CN212332302U - 免充气轮胎的车轮结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种免充气轮胎的车轮结构，其特征在于，包括：胎体层、变形层、定位轴和轮辋，胎体层位于轮胎径向外侧，变形层位于胎体层的径向内侧，定位轴位于变形层的轴向内侧，轮辋位于变形层的径向内侧，变形层、定位轴及轮辋通过螺栓连结为一体；其中，胎体层采用实心橡胶圈，变形层由用于制造弹性元件的合金钢制成，包括变形部、边部和底部，变形层的边部设有边部通孔，边部通孔环形均布在变形层的边部上；定位轴的两端设有螺纹孔；轮辋采用分离式轮辋，轮辋凸缘上设有凸缘通孔，凸缘通孔环形均布在轮辋凸缘上。本实用新型可以实现确保舒适性能的同时，提升其耐久性能和安全性能。

Description

免充气轮胎的车轮结构

技术领域

本实用新型涉及轮胎的技术领域，特别是指一种用于休闲车的免充气轮胎的车轮结构。

背景技术

近些年，国家对科技创新越来越重视，支持力度也越来越大，休闲车领域毫不例外，在国内市场也得到飞速发展，现在越来越多的消费者将休闲车配备为一种具有一定娱乐性的出门代步工具。既为代步工具，这就要求休闲车车辆应具备设计简单，骑乘舒适，安全耐用的特点。为了使休闲车辆满足以上特点，目前市场上在售的休闲车辆会选择配套免充气轮胎，常见的免充气轮胎有全实心轮胎和带孔实心轮胎。全实心材料填充的实心轮胎确实能实现轮胎在不需要充气的情况下依然能提供良好的支撑性能保证轮胎的耐用性能，而且也因为不需要充气有效避免因轮胎爆胎造成车辆失控进而威胁骑乘者的生命安全，但是也因为采用全实心设计导致轮胎的缓冲性能不足的缺陷，轮胎缓冲性能不足将降低车辆舒适性，因此全实心轮胎无法满足休闲车辆的需求。为了提升全实心轮胎的缓冲性能，如图1所示，现有的做法是在全实心轮胎的胎体部增加周向孔1’或者轴向孔2’的设计，使全实心轮胎演变为带孔实心轮胎。增加周向孔1’或者轴向孔2’的设计确实能在一定程度上提升轮胎的缓冲性能，但由于轮胎内部刚性分布被改变，导致轮胎胎体的变形不均匀，降低了带孔实心轮胎的支撑性能和耐久性能。再者，无论是全实心轮胎还是带孔实心轮胎都存在散热慢，热量易集中的缺点，在连续行驶后，轮胎胎体内部容易发生融化，导致轮胎支撑性能下降和胎体局部塌陷的问题，胎体一旦发生局部塌陷，轮胎性能就遭到破坏而无法继续使用。综上所述，全实心轮胎和带孔实心轮胎无法全面满足休闲车辆的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可确保舒适性能的同时，提升其耐久性能和安全性能的免充气轮胎的车轮结构。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种免充气轮胎的车轮结构，其包括胎体层、变形层、定位轴和轮辋，胎体层位于轮胎径向外侧，变形层位于胎体层的径向内侧，定位轴位于变形层的轴向内侧，轮辋位于变形层的径向内侧，变形层、定位轴及轮辋通过螺栓连结为一体；其中，胎体层采用实心橡胶圈，实心橡胶圈由缓冲性能好，耐磨性能佳的橡胶材质制得；变形层由用于制造弹性元件的合金钢制成，包括变形部、边部和底部，变形层的边部设有边部通孔，边部通孔环形均布在变形层的边部上；定位轴的两端设有螺纹孔；轮辋采用分离式轮辋，轮辋凸缘上设有凸缘通孔，凸缘通孔环形均布在轮辋凸缘上；通过以上各部件之间的密切配合，以确保本实用新型免充气轮胎的车轮结构实现免充气功能，并且确保免充气轮胎的车轮结构具有优异的舒适性能、耐久性能和安全性能。

