CN108146156A - 空气维持轮胎和阀组件以及方法 - Google Patents

Abstract

一种空气维持轮胎组件包括：轮胎，其具有由延伸到轮胎胎面区域的第一和第二侧壁界定的轮胎腔体；附接到从轮辋突出的细长阀杆的压力控制组件，压力控制组件在轮胎腔体外部，细长阀杆从轮胎腔体向外突出并且可操作以准许经增压空气通过压力控制组件进入到轮胎腔体中，第一侧壁中具有环形侧壁空气通路，其可操作定位成响应于从滚动轮胎印迹引入到第一侧壁中的弯曲应变而逐段压缩，从而沿着环形空气通路逐段推动空气；接合环形空气通路的两端的管壳体；以及从管壳体延伸到压力控制组件的连接管，当轮胎在地面上滚动时，连接管可操作以循序地引导沿着空气通路推动的空气首先进入到管壳体、压力控制组件中，并且然后进入到细长阀杆中。

Description

空气维持轮胎和阀组件以及方法

技术领域

本发明大体涉及空气维持轮胎，并且更具体来说，涉及一种将空气泵送机构并入到轮胎中以用于维持轮胎空气压力的轮胎组件。

背景技术

正常空气扩散随着时间使轮胎压力减小。轮胎的自然状态是充气不足状态。因此，驾驶员必须重复地动作以维持轮胎压力，否则将招致降低的燃料经济性、轮胎寿命以及降低的车辆制动和操纵性能。已经提出轮胎压力监视系统来当轮胎压力显著低时警告驾驶员。然而，此类系统仍然依赖于驾驶员当被警告时采取补救动作以将轮胎重新充气到所推荐压力。因此，期望在轮胎内并入空气维持特征，其将自维持轮胎空气压力以便补偿轮胎压力随时间的任何减小而无需驾驶员干预。

发明内容

一种根据本发明的空气维持轮胎组件包括：轮胎，其具有由延伸到轮胎胎面区域的第一和第二侧壁界定的轮胎腔体；附接到从轮辋突出的细长阀杆的压力控制组件，所述压力控制组件在所述轮胎腔体外部，所述细长阀杆从所述轮胎腔体向外突出并且可操作以准许经增压空气通过所述压力控制组件进入到所述轮胎腔体中，所述第一侧壁中具有环形侧壁空气通路，其可操作地定位成响应于从滚动轮胎印迹引入到所述第一侧壁中的弯曲应变而逐段压缩，从而沿着所述环形空气通路逐段推动（force）空气；接合所述环形空气通路的两端的管壳体；以及从所述管壳体延伸到所述压力控制组件的连接管，当所述轮胎在地面上滚动时，所述连接管可操作以循序地引导沿着所述空气通路推动的空气首先进入到所述管壳体、所述压力控制组件中，并且然后进入到所述细长阀杆中。

根据该轮胎组件的另一方面，所述管壳体包括限定内部室的多个平面型侧面。

根据该轮胎组件的又一方面，所述内部室由所述管壳体的内部壁分叉以限定第一内部室和第二内部室。

根据该轮胎组件的再一方面，所述第一内部室通过所述细长阀杆和多孔过滤器部件接收环境空气并将所述环境空气引导到所述环形空气通路的一端中。

根据该轮胎组件的又一方面，所述第二内部室从所述环形空气通路的第二端接收经增压空气。

根据该轮胎组件的再一方面，所述第二内部室通过所述连接管、所述压力控制组件和所述细长阀杆将空气引导到所述轮胎腔体。

根据该轮胎组件的又一方面，所述压力控制组件包括用于将所述阀壳体中的压力释放到高于所设置压力的安全阀。

根据该轮胎组件的再一方面，所述连接管与所述空气通路和所述阀杆以空气流连通方式联接。

根据该轮胎组件的又一方面，包括用于启用和停用经增压空气从所述空气通路进入到所述连接管中的流动的第一阀。

根据该轮胎组件的再一方面，所述第一阀包括容纳在所述管壳体内的单向阀。

一种根据本发明的方法维持轮胎内的空气。该方法包括以下步骤：在侧壁内定位环形空气通路，所述轮胎具有从轮胎腔体向外突出的细长阀杆；将所述环形空气通路定位成响应于从所述轮胎的滚动轮胎印迹引入到侧壁中的弯曲应变而逐段压缩，从而沿着所述环形空气通路逐段推动空气；以及使连接管在连接所述环形空气通路的两端的管壳体与螺纹附接到所述阀杆的压力控制组件之间延伸，当所述轮胎在地面上滚动时，所述连接管和管壳体可操作以循序地引导沿着所述环形空气通路推动的空气首先进入到所述压力控制组件中，并且然后进入到所述阀杆和轮胎腔体中。

