CN111655511B - 具有多件式腹板的非充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非充气轮胎，该非充气轮胎包括多个轴向相邻的车轮部分。每个车轮部分具有内圈、外圈以及在该内圈和该外圈之间延伸的柔性互连腹板。该柔性互连腹板包括多个腹板区段，该多个腹板区段围绕该轮胎周向设置，以形成大致环形的腹板。该多个腹板区段中的每个腹板区段铰链连接到一对相对相邻的腹板区段。

Description

具有多件式腹板的非充气轮胎

技术领域

本公开涉及一种非充气轮胎。更具体地，本公开涉及具有多件式腹板的非充气轮胎。

背景技术

非充气或无气轮胎(NPT)以前是由完全实心的物质制成的。这些实心轮胎使乘客乘坐时不太舒服，并且对车辆的悬架造成更大的损害，这不得不弥补实心轮胎缺乏的“弹性”。

最近，NTP采用在内圈和外圈之间延伸的轮辐或织带。举例来说，由Cron等人转让给米其林(Michelin)的美国专利申请公开2006/0113016公开了一种非充气轮胎，其在商业上被称为Tweel^TM。在Tweel^TM中，轮胎与车轮组合。轮胎由最终结合在一起的四个部分组成：车轮、轮辐部分、包围轮辐部分的增强环形带和与地面接触的橡胶胎面部分。

发明内容

在一个实施方案中，非充气轮胎包括外圈和具有旋转轴线的内圈。柔性互连腹板，该柔性互连腹板在内圈和外圈之间延伸。该柔性互连腹板包括多个腹板区段，多个腹板区段围绕轮胎周向设置，以形成大致环形的腹板。多个腹板区段至少包括第一腹板区段、第二腹板区段和第三腹板区段。多个腹板区段中的每个腹板区段具有第一端和第二端。第二腹板区段周向设置在第一腹板区段和第三腹板区段之间。第二腹板区段的第一端铰链连接到第一腹板区段的第二端。第二腹板区段的第二端铰链连接到第三腹板区段的第一端。

在另一个实施方案中，一种制造非充气轮胎的方法包括提供多个腹板区段，该多个腹板区段至少包括第一腹板区段、第二腹板区段和第三腹板区段。多个腹板区段中的每个腹板区段具有第一端和第二端。方法还包括周向布置多个腹板区段以形成在内圈和外圈之间延伸的大致环形的腹板，使得第二腹板区段周向设置在第一腹板区段和第三腹板区段之间。方法还包括将第二腹板区段的第一端铰链连接到第一腹板区段的第二端以及将第二腹板区段的第二端铰链连接到第三腹板区段的第一端。

在又一个实施方案中，非充气轮胎包括多个轴向相邻的车轮部分。每个车轮部分具有内圈、外圈以及在内圈和外圈之间延伸的柔性互连腹板。该柔性互连腹板包括多个腹板区段，该多个腹板区段围绕轮胎周向设置，以形成大致环形的腹板。多个腹板区段中的每个腹板区段铰链连接到一对相对相邻的腹板区段。

附图说明

在附图中，示出了结构，该结构与下文提供的详细描述一起描述了受权利要求书保护的本发明的示例性实施方案。类似的元件用相同的附图标号标示。应当理解，被示出为单个部件的元件可以用多个部件替换，并且被示出为多个部件的元件可以用单个部件替换。附图未按比例绘制，并且出于说明性目的，可能放大了某些元件的比例。

