汽車輪胎保險裝置及其工作方法:專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附

《汽車輪胎保險裝置及其工作方法》是葉俊傑於2010年7月5日申請的發明專利，該專利的公布號為CN101890884A，專利公布日為2010年11月24日，發明人是葉俊傑。

《汽車輪胎保險裝置及其工作方法》所述裝置包括內環（1）、中間環（2）和外環（3），內環（1）與汽車輪胎輪轂（14）的外圓固定連線，中間環（2）設定在內環（1）和外環（3）之間，外環（3）和中間環（2）之間自由滑動接觸，中間環（2）和內環（1）之間自由滑動接觸，中間環（2）的截面為凹凸形狀，內環（1）的外圓表面形狀與中間環（2）的內圓表面凹凸形狀相配合，外環（3）的內圓表面形狀與中間環（2）的外圓表面凹凸形狀相配合；所述的內環（1）、中間環（2）和外環（3）被包覆在汽車的外輪胎內部。

2017年12月11日，《汽車輪胎保險裝置及其工作方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《汽車輪胎保險裝置及其工作方法》摘要附圖）

基本介紹

中文名：汽車輪胎保險裝置及其工作方法
公布號：CN101890884A
公布日：2010年11月24日
申請號：2010102188036
申請日：2010年7月5日
申請人：葉俊傑
地址：廣東省佛山市南海區桂城夏北聚龍南工業區
發明人：葉俊傑
Int. Cl.：B60C17/04(2006.01)I
專利代理機構：北京信慧永光智慧財產權代理有限責任公司
代理人：艾持平、王月玲
類別：發明專利

專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

車輛行駛是依靠發動機產生動力，動力又通過傳動軸最終均勻傳遞到車輪的，車輪輪胎的外表面在重力、摩擦力的作用下實現車輛的行走。當車輛在較高速度行駛中突然發生爆胎時，輪胎失去氣壓，在重力的作用下輪胎的外表面突然與地面接觸面增大，接觸面增大的同時摩擦力也同時增大，加上速度及衝擊載荷，強大的綜合力使原本均勻受力的車輪受力失衡，車輛發生事故將無法避免，由此直接造成的人員傷亡和經濟損失巨大，間接損失更無法估量。

截至2010年7月，防止汽車爆胎的保險裝置是在車輛輪轂上安裝不同材料加工的附輪，目的是使車輛在爆胎髮生時其附輪起到輪胎的作用，儘量避免發生更大的危險和事故，並且使車輛能夠繼續行駛一段距離。該申請人為此也設計了幾種由高強度工程塑膠構成的輪胎保險裝置，先後申請並獲得了授權，包括專利號為ZL96219610.X、ZL200420087907.8和ZL02149441等實用新型和發明專利。但是，以上技術方案在實施過程中發現仍然存在一些缺陷，都不能達到預期的目標。比如，保險裝置的剖面形狀不夠合理，突然受力過於集中，不能有效地將高衝擊力分散轉移；在保險裝置起作用時，由於地面與輪胎外表面、外環外表面與輪胎內表面摩擦而產生的高摩擦阻力不能有效釋放和轉移，起不到減少或避免爆胎後發生事故的作用；外環外表面與輪胎內表面摩擦，外環內表面與內環外表面摩擦而產生的高溫，使輪胎及保險裝置迅速遭到破壞而不能起到應有作用；以及外環的連線裝置的可靠性不夠等問題。該發明人在長期的生產及實踐中不斷分析、研究、試驗、改進，為徹底解決這些重大技術難題，提出新的技術方案。

發明內容

專利目的

《汽車輪胎保險裝置及其工作方法》的目的是提供一種可分解瞬間衝擊受力、轉移摩擦力、具有高承載能力及遠距離續行能力的汽車輪胎保險裝置及其工作方法。

技術方案

《汽車輪胎保險裝置及其工作方法》的技術方案是：

一種汽車輪胎保險裝置，包括內環、中間環和外環，內環與汽車輪胎輪轂的外圓固定連線，中間環設定在內環和外環之間，外環和中間環之間自由滑動接觸，中間環和內環之間自由滑動接觸，在中間環的中部設有凹溝，所述的凹溝與所述內環的外圓表面形狀和外環的內圓表面形狀配合設定；所述的內環、中間環和外環被包覆在汽車的外輪胎內部。所述的中間環的兩側外緣設有立筋，所述的立筋的末端伸出所述中間環與外環、中間環與內環的滑動接觸面。所述的中間環為開口圓環，中間環開口處的對口間隙為5-10毫米。所述的內環為開口圓環，內環開口處的對口間隙為5-10毫米。

