CN205736625U - 一种变辐车轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种变辐车轮，涉及车轮技术领域。为解决现有技术中存在车辆在复杂路况下较为颠簸，使驾驶员或乘车员乘车舒适度较差、车辆部件在颠簸中易损毁以及在车辆碰撞事故中的缓冲作用有限，不能有效降低事故损伤程度的技术问题而设计。该变辐车轮，包括轮辋、轮辐和轮毂，轮辋和轮毂之间通过轮辐连接，轮毂置于轮辋的中心位置，轮辐为弹性轮辐。该实用新型的弹性轮辐在车轮受到突变外力时可以发生形变，形变过程中，弹性轮辐内部发生应力变化，对外力起到缓冲削减作用，从而减轻车辆颠簸程度，增强驾驶员或者乘车员的舒适度、降低车辆部件在颠簸中的易损毁程度以及增强车辆在碰撞事故中的缓冲作用，有效降低事故的损伤程度。

Description

一种变辐车轮

技术领域

本实用新型涉及车轮技术领域，尤其是涉及一种变辐车轮。

背景技术

车轮是介于轮胎和车轴之间承受负荷的旋转组件，主要由轮辋、轮辐和轮毂组成。轮辋用于安装轮胎，轮辐是介于车轴和轮辋之间的支承部分。车轮应用于各种带轮的交通工具中，如：自行车、电动车、摩托车、汽车等，与人们日常生活息息相关。

现有的车轮技术，按轮辐的结构可分为辐板式和辐条式两种。辐板式和辐条式两种车辐都是无法变形的，即这种车轮的轮辋和轮毂的连接方式属于直硬式连接，这两种车辐制成的车轮叫做硬辐车轮。比如自行车车轮就是用辐条连接轮辋和轮毂的，汽车是用整体辐板方式连接轮辋和轮毂的，这种硬辐车轮使用已久，适用于各种车辆，是车辆较为普遍的选择。此外，普通车辆的车轮一般都包括充气车胎，充气车胎具有一定的弹性，在车辆行驶过程中能够起到部分减震作用，但是在路况较差的情况下，由于车轮的轮辋与轮毂之间的位置相对固定不变，车辆的颠簸程度还是很大，不仅使乘车人员舒适度较差，而且车辆本身的部件也易损坏。另外，车辆在行驶过程中难免发生碰撞事故，安装硬辐车轮的车辆与外界物体发生碰撞后，由于车轮的轮辋和轮毂相对位置固定不变，车轮对车辆碰撞的缓冲作用有限，不能有效降低事故的损伤程度。

即车辆在复杂路况下较为颠簸，使驾驶员或乘车员乘车舒适度较差、车辆部件在颠簸中易损毁以及在车辆碰撞事故中的缓冲作用有限，不能有效降低事故的损伤程度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种变辐车轮，以解决现有技术中存在的车辆在复杂路况下较为颠簸，使驾驶员或乘车员乘车舒适度较差、车辆部件在颠簸中易损毁以及在车辆碰撞事故中的缓冲作用有限，不能有效降低事故损伤程度的技术问题。

本实用新型是一种变辐车轮，沿车轮径向由外至内依次包括轮辋、轮辐和轮毂，所述轮辋和所述轮毂之间通过所述轮辐连接，所述轮毂置于所述轮辋的中心位置；所述轮毂包括轮毂左端面和轮毂右端面，所述轮辐为弹性轮辐且包括左轮辐和右轮辐，所述左轮辐与所述轮毂左端面固定连接，所述右轮辐与所述轮毂右端面固定连接，所述左轮辐、所述右轮辐均与所述轮辋固定连接。

进一步的，所述左轮辐和所述右轮辐均为环形轮辐。

进一步的，所述环形轮辐与所述轮辋的连接点、所述环形轮辐与所述轮毂的连接点以及所述环形轮辐的中心三点共线。

进一步的，所述左轮辐和所述右轮辐均为弧形轮辐；所述左轮辐的一端与所述轮辋固定连接，所述左轮辐的另一端与所述轮毂左端面固定连接；所述右轮辐的一端与所述轮辋固定连接，所述右轮辐的另一端与所述轮毂右端面固定连接。

