具有胎面部内结构加强材料的非充气轮胎

文档序号:772304 发布日期:2021-04-09 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 具有胎面部内结构加强材料的非充气轮胎 (Non-pneumatic tire having a tread portion inner structural reinforcement material ) 是由 金晟泰 崔锡柱 金正宪 于 2020-09-24 设计创作,主要内容包括:本发明一实施例提供如下的技术,即,向非充气轮胎的胎面部内插入结构加强部,由此,提高轮胎的制动性能和耐疲劳性,可通过调节帘布体的材料或宽度来调节轮胎的刚性。本发明实施例的具有胎面部内结构加强材料的非充气轮胎包括:轮圈部,与车轴相连接;胎面部,呈沿着圆周方向包围轮胎的外侧的形状,与地面相接触;辐条部,形成于上述轮圈部与上述胎面部之间,设置有拱形的上部拱形体和下部拱形体,用于吸收从地面向胎面部传递的冲击;以及结构加强部,向上述胎面部的内部插入,设置有由多个金属线形成的帘布体,执行上述辐条部的负荷支撑及应力分散。(An embodiment of the present invention provides a technique in which a structural reinforcement portion is inserted into a tread portion of a non-pneumatic tire, thereby improving braking performance and fatigue resistance of the tire, and the rigidity of the tire can be adjusted by adjusting the material or width of a fabric body. A non-pneumatic tire having a tread portion inner structure reinforcing material according to an embodiment of the present invention includes: a rim portion connected to the axle; a tread portion that is shaped to surround the outer side of the tire in the circumferential direction and that is in contact with the ground; a spoke portion formed between the rim portion and the tread portion, provided with an upper arch and a lower arch of an arch shape, and used for absorbing impact transmitted from the ground to the tread portion; and a structural reinforcement portion inserted into the tread portion, provided with a carcass formed of a plurality of wires, and performing load support and stress dispersion of the spoke portion.)

具有胎面部内结构加强材料的非充气轮胎

技术领域

本发明涉及非充气轮胎,更详细地,涉及具有胎面部内结构加强材料的非充气轮胎。

背景技术

根据结构,当代通常使用的轮胎可分为子午线轮胎、斜交轮胎及实心轮胎,其中,轿车及除特殊目的之外的汽车大部分使用子午线轮胎、即,充气(或气压)轮胎。但是,这种充气轮胎的结构复杂,且制造工序为8步骤等的众多步骤,基于此,有害物质排出量也相当多,不仅如此,一直存在如下的安全性问题,即,需要随时检验对充气轮胎的性能发挥及安全性绝对重要的充气,在行驶过程中,由于外部物质的刺入和冲击,轮胎有可能受损。

但是,与这种充气轮胎相比,非充气轮胎为通过材料和工序的简化大幅度降低生产费用,不仅如此,可以显著节俭能量使用量及有害物质产生量的由新概念的工序和结构制成的轮胎,具有如下的优点,即,可以摆脱因气压的不足等而有可能引起的问题。不仅如此,可以防止在充气轮胎中发生的驻波(standing wave)形状,可以大幅度改善旋转阻抗。

只是,在现有技术的非充气轮胎中,因结构的限制,存在对于制动性能,当高速行驶时的耐疲劳性的提高,以及振动的分散和当车辆转换方向时的扭力的阻抗的问题。

在韩国授权专利第10-2006-0051513号中,提及了通过包括多层卡钉的多个支撑部件支撑轮胎的负荷的技术。

在韩国授权专利第10-2008-0038274号中,提及了由本体、起到接地面功能的圆周方向延伸型冠部及胎侧构成的技术,上述本体由弹性材料形成,上述胎侧与上述圆周方向延伸型冠部相接触。

在韩国授权专利第10-2004-0027984号中,提及了包括支撑轮胎的负荷的加强的环形带和在拉伸的状态下传递轮圈或轮毂之间的负荷的多个网格辐条的非充气式轮胎。

在韩国授权专利第10-2010-0090015号中,提及了具有起到缓冲作用并支撑向轮胎施加的负荷的蜂窝结构形成的缓冲部的非充气轮胎。

在美国授权专利第927257号中,提及了环加强组装体,作为结构加强物,介绍了以螺旋卷绕的线圈形态。

在日本授权专利第4855646号中,介绍了具有弹性体剪切层和在弹性体剪切层半径方向内外侧形成环状加强带的非充气轮胎。

在日本授权专利第4530231号中,提及了如下的内容,即,介绍了在中间环形部(内侧环形部)、外侧环形部,沿着轮胎周围方向加强的非充气轮胎,外侧环形部的加强带由以约为20度的倾斜角度平行排列的钢丝绳、芳纶线及人造丝线等沿着逆方向交叉层叠形成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1韩国授权专利第10-2006-0051513号