所述的外環為由多個弧形部首尾相連組成的完整圓環，每個弧形部兩頭分別沿其上、下表面凸設有第一連線端和第二連線端，一個弧形部的第一連線端與相鄰弧形部的第二連線端對應扣合併通過連線裝置彼此相連。所述的第一連線端和第二連線端上分別開設有第一通孔和第二通孔，連線裝置穿過第一通孔和第二通孔將第一連線端和第二連線端彼此固定。

另外，所述的連線裝置包括螺桿和與其對應設定的螺紋座，所述的螺桿穿過一個弧形部的第一連線端的第一通孔，所述的螺紋座對應設定在相鄰弧形部的第二連線端的第二通孔內。所述的螺桿包括外六方螺桿和內六方螺桿，所述的螺紋座上對應設定有第一螺孔和第二螺孔。

為了使內六方螺桿不會鬆動，所述的內六方螺桿端部開設銷孔，通孔內穿設定位銷。所述的內六方螺桿上套設一鎖片，鎖片的一側設開槽，所述的外六方螺桿端部嵌設在所述開槽中定位。所述的第一通孔內壁的相對兩側，向內凸設有縮緊斜面；所述的每個弧形部的第一連線端內還設有斜面滑塊；所述的外六方螺桿穿過該斜面滑塊後，與所述的第二連線端的螺紋座上的第一螺孔對應連線；內六方螺桿與螺紋座上的第二螺孔對應連線，斜面滑塊的斜面與第一通孔內壁上凸設的縮緊斜面貼緊，使外環向輪轂的圓心方向收緊，將中間環和內環由外向內緊箍在輪轂上。為了起到穩定和支撐作用，所述的內環和外環的材質為工程塑膠或橡膠。為使車輛在較高速度行駛中突然發生爆胎時，中間環能承載重負荷，所述的中間環的材質為金屬。

《汽車輪胎保險裝置及其工作方法》還提供一種上述汽車輪胎保險裝置的工作方法，包括：

步驟1：車輛正常行駛時，車輪輪轂以及內環1、中間環2與外環3的轉速為V0；

步驟2：車輛在行駛中發生爆胎，爆胎後車輪的外輪胎外側的摩擦力增大，車輪的外輪胎內側與外環3的外圓表面相接觸，外環3轉速瞬間降低，外環3的轉速為V1；

步驟3：外環3以V1的轉速運動，固定安裝在車輪輪轂上的內環1以V0轉速運動，由於外環3和中間環2之間自由滑動接觸，中間環2和內環1之間自由滑動接觸，內環1與外環3發生相對轉動，將V1與V0之間的轉速差迅速調整為零。

改善效果

《汽車輪胎保險裝置及其工作方法》可分解瞬間衝擊受力、利用速度差轉移摩擦力、具有高承載能力及遠距離續行能力。當發生爆胎時將地面與輪胎外表面、外環外表面與輪胎內表面因接觸而產生的強大摩擦力轉移到外環內表面及中間環外表面，同時在將摩擦力繼續向中間環的內表面及內環外表面轉移，在外環、光滑的金屬中間環表面、內環之間將摩擦阻力減弱，同時產生了轉速差。差速度又有效地抵消、彌補了由爆胎引起的突然加大的摩擦阻力，避免了方向失控，保證了“爆胎不翻車”，並最大可能地保持車輪原有行駛速度不變、方向不變。該發明根據載荷不同需求可以使用單環結構，也可以使用多環結構。輪胎保險裝置可以採用多種材料加工成型，適宜各種使用真空胎的車輛，技術實施、推廣可行性高，能夠有效扼制重、特大交通事故的發生。

