CN112770917A - 具有多个剪切环的非充气轮胎 - Google Patents

具有多个剪切环的非充气轮胎 Download PDF

Info

Publication number
CN112770917A
CN112770917A CN201980063939.3A CN201980063939A CN112770917A CN 112770917 A CN112770917 A CN 112770917A CN 201980063939 A CN201980063939 A CN 201980063939A CN 112770917 A CN112770917 A CN 112770917A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pneumatic tire
spoke
rings
shear
annular outer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980063939.3A
Other languages
English (en)
Inventor
罗伯特·W·阿斯珀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Americas Tire Operations LLC
Original Assignee
Bridgestone Americas Tire Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Americas Tire Operations LLC filed Critical Bridgestone Americas Tire Operations LLC
Publication of CN112770917A publication Critical patent/CN112770917A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B60C7/102—Tyres built-up with separate rubber parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B60C7/107—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency comprising lateral openings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B60C7/14—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using springs
    • B60C7/146—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using springs extending substantially radially, e.g. like spokes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种非充气轮胎，该非充气轮胎包括环形外表面、环形内表面以及从该环形外表面延伸到该环形内表面的织带。该非充气轮胎还包括多个剪切元件，该多个剪切元件围绕该环形外表面周向延伸并且彼此横向间隔开。每个剪切元件包括基本上无弹性的下部区域、基本上无弹性的上部区域、以及设置在该基本上无弹性的下部区域和该基本上无弹性的上部区域之间的弹性区域。该非充气轮胎还包括围绕该多个剪切元件周向延伸的胎面层。

