CN119317543A - 用于非充气轮胎的自支撑轮辐结构 - Google Patents

Abstract

一种非充气轮胎，该非充气轮胎包括具有第一直径的下环和具有第二直径的上环。上环与下环基本上同轴。支撑结构将该下环连接到该上环。支撑结构由多个轮辐构成。支撑结构被布置和构造成使得多个轮辐中的相邻轮辐在发生高冲击事件时彼此接触。

Description

用于非充气轮胎的自支撑轮辐结构

技术领域

本公开涉及一种非充气轮胎。更具体地，本公开涉及具有支撑结构的非充气轮胎，该支撑结构具有被设计为在高冲击事件发生期间彼此接触的轮辐。

背景技术

已开发出各种能使轮胎在未充气或充气不足状态下行驶的轮胎构造。非充气轮胎不需要充气，而“防爆轮胎”在被刺穿和部分或完全减压后可以继续在相对高速下行驶延长的时间。非充气轮胎可以包括将下环连接到上环的支撑结构，诸如轮辐或腹板。在一些非充气轮胎中，周向胎面可附接到轮胎的上环。

周向胎面可以包含胎面带。胎面带可以是单层材料或多层带。这种胎面带也可称为剪切带、剪切元件或薄的环形高强度带元件。当在非充气轮胎中或在部分加压或未加压状态的充气轮胎中使用时，剪切元件充当结构压缩构件。当在完全加压的充气轮胎中使用时，剪切元件充当抗拉构件。

充气轮胎和非充气轮胎两者的轮胎设计涉及许多因素的平衡，这些因素包括但不限于负载能力、操控性和乘坐质量。不管在这些因素之间选择的平衡是如何的，非充气轮胎都必须是耐用的并且能够承受高冲击事件，诸如撞击路缘、坑洼或其他障碍物或道路缺陷。

发明内容

在一个实施方案中，一种非充气轮胎包括具有第一直径的下环和具有第二直径的上环。上环与下环基本上同轴。支撑结构将该下环连接到该上环。支撑结构由多个轮辐构成。该多个轮辐被布置成至少第一轮辐组和与该第一轮辐组轴向间隔开的第二轮辐组。该多个轮辐中的每一者包括连接到下环的第一端和连接到上环的第二端。肘节部分位于第一端与第二端之间。肘节部分相对于下环凹形地弯曲。

在另一个实施方案中，制造非充气轮胎的方法包括提供具有第一直径的下环和具有大于第一直径的第二直径的上环。形成多个轮辐。每个轮辐在第一端与第二端之间延伸。每个轮辐具有位于第一端与第二端之间的肘节部分。该多个轮辐被布置成第一轮辐组和与第一轮辐组轴向间隔开的第二轮辐组。下环通过第一轮辐组和第二轮辐组连接到上环。

在又一实施方案中，一种非充气轮胎包括具有第一直径的下环和具有第二直径的上环。上环与下环基本上同轴。支撑结构将该下环连接到该上环。支撑结构由多个轮辐构成。支撑结构被布置和构造成使得该多个轮辐中的相邻轮辐在非充气轮胎处于第一状况时不彼此接触，并且使得该多个轮辐中的相邻轮辐在非充气轮胎处于第二状况时彼此接触。第一状况是当轮胎在平坦表面上滚动时。第二状况与第一状况不同。

