缺氣行駛芯體的製作方法

2023-07-11 09:46:26 4

專利名稱：缺氣行駛芯體的製作方法
技術領域：
本發明涉及即便在輪胎漏了氣(缺氣)的狀態下也能從內側支撐輪胎從而實現規定距離或其以上的車的行駛的、收納在輪胎內空間中並緊固在輪輞上的芯體(以下稱「缺氣行駛芯體」)。
背景技術：
近來，從以下的兩個觀點出發，開始了進行缺氣行駛輪胎(缺氣保用輪胎)的開發。
(1)省去備用輪胎節省能量減少車輛重量、提高燃料消費率。可節省製造能源。
節省空間能夠實現備用輪胎搭載空間的有效利用。
低成本化能夠省去備用輪胎、車輪、工具、千斤頂等。
(2)乘客的安全確保不會被捲入因路上故障、停車而引起的事故之中。
在VIP車、緊急車(緊急執勤車、急救車)、殘疾人用車等上必須有。
應對不會更換輪胎的駕駛員的增加的情況。
現今，缺氣行駛輪胎有A(芯體式)、B(側壁補強式)2種。
A.芯體式芯體式，必須對芯體的向輪胎的裝設方法加以研究，雖然設計、試製了很多種式樣，但因為以下原因沒有與以往的輪胎、輪輞的互換性；零件個數多、成本高；由於是扁平的構造，因而輪胎、輪輞的質量大；輪胎或芯體的向車輪的裝卸困難等；故而還沒有普及。
B.側壁補強式側壁補強式由於具有與以往的輪胎、輪輞的互換性，因此比A的芯體式易於被接受。在側壁104的補強的方法上考慮了各種各樣的類型。但是，由於具有以下問題當輪胎扁平率(扁率)高時，缺氣行駛性不成立(輪胎扁平率在60％或其以下)；由於側壁補強，車輛的上下彈性變硬，乘坐感、噪音不好；由於側壁補強，前後衝擊的吸收不好，影響車身的強度；輪胎+車輪的質量大(由扁平輪胎帶來的增加量較大)；由於沒有側壁的柔軟性，因而向車輪的裝卸困難等；因而也還是沒有普及。
C.橫填裝(橫裝設)車輪+缺氣行駛芯體式為了解決上述問題，本申請人，作為第3種方法，設計提出了在「橫填裝式車輪」中填裝(加裝)「具有縫隙(切槽)的一體型缺氣行駛芯體」的方法(日本專利申請2001-352191號)。由於不伴隨輪胎的構造改變，因此稱缺氣行駛芯體。
其構造，是在芯體一圈上多個部位開設縫隙(切槽)，同時將輪輞設成分離構造(一側的法蘭(凸緣)能夠裝卸於輪輞本體上的構造)，將芯體從橫向(輪輞軸向)插入到輪輞上的構造。
根據該方法，因為以下原因完全地具有與以往輪胎、車輪的互換性；藉助縫隙的效果在芯體上產生柔軟性而使向輪胎內的插入變得容易，因此能夠使用高扁平率輪胎(扁平率50％或其以上)；輪胎、輪輞的質量與以往大體相同等；所以能夠消除A、B兩種方式的缺點。
但是，在上述C的方案的構造中，也有以下的問題。
(1)在提案的構造中，芯體的質量重。
(2)芯體的體積大，製造、物流的成本高。另外，向輪胎內的插入困難。
(3)芯體的向車輪輪輞的緊固困難(因離心力而漂浮)。

發明內容
本發明的目的在於提供在上述C構造中，謀求芯體的輕量化、提高向輪胎的插入性、芯體的向輪胎輪輞的緊固容易的缺氣行駛芯體。
達成上述目的的本發明如下。
一種缺氣行駛芯體，其由上面和側面封閉而下面敞開的中空箱形形狀的多個組件構成，各前述組件，在內側具有補強用的格子板或補強筋，使前述組件的上下方向與車輪半徑方向相對應、使前述組件的上面與車輪半徑方向外側相對應地裝設在車輪的輪輞外周且輪胎內。
根據上述缺氣行駛芯體，由於將芯體組件設成為上面封閉的箱形，並在箱中加入用於補強的格子板，因此既可以維持耐載荷，也可以謀求輕量化。


圖1是本發明的缺氣行駛芯體的剖面圖。
圖2是本發明的缺氣行駛芯體的仰視圖。
圖3是本發明的缺氣行駛芯體的側視圖。
圖4A是展示本發明的缺氣行駛芯體的、補強板的可採取的各種配置例的一例的仰視圖。
圖4B是展示本發明的缺氣行駛芯體的、補強板的可採取的各種配置例的又一例的仰視圖。
圖4C是展示本發明的缺氣行駛芯體的、補強板的可採取的各種配置例的又一例的仰視圖。
圖4D是展示本發明的缺氣行駛芯體的、補強板的可採取的各種配置例的又一例的仰視圖。
圖5是本發明的將多個組件連結成鎖鏈狀的芯體的側視圖。
圖6是將圖5的多個組件的鎖鏈狀連結體放入輪胎內、然後將鎖鏈狀連結體的兩端連結而成的芯體的側視圖。
圖7是將芯體在高度方向中間部可彎曲地連結的芯體的一部分的側視圖。
圖8是採用了開口銷的、芯體組件的連結部分的剖面圖。
圖9是由帶子實現的芯體緊固構造的剖面圖。
圖10是圖9的構造的側視圖。
圖11是由金屬線實現的芯體緊固構造的剖面圖。
圖12是由鉸鏈心軸實現的芯體組件連結構造的俯視圖。
圖13A是環式的緊固張力調整構造的鬆弛時的側視圖。
圖13B是環式的緊固張力調整構造的繃緊時的側視圖。
圖14是用杆同時操作芯體的左右的緊固張力調整構造的構造的正視圖。
圖15是環式的緊固張力調整構造的止轉機構的俯視圖。
圖16A是防反轉連杆式的緊固張力調整構造的鬆弛時的側視圖。
圖16B是防反轉連杆式的緊固張力調整構造的繃緊時的側視圖。
圖17是鬆緊螺絲扣(拉線螺絲)式的緊固張力調整構造的側視圖。
圖18A是鉸鏈心軸彈力式的緊固張力調整構造的鬆弛時的俯視圖。
圖18B是鉸鏈心軸彈力式的緊固張力調整構造的繃緊時的俯視圖。
圖19是鉤式的緊固張力調整構造的俯視圖。
