本發(fā)明大體涉及空氣維持輪胎，且更具體地涉及一種輪胎組件，其將空氣泵送機構(gòu)并入到用于維持輪胎氣壓的輪胎中。

聯(lián)邦資助的聲明

本發(fā)明是在政府支持下根據(jù)由能源部授予的de-ee0005447下作出的。政府在本發(fā)明中享有一定的權(quán)利。

背景技術(shù)：

正常的空氣擴散會隨著時間減小輪胎壓力。輪胎的自然狀態(tài)是充氣不足的。因此，駕駛員必須反復(fù)地行動來保持輪胎壓力，否則燃料經(jīng)濟性、輪胎壽命和/或交通工具制動和操縱性能將減小。已經(jīng)提出輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)以在輪胎壓力明顯較低時警告駕駛員。然而，當(dāng)進行警告時，此類系統(tǒng)仍然依賴于采取補救動作的駕駛員來給輪胎再充氣至所推薦的壓力。因此，需要將空氣維持特征并入輪胎內(nèi)，這樣其將自己保持輪胎空氣壓力以便于補償輪胎壓力隨時間的任何減小，而不需要駕駛員介入。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的方面，提供空氣維持輪胎組件，其中伸長的花紋溝位于輪胎的側(cè)壁內(nèi)。所述花紋溝形成第一側(cè)壁內(nèi)的伸長的通道，且伸長的花紋溝進入通路從所述伸長的通道延伸到位于第一側(cè)壁的向外表面處的進入開口。空氣泵送管插入穿過花紋溝進入通路，且定位在花紋溝通道內(nèi)。覆蓋條附接到側(cè)壁以封閉花紋溝進入通路的進入開口。覆蓋條沿第一側(cè)壁定位在徑向地距第一側(cè)壁的胎圈區(qū)域一距離處，所述距離大于所述花紋溝通道距第一側(cè)壁的胎圈區(qū)域的距離，以在將輪胎安裝到輪輞時避免覆蓋條與輪輞凸緣之間發(fā)生接觸。

依據(jù)另外的方面，花紋溝進入通路成向上的角度以將進入開口定位到花紋溝通道，從而比花紋溝通道更遠離第一側(cè)壁的胎圈區(qū)域。

在還另外的方面中，形成具有大致漏斗形狀的花紋溝進入通路，所述漏斗形狀包括在進入開口處的更寬的嘴部和連接到花紋溝通道的更窄的頸部。覆蓋條的截面具有互補的漏斗形狀，其緊密地配合在花紋溝進入通路內(nèi)。

在本申請中，其還存在以下技術(shù)方案：

1.一種空氣維持輪胎組件，其包括：

輪胎，其具有：輪胎腔體；第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，其分別從連接到第一輪胎胎圈區(qū)域和第二輪胎胎圈區(qū)域的更低側(cè)壁端延伸到連接到輪胎胎面區(qū)域的更高側(cè)壁端；

伸長的花紋溝，其位于所述輪胎的所述第一側(cè)壁內(nèi)，所述花紋溝包括：伸長的通道，其位于所述第一側(cè)壁內(nèi)；以及伸長的花紋溝進入通路，其以一傾斜度從所述伸長的通道延伸到位于所述第一側(cè)壁的向外表面處的進入開口；

管，其定位在所述花紋溝的伸長的通道內(nèi)；

覆蓋條，其附接到所述第一側(cè)壁并封閉所述花紋溝進入通路的所述進入開口，其中，所述覆蓋條和所述進入開口定位在所述第一側(cè)壁的所述向外表面處位于所述第一側(cè)壁上的徑向位置處，所述徑向位置高于所述花紋溝的伸長的通道在所述第一側(cè)壁內(nèi)的位置。

2.根據(jù)技術(shù)方案1所述的輪胎組件，其中，所述花紋溝進入通路的截面大致是漏斗形狀的，其包括在所述第一側(cè)壁的所述向外表面處的更寬的嘴部和連接到所述花紋溝通道的更窄的頸部。