进一步，所述变形层的厚度由底部至变形部减缩或由底部至变形部等厚。

进一步，所述变形层的变形部设置有减重槽，减重槽环形均布在变形部上。减重槽在确保变形层的支撑性能、缓冲性能和耐久性能的同时适当减轻变形层的重量，并将免充气轮胎及其车轮的舒适性能和耐久性能调整到较佳状态。

进一步，所述定位轴采用圆柱形回转体，且定位轴的两端设有螺纹孔，螺纹孔与边部通孔、凸缘通孔依次对应设计在同一轴线上，用于实现变形层、定位轴和轮辋之间的螺栓连结。定位轴可避免变形层在轮胎轴向上产生位移和周向上的旋转运动，可确保胎体层、变形层为车轮实现优异的舒适性能、耐久性能和安全性能发挥稳定的作用。

进一步，所述轮辋由下型轮辋环和上型轮辋环组成，下型轮辋环和上型轮辋环的轮辋凸缘都设有凸缘通孔，下型轮辋环和上型轮辋环的凸缘通孔依次对应设计在同一轴线上。

进一步，所述变形层设计成单个变形层结构，单个变形层结构的底部为全开放式或半开放式，变形层的变形部的横截面形状为圆弧形、梯形或多边形中的任意一种。

进一步，所述变形层包括下型变形层及上型变形层，下型变形层的下型变形部设置下型减重槽，上型变形层的上型变形部设置上型减重槽，下型减重槽和上型减重槽环形均布在下型变形部与上型变形部上。

进一步，下型变形层的下型底部和上型变形的上型底部的横截面的组合形状全封闭式、半开放式或全开放式中的任意一种，且下型变形层的下型底部的横截面形状和上型变形层的上型底部的横截面形状关于轮胎中心平面对称设置。

进一步，下型变形层的下型变形部和上型变形层的上型变形部的横截面的组合形状为圆弧形、多边形或梯形中的任意一种，且下型变形部的横截面形状和上型变形部的横截面形状关于轮胎中心平面对称设置。

进一步，下型变形层的下型变形部和上型变形层的上型变形部距离轮胎中心平面一定的距离d，使得下型变形部和上型变形部不越过轮胎中心平面时，d与轮辋宽度D应满足：d/D在0～0.125范围内。

进一步，下型变形部和上型变形部延伸越过轮胎中心平面，下型变形部和上型变形部关于轮胎中心平面对称且两者沿轮胎周向错开分布。

附图说明

图1为现有带孔实心轮胎截面示意图。

图2为本实用新型一种实施例的截面示意图。

图3为本实用新型单个圆弧形变形层且变形层底部全开放式设计的实施例截面示意图。

图4为本实用新型单个梯形变形层且变形层底部半开放式设计的实施例截面示意图。

图5为图4实施例的变形层的左视图示意图。

图6为图4实施例的变形层的俯视图示意图。

图7为本实用新型两个圆弧形变形层且变形部越过轮胎中心平面、底部全封闭式设计的实施例截面示意图。

图8为本实用新型两个多边形变形层且变形部未越过轮胎中心平面、底部半开放式设计的实施例截面示意图。

图9为本实用新型两个梯形变形层且变形部越过轮胎中心平面、底部全开放式设计的实施例截面示意图。

图10为图9所示实施例的下型变形层和上型变形层的组合俯视示意图。

图11为图9所示实施例的下型变形层的左视图示意图。

图12为图9所示实施例的上型变形层的右视图示意图。

图13为图11的A-A’截面示意图。

图14为图12的B-B’截面示意图。

图中：轮胎中心平面CL 轮胎回转轴L 胎体层1 变形层2 定位轴3 轮辋4 变形部21 边部22 底部23 边部通孔24 下型减重槽25a 上型减重槽25b 下型变形层2a 上型变形层2b 下型变形部21a 上型变形部21b 下型底部23a 上型底部23b 螺纹孔31 下型轮辋环4a 上型轮辋环4b 轮辋凸缘41 凸缘通孔42。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

