CN110234518B - 非充气轮胎 - Google Patents

Abstract

公开了一种非充气轮胎(10)，其包含刚性中心环形部分(12)、环形剪切带(14)、一个或多个可变形轮辐(16)、胎面(18)、多个胎面元件、一个或多个位移加强层，所述一个或多个位移加强层布置在所述环形剪切带(14)内，使得纵向凹槽延伸穿过所述一个或多个位移加强层中的至少一个，其中所述一个或多个位移加强层布置在一个或多个非位移加强层与所述胎面(18)之间。

Description

非充气轮胎

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年12月30日向美国专利局(如同美国受理局)提交的国际专利申请第PCT/US2016/069388号的优先权和权益，所述申请以引用的方式并入本文中。

技术领域

本文的实施例大体上涉及用于与非充气轮胎一起使用的剪切带和胎面。

背景技术

应了解，轮胎的滚动阻力的减小可以通过减少使用期间浪费的能量来提高燃料效率。然而，在努力减小轮胎的滚动阻力的过程中，常常进行其它牺牲，这可能导致其它性能量度减小。例如，当减小轮胎的滚动阻力时，胎面厚度通常随着其中包含的空隙减小。结果，由于空隙体积减小，潮湿天气性能受到负面影响。在诸如此类的情况下，需要减小胎面厚度以减小滚动阻力，同时维持所需凹槽深度以帮助维持所要水平的潮湿天气性能。具体来说，当减小胎面厚度时，任何纵向凹槽的深度也减小，这立即减小了适用于消耗水以促进胎面-道路接触的空隙体积。如果凹槽被加宽以重新获得损失的空隙，那么接触表面积减小，这减少了可用的牵引力的量，并进而减小了某些轮胎性能量度。因此，需要一种改进的轮胎胎面，其能够减小滚动阻力，同时还使潮湿天气性能的任何减小最小化。

发明内容

本文的特定实施例包括一种非充气轮胎。所述非充气轮胎包括：刚性中心环形部分；环形剪切带，其围绕所述中心环形部分周向布置；和一个或多个可变形轮辐，其布置在所述环形剪切带与所述中心环形部分之间。所述非充气轮胎进一步包含限定所述非充气轮胎的外部地面接合侧的胎面，所述外部地面接合侧围绕所述非充气轮胎环形地延伸。所述胎面具有长度、从所述地面接合侧径向向内延伸到所述胎面的底侧的厚度，以及在所述胎面的一对相对侧边之间侧向延伸的宽度。所述胎面的所述宽度还横向于所述胎面厚度的方向和所述胎面长度的方向延伸。所述非充气轮胎进一步包含沿着所述胎面的所述外部地面接合侧布置的多个胎面元件。所述多个胎面元件包含通过纵向凹槽间隔开的至少一对胎面元件，所述纵向凹槽主要在所述胎面长度的所述方向上延伸。所述非充气轮胎进一步包含一个或多个位移加强层，其围绕所述非充气轮胎并在所述胎面宽度的方向上周向延伸。所述一个或多个位移加强层布置在所述环形剪切带内，使得所述纵向凹槽延伸穿过所述一个或多个位移加强层中的至少一个，并因此将所述一个或多个位移加强层中的所述至少一个的相对部分分开。所述非充气轮胎进一步包含一个或多个非位移加强层，其围绕所述非充气轮胎并在所述胎面宽度的所述方向上周向延伸。所述一个或多个非位移加强层布置在所述环形剪切带内。所述一个或多个位移加强层布置在所述胎面与所述一个或多个非位移加强层之间。

