CN1703328A - 具有延伸的外凸缘的轮缘 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种改进的车轮(60)和轮胎，以用于模拟安装在低断面轮胎内的大直径车轮的外观。该车轮(60)具有内侧和外侧(64)。所述外侧(64)优选地包括环绕车轮外周延伸的宽的外凸缘(66)。该外凸缘(66)优选地与车轮的外侧构成整体。外凸缘(66)也可以是可与车轮的其余部分拆卸开的。所述内侧也可以包括宽的内凸缘(70)，其优选地是可拆卸的。凸缘优选地覆盖其中安装有车轮的轮胎的外壁(42)的大部分。优选地由例如多个突起、凹陷或者缝隙组成的图样延伸穿过包括伸出的外凸缘(66)的外侧面在内的车轮外侧面的至少一部分。

Description

具有延伸的外凸缘的轮缘
                    相关申请
本申请为2002年10月7日提交的第10/266,040号美国专利申请的部分连续申请。
                    发明背景
发明领域
本申请通常涉及用于车辆的轮胎和车轮，特别涉及用于产生低轮廓轮胎安装在大直径车轮上的外观的轮胎和车轮。
相关技术
近年来，客户对安装在低断面轮胎内的大直径车轮的需求显著增加。这种车轮和轮胎可以为使用它们的车辆提供流行的外观，但是其费用要远大于标准尺寸的车轮和轮胎。因而，虽然许多消费者希望使用大直径车轮和低断面轮胎，但是这超出了大部分市场的财政限度。此外，大部分制造车轮的公司是为大规模生产具有特定标准尺寸的车轮而成立的，并且其在开发或重组昂贵设备(包括铸模和模具设备)以提供消费者所需要的大的车轮方面通常落后于消费者的需求。
另外，由于车轮变大以及相应的轮胎变小，通常造成车轮-轮胎组合的行驶性能损失。例如，较小的轮胎包裹较大的车轮将提供较少的用于支撑车辆的气体容积。合理的气体容积量使得车辆能够吸收车轮中的基本振动和其它垂直和/或水平运动。当气体容积下降时，车辆无法平稳驾驶并且其重量-负荷比将受到较大限制。由于受到重量-负荷比的限制，某些类型的车辆(例如卡车或SUV)市场将严重萎缩。因此，提供具有更薄轮胎和更大车轮的外观，同时提供更平稳的驾驶、更高的重量-负荷比和车轮与路面之间更多的轮胎将是更有利的。
一些需要大直径车轮外观但无法负担此费用或者担心由此造成的驾驶性能下降的消费者有可能愿意支付中等价格去获得具有更昂贵产品(可能无法得到)的外观的标准尺寸的车轮和轮胎。可拆卸的车轮扩展部分(wheel extension)，例如在第US 2002/0079735 A1号美国专利公开中所述的，已经被用于尝试模拟出安装于低断面轮胎内的较大的车轮的外观。然而此扩展掩盖了车轮正面的一部分，并且没有提供与车轮正面上的设计整体化的表面。因此，此尝试模拟不具有逼真的外观。
特别是，某些现有技术的车轮扩展部分具有一内环，该内环利用压配合(如使用标准轮毂罩)被可拆卸地固定在已有车轮的外唇缘(lip)的内边缘中。宽的外凸缘(flange)连接至内环并且径向地向外延伸以穿过外胎壁(tire wall)的一部分。车轮扩展部分被设计为待与多种在其正面具有各种各样表面设计的不同类型的车轮一起使用。内环和外凸缘的外表面通常具有平滑且普通的外观以试图具有美感地与所有这些不同设计相协调。虽然现有技术的外凸缘可能包括沿凸缘的外直径和/或波状外表面(例如同心环的平滑步进图案)形成的狭窄、上翻的唇缘，但凸缘在其表面上不包括如通常在许多车轮正面中心部分所见到的突起、凹陷或者缝隙。
用于将车轮扩展部分固定于车轮上的内环通常在其圆周上至少约1/2英寸厚，其覆盖着下面的车轮表面的主要部分。当安装于17英寸直径的车轮上时，1/2英寸厚的环使车轮看似只有16英寸的直径。这使得车轮可视表面面积缩小10％以上。此外，内环和外凸缘的平滑外表面通常不能与已有车轮设计良好融合。实际上，即使不经意的观察者也通常可轻易看出现有技术的车轮扩展部分，并且其仅提供了额外伸出的附加唇缘覆盖部分外胎壁的外观。因此这种尝试模拟不仅无效，而且实际上产生了相反的效果。与其说轮胎扩展部分模拟了安装在低断面轮胎内的较大车轮，还不如说其提供了安装在标准轮胎上的较小车轮的外观。
                    发明内容
本发明提供了一种改进的车轮和轮胎，以用于模拟安装在低断面轮胎内的大直径车轮的外观。该车轮具有内侧和外侧。所述外侧包括环绕车轮外周延伸的宽的外凸缘。该外凸缘优选地与车轮的外侧面构成整体并且覆盖其中安装有车轮的轮胎的外壁的大部分。车轮的外凸缘也可以是可与车轮的其余部分拆卸开的。所述内侧也可以包括宽的内凸缘，其优选地是可拆卸的。优选地由例如多个突起、凹陷或者缝隙组成的图样(design)延伸穿过包括伸出的外凸缘的外侧面在内的车轮外侧面的至少一部分。
