專(zhuān)利名稱(chēng)：自行車(chē)用輪輞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于自行車(chē)的輪輞。
背景技術(shù)：
所謂騎自行車(chē)是一種移動(dòng)方式，同時(shí)，作為一種休閑娛樂(lè)方式也日益受到大眾的青睞。而且，所謂騎自行車(chē)，不論職業(yè)的還是業(yè)余的，自行車(chē)比賽作為一種競(jìng)技體育項(xiàng)目，都非常受歡迎。在自行車(chē)產(chǎn)業(yè)中，不管是應(yīng)用于休閑、交通還是競(jìng)技比賽，自行車(chē)的各種零部件與其車(chē)架一樣都在不斷地接受改良。其中，作為自行車(chē)的部件之一，對(duì)其設(shè)計(jì)尤其需要作重新審視的是自行車(chē)的車(chē)輪。由于自行車(chē)車(chē)輪不僅需要簡(jiǎn)單的制造組裝，同樣地還需要結(jié)實(shí)、重量輕以及更符合空氣動(dòng)力學(xué)的設(shè)計(jì)，所以對(duì)其設(shè)計(jì)方案時(shí)常要給予重新的審視。
現(xiàn)在，在市場(chǎng)上銷(xiāo)售著各種類(lèi)型的自行車(chē)車(chē)輪。大部分的自行車(chē)車(chē)輪包括輪轂、多根輪輻及環(huán)狀輪輞。輪轂可以相對(duì)旋轉(zhuǎn)地安裝在自行車(chē)車(chē)架的局部上。輪輻的內(nèi)側(cè)端部和輪轂相連，并從輪轂向外側(cè)延伸。環(huán)狀輪輞和輪輻的外側(cè)端部相連，包括保持安裝充氣式輪胎的外周部。一般來(lái)說(shuō)，自行車(chē)車(chē)輪的輪輻是細(xì)鋼絲狀。在輪轂的頂端，通常由輪輻和輪轂相連形成凸緣。詳細(xì)地說(shuō)，在輪轂的凸緣上形成孔。鋼絲狀輪輻其內(nèi)側(cè)在通常情況下是被彎曲的，形成了指尖形狀的凸緣；其內(nèi)側(cè)端部由一個(gè)輪轂凸緣的一個(gè)孔保持。通常情況下，在輪輻的外側(cè)端部有擰合螺紋，用于將鋼絲狀輪輻外側(cè)端部固定在輪輞孔內(nèi)。
為實(shí)現(xiàn)輕量化，自行車(chē)車(chē)輪所使用的輪輞由鋁合金形成，并且力求通過(guò)薄壁化使其進(jìn)一步輕量化。然而，如果將其薄壁化，尤其是在輪輻孔周邊的應(yīng)力作用的部分，就會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度下降。
因此，如美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)公報(bào)2001-0005099號(hào)所示，目前主要采取加熱的同時(shí)，通過(guò)內(nèi)緣翻邊加工的方法使輪輻孔部加大壁厚。
日本專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)2003-182302號(hào)公報(bào)日本專(zhuān)利文獻(xiàn)2特開(kāi)2003-019901號(hào)公報(bào)日本專(zhuān)利文獻(xiàn)3美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)公報(bào)2001-0005099號(hào)如上上述，通過(guò)加熱的同時(shí)進(jìn)行內(nèi)緣翻邊加工而使輪輻孔的周邊加厚的工藝也存在著問(wèn)題，即，在加熱過(guò)程中，由于鋁結(jié)晶的再結(jié)晶而導(dǎo)致結(jié)晶顆粒粗大化，在應(yīng)力作用時(shí)很容易導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。