免充气轮胎的制作方法

本发明涉及一种免充气轮胎。
背景技术：
：安装在诸如小型车辆、重型设备车辆等各种车辆的车轮上的轮胎具有下述功能：支撑车辆负载，将车辆的动力传递到地面，以及减少车辆行驶过程中来自于地面的振动和冲击。传统的充气轮胎由于其空气压力而对碰撞和弯曲/拉伸具有优异的缓冲效果。然而，当轮胎被外部物体刺伤或损坏时，就不能再继续保持空气压力，这将使轮胎难以实现其功能。此外，当轮胎在驾驶期间损坏时，车辆的操纵和制动性能会恶化，这可能导致安全问题。为此，已经开发出了不需要填充空气的免充气轮胎。在免充气轮胎中，在胎面和车轮之间设置有辐条，以实现传统充气轮胎中的空气压力的功能。免充气轮胎通常用于低速车辆或专用车辆，并且其缓冲效果、驾驶性能等由辐条的结构和形状决定。传统的免充气轮胎具有良好的负载支撑特性，但是在噪声、振动和平顺性方面的特性较差。或者，传统的免充气轮胎具有改善的噪声、振动和平顺性(harshness，声振粗糙度)特性，但是负载支撑特性较差。因此，需要开发一种适用于各种车辆环境的通用性辐条结构，其具有良好的负载支撑特性、耐久性以及噪声、振动和平顺性特性，且需要开发一种具有这种辐条结构的免充气轮胎。技术实现要素：有鉴于以上内容，本发明提供一种能够增强负载支撑性能和震动吸收效果，并提高制动和牵引性能的免充气轮胎。根据本发明的免充气轮胎包括：圈部(bandportion，带部)，包括内圈和与内圈分离并且围绕内圈的外周面的外圈；以及辐条部，包括多个第一辐条，这些第一辐条在内圈和外圈之间沿周向设置并连接内圈和外圈，其中，每个第一辐条均包括：第一倾斜部，从内圈的外周面朝向外圈倾斜；第二倾斜部，从第一倾斜部的端部沿与第一倾斜部的倾斜方向交叉的方向朝向外圈倾斜；第三倾斜部，从第二倾斜部的端部沿与第二倾斜部的倾斜方向交叉的方向朝向外圈倾斜；以及第四倾斜部，从第三倾斜部的端部沿与第三倾斜部的倾斜方向交叉的方向延伸，并具有与外圈的内周面接触的端部。并且，本发明提供一种免充气轮胎，其中，第一辐条具有沿相同方向弯曲的两个弯曲部和沿与上述两个弯曲部弯曲的方向交叉的方向弯曲的一个弯曲部。并且，本发明提供一种免充气轮胎，其中，第一辐条具有w形的径向横截面。并且，本发明提供一种免充气轮胎，其中，第一倾斜部至第四倾斜部具有恒定的厚度。并且，本发明提供一种免充气轮胎，其中，第一倾斜部至第四倾斜部的厚度按照第一倾斜部、第二倾斜部、第三倾斜部和第四倾斜部的顺序依次增加或减小。并且，本发明提供一种免充气轮胎，其中，第二倾斜部的厚度大于第一倾斜部的厚度，并且第三倾斜部的厚度大于第四倾斜部的厚度。并且，本发明提供一种免充气轮胎，其中，第一倾斜部的厚度大于第二倾斜部的厚度，并且第四倾斜部的厚度大于第三倾斜部的厚度。并且，本发明提供一种免充气轮胎，其中，第一倾斜部和第二倾斜部之间的接触点被定位在与内圈间隔开一定距离的点上，该距离对应于内圈和外圈之间的距离的15％至35％；第二倾斜部和第三倾斜部之间的接触点被定位在与内圈间隔开一定距离的点上，该距离对应于内圈和外圈之间的距离的40％至60％；而第三倾斜部和第四倾斜部之间的接触点被定位在与内圈隔开一定距离的点上，该距离对应于内圈和外圈之间的距离的65％至85％。并且，本发明提供一种免充气轮胎，其中，辐条部还包括将彼此相邻的第一辐条连接起来的第二辐条，其中，每个第二辐条均包括：第一连接部，从第一倾斜部和第二倾斜部之间的接触点开始延伸，并连接到与其相邻的第一辐条的第二倾斜部和第三倾斜部之间的接触点；以及第二连接部，从第三倾斜部和第四倾斜部之间的接触部延伸并连接到与其相邻的第一辐条的第二倾斜部和第三倾斜部之间的接触点。