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是非充气轮胎的一个实施方案的侧视图，

图2是图1的非充气轮胎的另一侧视图，

图3是图1的沿3-3的剖视图，

图4是图1的区域A的细部图，

图5是图1的区域A的细部图，其中为了清楚起见移除了一些特征，

图6是图1的非充气轮胎中使用的单个轮辐的细部图，

图7是当轮胎在平坦表面上并且承载正常载荷时图1的非充气轮胎的一部分的侧视图，

图8是当轮胎处于平坦表面上并且承载正常载荷时图1的非充气轮胎的一部分的侧视图，为了清楚起见移除了一些特征，

图9是当轮胎处于不平坦表面上时图1的非充气轮胎的一部分的侧视图，

图10是当轮胎处于不平坦表面上时图1的非充气轮胎的一部分的侧视图，为了清楚起见移除了一些特征，

图11是示出制造图1的非充气轮胎的方法的流程图，

图12是用于非充气轮胎的轮辐的另一实施方案，

图12a是图12的轮辐沿I-I的端视图，并且

图13是用于非充气轮胎的轮辐的另一实施方案。

具体实施方式

下文包括本文所采用的所选择的术语的定义。这些定义包括落入术语范围内且可用于实施的部件的各种示例或形式。示例并非旨在进行限制。术语的单数形式和复数形式均可在定义内。

“轴向”和“轴向地”是指平行于轮胎的旋转轴线的方向。

“周向”和“周向地”是指沿胎面的表面的圆周延伸的与轴向方向垂直的方向。

“径向”和“径向地”是指垂直于轮胎旋转轴线的方向。

如本文所用的“胎面”是指在正常充气和正常负载情况下与道路或地面接触的轮胎部分。

虽然用于以下说明的类似术语描述常用轮胎部件，但应当理解，由于这些术语带有略微不同的含义，本领域的普通技术人员不会认为下列术语中的任何一者可与用于描述常用轮胎部件的另一个术语完全地互换。

方向在本文中参考轮胎的旋转轴线来阐明。术语“向上”和“向上地”是指朝向轮胎的胎面的总体方向，而“向下”和“向下地”是指朝向轮胎的旋转轴线的总体方向。因此，当相对的方向性术语诸如“上部”和“下部”或“顶部”和“底部”结合元件使用时，“上部”或“顶部”元件比“下部”或“底部”元件在空间上更靠近胎面。此外，当相对的方向性术语诸如“上方”或“下方”结合元件使用时，如果某一元件位于另一元件的“上方”，则意味着该元件比其他元件更靠近胎面。

术语“向内”和“向内地”是指朝向轮胎的赤道面的总体方向，而“向外”和“向外地”是指远离轮胎的赤道面并且朝向轮胎的侧面的总体方向。因此，当相对的方向性术语诸如“内部”和“外部”结合元件使用时，“内部”元件比“外部”元件在空间上更靠近轮胎的赤道面。

图1至图5示出了非充气轮胎10的一个实施方案。非充气轮胎10仅为示例性图示，并非旨在进行限制。在所示实施方案中，非充气轮胎10包括大致环形的下环20。下环20可以接合车辆轮毂(未示出)以将轮胎10附接到车辆。下环20具有内表面23和外表面24，并且可由聚合材料、弹性体材料、金属、由以玻璃或碳纤维增强的聚合物构成的复合物、或任何其他期望的材料或材料组合制成。

非充气轮胎10还包括大致环形的上环30。上环30具有大于下环20的直径的直径，并且与下环20基本上同轴。上环30具有内表面33和外表面34，并且可由聚合材料、弹性体材料、金属、由以玻璃或碳纤维增强的聚合物构成的复合物、或任何其他期望的材料或材料组合制成。周向胎面70附接到上环30的外表面34。周向胎面70可以粘附地、机械地、或通过任何其他期望的布置来附接到上环30。

如图3所示，周向胎面70包括胎面带72和胎面层74。胎面带72和胎面层74可由相同材料或不同材料制成。胎面层74可以由橡胶制成，并且可以包括胎面元件(未示出)，诸如凹槽、肋、块、凸耳、刀槽花纹、柱或任何其它期望的胎面元件。胎面带可以包括长丝组件。

在所示实施方案中，胎面带72示出为单个层。在另选实施方案中，胎面带可以是多层带。这种多层胎面带可以包括一层或多层基本上不可伸展材料。该层可由材料片、材料绳、材料丝或任何其它期望的布置形成。在其他另选实施方案中，多层胎面带可包括可伸展材料层，诸如弹性体。根据一个示例实施方案，胎面带可包括被可伸展材料层分开的一对不可伸展层。在另外的另选实施方案中，胎面带可包括被称为剪切带、剪切元件或薄的环形高强度带元件的带。

