CN115891510A - 免充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本公开涉及轮胎技术领域，尤其涉及一种免充气轮胎。该免充气轮胎包括：同轴设置的内毂连接层和胎面连接层；所述内毂连接层的外表面和所述胎面连接层的内表面通过沿周向均匀排布的多组支撑体组连接；每组所述支撑体组均包括至少一个支撑体；所述支撑体包括第一扇环、第二扇环和连接段；所述第一扇环的开口正对所述内毂连接层的外表面设置，并与所述内毂连接层连接。该免充气轮胎，通过两个具有开口的扇环结构以及连接段形成了X型支撑结构，在轮胎受到径向压力时，第一扇环以及第二扇环能够通过自身的弯曲形变吸收径向压力，而且二者的扇环结构也能使整个轮胎在径向加载时在径向上发生更加均匀的形变，从而保证整个轮胎的稳定性和可靠性。

Description

免充气轮胎

技术领域

本公开涉及轮胎技术领域，尤其涉及一种免充气轮胎。

背景技术

目前，正在使用的轮胎，大部分都是充气轮胎，充气轮胎利用轮胎内压缩空气的高压承载车辆的载荷，具有良好的乘坐舒适性。但是当充气轮胎被扎破时容易发生漏气，使轮胎承载能力减弱，并会导致轮胎胎面磨损加剧或不规则磨损，在高温天气、充气压力过大、长时间连续行驶或遭受冲击时还易发生爆胎，影响车辆行驶安全。而免充气轮胎则没有上述漏气、爆胎风险，且免维护。

非充气轮胎的支撑体结构，需要在保证工艺简便的同时，还能保证受力比较线性化，能够在加载过程中均匀的发生形变，从而保证轮胎整体的稳定性和可靠性，目前使用的支撑体结构往往在加载过程中无法实现均匀形变，导致轮胎的径向刚度曲线具有跳动点，影响整个轮胎的性能。

发明内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种免充气轮胎。

本公开提供了一种免充气轮胎，包括：同轴设置的内毂连接层和胎面连接层；所述内毂连接层的外表面和所述胎面连接层的内表面通过沿周向均匀排布的多组支撑体组连接；

每组所述支撑体组均包括至少一个支撑体；

所述支撑体包括第一扇环、第二扇环和连接段；所述第一扇环的开口正对所述内毂连接层的外表面设置，并与所述内毂连接层连接；所述第二扇环的开口正对所述胎面连接层的内表面设置，并与所述胎面连接层连接；所述连接段连接所述第一扇环和所述第二扇环。