圖20是展示在芯體上設置有葉片的情況下的缺氣行駛芯體的輪胎內配置的剖面圖。
圖21是展示本發明的環狀連結芯體的向輪胎的插入的方式的立體圖。
圖22是本發明的缺氣行駛芯體的、採用了樹脂制鉤的鉤式連結部分的側視圖。
圖23是本發明的缺氣行駛芯體的、採用了金屬制鉤的鉤方式連結部分的側視圖。
圖24A是本發明的缺氣行駛芯體的、扣式連結部分的扣合開始時的側視圖。
圖24B是本發明的缺氣行駛芯體的、扣式連結部分的扣合完成時的側視圖。
圖25A是本發明的單一組件芯體的、向輪胎插入過程中的、將芯體捲起來向輪胎插入的階段的側視圖。
圖25B是本發明的單一組件芯體的、向輪胎插入過程中的、插入完成階段的側視圖。
圖26A是本發明的對半分割得芯體的向輪胎插入的、芯體插入前階段的側視圖。
圖26B是本發明的對半分割芯體的向輪胎插入的、第1個芯體的插入過程中的階段的側視圖。
圖26C是本發明的對半分割芯體的向輪胎插入的、第2個芯體的插入過程中的階段的側視圖。
圖26D是本發明的對半分割芯體的向輪胎插入的、2個芯體的插入完成的階段的側視圖。
圖27是本發明的具有縱槽的缺氣行駛芯體的剖面圖。
圖28是圖27的缺氣行駛芯體的與圖27正交的方向的剖面圖。
圖29是圖27的缺氣行駛芯體的、輪胎爆胎時的剖面圖。
圖30是圖27的缺氣行駛芯體的、組件的剖面圖。
圖31是圖27的缺氣行駛芯體的、組件間連結部分的剖面圖。
圖32是本發明的缺氣行駛芯體的、潤滑劑保持構造部分的剖面圖。
圖33是本發明的缺氣行駛芯體的、又一例的潤滑劑保持構造部分的剖面圖。
圖34是圖1的構造的缺氣行駛芯體的爆胎時的芯體的剖面圖。
圖35是圖1的構造的缺氣行駛芯體的爆胎時的芯體、輪胎、輪輞的剖面圖。
圖36是展示圖1的構造的缺氣行駛芯體的芯體頂板間間隙的剖面圖。
圖37是展示圖1的構造的缺氣行駛芯體的爆胎時的芯體、輪胎的接觸的剖面圖。
具體實施例方式
以下，參照圖1～圖37說明本發明的缺氣行駛芯體。以下分別在(1)、(2)、(3)中說明用於解決上述問題點(1)、(2)、(3)的構造，進而，在以下的(4)中說明其延伸的構造，另外，在以下的(5)中說明改良構造。
(1)芯體的輕量化為了使芯體輕量化，有必要使用密度小的材料，並去掉不必要的部分。前述芯體，每1個突起部(切槽與切槽之間的部分)，約為0.8L(L升)的體積。這樣一來，如果用密度為1的材料製作就有約為0.8kg的質量，整體僅突起部就會有10kg的質量，有些過重。因此，通過用樹脂或強化樹脂(例如混入有玻璃纖維的樹脂；密度為1.5～1.7)作材料，將突起部設為中空形狀而使體積降低的方法，來謀求輕量化。
缺氣行駛系統，以在爆胎的狀態下能夠承受200km的距離的行駛為目標。一旦爆胎，芯體就必須獨自支撐車輛質量。由於輪胎每轉1圈大約行駛2m，因此如果行駛200km，就要反覆承受10萬次車輛質量的重力(W)。進一步考慮承要受因旋轉或制動而引起的前後左右的負荷(估計為上下負荷的70％＝0.7W)在上下負荷的1％(10000次)，通過FEM解析來考慮滿足強度的形狀。
其結果是，在本發明中，如圖1～圖4D，將芯體10，以通過樹脂或強化樹脂的注射成形而製作的多個組件(也稱「芯體組件」)15構成，將各組件15，設成能夠經受上下、前後、左右的載荷，並且易於用樹脂的注射成形來製造的形狀。組件15是上面13與側面封閉而下面14敞開的箱形形狀，在箱11的內側，置入有具有沿車輪周向及/或車輪軸向延伸的板的(例如，格子狀的)補強板(也可以是補強筋)12。在此，芯體上下方向，在將芯體安裝在車輪上的狀態下與車輪半徑方向相對應，芯體上面與車輪半徑方向外側相對應，芯體下面與車輪半徑方向內側相對應。另外，還可以在上面13上形成後述的縱槽。
之所以將上面13作為封閉面，主要是為了經得住前後方向的力、左右方向的力。補強板12，是為了組件整體的補強而設置的。格子的形狀，可根據強度上的需要，設成如圖4A～圖4D所示那樣的各種形狀。
在該構造中，如果將組件的箱11的部分以及構成補強板12的板以2～4mm的板厚製作，則能夠利用密度為106g/cc的材料，將1個組件的重量控制在約0.3kg(17英寸用車輪的情況)、達到目標重量值(規定重量或其以下)。
(2)芯體組件的體積的減少和結合構造如果將芯體全部一體地製作，則會形成較大的構造體，除了導致芯體的重量增加之外，用於成形的模具會變大，成形機器也會大型化，導致構造成本變高。另外，在運輸時，因體積較大所以效率不高。
本申請人在上述C構造中提案的芯體，為了「插入性」、「氣柱共鳴的防止」，沒有形成平坦的形狀，而是成為在帶狀部上一體地設置有6～15個突起的環狀單一芯體形狀。
但是，在上述C構造中，由於芯體的向輪胎的插入性不好，因此在本發明中，為了提高向輪胎的插入性，採用將各突起作為獨立組件15來製造，並將其用結合部分17連結成鎖鏈狀從而構成芯體10(圖5～圖7)的辦法。通過做成組件連結構造，各個成型品變小，還可以降低製造成本和物流費。另外，還提高了向輪胎50的插入性。
在將芯體10做成組件15的鎖鏈狀連結構造的情況下，如果組件彼此的結合操作不在將輪胎50嵌入到輪輞38上之前預先進行，則由於操作空間的關係就會很難。因而，芯體10的向輪輞38的組裝，按以下的順序。
