專利名稱：用于自行充氣輪胎的泵和致動(dòng)器組件的制作方法
用于自行充氣輪胎的泵和致動(dòng)器組件技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明總體涉及自行充氣輪胎，并且更具體地，本發(fā)明涉及一種具有一體式空氣泵送系統(tǒng)的自行充氣輪胎。
背景技術(shù)：
正常的空氣擴(kuò)散隨著時(shí)間的推移會(huì)降低輪胎壓力。輪胎的自然狀態(tài)是處于充氣狀態(tài)。因此，駕駛員必須反復(fù)動(dòng)作以保持輪胎壓力否則駕駛員們將會(huì)注意到燃料經(jīng)濟(jì)性、輪胎壽命、車輛制動(dòng)和操控性能下降。已經(jīng)提出使用輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)從而在輪胎壓力明顯較低時(shí)向駕駛員發(fā)出警報(bào)。然而，這些系統(tǒng)在收到報(bào)警時(shí)依然依賴于駕駛員來(lái)采取補(bǔ)救措施， 以對(duì)輪胎再充氣使其達(dá)到推薦壓力。因此，所希望的是在輪胎內(nèi)加入自行充氣功能部件，所述自行充氣功能部件將會(huì)對(duì)輪胎實(shí)施自行充氣。發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，自行充氣輪胎系統(tǒng)包括安裝到輪胎胎體上以便壓縮輸送到輪胎胎腔的空氣的壓縮致動(dòng)器組件。所述壓縮致動(dòng)器組件包括由彈性可變形材料組合物形成并包括一定量的不可壓縮介質(zhì)的中空容納主體。所述容納主體被附到輪胎胎體的相對(duì)高柔性變形區(qū)域，并且響應(yīng)于滾動(dòng)輪胎中的輪胎高柔性變形區(qū)域的變形和恢復(fù)在變形狀態(tài)和不變形狀態(tài)之間往復(fù)轉(zhuǎn)換。因此，變形狀態(tài)的容納主體排出被加壓排出量的不可壓縮介質(zhì)，這產(chǎn)生施加到輸送到輪胎胎腔的空氣容積的壓縮力。該壓縮力與不可壓縮介質(zhì)的被加壓排出量成正比，并且響應(yīng)于相對(duì)于地面的輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)，所述容納主體在變形狀態(tài)和不變形狀態(tài)之間經(jīng)受循環(huán)轉(zhuǎn)換。
在另一方面中，釋放閥組件安裝到輪胎胎體上，并在輪胎胎腔的空氣壓力超過(guò)預(yù)設(shè)定的輪胎充氣壓力時(shí)經(jīng)由壓縮組件從輪胎胎腔釋放空氣。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，泵組件固定到輪胎胎體上，并且包括具有內(nèi)部空氣腔室的壓縮機(jī)主體，所述空氣腔室具有用于將空氣引入內(nèi)部空氣腔室的入口開(kāi)口和用于將空氣從內(nèi)部空氣腔室引導(dǎo)至輪胎胎腔的出口開(kāi)口。所述空氣壓縮機(jī)主體還包括位于空氣壓縮機(jī)主體內(nèi)以便與容納主體的循環(huán)轉(zhuǎn)換同步地分別往復(fù)打開(kāi)和關(guān)閉入口開(kāi)口和出口開(kāi)口的第一閥和第二閥。
根據(jù)另一方面，所述壓縮致動(dòng)器組件可替代地由包括第一和第二單向閥裝置的組構(gòu)成，所述單向閥裝置被定位在空氣壓縮機(jī)主體的內(nèi)部腔室的各自相對(duì)端部處；以及在壓縮機(jī)主體內(nèi)在打開(kāi)和關(guān)閉位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接的第一活塞和第二活塞構(gòu)件。每個(gè)替代構(gòu)造中的壓縮致動(dòng)器組件與容納主體的循環(huán)轉(zhuǎn)換同步操作。
定義
輪胎的“高寬比”是指其斷面高度(SH)與其斷面寬度(SW)之比乘以100%作為百分比來(lái)表示。
“非對(duì)稱胎面”是指胎面具有關(guān)于輪胎的中心面或赤道面EP不對(duì)稱的月臺(tái)面花紋。
“軸向，，和“軸向地”是指與輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線平行的線或者方向。“胎圈包布”是指圍繞胎圈外側(cè)放置的材料窄條，用于保護(hù)簾布層不受輪輞磨損和切削，并且在輪輞上分布撓度?！爸芟颉笔侵秆刂h(huán)形胎面的表面周邊延伸的與軸向垂直的線或者方向?！俺嗟乐行拿?CP) ”是指垂直于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線且穿過(guò)胎面中心的平面。“胎印”是指輪胎胎面以零速度并且在正常負(fù)載和壓力下與平面接觸的胎面接觸塊或者接觸面積?！盎y溝”是指胎壁中的圍繞胎壁周向或側(cè)向延伸的伸長(zhǎng)的空隙區(qū)域?！盎y溝寬度”等于其在其長(zhǎng)度上的平均寬度。花紋溝的尺寸適應(yīng)所描述的空氣管。“內(nèi)側(cè)”是指在輪胎安裝到車輪上且車輪安裝到車輛上時(shí)輪胎的最接近車輛的一側(cè)。“側(cè)向”是指軸向方向?！