一种轻质消音缓震轮毂的制作方法

本发明涉及汽车零部件领域，具体是一种轻质消音缓震轮毂。

背景技术：

汽车的充气轮胎在行驶时会由于内部空气被周期性地压缩而产生噪声，这一噪声在与轮胎内部空腔发生共振后尤为大，并且噪声会通过轮毂、轮轴传导至车身上，车内人员会听到这一噪声引起不适。

汽车在颠簸路面上行驶时会有很多振动，也会造成车内人员的不适。

以往的车轮轮毂只起连接固定作用，汽车的减震通过轮胎与轮轴后的避震系统实现，而轮胎的噪声基本不加考虑，或只是在轮胎内部空腔尺寸上进行理论设计，避开共振频率以及在轮胎内表设置一层吸音材料等，这些方式均是传统方式，在这些方式上再进行改造，所能取得的减震消音的效果提升并不显著，所以如何进一步提高汽车的减震消音功能是汽车行业较为关注的一个问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种轻质消音缓震轮毂，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种轻质消音缓震轮毂，消音缓震轮毂包括外圈、内圈和缓震簧片，外圈为环状，外圈内表面与内圈外表面之间设有缓震簧片。

轮毂安装在汽车的轮轴上，轮毂外安装有轮胎，在汽车行驶时，轮胎只对振动产生轻微的缓解作用，而行驶过程中，轮胎周期性的旋转带来的内部空气压缩可能会产生一些噪声，这些噪声在与轮胎内部腔体产生共振后尤其大，汽车通过很多周期性的振动带时，例如减速带、一些比较均匀的坑洼地带，也会使得轮胎内部产生气体周期压缩，产生车轮噪声，轮胎、轮毂上的噪声经由轮轴传递到车身上，当车内的消音措施或结构不到位时，车内人员能够明显听得行驶声音，本发明从轮毂入手，切断轮胎与轮轴之间的噪声传递，同时，在原有的轮胎减震、轮轴上的避震系统的基础上，继续加入缓震结构，使得车辆的行驶稳定性与舒适性更佳。环状外圈是轮胎的安装位置，轮胎的表面套装在本装置的外圈外圆柱面，外圈与内圈之间设置的缓震簧片进行缓震作用，因为振动大大减小，所以噪声也能大大减小。

进一步的，内圈包括外环、内环和腹板，外环和内环同轴设置，外环和内环之间设有腹板，腹板分别和外环、内环固定连接，内环中央设有轮轴孔，轮轴孔与内环轴线重合，内环背离轮轴孔的一侧端面上设有若干紧固孔，紧固孔的长度方向与轮轴孔轴线平行。内圈成一传统的轮毂基本结构，这样能够保证本发明本身的结构强度足够，外环和外圈通过缓震簧片连接，内环用来安装轮轴，轮轴插入到内环内的轮轴孔中后，使用紧固件例如螺栓螺钉等将内环与轮轴固定在一起，实现装置安装，轮轴即汽车的车轮安装轴，紧固孔开设多个确保连接可靠，开孔方向相平行则方便方便外界从一个方向对轮轴与内环进行安装与拆卸，腹板也可以称为筋板，是内环与外环的连接件，在连接结构性能足够时，腹板可做得较薄来减轻整体质量。

进一步的，缓震簧片为环形波浪状，缓震簧片最大直径处抵靠外圈内表面，缓震簧片最小直径处抵靠外环外表面，缓震簧片分别与外圈、内圈固定连接；

轻质消音缓震轮毂还包括若干限位件，限位件设置在外圈和内圈之间，限位件包括圆弧板和连接柱，连接柱沿内圈的径向设置，连接柱一端穿过缓震簧片后固定在外环外表面，连接柱朝向外圈的另一端设置圆弧板，圆弧板朝向外圈一侧表面的弧形与外圈内表面弧形相同，在缓震簧片舒展状态下，圆弧板和外圈内表面之间留有间隙；

