「無空氣輪胎」專利分析

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來源：IP創(chuàng)新贏（ID：IP2win）

作者：曹寅秋  審協北京中心醫(yī)藥部

原標題：爆胎？再也不會了！【IP創(chuàng)新贏】

為了解決扎胎、爆胎的問題，科研人員早就將改變輪胎結構、實現輪胎無氣化作為重要的研究方向，多種類似的輪胎產品已經問世，甚至投入使用。小贏今天就為大家盤點一下我們現在能遇到的“無空氣”輪胎。

說到輪胎，你條件反射般的會想到那黑色的橡膠“轱轆”吧？但是，它的出現，恐怕要顛覆你對“輪胎”的認知了！

你一定會懷疑，上圖這個既看不到輪輞和輪轂，又布滿奇異的蜂窩狀表面結構的圓盤是輪胎？這也能上路？

沒錯，這正是著名輪胎制造商米其林，于2017年6月發(fā)布的Vision概念輪胎。它通過3D打印形成復雜的立體鏤空支撐結構，無需充氣。完全避免了漏氣、爆胎等隱患。

憑借前衛(wèi)、智能的設計理念，無空氣輪胎位列《時代》周刊評選的2017年度25項最佳發(fā)明之一。（小贏注：《時代》好像對輪胎情有獨鐘，去年的一款固特異球形輪胎入選2016年度最佳發(fā)明，小贏曾經深度解析過，點這里回顧。）

“Vision”的設計團隊發(fā)現，車主們希望自己的輪胎能夠適應多種路況、而且能夠更長時間的使用。因此，在Vision設計理念中，第一個關鍵詞叫“以人為中心”。

設計師Mostapha El Oulhani

第二個關鍵詞則是“仿生”。為了實現預想的功能，設計師團隊嘗試在大自然中尋找靈感，珊瑚的結構和生長過程引起了他們的興趣。首席設計師El Oulhani表示“仿生學能指導我們更好地理解大自然如何產生輕盈和耐用的結構”。

基于這樣的設計理念，最終呈現在人們的眼前的“Vision”是一款怎樣的產品呢？

它內部通電，并嵌置集成傳感器，駕駛員可以通過傳感器收集的信息實時了解輪胎磨損狀況。

冷固化3D技術使得胎面花紋能夠快速被重新打印，車主只要坐在車內進行簡單操作，就能獲知輪胎當前狀態(tài)，并對胎面進行翻新，也可以使用配套的預設程序，預約變換適應諸如雪地等不同路況的胎面。

理論上來說，這樣的輪胎在汽車的整個使用生涯中都無需更換。

當然，它畢竟還是一款概念產品，需要多項尖端科技支撐。米其林估計，大概需要20年時間，這款輪胎就能投入使用了。

雖然在短時間內還不能見到米其林這款未來感十足的產品，但無空氣輪胎已不是第一次登上歷史舞臺。為了解決扎胎、爆胎的問題，科研人員早就將改變輪胎結構、實現輪胎無氣化作為重要的研究方向，多種類似的輪胎產品已經問世，甚至投入使用。

小贏這就為大家盤點一下我們現在能遇到的“無空氣”輪胎。

米其林：Tweel

早在2005年，米其林就展出了名為Tweel的無空氣輪胎概念產品，隨后還將其配備在奧迪A4車型上進行展示。

外觀上看，Tweel有點像老式的木輪馬車車輪，它沒有鼓脹的充氣胎，而是采用一體式的彈性耐磨車輪，內部設置數十根彈性支撐車輻。由于車輪中沒有氣體，所以它不會爆胎，在越障時輪胎可發(fā)生形變，有效吸收沖擊力，一體式結構使得胎面被尖銳物刺穿后也能夠繼續(xù)行駛。

米其林的授權專利申請CN104302488B中詳細描述了這種輪胎的構造

Tweel從根本上解決了胎內充氣導致的一系列問題，安全性高、結構簡單、容易制造，被認為是繼子午線輪胎后，再次引發(fā)汽車產業(yè)深刻變革的輪胎產品。歷經近十年的研究，米其林終于在2014底年宣布Tweel進入小批量試產，不過也表示會率先應用在工業(yè)而非商用車輛上。