进一步的，所述左轮辐数量至少为两个，且在所述轮毂左端面周向均匀分布；所述右轮辐数量与所述左轮辐数量相同，且在所述轮毂右端面周向均匀分布。

进一步的，所述轮辋内侧向内延伸有凸耳，所述轮辐与所述凸耳固定连接。

进一步的，所述轮辐与所述轮辋之间、所述轮辐与所述凸耳之间均为可拆卸连接。

进一步的，所述轮毂左端面开设有左嵌槽，所述左轮辐的一端与所述左嵌槽相匹配连接；所述轮毂右端面开设有右嵌槽，所述右轮辐的一端与所述右嵌槽相匹配连接。

进一步的，所述左嵌槽向所述左轮辐受力时的变形方向开设有扩口；所述右嵌槽向所述右轮辐受力时的变形方向开设有扩口。

进一步的，所述轮辋为弹性轮辋。

有益效果：本实用新型提供一种变辐车轮，由外至内依包括轮辋、轮辐和轮毂，轮辐连接轮毂和轮辋。由于轮辐为弹性材料制成的弹性轮辐，当车轮不受外力时，轮辐处于自然拉伸状态；在车轮滚动的过程中，轮辐受外力作用发生压缩形变，此时发生变形的轮辐内部产生相互作用的应力，以抵抗外部的作用力，力图使轮辐从变形后的位置回复到变形前的位置；外力消失后，轮辐逐渐回复原状。轮辐又分为左轮辐和右轮辐两组轮辐，轮毂包括轮毂左端面和轮毂右端面，左轮辐与轮毂左端面连接，右轮辐与轮毂右端面连接，当车轮受外力时，左轮辐和右轮辐共同作用，能够保证轮辐平衡支撑轮辋，使车轮平稳转动；此外，当左轮辐和右轮辐共同作用时，在受外力大小相同的情况下，两组轮辐的受力轮辐所受到的外力要小于单组轮辐时受力轮辐受到的外力，这样的两组轮辐使轮辐保证工作良好的情况下使用寿命较长。

在路况复杂颠簸的路面时，轮辋受外部物体的撞击，轮辋首先对轮辐施力，轮辐受力压缩发生形变，同时对轮辋和轮毂施加一个为回复形变而产生的力，这个形变过程就使轮辐对外力起到吸收和缓冲作用，削弱垂直传递到人体的颠簸作用力，从而使驾驶员或乘车员乘车时舒适度提高。此外，由于安装有变辐车轮的车辆在行驶过程中受到的颠簸较小，车辆上的各个部件之间变化剧烈的相互作用力也会相应较小，从而使得车辆的部件不易损毁，延长其使用寿命。同样的，当安装有变辐车轮的车辆发生碰撞事故时，特别是摩托、自行车等碰撞时车轮与外部碰撞物体直接接触的情况，弹性轮辐可以吸收和缓冲外界施加给车轮的力，避免碰撞作用力垂直传递给人体，可以有效降低人体以及车辆在碰撞过程中的损伤程度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的变辐车轮的结构示意图；

图2为图1中轮毂的结构示意图；

图3为环形轮辐的一种连接方式示意图；

图4为环形轮辐的另一种连接方式示意图；

图5为弧形轮辐的第一种连接方式示意图；

图6为弧形轮辐的第二种连接方式示意图；

图7为弧形轮辐的第三种连接方式示意图；

图8为弧形轮辐的第四种连接方式示意图。

附图标记：

1-轮辋 2-轮辐 3-轮毂

11-凸耳

21-左轮辐 22-右轮辐

31-轮毂左端面 32-轮毂右端面 33-左嵌槽

34-右嵌槽 35-扩口

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例是一种变辐车轮，如图1所示，沿车轮径向由外至内依次包括轮辋1、轮辐2和轮毂3，轮辋1和轮毂3之间通过轮辐2连接，轮毂3置于轮辋1的中心位置；轮毂3包括轮毂左端面31和轮毂右端面32，轮辐2为弹性轮辐且包括左轮辐21和右轮辐22，左轮辐21与轮毂左端面31固定连接，右轮辐22与轮毂右端面32固定连接，左轮辐21、右轮辐22均与轮辋1固定连接。

这里首先要说明的是，如图2所示，轮毂3的中心位置一般开设有用于轮轴穿过的轮轴孔，轮轴孔的轴线与水平面平行且从轮毂3的两个端面穿过，人的视线与轴线垂直且处于轮毂3的两个端面之间时，视线左侧的端面为轮毂左端面31，视线右侧的端面为轮毂右端面32。这里对左、右的定义仅仅是指两个端面在轮毂3上的相对位置，与人的视线位置等均有关系，并不是固定不变的。与此类似的还有与轮毂左端面31连接的左轮辐21、与轮毂右端面32连接的右轮辐22，其中的左、右也仅仅是两组轮辐2的相对位置，并不是固定不变的。

