CN1278877C - 带有弹簧部件的车轮 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种缩小轮圈·车轮圆盘间隙的带有弹簧部件的车轮。提供一种可以承受横向力的带有弹簧部件的车轮。带有弹簧部件的车轮(1)具有轮圈(10)、车轮圆盘(20)、弹簧部件(30)；该车轮圆盘(20)与轮圈(10)之间形成着环状的空间；上述弹簧部件(30)具有金属制弹簧(34)，在轮圈(10)与车轮圆盘(20)之间排列为圆环状地设置多个，一端与从轮圈(10)向半径方向内方突出上述空间内的轮圈侧肋(11)或安装在轮圈(10)上的构件(12)连接或抵接，其另一端与从车轮圆盘(20)向半径方向外方突出到空间内的车轮圆盘侧肋或安装在车轮圆盘(20)上的构件(22)连接或抵接。在车轮的轴向外侧端的轮圈(10)与车轮圆盘(20)之间设置抑制轮圈与车轮圆盘的轴向相对运动的轴向运动限动件(62)。

Description

带有弹簧部件的车轮

技术领域

本发明涉及一种汽车用的带有弹簧部件的车轮。

背景技术

过去人们所知道的有通过用弹性体结合轮圈和车轮圆盘来降低车辆的道路噪音、提高操作稳定性、驾驶控制性的弹性车轮。弹性体是橡胶、或波浪状的环状板簧、多个半径方向弹簧等。

弹性车轮为了确保作为其目的的性能，需要产生半径方向力和周方向力的弹性力。

在此，半径方向力是使车轮圆盘经常朝向轮圈的中心的直径方向上的弹性力。由半径方向力构成以轮圈作为质量的动态减振器，抑制道路噪音。

另外，周方向力是车轮圆盘旋转方向的弹性力。由该弹性力传递驱动·制动力并且谋求车辆运动控制时的性能提高。

但是，现有的弹性车轮具有以下的A～F问题。

A.轮圈与车轮圆盘的间隙大。

①橡胶式弹性体

现有的具有橡胶式弹性体的车轮使用橡胶的弹性力获得所需要的弹性力。当在该车轮加上车辆重量时，在车轮的上端、下端，轮圈与车轮圆盘产生大的相对位移。为了使橡胶获得所需要的弹性力并具有可与大变形对应的耐久性，橡胶需要大的厚度。另外，弹性车轮的橡胶的硬度在降低噪音的目的下由100Hz附近的动弹簧常数决定，但是，在是橡胶的情况下，当频率提高时，其动弹簧常数变高，因此，在通常的行驶中(0～15Hz)弹簧的硬度只有其一半左右。其结果，在通常的行驶中，轮圈的上下运动量变大，轮圈与车轮圆盘的间隙需要看其运动量的富裕量来决定。当综合上述双方的条件时，轮圈与车轮圆盘的间隙需要是25mm程度。

②板簧式弹性体

板簧式车轮不是由螺栓紧固或焊接、而是由铆钉固定来装填弹簧。这是因为缓和由于弹簧固定带来的应力集中、避免由焊接热量带来的弹簧的劣化。在由铆钉固定时，为了防止轮圈的漏气和组装作业的容易化，不在轮圈、车轮圆盘上直接进行铆钉固定，而是采用在之间夹着金属制的保持部件的构造。其结果，需要保持部件的厚度那样的空间。另外，在内外的保持部件之间需要打入保持部件作业用的空间。而且，由于其弹簧在直径方向上也具有弹簧作用，因此需要考虑直径方向上的挠曲量。当综合它们时，轮圈与车轮圆盘的必要间隙通常是25mm以上。

③其它的弹簧式弹性体(弹簧主轴朝向直径方向)

在沿直径方向使用其它的弹簧的情况下，考虑到弹簧的耐久性，需要在挠曲方向上具有足够的尺寸。所需要的尺寸比上述的①、②的大，轮圈与车轮圆盘间的必要间隙通常是40mm以上。

B.弹簧体的可靠性不足

①橡胶式弹簧体

橡胶式弹簧体具有由于紫外线、臭氧、盐分等的药液等而产生长期使用会老化的问题，必须对其耐久性加以考虑。

②板簧式弹性体

由于是金属制，没有长期使用会老化的问题，但是，对于大的横向力，会扭曲变形，弹簧特性不稳定。另外，当扭曲时，弹簧的局部应力变高，而容易产生破损。在这种方式下，如果加大弹簧的宽度来减少扭曲量，则弹簧特性变稳定，而且难以产生破损。

板簧由于可以平衡良好地传递负荷、扭矩、操纵方向力，因此，作为弹性车轮用弹簧是优良的，但是，其作为弹簧的使用实际效果少，必须对其可靠性加以考虑。

C.没有扭矩方向的双重保险功能

由弹性体结合轮圈和车轮圆盘的现有的弹性车轮，当弹性体破损时，轮圈、车轮圆盘的连接被断开，不能传递驱动·制动扭矩，车甚至停止到车路上。即，在车轮的扭矩方向上没有双重保险功能。

D.成本高

①橡胶式弹性体

由于硫化粘接的设备费用高，而且加工时间长，因此成本高。

②板簧弹性体，由于需要大型保持部件，弹簧是特殊的弹簧，因此成本高。另外，由于组装难度大，花费时间多，因此，其组装成本高。

E.操纵方向稳定性不好(起作用不良，车体过度回转、起作用迟钝)

