CN205930044U - 一种免充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种免充气轮胎，沿轮胎径向由外向内依次包括设置有低滚阻、高抓着力花纹的橡胶胎面，与橡胶胎面硫化成一体的基部胶，以及对橡胶胎面起支撑作用的弹性支撑体，其特征在于：弹性支撑体包括与轮辋相接触的内承压环，与基部胶贴合的外承压环，以及位于内承压环和外承压环之间的中部支撑体；外承压环的周向环体内部设有第一轴向通孔，第一轴向通孔的轴向截面为圆形或弓形圆弧或椭圆形或边数大于等于6的多边形的其中一种，且沿圆周方向均匀分布，使得车辆轮轴通过弹性支撑体的第一轴向通孔将载荷均匀离散化传递至地面，得到压力分布比较均匀的接地印痕，提高轮胎的接地性能和承载性能。

Description

一种免充气轮胎

技术领域

本实用新型属于轮胎技术领域，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，并会对轮胎胎面产生剧烈磨损或不规则磨损，当胎内充气压力过大时还会发生爆胎，影响车辆行驶安全。因此，研发出一种具有舒适性、安全性和耐用性的非实心免充气轮胎成为汽车和轮胎行业的首要任务。

申请号201510246208.6的专利申请公开了一种免充气式空心轮胎，轮胎胎体内部设置的五个缓冲气腔与内设于胎趾与胎体的邻接位的左右矩形缓冲气腔，构成能确保轮胎具有可靠工作弹性的弹性支撑筋系统，确保该免充气式空心轮胎具有一般充气轮胎的常规弹性能力和抗变形能力。但是，胎体内的缓冲气腔只要两层，在使用过程中很容易出现接地印痕形状不规则和接地压力分布不均匀的状况。因此，设计一种具有良好接地性能和操稳性能的免充气轮胎成为轮胎技术领域的迫切要求。

实用新型内容

本实用新型针对上述的现有的免充气轮胎不能满足良好的接地性能和操稳性能要求的技术问题，提出一种具有良好接地性能和操稳性能的免充气轮胎。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：沿轮胎径向由外向内依次包括设置有低滚阻、高抓着力花纹的橡胶胎面，与橡胶胎面硫化成一体的基部胶，以及对橡胶胎面起支撑作用的弹性支撑体，其特征在于：弹性支撑体包括与轮辋相接触的内承压环，与基部胶复合的外承压环，以及位于内承压环和外承压环之间的中部支撑体；外承压环的周向环体内部设有沿圆周方向均匀分布的第一轴向通孔。

作为优选，第一轴向通孔的轴向截面为圆形或边数大于等于6的多边形的其中一种，沿圆周方向的最大长度为8mm～24mm，且圆周方向最大长度与相邻两个通孔之间最小壁厚的比值为3.5～2.5。

作为优选，第一轴向通孔的轴向截面为弓形圆弧或椭圆形的其中一种，沿圆周方向的最大长度为8mm～24mm，且圆周方向最大长度与相邻两个通孔之间最小壁厚的比值为1.15～0.75。

作为优选，中部支撑体包括自外承压环至内承压环依次排列的第二轴向通孔，第三轴向通孔和第四轴向通孔。

作为优选，第二轴向通孔为一层，且轴向截面为上底边为圆弧形的梯形与下底边为圆弧形的梯形交替均匀排布的圆弧梯形结构。

作为优选，第三轴向通孔为一至三层，且轴向截面为等腰梯形交替均匀排布的梯形结构。

作为优选，第四轴向通孔为一层，且轴向截面为三角形与等腰梯形交替均匀排布的三角梯形结构。

作为优选，第二轴向通孔、第三轴向通孔和第四轴向通孔的轴向截面沿轮胎径向辐射状发散排布。

作为优选，基部胶周向断面的顶部圆弧为中部高两端低的一段弧或两段相切弧结构。

作为优选，橡胶胎面周向断面的顶部圆弧为中部高两端低的一段弧或两段相切弧结构，弹性支撑体与橡胶胎面过渡部位形成有胎肩斜面，所述胎肩斜面与轮胎行驶轴所在的水平面之间形成的轴向倾斜角度为45°～75°。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

