本實(shí)用新型涉及輪胎領(lǐng)域，尤其涉及一種免充氣輪胎。

背景技術(shù)：

目前廣泛使用的有內(nèi)胎輪胎和無(wú)內(nèi)胎輪胎均為充氣輪胎，其原理是將輪胎內(nèi)腔中注入壓縮空氣使輪胎承載，其最大的安全隱患在于，一旦輪胎被尖銳物體扎破、劃破等，極易出現(xiàn)跑氣漏氣，甚至發(fā)生爆胎，造成安全事故。因此，基于對(duì)輪胎舒適性、安全性等方面的綜合考慮，免充氣輪胎已成為主流趨勢(shì)，受到消費(fèi)者與輪胎廠商的廣泛重視。

CN104999862A公開(kāi)了一種免充氣安全輪胎，由內(nèi)到外依次為胎面、外環(huán)、支撐體和內(nèi)環(huán)，所述胎面粘接或硫化于外環(huán)上，所述支撐體從外環(huán)開(kāi)始，沿徑向和周向排布在外環(huán)和內(nèi)環(huán)之間，所述支撐體上沿周向分布著多組減震單元和支撐筋，每組減震單元由兩組減震結(jié)構(gòu)組成，兩組減震結(jié)構(gòu)以徑向?yàn)閷?duì)稱軸軸向設(shè)置。但是，支撐體內(nèi)位于減震單元和外環(huán)之間的周向環(huán)體內(nèi)沒(méi)有設(shè)置可均勻離散接地壓力的通孔或者支撐結(jié)構(gòu)，當(dāng)輪胎接地部位位于減震孔位置時(shí)接地壓力小，當(dāng)輪胎接地部位位于減震孔孔壁位置時(shí)接地壓力大，不利于將接地壓力均勻地傳遞至支撐體，容易出現(xiàn)接地印痕不均勻及操縱舒適性較低的狀況。

CN 102529583B公開(kāi)了基于負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)的超輕重量非充氣輪胎結(jié)構(gòu),具體公開(kāi)了包括一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，以及圍繞該轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一系列由負(fù)泊松比單元晶胞構(gòu)成的同心環(huán)狀結(jié)構(gòu)。每一個(gè)單元晶胞由一組構(gòu)成負(fù)泊松比V形結(jié)構(gòu)的受壓結(jié)構(gòu)(簡(jiǎn)稱支撐)和受拉結(jié)構(gòu)(簡(jiǎn)稱筋腱)組成。在輪胎最外圈的單元晶胞及其覆蓋材料采用便于輪胎在地面上滾動(dòng)的排列方式，并采用具有合適的摩擦系數(shù)的材料，以使輪胎在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)和地面有最佳的相互作用，并且輪胎隨著地面反力的增大而性能增強(qiáng)。在每?jī)蓪?V形晶胞單元的)環(huán)狀結(jié)構(gòu)中間設(shè)有一個(gè)由特定材料或混合材料所構(gòu)成的夾層，以形成連片狀的(網(wǎng)狀的、環(huán)狀的、織物狀的、或連成一體的)輪胎結(jié)構(gòu)。在晶胞單元的空間內(nèi)可以填充合適的材料，在最外層的晶胞單元外面一般來(lái)講可加上覆蓋材料。但是該V形結(jié)構(gòu)通過(guò)點(diǎn)焊、鉚接、粘接、捆綁或其它方法來(lái)制備，制備方式繁瑣對(duì)應(yīng)連接方式復(fù)雜；且上下兩層V形結(jié)構(gòu)支撐與筋腱連接處很容易實(shí)現(xiàn)應(yīng)力集中，不利于力的傳遞，容易實(shí)現(xiàn)使用過(guò)程中早期損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、重量輕、抗壓性好的新型免充氣輪胎，該免充氣輪胎的接地性能和操穩(wěn)性能更為優(yōu)異。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