本发明的改进的轮胎被设计为用于安装在本发明的改进的车轮上，该车轮具有至少一个伸出的外凸缘。所述轮胎包括外胎壁、内胎壁以及外胎壁和内胎壁之间的胎面(tread)。所述外胎壁优选地包括横向延伸的车轮保护器、凸耳(ledge)以及凸缘座。所述内胎壁也可包括横向延伸的车轮保护器、凸耳以及凸缘座。所述凸缘座的轮廓优选地被设计为与车轮的内凸缘或外凸缘的相应表面相匹配，并且该凸缘座可以比轮胎的其余部分更加刚硬，以防止轮胎在车辆负载的作用下偏斜至车轮的外凸缘内。
本发明的车轮可以安装在现有技术的标准轮胎内，或者也可以安装在本发明的轮胎内，从而可在无需牺牲车轮和/或轮胎的行驶性能的情况下，产生对安装有低断面轮胎的大直径车轮的非常有效的模仿效果。
                    附图的简要说明
图1是现有技术中的车轮的外部立体图；
图2是图1的车轮的侧视图；
图3是现有技术中用于安装在图1的车轮中的轮胎的主视图；
图4是图1的车轮的外部主视图，该车轮上安装有图3的轮胎；
图5是图4的车轮和轮胎的侧视图；
图6是本发明车轮的一个实施方案的外部立体图；
图7是图6的车轮的侧视图；
图7A是本发明车轮的又一个实施方案的侧视图；
图7B是本发明车轮的又一个实施方案的侧视图；
图7C是本发明车轮的另一个实施方案的侧视图；
图7D是本发明车轮的另一个实施方案的侧视图；
图8是图6的车轮的外部主视图，该车轮上安装有图3的轮胎；
图8A是图7A或图7C的车轮的外部主视图，该车轮上安装有图3的轮胎；
图8B是图7B的车轮的外部主视图，该车轮上安装有图3的轮胎；
图9是图8的车轮和轮胎的侧视图；
图10是本发明轮胎的一个实施方案的外部主视图
图11是本发明的车轮的侧视图，其上安装有图10的轮胎；
图11A是本发明的车轮的侧视图，其上安装有本发明的又一个实施方案的轮胎；
图11B是本发明的车轮的另一个实施方案的侧视图，其上安装有图11A的轮胎；
图12是本发明的车轮的另一个实施方案的侧视图，其上安装有图10的轮胎；
图13是本发明的车轮的另一个实施方案的侧视图，其上安装有图10的轮胎；
在图2、图5、图7、图9和图11中，所示轮胎的一部分被切除以示出其内部空间。
                    优选实施方案的详细描述
当安装在车辆上时，车轮具有面向车辆内部的“内”侧和面向远离车辆一侧的“外”侧。图1示出了现有技术中的车轮20的外部立体图。车轮20具有带有外侧面24的中心轮毂(central hub)22。车轮20还具有由中心轮毂22水平延伸出(即在向外的方向)的侧壁26，以及由侧壁26的外缘径向地向外延伸的外唇缘(lip)28。本文中所使用的术语“径向地向外”是指由内部的点、线、或环向外环延伸的基本为圆形或柱形的表面。
参照图2，车轮20的内侧具有形状和尺寸类似于外唇缘28的内唇缘30。在现有技术的典型车轮中，各个唇缘28、30从其底部到其最高点约为3/4英寸长，并且从其外侧到其内侧约为1/4英寸厚。
车轮20在内唇缘30和外唇缘28之间延伸的部分被称为轮筒(wheelbarrel)32。筒32的形状基本为柱形，其中心轴位于车轮20的表面24的中央。在典型的17英寸的车轮中，沿着内唇缘30和外唇缘28之间的筒32的筒壁38的距离约为8英寸。筒32必须足够坚硬，以抵抗作用在车轮20上的实际压力，特别是在有极高的加速、刹车以及转弯的情况下。结果，车轮20的大部分质量通常被分布于筒32中，并且用于制造车轮的合金金属的大部分成本花费在筒32的材料上。
在具有不同尺寸的车轮之间，筒32的质量有着显著的差别。制造筒32所需的合金金属的体积可近似计算如下：
0.25πt(dout 2-din 2)
其中t是筒的深度或者内唇缘30和外唇缘28之间的距离；din是筒32的内直径；dout是筒32的的外直径。通过假设筒32的筒壁在其整个表面上具有均匀的直径，上述公式近似计算了筒32的体积，尽管它会有些差异(主要由倾斜部分34引起)，但是对于本文的目的而言，计算是充分接近的。
筒32的筒壁的厚度典型为约5/16英寸。举例来说，一个17英寸的车轮具有约17英寸的内筒直径(din)、约17 5/8英寸的外筒直径((dout)(即，内直径加上两侧的筒壁厚度)，以及约8英寸的筒深(t)。使用上述方程，得出的用于一个17英寸车轮的合金金属的计算结果体积约为136立方英寸。作为对比，一个22英寸的车轮具有约22英寸的内筒直径、约22 5/8英寸的外筒直径，以及约10英寸的筒深。由此计算得出的合金金属的体积约为220立方英寸。因此，一个22英寸的车轮所需要的用于轮筒32的筒壁的合金金属超出一个17英寸的车轮60％，即使22英寸的车轮的内筒直径比17英寸的车轮的内筒直径大不到30％。这一材料需求的差异是为何制造大直径车轮远贵于制造标准尺寸的车轮的主要原因。
参照图3至图5，轮胎40包括外胎壁42、内胎壁44、胎面(tread)46、外侧胎缘(bead)48、内侧胎缘50以及车轮中空部分(wheel void)52。轮胎胎缘48、50基本为分别形成在内胎壁和外胎壁42、44的内部径向边缘上的凹环。车轮20被安装在轮胎40的车轮中空部分52内。