外圈和内圈之间充填有吸音层，吸音层为多孔材质。

环状的缓震簧片圆周方向环抱住内圈，缓震簧片波浪形一侧连接外圈，一侧连接内圈，在外界力较大时，车轮受到较大振动较大时，产生相应的变形，变形越大，对外界的弹力越大，能抵消更多的振动载荷，波浪形的缓震簧片的波浪数视轮毂直径大小设置6～10个，太少时受力不够均匀，太多时径向倾斜太小，弹力的分力基本没有，起不到更优的缓震性能，反而制造困难。

限位件也起到支撑作用，在波浪形的缓震簧片变形较大时，为内外圈之间提供刚性的支撑，防止缓震簧片变形太大而致使车轮相对于轮轴的偏心太过严重，阻碍车轮的正常行驶功能。

外圈和内圈之间的吸音层能帮助吸收噪声，轮胎内部的空气周期变形导致的噪声与行驶过程中轮胎的振动产生的噪声均是通过轮毂传递到轮轴上，再经由轮轴传递到车身内部的，所以不仅缓震簧片的减震消音能够产生静音效果，在内外圈之间充填一层吸音层能更进一步地消除噪声，缓震簧片上进行也是进行不断的微小振动传递的，吸音层包围这缓震簧片，缓震簧片上的一部分微小震动被吸音层吸收，噪声传递地更少。

进一步的，缓震簧片与外圈、内圈之间焊接固定，吸音层充塑或发泡形式填充在外圈和内圈之间。

焊接固定固定可靠，且结构尺寸小，非常适合永久性的刚性固定，在本例中，缓震簧片和内外圈之间进行焊接固定，不仅是刚性连接，还承担着防止内外圈轴向窜动的功能，如果缓震簧片与内外圈之间不是固定关系，而仅仅是贴合接触在一起，那么内外圈之间还需要设置额外的轴向固定结构，不然内外圈轴向会发生相对位移，车轮行驶一会轮胎就会掉落下来。

吸音层所使用的多孔材质可以是发泡塑料，也可以是泡沫玻璃等材质，发泡塑料轻便，有利于减轻装置重量，而泡沫玻璃则是指的有机玻璃一类，不仅具备较高的强度，其韧性也在使用范围内，而且使用泡沫玻璃后，内圈的径向尺寸可以做的较小，甚至是取消掉腹板和外环，直接是内环与外圈之间连接缓震簧片和限位件。

作为优化，内环中央沿轴向设有防盗锁孔，防盗锁孔轴向截面为多边形且沿轴向面积渐变，轻质消音缓震轮毂还包括锁孔柱，锁孔柱形状与防盗锁孔的形状相同，内环内部沿径向设有与紧固孔相同数量的销片槽，销片槽为盲槽，开口端连接防盗锁孔，销片槽在内环中的轴向位置位于紧固孔内紧固件的螺纹段位置；

销片槽内以滑动形式设有防盗销片，防盗销片为槽型，防盗销片靠近防盗锁孔的一侧连接有推杆，防盗销片远离防盗锁孔的一侧设有弹性体抵靠住销片槽的槽底，紧固孔内使用止位螺钉，止位螺钉的螺纹段开设有止位槽，止位螺钉穿过防盗销片的槽口；

弹性体在伸展状态下，防盗销片勾住止位槽，推杆头部伸入防盗锁孔内；锁孔柱插入防盗锁孔后，推杆退回销片槽，防盗销片与止位槽脱开。

多边形的锁孔柱外界不容易获取，而没有锁孔柱插入防盗锁孔，那么防盗销片会一直勾住止位螺钉的止位槽，止位螺钉也就不能从紧固孔中拆下，轮毂与轮轴也就一直保持着固定关系，能起到防盗作用或防止他人恶意地拧松车轮轮毂；而在车轮维修时，车主只需要把锁孔柱插入防盗锁孔内，这样锁孔柱推动推杆，推杆继而推动防盗销片使其在销片槽内滑动一段距离并从止位槽上脱开，此时防盗销片就不再影响外界拆卸止位螺钉了，锁孔柱就类似于是一把轮毂与轮轴拆卸过程的钥匙。轮毂与轮轴拆装结束后，车主将锁孔柱拔下，放入车内或另行放置。

