CN110831782A - 非充气车轮的边缘防护 - Google Patents

Abstract

一种非充气车轮，具有用于保护支撑结构的边缘的一个或多个特征件，所述支撑结构径向位于轮毂和环形剪切带之间。沿所述支撑结构的某些边缘提供较软的材料，以提供对偶然冲击造成的损坏的抵抗力。还可以提供一个或多个导电特征件，以减少或防止电荷在使用所述非充气车轮的车辆上的积聚。

Description

非充气车轮的边缘防护

优先权声明

本申请根据35 U.S.C.§119要求2017年6月30日提交的PCT/US2017/040388的优先权。

技术领域

本公开的主题涉及一种非充气车轮或轮胎，其具有沿支撑结构的一侧或两侧施加的保护特征件，所述支撑结构径向位于轮毂和环形剪切带之间。

背景技术

充气轮胎是平顺性、舒适性、质量和滚动阻力的已知解决方案。然而，充气轮胎在复杂性、维护需求和易损坏性方面存在缺点。提高充气轮胎性能的装置可以例如提供更好的平顺性、更好的刚度控制、更低的维护要求和抗损坏性。

非充气轮胎或车轮构造提供了某些这样的改进。非充气轮胎或非充气车轮构造的细节和优点在例如美国专利第6,769,465号、第6,994,134号、第7,013,939号和第7,201,194号中进行了描述。某些非充气轮胎和车轮构造建议结合环形剪切带，其实施例在例如美国专利第6,769,465号和第7,201,194号中进行了描述。此类非充气轮胎和车轮构造在性能上提供了优势，无需依赖充气压力来支撑施加到轮胎或车轮上的负载。

例如，美国专利第6,769,465号涉及一种结构支撑的弹性轮胎，其在没有内部气压的情况下支撑负载。在示例性实施例中，该非充气轮胎包含地面接触部分和侧壁部分，侧壁部分从胎面部分径向向内延伸，并且锚定在胎圈部分中，胎圈部分适于在轮胎滚动期间保持固定在车轮上。加强环形带设置在胎面部分的径向内侧。此剪切带包含至少一个均匀剪切层、粘附到剪切层径向向内范围的第一膜和粘附到剪切层径向向外范围的第二膜。每个膜的纵向拉伸模量充分大于剪切层的动态剪切模量，使得当在负载下时，轮胎的地面接触部分通过剪切层中的剪切应变变形到平坦接触区域，同时保持膜的恒定长度。膜的相对位移主要由剪切层中的剪切应变产生。美国专利第6,769,465号的发明提供了若干优点，包含例如在没有充气压力的情况下操作的能力和在某种程度上独立于地面接触压力调节轮胎垂直刚度的灵活性。

某些非充气构造有时采用腹板或辐条形式的承重构件。这些构件可以通过例如张力将施加的负载传递到环形剪切带。这些构件可以由容易因与其它物体偶然接触而产生小切口、刻痕或凹痕的材料构造。这可以提供令人不愉快的美学外观，并且潜在地作为构件中裂纹和撕裂的起始点。具有用于最小化或防止此类损坏的一个或多个特征件的非充气轮胎构造将是有用的。

车辆行驶时会积聚静态电荷。如果通过轮胎在车辆和地面之间有足够的导电性，则电荷将持续耗尽。然而，如果地面和车辆之间通过轮胎的电阻过大，一旦车辆停止移动，车辆将在相当长的时间内保持电荷。当一个人触摸车辆时(例如当他或她抓住门把手打开或关闭车门时)，他或她可能会受到电击。众所周知，在轮胎的橡胶中掺入炭黑是为了给轮胎提供导电性，以防止或减少电击。然而，向轮胎侧壁添加炭黑会增加滞后，进而会增加滚动阻力和热发生。非充气轮胎可以包含由聚氨酯制成的元件，聚氨酯与构成充气轮胎的材料相比具有更低的导电性，因此非充气轮胎可以比充气轮胎具有更高的静电荷保持率。

因此，具有上述用于最小化或防止损坏的一个或多个特征件以及用于减少车辆上电荷堆积的一个或多个特征件的非充气轮胎构造也将是有用的。

发明内容

本发明提供一种非充气车轮，其具有用于保护支撑结构的边缘的一个或多个特征件，所述支撑结构径向位于轮毂和环形剪切带之间。沿支撑结构的某些边缘提供了更软和更耐用的材料，以提供对偶然冲击造成的损坏的抵抗力。还可以提供一个或多个导电特征件，以减少或防止电荷在使用非充气车轮的车辆上的积聚。本发明的其它目的和优点将在以下描述中部分地阐述，或者根据描述变得显而易见，或者可以通过本发明的实践来了解。