可选的，所述连接段的中心处开设有通孔，所述通孔沿所述连接段延伸方向贯穿所述连接段。

可选的，所述连接段通过圆弧结构对应的与所述第一扇环的外表面以及所述第二扇环的外表面相切。

可选的，所述第一扇环的开口处设有连接部，所述连接部将所述第一扇环的两端连接，并形成一体结构；

和/或所述第二扇环的开口处设有连接部，所述连接部将所述第二扇环的两端连接，并形成一体结构。

可选的，所述内毂连接层上开设有连接槽，所述第一扇环的端部与所述连接槽插接配合；

和/或所述胎面连接层上开设有连接槽，所述第二扇环的端部与所述连接槽插接配合。

可选的，还包括增强纤维；

所述增强纤维的数量为两组，两组增强纤维，每组所述增强纤维均从所述第一扇环的一端朝向所述第二扇环位于同侧的端部延伸；

或所述增强纤维均匀排布在所述支撑体内，并沿所述支撑体的延伸方向延伸。

可选的，所述第一扇环的内径与外径对应的小于所述第二扇环的内径与外径。

可选的，所述第一扇环的内外径之差等于所述第二扇环的内外径之差。

可选的，所述第一扇环的圆心角大于或等于180度；和/或所述第二扇环的圆心角大于或等于180度。

可选的，所述第一扇环和所述第二扇环均为椭圆形扇环，且所述第一扇环和所述第二扇环的长轴均与所述轮胎的径向重合。

可选的，所述支撑体的延伸方向与所述轮胎的轴向平行，所述支撑体组包括多个沿周向均匀排布的所述支撑体。

可选的，所述第二扇环的弦长为L1，相邻的两个所述支撑体的间距弦长为L2，所述L1与所述L2相等。

可选的，所述支撑体沿其延伸方向的两端均设有凹陷部。

可选的，所述支撑体沿所述轮胎的周向延伸。

可选的，所述支撑体组包括多个沿所述轮胎的轴向均匀排布的所述支撑体。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开提供的免充气轮胎，通过两个具有开口的扇环结构以及连接段形成了X型支撑结构，在轮胎受到径向压力时，第一扇环以及第二扇环能够通过自身的弯曲形变吸收径向压力，而且二者的扇环结构也能使整个轮胎在径向加载时在径向上发生更加均匀的形变，从而保证整个轮胎的稳定性和可靠性，使轮胎具有更良好的承载性能、操控稳定性和制动驱动性能。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述的免充气轮胎的结构示意图；

图2为本公开实施例所述的免充气轮胎中支撑体的结构示意图；

图3为本公开实施例所述的免充气轮胎中支撑体设有连接部的结构示意图；

图4为本公开实施例所述的免充气轮胎中支撑体为椭圆结构的结构示意图；

图5为本公开实施例所述的免充气轮胎中支撑体的端部设有凹陷部的结构示意图；

图6为本公开实施例所述的免充气轮胎中支撑体设有通孔的结构示意图；

图7为本公开实施例所述的免充气轮胎中支撑体按另一种排布方式的结构示意图；

图8为本公开实施例所述的免充气轮胎中支撑体通过连接槽与内毂连接层或胎面连接层连接的结构示意图；

图9为本公开实施例所述的免充气轮胎中增强纤维排布在支撑体中的一种结构示意图；

图10为本公开实施例所述的免充气轮胎中增强纤维排布在支撑体中的另一种结构示意图；

图11为本公开实施例所述的免充气轮胎在径向加载下的刚度曲线。

其中，1、内毂连接层；2、胎面连接层；3、支撑体；31、第一扇环；32、第二扇环；33、连接段；331、通孔；34、凹陷部；41、连接部；42、连接槽；5、增强纤维；6、胎面。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

目前，正在使用的轮胎，大部分都是充气轮胎，充气轮胎利用轮胎内压缩空气的高压承载车辆的载荷，具有良好的乘坐舒适性。但是当充气轮胎被扎破时容易发生漏气，使轮胎承载能力减弱，并会导致轮胎胎面磨损加剧或不规则磨损，在高温天气、充气压力过大、长时间连续行驶或遭受冲击时还易发生爆胎，影响车辆行驶安全。而免充气轮胎则没有上述漏气、爆胎风险，且免维护。

非充气轮胎的支撑体结构，需要在保证工艺简便的同时，还能保证受力比较线性化，能够在加载过程中均匀的发生形变，从而保证轮胎整体的稳定性和可靠性，目前使用的支撑体结构往往在加载过程中无法实现均匀形变，导致轮胎的径向刚度曲线具有跳动点，影响整个轮胎的性能。

基于此，本实施例提供一种免充气轮胎，通过两个具有开口的扇环结构以及连接段形成了X型支撑结构，在轮胎受到径向压力时，第一扇环以及第二扇环能够通过自身的弯曲形变吸收径向压力，而且二者的扇环结构也能使整个轮胎在径向加载时在径向上发生更加均匀的形变，从而保证整个轮胎的稳定性和可靠性，使轮胎具有更良好的承载性能、操控稳定性和制动驱动性能。下面通过具体的实施例对其进行详细说明：

参照图1至图11所示，本实施例提供的一种免充气轮胎包括：同轴设置的内毂连接层1和胎面连接层2；内毂连接层1的外表面和胎面连接层2的内表面通过沿周向均匀排布的多组支撑体组连接；每组支撑体组均包括至少一个支撑体3；支撑体3包括第一扇环31、第二扇环32和连接段33；第一扇环31的开口正对内毂连接层1的外表面设置，并与内毂连接层1连接；第二扇环32的开口正对胎面连接层2的内表面设置，并与胎面连接层2连接；连接段33连接第一扇环31和第二扇环32。