并且，本发明提供一种免充气轮胎，其中，在第一辐条和第二辐条之间设置有第一空间，并且在第一空间的径向内侧和径向外侧设置有第二空间。并且，本发明提供一种免充气轮胎，其中，沿着周向重复地形成第一空间和第二空间。并且，本发明提供一种免充气轮胎，其中，第二辐条具有v形径向横截面。并且，本发明提供一种免充气轮胎，其中，在外圈的外周面上设有一剪切圈(shearband)，且在所述剪切圈的外侧设置有胎面。并且，本发明提供一种免充气轮胎，其中，辐条部由热塑性弹性体(tpe)制成，该热塑性弹性体包括下述材料中的至少一种：热塑性聚酯弹性体(tpee)、热塑性聚氨酯弹性体(tpu)、热塑性烯烃弹性体(tpo)，和热塑性聚酰胺弹性体(tpae)。并且，本发明提供一种免充气轮胎，其中，辐条部具有从30mpa至200mpa范围内的拉伸模量。并且，本发明提供一种免充气轮胎，其中，辐条部具有从40mpa至300mpa范围内的弯曲模量。根据本发明的一种实施例，该免充气轮胎可以增强负载支撑性能和震动吸收效果，并且改善制动和牵引性能。附图说明本发明的目的和特征将在下面结合附图对实施例所做的说明中知悉，其中：图1是根据一个实施例的免充气轮胎的示意性立体图；图2是沿图1的线a-a'截取的示意性剖视图；图3示出了图2中的b部分的放大视图；图4是示意性地示出根据该实施例的免充气轮胎在被施加负载时的变形幅度的剖视图；图5是示出了根据另一实施例的免充气轮胎的示意性立体图；图6是沿图5的线c-c'截取的示意性剖视图；图7是示出了图6中的d部分的放大视图；和图8是示出了根据另一实施例的免充气轮胎在被施加负载时的变形幅度的示意性剖视图。具体实施方式在对本发明进行详细说明之前需要指出的是：在本申请的说明书或权利要求书中所使用的术语或措辞不应被理解为一般的或字面上的意义，而是需要基于发明人能够根据最佳模式适当地定义用于描述发明人的发明的术语的原则，被理解为对应于本发明的技术精神的意义和概念。因此，本发明的实施例和附图仅仅是示例，并且因此可以表示本发明的所有技术精神。因此需要指出的是：本发明的范围可以通过各种等效物和改型来限定。在下文中将参照附图详细地说明实施例。在所有的附图中，相同的部件用相同的附图标记表示。此外，在对本发明进行说明时，如果确认对相关的公知组件或功能的详细说明并非必需覆盖本发明的要点，则将省略对其的详细说明。出于同样的原因，有一些部件在附图中被放大、省略或被示意性地示出。各个部件的尺寸并不完全反映实际的尺寸。图1是根据一个实施例的免充气轮胎的示意性的立体图。图2是沿图1的线a-a'截取的示意性剖视图。图3示出了图2中的b部分的放大视图。参考图1至图3，根据一个实施例的免充气轮胎1可以包括圈部100和辐条部200。圈部100可以具有与免充气轮胎的整体外形相对应的形状。例如，圈部100可以具有圆环形状。圈部100可以包括内圈110和外圈120，内圈和外圈的每一个均具有预定的宽度且具有两端成环的带形。外圈120与内圈110分离并且可以围绕内圈110的外周面。内圈110和外圈120在径向方向上的宽度可以在3mm至15mm的范围内。轮辋(rim)(未示出)可以联接到内圈110的内周表面。因此，内圈110的形状可以根据轮辋的形状而不同地变形。外圈120以预定的距离与内圈110间隔开，并且可以围绕内圈110。换句话说，外圈120的内周表面和内圈110的外周面可以面向彼此。