用于固定紧凑型备用轮胎和全尺寸轮胎的支架组件

用于固定紧凑型备用轮胎和 全尺寸轮胎的支架组件

发明背景本发明涉及了一种支架组件，当它连接到一个机动车辆上时，它将一个紧凑型备用轮胎和一个常规轮胎，当常规轮胎由紧凑型轮胎更换后，固定到车辆上或内部的一个预先确定的位置。更加特别地，本发明涉及了一种支架组件，它将一个紧凑型备用轮胎固定在第一个备用位置(如行李箱室或其它存储空间)，当取下紧凑型备用轮胎来使用时，它将备用轮胎替换下的全尺寸轮胎(通常为一个不能用的泻了气的轮胎)固定到靠近到先前由备用轮胎占据的空间。当用来存储紧凑型备用轮胎的行李舱的空间不能够容纳其体积、宽度或直径比紧凑型备用轮胎大的全尺寸轮胎时发明是有用的。

本发明提供了一个第一支架，它将备用轮胎固定在通常位于行李箱地板下方的行李箱室中；还提供了一个从第一支架延伸的第二支架，它在安装备用轮胎之后将常规尺寸的瘪气轮胎固定在备用轮胎存储室的外部，如在行李箱地板上方。在这种方式下，当从存储室取下备用轮胎时，更换下的瘪气轮胎被固定到位并会避免发生移动或其它运动，而在其它情况下，它不能够固定在备用轮胎存储室中。

本发明提供了一个主支架，它将紧凑型备用轮胎固定到备用轮胎存储空间、位置或存储室中；还额外提供了一个可旋转的支架，它与主支架配合将已更换的轮胎(即常规全尺寸“瘪气”轮胎)固定在一个平行的平面中远离紧凑型备用轮胎维持的位置。更换下的全尺寸轮胎固定到位，在运输中的移动受到限制，例如是为了维修。

典型地，车俩提供有一个备用轮胎来更换已泄气或不可使用的轮胎。备用轮胎有两种可互换的设计：一种是其尺寸大小与车辆装备的轮胎相同的全尺寸备用轮胎，一种是其直径和宽度通常比车辆的常规轮胎要小的紧凑型备用轮胎。对紧凑型备用轮胎的使用局限于短距离，通常局限于到达一个目的地后常规轮胎能够得到修复。紧凑型备用轮胎通常不能用来永久性地更换常规轮胎。

全尺寸轮胎和紧凑型备用轮胎都可能存储在车辆的存储室中。相对全尺寸轮胎而言，紧凑型备用轮胎的优点在于其尺寸小，占有的体积较少，允许在车辆中为其它用途分配更多的空间。另外，紧凑型备用轮胎的重量比全尺寸轮胎轻，允许驾驶员(或其它助手)在需要时能够更为方便地操作紧凑型备用轮胎。小的备用轮胎减少了车辆的总重量。通过紧凑型备用轮胎获得的占有较少空间、方便操作和减轻重量等优点是吸引车辆消费者的一些理想的特性；车辆自重的减轻还会提高燃油效率。

但是，当紧凑型备用轮胎存储在其体积比存储常规轮胎所需要的存储体积要小的存储空间中时，会存在一个问题。在车辆操作员使用紧凑型备用轮胎的情况下，车辆中存储紧凑型轮胎的存储室的体积没有大到足够容纳由紧凑型备用轮胎更换下来的不能使用的常规的全尺寸轮胎。常常地，驾驶员(或助手)会将不能使用的轮胎不固定地放置在车辆的行李箱或其它区域中。不固定的轮胎在车辆的乘客区域、行李箱或其它区域中的移动可能导致驾驶员分心、乘客不方便或者有其它不称心的装饰上的后果或操作上的后果。

固定备用轮胎的装置包括：Colgan的美国专利No.5,076,477，它公开了一种安装支架，包括一些孔来接纳螺栓以固定备用轮胎；Keller的美国专利No.2,631,886，它公开了一种支架，带有一个隆起的并装配到轮胎中央圆形开口内部的圆柱部分，在支架中，一个延伸穿过盖子凹陷处的螺栓延伸到圆柱内部，将轮胎固定到车辆地板平面的下方；A1binson的美国专利No.2,162,046公开了一种保持备用轮胎的结构，它带有一个枢轴地安装到支架的U型部分，该部分闭合时固定车轮，还带有一个和轮胎胎面接触的螺钉夹子。上述这些装置旨在固定尺寸与常规轮胎和备用轮胎尺寸都相同的轮胎。这些装置没有解决用一个紧凑型备用轮胎更换全尺寸轮胎的情况，当备用轮胎安装后，在备用室中没有足够的空间来存储全尺寸轮胎。