图1是未变形的非充气轮胎的前视图；

图2是图1的非充气轮胎在承受载荷时变形的前视图；

图3是沿图1中的线3-3截取的未变形的非充气轮胎的截面透视图；

图4是未变形的非充气轮胎的另一实施方案的前视图；

图5是用于非充气轮胎的腹板区段的一个实施方案的透视图；

图6是由多个铰链连接的腹板区段形成的非充气轮胎的一个实施方案的透视图；

图7是由多个铰链连接的腹板区段形成的非充气轮胎的替代实施方案的透视图；

图7A是图7所示的铰链连接的详细视图；

图8A和图8B分别是用于铰链连接的承窝的一个实施方案的透视图和截面图；

图9A和图9B分别是用于铰链连接的承窝销的一个实施方案的透视图和截面图；

图10A和图10B分别是用于铰链连接的销的一个实施方案的透视图和截面图；

图11A是具有多个销和承窝的第一组腹板区段的一个实施方案的透视图；

图11B是具有多个销和承窝的第二组腹板区段的一个实施方案的透视图；

图11C是与第二组腹板区段接合的第一组腹板区段的一个实施方案的透视图；

图11D是图11C的截面图；

图11E是由图11A和图11B所示的一系列腹板区段形成的非充气轮胎的透视图；

图12是具有球窝连接的腹板区段的替代实施方案的透视图；

图13是由图12所示的多个腹板区段形成的非充气轮胎的前视图；

图14A是非充气轮胎的一个实施方案的一部分的前视图，该非充气轮胎具有铰链连接到外圈的腹板；

图14B是图14A所示的外圈的一部分的透视图；

图14C是图14A的腹板和外圈之间的铰链连接的细节图；

图14D是在图14A的轮胎中使用的腹板的透视图；

图14E是图14A中的车轮的局部透视图；

图14F是图14A的腹板和车轮之间的铰链连接的细节图；

图15A是非充气轮胎的替代实施方案的一部分的前视图，该非充气轮胎具有铰链连接到外圈的腹板；

图15B是图15A所示的非充气轮胎的一部分的透视图；

图15C是图15A所示的外圈的一部分的透视图；以及

图15D是用于图15A所示的非充气轮胎的三销接头的一个实施方案的透视图。

具体实施方式

图1、图2和图3示出了非充气轮胎10的一个实施方案。在所示的实施方案中，非充气轮胎10包括大致环形的内圈20，该内圈接合安装有轮胎10的车轮60。车轮60具有旋转轴线12，轮胎10绕该旋转轴线旋转。大致环形的内圈20包括内表面23和外表面24，并且可以由交联或未交联的聚合物制成。在一个实施方案中，大致环形的内圈20可以由热塑性材料制成，诸如热塑性弹性体、热塑性聚氨酯或热塑性硫化橡胶。在另一个实施方案中，大致环形的内圈20可以由橡胶、聚氨酯或其他合适的材料制成。在本申请中，术语“聚合物”是指交联或未交联的聚合物。

对于施加的较小载荷，大致环形的内圈20可以与车轮60粘合地接合，或者可以经历一些化学结构变化以使其结合到车轮60。对于施加的较大载荷，大致环形的内圈20可以经由某种形式的机械连接(诸如配合装配)接合到车轮60，但是机械连接也可用于支撑较小的载荷。机械接合可以为车轮60和大致环形的内圈20二者提供额外的强度以支撑施加的较大载荷。此外，机械连接还具有易于互换的额外优点。例如，如果需要更换非充气轮胎10，则通常可以将环形内圈20从车轮60上拆卸并且更换。然后可以将车轮60重新安装到车辆的车轴上，从而允许车轮60可重复使用。在另一个实施方案中，内圈20可以通过机械连接和粘合连接的组合而连接到车轮60。

继续参照图1、图2和图3，非充气轮胎10进一步包括包围互连腹板40(下文讨论)的大致环形的外圈30。外圈30可以被构造成在围绕并且包括接地区32(见图2)的区域变形，这减小了振动并且增加乘坐舒适性。然而，由于在一些实施方案中非充气轮胎10不具有侧壁，所以大致环形的外圈30与互连腹板40结合也可以增加轮胎10的横向刚度，使得轮胎10在远离接地区32的部分中不会发生不可接受的变形。

在一个实施方案中，大致环形的内圈20和大体环形的外圈30由与互连腹板40相同的材料制成。例如，在一个实施方案中，内圈、外圈和互连腹板均包括聚氨酯材料。大致环形的内圈20和大致环形的外圈30以及互连腹板40可以通过注射成型或压缩成型、可浇铸的聚合物或本领域中公知的任何其他方法制成，并且可以同时形成，以便通过包括内圈20、外圈30和互连腹板40的材料的冷却和凝固来形成它们的附接。

如图1所示，大致环形的外圈30可以具有径向外表面34，胎面承载层70附接到该径向外表面。可以通过粘合或使用本领域中通常可用的其他方法完成附接。

如图1、图2和图3所示，非充气轮胎10的互连腹板40将大致环形的内圈20连接到大致环形的外圈30。在所示的实施方案中，互连腹板40至少包括腹板元件42的两个径向相邻的层56、58，这些层限定多个大致多边形的开口50。换句话说，通过至少两个相邻的层56、58，穿过非充气轮胎10的任何径向部分的从旋转轴线12延伸到大致环形的外圈30的切片穿过或横越至少两个大致多边形的开口50。多边形开口50可以形成各种形状。在许多实施方案中，大多数大致多边形的开口50可以是具有六个侧面的大致六边形的形状。但是，多个大致多边形的开口50中的每一个可以具有至少三个侧面。在一个实施方案中，多个大致多边形的开口50是大致六边形的形状，或者是通过被大致梯形形状的开口在周向上隔开的六边形的形状，如图1可以看到，从而使互连腹板40具有可以类似于蜂窝的形状。更广泛地，多个多边形开口50可以包括具有第一形状的第一多个大致多边形的开口和具有不同于第一形状的第二形状的第二多个大致多边形的开口。

