气门嘴帽、气门嘴结构及轮胎和车的制作方法

本发明涉及气门嘴领域，特别是涉及气门嘴帽、气门嘴结构及轮胎和车。

背景技术：

货车和巴士由于轮辋规格结构多样化使得气门嘴的安装位置和气门嘴嘴口位置及朝向各有不同，导致轮胎充、放气或检测胎压时拆装气门嘴帽不易徒手快捷操作。多功能气门嘴帽是一类安装在气门嘴嘴口无需卸下即可直接为轮胎充、放气、检测胎压并在气门芯失效时保证气门嘴密气及起到气门嘴防护帽作用的气门嘴帽。目前市场上已在采用免拆卸的气门嘴帽，其原理是帽子轴心位置设置一根贯通于帽顶的推杆，此推杆用于顶开气门芯并在弹簧作用下复位。

现在市场在用的3款密封帽均存在各自的功能缺陷。如图1-5所示A(仅用于描述不同的结构，不作为规格型号分类，下同)类密封帽，A1所示部分主体口端装入推杆后旋压以固定推杆，无防尘和密气功能。最小通气截面A2所示部分固定座为防止推杆偏斜内孔直径设计为2.5mm，截面积仅1.767mm²，理论通气流量5.985m³/h，不能满足(气门嘴要求在温度20℃，相对湿度65％环境下，气压0.69Mpa)通气流量≥7.2m3/h)。图6-10所示B类密封帽，B1所示部分推杆密封圈与主体内孔锐角接触易损伤密封圈造成密封失效同时推杆密封圈处于上部位置易积压灰尘和纤维造成密封失效。B2所示部分最小气流通道截面积仅1.759mm²，理论通气流量5.957m³/h，，不能满足通气流量≥7.2m3/h。图11-15所示C类密封帽，C1所示部分固定座环凸外径5mm大于不扩口气门嘴5V1内螺纹小径尺寸，不能将不扩口的气门嘴安装到位并对气门嘴嘴口形成密封，且密封圈与嘴口接触宽度只有0.8mm，易受压后变形损坏造成密封失效。C2所示部分推杆密封圈具有较宽的上平面结构且使用中产生的永久压痕极易造成灰尘、毛发、纤维等异物存积导致密封失效。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种气门嘴帽、气门嘴结构及轮胎和车，以解决密封不良、防尘功能失效的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种气门嘴帽，其包括：主体结构、推杆结构、弹性复位件和推杆固定座，所述主体结构的内部设有沿中心轴向上下贯通的中心空腔；所述推杆结构置于所述中心空腔内，且可沿所述中心空腔上下滑动，其上端密封所述中心空腔的上端口，其下端处于推杆固定座的内腔里；所述推杆结构的上端和所述推杆固定座之间设置所述弹性复位件；

所述推杆固定座处于所述中心空腔的下部，其内腔的中部呈自上而下渐扩状，所述推杆结构的底部设置推杆密封件，在非充气状态，所述推杆密封件顶住推杆固定座内腔中部的内斜面。

在一些实施例中，优选为，所述推杆结构的下部设置两个周向凸台，两个周向凸台间的周向凹槽内设置所述推杆密封件。

在一些实施例中，优选为，所述推杆密封件为弹性环状密封圈，所述弹性环状密封圈紧箍于所述周向凹槽上。

在一些实施例中，优选为，所述弹性复位件为压簧。

在一些实施例中，优选为，所述推杆结构包括：推杆和固定套于所述推杆上端的推杆帽，所述推杆帽的纵截面为“T”型面，所述推杆帽的上表面高于所述主体结构的上表面。

在一些实施例中，优选为，所述推杆帽卡入所述中心空腔的上部，推杆帽的帽头的外侧壁与所述中心空腔的内侧壁之间单边间隙为0.04-0.08毫米。

在一些实施例中，优选为，所述推杆帽的上表面高于所述主体结构的上表面0.5-1.0毫米。

在一些实施例中，优选为，所述推杆帽铆合加固于所述推杆的上端。

在一些实施例中，优选为，所述推杆固定座的下端外侧壁和所述主体结构的中心空腔侧壁之间构成主体密封圈的安装通道，所述安装通道的最小截面宽度小于所述主体密封圈的截面直径。