根据该方法的另一方面，进一步步骤将环形空气通路作为空气管布置在形成在侧壁内的凹槽内。

根据该方法的又一方面，进一步步骤定位第一阀和定位第二阀，所述第一阀可操作以启用并停用经增压空气从所述管壳体进入到所述连接管中的流动，所述第二阀可操作以启用并停用经增压空气从所述第二阀进入到所述轮胎腔体中的流动。

根据该方法的再一方面，进一步步骤按大致环形构造布置空气管和侧壁凹槽并且接近于阀杆将管壳体定位在侧壁内。

根据该方法的又一方面，进一步步骤借助多个平面型侧面限定管壳体的内部室。

根据该方法的再一方面，进一步步骤借助管壳体的内部壁分叉内部室并且限定第一内部室和第二内部室。

根据该方法的又一方面，进一步步骤通过多孔过滤器部件将环境空气接收到第一内部室中并且将环境空气引导到环形空气通路的一端中。

根据该方法的再一方面，进一步步骤从环形空气通路的第二端将经增压空气接收到第二内部室中。

根据该方法的又一方面，进一步步骤通过连接管、压力控制组件和细长阀杆将空气引导到所述轮胎腔体。

本发明还提供以下技术方案：

技术方案1：一种空气维持轮胎组件，其包括：

轮胎，其具有由延伸到轮胎胎面区域的第一和第二侧壁界定的轮胎腔体；

压力控制组件，其附接到从轮辋突出的细长阀杆，所述压力控制组件在所述轮胎腔体外部，所述细长阀杆从所述轮胎腔体向外突出并且可操作以准许经增压空气通过所述压力控制组件进入到所述轮胎腔体中，所述第一侧壁中具有环形侧壁空气通路，所述环形侧壁空气通路可操作定位成响应于从滚动轮胎印迹引入到所述第一侧壁中的弯曲应变而逐段压缩，从而沿着所述环形空气通路逐段推动空气；

管壳体，其接合所述环形空气通路的两端；以及

连接管，其从所述管壳体延伸到所述压力控制组件，当所述轮胎在地面上滚动时，所述连接管可操作以循序地引导沿着所述空气通路推动的空气首先进入到所述管壳体、所述压力控制组件中，并且然后进入到所述细长阀杆中。

技术方案2：根据技术方案1所述的空气维持轮胎组件，其中，所述管壳体包括限定内部室的多个平面型侧面。

技术方案3：根据技术方案2所述的空气维持轮胎组件，其中，所述内部室由所述管壳体的内部壁分叉以限定第一内部室和第二内部室。

技术方案4：根据技术方案3所述的空气维持轮胎组件，其中，所述第一内部室通过所述细长阀杆和多孔过滤器部件接收环境空气并将所述环境空气引导到所述环形空气通路的一端中。

技术方案5：根据技术方案4所述的空气维持轮胎组件，其中，所述第二内部室从所述环形空气通路的第二端接收经增压空气。

技术方案6：根据技术方案5所述的空气维持轮胎组件，其中，所述第二内部室通过所述连接管、所述压力控制组件和所述细长阀杆将空气引导到所述轮胎腔体。

技术方案7：根据技术方案1所述的空气维持轮胎组件，其中，所述压力控制组件包括用于将所述阀壳体中的压力释放到高于所设置压力的安全阀。

技术方案8：根据技术方案1所述的空气维持轮胎组件，其中，所述连接管与所述空气通路和所述阀杆以空气流连通方式联接。

技术方案9：根据技术方案1所述的空气维持轮胎组件，其还包括第一阀，所述第一阀用于启用和停用经增压空气从所述空气通路进入到所述连接管中的流动。

技术方案10：根据技术方案9所述的空气维持轮胎组件，其中，所述第一阀包括容纳在所述管壳体内的单向阀。

技术方案11：一种维持轮胎内的空气的方法，其包括以下步骤：

在侧壁内定位环形空气通路，所述轮胎具有从轮胎腔体向外突出的细长阀杆；

将所述环形空气通路定位成响应于从所述轮胎的滚动轮胎印迹引入到侧壁中的弯曲应变而逐段压缩，从而沿着所述环形空气通路逐段推动空气；以及

使连接管在连接所述环形空气通路的两端的管壳体与螺纹附接到所述阀杆的压力控制组件之间延伸，当所述轮胎在地面上滚动时，所述连接管和管壳体可操作以循序地引导沿着所述环形空气通路推动的空气首先进入到所述压力控制组件中，并且然后进入到所述阀杆和轮胎腔体中。