3.根據(jù)技術(shù)方案2所述的輪胎組件，其中，所述覆蓋條的截面具有大致互補的漏斗形狀，調(diào)節(jié)其尺寸以緊密地配合在漏斗形狀的所述花紋溝進入通路內(nèi)。

4.根據(jù)技術(shù)方案1所述的輪胎組件，其中，所述花紋溝通道沿縱向軸線的截面答題時橢圓形，且所述花紋溝通道包括：向前鼻部端，其定向成朝向所述第一側(cè)壁的所述向外表面；以及通道向內(nèi)鼻部端，其定向成遠離所述第一側(cè)壁的所述向外表面，并且其中，所述花紋溝的所述花紋溝進入通路大致沿所述通道的向前鼻部端連接到所述花紋溝通道。

5.根據(jù)技術(shù)方案4所述的輪胎組件，其中，所述花紋溝進入通路的截面大致是漏斗形狀，其包括在所述第一側(cè)壁的所述向外表面處的更寬的嘴部和連接到所述花紋溝通道的更窄的頸部；并且

其中，所述覆蓋條的截面具有大致互補的漏斗形狀，調(diào)節(jié)其尺寸以緊密地配合在漏斗形狀的所述花紋溝進入通路內(nèi)。

6.根據(jù)技術(shù)方案5所述的輪胎組件，其中，大致從所述花紋溝通道的縱向側(cè)到所述花紋溝通道的所述縱向軸線，所述花紋溝進入通路的所述更窄的頸部連接到所述花紋溝通道的所述向前鼻部端。

7.根據(jù)技術(shù)方案6所述的輪胎組件，其中，連接到所述花紋溝通道的所述更窄的頸部具有接近1mm的標(biāo)稱寬度。

8.根據(jù)技術(shù)方案5所述的輪胎組件，其中，所述花紋溝進入通路的在所述第一側(cè)壁的所述向外表面處的所述更寬的嘴部從所述花紋溝通道的所述縱向軸線沿所述第一側(cè)壁的所述向外表面具有較少的邊界偏移。

9.根據(jù)技術(shù)方案8所述的輪胎組件，其中，所述花紋溝進入通路的所述更寬的嘴部沿所述第一側(cè)壁的所述向外表面的偏移是在大約0.5mm到1.5mm的范圍內(nèi)。

10.根據(jù)技術(shù)方案1所述的輪胎組件，其中，所述花紋溝通道在輪胎側(cè)壁內(nèi)與所述側(cè)壁的所述向外表面間隔開一距離。

11.根據(jù)技術(shù)方案10所述的輪胎組件，其中，所述管是環(huán)形的。

12.根據(jù)技術(shù)方案1所述的輪胎組件，其中，所述輪胎安裝到具有輪輞凸緣的輪輞，所述輪輞凸緣鄰接所述第一側(cè)壁的所述胎圈區(qū)域，并且其中，所述輪胎花紋溝通道是環(huán)形且鄰近地定位在所述輪輞的上邊界上方。

14.根據(jù)技術(shù)方案12所述的輪胎組件，其中，當(dāng)在輪胎未裝載狀態(tài)下安裝在所述花紋溝通道中時，所述管的截面形狀大體是橢圓形。

15.根據(jù)技術(shù)方案12所述的輪胎組件，其中，所述覆蓋條沿所述第一側(cè)壁與所述輪輞的所述上邊界間隔開的距離大于環(huán)形的所述花紋溝通道與所述輪輞的所述上邊界的距離。

16.一種空氣維持輪胎組件，其包括：

輪胎，其具有：輪胎腔體；第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，其分別從連接到第一輪胎胎圈區(qū)域和第二輪胎胎圈區(qū)域的更低側(cè)壁端延伸到連接到輪胎胎面區(qū)域的更高側(cè)壁端；

位于所述輪胎的所述第一側(cè)壁內(nèi)的伸長的花紋溝，所述花紋溝包括：伸長的通道，其位于所述第一側(cè)壁內(nèi)；以及伸長的花紋溝進入通路，其從所述伸長的通道延伸到位于所述第一側(cè)壁的向外表面處的進入開口；

