一种用于非充气轮胎的周向耦合抗剪轮辐及轮胎

技术领域

本发明涉及轮胎的支撑结构技术领域，更具体地，涉及一种用于非充气轮胎的周向耦合抗剪轮辐及轮胎。

背景技术

目前在国内外非充气轮胎的轮辐结构设计中，轮辐各自都处于相对独立的状态。这导致轮辐在产生大变形的过程中，轮辐之前不存在耦合关系来抵抗大变形，使得非充气轮胎在行驶过程中剪切方向的变形过大，进而导致轮辐因为过大的变形丧失承载刚度。对轮胎的承载性能，疲劳性能，能耗等方面都产生负面影响。

发明内容

本发明实施例为了解决现有技术中的非充气轮胎的轮辐因为过大的变形丧失了纵向承载刚度，对轮胎的承载性能、疲劳性能、能耗等方面都产生负面影响的问题，提供了一种用于非充气轮胎的周向耦合抗剪轮辐及轮胎，该周向耦合抗剪轮辐通过在轮辐鼻部两侧向外延伸出了耦合结构，使得左右两个轮辐在变形时自身产生抵抗变形的效果，以减小轮辐运动过程中产生的剪切变形，对非充气轮胎的承载性能，疲劳性能，能耗等方面都有优化效果。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种用于非充气轮胎的周向耦合抗剪轮辐，包括第一支腿结构和第二支腿结构，所述第一支腿结构和第二支腿结构呈V型结构，所述第一支腿结构和第二支腿结构的相对端的内外侧面分别采用鼻部结合体和鼻部帘布层过渡连接；在所述鼻部结合体和鼻部帘布层的外侧面分别向外延伸出第一耦合结构和第二耦合结构，所述第一耦合结构在平移过程中可与所述第二耦合结构重合。

进一步的，作为优选技术方案，所述第一耦合结构包括第一玻纤增强结构以及包裹在所述第一玻纤增强结构外的第一橡胶层，所述第一橡胶层的前端端面为第一耦合面；所述第二耦合结构包括第二玻纤增强结构以及包裹在所述第二玻纤增强结构外的第二橡胶层，所述第二橡胶层的前端端面为第二耦合面，所述第一耦合面在平移过程中可与所述第二耦合面重合。

进一步的，作为优选技术方案，所述第一耦合面可呈平面状、弧面状、锯齿状或者不规则形状，所述第二耦合面的形状与所述第一耦合面相匹配。

进一步的，作为优选技术方案，所述第一耦合结构可呈方形状或者梯形状，所述第二耦合结构可呈方形状或者梯形状。

进一步的，作为优选技术方案，所述第一玻纤增强结构和第二玻纤增强结构的厚度设置范围为0.8-2mm，位于所述第一玻纤增强结构外侧的所述第一橡胶层的厚度大于0.1mm，位于所述第二玻纤增强结构外侧的所述第二橡胶层的厚度大于0.1mm。

进一步的，作为优选技术方案，在所述第一支腿结构的与所述第二支腿结构的相背端向外延伸出第一支脚结构，在所述第一支脚结构的位于所述第一支腿结构的外侧面端部设有第三耦合面，在所述第一支脚结构的位于所述第一支腿结构的内侧面设有第四耦合面，所述第三耦合面在平移过程中可与所述第四耦合面重合。

进一步的，作为优选技术方案，所述第三耦合面可呈平面状、弧面状、锯齿状或者不规则形状，所述第四耦合面的形状与所述第三耦合面相匹配。

进一步的，作为优选技术方案，在所述第二支腿结构的与所述第一支腿结构的相背端向外延伸出第二支脚结构，在所述第二支脚结构的端面上设有挖空结构，所述挖空结构沿所述第二支脚结构的靠近所述第二支腿结构内侧的端部设置。

进一步的，作为优选技术方案，所述第一支腿结构内设第三玻纤增强结构，所述第二支腿结构内设第四玻纤增强结构，所述第一玻纤增强结构、第二玻纤增强结构、第三玻纤增强结构以及第四玻纤增强结构均采用连续的玻璃纤维和环氧乙烯基树脂复合制备而成。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种非充气轮胎，包括外胎面带、与所述外胎带面相匹配的轮辋结构以及多个上述所述的周向耦合抗剪轮辐，多个所述周向耦合抗剪轮辐沿所述轮辋结构一周分布在所述外胎带面和轮辋结构之间；所述第一支脚结构与所述轮辋结构连接，所述第二支脚结构与所述外胎带面连接，连接后的相邻两周向耦合抗剪轮辐的所述第一耦合结构和第二耦合结构的端面重合，连接后的所述第一支脚结构上的第三耦合面和第四耦合面沿所述轮辋结构端面首尾连接。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明的一种用于非充气轮胎的周向耦合抗剪轮辐，通过在周向耦合抗剪轮辐的鼻部结合体和鼻部帘布层外侧面向外延伸出了第一耦合结构和第二耦合结构，而第一耦合结构在平移过程中可与第二耦合结构重合，使得左右两个轮辐在变形时自身产生抵抗变形的效果，以减小轮辐运动过程中产生的剪切变形，对非充气轮胎的承载性能，疲劳性能，能耗等方面都有优化效果。