皞?cè)緣”是指與在正常的負(fù)載和輪胎充氣下所測(cè)得的胎面接觸印痕或胎印的軸向最外側(cè)相切的線，該線平行于赤道中心面?！皟艚佑|面積”是指圍繞整個(gè)胎面圓周的側(cè)緣之間的地面接觸胎面元件的總面積除以側(cè)緣之間的整個(gè)胎面的總面積?！胺嵌ㄏ蛱ッ妗笔侵柑ッ鏇](méi)有向前行進(jìn)的優(yōu)選方向，且不需要定位在車輛上的特定車輪位置或多個(gè)位置上來(lái)保證胎面花紋與優(yōu)選行進(jìn)方向?qū)?zhǔn)。相反而言，定向胎面花紋具有需要特定車輪定位的優(yōu)選行進(jìn)方向?！巴鈧?cè)”是指在輪胎安裝到車輪上且車輪安裝到車輛上時(shí)輪胎的離車輛最遠(yuǎn)的一側(cè)。“蠕動(dòng)的”是指借助于波狀收縮沿著管狀路徑推進(jìn)所包含的物質(zhì)例如空氣實(shí)現(xiàn)運(yùn)行?！皬较颉焙汀皬较虻亍笔侵秆貜较虺蚧蜻h(yuǎn)離輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的方向?！袄邨l”是指在胎面上沿周向延伸的橡膠條，所述橡膠條由至少一個(gè)周向花紋溝和或者第二個(gè)這樣的花紋溝或者側(cè)向邊緣進(jìn)行限定，所述橡膠條未被大深度的花紋溝沿側(cè)向分開(kāi)?！暗恫刍y(sipe) ”是指模制在輪胎胎面元件中的小槽口，其細(xì)分了胎面表面且改善了牽引力，刀槽花紋通常寬度較窄，且在輪胎胎印中閉合，與在輪胎胎印中保持開(kāi)放的花紋溝相反?！疤ッ嬖被颉盃恳笔侵赣删哂幸欢ㄐ螤畹泥徑y溝所限定的肋條或阻塊元件?！疤ッ婊挕笔侵冈谔ッ?zhèn)染壷g測(cè)得的胎面的弧長(zhǎng)。


下面將通過(guò)實(shí)例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，其中圖1是表示泵位置的輪胎系統(tǒng)的透視圖(第一實(shí)施例)；圖2A是輪胎的剖切透視圖，圖中示出了組裝之前2部分泵，并且用虛線框示出內(nèi)壁上的膠粘區(qū)域；
圖2B是輪胎的剖切透視圖，圖中示出了與插入穿過(guò)內(nèi)壁的管組裝在一起的2部分泵；圖3A是表示輪胎的未壓縮區(qū)域內(nèi)的泵位置的側(cè)視圖；圖;3B是表示輪胎的壓縮區(qū)域內(nèi)的泵位置的側(cè)視圖；圖4是沿著圖3A的4-4截取的截面圖；圖5是沿著圖:3B的5-5截取的截面圖；圖6A是泵的放大視圖，圖中示出了靜止時(shí)的活塞位置；圖6B是泵的放大視圖，圖中示出了粘彈性材料向下運(yùn)動(dòng)上活塞，并壓縮活塞之間的空氣；圖6C是泵的放大視圖，圖中示出了上和下活塞將壓縮空氣運(yùn)動(dòng)和釋放到輪胎胎腔內(nèi)；圖6D是泵的放大視圖，圖中示出了靜止時(shí)的活塞以及將胎腔的過(guò)壓釋放到大氣的釋放閥；圖7是泵主體的分解截面圖；圖8是輪胎的透視圖，圖中示出了第二實(shí)施例的泵位置；圖9A是第二實(shí)施例的分解2部分泵的透視圖；圖9B是組裝泵的透視圖；圖IOA表示輪胎的未壓縮區(qū)域內(nèi)的泵位置的側(cè)視圖；圖IOB是表示輪胎的壓縮區(qū)域內(nèi)的泵位置的側(cè)視圖；圖IlA是沿著圖IOA的11A-11A截取的截面圖；圖IlB是由圖IlA得到的泵的放大視圖；圖12A是沿著圖IOB的12-12截取的截面圖；圖12B是由圖12A得到的泵的放大視圖；圖13A是沿著圖IlA的13A-13A截取的截面圖，其中泵表示成靜止；圖1 是沿著圖12A的UB-UB截取的截面圖，其中粘彈性材料充填腔室并將空氣推過(guò)第二單向閥進(jìn)入輪胎胎腔；圖13C是表示粘彈性材料返回到上殼體并將空氣向外拉動(dòng)通過(guò)第一單向閥并填充內(nèi)部腔室的截面圖；圖13D是表示將胎腔的過(guò)壓釋放到大氣的釋放閥的截面圖；圖14A是泵主體插入件的透視圖；圖14B是泵主體插入件的透視截面圖；圖14C是泵主體插入件的透視分解截面圖。
具體實(shí)施例方式參考圖1、2A、2B、3A、;3B和4，本發(fā)明的自行充氣輪胎系統(tǒng)10表示成包括具有大致傳統(tǒng)構(gòu)造的輪胎胎體12，所述輪胎胎體12具有一對(duì)側(cè)壁14、一對(duì)胎圖16和胎面18。輪胎 12被構(gòu)造成通過(guò)包含在后固化組裝過(guò)程中附接到輪胎上的泵組件20和聯(lián)接的壓縮致動(dòng)器組件19來(lái)自行充氣。如圖2A所示，組件19可通過(guò)施加粘合劑(以虛線表示成粘合劑區(qū)域 21)安裝到側(cè)壁14。輪胎21傳統(tǒng)地安裝到具有安裝表面沈和從表面沈延伸的外輪輞凸緣M的輪輞22上。輪胎12進(jìn)一步形成為提供限定并包圍內(nèi)部輪胎空氣腔室30的內(nèi)部襯套部件觀。粘合劑施加到由區(qū)域21所示的內(nèi)部襯套觀的側(cè)壁區(qū)域。輪胎12成形為進(jìn)一步提供靠近輪胎胎圈區(qū)域16的下部側(cè)壁區(qū)域32。輪胎組件10安裝到車輛并接合地表面34。輪胎12和地表面34之間的接觸區(qū)域代表輪胎的胎印38。壓縮致動(dòng)器組件19安裝到輪胎12的側(cè)壁區(qū)域42，側(cè)壁區(qū)域42在輪胎相對(duì)于地表面；34如圖3A和;3B所示在方向40上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)具有相對(duì)高柔曲變形。