①將必要個數(在圖5、圖6的例子中是12個)的芯體組件15結合。組件連結體的兩端不結合而預先打開。
②將芯體10插入輪胎50，插入後，將打開的組件連結體的兩端結合。
③在組件15上安裝用於將組件15緊固在輪輞38上的緊固裝置。
④將芯體10連同輪胎50一起插入到輪輞38上。
⑤用緊固裝置將芯體10緊固在輪輞38上。
由於鎖鏈狀組件連結體兩端沒有結合在一起，因此即便芯體外徑比輪胎內徑大，也可以很容易地插入到輪胎中。另外，輪輞38被設為能夠將車輪軸向兩端的法蘭中的一方的法蘭(例如，圖27的右端的法蘭)相對於輪輞本體安裝或拆下的構造，在拆下該法蘭的狀態下，將插入了芯體10的輪胎從橫向(車輪軸向)插入到輪輞38上而進行安裝。
為了使芯體組件15的結合較容易，芯體以圖7、圖8所示的開口銷方式或圖22、圖23所示的鉤方式來結合。由於在將芯體組件15緊固在輪輞38上之後在結合部17上不會再受到較大的力，因此連結強度只要以開口銷16就足夠了。在使用開口銷的情況下，其直徑預先設為比結合用託架的孔徑足夠小，使結合部分17能夠進行柔軟的動作，從而可以很容易地將芯體10插入到輪胎50內。
另外，芯體結合部17最好設在芯體的大體中央的高度上，從而使連結後的芯體的彎曲性良好。
通過採用上述那樣的芯體的結合、以及向輪胎插入的方法，能夠實現芯體向扁平率比以往的芯體式的情況還大的輪胎(50％～80％)的設定、安裝。其結果是，能夠實現缺氣行駛芯體的輕量化，另外，還可以改善乘坐感、雜音問題。
在輪胎更換等之際，芯體的拆下，按與上述相反的順序來實施。即，①鬆開緊固。
②連同輪胎從輪輞取下。
③在1個部位拆開芯體的結合。
④從輪胎中拉出芯體。
(3)芯體組件的向車輪輪輞的緊固構造為了使芯體10向輪輞38的安裝更容易而增大其內徑，並且僅僅是插入而沒有緊貼在輪輞38上。因而，如果就這樣直接就進行行駛，就有芯體在輪胎內移動而產生噪音之虞。
在芯體10上會承受因行駛而產生的離心力。必須將芯體以即便有離心力也不會飄起來(浮起來)的強度緊固在輪輞上。
(緊固結構)①用帶子或金屬線的張力勒緊。
在芯體10的與輪輞38相接觸的位置上，設置勒壓芯體用的、與組件一體的法蘭(也稱「架」)18，再用沿車輪周向延伸的帶子19(圖9、圖10)或金屬線20(圖11)纏繞緊固在法蘭18之上。然後調整帶子、金屬線的張力，從而以必要的緊固力勒壓。帶子19、金屬線20，只要能耐得住必要的張力，什麼樣的材料都可以。將帶子19、金屬線20稱為「束帶」。
②用鉸鏈心軸的彈力勒壓。
如圖12所示，在組件高度方向(與車輪半徑方向相對應的方向)的較低位置上用鉸鏈構造21將芯體組件15結合在一起，由鉸鏈心軸22的彎曲反作用力產生張力從而獲得緊固力。鉸鏈構造21，由下述構造構成，即，具備從相鄰的組件15向相對的組件伸出突出部，在該突出部上設置孔，通過使鉸鏈心軸22貫通於其中從而將相鄰的組件15以能夠繞鉸鏈心軸22旋轉的方式連結起來。
在將組件連結成鎖鏈狀的芯體的端部處於打開的狀態下將其放入輪胎內，組裝到輪輞上，然後再將打開的端部相互拉近使之結合。當解除拉力時，在全部的鉸鏈結合21上承受彎曲力，鉸鏈心軸22的彎曲的彈性變形的反作用力成為芯體的車輪周向的張力。
(緊固張力的調整結構)①帶子、金屬線的情況A.結合部分的「環」方式在帶子19或金屬線20的結合部分17上製作如圖13A、圖13B所示的環(環狀部分)23，在該環23內插入具有大體長方形的截面的杆24，將杆24旋轉90°，就從圖13A的「環處於沿上下方向扁平的狀態」變化到圖13B的「環處於沿上下方向撐開的狀態」，使環23的車輪周向長度改變，從而調整帶子19或金屬線20的張力。
杆24，沿車輪軸向延伸，如圖14所示，橫跨芯體10的左右的帶子19或金屬線20，因此張力調整可以通過從車輪軸向的外側在輪胎與輪輞之間製造間隙來實施。
在繃緊(緊固)時，雖然通過帶子或金屬線的張力本身來形成防止杆24轉動的力，但如果附加如圖15所示的止轉機構(防止轉動機構)25則更可靠。對於止轉機構25，可以採用使U字狀部件配合在形成於杆24的一端的六角頭部(螺桿頭部那樣的形狀)上，將該U字狀部件的腿部插入到環23內從而使U字狀部件和杆24的頭部不能轉動那樣的機構。
通過在杆的一側端設置螺桿頭構造26，就能夠實現用扭力扳手等進行帶子、金屬線的束緊(杆的旋轉)。通過在杆的相對側端上添加如圖13A、圖13B、圖14所示的突起27，就能夠謀求防止在帶子19、金屬線20的繃緊時杆24從環23中脫落。突起27向與杆24的長方形截面的長邊相同的方向延伸，比杆24的長方形截面的長邊的長度還長。
B.具有防反轉功能的連杆機構在帶子結合部分17上，設置如圖16A、圖16B所示的具有中間連杆29的連杆機構28，使中間連杆29旋轉來進行緊固。在該情況下，連杆機構28，是用中間連杆29來連結左右的連杆30、31，通過使中間連杆29旋轉大約180°，使連杆機構28的長度在圖16A的「鬆弛時」和圖16B的「繃緊時」之間變化的機構。
