本發(fā)明大體涉及交通工具輪胎和非充氣輪胎，且更確切地涉及剪切帶和非充氣輪胎。

背景技術(shù)：

一個多世紀(jì)以來，充氣輪胎已成為實現(xiàn)交通工具機動性的選擇方案。充氣輪胎是拉伸性結(jié)構(gòu)。充氣輪胎具有使充氣輪胎現(xiàn)今如此占主導(dǎo)地位的至少四個特征。充氣輪胎在承載載荷方面是有效的，因為輪胎結(jié)構(gòu)全部參與承載載荷。充氣輪胎也是滿足需要的，因為其具有低接觸壓力，從而由于交通工具載荷的分布使得在路面上的磨損較小。充氣輪胎還具有低剛度，從而確保交通工具中乘坐的舒適度。充氣輪胎的主要缺點是其需要壓縮氣體。在充氣壓力完全喪失之后，使常規(guī)充氣輪胎變得失效。

設(shè)計成在無充氣壓力的情況下操作的輪胎可消除與充氣輪胎相關(guān)聯(lián)的許多問題和危害。既不需要壓力維持，也不需要壓力監(jiān)控。結(jié)構(gòu)支撐型輪胎（例如，實心輪胎或其它彈性體結(jié)構(gòu)）到目前為止并未提供常規(guī)充氣輪胎所提供的性能水平。實現(xiàn)類似于充氣輪胎性能的結(jié)構(gòu)支撐型輪胎解決方案將是一項令人期望的改進。

非充氣輪胎通常由其載荷承載效率所限定。“底部裝載機”基本上是在結(jié)構(gòu)的位于輪轂下方的部分中承載大部分載荷的剛性結(jié)構(gòu)?！绊敳垦b載機”設(shè)計成使得結(jié)構(gòu)全部參與承載載荷。頂部裝載機因此具有高于底部裝載機的載荷承載效率的載荷承載效率，允許實現(xiàn)質(zhì)量更小的設(shè)計。

剪切帶的目的是將載荷從與地面的接觸提供輪輻或連接腹板中的張力轉(zhuǎn)移到輪轂，從而產(chǎn)生頂部裝載結(jié)構(gòu)。當(dāng)剪切帶變形時，其優(yōu)選的變形形式是剪切過彎（shearoverbending）。由于位于剪切帶的外部部分上的不可延伸膜，因此出現(xiàn)了剪切變形模式。現(xiàn)有技術(shù)的非充氣輪胎通常具有由橡膠材料制成的剪切帶且其夾在至少兩層不可延伸的帶或膜之間。這種類型的構(gòu)造的缺點在于，橡膠的使用顯著增加非充氣輪胎的成本和重量。使用橡膠的另一個缺點在于，其產(chǎn)生熱量，特別是在剪切帶中。此外，剪切帶中的橡膠需要在剪切模式中是軟的，這使得難以找到期望的化合物。

因此，期望改進非充氣輪胎，使得其具有充氣輪胎的所有特征，而沒有需要充氣的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個或更多個實施例提供一種剪切帶，其包括三維間隔結(jié)構(gòu)，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)由第一材料層和第二材料層形成，每個材料層具有在第一方向上延伸的第一加強構(gòu)件和在第二方向上延伸的第二加強構(gòu)件，其中，每個材料層通過在第三方向上延伸的多個連接加強構(gòu)件彼此連接，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)還包括形成于所述連接構(gòu)件之間的多個孔，并且其中，以填充材料填充所述孔中的一個或更多個。

本發(fā)明的一個或更多個實施例提供一種剪切帶，其包括三維間隔結(jié)構(gòu)，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)由第一材料層和第二材料層形成，每個材料層具有在第一方向上延伸的第一加強構(gòu)件和在第二方向上延伸的第二加強構(gòu)件，其中，每個材料層通過在第三方向上延伸的多個連接加強構(gòu)件彼此連接，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)還包括形成于所述連接構(gòu)件之間的多個孔，并且其中，以填充材料填充所述孔中的一個或更多個，并且其中，以填充材料填充至少兩個開孔。

本發(fā)明的一個或更多個實施例提供一種剪切帶，其包括三維間隔結(jié)構(gòu)，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)由第一材料層和第二材料層形成，每個材料層具有在第一方向上延伸的第一加強構(gòu)件和在第二方向上延伸的第二加強構(gòu)件，其中，每個材料層通過在第三方向上延伸的多個連接加強構(gòu)件彼此連接，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)還包括形成于所述連接構(gòu)件之間的多個孔，并且其中，以填充材料填充所述孔中的一個或更多個，并且其中，經(jīng)填充的開孔位于剪切帶的軸向中心中。