隨著輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)，壓縮致動(dòng)器組件19和泵組件20將隨著輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)。在組件19與輪胎胎印38相對(duì)時(shí)， 出于下面描述的目的，壓縮致動(dòng)器組件19將受到來(lái)自于側(cè)壁柔曲或彎曲的壓縮力。圖3A 和截面4表示定位在輪胎12的未壓縮區(qū)域內(nèi)的壓縮致動(dòng)器組件19和泵組件20，而圖 :3B和截面5表示輪胎12的壓縮區(qū)域內(nèi)的組件19和20。在圖5的位置處，壓縮致動(dòng)器組件19將受到輪胎胎印38內(nèi)產(chǎn)生的壓縮力36。輪胎在車輛的正常操作過(guò)程中在方向40 和相反方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，聯(lián)接的組件19，20隨著輪胎在兩個(gè)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，并受到向前方向和相反輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)方向上在側(cè)壁14內(nèi)產(chǎn)生的壓縮力。參考圖2A、2B、4、5、6A、6B、6C、6D和圖7，壓縮致動(dòng)器組件19包括由例如熱塑性樹(shù)
脂和/或橡膠合成物的彈性可變形材料組合物形成的細(xì)長(zhǎng)的中空容納主體44。由此構(gòu)成的主體44因此能夠往復(fù)和彈性地經(jīng)受到循環(huán)轉(zhuǎn)換，在受到彎曲力時(shí)變?yōu)樽冃螤顟B(tài)和恢復(fù)到原始未變形狀態(tài)。圖2A所示的細(xì)長(zhǎng)主體44的尺寸和形狀設(shè)置成基本上跟隨從胎面區(qū)域 18到胎圈區(qū)域16的輪胎側(cè)壁14的內(nèi)部輪廓。中空細(xì)長(zhǎng)形狀的容納主體44可在粘合劑區(qū)域21處附到輪胎的內(nèi)部襯套觀，或者改變形狀以便結(jié)合到輪胎側(cè)壁內(nèi)，這將隨后描述。容納主體44包括填充一定體積的不可壓縮介質(zhì)48的封閉中央存儲(chǔ)空腔46。介質(zhì)可以是泡沫或流體形式。適用于本申請(qǐng)的介質(zhì)可以包括但不局限于具有防凍添加劑的水。 介質(zhì)48可通過(guò)主體44封閉在空腔46內(nèi)，并基本上填充空腔46。出口導(dǎo)管50可設(shè)置到主體44上，導(dǎo)管50大致從主體44軸向延伸，并包含內(nèi)部出口導(dǎo)管孔口 51，被排出量的介質(zhì) 48可在往復(fù)方向上流動(dòng)。導(dǎo)管50延伸到導(dǎo)前端部表面60。如圖2A、2B、4、5所示定位，在附接有主體44的側(cè)壁區(qū)域靠近輪胎胎印經(jīng)過(guò)并通過(guò)胎面18上的力36受到壓縮時(shí)(圖;3B和幻，容納主體44受到來(lái)自輪胎側(cè)壁14的彎曲力。 施加來(lái)彎曲側(cè)壁區(qū)域14的彎曲力36用來(lái)造成介質(zhì)容納主體44的相當(dāng)?shù)膹澢冃?2，如圖6A、6B、6C和6D所示。通過(guò)靠近輪胎胎印38彎曲輪胎側(cè)壁14而引入主體44的變形52 造成一定量M的介質(zhì)48在圖6B的箭頭56所示的方向上沿出口導(dǎo)管50排出。來(lái)自排出介質(zhì)量M的壓力用作泵送組件20的壓力致動(dòng)器，如將隨后描述。在附接有主體44的輪胎側(cè)壁區(qū)域離開(kāi)輪胎胎印38的近側(cè)位置，例如圖6A所示的與輪胎胎印相對(duì)的位置，側(cè)壁內(nèi)的壓縮力被移除/減小，造成容納進(jìn)入主體44的彎曲力相當(dāng)?shù)匾瞥?減小。容納主體44內(nèi)的彎曲力的移除造成主體44恢復(fù)其原始的未變形狀態(tài)，如圖4所示，并且介質(zhì)48在套管50 內(nèi)沿箭頭58所示的方向退回。隨著輪胎在向前或相反方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，側(cè)壁彎曲到未彎曲的循環(huán)轉(zhuǎn)變成容納主體44的循環(huán)轉(zhuǎn)換和恢復(fù)，并且沿著導(dǎo)管50由被排出的介質(zhì)體積M產(chǎn)生循環(huán)的壓縮力。來(lái)自被排出的介質(zhì)量M的壓縮力在方向56上，并且與被排出量的不可壓縮介質(zhì)48產(chǎn)生的壓力成正比。參考圖6A-6D和7，泵組件20在靠近壓縮致動(dòng)組件19的位置處優(yōu)選地沿相對(duì)于組件19的向內(nèi)徑向方向被附到輪胎胎體12上。泵送組件20包括大致管狀形式的中空壓縮機(jī)主體62，其具有延伸到下部腔室端部65的內(nèi)部軸向定向的空氣腔室64?？