支撑结构100将下环20连接到上环30。支撑结构100从下环20的外表面24和上环30的内表面33延伸。支撑结构100由多个轮辐200构成。在所示实施方案中，该多个轮辐200被布置成两个轴向间隔开的轮辐组，包括第一轮辐组202和与第一轮辐组202轴向间隔开的第二轮辐组204。在另选实施方案中，支撑结构可包括多于两个轴向间隔开的轮辐组。

如图3所示，第一轮辐组202和第二轮辐组204在轴向方向上彼此间隔开。在另选实施方案中，第一轮辐组与第二轮辐组之间的空间可以更大或更小，或者第一轮辐组和第二轮辐组可被布置成在它们之间没有空间。当从图1所示的角度观察时，第一轮辐组202的每个轮辐200相对于非充气轮胎10的顺时针周向方向基本上是凸形的，并且第二轮辐组204的每个轮辐相对于非充气轮胎10的顺时针周向方向基本上是凹形的。

第一轮辐组202和第二轮辐组204的所有轮辐200具有相同的构造。因此，轮辐200的描述将参照图6中所示的单个轮辐200进行。轮辐200可由诸如钢或铝的金属、诸如聚酯或尼龙的聚合物、诸如玻璃纤维或碳纤维增强聚合物的复合物、或任何其它期望的材料或材料组合制成。轮辐200可设有加强件(未示出)。

轮辐200在第一端206与第二端208之间延伸，并且具有包括第一表面210和与第一表面210相反地面向的第二表面212的大致矩形横截面。轮辐厚度t是指第一表面210与第二表面212之间的距离。在所示实施方案中，轮辐200在第一端206与第二端208之间具有恒定厚度。在另选实施方案中，轮辐的厚度可在第一端与第二端之间变化。例如，轮辐可在第一端和第二端处具有相对较厚的部分，并且在端之间具有相对较薄的部分。在其它另选实施方案中，轮辐可具有任何期望的横截面形状(例如，圆形、菱形、六边形等)或者可具有不同横截面形状的组合。

朝向轮辐200的第一端206设置一体的脚部214。脚部214处轮辐200的第一表面210附接到下环20的外表面24以将轮辐200的第一端206连接到下环20。脚部214可利用焊接、硬钎焊、软钎焊、粘合剂、机械紧固件(例如、螺栓、铆钉)、键/键槽、或任何其他期望的布置来附接到下环20的外表面24。在所示实施方案中，脚部214基本上是直的，并且整个长度(沿轮胎的周向方向延伸的脚部的维度)和整个宽度(沿轮胎的轴向方向延伸的脚部的维度)固定到下环20的外表面24。在另选实施方案中，脚部可以是附接到轮辐的单独部件。在其它另选实施方案中，脚部可弯曲以匹配下环的外表面的曲率半径或具有任何其它期望的曲率。在另外的另选实施方案中，脚部的仅一部分或多个离散部分可附接到下环的外表面。在其他另选实施方案中，脚部可在下环的外表面下方附接，或轮辐可延伸穿过下环，使得脚部可附接到下环的内表面。

挠曲构件216设置在轮辐200的第二端208处。挠曲构件216具有沿轮胎的轴向方向延伸的宽度。挠曲构件216可由聚合物(例如，聚氨酯或橡胶)、薄的弯曲金属件、或任何其他期望的材料或材料组合制成。在所示实施方案中，挠曲构件216被设置为长方体并且被布置成使得挠曲构件216的端部与轮辐200的第二端208对准。在其它另选实施方案中，挠曲构件可被布置成使得挠曲构件的端部相对于轮辐的第二端缩进，或者可被布置成使得挠曲构件的端部延伸超过轮辐的第二端。在另外的另选实施方案中，挠曲构件可用机械销接头(即，铰链)代替。