本文的实施例的前述和其它实施例、目标、特征和优点将从附图中示出的特定实施例的以下更详细描述显而易见，在附图中相同的参考标号表示实施例的相同部分。

附图说明

图1是根据实施例的非充气轮胎的透视图。

图2是沿着图1所示的轮胎的线2-2截取的现有技术非充气轮胎胎面的截面图。

图3是根据实施例的改进的非充气轮胎胎面的截面图，所述改进的非充气轮胎胎面是图2所示的现有技术非充气轮胎胎面的改进。

具体实施方式

本文的实施例描述了一种改进的非充气轮胎。

在特定实施例中，一种非充气轮胎包括刚性中心环形部分。非充气轮胎进一步包括环形剪切带，所述环形剪切带围绕所述中心环形部分周向布置。所述环形剪切带包含多个加强层，每个此类层包含多个细长加强件。剪切带和非充气轮胎都未被配置成保持任何加压空气。非充气轮胎进一步包括一个或多个可变形轮辐，所述可变形轮辐布置在环形剪切带与中心环形部分之间。一个或多个可变形轮辐围绕中心环形部分的旋转轴线间隔开，或更一般来说围绕非充气轮胎的旋转轴线间隔开，其中每个可变形轮辐的长度主要在中心环形部分或非充气轮胎的径向方向上延伸。中心环形部分和非充气轮胎的旋转轴线对应于中心环形部分和非充气轮胎的轴向方向。中心环形部分或非充气轮胎的轴向方向垂直于其径向方向。环形剪切带可操作地附接到一个或多个可变形轮辐的径向向外延伸部，所述可变形轮辐又在径向向内延伸部处连接到中心环形部分。

非充气轮胎进一步包含胎面。胎面限定非充气轮胎的外部地面接合侧，所述胎面围绕非充气轮胎和剪切带环形地延伸。胎面具有在非充气轮胎的周向方向上延伸的长度。胎面还具有从胎面的地面接合侧径向向内延伸到胎面的底侧的厚度。胎面厚度垂直于胎面长度延伸。胎面进一步包含在胎面的一对相对侧边之间侧向延伸的宽度。胎面的宽度垂直或横向于胎面厚度的方向和胎面长度的方向两者延伸。

在特定实施例中，非充气轮胎进一步包含多个胎面元件。胎面元件通常由间隔开的空隙或胎面的与任何一个或多个空隙间隔开的侧边形成。多个胎面元件沿着胎面的外部地面接合侧布置并通过纵向凹槽间隔开。纵向凹槽主要在胎面长度(即，非充气轮胎在与胎面一起使用时的周长)的方向上延伸，但不需要延伸胎面的整个长度。应了解，胎面可包含多于一个纵向凹槽。

为了在不牺牲纵向凹槽深度的情况下减小胎面厚度，解析或分开剪切带加强层中的一个或多个，使得加强层的一部分消除(“位移”)以在纵向凹槽延伸穿过的层内形成间隔或空隙。通过这样做，纵向凹槽的深度等于或大于如沿着邻近(紧靠)纵向凹槽布置的胎面元件所测量的轮胎胎面的最大厚度。从胎面元件下方的环形剪切带的最径向向外的点(最外径向点)到与对应胎面元件相关联的胎面的外部地面接合侧测量与胎面元件相关联的胎面厚度的部分。在某些实施例中，纵向凹槽的深度等于邻近胎面元件厚度的至少百分之一百二十五(125％)。在其它实施例中，纵向凹槽的深度等于邻近胎面元件厚度的至少百分之两百(200％)。在这些实施例中，例如，纵向凹槽的深度可等于十二毫米，并且邻近胎面元件的最大厚度可等于六毫米。应了解，如果胎面包含多于一个纵向凹槽，那么每个纵向凹槽的深度可不等于所有其它纵向凹槽的深度，或在替代实施例中，每个纵向凹槽的深度可不等于其它纵向凹槽中的任一个的深度。

应了解，任何胎面元件可以形成凸纹或胎面块(“横纹(lug)”)。凸纹可以沿着胎面长度连续延伸，或可包含介入的沟槽或侧凹槽以形成非连续凸纹。块是由间隔开的侧凹槽或沟槽界定的胎面元件。胎面块可以与其它块一起布置以形成非连续凸纹。例如，在某些实施例中，非充气轮胎的多个胎面元件包含通过侧凹槽间隔开的至少一对胎面元件。侧凹槽主要在胎面宽度的方向(即，非充气轮胎在与胎面一起使用时的轴向方向)上延伸，但不需要跨越胎面的宽度完全延伸。应了解，胎面可包含多于一个侧凹槽。