附圖說明

圖1為《汽車輪胎保險裝置及其工作方法》的汽車輪胎保險裝置的整體結構示意圖；

圖2為圖1的A部局部放大圖；

圖3為該發明汽車輪胎保險裝置的安裝結構示意圖；

圖4為該發明外環的其中兩個弧形部首尾連線的局部剖面圖；

圖5為圖3的B部局部放大圖；

圖6為該發明外環兩弧形部首尾連線的連線裝置的結構爆炸圖。

技術領域

《汽車輪胎保險裝置及其工作方法》涉及一種避免車輛在行駛過程中發生爆胎而導致事故的汽車輪胎保險裝置及其工作方法，該汽車輪胎保險裝置是一種安裝在車輛輪轂上，適宜真空輪胎結構的安全防護裝置，屬於機械設計技術領域。

權利要求

1.一種汽車輪胎保險裝置，其特徵在於，包括內環（1）、中間環（2）和外環（3），內環（1）與汽車輪胎輪轂（14）的外圓固定連線，中間環（2）設定在內環（1）和外環（3）之間，外環（3）和中間環（2）之間自由滑動接觸，中間環（2）和內環（1）之間自由滑動接觸，在中間環（2）的中部設有凹溝（2.1），所述的凹溝（2.1）與所述內環（1）的外圓表面形狀和外環（3）的內圓表面形狀配合設定；所述的內環（1）、中間環（2）和外環（3）被包覆在汽車的外輪胎（16）內部。

2.如權利要求1所述的汽車輪胎保險裝置，其特徵在於，所述的中間環（2）的兩側外緣設有立筋（2.2），所述的立筋（2.2）的末端伸出所述中間環（2）與外環（3）、中間環（2）與內環（1）的滑動接觸面。

3.如權利要求2所述的汽車輪胎保險裝置，其特徵在於，所述的中間環（2）為開口圓環，中間環（2）開口處的對口間隙為5-10毫米。

4.如權利要求1所述的汽車輪胎保險裝置，其特徵在於，所述的內環（1）為開口圓環，內環（1）開口處的對口間隙為5-10毫米。

5.如權利要求1所述的汽車輪胎保險裝置，其特徵在於，所述的外環（3）為由多個弧形部首尾相連組成的完整圓環，每個弧形部兩頭分別沿其上、下表面凸設有第一連線端（312）和第二連線端（313），一個弧形部的第一連線端（312）與相鄰弧形部的第二連線端（313）對應扣合併通過連線裝置彼此相連；所述的第一連線端（312）和第二連線端（313）上分別開設有第一通孔（3121）和第二通孔（3131），連線裝置穿過第一通孔（3121）和第二通孔（3131）將第一連線端（312）和第二連線端（313）彼此固定。

6.如權利要求5所述的汽車輪胎保險裝置，其特徵在於，所述的連線裝置包括螺桿和與其對應設定的螺紋座（6），所述的螺桿穿過一個弧形部的第一連線端（312）的第一通孔（3121），所述的螺紋座（6）對應設定在相鄰弧形部的第二連線端（313）的第二通孔（3131）內。

7.如權利要求6所述的汽車輪胎保險裝置，其特徵在於，所述的螺桿包括外六方螺桿（4）和內六方螺桿（5），所述的螺紋座（6）上對應設定有第一螺孔（61）和第二螺孔（62）。

8.如權利要求7所述的汽車輪胎保險裝置，其特徵在於，所述的內六方螺桿（5）端部開設銷孔（10），銷孔（10）內穿設定位銷（9）。

9.如權利要求7或8任一項所述的汽車輪胎保險裝置，其特徵在於，所述的內六方螺桿（5）上套設一鎖片（8），鎖片（8）的一側設開槽，所述的外六方螺桿（4）端部嵌設在所述開槽中定位。

10.如權利要求9所述的汽車輪胎保險裝置，其特徵在於，所述的第一通孔（3121）內壁的相對兩側，向內凸設有縮緊斜面（11）；所述的每個弧形部的第一連線端（312）內還設有斜面滑塊（7）；所述的外六方螺桿（4）穿過該斜面滑塊（7）後，與所述的第二連線端（313）的螺紋座（6）上的第一螺孔（61）對應連線；內六方螺桿（5）與螺紋座（6）上的第二螺孔（62）對應連線，斜面滑塊（7）的斜面與第一通孔（3121）內壁上凸設的縮緊斜面（11）貼緊，使外環（3）向輪轂（14）的圓心方向收緊，將中間環（2）和內環（1）由外向內緊箍在輪轂（14）上。