技术方案12：根据技术方案11所述的方法，其还包括以下步骤：

将所述环形空气通路作为空气管布置在形成在所述侧壁内的凹槽内。

技术方案13：根据技术方案12所述的方法，其还包括以下步骤：

定位第一阀，所述第一阀可操作以启用并停用经增压空气从所述管壳体进入到所述连接管中的流动；以及

定位第二阀，所述第二阀可操作以启用并停用经增压空气从所述第二阀进入到所述轮胎腔体中的流动。

技术方案14：根据技术方案13所述的方法，其还包括以下步骤：

按大致环形构造布置所述空气管和所述侧壁凹槽；以及

接近于所述阀杆将所述管壳体定位在所述侧壁内。

技术方案15：根据技术方案11所述的方法，其还包括以下步骤：

借助多个平面型侧面限定所述管壳体的内部室。

技术方案16：根据技术方案15所述的方法，其还包括以下步骤：

借助所述管壳体的内部壁分叉所述内部室；以及

限定第一内部室和第二内部室。

技术方案17：根据技术方案16所述的方法，其还包括以下步骤：

通过多孔过滤器部件将环境空气接收到所述第一内部室中；以及

将所述环境空气引导到所述环形空气通路的一端中。

技术方案18：根据技术方案17所述的方法，其还包括以下步骤：

从所述环形空气通路的第二端将经增压空气接收到所述第二内部室中。

技术方案19：根据技术方案18所述的方法，其还包括以下步骤：

通过所述连接管、所述压力控制组件和所述细长阀杆将空气引导到所述轮胎腔体。

定义

轮胎的“高宽比”意指其截面高度(SH)与其截面宽度(SW)的比乘以百分之百以表示为百分比。

“非对称胎面”意指具有围绕轮胎的中心平面或赤道平面EP不对称的胎面图案的胎面。

“轴向的”和“轴向地”意指平行于轮胎的旋转轴线的线或方向。

“胎圈包布”是围绕轮胎胎圈的外侧放置的窄的材料带，以防止帘线层磨损和被轮辋切割，并且将挠曲分布在轮辋上方。

“周向的”意指垂直于轴向方向沿着环形胎面的表面的周边延伸的线或方向。

“赤道中心平面(CP)”意指垂直于轮胎的旋转轴线并且经过胎面的中心的平面。

“印迹”意指在零速度下并且在标准负载和压力下轮胎胎面与扁平表面的接触区块或接触区域。

“凹槽”意指胎面中的细长空洞区域，其可以以笔直、弯曲或锯齿形方式围绕胎面周向或侧向延伸。周向和侧向延伸的凹槽有时具有共用部分。“凹槽宽度”等于由凹槽或凹槽部分占据的胎面表面积，其宽度被考虑，除以此凹槽或凹槽部分的长度；因此，凹槽宽度是其在其长度上的平均宽度。凹槽在轮胎中可以具有变化深度。凹槽的深度可以围绕胎面的周边变化，或者一个凹槽的深度可以恒定，但是可以不同于轮胎中另一凹槽的深度。如果此类窄或宽凹槽与互连的宽周向凹槽相比具有实质上减小深度，则其被视为形成往往在所涉及胎面区域中维持肋状特征的“连接条（tie bar）”。

“内侧面”意指当轮胎安装在车轮上并且车轮安装在车辆上时最靠近车辆的轮胎的侧面。

“侧向”意指轴向方向。

“侧向边缘”意指当在标准负载和轮胎充气度下测量时与轴向最外侧胎面接触区块或印迹正切的线，这些线平行于赤道中心平面(CP)。

“净接触面积”意指围绕胎面的整个周边的侧向边缘之间的地面接触胎面元件的总面积除以侧向边缘之间的整个胎面的总面积。

“非定向胎面”意指如下胎面：其无优选向前行进方向并且无需在一个或多个特定车轮位置中定位在车辆上以确保胎面图案与优选行进方向对准。相反地，定向胎面图案具有需要特定车轮定位的优选行进方向。