在一个示例性实施例中，提供一种限定轴向、径向和圆周方向的非充气车轮。非充气车轮包含圆柱形轮毂，其在车轮的相对侧之间沿轴向方向延伸。平顺的负载支撑环形剪切带位于轮毂的径向外侧，并且与轮毂同心。支撑结构位于圆柱形轮毂的径向外侧和环形剪切带的径向内侧。支撑结构包含在车轮的相对两侧之间的轮毂上横向延伸的多个辐条，每个辐条具有至少一对边缘和一个主体部分，其中对于每个辐条，至少一个边缘包含具有比主体部分更低的肖氏硬度的边缘防护部分。

在本发明的另一示例性实施例中，提供一种限定轴向、径向和圆周方向的非充气车轮。非充气车轮包含圆柱形轮毂，其在车轮的相对侧之间沿轴向方向延伸。平顺的负载支撑环形剪切带位于轮毂的径向外侧，并且与轮毂同心。支撑结构位于圆柱形轮毂的径向外侧和环形剪切带的径向内侧。支撑结构包含在车轮相对两侧之间的轮毂上横向延伸的多个辐条。此类辐条可以例如平行于轴向方向或以一定角度延伸。每个辐条具有位于一对边缘之间的主体部分，其中每个边缘沿车轮的相对侧中的一侧定位。对于每个辐条，边缘中的至少一个包含具有比主体部分更低的刚度的边缘防护部分。例如，边缘中的至少一个具有比主体部分更低的肖氏硬度的边缘防护部分。

非充气车轮可以包含一个或多个静电放电元件，用于从车辆传导电力，以减少电荷的堆积。

参考以下描述和所附权利要求，可以更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点。结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图说明

本发明的完整及能够实现的公开内容，包含其最佳模式，在说明书中针对本领域普通技术人员进行了阐述，其参考了附图，其中：

图1示出了本发明的非充气车轮的示例性实施例的透视图。

图2示出了本发明的非充气车轮的另一示例性实施例的侧视图。

图3提供了图1中所示的非充气车轮的示例性实施例的示意性横截面视图。

图4是本发明的示例性承重构件或辐条的透视图。

图5和图6分别是本发明的示例性静电放电元件的侧视图和端视图。

图7是本发明的另一示例性非充气车轮的局部横截面侧视图。

图8是本发明的另一示例性非充气车轮的侧视图。

图9是本发明的另一示例性非充气车轮的局部侧视图。

图10是本发明的另一示例性非充气车轮的局部侧视图。

图11是非充气车轮的示例性实施例的示意性横截面视图。

不同附图中使用相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征件。

具体实施方式

出于描述本发明的目的，现在将详细参考本发明的实施例，在附图中示出了其一个或多个实例。通过解释本发明来提供每个示例，而不构成对本发明的限制。实际上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征件可以与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变型。

如本文所使用，使用以下定义。

轴向方向A指的是平行于中心轴CA的方向，参考的示例性非充气车轮在使用过程中围绕该中心轴旋转。

径向方向R指的是垂直于中心轴线的方向，其中径向外部或径向外侧指的是远离中心轴线CA的大致方向，径向内部或径向内侧指的是朝向中心轴线CA的大致方向。

圆周方向C指的是由车轮的圆周或其绕轴线(诸如中心轴线CA)的旋转的方向所限定的方向。

肖氏硬度指的是根据ASTM D2240使用硬度计测量的材料硬度，这是一种公开可用的已知硬度测试行业标准。肖氏硬度A和肖氏硬度D指的是根据ASTM D2240规定的两种不同的硬度等级。

本文所提及的范围包含位于所规定范围内的所有范围。如此，本文所提及的所有范围包含在所提及范围中包含的所有子范围。例如，从100至200的范围也包含从110至150、170至190以及153至162的范围。此外，本文所提及的所有限度包含在所提及限度中包含的所有其它限度。例如，高达7的限度也包含高达5、高达3以及高达4.5的限度。