在安装轮胎的过程中，轮胎40的外侧胎缘48被压到车轮20的外唇缘28之后，内侧胎缘50被压到内唇缘30之后。胎缘48、50的宽度被设计为通常与唇缘28、30的高度相对应。当安装后的轮胎被充气后，内部气体的压力迫使胎缘48、50紧靠唇缘28、30的内侧，形成气密密封。由于唇缘28、30和胎缘48、50通常具有相对应的尺寸，因此在正常情况和固定的负载下，通常不需要扭曲或拉伸胎壁42、44以使其绕行于唇缘28、30四周。
图6是本发明的车轮60的一个实施方案的外部立体图。车轮60具有外侧面64和内侧面(未示出)。外侧面64包含两个共心的区域：中心轮毂62和延伸出的外凸缘66。本文中所使用的涉及圆和圆柱的术语，例如“圆形的”、“圆柱的”、“直径”、“半径”以及“共心的”，其意图并非是仅限于完全圆形的结构。相反，这些术语涵盖了更广泛的圆形形状，包括那些带有大的径向突起或者凹陷的形状。
中心轮毂62和外凸缘66可彼此构成为一个整体。其结构的整合性可以减少组成部件被损坏和分离的风险，并且其可以提供各结构之间更好的外观连续性。当有附加的结构(例如凸螺帽盖(lug nut cover))连接到整个中心轮毂62或其一部分上时，中心轮毂62和外凸缘66仍被考虑为彼此整合为一个整体。
外侧面64和内侧面之间的区域为轮筒70。轮筒70的形状近似为圆柱形，其中心轴近似位于车轮60的侧面64的中央。内唇缘68沿着内侧面的外缘径向地向外延伸。
中心轮毂62由外侧面64的中心径向延伸至与轮筒70(轮筒70连接于外侧面64的内侧)的外直径近似相同的位置。外凸缘66则从中心轮毂62的外直径依次延伸至车轮侧面64的整个外直径。外凸缘66具有外侧面72和内侧面74(见图7)。在图6所示的实施方案中，中心轮毂62和外凸缘66之间的边界基本上是无缝的。无缝边界是首选的，因为其增强了对大直径车轮的所需仿真效果。然而，在中心轮毂62和外凸缘66之间具有容易辨别的边界的车轮仍可以提供所需的外观，并被本发明所涵盖。
在示例性实施例中，中心轮毂62的直径近似为17英寸，横穿凸缘表面72的径向宽度近似为2-1/2英寸。由此，车轮60的外侧面64的直径近似为22英寸。在阅读了本文之后，对于本领域的技术人员来说，许多其它可能的尺寸组合是显而易见的。例如，直径在13英寸和22英寸之间的中心轮毂62可与宽度为1英寸、1 1/2英寸、2英寸、2 1/2英寸、3英寸、3 1/2英寸或者4英寸的外凸缘66相结合，以提供在15英寸和30英寸之间的整个的车轮侧面64。本发明涵盖了在这些范围和示例之内以及超出这些范围和示例的许多其它的尺寸。
如图6所示，车轮60包括在其外侧面62上具有的整体美学图样(design)。该图样优选地由中心轮毂62延伸入外凸缘66并且横穿外凸缘66的至少一部分。外凸缘66的前表面72上的图样优选地包括表面变化的图案，该表面变化的图案包括多个凹陷76、突起78或缝隙80中的至少一种，它们在美观上是一致的并且被合成为中心轮毂62的整体图样。本文中所使用的术语“缝隙”涵盖了形成于表面上的凹槽，无论这些凹槽是否穿透表面。在示例性实施方案中，这种整体图样产生了这样一种外观效果，即，形成于中心轮毂62上的轮辐(spoke)延伸入外凸缘66，从而使得仅通过不经意的观察很难感觉出中心轮毂62中止于何处以及外凸缘66开始于何处。事实上，中心轮毂62和外凸缘66上的图样的连贯性以及合成使得观察者看到已经安装上的车轮60时，在不经意间不太可能注意到外凸缘66是延伸超出轮筒70的。
在示例性实施例中，外凸缘66具有上部67和下部69。外凸缘66的上部67的厚度约为1/4英寸，虽然外凸缘66的外表面上的凹陷和突起会使外凸缘66的厚度在越过其表面的某些区域中产生变化。外凸缘66的上部67的厚度优选地在约1/8英寸到1/4英寸之间，并且上部67的外侧表面和内侧表面优选地是基本平行的。在示例性实施方案中，外凸缘66的下部69厚于其上部67。下部69的内侧面优选地具有弯曲的上缘和直的下缘。在所示的实施例中，下部69的厚度从沿着其上缘的约1/4英寸变化为沿着其下缘的约1/2英寸。用于给定的车轮的外凸缘66的厚度由涉及美学和结构完整性的因素的变化来决定。在阅读了本文之后，对于本领域的技术人员来说，外凸缘66的许多其它可能的形状和厚度是显而易见的，并且都被本发明所涵盖。
如图7所示，内唇缘68的径向延伸部分优选地小于外凸缘66的径向延伸部分。在示例性实施方案中，内唇缘68从其顶部至其底部(位于轮筒70内侧的外半径处)的高度约为3/4英寸长，并且由其外侧至其内侧约为1/4英寸厚。由此，内唇缘68优选地在尺寸上可与现有技术的典型车轮的内唇缘30和外唇缘28相比拟。内唇缘的高度优选为在约1/2英寸和3/4英寸之间。内唇缘68优选地小于外凸缘66，以允许通过使轮胎的前缘(leading edge)从车轮60较小的内侧滑过继而仅与伸出的凸缘66的内侧相抵靠，从而便于将轮胎安装在车轮60上。把轮胎的前缘滑过车轮60外侧上伸出的外凸缘66将更为困难。此外，较小的内唇缘68与具有可与外凸缘66相比拟的尺寸的内唇缘相比需要较少的合金金属材料。内唇缘68也可具有与外凸缘66相比拟的尺寸和/或形状以制造更平稳的车轮60。