諝馇皇?4可以經(jīng)由入口導(dǎo)管66接近，入口導(dǎo)管65在入口開(kāi)口 67處與空氣腔室64交叉。主體62和導(dǎo)管66由例如金屬或塑料等的剛性材料形成。導(dǎo)管66是大致細(xì)長(zhǎng)管狀的，具有經(jīng)由開(kāi)口 67 與空氣腔室64連通的內(nèi)部軸向通道68。在主體62的相對(duì)側(cè)上，大致管狀形式的出口導(dǎo)管 70具有穿過(guò)其中并在出口開(kāi)口 73處與空氣腔室64連通的軸向通道72。入口導(dǎo)管66和出口導(dǎo)管70是軸向偏移的，其中導(dǎo)管66最靠近致動(dòng)組件19，導(dǎo)管70最遠(yuǎn)離組件19。第一圓柱形活塞構(gòu)件74的尺寸設(shè)置用于壓縮機(jī)主體62的軸向空氣腔室64的上端內(nèi)的滑動(dòng)位置，并包括延伸進(jìn)入向內(nèi)活塞端表面75的軸向盲孔76。凹口 78延伸經(jīng)過(guò)向外面向的活塞側(cè)，并用作離開(kāi)閥(組件96)的空氣的收集器。凹口將閥和活塞內(nèi)的渠道連接在一起，而與活塞的角度位置無(wú)關(guān)。延伸進(jìn)入與凹口 78相對(duì)的活塞側(cè)的是與盲孔76連通的釋放閥吸入通道80。第二圓柱形活塞構(gòu)件82的尺寸設(shè)置用于滑動(dòng)接收在壓縮機(jī)主體62的軸向空氣腔室64的下端內(nèi)。第二活塞82包括圓柱形主體84和從主體84延伸到外端85的向外壓縮彈簧的柱臂86。盲孔88延伸進(jìn)入柱臂的端表面85。橫向定向的入口通道90延伸穿過(guò)柱臂86的一側(cè)以便與盲孔88連通。大的螺旋彈簧94的尺寸設(shè)置成配合在壓縮機(jī)主體62內(nèi)的空氣腔室64的下端65內(nèi)。較小的螺旋彈簧92被進(jìn)一步設(shè)置，并且貼靠第一活塞74的盲孔76內(nèi)的表面77座置。壓力調(diào)節(jié)釋放閥組件96安裝在從壓縮機(jī)主體62延伸出的入口管狀套筒98的入口腔室99內(nèi)。套筒98包括從腔室99延伸到壓縮機(jī)主體62的空氣通道 64的入口軸向通路97。組件86包括具有向外延伸的管狀進(jìn)入導(dǎo)管102的圓形主體100。 通孔104延伸穿過(guò)導(dǎo)管102和主體100。盤形密封部件106在圓形主體100的內(nèi)部定位在腔室99內(nèi)，并通過(guò)座置在腔室99內(nèi)的螺旋彈簧108相對(duì)于圓形主體100向外偏壓。在壓縮機(jī)主體的相對(duì)側(cè)并且被附到入口導(dǎo)管66上的是在向內(nèi)端部處具有環(huán)形鄰靠凸緣112的入口管110，以及從向外管端部115經(jīng)過(guò)管110延伸到壓縮機(jī)主體62的入口開(kāi)口 67的軸向通路114?？拷蛲夤芏瞬?15座置在管通路114內(nèi)的是用來(lái)過(guò)濾顆粒而不使其進(jìn)入管通路114的多孔過(guò)濾器部件116。泵送組件20被封閉在外護(hù)套或箱體128內(nèi)， 外護(hù)套或箱體1 被成形為補(bǔ)充側(cè)壁114的徑向下部區(qū)域，并從壓縮致動(dòng)主體44延伸到與輪胎胎圈區(qū)域相對(duì)的位置。箱體128由適用于通過(guò)例如橡膠基質(zhì)的粘合劑附接到輪胎內(nèi)部襯套的保護(hù)材料形成。相對(duì)于圖4、5、6A和7，壓縮致動(dòng)組件19和泵組件20如圖中所示連接在一起，以便結(jié)合到輪胎胎體12內(nèi)。致動(dòng)組件19被結(jié)合到輪胎胎體12的側(cè)壁14的在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)經(jīng)受高彎曲載荷的區(qū)域內(nèi)。組件19可以結(jié)合在側(cè)壁14內(nèi)，或者如圖中所示通過(guò)粘合劑附到側(cè)壁14 上。在所示的外部安裝的組裝方法中，容納主體44與它所附接的側(cè)壁區(qū)域互補(bǔ)地成形和彎曲，并大致從靠近胎面區(qū)域18的徑向向外端部130沿著側(cè)壁附接區(qū)域徑向向內(nèi)延伸到靠近胎圈區(qū)域的徑向向內(nèi)端部132。泵送組件20通過(guò)粘合劑或其他適當(dāng)?shù)母浇友b置附接到組件19的向內(nèi)端部132。泵送組件20被包套在由例如橡膠的與輪胎相容的材料構(gòu)成的外罩 128內(nèi)。聯(lián)接的壓縮致動(dòng)組件19和泵送組件20通過(guò)粘合劑附接到輪胎胎體12的內(nèi)部襯套 28來(lái)安裝，其中組件20靠近胎體胎圈/下部側(cè)壁區(qū)域32。經(jīng)過(guò)如此定位，通向組件20的入口管110在軸向上伸出經(jīng)過(guò)輪胎側(cè)壁14到達(dá)外部空氣可接近的外部輪胎側(cè)壁側(cè)的位置。 管110的定位優(yōu)選為在輪輞凸緣M的上方，使得輪輞凸緣M將不與進(jìn)入泵送組件20的管110的吸入空氣干涉。應(yīng)意識(shí)到，在致動(dòng)器主體44的出口導(dǎo)管50與壓縮機(jī)主體62的上端密封接合地接收時(shí)，壓縮組件19的出口導(dǎo)管50聯(lián)接進(jìn)入到壓縮機(jī)主體62的上端內(nèi)。