进一步的，腹板上设有若干板孔。板孔能够减轻腹板的重量，腹板的内外边直径一定的情况下，相比于不开设板孔的结构设置，开设板孔能以较少质量的金属材质达到相同的结构强度。

进一步的，内环上远离轮轴孔的一侧端面中央设有装饰孔，装饰孔内设有内螺纹。装饰孔内可以安装例如车徽等小零件，增加车轮的美观性。

进一步的，在缓震簧片舒展状态下，圆弧板和外圈内表面之间的间隙为3～5mm。圆弧板和外圈内表面之间的间隙即缓震簧片所能变形的程度，也是轮胎与轮轴之间能达到的偏心程度，间隙太小则缓震簧片的缓震性能发挥不出或轮毂基本不具备缓震能力，间隙太大则轮胎与轮轴偏心太过严重，可能导致一些在行驶过程中不可预见的结果，所以保守起见，取3～5为宜。

进一步的，外环、内环和腹板为铝合金一体压铸件。铝合金一体压铸件不仅结构紧凑，且强度有保证，在实体尺寸理论设计合理时，不会因为安装与连接等因素造成应力集中等情况，以致于轮毂发生破坏。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的轮毂在其所连接的轮胎与轮轴之间加入缓震簧片，使得轮毂具备缓震功能，波浪形的环状簧片，弹力性能好，载荷均匀，缓震的同时还能消除很大一部分因为振动导致的噪声；内外圈之间的吸音层再次降低轮胎处传递往轮轴的噪声，使得车内的人员基本感受不到噪声；限位件在外界振动力过大、缓震簧片变形严重时，对内外圈进行刚性支撑，将轮胎与轮轴的偏心程度控制在一定的范围内，避免掉例如轮胎剐蹭车身等不利情况；防盗锁孔、锁孔柱、防盗销片、止位螺钉的防盗防拆设计，使得轮毂只有在车主在场的情况下进行拆装，防止他人盗窃车轮或恶意改装轮毂。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的主视结构图；

图2为图1中的视图a-a；

图3为图2中的视图b；

图4为图2中的视图c；

图5为本发明外圈、缓震簧片、内圈的缓震原理图；

图6为本发明的安装结构图；

图7为本发明未插入锁孔柱时的止位螺钉防拆防盗结构图；

图8为本发明止位螺钉的结构图；

图9为本发明锁孔柱的正视图与侧视图；

图10为本发明插入锁孔柱后的止位螺钉防拆防盗结构图。

图中：1-外圈、2-内圈、21-外环、22-内环、221-轮轴孔、222-紧固孔、223-装饰孔、224-防盗锁孔、225-销片槽、23-腹板、231-板孔、3-缓震簧片、4-吸音层、5-限位件、51-圆弧板、52-连接柱、61-防盗销片、62-推杆、63-弹性体、8-锁孔柱、9-止位螺钉、91-止位槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2所示，一种轻质消音缓震轮毂，消音缓震轮毂包括外圈1、内圈2和缓震簧片3，外圈1为环状，外圈1内表面与内圈2外表面之间设有缓震簧片3。

如图6所示，轮毂安装在汽车的轮轴上，轮毂外安装有轮胎，在汽车行驶时，轮胎只对振动产生轻微的缓解作用，而行驶过程中，轮胎周期性的旋转带来的内部空气压缩可能会产生一些噪声，这些噪声在与轮胎内部腔体产生共振后尤其大，汽车通过很多周期性的振动带时，例如减速带、一些比较均匀的坑洼地带，也会使得轮胎内部产生气体周期压缩，产生车轮噪声，轮胎、轮毂上的噪声经由轮轴传递到车身上，当车内的消音措施或结构不到位时，车内人员能够明显听得行驶声音，本发明从轮毂入手，切断轮胎与轮轴之间的噪声传递，同时，在原有的轮胎减震、轮轴上的避震系统的基础上，继续加入缓震结构，使得车辆的行驶稳定性与舒适性更佳。环状外圈1是轮胎的安装位置，轮胎的表面套装在本装置的外圈1外圆柱面，外圈1与内圈2之间设置的缓震簧片3进行缓震作用，因为振动大大减小，所以噪声也能大大减小。