轮辐2固定连接轮辋1和轮毂3，由于轮辐2为弹性材料制成的弹性轮辐，当车轮不受外力时，轮辐2处于自然拉伸状态；在车轮滚动的过程中，轮辐2受外力作用发生压缩形变，此时发生变形的轮辐2内部产生相互作用的应力，以抵抗外部的作用力，力图使轮辐2从变形后的位置回复到变形前的位置；外力消失后，轮辐2逐渐回复原状。轮辐2又分为左轮辐21和右轮辐22两组轮辐，当车轮受外力时，左轮辐21和右轮辐22共同作用，能够保证轮辐2平衡支撑轮辋1，使车轮平稳转动；此外，当左轮辐21和右轮辐22共同作用时，在受外力大小相同的情况下，两组轮辐的受力轮辐所受到的外力要小于单组轮辐时受力轮辐受到的外力，这样两组轮辐的轮辐2工作良好且使用寿命较长。

在路况复杂颠簸的路面时，轮辋1受外部物体的撞击，轮辋1首先对轮辐2施力，轮辐2受力压缩发生形变，同时对轮辋1和轮毂3施加一个为回复形变而产生的力，这个形变过程就使轮辐2对外力起到吸收和缓冲作用，减小垂直传递到人体的颠簸作用力，从而使驾驶员或乘车员乘车时舒适度有所提高。此外，由于安装有变辐车轮的车辆在行驶过程中受到的颠簸较小，车辆上的各个部件之间变化剧烈的相互作用力也会相应较小，从而使得车辆的部件不易损毁，延长其使用寿命。同样的，当安装有变辐车轮的车辆发生碰撞事故时，特别是摩托、自行车等碰撞时车轮与外部碰撞物体直接接触的情况，弹性轮辐可以吸收和缓冲外界施加给车轮的力，减小垂直传递给人体的碰撞作用力，可以有效降低人体以及车辆在碰撞过程中的损伤程度。

本实施例中，如图3和图4所示，左轮辐21和右轮辐22均可以为环形轮辐。首先，需要说明的是，轮辋1一般为环形，其内侧为圆柱形侧面，当环形轮辐与轮辋1的圆柱形侧面连接时，环形轮辐的一端与圆柱形侧面于连接点处相切，环形轮辐的另一端与轮毂3连接。当环形轮辐的直径大于等于轮毂3半径，即轮轴孔的轴线穿过环形轮辐的环内时，为了避免环形轮辐之间的交叉影响，在轮毂左端面31连接一个左轮辐21，在轮毂右端面32连接一个右轮辐22，两个轮辐和轮辋1的连接点连线为轮辋1的一条直径线。当环形轮辐的直径小于轮毂3半径时，轮毂左端面31和轮毂右端面32可以根据环形轮辐的大小分别连接多个环形轮辐。

车轮在路面转动行驶时，轮辋1与外界接触，并将外力通过与环形轮辐连接的连接点传递给环形轮辐，人的重量通过轮毂3与环形轮辐连接的连接点传递给环形轮辐，环形轮辐对轮毂3和轮辋1分别施加反力起到支撑作用，轮辋1、环形轮辐和轮毂3之间受力平衡，从而保证车轮的正常转动行驶。当路面不平整时，车轮与凸起碰撞的一瞬间，外界对轮辋1施加一个突变且较大的外力，轮辋1将力传递给环形轮辐，环形轮辐受力压缩变形，同时内部产生使形变回复到原始形状的应力，使环形轮辐逐渐回复原始形状，对外力起到缓冲削减的作用，从而减轻驾驶员或者乘车员的颠簸感，同理也能减轻车辆部件在颠簸中的损毁程度以及车辆碰撞时起到缓冲作用。

本实施例中，如图3和图4所示，可以使环形轮辐与轮辋1的连接点、环形轮辐与轮毂3的连接点以及环形轮辐的中心三点共线。变辐车轮主要通过弹性材料制成的轮辐2来起到变辐车轮的减震缓冲等作用，当车轮受到相同的外力时，轮辐2的形变量越大，说明轮辐2的减震缓冲效果越好。当轮辐2结构以及外界对车轮所施加的力一定时，轮辐2的形变量与轮辐2的长度成正比。在变辐车轮的转动过程中，轮辐2与轮辋1、轮辐2与轮毂3的连接点为轮辐2的受力点，对于环形轮辐，当两个受力点与环形轮辐的中心三点共线时，环形轮辐的长度最长，当其所受外力一定时，环形轮辐的形变量可达到最大，对外力的缓冲程度也达到最大。从而最大程度减轻车辆的颠簸震动。