①橡胶式弹性体，当相对于操纵方向力矩的刚性低时，即使断开操纵方向，车轮圆盘改变朝向，在弹性部分处操纵方向力逃逸，轮圈(轮胎)的方向相同而不进行改变。其结果，操纵方向的效力变差，拐相同的弯时的手柄的角度变大(起作用不良)。

另外，当后轮的操纵方向力矩刚性低时，由于转弯时的横向力，后轮的操纵方向相反地被切断，后轮的外倾用力蹬地不起作用，车辆成为转向过度(车尾摆动)。其结果车辆偏离角增加，产生“车体过度回转感”。

以上是操纵方向较大的情况，但是在迅速地断开小的操纵方向时，由于弹性部的内部的摩擦产生的滞后，操纵方向起作用在时间上变迟。其结果，相对于快的操纵方向不带来车的活动，产生了“起作用迟钝”。

该起作用不良、车体过度回转、起作用迟钝是弹性轮的三大操纵方向稳定性的问题。

当以满足弹性车轮的必要条件的橡胶硬度制作现有构造的橡胶式弹性车轮时，由于不会柔软到车轴方向弹簧那样，因此，相对于操纵方向力矩的刚性(静刚性)变低，“起作用不良”、“车体过度回转”都大。另外，由于具有橡胶特有的内部摩擦，容易产生相对于快速操纵方向(1～5Hz)的“起作用迟钝”。

②板簧式弹性体

板弹性若采用充分的宽度，则即使直径方向上的弹簧柔软，由于车轴方向弹簧硬，操纵方向刚性也高。另外，由于是金属制，因此没有由内部摩擦带来的迟钝。

F.异常噪声问题

①橡胶式弹性体

弹性车轮由于其轮圈和车轮圆盘在行驶时进行相对移动，当具有滑动部分时，产生异常噪声。对轮圈、弹性体、车轮圆盘等的各自的接触点需要给予注意。

由于是粘接构造，因此由橡胶部吸收相对移动，难以产生异常噪声。另外，在刹车动作时，由于橡胶吸收振动，因此难以产生异常噪声。

②板簧式弹性体

板簧由于前面所讲的理由而由铆钉固定进行组装。铆钉由于是松结合，因此容易产生由金属间滑动产生的异常噪声。

③其它的弹簧式弹性体

在直接安装弹簧的方式中，容易产生由滑动产生的异常噪声。需要由挡圈推压弹簧两端来制止其活动。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以解决上述的A～F的至少一个问题的带有弹簧部件的车轮。

本发明的第一技术方案的带有弹簧部件的车轮，由轮圈、车轮圆盘、弹簧部件构成，该车轮圆盘与上述轮圈相间隔并在该车轮圆盘与上述轮圈之间形成着圆环状的空间；上述弹簧部件具有金属制弹簧，在上述轮圈与上述车轮圆盘之间排列为圆环状地设置多个，其一端与从上述轮圈向半径方向内方突出于上述空间内的轮圈侧肋或安装在上述轮圈上的构件连接或抵接，其另一端与从上述车轮圆盘向半径方向外方突出到上述空间内的车轮圆盘侧肋或安装在上述车轮圆盘上的构件连接或抵接，上述轮圈侧肋和上述车轮圆盘侧肋、或安装在上述轮圈上的构件和安装在上述车轮圆盘上的构件可以在车轮旋转方向上相互啮合。

本发明的第二技术方案的带有弹簧部件的车轮，与上述轮圈侧肋和上述车轮圆盘侧肋在车轮轴向上离开地在上述车轮圆盘上设有限动肋，由该限动肋从车轮轴向两侧夹住上述轮圈侧肋和上述车轮圆盘侧肋。

本发明的第三技术方案的带有弹簧部件的车轮，在上述限动肋与上述轮圈侧肋之间设置润滑材料环。

本发明的第四技术方案的带有弹簧部件的车轮，在上述限动肋与上述轮圈侧肋之间设置橡胶衬套。

本发明的第五技术方案的带有弹簧部件的车轮，在上述限动肋与上述轮圈侧肋之间设置具有球的硬球机构。

本发明的第六技术方案的带有弹簧部件的车轮，在上述车轮的轴向外侧端的、上述轮圈与上述车轮圆盘之间设置抑制上述轮圈与上述车轮圆盘的轴向相对运动的轴向运动限动器。

本发明的第七技术方案的带有弹簧部件的车轮，上述轴向运动限动器由也兼作密封件的U形断面或矩形断面或圆形断面的橡胶衬套构成。

本发明的第八技术方案的带有弹簧部件的车轮，上述轴向运动限动器包括具有球、圆环形外壳、中心板的平导板。

本发明的第九技术方案的带有弹簧部件的车轮，具有上述平导板的面压力调整用缓冲器和兼作弹性车轮的外侧密封件的圆环形橡胶部件。

本发明的第十技术方案的带有弹簧部件的车轮，上述轴向运动限动器由橡胶衬套式限动器构成，在阀部位、弹性构件的车轮轴向内侧部位、外侧部位设有密封机构。

本发明的第十一技术方案的带有弹簧部件的车轮，上述轴向运动限动器由平导板式限动器构成，在阀部位、弹性构件的车轮轴向内侧部位、外侧部位设有密封机构。

本发明的第十二技术方案的带有弹簧部件的车轮，上述带有弹簧部件的车轮是轮胎横装填式车轮。

根据本发明第一技术方案的带有弹簧部件的车轮1，由于将多个弹簧部件30在轮圈10与车轮圆盘20的空间中并列为圆环状，可以在车轮径向上缩小轮圈10与车轮圆盘20的间隙。另外，由于是金属制弹簧34，弹簧的可靠性高。另外，由于没有向橡胶式弹性体那样的硫化粘接，因此成本低。另外，由于可使用金属性弹簧34，可以消除像橡胶那样的操纵方向起作用迟钝。