图7A-7D示出了本发明的车轮的其它实施方案。在图7A的实施方案中，车轮60的外侧面64可拆卸地连接至车轮60的其余部分。车轮60优选地包括其尺寸和形状可与内唇缘68相比拟的外唇缘71。可拆卸的外侧面64包括径向地延伸超出外唇缘71的外直径的外凸缘66。外凸缘66的内侧面74优选地包括在内侧方向上延伸的凹口(notch)73。
凹口73优选地接靠外唇缘71，并且有助于在安装(例如作为库存部分或者作为售后服务产品)过程中将外侧面64与外唇缘71正确地对准。凹口73还有助于承载轮胎和轮筒70之间的车辆的重量负载，特别是在对其上安装有车轮60的轮胎减压这一点上。如果没有凹口73或等同的结构，那么车辆的重量将基本上由螺栓(将在以下描述)或其它将外侧面64与车辆60的其余部分连接的部件承载。
类似于图6中所示的外侧面64，图7A中所示的实施方案的外侧面64优选地包括延伸入外凸缘66并且横穿外凸缘66的至少一部分的整体美观图样。外凸缘66的外侧面64上的图样优选地包括表面变化的图案，该表面变化的图案包括多个凹陷76、突起78或缝隙80中的至少一种，它们在美观上是一致的并且被合成为外侧面64的中心轮毂62上的整体图样。
优选地利用穿过中心轮毂64的外表面并插入其中心和/或外围部分的螺栓75将外侧面64连接至车轮60的其余部分。在阅读了本文之后，本领域技术人员可以意识到，其它可选的或附加的装置也可用于将外侧面64连接至中心轮毂62，并被本发明所涵盖。
例如，也可以使用连接车轮60和车辆的突起螺栓(lug stud)和凸螺帽(lug nut)(未示出)将外侧面64连接至车轮60的其余部分。在这种情况下，突起螺栓优选为长于标准的螺栓，由此其可以从车辆向外延伸，穿过车轮60的中心轮毂62并且穿过外侧面64的中心部分处的凸孔。然后将凸螺帽穿过突起螺栓直到凸螺帽牢固地紧靠外侧面64的外侧。可选地，可使用第一组凸螺帽以传统方式将下面的车轮60固定在车辆上，然后外侧面64可被安装成靠着车轮60，并且使扁尾螺栓(lug bolt)的延伸部分穿过外侧面64中心部分中相应的孔。通过将这些螺母穿过扁尾螺栓的延伸部分并靠着外侧面64，从而可利用第二组凸螺帽将外侧面64固定至车轮60。也可以通过将螺丝79穿过外侧面64的中心部分并穿入凸螺帽之间的车轮60内来将外侧面64固定在车轮60上(见图8A)。无论采用螺栓、凸螺帽、螺丝或某些其他的等效连接器中的哪种形式，用于将外侧面64连接至车轮60的装置都可以被附加的结构例如板(plate)或帽(cap)覆盖住以实现所需的美观效果或功能效果。
图7A的实施方案通常可以提供以下优点(依赖于其实施的特定方式)：(1)它允许使用者去卸下侧面64并将其替换为具有不同设计的其它的备选外侧面(或标准轮毂罩)；(2)在轮胎安装、维护和/或替换过程中，外侧面64上伸出的凸缘66并非障碍，因为外侧面64可以被迅速并且简单的拆卸；(3)如果外侧面64被损坏，通常可以低于替换整个车轮60的费用将其替换掉；以及(4)即使拆卸了外侧面64，安装有车轮60的车辆通常仍可以使用。并非图7A的所有实施方案或者本发明的其它实施方案都必须达到上述优点。
在图7B的实施方案中，外凸缘66可拆卸地连接至车轮60的其余部分。本实施方案中的外凸缘66优选为其内直径小于外唇缘71的外直径并且其外直径大于内唇缘71的外直径的环。因此，当外凸缘与中心轮毂64的外围对准时，其优选为与中心轮毂62的一部分交迭并且径向地向外延伸超过外唇缘71。
螺栓75优选地在外凸缘66与中心轮毂64的交迭区域穿过外凸缘66，从而将外凸缘66可拆卸地固定在那里。在阅读本文之后，本领域技术人员将认识到其它方法也可用于将外凸缘66连接至中心轮毂62，并被本发明所涵盖。
与图7和图7A的实施方案中相类似，图7B的中心轮毂64的外表面包括美观的图样(design)，并且外凸缘66的外表面72也包括美观的图样。优选地，中心轮毂62和外凸缘66各自的图样彼此相一致并且相融合，以产生外凸缘66是车轮60的一个整体部分的效果。图7B的实施方案优选地提供了对于图7A的实施方案所描述的各个优点。在图7B的实施方案中上述优点可能更为显著，因为其通常更易于拆卸并且制造起来更为便宜。
图7C的实施方案十分类似于图7A的实施方案，但是其中的外侧面64包括外唇缘71。在示例性实施方案中，螺栓75优选为更长(例如与图7A的实施方案相比)，以便于从外侧面64延伸入轮筒70的外侧部分足够的距离。通过将外侧面64和外唇缘71结合为整体结构，通常可更容易安装或拆卸车轮上的轮胎，特别是当难以得到轮胎安装设备时。不需要围着车轮60的外唇缘71弯曲或者拉伸胎缘，因为在将轮胎滑装在车轮60上之前可以完全卸除外唇缘71。这一设置使得在路上更换被刺破或爆裂的轮胎更为便利。事实上，车辆甚至不需要带有沉重的备用的轮胎-车轮的结合体。作为替代，装备有图7C的实施方案(以及在此示出的其它实施方案)的车辆可以仅携带不带有额外车轮的备用轮胎。许多车辆的应急工具箱开始标准化为具有可为轮胎充气的小的便携式压气机，其可被用于将安装在具有可拆卸胎缘的车轮上的备用轮胎完全充气。
