车轮的制作方法

车轮
1.本发明涉及一种车轮，并且更具体地，涉及一种具有内置集成悬挂能力的车轮。
2.当车轮中的一个或多个车轮经受冲击或在不平坦的行驶表面之上行驶时，基于车轮的车辆和机械通常会经历冲击和/或失去控制。为了克服这个问题，此类车辆和机械通常配备有悬挂系统，包含连接到车轮中的每个车轮的弹簧和阻尼器，以吸收冲击并协助控制车轮。包含此类悬挂还有助于确保此类车辆和机械的车轮保持与行驶表面接触，而不管表面状况如何，从而有助于确保任何乘员的舒适和健康。
3.通常，所使用的悬挂系统是连接到车轮中的每个车轮的不同设备。因此，包含一个或多个悬挂系统会增加基于车轮的车辆和机械的大小、重量和制造成本。
4.根据本发明的一方面，提供了一种车轮，其包含：
5.轮辋；
6.轮毂，所述轮毂限定用于车轮安装件的中空壳体；以及
7.三个或更多个弹性且等距间隔开的辐条，所述辐条在所述轮毂的外圆周表面与所述轮辋的内圆周表面之间延伸；
8.其中每个辐条由挠曲的细长弹簧元件限定，所述弹簧元件的长度大于所述轮毂的所述外圆周表面与所述轮辋的所述内圆周表面之间的径向距离，所述弹簧元件在一端处或朝向所述一端切向固定到所述轮毂的所述外圆周表面并且在它另一端处或朝向它另一端通过铰链连接切向联接到所述轮辋的所述内圆周表面，所述轮辋处的所述切向联接在预定方向上与所述轮毂处的所述切向固定周向间隔开预定角度，使得在未负载状况下，所述轮毂被偏置到所述轮辋内的中心定位的位置，同时在负载状况下，允许所述轮毂相对于所述轮辋径向移动。
9.允许轮毂在负载状况下相对于轮辋径向移动，同时在非负载状况下使轮毂朝向中心定位的位置偏置的辐条的弹性性质提供了集成的悬挂系统，所述集成的悬挂系统允许车轮吸收可能遇到的外力，例如在不平坦表面上驱动车轮移动期间。这消除了对外部悬挂的需要，因此减少了将以其它方式与车轮相关联的组件数量，从而带来大小和成本优势。
10.应当理解，使用至少三个等距间隔开的辐条产生平衡配置，所述平衡配置阻止轮毂相对于轮辋旋转，同时在未负载配置中将轮毂保持在相对于轮辋的中心定位的位置处。
11.弹簧元件中的每个弹簧元件连接在轮毂的外圆周表面与轮辋的内圆周表面之间的方式控制用于形成每个辐条的弹簧元件在向车轮施加导致轮毂相对于轮辋移动的负载期间可能挠曲和变形的程度，从而进一步提高车轮的稳定性。
12.更具体地，轮毂处辐条的刚性切向连接提高了车轮的侧向稳定性，降低了轮毂相对于轮辋的任何扭转移动的风险。
13.另外，轮辋处的铰链切向联接允许弹簧元件相对于轮辋的枢转移动并且减少在弹簧元件挠曲期间施加到弹簧元件的应力。因此，它降低了弹簧元件折断的风险，并且允许使用比弹簧元件刚性连接到轮辋时可能需要的材料柔性较少的材料。
14.应当理解，当与其中轮毂相对于轮辋固定的常规车轮构造相比时，安装轮毂以相对于轮辋移动的车轮的侧向稳定性(以其它方式称为侧向刚度)不可避免地降低。因此，重
要的是弹簧元件以尽可能最大化车轮的侧向稳定性的方式相对于轮辋定位轮毂。不可避免地，使用固定连接将每个弹簧元件的相对端固定到轮毂和轮辋将使所得车轮的侧向刚度最大化。在弹簧元件的两端处使用固定连接会导致每个弹簧元件的弹簧压缩率不成比例地增加——即每单位挠度的负载变化——因此车轮集成悬挂系统的弹簧压缩率不成比例地增加。
15.这意指，如果在轮毂和轮辋处都使用固定连接，则需要更软(即，更柔性)的弹簧元件，以充分降低弹簧压缩率，以允许轮毂相对于轮辋移动，从而提供集成的悬挂系统，特别是在需要相对较低的弹簧速率的应用中——即用于自行车或轻便摩托车。然而，降低弹簧元件的强度使得当车轮被驱动以在延伸穿过轮毂的轮轴上旋转时弹簧元件更无法抵抗轮毂相对于轮辋的旋转，使得通过轮毂向车轮施加驱动力时，弹簧元件更容易断裂。