根据本发明第二技术方案的带有弹簧部件的车轮1，轮圈侧肋11和车轮圆盘侧肋21、或安装在轮圈10上的构件和安装在车轮圆盘20上的构件由于在车轮旋转方向上相互啮合，因此，即使弹簧部件30破损也可以进行驱动·制动的扭矩传递，可以保证双重保险。

根据本发明第三技术方案的带有弹簧部件的车轮1，由于沿车轮轴向从轮圈侧肋11和车轮圆盘侧肋21离开地设置限动肋31、32，由该限动肋31、32从车轮轴向两侧夹住轮圈侧肋11和车轮圆盘侧肋22，因此成为封袋肋构造，可以限制车轮圆盘20、轮圈10相互的车轮轴向运动，可以提高操纵方向刚性，可以消除操纵方向的起作用不良、车体可度回转。

根据本发明第四技术方案的带有弹簧部件的车轮1，由于在限动肋31、32与轮圈侧肋11及车轮圆盘侧肋21之间设置润滑材料环33，可以防止在限动肋31、32与轮圈侧肋11及车轮圆盘侧肋21的接触滑动部产生异常噪声、摩擦。

根据本发明第五技术方案的带有弹簧部件的车轮1，由于在限动肋31、32与轮圈侧肋11及车轮圆盘侧肋21之间设置橡胶衬套50，因此，可以防止在限动肋31、32与轮圈侧肋11及车轮圆盘侧肋21的接触滑动部的异常噪声、摩擦。

根据本发明第六技术方案的带有弹簧部件的车轮1，由于在限动肋31、32与轮圈侧肋11及车轮圆盘侧肋21之间设置球机构51，因此，可以防止在限动肋31、32与轮圈侧肋11及车轮圆盘侧肋21的接触滑动部的异常噪声、摩擦。

根据本发明第七～十二的技术方案的带有弹簧部件的车轮1，由于设有轴向运动限动件62，可以抑制由于带有弹簧部件的车轮1的轴向的弹性所产生的问题(橡胶式弹性车轮的操纵方向稳定性不良、弹簧式弹性轮的异常噪声和过早破损的危险)。

根据本发明第八、十一、十二的技术方案的带有弹簧部件的车轮1，由于设有轴向运动限动件62和密封件61，可以抑制由于带有弹簧部件的车轮1的轴向的弹性所产生的问题，而且可以防止石头、泥、水等向机构部的侵入。