壓縮機(jī)主體44 鄰靠容納泵送組件20的外罩128。一旦組件19和20附接在一起，它們可如上所述附接到輪胎側(cè)壁14如圖2A和圖4所示的區(qū)域。在柱突出部86從第二活塞82伸入到孔口 76并貼靠座置在孔口 76內(nèi)的彈簧92時(shí)，第一和第二活塞74和82被機(jī)械地聯(lián)接?；钊?4和82 的軸向運(yùn)動(dòng)因此在徑向上在空氣腔室44內(nèi)同步。圖6A-6D描述泵組件20和壓縮致動(dòng)器組件19的操作順序。圖6A表示泵組件20， 其中活塞74和82處于靜止位置。圖中所示的位置與組件19、20在與輪胎胎印相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置處如圖3A所示安裝到滾動(dòng)輪胎的位置相關(guān)。在與輪胎胎印相對(duì)時(shí)支承組件19、20(圖 6A)的側(cè)壁14的區(qū)域不從接觸地面的輪胎產(chǎn)生柔曲或彎曲。因此，壓縮致動(dòng)器主體44具有大致與不彎曲側(cè)壁14的曲率相關(guān)的彎曲變形52。被封閉在主體44內(nèi)的介質(zhì)48通常靜止， 并貼靠活塞74的端部接觸導(dǎo)管50內(nèi)的導(dǎo)前介質(zhì)表面60。外部活塞74在來(lái)自于螺旋彈簧 92的彈簧偏壓下朝著空氣腔室64的外端縮回。在圖6A的“靜止”位置，活塞74軸向位于入口導(dǎo)管66的吸入開(kāi)口 67之上。因此， 來(lái)自于輪胎外部的空氣經(jīng)由過(guò)濾器116引入并進(jìn)入入口導(dǎo)管110的孔口 114，從中空氣被弓丨導(dǎo)經(jīng)過(guò)入口導(dǎo)管66的開(kāi)口 67并進(jìn)入空氣腔室64。箭頭118表示入口空氣流動(dòng)的路徑。 活塞82在主體空氣腔室64內(nèi)位于軸向升高位置，并堵塞出口導(dǎo)管70的出口開(kāi)口 73。彈簧 92,94位于各自的未壓縮狀態(tài)。只要輪胎胎腔內(nèi)的壓力保持在預(yù)設(shè)定的推薦的充氣壓力以下，釋放閥組件96大致位于閉合位置。在閉合位置，彈簧108經(jīng)由導(dǎo)管主體100相對(duì)于開(kāi)口 102偏壓止擋盤頭部106。如果輪胎胎腔內(nèi)的壓力超過(guò)壓力閾值，來(lái)自于胎腔的空氣壓力將迫使止擋106遠(yuǎn)離導(dǎo)管開(kāi)口 102，并使得空氣從輪胎胎腔逃逸。在側(cè)壁14的承載組件19、20的區(qū)域轉(zhuǎn)動(dòng)到于輪胎胎相對(duì)時(shí)，側(cè)壁14產(chǎn)生柔曲和彎曲，造成壓縮致動(dòng)器主體44如圖6B的附圖標(biāo)記52處所示產(chǎn)生相當(dāng)?shù)娜崆?。圖6B表示具有不可壓縮材料性能的粘彈性材料48響應(yīng)于主體44的彎曲而在出口導(dǎo)管50內(nèi)被更低地受到壓迫，并如箭頭56所示將向下的壓力施加到第一活塞74上。介質(zhì)48的導(dǎo)前端表面 60貼靠活塞74的向外表面，并通過(guò)壓縮彈簧92克服螺旋彈簧92的阻力，使得活塞74更低地運(yùn)動(dòng)進(jìn)入空氣腔室64。由此，活塞74運(yùn)動(dòng)到堵塞空氣經(jīng)由吸入管110吸入腔室64的位置，并壓縮腔室64內(nèi)的空氣容積。腔室64內(nèi)增加的空氣壓力使得第二活塞82在空氣腔室 64內(nèi)更低地受到壓迫，并且壓縮螺旋彈簧94。當(dāng)活塞82在空氣腔室64內(nèi)已運(yùn)動(dòng)足夠的軸向距離時(shí)，進(jìn)入出口導(dǎo)管通道72的出口開(kāi)口 73停止被活塞82堵塞，如圖6C和圖5所示。來(lái)自于腔室64的加壓空氣因此經(jīng)由通道72在箭頭1 所示的方向上受壓迫進(jìn)入輪胎胎腔內(nèi)。在空氣泵送完成并且腔室64內(nèi)的對(duì)第二活塞82施加的壓力中斷時(shí)，活塞82受到軸向向上的壓迫，并回到圖6D和圖6A所示的靜止位置。如圖6D所示，一旦腔室64內(nèi)一定量的加壓空氣進(jìn)入到輪胎腔室的移除完成，隨著輪胎進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)，組件19、20以及側(cè)壁14的附接區(qū)域離開(kāi)與輪胎胎印相對(duì)的高應(yīng)力位置， 并且輪胎側(cè)壁恢復(fù)圖2A和3A所示的沒(méi)有應(yīng)力的曲線。側(cè)壁14返回到輪胎胎印外側(cè)的原始曲率構(gòu)型伴隨著致動(dòng)器主體44回復(fù)到未彎曲構(gòu)型，并與其同步。在致動(dòng)器主體44恢復(fù)其原始曲率時(shí)并隨著空氣從空氣腔室64泵送循環(huán)的結(jié)束，活塞82在彈簧94的影響作用下向上軸向運(yùn)動(dòng)，彈簧94迫使活塞74徑向向上運(yùn)動(dòng)。粘彈性介質(zhì)48退回到主體44的原始容納形式，并且空氣進(jìn)入到輪胎胎腔的泵送中斷，直到組件19、20隨著輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)回到與輪胎胎印相對(duì)對(duì)準(zhǔn)。