中間的連杆29，與「環」方式的情況相同，也可以預先用杆(圖14的杆24)將左右的帶子19或金屬線20的結合部分17連結，並預先使杆的頭部朝向車輪軸向外側，從而能夠從車輪軸向外側進行帶子、金屬線的束緊(杆的旋轉)。另外，也可以分別緊固車輪軸向的外側的連杆機構和內側的連杆機構。
如圖16B所示，在機構28中，當使中間連杆29旋轉到超過中立位置(中間連杆29位於與帶子、金屬線平行的位置)時，藉助帶子、金屬線的張力，而向中間連杆29作用防反轉方向的轉矩，從而連杆機構28就不會鬆弛(防反轉機構)。
在取下之際，將結合在連杆30上的帶子、金屬線和結合在連杆31上的帶子、金屬線向彼此接近的方向拉，使中間連杆29向與帶子、金屬線繃緊時相反的方向旋轉，就從16B的狀態變化到圖16A的狀態，從而鬆開帶子、金屬線，從輪輞上取下。
C.鬆緊螺絲扣(拉線螺絲)式如圖17所示，在帶子19或金屬線20的結合部分17上，將左旋螺紋部件34A結合在處於結合部分的一側的帶子19或金屬線20上，將右旋螺紋部件34B結合在處於結合部分的另一側的帶子19或金屬線20上，用加工有左旋螺紋和右旋螺紋的一個鬆緊螺絲扣32將左旋螺紋部件34A和右旋螺紋部件34B結合，並由與形成在鬆緊螺絲扣32的外周部上的螺紋相螺合的、沿車輪軸向延伸的蝸輪33使鬆緊螺絲扣32旋轉，從而緊固帶子19或金屬線20。
與圖14的杆24同樣，預先用蝸輪33將車輪軸向左右的芯體的鬆緊螺絲扣32連結，從車輪軸向外側旋轉蝸輪33而將帶子19、金屬線20束緊，從而得到必要的帶子、金屬線張力。
雖然因為是蝸輪33，所以蝸輪逆旋轉而帶子、金屬線鬆弛的可能性較小，但也可以進一步使用雙螺母來防止鬆弛。
②由鉸鏈心軸彈力式進行的組件連結的情況A.U字型鉸鏈式如圖18A、圖18B所示，在組件的鎖鏈狀連結體的結合部分17的鉸鏈構造21上，設置U字型的鉸鏈心軸22，從圖18A的鬆弛狀態，使鉸鏈心軸22旋轉180°或其以上而變為圖18B的繃緊狀態，從而得到必要的組件連結體張力。
當使鉸鏈心軸22旋轉比180°大的角度時，就能夠藉助組件連結體的拉力而獲得防止連結部分鬆弛的轉矩。
B.鉤式如圖19所示，也可以用鉤35來將組件連結體的結合部分結合。將對方芯體組件拉近而得到張力，在該狀態下將鉤35鉤掛在鉸鏈心軸22上而固定。
在取下鉤35之際，先施加多餘的張力使鉤部保持鬆弛，從而將鉤35取下。
在上述的①帶子、金屬線、②鉸鏈的任何一種方式中，最好在張力調整機構的繞車輪中心180度的相反一側安裝平衡配重。這是為了補償因設置了張力調整機構而產生的不平衡，從而取得裝設有缺氣行駛芯體的車輪的旋轉平衡的緣故。
(其他的芯體要件)
在前述C構造的橫裝設車輪和芯體結構中，芯體組件15，通過向輪胎內的氣柱內沿周方向設置隔板，改變氣柱共鳴頻率，從而具有防止氣柱共鳴音的作用。
為了有效地對該氣柱進行分隔的作用，根據實驗，需要截斷空氣通路(輪胎空氣室)截面積的70％或其以上。
另一方面，芯體組件15的橫截面積，因芯體的輕量化和必要強度、向輪胎的裝設性、緊固機構的設立等的需要，很難達到輪空氣室橫截面積的70％或其以上。
因此，如圖1、圖2、圖20所示，最好在芯體組件15的左右側壁外面添加向左右方向延伸的葉片36。葉片36雖然起到輪胎50內的空氣通路37阻隔的作用，但質量沒有增加，也不會成為裝設和繃緊時的阻礙。
(4)芯體組件的向輪胎內的插入性的提高為了提高組件15的向輪胎50內的插入性，芯體10可以採用以下的構造。
(4-1)環狀鎖鏈型芯體如圖21所示，將芯體10分割成6～15個的多個樹脂制組件15來製作，在插入輪胎前，連結成環狀(環狀連結芯體)。將環狀連結芯體10，如圖21所示，像「蛇玩具」那樣彎曲而插入到輪胎50中。
在該情況下，對組件連結部分17採用由銷16進行的連結，當預先將銷16和銷孔的間隙設為較大，從而使之成為柔軟的構造(能夠實現較大的彎曲的構造)時，就很容易插入到輪胎50中。根據實驗，通過該方法，扁平率為50％或其以下的輪胎也能夠實現必要高度的芯體10的插入。以避免在連結部分17上作用有將芯體10束緊在車輪輪輞上之際的張力的方式，使連結構造單純且輕量化。張力保持由帶子19、金屬線20等其他的系統來實施。
從組件間的連結構造製作容易度、插入輪胎後的中間介有輪胎和芯體之間的小間隙的連結的容易度、連結部分17的柔軟性(彎曲性)的觀點出發，最好採用前述的使用了銷16的銷方式、或使用了鉤35的鉤方式。
對於鉤而言有樹脂鉤35A和金屬鉤35B。
樹脂鉤35A(圖22)在組件15為樹脂制的情況下，如果預先在樹脂的一部分上形成鉤35A，則不需要另外添加零件，在成本方面很有利。
金屬鉤35B(圖23)將已是製成品的金屬鉤35B擰入到芯體組件15中而進行使用。
(4-2)開放鎖鏈型芯體在插入輪胎50前，不是將組件15的鎖鏈狀連結體設成封閉的圓環狀，而是預先使之成為直線型的長鎖鏈。由此，進一步增加了組件15的鎖鏈狀連結體的彎曲的自由度，從而向輪胎50的插入性變得更好(圖5)。
根據實驗，如果使用這種方式，不管在什麼樣的扁平率的輪胎50的情況下，都可以插入必要的高度的芯體10。
