无气轮胎的制作方法与工艺

本发明涉及一种以轮胎内部所具有的结构物来代替压缩空气支承工作负载的无气轮胎（AirlessTire）。

背景技术：
轮胎是安装在汽车、飞机、货车等上而与地面接触滚动的构件。轮胎不仅要能够承受作为移送对象的汽车、飞机等的负载，还要缓冲地面不平引起的行驶冲击。广泛使用的橡胶轮胎有在低速且重负载环境下使用的实心轮胎、广泛用于汽车等的充气轮胎、最近开发的无气轮胎等。充气轮胎是将压缩空气注入密闭空间内以保持轮胎形状的同时通过气压来获得缓冲性能的轮胎，与实心轮胎相比，具有重量轻且缓冲性能优异的优点。然而，充气轮胎存在被扎破或撕裂时难以保持其形状的缺陷。高速行驶时如果充气轮胎爆裂，则车辆的可操作性变得极差，是引起翻车等重大事故的原因之一。然而，无气轮胎不必使用压缩空气，因此能够解决充气轮胎的这些问题。无气轮胎在内部具有代替压缩空气的结构物。结构物用于连接与轮毂结合的内侧带和与地面接触的外侧带，使得轮胎保持圆筒形的同时能够缓冲来自外部的冲击。此外，结构物的结构刚性要良好，使其不容易因车辆负载而变形。无气轮胎在使用过程中，由于来自车辆等的负载、来自路面的斥力及路面形状所带来的冲击、来自轮毂的扭矩等原因形成复杂的内应力。进一步，根据结构物的结构形状，其应力分布变得更复杂。在结构物上所产生的应力，以外侧带变形的方式表现出来。作为一例，通过径向辐条承受旋转中心方向的拉力的外侧带，沿圆周方向褶皱变形。外侧带的这种变形是产生噪音、振动等降低行驶性能的原因。在先技术文件专利文献专利文献1：韩国特许公开号10-2010-0101740（2010.9.20）专利文献2：韩国特许授权公告号10-1043001（2011.6.14）

技术实现要素：
本发明目的在于提供一种无气轮胎，即使因车辆负载或路面冲击等施加于无气轮胎上的力而在内部产生应力，也能够减少外侧带变形。为了解决上述问题，本发明实施例中的一种无气轮胎，包括：外侧带；多个辐条，连接于所述外侧带的内侧面；以及柱脚部，用于增加所述辐条和所述外侧带的接触面积。在此，所述柱脚部的与所述外侧带相连接的末端部，可以与形成在相邻的辐条上且相对的其它柱脚部的末端部相连接。此外，所述柱脚部可以形成为沿径向连续的面。所述柱脚部可以包括刚性彼此不同的至少两个加强层，与接近于所述辐条和所述外侧带的接触中心的加强层相比，远离所述接触中心的加强层的刚性更大。作为另一例，所述辐条可以包括：内侧部；外侧部，其刚性大于所述内侧部，并结合于所述内侧部的外侧；所述外侧部经过所述柱脚部并延伸到所述外侧带的内侧面。作为另一例，所述辐条在径向上形成倾斜角，并连接于所述外侧带，所述柱脚部与所述外侧带相连接的面积，在所述辐条与所述外侧带形成钝角的钝角部大于所述辐条与所述外侧带形成锐角的锐角部。根据本发明的实施例，可以防止外侧带随着辐条上所形成的应力而局部弯曲变形。由此，能够改进无气轮胎的均匀性，提高径向跳动性能。附图说明图1是示出无气轮胎的简化侧视图。图2是夸张示出外侧带变形的部分放大图。图3是示出本发明的第一实施例涉及的无气轮胎的概略立体图。图4是放大示出图1所示的无气轮胎的一部分的剖视图。图5是示出本发明的第二实施例涉及的柱脚部的剖视图。图6是示出本发明的第三实施例涉及的柱脚部的剖视图。图7是示出本发明的第四实施例涉及的柱脚部的剖视图。图8是示出本发明的第五实施例涉及的柱脚部的剖视图。图9是示出本发明的第六实施例涉及的柱脚部的剖视图。附图标记：10：轮胎S：结构物1：外侧带11：内侧面2：辐条21：内侧部22：外侧部3：柱脚部31：末端部33：内侧加强层34：外侧加强层5：内侧带具体实施方式本发明涉及的无气轮胎包括外侧带和设置在外侧带内部的结构物。