此时，外圈120和内圈110可以通过将在后面说明的辐条部200彼此连接。外圈120可以限定轮胎的外形。剪切圈10可以设置在外圈120的外周面上。剪切圈10可以沿着外圈120的周向设置成与外圈120的形状相对应的形状。在下面的说明中，周向可以是沿图2中的外圈120的外周面的旋转方向，而径向截面可以是法线平行于免充气轮胎1的旋转轴线的截面。剪切圈10主要是能够减小施加到免充气轮胎1上的初始压力，并将该压力分散到免充气轮胎1的上部。剪切圈10可以使用钢带层或含有碳纤维的复合材料制成。例如，剪切圈10可以由cfrp(碳纤维增强塑料)制成，或者以单层或多层钢帘线复合材料形成。胎面20可以设置在剪切圈10的外周面上。胎面20可以由橡胶制成并且可以设置在免充气轮胎1的最外侧。胎面20可以直接与地面接触。在本领域中所使用的各种结构均可用于胎面20。辐条部200可以设置在内圈110和外圈120之间。辐条部200可以用作连接内圈110和外圈120的支撑结构，也可用作缓冲件，以分散和吸收施加在免充气轮胎1上的冲击。此外，辐条部200借助免充气轮胎1支撑车辆的负载。辐条部200可以由热塑性弹性体(tpe)制成，该热塑性弹性体例如包括下述材料中的至少一种：热塑性聚酯弹性体(tpee)，热塑性聚氨酯弹性体(tpu)，热塑性烯烃弹性体(tpo)和热塑性聚酰胺弹性体(tpae)。辐条部200可以具有以下机械性能。机械性能拉伸模量(mpa)弯曲模量(mpa)测量值30-20040-300测量方法astmd638astmd790辐条部200的拉伸模量可以通过astmd638来测量。辐条部200的拉伸模量可以在30mpa至200mpa的范围内。当辐条部200的拉伸模量小于30mpa时，承载力(loadsupportingpower)会变弱。因此，辐条部200即使是在小的冲击下也可能会过度变形，并且辐条部200的这种变形可能会导致辐条部200的破损。当辐条部200的拉伸模量超过200mpa时，硬度会过大。因此，辐条部200的弯曲/拉伸性能变差，且乘坐舒适性降低。此外，轮胎的占地面积减小会造成制动性能恶化。辐条部200的弯曲模量可以通过astmd790来测量。辐条部200的弯曲模量可以在40mpa-300mpa的范围内。当辐条部200的弯曲模量小于40mpa时，承载力会变弱。因此，辐条部200即使是在较小的冲击下也可能会过度变形，并且辐条部200的这种变形可能会导致辐条部200的破损。当辐条部200的弯曲模量超过300mpa时，辐条部200的弯曲/拉伸性能变差，使得乘坐舒适性降低。辐条部200吸收冲击并支撑负载，因此需要合适的机械结构。下面将对根据一个实施例的免充气轮胎1的辐条部200的详细结构进行说明。例如，辐条部200可以包括多个沿周向布置并以预定的间距彼此间隔开的第一辐条210。第一辐条210连接内圈110和外圈120。每个第一辐条210均可以具有w形的径向横截面(参见图3)。例如，第一辐条210包括：第一倾斜部211，其从内圈110的外周面朝向外圈120延伸；第二倾斜部212，其从第一倾斜部211的端部沿与第一倾斜部211的倾斜方向交叉的方向朝向外圈120延伸；第三倾斜部213，其从第二倾斜部212的端部沿着与第二倾斜部212的倾斜方向交叉的方向朝向外圈120延伸；和第四倾斜部214，其从第三倾斜部213的端部沿着与第三倾斜部213的倾斜方向交叉的方向延伸，并具有与外圈120的内周面相接触的端部，换句话说，第一辐条210可以具有沿相同方向弯曲(弯折)的两个弯曲部r1和r2和沿与上述两个弯曲部的弯曲方向交叉的方向弯曲的一个弯曲部r3。