本發(fā)明的一個或更多個實施例提供一種剪切帶，其包括三維間隔結(jié)構(gòu)，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)由第一材料層和第二材料層形成，每個材料層具有在第一方向上延伸的第一加強構(gòu)件和在第二方向上延伸的第二加強構(gòu)件，其中，每個材料層通過在第三方向上延伸的多個連接加強構(gòu)件彼此連接，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)還包括形成于所述連接構(gòu)件之間的多個孔，并且其中，以填充材料填充所述孔中的一個或更多個，并且其中，填充材料可以是開孔或閉孔泡沫。

本發(fā)明的一個或更多個實施例提供一種剪切帶，其包括三維間隔結(jié)構(gòu)，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)由第一材料層和第二材料層形成，每個材料層具有在第一方向上延伸的第一加強構(gòu)件和在第二方向上延伸的第二加強構(gòu)件，其中，每個材料層通過在第三方向上延伸的多個連接加強構(gòu)件彼此連接，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)還包括形成于所述連接構(gòu)件之間的多個孔，并且其中，以填充材料填充所述孔中的一個或更多個，并且其中，填充材料為eva。

本發(fā)明的一個或更多個實施例提供一種剪切帶，其包括三維間隔結(jié)構(gòu)，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)由第一材料層和第二材料層形成，每個材料層具有在第一方向上延伸的第一加強構(gòu)件和在第二方向上延伸的第二加強構(gòu)件，其中，每個材料層通過在第三方向上延伸的多個連接加強構(gòu)件彼此連接，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)還包括形成于所述連接構(gòu)件之間的多個孔，并且其中，以填充材料填充所述孔中的一個或更多個，并且其中，填充材料為密封膠或其它軟材料。

本發(fā)明的一個或更多個實施例提供一種剪切帶，其包括三維間隔結(jié)構(gòu)，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)由第一材料層和第二材料層形成，每個材料層具有在第一方向上延伸的第一加強構(gòu)件和在第二方向上延伸的第二加強構(gòu)件，其中，每個材料層通過在第三方向上延伸的多個連接加強構(gòu)件彼此連接，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)還包括形成于所述連接構(gòu)件之間的多個孔，并且其中，以填充材料填充所述孔中的一個或更多個，且所述剪切帶進一步包括不可延伸的膜層。

本發(fā)明的一個或更多個實施例提供一種剪切帶，其包括三維間隔結(jié)構(gòu)，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)由第一材料層和第二材料層形成，每個材料層具有在第一方向上延伸的第一加強構(gòu)件和在第二方向上延伸的第二加強構(gòu)件，其中，每個材料層通過在第三方向上延伸的多個連接加強構(gòu)件彼此連接，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)還包括形成于所述連接構(gòu)件之間的多個孔，并且其中，以填充材料填充所述孔中的一個或更多個，并且其中，第一層和第二層分隔開距離z，所述距離z在2毫米到15毫米的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在3mm到8mm的范圍內(nèi)，且甚至更優(yōu)選地在5mm到10mm的范圍內(nèi)。

本發(fā)明的一個或更多個實施例提供一種剪切帶，其包括三維間隔結(jié)構(gòu)，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)由第一材料層和第二材料層形成，每個材料層具有在第一方向上延伸的第一加強構(gòu)件和在第二方向上延伸的第二加強構(gòu)件，其中，每個材料層通過在第三方向上延伸的多個連接加強構(gòu)件彼此連接，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)還包括形成于所述連接構(gòu)件之間的多個孔，并且其中，以填充材料填充所述孔中的一個或更多個，并且其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)由拉脹材料形成。

本發(fā)明的一個或更多個實施例提供一種剪切帶，其包括三維間隔結(jié)構(gòu)，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)由第一材料層和第二材料層形成，每個材料層具有在第一方向上延伸的第一加強構(gòu)件和在第二方向上延伸的第二加強構(gòu)件，其中，每個材料層通過在第三方向上延伸的多個連接加強構(gòu)件彼此連接，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)還包括形成于所述連接構(gòu)件之間的多個孔，并且其中，所述連接構(gòu)件垂直于第一材料層和第二材料層。

本發(fā)明的一個或更多個實施例提供一種剪切帶，其包括三維間隔結(jié)構(gòu)，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)由第一材料層和第二材料層形成，每個材料層具有在第一方向上延伸的第一加強構(gòu)件和在第二方向上延伸的第二加強構(gòu)件，其中，每個材料層通過在第三方向上延伸的多個連接加強構(gòu)件彼此連接，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)還包括形成于所述連接構(gòu)件之間的多個孔，并且其中，所述連接構(gòu)件相對于第一材料層和第二材料層是成角度的。