Description

具有多个剪切环的非充气轮胎
技术领域
本公开涉及非充气轮胎。更具体地讲，本公开涉及具有周向胎面的无气轮胎，该周向胎面具有多个剪切环。
背景技术
现有技术中已知的无气或非充气轮胎包括各自具有相同刚度和相同直径的辐板、辐条或辐环。这些现有技术辐板或辐条在与地面接触时弯曲或挠曲，并且生成具有基本上直的前缘和后缘的接地面形状。现有技术的辐板或辐条可以由张力强于压缩的材料构成，使得当下部辐板或辐条弯曲时，负载可以分布在车轮的其余部分。本公开可交换地使用术语幅板或辐条来指代将车轮连接到剪切带的材料。
非充气轮胎可具有周向胎面，该周向胎面具有多种凹槽和多种材料。某些非充气轮胎包括设置在胎面下方的剪切元件。该剪切元件包括设置在一对基本上无弹性区域之间的弹性区域。剪切带可承载轮胎上的负载的一部分，并且可选择剪切元件的柔性以带来轮胎的所需占地面性能和牵引移动性。此类剪切元件可在整个胎面下方轴向延伸。
发明内容
在一个实施方案中，非充气轮胎包括多个辐环。该多个辐环中的每一个辐环都具有环形外表面、环形内表面和在环形外表面和环形内表面之间延伸的多根辐条。非充气轮胎还包括多个剪切元件，每个剪切元件对应于多个辐环中的一个辐环。每个剪切元件围绕相应辐环的环形外表面周向延伸。每个剪切元件包括基本上无弹性的下部区域、基本上无弹性的上部区域、以及设置在基本上无弹性的下部区域和基本上无弹性的上部区域之间的弹性区域。非充气轮胎还包括围绕多个剪切元件周向延伸的胎面层。
在另一个实施方案中，非充气轮胎包括环形外表面、环形内表面以及从环形外表面延伸到环形内表面的织带。非充气轮胎还包括围绕环形外表面周向延伸并且彼此横向间隔开的多个剪切元件。每个剪切元件包括基本上无弹性的下部区域、基本上无弹性的上部区域、以及设置在基本上无弹性的下部区域和基本上无弹性的上部区域之间的弹性区域。非充气轮胎还包括围绕多个剪切元件周向延伸的胎面层。
在又一个实施方案中，非充气轮胎包括环形外表面、环形内表面以及从环形外表面延伸到环形内表面的支撑结构。非充气轮胎还包括具有多条周向肋和多条周向凹槽的周向胎面，多条周向肋包括第一周向肋，该第一周向肋具有由第一周向凹槽和第二周向凹槽限定的第一肋宽度。第一周向肋包括加强层，该加强层的宽度小于第一肋宽度，使得加强层被第一周向肋包围。加强层的顶表面径向地位于第一周向凹槽的底部上方并且径向地位于第二周向凹槽的底部上方。
附图说明
在附图中，示出了结构，该结构与下文提供的详细描述一起描述了受权利要求书保护的本发明的示例性实施方案。类似的元件用相同的附图标号标示。应当理解，被示出为单个部件的元件可以用多个部件替换，并且被示出为多个部件的元件可以用单个部件替换。附图未按比例绘制，并且出于说明性目的，可能放大了某些元件的比例。
图1为示意图，其示出了具有多个辐环的非充气轮胎100的一个实施方案的透视图；
图2为示意图，其示出了非充气轮胎100的横截面；
图3为示意图，其示出了具有不同直径、刚度和厚度的多个辐环的非充气轮胎的另选的实施方案的横截面；
图4为示意图，其示出了具有不同直径、刚度和厚度的多个辐环的非充气轮胎的另一个另选的实施方案的横截面，其中每个辐环均具有凸面部分和凹面部分；
图5为非充气轮胎的又一个另选的实施方案的透视图，该非充气轮胎具有一体的车轮部分和织带；
图6为示意图，其示出了非充气轮胎的另一个另选的实施方案的局部分解横截面；
图7为示意图，其示出了非充气轮胎的又一个另选的实施方案的局部分解横截面；
图8为示意图，其示出了非充气轮胎的又一个另选的实施方案的局部分解横截面；
图9为示意图，其示出了非充气轮胎产生的示例性圆化接地面形状，其中接地面形状具有圆化前缘和圆化后缘；
图10为示意图，其示出了现有技术轮胎的示例性接地面形状，其中占地面具有平坦前缘和平坦后缘；并且
图11为示意图，其示出了承受负载的非充气轮胎100的侧视图。
具体实施方式
下文包括本文所采用的所选择的术语的定义。这些定义包括落入术语范围内且可用于实施的部件的各种示例或形式。示例并非旨在进行限制。术语的单数形式和复数形式均可在定义内。
“轴向”和“轴向地”是指平行于轮胎的旋转轴线的方向。
“周向”和“周向地”是指沿胎面的表面的圆周延伸的与轴向方向垂直的方向。
“赤道面”是指垂直于轮胎的旋转轴线并且穿过轮胎的胎面中心的平面。
“胎面”是指在正常充气和负载情况下与道路接触的轮胎的部分。
图1示出了非充气轮胎100的一个实施方案，该非充气轮胎具有穿过其中心的旋转轴线A。非充气轮胎100由五个辐环110构造，包括中心辐环110a、设置在中心辐环110a的每一侧上的一对中间辐环110b以及设置在中间辐环110b的两侧上的一对外部辐环110c。辐环110中的每一者均包括多根辐条112。虽然图示实施方案中示出了五个辐环，但应当理解，非充气轮胎100不限于任何特定数量的辐环，并且另选地，可利用除辐环之外的结构，诸如具有多根辐条的一体结构。辐环110可由某种材料构造，包括但不限于帘线碳填充橡胶、尼龙、聚酯、具有树脂的纤维(玻璃、芳族聚酰胺等)、热塑性材料或氨基甲酸酯。
每个辐环110各自具有环形内表面SI和环形外表面SO，其分别限定内径和最大外径。在图示实施方案中，所有五个辐环110的最大外径相等。在另选的实施方案中，辐环的最大外径可变化。
在图示实施方案中，每根辐条112从相应辐环110的环形内表面SI延伸到环形外表面SO。辐条112限定彼此之间的开口OS。为了进行示意性的说明，开口OS示为五边形形状的。然而，应当理解，开口OS可具有任何几何形状。在另选的实施方案(未示出)中，辐条可形成更复杂的织带，而非从环形内表面SI延伸到环形外表面SO。在另一个另选的实施方案(未示出)中，辐条中的至少一个辐条从第一辐环的环形内表面延伸至第二辐环的环形外表面。
每个辐环110均具有刚度k。如本领域中的普通技术人员将理解，辐环的刚度可通过多个因素限定，包括但不限于辐环的材料以及辐条和开口的几何形状。具有更高刚度的辐环对变形和压缩的耐受性更强。在一个实施方案中，辐环中的每一者具有相同刚度K。在另选的实施方案中，一个或多个辐环可具有不同刚度。例如，在一个实施方案中，中心辐环110a具有第一刚度ka，中间辐环110b各自具有基本上相同的第二刚度kb，并且外部辐环110c各自具有基本上相同的第三刚度kc。在此类实施方案中，第二刚度kb可大于第一刚度ka，并且第三刚度kc可大于第一刚度ka和第二刚度kb两者。在另选的实施方案中，第一刚度ka大于第二刚度kb和第三刚度kc两者，并且第二刚度kb大于第三刚度kc。在另一个另选的实施方案中，第二刚度kb大于第一刚度ka和第三刚度kc两者，并且第三刚度kc大于第一刚度ka。
