專利名稱：輪輞和輪轂安裝組件的制作方法
技術領域：
本發明通常涉及玩具車輪，尤其涉及玩具車輪的安裝機構。
背景技術：
市場上有各種類型的玩具車輛。玩具車輛的行進通常通過手動推動玩具車輛產 生，玩具車輛具有自由轉動車輪。該車輪可繞軸自由轉動，軸轉動地附接到玩具車輛的底 盤。行進還可通過電動機向前輪或后輪的轉動提供動力或向所有四個輪子提供動力產生， 例如具有無線電控制(RC)的車輛。還有各種其他的方式來產生行進。 許多玩具車輛具有可互換的部件，使得車輛外觀可根據所有者的選擇來改變或定 制。無線電控制玩具車輛特別流行這個。例如，各種可互換的車身樣式可設計成使得每個 車身樣式可安裝在同樣的底盤上。有各種安裝機構用于車身的固定安裝和移除。同樣存在 各種玩具車輛設計允許輪胎/車輪和輪輞可被移除和被不同樣式的可互換的車輪替代。例
如，各種輪輞設計能夠可互換地與不同輪胎/車輪的設計成對。選擇的各種輪胎和輪輞組 合然后能可互換地安裝在轉動地附接底盤的輪轂或軸上。 通常，當作為選擇時，輪輞和輪胎/車輪附接到玩具車輛輪轂上和從其上移除需
要使用工具以擰緊或松開螺絲或螺栓，通常為十字頭螺絲起子或六角形扳手。這對于較小
的孩子來說是有挑戰的甚至是危險的，對年齡較大的個體來說也要消耗時間。 —些玩具車輛概念的本質要求組裝過程盡可能迅速、簡單和安全。這就需要一種
方法和設計，其中該設計允許車輪的安裝和移除滿足所有這三個準則。需要一種設計以允
許快速簡單的方法手動附接、移除和替換車輪/輪胎組件上的輪輞和每個車輛軸端部處的
車輪輪轂上的車輪/輪胎組件，而不使用任何工具。
發明內容
本發明是一種用于玩具輪輞和輪胎/車輪組件的快速安裝和拆卸的設計，包括具 有外部輪胎部分和在外部輪胎部分內的內部芯套的輪胎/車輪，其中內部芯套具有橫向 孔，橫向孔具有內部圓柱壁，其中內部壁具有多個類似環或環狀的凹槽。內部芯套可通過伸 縮縫分隔以允許將輪輞壓配合在輪胎上和將組件壓配合到車輪輪轂上，車輪輪轂通過軸、 軸承或類似部件可轉動地安裝在車輛底盤上。 這種設計允許快速簡單的方法手動附接、移除和替換車輪/輪胎組件上的輪輞和
每個車輛軸端部處的車輪輪轂上的車輪/輪胎組件，而不使用任何工具。 通常，當作為選擇時，輪輞和輪胎/車輪附接到玩具車輛上以及從其上移除需要
使用工具以擰緊或松開螺絲或螺栓，通常為十字頭螺絲起子或六角形扳手。這對較小的孩
子來說是有挑戰的甚至是危險的，對年齡較大的個體來說也是要消耗時間的。然而，對于一
些玩具設計概念來說，要求組裝過程盡可能地快速、簡單、安全，這通常由玩具的目標年齡來決定。本發明教導了一種簡單的"手動卡扣"方法，通過它該設計使得車輪的安裝可滿足 全部三個準則--決速、簡單和安全。 組裝設計包括三個主要部件；1.車輪輪轂(其通過車軸永久地和轉動地附接到車 輛底盤)，2.輪胎/車輪組件(由內部芯環套和外部輪胎組成)和3.輪輞或車輪蓋。