轮辐2的形状除了环形轮辐外，左轮辐21和右轮辐22还可以均为弧形轮辐，如图5、图6、图7和图8所示，左轮辐21的一端与轮辋1固定连接，左轮辐21的另一端与轮毂左端面31固定连接；右轮辐22的一端与轮辋1固定连接，右轮辐22的另一端与轮毂右端面32固定连接。

具体的，弧形轮辐与轮毂3可以采用多种连接形式：同一端面的弧形轮辐弯曲方向、弧形轮辐与轮毂3端面的连接位置等都是灵活可变的。弧形轮辐的受力及作用过程与环形轮辐类似，这里不再赘述。

为了使车轮在行驶过程中受力均匀，进一步增强轮辐2的减震缓冲作用，可以使左轮辐21数量至少为两个，且在轮毂左端面31周向均匀分布；右轮辐22数量与左轮辐21数量相同，且在轮毂右端面32周向均匀分布。当左轮辐21和右轮辐22分别在轮毂左端面31和轮毂右端面32上均匀分布时，车轮在转动行驶过程中受力均匀，不会因为车轮本身受力不均而产生颠簸。此外，还可以保证各个轮辐2的受力强度一致，减少甚至避免轮辐2中因为某个轮辐2受力偏大发生损坏，而致使车轮无法转动的问题。

其中，轮辐2的连接可以有多种连接方式，如：定义过轮辋1中心与轮毂左端面31平行的平面为中平面；左轮辐21弯曲方向一致且在轮毂左端面31周向均匀分布，左轮辐21和轮辋1的连接点为左连接点且沿轮辋1内侧周向均匀分布，过左连接点并与中平面平行的平面为左平面；右轮辐22弯曲方向一致且在轮毂右端面32周向均匀分布，右轮辐22和轮辋1的连接点为右连接点且沿轮辋1内侧周向均匀分布，过右连接点并与中平面平行的平面为右平面，左轮辐21的数量与右轮辐22的数量相同。其中，左平面和右平面关于中平面对称或者与中平面重合，左连接点和右连接点分别向中平面投影形成左投影点和右投影点，左投影点和右投影点可以一一对应重合，也可以如左投影点、右投影点、左投影点······等依次均匀间隔排布。

另外，还可以考虑将弹性材料从中部弯折形成两个弯折部，两个弯折部分别作为左轮辐21和右轮辐22，弹性材料的中部弯折端与轮辋1固定连接且沿轮辋1内侧周向均匀分布，左轮辐21与轮毂左端面31固定连接，右轮辐与轮毂右端面32固定连接。

本实施例中，如图1所示，可以在轮辋1内侧向内延伸有凸耳11，轮辐2与凸耳11固定连接。轮辐2通过凸耳11与轮辋1连接，使轮辋1与外界的接触部分保持完整无接缝，从而避免了轮辐2与轮辋1直接连接使得轮辋1连接部位在受力过程中应力集中而容易损坏的问题。

为了方便更换轮辐2，可以把轮辐2与轮辋1、轮辐2与凸耳11均设置为可拆卸连接。由于轮辐2在循环应力或者循环应变作用下，就算应力值始终没超过材料的强度极限，甚至比弹性极限还低，也容易在一处或者多处逐渐产生局部永久性积累损伤，在一定的循环次数后产生裂纹或者突然发生完全断裂。轮辐2与轮辋1以及凸耳11均为可拆卸连接，当轮辐2损坏时，只需将损坏的轮辐2更换，车轮就可以再次使用。

本实施例中，如图2所示，可以在轮毂左端面31开设有左嵌槽33，左轮辐21的一端与左嵌槽33相匹配连接；在轮毂右端面32开设有右嵌槽34，右轮辐22的一端与右嵌槽34相匹配连接。

由于驾驶者、乘车者以及车辆的部分重量均通过轮毂3与轮辐2的连接点对轮辐2施力，在轮毂3端面上开设有嵌槽，轮辐2安装完毕后，轮辐2与轮毂3端面的连接一端可置于嵌槽中，当轮辐2受力时，轮辐2与轮毂3的相互作用处除了连接部位外还有嵌槽与轮辐2的端部接触部分。当外力一定时，嵌槽可以分担一部分力，从而减小轮辐2与轮毂3端面连接部位的受力，延长其使用寿命。