继续参照图1，中心辐环110a示为具有相对更低数量的辐条112a，其中辐条112a由相对更大的开口Oa分开。如本领域中的普通技术人员将理解，该几何形状将导致相对低的第一刚度ka。这种低的第一刚度ka可通过其他方式实现，诸如通过使用不同材料、构造方法或几何形状。
中间辐环110b示为比中心辐环110a具有更多辐条112b。中间辐环110b的辐条开口Ob比位于中心辐环110a内的辐条开口Oa窄。另外，中间辐环110b的辐条112b比中心辐环110a的辐条112a厚。两个中间辐环110b具有相同几何形状和相同刚度kb。本领域中的普通技术人员将理解，该几何形状将导致比中心辐环刚度ka相对更高的刚度kb。另选地，辐环110b的中间刚度kb可通过其他方式实现，诸如通过针对中间辐环110b使用不同材料、构造方法或几何形状。
外部辐环110c在图1中示为比中间辐环110b具有更多辐条112c，其中辐条112c由比中间辐环开口Ob的那些相对更大的开口Oc分开。在该实施方案中，两个外部辐环110c具有相同辐条几何形状和相同刚度kc。本领域中的普通技术人员将理解，外部辐环110c的几何形状以及外部辐环开口Oc的更大相对尺寸将导致外部辐环110c具有比中间辐环110b更低的刚度。另选地，外部辐环110c的刚度kc可通过其他方式实现，诸如通过针对辐环110c使用不同材料、构造方法或几何形状。
在图示实施方案中，五个辐环110具有三种不同刚度。在图示实施方案中，中间辐环110b具有最高刚度，并且中心辐环110a具有最低刚度。应当理解，可选择具有任何数量的不同刚度的任何数量辐环。在已选择辐环的刚度之后，以适于特定应用的所需方式布置辐环。例如，可选择每个环的刚度以生产具有所需特性的轮胎，诸如低噪声、低振动或低滚动阻力。
当非充气轮胎100被放置成在负荷承载条件下与地面接触时，非充气轮胎100接触地面以形成轮胎接地面形状(图1中未示出)。因为除了其他因素之外，非充气轮胎接地面形状还将由辐环110的刚度决定，因此设计工程师可通过改变跨非充气轮胎宽度的辐环110的刚度来改变非充气轮胎的接地面形状。可以这样做以生成接地面形状的弯曲前沿，其在涉及行驶不平顺性和冲击隔离时是期望的。可使用另外的刚度变化来优化非公路用轮胎的接地面形状，从而减少土壤压实，对于某些应用而言这是关键设计参数。
图1示出了被布置成彼此对齐的对应类似辐环110的辐条112。例如，每个外部辐环110c的辐条112c和开口Oc彼此对齐，并且每个中间辐环110b的辐条112b和开口Ob彼此对齐。在另选的实施方案中，对应的类似辐环的辐条112和开口OS是彼此不对齐的。对于本领域普通技术人员而言将显而易见的是，辐环110的各种对齐方式将导致非充气轮胎100具有不同的性能特性。当辐环110彼此不对齐时，类似的辐环110的辐条112在非充气轮胎100滚动时在不同时间进入接地面形状区域。辐环110也可以是对齐的，使得所有辐环110的每根辐条112均在非充气轮胎100滚动时在不同时间进入接地面区域。本领域中的普通技术人员将能够选择对齐，从而在任何特定应用中均提供所需性能特性。
在以所需方式布置辐环110之后，使用已知附连方式将它们附连到轮毂(未示出)。示例性附连方式包括但不限于焊接、硬钎焊和施加粘合剂。在一个实施方案中，辐环110也是彼此化学粘结的。例如，辐环可通过焊接、硬钎焊或通过施加粘合剂而彼此粘结。在另选的实施方案中，辐环彼此接触，但不是直接彼此粘结的。在另一个另选的实施方案中，辐环中的一者或多者是间隔开的。
多个高环形强度剪切环114是围绕辐环110周向附接的。在图示实施方案中，一个剪切环114附接到每个辐环110。在另选的实施方案(未示出)中，剪切环没有附接至所有辐环。在另一个另选的实施方案(未示出)中，一个或多个辐环具有附接至其上的多个剪切环。
高环形强度剪切环用作非充气轮胎100上的结构压缩构件，并且增加非充气轮胎100的整个轴向长度上的层间剪切强度。每个高环形强度剪切环114可包括弹性中心部分，该部分夹在两个无弹性外部部分之间，或由单个复合结构构成(参见现有技术美国专利第5,879,484号)。
在图示实施方案中，每个剪切环114的宽度等于对应辐环110的轴向宽度。在一个另选的实施方案中，剪切环的宽度可小于或大于相应剪切环的轴向宽度。在剪切环114的宽度小于对应辐环110的宽度的实施方案中，形成附加空间。该附加空间允许排水、雪或泥浆清除或其他功能。例如，可在剪切环之间的间距中采用可回缩结构，诸如雪地胎螺柱。
在一个实施方案中，所有剪切环114具有相同的尺寸。在一个另选的实施方案中，剪切环中的一个或多个可具有不同的尺寸。
在一个实施方案中，在组装的非充气轮胎100中，剪切环114彼此轴向间隔开。可选择剪切环的间距和尺寸以产生轮胎的所需占地面性能和牵引移动性。
随后围绕高环形强度带114缠绕轮胎胎面116。轮胎胎面116可根据需要包括元件，诸如纵向花纹、花纹块、横向花纹、凹槽和细缝，以提高轮胎在各种情况下的性能。在一个实施方案中，每个剪切环114有助于限定周向胎面中的肋，并且每个剪切环之间的间距有助于限定凹槽。通过使用剪切环来限定周向胎面中的肋，形成胎面所需的胎面防滑道较少。
图2示出了非充气轮胎100的横截面。如从该视图可以看出，非充气轮胎100的每个辐环110均具有相同厚度ST。在另选的实施方案(未示出)中，辐环的辐环厚度是可变化的。通过改变厚度ST，可调整由非充气轮胎100生成的接地面形状以适应广泛的应用，包括农业应用和载客应用。
另外，如从该视图中可以看出，每个剪切环114由弹性中心区域114a构成，该弹性中心区域设置在基本上无弹性的上部区域和下部区域114b上。在图示实施方案中，上部区域和下部区域114b由包在弹性中心区域114a周围的单层材料形成。在另选的实施方案中，采用单独的上部层和下部层。
在其他另选的实施方案中，可利用一个或多个附加的基本上无弹性层来将弹性中心区域划分成两个或更多个弹性区域。例如，可采用由基本上无弹性材料制成的中心层来限定上部弹性区域和下部弹性区域。
图3示出了非充气轮胎200的另选实施方案的横截面。在该实施方案中，辐环210具有不同的最大外径和不同刚度k。在该实施方案中辐环210具有基本上相同的内径DI。每个辐环210可具有独特刚度k，或可与一个或多个其他辐环210具有通用刚度k。在该实施方案中，中心辐环210a具有第一刚度ka，中间辐环210b各自具有第二刚度kb，并且外部辐环210c各自具有第三刚度kc。在一个实施方案中，第一刚度ka低于第二刚度kb和第三刚度kc两者。另外，第二刚度kb低于第三刚度kc。在另选的实施方案中，第一刚度ka大于第二刚度kb和第三刚度kc两者，并且第二刚度kb大于第三刚度kc。在另一个另选的实施方案中，第二刚度kb大于第一刚度ka和第三刚度kc两者，并且第三刚度kc大于第一刚度ka。