在插入到輪胎50中後(圖6)，由於必須在輪胎50內的狹窄的地方將鎖鏈的兩端結合，因此鎖鏈的兩端的結合構造必須是結合容易的構造。由(4-1)環狀鎖鏈型芯體的銷式、鉤式進行的連結，全都是在狹窄的地方也容易的結合，可以利用在(4-2)開放鎖鏈型芯體的芯體1的端部的結合上。
(4-3)開放型芯體代替將多個組件15連結成鎖鏈狀的芯體，還可以使用如圖25A、圖25B所示的單一芯體。將單一的組件型芯體10製作成直線狀或圓弧狀，並將兩端結合起來而使用。
在圖25A、圖25B的方式中，甚至如果是扁平率50％的輪胎50，就可以通過將芯體10捲成漩渦形狀的方法(圖25A)，將芯體10插入到輪胎50中。在將芯體10插入到輪胎50內之後，將芯體10的兩端連結(圖25B)。
連結構造與(4-1)、(4-2)不同，不僅是「連結」，能夠將芯體「束緊」也成為必須的。
因此，連結構造最好使用前述的具有中間連杆29的連結、反轉連杆式(圖16A、圖16B)、或下述的扣式(圖24A、圖24B)。
在扣式的連結構造中，如圖24A、圖24B所示，用旋轉式鉤42牽拉固定在相對組件15上的U形杆41，從而將芯體10連結。之後，使鉤42旋轉而將相對組件15拉近，調整繃緊力。最後，由防松棒43來限制鉤42的旋轉。
在圖24A、圖24B中展示連結的順序。
(4-4)對半分割芯體(切斷部位比5個少的分割的樹脂制芯體，代表性地以對半分割的情況為例，但是，分割數包括到分割為5份)通過將芯體10對半分割製作為2個，從而改善向輪胎的插入性。按照圖26A～圖26D的工序進行插入。不管對於什麼尺寸的輪胎50，都能夠實現芯體10的插入。
在(4-3)的開放型芯體的情況下，由於連結芯體重量不平配衡，因此需要平衡重，但在(4-4)的對半分割芯體中，由於連結部分處於180°度相對向的位置，因此無需設置平衡配重。在3分割(分割為3份)～5分割(分割為5份)的情況下，使各部分的長度相等。
(5)鎖鏈狀連結組件型芯體的改善但是，即便對將多個組件15連結成鎖鏈狀的芯體也同樣，也有以下的應當改善的問題點①～⑧(以下，稱問題①～⑧)。
①由於用2根帶子19或金屬線20將芯體組件15緊固在輪輞38上，因此緊固部位便有左右2個部位，在組裝時費時間。另外，要想使組裝簡略，就需要杆24。
②由於在將緊固用帶子19或金屬線20加載在連結著的芯體組件15上之際，在將帶子19或金屬線20緊固住之前，帶子19或金屬線20容易從法蘭18脫離，因此必須預先用膠帶等臨時固定在組件上。
③如圖34所示，由於在爆胎行駛中載荷從輪胎50作用在芯體頂板10a上時，芯體組件10的法蘭18位置被固定在輪輞38上而不能動，因此在頂板10a的左右角部就會產生應力集中，易損壞。
④在爆胎時，輪胎50的胎圈(輪胎卷邊)50a在輪輞38和芯體左右壁10b之間移動。當在組件15上有法蘭18時，如圖35所示，由於組件側壁10b會向內側縮進法蘭18的寬度，因此胎圈50a移動的範圍就會變大，在車輛轉彎時輪胎胎面50b沿橫向移動的量就會增加，從而產生「橫力的逃逸」。
⑤如圖36所示，當緊固用法蘭18位於較低位置時，為了確保束緊機構106的設置空間就必須擴大芯體的安裝間隔，頂板10a間的間隙D就會變大(50～70mm)。其結果，爆胎警報用的振動、聲音就過大，從而在爆胎時很難繼續行駛。
⑥如圖37所示，由於頂板10a間的間隙變大，因此在爆胎時使阻止芯體10的旋轉的力就變大(由於芯體在圖37的頂板10a間位置上位置能量最小，在力學上較穩定，因此芯體為了旋轉，就必須將輪輞、即將車抬起，而當芯體的間隙較大時，阻止旋轉的力就增大)，即便輪胎50、車輪38旋轉，芯體10也很難跟著旋轉。因此，如果輪輞38和芯體10之間容易打滑，則會出現芯體10不旋轉，與輪胎50之間的滑動量增加，因而芯體10提前破損的情況。
⑦由於在爆胎時，在輪胎背面和芯體頂板之間存在有圓周速度差，因此會相互產生滑動。為了使滑動的摩擦力減少以抑制因摩擦而產生的損耗和發熱，必須在輪胎背面和芯體頂板之間添加潤滑劑。
而當將潤滑劑直接塗抹在輪胎內時，就要擔心以下的經年變化。
·當潤滑劑暴露於空氣中時，會因氧化、吸溼等而劣化。
·潤滑劑和輪胎的橡膠發生化學反應，被吸附在橡膠上。
·潤滑劑和輪胎的橡膠發生化學反應，輪胎的橡膠劣化。
⑧在爆胎行駛時，芯體頂板和輪胎背面的間隔越窄，方向盤被操縱(被控制)和車輛偏向就越少，這樣比較理想。但是，當過窄時，在沒有爆胎時輪胎背面易碰到芯體，在通過路面突起等的時候損傷芯體的可能性就很大。
為了解決上述①～⑧的問題，最好按以下的(A)、(B)、(C)、(D)的方式改善缺氣行駛芯體的構造。
(A)縱槽構造如圖27、圖28所示，這種缺氣行駛芯體10，是一種把將沿車輪周向被分割成多個的芯體組件15沿車輪周向連結而構成的芯體10，以使芯體10的上下方向與車輪半徑方向相對應、使芯體10的寬方向與車輪的軸向相對應的方式設置在輪胎50內，並安裝在車輪上的缺氣行駛芯體10，其中，在芯體10上，(例如，芯體1的寬方向中央附近)設置沿車輪周向延伸、上方開放而下端由槽底壁封閉的縱槽10c，通過將沿車輪周向延伸的帶子19或金屬線20嵌入緊固到縱槽10c中，從而將芯體10固定在車輪輪輞38上。