结构物沿轮胎的径向形成，其包括连接于外侧带的内侧面上的多个辐条。根据无气轮胎的设计，辐条的形状和数量变更为多种。结构物最外侧的辐条与外侧带的内侧面连接。此时，为了增加辐条与外侧带的接触面积，在辐条与外侧带的连接部分形成有柱脚部。通过进一步形成柱脚部，能够减少辐条上所形成的应力对外侧带的内侧面的影响。柱脚部可以与辐条分开制造，之后粘结或熔接在辐条和外侧带的连接部分上。此外，柱脚部可以与辐条成一体制造。由于有柱脚部，辐条的一端部具有其截面积向所述外侧带递增的形状。柱脚部可以形成为沿径向连续的面。此时，连续的面可以形成为平面或曲面，如果从侧面观察无气轮胎，则柱脚部的表面形成直线或曲线。柱脚部和辐条可以由相同材料形成。与此不同，柱脚部的内侧和外侧可以由彼此不同的材料形成。此时，通过使外侧的刚性大于内侧的刚性，从而能够进一步减少辐条引起的外侧带变形。下面，参照附图说明本发明涉及的无气轮胎的结构、功能及作用。但实施例中类似或相同构成要素使用统一附图标记。在图1和图2中示出了简化图示的无气轮胎。图1的无气轮胎10包括：外侧带1；内侧带5，连接于轮子；以及多个辐条2，作为连接外侧带1和内侧带5的结构物，呈放射状。辐条2向无气轮胎的径向延伸。无气轮胎置于地面上时，通过轮毂接收来自车辆的负载，以及来自地面的斥力。由此辐条被施加压缩力，该压缩力以相同方向作用于以放射状环绕的辐条上。在图2中夸张示出了无气轮胎上部的变形。当不具有本发明涉及的柱脚部的情况下，辐条2的应力将外侧带1向旋转中心牵拉，其结果，连接有辐条2的位置处，外侧带1向无气轮胎的内侧凹陷，而在相邻的辐条2之间，外侧带1变形而向无气轮胎的外侧突出。在本发明中，为了减少外侧带由于辐条的应力作用而变形，在外侧带与辐条的连接部分形成了柱脚部。在图3和图4中示出了本发明的第一实施例涉及的无气轮胎。在第一实施例涉及的无气轮胎10中，结构物S包括：径向的多个辐条2；和沿圆周方向配置且用于连接所述辐条的多个加强框架S1。此外，辐条2相对于轮胎的径向倾斜且形成为锯齿形，并与外侧带1倾斜地连接。所示加强框架和辐条的形状为，结构物的各种变更的一例。在图4中用虚线表示的部分表示形成柱脚部之前辐条2与外侧带1的连接部分。用虚线表示的原来的辐条，在无截面积变化的情况下与外侧带的内侧面连接。柱脚部3使得辐条2与外侧带1的接触面积增大，从而使辐条2与外侧带1的连接边界变得模糊。柱脚部3始于辐条2的一侧面，并覆盖辐条2与外侧带1的接触部分，而其末端部31到达外侧带的内侧面11。另一方面，柱脚部3不同于在无气轮胎的制造过程中形成的其它部分拐角的圆角处理。即，在附图中，加强框架S1与辐条2的连接部分C依旧保持带角形状，而柱脚部3为了增加外侧带1与辐条2的接触面积，扩大辐条2一端部的截面积。在图5中示出了适用于简化的无气轮胎的第二实施例。在第二实施例中示例出柱脚部3的形状为圆弧状，自辐条2的一端部直径开始逐渐增大而与外侧带1的内侧面相连接。在附图中用虚线表示的部分表示无柱脚部的状态，即，表示原来的辐条 与外侧带连接的状态。辐条2牵拉外侧带1的应力，分散到通过柱脚部3增大的辐条2与外侧带1的接触面积上，并作用于外侧带1。观察在附图中用空白箭头表示的应力，则中央的空白箭头A1表示通过辐条2向轮胎中心牵拉外侧带1的力，而两侧倾斜方向的空白箭头A2表示通过柱脚部3分散并作用于外侧带1的力。通过增大的接触面积，辐条牵拉外侧带的力被分散，从而能够消减应力的局部集中，由此能够减少外侧带的变形程度。图6是示出了本发明的第三实施例涉及的柱脚部。第三实施例涉及的柱脚部3由刚性彼此不同的两个加强层形成。