专利文献2韩国授权专利第10-2008-0038274号

专利文献3韩国授权专利第10-2004-0027984号

专利文献4韩国授权专利第10-2010-0090015号

专利文献5美国授权专利第9272576号

专利文献6日本授权专利第4855646号

专利文献7日本授权专利第4530231号

发明内容

技术问题

用于解决上述问题的本发明的目的在于,向胎面部内插入结构加强部,由此,提高制动性能和当高速行驶时的耐疲劳性,同时,提高振动的分散和当车辆的方向转换时对于扭力的阻抗。进而,可调节结构加强部的帘布体的材料或宽度来调节轮胎的整体刚性。

本发明所要解决的技术问题并不局限于以上提及的技术问题,本发明所属技术领域的普通技术人员可从以下的记载明确理解未提及的其他技术问题。

解决问题的手段

用于实现上述目的的本发明的结构的特征在于,包括:轮圈部,与车轴相连接,形成有插入槽;胎面部,呈沿着圆周方向包围轮胎的外侧的形状,与地面相接触;辐条部,形成于上述轮圈部与上述胎面部之间,设置有拱形的上部拱形体和下部拱形体,用于吸收从地面向胎面部传递的冲击;以及结构加强部,向上述胎面部的内部插入,由多个金属线形成的多个帘布体相互沿着对角线交叉而成,通过调节结构加强部的材料和帘布体的宽度来调节刚性,向胎面部内插入结构加强材料,上述结构加强材料呈帘布体卷绕中心体的形状,由此提高轮胎的制动性能和耐疲劳性。

在本发明的实施例中,上述结构加强部还可包括沿着上述胎面部的圆周方向形成的中心体。

在本发明的实施例中,上述结构加强部可由第一帘布体和第二帘布体形成,相对于轮胎的圆周方向,第二帘布体形成40度(degree)至85度的角度并卷绕中心体,第一帘布体卷绕第二帘布体的上侧面,同时,相对于轮胎的圆周方向,形成﹣40度至﹣85度的角度。

在本发明的实施例中,可从上述结构加强部的内侧面至上述辐条部的外侧面的高度为上述胎面部整体高度的30%以下。

在本发明的实施例中,上述结构加强部可由选自由聚酰胺纤维、聚酯纤维、人造丝纤维、芳纶纤维、玻璃纤维及碳纤维组成的组中的一种以上的材料形成。

在本发明的实施例中,上述帘布体的宽度可以为30毫米(mm)至200毫米(mm)。

发明的效果

上述结构的本发明的效果如下,即,向非充气轮胎的胎面部内插入结构加强部,由此,提高轮胎的制动性能和耐疲劳性。并且,提高振动的分散和当车辆方向转换时对扭力的阻抗。

而且,本发明的效果可以通过调节帘布体的材料或宽度来调节刚性。

本发明的效果并不局限于上述效果,而是包括可从本发明的详细说明或发明要求保护范围中所记载的发明的结构推论的所有效果。

附图说明

图1为本发明一实施例的非充气轮胎整体的剖视图。

图2A、图2B为本发明一实施例的非充气轮胎剖面的立体图。

图3为本发明一实施例的结构加强部的放大图。

图4A、图4B为示出充气轮胎和本发明实施例的静特性性能评价中的一个的变形的程度的表。

附图标记的说明

100:轮圈部

200:辐条部

210:上部拱形体

220:下部拱形体

300:胎面部

400:结构加强部

410:第一帘布体

420:第二帘布体

430:中心体

具体实施方式

以下,参照附图,说明本发明。但是,本发明可体现为多种不同的形态,因此,并不局限于在此说明的实施例。而且,图中,为了明确说明本发明而省略了与说明无关的部分,通过整个说明书,对类似的部分赋予类似的附图标记。

在整个说明书中,当一个部分与其他部分“连接(联接、接触、结合)”时,这包括“直接连接”的情况和在中间隔着其他部件“间接连接”的情况。并且,当一个部分“包括”其他部分时,只要没有特别反对的记载,意味着还包括其他结构要素,而并非排除其他结构要素。