如图4所示，内圈2包括外环21、内环22和腹板23，外环21和内环22同轴设置，外环21和内环22之间设有腹板23，腹板23分别和外环21、内环22固定连接，内环22中央设有轮轴孔221，轮轴孔221与内环22轴线重合，内环22背离轮轴孔221的一侧端面上设有若干紧固孔222，紧固孔222的长度方向与轮轴孔221轴线平行。内圈2成一传统的轮毂基本结构，这样能够保证本发明本身的结构强度足够，外环21和外圈1通过缓震簧片3连接，内环22用来安装轮轴，轮轴插入到内环22内的轮轴孔221中后，使用紧固件例如螺栓螺钉等将内环22与轮轴固定在一起，实现装置安装，轮轴即汽车的车轮安装轴，紧固孔222开设多个确保连接可靠，开孔方向相平行则方便方便外界从一个方向对轮轴与内环22进行安装与拆卸，腹板23也可以称为筋板，是内环22与外环21的连接件，在连接结构性能足够时，腹板23可做得较薄来减轻整体质量。

缓震簧片3为环形波浪状，缓震簧片3最大直径处抵靠外圈1内表面，缓震簧片3最小直径处抵靠外环21外表面，缓震簧片3分别与外圈1、内圈2固定连接；

轻质消音缓震轮毂还包括若干限位件5，限位件5设置在外圈1和内圈2之间，限位件5包括圆弧板51和连接柱52，连接柱52沿内圈2的径向设置，连接柱52一端穿过缓震簧片3后固定在外环21外表面，连接柱52朝向外圈1的另一端设置圆弧板51，圆弧板51朝向外圈1一侧表面的弧形与外圈1内表面弧形相同，在缓震簧片3舒展状态下，圆弧板51和外圈1内表面之间留有间隙；

如图1、图3所示，外圈1和内圈2之间充填有吸音层4，吸音层4为多孔材质。

环状的缓震簧片3圆周方向环抱住内圈2，缓震簧片3波浪形一侧连接外圈1，一侧连接内圈2，在外界力较大时，车轮受到较大振动较大时，产生相应的变形，变形越大，对外界的弹力越大，能抵消更多的振动载荷，波浪形的缓震簧片3的波浪数视轮毂直径大小设置6～10个，太少时受力不够均匀，太多时径向倾斜太小，弹力的分力基本没有，起不到更优的缓震性能，反而制造困难。

限位件5也起到支撑作用，在波浪形的缓震簧片3变形较大时，为内外圈1之间提供刚性的支撑，防止缓震簧片3变形太大而致使车轮相对于轮轴的偏心太过严重，如图5所示，阻碍车轮的正常行驶功能。

外圈1和内圈2之间的吸音层4能帮助吸收噪声，轮胎内部的空气周期变形导致的噪声与行驶过程中轮胎的振动产生的噪声均是通过轮毂传递到轮轴上，再经由轮轴传递到车身内部的，所以不仅缓震簧片3的减震消音能够产生静音效果，在内外圈1之间充填一层吸音层4能更进一步地消除噪声，缓震簧片3上进行也是进行不断的微小振动传递的，吸音层4包围这缓震簧片3，缓震簧片3上的一部分微小震动被吸音层4吸收，噪声传递地更少。

缓震簧片3与外圈1、内圈2之间焊接固定，吸音层4充塑或发泡形式填充在外圈1和内圈2之间。

焊接固定固定可靠，且结构尺寸小，非常适合永久性的刚性固定，在本例中，缓震簧片3和内外圈1之间进行焊接固定，不仅是刚性连接，还承担着防止内外圈1轴向窜动的功能，如果缓震簧片3与内外圈1之间不是固定关系，而仅仅是贴合接触在一起，那么内外圈1之间还需要设置额外的轴向固定结构，不然内外圈1轴向会发生相对位移，车轮行驶一会轮胎就会掉落下来。