固定不同尺寸轮胎的装置包括：Travis的美国专利No.5,730,338、Matsushita的美国专利No.5,799,845、Sugimoto的美国专利No.4,423,900、lovenitti的美国专利No.4,718,582、Natori的美国专利No.4,738,382和Vasseur的待审查的美国专利申请No.20020050500。但是，在所有这些公开的固定不同尺寸轮胎的装置中，用于紧凑型备用轮胎和常规轮胎的空间都在同一个平面上。位于车辆地板下方放置轮胎的存储区域的尺寸必须足够接纳全尺寸常规轮胎。上面所列的装置在每次用备用轮胎来调换全尺寸轮胎时都要求移走并放回行李箱盖和螺栓或其它夹持机构。

因此需要一种系统，它允许紧凑型备用轮胎存储在紧凑的存储室中，同时还允许由紧凑型轮胎替换的全尺寸常规轮胎固定在车辆中。

发明简述本发明提供了一种高效的机构，当一个紧凑型备用轮胎替换下不能使用的、典型地为瘪气的常规轮胎后，该机构将车辆的全尺寸轮胎固定在一个存储室中。本发明通过提供一个固定紧凑型备用轮胎的第一支架和一个将全尺寸轮胎固定在例如行李箱地板上的第二补充的、可旋转的支架而保留了紧凑型备用轮胎和紧凑的存储室具有的优点。通过使用一个第二支架，全尺寸轮胎可被固定到存储室外部，如在行李箱地板上部或者以一种类似的关系固定到车辆的另外一个备用轮胎存储区域来防止常规轮胎的移动。

附图简要说明图1为发明的一个顶部透视图，它显示了与第二支架呈配合关系的主支架。

图2为一个透视图，它显示了安装在行李箱室内的主支架，该行李箱室的体积大小适合于用来存储一个紧凑型备用轮胎。

图3A为一个透视图，它显示了第二支架在存储位置的情况(当不需要第二支架时)。

图3B显示了第二支架在向上位置的侧视图(当需要该支架将大轮胎固定到行李箱地板上时，如在最佳实施方式中那样)。

图4为最佳实施方式支架的侧视图，该支架将紧凑型备用轮胎固定到位于行李箱地板下方的一个凹入的行李箱室中。

图5A为发明的最佳实施方式的切面侧视图，它显示了固定在在备用轮胎室盖的上方的行李箱地板上的全尺寸轮胎，由从主支架延伸的第二支架固定在那里。

图5B显示了本发明的一个实施方式的侧视图，它描述了主支架和延伸的第二支架，其中第二支架固定了一个突出穿过备用轮胎存储室盖的螺栓，备用轮胎存储室位于行李箱地板下方，用来固定一个轮胎。

图6A、6B、6C、6D、6E、6F、6G、6H和6I显示了组件在轮胎更换工序中各阶段的情况。

发明详细描述如图1所示，本发明包括一个主支架10，它由一个结构材料，如汽车用的等级钢，通过已知方法，如冲压，成型为一个截顶的、倒置的“V”或“U”形，并在两侧带有连接法兰。V形的相向侧或腿可由车辆其它设计考虑所规定的任何所需的角度分隔开，但最好由一个小于45度的角分隔开。主支架10有一个底座来将支架10固定到车辆并支撑第二支架20。位于主支架10末端的连接法兰11、11a通过传统的紧固件，如焊接、铆接、螺栓及类似物固定到车辆外部或内部，从而将主支架10固定到车辆。主支架10的方位可以是水平的或垂直的。说明书中的基准假定为水平方向，备用轮胎和常规轮胎存储并固定在该方向；但是；预定的基准可同样应用到垂直方向并具有相应的关系。