如图2～图4所示，本实用新型主要揭示一种经过优化的免充气轮胎的车轮结构，图中CL设定为轮胎中心平面；L设定为轮胎回转轴，竖直方向设定为轮胎径向，靠近轮胎回转轴L为径向内侧，远离轮胎回转轴L为径向外侧；垂直纸面方向设定为轮胎周向；横向方向设定为轮胎轴向，靠近轮胎中心平面CL为轴向内侧，远离轮胎中心平面CL为轴向外侧。

图2为本实用新型一种实施例的截面示意图，如图2所示，本实用新型免充气轮胎的车轮结构包括胎体层1、变形层2、定位轴3和轮辋4。胎体层1位于车轮径向外侧，变形层2位于胎体层1的径向内侧，定位轴3位于变形层2的轴向内侧，轮辋4位于变形层2的径向内侧，变形层2、定位轴3及轮辋4通过螺栓连结为一体形成车轮。

所述胎体层1作为车轮与地面接触的媒介直接与地面接触，在本实用新型所示的实施例中，胎体层1采用实心橡胶圈，实心橡胶圈由缓冲性能好，耐磨性能高的橡胶材质制得。胎体层1通过缓冲变形，确保车轮具有良好的舒适性能；胎体层1采用耐磨性能高的橡胶材质，确保车轮具有优异的耐久性能。

所述变形层2位于胎体层1的径向内侧，胎体层1和变形层2通过粘合剂可靠地连结为一体，胎体层1和变形层2之间的连结可通过一体成型的方式得以实现。变形层2由变形部21、边部22和底部23组成。变形层2的厚度可设计成由底部23至变形部21减缩的设计，在确保变形部21支撑性能和耐久性能的同时，加强底部23和边部22的支撑性能和耐久性能；变形层2的厚度也可设计成由底部23至变形部21等厚的设计，等厚的设计使变形层2的生产制造更为简单；在本实用新型的实施例中，仅图2实施例中的变形层2采用由底部23至变形部21减缩的设计。变形层2的变形部21可以设置减重槽25，设置不同形状的减重槽25可以获得不同结构的变形层2，图2所示实施例的变形层2采用不设减重槽设计；边部22设有边部通孔24，边部通孔24环形均布在边部22上，边部通孔24与螺纹孔31、凸缘通孔42依次对应设计在同一轴线上，用于实现变形层2、定位轴3和轮辋4之间的螺栓连结。变形层2对车轮实现免充气功能，确保车轮舒适性能、耐久性能、安全性能起至关重要的作用。变形层2的变形部21设置减重槽25，减重槽25在确保变形层2的支撑性能、缓冲性能和耐久性能的同时适当减轻变形层2的重量；变形层2可选用用于制造弹性元件的合金钢制成，在本实用新型的实施例中变形层2由弹簧钢制成，使变形层2具有优异的支撑性能、缓冲性能和耐久性能，以确保车轮具有优异的舒适性能、耐久性能和安全性能。

所述定位轴3的形状可作变换，在本实用新型的实施例中，定位轴3采用圆柱形回转体，且定位轴3的两端设有螺纹孔31，螺纹孔31与边部通孔24、凸缘通孔42依次对应设计在同一轴线上，用于实现变形层2、定位轴3和轮辋4之间的螺栓连结。定位轴3可避免变形层2在轮胎轴向上产生位移和周向上的旋转运动，可确保胎体层1、变形层2为车轮实现优异的舒适性能、耐久性能和安全性能发挥稳定的作用。

所述轮辋4在本实用新型的实施例中采用分离式轮辋，分离式轮辋便于实现变形层2、定位轴3和轮辋4之间的装配关系。分离式轮辋由下型轮辋环4a和上型轮辋环4b组成，下型轮辋环4a和上型轮辋环4b的轮辋凸缘41都设有凸缘通孔42，下型轮辋环4a和上型轮辋环4b的凸缘通孔42依次对应设计在同一轴线上，且环形均布在轮辋凸缘41上。凸缘通孔42与边部通孔24、螺纹孔31依次对应设计在同一轴线上，用于实现变形层2、定位轴3和轮辋4之间的螺栓连结。轮辋4对胎体层1、变形层2和定位轴3起支撑作用，可确保胎体层1、变形层2为车轮实现优异的舒适性能、耐久性能和安全性能发挥稳定的作用。