与接近于辐条2和外侧带1的接触中心的加强层（以下称为“内侧加强层33”）的刚性相比，远离所述接触中心的加强层（以下称为“外侧加强层34”）的刚性大。在附图中，内侧加强层33与辐条2成一体地形成，并具有与辐条相同的刚性。另外，外侧加强层34由刚性大于辐条2的材料形成。作为一例，内侧加强层33和外侧加强层34可以由聚氨酯材料形成，内侧加强层的拉伸强度约为20MPa至35MPa，而外侧加强层的拉伸强度约为40MPa至60MPa。另外，在附图中，加强层由双层结构形成，但作为其它实施例，可以形成为三层以上的层结构。此外，虽然示出了外侧加强层34结合于柱脚部3的最外侧的情况，然而，外侧加强层也可以向辐条内部轻微凹陷。此时，外侧加强层也尽量位于接近柱脚部的表面层上。在第三实施例中，辐条的应力偏向于其刚性大于内侧加强层33的外侧加强层34上。由此，向无气轮胎的中心牵拉外侧带1的力，并非向辐条中心而向辐条的两侧（准确地说向柱脚部3的两侧）分散，并作用于外侧带1，从而能够更有效地分散作用于外侧带的力，其结果，更有效地减少所述外侧带的变形。图7是示出了本发明的第四实施例涉及的柱脚部。在本发明的第四实施例中，辐条2包括材料彼此不同的内侧部21和外侧部22。外侧部22形成辐条的外形，且与内侧部的外侧结合。另外，外侧部22经过柱脚部3并延伸到外侧带1的内侧面中，以形成辐条2及柱脚部3的外侧面。辐条2的应力集中到其刚性大于内侧部21的外侧部22上，由此，辐条的应力分散到大面积上，从而能够减少外侧带1的局部变形。在附图中，示出了由外侧部22形成辐条2和柱脚部3的外表面，然而，作为其它实施例，外侧部也可以向辐条和柱脚部的外表面凹陷规定深度。此外，外侧部也可以仅在柱脚部位于接近外表面的位置，而在辐条的中间部分以下，位于辐条的中央。图8是示出了本发明的第五实施例涉及的辐条和柱脚部。第五实施例涉及的辐条2在径向形成倾斜角，并连接于外侧带1。此时，与外侧带1相连接的任一柱脚部3的末端部31与形成在相邻的辐条2上且相面对的另一柱脚部3的末端部31相连接。即，形成在相邻辐条2的相对面上的柱脚部3，在外侧带1的内侧面上彼此相连接。特别是，如图所示，柱脚部3形成为弧形时，相邻的两柱脚部3的各末端部31彼此相连接，从而形成一个连续的曲面。在不增加外侧带1厚度的情况下，相邻柱脚部3的末端部31彼此相连接时柱脚部3的尺寸最大。此时，能够有效分散辐条的应力，从而大大减少外侧带的局部弯曲变形。在附图中，相邻的辐条2形成彼此相对的倾斜角，并连接于外侧带1。在与外侧带1的内侧面形成钝角的部分形成的柱脚部3的各末端部31延伸而彼此相连接，从而柱脚部形成一条曲线。相反，在与外侧带1的倾斜角形成锐角的辐条2的另一侧上，相邻的柱脚部3c的末端部彼此不相连接，从而使得外侧带1和辐条2受到外力时顺利收缩变形。图9是示出了本发明的第六实施例涉及的辐条和柱脚部。在第六实施例中，辐条2在径向形成倾斜角，并连接于外侧带1。柱脚部3a、3b形成在辐条2与外侧带1形成钝角的钝角部和相反侧的辐条2与外侧带1形成锐角的锐角部上。此时，形成在钝角部的柱脚部（以下称为“钝角柱脚部3a”）与外侧带1相连接的面积，大于形成在锐角部的柱脚部（以下称为“锐角柱脚部3b”）与外侧带1相连接的面积。考虑到辐条2相对于外侧带1的内侧面11倾斜连接时倾斜作用于外侧带1的内侧面11上的应力，使钝角柱脚部3a与外侧带1的连接面积大于锐角柱 脚部3b。在图示的实施例中，示出了在辐条的两侧均形成柱脚部的情况，然而，考虑到地面冲击等引起的外侧带弹性变形的难易性和无气轮胎的主要旋转方向等，也可以仅在辐条的任一侧形成。此外，柱脚部的形状可以进行各种变形。