挠曲构件216包括面向轮辐的表面218和面向环的表面220。挠曲构件216的面向轮辐的表面218附接到轮辐200的第二表面212，并且面向环的表面220附接到上环30的内表面33以将轮辐200的第二端208连接到上环30。挠曲构件216与轮辐200之间或挠曲构件216与上环30之间的附接可利用焊接、硬钎焊、软钎焊、粘合剂、机械紧固件(例如，螺栓、铆钉)、键/键槽或任何其他期望的布置来实现。例如，可通过直接对轮辐浇注聚氨酯来提供附接，其中轮辐首先被涂覆底漆或不首先涂覆底漆。

挠曲构件216为轮辐200的第二端208与上环30之间的连接提供柔性。这个柔性降低了在轮辐200内产生高应力的可能性，由此提高非充气轮胎10的稳健性。与由挠曲构件216提供的柔性连接相比，由脚部214在轮辐200的第一端206处提供的连接更刚性。

在另选实施方案中，挠曲构件可具有与具体示出和描述的形状或构造不同的形状或构造。在其它另选实施方案中，附加结构或机构可补充挠曲构件以将轮辐的第二端附接到上环。在另外的另选实施方案中，可省略挠曲构件，且轮辐的第二端可直接附接到上环。在这些另选实施方案中，轮辐的第二端可直接附接到上环的内表面，在上环的内表面上方，或者轮辐可延伸穿过上环使得第二端可附接到上环的外表面。

轮辐200包括位于第一端206与第二端208之间的肘节部分222。肘节部分222具有第一曲率半径r₁。根据一个示例实施方案，第一曲率半径r₁为2英寸至6英寸(5cm至15cm)。当附接到上环20和下环30时，肘节部分222相对于下环20凹形地弯曲。

过渡部分224设置在肘节部分222与第一端206之间。过渡部分224具有第二曲率半径r₂。根据一个示例实施方案，第二曲率半径r₂为0英寸至2英寸(0cm至5cm)。当附接到上环20和下环30时，过渡部分224相对于下环20凸形地弯曲。因此，相对于单个轮辐200，肘节部分222和过渡部分224在相反的面向方向上凹形地弯曲。在另选实施方案中，肘节部分和过渡部分沿相同方向凹形地(或凸形地)弯曲。

脚部214从过渡部分224延伸到轮辐200的第一端206。第一连接部分226将过渡部分224连接到肘节部分222，并且第二连接部分228将肘节部分222连接到轮辐200的第二端208。在所示实施方案中，第一连接部分226和第二连接部分228都是线性的。在另选实施方案中，第一连接部分或第二连接部分可为弯曲的或具有任何其它期望的构造。在其它另选实施方案中，可省略过渡部分和脚部。在这样的另选实施方案中，轮辐的第一端将位于第一连接部分的端部处。

基平面p₁与过渡部分224和轮辐200的第二端208相交，并且用作轮辐200的各种维度方面的基准。基平面p₁与在过渡部分224处与下环20的外表面24相切地延伸的第二平面p₂之间的角度是α。根据一个示例实施方案，角度α为+0度至20度。过渡部分224与轮辐200的第二端208之间沿平行于基平面p₁的方向的距离是d₁。根据一个示例实施方案，距离d₁为10英寸至25英寸(25cm至63.5cm)。沿平行于基平面p₁的方向，过渡部分224的中心与肘节部分222的第一曲率半径r₁的中心之间的距离是d₂。根据一个示例实施方案，距离d₂的值是距离d₁的20％至70％。肘节部分222与基平面p₁之间沿垂直于基平面p₁的方向的最大距离是d₃。根据一个示例实施方案，距离d₃为2英寸至4英寸(5cm至10cm)。

参照图10，一个轮辐200的过渡部分224与相邻轮辐200的第一端206分开第一间隔距离s₁。相邻轮辐200的第二端208彼此分开第二间隔距离s₂(也参见图5)。

根据上述设计参数构造的非充气轮胎可提供更稳健的组件，特别是在冲击性能方面。图7和图8示出了处于示例性第一状况的轮胎。如图7和图8所示，根据非限制性示例，在第一状况，轮胎10在承载载荷的同时在平坦表面上滚动(即，正常操作)，非充气轮胎10变形，但相邻轮辐200不彼此接触。在正常操作期间相邻轮辐200之间没有接触是期望的，以避免在非充气轮胎10的结构中产生不必要的应力。