图1提供了可以用于本发明的轮胎或非充气车轮100的示例性实施例的透视图。非充气车轮100包含圆柱形轮毂102，该圆柱形轮毂102在车轮100的相对侧104和106之间沿轴向方向A延伸。举例来说，轮毂102可以设置有或附接到用于将车轮100安装到车辆的心轴或轮轴的其它特征件。在一个示例性实施例中，轮毂102附接到可以安装在车辆的心轴或轮轴上的圆盘上。

平顺的负载支撑环形剪切带108位于轮毂102的径向外侧，并且与轮毂102同心。环形剪切带108可以由例如一个或多个加强带或在加强带之间具有剪切层的膜构成。可替代地，例如，加强元件可以不在带中，并且可以随机定位。此类剪切层可以由弹性材料构成，例如天然和合成橡胶、聚氨酯、泡沫橡胶、泡沫聚氨酯、嵌段共聚酯和聚酰胺的嵌段共聚物(诸如共聚酰胺或聚醚嵌段酰胺)。加强带可以包含由例如嵌入弹性涂层中的基本上不可延伸的帘线加强件构造的加强件。例如，此类帘线加强件可以各自具有至少3GPa或更高的压缩模量。这种加强件可以包含例如适合用作传统轮胎中的轮胎带束加强件的任何材料，诸如钢绳、玻璃和树脂的复合材料(诸如玻璃纤维增强塑料)，以及具有高拉伸和压缩模量的其它材料。也可以使用其它构造和材料。胎面110可以形成在环形剪切带108上、粘附到环形剪切带108上或作为环形剪切带108的一部分提供。除了图中所示的以外，各种形状和图案可以用于胎面110。

非充气车轮100包含总体用112表示的支撑结构，该支撑结构位于圆柱形轮毂102的径向外侧和环形剪切带108的径向内侧。支撑结构112具有径向内端148和径向外端152。支撑结构112包含多个辐条114，这些辐条114在非充气车轮100的相对侧104和106之间沿轴向方向A在轮毂102上横向延伸。

对于本示例性实施例，辐条114被配置为网状元件，其也沿径向方向R在轮毂102和环形剪切带108之间延伸。辐条114彼此相邻，并且围绕车轮100的圆周方向C间隔开。在使用过程中，环形剪切带108在安装到车辆上时，支撑传递到非充气车轮100的负载。负载通过拉伸、压缩或两者通过辐条114传递到平顺的环形剪切带108。在一个示例性实施例中，当车轮100旋转时，辐条114可以在远离接触片的位置处到达车轮100的顶部时处于张紧状态，而接触片附近的辐条114可以经历最小的张力或者甚至压缩，甚至可以轻微屈曲或者弯曲，并且可以在辐条114被压缩时提供一些支撑。

在本实施例中，支撑结构112包含内接口环116和外接口环118，该外接口环118从内接口环116径向向外定位，其中每个环116和118与轮毂102同心。每个辐条114的径向内端120连接到内接口环116，而每个辐条114的径向外端122连接到外接口环118。

支撑结构112不限于图中所示的具有辐条114的特定支撑结构112，也可以使用其它形状和构型。例如，辐条114也可以从径向方向R以各种角度形成，可以包含一个或多个弯曲部，可以形成蜂窝状结构，以及围绕圆周方向C延伸的其它构型。举例来说，图2提供了非充气车轮100的另一示例性实施例的侧视图，其中与图1相同的附图标记表示相同或相似的特征件。对于本实施例，包含辐条114的支撑结构112直接与轮毂102和环形剪切带108连接而没有环116和118。

图3提供了在一对辐条114之间沿圆周方向C的非充气车轮100的示意性横截面视图，其中没有辐条114是横截面。非充气车轮100包含一个或多个特征件，用于沿车轮100的相对侧104和106保护辐条114的一个或两个侧边缘124、126。

更具体地，对于本示例性实施例，每个辐条114包含主体部分128，该主体部分128沿轴向方向A位于相对的边缘防护部分130和132之间。边缘防护部分130和132各自由肖氏硬度低于主体部分128的材料构成。通过沿边缘防护部分130和132使用较软的材料，辐条114可以吸收和保护每个辐条114的较硬和较刚性的主体部分128。尽管图3的实施例描绘了沿每个相对的横向边缘124和126的边缘防护部分130和132，但是在其它示例性实施例中，辐条114可以仅沿每个辐条114的一个横向边缘124或126具有包含较软材料的边缘防护部分。对于此类实施例，边缘防护部分将全部位于轮胎的同一侧104或106。在其它实施例中，辐条114可以具有一对以上的边缘，并且在这种情况下，一个或多个此类边缘可以配备有边缘防护部分，该边缘防护部分具有比主体部分更低的肖氏硬度。

