輪輞的制作方法
【專利摘要】自行車輪輞，該輪輞包括適于接納輪胎的外環(huán)形部分以及具有多個沿周向設(shè)置的輻條孔的內(nèi)周徑向部分，其中所述內(nèi)周徑向部分是制動表面。
【專利說明】輪輞
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的領(lǐng)域涉及具有環(huán)形輪輞以在其上接納輪胎的自行車輪。更具體地，本發(fā)明涉及改進的空氣動力輪輞，其中，輻條安裝到中央凸脊上或其延伸上。
【背景技術(shù)】
[0002]對于每一個騎車人不得不克服風(fēng)阻以提高速度來說，這消耗能量，因此空氣動力學(xué)在騎行活動中起著重要的作用。風(fēng)阻是空氣動力阻力的結(jié)果，它由兩股力組成:空氣阻力以及直接的空氣摩擦。對于每個踏板沖程來說，騎行者必須從他們面前的大量空氣中擠過去，最明顯的是在平坦地形，其空氣阻力可占總阻力的70-90%。在大約37公里每小時的時速時，80 %的騎手能量只是用來克服風(fēng)阻。
[0003]為了降低空氣動力阻力，許多自行車產(chǎn)品成形以減少形阻力，即所述阻力由該物體的形狀造成，因此許多自行車產(chǎn)品，如框架和車輪是被制成帶錐度的形狀。許多車輪被列為深斷面，>50mm輪輞深度，是為了更符合空氣動力學(xué)，并減少關(guān)于更多傳統(tǒng)的箱形截面的自行車輪輞的形阻力。
[0004]主要問題是由鋁制成的深斷面輪輞伴有明顯的重量代價。因此，直到車輪制造中的現(xiàn)代碳纖維技術(shù)的問世，這種空氣動力深斷面輪輞才開始出現(xiàn)了淺重鋁輪輞重量的大幅降低。
[0005]然而，深斷面碳纖維輪輞的生產(chǎn)可能是耗時的，且由于原料、成型機和疊層工藝的相對成本，使成品成為昂貴的物品。此外，碳纖維車輪相比于合金車輪有著極大差別的強度特性，往往由于它們?yōu)碾y性失敗的傾向而在更戲劇性的情況下失敗。鋁合金輪輞在沖擊載荷作用下能夠變形而不是折斷，而該類似沖擊載荷將粉碎碳纖維輪輞。
[0006]此外，鋁具有比碳纖維更強的散熱特性，允許由過度制動積聚的熱量從輪輞轉(zhuǎn)出到大氣中。已知的，碳纖維輪輞在高斷裂載荷下會失效，由于緊鉗式輪胎的向外壓力施加到輪輞的側(cè)壁上，積聚在輪輞的熱量導(dǎo)致該輪輞變形。
[0007]雖然有許多碳纖維深碟形砂輪，但對于解決現(xiàn)有技術(shù)輪輞問題的更實惠的深碟形砂輪還有市場和需求。
[0008]發(fā)明目的
[0009]本發(fā)明的目的是提供深碟形空氣動力車輪。
[0010]從下面結(jié)合附圖的描述中本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將變得顯而易見，其中通過說明和舉例的方式，公開了本發(fā)明的實施方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]根據(jù)本發(fā)明，但這不應(yīng)該看作是以任何方式限制本發(fā)明，提供了用于自行車車輪的輪輞，該輪輞包括適于接納輪胎的外環(huán)形部分，具有多個沿周向設(shè)置的輻條孔的內(nèi)周徑向部分，其中所述內(nèi)周徑向部分的特征在于在其上具有制動表面。
[0012]優(yōu)選的，所述外環(huán)形部分和內(nèi)周徑向部分形成“Y”形。[0013]優(yōu)選的，所述內(nèi)周徑向部分伸向自行車車輪的輪轂部分。
[0014]優(yōu)選的，所述內(nèi)周徑向部分還包括切去部，以容納用于輪胎充氣的管子的閥。
[0015]優(yōu)選的，作為空氣接合表面的所述外環(huán)形部分的外表面包括多個設(shè)計為形成湍流邊界層的表面特征，當(dāng)車輪行進穿過空氣時以減少空氣動力阻力。
[0016]優(yōu)選的，作為空氣接合表面的所述內(nèi)周徑向部分的外表面包括多個設(shè)計為形成湍流邊界層的表面特征，當(dāng)車輪行進穿過空氣時以減少空氣動力阻力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]通過舉例的方式，參照附圖本發(fā)明的實施方式更詳細地在本文中描述，其中:
[0018]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的自行車輪輞的橫截面；
[0019]圖2示出了本發(fā)明的自行車輪輞的橫截面。
【具體實施方式】
[0020]現(xiàn)有技術(shù)中已知的空氣動力自行車車輪由如碳纖維的材料制成，以形成如圖1所示的球根狀的橫截面形狀。在較小程度上，這樣的自行車輪輞形狀以前也由鋁制成，然而這樣的輪輞通常相比于它們的碳纖維實施方式比較重。
[0021]本發(fā)明的自行車輪輞5具有適于接納輪胎的外環(huán)形部分7。該輪胎可以是緊鉗型或圓筒型的。在使用緊鉗型輪胎的情況下，所述外環(huán)形部分7包括一對形成為與緊鉗型輪胎的胎圈(未示出)相接合的相對凸緣或胎圈。這種設(shè)置對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的。
[0022]該自行車輪輞5還包括內(nèi)周徑向部分10，其從外環(huán)形部分7的外表面8朝向自行車車輪的輪轂部分(未示出)突出。圍繞內(nèi)周徑向部分10沿圓周布置的是多個輻條孔11，其適于容納輻條15的端部。
