一种基于轮毂电机的非充气车轮及其制作方法与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种基于轮毂电机的非充气车轮及其制作方法。


背景技术：

2.为了摆脱爆胎的风险，提升车辆的易维护性，国内外许多轮胎厂商相继推出了基于高性能橡胶、高分子复合材料等弹性材料的非充气轮胎，大多数是基于辐板状和蜂窝状的弹性拓扑支撑结构，如米其林公司推出的tweel和uptis、固特异公司推出的turfcommand等。非充气轮胎在特殊用途的车辆(如全地形车、装卸叉车等)上得到了率先应用。但这些都是基于传统内燃机驱动的车辆，且行驶速度不高，在高速电驱动车辆，尤其是高速电驱动车轮装置上，还极少见到非充气轮胎的应用。
3.尤其，轮毂电机的生热情况尤其严重，而非充气轮胎的对高温及其敏感，现有的轮毂电机直接装配非充气轮胎，会导致轮毂电机的热量将非充气轮胎的不同粘接面之间的强度降低，从而导致安全隐患的存在，如申请号为202010200417.8的专利，就存在直接将轮毂电机与非充气轮胎紧密结合的情况，轮毂电机的高温很容易传递到非充气轮胎，引起安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种基于轮毂电机的非充气车轮，以解决现有技术中轮毂电机高温引起非充气轮胎的问题。
5.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种基于轮毂电机的非充气车轮，包括：非充气轮胎，所述非充气轮胎为环形，所述非充气轮胎的中部具有容纳空间；轮毂电机，所述轮毂电机位于所述容纳空间内；连接部，所述连接部的第一端与所述非充气轮胎相连接，所述连接部的第二端与所述轮毂电机的外壳相连接；其中，所述非充气轮胎的内周面与所述轮毂电机的外周面具有隔离间隙，以将轮毂电机产生的热量与所述非充气轮胎的内周面隔离。
6.进一步地，所述非充气轮胎包括：胎面结构，所述胎面结构的内部含有多层帘布层；弹性体辐条，所述弹性体辐条的第一端附着于所述胎面结构的内周面；刚性环，所述弹性体辐条的第二端附着于所述刚性环的外周面，所述刚性环的内周面与所述轮毂电机的外周面具有隔离间隙，其中，所述连接部与所述刚性环的一侧相连接，所述轮毂电机通过连接所述刚性环并利用所述弹性体辐条悬挂于所述胎面结构的内部。
7.进一步地，多层所述帘布层之间设置有剪切带，多层所述帘布层均为环形，所述剪切带也为环形，所述剪切带被相邻的两个所述帘布层夹在中间，所述轮毂电机及车体载荷通过连接部和刚性环拉拽胎面结构形变，以使相邻所述帘布层发生不同的形变，并使相邻所述帘布层对所述剪切带进行剪切作用，利用所述剪切带的抗变形性，以使所述胎面结构承载所述载荷，所述剪切带的100％定伸应力为k，k≥5mpa。
8.进一步地，所述连接部与所述刚性环一体成型，或者，所述连接部与所述刚性环可拆卸地相连接；所述连接部为圆形，所述连接部的外缘设置有多个第一连接孔，用于与所述刚性环相连接，所述连接部的中心处设置有多个第二连接孔，用于与所述轮毂电机上设置有多个安装孔相互配合连接。
9.进一步地，所述基于轮毂电机的非充气车轮还包括：隔离层，所述隔离层设置于所述隔离间隙内，所述隔离层为隔热材料和/或隔热结构。
10.进一步地，所述基于轮毂电机的非充气车轮还包括：隔离层，所述隔离层设置于所述隔离间隙内，所述隔离层与所述轮毂电机的外周面相连接，或者，所述隔离层与所述非充气轮胎的内周面相连接。
11.进一步地，所述隔离层为玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐中的至少一种。
12.进一步地，所述隔离层为蜂窝状。
13.进一步地，所述连接部的所述第一连接孔和所述第二连接孔之间开设有隔热孔。
14.根据本发明的另一方面，提供了一种基于轮毂电机的非充气车轮的制作方法，其特征在于，所述非充气车轮的制作方法包括：将所述胎面结构和所述刚性环同心放入塑胶模具的预设位置，向所述塑胶模具填充塑胶弹性体，并形成所述弹性体辐条，以使所述弹性体辐条和所述胎面结构及轮毂形成一体，其中，所述塑胶模具的填充方式包括浇注工艺或者注塑工艺或者挤出工艺，所述胎面结构和所述刚性环在放入塑胶模具之前，所述胎面结构的内表面进行打磨喷砂并涂抹橡塑粘合剂，所述环形的外表面进行打磨喷砂并涂抹橡塑粘合剂。
15.应用本发明的技术方案，通过将非充气轮胎的内周面与轮毂电机的外周面之间设置隔离间隙，以将轮毂电机产生的热量与非充气轮胎的内周面隔离。通过在轮毂电机外圈和非充气轮胎内圈设置隔离间隙，以使轮毂电机产生的热量不能传递到非充气轮胎的内周面上，进而保护非充气轮胎的粘接层。