在某些实施例中，边缘防护部分130和132可各自具有在40肖氏硬度A到55肖氏硬度D范围内的硬度，并且主体部分128可具有50肖氏硬度D或更高的硬度。在又一实施例中，边缘防护部分130和132可各自具有80肖氏硬度A至100硬度肖氏A范围内的硬度，并且主体部分128可具有60肖氏硬度D或更高的硬度。在另外的实施例中，边缘防护部分130和132可以各自具有95肖氏硬度A，主体部分128可以具有60肖氏硬度D或更高的硬度。

多种材料可以用于构造辐条114的边缘防护部分。例如，边缘防护部分130和132可以由聚氨酯、共聚酯、聚醚嵌段酰胺、聚烯烃弹性体等构成。主体部分128可以由较硬的聚氨酯、共聚酯、聚醚嵌段酰胺、聚烯烃、尼龙等构成。一个或多个加强件，包含不可延伸的加强件，也可以存在于主体部分128中。

可以使用各种方法来制造具有至少一个边缘防护部分130或132的辐条114。在一个示例性方法中，边缘防护部分通过两次注塑或两步注塑成型工艺被包覆成型到较硬的主体部分128上，其中首先将一部分(主体部分128或边缘防护部分)的材料注入到模具中，接着快速连续地将第二部分包覆成型到第一部分上。

在某些实施例中，每个边缘防护部分130或132相对于辐条114沿轴向方向A的总宽度W_M沿轴向方向A具有一定的宽度W_E。例如，在某些实施例中，边缘防护部分130或132的宽度W_E可以在辐条114的总宽度W_M的2％至25％的范围内。在其它实施例中，边缘防护部分130或132可以具有辐条114的总宽度W_M的3％至12％范围内的宽度W_E。

图4示出了辐条114的另一示例性实施例，该辐条114可以与非充气车轮100一起使用。与前述实施例一样，图4中的辐条114包含主体部分128，其中主体部分128具有较软的边缘防护部分130和132，并且可替代地，辐条114可以仅包含一个较软的边缘防护部分130或132。辐条114中的弯曲或折痕134提供了可添加到非充气车轮100中的某些机械性能。包含支脚126和128，用于将辐条114集成到车轮100中。也可以使用支撑结构112和辐条114的其它构造。

非充气车轮100的示例性实施例还可以包含用于释放车辆上堆积的静电的一个或多个特征件。更具体地，非充气车轮100可以设置有静电放电元件，用于通过轮胎车轮100导电，以防止或减少接触车辆的人受到电击的机会，并且从车辆中去除不想要的静电。静电放电元件可以位于非充气轮胎100的支撑结构112中，以便在支撑结构112上传递电力，否则该支撑结构112可以由导电特性差的材料构成。静电放电元件是导电的，并且可以以多种方式制成。在一些实施例中，静电放电元件是弹性的，使得其可以与同样具有弹性的支撑结构一起发挥作用。在一些实施例中，静电放电元件可以包含在沿主体部分的一个或多个辐条114，一个或多个边缘防护部分，或者两者中或其上。

图5和图6示出了配置成细丝142的静电放电元件140的示例性实施例。图7提供了沿图1的非充气车轮100的示例性实施例的圆周方向C的弧长部分的横截面视图。静电放电元件140位于辐条114内部，并且沿径向方向R从轮毂102穿过元件114延伸至环形剪切带108。静电放电元件140可以包含在辐条114的全部或子集内。静电放电元件140可以延伸穿过主体部分128、边缘防护部分130或132中的一个或两个。在某些实施例中，静电放电元件140也可以位于轮毂102、环形剪切带108或两者内。在其它实施例中，如图7中所示，静电放电元件140可以简单地接合轮毂102和剪切带108(即与其具有导电接触)，但不位于这些元件的内部。对于这些实施例中的每一个，静电放电元件140允许电力通过一个或辐条114从轮毂102传递到环形剪切带108。