可由参照以下的图说明的本发明进一步理解上述目的。

附图说明

图1是本发明的实施例1的带有弹簧部件的车轮的一部分的正视图。

图2是图1的A-A剖面图。

图3是图1的B-B剖面图。

图4是图1中的弹簧部件的俯视图。

图5是图4的弹簧部件的正视图。

图6是图4的弹簧部件的弹簧特性的曲线图。

图7是本发明的实施例2的带有弹簧部件的车轮的一部分的正视图。

图8是图7的A-A剖面图。

图9是图7的B-B剖面图。

图10是图7中的弹簧部件的俯视图。

图11是图10的弹簧部件的正视图。

图12是表示图10的弹簧部件的弹簧特性的曲线图。

图13是本发明的实施例3的带有弹簧部件的车轮的一部分的正视图。

图14是图13的A-A剖面图。

图15是图13的B-B剖面图。

图16是本发明的实施例4的带有弹簧部件的车轮的一部分的正视图。

图17是图16的A-A剖面图。

图18是图16的B-B剖面图。

图19是本发明的实施例5的带有弹簧部件的车轮的一部分的正视图。

图20是图19的B-B剖面图。

图21是图19的A-A剖面图。

图22是图21中的橡胶衬套的侧视图。

图23是图22的橡胶衬套的正视图。

图24是本发明的实施例6的带有弹簧部件的车轮的一部分的正视图。

图25是图24的B-B剖面图。

图26是图24的A-A剖面图。

图27是图26的硬球机构的侧视图。

图28是图26的硬球机构的正视图。

图29是本发明的实施例7的带有弹簧部件的车轮的剖面图。

图30是本发明的实施例7的带有弹簧部件的车轮的局部剖半正视图。

图31是本发明的实施例8的带有弹簧部件的车轮的半剖面图。

图32是本发明(实施例1～8)的带有弹簧部件的车轮的概略剖面图。

图33是悬挂式拉簧时的轮圈·车轮圆盘啮合机构的立体图。

图34是图33的正视图。

图35是带有具有闭袋肋构造的弹簧部件的车轮圆盘局部剖面图。

图36是图35的A-A剖面图。

图37是带有具有橡胶衬套机构的弹簧部件的车轮圆盘局部的剖面图。

图38是带有具有硬球机构的弹簧部件的车轮的局部剖面图。

图39是压缩弹簧时的弹簧、保持部件的构造的俯视图。

图40是图39构造的正视图。

图41是板式弹簧式的弹簧时的弹簧、保持部件的构造的俯视图。

图42是图41构造的正视图。

图43是装填了弹簧单元的车轮的一部分的正视图，该弹簧具有带有遮檐的保持部件。

图44是拉簧时的弹簧、保持部件的构造的俯视图。

图45是图44的构造的正视图。

图46是拉簧时的弹簧、保持部件与肋的拉挂构造的正视图。

图47是弹簧、保持部件的构造在一部分上具有阻尼器的弹簧部件的俯视图。

图48是装入弹簧部件中的摩擦阻尼器的剖面图。

图49是装入弹簧部件中的橡胶阻尼器的剖面图。

图50是表示将弹簧部件装入车轮的方法的车轮的局部剖面图。

图51是具有带有垂下部的车轮，表示将衬套式限动件配置在车轮外端的带有弹簧部件的车轮的局部剖面图。

图53是轮胎横装填式的带有弹簧部件的车轮，表示将平导板方式限动器配置在车轮外端的带有弹簧部件的车轮的局部剖面图。

图54是将图53中的平导板方式限动器取出来进行表示的剖面图。

图55是本发明的轮胎横装填式带有弹簧部件的车轮，是橡胶衬套方式轴向运动限动器时的、将密封件设在车轮轴向内侧时的、带有弹簧部件的车轮的局部剖面图。

图56是本发明的轮胎横装填式带有弹簧部件的车轮，是平导板方式轴向运动限动器时的、将密封件设在车轮轴向内侧和外侧时的、带有弹簧部件的车轮的局部剖面图。

具体实施方式

达到上述目的的本发明由图32表示其概略，由图1～图31表示其详细，由以下的带有弹簧部件的车轮构成。

(1)带有弹簧部件的车轮1由轮圈10、车轮圆盘20、弹簧30构成；该车轮圆盘20与轮圈10(车轮半径方向)相间隔，在其与轮圈10之间形成着环状的空间；上述弹簧部件30具有金属制弹簧34，在轮圈10与车轮圆盘20之间排列多个而呈圆环状，一端与从轮圈10向半径方向内方突出上述空间内的轮圈侧肋11或安装在轮圈10上的构件12连接或抵接，其另一端与从车轮圆盘20向半径方向外方突出到空间内的车轮圆盘侧肋21或安装在车轮圆盘20上的构件22连接或抵接。

(2)如上述(1)中记载的带有弹簧部件的车轮1，轮圈侧肋11和车轮圆盘侧肋21、或安装在轮圈10上的构件12和安装在车轮圆盘上20上的构件22可以在车轮旋转方向上相互啮合。

(3)如上述(1)中记载的带有弹簧部件的车轮1，与轮圈侧肋11和车轮圆盘侧肋21在车轮轴向上相离开地在车轮圆盘20上设有限动肋31、32由该限动肋31、32从车轮轴向两侧夹住轮圈侧肋11和车轮圆盘侧肋21。

(4)如上述(3)中记载的带有弹簧部件的车轮1，在限动肋31、32与轮圈侧肋11之间设置润滑材料环33。

(5)如上述(3)中记载的带有弹簧部件的车轮1，在限动肋31、32与轮圈侧肋11之间设置橡胶衬套50。

(6)如上述(3)中记载的带有弹簧部件的车轮1，在限动肋31、32与轮圈侧肋11之间设置硬球机构51。

(7)如上述(1)中记载的带有弹簧部件的车轮1，在车轮的轴向外侧端的、轮圈10与车轮圆盘20之间设置抑制轮圈10与车轮圆盘20的轴向相对运动的轴向运动限动器62。

(8)如上述(7)中记载的带有弹簧部件的车轮1，轴向运动限动器62由也兼作密封件61的U形断面或矩形断面或圆形断面的橡胶衬套63构成。

(9)如上述(7)中记载的带有弹簧部件的车轮1，轴向运动限动器62由具有球54、圆环形外壳52、中心板53的平导板51构成。

(10)如上述(9)中记载的带有弹簧部件的车轮1，轴向运动限动器62具有平导板51的面压力调整用缓冲器66和兼作弹性车轮的外侧密封件的圆环形橡胶部件。

(11)如上述(7)中记载的带有弹簧部件的车轮1，轴向运动限动器62由橡胶衬套式限动器构成，在阀部位、弹性构件的车轮轴向内侧部位、外侧部位设有密封机构61。

(12)如上述(7)中记载的带有弹簧部件的车轮1，轴向运动限动器62由平导板式限动器构成，在阀部位、弹性构件的车轮轴向内侧部位、外侧部位设有密封机构61。

由上述本发明的带弹簧部件的车轮1如下所述地解决上述的各问题点A～F。

①弹簧部件30的圆环状配置

将小的多个弹簧部件30圆环状地排列布置在轮圈10与车轮圆盘20之间。这时，弹簧的弹性力朝向车轮的周向(图32)。另外，在弹簧上预先施加了压缩或拉力(预压)。

当在肋11的两侧配置相同特性的弹簧成对使用弹簧时，由于预压力，成为使肋11处于两肋21的正中央的力。当将该一对弹簧排列为圆环时，成为使车轮圆盘20朝向轮圈10中心去的向心力。该向心力成为被弹性车轮谋求的半径方向力。