1、本实用新型请求保护的免充气轮胎，外承压环周向环体内部均匀设置的第一轴向通孔，有助于将轮胎接地压力均匀离散地传递至中部支撑体，使接地印痕形状优良，接地压力分布比较均匀，具有良好的接地性能。

2、本实用新型请求保护的免充气轮胎，中部支撑体包括的多层不同轴向截面形状的第二轴向通孔、第三轴向通孔和第四轴向通孔，有助于将橡胶胎面传递的载荷在中部支撑体内均匀吸收，并通过轴向通孔的缓冲变形，提高轮胎的承载和缓冲性能。

3、本实用新型请求保护的免充气轮胎，基部胶周向断面采用中部高两端低的一段弧或者两端相切弧，增加基部胶与橡胶胎面的粘合面积，从而增强轮胎整体接地性能。

4、本实用新型请求保护的免充气轮胎，橡胶胎面顶部周向断面圆弧采用中部高两端低的一段弧或者两端相切弧，使轮胎接地印痕呈现椭圆或方形，有助于减少橡胶胎面磨损。

5、本实用新型请求保护的免充气轮胎，胎肩斜面与轮胎行驶轴所在水平面形成的倾斜角度为45°～75°，使轮胎弹性支撑体传递的载荷集中到橡胶胎面中部，有助于改善接地性能。

6、本实用新型请求保护的免充气轮胎，橡胶胎面和基部胶的总厚度15mm～30mm，且弹性支撑体、橡胶胎面、基部胶采用既符合轮胎使用性能又满足比重小的要求的材料，从而降低轮胎质量；并对橡胶胎面的胶料进行优化，降低轮胎滚动阻力，有助于降低车辆油耗，节约能源。

附图说明

图1为本实用新型免充气轮胎的正视图；

图2为本实用新型免充气轮胎的单节距轴向立体图；

图3为本实用新型免充气轮胎的单节距轴向截面图；

图4为本实用新型免充气轮胎的基部胶周向顶面圆弧设计示意图；

图5为本实用新型免充气轮胎的等轴侧视图。

以上各图中：1、橡胶胎面；11、胎肩斜面；2、基部胶；3、弹性支撑体；31、外承压环；311、第一轴向通孔；32、中部支撑体；321、第二轴向通孔；322、第三轴向通孔；323、第四轴向通孔；33、内承压环。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，附图1中轮胎的行驶轴为轴向，圆周方向为周向，沿半径的方向为径向；且沿半径增大的方向为向外，沿半径减小的方向为向内。术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1-图5所示为本实用新型请求保护的一种免充气轮胎结构，沿轮胎径向由外向内依次包括设置有低滚阻、高抓着力花纹的橡胶胎面1，与橡胶胎面硫化成一体的基部胶2，以及对橡胶胎面起支撑作用的弹性支撑体3。弹性支撑体3包括与轮辋相接触的内承压环33，与基部胶2贴合的外承压环31，以及位于内承压环33和外承压环31之间的中部支撑体32；外承压环31的周向环体内部设有能均匀传递橡胶胎面1接地区域载荷的第一轴向通孔311。本实用新型请求保护的免充气轮胎，具有规则的接地印痕形状和均匀的接地压力分布，能够改善轮胎的接地性能和操稳性能，既具备子午线轮胎的承载能力，又能满足操纵安全性和舒适性方面的要求。