本实用新型通过以上各部件之间的密切配合，以确保轮胎及其车轮结构实现免充气功能的同时具有优异的舒适性能、耐久性能和安全性能。

在本实用新型中，变形层2的形状和结构可作多种变形设计，以下所示为可行的变形设计：

如图3～图6：变形层2设计成单个变形层结构。此时，变形层2的底部23可设计成全开放式或半开放式，如图3为全开放式设计，如图4为半开放式设计。变形层2的变形部21的横截面形状可设计成圆弧形、梯形或多边形等，如图3为圆弧形设计，如图4为梯形设计。变形层2的变形部21可设置减重槽25，减重槽25环形均布在变形部21上；设置不同形状的减重槽25可以获得不同结构的变形层2。图3、图4所示实施例的减重槽25采用矩形两端加半圆的类跑道状设计，减重槽25轴向内侧在轮胎中心平面CL上，且上型减重槽25a与下型减重槽25b在轮胎周向上相互错开一定距离，图5及图6为图4所示实施例的变形层2的结构示意。减重槽25可以在保证变形层2支撑性能和缓冲性能的同时适当降低变形层2的重量，并将免充气轮胎及其车轮的舒适性能和耐久性能调整到较佳状态。

如图7～图14：变形层2设计成下型变形层2a和上型变形层2b的两个变形层结构。此时下型变形层2a的下型变形部21a可设置下型减重槽25a，上型变形层2b的上型变形部21b可设置上型减重槽25b，下型减重槽25a和上型减重槽25b环形均布在下型变形部21a与上型变形部21b上，设置不同形状的减重槽25可以获得不同结构的下型变形层2a与上型变形层2b，图7～图9所示实施例的下型减重槽25a和上型减重槽25b采用矩形设计，图9所示实施例的变形层2结构如图10～图14所示。在以上的基础上：如图7～图9：下型变形层2a的下型底部23a和上型变形层2b的上型底部23b的横截面的组合形状可设计成全封闭式、半开放式或全开放式，且下型变形层2a的下型底部23a的横截面形状和上型变形层2b的上型底部23b的横截面形状关于轮胎中心平面CL对称设置；如图7为全封闭式设计，如图8为半开放式设计，如图9为全开放式设计。全封闭式设计的优点是支撑性能和耐久性能更佳，而开放式设计的优点是能有效降低变形层2的重量。如图7，下型底部23a与上型底部23b为全封闭式设计时，下型底部23a与上型底部23b关于轮胎中心平面CL对称且两者沿轮胎周向错开分布。如图7～图9：下型变形层2a的下型变形部21a和上型变形层2b的上型变形部21b的横截面的组合形状可设计成圆弧形、多边形或梯形等，且下型变形部21a的横截面形状和上型变形部21b的横截面形状关于轮胎中心平面CL对称设置；如图7为圆弧形设计，如图8为多边形设计，如图9为梯形设计。如图8：下型变形层2a的下型变形部21a和上型变形层2b的上型变形部21b可以距离轮胎中心平面CL一定的距离d，使得下型变形部21a和上型变形部21b不越过轮胎中心平面CL，且下型变形部21a的横截面形状和上型变形层的变形部21b的横截面形状关于轮胎中心平面CL对称设置，此时的距离d与轮辋宽度D满足：d/D在0～0.125范围内，图8所示实施例中的d/D＝0.08。若d/D过大，将导致变形层2支撑性能和缓冲性能不足；如图7、图9下型变形部21a和上型变形部21b也可以延伸越过轮胎中心平面CL，此时的下型变形部21a和上型变形部21b关于轮胎中心平面CL对称且两者沿轮胎周向错开分布，下型变形部21a和上型变形部21b的相互配合关系如图10～图14所示。