“外侧面”意指当轮胎安装在车轮上并且车轮安装在车辆上时最远离车辆的轮胎的侧面。

“蠕动的”意指借助于沿着管状通道推进所含物质（例如空气）的波浪形收缩操作。

“径向的”和“径向地”意指径向地朝向或远离轮胎的旋转轴线的方向。

“肋部”意指胎面上的周向延伸的橡胶带，其由至少一个周向凹槽以及第二此凹槽或侧向边缘限定，该带未被全深度凹槽侧向分割。

“细缝(sipe)”意指模制到轮胎的胎面元件中的小槽，其细分胎面表面并提高牵引力，与在轮胎的印迹中保持开放的凹槽相反，细缝通常宽度较窄并且在轮胎印迹中闭合。

“胎面元件”或“牵引元件”意指通过具有形状邻近凹槽限定的肋部或块元件。

“胎面弧宽”意指如在胎面的侧向边缘之间测量的胎面的弧长。

附图说明

将通过实例并参考附图描述本发明，其中：

图1是示出供与本发明一起使用的轮胎、管和泵位置的透视图。

图2是图1的轮胎的侧视图。

图3是示出实例性泵子组件的透视图，其中泵管连接到轮胎腔体内的AMT阀杆调节器。

图4是从图3获取的放大局部视图，其示出泵管传输壳体和轮胎腔体内的轮胎AMT阀杆调节器。

图5是根据本发明的实例性过滤器壳体的详细透视图。

具体实施方式

参考图1、图2、图3和图4，实例性轮胎组件10可以包括轮胎12、蠕动泵组件14和轮胎轮辋16。轮胎12可以以常规方式安装到轮辋16。轮胎12可以具有常规构造，具有从相对胎圈区域22, 24（仅示出胎圈区域22）延伸到冠部或轮胎胎面区域26的一对侧壁18, 20（仅示出侧壁18）。轮胎12和轮辋16可以封闭轮胎腔体28。

如从图2和图3所见，蠕动泵组件14可以包括封闭环形通路32的环形空气管30。管30可以由弹性的柔性材料形成，例如能够经受轮胎12的反复变形循环的塑料或橡胶化合物。如此构造，管30的一部分可以在经受外力时在轮胎12内变形成扁平化状态，并且在去除此力时，返回到初始的未扁平化状态。在所示实例中，处于无应力状态中的管30的横截面可以是大致圆形，但是可以采用其它替代的管几何形状。管30可以具有一直径，该直径足以可操作通过足够用于将空气泵送到轮胎腔体28中以使轮胎12维持在优选充气压力下的目的所需体积的空气。

在美国专利第9,272,586中示出和描述在轮胎内并入可变形空气管的蠕动原理，该美国专利以全文引用方式并入本文中。在实例性组件10中，管30可以并入接近轮胎胎圈区域形成在轮胎内的环形轮胎通路内。当轮胎12旋转时，来自轮胎外部的空气可以被准许进入到管30中，并且该空气在轮胎旋转时通过管在轮胎内的逐渐挤压而沿着空气管被泵送。因此，空气被迫进入到出口阀中，并且然后进入到轮胎腔体中，以使轮胎腔体内的空气压力维持在所期望压力水平。

管30可以紧密安装在轮胎中的凹槽内，并且可以在轮胎旋转时循序地扁平化。管30在轮胎12旋转时的逐段扁平化可以操作以沿着空气通路32泵送空气，空气然后被引导到轮胎腔体28中以维持所期望压力水平。在美国专利第8,042,586号中还示出在侧壁凹槽内采用管的蠕动泵送系统，该美国专利以全文引用方式并入本文中。

管30可以连接传输壳体38的管端口上的相对端部34, 36。从传输壳体38到阀杆78的端口68可以连接到细长连接管70的端部72。连接管70的相对端部74可以附接到到轮胎阀杆80的阀杆78。单向止回阀可以安置在阀杆78内，其打开和关闭以准许空气从管30进入到轮胎阀杆80中。