为了保证免充气轮胎具备足够的承载能力和缓冲特性，弹性支撑体3的外承压环31和中部支撑体32周向环体内部的轴向通孔结构为4-6层，并定义位于外承压环31周向环体内部的轴向通孔第一轴向通孔311，中部支撑体32周向环体内部自外承压环31至内承压环33方向依次设置有第二轴向通孔321、第三轴向通孔322和第四轴向通孔323，第一轴向通孔311、第二轴向通孔321、第四轴向通孔323均为一层，第三轴向通孔321为一至三层。第一轴向通孔311、第二轴向通孔321、第三轴向通孔322和第四轴向通孔323的轴向截面沿轮胎径向辐射状发散排布。第一轴向通孔311沿圆周方向均匀分布，且轴向截面为圆形或弓形圆弧或椭圆形或边数大于等于6的多边形的其中一种，从而将橡胶胎面1的载荷均匀离散化地进行传递。根据全、半钢轮胎断面高度的不同，第一轴向通孔311的直径或周向最大长度为8mm～24mm。当第一轴向通孔311为圆形或边数大于等于6的多边形时，第一轴向通孔311的周向最大长度与相邻两个第一轴向通孔311之间最小壁厚的比值为3.5～2.5；当第一轴向通孔311为弓形圆弧或椭圆形时，第一轴向通孔311的周向最大长度与相邻两个第一轴向通孔311之间最小壁厚的比值为1.15～0.75。

参见图1和图2，图1为本实用新型的免充气轮胎的正视图，图2为本实用新型的免充气轮胎的轴向立体图，如图1-图2所示为本实用新型的免充气轮胎的第一实施例。本实施例中，外承压环31周向环形内部的第一轴向通孔311为一层，支撑体32周向环形内部的轴向通孔为四层，自外承压环31至内承压环33的方向依次为第二轴向通孔321、第三轴向通孔322和第四轴向通孔323，且第二轴向通孔321、第三轴向通孔322和第四轴向通孔323均为一层。

继续参见图1和图2，如图1-图2所示，第一轴向通孔311的轴向截面为周向均匀分布的小圆孔，且小圆孔的直径为φ19.5mm，小圆孔的直径与相邻两个通孔之间最小壁厚的比值为2.93。小的圆孔结构既能增强轮胎径向的刚性，又能保证轮胎接地区域载荷传递均匀，还有助于快速排出橡胶胎面传递至支撑结构的热量，使弹性支撑体3保持在合适的温度范围。第二轴向通孔321的轴向截面为上底边为圆弧形的梯形与下底边为圆弧形的梯形交替均匀排布的圆弧梯形结构，需要说明的是，位于梯形上底边的圆弧的半径和弧长小于位于下底边的圆弧；轮胎承载后，第二轴向通孔322受力变形成类圆形和四边形，能够通过自身变形将第一轴向通孔311的孔壁上的载荷均匀吸收，并有助于中部支撑体32变形恢复和提高中部支撑体32的缓冲性能。第三轴向通孔322的轴向截面为周向交替均匀排布的等腰梯形结构，其结构支撑性能稳定，径向变形较小，能有效地将橡胶胎面1传递的载荷主要集中于第二轴向通孔321进行形变缓冲，而且起到增强中部支撑体32的径向支撑的作用。第四轴向通孔323的轴向截面为三角形和等腰梯形交替均匀排布的三角梯形结构，三角梯形结构能将胎面1和弹性支撑体3的载荷向汽车轴均匀传递，保证轮胎的承载能力。外承压环31和中部支撑体32周向环形内部的四层轴向通孔结构既能提高轮胎的变形能力，又能减轻中部支撑体32的重量，使免充气轮胎具备普通子午线轮胎的承载能力和舒适性。

