本發(fā)明的標(biāo)的物是關(guān)于如可用于非充氣式車輪中的適應(yīng)性輪轂。

背景技術(shù)：

非充氣式輪胎構(gòu)造的細(xì)節(jié)及權(quán)益描述于(例如)美國(guó)專利第6,769,465號(hào)；第6,994,134號(hào)；第7,013,939號(hào)；及第7,201,194號(hào)中。某些非充氣式輪胎構(gòu)造提出并入剪切帶，其實(shí)施例描述于(例如)美國(guó)專利第6,769,465號(hào)及第7,201,194號(hào)中，所述專利以引用的方式并入本文中。此非充氣式輪胎提供無(wú)需依賴于氣體充氣壓力以用于支撐施加到輪胎的負(fù)載的輪胎性能優(yōu)勢(shì)。此非充氣式輪胎的典型實(shí)例具有中心輪轂、接合到中心輪轂的內(nèi)接口部件、用以與地表面介接的車輪觸軌面、接合到車輪觸軌面或與車輪觸軌面一體式的外接口部件，及將內(nèi)接口部件連接到外接口部件或車輪觸軌面的多個(gè)腹板元件。

此非充氣式輪緣或輪轂要求例如凸耳螺栓或螺柱的緊固件可穿過(guò)以將輪胎安裝到車輛的相對(duì)較薄安裝表面，及用以允許跨越腹板元件的較均勻變形及應(yīng)力分布的相對(duì)較寬腹板元件安裝表面。通常由金屬建構(gòu)的輪轂可建構(gòu)為兩個(gè)片件：緊固在一起的垂直中心部分及實(shí)質(zhì)上圓柱形片件或“罐”，或鑄造為較大質(zhì)量金屬的單一片件。輪轂可表示非充氣式輪胎的大量成本。

類似充氣輪胎，非充氣式輪胎偶爾經(jīng)歷會(huì)帶來(lái)不當(dāng)?shù)挠谰眯該p害的超出一定力的撞擊事件。此類事件可在超速遇到路緣或其它障礙時(shí)發(fā)生。在此事件(有時(shí)被稱作“擠壓沖擊事件”)期間，可能造成輪緣的永久性塑性變形或壓裂或?qū)ζ渌囕喕蜉喬ソM件的損害。

因此，可簡(jiǎn)化并減少構(gòu)造成本同時(shí)增加車輪耐久性的輪轂將是有益的。可并入到多種非充氣式輪胎構(gòu)造中的此輪轂將尤其有用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的各方面及優(yōu)勢(shì)將部分在以下描述中闡述，或可從所述描述中顯而易見，或可通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐得知。

在一個(gè)示范性實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種用于緊固非充氣式結(jié)構(gòu)支撐車輪的部分適應(yīng)性輪轂，其具有盤形中心部分及繞所述盤形中心部分的外圍沿圓周放置的環(huán)形外部部分，其中所述中心盤形中心部分具有比所述環(huán)形外部部分高的彈性模數(shù)。

在另一示范性實(shí)施例中，所述部分適應(yīng)性輪轂的盤形中心部分由沖壓鋼建構(gòu)。

在另一示范性實(shí)施例中，所述部分適應(yīng)性輪轂的盤形中心部分由鑄造金屬建構(gòu)。

在另一示范性實(shí)施例中，所述部分適應(yīng)性輪轂的盤形中心部分具有靠近所述圓盤的所述外圍及所述環(huán)形外部部分沿圓周間隔開的多個(gè)孔徑。

在另一示范性實(shí)施例中，一種非充氣式結(jié)構(gòu)支撐車輪包括：輪轂部分，其包括具有大體上圓形外圍的安裝圓盤，及與所述安裝圓盤同心地牢固安裝并囊封所述安裝圓盤的所述外圍的軸向伸長(zhǎng)環(huán)形結(jié)構(gòu)；從所述輪轂徑向向外且與所述輪轂同心地安置的適應(yīng)性負(fù)載支撐帶；在所述輪轂部分與所述適應(yīng)性負(fù)載支撐帶之間延伸的多個(gè)基于張力的腹板元件；其中所述安裝圓盤由彈性模數(shù)大于用于建構(gòu)所述外環(huán)形結(jié)構(gòu)的材料的彈性模數(shù)的材料建構(gòu)，其中所述多個(gè)腹板元件及所述環(huán)形結(jié)構(gòu)模制為整體結(jié)構(gòu)。