對(duì)于每次旋轉(zhuǎn)，空氣從腔室64進(jìn)入到輪胎胎腔的泵送以循環(huán)方式出現(xiàn)。 將理解到空氣泵送的操作獨(dú)立于輪胎旋轉(zhuǎn)的方向，并且將在輪胎向前行駛或輪胎反向行駛中出現(xiàn)。圖6D還示出了泵組件20的視圖，其中活塞74、82位于靜止位置，而釋放閥組件96 用來(lái)將輪胎胎腔的過(guò)壓空氣排放到大氣。釋放閥組件96大致在圖6A-6C所示的閉合位置， 并且只在輪胎胎腔內(nèi)的空氣壓力超過(guò)推薦的上閾值時(shí)打開(kāi)。在這種情況下，止擋主體106 受壓迫橫向脫離與導(dǎo)管凸緣100的密封接合，并克服來(lái)自于螺旋彈簧108的偏壓阻力。通路104因此被打開(kāi)，使得過(guò)壓空氣如方向箭頭IM所示從輪胎胎腔經(jīng)過(guò)導(dǎo)管102和活塞74 內(nèi)的釋放通道80。加壓空氣如方向箭頭122所示順著經(jīng)過(guò)活塞74的盲孔76、經(jīng)過(guò)活塞82 的聯(lián)接柱86內(nèi)的盲孔88并進(jìn)入管110的孔口 114的路徑。被排出的過(guò)壓空氣經(jīng)由過(guò)濾器單元116排放到大氣并離開(kāi)管端部115。空氣經(jīng)由過(guò)濾器116排放用來(lái)從過(guò)濾器清除顆粒， 并修正輪胎胎腔內(nèi)的過(guò)壓。一旦輪胎胎腔壓力減小到推薦的閾值壓力以下，彈簧108將松開(kāi)，并貼靠導(dǎo)管凸緣端部100壓迫止擋主體106，并因此閉合輪胎胎腔，直到需要空氣從輪胎胎腔過(guò)壓排放。參考圖9A、9B、10A、10B、11A、1 IB、12A、12B、13A-13D、14A-14C，所包含的泵和壓縮致動(dòng)組件134的替代實(shí)施例表示成包括聯(lián)接到泵組件138的壓縮致動(dòng)組件136以便形成L 形插入件主體140。主體140如圖10AU0B所示靠近胎圈區(qū)域16安裝到輪胎胎體12的下側(cè)壁區(qū)域。壓縮致動(dòng)組件136具有形成與出口端口 146連通的容納腔室144的可變形的中空主體142。中空主體142以九十度的形式被構(gòu)造成L形，L形具有從水平主體部分150延伸的直立主體部分148。不可壓縮材料152上的粘彈性介質(zhì)如前面參考第一實(shí)施例描述那樣填充容納腔室144。泵組件138同樣形成附到L形壓縮致動(dòng)主體142上的L形封裝包套主體154。主體巧4包括從水平主體部分156延伸的直立主體部分158。出口孔口 160定位在水平部分 156內(nèi)，并且入口孔口 162位于面向部分156的區(qū)域的側(cè)部?jī)?nèi)。出口導(dǎo)管168被附接到出口孔口 160，并包括延伸到遠(yuǎn)側(cè)端部170的軸向通道170。圖IOA和IOB表示L形泵組件134在靠近輪胎胎圈位置的下側(cè)壁區(qū)域處安裝到輪胎。如同前面描述的實(shí)施例，泵組件134隨著每次輪胎旋轉(zhuǎn)和輪胎一起從輪胎胎印附近的外側(cè)位置(圖10A)轉(zhuǎn)動(dòng)到與輪胎胎印相對(duì)的位置(圖10B)。如同第一實(shí)施例，在組件的轉(zhuǎn)動(dòng)位置與輪胎胎印相對(duì)對(duì)準(zhǔn)(圖10B)時(shí)，組件134的主體140通過(guò)輪胎側(cè)壁彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力而彎曲。圖IlA和IlB表示組件134在側(cè)壁14的下部區(qū)域內(nèi)的相對(duì)位置，其中組件主體 140在輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受到高彎曲力。出口導(dǎo)管168的出口端部172延伸穿過(guò)輪胎壁到達(dá)輪胎的胎腔30。來(lái)自壓縮機(jī)主體174的壓縮空氣沿著通道170流動(dòng)，并進(jìn)入輪胎胎腔，以便將輪胎的充氣壓力保持在所需水平。圖IlA是從圖IOA所示的輪胎的未壓縮區(qū)域內(nèi)的泵位置截取的截面圖。圖IlB是圖IlA的泵組件134的放大視圖。圖12A是從圖IOB所示的輪胎的壓縮區(qū)域內(nèi)的泵位置截取的截面圖。圖12B是圖12所示的泵組件134的放大視圖。