附图说明
16.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
17.图1示出了根据本发明的基于轮毂电机的非充气车轮的实施例的结构示意图；
18.图2示出了根据本发明的基于轮毂电机的非充气车轮的实施例的剖视结构示意图；
19.图3示出了根据本发明的基于轮毂电机的非充气车轮的实施例的爆炸结构示意图。
20.其中，上述附图包括以下附图标记：
21.10、非充气轮胎；11、胎面结构；111、帘布层；112、剪切带；12、弹性体辐条；13、刚性环；
22.20、轮毂电机；
23.30、连接部；
24.40、隔离间隙。
具体实施方式
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
26.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
27.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
28.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
29.现在，将参照附图更详细地描述根据本技术的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本技术的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
30.结合图1至图3所示，根据本发明的实施例，提供了一种基于轮毂电机的非充气车轮，其特征在于，包括：非充气轮胎10、轮毂电机20和连接部30，所述非充气轮胎10为环形，所述非充气轮胎10的中部具有容纳空间，所述轮毂电机20位于所述容纳空间内，所述连接部30的第一端与所述非充气轮胎10相连接，所述连接部30的第二端与所述轮毂电机20的外壳相连接；其中，所述非充气轮胎10的内周面与所述轮毂电机20的外周面具有隔离间隙40，以将轮毂电机20产生的热量与所述非充气轮胎10的内周面隔离。通过在轮毂电机20外圈和非充气轮胎10内圈设置隔离间隙40，以使轮毂电机20产生的热量不能传递到非充气轮胎10的内周面上，进而保护非充气轮胎10的粘接层。
31.非充气轮胎10的薄弱点在于胎面结构11与弹性体辐条12的粘接面，以及弹性体辐条12与刚性环13的粘接面，特别在高温下，粘接面的粘接强度会迅速下降，为了保护粘接强度，必须将轮毂电机20产生的热量隔离开来。
32.现有技术中，使用轮毂电机会大大增加簧下质量，遇到颠簸路况时悬架的响应会变慢，而正常的转向也会因为簧下质量的增加而变得迟钝，因此，在本实施例中，所述非充气轮胎10包括：胎面结构11、弹性体辐条12和刚性环13，所述胎面结构11的内部含有骨架层，胎面结构11为硫化熟的橡胶胎面，橡胶胎面里预埋了钢丝帘布、尼龙帘布、聚酯帘布等线体层，通过，所述弹性体辐条12的第一端附着于所述胎面结构11的内部，所述弹性体辐条12的第二端附着于所述刚性环13的外部，所述刚性环13的内表面与所述轮毂电机20的外周面具有隔离间隙40，其中，所述连接部30与所述刚性环13的侧面相连接。其中，刚性环13可以为金属制成，如铝合金、钢等模压或者机加工，另外，刚性环13还可以为高强度高分子材料，如超高分子聚乙烯，通过设置在非充气车轮上设置刚性环13，以使得非充气轮胎10在刚性环13的基础上成型，并通过刚性环13与连接部30进一步相连接。通过使用本技术的非充气轮胎10，轮毂电机及车体的重量通过胎面结构11的形变以及弹性体辐条12的形变，可以替代悬架的功能，取消车辆悬架或者降低悬架减振灵敏度，而通过非充气轮胎的形变实现减振功能，这样会提高使用轮毂电机的转向灵敏度，并且通过取消悬架还降低了成本。通过将非充气轮胎10的胎面结构11做的挺性刚性十足，轮毂电机通过刚性环13和连接部30将其悬挂在胎面里面，该种方式将传统车辆的悬架减振功能，外移到了非充气轮胎的弹性体辐条12的形变上，极大的促进了轮毂电机在车辆上的适配性。
33.所述连接部30与所述刚性环13的一侧相连接，所述轮毂电机20通过连接所述刚性环13并利用所述弹性体辐条12悬挂于所述胎面结构11的内部。