車輪輪轂基本是圓柱體，該圓柱體具有相對于其外側端部和內側端部(靠近底 盤)定位在中部并繞其外部周長延伸的凸起的(例如，大約lmm)環或凸緣。靠近輪轂的外 側端部(遠離底盤部件)可存在內置外接凸起八邊形帽環或具有其他多邊形幾何形狀(三 角形、四邊形、五邊形、六邊形或其他不規則多邊形或非圓形幾何形狀)或其他阻擋輪胎/ 車輪相對于輪轂轉動的幾何形狀的帽環。 輪胎/車輪組件包括兩個主要部件；內部芯環套和外輪胎面。連接到輪轂的芯環 套的一側端部對應于車輪輪轂的凸起八邊形帽環可具有用于接收車輪輪轂的八邊形的開 口。輪轂的凸八邊形帽的尺寸可設定為以滑動配合的最小間隙滑入芯環套的凹八邊形開口 內。車輪輪轂的帽環和芯環套開口的滑動配合阻止了輪胎/車輪組件相對于車輪輪轂滑動 或轉動。 該裝置可包括對應于輪轂的凸起環和八邊形帽的一系列環形凹槽或凹入的環和 沿著輪胎芯環套的內壁周長的環形截面。這允許在輪轂和輪胎之間的彈簧鎖配合。開口的 八邊形形狀和沿著孔的軸向長度的環形截面能夠消除當凸輪轂和凹輪胎環套均具有環形 截面且光滑時將發生的任何滑動。車輪輪轂的凸起環或凸緣可在芯環套的內壁內凹入環處 卡扣到位。內部芯或孔的八邊形形狀可修改為任意多邊形形狀或其他將阻止相對于輪轂轉 動的形狀。 同樣地，輪輞具有繞其周長壁的凸起環，其對應于與輪轂端部相對的輪胎芯環套
芯壁上的其他帶齒的環形環或凹槽。這允許在輪輞和輪胎之間的彈簧鎖配合。 為了將輪胎從輪轂上移除，一個人需要簡單地使用適度的力將輪胎從輪轂手動拉
出以便使鎖住的環分開。為了將輪轂從輪胎上移除，一個人可將手指插入輪胎芯環套的八
邊形開口中并推壓輪輞的內側直到互鎖環脫離。 本發明的這些和其他有利特征將在以下描述中變得更加顯而易見。
為了更好地理解本發明，將參考附圖，其中 圖1為車輪輪轂和底盤界面的透視圖； 圖2為車輪輪轂和底盤界面的前側平面圖； 圖3為用于車輪輪轂界面的輪胎/車輪組件的側面透視圖； 圖4為用于輪輞界面的輪胎/車輪組件的相對側透視圖； 圖5為輪輞的透視圖； 圖6為揭露芯環套的內壁的輪胎/車輪組件的橫向截面圖； 圖6A為示出凸起肋的輪輞的前平面圖；禾口 圖7為輪輞_輪胎/車輪_車輪輪轂界面的分解圖。 盡管本發明允許各種改進和其他形式，圖中通過實例示出了其具體實施方式
并將 在下面進行詳細描述。然而，應理解的是，這里的附圖和詳細說明并沒有意圖將本發明限制
5為所公開的具體實施方式
，相反地，目的是涵蓋落入所附權利要求所定義的本發明的精神 和范圍內的所有變型、等同物和選擇。
具體實施例方式
根據本發明的實施方式，在圖1-6中示出了各種視圖且各視圖一致地使用相同的 附圖標記來表示所有各種視圖和圖形中的本發明的相似和相應部件。此外，請注意，本發明 的給定零件或部件的附圖標記的第一個數字應當與該零件或部件第一次被標注的圖中的 圖號對應。 本發明的一個實施方式包括具有外部輪胎部分和在外部輪胎部分內的內部芯套 的輪胎/車輪，其中，內部芯套具有圓柱形內壁，內壁可具有多個環形凹槽，該實施方式教 導了一種新的裝置和方法，用于用快速容易的方法來手動附接、替換可互換的輪輞到車輪 /輪胎組件上及從其上移除可互換的輪輞，以及用快速容易的方法來手動附接、替換車輪/ 輪胎組件到車軸的每一端部處的車輪輪轂上及從其上移除輪/輪胎組件，而不使用任何工 具。 本發明的細節和各種實施例通過參考附圖可更好地理解。參考圖1 ，示出了車輪輪 轂和底盤界面的透視圖。示出的車輪輪轂通過軸或在圖中未示出的軸承元件能轉動地附接 到底盤102。