參考圖13A-13D和圖14A-14C，壓縮主體174具有內(nèi)部細(xì)長(zhǎng)的壓縮腔室176和定位在腔室176的相對(duì)端部處的一對(duì)單向球閥178、180。每個(gè)閥178、180是能夠購(gòu)買到的類型，并且各自包括通過(guò)螺旋彈簧相對(duì)于座186受到偏壓的止擋球部件182。另外，釋放壓力旁通通道188平行于腔室176設(shè)置在壓縮主體174內(nèi)。座置在通道188內(nèi)的是其構(gòu)造與球閥178、180相似的單向球閥190。通道188和腔室176在主體174的一端處的出口導(dǎo)管 168和相對(duì)端部處的入口開(kāi)口 162之間平行延伸。泵送組件138的第一替代形式的操作如下進(jìn)行。L形主體136在圖IOA和IOB總體所示的位置上嵌置或附到輪胎胎體上。由此定位，由于附接有組件138的輪胎側(cè)壁受到彎曲，壓縮致動(dòng)主體142將類似地受到彎曲。圖13A和13D表示處于“靜止”狀態(tài)的泵組件 138 ；即組件138沒(méi)有如同圖IOA所示的輪胎位置那樣受到彎曲應(yīng)力。球閥178、180位于座置的閉合位置。閥178、180被選擇成在所需閾值壓力下打開(kāi)，這將隨后描述。在靜止位置處，壓縮腔室176內(nèi)的空氣未被加壓。釋放閥190類似地座置和閉合， 并將保持如此，除非輪胎胎腔30內(nèi)的空氣壓力在所需壓力閾值以上。在過(guò)壓情況下，閥190 將打開(kāi)，并使得空氣經(jīng)由通道188離開(kāi)胎腔30，并從入口開(kāi)口 162排放到大氣。壓縮介質(zhì) 152被局限在壓縮主體腔室176內(nèi)，并且入口導(dǎo)管164被清空。圖13B和12B表示輪胎已將組件轉(zhuǎn)動(dòng)到與輪胎胎印相對(duì)的位置(圖10B)時(shí)的泵組件134。壓縮主體174接著受到彎曲力，并產(chǎn)生變形。主體174的彎曲迫使粘彈性材料 152從腔室144進(jìn)入導(dǎo)管164，并沿著導(dǎo)管164 (方向19 ，繼而用來(lái)壓縮壓縮腔室176內(nèi)的空氣。來(lái)自于壓縮空氣的壓力通過(guò)使得閥球182脫位而打開(kāi)閥180，并且空氣被引導(dǎo)進(jìn)入出口導(dǎo)管168，由此到輪胎胎腔30。圖13C表示輪胎出現(xiàn)進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)之后的泵組件134，其中泵組件被定位遠(yuǎn)離輪胎胎印(例如圖IOA所示位置)。作用到主體174的彎曲力的移除使得彈性主體返回到其原始構(gòu)型，并使得腔室176具有使得介質(zhì)152從導(dǎo)管164退回的形式。加壓空氣從腔室176 轉(zhuǎn)移使得空氣經(jīng)由單向閥178從其座186上脫位而從大氣抽吸進(jìn)入到腔室176內(nèi)。抽吸進(jìn)入到腔室176內(nèi)的空氣壓迫介質(zhì)152回到腔室144內(nèi)，如箭頭194所示。閥180自己重新座置，并阻止空氣離開(kāi)腔室176。腔室176的入口端部?jī)?nèi)的過(guò)濾器構(gòu)件198防止顆粒進(jìn)入腔室 176。圖14D表示回到其原始靜止位置的組件134。在輪胎胎腔內(nèi)出現(xiàn)過(guò)壓狀況的情況下，輪胎空氣壓力將造成單向閥190打開(kāi)，并使得空氣在方向196上回流通過(guò)通道188，以便經(jīng)由過(guò)濾器198排放到大氣?？諝饨?jīng)由過(guò)濾器198的回流有助于保持過(guò)濾器清潔。如同第一實(shí)施例，泵組件134在輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)的方向上操作，并在輪胎旋轉(zhuǎn)的每個(gè)循環(huán)過(guò)程中將空氣泵送進(jìn)入到輪胎內(nèi)。鑒于這里提供的描述，可以在本發(fā)明中進(jìn)行多種變型。雖然出于說(shuō)明本發(fā)明的目的描述了一些代表性的實(shí)施例和細(xì)節(jié)，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解到這里可以進(jìn)行多種變化和改型，而不偏離本發(fā)明的范圍。因此應(yīng)該理解到可以在所述的特定實(shí)施例中進(jìn)行變化，這些變化將落入所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的所旨在限定的完整范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自行充氣輪胎系統(tǒng)，其特征在于，該自行充氣輪胎系統(tǒng)包括輪胎，該輪胎具有輪胎胎體，所述輪胎胎體包括由輪胎內(nèi)部襯套限定的輪胎胎腔、分別從第一輪胎胎圈區(qū)域和第二輪胎胎圈區(qū)域延伸到輪胎胎面區(qū)域的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁；壓縮致動(dòng)器裝置，該壓縮致動(dòng)器裝置安裝到輪胎胎體上，以便壓縮輸送到輪胎胎腔的空氣，所述壓縮致動(dòng)器裝置包括由彈性可變形材料組合物形成并容納一定量的不可壓縮介質(zhì)的中空容納主體,所述容納主體被附到輪胎胎體的相對(duì)高柔曲變形區(qū)域,并且響應(yīng)于滾動(dòng)輪胎中所述輪胎高柔曲變形區(qū)域的變形和恢復(fù)，容納主體分別在變形狀態(tài)和未變形狀態(tài)之間往復(fù)轉(zhuǎn)換；且其中所述致動(dòng)器裝置容納主體在變形狀態(tài)下排出被加壓排出量的不可壓縮介質(zhì)，被加壓排出量的不可壓縮介質(zhì)用來(lái)產(chǎn)生壓縮力，由此輸送到輪胎胎腔內(nèi)的空氣體積被加壓。