参见图3，图3为本实用新型免充气轮胎的单节距轴向截面图。由图3可知，自轴向方向看，第二轴向通孔321的上底边为圆弧形的梯形的圆弧边与第一轴向通孔311的小圆孔相邻，下底边与第三轴向通孔322的等腰梯形的下底边相邻；相应的第三轴向通孔322的等腰梯形的上底边与第四轴向通孔323的等腰梯形的上底边相邻；第四轴向通孔323的等腰梯形的下底板与轮辋相邻；且第一轴向通孔311的小圆孔、第二轴向通孔321的上底边为圆弧的梯形、第三轴向通孔322的等腰梯形和第四轴向通孔323的等腰梯形在径向方向相连成一条近似的直线。同时，第二轴向通孔321上底边为圆弧的梯形的圆弧边与第一轴向通孔311的小圆孔相邻，上底边与第三轴向通孔322的等腰梯形的上底边相邻；相应的第三轴向通孔322的等腰梯形的下底边与第四轴向通孔323的三角形的底边相邻；且第一轴向通孔311的小圆孔、第二轴向通孔321的下底边为圆弧形的梯形、第三轴向通孔322的等腰梯形和第四轴向通孔323的三角形在径向方向相连成一条近似的直线。通过这样设置，第一轴向通孔311的孔壁与第二轴向通孔321的连接部位形成“三角形”稳定支撑结构3211，使得第二轴向通孔321的筋板正好位于“三角形”稳定支撑结构3211底边高的位置，有助于增强轮胎载荷传递的集中性和支撑可靠性。位于外承压环31内的第一层小圆孔分别与第二轴向通孔321的圆弧部位相对应，能够解决当上底边为圆弧的梯形接地时接地压力大，当下底边为圆弧的梯形接地时接地压力小的接地印痕和接地压力分布两端大中间小的问题，使轮胎接地压力均匀化离散地传递弹性支撑体3。

参见图4，图4为本实用新型免充气轮胎的基部胶2周向顶面圆弧设计示意图。如图所示，基部胶2周向顶部圆弧采用中部高两端低的一段弧或者两段相切弧设计，可以增强轮胎整体接地性能，并增加基部胶2与橡胶胎面1的粘合面积。当基部胶2周向顶部圆弧采用一段弧ABC设计时，圆弧中点B点的高度较两端A点和C点高2～3mm，A、B、C三点画圆即可得到基部胶2周向顶部圆弧曲线弧ABC。当基部胶2周向顶部圆弧采用两段相切弧设计时，即弧AB与弧BCD相切，弧BCD与弧DE相切，弧AB与弧DE的半径相等，弧BCD的半径R1大于弧AB和弧DE的半径R2，圆弧中点C点较两端A点和E点高1～3mm，胎冠弧弧长约为行驶面长度的60％～70％。

橡胶胎面1的轴向顶面圆弧采用中部高两端低的一段弧设计，并且行驶面高度为2～6mm，轮胎接地时接地印痕呈现椭圆形或方形，有助于减少橡胶胎面磨损。

继续参见图2，图2为本实用新型的免充气轮胎的轴向截面图。由图可知，弹性支撑体3与橡胶胎面1过渡部位形成有胎肩斜面11，胎肩斜面11与轮胎行驶轴所在的水平面形成有轴向倾角。轴向倾角过小，不利于弹性支撑体3边缘的力向橡胶胎面1中部传递，容易造成橡胶胎面1印痕在轴向形成纺锤体形状；若轴向倾角过大，胎肩斜面11接地载荷过大，容易造成胎肩畸形磨损。本实施例中，将胎肩斜面11的轴向倾角设置为45°～75°，弹性支撑体3传递的载荷到橡胶胎面1时集中于橡胶胎面1的中部，从而改善接地性能。

本实用新型的免充气轮胎的弹性支撑体3、采用具有高强度、高弹性、耐屈挠、耐热氧化等性能的热塑性工程塑料聚氨酯一次性注塑成型，比重小，可回收利用，生产工艺简单，并且具备充气轮胎的静态和动态性能要求。基部胶2周圈均匀铺设在弹性支撑体3的外承压环31上，采用具备高粘性的聚氨酯类专用粘结剂，其分子结构可与弹性支撑体3材料和橡胶胎面1的胶料分子结构相互交融，起到聚氨酯的高分子极性向基部胶的低分子极性过渡的作用，从而增强基部胶2与弹性支撑体3和橡胶胎面1的粘合能力。橡胶胎面1和基部胶的总厚度为15mm～30mm，降低轮胎重量。对橡胶胎面1胶料进行配方优化，从而降低滚动阻力。本实用新型的免充气轮胎不仅接地性能和操稳性能优异，弹性支撑体3材料可回收利用，节能环保，并且弹性支撑体3生产工艺简单，轮胎重量小，有利于节能减排，降低油耗。