预期非充气轮胎10将在其寿命期间暴露于高冲击事件，诸如撞击路缘、坑洼或其它障碍物或道路缺陷。在高冲击事件期间，非充气轮胎10可能以比在正常操作期间发生的变形显著更高的水平变形。高冲击事件的一个示例是非充气轮胎10低速撞击路缘(例如，以5英里/小时(8公里/小时)撞击6英寸(15厘米)路缘)。高冲击事件的另一示例是非充气轮胎10高速撞击上跃道路缺陷(例如，以70英里/小时(113公里/小时)撞击1英寸(2.5厘米)上跃)。这些仅仅是示例，并不意味着限制“高冲击事件”的定义。

图9和图10示出了处于示例性第二状况的轮胎，第二状况不同于第一状况。如图9和图10所示，根据非限制性示例，在第二状况，非充气轮胎10经历高冲击事件，其中轮胎在不平坦表面上滚动。根据一个非限制性示例，不平坦表面为突出高于地面或压入到地面中3英寸(8cm)距离的道路缺陷。根据另一非限制性示例，不平坦表面为突出高于地面或压入到地面中4.5英寸(11cm)距离的道路缺陷。根据再一非限制性示例，不平坦表面为突出高于地面或压入到地面中6英寸(15cm)距离的道路缺陷。

非充气轮胎10通过变形以使得相邻轮辐200彼此接触来响应于高冲击事件。已经令人惊讶地发现，与轮辐在高冲击事件期间不彼此接触的非充气轮胎相比，在高冲击事件期间相邻轮辐200之间的接触显著降低各个轮辐200所经受的应力。各个轮辐200中的应力的减小是相邻轮辐200之间的接触的结果，因为该接触将载荷分布在多个轮辐200之间。换句话说，不是单个轮辐200吸收由高冲击事件产生的载荷，而是多个轮辐200分担同一载荷，因此减小任何一个单个轮辐200的峰值载荷。

在所示的实施方案中，非充气轮胎10被布置和构造成使得至少三个相邻轮辐200在高冲击事件期间同时彼此接触，并且彼此接触的轮辐200被定位成与造成高冲击事件的障碍物或道路缺陷相邻。在另选实施方案中，非充气轮胎可被布置和构造为具有更少或更多数量的相邻轮辐在高冲击事件期间同时彼此接触。在其它另选实施方案中，同时彼此接触的相邻轮辐可位于沿轮胎的周向方向的任何位置处(即，与造成高冲击事件的障碍物或道路缺陷间隔开)。

轮辐200和非充气轮胎10的其他部件的设计参数可被改变以向非充气轮胎10提供期望的性能特性。优选地，这些设计参数被选择为使得相邻轮辐200之间的接触在轮辐200开始屈服或经历任何其它形式的损坏之前发生。

肘节部分222与基平面p₁之间沿垂直于基平面p₁的方向的最大距离d₃影响轮辐刚度以及何时将发生相邻轮辐200之间的接触。增大距离d₃将物理地移动每个轮辐200更靠近相邻轮辐200，因此导致相邻轮辐200之间的接触相对更快地发生。另外，增大距离d₃将减小轮辐200的刚度，从而增大给定载荷的偏转量，这增大了相邻轮辐200之间接触的可能性。减小距离d₃将具有相反的效果，并且将物理地移动每个轮辐200远离相邻轮辐200，因此导致相邻轮辐200之间的接触相对更晚地发生。另外，减小距离d₃将增加轮辐200的刚度，因此减小给定载荷的偏转量，这减小相邻轮辐200之间接触的可能性。

沿平行于基平面p₁的方向的过渡部分224与肘节部分222的第一曲率半径r₁的中心之间的距离d₂影响何时将发生与相邻轮辐200的接触。当距离d₂为d₁的较大百分比时，这将导致相邻轮辐200之间的接触相对较快地发生。当距离d₂为d₁的较小百分比时，这将导致相邻轮辐200之间的接触相对较晚发生。