免充氣輪胎，沿輪胎徑向由外向內(nèi)依次包括橡膠胎面，與橡膠胎面硫化成一體的基部膠，以及對(duì)橡膠胎面起支撐作用的彈性支撐體，彈性支撐體包括與輪輞相接觸的內(nèi)承壓環(huán)，與基部膠貼合的外承壓環(huán)，以及位于內(nèi)承壓環(huán)和外承壓環(huán)之間的中部支撐體；中部支撐體包括沿圓周方向均勻分布的第一支撐體和第二支撐體，其中，第二支撐體包括多層負(fù)泊松比單元層，每層負(fù)泊松比單元層由多個(gè)負(fù)泊松比單元沿周向均勻分布而成。

作為優(yōu)選，第一支撐體包括沿圓周方向均勻分布的V形組件，多個(gè)V形組件通過(guò)第一端部周向連接，每個(gè)V形組件的第一端部徑向連接有“八”字形組件，“八”字形組件頂端與外承壓環(huán)連接。

作為優(yōu)選，負(fù)泊松比單元由正V組件和倒V組件通過(guò)第三端部連接而成，每層負(fù)泊松比單元層的負(fù)泊松比單元通過(guò)第三端部周向連接，多層負(fù)泊松比單元層的負(fù)泊松比單元通過(guò)第四端部徑向連接，近內(nèi)承壓環(huán)一側(cè)的負(fù)泊松比單元層通過(guò)第四端部與內(nèi)承壓環(huán)連接。

作為優(yōu)選，第一支撐體中V形組件的第二端部與第二支撐體近外承壓環(huán)一側(cè)的負(fù)泊松比單元層中倒V組件的第四端部徑向連接。

作為優(yōu)選，構(gòu)成負(fù)泊松比單元的正V組件和倒V組件的片段位于負(fù)泊松比單元內(nèi)部的邊緣向內(nèi)凸起成弧面，位于負(fù)泊松比單元外部的邊緣向外凸起成弧面；構(gòu)成“八”字形組件的片段兩側(cè)邊緣均凸起成弧面。

作為優(yōu)選，構(gòu)成V形組件的片段的夾角大于構(gòu)成倒V組件的片段的夾角，負(fù)泊松比單元中，構(gòu)成正V組件的片段的夾角與構(gòu)成倒V組件的片段的夾角相同。

作為優(yōu)選，多層負(fù)泊松比單元層沿輪胎徑向由外向內(nèi)的多個(gè)負(fù)泊松比單元中，構(gòu)成正V組件的片段的夾角與構(gòu)成倒V組件的片段的夾角均依次減小。

作為優(yōu)選，彈性支撐體外部設(shè)置與橡膠胎面相連的胎側(cè)，外承壓環(huán)與內(nèi)承壓環(huán)之間的胎側(cè)包括多段弧線結(jié)構(gòu)，相鄰的弧線兩兩相切。

作為優(yōu)選，橡膠胎面周向斷面的頂部圓弧為中部高兩端低的一段弧或兩段相切弧結(jié)構(gòu)；橡膠胎面周向斷面的頂部圓弧為一段弧結(jié)構(gòu)時(shí)，圓弧中點(diǎn)較兩端高2-4mm，三點(diǎn)畫(huà)圓即可得到圓弧曲線；頂部圓弧為二段相切弧結(jié)構(gòu)時(shí)，行駛面高度為2-7mm。

作為優(yōu)選，外承壓環(huán)外側(cè)設(shè)置有第一卡槽，第一卡槽的軸向截面形狀為倒“凸”字形或內(nèi)凹“十”字形，其中，倒“凸”字形的短邊朝向輪胎轉(zhuǎn)軸；基部膠與外承壓環(huán)結(jié)合面處設(shè)置有與第一卡槽相對(duì)應(yīng)的第二卡槽，第二卡槽的軸向截面為正“凸”字形或外凸“十”字形，其中，正“凸”字形的短邊朝向輪胎轉(zhuǎn)軸；第一卡槽和第二卡槽沿輪胎周向等間距分布。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

1、本實(shí)用新型的免充氣輪胎若干負(fù)泊松比單元周期性排列使支撐體呈棋形排布，能有效進(jìn)行汽車軸上載荷傳遞和輪胎承載，該結(jié)構(gòu)滿足一個(gè)方向上受力收縮時(shí)，兩個(gè)方向上同時(shí)收縮，有較高的可壓縮性同時(shí)較難發(fā)生剪切變形，提高了支撐體結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度，滿足其受力變形趨勢(shì)，減輕了支撐體的重量，提高了輪胎的舒適性。