如前文所述，非充气轮胎包含布置在环形剪切带内的多个加强层。多个加强层中的至少一个或多个包含围绕非充气轮胎并在胎面宽度的方向上周向延伸的一个或多个位移(即，非连续)加强层。一个或多个位移加强层中的每一个包含不连续部分(也称为“间隔”或“空隙”)，如前所述，纵向凹槽延伸到所述不连续部分中。当存在多个位移加强层时，多个位移加强层堆叠在一起以形成共同的不连续部分，其中每一层的不连续部分侧向对准(或“堆叠”)，使得不连续部分一起形成共同的不连续部分。最后，一个或多个位移加强层布置在环形剪切带内，使得纵向凹槽延伸穿过一个或多个位移加强层。在这些实施例中，纵向凹槽将定位在相对胎面元件下方的一个或多个位移加强层的相对部分分开，所述胎面元件在胎面宽度的方向上布置在纵向凹槽的任一侧上。所述多个加强层还包含围绕非充气轮胎并且跨越胎面宽度并且在胎面宽度的方向上周向延伸的一个或多个非位移(即，连续)加强层。一个或多个非位移加强层布置在环形剪切带内，使得纵向凹槽不延伸穿过一个或多个非位移加强层中的任一个。所述一个或多个位移加强层布置在所述胎面与所述一个或多个非位移加强层之间。

在特定实施例中，一个或多个位移加强层和一个或多个非位移加强层在胎面宽度的方向上线性地或沿着略微弓形的路径延伸。换句话说，在剪切带中形成共同不连续部分的多个加强层都不侧向延伸，即，在胎面宽度的方向上沿着任何交替的非线性路径延伸以形成纵向凹槽延伸穿过的共同不连续部分。

在特定实施例中，由于环形剪切带相对于一个或多个纵向凹槽的结构，一个或多个纵向凹槽能够利用整个胎面深度，这导致纵向凹槽在胎面的全部使用寿命中保持起作用。相对于多个加强层的堆叠布置，加强堆叠的大小和深度随胎面元件的所需宽度和一个或多个纵向凹槽的所需深度而变。以此方式，由于多个加强层的堆叠布置，可以采用更浅胎面深度，其中一个或多个纵向凹槽具有增加的深度。结果，在不牺牲潮湿天气性能的情况下减小非充气轮胎的滚动阻力和质量。

现将结合与此提交的举例说明实施例的图式在下文进一步详细描述上文所论述的非充气轮胎的特定实施例。

参考图1所示的示例性实施例，示出了非充气轮胎10。非充气轮胎10包括刚性中心环形部分12。非充气轮胎10进一步包括环形剪切带14，所述环形剪切带围绕中心环形部分12周向布置，但不直接接触中心环形部分12。非充气轮胎10进一步包括多个可变形轮辐16，其布置在环形剪切带14与中心环形部分12之间。多个可变形轮辐16围绕中心环形部分12的旋转轴线间隔开，所述旋转轴线也是非充气轮胎10的旋转轴线。中心环形部分12和非充气轮胎10的旋转轴线对应于中心环形部分12和非充气轮胎10的轴向方向A。以此方式，可变形轮辐16中的每一个的长度在非充气轮胎10的中心环形部分12的径向方向R上延伸。中心环形部分12和非充气轮胎10的轴向方向A垂直于其径向方向R。环形剪切带14可操作地附接到多个可变形轮辐16的径向向外延伸部，所述可变形轮辐又在径向向内延伸部处连接到中心环形部分12。

图1的非充气轮胎10还包含胎面18。特定参考图2，示出了现有技术非充气轮胎胎面。非充气轮胎胎面包含被配置成围绕非充气轮胎(未示出)的中心环形部分周向延伸的环形剪切带114。胎面118包含外部地面接合侧120和底侧122。胎面118的长度被配置成围绕轮胎周向延伸，并且其厚度T₁₁₈从地面接合侧120径向向内延伸到胎面118的底侧122，长度垂直于厚度。胎面118进一步包含在胎面118的一对相对侧边之间侧向延伸的宽度W₁₁₈。宽度W₁₁₈垂直于胎面厚度T₁₁₈和胎面长度延伸。