這些實(shí)施例及以下實(shí)施例實(shí)現(xiàn)較耐受塑性變形、重量較輕且?guī)?lái)比具有硬質(zhì)輪轂結(jié)構(gòu)的車輪甚至較多適應(yīng)性的車輪結(jié)構(gòu)的較便宜部分適應(yīng)性輪轂結(jié)構(gòu)。

參考以下描述及所附權(quán)利要求書，本發(fā)明的這些及其它特征、方面及優(yōu)勢(shì)將得到較好理解。并入在本說(shuō)明書中且構(gòu)成本說(shuō)明書的部分的附圖說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施例，且與所述描述一起用以解釋本發(fā)明的原理。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的針對(duì)所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員的完整且啟發(fā)性公開內(nèi)容(包含其最佳模式)在說(shuō)明書中得到闡述，所述公開內(nèi)容參考附圖，在所述附圖中：

圖1提供如可并入本發(fā)明的部分適應(yīng)性輪轂的非充氣式輪胎的示范性實(shí)施例的透視圖。

圖2提供如從其安裝到車輛的側(cè)面檢視的適應(yīng)性輪轂的實(shí)施例的側(cè)視圖。

圖3提供如沿著圖2中的線3-3截取的圖2的輪胎的徑向截面視圖。

圖4為具有緊固到內(nèi)接口元件的環(huán)形部分的適應(yīng)性輪轂的示范性實(shí)施例的一部分的徑向截面視圖。

圖5為并未囊封環(huán)形部分的輪轂的圓盤部分的內(nèi)部表面的側(cè)視圖。

圖6為具有徑向延伸的切口部分及腹板部分的適應(yīng)性輪轂的示范性實(shí)施例的一部分的局部透視圖。

圖7為通過(guò)在輪轂的內(nèi)接口元件或環(huán)形部分處橋接兩個(gè)鄰近腹板元件有效地縮短腹板元件的示范性實(shí)施例的側(cè)視圖。

不同諸圖中的相同或類似參考標(biāo)號(hào)的使用表示相同或類似特征。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供可用于(例如)非充氣式輪胎中的部分適應(yīng)性輪轂。出于描述本發(fā)明的目的，現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的實(shí)施例及/或方法，其一或多個(gè)實(shí)例說(shuō)明于圖式中或用圖式說(shuō)明。每一實(shí)例是為了解釋本發(fā)明而提供，而非限制本發(fā)明。實(shí)際上，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下可在本發(fā)明中進(jìn)行各種修改及變化。舉例來(lái)說(shuō)，說(shuō)明或描述為一個(gè)實(shí)施例的部分的特征或步驟可與另一實(shí)施例一起使用或促進(jìn)產(chǎn)生又一實(shí)施例或方法。因此，希望本發(fā)明涵蓋處于所附權(quán)利要求書及其等效物的范圍內(nèi)的此類修改及變化。

以下術(shù)語(yǔ)針對(duì)本發(fā)明如下定義：

諸圖中的“軸向方向”或字母“A”是指平行于(例如)剪切帶、輪胎及/或車輪在其沿著道路表面行進(jìn)時(shí)的旋轉(zhuǎn)軸的方向。

諸圖中的“徑向方向”或字母“R”是指與軸向方向正交的方向且在相同于從軸向方向垂直延伸的任何半徑的方向上延伸。

“赤道平面”意指垂直于旋轉(zhuǎn)軸傳遞且平分剪切帶及/或車輪結(jié)構(gòu)的平面。

“徑向平面”意指垂直于赤道平面?zhèn)鬟f且穿過(guò)車輪的旋轉(zhuǎn)軸的平面。

圖1提供如可并入本發(fā)明的部分適應(yīng)性輪轂201的非充氣式輪胎101的示范性實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例的適應(yīng)性輪轂201通過(guò)允許撞擊事件期間的彈性變形防止所述事件中的永久性變形并在之后返回到其原始形狀。

在使用(例如)擺錘撞擊裝置執(zhí)行的測(cè)試中，將常規(guī)金屬“罐”式輪轂相比于根據(jù)所公開本發(fā)明建構(gòu)且具有金屬內(nèi)輪轂盤形部分的輪轂，所述金屬內(nèi)輪轂盤形部分具有由聚胺基甲酸酯環(huán)形外輪轂部分環(huán)繞的外圍。常規(guī)金屬“罐”式輪轂在具有1390焦耳及6257千克的力的撞擊之后發(fā)生塑性變形，而根據(jù)本發(fā)明建構(gòu)的輪轂在不發(fā)生塑性變形的情況下耐受3426焦耳及9471千克的力。