图7C的实施方案也优选为在中心轮毂64的外表面和外凸缘66上具有美观的图样。正如本文中描述过的其它实施方案一样，中心轮毂64和外凸缘66上的各个图样优选地彼此相一致并且相融合。
在图7D的实施方案中，车轮的内侧包括可拆卸的内凸缘77。内凸缘77优选地通过螺栓79被连接至车轮的内侧。如以前所说明的，也可以使用其它连接装置。通过包含具有与外凸缘66近似相同的重量并位于车轮60上与外凸缘66相反一侧近似相同的径向位置的结构，内凸缘77可使得车轮60更加平衡。对于那些设计和维护车辆的人来说，车轮和轮胎的精确平衡经常是一个挑战，因为失衡会潜在地导致道路噪音或者跑偏问题。此外，当轮胎在途中被刺穿或者由于维修或替换而被卸除，车辆会向被放气的轮胎的方向倾斜并且由安装轮胎的车轮最外侧的径向部分所支撑。在图7D的实施方案中，由外凸缘66所承载的负荷被有效地减少了一半，因为该负荷由内凸缘77分担。
在示例性实施方案中，内凸缘77的宽度(即其外直径和内直径之间的差异)近似为2 1/2英寸。内凸缘77的宽度可根据车轮60预计的用途而变化，该宽度可包括1英寸、1 1/2英寸、2英寸、2 1/2英寸、3英寸、3 1/2英寸或4英寸。本发明涵盖了在这些范围和范例之内以及超出这些范围和范例的许多其它的宽度。
内凸缘优选为可拆卸的，特别当被用于具有整体的外凸缘66和中心轮毂62的车轮(如图7D中所示)时，以便于在必要的情况下将轮胎从车轮60上卸下。内凸缘77也可被用于图7A和图7B所示的实施方案中。内凸缘也可与内唇缘28形成为一个整体，特别是其被用于图7A和图7B所示的实施方案上时，在此可使轮胎越过车轮60的外侧从而将其移走。内凸缘77也可以与可拆卸的内车轮面板形成为一个整体，该内车轮面板可包括内唇缘(例如图7A和图7B中所示的实施方案的镜像)。
内凸缘77优选地在其表面上不包括图样，因为当其被安装在车辆上时通常并不被看见，并且该图样也将增加不必要的制造成本。可选地，为了在车轮的内侧和外侧之间提供更精确的平衡或者出于其它的考虑，内凸缘77也可被制造为在其表面上具有图样。
车轮60的各种实施方案都可以安装在典型的现有技术的轮胎内，例如图3中所示的轮胎40。在轮胎的安装过程中，轮胎40的外侧胎缘48被置于外凸缘66之后，内侧胎缘50被置于内唇缘68之后。当安装好的轮胎被充气后，内部气体的压力迫使胎缘48、50紧靠外凸缘66和内唇缘68的内侧。
图8是车轮60的外部主视图，该车轮上安装有典型的现有技术的轮胎40。虽然图4和图8中所示的车轮20的轮筒32、车轮60的轮筒70的直径相同，并且其上安装有这些车轮的轮胎40也相同，但是安装后的车轮20、60却具有显著不同的外观。图8的车轮60提供了安装在低断面轮胎上的具有相当大直径的车轮外观。在不经意的观察中，观察者不太可能察觉到车轮60的轮筒70实际上具有小得多的直径并且外凸缘66延伸穿过外胎壁42的相当大的部分。事实上，甚至可以将车轮60的直径制造为看起来大于大规模生产的车轮市场中消费者乐于接受的任何车轮。
图8A示出了图7A和图7C的另外的实施方案的主视图，图8B示出了图7B的另外的实施方案的主视图。如果使用一些装置覆盖螺栓和/或螺丝(或等效的连接器)，则这些实施方案看起来将与图8中所示的实施方案更加相似。
参照图9，内唇缘68和内胎壁44之间的界面类似于现有技术中标准车轮和轮胎的相应部分。内侧胎缘50被制作为与内唇缘68的尺寸和形状相对应。在固定载重和正常工作状态下，通常不用弯曲或扭曲内胎壁44以使其绷紧于内唇缘68周围。
轮胎40的外侧胎缘48与外凸缘66的下部69相接。外胎壁42被外凸缘66朝着向内的方向推入，使得胎壁42围绕外凸缘66向内弯曲。由此，当被安装在具有外凸缘66的车轮60上时，轮胎40具有略微径向地向内凹入的外表面，然而当轮胎40被安装在具有典型外唇缘28的车轮20上时，在受到标准车辆负荷的压力的情况下，其具有更为径向向内凸起的外表面(见图5)。
将标准轮胎40使用在车轮60上是可行的，但是具有潜在的缺点。首先，如在前解释过的，外胎壁42的内部径向部分必须经常在外凸缘66四周弯曲以形成径向向内凹入的外表面。轮胎40并不是特别设计为安装在这种车轮60上的并且可能会承受沿着外胎壁42的非有意的扭曲力，特别是在靠近外凸缘66的径向外缘的位置，其可以拉紧轮胎40或在轮胎40上产生过度的磨损。第二，外胎壁42的表面上经常有字，包括轮胎的商标/型号和轮胎规格(例如轮胎的体积和推荐的轮胎气压)。基于其尺寸和字的相对定位，外凸缘66可能会覆盖外胎壁42上的这些字的全部或一部分。第三，当车轮60看起来并不与其上安装的轮胎40紧密相接时，在立体观察中对具有低断面轮胎的大直径车轮的仿真效果可能会下降。