16.因此，通过在轮毂和轮辋处都使用固定连接实现的侧向刚度的相对较低的增加不足以抵消弹簧元件在使用时断裂的风险。相比之下，当与在轮毂和轮辋处都使用固定连接相比时，允许弹簧元件相对于轮辋枢转移动的在轮辋处使用铰链连接导致较低的弹簧压缩率。因此，在每个弹簧元件与轮辋之间使用铰链连接允许使用更硬的——因此更强的——弹簧元件。
17.当车轮被驱动在延伸穿过轮毂的轮轴上旋转时，当与在轮辋处使用固定连接相比时，使用铰链连接将每个弹簧元件连接到轮辋还导致弹簧元件的应力负载更平滑和更均匀。使用固定连接会导致局部应力负载，因此导致弹簧元件更快疲劳并增加车轮故障的风险。弹簧元件的高应力负载将在弹簧元件结构内产生疲劳并且导致弹簧元件最终出现故障。相比之下，使用铰链连接将每个弹簧元件联接到轮辋允许更好的弹簧元件的疲劳管理，同时还在所得车轮中实现足够程度的侧向刚度。
18.在特别优选的实施例中，所述车轮仅包含三个弹性且等距间隔开的辐条，所述辐条在所述轮毂的所述外圆周表面与所述轮辋的所述内圆周表面之间延伸。
19.优选地，每个弹簧元件可以由层压结构形成，所述层压结构包含一个或多个交替的加强材料层和环氧树脂层以实现需要的弹性。
20.在此类实施例中，增强材料可以选自玻璃纤维、碳纤维、凯夫拉尔(kevlar)(rtm)和麻，并且增强材料优选地布置在层压结构内以跟随弹簧元件的形状，从而提供单向加固效果并且提高弹簧元件的性能。
21.申请人已经发现，通过将每个辐条的弹簧元件布置成在轮毂的外圆周表面与轮辋的内圆周表面之间延伸，使得所述轮辋处的所述切向联接与所述轮毂处的所述切向固定周向间隔开的所述预定角度在100
°
至110
°
的范围内可以提高车轮的稳定性。
22.优选地，每个辐条的所述弹簧元件的所述长度被选择为使得所述弹簧元件在所述轮辋处的所述切向联接与所述轮毂处的所述切向固定之间的所得挠曲使所述弹簧元件在所述轮毂处的所述切向固定相距所述轮辋处的所述切向联接的周向间距的中点处穿过所述轮毂的所述外圆周表面与所述轮辋的所述内圆周表面之间的中点。当车轮经受可能在驱动车辆上遇到的扭矩时，这些相对尺寸引起特别稳定的布置，无论是电机驱动的车轮还是手动驱动的车轮。
23.为了进一步提高车轮的侧向稳定性并且降低轮毂相对于轮辋扭曲的风险，所述轮毂相对于所述轮辋的内部径向尺寸的径向尺寸可以被选择为使得所述轮毂的直径介于所
述轮辋的所述内径的60％与80％之间。
24.当与由轮辋限定的车轮外廓的整体大小相比时，使用相对较大的轮毂减少了收纳辐条的空间并且极大地有助于增加车轮的侧向稳定性。
25.设想的是，在本发明的实施例中，轮毂的直径可以是轮辋内径的70％或80％。然而，在本发明的特别优选的实施例中，申请人已经发现通过使用直径为轮辋内径的60％的轮毂来优化车轮的侧向稳定性。
26.提供限定用于车轮安装件的中空壳体的轮毂允许车轮用于替换现有车轮，因为它允许用于安装车轮的现有车轮固定件被容纳在轮毂中，从而提供现有车轮的直接替代，无需修改用于安装车轮的机构。
27.优选地，车轮安装件固定在由轮毂限定的壳体中，并且轮轴联接到车轮安装件以连接到车辆。
28.在如轮椅、婴儿车或手推车等手动驱动车辆的情况下，例如，车轮安装件可以包含向外凸出的引脚，所述引脚收纳在车辆上的形状和大小互补的插孔中。
29.通过轮辋、轮毂和弹性辐条的相对尺寸实现的侧向稳定性意指根据本发明的车轮能够承受比在手动驱动车辆上可能以其它方式实现的扭矩更大的扭矩。因此，在特别优选的实施例中，所述车轮安装件进一步包含轮毂电机，所述轮毂电机被配置成驱动所述轮毂在所述轮轴上旋转。
30.应当理解，在此类实施例中，轮轴不与车轮一起旋转并且因此必须可固定地收纳在车辆中以允许车辆在车轮旋转时被驱动移动。