2、橡膠胎面頂部周向斷面圓弧采用中部高兩端低的一段弧或者兩端相切弧，使輪胎接地印痕呈現(xiàn)橢圓或方形，有助于減少橡膠胎面磨損。

3、橡膠胎面和基部膠的總厚度15mm-30mm，且彈性支撐體、橡膠胎面、基部膠采用既符合輪胎使用性能又滿足比重小的要求的材料，從而降低輪胎質(zhì)量；并對(duì)橡膠胎面的膠料進(jìn)行優(yōu)化，降低輪胎滾動(dòng)阻力，有助于降低車輛油耗，節(jié)約能源。

4、彈性支撐體外側(cè)的胎側(cè)采用多段弧線結(jié)構(gòu)，且保證每段弧線兩兩相切，包括上寬下窄式多段相切弧線結(jié)構(gòu)、上下等寬多段弧相切結(jié)構(gòu)等，能保證輪胎足夠支撐性的基礎(chǔ)上降低輪胎重量并增加美觀性。

5、本實(shí)用新型的免充氣輪胎，外承壓環(huán)與基部膠為機(jī)械卡槽連接，使胎面和基部膠鑲嵌到中部支撐體上，增強(qiáng)了基部膠與中部支撐體的貼合能力，防止輪胎在高速度行駛時(shí)中部支撐體與基部膠產(chǎn)生脫層，進(jìn)一步提高輪胎的操縱安全性能。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的免充氣輪胎徑向截面圖；

圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例的免充氣輪胎立體圖；

圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例的免充氣輪胎局部徑向截面圖；

圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施例的免充氣輪胎負(fù)泊松比單元局部放大圖；

圖5為本實(shí)用新型一實(shí)施例的免充氣輪胎胎側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型一實(shí)施例的免充氣輪胎的胎面圓弧設(shè)計(jì)示意圖；

圖7為本實(shí)用新型的第一卡槽及第二卡槽第一實(shí)施方式立體圖；

圖8為本實(shí)用新型的第一卡槽及第二卡槽第二實(shí)施方式立體圖；

以上各圖中：1、橡膠胎面；2、基部膠；21、第二卡槽；3、彈性支撐體；4、外承壓環(huán)；41、第一卡槽；5、中部支撐體；51、第一支撐體；511、“八”字形組件；512、V形組件；513、第一端部；514、第二端部；52、第二支撐體；521、倒V組件；522、正V組件；523、第三端部；524；第四端部；6、內(nèi)承壓環(huán)。

具體實(shí)施方式

下面，通過(guò)示例性的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，在沒(méi)有進(jìn)一步敘述的情況下，一個(gè)實(shí)施方式中的元件、結(jié)構(gòu)和特征也可以有益地結(jié)合到其他實(shí)施方式中。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，附圖1中輪胎的轉(zhuǎn)軸方向?yàn)檩S向，圓周方向?yàn)橹芟颍匕霃降姆较驗(yàn)閺较颍磺已匕霃皆龃蟮姆较驗(yàn)橄蛲?，沿半徑減小的方向?yàn)橄騼?nèi)；徑向截面為沿半徑方向垂直于輪胎轉(zhuǎn)軸的截面，周向斷面為過(guò)輪胎轉(zhuǎn)軸并且垂直于圓周方向的截面；術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“頂部”、“底部”等指示的方位或位置關(guān)系為基于圖1所示的位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”、“第四”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

參見(jiàn)圖1-2，如圖1-圖2所示為本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的一種免充氣輪胎，沿輪胎徑向由外向內(nèi)依次包括橡膠胎面1，與橡膠胎面1硫化成一體的基部膠2，以及對(duì)橡膠胎面1起支撐作用的彈性支撐體3，彈性支撐體3包括與輪輞相接觸的內(nèi)承壓環(huán)6，與基部膠2貼合的外承壓環(huán)4，以及位于內(nèi)承壓環(huán)6和外承壓環(huán)4之間的中部支撐體5；中部支撐體5包括沿圓周方向均勻分布的第一支撐體51和第二支撐體52，其中，第二支撐體52包括多層負(fù)泊松比單元層，每層負(fù)泊松比單元層由多個(gè)負(fù)泊松比單元沿周向均勻分布而成。其中,第二支撐體52近內(nèi)承壓環(huán)6，第一支撐體近外承壓環(huán)4，多個(gè)負(fù)泊松比單元層構(gòu)成第二支撐體52與第一支撐體51配合，形成支撐體結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，參見(jiàn)圖3，圖3為本實(shí)用新型的免充氣輪胎的局部徑向截面圖。第一支撐體51包括沿圓周方向均勻分布的V形組件512，多個(gè)V形組件512通過(guò)第一端部513周向連接，每個(gè)V形組件512的第一端部513徑向連接有“八”字形組件511，“八”字形組件511頂端與外承壓環(huán)4連接。