另外，本发明的一种用于非充气轮胎的周向耦合抗剪轮辐，通过将与轮辋结构连接的支脚结构的前后两端面分别设为第三耦合面和第四耦合面，该第三耦合面在平移过程中可与第四耦合面重合，从而实现前后耦合，进一步使得该支脚结构的前后侧应力耦合，实现将后一个周向耦合抗剪轮辐的支脚结构受压侧的压力压在前一个周向耦合抗剪轮辐的受拉翘曲侧，从而实现对周向耦合抗剪轮辐翘曲应力的抵消，进而大大提升了周向耦合抗剪轮辐的疲劳性能。

本发明的非充气轮胎，采用周向耦合抗剪轮辐，通过在轮辐鼻部两侧向外延伸出了耦合结构，使得左右两个轮辐在变形时自身产生抵抗切向变形的效果，减小轮辐运动过程中产生的剪切变形，对轮胎的承载性能，疲劳性能，能耗等方面都有优化效果。

上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

附图仅用于示出实施方式，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明提供的一种用于非充气轮胎的周向耦合抗剪轮辐的剖视图。

图2示出了现有技术无外延耦合结构轮辐的仿真变形示意图。

图3示出了本发明提供的一种用于非充气轮胎的周向耦合抗剪轮辐的仿真变形示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，在本申请实施例中，“上”、“下”、“左”以及“右”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。

在本申请实施例中，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

实施例1

本实施例为了解决现有技术中的非充气轮胎的轮辐因为过大的变形丧失了纵向承载刚度，对轮胎的承载性能、疲劳性能、能耗等方面都产生负面影响的问题，提供了一种用于非充气轮胎的周向耦合抗剪轮辐，该周向耦合抗剪轮辐通过在轮辐鼻部两侧向外延伸出了耦合结构，使得左右两个轮辐在变形时自身产生抵抗变形的效果，以减小轮辐运动过程中产生的剪切变形，对非充气轮胎的承载性能，疲劳性能，能耗等方面都有优化效果。

请参阅图1，图中示出了本实施例提供的一种用于非充气轮胎的周向耦合抗剪轮辐的剖视图。

本实例公开的一种用于非充气轮胎的周向耦合抗剪轮辐，如图1所示，包括第一支腿结构1和第二支腿结构2，所述第一支腿结构1和第二支腿结构2呈V型结构，所述第一支腿结构1和第二支腿结构2的相对端的内外侧面分别采用鼻部结合体3和鼻部帘布层4过渡连接；在所述鼻部结合体3和鼻部帘布层4的外侧面分别向外延伸出第一耦合结构5和第二耦合结构6，所述第一耦合结构5在平移过程中可与所述第二耦合结构6重合。

在本实施中，该第一耦合结构5和第二耦合结构6是在周向耦合抗剪轮辐的鼻部结合体3和鼻部帘布层4的中部向外延伸而出的，第一耦合结构5和第二耦合结构6的形状相匹配，从而使得第一耦合结构5在平移过程中可与所述第二耦合结构6重合，也就是说，相邻两个周向耦合抗剪轮辐的第一耦合结构5和第二耦合结构6的端面重合，实现轴向耦合连接。

故此，本实施例的周向耦合抗剪轮辐，通过在轮辐鼻部两侧的鼻部结合体3和鼻部帘布层4的中部向外延伸出了第一耦合结构5和第二耦合结构6，使得左右两个周向耦合抗剪轮辐的第一耦合结构5和第二耦合结构6的端面重合，实现轴向耦合，进一步使得左右两个周向耦合抗剪轮辐在变形时自身产生抵抗变形的效果，以减小周向耦合抗剪轮辐在运动过程中产生的剪切变形，对非充气轮胎的承载性能，疲劳性能，能耗等方面都有优化效果。解决了现有技术中设计的轮辐各自都处于相对独立的状态，导致轮辐在产生大变形的过程中，轮辐之间不存在耦合关系来抵抗大变形，使得非充气轮胎在行驶过程中剪切方向的变形过大，进而导致轮辐因为过大的变形丧失了纵向的承载刚度，对轮胎的承载性能，疲劳性能，能耗等方面都造成了负面影响的问题。