31.在车轮内提供轮毂电机，结合弹性辐条提供的悬挂能力，产生大大简化的车轮结构，并且允许车轮以例如弧形配置安装，同时仍实现车轮的期望功能。
32.在此类实施例中，轮毂在轮轴上的旋转的刹车可以通过电机的电刹车来实现。
33.在其它实施例中，轮毂在轮轴上的旋转的刹车可以通过使用更常规的刹车盘组合件来实现。在此类实施例中，刹车盘可以安装在所述车轮安装件的外面(outer face，外表面)上，以便与轮毂一起在总体上平行于所述轮毂但与所述轮毂间隔开的平面中旋转。
34.设想的是，每个弹簧元件可以在其另一端处或朝向其另一端通过机械铰链切向联接到轮辋的内圆周表面。然而，应当理解，机械铰链需要维修，以确保弹簧元件与轮辋的内圆周表面之间的枢转连接正常工作。因此，在其它实施例中，设想的是，可以使用非机械铰链以便将弹簧元件联接到轮辋的内圆周表面。
35.现在将参考附图描述本发明的优选实施例，在附图中：
36.图1示出了根据本发明的第一实施例的车轮的第一侧的正视图；
37.图2示出了图1所示出的车轮的第一侧的透视图；
38.图3示出了图1所示出的车轮的第一侧的进一步透视图；
39.图4示出了图1所示出的车轮的第一侧的分解透视图；
40.图5示出了图1所示出的车轮的第二相对侧的正视图；
41.图6示出了根据本发明的第二实施例的车轮的第一侧的正视图；
42.图7示出了根据本发明的第三实施例的车轮的第一侧的正视图；
43.图8示出了图7所示出的车轮的第一侧的透视图；
44.图9示出了图7所示出的车轮的第二相对侧的透视图；并且
45.图10提供了当车轮被驱动以在延伸穿过轮毂的轮轴上旋转时，在一端处固定连接到车轮的轮毂并且在另一端处铰链地连接到轮辋的辐条的沿长度的应力负载的示意图；
46.图11提供了当车轮被驱动以在延伸穿过轮毂的轮轴上旋转时，在一端处固定连接到车轮的轮毂并且在另一端处固定地连接到轮辋的辐条的局部应力负载的示意图；
47.图12展示了用于测量弹簧压缩率和车轮侧向刚度的车轮尺寸；
48.图13展示了用于测量车轮弹簧压缩率的仪器的实验装置；并且
49.图14展示了用于测量车轮侧向刚度的仪器的实验装置。
50.根据本发明的第一实施例的车轮10示出于图1和2中。车轮10包含轮辋12和轮毂14，所述轮毂限定用于车轮安装件26(图5)的中空壳体。
51.轮毂14通过在轮毂14的外圆周表面18与轮辋12的内圆周表面20之间延伸的三个弹性且等距间隔开的辐条16安装在轮辋12内。每个辐条16由挠曲的细长弹簧元件限定，所述弹簧元件的长度大于所述轮毂14的所述外圆周表面18与所述轮辋12的所述内圆周表面20之间的径向距离c。
52.每个细长弹簧元件在一端22处或朝向所述一端切向固定到所述轮毂14的所述外圆周表面18并且在其另一端24处或朝向所述其另一端通过铰链连接切向联接到所述轮辋12的所述内圆周表面20，所述铰链连接通过机械铰链提供。
53.所述轮辋12处的切向联接在逆时针方向上与所述轮毂14处的切向固定周向间隔开角度θ。
54.角度θ的大小可以根据弹簧元件所需的行为和性能而变化。在图1所示的实施例中，每个辐条16的弹簧元件的相对端处的连接对向的角度θ为110
°
。
55.在其它实施例中，每个辐条16的弹簧元件的相对端处的连接对向的角度θ可以在100
°
至110
°
的范围内。
56.从图1和图2可以看出，辐条16的等距间隔开的布置意指，在未负载状况下，所述轮毂14被偏置到所述轮辋12内的中心定位的位置，同时在负载状况下，允许所述轮毂14相对于所述轮辋12径向移动。
57.应当理解，当负载施加到轮毂14时，如当车轮在不平坦的驱动表面上被驱动时可能发生的，用于形成辐条16的弹簧元件的弹性性质将允许轮毂14相对于轮辋12移动。将轮毂14朝向其在轮辋12内的中心定位的位置偏置的弹簧元件的弹性性质也将起到抑制轮毂14相对于轮辋12的任何由此产生的振荡移动的作用。因此，辐条16用于在由轮辋12限定的车轮外廓的结构和范围内限定集成悬挂系统。