繼續(xù)參見(jiàn)圖3，結(jié)合圖4，圖4為負(fù)泊松比單元的局部放大圖，負(fù)泊松比單元由正V組件522和倒V組件521通過(guò)第三端部523連接而成，每層負(fù)泊松比單元層的負(fù)泊松比單元通過(guò)第三端部523周向連接，多層負(fù)泊松比單元層的負(fù)泊松比單元通過(guò)第四端部524徑向連接，近內(nèi)承壓環(huán)6一側(cè)的負(fù)泊松比單元層通過(guò)第四端部524與內(nèi)承壓環(huán)4連接。多個(gè)負(fù)泊松比單元周期性排列使支撐體呈棋形排布，能有效進(jìn)行汽車軸上載荷傳遞和輪胎承載，該結(jié)構(gòu)提高了支撐體結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度，滿足其受力變形趨勢(shì)，減輕了支撐體的重量，提高了輪胎的舒適性。

繼續(xù)參見(jiàn)圖3，結(jié)合圖4，第一支撐體51中V形組件512的第二端部514與第二支撐體52近外承壓環(huán)4一側(cè)的負(fù)泊松比單元層中倒V組件521的第四端部524徑向連接。上述設(shè)置可使第一支撐體的受力均勻傳遞給第二支撐體的各個(gè)負(fù)泊松比單元，能有效進(jìn)行汽車軸上載荷傳遞和輪胎承載，又能提高輪胎的變形能力和減輕支撐體重量，提高輪胎的舒適性。

參見(jiàn)圖4，作為優(yōu)選的實(shí)施例，構(gòu)成負(fù)泊松比單元的正V組件522和倒V組件521的片段位于負(fù)泊松比單元內(nèi)部的邊緣向內(nèi)凸起成弧面，位于負(fù)泊松比單元外部的邊緣向外凸起成弧面；構(gòu)成“八”字形組件511的片段兩側(cè)邊緣均凸起成弧面。上述結(jié)構(gòu)能滿足一個(gè)方向上受力收縮時(shí)，兩個(gè)方向上同時(shí)收縮，意味著負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)有較高的可壓縮性同時(shí)較難發(fā)生剪切變形，這種結(jié)構(gòu)提高了支撐體結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度滿足其受力變形趨勢(shì)。

繼續(xù)參見(jiàn)圖3，作為優(yōu)選的實(shí)施例，構(gòu)成V形組件512的片段的夾角大于構(gòu)成倒V組件521的片段的夾角，負(fù)泊松比單元中，構(gòu)成正V組件522的片段的夾角與構(gòu)成倒V組件521的片段的夾角相同。在此結(jié)構(gòu)中，使得第一支撐體的的結(jié)構(gòu)受力向內(nèi)部的第二支撐體傳遞。

繼續(xù)參見(jiàn)圖3，作為更優(yōu)選的實(shí)施例，多層負(fù)泊松比單元層沿輪胎徑向由外向內(nèi)的多個(gè)負(fù)泊松比單元中，構(gòu)成正V組件522的片段的夾角與構(gòu)成倒V組件521的片段的夾角均依次減小。上述設(shè)置不僅能使得多層的負(fù)泊松比單元均沿輪胎圓周方向緊密排布，還能順利的從將荷載逐級(jí)向內(nèi)傳遞，提高輪胎的承壓和抗變形性能。