如上所述，对于图5、图6和图7的示例性实施例，静电放电元件140以细丝142提供，其具有细长的线状形状。细丝142可以具有圆形横截面形状，但是其它形状也是可能的。细丝142可以具有聚合物线144和导电碳146。导电碳146可以覆盖聚合物线144的长度，从而覆盖聚合物线144的整个长度。在一些实施例中，导电碳146还可以覆盖聚合物线144的末端顶端和末端底端，使得聚合物线144的所有侧面都由导电碳146完全覆盖。在一些实施例中，聚合物线144中充注有导电碳146。聚合物线144可以具有圆形横截面形状，并且导电碳146可以具有圆形横截面形状，其中圆形横截面形状的内部空隙填充有聚合物线144。细丝142可以包含任何类型的导电颗粒，以实现导电性。在一些情况下，导电颗粒可以是铜粉。导电颗粒可以注入细丝142的其它部分。在一些示例中，细丝142可以是由例如铜构成的导电电缆。

聚合物线144可以是合成聚合物，例如合成橡胶、酚醛树脂、氯丁橡胶、尼龙、聚氯乙烯聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、硅树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、芳族聚酰胺及其混合物。聚合物线144也可以是天然聚合材料，诸如天然橡胶。细丝140可以配置为单丝、复丝、丝束或短纤维。

为了允许辐条114在车轮100旋转期间弯曲，辐条114可以具有10％的断裂伸长率，尽管在其它情况下辐条114的断裂伸长率可以是从0％到5％、从4％到5％、从5％到15％、从8％到12％、从9％到11％、从10％到13％、从10％到15％、从15％到25％、高达30％或者高达到50％。

细丝142也可以具有至少10％的断裂伸长率，使得细丝142同样能够拉伸以适应承载其的辐条114的拉伸。在其它实施例中，细丝142可以具有从0％到5％、从5％到10％、从10％到15％、从15％到20％、从20％到25％、从25％到30％、从30％到35％、从35％到40％、从40％到45％、从45％到50％、从50％到55％、从55％到60％、或高达60％、至少2％、至少4％、至少5％、至少8％、至少10％、至少15％、至少20％、至少25％、至少30％、至少35％、至少40％、至少45％或者至少50％的伸长率。所描述的伸长率数字可以是部件断裂时的伸长率。在一个示例性实施例中，细丝142的断裂伸长率为41％。辐条114可以设计成使得除了细丝142之外，在辐条的区域中不存在炭黑。

静电放电元件140的电导率可以大于辐条114的电导率，使得电流比辐条114更容易流过静电放电元件140。例如，辐条114可以由聚氨酯制成，并且因此可能不具有良好的导电性。静电放电元件140的平均电阻率可以是4x10⁵欧姆-厘米。在其它布置中，静电放电元件140的平均电阻率可以是1×10⁵-4×10⁵欧姆-厘米、4×10⁵-1×10⁶欧姆-厘米、1×10⁶-5×10⁶欧姆-厘米或高达1×10¹⁰欧姆-厘米。

在静电放电元件140被构造成细丝142时，诸如可以是F902 MergeR022，其由贾登应用材料公司(Jarden Applied Materials)制造，办公室位于美国，北卡罗来纳州，恩卡，沙山路1451号，邮编28728(1451Sand Hill Road,Enka,North Carolina,28728,USA)。在这种情况下，细丝142具有22旦尼尔尼龙6单丝144，单丝144的表面充注导电碳146。在这种情况下，细丝142具有圆形横截面，并且导电碳146在单丝144上具有1微米的厚度。在一个示例性实施例中，这种细丝142的韧度为5克/旦尼尔，断裂伸长率为41％，并且每单位长度的平均电阻为4x10⁵欧姆/厘米。例如，细丝142可以具有每厘米细丝长度4×10⁵欧姆的平均电阻。充注过程用导电碳颗粒146化学饱和尼龙单丝144的外皮。导电碳146成为尼龙单丝144的结构的一部分，这保持了尼龙单丝144的强度和柔性。充注过程导致细丝144具有耐用的导电护套，该导电护套在弯曲过程中不会断裂或失去导电性。

尽管被描述为在细丝142中具有导电碳146，但是也可以包含其它类型的导电碳，诸如碳纳米管(CNT)、石墨、石墨烯或炭黑。进一步，尽管被描述为在细丝中具有导电碳，但是其它类型的填充物(诸如导电高聚物、金属片或金属填充物)可以用于通过细丝142导电的目的。