固特異：TurfCommand

早于米其林公司，輪胎業(yè)界巨頭固特異針對無空氣輪胎技術的研發(fā)可追溯至20世紀70年代，那時它曾參與美國國家航空航天局阿波羅月球車的輪胎設計項目。

美國公布的阿波羅月球車車型之一，該款車的輪胎采用鋼絲編制而成，不需充氣。

2017年9月，固特異推出了專用于割草機的免充氣輪胎TurfCommand，配備該種輪胎的機型預計2018年就可購買到。

固特異的TurfCommand與米其林Tweel整體上比較相似，內部采用網狀輪輻，支撐性更強；合成橡膠材質兼具剛性與柔韌度，胎面更寬，花紋深厚，能夠有效保護草坪。

普利司通：Air Free Concept

著名輪胎生產商普利司通（Brigestone）也不甘落后，早在2011年就推出了Air Free Concept無空氣概念輪胎，目標用于個人代步車輛使用。

與前兩款無空氣輪胎相比，這款產品最大特點是裝配了2組輻條，它們以彼此相對的方向組配，另外胎面的剛性也有所增加，因此不必扭曲輻條，輪胎本身也能形成有效的支撐、屈撓。

不過這款產品被認為存在安全隱患，那就是一旦有石塊或其它雜物卷入輻條又不能落出，將會導致輪胎失衡。

普利司通公司的發(fā)明專利申請CN104736355A中記載了該種輪胎及車輪的組成

經過數年研究之后，普利司通發(fā)布了改良版Air Free Concept——自行車專用無空氣輪胎，可以看出，為了解決避免雜物卷入的問題，普利司通最終還是采用了與米其林、固特異類似的單方向輻條排列方式。

2017年4-6月，首次實裝這款無空氣輪胎的自行車在日本福岡、橫濱兩地提供試乘，目標于2019年正式對外發(fā)售。

北極星：越野輪胎

看好無空氣輪胎的可不只是輪胎生廠商，一些汽車品牌也開始自行研究此類產品。

沃爾沃（Volvo）汽車的子品牌北極星（Polaris）以偏小眾的全地形汽車、摩托車而聞名，該品牌2015年宣布發(fā)售一款采用非充氣越野輪胎的全地形車，外形酷炫到沒朋友，起售價14999美元。

北極星公司的發(fā)明專利申請CN104995036A中記載了這款車應用的無空氣輪胎產品

這也是無空氣輪胎首次實際應用在大眾使用的休閑車上。在此之前，無空氣輪胎的研制主要由軍需（包括航天）推動，實際上北極星的此款車型正是受美國軍用全地形車MV850啟發(fā)研制的，該車型就配備了北極星的無空氣輪胎。

通伊歐：noair

無空氣輪胎目前難以攻克的缺陷之一就是滾動阻力比傳統的充氣輪胎要大很多，因而難以適應高速行駛，另外噪音也比較大，因此現有產品多用于工業(yè)或特殊用途車輛，以及速度較慢的自行車中，很難普及到一般商用車型。

不過，2017年9月，日本的輪胎制造商通伊歐（TOYO，原東洋）發(fā)布了其最新研發(fā)的名為“noair”的免充氣輪胎。通伊歐表示，以前的無空氣輪胎只能以中等速度運行，但裝載noair的車輛能夠以每小時120公里的高速度行駛。

更為重要的是，noair主要面向普通轎車使用。它的胎面使用橡膠材料，胎體和輪輞采用碳纖維復合材料，輪胎內部雙向配備高性能樹脂材料制成的輪輻，可以分散輪胎的接地應力，降低阻力，噪音也相應減少，達到與普通充氣輪胎相近的水平。

結  語

看了多這么多產品，小贏發(fā)現無空氣輪胎的研究和面世就集中在最近幾年，尤其在剛剛過去的2017年呈現出井噴態(tài)勢，可見無氣化已經成為輪胎產品的重要發(fā)展方向。米其林的Vision Concept輪胎產品能夠得到青睞、被列為年度最佳發(fā)明之一也是順應了時代趨勢。

相信在不遠的未來，無空氣輪胎能夠得到更為普遍、廣泛的應用，極大改變我們的生活，讓日常行駛、生產生活更加安全舒適。

來源：IP創(chuàng)新贏（ID：IP2win）

作者：曹寅秋  審協北京中心醫(yī)藥部

編輯：IPRdaily趙珍          校對：IPRdaily縱橫君

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