圖2提供非充氣式輪胎101的實(shí)施例的側(cè)視圖。所展示實(shí)施例具有車輪觸軌面109、外接口帶119、張力承載腹板元件129、內(nèi)接口帶139及內(nèi)輪轂201。多個(gè)輪轂緊固件孔徑209展示為放置于圓形圖案中。每一輪轂緊固件孔徑209允許輪轂緊固件的一部分穿過(guò)以將車輪緊固到車輛。通常，輪轂緊固件為用螺帽緊固到輪轂201的外部上的帶螺紋車輪螺柱。替代地，輪轂緊固件可為從車輪的外部穿過(guò)到車輛上的帶螺紋孔徑中的車輪螺栓。應(yīng)理解，雖然這兩個(gè)緊固件表示兩個(gè)替代例，但任何型式緊固件可與本發(fā)明一起使用。還應(yīng)理解，緊固件孔徑209的數(shù)目及放置可變化。

當(dāng)前實(shí)施例的輪轂201由中心圓盤部分205及相對(duì)較柔性外環(huán)形部分259組成。內(nèi)接口帶139可為接合到外環(huán)形部分259的外表面的單獨(dú)組件，或內(nèi)接口帶139可與外環(huán)形部分259一體式，例如在腹板元件129及外圓柱形部分259從連續(xù)模具空腔模制的情況下。在內(nèi)接口元件與外環(huán)形部分一體式的狀況下，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)接口元件”可用于指代“外環(huán)形部分”，且反之亦然。

本發(fā)明實(shí)施例的輪轂201的圓盤部分205由彎曲成大體上平坦盤狀形狀的金屬?zèng)_壓片形成。應(yīng)理解，中心圓盤部分205也可經(jīng)鑄造或鍛造，且可由剛度大于環(huán)形部分259的剛度的材料建構(gòu)，在本實(shí)施例中所述環(huán)形部分由具有比圓盤部分205的剛度低的剛度的材料建構(gòu)。本發(fā)明的實(shí)施例的環(huán)形部分259具有在軸向方向上伸長(zhǎng)從而形成大體上圓柱形形狀的環(huán)形形狀。中心圓盤部分205的外圓周接合到外環(huán)形部分259。

圖3展示沿著圖2中的線3-3截取的輪胎201的橫截面圖。此視圖垂直于輪胎的赤道平面。本發(fā)明的實(shí)施例的中心圓盤部分205的外圍207由輪轂201的環(huán)形部分259囊封。

本發(fā)明的實(shí)施例101的圓盤部分205與輪胎的赤道平面平行地定位。圓盤部分205在外圍207中具有彎曲部219，使得外部部分沿圓周彎曲大約90度，從而形成圍繞圓盤205的外圓周的唇緣。彎曲部219將較大表面區(qū)域暴露到由輪胎載運(yùn)的重量產(chǎn)生的徑向力，且允許圓盤部分205到環(huán)形部分259的較大接合表面區(qū)域。

本發(fā)明的實(shí)施例的環(huán)形部分259具有如下橫截面：其具有在圓盤205與車輪的內(nèi)部部分115之間的內(nèi)部凹面彎曲部分265，及在圓盤205與車輪的外部部分117之間的轉(zhuǎn)變到傾斜但平坦部分271的內(nèi)凹面部分269。傾斜且凹面部分271、269及265產(chǎn)生遠(yuǎn)離圓盤205的漸狹環(huán)面。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，腹板元件129及環(huán)形部分259由相同材料形成。在此實(shí)施例中，輪轂201的圓盤部分205及車輪觸軌面109定位在一模具內(nèi)。接著將彈性材料倒入模具中，從而將外接口帶119、腹板元件129及環(huán)形輪轂部分259形成為整體結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的實(shí)施例中的彈性材料可為任何合適的彈性材料，例如天然或合成橡膠、聚胺基甲酸酯、發(fā)泡橡膠及發(fā)泡聚氨基甲酸酯、尼龍的嵌段共聚酯及嵌段共聚物。環(huán)形部分及腹板元件的模制簡(jiǎn)化車輪構(gòu)造并減少成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)尤其適于基于張力的非充氣式車輪的適應(yīng)性復(fù)合輪轂。通過(guò)避免需要建構(gòu)在車輪的軸向方向上延伸以支撐腹板元件的負(fù)載的圓柱形部分來(lái)簡(jiǎn)化輪轂構(gòu)造顯而易見成本節(jié)省及構(gòu)造簡(jiǎn)化。

替代地，通過(guò)將中心圓盤205放置于模具內(nèi)、模制環(huán)形部分259、從模具移除輪轂201而在先前步驟中形成輪轂部分201，接著將所形成輪轂201及車輪觸軌面109放置于不同模具中并倒入彈性材料，從而形成外接口帶119、腹板元件129及內(nèi)接口帶139。如圖4中所展示，此替代性實(shí)施例103允許設(shè)計(jì)者選擇具有不同于外接口帶119、腹板元件129及內(nèi)接口帶139的剛度的材料用于輪轂201的環(huán)面部分259。在此特定實(shí)施例中，輪轂的環(huán)形部分可由包含彈性體、塑料或復(fù)合物的聚合物建構(gòu)，例如玻璃填充尼龍。因此，輪轂201的環(huán)形部分259可具有不同于用于形成腹板元件129的材料的模數(shù)。

應(yīng)理解，在本文中的實(shí)施例中的任一者中，外接口帶119可具有強(qiáng)化元件，例如金屬簾線或天然或合成簾線或紡織物，或車輪觸軌面109可具有強(qiáng)化元件，或接口元件119及車輪觸軌面109兩者的某種組合具有強(qiáng)化元件，例如金屬簾線或天然或合成簾線或紡織物。

在又一實(shí)施例中，可省略車輪觸軌面且外接口帶可在功能上用作車輪觸軌面，從而具有強(qiáng)化元件并與車輪操作的表面介接。

圖5展示并未囊封環(huán)形部分259的輪轂201的圓盤205部分的內(nèi)部表面223的視圖。圓盤205的外圍207具有繞圓盤沿圓周間隔開的多個(gè)孔徑213。在本發(fā)明的實(shí)施例中，當(dāng)圍繞圓盤205的外圍207模制外環(huán)形部分時(shí)，將孔徑213嵌入彈性材料內(nèi)。在模制過(guò)程期間，孔徑213在固化之前促進(jìn)彈性材料的流動(dòng)?？讖?13也允許彈性材料包圍圓盤的局部部分，從而進(jìn)一步將圓盤205緊固到輪轂201的環(huán)形部分259。在替代性實(shí)施例中，孔徑213可以不同數(shù)量存在或完全不存在。中心車軸孔徑221可定位于圓盤205上以允許車輪在車輛上的初始對(duì)準(zhǔn)，例如車輛輪轂。沿圓周間隔開的車輪緊固件孔徑209允許將所組裝車輪牢固地緊固到車輛。雖然展示四個(gè)緊固件孔徑209，但應(yīng)理解可取決于應(yīng)用變化孔徑209的數(shù)目及/或間隔。

上文所說(shuō)明的實(shí)施例展示具有平滑表面的環(huán)形部分。替代地，如圖6中所展示，本發(fā)明的環(huán)形部分259可具有沿著環(huán)形部分的中心對(duì)向表面的凹陷部231及腹板233，中心對(duì)向表面沿著內(nèi)部表面265及/或例如圖6中所展示的外部表面269、271。應(yīng)理解，如本文中所使用，“環(huán)形”形狀包含可具有帶肋片或切口特征，或其表面經(jīng)紋理化或以其它方式標(biāo)記的環(huán)形形狀。

圖7中展示另一實(shí)施例，其中通過(guò)部分填充鄰近于輪轂及鄰近腹板元件129之間的空隙空間而有效地縮短鄰對(duì)腹板元件129中的每一腹板元件129。此填充區(qū)域131或“肋狀物”增加輪轂的剛度并增加車輪的扭轉(zhuǎn)剛度。

應(yīng)理解，可在本發(fā)明的范圍內(nèi)使用其它腹板元件配置及幾何布置，包含互連的腹板元件，例如其可形成蜂巢或其它圖案的情況。

雖然已關(guān)于本發(fā)明的具體示范性實(shí)施例及其方法詳細(xì)地描述本發(fā)明的標(biāo)的物，但應(yīng)了解，在獲得對(duì)前述內(nèi)容的理解之后所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易地產(chǎn)生對(duì)此類實(shí)施例的更改、變化及等效物。因此，本發(fā)明的范圍是作為實(shí)例而非限制，且本發(fā)明并不排除將此類修改、變化及/或添加包含到本發(fā)明中，如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易地顯而易見。