在任何两个互连腹板元件之间的优选角度范围(从轮胎的胎面部分向车轮径向移动)可以在80度到180度之间(例如，参见图1的腹板元件)。其他范围也是可能的。

继续参照图1、图2和图3所示的实施方案，可以将互连腹板40布置为使得一个腹板元件42在沿着大致环形的内圈20的任何给定点或线处连接到大体环形的内圈20，使得沿着大致环形的内圈20具有第一组连接41。类似地，一个腹板元件42可以在沿着大致环形的外圈30的内表面33的任何给定点或线处连接到大致环形的外圈30，使得沿着大致环形的外圈30具有第二组连接43。然而，在任何给定点或线处，多于一个腹板元件42可以连接到大致环形的内圈20或大致环形的外圈30。

互连腹板40可以进一步包括腹板元件42之间的交点44，以便在整个互连腹板40上分布所施加的载荷。在所示的实施方案中，每个交点44接合至少三个腹板元件42。然而，在其他实施方案中，交点44可以接合三个以上的腹板元件42，这可以帮助进一步分布腹板元件42所经受的应力和应变。

在替代实施方案中，腹板元件可以相对于包含旋转轴线的径向平面倾斜，该径向平面也穿过腹板元件。通过使腹板元件倾斜，大致垂直于旋转轴线施加的施加载荷可以偏心地施加到腹板元件。这可以在每个腹板元件上产生所施加的载荷的旋转或弯曲分量，这有利于承受压缩载荷的那些腹板元件屈曲。相似地放置的腹板元件可以全部相对于径向平面在相同的方向上倾斜大约相同的量。但是，优选地，多个大致多边形的开口的层中的周向连续的腹板元件(不包括切向腹板元件)关于径向平面倾斜大约相同的幅度(但是在相反的方向上测量)，使得腹板元件围绕径向平面大致是彼此的镜像。

除了相对于穿过旋转轴线12的径向平面16大致倾斜的腹板元件42之外，互连腹板40还可以包括切向腹板元件45，如图1至图3所示。切向腹板元件45可以定向为使得它们与以旋转轴线12为中心的圆柱体或圆的切线大致对准。切向腹板元件45是优选的，因为它们有助于分布施加的载荷。例如，当施加所施加的载荷时，在旋转轴线12上方的区中的腹板元件42受到拉力。在没有切向腹板元件45的情况下，互连腹板40可通过使其他腹板元件42变直而将其他腹板元件自身定向在大致径向方向上而试图变形，从而导致应力集中在局部区域中。然而，通过沿大致切向方向定向，切向腹板元件45将施加的载荷分布在互连腹板40的所有其余部分中，从而使应力集中最小化。

继续参照图1至图3，示出了多个大致多边形的开口50，其中多个大致多边形的开口50中的每个大致多边形的开口径向地定向。如上所述，大致多边形的开口50可以被定向为使得它们关于穿过旋转轴线12的径向对称平面14而对称。这种布置可以通过允许轮胎10即使向后安装也仍然能够正常工作而有利于安装，因为无论其安装定向如何，都应以相同的方式表现行为。

多个大致多边形的管状开口50内的每个开口可以形状相似但不是必须形状相似。互连腹板40内的开口50的数量可以变化。例如，互连腹板40可以具有五个不同尺寸的开口，这些开口被图案化16次而总共80个单元，诸如图1中。在其他实施方案中，可以使用16之外的其他数量的开口50。例如，在一些实施方案中，互连腹板40可以包括12个图案至64个图案之间的单元。超出此范围的其他数量也是可能的。

径向内层中的开口可与径向外层中的开口形状相似，但其尺寸可以与那些开口不同，使得大致多边形的开口50在沿径向向外方向在开口之间移动时尺寸增大。但是，径向外层中的第二多个大致多边形的开口也可以小于径向内层中的第一多个大致多边形的开口。另外，第二多个大致多边形的开口可以通过第三多个大致多边形的开口在周向上彼此隔开，或者可以在数量上大于第一多个大致多边形的开口，或者可以是两者。

返回参照图2，互连腹板40的几何形状与在互连腹板40中选择的材料的组合可以使得施加的载荷能够分布在整个腹板元件42中。因为腹板元件42优选地相对薄并且可以由在压缩方面相对弱的材料制成，所以经受压缩力的那些元件42可能具有屈曲的趋势。这些元件总体在大致穿过旋转轴线12的施加载荷和接地区32之间，并且在图2中表示为屈曲部分48。

在一个实施方案中，一些或全部腹板元件42可以设置有弱化(例如，先前弯曲的)或变薄的部分，使得腹板元件42优先地弯曲或被偏压以沿特定方向弯曲。例如，在一个实施方案中，腹板元件被偏压成使得它们总体在向外方向上弯曲。以这种方式，腹板元件在屈曲时不会彼此接触或摩擦。另外，弱化或变薄的部分的位置可以用于控制弯曲或屈曲的位置以避免这种接触。