因此，在加熱時(shí)，需要嚴(yán)格控制溫度，而且生產(chǎn)難度大造成生產(chǎn)成本提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在實(shí)現(xiàn)輕量化的同時(shí)，尤其可以確保輪輻孔周邊的強(qiáng)度，并在此基礎(chǔ)上可以容易制造的自行車(chē)用輪輞。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的自行車(chē)用輪輞，包括安裝輪胎的環(huán)狀輪胎安裝部和含有多個(gè)安裝開(kāi)口部的環(huán)狀輪輻安裝部，多個(gè)安裝開(kāi)口部形成于輪胎安裝部的內(nèi)圓側(cè)，在圓周方向上以一定的間隔配置。而且，輪胎安裝部和輪輻安裝部是以鋁為基礎(chǔ)，添加鈧而形成的。
在此，尤其是含有安裝開(kāi)口部的輪輻安裝部是用在鋁中添加了鈧(Sc)的合金形成的。因此，Al3Sc作為晶界束縛效應(yīng)(再結(jié)晶抑制效應(yīng))而發(fā)揮作用，從而使輪輻孔周邊在加熱情況下也不會(huì)出現(xiàn)裂縫。
根據(jù)本發(fā)明第二方面的自行車(chē)用輪輞在根據(jù)本發(fā)明第一方面的自行車(chē)用輪輞中，鈧的添加量在大于等于0.05重量％、小于等于1.0重量％的范圍內(nèi)。
如果鈧的添加量小于0.05重量％，上述的抑制再結(jié)晶的效應(yīng)則不充分，而且，超過(guò)1.0重量％后，即使添加，再結(jié)晶抑制效應(yīng)將飽和。這里，即使是高溫，Al3Sc溶于鋁的溶解度不大。因此，添加0.05重量％的鈧，即使在將其他強(qiáng)化部件硬釬焊于輪輻安裝孔的情況下，在硬釬焊溫度下，Al3Sc也不會(huì)全部溶解，其作為Al3Sc存在于α鋁中，發(fā)揮再結(jié)晶抑制效應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明第三方面的自行車(chē)用輪輞，在根據(jù)本發(fā)明第一方面或根據(jù)本發(fā)明第二方面的自行車(chē)用輪輞中，輪胎安裝部和輪輻安裝部是又添加了鋯而形成的。
在鋁中如果添加鈧和鋯，能夠進(jìn)一步抑制晶粒邊界移動(dòng)，獲得更好的再結(jié)晶抑制效應(yīng)，從而能夠進(jìn)一步抑制裂縫的產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明第四方面的自行車(chē)用輪輞，在根據(jù)本發(fā)明第一方面至第三方面中任一方面的自行車(chē)用輪輞中，為了增加安裝開(kāi)口部的輪輻安裝部的厚度，包括具有底部的多個(gè)強(qiáng)化部件，該底部在安裝開(kāi)口部固定于輪輻安裝部，形成輪輻貫穿的貫穿孔。
如上所述，在鋁制輪輞中，由于薄壁化導(dǎo)致輪輻安裝開(kāi)口部強(qiáng)度下降。然而，這里，由于強(qiáng)化部件安裝在安裝開(kāi)口部，所以能夠抑制強(qiáng)度下降。
根據(jù)本發(fā)明第五方面的自行車(chē)用輪輞，在根據(jù)本發(fā)明第四方面的自行車(chē)用輪輞中，其強(qiáng)化部件的底部包括與輪輻安裝部的外表面接觸的輪輞側(cè)的面、和在輪輞側(cè)的面的對(duì)面并面向其相反方向的外側(cè)面。
根據(jù)本發(fā)明第六方面的自行車(chē)用輪輞，在根據(jù)本發(fā)明第四方面或根據(jù)本發(fā)明第五方面的自行車(chē)用輪輞中，強(qiáng)化部件與輪輻安裝部的外表面通過(guò)金屬熔化相接合。
通過(guò)金屬熔化將強(qiáng)化部件連接于輪輻安裝部的外表面時(shí)，輪輞被加熱。在這種情況下，如上所述，由于鋁的結(jié)晶顆粒粗大化，應(yīng)力作用時(shí)就會(huì)出現(xiàn)裂縫。然而，在本發(fā)明中在鋁中添加鈧，所以能夠發(fā)揮其抑制再結(jié)晶效應(yīng)，從而避免裂縫的產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明第七方面的自行車(chē)用輪輞，在根據(jù)本發(fā)明第四方面或根據(jù)本發(fā)明第五方面的自行車(chē)用輪輞中，強(qiáng)化部件是通過(guò)硬釬焊接連接于輪輻安裝部的外表面。