58.每个弹簧元件与轮毂14的外圆周表面18之间的固定连接提高了车轮10的侧向稳定性，降低了轮毂14相对于轮辋12的任何扭转移动的风险。
59.每个辐条16的弹簧元件与轮辋12的内圆周表面20之间的铰链切向联接允许弹簧元件相对于轮辋12的枢转移动并且减少在弹簧元件挠曲期间施加到弹簧元件的应力。因此，它降低了弹簧元件折断的风险，并且允许使用比弹簧元件刚性连接到轮辋12时可能需要的材料柔性较少的材料。
60.在图1和图2所示出的实施例中，每个辐条16的弹簧元件由层压结构形成，所述层压结构包含一个或多个交替的加强材料层和环氧树脂层以实现期望的弹性。
61.每个辐条16的所述弹簧元件的所述长度被选择为使得所述弹簧元件在所述轮辋
12处的所述切向联接与所述轮毂14处的所述切向固定之间的挠曲使所述弹簧元件在所述轮毂14处的所述切向固定相距所述轮辋12处的所述切向联接的周向间距的中点处穿过所述轮毂14的所述外圆周表面18与所述轮辋12的所述内圆周表面20之间的中点。这种布置提高了车轮10的侧向稳定性并且有助于抵抗轮毂14相对于轮辋12的任何扭转移动。
62.轮毂14的外圆周表面18与轮辋12的内圆周表面20之间的中点在图3中标识为x，中点x与轮毂14的外圆周表面18和轮辋12的内圆周表面20间隔相等的距离，标识为x。
63.如图3所示，此中点x以距与轮毂14处的切向固定和轮辋12处的切向联接相等的圆周距离(标识为a)定位。因此，轮毂14处的切向固定与轮辋12处的切向联接的圆周距离在图3中标识为2a。
64.轮毂14的径向尺寸相对于轮辋12的径向尺寸进一步提高了车轮10的侧向稳定性。在图1和2所示出的实施例中，轮毂14的直径a是轮辋12的内径b的60％。这导致轮毂14的外圆周表面18和轮辋12的内圆周表面之间的空间减小，而不是像更常规大小的轮毂那样，用于收纳辐条16。这极大地有助于增加车轮10的侧向稳定性。
65.在本发明的其它实施例中，轮毂14的直径a可以为轮辋12的内径b的60％与80％之间。轮毂14的直径a例如可以是轮辋12的内径b的70％或80％。然而，优选的是，轮毂14的直径a是轮辋12的内径b的60％。
66.参考图5，可以看出，轮毂14容纳车轮安装件26，所述车轮安装件包含向外凸出的轮轴28，用于接合在车辆(未显示)中对应形状的插孔内。
67.参考图4，可以看出，车轮安装件26包含轮毂电机30，其被配置成驱动轮毂14相对于轮轴28旋转。更具体地，轮毂电机30包含围绕轮毂14的内圆周表面34安装的多个永磁体32。多个线圈36安装在定子38上，所述定子进而安装并固定在轮轴28上。
68.在向线圈36施加交流电时，经过仔细控制，可以驱动永磁体32绕线圈36旋转，从而驱动轮轴28上的轮毂14旋转。
69.由轮毂马达30施加到轮毂14的驱动力导致轮毂14的扭转负载，所述扭转负载趋向于驱动轮毂14相对于轮辋12的旋转。辐条16的弹簧元件与轮毂14和轮辋12之间的连接性质，以及辐条16的弹簧元件相对于辐条16所容纳的空间的尺寸，意指辐条16的弹簧元件在扭转负载下形成刚性梁结构并且抵抗轮毂14相对于轮辋12的旋转。
70.为了便于在使用时使轮毂14在轮轴28上的旋转刹车，车轮10包含刹车盘40(图5)，所述刹车盘安装在车轮安装件26的外面上，以便与轮毂14一起在总体上平行于轮毂14但与所述轮毂间隔开的平面中旋转。在使用时，在车辆上，刹车片将被应用到刹车盘40以产生摩擦并且由此使轮毂14在轮轴28上的旋转刹车。