现有技术胎面118包含沿着胎面118的外部地面接合侧120布置的多个胎面元件124。布置在胎面元件124内的胎面厚度T₁₁₈的部分具有厚度T₁₂₄，所述厚度从胎面元件124下方的环形剪切带114的最径向向外的点朝外径向延伸到胎面118的外部地面接合侧120。在示出的示例性现有技术非充气轮胎胎面中，一对胎面元件124通过纵向凹槽126间隔开。每个纵向凹槽126具有深度D₁₂₆，所述深度从对应胎面元件124的外部地面接合侧120延伸到纵向凹槽126的底部。最后，环形剪切带114包含多个加强层128，每个此类层128包含多个细长加强件130。

参考图3，示出改进的非充气轮胎胎面18。胎面18限定非充气轮胎10的外部地面接合侧20。胎面18的外部地面接合侧20围绕非充气轮胎10和环形剪切带14环形地延伸。胎面18还具有在非充气轮胎10的周向方向上延伸的长度。胎面18具有从胎面18的外部地面接合侧20径向向内延伸到胎面18的底侧22的厚度T₁₈。胎面厚度T₁₈垂直于胎面长度延伸。胎面18进一步包含在胎面18的一对相对侧边之间侧向延伸的宽度W₁₈。宽度W₁₈垂直或横向于胎面厚度T₁₈的方向和胎面长度的方向两者延伸。

如图3中进一步示出，非充气轮胎10的胎面18进一步包含多个胎面元件24。多个胎面元件24沿着胎面18的外部地面接合侧20布置，并且通过纵向凹槽26彼此间隔开。每个纵向凹槽26主要在胎面18的长度的方向上延伸，所述长度对应于在胎面18与非充气轮胎10一起使用时非充气轮胎10的周长。此外，每个纵向凹槽26具有深度D₂₆，所述深度主要在胎面厚度T₁₈的方向上延伸。纵向凹槽26的深度D₂₆大于如沿着邻近于纵向凹槽26布置的胎面元件24所测量的最大厚度T₂₄。从胎面元件24下方的环形剪切带14的最径向向外的点到与对应胎面元件24相关联的胎面18的外部地面接合侧20测量胎面元件24的厚度T₂₄。

如图3进一步所示，非充气轮胎10的环形剪切带14包含布置在环形剪切带14内的多个加强层28，每个此类层28包含多个细长加强件30。多个加强层28包含位移(即，非连续)加强层28_d和非位移(即，连续)加强层28_nd两者。每个加强层28(包含每个非位移加强层28_nd和每个位移加强层28_d)围绕非充气轮胎10并在胎面宽度W₁₈的方向上周向延伸。位移加强层28_d布置在环形剪切带14内，使得纵向凹槽26中的至少一个延伸穿过位移加强层28_d中的至少一个。在此实施例中，纵向凹槽26将位移加强层28_d中的每一个的相对部分28_d1和28_d2分开。位移加强层28_d中的每一个的相对部分28_d1和28_d2定位在相对胎面元件24₁和24₂下方，所述胎面元件在胎面宽度W₁₈的方向上布置在对应纵向凹槽26的任一侧上。另外，多个非位移加强层28_nd布置在非充气轮胎10的环形剪切带14内，使得对应纵向凹槽26不延伸穿过多个非位移加强层28_nd中的任一个。多个位移加强层28_d布置在胎面18与多个非位移加强层28_nd之间。多个位移加强层28_d和多个非位移加强层28_nd在胎面宽度W₁₈的方向上线性延伸。

在图3的实施例中，多个位移加强层28_d在胎面厚度T₁₈的方向上以堆叠布置布置在环形剪切带14内。以此方式，纵向凹槽26延伸到环形剪切带14内的深度，所述深度比邻近胎面元件24的厚度T₂₄更径向向内。