管，其定位在所述花紋溝的伸長的通道內(nèi)；

覆蓋條，其附接到所述第一側(cè)壁并封閉所述花紋溝進入通路的所述進入開口，其中，比起所述花紋溝通道，所述覆蓋條沿所述第一側(cè)壁定位在離所述第一胎圈區(qū)域一距離處，所述距離大于所述花紋溝通道離所述第一胎圈區(qū)域的距離。

17.根據(jù)技術(shù)方案15所述的空氣維持輪胎組件，其中，至所述花紋溝通道的所述進入開口定位在所述第一側(cè)壁的所述向外表面處位于所述第一側(cè)壁上距所述第一胎圈區(qū)域的徑向位置處，所述徑向位置高于所述花紋溝通道距所述第一胎圈區(qū)域的位置。

18.根據(jù)技術(shù)方案16所述的空氣維持輪胎組件，其中，所述花紋溝進入通路大致是漏斗形狀的，其具有在所述進入開口處的更寬的嘴部和連接到所述花紋溝通道的更窄的頸部；以及

其中，所述覆蓋條的截面具有大致互補的漏斗形狀，其緊密地配合在所述花紋溝進入通路內(nèi)。

定義

輪胎的“高寬比”意指其斷面高度(sh)與其斷面寬度(sw)的比值乘以100%，表示為百分比。

“不對稱胎面”意指具有關(guān)于輪胎的中心面或赤道面ep不對稱的胎面花紋的胎面。

“軸向的”和“軸向地”意指平行于輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的線或方向。

“胎圈包布”是置于輪胎胎圈外側(cè)的狹窄的帶形材料，用于保護簾布層防止磨損和被輪輞切割并且分散輪輞上方的撓曲。

“周向的”意指垂直于軸向方向且沿環(huán)形胎面的表面的周長延伸的線或方向。

“赤道中心面(cp)”意指垂直于輪胎旋轉(zhuǎn)軸線且經(jīng)過胎面中心的平面。

“印跡”意指在零速度下以及標(biāo)準(zhǔn)載荷和壓力下輪胎胎面與平坦表面的接地面積或接觸區(qū)域。

“內(nèi)側(cè)面”意指在將輪胎安裝在車輪上且將車輪安裝在車輛上時最靠近車輛的輪胎側(cè)面。

“橫向的”意指軸向方向。

“橫向邊緣”意指在標(biāo)準(zhǔn)載荷和輪胎充氣情況下測量的、與軸向最外層的胎面接地面積或印跡相切的線，這些線平行于赤道中心面。

“凈接觸面積”意指在圍繞胎面整個圓周的橫向邊緣之間的接地胎面元件的總面積除以橫向邊緣之間整個胎面的總面積。

“非定向胎面”意指如下胎面：沒有優(yōu)選的前進行進方向也不要求定位在車輛上特定的（一個或多個）車輪位置中從而確保胎面花紋與優(yōu)選的行進方向?qū)?zhǔn)。相反，定向胎面花紋具有要求特定車輪定位的優(yōu)選行進方向。