本發(fā)明的一個或更多個實施例提供一種剪切帶，其包括三維間隔結(jié)構(gòu)，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)由第一材料層和第二材料層形成，每個材料層具有在第一方向上延伸的第一加強構(gòu)件和在第二方向上延伸的第二加強構(gòu)件，其中，每個材料層通過在第三方向上延伸的多個連接加強構(gòu)件彼此連接，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)還包括形成于所述連接構(gòu)件之間的多個孔，并且其中，所述剪切帶的側(cè)向端逐漸變細(xì)，使得剪切帶的中心的徑向厚度大于在剪切帶的外端處的厚度。

本發(fā)明的一個或更多個實施例提供一種剪切帶，其包括三維間隔結(jié)構(gòu)，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)由第一材料層和第二材料層形成，每個材料層具有在第一方向上延伸的第一加強構(gòu)件和在第二方向上延伸的第二加強構(gòu)件，其中，每個材料層通過在第三方向上延伸的多個連接加強構(gòu)件彼此連接，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)還包括形成于所述連接構(gòu)件之間的多個孔，并且其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)具有軸向?qū)挾?，且所述連接構(gòu)件并未延伸三維間隔結(jié)構(gòu)的完整的軸向?qū)挾取?/p>

本發(fā)明的一個或更多個實施例提供一種剪切帶，其包括三維間隔結(jié)構(gòu)，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)由第一材料層和第二材料層形成，每個材料層具有在第一方向上延伸的第一加強構(gòu)件和在第二方向上延伸的第二加強構(gòu)件，其中，每個材料層通過在第三方向上延伸的多個連接加強構(gòu)件彼此連接，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)還包括形成于所述連接構(gòu)件之間的多個孔，并且其中，所述連接構(gòu)件的軸向?qū)挾葁小于三維間隔結(jié)構(gòu)的軸向?qū)挾取?/p>

本發(fā)明的一個或更多個實施例提供一種剪切帶，其包括三維間隔結(jié)構(gòu)，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)由第一材料層和第二材料層形成，每個材料層具有在第一方向上延伸的第一加強構(gòu)件和在第二方向上延伸的第二加強構(gòu)件，其中，每個材料層通過在第三方向上延伸的多個連接加強構(gòu)件彼此連接，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)還包括形成于所述連接構(gòu)件之間的多個孔，并且其中，以填充材料填充僅一個孔。

本發(fā)明的一個或更多個實施例提供一種剪切帶，其包括三維間隔結(jié)構(gòu)，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)由第一材料層和第二材料層形成，每個材料層具有在第一方向上延伸的第一加強構(gòu)件和在第二方向上延伸的第二加強構(gòu)件，其中，每個材料層通過在第三方向上延伸的多個連接加強構(gòu)件彼此連接，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)還包括形成于所述連接構(gòu)件之間的多個孔，并且其中，以填充材料填充僅一個孔，并且其中，所述剪切帶的側(cè)向端逐漸變細(xì)，使得剪切帶的中心的徑向厚度大于在剪切帶的外端處的厚度。

根據(jù)本發(fā)明，其還存在以下技術(shù)方案：

1.一種剪切帶，其包括：三維間隔結(jié)構(gòu)，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)由第一材料層和第二材料層形成，每個材料層具有在第一方向上延伸的第一加強構(gòu)件和在第二方向上延伸的第二加強構(gòu)件，其中，每個材料層通過在第三方向上延伸的多個連接加強構(gòu)件彼此連接，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)還包括形成于所述連接構(gòu)件之間的多個孔，并且其中，以填充材料填充所述孔中的一個或更多個。

2.根據(jù)技術(shù)方案1所述的剪切帶，其中，以填充材料填充至少兩個開孔。

3.根據(jù)技術(shù)方案1所述的剪切帶，其中，經(jīng)填充的開孔位于所述剪切帶的軸向中心中。

4.根據(jù)技術(shù)方案1所述的剪切帶，其中，所述填充材料可以是開孔或閉孔泡沫。

5.根據(jù)技術(shù)方案1所述的剪切帶，其中，所述填充材料是eva。

6.根據(jù)技術(shù)方案1所述的剪切帶，其中，所述填充材料是密封膠或其它軟材料。

7.根據(jù)技術(shù)方案1所述的剪切帶，其中，所述填充材料具有的壓縮模量在約0.1mpa到200mpa之間，更優(yōu)選地在15mpa到80mpa之間。