71.参考图5，可以看出轮轴28具有正方形横截面。因此，应当理解，当轮轴28在使用时被收纳在车辆中的相应形状的插孔中时，轮轴将无法旋转。设想的是，在其它实施例中，轮轴28可以延伸穿过车轮安装件26的中心，以便从两侧凸出以在使用时收纳在轮毂14两侧的插孔中。
72.还应当理解，除了刹车盘之外，或者代替刹车盘，电机30可以用于使轮毂14在轮轴28上的旋转刹车。
73.当与其中轮毂14通过刚性辐条16相对于轮辋12固定的常规车轮结构相比时，安装有轮毂14以相对于轮辋12移动的车轮10的侧向稳定性(也称为侧向刚度)不可避免地降低，
所述刚性辐条在轮毂14与轮辋12之间的每一端处固定地连接。因此，重要的是辐条16以尽可能最大化车轮10的侧向稳定性的方式相对于轮辋12定位轮毂14。
74.应当理解，如上所述，使用固定连接将弹性辐条16中的每个弹性辐条的相对端固定到轮毂14和轮辋12将使所得车轮10的侧向稳定性最大化。然而，当与使用在轮毂14处固定连接和在轮辋12处铰链连接的相同辐条16相比时，在辐条16的两端处使用固定连接导致每个辐条16的弹簧压缩率不成比例地增加。
75.当在轮毂14和轮辋12处都使用固定铰链时，轮毂14不会相对于轮辋12移动到提供集成悬挂系统所需的程度，除非使用相对较软(即，相对较柔性)的辐条16。这是因为使用相对较软的辐条16会降低弹簧压缩率，从而允许轮毂14相对于轮辋12移动。在施加到轮毂14的负载相对较低的情况下，如在自行车或轻便摩托车中的情况，使用相对较低的弹簧压缩率是特别必要的。
76.然而，使用相对较软(即，相对较柔性)的辐条16会降低辐条16的强度，从而当与较硬的辐条16相比时，当车轮10被驱动在延伸穿过轮毂14的轮轴上旋转时，使得辐条更无法抵抗轮毂14相对于轮辋12的旋转，使得辐条更容易断裂。
77.风险也将存在于较高负载应用中，其中辐条16在使用时将不可避免地经受较大的扭矩，但有效地使较低负载应用不可能实现。
78.通过在轮毂14和轮辋12处使用辐条16的固定连接实现的侧向稳定性的相对低的增加不足以抵消辐条16在使用时断裂的风险。
79.下文描述的实例1和2说明了根据本发明的车轮10和其中辐条16与轮辋12之间的铰链连接由固定连接代替的相同车轮的弹簧压缩率和侧向刚度如何。
80.实例1-根据本发明的车轮10
81.弹簧压缩率
82.首先，根据本发明的车轮10通过总体上水平延伸穿过车轮10的轮毂14的轮轴86竖直安装在机械拉伸试验台80中(如图12所示)。车轮10包含三个弹性、等距间隔开的辐条16，所述辐条由层压结构形成，所述层压结构包含一个或多个交替的增强材料层和环氧树脂层。参考图13，车轮10的尺寸如下：
83.·
车轮直径(m)＝430mm
84.·
轮毂直径(n)＝250mm
85.·
连接到轮毂和轮辋之间的辐条长度(o)＝220mm
86.·
辐条宽度(p)＝80mm
87.每个辐条16(未示出)的厚度为7.5mm
88.负载传感器82在车轮10的最低点处与轮辋12的外表面84接触，以便测量轮毂14在车轮10的外廓内朝向轮辋12和负载传感器82位移时的负载。
89.机械试验台80包含数字游标距离测量系统，其布置成测量轮毂14远离静止位置的位移，其中在朝向轮辋12施加负载时，轮毂14相对于轮辋12位于中心。
90.数字游标距离测量系统连接到控制箱，所述控制箱被编程为遵循预设的测试例程，在所述测试例程期间，通过将轮毂14相对于轮辋12朝向负载传感器82位移25mm的距离来负载车轮10。负载传感器82测量车轮10在负载下时每mm位移的平均力。
91.在围绕车轮10的圆周的不同点重复测试3次导致车轮10的弹簧压缩率的平均测量
结果为50.24n/mm，由相对于轮辋12定位轮毂14的辐条16的系统创建。
92.侧向刚度