通过防止由弯曲和拉伸引起的应力集中，可以提高弯曲部r1至r3的耐久性。假定第一倾斜部211的倾斜表面的倾角为正倾角，则第二倾斜部212的倾斜表面的倾角为负倾角。此外，第三倾斜部213的倾斜表面的倾角为正倾角，而第四倾斜部214的倾斜表面的倾角为负倾角。换句话说，第一倾斜部211和第三倾斜部213可以具有正倾角，而第二倾斜部212和第四倾斜部214可以具有负倾角。因此，第一辐条210整体上可以具有w形状。第一倾斜部211和第二倾斜部212之间的接触点可以被定位在与内圈110间隔开一距离的点p1处，该距离相当于内圈110与外圈120之间的距离的15％至35％。第三倾斜部213和第四倾斜部214之间的接触点可以被定位在与内圈110间隔开一距离的点p2处，该距离相当于内圈110与外圈120之间的距离的65％至85％。第二倾斜部212和第三倾斜部213之间的接触点可以被定位在与内圈110间隔开一距离的点p3处，该距离相当于内圈110与外圈120之间的距离的40％至60％。然而，第一倾斜部211至第四倾斜部214之间的接触点的位置不限于上述位置，并且只要能保持辐条210的w形状，就可以进行各种改变。第一倾斜部211至第四倾斜部214中的每一个均可以具有恒定的厚度。换句话说，第一倾斜部211本身具有恒定的厚度，第二倾斜部212本身具有恒定的厚度，第三倾斜部213本身具有恒定的厚度，并且第四倾斜部214本身具有恒定的厚度。但是，第一倾斜部211至第四倾斜部214的相对厚度可以不同。例如，第一倾斜部211至第四倾斜部214的厚度可以按照第一倾斜部211、第二倾斜部212、第三倾斜部213和第四倾斜部214的顺序依次增加或减小。并且，该厚度可以从第二倾斜部212和第三倾斜部213朝向第一倾斜部211和第四倾斜部214增加或减小。换句话说，第二倾斜部212和第三倾斜部213的厚度可以大于第一倾斜部211和第四倾斜部214的厚度，或者第一倾斜部211和第四倾斜部214的厚度可以大于第二倾斜部212和第三倾斜部213的厚度。换句话说，在该实施例中，只要第一辐条210具有w形的横截面，第一辐条210的倾斜部的厚度可以被不同地改变。通过控制第一倾斜部211至第四倾斜部214的厚度，就可以控制免充气轮胎1在竖直方向上的整体刚度。由此，可以减少驾驶期间的振动或冲击并提高乘坐舒适度。图4是示意性地示出根据该实施例的免充气轮胎在被施加负载时的变形幅度的剖视图。如图4所示，当将负载施加在根据该实施例的免充气轮胎1上时，冲击将沿着第一辐条210传递到内圈110。在这种情况下，负载没有集中在被施加冲击的第一辐条210上，并且可以通过外圈120分散给其他相邻的第一辐条并被其吸收。第一辐条210可以整体具有w的形状。借助这种机械形状，第一辐条210可以被稳定地用作抵抗冲击的弹簧。因此，根据该实施例的免充气轮胎1能够提高负载支撑性能和减震效果。图5是示出了根据另一实施例的免充气轮胎的示意性立体图。图6是沿图5的线c-c'截取的示意性剖视图。图7是示出了图6中的d部分的放大视图。图8是示出了根据另一实施例的免充气轮胎在被施加负载时的变形幅度的示意性剖视图。在下文中，将对根据另一实施方式的免充气轮胎1的构造进行说明。根据另一种实施方式的免充气轮胎1的构造除了辐条200之外，其他的与如图1至图4所示实施方式中的免充气轮胎1的构造相同。因此，将省略对相同的构造的详细说明。