例如，如图2-3所示，无外延耦合结构轮辐在受到切向力时，轮辐的变形位移有14.8mm，本实例的周向耦合抗剪轮辐在受到相同切向力时，轮辐变形仅10.1mm，减少了4.7mm的位移偏转量，减小轮辐运动过程中产生的剪切变形，对轮胎的承载性能，疲劳性能，能耗等方面都有优化效果。

实施例2

本实施例提供了一种用于非充气轮胎的周向耦合抗剪轮辐，其在实施例1的基础上进一步公开了第一耦合结构5和第二耦合结构6的具体结构。

在本实施例中，请继续参见图1，所述第一耦合结构5包括第一玻纤增强结构51以及包裹在所述第一玻纤增强结构51外的第一橡胶层52，所述第一橡胶层52的前端端面为第一耦合面53；所述第二耦合结构6包括第二玻纤增强结构61以及包裹在所述第二玻纤增强结构61外的第二橡胶层62，所述第二橡胶层62的前端端面为第二耦合面63，所述第一耦合面53在平移过程中可与所述第二耦合面63重合。

在本实施例中，第一耦合结构5中内设第一玻纤增强结构51，已增强第一耦合结构5的强度，同样的，第二耦合结构6内设第二玻纤增强结构61，已增强第二耦合结构6的强度，进一步的增强了周向耦合抗剪轮辐的承载性能和疲劳性能。

本实施例作为优选实施例，所述第一耦合结构5可呈方形状或者梯形状，所述第二耦合结构6可呈方形状或者梯形状；所述第一耦合面53可呈平面状、弧面状、锯齿状或者不规则形状，所述第二耦合面63的形状与所述第一耦合面53相匹配，也就是说，第一耦合面53在平移过程中可与第二耦合面63重合，也可理解为，相邻两个周向耦合抗剪轮辐的第一耦合结构5的第一耦合面53和第二耦合结构6的第二耦合面63耦合粘接。

该第一耦合面53也可认为是第一耦合结构5的端面轮廓线，第二耦合面63也可认为是第二耦合结构6的端面轮廓线，第一耦合结构5的端面轮廓线在平移过程中可与第二耦合结构6的端面轮廓线重合。

若当第一耦合结构5的端面轮廓线和第二耦合结构6的端面轮廓线设为直线时，也可认为该第一耦合结构5的端面轮廓线和第二耦合结构6的端面轮廓线平行。

在本实施例中，所述第一玻纤增强结构51和第二玻纤增强结构61的厚度设置范围为0.8-2mm，位于所述第一玻纤增强结构51外侧的所述第一橡胶层52的厚度大于0.1mm，位于所述第二玻纤增强结构61外侧的所述第二橡胶层62的厚度大于0.1mm。该第一玻纤增强结构51和第二玻纤增强结构61的厚度以及第一橡胶层52和第二橡胶层62的厚度可根据实际情况调整，本实施例不对其进行具体限定。

另外，本实施例的第一玻纤增强结构51和第二玻纤增强结构61均采用连续的玻璃纤维和环氧乙烯基树脂复合制备而成。

实施例3

本实施例提供了一种用于非充气轮胎的周向耦合抗剪轮辐，其在实施例1的基础上进一步公开了周向耦合抗剪轮辐的具体结构。

在本实施例中，请继续参见图1，所述第一支腿结构1和第二支腿结构2呈连接的V型结构或者不连接的V型结构；所述第一支腿结构1内设第三玻纤增强结构11，所述第二支腿结构2内设第四玻纤增强结构21，所述第三玻纤增强结构11和第四玻纤增强结构21均采用连续的玻璃纤维和环氧乙烯基树脂复合制备而成。

在本实施例中，在所述第一支腿结构1的与所述第二支腿结构2的相背端向外延伸出第一支脚结构7，在所述第一支脚结构7的位于所述第一支腿结构1的外侧面端部设有第三耦合面71，在所述第一支脚结构7的位于所述第一支腿结构1的内侧面设有第四耦合面72，所述第三耦合面71在平移过程中可与所述第四耦合面72重合。

其中，所述第三耦合面71可呈平面状、弧面状、锯齿状或者不规则形状，所述第四耦合面72的形状与所述第三耦合面71相匹配。

该第三耦合面71也可认为是第一支脚结构7的位于第一支腿结构1的外侧面端部的前端轮廓线，第四耦合面72也可认为是第一支脚结构7的位于第一支腿结构1的内侧面端部的后端轮廓线，前端轮廓线在平移过程中可与后端轮廓线重合。