93.接下来，通过穿过轮毂14的竖直朝向的轮轴86(图14中所示)将车轮10侧装在机械拉伸试验台80中，使得车轮10被牢固地保持在其侧面上。在此布置中，负载传感器82定位成与轮辋12的边缘88接触，以便测量轮毂14沿轮轴86在大体上朝向与负载传感器82接触的车轮10的一侧的方向上的位移的负载。
94.数字游标距离测量系统被布置成测量轮毂14从静止位置的位移，在所述静止位置中，轮毂14相对于轮辋12，在平行于轮轴86的方向上并朝向与负载传感器82接触的车轮10的一侧位于中心。
95.数字游标距离测量系统连接到控制箱，所述控制箱被编程为遵循预设的测试例程，在所述测试例程期间，通过使轮毂14在平行于轮轴86的方向上并朝向与负载传感器82接触的车轮10的一侧位移25mm的距离来负载车轮10。负载传感器82测量车轮10在负载下时每mm位移的平均力。
96.在围绕车轮10的圆周的不同点重复测试3次导致车轮10的侧向刚度的平均测量结果为19.9n/mm。
97.实例2-包含辐条与轮辋之间的固定连接的车轮
98.除了在每个辐条16的端部与轮辋12之间提供固定连接外，结构与车轮10相同的车轮然后经受相同的测试以便测量车轮的弹簧压缩率和侧向刚度。
99.采用与上述测试程序相同的测试程序来测量弹簧压缩率和侧向刚度，得出以下平均值：
100.·
弹簧压缩率＝99.04n/mm
101.·
侧向刚度＝24.41n/mm
102.因此，使用铰链连接将每个辐条16连接到轮辋12，以允许辐条16相对于轮辋12的枢转移动，与使用相同辐条16但在轮毂14和轮辋12处具有固定连接的相同车轮相比，实现了展现出较低弹簧压缩率的车轮10。
103.当辐条16铰链地连接到轮辋12时，这种对弹簧压缩率的影响有助于使用更硬——因此更强——的辐条16，因为对于任何给定的辐条16，铰链连接的使用等同于将弹簧压缩率减半，同时仅将侧向刚度降低大约17％。
104.这进而意指可以在较低负载应用中使用较硬的辐条16，因此当车轮10被驱动在延伸穿过轮毂14的轮轴上旋转而不断裂时，增加了辐条16承受试图使轮毂14相对于轮辋12转动的扭矩的能力。
105.如图10示意性所展示的，当驱动车轮10在延伸穿过轮毂14的轮轴(未示出)上旋转时，使用铰链连接将每个辐条16的一端连接到轮辋12并且使用固定连接将辐条16的另一端连接到轮毂14导致这导致沿辐条16的长度的更平滑和更均匀的应力分布，如力线a所展示的。
106.相反，如图11示意性所展示的，当驱动车轮10在延伸穿过轮毂14的轮轴(未示出)上旋转时，使用固定连接将每个辐条16的端部联接到轮辋12和轮毂14导致辐条16内的局部应力负载，如力线a所展示的。应力负载的这种局部应用导致辐条16更快疲劳并且因此导致车轮故障的更大风险。每个辐条16的高应力负载将在辐条16的结构内产生疲劳并且导致辐
条16最终出现故障。
107.因此，在每个辐条16与轮辋12之间使用铰链连接允许更好的疲劳管理，同时还在车轮10中实现足够程度的侧向刚度。
108.图1-图4所示出的每个辐条16的弹簧元件与车轮10的轮辋20的内圆周表面20之间的铰链连接。在其它实施例中，然而可以使用非机械铰链以减少为了维持每个辐条16的弹簧元件相对于轮辋的内圆周表面20的枢转移动而可能需要的维护。此类车轮10'示出于图6中。
109.由于图6所示出的车轮10'的结构与图1-图4所示出的车轮10相同，除了使用非机械铰链之外，使用相同的附图标记来说明车轮10'的各个组件。因此，将不进一步详细地描述车轮10'。
110.设想的是，非机械铰链可以采用由塑料材料或其它复合材料形成的活动铰链的形式。
111.根据本发明的第三实施例的车轮50示出于图6-图8中。车轮50包含轮辋52和轮毂54，所述轮毂限定用于车轮安装件(未示出)的中空壳体。