参照图10-11，本发明的轮胎90的一个实施方案包括外胎壁92、内胎壁96以及胎面98。外胎壁92优选地包括外侧胎缘100、车轮保护器102以及凸耳108。本文中所使用的术语“凸耳”可包括水平的、弯曲的、歪斜的或者倾斜的表面。内胎壁96优选地包括内侧胎缘104。轮胎90中心处的开口为车轮中空部分106。轮胎的胎缘100、104基本上由形成于内胎壁和外胎壁92、96的各个径向内缘上的凹环组成。车轮60被安装在轮胎90上的车轮中空部分内。
外胎壁92上的车轮保护器102朝着向外的方向延伸超过车轮的外侧面64。优选地，车轮保护器102延伸超出车轮侧面64至少约1/16英寸，更优地为超出约1/16英寸至约1/4英寸。当安装有轮胎90的车辆与大的固定物(例如路缘)相接触时，外胎壁92上的柔性车轮保护器102代替车轮表面64与物体相接触。从而可保护车轮表面64不被擦伤或弯折。凸耳108的宽度优选为至少约1/8英寸，更优地为在约1/8英寸到约1/4英寸之间。在阅读本文之后，本领域技术人员将会意识到，凸耳和车轮保护器也可能具有在这些范围内或超出该范围的许多其它的宽度，但这些都被本发明所涵盖。
在示例性实施方案中，凸耳108的径向位置(即轮胎的内直径di与凸耳108的直径dL之间的距离)约与车轮60的2-1/2英寸宽的外凸缘66相同或者由外凸缘66的外直径径向向外移动一个微小的距离。如在前解释过的，在阅读本文之后，本领域技术人员将会意识到，外凸缘66可具有多种其他宽度，包括1英寸、1-1/2英寸、2英寸、2-1/2英寸、3英寸、3-1/2英寸或者4英寸。由此，直径dL也将具有相应的约1英寸、1-1/2英寸、2英寸、2-1/2英寸、3英寸、3-1/2英寸或者4英寸的尺寸，从而与外凸缘66的尺寸近似匹配。车轮保护器102的外直径dp为稍大于凸耳108的直径dL。胎壁92的内直径di和凸耳108的直径dL之间的区域为凸缘座109。凸缘座109的宽度Wfs优选地至少为外胎壁92的宽度(当沿着胎壁92从内直径di到胎面98开始的外轮胎直径dt测量时)的约四分之一。更优地，凸缘座108的宽度Wfs至少为外胎壁92的宽度的约三分之一，最优地为至少约二分之一。在这些范围和示例内或超出这些范围和示例的许多其它的尺寸也被本发明所涵盖。如果凸缘座109和外凸缘66径向延伸的不够远，所需的仿真效果将不够显著。如果其延伸得过远，安装有该车轮的车辆将令人不快地看似架在其车轮上，只能看到一点或完全看不到轮胎。
在图11的实施方案中，内侧胎缘104被设计为与内唇缘68的高度相对应，并且在形状和尺寸上与现有技术的典型轮胎的内侧胎缘50(见图5)相类似。优选地将写在外胎壁92上的所有字设置在凸缘座109的上方，由此在车轮60被安装入轮胎90内以及外凸缘66基本上覆盖了整个凸缘座109之后使字是完全可见的。
在图11A的实施方案中，轮胎90包括位于其内侧和外侧的凸缘座109。由此轮胎90更加对称并且平衡。有利的是，在制造和安装图11A中的轮胎90时，不需要考虑轮胎90的内侧方向或外侧方向。在图11B的实施方案中，图11A的轮胎被安装在具有可拆卸的内凸缘的图7D的车轮上。
凸缘座109的轮廓优选地被设计为与凸缘66、77的内表面基本相配。同时凸缘座109优选地被构造为比外胎壁92的其余部分、胎面98和/或内胎壁96更为充分地坚硬。凸缘座109(位于外胎壁和/或内胎壁上)的刚度被设计为可以使轮胎的挠曲的至少一部分径向地向外转向或转移至轮胎的外围区域。这样，轮胎的径向向内的部分(其可能靠近或者甚至接触车轮60的凸缘66、77)被强有力的压向凸缘66、77，从而使可能导致凸缘弯曲或在胎壁上产生过度磨损的可能性将会减小。凸缘座109的刚度对凸缘66、77的防护在某些极端的驾驶条件下尤其有利，例如在急转弯时、在重载荷的压力下、或者当轮胎在高速情况下通过道路上的凹坑时。
在阅读了本文之后，本领域的技术人员将认识到可以通过许多本领域中已知的方法来增加凸缘座109的刚性，例如，举例来说，这些方法可包括或者改变嵌入的子午线轮胎带束层(imbedded radial belt)的特性、加热和/或挤压橡胶材料，或者另外改变这一部分胎壁的橡胶材料的密度或成分。
凸缘座109使得可以以这种方式将外凸缘66固定在胎壁92中，即，更接近地模仿安装在低断面轮胎内的大直径车轮。即使在立体观察中，对于不经意的观察者来说，也很难发现车轮60的轮筒70的尺寸并非与车轮60的外侧面64的外直径相当，并且轮胎90从胎壁92的内径向边缘到胎面98实际上比它所表现出来的要宽得多。