在一些实施例中，优选为，所述主体密封圈为O型密封圈。

在一些实施例中，优选为，所述推杆固定座的上部和下部均为圆柱体结构，上部的柱体直径小于下部的柱体直径。

在一些实施例中，优选为，所述推杆固定座内腔中部的内斜面与推杆固定座上部的侧面之间的夹角α为25°～30°。

在一些实施例中，优选为，在非充气状态，所述推杆的底面距离所述推杆固定座的底面1.2-1.6毫米。

在一些实施例中，优选为，所述内腔的中部呈锥台结构。

本发明还提供了一种包含所述的气门嘴帽的气门嘴结构，其包括：气门嘴和上述的气门嘴帽，所述气门嘴帽套于所述气门嘴上。

本发明还提供了一种轮胎，所述轮胎上设置所述的气门嘴结构。

本发明还提供了一种车，其设置所述的轮胎。

(三)有益效果

本发明提供的气门嘴帽、气门嘴结构及轮胎和车，在非充气状态，弹性复位件拉动推杆的上端和推杆固定座，使二者靠近，推杆结构的底部设置推杆密封件，推杆密封件顶住推杆密封件的内壁，实现非充气状态的密封。而且，内腔中部呈自上而下渐扩状，充气时，气体自上而下流动，在推杆固定座内，从窄口径进入，经过中部的渐扩，自宽口径排出，形成进气端微小，出气端开放式敞口，气流迅速通过推杆固定座，杜绝灰尘在推杆固定座上沉积，避免存积灰尘。

附图说明

图1为现有技术中A类气门嘴帽结构示意图；

图2为图1充气状态的结构示意图；

图3为图1A类气门嘴帽的装配示意图；

图4为图1中A1的放大结构示意图；

图5为图1中A2的放大结构示意图；

图6为现有技术中B类气门嘴帽结构示意图；

图7为图6充气状态的结构示意图；

图8为图6B类气门嘴帽的装配示意图；

图9为图6中B1的放大结构示意图；

图10为图6中B2的放大结构示意图；

图11为现有技术中C类气门嘴帽结构示意图；

图12为图11充气状态的结构示意图；

图13为图11C类气门嘴帽的装配示意图；

图14为图11中C1的放大结构示意图；

图15为图11中C2的放大结构示意图；

图16为本发明一个实施例中气门嘴帽结构示意图；

图17为图16的充气状态的结构示意图；

图18为图16的气门嘴帽结构的装配示意图；

图19为图16中I1放大示意图；

图20为图16中I2放大示意图；

图21为图16中I3放大示意图；

图22为图16中推杆的结构示意图；

图23为图16中推杆固定座的结构示意图；

图24为推杆密封圈的结构示意图。

注：

1 主体结构；

2 推杆帽；

3 推杆；

4 压簧；

5 推杆密封圈；

6 推杆固定座；

7 主体密封圈；

8 气门芯；

9 气门嘴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

由于目前气门嘴帽的非充气状态密封效果差，且密封件容易沉积灰尘，造成密封失效，对此，本发明提供一种气门嘴帽、气门嘴结构及轮胎和车。

接下来通过基础设计和扩展设计、替换设计对该方法进行详细说明：

一种气门嘴帽，如图16-24所示，套于气门嘴9上，其主要由主体结构1、推杆结构、弹性复位件和推杆固定座6组成，其中，主体结构1的内部设有沿中心轴向上下贯通的中心空腔；推杆结构、弹性复位件和推杆固定座6均处于中心空腔内，推杆结构置于中心空腔内，其上端密封中心空腔的上端口，其下端处于推杆固定座6的内腔里，推杆固定座6处于中心空腔的下部。其中，如图17所示，推杆结构可沿中心空腔上下滑动，向下按动推杆结构的上端，推杆结构下移，推杆固定座6位置固定，充气通道打开，充气。为了方便推杆结构充气后复位，在推杆结构的上端和推杆固定座6之间设置弹性复位件，充气后，弹性复位件的恢复力推动推杆结构复位进入防尘位置。