当然，除了上述实施例中的“圆形”“弓形圆弧”“椭圆形”“边数大于等于6的多边形”外，第一轴向通孔也可以采用其他的结构，只要保证能将橡胶胎面的载荷均匀离散化地进行传递即可；除了上述实施例中的“圆弧梯形结构”外，第二轴向通孔也可以采用其他的结构，只要能够通过自身变形将第一轴向通孔孔壁上的载荷均匀吸收并提高弹性支撑体的缓冲性能即可；除了上述实施例中的“梯形结构”外，第三轴向通孔也可以为其他的结构，只要能有效地将橡胶胎面传递的载荷主要集中于第一轴向通孔进行形变缓冲并提高中部支撑体的支撑作用即可；除了上述实施例中的“三角梯形结构”外，第四轴向通孔也可以为其他结构，只要能够将橡胶胎面和弹性支撑体的载荷均匀传递至行驶轴并保证轮胎的承载能力即可。其他结构的第二轴向通孔、第三轴向通孔和第四轴向通孔也属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种免充气轮胎，沿轮胎径向由外向内依次包括设置有低滚阻、高抓着力花纹的橡胶胎面(1)，与橡胶胎面硫化成一体的基部胶(2)，以及对橡胶胎面(1)起支撑作用的弹性支撑体(3)，其特征在于：弹性支撑体(3)包括与轮辋相接触的内承压环(33)，与基部胶(2)贴合的外承压环(31)，以及位于内承压环(33)和外承压环(31)之间的中部支撑体(32)；外承压环(31)的周向环体内部设有沿圆周方向均匀分布的第一轴向通孔(311)。

2.根据权利要求1所述的免充气轮胎，其特征在于：第一轴向通孔(311)的轴向截面为圆形或边数大于等于6的多边形的其中一种，沿圆周方向的最大长度为8mm～24mm，且圆周方向最大长度与相邻两个通孔之间最小壁厚的比值为3.5～2.5。

3.根据权利要求1所述的免充气轮胎，其特征在于：第一轴向通孔(311)的轴向截面为弓形圆弧或椭圆形的其中一种，沿圆周方向的最大长度为8mm～24mm，且圆周方向最大长度与相邻两个通孔之间最小壁厚的比值为1.15～0.75。

4.根据权利要求1所述的免充气轮胎，其特征在于：中部支撑体(32)包括自外承压环(31)至内承压环(33)依次排列的第二轴向通孔(321)，第三轴向通孔(322)和第四轴向通孔(323)。

5.根据权利要求4所述的免充气轮胎，其特征在于：第二轴向通孔(321)为一层，且轴向截面为上底边为圆弧形的梯形与下底边为圆弧形的梯形交替均匀排布的圆弧梯形结构。

6.根据权利要求4所述的免充气轮胎，其特征在于：第三轴向通孔(322)为一至三层，且轴向截面为等腰梯形交替均匀排布的梯形结构。

7.根据权利要求4所述的免充气轮胎，其特征在于：第四轴向通孔(323)为一层，且轴向截面为三角形与等腰梯形交替均匀排布的三角梯形结构(323)。

8.根据权利要求5～7任一项所述的免充气轮胎，其特征在于：第二轴向通孔(321)、第三轴向通孔(322)和第四轴向通孔(323)的轴向截面沿轮胎径向辐射状发散排布。

9.根据权利要求1所述的免充气轮胎，其特征在于：基部胶(2)周向断面的顶部圆弧为中部高两端低的一段弧或两段相切弧结构。

10.根据权利要求1所述的免充气轮胎，其特征在于：橡胶胎面(1)周向断面的顶部圆弧为中部高两端低的一段弧结构，弹性支撑体(3)与橡胶胎面(1)过渡部位形成有胎肩斜面(11)，所述胎肩斜面(11)与轮胎行驶轴所在的水平面之间形成的轴向倾斜角度为45°～75°。