8.根據(jù)技術(shù)方案1所述的剪切帶，其進一步包括不可延伸的膜層。

9.根據(jù)技術(shù)方案1所述的剪切帶，其中，所述第一層和所述第二層分隔開距離z，所述距離z在2毫米到15毫米的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在3mm到8mm的范圍內(nèi)，且甚至更優(yōu)選地在5mm到10mm的范圍內(nèi)。

10.根據(jù)技術(shù)方案1所述的剪切帶，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)由拉脹材料形成。

11.根據(jù)技術(shù)方案1所述的剪切帶，其中，所述連接構(gòu)件垂直于所述第一材料層和所述第二材料層。

12.根據(jù)技術(shù)方案1所述的剪切帶，其中，所述連接構(gòu)件相對于所述第一材料層和所述第二材料層是成角度的。

13.根據(jù)技術(shù)方案1所述的剪切帶，其中，所述剪切帶的側(cè)向端逐漸變細(xì)，使得所述剪切帶的中心的徑向厚度大于在所述剪切帶的外端處的厚度。

14.根據(jù)技術(shù)方案1所述的剪切帶，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)具有軸向?qū)挾?，且所述連接構(gòu)件并未延伸所述三維間隔結(jié)構(gòu)的完整的軸向?qū)挾取?/p>

15.根據(jù)技術(shù)方案1所述的剪切帶，其中，所述連接構(gòu)件的軸向?qū)挾葁小于所述三維間隔結(jié)構(gòu)的所述軸向?qū)挾取?/p>

16.一種剪切帶，其包括：三維間隔結(jié)構(gòu)，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)由第一材料層和第二材料層形成，每個材料層具有在第一方向上延伸的第一加強構(gòu)件和在第二方向上延伸的第二加強構(gòu)件，其中，每個材料層通過在第三方向上延伸的多個連接加強構(gòu)件彼此連接，其中，所述三維間隔結(jié)構(gòu)還包括形成于所述連接構(gòu)件之間的多個孔，并且其中，以填充材料填充僅一個孔。

17.根據(jù)技術(shù)方案16所述的剪切帶，其中，所述剪切帶的側(cè)向端逐漸變細(xì)，使得所述剪切帶的中心的徑向厚度大于在所述剪切帶的外端處的厚度。

附圖說明

將通過參考以下描述和附圖來更好地理解本發(fā)明，在附圖中：

圖1是本發(fā)明的非充氣輪胎的第一實施例的透視圖；

圖2a是剪切帶和外胎面的第一實施例的截面圖；

圖2b是剪切帶和外胎面的第二實施例的截面圖；

圖2c是剪切帶的第三實施例；

圖2d是剪切帶的第四實施例；

圖3a是開放式三維織物結(jié)構(gòu)的第一實施例的透視圖，以及圖3b圖示交叉構(gòu)件的各種可能構(gòu)型；

圖4a是閉合型三維織物結(jié)構(gòu)的第二實施例的透視圖，以及圖4b圖示織物交叉構(gòu)件的各種可能構(gòu)型；

圖5是三維織物結(jié)構(gòu)的第三實施例的透視圖；

圖6是三維織物結(jié)構(gòu)的第四實施例的透視圖；

圖7是三維織物結(jié)構(gòu)的第五實施例的透視圖；

圖8是三維織物結(jié)構(gòu)的第六實施例的透視圖；

圖9是三維織物結(jié)構(gòu)的第七實施例的透視圖；

圖10是三維織物結(jié)構(gòu)的第八實施例的透視圖；

圖11是三維織物結(jié)構(gòu)的第九實施例的透視圖；以及

圖12是由力f在剪切帶上進行的撓度測量。

具體實施方式

定義

對于此說明書，以下術(shù)語定義如下。

“拉脹材料”意指具有負(fù)泊松比的材料。

“赤道面”意指垂直于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線并經(jīng)過輪胎中心線的平面。

“自由區(qū)域”是根據(jù)dinen14971的織物開放度的度量，且為織物平面中未被紗線覆蓋的區(qū)域的量。它是對織物緊度的視覺測量，且通過以下步驟來確定：從測光臺獲得穿過織物的6英寸×6英寸正方形樣本的光的電子圖像；以及將所測量的光的強度與白色像素的強度進行比較。

“不可延伸”意指給定層具有大于大約25ksi的延伸剛度。

“針織”意指包括可通過借助針或絲來使一系列的一根或更多根紗線的圈纏結(jié)所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)，例如經(jīng)紗針織物和緯紗針織物。