由于该构造的采用，解决以下这样的问题。

a.由于弹簧30的作用方向是车轮周方向，只要在周向上取宽裕尺寸即可，车轮直径方向宽裕尺寸可以小。其结果，轮圈10与车轮圆盘20的必要间隙是10～20mm，可以是现有技术的约一半(解决了上述问题点A)。

b.由于对于弹簧30只需要一方向上的弹性力，因此，可以使用螺旋弹簧、板簧等的具有使用实际效果的金属制弹簧。(解决了上述问题点B)。

c.由于使用多个相同形式的小的弹簧部件30，因此成本低。(解决了上述问题点D)。

d.由于可以使用金属制弹簧，因此没有由弹性体内部摩擦引起的操纵方向起作用迟钝。(解决了上述问题点E)。

②轮圈·车轮圆盘的啮合机构

在使用弹簧单元30时，由与车轴平行的肋11、21承受反作用力，但是，将该肋11、21设定为沿车轮旋转方向相互啮合的高度(图32)。

即使万一弹簧部件30破损，由于肋11、21沿旋转方向彼此啮合，也可以传递扭矩。因此不会到达不能驱动·制动的事态，保证了车轮的双保险。(解决了上述问题点C)。

③轮圈·车轮圆盘的啮合机构(悬挂式弹簧)

在拉簧中考虑不使用保持部件如图33所示地将弹簧34(例如螺旋弹簧34A)直接挂在挂架12、22(安装在肋上的构件12、安装在车轮圆盘上的构件22)的弹簧悬挂件43(42)的形式。(本发明的实施例4)。

这时，由于没有平行肋11、21，设在轮圈及车轮圆盘上的悬挂件12、22设定为沿车轮旋转方向相互啮合的高度，成为旋转方向的双保险机构(图34)。

④关袋肋构造

在从接受弹簧力的肋11、21或悬挂件12、22的两端稍微离开的位置设置限动肋31、32(图35、图36)。其一方31做成为车轮圆盘20的构造的一部分，但另一方32在组装时不成为障碍地打开着，在部件组装完毕后焊接在车轮圆盘20上。限动肋31、32可以安装在车轮圆盘20、轮圈10的任一侧。

接受弹簧力的肋11、21或托架12、22由限动肋31、32从车轮轴向两侧夹着而成为关入袋中的形式，限制车轮圆盘20、轮圈10相互向车轮轴向运动。由此，可以提高操纵方向刚性、消除操纵方向的效率不良、车体过度回转。(解决了上述问题点E)。

拐弯时滑动抑制机构

⑤-1.滑动机构

如图36所示，限动肋31、32的内侧由聚四氟乙烯等的润滑材料环33覆盖，堵塞车轴方向的间隙并防止由于平行肋11、21与限动肋31、32的滑动引起的摩擦磨损，而且还缓和了滑动声。

如果没有必要则可以省略这些润滑材料环33(本发明的实施例2)  。

⑤-2.橡胶衬套

或者如图37所示，在限动肋31、32与弹簧固定肋11、21或悬挂件12、22接触的部位加入橡胶衬套50，防止摩擦声、防止摩擦磨损。该橡胶衬套50通过在限动肋31、32侧设置小孔进行固定。而且，在组装到车轮上时，将其压缩地进行组装，由橡胶的压缩应力压紧在弹簧固定肋11、21或托架上。由该压紧力产生摩擦力，即使弹簧固定肋11、21活动，由于与橡胶的接触位置被固定，限动肋31、32与弹簧固定肋12、21或托架的相互运动借助橡胶的剪切变形逃逸。将该方法的应用作为本发明的实施例5在以后叙述。

⑤-3.球(硬球)机构

或者如图38所示，在限动肋31、32与弹簧固定肋11、21或悬挂架11、22之间夹入平导板51的硬球54，通过由滚动使限动肋31、32与弹簧固定肋11、22或托架的相对运动逃脱来防止摩擦声，该方法是通过降低滑动方向上的摩擦(摩擦时的约1/50)来防止振动、异声。该方法可以最大地提高横向刚性。(解决了上述问题点F)。

将该方法的应用作为本发明的第六实施例后述。

⑥弹簧、保持部件的构造(压缩弹簧的情况)

在金属制弹簧31是螺旋式压缩弹簧34A时，使用具有与弹簧34的直径相吻合的凹部的图39、图40那样的保持部件35(实施例1)。通过将弹簧34(例如螺旋弹簧34)设置在凹部中，防止弹簧端部的滑动，可以防止异常噪音(解决了上述问题点F)。也可以代替上述凹部而使用具有突出于弹簧的线圈径的内侧的凸起的弹簧座牢固地接受弹簧。

另外，由于用保持部件35束缚着多个弹簧34构成弹簧部件30，因此弹簧向车轮的组装变容易(解决了上述问题点D)。

在金属制弹簧34是板簧34B时，如图41、42所示，使用具有长的凹部的保持部件35(实施例2)。弹簧部既可以是一体的形式，也可以是分割的形式。

螺旋弹簧34A、板簧34B都被向压缩方向预压进行使用，因此不用担心从保持部件35脱出。

在保持部件35上如图43所示地带有覆盖肋11、21上面的遮檐36。该遮檐36起到防止由于大地输入而使弹簧部件30大地挠曲时超行程的限动功能。另外，由该遮檐36可以缓和限动接触时的异常噪声(解决了上述问题点F)。

⑦保持部件的构造(拉簧的场合)

拉簧的保持部件35如图44、45所示设置钩37而将弹簧34拉挂固定(实施例3)。由于在弹簧上经常地施加着预压力(拉力)，不会脱开、难以产生位移，因此，产生异常噪声少(解决了上述问题点F)。