車輪輪轂100具有主圓柱形軸主體101，其遠離底盤向外延伸以便在其上接收 輪胎/車輪組件。圓柱形軸101具有外部周長表面103，輪胎/車輪組件安裝在其上。圓 柱形軸主體101從內側端部110延伸到外側端部108。凸起肋104位于在外側端部108和 內側端部110之間的中部，用于橫向保持輪胎/車輪組件。鄰近外側端部為外接八邊形帽 106，以利用來阻止輪胎/車輪組件相對于車輪輪轂的圓柱形軸的滑動和轉動。所示車輪輪 轂100也具有止擋件112，可阻止輪胎/車輪組件被向內推壓得太遠而不能正確與凸起肋接 合和進一步在輪胎/車輪組件和底盤側面之間產生摩擦界面。參考圖2，所示為車輪輪轂的 前側平面圖。這側平面圖揭示了帽的八邊形形狀，該帽具有對應于輪胎/車輪組件的八邊 形開口 306的幾何形狀。八邊形式樣的使用阻止了在車輪輪轂的圓柱形軸和輪胎/車輪組 件之間的滑動轉動。其他幾何形狀也可利用來達到相同的效果。該概念使用具有除圓形截 面之外的例如多邊形的幾何形狀的帽，從而阻止輪胎/車輪組件相對于輪轂的圓柱形軸轉 動或滑動。 參考圖3，示出了車輪輪轂界面的輪胎/車輪組件的側面透視圖。所示輪胎/車輪 組件300具有兩個主要部分外部輪胎部分302和內部芯環套部分304。外部輪胎部分302 可具有多個包括各種胎面設計和輪胎高度的設計。然而，無論輪胎/車輪組件的結構如何， 內部芯環套部分304基本保持相同，使得內部芯環套部分可完全與多個具有車輪輪轂的底 盤設計互換，同樣完全與多個輪輞設計互換。所示內部芯環套部分304具有八邊形開口306 用于接收具有八邊形帽的車輪輪轂100的圓柱形軸。八邊形開口與具有圓柱形內壁308的 內部孔相通。內部圓柱形壁具有各種八邊形環狀凹入部分和各種圓環凹槽。圓環凹槽312 用來將輪胎/車輪組件300橫向保持到車輪輪轂100。還使用圓環凹槽311來將輪輞保持 到輪胎車輪組件。八邊形環310用來阻止在輪胎/車輪組件300和車輪輪轂的圓柱形軸 101之間的滑動或轉動。內部芯環套部分304可選擇地被伸縮縫314分隔，當輪輞被壓配合 到輪胎/車輪組件或當輪胎/車輪組件被壓配合到輪轂的圓柱形軸時，伸縮縫314允許內
6部芯向外延伸。伸縮縫可由外部輪胎部分的彈力向內推或向內偏置。參考圖4，示出了用于 輪輞界面的輪胎/車輪組件300的相對側透視圖。該視圖揭示了圓形開口 316，圓形開口 316與具有內部圓柱形壁308的圓形孔相通。而且，還示出了各種凹槽311。這圓形開口用 于接收各種輪輞設計。圓形孔具有用于阻止滑動的八邊形凹槽和用于阻擋橫向移動的圓形 凹槽。孔的八邊形環狀部分不需要相對于圓形開口 316凹入，其可接收輪輞。
參考圖5，所示為輪輞的透視圖。輪輞500內部具有圓柱形幾何形狀，其具有對應 于輪胎/車輪組件的圓形開口的圓形截面。輪輞500具有與汽車的全尺寸輪輞的表面相同 的表面設計502。輪輞500還具有圓柱形側壁504，其形成輪輞的周長。圓柱形側壁504在 其上具有凸起肋506，其繞側壁的周長延伸。凸起肋506與輪胎/車輪組件的內部圓柱形壁 的圓環凹槽接合。這肋將輪輞橫向地保持在輪胎/車輪組件內。 圖6所示為輪胎/車輪組件的橫向截面圖，揭示了芯環套的內壁。車輪輪轂具有圓 柱形軸，圓柱形軸向外延伸且具有凸起肋和凸起外接八邊形帽。