由此，如以下所述，前述的問題①～④得到解決。
問題①如圖27所示，由於緊固部位為芯體10的寬方向中央的1個部位，因此解決了問題①。
問題②如圖27所示，由於嵌入到深縱槽10c中因此帶子19或金屬線20不會從槽10c中脫離。因而，不需要用膠帶等臨時固定帶子19或金屬線20。
問題③當在爆胎時車輛的載荷作用在芯體20上時，由於芯體10的左右壁10b的下端沒有被束緊，因此可相對於輪輞38左右滑動，芯體10整體變形來支撐載荷，因此應力不易在芯體肩部上集中。
問題④如圖29所示，由於在寬方向中央部勒壓芯體10，因此沒有法蘭18，從而可以使芯體10的壁10b向左右相應程度地擴展，爆胎行駛時的輪胎胎圈50a的左右移動範圍受到限制而變窄。與此相伴爆胎行駛轉彎時的輪胎胎面50b的變形、移動變小，「橫力的逃逸」量減少，因此車輛的行駛穩定性增加。
(B)抬高槽底面位置的結構如圖30所示，將作為芯體勒壓部的縱槽10c的底面的位置沿芯體上下方向抬高，另外降低縱槽10c的底面的車輪周向前後的肩部10d，從而製造出配置組件結合機構32的空間。由此，可以縮短芯體組件15間的間隔，因此縮小了頂板10a間的間隙D(圖31)。
由此，如以下所述，前述的問題⑤、⑥得到解決。
問題⑤如圖31所示，通過縮小頂板10a間的間隙D，爆胎警報用的振動、聲音變為合適的程度。連結的芯體零件的頂板1b間的距離，如表1所示，如果在40mm以下，則路面噪音就會不到80dB，可以實現舒適的行駛，但由於當不到10mm時，芯體的填裝就會變得很困難，因此10～40mm最合適。該間隙D的10～40mm，也可適用於不具備縱槽10c的組件型芯體。
問題⑥如圖31所示，由於通過縮小頂板10a間的間隙D，可以減小因芯體頂板10a間的間隙D而產生的車輪位置的高低差，爆胎時的位置能量的落差減少，因此要讓芯體10的旋轉停止的力減少。其結果是，芯體10的旋轉不易停止在頂板10a間的位置上，芯體10破損的可能性減少。
表1路面噪音(dB)測定值

(C)潤滑劑收納結構設置收納潤滑劑、並在爆胎時向輪胎5內散布的機構A或B。該機構A、B也可以適用於不具備縱槽10c的組件型芯體。
機構A如圖32所示，在芯體10上設置潤滑劑收納部44，用蓋子45蓋住。當爆胎時與輪胎滑動，蓋子45脫落，裡面的潤滑劑47便散布在輪胎內。
機構B如圖33所示，在芯體頂板10a上開孔，預先插入收納有潤滑劑13的小容器46。當爆胎時因與輪胎的滑動，小容器46破損，裡面的潤滑劑47便會散布到輪胎內。
由此，如下所述，前述的問題⑦得到解決。
問題⑦通過設定在芯體1上的收納部44、或小容器46，使得在沒有爆胎時不向輪胎內散布潤滑劑47。在爆胎時，利用輪胎和芯體10滑動之際的力，除去收納部44的蓋子，或使小容器46的頂部破損，從而向輪胎內散布潤滑劑47。
由於潤滑劑47在除爆胎之外的時候被密閉在容器內，因此不用擔心因暴露於空氣中氧化或因吸溼而導致的經年劣化。
另外，由於除爆胎時之外潤滑劑47不會與輪胎的橡膠接觸，因此不會有伴隨時間的經過而潤滑劑47被吸附在輪胎上或潤滑劑47侵蝕輪胎的橡膠而使之劣化的情況。
(D)將輪胎背面和芯體頂板間隔設定在規定範圍的構造芯體頂板1b和輪胎5背面間距離，如表2所示，40～60mm最為合適。因而，將輪胎背面和芯體頂板10a的間隔設定在40～60mm。
表2輪胎和芯體的距離與乘坐感的關係輪胎與芯體的間隔(mm)

評價1是在通常狀態下通過突起部時的振動；評價2是在通常狀態下在通過突起部的試驗中的雜音；評價3是在前胎爆胎狀態下行駛時的方向盤被控制的情況；評價4是在後胎爆胎狀態下行駛時的旋轉容易度。
評價是各個感官試驗的結果，○表示良好，△表示稍稍有點不適感，△表示不舒適。
通過將輪胎背面和芯體頂板10a的間隔設定在40～60mm，如下所述，前述的問題⑧得到解決。
問題⑧通過適當地保持輪胎背面和芯體頂板10a的間隔，減少通過路面突起時的芯體10的損傷，在爆胎行駛時不易發生方向盤被控制或車輛偏向。適當間隔，根據實驗進行討論的結果，是40～60mm。該間隔40～60mm，也可以適用於不具備縱槽10c的組件型芯體。
根據本發明，可以得到以下的有用性(效果)，並可作為用於缺氣行駛的芯體來利用。
(1)由於將芯體組件的形狀設為上面封閉的箱形，並在箱中加入用於補強的格子板，因此既能維持耐載荷，還能謀求輕量化。
(2)由於用相同形狀的多個組件構成芯體，並連結成鎖鏈狀來使用，因此可以縮小組件的體積，其結果是，可以降低製造、物流成本。
(3)在將芯體結合設為柔軟的結構、且設成在芯體向輪胎填裝之前預先沿車輪周向將至少1個部位的芯體連結打開的構造的情況下，能夠容易地實現向輪胎的填裝。
(4)在設成在芯體的較低位置上纏繞帶子或金屬線、藉助其張力將芯體勒壓緊貼在輪輞上的構造的情況下，能夠避免芯體從輪輞離開移動。
(5)在設成在帶子、金屬線的兩端的接頭部設置環，在其中間夾持截面長方形的棒，通過使之旋轉來改變帶子長度，調整張力的構造的情況下，通過使棒旋轉90°這樣的簡單的操作，就能夠對帶子、金屬線加載規定的張力。