另外，由于束缚着多个弹簧34地形成弹簧部件30，组装容易(解决了上述问题点D)。

在保持部件35上如图46所示地与压缩螺旋弹簧的情况相同地设有起限动作用的遮檐36。而且，在遮檐的前端设置爪38而挂在轮圈的槽上承受弹簧的力(实施例4)。

在实施例4的悬挂式的情况下，不设保持部件，而将多个弹簧34直接挂在悬挂件12、22上进行组装。虽然组装工程变复杂，但有零件数量少的优点(解决了上述问题点D)。

⑧阻尼用部件的安装

有时由于轮圈10的运动的阻尼变差，在越过凸起时残留哆嗦感。在这时，通过将一部分弹簧34更换为液压阻尼器39(图47)、摩擦阻尼器40(图48)、橡胶阻尼器41(图49)等获得阻尼力。

⑨弹簧部件的组装方法

弹簧部件30必须进行预压后进行组装。不预压时的弹簧部件在是压缩式时比肋周向间隙长，在是拉伸弹簧时比肋周向间隙短。在组装时，需要施加预压量的力。与不预压的组装相比作业变困难。为了消除该点，在是压缩弹簧时，采用以下的方法。

如图50所示，当使轮圈10相对车轮圆盘20时旋转时，可以每隔一个将插入部间隔扩大。在其状态下装填半数的弹簧部件30。

接着，使其逆方向旋转到弹簧弯曲极限而扩大另一方的插入部间隔，装填剩余的弹簧部件30。

在是拉伸弹簧时，使轮圈10相对于车轮圆盘20旋转，每隔一个将插入部间隔变窄，在其状态下装填半数的弹簧部件30。接着使轮圈10向相反方向旋转，使另一方的插入部的间隔变窄，装填剩下的弹簧部件30。

⑩弹簧式弹性车轮的横方向力

弹簧式弹性车轮的弹簧，被配置在车轮周方向，不能承担横方向力。为了解决该问题，在上述实施例中，使用了由限动件31、32阻止弹簧座肋21、22的横向运动的机构(图35、36的滑动方式、图37的橡胶衬套方式、图38的轴承方式)。

在上述的机构中分别存在以下的问题。

(I)滑动方式

由滑动部分的滑动产生的振动传递到车室内，产生滑动声。即使使用润滑材料环33，其效果也有限。

(II)橡胶衬套方式

虽然不产生滑动声，但是，由于弹簧座肋部的横截面积小，局部地接触在衬套部上，因此，局部的面压力变大，衬套容易破损。特别是，在旋转弯曲耐久试验中其破损早。

(III)轴承方式

该方式没有性能上的问题，但是其零件数量多，零件及组装的成本变高。特别是在采用对每个弹簧座肋安装平导板的方法时，车轮组装工时变大。

作为弹簧式弹性车轮的横向力支承机构的改善措施，采用以下的轴向运动限动件62。

(a)橡胶衬套方式

作为其对策，如图51所示，在轮圈10侧设置周向限动肋64，在车轮圆盘20侧设置限动托架65，在限动肋64和限动托架65之间设置橡胶衬套63，由面承受横向力。另外，为了减少零件数量，将分为左右的橡胶衬套统一成一个。采用该方法，可以将橡胶衬套63做成为U形横截面的一个零件。弹簧式弹性车轮由于直径方向上的弹簧比橡胶式弹性车轮硬，因此，轮圈10与车轮圆盘20的相对运动小(约一半)，可以紧凑地构成。限动件62的位置如图51所示是在空间上具有宽裕地与其它的零件不干涉的车轮轴向外端。

如图52所示，在弹簧式弹性车轮的情况下，通过也将车轮做成为横装填式车轮60，车轮圆盘20和轮圈10的半径方向距离缩短，可以紧凑地构成限动机构62。

(b)平导板方式

是将平导板51作为横向限动件的轴向运动限动件62，成为图53那样的形式。平导板51具有中心板53和滚珠54，将它们组合后放入圆环形外壳52中，其组装容易(图54)。在弹簧式弹性车轮中由于如前所述地轮圈上下运动行程短，高度短，可以使用紧凑的平导板。

弹簧式弹性车轮机构的密封性

在弹簧式车轮中，存在在弹簧与轮圈·车轮圆盘间、或弹簧机构本身的间隙中夹入飞石、泥、冰雪等、而使车轮的弹簧机构不动作、或轮圈位置偏心而产生由不平衡带来的振动的可能性。另外，当原样地过分地持续使用时有过早破损的担心。为了解决这些问题，需要将轮圈、车轮圆盘间的机构部进行密封而防止石、泥、冰雪、水等的侵入。

为了解决该问题，在车轮轴向内侧的轮圈10与车轮圆盘20之间放入了内侧密封件61。另外，在外侧也在横装填式车轮60的轮圈10的轴向外侧端设置延伸到半径外向内侧的遮挡罩69。其结果，如图55所示，异物进入危险区域68剧减。

在是平导板51时，在轴承部分上没有密封功能，由于只有内侧密封件61还不足够，所以如图56所示，设置了遮挡罩69，同时将面压力调整用缓冲橡胶66局部延长来密封外侧。另外，通过由阀部密封件61密封空气阀67，弹簧、平导板51完全被密封，完全消除了异物或水侵入的可能性。

参照图1～图31说明本发明的实施例1～8的带有弹簧部件的车轮。

实施例1(图1～图6)