该免充气轮胎通过两个具有开口的扇环结构以及连接段33形成了X型支撑结构，在轮胎受到径向压力时，第一扇环31以及第二扇环32能够通过自身的弯曲形变吸收径向压力，而且二者的扇环结构也能使整个轮胎在径向加载时在径向上发生更加均匀的形变，从而保证整个轮胎的稳定性和可靠性，使轮胎具有更良好的承载性能、操控稳定性和制动驱动性能。

在一些实施例中，胎面连接层2可以与胎面6一体成型，也可以做成分层结构。

继续参照图6所示，连接段33的中心处开设有通孔331，通孔331沿连接段33延伸方向贯穿连接段33；通过通孔331的开设，能够降低整个支撑体3中部位置的应力集中，降低内生热，大大提高支撑体3的疲劳耐久性能，同时，这种设计还能够有效地降低整个轮胎的重量，从而实现轮胎的轻量化。

继续参照图2所示，连接段33通过圆弧结构对应的与第一扇环31的外表面以及第二扇环32的外表面相切；连接段33的两侧均有半径为R2的圆弧结构，通过该圆弧结构能够实现与第一扇环31和第二扇环32的平滑过度，提高整个支撑体3的一体性，还能提高整个支撑体3的力学性能。

继续参照图3和图4所示，第一扇环31的开口处设有连接部41，连接部41将第一扇环31的两端连接，并形成一体结构；和/或第二扇环32的开口处设有连接部41，连接部41将第二扇环32的两端连接，并形成一体结构；通过连接部41将支撑体3与内毂连接层1的连接处和/或与胎面连接层2的连接处从点连接变成了面连接，提高了接触面积，更方便连接支撑体3，而且有利于提高支撑体3在内毂连接层1上和/或在胎面连接层2上的稳定性。

继续参照图8所示，内毂连接层1上开设有连接槽42，第一扇环31的端部与连接槽42插接配合；和/或胎面连接层2上开设有连接槽42，第二扇环32的端部与连接槽42插接配合；通过连接槽42的设置，能够更加稳定的将支撑体3连接在内毂连接层1和/或胎面连接层2上，需要说明的是，支撑体3还可以通过一体浇注成型、一体注塑成型、机械式卡扣连接以及嵌入式固定连接等方式与内毂连接层1和/或胎面连接层2进行连接。

继续参照图9所示，该免充气轮胎还包括增强纤维5；增强纤维5的数量可以为两组，两组增强纤维5，每组增强纤维5均从第一扇环31的一端朝向第二扇环32位于同侧的端部延伸；也就是说，两组增强纤维5相对设置，并且共同组合形成X型支撑结构；

继续参照图10所示，增强纤维5还可以均匀排布在支撑体3内，并沿支撑体3的延伸方向延伸；应当能够理解的是，这样排布的方式在支撑体3的断面处可以看到均匀排布的增强纤维5的断面；

需要说明的是，支撑体3的材料可以使超弹性材料，如橡胶、聚氨酯或其它高分子聚合物，增强纤维5可以是纤维复合材料，如玻纤、碳纤、尼龙以及钢丝等。

继续参照图2所示，第一扇环31的内径R1与外径R1’对应的小于第二扇环32的内径R3与外径R3’；在一些实施例中，第一扇环31的内外径之差等于第二扇环32的内外径之差；这样设置能够在第一扇环31位置处形成仿双臂结构，在连接段33位置处形成仿腰部结构，在第二扇环32位置处形成仿双腿结构；当发生变形时，主要依靠上部和下部的变形来产生抵抗，下部的双腿结构要明显比上部的双臂结构粗一些。

继续参照图2至图4所示，第一扇环31的圆心角大于或等于180度；和/或第二扇环32的圆心角大于或等于180度；这样设置能够更多的利用扇形结构的自身结构特点发生形变，减少对支撑体3的材料的依赖；受力结构更加合理。

可选的，第一扇环31和第二扇环32均为椭圆形扇环，且第一扇环31和第二扇环32的长轴均与轮胎的径向重合，当发生变形时，椭圆会向圆弧过渡，这样的变形受力会更加均匀；同时整个支撑体3的径向支撑力也会更大。