“三維間隔結(jié)構(gòu)”意指由織物的兩個外層構(gòu)成的三維結(jié)構(gòu)，其中織物的每個外層具有在第一方向和第二方向上延伸的加強構(gòu)件（例如，紗線、長絲或纖維），其中，這兩個外層通過在限定的第三方向上延伸的加強構(gòu)件（例如，紗線、長絲或纖維）或其它針織層連接在一起?！伴_放式”三維間隔結(jié)構(gòu)包括連接織物的第一層和第二層的單獨的絨線（pile）纖維或加強件?！伴]合式”三維結(jié)構(gòu)利用連接第一層和第二層的織物絨線。

“機織”意指通過使多根紗線以直角彼此交叉以形成紋理所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)，類似籃子。

圖1中示出了本發(fā)明的非充氣輪胎100的第一實施例。本發(fā)明的輪胎包括徑向外地面接合胎面200、剪切帶300和連接腹板500。輪胎胎面200可根據(jù)需要包括例如肋、花紋塊、凸起、花紋溝和花紋細(xì)縫的元件，以改善輪胎在各種條件下的性能。連接腹板500安裝在輪轂512上且可具有不同的設(shè)計，如下文更詳細(xì)地描述。本發(fā)明的非充氣輪胎設(shè)計成頂部裝載結(jié)構(gòu)，使得剪切帶300和連接腹板500有效地承載載荷。剪切帶300和連接腹板設(shè)計成使得剪切帶的剛度與輪胎的彈簧剛度直接相關(guān)。連接腹板設(shè)計成剛性結(jié)構(gòu)，其在承受拉力時在輪胎印跡中屈曲或變形，并且不壓縮或承載壓縮載荷。這允許連接腹板的不在印跡區(qū)域中的其余部分有承載載荷的能力，從而引起極具載荷有效性的結(jié)構(gòu)。期望允許剪切帶彎曲以克服道路障礙物。近似載荷分布優(yōu)選地使得接近90％到100％的載荷由剪切帶和連接腹板的上部部分承載，使得連接腹板的下部部分承載幾乎為零且優(yōu)選小于10％的載荷。

剪切帶300優(yōu)選地是環(huán)形結(jié)構(gòu)，其定位于輪胎胎面200的徑向內(nèi)側(cè)且用于將載荷從與地面接觸的輪胎底部轉(zhuǎn)移到輪輻和輪轂，從而產(chǎn)生頂部裝載結(jié)構(gòu)。因為優(yōu)選的變形形式是剪切過彎，所以將環(huán)形結(jié)構(gòu)300稱為剪切帶。

剪切帶300的第一實施例示于圖2a中，且包括圖3a中所示的開放式三維間隔結(jié)構(gòu)400。三維間隔結(jié)構(gòu)400可定位在第一樹膠橡膠層332和第二樹膠橡膠層334（未按比例繪制）之間。樹膠橡膠332、334可具有期望的厚度。三維間隔結(jié)構(gòu)400是具有第一織物層460和第二織物層470的結(jié)構(gòu)類型，其中，每個織物層由在第一方向或緯向上延伸的多個第一加強構(gòu)件462和在第二方向或經(jīng)向上延伸的多個第二加強構(gòu)件464形成。第一加強構(gòu)件462和第二加強構(gòu)件464可如所示地彼此垂直，或以期望的角度交叉。如所示地，加強構(gòu)件462與加強件464交錯或交織。第一加強層和第二加強層可以是針織的、機織的、非機織的、交錯的或非交錯的。第一織物層462和第二織物層464優(yōu)選地取向成相對于彼此平行，且通過在第三維度或絨線維度上延伸的加強連接構(gòu)件480、490而彼此互連。連接層460、470之間的垂直距離或三維結(jié)構(gòu)的z方向尺寸是在大約2毫米到大約25毫米的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在大約3毫米到10毫米的范圍內(nèi)，且甚至更優(yōu)選地在5mm到10mm范圍內(nèi)。