肘节部分222的曲率半径r₁影响何时将发生与相邻轮辐200的接触。减小曲率半径r₁将导致相邻轮辐200之间的接触相对较晚地发生，而增大曲率半径r₁将导致相邻轮辐200之间的接触相对较快地发生。轮辐厚度t影响轮辐200的刚度。增大轮辐厚度t将增大轮辐200的刚度，而减小轮辐厚度将减小轮辐200的刚度。

另外，已经发现轮胎的竖直刚度受轮辐厚度t和距离d₃的组合影响。增大距离d₃降低轮胎刚度，而减小距离d₃提高轮胎刚度。因此，已经发现，为了满足轮胎刚度的目标值，具有较大厚度t的轮辐应当与较大距离d₃组合，而具有较小厚度t的轮辐应当与较小距离d₃组合。

图11是示出制造非充气轮胎的示例性方法的流程图。在1010，提供下环和上环。下环具有第一直径，并且上环具有大于第一直径的第二直径。在1020，形成多个轮辐。轮辐可利用热冲压、冷成型、挤出、轧制、弯曲或任何其他期望的方法来形成。另外，轮辐可利用多种复合制造技术(例如，树脂传递模塑和高压树脂传递模塑)形成。用于形成轮辐的方法的其它示例包括湿铺、预浸层压。每个轮辐在第一端与第二端之间延伸。肘节部分位于第一端与第二端之间，并且过渡部分位于第一端与肘节部分之间。肘节部分和过渡部分在相反的面向方向上凹形地弯曲。脚部从过渡部分延伸。

在1030，挠曲构件附接到轮辐。在1040，轮辐被布置成第一轮辐组和与第一轮辐组轴向间隔开的第二轮辐组。此外，第一轮辐组的多个轮辐被布置成相对于轮胎的第一周向方向凹形地弯曲，并且第二轮辐组的多个轮辐被布置成相对于轮胎的第一周向方向凸形地弯曲。

在1050，利用第一轮辐组和第二轮辐组将下环连接到上环。每个轮辐的脚部附接到下环以将每个轮辐的第一端连接到下环。挠曲构件附接到上环以将每个轮辐的第二端连接到上环。

在另选的实施方案中，前述步骤可以不同于具体描述的次序发生。在其它另选的实施方案中，该方法可以包括更多或更少数量的步骤。

图12和图12a示出轮辐1200的另一实施方案。图12和图12a的轮辐1200与图1至图10中的轮辐200基本相同，除了本文所述的差异。因此，类似的特征将由增加了因子“1000”的类似的数字标识。在图1至图10所示的轮辐200中，第二连接部分228是线性的。相比之下，图12和图12a的轮辐1200具有曲率半径为r₃的弯曲的第二连接部分1228。与线性的第二连接部分相比，图12和图12a的轮辐1200中的弯曲的第二连接部分1228显著增强了自支撑行为。根据一个示例实施方案，曲率半径r₃为10英寸至50英寸(25cm至127cm)。

除了以上关于图1至图10中所示轮辐200讨论的设计参数和性能特性的所得变化之外，图12和图12a的轮辐1200中的弯曲的第二连接部分1228的曲率半径r₃可变化以影响性能。弯曲的第二连接部分1228的曲率半径r₃和挠曲构件1216的长度l_挠曲相互作用以影响自支撑性能。弯曲的第二连接部分1228的较小曲率半径r₃减小自支撑，因此增加高冲击事件期间的应力。弯曲的第二连接部分1228的较大曲率半径r₃增加自支撑，因此降低高冲击事件期间的应力。然而，这个应力减小仅发生至多一点。随着曲率半径r₃增大(极限是曲率半径r₃等于无穷大，导致直的第二连接部分)，自支撑的有效性开始再次降低。