11.如權利要求1至3任一項所述的汽車輪胎保險裝置，其特徵在於，所述的內環（1）和外環（3）的材質為工程塑膠或橡膠，所述的中間環（2）的材質為金屬。

12.一種如權利要求1至11任一項所述的汽車輪胎保險裝置的工作方法，其特徵在於，該方法包括：

步驟1：車輛正常行駛時，車輪輪轂以及內環（1）、中間環（2）與外環（3）的轉速為V0；

步驟2：車輛在行駛中發生爆胎，爆胎後車輪的外輪胎外側的摩擦力增大，車輪的外輪胎內側與外環（3）的外圓表面相接觸，外環（3）轉速瞬間降低，外環（3）的轉速為V1；

步驟3：外環（3）以V1的轉速運動，固定安裝在車輪輪轂上的內環（1）以V0轉速運動，由於外環（3）和中間環（2）之間自由滑動接觸，中間環（2）和內環（1）之間自由滑動接觸，內環（1）與外環（3）發生相對轉動，將V1與V0之間的轉速差迅速調整為零。

實施方式

如圖1並結合圖3所示，該發明提供一種汽車輪胎保險裝置，由內環1、中間環2、外環3組成，內環1與汽車輪胎輪轂14的外圓固定連線，中間環2設定在內環1和外環3之間，外環3和中間環2之間自由滑動接觸，中間環2和內環1之間自由滑動接觸，中間環2的截面為凹凸形狀，內環1的外圓表面形狀與中間環2的內圓表面凹凸形狀相配合，外環3的內圓表面形狀與中間環2的外圓表面凹凸形狀相配合；所述的內環1、中間環2和外環3被包覆在汽車的外輪胎16內部。

該實施例的外環3由3個弧形部首尾相連組成一個包圍中間環的完整圓環。根據實際情況，也可以採用兩個或四個弧形部。外環3可以用有支撐強度、耐高溫的材料如工程塑膠製作。內環1可以用工程塑膠、橡膠等多種材料製作，並且內環1為開口圓環，內環1開口處的對口間隙為5-10毫米。

如圖2所示，所述的中間環2的截面為凹凸形狀，在中間環2的中部設有凹溝2.1，所述的凹溝2.1與所述內環1的外圓表面形狀和外環3的內圓表面形狀配合設定，中間環2的兩側外緣設有立筋2.2，所述的立筋2.2的末端伸出所述中間環2與外環3、中間環2與內環1的滑動接觸面。所述的凹溝2.1主要起定位作用，防止中間環2在滑動過程中從內環1、外環3中脫出。中間環2由金屬材料製成，根據不同的使用要求也可以用其它區別於內環1、外環3的材料來加工。由於內環1、外環3的材料一般為工程塑膠，其導熱係數低，散熱較慢，當發生爆胎時，在沒有中間環2的情況下，其互相摩擦產生的高熱不能及時散出，在長距離行駛情況下，會使內環1、外環3材料變軟，摩擦力增大，不能有效調整相對轉動而造成事故。在內環1、外環3之間加入由金屬材料製成的中間環2，由於金屬材料的導熱係數遠大於塑膠，可有效加快散熱速度。在中間環2兩邊設定伸出中間環2與所述外環3和內環1的滑動接觸面的立筋2.2，是為了將滑動摩擦過程中產生的高熱導出，進一步加快散熱速度。中間環2為開口圓環，以便於安裝。中間環2開口處的對口並非完全閉合，而是保留一定間隙，是為金屬材料熱脹冷縮而設的伸縮縫，以利於中間環2有效保持與內環1、外環3的自由滑動接觸狀態。伸縮縫的間隙設定為5-10毫米，當採用的金屬材料的線膨脹係數較小是可採用較小數值，當採用的金屬材料的線膨脹係數較大是可採用較大數值。中間環2獨立安裝在內環1、外環3之間，高載荷情況下可固定安裝在內環1的外表面，也可以固定安裝在外環3的內表面使用，在不失原有功能的情況下可用來承載重負荷。中間環2的作用是，由於金屬材料與塑膠之間的摩擦係數小於塑膠材料之間的摩擦係數，使用中間環2可以比單純使用內環1、外環3的輪胎保險裝置更加有效地產生速度差，化解摩擦阻力。當發生爆胎時可將地面與輪胎外表面、外環3外表面與輪胎內表面接觸而產生的強大摩擦力轉移到外環3內表面及中間環2外表面，同時將摩擦力向中間環2的內表面及內環1外表面轉移，在光滑的金屬表面，內環1、外環3與中間環2產生了轉速差，差速度有效地抵消、彌補了由爆胎引起的突然加大的摩擦阻力，避免方向失控，最大可能地保持車輪原有行駛速度不變。同時由於上述金屬中間環2的散熱功能和結構，可以進一步減小摩擦阻力，延長事故狀態下的車輛按原有速度行駛的距離。

