一種非充氣安全輪胎的支撐結構及非充氣安全輪胎的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種非充氣安全輪胎的支撐結構及非充氣安全輪胎，可適用于各 種車輛上的輪胎，特別適合于載重輪胎，可提高輪胎的承載能力和安全性。
【背景技術】
[0002] 目前，傳統充氣輪胎雖然應用廣泛，但具有易爆胎、漏氣、不耐刺扎、不易維護等缺 點，尤其是在尚速行駛時，爆胎極易造成重大交通事故。
[0003] 201110394707. 1專利文獻公開一種非充氣輪胎，其包括與地面接觸的胎面部；支 承上述胎面部的環狀帶部；輪部，其從上述環狀帶部沿徑向離開，安裝于車輛的輪轂上；多 個輪幅部，其設置于上述輪部和環狀帶部之間，上述輪幅部由多個拱形輪幅部和直線狀輪 幅部構成，該拱形輪幅部按照規定曲率在輪部的外周面上重疊延伸，該直線狀輪幅部沿徑 向連接于該拱形輪幅部的外周面和環狀帶部的內周面之間。
[0004] 該現有技術具有如下缺點和問題：
[0005] 1)多個拱形輪幅部在輪部的外周面上重疊延伸，輪輻部結構較薄，一方面承載能 力差，僅適于輕載車輛，無法滿足重型車輛的承載；另一方面，加工制造困難，普通模壓工藝 對模具的要求苛刻，不易成型加工。
[0006] 2)拱形結構為重疊設置，一旦局部受到損壞，便嚴重影響整個輪胎的性能，容易導 致輪胎報廢。
[0007] 3)在輪部沒有防滑結構，易導致輪胎在輪輞上產生周向移動，嚴重影響輪胎的剎 車距離，安全性較差。 【實用新型內容】
[0008] 為了解決上述技術問題，本實用新型提出了一種承載能力好的非充氣輪胎的支撐 結構，其通過輻板加厚和多種減震孔孔徑變化可提高輪胎的承載能力，并拓展了輪胎的使 用范圍且延長輪胎壽命，避免了輪胎行駛過程中的因刺扎漏氣、爆胎等無法使用的缺點。本 實用新型的技術方案為：
[0009] -種非充氣安全輪胎的支撐結構，包括內環、外環以及連接內環、外環的支撐體， 支撐體為環狀結構，其內圓周上設置至少3個沿內環周向均勻分布的第一減震孔，其外圓 周上設置與第一減震孔相對應的第二減震孔，第一減震孔的面積之和小于第二減震孔的面 積之和。
[0010] 與現有技術相比，本實用新型采用有限元對非充氣輪胎的結構進行了優化設計， 其實用新型構思不同于201110394707. 1專利文獻中的多個拱形輪幅部在輪部的外周面上 重疊延伸，本實用新型采用多種減震孔孔徑變化，減震孔的面積可因輪胎的承載能力進行 適當調節，拓展了這種非充氣安全輪胎的應用領域，更重要的是這種組合孔設置的支撐結 構可提高輪胎的強度和使用壽命，并滿足重載車輛的需要。
[0011] 優選的是：第一減震孔為半月形，第二減震孔為弧形，第一減震孔弓形方向朝向外 環，第二減震孔弓形方向朝向內環，兩減震孔的中心線在同一直線上。第一減震孔與第二減 震孔不僅起到減震作用，還能降低輪胎的重量，并有利于快速散失較厚的輻板在輪胎行駛 過程中因反復變形而產生的熱量，提高輪胎的使用壽命。兩減震孔中心線在同一條直線上， 并且沿輪胎徑向分布，提高了輪胎徑向的減震效果和抗沖擊性，增強了輪胎的舒適性和安 全性。
[0012] 為了優化輪胎結構，本實用新型采用有限元設計進一步的優化了兩減震孔的半徑 和弦切角，優選的是：第一減震孔的半徑Rl <第二減震孔的半徑R2,80° <第一減震孔的 弦切角α1<1〇〇°，40° <第二減震孔的弦切角α2<90°。該結構的優化更加適合輪 胎的結構，且輻板厚度均勻，提高了輪胎的承載能力和使用壽命。
[0013] 針對載重輪胎，輪胎直徑大，重量大，且散熱效果差的特點，對于重載型輪胎的支 撐結構，本實用新型做了進一步的優化：支撐體還包括設置在第一減震孔和第二減震孔中 間、沿周向分布的第三減震孔，第三減震孔為半月形，第三減震孔均勻設置在第二減震孔的 間隙內，50° <第三減震孔的弦切角α3 <90°，第三減震孔弓形方向朝向內環，第一減震 孔的半徑Rl <第三減震孔R3的半徑<第二減震孔的半徑R2。第三減震孔的設置減輕了輪 胎的重量，提高了散熱效果，使輻板厚度均勻，避免了應力集中，有利于緩沖來自地面的沖 擊和震動，提高輪胎的使用壽命。