在本发明的实施例1的带有弹簧部件的车轮1中，弹簧部件30的金属制弹簧34由压缩弹簧34A构成。各弹簧34A的弹簧特性像图6所示的那样。各弹簧部件30具有相互并列地配置的多个螺旋弹簧34A，多个螺旋弹簧34A的各端由树脂制的保持部件35保持。各弹簧部件30被压缩侧预压地配置在轮圈侧肋11和车轮圆盘侧肋21之间的车轮周向空间中。各弹簧部件30的一端通过保持部件35由轮圈侧肋11承受力，另一端通过保持部件35由车轮圆盘侧肋21承受力。从弹簧部件30的车轮轴向两端稍微离开地形成着限动肋31、32，一方的限动肋32在将弹簧部件30装填到车轮圆盘上后焊接在车轮圆盘20上。在限动肋31、32与轮圈侧肋11及车轮圆盘侧肋21之间配置着由润滑材料(例如聚四氟乙烯)构成的环33、或橡胶衬套50、或硬球51。

本发明的实施例1的作用如前面叙述的那样。

实施例2(图7～图12)

在本发明的实施例2的带有弹簧部件的车轮1中，弹簧部件30的金属制弹簧34由压缩板簧34B构成。各弹簧34B的弹簧特性如图12所示的那样。各弹簧部件30的板簧30B的各端由树脂制的保持部件35保持着。各弹簧部件30被向压缩侧预压后配置在轮圈侧肋11和车轮圆盘侧肋21之间的车轮周向空间中。各弹簧部件30的一端通过保持部件35由轮圈侧肋11承受力，另一端通过保持部件35由车轮圆盘侧肋21承受力。从弹簧部件30的车轮轴向两端稍微离开地形成着限动肋31、32，一方的限动肋32在将弹簧部件30装填到车轮圆盘上后焊接在车轮圆盘20上。在限动肋31、32与轮圈侧肋11及车轮圆盘侧肋21之间配置着由润滑材料(例如聚四氟乙烯)构成的环33。

本发明的实施例2的作用如前面叙述的那样。

实施例3(图13～图15)

在本发明的实施例3的带有弹簧部件的车轮1中，弹簧部件30的金属制弹簧34由拉伸螺旋弹簧34A构成。各弹簧部件30具有相互并列地配置的多个螺旋弹簧34A，多个螺旋弹簧34A的各端拉挂在树脂制的保持部件35上。各弹簧部件30被向拉伸侧预压后配置在轮圈侧肋11和车轮圆盘侧肋21之间的车轮周向空间中。各弹簧部件30的一端通过保持部件35由轮圈侧肋11承受力，另一端通过保持部件35由车轮圆盘侧肋21承受力。螺旋弹簧34A的各端由钩37部位挂在保持部件35上，保持部件35由爪38固定在轮圈侧肋11或车轮圆盘侧肋21上。从弹簧部件30的车轮轴向两端稍微离开地形成着限动肋31、32，一方的限动肋32在将弹簧部件30装填到车轮圆盘上后焊接在车轮圆盘20上。在限动肋31、32与轮圈侧肋11及车轮圆盘侧肋21之间配置着由润滑材料(例如聚四氟乙烯)构成的环33。

本发明的实施例3的作用如前面叙述的那样。

实施例4(图16～图18)

在本发明的实施例4的带有弹簧部件的车轮1中，弹簧部件30的金属制弹簧34由拉伸螺旋弹簧34A构成。各弹簧部件30具有相互并列地配置的多个螺旋弹簧34A，多个螺旋弹簧34A的各端直接挂在设在轮圈或车轮圆盘的车轮轴向且限动肋31、32内侧的挂托架21、22(安装在轮圈上的构件12、安装在车轮圆盘上的构件22)的弹簧挂件42、43上。没有实施例1～3那样的保持部件。各弹簧部件30被向压缩侧预压后配置在轮圈侧悬挂件42和车轮圆盘侧悬挂件43之间的车轮周向空间中。从弹簧部件30的车轮轴向两端稍微离开地形成着限动肋31、32，一方的限动肋32在将弹簧部件30装填到车轮圆盘上后焊接在车轮圆盘20上。在限动肋31、32与轮圈侧托架11及车轮圆盘侧托架21之间配置着由润滑材料(例如聚四氟乙烯)构成的环33。

本发明的实施例4的作用如前面叙述的那样。

实施例5(图19～图23)

在本发明的实施例5的带有弹簧部件的车轮1中，与实施例1同样，弹簧部件30的金属制弹簧34由压缩螺旋弹簧34A构成。各弹簧部件30具有相互并列地配置的多个螺旋弹簧34A，多个螺旋弹簧34A的各端由树脂制的保持部件35保持。各弹簧部件30被压缩侧预压地配置在轮圈侧肋11和车轮圆盘侧肋21之间的车轮周向空间中。各弹簧部件30的一端通过保持部件35由轮圈侧肋11承受力，另一端通过保持部件35由车轮圆盘侧肋21承受力。从弹簧部件30的车轮轴向两端稍微离开地形成着限动肋31、32，一方的限动肋32在将弹簧部件30装填到车轮圆盘上后焊接在车轮圆盘20上。在限动肋31、32与轮圈侧肋11之间配置着橡胶衬套50。

本发明的实施例5的作用如前面叙述的那样。

成为本实施例的橡胶衬套50在实施例2～实施例4中也可以代替由润滑材料构成的环33进行使用。

实施例6(图24～图28)