对于图7的示例性实施例，细丝142延伸穿过辐条114，并且还延伸穿过内接口环116和外接口环118。细丝142的第一端154沿内接口环116的径向内端148沿圆周方向C延伸一定距离。第一端154位于径向内端148和轮毂102之间，该轮毂102具有导电性或者具有导电的部件，从而可以发生静电放电。粘合剂150可以施加到第一端154和轮毂102上，以附接这两个元件。粘合剂150可以具有导电性，以便允许电流从轮毂102流入静电放电元件140的第一端154。粘合剂150可以具有23％(重量)的炭黑浓度，或者可以具有2％(重量)的石墨烯浓度。

尽管被描述为通过使用粘合剂150连接，但是可以实现第一端154的任何其它形式的附接。例如，机械连接可以用于将细丝142的第一端154附接到轮毂102或内接口环116。机械连接也可以具有导电性，以便允许电流通过轮毂102流到第一端154。如果第一端154抵靠轮毂102放置以引起第一端154和轮毂102之间的电连接，则该连接不需要具有导电性。

细丝142的第二端156沿外接口环118的径向外端152的长度沿圆周方向C延伸。第二端156位于径向外端152和剪切带108之间，该剪切带108与胎面110一起导电或者具有导电的部件，使得可以发生静电放电。粘合剂158可如上关于粘合剂150所述具有导电性，用于将第二端156附接到剪切带108。如同第一端154一样，其它类型的连接(诸如机械连接)可以用来将第二端156附接到剪切带108。来自细丝142的电流可以流过第二端156和导电粘合剂158进入剪切带108，以随后从非充气车轮100放电。在一些实施例中，不需要使用粘合剂150和158，并且端部154和156可以通过其它方式与轮毂102和剪切带108接合。进一步，尽管被描述为穿过外接口环118、辐条114和内接口环116的内部，但是在非充气车轮100的其它构型中，细丝142可以位于这些部件中的一个或多个的外部。

非充气车轮100的另一示例性实施例在图8中示出，并且以类似于参照图7所描述的方式配置。支撑结构112包含内接口环116、多个辐条114和外接口环118。对于本实施例，静电放电元件140是弹性导电带168，电力可以通过该导电带传导。弹性导电带168位于支撑结构112的轴向面164上。对于本实施例，带168沿辐条114的一个或两个边缘防护部分130、132径向延伸。弹性导电带168不位于支撑结构112的内部，而是位于支撑结构112的外部。弹性导电带168接合轮毂102，并且延伸穿过内接口环116、辐条114和外接口环118。弹性导电带168也接合剪切带108，使得其沿轴向方向A位于剪切带108和轮毂102的侧面上。来自轮毂102的电力通过弹性导电带168传导到剪切带108中。辐条114可以被构造成使得炭黑不存在于弹性导电带168外侧的辐条114的部分中，并且在一些情况下可以根本不存在于辐条114和弹性导电带168中。

弹性导电带168沿径向方向R延伸，并且在其沿径向方向R向外延伸时也改变圆周方向C的路线。弹性导电带168可以在模制之前施加到模具表面，使得其被用于制造支撑结构112的材料捕获。然而，在其它实施例中，在形成支撑结构112和非充气车轮100的其它元件之后，弹性导电带168可以通过粘合剂或其它方式施加。弹性导电带168可以在一个或多个方向上拉伸，以便在非充气车轮100的正常使用期间适应辐条114的变形。

图9示出了非充气车轮100的另一示例性实施例的沿圆周方向C的弧长部分。支撑结构112同样具有内接口环116、辐条114和外接口环118。静电放电元件140是位于支撑结构112的轴向面164上的导电涂料160。导电涂料160也位于轮毂102的轴向面和剪切带108的轴向面上。导电涂料160因此不在支撑结构112的内部，而是在支撑结构112的外部表面上。对于本示例性实施例，导电涂料160可以在这些部件模制后直接施加到一个或多个辐条114、内接口环116和外接口环118的一个或两个边缘防护部分130、132上。导电涂料160也可以在剪切带108和轮毂102已经被模制或以其它方式形成之后施加到其上。导电涂料160可替代地被施加到模具表面，然后在支撑结构112的模制过程中被释放。导电涂料160可以施加到不含脱模剂的注塑成型支撑结构112上。辐条114可以被布置成使得炭黑不存在于导电涂料160外部的辐条114的部分中，并且辐条114也可以被布置成使得炭黑根本不存在于导电涂料160中或者导电涂料160外侧的辐条114的部分中。