如图5至图7所示，在根据另一种实施方式的免充气轮胎1中，辐条部200可以包括：多个沿周向布置并连接内圈110和外圈120的第一辐条210，和将彼此相邻的第一辐条210、210'连接起来的第二辐条220。第一辐条210可以在内圈110和外圈120之间彼此间隔开预定的距离。第一辐条210可以具有w形的径向横截面(见图3)。换句话说，第一辐条210可以具有三个弯曲部r1至r3，并且第二辐条220可以连接第一辐条210的两个弯曲部r1和r2以及与其相邻的第一辐条210'。例如，第二辐条220可以连接第一辐条210的弯曲部r1和r2的顶点以及第一辐条210'的弯曲部r3的顶点。第二辐条220可以具有v形的径向横截面。例如，第二辐条220可以包括：第一连接部221，其从第一辐条210的第一倾斜部211和第二倾斜部212之间的接触点开始延伸，并连接到与其相邻的第一辐条210'的第二倾斜部212'和第三倾斜部213'之间的接触点；和第二连接部222，其从第一辐条210的第三倾斜部213和第四倾斜部214之间的接触点开始延伸，并连接到与其相邻的第一辐条210'的第二倾斜部212'和第三倾斜部213'之间的接触点。假设第一连接部221的倾角为正倾角，则第二连接部222的倾角为负倾角。因此，第一连接部221和第二连接部222整体上可以是v形的。由于w形的第一辐条210包括连接内圈110和外圈120的第一倾斜部211至第四倾斜部214，因此其被设计为用于支撑竖直负载的竖直刚性体。v形的第二辐条220通过连接相邻的第一辐条210而被设计为用作水平(即，向前/向后方向)刚性体。因此，第一辐条210可以支撑竖直负载并吸收冲击，而第二辐条220可以通过提高免充气轮胎1在行进方向的刚度来提高制动和牵引性能。在下面的表1中示出了如图1所示的免充气轮胎(不包括第二辐条)和如图5所示的免充气轮胎(包括第二辐条)在行驶方向上的刚度。参照表1，在图5中示出的免充气轮胎在行驶方向上的刚度要高于在图1中示出的免充气轮胎，因为第一连接部221和第二连接部222被用作第一辐条210之间的水平刚性体。表1.免充气轮胎在行驶方向上的刚度免充气轮胎图1图5在行驶方向上的刚度[kgf/mm]7.26150.561另外，当仅有第一辐条210被沿周向设置在内圈110和外圈120之间时，负载将仅被施加到第一辐条210中的位于被施加负载或冲击的区域中的那些。因此，第一辐条210中的一些支撑负载并吸收冲击。但是，当设置有第二辐条220时，就可以通过第二辐条220将负载或冲击传递到相邻的第一辐条210上，且因此能够有效地吸收和分散负载。此外，被用作水平刚性体的第二辐条200能够提高制动和牵引性能。如图8所示，负载由第二辐条220传递到位于免充气轮胎1与地面相接触处的第一辐条210(红色区域)附近的第一辐条210(绿色区域)。因此，施加在免充气轮胎1上的负载可以在宽泛的区域内通过第一辐条210和第二辐条220来支撑。第一空间s1可以设置在第一辐条210和第二辐条220之间。第二空间s2可以设置在第一空间s1的径向内侧和径向外侧。第一空间s1和第二空间s2可以沿周向重复地形成。此外，第一空间s1和第二空间s2可以提供第一辐条210和第二辐条220变形的空间。虽然已经参照实施例对本发明进行了示出和说明，但是本领域技术人员应当理解的是，在不脱离如所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以进行各种不同的变型和修改。当前第1页12