在本发明的实施例6的带有弹簧部件的车轮1中，与实施例1同样，弹簧部件30的金属制弹簧34由压缩螺旋弹簧34A构成。各弹簧部件30具有相互并列地配置的多个螺旋弹簧34A，多个螺旋弹簧34A的各端由树脂制的保持部件35保持。各弹簧部件30被压缩侧预压地配置在轮圈侧肋11和车轮圆盘侧肋21之间的车轮周向空间中。各弹簧部件30的一端通过保持部件35由轮圈侧肋11承受力，另一端通过保持部件35由车轮圆盘侧肋21承受力。从弹簧部件30的车轮轴向两端稍微离开地形成着限动肋31、32，一方的限动肋32在将弹簧部件30装填到车轮圆盘上后焊接在车轮圆盘20上。在限动肋31、32与轮圈侧肋11之间配置着硬球51。

本发明的实施例6的作用如前所述。

成为本实施例的硬球51也可以在实施例2～实施例4中代替由润滑材料构成的环33进行使用。

实施例7(图29、图30)

在本发明的实施例7的带有弹簧部件的车轮1中，弹簧部件30的金属制弹簧34由压缩螺旋弹簧34A构成。各弹簧34A的弹簧特性如图6所示。各弹簧部件30具有相互并列地配置的多个螺旋弹簧34A，多个螺旋弹簧34A的各端由树脂制的保持部件35保持。各弹簧部件30被压缩侧预压地配置在轮圈侧肋11和车轮圆盘侧肋21之间的车轮周向空间中。各弹簧部件30的一端通过保持部件35由轮圈侧肋11承受力，另一端通过保持部件35由车轮圆盘侧肋21承受力。

本发明的实施例7的带有弹簧部件的车轮1具有组合带有设在车轮轴向外侧端的橡胶衬套63的轴向运动限动件62和横装填轮圈60。带有弹簧部件30的车轮1由于静弹簧常数大，直径方向上的运动小、因此，轮圈10和车轮圆盘20的相对运动可以由衬套63充分吸收。因此，上述组合在成本上有利。另外，设有车轮轴向内侧密封件61。车轮轴向外侧由于遮挡罩(侧环延伸长部)69起到某种程度的密封功能，因此小石头等不侵入到危险区域68。

实施例8(图31)

在本发明的实施例8的带有弹簧部件的车轮1中，弹簧部件30由金属制弹簧34构成，可以采用与在实施例7中说明过的相同的构造。

本发明的实施例8的带有弹簧的车轮1具有组合带有平导板51的轴向运动限动限动件62和横装填轮圈60的构造，在性能方面最优秀，但是由于设有平导板51，需要完全的密封，其成本比本发明的其它的实施例高。密封件61包括内侧密封件、使面压力调整缓冲橡胶件66延伸的密封件、气阀67周围的密封件、遮挡罩69。

Claims (12)

1.一种带有弹簧部件的车轮，其特征在于，由轮圈、车轮圆盘、弹簧部件构成，该车轮圆盘与上述轮圈相间隔并在该车轮圆盘与上述轮圈之间形成着圆环状的空间；上述弹簧部件具有金属制弹簧，在上述轮圈与上述车轮圆盘之间排列为圆环状地设置多个，其一端与从上述轮圈向半径方向内方突出于上述空间内的轮圈侧肋或安装在上述轮圈上的构件连接或抵接，其另一端与从上述车轮圆盘向半径方向外方突出到上述空间内的车轮圆盘侧肋或安装在上述车轮圆盘上的构件连接或抵接，

上述轮圈侧肋和上述车轮圆盘侧肋、或安装在上述轮圈上的构件和安装在上述车轮圆盘上的构件可以在车轮旋转方向上相互啮合。

2.如权利要求1所述的带有弹簧部件的车轮，其特征在于，与上述轮圈侧肋和上述车轮圆盘侧肋在车轮轴向上离开地在上述车轮圆盘上设有限动肋，由该限动肋从车轮轴向两侧夹住上述轮圈侧肋和上述车轮圆盘侧肋。

3.如权利要求2所述的带有弹簧部件的车轮，其特征在于，在上述限动肋与上述轮圈侧肋之间设置润滑材料环。

4.如权利要求2所述的带有弹簧部件的车轮，其特征在于，在上述限动肋与上述轮圈侧肋之间设置橡胶衬套。

5.如权利要求2所述的带有弹簧部件的车轮，其特征在于，在上述限动肋与上述轮圈侧肋之间设置具有球的硬球机构。

6.如权利要求1所述的带有弹簧部件的车轮，其特征在于，在上述车轮的轴向外侧端的、上述轮圈与上述车轮圆盘之间设置抑制上述轮圈与上述车轮圆盘的轴向相对运动的轴向运动限动器。

7.如权利要求6所述的带有弹簧部件的车轮，其特征在于，上述轴向运动限动器由也兼作密封件的U形断面或矩形断面或圆形断面的橡胶衬套构成。

8.如权利要求6所述的带有弹簧部件的车轮，其特征在于，上述轴向运动限动器包括具有球、圆环形外壳、中心板的平导板。

9.如权利要求8所述的带有弹簧部件的车轮，其特征在于，具有上述平导板的面压力调整用缓冲器和兼作弹性车轮的外侧密封件的圆环形橡胶部件。

10.如权利要求6所述的带有弹簧部件的车轮，其特征在于，上述轴向运动限动器由橡胶衬套式限动器构成，在阀部位、弹性构件的车轮轴向内侧部位、外侧部位设有密封机构。

11.如权利要求6所述的带有弹簧部件的车轮，其特征在于，上述轴向运动限动器由平导板式限动器构成，在阀部位、弹性构件的车轮轴向内侧部位、外侧部位设有密封机构。

12.如权利要求1所述的带有弹簧部件的车轮，其特征在于，上述带有弹簧部件的车轮是轮胎横装填式车轮。

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