继续参照图1和图2所示，支撑体3的延伸方向与轮胎的轴向平行，支撑体组包括多个沿周向均匀排布的支撑体3。

继续参照图2所示，第二扇环32的弦长为L1，相邻的两个支撑体3的间距弦长为L2，L1与L2相等；这样设置能够提高轮胎的行驶平顺性。

继续参照图5所示，支撑体3沿其延伸方向的两端均设有凹陷部34；通过凹陷部34的设置，能够实现非充气轮胎的轻量化，通过切除区域的调整可以调节横向刚度；应当能够理解的是，凹陷部34可以向两端平滑过度，也就是说，凹陷部34为弧形结构，从而不破坏该支撑体3的力学性能。

继续参照图7和图10所示，支撑体3沿轮胎的周向延伸；也就是说，支撑体3的断面形成X型结构，该X型结构沿轮胎的周向延伸形成环形结构支撑在内毂连接层1与胎面连接层2之间。

在一些实施例中，支撑体组包括多个沿轮胎的轴向均匀排布的支撑体3。

具体实现方式和实现原理与上述实施例相同，并能带来相同或者类似的技术效果，在此不再一一赘述，具体可参照上述免充气轮胎实施例的描述。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种免充气轮胎，其特征在于，包括：同轴设置的内毂连接层(1)和胎面连接层(2)；所述内毂连接层(1)的外表面和所述胎面连接层(2)的内表面通过沿周向均匀排布的多组支撑体组连接；

每组所述支撑体组均包括至少一个支撑体(3)；

所述支撑体(3)包括第一扇环(31)、第二扇环(32)和连接段(33)；所述第一扇环(31)的开口正对所述内毂连接层(1)的外表面设置，并与所述内毂连接层(1)连接；所述第二扇环(32)的开口正对所述胎面连接层(2)的内表面设置，并与所述胎面连接层(2)连接；所述连接段(33)连接所述第一扇环(31)和所述第二扇环(32)。

2.根据权利要求1所述的免充气轮胎，其特征在于，所述连接段(33)的中心处开设有通孔(331)，所述通孔(331)沿所述连接段(33)延伸方向贯穿所述连接段(33)。

3.根据权利要求1所述的免充气轮胎，其特征在于，所述连接段(33)通过圆弧结构对应的与所述第一扇环(31)的外表面以及所述第二扇环(32)的外表面相切。

4.根据权利要求1所述的免充气轮胎，其特征在于，所述第一扇环(31)的开口处设有连接部(41)，所述连接部(41)将所述第一扇环(31)的两端连接，并形成一体结构；

和/或所述第二扇环(32)的开口处设有连接部(41)，所述连接部(41)将所述第二扇环(32)的两端连接，并形成一体结构。

5.根据权利要求1所述的免充气轮胎，其特征在于，所述内毂连接层(1)上开设有连接槽(42)，所述第一扇环(31)的端部与所述连接槽(42)插接配合；

和/或所述胎面连接层(2)上开设有连接槽(42)，所述第二扇环(32)的端部与所述连接槽(42)插接配合。

6.根据权利要求1所述的免充气轮胎，其特征在于，还包括增强纤维(5)；

所述增强纤维(5)的数量为两组，两组增强纤维(5)，每组所述增强纤维(5)均从所述第一扇环(31)的一端朝向所述第二扇环(32)位于同侧的端部延伸；

或所述增强纤维(5)均匀排布在所述支撑体(3)内，并沿所述支撑体(3)的延伸方向延伸。

7.根据权利要求1至6任一项所述的免充气轮胎，其特征在于，所述支撑体(3)的延伸方向与所述轮胎的轴向平行，所述支撑体组包括多个沿周向均匀排布的所述支撑体(3)。

8.根据权利要求7所述的免充气轮胎，其特征在于，所述第二扇环(32)的弦长为L1，相邻的两个所述支撑体(3)的间距弦长为L2，所述L1与所述L2相等。

9.根据权利要求7所述的免充气轮胎，其特征在于，所述支撑体(3)沿其延伸方向的两端均设有凹陷部(34)。

10.根据权利要求1至6任一项所述的免充气轮胎，其特征在于，所述支撑体(3)沿所述轮胎的周向延伸。

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