112.轮毂54通过在轮毂54的外圆周表面58与轮辋52的内圆周表面60之间延伸的三个弹性且等距间隔开的辐条56安装在轮辋52内。如在图1-4所示出的实施例中，每个辐条56由挠曲的细长弹簧元件限定，所述弹簧元件的长度大于所述轮毂54的所述外圆周表面58与所述轮辋52的所述内圆周表面60之间的径向距离c。
113.每个细长弹簧在一端62处或朝向所述一端切向固定到所述轮毂54的所述外圆周表面58并且在其另一端64处或朝向所述其另一端通过铰链连接切向联接到所述轮辋52的所述内圆周表面60。
114.在图7所示出的实施例中，铰链连接是通过非机械铰链提供的。设想的是，非机械铰链可以由塑料材料或其它复合材料以类似于图6所示出的实施例中采用的非机械铰链的方式形成的活动铰链限定。
115.所述轮辋52处的切向联接在逆时针方向上与所述轮毂54处的切向固定周向间隔开角度θ。
116.在图7所示的实施例中，每个辐条56的弹簧元件的相对端处的连接对向的角度θ为110
°
。与参考图1描述的实施例一样，设想的是，角度θ的大小在其它实施例中可以根据弹簧元件所需的行为和性能而变化。
117.在其它实施例中，每个辐条56的弹簧元件的相对端处的连接对向的角度θ可以在100
°
至110
°
的范围内。
118.辐条56的等距间隔开的布置意指，在未负载状况下，所述轮毂54被偏置到所述轮辋52内的中心定位的位置，同时在负载状况下，允许所述轮毂54相对于所述轮辋52径向移动。
119.在向轮毂54施加负载时，辐条16将以与已经参照图1所示出的实施例描述的相同方式提供集成的悬挂和阻尼效果。因此，在此不重复辐条16的行为。
120.以与图1所示出的实施例相同的方式，每个辐条56的弹簧元件由层压结构形成，所述层压结构包含一个或多个交替的加强材料层和环氧树脂层以实现期望的弹性。
121.每个辐条56的所述弹簧元件的所述长度被选择为使得所述弹簧元件在所述轮辋
52处的所述切向联接与所述轮毂54处的所述切向固定之间的挠曲使所述弹簧元件在所述轮毂54处的所述切向固定相距所述轮辋52处的所述切向联接的周向间距的中点处穿过所述轮毂54的所述外圆周表面58与所述轮辋52的所述内圆周表面60之间的中点。这种布置提高了车轮50的侧向稳定性并且有助于抵抗轮毂54相对于轮辋52的任何扭转移动。
122.先前参考图3说明的中点x的位置同样适用于图6所示出的实施例，并且在此不再重复。
123.轮毂54的径向尺寸相对于轮辋52的径向尺寸进一步提高了车轮50的侧向稳定性。以与图1和2所示出的实施例相同的方式，轮毂54的直径a是轮辋52的内径b的60％。这导致轮毂54的外圆周表面58和轮辋52的内圆周表面之间的空间减小，而不是像更常规大小的轮毂那样，用于收纳辐条56。这极大地有助于增加车轮60的侧向稳定性。
124.在本发明的其它实施例中，轮毂54的直径a可以为轮辋52的内径b的60％与80％之间。轮毂54的直径a例如可以是轮辋52的内径b的70％或80％。然而，优选的是，轮毂54的直径a是轮辋52的内径b的60％。
125.图7所示出的实施例与已经参考图1-图4描述的实施例的不同之处在于它不包含收纳在由轮毂54限定的中空壳体中的车轮安装件。中空壳体替代地是空的，如可以从图9看出。这样做的原因是允许通过用于将更常规的车轮安装在车辆上的相同的车轮安装机构来让要安装的车轮50代替更常规的车轮。
126.为此，轮毂54包含设置在侧壁72中的一系列孔70，以便允许使用螺栓将车轮50固定到另一个车轮安装件。
127.这允许用户受益于收纳在轮毂54的外圆周表面58与轮辋52的内圆周表面60之间限定的相对小的外廓内的辐条56的功能。