在最佳实施方式中，主支架10在车辆室连接到存储室52(如图5A所示)的底部，存储室位于车舱，例如，轿车的行李箱，的地板下方。存储室52中主支架10下方的空间足以容纳一个千斤顶(用来抬起车辆的一侧以便能够换轮胎)和需要用来在机动车辆上换轮胎的各种工具(扳手等)。为了防止千斤顶和工具在存储室中移动，主支架还可以包括有一些紧固件，或者千斤顶在妥善地放置到存储室中后还可以伸展，在千斤顶和支架10之间形成干涉配合。

存储室52的体积至少要等于将紧凑型备用轮胎40存储在存储室52中所需要的空间。如图4所示，主支架10能够固定，用来将紧凑型备用轮胎40固定到存储室52中。当紧凑型备用轮胎40固定在存储室52中时，可认为它被固定到第一平面上。

参照图1，主支架10可能包括作为一个支撑的支柱12。支柱12延伸在主支架10的两条腿中间。支架10还包括一个用来连接紧凑型备用轮胎40(如图4所示)的开口13和一个用来连接可旋转的第二支架20的开口14。一个用来固定到位的紧固件，如螺栓41和螺母42、或蝶形螺栓41a，可用来将紧凑型备用轮胎40固定到备用轮胎储藏室52中。

如图3A所示，第二支架20枢轴连接到主支架10上。第二支架20包括装置23(在最佳实施方式的图中显示为一个蝶形螺栓)，以将第二支架20枢接到主支架10。第二支架20在枢接-固定装置23处连接到主支架10。在最佳实施方式中，第二支架20为一个J-型的支架，其上部21和下部32与主支架10的支撑元件15之间具有配合的形状和关系。

当根据发明存储紧凑型备用轮胎40时，第二支架20的定位使得它与枢轴连接的主支架10的支撑15之间存在一个角度。第二支架20的上部21位于主支架10的顶面22的下方。

参照图3B，第二支架20大致平行于主支架10的支撑15枢轴旋转，以接纳一个轮胎。当第二支架20位于图3B所示的位置时，在备用轮胎40已从主支架10上取走的情况下，它能够将全尺寸轮胎50固定到预先确定的一个远离存储室52的位置，该存储室用于备用轮胎40。在该位置，第二支架20的上部21以下部32的长度确定的一个距离延伸跨过主支架10的顶面22。主支架10和第二支架20还包括加强件以将第二支架支撑在延伸的位置，如在支架上形成的一个或多个相应的凹槽24a和配合的压痕和凸起24b。这些相应的凹槽24a和压痕24b还可以在第二支架位于延伸位置时将第二支架20相对主支架10定位。如果主支架10是垂直放置的，那么第二支架20可能需要额外的撑杆。当全尺寸轮胎50被固定到第二支架20上时，可认为它被固定到远离存储室52的第二平面上。

为了固定紧凑型备用轮胎40，紧凑型轮胎的轮毂放置在主支架10的顶面22的上方，而第二支架20位于存储位置。图4表示一个固定的紧凑型轮胎40。螺栓41和螺母42、蝶形螺栓41a或其它类型的紧固件穿过紧凑型轮胎40的轮毂和位于主支架10顶部的开口13。

在图3B中，备用轮胎已经被移开。第二支架20枢轴旋转使第二支架20的上部21位于主支架10的顶面22的上方。第二支架20通过枢接-固定装置23固定到主支架10。为了连接和固定一个全尺寸轮胎50，一个紧固件，如螺栓41和螺母42或蝶形螺栓41a，穿过位于第二支架20中的开口31和一个位于全尺寸常规轮胎50的轮毂中的开口(最佳显示在图5B中)。

发明提供了几种方法将轮胎固定到主支架10或第二支架。在一个实施方式中，在将轮胎放置到螺栓上方之前，轮胎就已经通过连接到开口13或31的螺栓41得到固定。接着轮胎用一个紧固件，如螺母42，得到固定。在最佳实施方式中，主支架10和第二支架20都包括一个焊接在靠近各自开口13、31处的螺母16a、b。蝶形螺栓41a插入经过每一个轮胎40、50并固定到开口13、31的螺母16a、b。