結合圖4、圖5和圖6所示，所述的外環3為由多個弧形部首尾相連組成的完整圓環，每個弧形部兩頭分別沿其上、下表面凸設有第一連線端312和第二連線端313，一個弧形部的第一連線端312與相鄰弧形部的第二連線端313對應扣合併通過連線裝置彼此相連。所述的第一連線端312和第二連線端313上分別開設有第一通孔3121和第二通孔3131，連線裝置穿過第一通孔3121和第二通孔3131將第一連線端312和第二連線端313彼此固定。所述的連線裝置包括螺桿和與其對應設定的螺紋座6，所述的螺桿穿過一個弧形部的第一連線端312的第一通孔3121，所述的螺紋座6對應設定在相鄰弧形部的第二連線端313的第二通孔3131內。所述的螺桿包括外六方螺桿4和內六方螺桿5，所述的螺紋座6上對應設定有第一螺孔61和第二螺孔62。所述的內六方螺桿5端部開設銷孔10，銷孔10內穿設定位銷9。所述的內六方螺桿5上套設一鎖片8，鎖片8的一側設開槽，所述的外六方螺桿4端部嵌設在所述開槽中定位。所述的第一通孔3121內壁的相對兩側，向內凸設有縮緊斜面11；所述的每個弧形部的第一連線端312內還設有斜面滑塊7，外六方螺桿4穿過斜面滑塊7與螺紋座6上的第一螺孔61連線。通過旋緊外六方螺桿4，使斜面滑塊7的斜面緊貼著縮緊斜面11向下運動，從而使外環3的一個弧形部的第一連線端312，向著與其相連的另一個弧形部的第二連線端313靠近的方向運動，從而使外環3向輪轂14圓心方向收緊，將中間環2和內環1由外向內緊箍在輪轂14上。

為了整個裝置緊固螺栓不會鬆動，如圖3結合圖4、圖5、圖6所示，內六方螺桿5通過鎖件8與帶絲扣的鑲件螺紋6的第二螺孔62連線，鎖件8的開口處與外六方螺桿4的六方兩個對稱平面相配合，使其不能自由轉動，再將開口銷9從開口銷孔10內穿過、分開，在鎖件8的作用下，使內六方螺桿5不會鬆動，由此達到了自鎖的目的。

上述的連線裝置比2010年7月前的輪胎保險裝置的螺紋螺桿連線或渦輪蝸桿連線方式更加穩固，具有很好的可靠性和安全性。

內環1的內表面與輪轂14的外表面配合，起到穩定和支撐作用。外環3的主要作用是減少輪胎內表面與輪轂之間的空間高度，使輪胎失壓後儘可能小面積與地面接觸，減少摩擦力，並且與中間環2、內環1一起承載車輛原有輪胎承受的載荷。帶有斜面滑塊1的外六方螺桿4、鑲件螺紋6與外環3在同一圓心配合使用，通過各環特殊的凸凹配合結構將它們從外向內固定在輪轂14上，形成一個完整保險裝置，使裝置形成了一個整體。

結合圖1-圖6所示，該發明還提供一種上述汽車輪胎保險裝置的工作方法，包括：