如图18所示，为了实现非充气状态的密封，推杆结构的底部设置推杆密封件，在非充气状态，推杆密封件顶住推杆固定座6内腔的内壁，推杆密封件和推杆固定座6内腔内壁的紧密接触将气流通道关闭，实现密封效果，即使气门芯8失效，该推杆密封件依然能够达到密封的效果，防止散气。为了避免推杆密封件沉积灰尘，其内腔的中部呈自上而下渐扩状，推杆密封件的上部为窄口径，下部为宽口径，气流自上而下流动，气流自窄口流入，自宽口流出，气流快速流出，气流的灰尘不易在推杆密封件上沉积。

推杆密封件在推杆结构上下移动时会随之移动，为此，在一些情况下，如图22所示，可以在推杆结构的下部设置两个周向凸台，两个周向凸台间的周向凹槽31内设置推杆密封件。相当于推杆密封件卡在周向凹槽内，与推杆结构成为共同运动的结构体。

当然，需要说明的是，在其他一些实施例中，可以根据推杆密封件和推杆结构的共同运动的设计思维，根据需要设计推杆密封件和推杆结构的具体安装、连接方式。

为了达到更好的密封效果，推杆密封件需要具备一定的弹性，通过自身的缓冲力实现精密的密封，因此，在一些情况下推杆密封件采用弹性环状密封圈，其套在周向凹槽上，且为了避免弹性环状密封圈在周向凹槽中滑动，弹性环状密封圈紧箍于周向凹槽上。

需要说明的是，凹槽、弹性环状密封圈的尺寸根据具体的产品可以自行设定，只要满足紧箍的效果(确定弹性环状密封圈内径)，且推杆密封件在非充气状态能够顶住推杆固定座6内腔的侧壁上(确定弹性环状密封圈高度)。比如，针对现在普遍使用的车辆来说，周向凹槽的横截面直径取1.2mm，弹性环状密封圈的内环直径为1mm，外环直径2.6，高度1.6mm。

同时，弹性复位件在推杆结构向下移动时，推杆结构的上端距离推杆固定座6的距离降低，弹性复位件被压缩，弹性复位件会产生反弹力。在一些情况下，弹性复位件可采用压簧4。压簧4弹性效果稳定压簧4套在推杆结构的推杆主体32上，上端连接推杆结构的推杆帽2，下端连接推杆固定座6上。

在其他情况下弹性复位件可以采用高弹性橡胶圈，以替换压簧4。

为了更好的实现推杆结构上端与主体结构1之间的密封效果，推杆结构主要由推杆和固定套于推杆上端的推杆帽2组成，推杆帽2的纵截面为“T”型面，推杆帽2的上表面高于主体结构1的上表面，二者形成距离I4，以防止使用过程灰尘或异物存积。

而推杆帽2的上表面高于主体结构1的上表面的尺寸控制在0.5-1.0毫米。尺寸太小，密封效果不理想，太长则推杆结构向下移动以打开通气通道的行程过长，操作不方便。

而且，如图20所示，推杆帽2卡入中心空腔的上部，推杆帽2的帽头的外侧壁与中心空腔的内侧壁之间单边间隙L为0.04-0.08毫米，比如：0.06毫米，使在工作时推杆能顺畅开启和复位又能有效防止灰尘与异物进入。

需要说明的是，推杆帽2、主体结构1的中心腔体的尺寸根据具体的产品可以自行设定。比如，针对现在普遍使用的车辆来说，推杆帽2最大直径尺寸处于5.08-5.12毫米，主体机构中心腔体上端口径直径尺寸处于5.16-5.2毫米，从而形成单边间隙处于0.04-0.08毫米间。

为了促使推杆帽2和推杆能够同步运动，推杆帽2铆合加固于推杆的上端。

在一些情况下，如图21所示，推杆固定座6的下端外侧壁62和主体结构1的中心空腔侧壁之间构成主体密封圈的安装通道，安装通道的最小截面宽度小于主体密封圈的截面直径。主体密封圈7安装位置设计，如图5.I3使主体密封圈7可靠固定在安装位置，避免在流通环节脱落。