在示例性实施方案中，在凸缘座109和外凸缘66之间有相对较小的间隙111。间隙111允许凸缘座109在正常的驾驶情况下有少量的伸缩和弯曲。如果在外凸缘66和外胎壁42之间有大的间隙，则对大直径车轮的模仿效果将被大大降低，因为外凸缘66会看起来似乎被与车轮的其他部分分离，并且会看到位于外凸缘66之后的下面的胎壁42。凸缘座109也可以被构造为使得在凸缘座109和外凸缘之间没有间隙以实现更为紧密的配合。
各个外胎壁92和内胎壁96的各自的长度优选为在约3 1/2英寸至51/2英寸范围内。此外，胎面98和外胎壁92的内直径之间的距离优选地约与胎面98和内胎壁96的内直径之间的距离相同。如果胎壁92、96中的任意一个充分长于另一个，轮胎将可能会承受不均衡的挤压或磨损，并且可能会需要对安装有该轮胎的车轮进行专门的装配。内胎壁和外胎壁92、96的长度可以是不同的，特别是如果轮胎90被设计用于安装在经过改进的且其中轮筒70的内直径和外直径并不相同的车轮上。
图12是本发明的车轮110的另一个实施方案的侧视图，其上安装有图10的轮胎90。车轮110类似于图6、图7、图9和图11的车轮60，但是轮筒112沿着垂直界面114被分为外侧部分116和内侧部分118。在车轮业中，具有这种分开的轮筒的车轮通常被称作“双件式”车轮。如图13中所示，外侧部分可以被进一步分为外侧面119和中间部分117。车轮110在车轮业中被称作“三件式”车轮。车轮110的各个部分116、119、117可通过去除紧固螺栓(未示出)而从内侧部分118上卸下。图12和图13的实施方案也可与图7A-7D、8A-8B以及11A-11B的凸缘、车轮面和/或轮胎一起使用。
通常，双件式和三件式车轮比一件式车轮更为昂贵并且以驾驶更贵车辆的消费者为目标。许多高端车辆从具有双件式和三件式车轮的工厂采购库存。这种车轮的内侧部分118通常具有专门的尺寸和形状以适合于特殊型号的车轴或者用以容纳刹车、转向或者悬挂系统中的特殊设计的部件。对于多数售后市场的车轮厂商们来说，为每个需要专门汽车零件的不同型号的车辆制造不同类型的单片式车轮是不划算的。作为替代，车辆被同时提供有具有专门的内侧部分118、可互换的前侧面116和/或中间部分117的双件式和三件式车轮。这样，消费者可得到具有时髦外观的售后市场的车轮，但车轮厂商不需要承受为专门的车轮尺寸的许多不同种类来制造和买卖不同的单件式车轮的费用。
制造双件式和三件式车轮的单独成本可能很高，但是在工厂中销售的这种车轮的总量大大低于单件式车轮的销售量。为此，单件式车轮通常使用昂贵的、大体积的铸造设备制造，而双件式和三件式车轮则由成块的合金材料加工制成。重组加工程序来制造较大的车轮或者专用车轮通常比重新装备大体积的铸造设备要便宜。因此，可以预期本发明可能特别适用于加工双件式和三件式车轮尺寸的生产，而这在单件式模制的尺寸中并不适用。
还可以预期本发明的各个实施方案可能特别适合用于小型车辆和/或车辆的备用车轮。车辆厂商们在不断地寻找可增强他们车辆的性能和/或美感而不会显著增加整体成本的产品。这一理念对于较便宜的汽车来说尤为重要。本发明涵盖了很宽的范围来增加车轮的尺寸以在相对少量附加成本的情况下提供豪华级别的外观。
虽然以上说明提出了涉及各个优选实施方案的各种示例和细节，但应该意识到这些说明仅是示例性的，并且不应被认为是对本发明的限制。因此，本文的范围不受限于其示例或者上述说明，而仅由所附权利要求来限制。

Claims (22)

1.一种适于安装在轮胎中并且适于连接在车辆上的车轮，所述车轮包括：
中心轮毂，其具有内侧和外侧；
内唇缘，其形成在所述轮毂的所述内侧上并且径向地向外延伸；
外凸缘，其整体地形成在所述轮毂的所述外侧上并且径向地向外延伸，所述外凸缘的外直径大于所述内唇缘的外直径以给出较大直径车轮的外观，而这种较大直径车轮的外观在如果所述外凸缘具有与所述内唇缘相同的直径的情况下是不存在的；以及
多个突起、凹陷或者缝隙中的至少一种，所述突起、凹陷或者缝隙形成在所述车轮的外侧上并且延伸穿过所述外凸缘的至少一部分，从而增强所述较大直径车轮的外观。
2.如权利要求1所述的车轮，其中所述外凸缘的所述外直径至少大于所述内唇缘的所述外直径约3/4英寸。
3.如权利要求1所述的车轮，其中在所述轮胎被安装在所述车轮上并被加压后，所述外凸缘适于紧靠所述轮胎的外壁。
4.如权利要求1所述的车轮，其中所述中心轮毂包括多个轮辐，并且所述外凸缘上的整体图样给出了所述轮辐延伸穿过所述外凸缘的至少一部分的外观。
5.一种车轮，包括：
中心轮毂，其具有内侧和外侧；
外凸缘，其可拆卸地连接于所述轮毂的所述外侧并且径向地向外延伸，所述外凸缘具有内直径和外直径，其中所述内直径和所述外直径之间的差至少为约1英寸；以及
多个突起、凹陷或者缝隙中的至少一种，所述突起、凹陷或者缝隙形成在所述车轮的外侧面上并且延伸穿过所述外凸缘的至少一部分，由此当所述车轮被安装在轮胎中时，所述车轮适于给出一个较大直径车轮的外观。
6.如权利要求5所述的车轮，其中所述外凸缘的所述内直径和所述外直径之间的差至少为约1-1/2英寸。
7.如权利要求5所述的车轮，其中所述外凸缘与可拆卸的连接至所述轮毂的外侧的外侧面形成为整体。