参考图3、图4和图5，泵管30可以为大致环形并且包围接近于轮胎12的胎圈区域的下部轮胎侧壁区域。然而，可以设计用于管30的其它构造。管30的相对端部34, 36可以连接到管传输壳体38。截头锥形管端口可以远离管壳体38渐缩，各自分别具有内部轴向空气通路，其提供进入到管壳体中的空气通道。管端口可向内渐缩到远端部，并且被接纳在管30的端部内以将该管联接到管壳体38。管壳体38可以具有限定矩形传输壳体内部室48的平面型侧面50。内部室48可以被分叉成管传输室56和过滤室58，过滤室58中可以接纳并容纳多孔过滤器部件60。

顶部面板52可以封闭室56, 58。安全阀62可以安装到顶部面板52并且与传输室48连通。单向止回阀可以相邻安全阀62安装到顶部面板52并且与传输室48空气流连通。通孔66的阵列可以延伸穿过布置在传输室48上方的顶部面板52，以有助于环境空气进入到过滤器60中并且然后进入到空气管30中的流入。单向止回阀可以延伸穿过面板52到达到轮胎阀杆80的锥形端口68。

鉴于本文中提供的描述，本发明中的变型是可能的。虽然已经出于阐述本发明的目的示出了某些代表性实施例和细节，但是将对所属领域的技术人员显而易见的是，在不偏离本发明的范围的情况下可以在其中作出各种改变和修改。因此，应理解，可以在所描述的特定实施例中作出改变，其将在如由以下所附权利要求限定的本发明的全部预期范围内。

Claims (10)

1.一种空气维持轮胎组件，其包括：

轮胎，其具有由延伸到轮胎胎面区域的第一和第二侧壁界定的轮胎腔体；

压力控制组件，其附接到从轮辋突出的细长阀杆，所述压力控制组件在所述轮胎腔体外部，所述细长阀杆从所述轮胎腔体向外突出并且可操作以准许经增压空气通过所述压力控制组件进入到所述轮胎腔体中，所述第一侧壁中具有环形侧壁空气通路，所述环形侧壁空气通路可操作定位成响应于从滚动轮胎印迹引入到所述第一侧壁中的弯曲应变而逐段压缩，从而沿着所述环形空气通路逐段推动空气；

管壳体，其接合所述环形空气通路的两端；以及

连接管，其从所述管壳体延伸到所述压力控制组件，当所述轮胎在地面上滚动时，所述连接管可操作以循序地引导沿着所述空气通路推动的空气首先进入到所述管壳体、所述压力控制组件中，并且然后进入到所述细长阀杆中。

2.根据权利要求1所述的空气维持轮胎组件，其中，所述管壳体包括限定内部室的多个平面型侧面。

3.根据权利要求2所述的空气维持轮胎组件，其中，所述内部室由所述管壳体的内部壁分叉以限定第一内部室和第二内部室。

4.根据权利要求3所述的空气维持轮胎组件，其中，所述第一内部室通过所述细长阀杆和多孔过滤器部件接收环境空气并将所述环境空气引导到所述环形空气通路的一端中。

5.根据权利要求4所述的空气维持轮胎组件，其中，所述第二内部室从所述环形空气通路的第二端接收经增压空气。

6.根据权利要求5所述的空气维持轮胎组件，其中，所述第二内部室通过所述连接管、所述压力控制组件和所述细长阀杆将空气引导到所述轮胎腔体。

7.根据权利要求1所述的空气维持轮胎组件，其中，所述压力控制组件包括用于将所述阀壳体中的压力释放到高于所设置压力的安全阀。

8.根据权利要求1所述的空气维持轮胎组件，其中，所述连接管与所述空气通路和所述阀杆以空气流连通方式联接。

9.根据权利要求1所述的空气维持轮胎组件，其还包括第一阀，所述第一阀用于启用和停用经增压空气从所述空气通路进入到所述连接管中的流动。

10.一种维持轮胎内的空气的方法，其包括以下步骤：

在侧壁内定位环形空气通路，所述轮胎具有从轮胎腔体向外突出的细长阀杆；

将所述环形空气通路定位成响应于从所述轮胎的滚动轮胎印迹引入到侧壁中的弯曲应变而逐段压缩，从而沿着所述环形空气通路逐段推动空气；以及

使连接管在连接所述环形空气通路的两端的管壳体与螺纹附接到所述阀杆的压力控制组件之间延伸，当所述轮胎在地面上滚动时，所述连接管和管壳体可操作以循序地引导沿着所述环形空气通路推动的空气首先进入到所述压力控制组件中，并且然后进入到所述阀杆和轮胎腔体中。