三維間隔結(jié)構(gòu)400可具有如圖3b中所示的加強連接構(gòu)件的不同布置。

三維織物結(jié)構(gòu)400優(yōu)選地取向在剪切帶中，使得第一層460和第二層470關(guān)于軸向方向成平行關(guān)系地對準(zhǔn)。三維織物結(jié)構(gòu)400具有充分的z維度厚度，該z維度厚度優(yōu)選地與非充氣輪胎的徑向方向?qū)?zhǔn)。開放式三維織物結(jié)構(gòu)400因此包括形成開孔495的多個連接構(gòu)件480、490。如圖2a中所示，以具有期望的剛度的填充材料來填充開孔495中的一個或更多個。優(yōu)選地，以填充材料填充兩個或更多個開孔495，且這兩個或更多個開孔位于剪切帶的軸向中心中。填充材料可以是開孔泡沫或閉孔泡沫、聚氨酯泡沫、eva、密封膠或其它軟材料。這些泡沫材料能夠由聚酯-對苯二酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯-聚氨酯、酚醛泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚異氰脲酸酯泡沫制成，和/或使用通過以中空粒子（稱為微珠（微球））填充金屬、聚合物、樹脂或陶瓷基質(zhì)所合成的復(fù)合泡沫?？色@得具有各種各樣的尺寸和材料的微球，包括玻璃微球、空心微珠、碳微球和聚合物微球。這些復(fù)合泡沫材料的其中一個最大優(yōu)點在于，其能夠容易地設(shè)計以便滿足所需的機械性質(zhì)，同時是非常輕的。填充材料被選擇來具有期望的壓縮剛度。填充材料也可為閉孔多孔彈性體或熱塑性彈性體。填充材料的壓縮模量可優(yōu)選地包括在約0.1mpa到200mpa之間，更優(yōu)選地15mpa到80mpa之間。在一個實施例中，以填充材料填充所有的開孔495。在第二實施例中，以填充材料并未填充所有的開孔495。在另一個實施例中，以填充材料填充僅3個孔。

如本文中所使用的加強構(gòu)件或加強連接構(gòu)件可包括以下各項中的一項或更多項：紗線、絲、（一根或多根）長絲、（一根或多根）纖維或（一根或多根）加強簾線。加強構(gòu)件或加強交叉構(gòu)件可由玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維、有機纖維、尼龍、芳族聚酰胺、聚酯、鋼或金屬絲或其組合形成。優(yōu)選地，三維間隔的第一層460和第二層470的加強構(gòu)件464可包括優(yōu)選地與輪胎周向方向?qū)?zhǔn)的不可延伸加強件，例如芳族聚酰胺、鋼、聚酯或其摻合物。不可延伸加強件464可相對于輪胎赤道面取向成+/-15度或更小，且更優(yōu)選地相對于輪胎赤道面取向成+/-10度或更小。

優(yōu)選地，采用rfl粘合劑處理三維織物結(jié)構(gòu)400和/或加強構(gòu)件，其中rfl粘合劑是眾所周知的間苯二酚-甲醛樹脂/丁二烯-苯乙烯-乙烯基吡啶三元共聚物膠乳或其與丁二烯/苯乙烯橡膠膠乳的摻合物，并且在輪胎行業(yè)中用于應(yīng)用到織物、纖維和織物簾線以幫助其粘附到橡膠部件（例如，見美國專利號4,356,219）。加強構(gòu)件可為單端浸入構(gòu)件（即，單個加強構(gòu)件被浸入rfl粘合劑或粘合增進劑中）。

三維織物結(jié)構(gòu)400可具有如通過din12127測得的在700-1000克/平方米范圍內(nèi)的密度。三維織物結(jié)構(gòu)400的壓縮剛度的范圍可為如通過din/iso33861測得的50kpa到600kpa的范圍內(nèi)，且更優(yōu)選的范圍為100kpa到250kpa。

如圖2a中所示，三維間隔結(jié)構(gòu)具有軸向?qū)挾萳。三維間隔結(jié)構(gòu)的具有交叉構(gòu)件的那部分具有軸向?qū)挾萢，其中，a小于l。三維間隔結(jié)構(gòu)在每個側(cè)向端處具有腔體481，且具有軸向?qū)挾葂。能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)腔體481的寬度x，以便調(diào)整輪胎在肩部區(qū)域中的剛度。腔體能夠保持為空的（如圖2a中所示），或其能夠被填充達(dá)到100%（如圖2b中所示）。能夠根據(jù)需要選擇腔體寬度和填充腔體的材料的剛度，以便調(diào)整輪胎剛度。x的范圍可為間隔結(jié)構(gòu)的軸向?qū)挾萳的0到12%?？梢允褂蒙鲜龅奶畛洳牧蟻硖畛淝惑w481。