8.如权利要求5所述的车轮，其中所述中心轮毂的所述内侧包括径向地向外延伸的内唇缘，并且所述外凸缘至少约两倍宽于所述内唇缘的高度。
9.如权利要求5所述的车轮，进一步包括连接至所述轮毂的所述内侧并径向地向外延伸的内凸缘，所述内凸缘具有内直径和外直径，其中所述内凸缘的所述内直径和所述外直径之间的差至少为约1英寸。
10.如权利要求9所述的车轮，其中所述内凸缘的所述内直径和所述外直径之间的差至少为约1-1/2英寸。
11.如权利要求9所述的车轮，其中所述内凸缘的所述内直径和所述外直径之间的差近似等于所述外侧面上的所述外凸缘的所述内直径和所述外直径之间的差。
12.如权利要求9所述的车轮，其中所述内凸缘可拆卸地连接至所述轮毂的所述内侧。
13.如权利要求5所述的车轮，其中所述中心轮毂包括多个轮辐，并且所述外凸缘给出了所述轮辐延伸穿过所述外凸缘的至少一部分的外观。
14.一种轮胎，包括：
内胎壁，其具有内侧胎缘；
外胎壁，其具有车轮保护器和凸缘座；
所述外侧轮胎具有内直径、外直径以及内直径和外直径之间的宽度，所述内胎壁具有内直径、外直径以及内直径和外直径之间的宽度，所述外胎壁和所述内胎壁的宽度近似相同；
所述凸缘座具有内直径、凸耳以及内直径和凸耳之间的宽度，所述内侧胎缘具有内直径、外直径以及内直径和外直径之间的宽度；所述凸缘座的宽度大于所述内侧胎缘的宽度，并且所述凸缘座比所述外胎壁的其余部分更刚硬；
其中，当安装在所述车轮上时，所述凸缘座适于与车轮的伸出的外凸缘相接从而模拟出位于大直径车轮上的低断面轮胎的外观。
15.如权利要求14所述的轮胎，其中所述凸耳具有内边缘、外边缘以及内边缘和外边缘之间的宽度，所述凸耳的宽度至少为约1/8英寸。
16.如权利要求14所述的轮胎，其中所述凸缘座的所述宽度至少为所述外胎壁的所述宽度的约三分之一。
17.一种用于增强安装在低断面轮胎内的大直径车轮的模拟外观的轮胎，所述轮胎包括：
外胎壁、内胎壁以及胎面，所述外胎壁具有内直径、外直径以及内直径和外直径之间的宽度，所述外胎壁的宽度为至少约3-1/2英寸；
凸缘座，其形成于所述外胎壁上，所述凸缘座具有内直径、凸耳以及内直径和凸耳之间的宽度，其中所述凸缘座的所述宽度至少为所述外胎壁的所述宽度大小的约四分之一；并且
其中所述胎面和所述外胎壁的所述内直径之间的距离与所述胎面和所述内胎壁的所述内直径之间的距离基本相同。
18.一种适于被安装入轮胎内并且适于被连接至车辆的车轮和轮胎，所述车轮包括：
(a)一种车轮包括：
(i)中心轮毂，其适于与车辆连接，所述中心轮毂具有内侧、外侧和中心轴；
(ii)内唇缘，其形成于所述轮毂的内侧并且径向地向外延伸；
(iii)外凸缘，其整体形成在所述轮毂的外侧上并且径向地向外延伸，所述外凸缘具有内直径和外直径，所述外直径大于所述内唇缘的外直径以给出较大直径车轮的外观，而这种较大直径车轮的外观在如果所述外凸缘具有与所述内唇缘相同的直径的情况下是不存在的，并且所述外凸缘具有内侧和外侧；，上部和下部，所述外凸缘的所述下部的内侧具有充分凸起的表面，并且所述外凸缘的所述上部的所述内侧具有充分平的表面；以及
(iv)位于所述中心轮毂上的延伸的图样图案，其包括多个突起、凹陷或者缝隙中的至少一种，所述突起、凹陷或者缝隙形成在所述中心轮毂的所述外侧上并且延伸穿过所述车轮的所述外凸缘的至少一部分，所述中心轮毂的所述中心轴至所述图样图案的最远径向延伸幅度之间的距离大于所述中心轮毂的所述中心轴与所述内唇缘的所述外直径之间的距离；从而增强所述较大直径车轮的外观。
(b)一种轮胎包括：
(i)内胎壁，其具有内侧胎缘；
(ii)外胎壁，其具有凸缘座，所述凸缘座具有内直径、外侧胎缘和凸耳；
其中所述轮胎被安装在所述车轮上，以使得所述外凸缘的所述内侧与所述凸缘座充分地交叠并且紧密的接近，所述外凸缘的所述外径向边缘以充分面对的关系与所述轮胎凸耳并列，所述内唇缘与所述轮胎的胎缘相接，所述车轮的所述外凸缘与所述外胎壁上的所述凸缘座之间的交界面积充分地大于所述内唇缘和所述内胎壁上的所述胎缘之间的交界面面积，并且所述外胎壁的至少一部分在向外的方向上至少与所述外凸缘的所述外侧面延伸得一样远，从而给出安装在低断面轮胎内的较大直径车轮的外观。
19.如权利要求18所述的车轮和轮胎，其中所述外凸缘的所述外直径至少大于所述内唇缘的所述外直径约3/4英寸。
20.如权利要求18所述的车轮和轮胎，其中当所述轮胎被安装在所述车轮上并被加压后，所述外凸缘适于紧靠所述轮胎的外壁，并且二者之间基本没有缝隙。
21.如权利要求18所述的车轮和轮胎，其中所述中心轮毂包括多个轮辐，并且所述外凸缘上的图案给出了所述轮毂延伸穿过所述外凸缘的至少一部分的外观。
22.如权利要求18所述的车轮和轮胎，其中所述外凸缘的所述内直径和所述外直径之间的差为至少约2英寸。
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