“外側(cè)面”意指在將輪胎安裝在車輪上且將車輪安裝在車輛上時離車輛最遠的輪胎側(cè)面。

“蠕動的（peristaltic）”意指借助于波狀收縮沿著管狀通道推進內(nèi)含物（例如，空氣）的方式進行操作。

“徑向”和“徑向地”意指徑向地朝著或遠離輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的方向。

“肋”意指胎面上周向地延伸的橡膠條，其由至少一個周向花紋溝以及第二個這樣的花紋溝和橫向邊緣中任一個限定，該條在橫向方向上未被全深度花紋溝分開。

“細縫（sipe）”意指模制到輪胎胎面元件中、細分胎面表面并改進牽引的小狹槽，細縫一般在寬度方向上窄并且在輪胎印跡中閉合，這與輪胎印跡中保持敞開的花紋溝相反。

“胎面元件”或“牽引元件”意指由具有鄰近花紋溝的形狀限定的肋或塊狀元件。

“胎面弧寬”意指在胎面橫向邊緣之間測量的胎面弧長度。

附圖說明

現(xiàn)通過舉例說明且參考附圖來描述本發(fā)明，在附圖中：

圖1是輪胎和泵組件的截面圖。

圖2a是輪胎內(nèi)的泵送管位置的放大的截面圖，其示出新的覆蓋條構(gòu)型和相對于泵送管通道及輪輞凸緣的位置。

圖2b是泵送管位置的放大的截面圖，且在尺寸上示出泵送管和覆蓋條的構(gòu)型及尺寸。

具體實施方式

參考圖1和圖2，輪胎組件10包括輪胎12、蠕動泵組件14和輪胎輪輞26。輪胎以常規(guī)方式安裝到輪輞26。輪輞26具有終止在上邊界邊緣30處的輪輞凸緣28。輪胎具有常規(guī)構(gòu)造，其具有從相對的胎圈區(qū)域22、24延伸到胎冠或輪胎胎面區(qū)域16的一對側(cè)壁18、20。輪胎12和輪輞26封閉輪胎腔體31。

如圖1、圖2和圖3中所示，泵組件14包括：空氣管56，其安裝在通路或花紋溝32的花紋溝通道34中；以及空氣入口裝置和空氣出口裝置，其準(zhǔn)許空氣進入管中以及引導(dǎo)加壓空氣從管（未示出）出來?；y溝32形成于側(cè)壁18內(nèi)，或如果需要，形成于兩個側(cè)壁18、20內(nèi)。花紋溝32可以常規(guī)方法通過在輪胎構(gòu)造操作期間將花紋溝模制到側(cè)壁中來形成。管56由彈性的、撓曲的材料形成，例如能夠承受住反復(fù)的形變循環(huán)的塑料或橡膠化合物。在如此構(gòu)建的情況下，當(dāng)經(jīng)受外力時管在輪胎內(nèi)形變成扁平狀態(tài)且在此力移除時恢復(fù)至初始的截面構(gòu)型。在所示的實施例中，管56在無應(yīng)力狀態(tài)下的截面大體是圓形的，且內(nèi)空氣通路52沿管56的中心軸線延伸。管具有足夠的直徑來可操作地使足夠的所需體積的空氣通過，用于將空氣泵送到輪胎腔體31中以將輪胎12維持在優(yōu)選的充氣壓力下的目的。雖然在這個實施例中將空氣管56示為針對360度泵優(yōu)選地是環(huán)形的，但空氣管無需為環(huán)形，并且可具有任何足夠的長度，例如，180度泵。

伸長的花紋溝32具有形狀與管56互補的花紋溝通道34。花紋溝32進一步形成為具有延伸到側(cè)壁（例如，側(cè)壁18）的軸向向外表面58的漏斗形狀的花紋溝進入通路40?；y溝通道34優(yōu)選地呈環(huán)形圈的幾何形式，且具有橢圓形截面以與管56的截面互補。另一側(cè)壁可具有花紋溝，或如果需要兩個側(cè)壁均可具有花紋溝?；y溝具有與管56的外部幾何形狀互補的內(nèi)部斷面輪廓，以適于緊密地接收管56。2011年10月25日公布的、標(biāo)題為“自充氣輪胎組件（self-inflatingtireassembly）”的美國專利8,042,586中詳細公開了所示的通常類型的蠕動泵的操作，其整體上通過引用并入本文中。

當(dāng)輪胎旋轉(zhuǎn)時，輪胎的側(cè)壁18在其進入輪胎印跡時經(jīng)歷壓縮。壓縮力從印跡被引導(dǎo)到輪胎中，并且作用來使空氣管通路54的一部分變平。當(dāng)輪胎繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時，泵管56將與輪胎印跡相對地逐段地以與輪胎旋轉(zhuǎn)方向相反的方向循序地變平或被擠壓。管通路54逐段的循序變平引起排出的空氣從變平的部段被泵送到出口（未示出）且接著泵送到輪胎腔體31。