当发生屈曲时，其余的腹板元件42可以经受拉力。这些腹板元件42支撑施加的载荷。尽管相对薄，但是由于腹板元件42可以具有高的拉伸模量，因此它们的变形趋势较小，但可以帮助维持胎面承载层70的形状。以这种方式，当施加的载荷经由拉伸通过腹板元件42传递时，胎面承载层70可以将施加的载荷支撑在轮胎10上。胎面承载层70继而充当拱并且提供支撑。因此，胎面承载层70足够刚硬以支撑处于拉伸状态并且支撑载荷的腹板元件42。在拉伸状态下工作的多个腹板元件可以支撑相当大的施加载荷。例如，在一个实施方案中，在拉伸状态下支撑至少75％的载荷，在另一实施方案中，在拉伸状态下支撑至少85％的载荷，并且在另一实施方案中，在拉伸状态下支撑至少95％的载荷。在其他实施方案中，可以在拉伸状态下支撑少于75％的载荷。

尽管大致环形的内圈20、大致环形的外圈30和互连腹板40可以由相同的材料构造，但是它们可以具有不同的厚度。即，大致环形的内圈可以具有第一厚度t_i，大致环形的外圈可以具有第二厚度t_o，并且互连腹板可以具有第三厚度t_e。在图1所示的实施方案中，第一厚度t_i可以小于第二厚度t_o。但是，第三厚度t_e可以小于第一厚度t_i或第二厚度t_o。较薄的腹板元件42在受到压缩力时更容易屈曲，而相对较厚的大致环形的内圈20和大致环形的外圈30可以通过更好地抵抗变形而有利地帮助在非屈曲区中维持非充气轮胎10的横向刚度。

腹板元件42的厚度t_e可以根据预定载荷容量要求而变化。例如，随着施加的载荷增加，腹板元件42的厚度t_e可以增加，以提供增加的拉伸强度，从而减小多个大致多边形的开口50中的开口的尺寸。然而，厚度t_e不应增加太多以便抑制承受压缩载荷的那些腹板元件42屈曲。与选择材料一样，厚度t_e会随着施加的载荷的增加而显著增加。例如，在某些非限制性实施方案中，互连腹板40的每个腹板元件42可以具有厚度t_e，对于约0磅-1000磅的轮胎载荷t_e在约0.04英寸厚至0.1英寸厚之间，对于约500磅-5000磅的载荷t_e在约0.1英寸厚至0.25英寸厚之间，以及对于约为2000磅或更大的载荷t_e在0.25英寸厚至0.5英寸厚之间。本领域技术人员将认识到，在修改的实施方案中，这些厚度可以减小或增大。

图4示出了轮胎100的另一实施方案的前视图，该轮胎具有大致环形的内圈110、大致环形的外圈120以及在内圈110和外圈120之间延伸的柔性互连腹板。柔性互连腹板由限定多边形开口的多个腹板元件130形成。在该特定实施方案中，腹板元件130形成多个六边形和大致梯形形状，包括外系列的交替的六边形和梯形开口以及内系列的交替的六边形和梯形开口。内开口和外开口被对准，使得将内六边形开口二等分的径向平面也将外梯形开口二等分，并且将内梯形开口二等分的径向平面也将外梯形开口二等分。在该实施方案中，将内开口二等分的径向平面将仅穿过两个开口-内开口和相应的外开口。然而，应当理解，该布置仅是示例性的，并且被用于说明性目的。在替代实施方案中，可以采用形成任何形状的腹板元件。

在所示的实施方案中，内圈110和外圈120以及柔性互连腹板形成为整体结构。此类结构可以通过模制工艺或增材制造工艺形成。在替代实施方案中，诸如在图5至图15B中示出并在下面详细描述的实施方案中，内圈和外圈以及互连腹板可以由以各种方式组装在一起的多个部件形成。下面讨论的实施方案中的每个实施方案可以具有相似的尺寸，并且表现出与上面讨论的非充气轮胎中的任何非充气轮胎相同的特性。

图5示出了用于非充气轮胎的腹板区段200的一个实施方案的透视图。腹板区段200是整体部件，其包括内圈部分210、外圈部分220和腹板部分230。在所示的实施方案中，腹板部分包括三个基本径向的腹板元件240和一对基本周向的腹板元件250。在替代实施方案中(未示出)，腹板部分可以包括在任何方向上延伸的任何数量的腹板元件。

在所示的实施方案中，腹板区段200还包括一对铰链部分，该一对铰链部分包括设置在第一基本周向的腹板元件250上的第一铰链260a和设置在第二基本周向的腹板元件250上的第二铰链260b。铰链260a、260b被构造成与另外的腹板区段上的对应铰链配合。在替代实施方案中，任何数量的铰链可以设置在任何腹板元件上。