挠曲构件1216的长度l_挠曲影响其在轮辐1200的端部处施加扭矩的能力。当轮胎在正常载荷下滚动或经受高冲击事件时，该扭矩用于使弯曲的第二连接部分1228变直。因此，已经发现，具有较小曲率半径r₃的弯曲的第二连接部分1228与具有较长长度l_挠曲的挠曲构件1216最佳地匹配，而具有较大曲率半径r₃的弯曲的第二连接部分1228与具有较短长度l_挠曲的挠曲构件1216最佳地匹配。除了挠曲构件1216的长度l_挠曲之外，挠曲构件1216在轮辐1200上施加扭矩的能力还受到用于制造挠曲构件1216的材料的刚度的影响。因此，当使用较软材料时，希望提供具有较长长度l_挠曲的挠曲构件1216，并且当使用较硬材料时，希望提供具有较短长度l_挠曲的挠曲构件1216。

图13示出了轮辐2200的另一实施方案。图13的轮辐2200与图1至图10中的轮辐200基本相同，除了本文所述的差异。因此，类似的特征将由增加了因子“2000”的类似的数字标识。

轮辐2200在第一端2206与第二端2208之间延伸。脚部2214朝向轮辐2200的第一端2206设置。脚部2214附接到下环20以将轮辐2200的第一端2206连接到下环20。挠曲构件2216设置在轮辐2200的第二端2208处。挠曲构件2216用于将轮辐2200的第二端2208连接到上环30。

轮辐2200包括位于第一端2206与第二端2208之间的肘节部分2222。过渡部分2224设置在肘节部分2222与第一端2206之间。脚部2214从过渡部分2224延伸到轮辐2200的第一端2206。第一连接部分2226将过渡部分2224连接到肘节部分2222。第二连接部分2228将肘节部分2222连接到轮辐2200的第二端2208。基平面p₁与过渡部分2224和轮辐2200的第二端2208相交，并且第二平面p₂在过渡部分2224处与下环20相切地延伸。基平面p₁与第二平面p₂之间的角度为α。

与图1至图10中的轮辐200(其中角度α具有正值)相比，在图13所示的轮辐2200的实施方案中，角度α具有负值。如本文所用，角度α的正值是指，以基平面p₁与第二平面p₂之间的交点为中心点围绕该中心点顺时针移动，基平面p₁位于第二平面p₂的前面。利用这个相同的参照系，角度α的负值意味着基平面p₁位于第二平面p₂的后面。根据一个示例实施方案，在图13所示的轮辐2200中，角度α为-30度至0度。与具有角度α的正值的轮辐相比，角度α的负值可减小轮辐应力。

本文所述的非充气轮胎通过提供其中相邻轮辐在高冲击事件期间彼此接触的布置来改善非充气轮胎的稳健性。相邻轮辐之间的接触导致多个轮辐分担载荷，从而显著地减小非充气轮胎中任何单个轮辐所经受的应力。因此，提高了非充气轮胎的耐久性。

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。

虽然本申请已通过其实施方案的描述进行了说明，并且虽然已相当详细地对所述实施方案进行了描述，但申请人并非意图将所附权利要求书的范围约束为这样的细节或以任何方式限制为这样的细节。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，本申请并不限于所示和所述的特定细节、代表性设备和方法，以及示例性示例。例如，每个轮辐可设置有橡胶涂层，以在相邻轮辐之间发生接触时缓减冲击，或者在这种接触期间减小摩擦或磨损。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 (15)

1.一种非充气轮胎，所述非充气轮胎包括：

具有第一直径的下环，

具有第二直径的上环，所述上环与所述下环基本上同轴；以及

将所述下环连接到所述上环的支撑结构，所述支撑结构由多个轮辐构成，所述多个轮辐被布置成至少第一轮辐组和与所述第一轮辐组轴向间隔开的第二轮辐组，所述多个轮辐中的每一者包括：

连接到所述下环的第一端；

连接到所述上环的第二端；以及

位于所述第一端与所述第二端之间的肘节部分，所述肘节部分相对于所述下环凹形地弯曲。

2.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述第一轮辐组的所述轮辐相对于所述轮胎的第一周向方向凹形地弯曲，并且所述第二轮辐组的所述轮辐相对于所述轮胎的所述第一周向方向凸形地弯曲。

