[发明专利]具有仿生牙齿结构的非充气弹性体轮胎

说明书

本发明属于非充气轮胎胎体结构技术领域，公开了具有仿生牙齿结构的非充气弹性体轮胎。该非充气弹性体轮胎的支撑柱在所述内圆周连接构件与外圆周连接构件之间延伸并分别与内圆周连接构件、外圆周连接构件匹配连接，所述支撑柱具有一定弧度向胎侧外弯曲，所述支撑柱在轮胎轴向对应设置两个并呈镜像对称排布，形成“牙齿”形状的支撑对。本发明的非充气轮胎结构不仅具有充气轮胎的承载能力和静刚度特点，而且接地压力分布合理，有利于减震性能的提高。

技术领域

本发明涉及非充气轮胎胎体结构技术领域，特别涉及具有仿生牙齿结构的非充气弹性体轮胎。

背景技术

轮胎分为充气轮胎和非充气轮胎两大类，充气轮胎采用橡胶和轮辋密闭压缩空气实现对胎冠的支撑，因此使用过程中可能会出现胎压不足、轮胎被物体刺穿漏气和爆胎等工况。非充气轮胎一般为实心轮胎，采用固体支撑物来代替充气轮胎中的压缩空气实现对胎冠的支撑，因此可以有效的避免非充气轮胎中可能出现的胎压不足、刺穿和爆胎等问题，同时，非充气轮胎比充气轮胎的横向刚度大，可提高车辆的操纵稳定性。但是实心的非充气轮胎重量大，承载力尚需改善，而且常见非充气轮胎的结构在受力时均在胎侧内变形，不利于减震性能的提高，会造成缓冲性能差，乘坐舒适性差等缺点。

发明内容

为了解决现有技术中的承载力和减震效果差的问题，本发明提供了一种具有仿生牙齿结构的非充气弹性体轮胎。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

具有仿生牙齿结构的非充气弹性体轮胎，包括内圆周连接构件、外圆周连接构件和支撑柱，所述支撑柱将所述内圆周连接构件连接到外圆周连接构件；所述支撑柱在所述内圆周连接构件与外圆周连接构件之间延伸并分别与内圆周连接构件、外圆周连接构件匹配连接，所述支撑柱具有一定弧度向胎侧外弯曲，所述支撑柱在轮胎轴向对应设置两个并呈镜像对称排布，形成“牙齿”形状的支撑对，所述支撑柱在靠近内圆周连接构件部分厚度减小，所述支撑柱在靠近外圆周连接构件部分厚度增大。

本发明提供的支撑柱内侧具有第一形状曲线，所述支撑柱外侧具有第二形状曲线，所述第一形状曲线的曲率半径R₁的范围为160mm≤R₁≤400mm，所述第二形状曲线的曲率半径R₅范围为100mm≤R₅≤350mm。所述支撑柱与外圆周连接构件接触处具有第三形状曲线，所述第三形状曲线的曲率半径R₄范围为60mm≤R₄≤300mm。

本发明提供的外圆周连接构件呈现“牙床”形状轮廓，所述外圆周连接构件中间较两侧厚，所述外圆周连接构件中间部分向外突出形成凸起部，所述外圆周连接构件两侧部分均向内凹陷形成内凹部。

作为优选，所凸起部的曲率半径R₂范围为240mm≤R₂≤500mm；所内凹部的曲率半径R₃范围为150mm≤R₃≤400mm。

本发明所提供的若干个支撑柱沿环向阵列方式排布，作为优选，所述支撑对的数量在30到40对之间。

本发明所提供的内圆周连接构件经配置连接到轮毂，所述外圆周连接构件与所述内圆周连接构件沿轮胎径向间隔开，并经配置连接到轮胎胎面。

本发明提供了具有仿生牙齿结构的非充气弹性体轮胎，其支撑柱具有一定弧度向胎侧外弯曲，支撑对呈现“牙齿”形状轮廓，本发明的非充气轮胎结构是仿生“牙齿”结构并结合拓扑优化理念得到的合理结构，它不仅具有充气轮胎的承载能力和静刚度特点，而且接地压力分布合理，从而提高了轮胎的耐磨性和行驶里程；常见非充气轮胎结构在受力时均在胎侧内变形，而本发明的仿生牙齿非充气轮胎在承载变形时向胎侧外弯曲，更接近充气轮胎的变形情况，有利于减震性能的提高，这种结构可在多种车辆的轮胎上应用。本发明提供的非充气弹性体轮胎具有耐刺扎、易加工、易维护、长寿命，易更换胎面等优点，尤其适合于在工作环境恶劣的条件下使用。

附图说明