參見(jiàn)圖5，為本實(shí)用新型一實(shí)施例的免充氣輪胎胎側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖，彈性支撐體外部設(shè)置與橡膠胎面相連的胎側(cè)，外承壓環(huán)4與內(nèi)承壓環(huán)6之間的胎側(cè)包括多段弧線結(jié)構(gòu)，相鄰的弧線兩兩相切。一實(shí)施例為上寬下窄式多段相切弧線結(jié)構(gòu)，自外承壓環(huán)到內(nèi)承壓環(huán)多段相切弧線由外向里均勻過(guò)度，這種支撐體胎側(cè)結(jié)構(gòu)保證輪胎足夠支撐性的基礎(chǔ)上降低輪胎重量并增加美觀性；另一實(shí)施例為上下等寬多段弧相切結(jié)構(gòu)，上下等寬多段弧相切結(jié)構(gòu)自外承壓環(huán)到內(nèi)承壓環(huán)多段相切弧線內(nèi)陷式均勻過(guò)度，這種支撐體胎側(cè)結(jié)構(gòu)保證輪胎足夠支撐性的基礎(chǔ)上也能降低輪胎重量并增加美觀性。

參見(jiàn)圖6，圖6為本實(shí)用新型一實(shí)施例的免充氣輪胎的胎面圓弧設(shè)計(jì)示意圖。橡膠胎面周向斷面的頂部圓弧為中部高兩端低的一段弧或兩段相切弧結(jié)構(gòu)。一實(shí)施例中，橡膠胎面周向斷面的頂部圓弧為一段弧結(jié)構(gòu)時(shí)，圓弧中點(diǎn)較兩端高2-4mm，三點(diǎn)畫(huà)圓即可得到圓弧曲線。另一實(shí)施例中，頂部圓弧為二段相切弧結(jié)構(gòu)時(shí)，行駛面高度為2-7mm，兩段圓弧相互相切，胎冠弧弧長(zhǎng)約為行駛面長(zhǎng)度的60％～70％，輪胎接地印痕呈現(xiàn)橢圓或方形。上述胎面圓弧設(shè)計(jì)均有利于降低胎面磨損。

參見(jiàn)圖7和圖8，圖7和圖8為第一卡槽及第二卡槽立體圖。外承壓環(huán)4外側(cè)設(shè)置有第一卡槽41。一種實(shí)施方式為第一卡槽41的軸向截面形狀為倒“凸”字形，倒“凸”字形的短邊朝向輪胎轉(zhuǎn)軸，基部膠2與外承壓環(huán)4結(jié)合面處設(shè)置有與第一卡槽41相對(duì)應(yīng)的第二卡槽21，第二卡槽21的軸向截面為正“凸”字形，正“凸”字形的短邊朝向輪胎轉(zhuǎn)軸。另一種實(shí)施方式為第一卡槽41的軸向截面形狀為內(nèi)凹“十”字形。基部膠2與外承壓環(huán)4結(jié)合面處設(shè)置有與第一卡槽41相對(duì)應(yīng)的第二卡槽21，第二卡槽21的軸向截面為外凸“十”字形。第一卡槽41和第二卡槽21沿輪胎周向等間距分布。上述結(jié)構(gòu)防止輪胎以較高速度(60-85km/h)行駛時(shí)支撐體與基部膠產(chǎn)生脫層，增強(qiáng)基部膠與支撐體的貼合能力，使胎面與基部膠復(fù)合件“鑲嵌”到“堅(jiān)硬”的支撐體上。

本實(shí)用新型的免充氣輪胎的彈性支撐體3采用具有高強(qiáng)度、高彈性、耐屈撓、耐熱氧化等性能的熱塑性工程塑料聚氨酯一次性注塑成型，比重小，可回收利用，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，并且具備充氣輪胎的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能要求。同時(shí)選用既符合輪胎使用性能，又滿足比重小的要求的胎面，以降低輪胎重量；同時(shí)優(yōu)化橡膠胎面1和基部膠2復(fù)合件總厚度為15mm～30mm，并對(duì)現(xiàn)有胎面膠料進(jìn)行配方優(yōu)化，提高其低滾阻性能，以有效降低輪胎滾動(dòng)阻力，對(duì)節(jié)能減排、降低油耗極為有利，保證了輪胎在中低速乘用車和新能源汽車的應(yīng)用中具有良好的承載能力和操縱安全性、舒適性。