(6)在設為以張力具有防反轉作用的連杆機構來連結帶子、金屬線的兩端的接頭，使中間連杆旋轉而調整張力的構造的情況下，通過使中間連杆旋轉180°這樣簡單的操作，就能夠在金屬線上加載規定的張力。
(7)在設為用鬆緊螺絲扣機構來連結帶子、金屬線的兩端的接頭，以藉助蝸輪變換90度的緊固螺杆調整張力的構造的情況下，通過使蝸輪旋轉這樣簡單的操作，就能夠在金屬線上加載規定的張力。
(8)在為了避免芯體從輪輞離開移動，而設成為在較低位置上將芯體相互用鉸鏈結合、並利用由鉸鏈心軸的彎曲反作用力而產生的張力來將芯體勒壓並使之緊貼在輪輞上的構造的情況下，能夠通過鉸鏈心軸同時達成張力的發生和組件連結。
(9)在採用將鉸鏈心軸做成U字型，並通過其旋轉而得到必要的張力的構造的情況下，通過使U字型鉸鏈心軸旋轉180°這樣簡單的操作就能夠在芯體連結體上加載規定的張力。
(10)在採用用鉤子(前述的鉤)鉤住鉸鏈心軸而固定，從而得到必要的張力的構造的情況下，通過用鉤子鉤住鉸鏈心軸這樣簡單的操作就能夠在芯體連結體上加載規定的張力。
(11)在採用用棒連結左右的緊固部，通過使棒的外側的螺桿頭旋轉，來同時調整左右兩側的張力的構造的情況下，可以同時調整芯體左右兩側的張力。
(12)在要從車輪的軸向外側調整芯體的結合張力的情況下，調整操作變得很容易。
(13)當在與接頭為180度的相反側上設置平衡配重的情況下，儘管設置有張力調整機構，也還是能夠得到作為車輪的旋轉平衡。
(14)當在芯體組件上安裝上具有輪胎內空氣柱的隔壁功能的葉片的情況下，可以減少氣柱共鳴音。
(15)在使用了柔軟的連結構造的情況下，可以改善一體型芯體的向輪胎的插入性。
(16)在將連結構造採用銷式的情況下，通過增大銷和銷孔的嵌合間隙，可以確保連結部分的柔軟性。
(17)在將連結構造採用鉤式的情況下，可以確保連結部分的柔軟性。
(18)在以將環狀切斷成1個或其以上5個或其以下而展開的帶狀或圓弧型的狀態將芯體插入到輪胎中，在插入後進行連結的情況下，可以提高芯體的向輪胎的插入性。
(19)在將連結構造採用具有2個鉸鏈栓(鉸鏈螺杆)的反轉式結構的情況下，在將芯體裝入輪胎後，可以進行芯體的切斷部的「連結」和芯體的「緊固」這兩方面，並且可以很容易地進行「連結」和「緊固」。
(20)由於將連結構造設成為扣式連結構造，因此在將芯體裝入輪胎後，可以進行芯體的切斷部的「連結」和芯體的「緊固」這兩方面，並且可以很容易地進行「連結」和「緊固」。
(21)在將芯體緊固用架的位置變更到芯體組件的中央，設置在縱槽的底部，並用嵌入縱槽的帶子或金屬線將芯體組件緊固在輪輞上的情況下，可以使緊固部位只有芯體的寬方向中央這1個部位。另外，由於嵌入縱槽內，因此帶子或金屬線不會從架上脫落。另外，由於芯體組件的左右壁的下端沒有被緊固，因此在爆胎行駛時芯體會變形而相對於輪輞向左右滑動，因而應力很難在肩部集中。另外，由於可以將芯體組件的側壁向左右方向擴大，減少「橫力的逃逸」量，因此提高了車輛的行駛穩定性。
(22)在將芯體勒壓部的架的位置升高，另外將架的車輪周向前後的芯體架部的肩部降低，做成收納芯體緊固機構的空間的情況下，可以縮小相鄰芯體組件間的間隔，還可以縮小頂板間的間隙。由此，爆胎警報用的振動、聲音變為適當的程度。另外，因芯體頂板間間隙而產生的車輪的高低差變少，芯體組件不易在芯體頂板間隙間停止，破損的可能性減少。
(23)在將相鄰芯體組件的頂板間間隙設在10～40mm的情況下，爆胎警報用的振動、聲音變為適當的程度。另外，因芯體頂板間間隙而產生的車輪的高低差變少，芯體組件不易在芯體頂板間隙間停止，破損的可能性減少。
(24)當在芯體上設置有具有蓋子的潤滑劑收納部，在爆胎行駛時蓋子脫落從而將潤滑劑散布在輪胎內的情況下，潤滑劑在爆胎以外的時候被密閉在容器內，不用擔心因暴露於空氣中氧化或因吸溼而導致的經年劣化。另外，由於在爆胎以外的時候潤滑劑不會與輪胎的橡膠接觸，因此也不會伴隨時間的經過而潤滑劑被吸附在輪胎上或潤滑劑侵蝕輪胎的橡膠而使之劣化。
(25)當在芯體的頂板上設置孔，預先在該孔中插入裝有潤滑劑的小容器，在爆胎行駛時前述小容器破損從而將潤滑劑散布在輪胎內的情況下，潤滑劑在爆胎以外的時候被密閉在容器內，不用擔心因暴露於空氣中氧化或因吸溼而導致的經年劣化。另外，由於在爆胎以外的時候潤滑劑不會與輪胎的橡膠接觸，因此也不會伴隨時間的經過而使潤滑劑被吸附在輪胎上或潤滑劑侵蝕輪胎的橡膠而使之劣化。
(26)在將輪胎和芯體頂板間的車輪半徑方向間隙設在40～60mm的情況下，在通常行駛時的通過路面突起時芯體的損傷減少，在爆胎行駛時不易發生方向盤被控制或車輛偏向的情況。
權利要求
1.一種缺氣行駛芯體，其由上面和側面封閉而下面敞開的中空箱形形狀的多個組件構成，各前述組件，在內側具有補強用的格子板或補強筋，使前述組件的上下方向與車輪半徑方向相對應、使前述組件的上面與車輪半徑方向外側相對應地裝設在車輪的輪輞外周且輪胎內。
2.如權利要求1所述的缺氣行駛芯體，其中將芯體以相同形狀的多個組件構成，並沿車輪周向連結。
3.如權利要求2所述的缺氣行駛芯體，其中將相鄰組件的結合設成彎曲柔軟的構造，在將芯體向輪胎填裝之前預先在車輪周向上將至少1個部位的芯體連結打開。