每个辐环210可具有独特外径，或可与一个或多个其他辐环210具有通用外径。在图示实施方案中，中心辐环210a具有第一最大外径Da，中间辐环210b各自具有第二最大外径Db，并且外部辐环210c各自具有第三最大外径Dc。第一最大外径Da大于第二最大外径Db，该第二最大外径继而大于第三最大外径Dc。应当理解，可采用具有任何数量的不同外径的任何数量辐环。在已选择辐环的外径之后，以适于特定应用的所需方式布置辐环。例如，可选择每个环的外径以生产具有所需特性的轮胎，诸如低噪声、低振动或低滚动阻力。
可变直径辐环的使用允许在该类型的非充气轮胎(“NPT”)设计中使用弯曲带或环形带(或剪切带)。环形带允许使轮胎接地面区域最大化所需的附加挠曲。对于非公路轮胎或农业轮胎而言这尤其重要，所述轮胎需要具有更大区域的接地面形状以使土壤压实最小化。
在图示实施方案中，每个辐环210均具有恒定的外径。在另选的实施方案(未示出)中，辐环可具有可变外径。例如，每个辐环的外径均可在轴向方向上变化，使得当组装辐环时，组件具有平滑、弯曲外表面。每个辐环210可具有独特厚度，或可与一个或多个其他辐环210具有通用厚度ST。
多个高环形强度剪切环212围绕辐环210周向附接。高环形强度剪切环212基本上与上文相对于图1和图2描述的剪切环114相同，包括上述可能的另选的实施方案。胎面214缠绕在辐环210和剪切环212的外表面上。
图4示出了非充气轮胎300的另一个另选的实施方案的横截面。轮胎300基本上类似于上文所述的轮胎200，但下文标识的差异除外。
在该实施方案中，每个辐环310均具有凹面部分312和凸面部分314，其沿辐环310的侧面交替。当对齐时，相邻辐环310的凹面部分312和凸面部分314彼此邻接，如图4中所见。该构型可在辐环310中提供增加的刚度和支承。另选地，辐环310可包括彼此邻接的其他结构，诸如一个辐环中的凸起部分以及另一个辐环中用以接纳凸起部分的凹陷部分。
多个高环形强度剪切环315围绕辐环310周向附接。高环形强度剪切环315基本上与上文相对于图1至图3描述的剪切环114和剪切环212相同，包括上述可能的另选的实施方案。胎面316周向围绕辐环310和剪切环315。
图5示出了非充气轮胎400的又一个另选的实施方案的透视图。在图示实施方案中，非充气轮胎400具有单个车轮部分410。车轮部分410可为单个一体结构，或可由熔融在一起的多个辐环110组成。车轮部分410具有织带412代替从环形内表面延伸到环形外表面的辐条。织带412可为足以提供支承的任何图案或形状。车轮部分410的最大外径WD可沿轴向方向变化。例如，最大外径可在赤道面中更大并且朝非充气轮胎400的侧面更小。
织带部分412的刚度k可沿车轮部分410的轴向方向变化。整个车轮部分410内的不同刚度k可以若干方式实现。在一个实施方案中，具有各种刚度k的若干辐环110熔融在一起。在另选的实施方案中，制造期间在车轮部分410中使用不同材料以在车轮部分内生成预应力。在另一个另选的实施方案中，织带在轴向方向上具有不同的几何形状，这导致刚度在轴向方向上变化。织带几何形状可通过模制或加工工艺，或者通过3D打印或另外的制造工艺而变化。本领域的普通技术人员将理解，可使用本领域中已知的其他方法在车轮部分410内提供不同轴向刚度。
在图5所示的实施方案中，轮毂414使用已知的附连方式附连到织带412的中心。示例性附连方式包括但不限于焊接、硬钎焊和施加粘合剂。轮毂414可以采用与传统轮胎中的车轮类似的方式附接到车辆。在其他实施方案中，可使用附加的织带412代替轮毂414。
织带412还延伸到环形外表面416。在图示实施方案中，环形外表面412是单个圆柱体。在另选的实施方案(未示出)中，环形外表面可以由多个间隔开的环形成。在此类实施方案中，织带可被类似地划分成间隔开的层。另选地，织带可在由间隔开的环限定的空间之间延伸。
多个高环形强度剪切环418围绕环形外表面416周向连接。高环形强度剪切环418基本上与上文相对于图1至图4描述的剪切环114、212、315相同，包括上述可能的另选的实施方案。胎面层(未示出)周向围绕环形外表面416和剪切环418。
图6为示意图，其示出了非充气轮胎500的另一个另选的实施方案的局部分解横截面。非充气轮胎500包括多个辐环505。在另选的实施方案中，使用织带或其他支撑结构来代替辐环。辐环505从环形内表面510延伸到环形外表面515。一对加强帘布层520、525围绕环形外表面515设置。加强帘布层可为钢带或帘线帘布层。帘线帘布层可为包封在橡胶胶清层中的尼龙或其他聚合物帘线。
多个间隔开的加强层530设置在上加强帘布层525周围。胎面层535围绕间隔开的加强层530设置，从而形成由周向凹槽间隔开的多个肋。
每个加强层530的宽度小于对应的肋宽度。因此，每个加强层530被相应的周向肋包围。虽然加强层530被示出为在每个周向肋内基本上居中，但在另选的实施方案中，加强层可向右或向左偏斜。在另一个另选的实施方案(未示出)中，加强层可在肋内在周向方向上起伏，使得其在一些位置处居中，在一些位置处向左偏斜，并且在其他位置处向右偏斜。
在图示实施方案中，每个加强层530的宽度也小于对应辐环505的宽度。宽度的差异产生允许排水、雪或泥浆清除或其他功能的空间。例如，可在剪切环之间的间距中采用可回缩结构，诸如雪地胎螺柱。
在图示实施方案中，每个加强层530沿其整个侧向宽度具有相同的规格G。由于所述胎面具有曲率，加强层的顶表面在径向上高于第一周向凹槽的底部。另外，加强层530沿其整个周向长度具有相同的规格G。在另选的实施方案(未示出)中，加强层的规格G在横向或周向方向上变化。
如图6中进一步可见，加强层没有任何部分直接在多条周向凹槽中的任何一条的底表面下方延伸。每个加强层530的顶表面在径向上高于多条周向凹槽中的每一条的底表面。在另选的实施方案(未示出)中，加强层530的顶表面可低于周向凹槽的底表面。
在图示实施方案中，加强层530没有任何部分形成多条周向凹槽中的任何一条的凹槽壁表面。在该具体实施方案中，加强层530没有任何部分形成多个周向肋中的任一个的径向外表面。在另选的实施方案(未示出)中，加强层530的一部分可形成周向肋中的至少一个的径向外表面。例如，加强层可随着胎面磨损而暴露出来。
在一个实施方案中，每个加强层530包括加强帘线。该加强帘线可以是周向延伸的帘线。该加强帘线可以是有机帘线，例如尼龙帘线，或金属帘线(例如钢帘线)。在一个具体实施方案中，加强帘线限于加强层，并且没有加强帘线(即，没有有机帘线)径向设置在胎体与多条周向凹槽的底表面之间。
在一个实施方案中，每个加强层包括嵌入加强帘线的基体橡胶。径向设置在加强层上方的胎面橡胶的橡胶材料与基体橡胶的橡胶材料不同。基体橡胶可具有比胎面橡胶更高的模量。另选地，基体橡胶可具有比胎面橡胶更低的模量。
胎面橡胶535形成多条周向凹槽的底部部分。在一个实施方案中，胎面橡胶由单一橡胶材料制成。另选地，胎面橡胶可包括由不同橡胶材料制成的多个橡胶层。