34.如图2所示，多层所述帘布层111之间设置有剪切带112，多层所述帘布层111均为环形，所述剪切带112也为环形，所述剪切带112被相邻的两个所述帘布层111夹在中间，所述轮毂电机及车体载荷通过连接部30和刚性环13拉拽胎面结构11形变，以使相邻所述帘布层111发生不同的形变，并使相邻所述帘布层111对所述剪切带112进行剪切作用，利用所述剪切带112的抗变形性，以使所述胎面结构11承载所述载荷，所述剪切带112的100％定伸应力为k，k≥5mpa。剪切带112的材料可以为橡胶、聚氨酯、橡塑混合体等弹性体，但是这些弹性体必须满足材料特性，其100％定伸应力为k，k≥5mpa，且硬度最好高于邵氏硬度82度，才能起到有效的抗变形性进而起到支撑作用。
35.在本实施例中，所述连接部30与所述刚性环13一体成型，或者，所述连接部30与所述刚性环13可拆卸地相连接。一体成型使得刚性环13和连接部30通过机加工或者冲压或者浇注等工艺一体成型，提高了工作效率，而连接部30与所述刚性环13可拆卸地相连接，使得非充气轮胎10的体积减小，便于弹性体进行成型工艺时的制造，且便于损坏时的更换降低成本。
36.在本实施例中，如图3所示，所述连接部30为圆形，所述连接部30的外缘设置有多个第一连接孔，用于与所述刚性环13相连接，所述连接部30的中心处设置有多个第二连接孔，用于与所述轮毂电机20上设置有多个安装孔相互配合连接。当然，刚性环13上也预留了与第一连接孔相匹配的安装孔，通过设置第一连接孔、第二连接孔以及刚性环13的安装孔和轮毂电机20上的安装孔相配合，以使得多个部件紧密连接。
37.进一步地，所述基于轮毂电机的非充气车轮还包括：隔离层，所述隔离层设置于所述隔离间隙40内，所述隔离层为隔热材料，隔热材料为为玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐中的至少一种，隔热结构蜂窝状等多孔状结构。通过设置隔离层，进一步可以将轮毂电机的热量
进行隔离。
38.在本实施例中，所述基于轮毂电机的非充气车轮还包括：隔离层，所述隔离层设置于所述隔离间隙40内，所述隔离层与所述轮毂电机20的外周面相连接，或者，所述隔离层与所述非充气轮胎10的内周面相连接。隔离层可以通过电镀或者喷涂的形式涂置于轮毂电机20的外壳，或者刚性环13的内周面，优选地，隔离层涂在刚性环13的内周面，其中，隔离层可以为隔热涂料是集反射、辐射与一体的新型隔热涂料，采用添加超细微孔材料、中空玻璃或陶瓷微珠的隔热涂料能对400nm
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2500nm范围的太阳红外线进行高反射，不让太阳的热量在物体表面进行累积升温，又能自动进行热量辐射散热降温，把物体表面的热量辐射到太空中去,降低物体的温度，即使在阴天和夜晚涂料也能辐射热量降低温度,同时在涂料中放入导热系数极低的空心微珠隔绝热能的传递，即使在大气温度很高时也能隔住外部热量向物体内部传导，三大功效保证了涂刷涂料的物体降温，确保了物体内部空间能保持持久恒温的状态。在阳光强烈时，隔热涂料可以降低物体表面温度10-15℃左右，阴天和夜晚可以降温在3℃以上或是降低到和大气温度一致。涂料对于涂刷细小的裂纹的物体有很好性、自洁性能好，所以常温降温涂料是高效降温、薄层、装饰、自洁、防水、防潮、防紫外线老化、耐酸碱、防腐于一体的新型常温降温节能长寿命涂料。
39.进一步地，所述连接部30的所述第一连接孔和所述第二连接孔之间开设有隔热减重孔。所述连接部30包括内环和外环，外环上设置有第一连接孔，内环上设置有第二连接孔，外环和内环上设置有多个支撑杆，多个支撑杆之间有间隙，间隙用于隔热和减重。
40.根据本发明的另一方面，提供了一种基于轮毂电机的非充气车轮的制作方法，将所述预线制作好的胎面结构11和所述刚性环13同心地放入塑胶模具的预设位置，向所述塑胶模具填充塑胶弹性体，并形成所述弹性体辐条12，以使所述弹性体辐条12和所述胎面结构及轮毂形成一体，其中，所述塑胶模具的填充方式包括浇注工艺或者注塑工艺或者挤出工艺，所述胎面结构11和所述刚性环13在放入塑胶模具之前，所述胎面结构11的内表面进行打磨喷砂并涂抹橡塑粘合剂，所述环形的外表面进行打磨喷砂并涂抹橡塑粘合剂。
41.需要说明的是，塑胶模具是一种用于压塑、挤塑、注射、吹塑和低发泡成型的组合式模具的简称。模具凸、凹模及辅助成型系统的协调变化，可以加工出不同形状、不同尺寸的一系列塑件。
42.除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本技术概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
43.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