圖6A為輪輞的前平面圖， 示出了相同的肋。輪輞的前平面圖還示出了凸起八邊形帽。八邊形帽定位靠近外側端部且 肋相對于內側端部和外側端部位于中部。圖7提供了輪輞_輪胎/車輪_車輪輪轂界面的 截面圖。 本發明的一個實施方式是一種在包括適于繞其外部周長接收輪胎部分302的芯 套304的玩具車輛上快速安裝和拆卸車輪和輪輞的裝置，其中，芯套具有內部橫向圓柱形 孔307，所述孔307的圓柱形內壁308具有基本沿所述孔的第一和第二內部周長延伸的第一 和第二凹槽。該實施方式進一步包括具有從內側端部110延伸到遠端外側端部108的圓柱 形軸101的車輪輪轂100，其中，所述圓柱形軸具有外部圓柱形表面103，所述表面具有第一 凸起肋104，第一凸起肋104基本繞表面周長外接并布置在內側端部和外側端部之間中部 處，且所述第一凸起肋具有基本符合第一凹槽的幾何形狀。 圓柱形軸101可移除地插入所述孔中，使得所述第一凸起肋可移除地與所述第一 凹槽接合。本發明的另一個實施方式可包括具有圓柱形外部輪輞表面的輪輞，其中，外部輪 輞表面可具有繞外部輪輞表面周長外接的第二凸起肋。第二凸起肋可具有符合第二凹槽的 幾何形狀。輪輞可移除地插入所述孔中，使得所述第二凸起肋可移除地與所述第二凹槽接合。 另一個實施方式可具有基本沿著所述孔的第三周長延伸的第三凹槽，其中，車輪 輪轂的所述外部圓柱形表面可具有繞接近所述外側端部的外部圓柱形表面的第二周長外 接的凸起帽，所述帽可具有基本符合所述第三凹槽的第二幾何形狀。根據此實施方式，圓柱 形軸能夠可移除地插入所述孔中，使得所述第一凸起肋可移除地與所述凹槽接合且所述帽 可移除地與所述第三凹槽接合。第一和第二肋可具有圓形幾何形狀且所述帽可具有繞圓柱 形軸外接的多邊形幾何形狀。多邊形幾何形狀可以是八邊形。然而，其他多邊形形狀以及 其他幾何形狀也可以起到該作用，只要它們是非圓形的和可操作地阻擋芯套相對于車輪輪 轂轉動。 本發明可作為一種在玩具車輛上快速安裝和拆卸車輪的方法實施，該方法包括提 供適于繞其外部周長接收輪胎部分的芯套的步驟，其中，芯套具有內部圓柱形孔，所述孔的 圓柱形內壁具有基本沿所述孔的內部周長延伸的凹槽。芯套還具有安裝在其上的輪胎或可 提供和安裝的輪胎。該方法進一步包括提供具有從內側端部延伸到遠端外側端部的圓柱形軸的車輪輪轂，其中，所述圓柱形軸具有外部圓柱形表面，且所述表面具有基本繞表面周長 外接并布置在內側端部和外側端部之間中部的凸起輪轂肋，且所述肋具有基本符合凹入環 的幾何形狀。 操作者能夠可移除地將車輪輪轂的圓柱形軸插入所述孔內，使得所述肋可移除地
與所述凹槽接合。提供芯套的步驟還可包括提供這樣的芯套，即所述圓柱形內壁具有基本
沿所述孔的第二和第三周長延伸的第二和第三凹槽，且凸起帽基本繞接近所述外側端部的
所述外部圓柱形表面的第二周長外接，其中，所述帽具有第二非圓形幾何形狀以基本符合
所述第二凹槽。當插入時，用戶還能夠可移除地將所述第二凹槽與所述帽接合。 該方法還可進一步包括提供具有圓柱形外部表面的輪輞，其中，所述外部輪輞表
面具有繞外部輪輞表面周長外接的第二凸起肋。操作者能夠可移除地接合第二凸起肋和第
三凹槽。凸起肋和凹槽通常可作為具有一致幾何形狀的互補接合環部分。任一部件可具有