图10中示出了非充气车轮100的另一可选实施例，其包含支撑结构112，该支撑结构112同样具有辐条114、内接口环116和外接口环118。静电放电元件140是导电聚合物带162。支撑结构112和导电聚合物162可以通过两次注塑成型工艺形成。第一次注塑将导电聚合物带162施加到轮毂102和环形剪切带108之间的模具表面上。第二次注塑通过注塑内接口环116、辐条114和外接口环118来完成模具组装。导电聚合物带162被辐条114捕获。

导电聚合物162可以邻接支撑结构112的径向内端148和径向外端152，以使导电聚合物162与轮毂102和剪切带108电连通。在图10中所示的实施例中，导电聚合物162的端部154覆盖轮毂102的外表面，并且端部156覆盖剪切带108的侧面，以允许电力传递到剪切带108中。导电聚合物162可以，例如，如所示在径向方向R上以大致笔直的方向延伸，但是应当理解，在使用时辐条114正常弯曲期间，导电聚合物162可以在圆周方向C上弯曲一定程度。辐条114可被设置成使得炭黑不存在于导电聚合物162外部的辐条114的部分中，并且可替代地，可被设置成使得炭黑根本不存在于导电聚合物162中或者除导电聚合物162之外的辐条114的部分中。导电聚合物162可以位于一个或两个边缘防护部分130和132中、主体部分128中，或者可以位于边缘防护部分130和/或132的暴露的轴向端部或面上。

图11示出了非充气轮胎100的另一示例性实施例，该图是非充气轮胎100沿圆周方向C在一对元件114之间截取的示意性截面图，使得没有元件114是横截面的一部分。对于本示例性实施例，静电放电元件140是包含在支撑结构112的其它材料中的细丝纤维166填充物。在本实施例中，所示的支撑结构112具有内接口环116、外接口环188和多个辐条114。

例如，部件114、116和118可以由聚氨酯制成。由细丝纤维166构成的填充物可以包含在部件的聚氨酯中。细丝纤维166可以混合到聚氨酯中，并且分布在部件114、116和118周围，如图11所示。在其它实施例中，114、116和118以及支撑结构122的任何其它部分可以由诸如聚合材料的增强和非增强材料制成。聚合材料可以是聚氨酯、共聚酯、聚醚嵌段酰胺和聚烯烃。此外，本文所描述的非充气车轮100的其它实施例可以包含诸如辐条114、内接口环116、外接口环118和支撑结构122的部件，支撑结构122包含不同类型的聚合材料。其它类型的材料可以包含在部件中，例如聚氨酯、共聚酯、聚醚嵌段酰胺和聚烯烃。

对于图11的示例性实施例，细丝纤维166包含在边缘防护部分130和132中。然而，在其它实施例中，细丝纤维可以包含在部分128、130和132中的一个或多个中。

细丝纤维166的长度可以为2-7毫米，并且可以具有与先前讨论的细丝142相似的特征，其可以具有导电性，并且可以具有确定的弹性程度。所得到的辐条114能够弯曲所需的量，并且当重叠的细丝纤维形成可以通过部件114、116和118导电的路径时，可以通过辐条114导电。

细丝纤维166可以贯穿整个支撑结构112而放置在支撑结构112中，使得细丝纤维166在圆周方向C上围绕支撑结构112成360度被找到。可替代地，细丝纤维166可以仅放置在支撑结构112的一部分中，使得其在圆周方向C上仅沿支撑结构112的弧长而不是围绕中心轴线CA成360度被找到。

尽管各种实施例已经被描述为在静电放电元件140外部的辐条114的部分中缺少炭黑，但是炭黑实际上可以存在于非充气车轮100的其它版本中辐条114的非静电放电元件140的部分中。所讨论的实施例还示出了结合到非充气车轮100中的单个静电放电元件140。应当理解，其中多个静电放电元件140存在于非充气车轮100上的其它实施例也是可能的。例如，可以存在2-4个、5-7个或多达10个静电放电元件140。一个或多个辐条114可以具有各种静电放电元件140，并且在一些情况下，车轮100的所有辐条114都具有静电放电元件140。此外，尽管一些先前讨论的实施例具有位于支撑结构112的单个轴向面164上的静电放电元件140，但是支撑结构112的相对轴向面同样包含一个或多个静电放电元件140的其它实施例也是可能的。