图6示出了由多个铰链连接的腹板区段200形成的非充气轮胎300的一个实施方案的透视图。腹板区段200围绕轮胎300周向设置，以形成大致环形的柔性互连腹板310。在所示的实施方案中，轮胎300的内圈320由周向相邻的多个内圈区段210形成，而外圈330由周向相邻的多个外圈区段220形成。

在示出的实施方案中，形成非充气轮胎300的每个腹板区段200具有基本相同的形状。然而，相邻的腹板区段200以相反的取向设置，使得一个腹板区段200的第一铰链260a将与相邻腹板区段200的对应第一铰链260a配合，并且腹板区段200的第二铰链260b将与另一相邻腹板区段的对应第二铰链260b配合。在替代实施方案(未示出)中，腹板区段的尺寸设定成，使得每个腹板区段以相同的取向设置。在另一替代实施方案中(未示出)，可以采用不同形状的腹板区段。

在此，腹板310由32个铰链连接的腹板区段200形成，每个腹板区段200在第一侧上连接到第一腹板区段，并且在与第一侧相对的第二侧上连接到第二腹板区段。在替代实施方案中，可以采用任何数量的腹板区段。优选地，非充气轮胎将至少包括三个腹板区段(至少包括第一腹板区段、第二腹板区段和第三腹板区段)，第二腹板区段周向设置在第一腹板区段和第三腹板区段之间，使得第二腹板区段的第一端铰链连接到第一腹板区段的第二端，并且第二腹板区段的第二端铰链连接到第三腹板区段的第一端。

在图6的实施方案中，每个腹板区段200跨轮胎300的整个宽度轴向延伸。在替代实施方案中，非充气轮胎的宽度可以由两个或更多个轴向相邻的腹板区段限定。例如，图7示出了由多个铰链连接的腹板区段200形成的非充气轮胎400的透视图。在该实施方案中，轮胎400的宽度由四个相邻的腹板区段200限定。因此，轮胎400的内圈410由四个轴向相邻的内圈部分210形成，而外圈420由四个轴向相邻的外圈部分220形成。同样，轮胎400的柔性互连腹板430由四个轴向相邻的腹板部分230形成。在替代实施方案中，可以采用任何数量的轴向相邻的腹板区段。

图7A示出了图7所示的铰链连接的详细视图。在该实施方案中，铰链连接包括来自相邻腹板区段的对准在一起的多个中空筒440。在所示的实施方案中，来自相邻腹板区段的筒440以交替的方式对准，使得交替的筒彼此接触。在此类实施方案中，外筒和内筒处的接口可以包括自对准配合特征以帮助组装。在替代实施方案中，在交替的筒中的至少一些筒之间可以设置有间隙。

然后通过可移除的杆或销(未示出)固定中空筒440。杆或销可以带螺纹或不带螺纹。铰链连接还可以包括包覆成型的轴承或衬套，以改善机械紧固或性能的装置。此类结构可以被称为钢琴铰链设计。钢琴铰链设计可以用于减小轮胎的横向刚度。

应当理解，铰链点的数量可以根据施加载荷需求而变化，以改善不连续处的应力集中。图7A示出了在基础部分上的每个横向元件的两个中空筒440，当与配合部分组合时，基础部分在截面整个宽度上总共具有四个筒440。该数量可以减少到少至总共两个筒，也可以减少到应用允许的数量。

在图6和图7的两个轮胎300、400中，当施加载荷时，大量的载荷由在拉伸时工作的多个径向腹板元件支撑。在旋转轴线上方的区中的多个径向腹板元件承受拉力，而在载荷和接地区之间的区中的至少一些径向腹板元件屈曲，并且多个切向腹板元件通过柔性互连腹板分布载荷。

尽管在附图中未示出，但是应当理解，轮胎300、400还可以包括附着到每个车轮部分的外圈的径向外表面的胎面承载层。

轮胎300、400通过提供至少包括第一腹板区段、第二腹板区段和第三腹板区段的多个腹板区段200而形成，该多个腹板区段中的每个腹板区段具有第一端和第二端。然后，腹板区段200沿周向布置，以形成在内圈与外圈之间延伸的大致环形的腹板，使得第二腹板区段沿周向设置在第一腹板区段和第三腹板区段之间。然后，第二腹板区段的第一端铰链连接到第一腹板区段的第二端，并且第二腹板区段的第二端铰链连接到第三腹板区段的第一端。