[0023]輻條15與內(nèi)周徑向部分10的接合通過將輻條15插入所述孔11中而實現(xiàn)，使得輻條頭17鄰接內(nèi)周徑向部分10的部分18。因此，輻條15在其相對端具有螺紋部，用于插入和連接適當(dāng)配置的輪轂凸緣(未示出)。
[0024]可選擇地，輻條15的螺紋部可連接到適配器輻條部，從而可使用傳統(tǒng)的輪轂法蘭接頭?？蛇x擇地，車輪建造領(lǐng)域中技術(shù)人員已知的其它輻條連接方法也可被使用，而不脫離本發(fā)明范圍。
[0025]內(nèi)周徑向部分10是輪輞5的制動部分，機加工或構(gòu)造內(nèi)周徑向部分10的兩側(cè)面(25和26)以作為制動表面。裝配有輪輞5的自行車制動器具有比用于傳統(tǒng)的自行車輪輞位置低的剎車片，即其中輪輞的制動表面直接鄰接所述輪胎。這可能需要使用更長的制動臂或懸臂式制動器，而不是卡鉗式制動器。
[0026]外環(huán)形部分7的表面8和/或內(nèi)周徑向部分10的下表面28可設(shè)有多個設(shè)計用來形成湍流邊界層的表面特征，當(dāng)車輪行進穿過空氣時以減少車輪上的空氣動力阻力。
[0027]這則具有顯著的優(yōu)點，其中第一是內(nèi)周徑向部分10的較厚制動表面離車輪的輪轂更近，結(jié)果所述外環(huán)形部分7更輕。朝向所述車輪中心的質(zhì)量運動提供了較低的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量，因而產(chǎn)生了較低的轉(zhuǎn)動慣量。因此所述車輪會更快地旋轉(zhuǎn)起來。
[0028]再一個優(yōu)點是提高制動功率。通過向內(nèi)朝向中心并遠離外環(huán)形部分7而移動制動表面(25和26)，碎片如泥漿和水在上面積累的機會較小。事實上，該外環(huán)形部分7相比于箱型截面輪輞可制造的非常薄，因為不需要在任一側(cè)上機加工制動表面，所述外環(huán)形部分7僅需要足夠堅固以支撐附于此外環(huán)形部分7的緊鉗型輪胎的向外壓力，以及為車輪提供合適的結(jié)構(gòu)強度。這與傳統(tǒng)的箱型截面緊鉗型輪輞相反。
[0029]此外，由于制動表面從所述外環(huán)形部分7離開，然后熱量積聚在車輪上，與碳纖維緊鉗型輪輞相關(guān)的常見問題就不再是問題。由制動摩擦所帶來的熱量積聚不是在內(nèi)周徑向部分10的制動表面(25和26)的局部?？赡墚a(chǎn)生的任何熱量積聚并不因此影響輪輞的約束任何緊鉗型輪胎的能力，從而降低了緊鉗型輪胎爆裂的可能性。
[0030]制動表面(25和26)更接近于盤式制動器表面。此外，制動器所使用的制動襯塊可以更大，因此增加了制動功率。
[0031 ] 金屬，例如鋁可用來制造本發(fā)明的輪輞，無論是通過擠壓或澆鑄。然后制成了適當(dāng)強度的車輪，同時還提供了一定程度的空氣動力學(xué)。也可以使用碳纖維結(jié)構(gòu)。
[0032]雖然本發(fā)明已在本文中示出和描述了其設(shè)想為是最實際和優(yōu)選的的實施方式，但應(yīng)當(dāng)認識到在本發(fā)明范圍內(nèi)可做出新的嘗試，其不限定于本文所描述的細節(jié)，但它包含任何和所有等效的設(shè)備和裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種自行車輪輞，該輪輞包括適于接納輪胎的外環(huán)形部分，和具有多個沿周向設(shè)置的輻條孔的內(nèi)周徑向部分，其中所述內(nèi)周徑向部分的特征在于在其上具有制動表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車輪輞，其特征在于，所述外環(huán)形部分和內(nèi)周徑向部分形成“Y，，形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自行車輪輞，其特征在于，所述內(nèi)周徑向部分向自行車車輪的輪轂部分突出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自行車輪輞，其特征在于，所述內(nèi)周徑向部分還包括切去部，以容納用于輪胎充氣的管子的閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自行車輪輞，其特征在于，所述外環(huán)形部分的外表面包括多個減少阻力的表面特征。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自行車輪輞，其特征在于，多個減少阻力的表面特征形成湍流邊界層，當(dāng)車輪行進穿過空氣時以減少空氣動力阻力。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自行車輪輞，其特征在于，所述內(nèi)周徑向部分的外表面包括多個減少阻力的表面特征。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的自行車輪輞，其特征在于，所述輻條孔被制成容納輻條頭的形狀。
【文檔編號】B60B21/02GK103974835SQ201280054933
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月17日
【發(fā)明者】尼古拉斯·伯宰 申請人:尼古拉斯·伯宰