將自圖1和圖2b領(lǐng)會到，輪輞26具有凸緣28，當(dāng)輪胎安裝到輪輞時，所述凸緣使輪胎胎圈區(qū)域就座。輪輞凸緣28具有大體定位在泵送管56的側(cè)壁位置下方的上邊緣30。管56因此被置于側(cè)壁18的高撓曲區(qū)域中并有意地位于沿側(cè)壁18向上的徑向位置處，使得其在由邊緣30形成的輪輞凸緣邊界上方。因此保留了側(cè)壁在管位置中的適當(dāng)撓曲，以確保管56的所期望的逐段的折疊。

參考圖2a，現(xiàn)將解釋花紋溝32構(gòu)型和定向?；y溝32形成圍繞側(cè)壁18的下部區(qū)域以環(huán)形路徑延伸的花紋溝通道34。通道34的截面大體為橢圓形，其形成：向前的鼻部部分36，其大體定向成指向側(cè)壁18的外表面58；以及向后端38，其大體定向成指向遠離表面58。通道34呈橢圓的大體形式，調(diào)節(jié)其尺寸化以緊密地接收泵送管56?；y溝32優(yōu)選地在輪胎建構(gòu)期間通過常規(guī)手段模制到側(cè)壁18中，且管56在后固化過程中插入到通道34中。

為幫助將管56后固化插入到花紋溝通道34中，形成具有環(huán)形進入通路40的花紋溝32，所述進入通路從側(cè)壁18的向外表面58延伸到輪胎側(cè)壁中且延伸到花紋溝通道34。進入通路的截面大體是漏斗形狀的，其在向內(nèi)漸縮至通路頸部區(qū)域44的表面58處具有直徑變大（在截面中）的進入開口42，所述通路頸部區(qū)域44與花紋溝通道34的向前鼻部36相交并與其連通，如圖2a和圖2b中所見。漏斗形狀允許將管56插入到花紋溝通道34中，在這種情況下，管56大致由限定通道34的側(cè)壁所圍繞。

將領(lǐng)會到，進入通路的漏斗形狀（在截面中）形式從花紋溝通道34傾斜，使得進入通路40的進入開口42徑向地位于橢圓形管56的固定的中心線52的上方。出于解釋的目的，如在圖1的64處所見，“徑向”方向被定義為意指從輪胎中心畫到在輪胎表面周長上的點的線。通過方向箭頭62也示于圖1中的是從胎圈22沿側(cè)壁的表面“向上”的側(cè)壁延伸部分。因此，進入通路40的進入開口42的位置可認為是徑向地位于“管56的中心線52上方”或“從管56的中心線52沿側(cè)壁18向上”。

參考圖1、圖2a和圖2b，在管56已就座于花紋溝通道54內(nèi)之后，將與側(cè)壁18相容的材料組合物的覆蓋條46裝配到進入通路40中。覆蓋條通過固化或粘合劑涂敷被固定在適當(dāng)位置，并用來將管封閉在適當(dāng)位置。與進入通路40相似，覆蓋條通常為環(huán)狀且截面是漏斗形狀的，其在鄰近于側(cè)壁18外表面58的外側(cè)處具有擴大的條狀帶48，且向內(nèi)漸縮穿過條狀頸部帶50至花紋溝通道34。覆蓋條46遵循與進入通路40從花紋溝通道34到側(cè)壁表面58的相同的傾斜度，使得表面58處的覆蓋條擴大部分48是高于管56的徑向位置處。更具體地，覆蓋條46沿側(cè)壁18位于管中心線52上方，從而離輪輞凸緣28和輪輞凸緣邊界表面30更遠，如圖2a中所見。覆蓋條46從表面58延伸到管56的中心線52，從而產(chǎn)生覆蓋條與花紋溝通道34之間的偏移。