加强层530的使用导致肋的凹槽深度大于胎面材料535的厚度。
图7为示意图，其示出了非充气轮胎600的又一个另选的实施方案的局部分解横截面。除了此处描述的不同之处，轮胎600基本上与图6所示的和上文讨论的轮胎500相同(包括上文讨论的另选的实施方案)。
在图示实施方案中，非充气轮胎600包括多个辐环605。在另选的实施方案中，使用织带或其他支撑结构来代替辐环。辐环605从环形内表面610延伸到环形外表面615。单个加强帘布层620围绕环形外表面615设置。加强帘布层可以是钢带或帘线帘布层。帘线帘布层可为包封在橡胶胶清层中的尼龙或其他聚合物帘线。
多个间隔开的加强层625围绕单个加强帘布层620设置。胎面层630围绕间隔开的加强层625设置，从而形成由周向凹槽间隔开的多个肋。
图8为示意图，其示出了非充气轮胎700的又一个另选的实施方案的局部分解横截面。除了此处描述的不同之处，轮胎700基本上与图6和图7中所示的以及上文讨论的轮胎500和轮胎600相同(包括上文讨论的另选的实施方案)。
在图示实施方案中，非充气轮胎700包括多个辐环705。在另选的实施方案中，使用织带或其他支撑结构来代替辐环。辐环705从环形内表面710延伸到环形外表面715。轮胎700不包括任何加强帘布层。相反，多个间隔开的加强层720设置在辐环705的环形外表面715上。
在图示实施方案中，每个加强层720由两个子层构成。第一子层720a直接径向设置在对应辐环705的环形外表面715上方。第二子层720b直接径向设置在第一子层720a之上，并且径向设置在胎面橡胶725之下。
虽然两个子层被示出为具有大致相同的规格和相同的宽度，但两个子层可具有不同的厚度或不同的宽度。所述两个子层可具有其材料或特性的各种组合。例如，在子层720a、720b两者均包括嵌入基体橡胶中的加强帘线的情况下，两个子层可具有不同的加强帘线材料、不同的帘线特性和/或不同的基体橡胶。仅一个子层可包括嵌入基体橡胶中的加强帘线。在另选的实施方案(未示出)中，加强层包括三个或更多个子层。
图1至图8的实施方案中所公开的辐环和织带可导致非充气轮胎100、200、300、400、500、600、700在与地面接触时形成圆化接地面形状。该圆化接地面形状减轻了路面冲击和噪声的影响。圆化接地面形状的曲率可由各种因素确定，包括但不限于每个辐环的刚度、外径、厚度、辐条几何形状、辐条数量、开口的形状和数量以及包括在非充气轮胎中的辐环的数量。通过改变这些参数，可调整非充气轮胎以适应广泛的应用，包括农业应用和乘用车辆应用。例如，在一些应用诸如农业车辆的使用中，可能需要均匀的接触压力和最大化接触区域。具有圆化接地面形状(或圆化带)的非充气轮胎可被设计为在低负载下更大程度挠曲，从而使接触区域最大化并且使土壤压实最小化。具有平坦接地面形状的非充气轮胎失去了在跨其轴向宽度上以不同速率在轴向方向上挠曲的能力，这将导致更少的挠曲，以及更小的接地面区域，特别是在轻负载条件下。对于驾驶员/操作员而言，具有圆化接地面形状的非充气轮胎将带来优异的(降低的)土壤压实性能和优异的(降低的)行驶不平顺性。
图9示出了示例性细长圆化接地面形状800，其是在非充气轮胎100、200、300、400、500、600、700中的一者在承载负载条件下与滚动表面接触时形成的。细长圆化接地面形状800包括圆化前缘812和圆化后缘814。非充气轮胎100、200、300、400、500、600、700的轴向刚度分布或不同轴向直径有助于圆化边缘812和814的形成。
相比之下，图10示出了现有技术无气轮胎(未示出)的接地面形状900。接地面形状900包括直的前缘912和直的后缘914。与产生圆化接地面形状800的非充气轮胎相比，产生平坦接地面形状900的非充气轮胎导致更大行驶振动和噪声。
当非充气轮胎在承载负载条件下与滚动表面接触时，形成接地面形状。例如，图11为示意图，其示出了承载负载的图1和图2的非充气轮胎100的侧视图。在一个实施方案中，可基于非充气轮胎内的负载分布加强在轴向对齐中使用可变刚度环的效果。此类实施方案中的负载携带分布可更多地依赖在压缩下传输通过轮胎底部的辐条(负载和接地表面之间)的负载，并且更少地依赖剪切带以将负载转移到轮胎的顶部。在一些NPT中，主要通过使用圆柱形剪切带携带负载，该剪切带具有在轮胎底部弯曲的辐条。这些NPT被视为“顶部装载机”并且在张力下携带大部分负载通过剪切带和上部辐条。其他NPT基本上是刚性(或半挠性)结构，所述结构通过底部部分“底部装载机”携带大部分负载。在一个实施方案中，负载在辐环与剪切带之间相对平衡，使得在压缩下通过底部辐条携带大约50％的负载，并且在张力下通过剪切带和上部辐条携带大约50％的负载。这种近似的50/50负载分布使得能够改变辐环的直径和刚度以生成所需接地面形状。在该实施方案中，当非充气轮胎100被加以负载时，经受压缩力的辐条112是不弯曲的。
在将负载施加在非充气轮胎100上时，非充气轮胎100在滚动表面上生成圆化接地面形状800。当非充气轮胎100经受负载力时，形成圆化前缘812。与具有直前缘的非充气轮胎相比，圆化前缘812允许轮胎更柔和地经过路面中的隆起物，从而减轻行驶振动和噪声。
就在说明书或权利要求书中使用术语“包括”或“具有”而言，其旨在以类似于术语“包含”在权利要求书中用作过渡词时所理解的方式来具有包容性。此外，就采用术语“或”(例如，A或B)而言，该术语旨在表示“A或B或两者”。当申请人旨在指示“仅A或B但不是两者”时，则将采用术语“仅A或B但不是两者”。因此，本文中术语“或”的使用具有包容性，不具有排他性用途。参见Bryan A.Garner，《现代法律用语词典》第624页(第二版，1995年)(BryanA.Garner,A Dictionary of Modern Legal Usage 624(2d.Ed.1995))。此外，就在说明书和权利要求书中使用术语“在…中”或“到…中”而言，该术语旨在另外表示“在…上”或“到…上”。此外，就在说明书或权利要求书中使用术语“连接”而言，该术语旨在不仅表示“直接连接到”，而且也表示“间接连接到”，诸如通过另外的一个或多个部件进行连接。
虽然本申请已通过其实施方案的描述进行了说明，并且虽然已相当详细地对所述实施方案进行了描述，但申请人并非意图将所附权利要求书的范围约束为这样的细节或以任何方式限制为这样的细节。附加的优点和修改对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。因此，在其更广泛的方面，本申请并不限于所示和所述的特定细节、代表性设备和方法，以及示例性示例。因此，可以在不脱离申请人的总体发明构思的实质或范围的情况下偏离此类细节。