在一些情况下，主体密封圈为O型密封圈。在一些情况下，其尺寸可以根据需要设定，比如，以现有常规车辆来说，安装通道宽度为1.5毫米，而O型密封圈的截面直径为1.65毫米。从而O型密封圈卡在安装通道内，不易脱落，密封效果明显。

基于上述各种设计，如图23所示，推杆固定座6的上部和下部均为圆柱体结构，上部的柱体直径60小于下部的柱体直径63。这种结构能够形成足够的气流通道，气流快速通过，灰尘难以在推杆密封件上沉积。

比如：推杆3最小直径32为1.1-1.2mm尺寸和图7所示其推杆固定座6最小孔径62为2.2-2.3mm尺寸。推杆固定座6最小孔径2.25mm构成本发明双密封气门嘴帽气流通道最小部位截面积2.937mm²，理论计算通气流量9.948m³/h满足气门嘴9通气流量≥7.2m3/h要求。

常规情况下，通气流量的计算公式为：

通气流量＝113(可压缩性气体声速传递系数)×截面积mm²/×节流变径系数×初始气压Mpa

对应上述例子：

通气流量＝113×2.9374×0.75×0.69×0.9653＝165.81L/mm_2/＝9.9486m/h

经过研究分析研究，如图19所示，推杆固定座6内腔中部的内斜面61与推杆固定座6上部的侧面之间的夹角α为25°～30°，内腔的中部呈锥台结构。

同时，为了避免推杆下移过程中触动气门芯8，在非充气状态，推杆的底面距离推杆固定座6的底面的距离I5为1.2-1.6毫米，确保双密封气门嘴帽安装于气门嘴9后推杆3下端33距气门芯8保持0.15～1.45mm距离范围I6，使推杆3在非使用状态不会触碰气门芯8且在充气时推杆3能完全开启气门芯8。

本发明多功能气门嘴帽由所述推杆帽2、推杆3、压簧4、推杆密封圈5、推杆固定座6构成单向阀，推杆上下移动复位正常，因此在不拧下帽子时即能使用充气工具推动推杆以顶开气门芯8充、放气。经型式试验验证：

(一)、密封试验(验证本发明关键点①、④)：将讲双密封气门帽以0.3N.m的扭矩安装在试验用的气门嘴上(气门嘴上不装气门芯)，连同试验工装放入水槽，充上1.4Mpa的气压，要求60s无泄漏，关闭气源，以行程3mm压下推杆3次，要求复位顺畅无卡滞，再次将试验装置放入水槽观察无气泡溢出。将室温试验合格的密封帽连同工装及试验用的乙醇放入(-40-5)℃的低温箱中，试验时低温恒压0.85Mpa的压缩空气，时间24h，观察60S无气泡溢出。将低温试验合格的气门帽连同工装放入100+5℃的高温箱中24h,取出后浸入(60±5)℃水中，充入0.85Mpa的压缩空气，观察60S密封帽口端和气门嘴连接处无气泡溢出。

(二)、通气流量试验(验证本发明关键点②)：将本发明的双密封气门嘴帽安装气体流量计上，在温度20℃，相对湿度65％环境下，输入气压0.69Mpa的压缩空气，测得通气流量值为11m3/h、11.3m3/h、11.6m3/h。

(三)、防尘试验(验证本发明关键点①、③、⑤)：将本发明的双密封气门嘴帽安装于专用治具上使8V1内螺纹端采用完全密封状态，试验按ISO 20653标准外来物、粉尘渗入代码5K级防护标准进行，试验后带治具进行常温密封试验，5次循环试验观察无泄漏(即验证了没有造成密封功能失效的粉尘渗入)。

(四)、振动试验(验证本发明关键点④)：试验在电动振动试验机上进行，将本发明双密封气门嘴帽轴向与试验位移同向固定在试验治具上(治具深入密封帽口端≤4mm)，以频率8～10Hz、位移幅值15mm正弦振动2min，重复3次，卸下密封帽观察密封圈无脱落。

为了对技术进行更充分的保护，将上述气门嘴帽应用于气门嘴中形成气门嘴结构，气门嘴帽套于气门嘴上。

为了对技术进行更充分的保护，将上述气门嘴结构应用于轮胎中，形成新的轮胎。

为了对技术进行更充分的保护，将上述轮胎应用到新的车辆上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。