[0014] 特別地，第三減震孔數量增多或面積增大，可增加舒適性，適合輕載型輪胎；第三 減震孔數量減少或面積減小，可提高輻板強度，適合重載型輪胎；通過調節第三減震孔的數 量和面積大小，可調節輪胎的承載能力和輪胎剛度，拓展了非充氣輪胎的使用范圍。
[0015] 對于大型載重輪胎，優選的是：支撐體還包括設置在第二減震孔和第三減震孔中 間、徑向分布的第四減震孔，第四減震孔沿著第二減震孔中心與第一減震孔中心連線左右 對稱設置，且任意兩個對稱的第四減震孔與第二減震孔共同形成第一 "Υ"形結構。
[0016] 更為優選的是：任意一第四減震孔與其相鄰但不對稱的第四減震孔之間沿外環設 置第五減震孔，60° <第五減震孔的弦切角α5<90°，第三減震孔的弦切角α3<第五減 震孔的弦切角α 5,第五減震孔半徑R5 <第二減震孔的半徑R2,第五減震孔與相鄰的第四 減震孔共同形成第二"Υ"形結構。
[0017] 第一 "Υ"形結構和第二"Υ"形結構靠近地面，"Υ"形結構的張力可將受力傳遞到 輪胎內層的減震孔，給輪胎提供了優良的減震效果。"Υ"形結構的交錯排布，不但可提高輪 胎的強度，還能兼顧輪胎的剛性，滿足舒適性的要求。特別地，第四減震孔的設置給兩個"Υ" 形結構提供了變形的空間，有利于發揮"Υ"形結構減震性能，并且保證了輻板的厚度均勻。
[0018] 散熱效果是非充氣輪胎的重要指標，對于胎面較厚的輪胎，為了更進一步地提高 輪胎的散熱效果，優選的是：多個支撐體支撐于內環和外環之間，多個支撐體中間設置散熱 中孔。散熱中孔的設置提高與外部的對流換熱，降低輪胎行駛過程中材料的生熱，提高輪胎 使用壽命；減輕了輪胎的重量，散熱中孔可為一個，也可以為多個，輕載型輪胎可設置1個 散熱中孔，重載型輪胎可設置2個以上的散熱中孔，特別地，寬基輪胎可設置3個或以上的 散熱中孔。
[0019] 重載型輪胎胎面很厚，影響了熱量的散出，為了進一步提高其散熱效果，優選的 是：散熱中孔延伸到外環的中部。更為優選的是，散熱中孔延伸到內環的中部。散熱中孔延 伸到內外環的中部，更進一步減輕了輪胎的重量，而且在輪胎內部形成對流的環形空腔，增 大了對流換熱面積，保證了熱量的散出路徑。
[0020] 本實用新型還提供一種非充氣安全輪胎，包括上述一種非充氣安全輪胎的支撐結 構，內環與輪輞接觸，外環承載胎面。
[0021] 優選的是：內環軸向和/或周向設置防滑凸起。防滑凸起的設置防止輪胎在輪輞 上產生滑動，提高了輪胎的行駛安全性和可靠性。最后，本實用新型提出的結構由于減震孔 之間的寬度較大，增強了膠料的流動性，適于模壓或注射成型，成型工藝簡單。
[0022] 本實用新型通過多個、多層減震孔沿徑向和周向排布組成的支撐體，可以緩沖輪 胎行駛時來自地面的震動和沖擊，并且承擔車輛的載荷，防止輪胎因過度壓縮引起的屈曲 變形，提高了輪胎的承載能力和使用壽命，從而適于各種車輛上的輪胎。通過調整減震孔的 大小或者減震孔的層數可以實現該輪胎承載能力滿足從輕載到重載多種車輛的要求。
[0023] 本實用新型所提及的非充氣安全輪胎則具有無需充氣、耐刺扎、易維護、長壽命等 優點，尤其適合于裝配到作業環境惡劣的車輛上使用。
[0024] 本實用新型的非充氣安全輪胎結構是通過有限元技術進行計算和優化得到的合 理結構。它具有充氣輪胎的承載能力和靜剛度特點，接地壓力分布合理，提高了輪胎的耐磨 性和行駛里程。
【附圖說明】
[0025] 圖1-2為本實用新型的結構示意圖；
[0026] 圖3-4為圖2的A-A剖視圖。
[0027] 圖5為輪胎的靜剛度曲線。
[0028] 其中10為內環，20為外環，30為支撐體，40為散熱中孔，50為防滑凸起，60為胎 面，31為第一減震孔，32為第二減震孔，33為第三減震孔，34為第四減震孔，35為第五減震 孔。
【具體實施方式】
[0029] 實施例1 :
[0030] 如圖1和2所示，一種非充氣安全輪胎，其支撐結構包括內環10、外環20以及連接 內環10、外環20的支撐體30,支撐體30為環狀結構，其內圓周上設置至少3個沿內環周向 均勻分布的第一減震孔31，其外圓周上設置與第一減震孔31相對應的第二減震孔32,第一 減震孔31的面積之和小于第二減震孔32