3.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述多个轮辐中的每一者还包括挠曲构件，所述挠曲构件附接到所述轮辐和所述上环以将所述轮辐的所述第二端连接到所述上环。

4.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述多个轮辐中的每一者还包括将所述肘节部分连接到所述第二端的连接部分，所述连接部分是弯曲的。

5.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述多个轮辐中的每一者还包括位于所述第一端与所述肘节部分之间的过渡部分，所述过渡部分相对于所述下环凸形地弯曲。

6.根据权利要求5所述的非充气轮胎，其中所述多个轮辐中的每一者还包括脚部，所述脚部从所述过渡部分延伸，所述脚部附接到所述下环以将所述轮辐的所述第一端连接到所述下环，所述脚部基本上是线性的。

7.根据权利要求5所述的非充气轮胎，其中所述多个轮辐中的每一者还包括脚部，所述脚部从所述过渡部分延伸，所述脚部附接到所述下环以将所述轮辐的所述第一端连接到所述下环，所述脚部基本上是弯曲的并且具有基本上等于所述下环的第二曲率半径的第一曲率半径。

8.根据权利要求5所述的非充气轮胎，其中基平面与所述过渡部分和所述轮辐的所述第二端相交，并且第一角度被限定为所述基平面与在所述过渡部分处与所述下环相切延伸的平面之间的角度，所述第一角度具有介于-30度至+20度之间的值。

9.根据权利要求8所述的非充气轮胎，其中第一距离被限定为所述过渡部分与所述轮辐的所述第二端之间沿平行于所述基平面的方向的距离，所述第一距离具有介于10英寸至25英寸(25cm至63.5cm)之间的值，第二距离被限定为所述过渡部分与所述肘节部分的曲率半径的中心之间沿平行于所述基平面的方向的距离，所述第二距离具有所述第一距离的所述值的介于20％至70％之间的值，并且第三距离被限定为所述基平面与所述肘节部分之间沿垂直于所述基平面的方向的最大距离，所述第三距离具有介于2英寸至4英寸(5cm至10cm)之间的值。

10.根据权利要求1所述的非充气轮胎，其中所述非充气轮胎被布置和构造成使得所述多个轮辐中的至少三个相邻轮辐在发生高冲击事件时彼此接触。

11.一种制造非充气轮胎的方法，所述方法包括以下步骤：

提供具有第一直径的下环和具有大于所述第一直径的第二直径的上环；

形成多个轮辐，每个轮辐在第一端与第二端之间延伸，每个轮辐包括位于所述第一端与所述第二端之间的肘节部分；

将所述多个轮辐布置成第一轮辐组和与所述第一轮辐组轴向间隔开的第二轮辐组；以及

利用所述第一轮辐组和所述第二轮辐组将所述下环连接到所述上环。

12.根据权利要求11所述的制造非充气轮胎的方法，其中将所述多个轮辐布置成所述第一轮辐组和所述第二轮辐组包括：将所述第一轮辐组的所述轮辐布置成相对于所述轮胎的第一周向方向凹形地弯曲、以及将所述第二轮辐组的所述轮辐布置成相对于所述轮胎的所述第一周向方向凸形地弯曲。

13.根据权利要求11所述的制造非充气轮胎的方法，还包括以下步骤：

将挠曲构件附接到每个轮辐、以及将所述挠曲构件附接到所述上环，其中在将所述下环连接到所述上环期间，将所述挠曲构件附接到所述上环将所述轮辐的所述第二端连接到所述上环。

14.根据权利要求11所述的制造非充气轮胎的方法，其中每个轮辐还包括在所述第一端与所述肘节部分之间的过渡部分，所述肘节部分和所述过渡部分沿相反的面向方向凹形地弯曲。

15.根据权利要求15所述的制造非充气轮胎的方法，其中形成所述多个轮辐还包括：形成从所述过渡部分延伸的脚部、以及将所述脚部附接到所述下环，其中在将所述下环连接到所述上环期间，将所述脚部附接到所述下环将所述轮辐的所述第一端连接到所述下环。