如圖2c中所示，圖2a或圖2b的剪切帶可額外地包括第一膜層330和第二膜層340。第一膜層330優(yōu)選地是不可延伸的，且優(yōu)選地位于三維間隔結(jié)構(gòu)400的徑向外側(cè)處。剪切帶可進一步包括布置成與第一膜層330平行的可選的第二膜層340。如果利用兩個膜層來形成剪切帶，則優(yōu)選的是，三維間隔結(jié)構(gòu)400使膜層330、340分隔開，使得三維間隔結(jié)構(gòu)330位于這些層之間。優(yōu)選地，樹膠橡膠層331、341使三維間隔結(jié)構(gòu)330與每個加強層330、340分隔開。第一膜層330和可選的第二膜層340各自具有加強構(gòu)件或簾線，該加強構(gòu)件或簾線相對于輪胎赤道面取向成在0到大約+/-10度范圍內(nèi)的角度。優(yōu)選地，第一層的加強簾線的角度是在與第二層中的加強簾線的角度的相反方向上。另外優(yōu)選地，所述加強構(gòu)件或簾線是不可延伸的。

圖2d圖示由兩個橡膠層、三維間隔織物和內(nèi)泡沫層所形成的剪切帶。

也可調(diào)節(jié)如圖3b中所示的加強連接構(gòu)件480的軸向間距s，以便控制剪切帶的剛度。間距s的范圍可為3mm到8mm。

剪切帶的任一上述實施例均可利用圖4a中所示的三維結(jié)構(gòu)。圖4a中所示的三維結(jié)構(gòu)350包括織物的第一針織或機織層360和織物的第二針織或機織層340。第一層和第二層通過多個交叉構(gòu)件380聯(lián)結(jié)在一起。交叉構(gòu)件380以90度角度連接到第一機織層和第二機織層。第一機織層360和第二機織層340優(yōu)選地取向成關(guān)于軸向方向成平行關(guān)系。三維間隔結(jié)構(gòu)350是閉合式結(jié)構(gòu)的示例，因為交叉構(gòu)件380是閉合針織織物且無法“看穿”。三維間隔結(jié)構(gòu)350可具有可變連接長度、多個層、可變連接角度和單軸線彎曲，如圖4b中所示。

剪切帶的任一上述實施例均可利用圖5到圖7中所示的三維結(jié)構(gòu)，圖5到圖7圖示了交叉構(gòu)件480、490的各種不同構(gòu)型。

剪切帶的任一上述實施例均可利用圖8中所示的三維結(jié)構(gòu)。三維結(jié)構(gòu)500包括織物的第一機織層560和織物的第二機織層570。第一層和第二層通過形成為“8”的形狀的多個交叉構(gòu)件580聯(lián)結(jié)在一起。

剪切帶的任一上述實施例均可利用圖9或圖10中所示的三維結(jié)構(gòu)。圖9的三維結(jié)構(gòu)700包括織物的第一針織層760和織物的第二針織層770。第一層和第二層通過多根針織間隔線狀物780聯(lián)結(jié)在一起。第一層760和第二層770各自具有由多個網(wǎng)格形成的開口，并且其中，在針織織物層之間形成通道且不含間隔線狀物?？梢允褂蒙鲜龅奶畛洳牧蟻硖畛溥@些通道。

剪切帶的任一上述實施例均可利用圖11中所示的三維結(jié)構(gòu)。三維結(jié)構(gòu)800包括兩個或更多個甲板層（decklayer）810、820。三維結(jié)構(gòu)800具有織物的第一機織層860、織物的第二機織層870和中間機織層880。第一層860和中間層880通過多個交叉構(gòu)件890聯(lián)結(jié)在一起。第二層870和中間層880也通過多個交叉構(gòu)件895聯(lián)結(jié)在一起。交叉構(gòu)件890、895可以是成角度的或彎曲的，如圖4到圖8中所示。

三維織物結(jié)構(gòu)的任一上述實施例可具有如通過din12127測得的在700-1000克/平方米范圍內(nèi)的密度。任一三維織物結(jié)構(gòu)的壓縮剛度的范圍可為如通過din/iso33861測得的50kpa到600kpa，且更優(yōu)選地該范圍為100kpa到250kpa。

另外優(yōu)選地，剪切帶的側(cè)向端逐漸變細(xì)，使得剪切帶的中心的徑向厚度大于在剪切帶的外端處的厚度，如圖2d中所示。

剪切帶性質(zhì)