在所示的实施方案中，每个腹板区段200的第一铰链260a处于第一径向高度，并且第二铰链260b处于与第一高度不同的第二径向高度。因此，将第二腹板区段的第一端铰链连接到第一腹板区段的第二端的步骤包括在第一径向高度处将第二腹板区段的第一端铰链连接到第一腹板区段的第二端。同样，将第二腹板区段的第二端铰链连接到第三腹板区段的第一端的步骤包括在第二径向高度处将第二腹板区段的第二端铰链连接到第三腹板区段的第一端。应当理解，销和铰链可以位于不同的径向和周向位置(包括在腹板节点处或附近的位置)。

除了图6和图7的钢琴铰链设计外，还可以采用替代铰链设计。例如，可以采用多个承窝和销来形成铰链连接。图8至图10示出了示例性的承窝和销形式。图8A和图8B分别示出了用于铰链连接的承窝500的一个实施方案的透视图和截面图。图9A和图9B分别示出了用于铰链连接的承窝销600的一个实施方案的透视图和截面图。承窝销600包括销端610和承窝端620。销端610可以被接纳在承窝500或承窝销600的承窝端620中。图10A和图10B分别示出了用于铰链连接的实心销700的一个实施方案的透视图和截面图。实心销700也可以被接纳在承窝500或承窝销600的承窝端620中。承窝500、承窝销600和实心销700可以以图11A至图11E所示的方式使用。

图11A和图11B示出了具有多个承窝500、承窝销600和实心销700的第一组腹板区段800a和第二组腹板区段800b的透视图。在所示的实施方案中，除了铰链连接之外，腹板区段800a、800b具有与图5至图7中所示的腹板区段200基本相同的结构。但是，应该理解，以上讨论的替代设计中的任何替代设计也可以应用于图11的腹板区段800a、800b。

承窝500、承窝销600和实心销700被布置成使得第一组腹板区段800a和第二组腹板区段800b可以以图11C的透视图和图11D的截面图中所示的方式配合在一起。每个承窝销600和实心销700被接纳在承窝500或承窝销600中。

腹板区段800以这种方式在轴向方向和周向方向上接合在一起以形成非充气轮胎900，如图11E所示。在所示的实施方案中，腹板区段800配合在一起，从而轮胎的宽度由四个轴向相邻的腹板区段800限定，外腹板区段800的铰链连接终止于承窝500或实心销600中。因此，非充气轮胎900包括四个轴向相邻的车轮部分910a、910b、910c和910d，并且每个车轮部分910包括内圈920、外圈930以及在内圈920和外圈930之间延伸的柔性互连腹板940。然而，应当理解，轮胎900的宽度可以由任意数量的相邻腹板区段限定。

尽管未在附图中示出，但是应当理解，轮胎900可以进一步包括胎面承载层，该胎面承载层附着到车轮部分的外圈的径向外表面。

图12示出了腹板区段1000的另一替代实施方案的透视图。腹板区段1000包括内圈部分1010、外圈部分1020和腹板部分1030。在所示的实施方案中，腹板部分1030包括形成多个多边形开口的多个基本径向部分和多个基本切线部分。但是，应该理解，腹板部分可以采用任何形状。

在该实施方案中，腹板区段1000的第一端终止于球1040，而腹板区段1000的第二端终止于被构造成接纳球的承窝1050。尽管球1040和承窝1050被示为在整个腹板区段的宽度上横向延伸，但是在替代实施方案中，每个球和承窝可以在小于整个腹板区段的宽度上延伸。在此类实施方案中，腹板区段的每端可以终止于多个球或承窝。

图13示出了由图12的多个腹板区段1000形成的非充气轮胎1100的前视图。在此，通过将第一腹板区段的第一端上的球部分***第二腹板区段的第二端上的承窝部分中并围绕轮胎的圆周重复该过程来形成非充气轮胎1100。尽管非充气轮胎1100被示出为由八个腹板区段1000形成，但是应当理解，可以采用任何数量的腹板区段。

上述非充气轮胎300、400、900和1100均包括具有整体结构的腹板区段，该腹板区段包括通过腹板部分连接的内圈部分和外圈部分。在替代实施方案中，非充气轮胎可以包括腹板，该腹板是单独的结构并且连接到内圈或外圈。例如，图14A示出了非充气轮胎1200的一个实施方案的一部分的前视图，该非充气轮胎具有车轮1210、外圈1220和腹板1230。在此，腹板1230铰链连接到车轮1210并且铰链连接到外圈1220。在替代实施方案(未示出)中，腹板固定地连接到外圈和车轮中的至少一者。

在所示的实施方案中，外圈1220是实心圈。在替代实施方案中，外圈由多个圈部分构成。圈部分可以是围绕轮胎周向延伸的圈区段。替代地，圈部分可以是轴向相邻的箍。在另一替代实施方案中，圈部分可以是在周向方向和轴向方向上对准以形成圈的一系列圈部分。