就其所使用范围而言，如在本文的权利要求书和/或说明书中所使用的术语“包括”、“包含”和“具有”或其任何变型均将被视为指示可以包含未指定的其它要素的开放群组。术语“(a/an)”和词的单数形式应理解为包含相同词的复数形式，以使所述术语意味着提供一个或多个某物。术语“至少一个”和“一个或多个”可以互换使用。术语“单个”将用于指示预期一个并且仅一个某物。类似地，在预期具体数目的事物时使用其它具体整数值(如“两个”)。术语“优选地”、“优选”、“偏好”、“任选地”、“可”和类似术语用以指示所参考的术语、状况或步骤是实施例的任选(即，非必需)特征。除非另外说明，否则描述为“在a与b之间”的范围包括“a”和“b”的值。

虽然已经参照此描述的特定实施例描述了实施例，但是应理解，此描述仅借助于说明，且不应被解释为限制本文中的权利要求书的范围。因此，本文的范围和内容应仅由所附权利要求书的项来限定。此外，应理解，除非另有说明，否则本文中论述的任何具体实施例的特征可以与本文中其它地方论述或预期的任何一个或多个实施方案的一个或多个特征组合。

Claims (8)

1.一种非充气轮胎，其包括：

刚性中心环形部分；

环形剪切带，其围绕所述刚性中心环形部分周向布置；

一个或多个可变形轮辐，其布置在所述环形剪切带与所述刚性中心环形部分之间；

胎面，其限定所述非充气轮胎的外部地面接合侧，所述外部地面接合侧围绕所述非充气轮胎环形地延伸，其中所述胎面具有长度、从所述外部地面接合侧径向向内延伸到所述胎面的底侧的厚度，以及在所述胎面的一对相对侧边之间侧向延伸的宽度，所述宽度横向于所述胎面厚度的方向和所述胎面长度的方向延伸；

多个胎面元件，其沿着所述胎面的所述外部地面接合侧布置，其中所述多个胎面元件包含通过纵向凹槽间隔开的至少一对胎面元件，所述纵向凹槽主要在所述胎面长度的所述方向上延伸；

一个或多个位移加强层，其围绕所述非充气轮胎并在所述胎面宽度的方向上周向延伸，所述一个或多个位移加强层布置在所述环形剪切带内，其中所述纵向凹槽延伸穿过所述一个或多个位移加强层中的至少一个，并因此将所述一个或多个位移加强层中的所述至少一个的相对部分分开；和

一个或多个非位移加强层，其围绕所述非充气轮胎并在所述胎面宽度的所述方向上周向延伸，所述一个或多个非位移加强层布置在所述环形剪切带内，其中所述一个或多个位移加强层布置在所述胎面与所述一个或多个非位移加强层之间。

2.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述纵向凹槽具有主要在所述胎面厚度的所述方向上延伸的深度，另外其中所述纵向凹槽的所述深度大于所述多个胎面元件中的邻近胎面元件的最大厚度，所述邻近胎面元件的所述最大厚度是从所述胎面元件下方的所述环形剪切带的最外径向点到与所述邻近胎面元件相关联的所述胎面的所述外部地面接合侧测量的。

3.根据权利要求2所述的非充气轮胎，其中所述纵向凹槽的所述深度等于所述多个胎面元件中的所述邻近胎面元件的所述最大厚度的至少125％。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的非充气轮胎，其中所述一个或多个位移加强层包括在所述胎面厚度的所述方向上呈堆叠布置的多个位移加强层。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的非充气轮胎，其中所述一个或多个位移加强层和所述一个或多个非位移加强层在所述胎面宽度的所述方向上线性地或沿着略微弓形的路径延伸。

6.根据权利要求4所述的非充气轮胎，其中多于一个位移加强层形成所述堆叠布置。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的非充气轮胎，其中所述一个或多个非位移加强层中的加强层中的每一个是连续的。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的非充气轮胎，其中所述多个胎面元件包含通过侧凹槽间隔开的至少一对胎面元件，所述侧凹槽主要在所述胎面宽度的所述方向上延伸。

Images