肋或凸起環部分或凹入環部分而不脫離本發明。 上述方法可使用在零售環境下，其中，購買者可選擇購買玩具車輛和從多種輪胎/
車輪和輪輞中選擇并快速將它們安裝在車輛上。由于安裝不需要螺絲釘或螺母或特殊工
具，使得安裝過程簡單安全，從而使得未成年人能快速安全地完成該工作。
以上所示各種輪輞/輪胎/車輪實施方式闡述了用于以快速簡單的方式手動附
接、移除和替換的新穎的方法和裝置。本發明的用戶可基于想要的應用選擇以上任意實施
方式或其等同物。在這點上，認識到可在不脫離本發明的精神和范圍內使用本輪輞和輪胎
/車輪設計的各種形式。 通過前述描述很明顯的是，本發明的某些方面在這里不受實施方式中特定細節的 限制，因此對本領域技術人員來說可預期對其進行其他的及其等同的改進和應用。因而權 利要求應涵蓋了沒有脫離本發明的精神和范圍的所有這些改進和應用。 本發明的其他方面、目的和優點可從附圖、公開內容和所附權利要求的研究中獲得。
權利要求
一種用于在玩具車輛上快速安裝和拆卸車輪的裝置，包括芯套，所述芯套適于繞其外部周長接收輪胎部分，其中，所述芯套具有內部圓柱形孔，所述孔的圓柱形內壁具有基本沿所述孔的內部周長延伸的凹槽；車輪輪轂，所述車輪輪轂具有從內側端部延伸到遠端外側端部的圓柱形軸，其中，所述圓柱形軸具有外部圓柱形表面，所述表面具有基本繞外部圓柱形表面的周長外接并布置在所述內側端部和所述外側端部之間中部處的凸起肋，并且所述肋具有基本符合所述凹槽的幾何形狀；和所述圓柱形軸可移除地插入所述孔中，使得所述肋可移除地接合所述凹槽。
2. 如權利要求1所述的裝置，其中，所述孔具有基本沿所述孔的第二內部周長延伸的 非圓形內部部分，所述外部圓柱形表面具有基本繞接近所述外側端部的外部圓柱形表面的 第二周長外接的凸起帽，并且所述帽具有基本符合所述非圓形部分的非圓形幾何形狀，用 于阻擋所述芯繞所述車輪輪轂的轉動。
3. 如權利要求2所述的裝置，其中，所述圓柱形軸可移除地插入所述孔中，使得所述肋 可移除地接合所述凹槽，并且使得所述帽可移除地接合所述非圓形內部部分。
4. 如權利要求3所述的裝置，其中，所述肋具有圓形幾何形狀，所述帽具有多邊形幾何 形狀。
5. 如權利要求4所述的裝置，其中，所述多邊形幾何形狀是八邊形。
6. —種用于在玩具車輛上快速安裝和拆卸車輪和輪輞的裝置，包括 芯套，所述芯套適于繞其外部周長接收輪胎部分，其中，所述芯套具有內部圓柱形孔，所述孔的圓柱形內壁具有基本沿所述孔的第一和第二內部周長延伸的第一和第二凹槽；車輪輪轂，所述車輪輪轂具有從內側端部延伸到遠端外側端部的圓柱形軸，其中，所述 圓柱形軸具有外部圓柱形表面，所述表面具有基本繞所述表面的周長外接并布置在所述內 側端部和所述外側端部之間中部處的第一凸起肋，所述第一凸起肋具有基本符合第一凹槽 的幾何形狀；所述圓柱形軸可移除地插入所述孔中，使得所述第一凸起肋可移除地接合所述第一凹槽；具有圓柱形外部輪輞表面的輪輞，其中，所述外部輪輞表面具有繞外部輪輞表面的周 長外接的第二凸起肋，所述第二凸起肋具有符合第二凹槽的幾何形狀；禾口所述輪輞可移除地插入所述孔中，使得所述第二凸起肋可移除地接合所述第二凹槽。