为了减小嵌槽对轮辐2受力发生形变时的阻碍作用，如图2所示，可以在左嵌槽33向左轮辐21受力时的变形方向开设有扩口35；在右嵌槽34向右轮辐22受力时的变形方向开设有扩口35。当轮辐2受力发生弯曲形变时，由于扩口35的开设，嵌槽不会阻碍轮辐2的形变，保证轮辐2的形变空间，从而减小了轮辐2形变过程中受嵌槽的阻碍作用而影响轮辐2减震效果的问题，此外还可以降低轮辐2形变过程中与嵌槽相互作用而被损坏的程度。

本实施例中，轮辋1可以为弹性轮辋。对于地形复杂的路况，如山领地带，变辐车轮的轮辋1为弹性轮辋，当车轮遇到凸起物时，轮辋1发生形变趋向与凸起物的外形贴合，轮辐2也相应发生形变，轮辋1和轮辐2内部均产生使其回复到原始形状的应力，即轮辋1和轮辐2对外力起到双重的减震缓冲作用，从而进一步增强驾驶者或者乘车员的舒适度、降低车辆部件在颠簸中易损程度以及增强车轮在车辆碰撞事故中的缓冲作用。此外，在地形复杂的路况中，弹性轮辋还可以增强车轮对路面的附着力，从而增强车辆的安全性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种变辐车轮，沿车轮径向由外至内依次包括轮辋(1)、轮辐(2)和轮毂(3)，所述轮辋(1)和所述轮毂(3)之间通过所述轮辐(2)连接，所述轮毂(3)置于所述轮辋(1)的中心位置；其特征在于，所述轮毂(3)包括轮毂左端面(31)和轮毂右端面(32)，所述轮辐(2)为弹性轮辐且包括左轮辐(21)和右轮辐(22)，所述左轮辐(21)与所述轮毂左端面(31)固定连接，所述右轮辐(22)与所述轮毂右端面(32)固定连接，所述左轮辐(21)、所述右轮辐(22)均与所述轮辋(1)固定连接。

2.根据权利要求1所述的变辐车轮，其特征在于，所述左轮辐(21)和所述右轮辐(22)均为环形轮辐。

3.根据权利要求2所述的变辐车轮，其特征在于，所述环形轮辐与所述轮辋(1)的连接点、所述环形轮辐与所述轮毂(3)的连接点以及所述环形轮辐的中心三点共线。

4.根据权利要求1所述的变辐车轮，其特征在于，所述左轮辐(21)和所述右轮辐(22)均为弧形轮辐；

所述左轮辐(21)的一端与所述轮辋(1)固定连接，所述左轮辐(21)的另一端与所述轮毂左端面(31)固定连接；

所述右轮辐(22)的一端与所述轮辋(1)固定连接，所述右轮辐(22)的另一端与所述轮毂右端面(32)固定连接。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的变辐车轮，其特征在于，所述左轮辐(21)数量至少为两个，且在所述轮毂左端面(31)周向均匀分布；

所述右轮辐(22)数量与所述左轮辐(21)数量相同，且在所述轮毂右端面(32)周向均匀分布。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的变辐车轮，其特征在于，所述轮辋(1)内侧向内延伸有凸耳(11)，所述轮辐(2)与所述凸耳(11)固定连接。

7.根据权利要求6所述的变辐车轮，其特征在于，所述轮辐(2)与所述轮辋(1)之间、所述轮辐(2)与所述凸耳(11)之间均为可拆卸连接。

8.根据权利要求1-4、7中任一项所述的变辐车轮，其特征在于，所述轮毂左端面(31)开设有左嵌槽(33)，所述左轮辐(21)的一端与所述左嵌槽(33)相匹配连接；

所述轮毂右端面(32)开设有右嵌槽(34)，所述右轮辐(22)的一端与所述右嵌槽(34)相匹配连接。

9.根据权利要求8所述的变辐车轮，其特征在于，所述左嵌槽(33)向所述左轮辐(21)受力时的变形方向开设有扩口(35)；

所述右嵌槽(34)向所述右轮辐(22)受力时的变形方向开设有扩口(35)。

10.根据权利要求1-4、7、9中任一项所述的变辐车轮，其特征在于，所述轮辋(1)为弹性轮辋。