Claims (15)

1.一种非充气轮胎，包括：
环形外表面；
环形内表面；
支撑结构，所述支撑结构从所述环形外表面延伸到所述环形内表面；
多个剪切元件，所述多个剪切元件围绕所述环形外表面周向延伸并且彼此横向间隔开，
其中每个剪切元件包括基本上无弹性的下部区域、基本上无弹性的上部区域和设置在所述基本上无弹性的下部区域和所述基本上无弹性的上部区域之间的弹性区域，以及
胎面层，所述胎面层围绕所述多个剪切元件周向延伸。
2.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述支撑结构包括多个辐环，并且其中每个剪切元件围绕对应辐环的环形外表面周向延伸。
3.根据权利要求2所述的非充气轮胎，其中所述多个辐环彼此化学粘结。
4.根据权利要求2所述的非充气轮胎，其中所述多个辐环彼此间隔开。
5.根据权利要求2所述的非充气轮胎，其中所述多个剪切元件中的每一个剪切元件的宽度小于所述对应辐环的宽度。
6.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述弹性区域包括由基本上无弹性的中心区域分开的上部弹性区域和下部弹性区域。
7.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述环形外表面包括多个间隔开的环形外表面。
8.根据权利要求7所述的非充气轮胎，其中所述支撑结构在所述多个间隔开的环形外表面之间延伸。
9.根据权利要求7所述的非充气轮胎，其中所述支撑结构包括对应于所述多个间隔开的环形外表面的一系列间隔开的层。
10.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述多个剪切元件在所述胎面层中限定多条肋和多条周向凹槽。
11.根据权利要求10所述的非充气轮胎，其中所述多个剪切元件中没有任何部分形成所述多条周向凹槽中的任何一条周向凹槽的凹槽壁表面。
12.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述胎面层包括对应于所述多个剪切元件的多个间隔开的胎面层。
13.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述基本上无弹性的下部区域包括加强帘线。
14.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述基本上无弹性的上部区域包括加强帘线。
15.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述支撑结构是织带。
CN201980063939.3A 2018-10-09 2019-09-25 具有多个剪切环的非充气轮胎 Pending CN112770917A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862743092P 2018-10-09 2018-10-09
US62/743,092 2018-10-09
PCT/US2019/052946 WO2020076507A1 (en) 2018-10-09 2019-09-25 Nonpneumatic tire having multiple shear hoops