7. 如權利要求6所述的裝置，其中，所述孔具有基本沿所述孔的第三周長延伸的非圓 形內部部分，所述外部圓柱形表面具有基本繞接近所述外側端部的外部圓柱形表面的第二 周長外接的凸起帽，并且所述帽具有基本符合所述非圓形內部部分的第二幾何形狀。
8. 如權利要求7所述的裝置，其中，所述圓柱形軸可移除地插入所述孔中，使得所述第 一凸起肋可移除地接合所述凹槽，并且使得所述帽可移除地接合所述非圓形內部部分。
9. 如權利要求8所述的裝置，其中，所述第一和第二肋具有圓形幾何形狀，所述帽具有 多邊形幾何形狀。
10. 如權利要求9所述的裝置，其中，所述多邊形幾何形狀是八邊形。
11. 一種用于在玩具車輛上快速安裝和拆卸車輪的方法，包括以下步驟 提供適于繞其外部周長接收輪胎部分的芯套，其中，所述芯套具有內部圓柱形孔，所述孔的圓柱形內壁具有基本沿所述孔的內部周長延伸的凹槽；提供具有從內側端部延伸到遠端外側端部的圓柱形軸的車輪輪轂，其中，所述圓柱形 軸具有外部圓柱形表面，所述表面具有基本繞所述表面的周長外接并且布置在所述內側端 部和所述外側端部之間中部處的凸起肋，并且所述肋具有基本符合凹入環的幾何形狀；禾口可移除地將所述圓柱形軸插入所述孔中，使得所述肋可移除地接合所述凹槽。
12. 如權利要求ll所述的方法，其中，提供芯套的步驟包括提供這樣的芯套，即所述圓 柱形內壁具有基本沿所述孔的第二和第三周長延伸的非圓形內部部分和第三凹槽，以及提 供所述車輪輪轂包括提供基本繞接近所述外側端部的所述外部圓柱形表面的第二周長外 接的凸起帽，其中，所述帽具有基本符合所述非圓形內部部分的第二非圓形幾何形狀。
13. 如權利要求11所述的方法，其中，可移除地插入的步驟包括可移除地將所述第二 凹槽與所述帽接合。
14. 如權利要求11所述的方法，進一步包括提供具有圓柱形外部表面的輪輞的步驟， 其中，所述外部輪輞表面具有繞外部輪輞表面的周長外接的第二凸起肋。
15. 如權利要求14所述的方法，進一步包括可移除地接合所述第二凸起肋和第三凹槽 的步驟。
16. —種裝置，包括芯套，所述芯套適于繞其外部周長接收輪胎部分，其中，所述芯套具有內部圓柱形孔， 所述孔的圓柱形內壁具有基本沿所述孔的內部周長延伸的接合環部分；車輪輪轂，所述車輪輪轂具有從內側端部延伸到遠端外側端部的圓柱形軸，其中，所述 圓柱形軸具有外部圓柱形表面，所述表面具有基本繞外部圓柱形表面的周長外接并且布置 在所述內側端部和所述外側端部之間中部處的互補接合環部分，并且所述互補接合環部分 具有基本符合所述接合環部分的幾何形狀，所述圓柱形軸可移除地插入所述孔中，使得所 述接合環部分接合所述互補接合環部分。
全文摘要
一種用于玩具輪輞和輪胎/車輪組件安裝的快速安裝和拆卸的設計和方法，該組件包括具有外部輪胎部分和在外部輪胎部分內的內部芯環套的輪胎/車輪，其中，內部芯環套具有內部圓柱形壁，其中，內壁具有多個環形凹槽。內部芯環套可通過伸縮縫分隔以允許將輪輞壓配合在輪胎上和將組件壓配合到輪轂上。
文檔編號B60B37/00GK101711204SQ200780052600
公開日2010年5月19日 申請日期2007年7月19日 優先權日2007年4月17日
發明者E·小賈布爾, Y·K·陳 申請人:賴德梅克茲有限責任公司