依照如图2～图14所示的免充气轮胎的车轮结构样式试制了每种不同结构，而规格都为60/70-6.5的休闲车用免充气轮胎的车轮，并一一对它们进行性能测试和评价。将各待测试免充气轮胎的车轮前后轮都安装于测试用休闲车辆上，并让测试车辆在铺装路面上行驶。其间，通过驾驶员的感官分别评价车辆及轮胎行驶的支撑性能和舒适性能，并在达到目标测试里程后目测免充气轮胎的车轮的损耗破坏程度，以评估免充气轮胎的车轮的耐久性能和安全性能。而后，将带孔实心轮胎安装于同一部测试用休闲车辆上，并让同一位驾驶员在相同的路面上骑乘相同的目标测试里程。通过同一位驾驶员对本实用新型提供的免充气轮胎的车轮与带孔实心轮胎进行对比评价。通过测试结果可以确认，采用本实用新型提供的免充气轮胎的车轮结构的免充气轮胎，其舒适性能、耐久性能和安全性能都优于带孔实心胎。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims (10)

1.一种免充气轮胎的车轮结构，其特征在于，包括：胎体层、变形层、定位轴和轮辋，胎体层位于轮胎径向外侧，变形层位于胎体层的径向内侧，定位轴位于变形层的轴向内侧，轮辋位于变形层的径向内侧，变形层、定位轴及轮辋通过螺栓连结为一体；其中，胎体层采用实心橡胶圈，变形层由用于制造弹性元件的合金钢制成，包括变形部、边部和底部，变形层的边部设有边部通孔，边部通孔环形均布在变形层的边部上；定位轴的两端设有螺纹孔；轮辋采用分离式轮辋，轮辋凸缘上设有凸缘通孔，凸缘通孔环形均布在轮辋凸缘上。

2.如权利要求1所述的免充气轮胎的车轮结构，其特征在于：所述变形层的厚度由底部至变形部减缩或由底部至变形部等厚。

3.如权利要求1所述的免充气轮胎的车轮结构，其特征在于：所述变形层的变形部设置有减重槽，减重槽环形均布在变形部上。

4.如权利要求1所述的免充气轮胎的车轮结构，其特征在于：所述定位轴采用圆柱形回转体，且定位轴的两端设有螺纹孔，螺纹孔与边部通孔、凸缘通孔依次对应设计在同一轴线上，用于实现变形层、定位轴和轮辋之间的螺栓连结。

5.如权利要求1所述的免充气轮胎的车轮结构，其特征在于：所述轮辋由下型轮辋环和上型轮辋环组成，下型轮辋环和上型轮辋环的轮辋凸缘都设有凸缘通孔，下型轮辋环和上型轮辋环的凸缘通孔依次对应设计在同一轴线上。

6.如权利要求1所述的免充气轮胎的车轮结构，其特征在于：所述变形层设计成单个变形层结构，单个变形层结构的底部为全开放式或半开放式，变形层的变形部的横截面形状为圆弧形、梯形或多边形中的任意一种。

7.如权利要求1所述的免充气轮胎的车轮结构，其特征在于：所述变形层包括下型变形层及上型变形层，下型变形层的下型变形部设置下型减重槽，上型变形层的上型变形部设置上型减重槽，下型减重槽和上型减重槽环形均布在下型变形部与上型变形部上。

8.如权利要求7所述的免充气轮胎的车轮结构，其特征在于：下型变形层的下型底部和上型变形的上型底部的横截面的组合形状为全封闭式、半开放式或全开放式中的任意一种，且下型变形层的下型底部的横截面形状和上型变形层的上型底部的横截面形状关于轮胎中心平面对称设置。

9.如权利要求7所述的免充气轮胎的车轮结构，其特征在于：下型变形层的下型变形部和上型变形层的上型变形部的横截面的组合形状为圆弧形、多边形或梯形中的任意一种，且下型变形部的横截面形状和上型变形部的横截面形状关于轮胎中心平面对称设置。

10.如权利要求7所述的免充气轮胎的车轮结构，其特征在于：下型变形层的下型变形部和上型变形层的上型变形部距离轮胎中心平面一定的距离d，使得下型变形部和上型变形部不越过轮胎中心平面时，距离d与轮辋宽度D满足：d/D在0～0.125范围内；下型变形层的下型变形部和上型变形层的上型变形部越过轮胎中心平面时，下型变形部和上型变形部沿轮胎周向错开分布。

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