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112770917A true CN112770917A (zh) 2021-05-07

Family

ID=70164836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980063939.3A Pending CN112770917A (zh) 2018-10-09 2019-09-25 具有多个剪切环的非充气轮胎

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210323351A1 (zh)
EP (1) EP3863866B1 (zh)
JP (1) JP7222078B2 (zh)
CN (1) CN112770917A (zh)
WO (1) WO2020076507A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112455164A (zh) * 2019-09-06 2021-03-09 通伊欧轮胎株式会社 免充气轮胎
CN114312150A (zh) * 2022-02-15 2022-04-12 季华实验室 免充气轮胎

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4355590A1 (en) * 2021-06-18 2024-04-24 Bridgestone Americas Tire Operations, LLC Non-pneumatic tire having balanced spoke stiffnesses

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5879484A (en) * 1997-01-13 1999-03-09 Bridgestone/Firestone, Inc. Run flat banded pneumatic tire
US20090283185A1 (en) * 2007-03-27 2009-11-19 Ali Manesh Tension-based non-pneumatic tire
US20110104428A1 (en) * 2008-03-19 2011-05-05 Societe De Technologie Michelin Composite Laminate Product
WO2012032000A1 (fr) * 2010-09-09 2012-03-15 Societe De Technologie Michelin Roue elastique non pneumatique multietages
KR20120070469A (ko) * 2010-12-21 2012-06-29 한국타이어 주식회사 비공기압 타이어
WO2012102932A1 (en) * 2011-01-30 2012-08-02 Michelin Recherche Et Technique S.A. Controlled buckling of a shear band for a tire
WO2013095499A1 (en) * 2011-12-22 2013-06-27 Michelin Recherche Et Technique, S.A. Shear band with interlaced reinforcements
US20140367007A1 (en) * 2013-06-15 2014-12-18 Ronald H. Thompson Annular ring and non-pneumatic tire
WO2016100017A1 (en) * 2014-12-18 2016-06-23 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Tire with arched spokes
US20160200145A1 (en) * 2013-12-24 2016-07-14 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Airless tire construction having multiple layers
WO2016126983A1 (en) * 2015-02-04 2016-08-11 Advancing Mobility, Llc. Non-pneumatic tire and other annular devices
US20170008342A1 (en) * 2015-07-10 2017-01-12 Caterpillar Inc. Non-pneumatic tire including shear band