4.如權利要求2所述的缺氣行駛芯體，其中前述組件在高度方向的較低位置上具有向左右突出的架，在多個組件的架上從外側纏繞上帶子或金屬線，藉助其張力將芯體勒壓緊貼在輪輞上。
5.如權利要求4所述的缺氣行駛芯體，其中在前述帶子、金屬線的兩端的接頭部作成環，在其中夾持截面為長方形的棒，通過使之旋轉來改變前述帶子、金屬線的長度，從而調整張力。
6.如權利要求4所述的缺氣行駛芯體，其中將前述帶子、金屬線的兩端的接頭部，用張力具有防反轉作用的連杆機構連結，該連杆機構具有中間連杆，使該中間連杆旋轉來調整前述帶子、金屬線的張力。
7.如權利要求4所述的缺氣行駛芯體，其中將前述帶子、金屬線的兩端的接頭部，用鬆緊螺絲扣機構連結，在該鬆緊螺絲扣機構上以蝸輪螺紋配合有進行了90度變換的緊固螺杆，用該緊固螺杆調整前述帶子、金屬線的張力。
8.如權利要求2所述的缺氣行駛芯體，其中在組件高度方向較低位置將前述組件相互用鉸鏈結合，該鉸鏈具有鉸鏈心軸，藉助由該鉸鏈心軸的彎曲反作用力產生的張力，將前述組件勒壓緊貼在前述輪輞上。
9.如權利要求8所述的缺氣行駛芯體，其中將前述鉸鏈心軸設成為U字型，通過其旋轉而得到必要的張力。
10.如權利要求8所述的缺氣行駛芯體，其中用鉤來鉤掛前述鉸鏈心軸而固定，從而得到必要的張力。
11.如權利要求5、6、7、9中的任意一項所述的缺氣行駛芯體，其中通過將左右的緊固部用具有螺桿頭的杆連結，並使前述螺桿頭旋轉，從而同時調整左右兩側的前述芯體的結合張力。
12.如權利要求11所述的缺氣行駛芯體，其中使前述螺桿頭沿車輪左右方向位於車輪外側，從而使得能夠從車輪的外側調整前述芯體的結合張力。
13.如權利要求5、6、7、9、10中的任意一項所述的缺氣行駛芯體，其中在與前述接頭部180度相反側的位置上設置平衡配重，取得作為車輪的平衡。
14.如權利要求2所述的缺氣行駛芯體，其中在前述組件的左右側面上設置有葉片。
15.如權利要求2所述的缺氣行駛芯體，其中由6個或其以上的樹脂制的前述組件構成前述芯體，使用柔軟的連結件，連結成圓環型、或將環狀在1個部位切斷而展開的帶型，提高向輪胎的插入性。
16.如權利要求15所述的缺氣行駛芯體，其中將連結前述組件的連結件設成具有銷和銷孔的銷式連結件，使該銷式連結件的銷直徑和銷孔直徑的差有富餘，從而使芯體連結部的動作變得柔軟。
17.如權利要求15所述的缺氣行駛芯體，其中連結組件的連結件是具有鉤和鉤掛部的鉤式連結件。
18.如權利要求2所述的缺氣行駛芯體，其中把將環狀切斷成1個或其以上5個或其以下而展開的能夠彎曲的帶狀或圓弧型的樹脂制的前述組件，插入到輪胎後將切斷部位連結起來而使用，從而提高向輪胎的插入性。
19.如權利要求18所述的缺氣行駛芯體，其中由具有2個鉸鏈栓的反轉式連結件構成連結帶狀或圓弧型的前述組件的連結件，將該鉸鏈栓的一方設成裝卸式。
20.如權利要求19所述的缺氣行駛芯體，其中由用旋轉式鉤來鉤卡固定在相對組件上的U形杆、旋轉該鉤來將組件相互連結並緊固的鉤式連結件，構成連結帶狀或圓弧型的前述芯體的連結件。
21.如權利要求2所述的缺氣行駛芯體，其中通過在前述組件上設置沿車輪周向延伸的上方開放而下端由槽底壁封閉的縱槽，將沿車輪周向延伸的前述帶子或金屬線嵌入緊固在該槽中，由此將前述組件固定在前述車輪輪輞上。
22.如權利要求21所述的缺氣行駛芯體，其中通過使前述槽底壁從輪輞外面沿車輪半徑方向遠離而使由前述縱槽的槽底壁上面構成的芯體勒壓部的架升高，將前述架的車輪周向前後的肩部降低，從而形成收容芯體緊固機構的空間。
23.如權利要求21、22、2中的任意一項所述的缺氣行駛芯體，其中在將前述芯體設置在輪胎內的時候，將彼此相鄰的組件間的頂板間的間隙設為10～40mm。
24.如權利要求21或2所述的缺氣行駛芯體，其中在前述芯體上設置具有蓋子的潤滑劑收納部，在爆胎行駛時前述蓋子脫落而向輪胎內散布潤滑劑。
25.如權利要求21或2所述的缺氣行駛芯體，其中在前述芯體的頂板上設置孔，並預先在該孔中插入裝有潤滑劑的小容器，在爆胎行駛時前述小容器破損而向輪胎內散布潤滑劑。
26.如權利要求21、22、23、2中的任意一項所述的缺氣行駛芯體，其中將輪胎和前述芯體的頂板間的車輪半徑方向間隙設為40～60mm。
全文摘要
一種具有芯體(10)的缺氣壓下芯體，各芯體(10)是具有上面(13)封閉而下面開放的箱(11)和為了補強而設在該箱中的補強板(12)的形狀。將芯體(10)由相同形狀的多個組件(15)構成，並沿車輪周向連結。芯體在高度方向的較低位置上具有向左右突出的架(18)，在多個芯體的架上從外側纏繞帶子(19)或金屬線(20)，藉助其張力而將芯體勒壓緊貼在輪輞上。在芯體高度方向較低位置上將組件(15)彼此連結。在芯體上設置縱槽(10c)，將帶子(19)或金屬線(20)纏繞在縱槽(10c)內。藉助其張力將芯體勒壓緊貼在輪輞上。
文檔編號B60C17/04GK1655958SQ0381211
公開日2005年8月17日 申請日期2003年5月26日 優先權日2002年5月28日
發明者木村嘉昌, 伊藤隆彥, 海野瀨隆司, 瀨戶正廣 申請人:都美工業株式會社, Dic塑料株式會社