在本说明书中所使用的术语仅用于说明特定实施例,而并非用于限定本发明。只要未在文中明确表示其他含义,则单数的表达包括复数的表达。应理解的是,在本说明书中,“包括”或“具有”等的术语用于指定在说明书上记载的特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或这些组合的存在,而并非预先排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、结构要素、部件或这些组合的存在或附加可能性。

以下,参照附图,详细说明本发明。

图1为本发明一实施例的轮胎整体的主视图,图2A、图2B为本发明一实施例的轮胎结构的示意图,图3为本发明一实施例的结构加强部400的放大图。

如图1、图2A、图2B及图3所示,本发明可包括:轮圈部100,与车轴相连接,形成有插入槽;胎面部300,呈沿着圆周方向包围轮胎的外侧的形状,与地面相接触;辐条部200,形成于轮圈部100与胎面部300之间,设置有拱形的上部拱形体210和下部拱形体220,用于吸收从地面向胎面部300传递的冲击;以及结构加强部400,向上述胎面部300的内部插入,由多个金属线形成的多个帘布体相互沿着对角线交叉而成。

轮圈部100可呈圆桶形状,可以与车轴相结合,可通过车轴接收所传递的动力。

胎面部300可呈沿着圆周方向包围辐条部200的外侧面的形状。胎面部300可以与地面相接触来缓冲从地面传递的冲击。

辐条部200可包括拱形的上部拱形体210和下部拱形体220。上部拱形体210与胎面部300的内侧面相结合,下部拱形体220与轮圈部100的外侧面相结合。并且,上部拱形体210和下部拱形体220与相对应的上部拱形体210和下部拱形体220交替结合来连接胎面部300与辐条部200。辐条部200可以由选自弹性体或橡胶材料中的一种材料形成,辐条部200可以吸收从地面向胎面部300传递的冲击。

结构加强部400可以完全引入到胎面部300来沿着圆周方向形成,相对于轮胎的圆周方向,由多个金属线形成的第二帘布体420形成40度至85度的角度并卷绕中心体,由多个金属线形成的第一帘布体410包围第二帘布体420,并相对于轮胎的圆周方向,形成﹣40度至﹣85度的角度,由此,包围结构加强部400的边部,从而防止各个帘布体之间的未接触部位的发生来提高轮胎的耐久性。从作为从结构加强部400的结构加强部400朝向轮胎的中心的面的内侧面至与辐条部200的胎面部300的下部面相接触的外侧面的高度为胎面部300整体高度的30%以下,由此,可以增加辐条部200的负荷支撑及应力分散。并且,结构加强部400可具有30~200mm的宽度并位于宽度方向的中心。在本发明的实施例中,说明由两个帘布体形成的结构加强部,但是结构加强部可由多个帘布体形成。

结构加强部400可以由选自由聚酰胺纤维、聚酯纤维、人造丝纤维、芳纶纤维、玻璃纤维及碳纤维组成的组中的一种以上的材料形成。并且,第1帘布体410的材料与第二帘布体420的材料可以相同或不相同。并且,结构加强部400的刚性可以大于胎面部300的刚性。而且,在卷绕的过程中形成的帘布体的间隔可以维持0毫米(mm)至5毫米(mm)。若帘布体相互重叠或者间隔大于5毫米(mm)而增加空间,则妨碍帘布体的金属线的规则性排列而减少耐久性。并且,当帘布体卷绕时的角度越沿着轴方向接近0度,对圆周方向的负荷支撑有效。但是,当帘布体卷绕时的角度小于40度时,帘布体之间发生干扰,从而很难实现规则性卷绕。并且,卷绕时的角度越小,为了将帘布体之间的间隔(图3的w2)最小化而需要扩大帘布体的宽度(图3的w1)。在此情况下,当宽度大于200毫米(mm)时,在轮胎进行工作的过程中,空气向帘布体内部流入,从而有可能发生性能降低。

在本发明的非充气轮胎中,第一帘布体410与第二帘布体420的宽度可以相同或不相同。可以改变第一帘布体410的宽度与第二帘布体420的宽度来调节结构加强部400的整体刚性。