在又一示例性实施例中，应当理解，当车轮100中存在一个以上的静电放电元件140时，这些静电放电元件140可以都是相同类型或者可以是不同类型。例如，在一些实施例中，非充气车轮100可以包含细丝142和细丝纤维166。在其它实施例中，非充气车轮100可以具有静电放电元件140，静电放电元件140是细丝142、弹性导电带168和导电涂料160。

辐条114和各种讨论的静电放电元件140可能能够拉伸。静电放电元件140在断裂前能够伸长10％，在其它情况下，静电放电元件140的伸长率可以是5％至15％、8％至12％、9％至11％、10％至13％、10％至15％、15％至25％、高达30％、高达40％或高达50％。静电放电元件140能够伸长与静电放电元件140相同的量，使得例如辐条114和辐条114承载的静电放电元件140在断裂前的操作期间能够承受高达10％的伸长率。静电放电元件140能够比支撑结构112的其它部分(诸如在支撑结构112实际上包含辐条114的那些情况下，辐条114的不是静电放电元件140的部分)伸长更大的程度。

尽管已经针对本主题的特定示例性实施例及其方法详细描述了本主题，但是应当理解，本领域技术人员在对前述内容的理解之后，可以容易地对这些实施例进行更改、变型和等同。因此，本公开的范围是作为示例而不是作为限制，并且本公开不排除包含对本主题的这种修改、变型和/或添加，因为这对于使用本公开的教导的本领域普通技术人员而言是显而易见的。

Claims (15)

1.一种限定轴向、径向和圆周方向的非充气车轮，所述非充气车轮包括：

圆柱形轮毂，其在所述车轮的相对侧之间沿所述轴向方向延伸；

平顺的负载支撑环形剪切带，其位于所述轮毂的径向外侧并且与所述轮毂同心；以及

支撑结构，其位于所述圆柱形轮毂的径向外侧和所述环形剪切带的径向内侧，所述支撑结构包含在所述车轮的相对侧之间在所述轮毂上横向延伸的多个辐条，每个辐条具有至少一对边缘和主体部分，其中对于每个辐条，所述边缘中的至少一个包含具有比所述主体部分更低的肖氏硬度的边缘防护部分。

2.根据权利要求1所述的非充气车轮，其中对于每个辐条，所述边缘中的两个均包括边缘防护部分，所述边缘防护部分具有比所述主体部分更低的肖氏硬度。

3.根据权利要求1所述的非充气车轮，其中至少一个边缘防护部分具有40肖氏硬度A至55肖氏硬度D的范围内的硬度，并且所述主体部分具有50肖氏硬度D或更高的硬度。

4.根据权利要求1所述的非充气车轮，其中至少一个边缘防护部分具有80肖氏硬度A至58肖氏硬度D的范围内的硬度，并且所述主体部分具有60肖氏硬度D或更高的硬度。

5.根据权利要求1、3或4所述的非充气车轮，其中对于每个辐条，至少一个边缘防护部分沿所述轴向方向的宽度在沿所述辐条的所述轴向方向的总宽度的2％至25％的范围内。

6.根据权利要求1、3或4所述的非充气车轮，其中对于每个辐条，至少一个边缘防护部分沿所述轴向方向的宽度在沿所述辐条所述轴向方向的总宽度的3％至12％的范围内。

7.根据权利要求1、3、4、5或6所述的非充气车轮，其中至少一个边缘防护部分包括静电放电元件。

8.根据权利要求7所述的非充气车轮，其中所述静电放电元件包括由聚合物线和导电碳构成的细丝。

9.根据权利要求8所述的非充气车轮，其中所述聚合物线是尼龙单丝，并且其中所述聚合物线中充注有所述导电碳。

10.根据权利要求9所述的非充气车轮，其中所述细丝具有每厘米4×105欧姆的平均电阻率。

11.根据权利要求10所述的非充气车轮，其中所述细丝的断裂伸长率大于41％。

12.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的非充气车轮，至少一个边缘防护部分包含静电放电元件，所述静电放电元件包括导电聚合物带。

13.根据权利要求1或权利要求3至12中任一项所述的非充气车轮，其中至少一个边缘防护部分通过两步注塑工艺包覆成型在所述主体部分上。

14.根据前述权利要求中任一项所述的非充气车轮，其中所述支撑结构包括内接口环和外接口环。

15.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的非充气车轮，其中所述支撑结构包括静电放电元件。

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