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5460213A (en) * 1992-03-18 1995-10-24 Uniroyal Goodrich Licensing Services, Inc. Multiple non-pneumatic tire and process for making it
JP2008222038A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Yokohama Rubber Co Ltd:The 非空気式タイヤ
FR2921011B1 (fr) * 2007-09-14 2009-11-27 Michelin Soc Tech Produit stratifie composite.
CN102791496B (zh) * 2010-03-12 2016-03-09 米其林集团总公司 具有连续环状加强组件的结构支撑的非充气车轮
JP5774905B2 (ja) * 2011-05-18 2015-09-09 東洋ゴム工業株式会社 非空気圧タイヤ
JP6604139B2 (ja) * 2015-10-22 2019-11-13 住友ゴム工業株式会社 エアレスタイヤ
WO2017116385A1 (en) * 2015-12-28 2017-07-06 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Method of forming non-pneumatic tire including pressure application between an intermediate section and an outer shear band ring
US20170368879A1 (en) * 2016-06-28 2017-12-28 The Goodyear Tire & Rubber Company Non-pneumatic tire
JP6805660B2 (ja) * 2016-09-09 2020-12-23 住友ゴム工業株式会社 エアレスタイヤ
WO2018125186A1 (en) * 2016-12-30 2018-07-05 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Non-pneumatic tire
JP6964471B2 (ja) * 2017-09-07 2021-11-10 Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 非空気圧タイヤ

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5879484A (en) * 1997-01-13 1999-03-09 Bridgestone/Firestone, Inc. Run flat banded pneumatic tire
US20090283185A1 (en) * 2007-03-27 2009-11-19 Ali Manesh Tension-based non-pneumatic tire
US20110104428A1 (en) * 2008-03-19 2011-05-05 Societe De Technologie Michelin Composite Laminate Product
WO2012032000A1 (fr) * 2010-09-09 2012-03-15 Societe De Technologie Michelin Roue elastique non pneumatique multietages
KR20120070469A (ko) * 2010-12-21 2012-06-29 한국타이어 주식회사 비공기압 타이어
WO2012102932A1 (en) * 2011-01-30 2012-08-02 Michelin Recherche Et Technique S.A. Controlled buckling of a shear band for a tire
WO2013095499A1 (en) * 2011-12-22 2013-06-27 Michelin Recherche Et Technique, S.A. Shear band with interlaced reinforcements
US20140367007A1 (en) * 2013-06-15 2014-12-18 Ronald H. Thompson Annular ring and non-pneumatic tire
US20160200145A1 (en) * 2013-12-24 2016-07-14 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Airless tire construction having multiple layers
WO2016100017A1 (en) * 2014-12-18 2016-06-23 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Tire with arched spokes
WO2016126983A1 (en) * 2015-02-04 2016-08-11 Advancing Mobility, Llc. Non-pneumatic tire and other annular devices
US20170008342A1 (en) * 2015-07-10 2017-01-12 Caterpillar Inc. Non-pneumatic tire including shear band

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112455164A (zh) * 2019-09-06 2021-03-09 通伊欧轮胎株式会社 免充气轮胎
CN114312150A (zh) * 2022-02-15 2022-04-12 季华实验室 免充气轮胎

Also Published As

Publication number Publication date
US20210323351A1 (en) 2021-10-21
JP7222078B2 (ja) 2023-02-14
JP2022501256A (ja) 2022-01-06
EP3863866B1 (en) 2024-02-21
WO2020076507A1 (en) 2020-04-16
EP3863866A1 (en) 2021-08-18
EP3863866A4 (en) 2022-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9487052B1 (en) Airless tire construction having multiple layers
EP3519204B1 (en) Reinforced rubber spoke for a tire
KR101066533B1 (ko) 오토바이용 한 쌍의 전후륜 공기압 타이어 및 상기 타이어 쌍이 설치된 오토바이의 습한 지면과 건조 지면 모두에서의 성능 향상 방법
KR102581548B1 (ko) 에어리스 타이어
EP3681735B1 (en) Non-pneumatic tire
EP3863866B1 (en) Nonpneumatic tire having multiple shear hoops
CN109466251B (zh) 免充气轮胎
EP3785934B1 (en) Non-pneumatic tire
JP2009035051A (ja) 非空気圧タイヤ及びその製造方法
CN112118971B (zh) 两轮车用轮胎
CN105793063A (zh) 无气轮胎
US11697307B2 (en) Wheel for a support structure
JP7449670B2 (ja) 非空気圧タイヤ
WO2019244771A1 (ja) 空気入りタイヤ
JP2023015874A (ja) エアレスタイヤ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination