CN104191903B - 车轮及其车辆 - Google Patents

Abstract

本发明适用于车轮技术领域，提供了一种车轮及其车辆，包括花鼓和车轮壳，所述花鼓安装在车轮轴上，所述车轮壳外安装有轮胎，所述车轮还包括：多个弹簧片，每个所述弹簧片包括一个封闭环，每个所述封闭环包括顶端和底端；所述封闭环的顶端与所述花鼓的外壁连接，所述封闭环的底端与所述车轮壳的内壁连接；每个所述弹簧片包括至少两个相互交叉连接的底端片，至少两个所述底端片中的一个所述底端片上开设有第一插槽，另一个所述底端片上的部分部位设置为窄带，所述窄带插入所述第一插槽中。借此，本发明使车轮在运行中能够起到良好的减震作用，并且利于操作者进行速度及方向上的控制。

Description

车轮及其车辆

技术领域

本发明涉及车轮技术领域，尤其涉及一种车轮及其车辆。

背景技术

人类文明的发展，使得车辆等交通工具在人们的生活中起到了越来越大的作用。如自行车在各个国家得到了广泛的应用。现有的自行车的轮组较近车轮轴心位置设有花鼓，外圈为车轮壳，以辐条连接花鼓及车轮壳内壁，车轮壳外安装轮胎。由于辐条大多以不锈钢条或其他坚韧金属条物料所制成，除了车轮是使用充气内胎加橡胶外胎，车轮组基本上并无防震功能。较好的自行车会在前叉安装减震器及车架后部安装减震器。

另一方面，由于车轮结构采用辐条作为连接轮壳到花鼓及车架，主要是提供一个固定装置轮组的方法，但当自行车在凹凸不平的石地上行走时，对车架造成损害及对踏车者造成不舒服的踏车经验。因此，根据上述缺陷，在现有技术中，申请号为KR10-2012-0085689，发明名称为(自行车的车轮)的韩国专利，提供了一种在辐条末端安装弹簧，利用辐条未端的弹簧对拉力及压力的反应而产生防震的功能。但是，当车轮行走时受地上突出的石头所压，较接近地面的弹簧受压而收缩，相反方向的弹簧受牵引拉长，形成减低花鼓的移动而产生防震功能，事实上，弹簧的伸缩辐度影响到防震的实际效率。

更进一步的，申请号为DE202005011566，发明名称为“Federsystem für”(菲得系统自行车)的德国专利申请中，提供了一种以弹簧片代替辐条，参考图1A和图1B，由花鼓3连接一个中轮壳，再由辐条连接中轮壳到车轮壳4，由于弹簧片的弹性，产生了防震的功能。其中弹簧片亦有储能功能，当轮组由一方受压，会储能反弹。但是，该发明引进了中轮壳装置，利于加长的螺旋形弹簧片去安装可移动的中轮壳，增加了中轮壳与花鼓3之间的移动范围，在车轮4在地面6上滚动时碰到硬物的防震功能较上述韩国专利为佳。

在上述德国专利申请中，其弹簧片的螺旋有特定方向，即弹簧片的螺旋与车轮4的转动方向一致，这点是因应低位螺旋弹簧片1受压而形成向心受压，这种受压是螺旋弹簧片储存能量，在受压减少时会反弹而伸展回原形，这种反弹力因为弹簧片是螺旋形而反弹的力矢量为张花鼓3移向车轮4壳的中心位置及包含向车前进的方向，即弹簧片1回复原位会推快车辆行走的速度。相反，在受压的高位螺旋形弹簧片2受张力而拉开，在减压而弹簧回复原状反弹力因为弹簧片是螺旋形而反弹的力矢量为张花鼓3移向车轮4壳的中心位置及包含向车前进的方向，即弹簧片2回复原位会推快车辆行走的速度。总的来说，DE202005011566设计除了防震功能亦有储能功能，当车辆克服车前的障碍物5后会加快车辆前进速度，这种速度将导致车辆驾驶者难以进行控制。

综上可知，现有的车轮结构在实际使用上，显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种车轮及其车辆，以使车轮在运行中能够起到良好的减震作用，并且利于操作者进行速度及方向上的控制。

为了实现上述目的，本发明提供一种车轮，包括花鼓和车轮壳，所述花鼓安装在车轮轴上，所述车轮壳外安装有轮胎，所述车轮还包括：

多个弹簧片，每个所述弹簧片包括一个封闭环，每个所述封闭环包括顶端和底端；所述封闭环的顶端与所述花鼓的外壁连接，所述封闭环的底端与所述车轮壳的内壁连接；

每个所述弹簧片包括至少两个相互交叉连接的底端片，至少两个所述底端片中的一个所述底端片上开设有第一插槽，另一个所述底端片上的部分部位设置为窄带，所述窄带插入所述第一插槽中。

根据所述的车轮，多个所述弹簧片均匀设置于所述车轮壳内。

根据所述的车轮，所述弹簧片呈又字形。

根据所述的车轮，所述弹簧片由单一材料构成。

根据所述的车轮，至少两个所述底端片以可相互移位的方式交叉连接；或者

至少两个所述底端片以相互固定的方式交叉连接。

根据所述的车轮，至少两个所述底端片分别插入所述车轮壳的内壁中。

根据所述的车轮，所述底端片开设有第二插槽，所述车轮壳内壁上开设有定位孔，固定螺钉依次穿过所述第二插槽和所述定位孔将所述底端片与所述车轮壳的内壁连接。

根据所述的车轮，在两个所述底端片插入所述车轮壳的内壁中的部分相互重叠时，所述弹簧片构成所述O字形。

根据所述的车轮，通过调节所述固定螺钉对所述第二插槽的固定位置调整所述封闭环的形状和/或调整所述花鼓相对所述车轮轴的位置。

根据所述的车轮，当所述车轮无受压时，所述花鼓位于所述车轮的中心位置。

根据所述的车轮，所述弹簧片的数目为三个或者三个以上。

为了实现本发明的另一发明目的，本发明还提供了一种包括上述任一项所述的车轮的车辆。

根据所述的车辆，所述车辆的额定最大时速为50公里/小时；或者

所述车辆的每个车轮的额定最大载重量为500千克。

根据所述的车辆，所述车辆为自行车或者滑板车。

本发明通过将车轮设置为包括花鼓、车轮壳以及弹簧片，通过多个包括一个封闭环弹簧片将所述花鼓和车轮壳连接。由于所述弹簧片的封闭环具有对称性，因此可以减轻车轮滚动过程中的震动感，另一方面还可以消除现有技术中采用弹簧片连接所述花鼓和车轮壳的车轮在运行过程中弹簧片蓄能后产生的切向力，提高了安装本发明提供的车轮的车辆的可控制。并且，每个所述弹簧片包括至少两个相互交叉连接的底端片，至少两个所述底端片中的一个所述底端片上开设有第一插槽，另一个所述底端片上的部分部位设置为窄带，所述窄带插入所述第一插槽中，所述两个底端片与车轮壳的具体连接位置可调节，由此在便于对所述封闭环结构的调整的同时，提高了用户设置车轮结构的自主性，满足用户对车轮的不同使用需求。

附图说明

图1A是现有技术中提供的车轮结构示意图；

图1B是现有技术中提供的车轮结构示意图；

图2是本发明第一、二实施例提供的车轮结构示意图；

图3A是本发明第一、三实施例中提供的安装在车轮上的弹簧片的结构示意图；

图3B是本发明第三实施例中提供的安装在车轮上的弹簧片的结构示意图；

图3C是图3A的A-A向的剖视示意图；

图4是本发明一个优选实施例提供的车轮的结构示意图；

图5A是本发明一个实施例提供的车轮的结构示意图；

图5B是本发明一个实施例提供的车轮的结构示意图；

图6是本发明第四实施例中提供的车轮的弹簧片与车轮壳固定的示意图；

图7是本发明第一、五实施例提供的车轮的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图2、图3B～图3C以及图7，在本发明的第一实施例中提供了一种车轮100，包括花鼓10和车轮壳20，所述花鼓10安装在车轮轴上，所述车轮壳20外安装有轮胎，所述车轮100还包括：

多个弹簧片40，每个所述弹簧片40包括一个封闭环41，每个所述封闭环41包括顶端和底端；所述封闭环41的顶端与所述花鼓10的外壁连接，所述封闭环41的底端与所述车轮壳20的内壁21连接；

每个弹簧片40包括至少两个相互交叉连接的底端片42，至少两个底端片42中的一个底端片42上开设有第一插槽，另一个底端片42上的部分部位设置为窄带，所述窄带插入第一插槽411中。

在该实施例中，通过多个弹簧片40将花鼓10与车轮壳20连接，构成了车轮100的组装结构。并且由于弹簧片40包括一个封闭环41，该封闭环41由于呈对称结构，因此车轮100不但能够实现运行载重的作用，同时还能够起到缓冲减震的作用。使安装该车轮100的车辆在凹凸不平的石地上行走时，减轻对车架成损害，以及提高操作该车辆舒适度的。并且，每个弹簧片40包括至少两个相互交叉连接的底端片42，这些底端片42构成了所述封闭环41的底端。如图3B所示两个所述底端片42中的一个所述底端片42上开设有第一插槽411，另一个所述底端片42上的部分部位设置为窄带412，所述窄带412插入所述第一插槽411中，由此构成封闭环41。两个底端片与车轮壳的具体连接位置可调节，由此在便于对所述封闭环结构的调整。每个车轮中的弹簧片40的数目为三个或者三个以上，以能够有足够数量的封闭环41缓解车轮100在车辆在凹凸不平的石地上行走时受到的损害。多个所述弹簧片40均匀设置于所述车轮壳20内；使车轮100在运行过程中受力均匀。同时，该车轮100的结构改进在于，增加了防震能力而减少因防震功能而引发的反作用力所引起的控制问题。

参见图2，在本发明的第二实施例中，弹簧片40呈又字形。车轮100包括花鼓10，车轮壳20，车轮壳20可移动地安装到花鼓10上。并且优选的，弹簧片40由单一材料构成，并不需要焊接。如图3A所示，所述弹簧片40构成所述又字形时，所述弹簧片40包括两个底端片42，两个所述底端片42相互交叉连接。因此，车轮壳20与花鼓10以大致呈“又”字形的弹簧片40的支架安装而成车轮100。每一个“又”字的弹簧片40由于底端的两个底端片42向两个方向安装在车轮壳20的内壁21，当车轮100遇到障碍物，而其中一个“又”字形的弹簧片40受压，由于“又”字形的弹簧片40为对称形状，所以加压时的作用力及减压时的反作用力。因为连接车轮壳20为两部份，可以相互抵消任何切向的切向力(tangential force)而只有向心力或离心力。因此，采用本发明提供的车轮100，不会因为遇到压力或减压时会加快或减慢车速，便于驾驶者操控车辆。

参见图3A～图3C，在本发明的第三实施例中，至少两个所述底端片42以可相互移位的方式交叉连接。如图3A所示，每个“又”字形的弹簧片40由一片物料所制造，在交叉处以交错方式接合。如图3B每个“又”字形的弹簧片40由一片物料所制造，而在交叉处以槽及窄带412所制造。在图3C中，两个底端片42的在车轮壳20的内壁21中相互交叉，两者的交叉点如210所示。

此外，两个所述底端片42分别插入所述车轮壳20的内壁21中。可以将弹簧片40构成一个封闭环。而且，第一插槽411的长度可以设置为比窄带412长一些，两个底端片42的相对位置可以通过窄带412插入第一插槽411的具体位置进行调整，由此可以调整封闭环的形状。当然，至少两个所述底端片42也可以相互固定的方式交叉连接，但是由于两个所述底端片42的交叉位置固定，因此封闭环的形状是不可调整的，可根据用户的需要进行设置。

参见图5A及图2，在本发明的一个实施例中，车轮壳20的直径约为406mm(ISO406mm标准)，一般称为20寸自行车轮100，花鼓10与车轮壳20之间以三个弹簧片40圈所支撑，如图5A所示。每个“又”字形的弹簧片40，其顶部安装在花鼓10外壁位置，而底部有两个位置，即两个底端片42安装在车轮壳20的内壁21，其弹簧片40的弹性可以让安装在车轮轴上的花鼓10在车轮壳20的中心位置邻近移动，其移动空间以“又”字形的弹簧片40受压力而作伸缩度所限定。

参见图5B，在本发明的另一个实施例中，车轮壳20的直径约为559mm(ISO559mm标准)，一般称为26寸自行车轮100，花鼓10与车轮壳20之间以六个弹簧片40圈所支撑，如图5B所示，每个“又”字形的弹簧片40，其顶部安装在花鼓10外壁位置，而底部有两个位置，即两个所述底端片42安装在车轮壳20的内壁21，其弹簧弹性可以让安装在车轮轴上的花鼓10在车轮壳20的中心位置邻近移动，其移动空间以“又”字形的弹簧片40受压力而作伸缩度所限定。

参见图6，在本发明的第四实施例中，所述底端片42开设有第二插槽413，所述车轮壳20内壁21上开设有定位孔201，固定螺钉202依次穿过所述第二插槽413和所述定位孔201将所述底端片42与所述车轮壳20的内壁21连接。通过调节所述固定螺钉202对所述第二插槽413的固定位置调整所述封闭环41的形状和/或调整所述花鼓10相对所述车轮轴的位置。用户可以通过调节固定螺钉202的固定位置，对车轮100的结构进行校调。当所述车轮100无受压时，所述花鼓10位于所述车轮100的中心位置。

进一步，如图4和图2所示，优选的每个“又”字形的弹簧片40，其底部有两个底端片42可移动地安装在车轮壳20内壁21，可移动的安装弹簧片40。由车辆操作者因应实际行使路面程况，加强或减少每个“又”字形的弹簧片40的弹力，即扩大或缩小安装在车辆轴上的花鼓10在车轮壳20的中心位置邻近移动范围。例如每个“又”字形的弹簧片40底部有两个位置移动到较为接近的方向，会增加“又”字形的弹簧片40的坚硬度进而减少防震能力及减少安装在车辆轴上的花鼓10在车轮壳20的中心位置邻近移动范围。相反，每个“又”字形的弹簧片40底部有两个底端片42移动到较为接远的方向，会减少“又”字形的弹簧片40的坚硬度进而增加防震能力及增加安装在车辆轴上的花鼓10在车轮壳20的中心位置邻近移动范围。

参见图7，在本发明的第五实施例中，在两个所述底端片42插入所述车轮壳20的内壁21中的部分相互重叠时，所述弹簧片40构成所述“O”字形。在本发明的一个实施方案，如图7中，每个“又”字形的弹簧片40的连接车轮壳20的两部位较为接近，接近到为一点，亦即“又”字形的弹簧片40变成“O”字形的弹簧片40。

在本发明的第六实施例中，提供了包括上述多个实施例提供的车轮100的车辆。并且，所述车辆的额定最大时速为50公里/小时；或者所述车辆的每个车轮100的额定最大载重量为500千克。优选的，所述车辆为自行车或者滑板车。所述车辆的车轮100为附有弹簧防震的车轮，特别是应用于低速低负载的车辆上使用，例如用于代步用或运动用的单车(自行车)或者电动单车、三轮车或四轮车、或用于时速50公里以下，每轮负重500千克以下的车辆等。

综上所述，本发明通过将车轮设置为包括花鼓、车轮壳以及弹簧片，通过多个包括一个封闭环弹簧片将所述花鼓和车轮壳连接。由于所述弹簧片的封闭环具有对称性，因此可以减轻车轮滚动过程中的震动感，另一方面还可以消除现有技术中采用弹簧片连接所述花鼓和车轮壳的车轮在运行过程中弹簧片蓄能后产生的切向力，提高了安装本发明提供的车轮的车辆的可控制。并且，每个所述弹簧片包括至少两个相互交叉连接的底端片，至少两个所述底端片中的一个所述底端片上开设有第一插槽，另一个所述底端片上的部分部位设置为窄带，所述窄带插入所述第一插槽中，所述两个底端片与车轮壳的具体连接位置可调节，由此在便于对所述封闭环结构的调整的同时，提高了用户设置车轮结构的自主性，满足用户对车轮的不同使用需求。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种车轮，包括花鼓和车轮壳，所述花鼓安装在车轮轴上，所述车轮壳外安装有轮胎，其特征在于，所述车轮还包括：

多个弹簧片，均匀设置于所述车轮壳内，每个所述弹簧片包括一个封闭环，每个所述封闭环包括顶端和底端；所述封闭环的顶端与所述花鼓的外壁连接，所述封闭环的底端与所述车轮壳的内壁连接，所述弹簧片呈又字形，由单一材料构成；

每个所述弹簧片包括至少两个相互交叉连接的底端片，至少两个所述底端片中的一个所述底端片上开设有第一插槽，另一个所述底端片上的部分部位设置为窄带，所述窄带插入所述第一插槽中；

至少两个所述底端片以可相互移位的方式交叉连接；或者

至少两个所述底端片以相互固定的方式交叉连接。

2.根据权利要求1所述的车轮，其特征在于，至少两个所述底端片分别插入所述车轮壳的内壁中。

3.根据权利要求2所述的车轮，其特征在于，所述底端片开设有第二插槽，所述车轮壳内壁上开设有定位孔，固定螺钉依次穿过所述第二插槽和所述定位孔将所述底端片与所述车轮壳的内壁连接。

4.根据权利要求3所述的车轮，其特征在于，在两个所述底端片插入所述车轮壳的内壁中的部分相互重叠时，所述弹簧片构成O字形。

5.根据权利要求3所述的车轮，其特征在于，通过调节所述固定螺钉对所述第二插槽的固定位置调整所述封闭环的形状和/或调整所述花鼓相对所述车轮轴的位置。

6.根据权利要求3所述的车轮，其特征在于，当所述车轮无受压时，所述花鼓位于所述车轮的中心位置。

7.根据权利要求1所述的车轮，其特征在于，所述弹簧片的数目为三个或者三个以上。

8.一种包括权利要求1～7任一项所述的车轮的车辆。

9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述车辆的额定最大时速为50公里/小时；或者

所述车辆的每个车轮的额定最大载重量为500千克。

10.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述车辆为自行车或者滑板车。