若当前端轮廓线和后端轮廓线设为直线时，也可认为该前端轮廓线和后端轮廓线平行。

在本实施例中，该第一支脚结构7用于与非充气轮胎的轮辋结构连接，故此，第三耦合面71和第四耦合面72在与轮辋结构的连接过程中前后耦合，连接后的第三耦合面71和第四耦合面72沿轮辋结构端面可以做到首尾连接。

故此，本实施例的周向耦合抗剪轮辐还通过将与轮辋结构连接的第一支脚结构7的前后两端面分别设为第三耦合面71和第四耦合面72，该第三耦合面71在平移过程中可与第四耦合面72重合，从而实现前后耦合，进一步使得该第一支脚结构7的前后侧应力耦合，实现将后一个周向耦合抗剪轮辐的第一支脚结构7受压侧的压力压在前一个周向耦合抗剪轮辐的受拉翘曲侧，从而实现对周向耦合抗剪轮辐翘曲应力的抵消，进而大大提升了周向耦合抗剪轮辐的疲劳性能。

另外，在本实施例中，在所述第二支腿结构2的与所述第一支腿结构1的相背端向外延伸出第二支脚结构8，在所述第二支脚结构8的端面上设有挖空结构81，所述挖空结构81沿所述第二支脚结构8的靠近所述第二支腿结构2内侧的端部设置。该挖空结构81所在的第二支脚结构8是与非充气轮胎的外胎带面相对设置，设置的该挖空结构81的尺寸以及具体位置是根据轮辐的应力情况而确定的，以将周向耦合抗剪轮辐底部，也就是第二支脚结构8的粘接面的拉拔应力释放，从而提升轮辐的疲劳强度。故此，该挖空结构81的设置避免了轮辐的拉应力的产生，进一步提升了轮辐的疲劳寿命。

实施例4

本实施例公开了一种非充气轮胎。

在本实施例中，该一种非充气轮胎，包括外胎面带、与所述外胎带面相匹配的轮辋结构以及多个如实施例1-3任一实施例所述的周向耦合抗剪轮辐，多个所述周向耦合抗剪轮辐沿所述轮辋结构一周分布在所述外胎带面和轮辋结构之间；所述第一支脚结构7与所述轮辋结构连接，所述第二支脚结构8与所述外胎带面连接，连接后的相邻两周向耦合抗剪轮辐的所述第一耦合结构5和第二耦合结构6的端面重合，实现粘接耦合，连接后的所述第一支脚结构7上的第三耦合面71和第四耦合面72沿所述轮辋结构端面首尾连接。

故此，本实施例的非充气轮胎，通过采用如实施例1-3任一实施例所述的周向耦合抗剪轮辐，通过在轮辐鼻部两侧的鼻部结合体3和鼻部帘布层4的中部向外延伸出了第一耦合结构5和第二耦合结构6，使得左右两个周向耦合抗剪轮辐的第一耦合结构5和第二耦合结构6的端面重合，实现轴向耦合，进一步使得左右两个周向耦合抗剪轮辐在变形时自身产生抵抗变形的效果，以减小周向耦合抗剪轮辐在运动过程中产生的剪切变形，对非充气轮胎的承载性能，疲劳性能，能耗等方面都有优化效果。解决了现有技术中设计的轮辐各自都处于相对独立的状态，导致轮辐在产生大变形的过程中，轮辐之间不存在耦合关系来抵抗大变形，使得非充气轮胎在行驶过程中剪切方向的变形过大，进而导致轮辐因为过大的变形丧失了纵向的承载刚度，对轮胎的承载性能，疲劳性能，能耗等方面都造成了负面影响的问题。

同时，本实施例的非充气轮胎，还通过将与轮辋结构连接的第一支脚结构7的前后两端面分别设为第三耦合面71和第四耦合面72，该第三耦合面71在平移过程中可与第四耦合面72重合，从而实现前后耦合，进一步使得该第一支脚结构7的前后侧应力耦合，实现将后一个周向耦合抗剪轮辐的第一支脚结构7受压侧的压力压在前一个周向耦合抗剪轮辐的受拉翘曲侧，从而实现对周向耦合抗剪轮辐翘曲应力的抵消，进而大大提升了周向耦合抗剪轮辐的疲劳性能。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上仅为本申请的优选实施例，仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，并非因此限制本申请的专利范围。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。