剪切帶具有總剪切剛度ga?？赏ㄟ^測量從剪切帶獲得的代表性測試樣品上的撓度來確定剪切剛度ga。測試樣品的上表面受到如下所示的側(cè)向力f。測試樣品是從剪切帶獲得的代表性樣本且具有與剪切帶相同的徑向厚度。然后由以下等式計算剪切剛度ga：

ga=f*l/δx，其中f是剪切載荷，l是剪切層厚度，以及δx是剪切撓度。

剪切帶具有總彎曲剛度ei?？墒褂萌c彎曲試驗由梁力學(xué)來確定彎曲剛度ei。其表示梁擱在兩個滾柱支座上并經(jīng)受施加在梁中間的集中載荷的情況。彎曲剛度ei由以下等式確定：ei=pl³/48*δx，其中p是載荷，l是梁長度，以及δx是撓度。

期望使剪切帶的彎曲剛度ei最大化，并使剪切帶剛度ga最小化?？山邮艿膅a/ei比將在0.01到20之間，其中理想范圍是在0.01到5之間。ea是剪切帶的可延伸剛度，且其是以實驗方法通過施加拉伸力并測量長度變化所確定的。剪切帶的ea與ei的比在0.02到100的范圍內(nèi)是可接受的，其中理想范圍為1到50。

剪切帶300優(yōu)選地能夠承受在15到30％的范圍內(nèi)的最大剪切應(yīng)變。

剪切帶優(yōu)選地具有在0.01到20的范圍內(nèi)的ga/ei，或在0.02到100的范圍內(nèi)的ea/ei比，或在20到2000范圍內(nèi)的彈簧剛度，及其任何組合。更優(yōu)選地，剪切帶具有0.01到5的ga/ei比，或1到50的ea/ei比，或170lb/in的彈簧剛度，及其任何子組合。輪胎胎面優(yōu)選地圍繞剪切帶纏繞，并且優(yōu)選地整體模制到剪切帶。

連接腹板

本發(fā)明的非充氣輪胎進一步包括如圖1中所示的連接腹板500。連接腹板優(yōu)選地包括從內(nèi)半徑延伸到外半徑的多個周向?qū)?zhǔn)的輪輻510。輪輻優(yōu)選地取向在徑向方向上。輪輻可為彎曲的或直的。優(yōu)選地，非充氣輪胎包括兩組周向?qū)?zhǔn)的輪輻。輪輻可具有不同的截面設(shè)計。輪輻用于承載從剪切層所傳遞的載荷。輪輻主要在拉伸和剪切狀態(tài)下承載載荷，而且在壓縮狀態(tài)下不承載載荷。如本文中所描述的每個輪輻具有的軸向厚度a充分地小于非充氣輪胎的軸向厚度aw。軸向厚度a是在aw的5%到20%的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在aw的5%到10%的范圍內(nèi)。如果利用一個以上的（輪輻）盤，則每個盤的軸向厚度可以是不同的或相同的。

輪輻510優(yōu)選地在徑向方向上延伸。輪輻510設(shè)計成在徑向方向上凸出或變形。當(dāng)非充氣輪胎已負(fù)載時，輪輻在穿過接地面時將變形而幾乎沒有抗壓強度，將零或微不足道的壓縮力供應(yīng)給載荷承載件。輪輻的主要載荷是通過拉伸和剪切引起的，而非壓縮。

輪輻優(yōu)選地由彈性材料形成，例如橡膠或熱塑性彈性體。徑向輪輻設(shè)計成使得輪輻對徑向變形的抵抗力較低，而對輪胎的側(cè)向變形的抵抗力較高。

如果所選的材料是熱塑性彈性體，則其優(yōu)選地具有以下性質(zhì)。使用iso527-1/-2標(biāo)準(zhǔn)測試方法，盤材料的拉伸（楊氏）模量優(yōu)選地在45mpa到650mpa的范圍內(nèi)，且更優(yōu)選地在85mpa到300mpa的范圍內(nèi)。玻璃轉(zhuǎn)變溫度小于-25攝氏度，且更優(yōu)選地小于-35攝氏度。斷裂時的屈服應(yīng)變大于30%，且更優(yōu)選地大于40%。斷裂時的伸長率大于或等于屈服應(yīng)變，且更優(yōu)選地大于200%。熱撓曲溫度在0.45mpa下高于40攝氏度，且更優(yōu)選地在0.45mpa下高于50攝氏度。使用iso179/iso180測試方法，在23攝氏度下針對懸臂沖擊測試和簡支梁缺口測試未產(chǎn)生斷裂。用于盤的兩種合適材料可通過dsm產(chǎn)品以及以arnitelpl420h和arnitelpl461的商品名稱所出售的產(chǎn)品來商購得到。

申請人理解到，根據(jù)對以上說明書的閱讀，許多其它變型對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是清楚的。這些變型和其它變型是在如由以下所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。