轮胎50可以在车辆内部或外部安全地运输。在内部的例子包括：车辆乘客室内部的存储区域内、在一个单独的存储室内，如行李箱、在车辆地板下方的轮胎室内。在外部的例子包括车辆的任何平面，包括卡车底侧或底部、位于车辆外部的存储室，如大蓬货车或SUV上的带盖的备用轮胎保持架。

图5A显示了本发明固定全尺寸轮胎50的最佳实施方式。为便于连接全尺寸轮胎50，一个紧固件，如螺栓41和螺母42或蝶形螺栓41a，穿过位于第二支架20中的开  31、一个在盖或顶51的开口(也就是备用轮胎存储室52中的与第二支架20的开口31对齐的开口)、一个位于轮胎51的轮毂中的孔，并可以进一步地，如通过使用垫片56，得到固定。在孔比螺栓大很多的情况下垫片56提供孔的边缘和螺栓41、41a之间的接触。

在存储室52内部使用时，第二支架20的下部32的长度要足以使得第二支架20的上部21与存储室52的顶51的内表面靠近接触。在这种方式下，第二支架20支撑存储室52的顶51来承受放置到存储室52的顶51的外表面的全尺寸轮胎50的重量，并允许将轮胎50固定到存储室52的外部。第二支架20还可以用类似的方式来固定紧凑型轮胎40。在这样的位置下，本发明将轮胎50固定到一个预先确定的位置，并防止机动车辆在运输中轮胎因为力和惯性而随意移动。

图5B显示的本发明的实施方式描述了一个将螺栓41的顶部固定到第二支架20的螺栓保持架33。螺栓保持架33允许使用者在开口31处将螺栓41插入到第二支架20，将盖51关闭到存储室52并使得螺栓41的螺纹端53突出穿过盖51的开口54，通过螺栓41，在车辆设计中预先确定的位置处使用一个固定装置，如蝶形螺母42，最好是垫片56，将轮胎的轮毂55固定到组件。

图6A、6B、6C、6D、6E、6F、6G、6H和6I显示了发明的最佳实施方式在轮胎更换工序中各阶段的情况。工序开始于紧凑型备用轮胎位于存储室52中的贮藏位置(图6A)，枢接-固定装置23被移开(图6B)，第二支架20旋转约90度(图6C)，枢接-固定装置23被放回原处(图6D)，货厢盖51以包围模式放置(图6E)，从盖51中取下塞子(图6F)，瘪气轮胎50放置到带轮胎固定垫片56的货厢盖51的外部(图6G)，安装蝶形螺栓41a(图6H)，瘪气轮胎50被固定(图6I)。

简言之，这里描述了一个支架组件，它用来在由第一平面定义的车辆的存储室中存储紧凑型备用轮胎，在第二平面上一个预先确定的位置来维持被更换的常规轮胎。一个主支架(最好通过法兰或腿)固定到车辆存储室内的一个支撑，主支架用来将紧凑型备用轮胎固定到存储室中。存储室的体积等于存储紧凑型备用轮胎所需要的空间，主支架在存储室内大致位于到相对紧凑型备用轮胎直径的中心位置处。在主支架上的枢接装置合作地将第二支架固定到主支架，该枢接装置与固定到存储室的主支架的端相对的端截面接近。第二支架能够被定位到与主支架呈一个角度的第一位置，使得连接的第二支架位于主支架顶面的下方，还能够被定位到一个从主支架的支撑腿向外延伸的第二位置。第二支架具有一个上部和一个下部，它们相互之间布置存在一个角度，并与主支架定位成配合关系，使得在第二支架位于第二位置时，第二支架的下部几乎与主支架的一条腿平行，第二支架的上部布置成大致与在一个邻近平面的主支架的顶面平行。第二支架在从主支架延伸出来时，将一个尺寸比紧凑型备用轮胎大的第二轮胎固定到一个位置，例如，在可移开的行李箱地板上，该地板将备用存储室从行李箱空间分隔开，在一个远离凹入的存储室的第二平面上，该存储室在备用轮胎从主支架上移开时用于存储备用轮胎。

由于发明已经得到详细地描述，在给定本公开的情况下，本领域技术人员可以在不偏离在此描述的发明思想精神的情况下对发明作更改。从而，本发明的范围并不受限于在这里阐述和说明的具体的最佳