44.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于轮毂电机的非充气车轮，其特征在于，包括：非充气轮胎(10)，所述非充气轮胎(10)为环形，所述非充气轮胎(10)的中部具有容纳空间；轮毂电机(20)，所述轮毂电机(20)位于所述容纳空间内；连接部(30)，所述连接部(30)的第一端与所述非充气轮胎(10)相连接，所述连接部(30)的第二端与所述轮毂电机(20)的外壳相连接；其中，所述非充气轮胎(10)的内周面与所述轮毂电机(20)的外周面具有隔离间隙(40)，以将轮毂电机(20)产生的热量与所述非充气轮胎(10)的内周面隔离。2.根据权利要求1所述的基于轮毂电机的非充气车轮，其特征在于，所述非充气轮胎(10)包括：胎面结构(11)，所述胎面结构(11)的内部含有多层帘布层(111)；弹性体辐条(12)，所述弹性体辐条(12)的第一端附着于所述胎面结构(11)的内周面；刚性环(13)，所述弹性体辐条(12)的第二端附着于所述刚性环(13)的外周面，所述刚性环(13)位于所述胎面结构(11)的内部，所述刚性环(13)的内周面与所述轮毂电机(20)的外周面具有隔离间隙(40)，其中，所述连接部(30)与所述刚性环(13)的一侧相连接，所述轮毂电机(20)通过连接所述刚性环(13)并利用所述弹性体辐条(12)悬挂于所述胎面结构(11)的内部。3.根据权利要求2所述的基于轮毂电机的非充气车轮，其特征在于，所述胎面结构(11)的多层所述帘布层(111)之间设置有剪切带(112)，多层所述帘布层(111)均为环形，所述剪切带(112)也为环形，所述剪切带(112)被相邻的两个所述帘布层(111)夹在中间，所述轮毂电机及车体载荷通过连接部(30)和刚性环(13)拉拽胎面结构(11)形变，以使相邻所述帘布层(111)发生不同的形变，并使相邻所述帘布层(111)对所述剪切带(112)进行剪切作用，利用所述剪切带(112)的抗变形性，以使所述胎面结构(11)承载所述载荷，所述剪切带(112)的100％定伸应力为k，k≥5mpa。4.根据权利要求2所述的基于轮毂电机的非充气车轮，其特征在于，所述连接部(30)与所述刚性环(13)一体成型，或者，所述连接部(30)与所述刚性环(13)可拆卸地相连接；所述连接部(30)为圆形，所述连接部(30)的外缘设置有多个第一连接孔，用于与所述刚性环(13)相连接，所述连接部(30)的中心处设置有多个第二连接孔，用于与所述轮毂电机(20)上设置有多个安装孔相互配合连接。5.根据权利要求2所述的基于轮毂电机的非充气车轮，其特征在于，所述基于轮毂电机的非充气车轮还包括：隔离层，所述隔离层设置于所述隔离间隙(40)内，所述隔离层为隔热材料和/或隔热结构；所述隔离层与所述轮毂电机(20)的外周面相连接，或者，所述隔离层与所述非充气轮胎(10)的内周面相连接。6.根据权利要求5所述的基于轮毂电机的非充气车轮，其特征在于，所述隔离层为玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐中的至少一种。7.根据权利要求6所述的基于轮毂电机的非充气车轮，其特征在于，所述隔离层为蜂窝状。8.根据权利要求4所述的基于轮毂电机的非充气车轮，其特征在于，所述连接部(30)的
所述第一连接孔和所述第二连接孔之间开设有隔热减重孔。9.一种基于轮毂电机的非充气车轮的制作方法，其特征在于，所述非充气车轮为如权利要求2至8中任一项所述的非充气车轮，所述非充气车轮的制作方法包括：将所述胎面结构(11)和所述刚性环(13)同心放入塑胶模具的预设位置，向所述塑胶模具填充塑胶弹性体，并形成所述弹性体辐条(12)，以使所述弹性体辐条(12)和所述胎面结构(11)及轮毂形成一体，其中，所述塑胶模具的填充方式包括浇注工艺或者注塑工艺或者挤出工艺，所述胎面结构(11)和所述刚性环(13)在放入塑胶模具之前，所述胎面结构(11)的内表面进行打磨喷砂并涂抹橡塑粘合剂，所述环形的外表面进行打磨喷砂并涂抹橡塑粘合剂。

技术总结
本发明提供了一种基于轮毂电机的非充气车轮及其制作方法，通过将非充气轮胎的内周面与轮毂电机的外周面之间设置隔离间隙，以将轮毂电机产生的热量与非充气轮胎的内周面隔离。通过在轮毂电机外圈和非充气轮胎内圈设置隔离间隙，以使轮毂电机产生的热量不能传递到非充气轮胎的内周面上，进而保护非充气轮胎的粘接层，提高非充气轮胎的使用寿命及降低行驶的安全隐患。安全隐患。安全隐患。


技术研发人员：刘卫东 周申 李秀娟 张雅双 杜小龙 王琛
受保护的技术使用者：费曼科技（青岛）有限公司
技术研发日：2023.04.23
技术公布日：2023/6/27