在本发明的非充气轮胎中,第一帘布体410与第二帘布体420的材料可以相同或不相同。各个帘布体可以由选自聚酰胺纤维、聚酯纤维、人造丝纤维、芳纶纤维、玻璃纤维及碳纤维中的一种以上的材料形成。由此,可以调节结构加强部400的整体刚性。

图4A、图4B为示出不具有结构加强部的非充气轮胎和本发明实施例的静特性性能评价中的一个的变形的程度的表。图4A示出不具有结构加强部的非充气轮胎的变形程度,图4B为示出本发明实施例的变形程度。

如图4A、图4B所示,可以确认与图4A的变形程度相比,图4B的变形程度与充气轮胎的变形程度的形态更为类似。由此,与不具有结构加强部的非充气轮胎相比,具有结构加强部的非充气轮胎可具有与充气轮胎类似的性能,因此,与不具有结构加强部的非充气轮胎相比,具有结构加强部的非充气轮胎的乘车感更为优秀。

实施例1

结构加强部400可呈如下的形状,即,由多个金属线形成的第一帘布体410与由多个金属线形成的第二帘布体420相互形成层,第一帘布体410卷绕第二帘布体420的形状,可将PET1000D/2作为材料,帘布体的宽度(图3的w1)可以为100毫米(mm)。并且,第一帘布体410与第二帘布体420可以沿着相反方向形成60度,帘布体的间隔(图3的w2)可以为25.4EPI。

比较例2

在结构加强部400中,由多个金属线形成的第二帘布体420可以与中心体430的上部侧相结合,第二帘布体420的上部侧可以与第一帘布体410相结合。并且,第一帘布体410和第二帘布体420可将PET1000D/2作为材料,第一帘布体410和第二帘布体420的宽度(图3的w1)可以为100毫米(mm)。并且,第一帘布体410与第二帘布体420可以沿着相反方向形成60度,帘布体的间隔(图3的w2)可以为25.4EPI。

比较例1

未向胎面部内插入结构加强部的非充气轮胎。

[表1]

表1为本发明一实施例的非充气轮胎内有无适用结构加强部400和结构加强部400的结构的实验数据表。比较例1为未向胎面部300的内部插入结构加强部400的例,在比较例2中,向胎面部300的内部插入结构加强部400,但是,结构加强部400的形态被裁剪成规定宽度的100mm之后形成2个帘布体,中心体430的上部侧与第二帘布体420相结合,第二帘布体420的上部侧与第一帘布体410相结合,实施例1为本发明的例,第一帘布体410和第二帘布体420的宽度为100mm。在比较例2和实施例1中,各个帘布体的材料为相同的PET 1000D/2。并且,比较例2的帘布体和实施例1的帘布体的间隔(图3的w2)也为相同的25.4EPI。

如表1所示,在高速耐久实验中,在比较例1中,在4小时之后可以确认胎面部300与辐条部200的界面剥离,在比较例2中,在7小时之后可以确认由帘布体形成的带的末端被剥离。在实施例1中,在9小时后可以确认辐条部200发生裂痕。因此,与辐条部200的比较例1、比较例2相比,在实施例1中可以确认具有得到提高的制动性能和高速耐久性。

并且,如表1所示,当以100为基准设定比较例1的制动性能水平时,在比较例2的情况下,制动性能的数值为104,在实施例1的情况下,制动性能的数值为105。因此,在比较例1、比较例2及实施例1中,实施例1的制动性能最优秀。

而且,如表1所示,当以100为基准设定位于从比较例1的地面至轮圈部100的最短距离的辐条部200的变形量时,在比较例2的情况下,辐条部200的变形程度的数值为83,在实施例1的情况下,辐条部200的变形程度的数值为82。因此,在比较例1、比较例2及实施例1中,表1的实施例1的辐条部200的变形程度最小。辐条部200的变形程度越小,在行驶中,振动或噪音越减少,因此,与比较例1和比较例2相比,实施例1的乘车感及其他部件的耐疲劳性优秀。

上述本发明的说明仅是例示,本发明所属技术领域的普通技术人员在不变更本发明的技术思想或必要特征的情况下可以轻松变形成其他具体形态。因此,以上记述的实施例在所有方面均是例示性实施例,而并非用于限定本发明。例如,以单一型说明的各个结构要素可以分散实施,同样,分散说明的结构要素可以结合实施。

本发明的范围通过前述的发明要求保护范围呈现,发明要求保护范围内的含义、范围及从其等同概念导出的所有变更或变形的形态均属于本发明的范围。

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