將從圖2a領(lǐng)會到，覆蓋條46與側(cè)壁18內(nèi)的管/花紋溝通道位置之間的徑向偏移的用途。覆蓋條46保持附接在進入通路40內(nèi)的適當(dāng)位置以在輪胎的整個壽命周期內(nèi)保持管56封閉，這是至關(guān)重要的。覆蓋條46與其在通路40內(nèi)的預(yù)期位置的間隔將使通路40打開而受到外部試劑的侵入，從而會影響管的泵送操作。因此，至關(guān)重要的是保護覆蓋條46與通路40的附接，以便阻止否則將導(dǎo)致不期望的間隔的接觸。

將條46定位與花紋溝通道34共線并處于相同的位置將使覆蓋條46的外表面（在側(cè)壁表面58處）緊密接近輪輞凸緣28。當(dāng)處于正常載荷和充氣狀態(tài)下時，覆蓋條與輪輞凸緣之間的緊密接近將是可接受的，可能出現(xiàn)將使覆蓋條46接觸到輪輞凸緣28的一些狀態(tài)。例如，充氣不足的輪胎或過載情形可使覆蓋條下降并接合輪輞凸緣。此類接觸可能會影響覆蓋條附接的完整性。

覆蓋條的在徑向上高于花紋溝通道34的位置因此用來使覆蓋條進一步遠離輪輞凸緣28。通過這樣做，使得覆蓋條46與側(cè)壁胎圈22之間的距離大于管56與胎圈22的距離。覆蓋條離輪輞凸緣的距離因此與覆蓋條在徑向方向上與胎圈22的距離具有相同的大小。因此，當(dāng)輪胎未安裝到輪輞時，可參考胎圈區(qū)域距離，且其用于達到相同的信息。也就是說，使覆蓋條偏移以增加條與未安裝的輪胎的胎圈區(qū)域22的間隔等同于當(dāng)將輪胎安裝到輪輞時使覆蓋條偏移以增加條與輪輞凸緣的間隔。

增加覆蓋條與胎圈區(qū)域（或已安裝的輪胎中的輪輞）的距離提供了一定的安全性，使得即使在輪胎充氣不足或過載時仍將避免條與輪輞凸緣之間發(fā)生接觸。進入通路40和覆蓋條46從花紋溝通道徑向地傾斜到側(cè)壁18的外表面58增加了覆蓋條在表面58處與輪輞凸緣28的間隔距離，且因此降低了條與輪輞之間發(fā)生干擾的風(fēng)險。

圖2b中給出了管56、覆蓋條46和進入通路40的尺寸。雖然所示的尺寸提供了部件之間的相關(guān)信息，但本發(fā)明并不旨在受限于此，且可在不脫離本發(fā)明的情況下并入尺寸變化。示出了沿側(cè)壁18的覆蓋條位置與花紋溝通道34之間的徑向偏移，以有效地使側(cè)壁表面58處的覆蓋條處于更高于、更遠于輪輞28的關(guān)系。

輪輞凸緣具有指定的凸緣高度公差規(guī)定范圍?？傻贸鲆韵陆Y(jié)論：對于正常的充氣和額定載荷狀態(tài)來說，當(dāng)輪輞凸緣高度在凸緣高度公差的上端中時，預(yù)測覆蓋條變形會造成干擾。在充氣不足和過載狀態(tài)下，泵送管高度處的覆蓋條變形對于凸緣高度公差規(guī)范的中到下端來說將干擾輪輞凸緣。上移花紋溝通道34可消除所述問題，但可能影響低載荷泵送性能。本發(fā)明使花紋溝通道34保持處于相同（最佳）位置處，但將覆蓋條上移以避免覆蓋條不利地干擾輪輞凸緣。

根據(jù)此文中所提供的描述，本發(fā)明中的變型是可能的。雖然為了說明本發(fā)明的目的已經(jīng)示出了一些代表性的示例和細節(jié)，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚的是，其中可以產(chǎn)生各種改變和更改，而不脫離本發(fā)明的范圍。因此，應(yīng)該理解到所描述的特定示例中可以產(chǎn)生變化，其將在本發(fā)明的如由隨附的下列權(quán)利要求中所限定的期望的全部范圍中。