六韧带手征结构等。
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