吸音层4所使用的多孔材质可以是发泡塑料，也可以是泡沫玻璃等材质，发泡塑料轻便，有利于减轻装置重量，而泡沫玻璃则是指的有机玻璃一类，不仅具备较高的强度，其韧性也在使用范围内，而且使用泡沫玻璃后，内圈2的径向尺寸可以做的较小，甚至是取消掉腹板23和外环21，直接是内环22与外圈1之间连接缓震簧片3和限位件5。

如图7所示，内环22中央沿轴向设有防盗锁孔224，如图7、图9所示，防盗锁孔224轴向截面为多边形且沿轴向面积渐变，轻质消音缓震轮毂还包括锁孔柱8，锁孔柱8形状与防盗锁孔224的形状相同，内环22内部沿径向设有与紧固孔222相同数量的销片槽225，销片槽225为盲槽，开口端连接防盗锁孔224，销片槽225在内环22中的轴向位置位于紧固孔222内紧固件的螺纹段位置；

销片槽225内以滑动形式设有防盗销片61，防盗销片61为槽型，防盗销片61靠近防盗锁孔224的一侧连接有推杆62，防盗销片61远离防盗锁孔224的一侧设有弹性体63抵靠住销片槽225的槽底，紧固孔222内使用止位螺钉9，如图8所示，止位螺钉9的螺纹段开设有止位槽91，止位螺钉9穿过防盗销片61的槽口；

如图7、图10所示，弹性体63在伸展状态下，防盗销片61勾住止位槽91，推杆62头部伸入防盗锁孔224内；锁孔柱8插入防盗锁孔224后，推杆62退回销片槽225，防盗销片61与止位槽91脱开。

多边形的锁孔柱8外界不容易获取，而没有锁孔柱8插入防盗锁孔224，那么防盗销片61会一直勾住止位螺钉9的止位槽91，止位螺钉9也就不能从紧固孔222中拆下，轮毂与轮轴也就一直保持着固定关系，能起到防盗作用或防止他人恶意地拧松车轮轮毂；而在车轮维修时，车主只需要把锁孔柱8插入防盗锁孔224内，这样锁孔柱8推动推杆62，推杆62继而推动防盗销片61使其在销片槽225内滑动一段距离并从止位槽91上脱开，此时防盗销片61就不再影响外界拆卸止位螺钉9了，锁孔柱8就类似于是一把轮毂与轮轴拆卸过程的钥匙。轮毂与轮轴拆装结束后，车主将锁孔柱8拔下，放入车内或另行放置。

如图1、图3所示，腹板23上设有若干板孔231。板孔231能够减轻腹板23的重量，腹板23的内外边直径一定的情况下，相比于不开设板孔231的结构设置，开设板孔231能以较少质量的金属材质达到相同的结构强度。

如图4所示，内环22上远离轮轴孔221的一侧端面中央设有装饰孔223，装饰孔223内设有内螺纹。装饰孔223内可以安装例如车徽等小零件，增加车轮的美观性。

如图3所示，在缓震簧片3舒展状态下，圆弧板51和外圈1内表面之间的间隙为3～5mm。圆弧板51和外圈1内表面之间的间隙即缓震簧片3所能变形的程度，也是轮胎与轮轴之间能达到的偏心程度，间隙太小则缓震簧片3的缓震性能发挥不出或轮毂基本不具备缓震能力，间隙太大则轮胎与轮轴偏心太过严重，可能导致一些在行驶过程中不可预见的结果，所以保守起见，取3～5为宜。

外环21、内环22和腹板23为铝合金一体压铸件。铝合金一体压铸件不仅结构紧凑，且强度有保证，在实体尺寸理论设计合理时，不会因为安装与连接等因素造成应力集中等情况，以致于轮毂发生破坏。

本发明的使用原理是：轮毂安装在轮轴上，轮毂外安装轮胎，在汽车行驶过程中，轮胎的噪声与振动经过轮毂时被缓震簧片与吸音层吸收与消除，大大减少轮胎传递到车身内的噪声并配合汽车的其余缓震组件消除行驶振动。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。