图14B示出了外圈1220的一部分的透视图，并且图14C示出了腹板1230和外圈1220之间的铰链连接的细节图。从这些视图中可以看出，外圈1220在若干周向位置处包括多个轴向间隔开的筒1240。每个轴向间隔开的筒1240包括在轴向方向上延伸的通孔1250。在所示的实施方案中，轴向间隔开的筒1240由平坦部分1260隔开。在替代实施方案中，轴向间隔开的筒可以由开槽部分或孔隔开。

腹板1230包括具有对应的通孔(未示出)的对应的筒1270。对应的筒1270设置在平坦部分1260中，使得它们与轴向间隔开的筒1240对准。销1280***到筒1240、1270的通孔中以形成铰链连接。此类构造类似于以上参照图7A讨论的钢琴铰链设计。在替代实施方案中(未示出)，腹板和圈之间的铰链连接可以包括销、承窝和承窝销，类似于上面参照图8至图11所述的那些。在另一替代实施方案(未示出)中，腹板和圈之间的铰链连接可以包括球窝连接，诸如上面参照图12和图13描述的那些。

图14D是腹板1230的透视图。从该视图可以看出，除了沿其外端具有筒1270之外，腹板1230还包括在其内端的每个内端处的长形筒1290。每个长形筒1290具有轴向延伸穿过筒的通孔。尽管图示的实施方案在每端示出了单个长形筒，但是在替代实施方案中，多个筒沿腹板的内端轴向地间隔开。

图14E是车轮1210的局部透视图。车轮1210包括围绕车轮1210周向间隔开的多个销1295。每个销1295从车轮1210的一侧轴向延伸到另一侧。车轮1210在每侧具有孔以接纳销1295。在所示的实施方案中，销1295通过交替的大间隙和小间隙而间隔开。然而，应当理解，可以采用任何销间距。

图14F是腹板1230和车轮1210之间的铰链连接的细节图。从这些视图中可以看出，长形筒1290与车轮1210的孔对准。销1295***穿过车轮1210的孔和长形筒1290的通孔以形成铰链连接。此类构造类似于以上参照图7A讨论的钢琴铰链设计。在替代实施方案中(未示出)，腹板和圈之间的铰链连接可以包括销、承窝和承窝销，类似于上面参照图8至图11所述的那些。在另一替代实施方案(未示出)中，腹板和圈之间的铰链连接可以包括球窝连接，诸如上面参照图12和图13描述的那些。

在内铰链连接和外铰链连接两者中，销1280、1295可以以多种方式安装，包括压配合或过盈配合，或者通过螺纹安装。销可以穿过结构的整个宽度，或者它们可以仅部分地延伸一些深度到孔中。它们还可以穿过结构中的中间板或引导件，以提供额外的支撑，并帮助在腹板元件的宽度上保持销的均匀几何布置。

图15A和图15B分别示出了非充气轮胎1300的替代实施方案的一部分的前视图和透视图。非充气轮胎1300包括内圈(在这些视图中未示出)和外圈1320以及铰链连接到外圈的腹板1330。图15C示出了移除腹板1330的非充气轮胎1300的透视图，并且在此呈现以供进一步参考。除了以下所述的差异之外，轮胎1300与轮胎1200基本相同。

在所示的实施方案中，每个铰链连接由三销接头1340限定。图15D示出了三销接头1340的特写透视图。与图14的钢琴铰链设计不同，三销接头包括三个销而不是单个销，该三个销被接纳在三个间隔开的孔中。三个销的端部***由刚性材料组成的端板1340中。通过这种连接，可以将载荷从外圈传递到腹板、从腹板传递到内圈等。在所示的实施方案中，销在端板1340内布置为基本等边三角形。在替代实施方案中，销可以以任何给定的三角形或共线布置进行布置。例如，销可以以等腰或不等边构造布置。

销可以以多种方式安装在端板上，包括压配合或过盈配合或通过螺纹安装。销可以穿过结构的整个宽度到达相对侧上的互补端板，或者它们可以简单地延伸一定深度到腹板元件近侧的孔中。它们还可以穿过结构中的中间板或引导件，以提供额外的支撑，并帮助在腹板元件的宽度上保持销的均匀几何布置。

就在说明书或权利要求书中使用术语“包括”或“具有”而言，其旨在以类似于术语“包含”在权利要求书中用作过渡词时所理解的方式来具有包容性。此外，就采用术语“或”(例如，A或B)而言，该术语旨在表示“A或B或两者”。当申请人旨在指示“仅A或B但不是两者”时，则将采用术语“仅A或B但不是两者”。因此，本文中术语“或”的使用具有包容性，不具有排他性用途。参见Bryan A.Garner，《现代法律用语词典》第624页(第二版，1995年)(BryanA.Garner,A Dictionary of Modern Legal Usage 624(2d.Ed.1995).此外，就在说明书和权利要求书中使用术语“在…中”或“到…中”而言，该术语旨在另外表示“在…上”或“到…上”。此外，就在说明书或权利要求书中使用术语“连接”而言，该术语旨在不仅表示“直接连接到”，而且也表示“间接连接到”，诸如通过另外的一个或多个部件进行连接。