2.如權(quán)利要求I所述的自行充氣輪胎系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮力與不可壓縮介質(zhì)的被加壓排出量成正比，并且容納主體在輪胎相對(duì)于地表面的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中在操作上經(jīng)歷變形狀態(tài)和未變形狀態(tài)間的循環(huán)轉(zhuǎn)換。
3.如權(quán)利要求2所述的自行充氣輪胎系統(tǒng)，其特征在于，容納主體的所述循環(huán)轉(zhuǎn)換出現(xiàn)在輪胎相對(duì)于地表面旋轉(zhuǎn)的向前或向后方向上。
4.如權(quán)利要求3所述的自行充氣輪胎系統(tǒng)，其特征在于，容納主體的變形通過(guò)輪胎胎體側(cè)壁的彎曲來(lái)造成的。
5.如權(quán)利要求3所述的自行充氣輪胎系統(tǒng)，其特征在于，該自行充氣輪胎系統(tǒng)還包括附到輪胎胎體上的泵組件，所述泵組件包括壓縮機(jī)主體,該壓縮機(jī)主體被附到容納主體上并且具有內(nèi)部空氣腔室,所述空氣腔室具有用于將空氣引入內(nèi)部空氣腔室的入口開(kāi)口和用于將空氣從內(nèi)部空氣腔室引導(dǎo)至輪胎胎腔的出口開(kāi)口 ；所述空氣壓縮機(jī)主體還包括空氣壓縮機(jī)主體內(nèi)的第一閥裝置和第二閥裝置，以便分別與容納主體的循環(huán)轉(zhuǎn)換同步地往復(fù)打開(kāi)和閉合入口開(kāi)口和出口開(kāi)口。
6.如權(quán)利要求5所述的自行充氣輪胎系統(tǒng)，其特征在于，該自行充氣輪胎系統(tǒng)還包括如果輪胎胎腔空氣壓力超過(guò)預(yù)設(shè)定的輪胎充氣壓力的話用于從輪胎胎腔釋放空氣的釋放閥裝置，所述釋放閥裝置被附到壓縮機(jī)主體上，并包括釋放閥和來(lái)自釋放閥的空氣流動(dòng)通路，釋放閥被定位成在操作上使從輪胎胎腔經(jīng)由壓縮機(jī)主體并離開(kāi)壓縮機(jī)主體的入口開(kāi)口的流動(dòng)空氣反向。
7.如權(quán)利要求6所述的自行充氣輪胎系統(tǒng)，其特征在于，所述第一裝置和所述第二閥裝置分別包括定位在空氣壓縮機(jī)主體的內(nèi)部腔室的各自相對(duì)端部處的第一單向閥裝置和第二單向閥裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的自行充氣輪胎系統(tǒng)，其特征在于，所述第一裝置和所述第二閥裝置分別包括座置在壓縮主體內(nèi)的第一活塞構(gòu)件和第二活塞構(gòu)件，第一活塞構(gòu)件和第二活塞構(gòu)件與容納主體的循環(huán)轉(zhuǎn)換同步地在打開(kāi)位置和閉合位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且第一活塞構(gòu)件和第二活塞構(gòu)件在打開(kāi)位置和閉合位置處在操作上分別打開(kāi)和堵塞壓縮主體的入口開(kāi)口和出口開(kāi)口。
9.如權(quán)利要求8所述的自行充氣輪胎系統(tǒng)，其特征在于，第一活塞構(gòu)件壓縮壓縮機(jī)主體的內(nèi)部空氣腔室內(nèi)的空氣體積，同時(shí)堵塞入口開(kāi)口。
10.如權(quán)利要求9所述的自行充氣輪胎系統(tǒng)，其特征在于，該自行充氣輪胎系統(tǒng)還包括安裝到輪胎胎體上的釋放閥裝置，以便在輪胎胎腔空氣壓力超過(guò)預(yù)設(shè)定的輪胎充氣壓力時(shí)從輪胎胎腔釋放空氣，并且所述釋放閥被附到壓縮機(jī)主體上，并且來(lái)自釋放閥的空氣流動(dòng)通路在操作上引導(dǎo)從輪胎胎腔經(jīng)由壓縮機(jī)主體并離開(kāi)壓縮主體的入口開(kāi)口的反向空氣流。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于自行充氣輪胎的泵和致動(dòng)器組件。一種自行充氣的輪胎系統(tǒng)包括安裝到輪胎胎體以便壓縮輸送到輪胎胎腔的空氣的壓縮致動(dòng)器組件。壓縮致動(dòng)器組件包括由彈性可變形材料組合物形成并容納一定量的不可壓縮介質(zhì)的中空容納主體。容納主體固定到輪胎胎體的相對(duì)高柔曲變形區(qū)域，并且響應(yīng)于滾動(dòng)輪胎中輪胎高柔曲變形區(qū)域的變形和恢復(fù)，容納主體分別在變形狀態(tài)和未變形狀態(tài)之間往復(fù)轉(zhuǎn)換。因此容納主體在變形狀態(tài)下排出被加壓排出量的不可壓縮介質(zhì)，產(chǎn)生施加到輸送到輪胎胎腔的空氣體積上的壓縮力。泵組件固定到輪胎胎體，并包括用于與容納主體的循環(huán)轉(zhuǎn)換同步地使得壓縮機(jī)主體的入口開(kāi)口和出口開(kāi)口往復(fù)打開(kāi)和關(guān)閉的閥。
文檔編號(hào)B60C23/00GK102529613SQ201110448970
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者D·P·L·M·欣克, G·博內(nèi), J·J·V·科萊特, M·D·G·魯索, R·L·博爾曼 申請(qǐng)人:固特異輪胎和橡膠公司