虽然本发明已通过对其实施方案的描述进行说明，并且虽然已相当详细地对实施方案进行描述，但是申请人并非意图将所附权利要求书的范围约束为此类细节或以任何方式来限制为此类细节。附加的优点和修改对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。因此，在其更广泛的方面，本公开并不限于所示和所述的特定细节、代表性***和方法，以及例示性的示例。因此，可以在不脱离申请人的总体发明构思的实质或范围的情况下偏离此类细节。

Claims (11)

1.一种非充气轮胎，包括：

内圈，所述内圈具有旋转轴线；

外圈；和

柔性互连腹板，所述柔性互连腹板在所述内圈和所述外圈之间延伸，

其中所述柔性互连腹板包括多个腹板区段，所述多个腹板区段围绕所述轮胎周向设置，以形成大致环形的腹板，

其中所述多个腹板区段至少包括第一腹板区段、第二腹板区段和第三腹板区段，所述多个腹板区段中的每个腹板区段具有终止于第一铰链的第一周向元件和终止于第二铰链的第二周向元件，第一周向元件和第二周向元件中的每一个与内圈和外圈径向间隔开，

其中所述第二腹板区段周向设置在所述第一腹板区段和所述第三腹板区段之间，

其中所述第二腹板区段的所述第一周向元件铰链连接到所述第一腹板区段的所述第二周向元件，并且

其中所述第二腹板区段的所述第二周向元件铰链连接到所述第三腹板区段的所述第一周向元件。

2.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述内圈为实心内圈，并且所述外圈为实心外圈。

3.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述内圈包括多个内圈区段，所述多个内圈区段周向设置以形成所述内圈，并且其中所述外圈包括多个外圈区段，所述多个外圈区段周向设置以形成所述外圈。

4.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述内圈由多个轴向相邻的内圈部分形成，并且所述外圈由多个轴向相邻的外圈部分形成。

5.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述柔性互连腹板由多个轴向相邻的腹板部分形成。

6.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述柔性互连腹板在所述轮胎的每个径向截面处至少包括两个径向相邻的腹板元件层，所述腹板元件限定多个多边形的开口并且包括多个径向腹板元件和多个不同的切向腹板元件，所述多个径向腹板元件相对于径向延伸穿过所述旋转轴线的平面倾斜，所述多个不同的切向腹板元件大致横向于径向平面。

7.根据权利要求6所述的非充气轮胎，其中所述多个多边形的开口包括具有第一形状的第一多个多边形的开口和具有不同于所述第一形状的第二形状的第二多个多边形的开口。

8.一种制造非充气轮胎的方法，所述方法包括：

提供多个腹板区段，所述多个腹板区段至少包括第一腹板区段、第二腹板区段和第三腹板区段，所述多个腹板区段中的每个腹板区段具有内圈部分、外圈部分、终止于第一铰链的第一周向元件和终止于第二铰链的第二周向元件，第一周向元件与内圈部分和外圈部分径向间隔开，第二周向元件与内圈部分和外圈部分径向间隔开；

周向布置所述多个腹板区段以形成在内圈和外圈之间延伸的大致环形的腹板，使得所述第二腹板区段周向设置在所述第一腹板区段和所述第三腹板区段之间；

将所述第二腹板区段的所述第一周向元件铰链连接到所述第一腹板区段的所述第二周向元件；以及

将所述第二腹板区段的所述第二周向元件铰链连接到所述第三腹板区段的所述第一周向元件。

9.根据权利要求8所述的方法，其中将所述第二腹板区段的所述第一周向元件铰链连接到所述第一腹板区段的所述第二周向元件包括在第一径向高度处将所述第二腹板区段的所述第一周向元件铰链连接到所述第一腹板区段的所述第二周向元件，并且其中将所述第二腹板区段的所述第二周向元件铰链连接到所述第三腹板区段的所述第一周向元件包括在大于所述第一径向高度的第二径向高度处将所述第二腹板区段的所述第二周向元件铰链连接到所述第三腹板区段的所述第一周向元件。

10.根据权利要求8所述的方法，其中将所述第二腹板区段的所述第一周向元件铰链连接到所述第一腹板区段的所述第二周向元件包括对准多个中空筒并且将销***到所对准的中空筒中。

11.根据权利要求8所述的方法，其中将所述第二腹板区段的所述第一周向元件铰链连接到所述第一腹板区段的所述第二周向元件包括将所述第二腹板区段的所述第一周向元件上的球部分***到所述第一腹板区段的所述第二周向元件上的承窝部分中。

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