在此情況下，如上所述，雖然輪輞被加熱，但是由于在鋁中加入了鈧，所以可以發(fā)揮抑制再結(jié)晶效應(yīng)，抑制裂縫的發(fā)生。
如上所述，在本發(fā)明中，在力求輕量化的同時(shí)，可以確保輪輻孔周邊的強(qiáng)度，并容易制造。


圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的包括強(qiáng)化輪輞的自行車(chē)用車(chē)輪的側(cè)視圖；圖2為表示圖1所示車(chē)輪的強(qiáng)化輪輞的側(cè)面正視圖；圖3為由圖2的圓3所表示的強(qiáng)化輪輞的區(qū)域的放大的軸向截面圖(即沿著車(chē)輪的中心面來(lái)看的截面圖)；圖4為沿著圖2上的剖切線(xiàn)4-4所看到的、圖1～圖2所示的強(qiáng)化輪輞的放大的部分截面圖；圖5為由圖2的圓5所示的強(qiáng)化輪輞的區(qū)域的放大的軸向截面圖(即沿著車(chē)輪中心面所看到的截面圖)；圖6為沿著圖2上的剖切線(xiàn)6-6所看到的、圖1～圖2上所示的強(qiáng)化輪輞放大的部分截面圖；圖7為表示由圖2上的圓3所示的強(qiáng)化輪輞的區(qū)域的放大的軸向截面圖(即沿著車(chē)輪的中心面所看到的截面圖)；圖8為沿著圖1的剖切線(xiàn)8-8所看到的、圖1所示的自行車(chē)用車(chē)輪放大的部分截面圖；圖9為將輪胎、輪輻及強(qiáng)化部件拆卸后、圖1所示的自行車(chē)用車(chē)輪的沿著圖1的剖切線(xiàn)8-8方向所看到的部分放大截面圖；圖10為拆卸輪胎后、圖1及圖8所示的自行車(chē)用車(chē)輪的沿著圖1的剖切線(xiàn)10-10所看到的部分放大截面圖；
圖11為將強(qiáng)化部件變形為安裝在強(qiáng)化輪輞內(nèi)側(cè)環(huán)狀部的最終的希望形狀之前，事先所形成的(前步驟形狀的)強(qiáng)化部件的放大內(nèi)側(cè)正視圖(即內(nèi)側(cè)直徑方向圖)；圖12將用虛線(xiàn)所示的前步驟形狀的、圖11中圖示的前步驟形狀強(qiáng)化部件變形成最終的希望形狀之后的、圖1～圖8中所示的自行車(chē)輪輞的強(qiáng)化部件的放大內(nèi)側(cè)正視圖(即內(nèi)側(cè)徑向圖)；圖13為圖12所示的強(qiáng)化部件外觀圖；圖14為圖12及圖13所示的強(qiáng)化部件的側(cè)面(軸方向)主視圖；圖15為圖12～圖14所示的強(qiáng)化部件的反面的側(cè)面(軸方向)正視圖；圖16為沿圖13的箭頭所見(jiàn)的圖12～圖15所示的強(qiáng)化部件的端面(圓周方向)的主視圖；圖17為沿著圖13的剖切線(xiàn)17-17所見(jiàn)的、圖12～圖16所示的強(qiáng)化部件的截面圖；圖18為表示局部截面的、圖1所示的自行車(chē)用車(chē)輪的輪轂的放大主視圖；圖19為圖18所示的自行車(chē)用車(chē)輪輪轂的輪轂體的放大的俯視圖；圖20為在輪輻孔內(nèi)裝有輪輻螺紋接頭的、圖18及圖19所示的輪轂體的局部的部分放大截面圖；及圖21為圖20所示的輪轂及輪輻螺紋接頭的局部的右側(cè)側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
第一實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的自行車(chē)用車(chē)輪10如圖1和圖2所示。自行車(chē)用車(chē)輪10上使用了用于固定多個(gè)強(qiáng)化部件的強(qiáng)化輪輞12。通過(guò)將強(qiáng)化部件14固定于輪輞12，強(qiáng)化部件14構(gòu)成輪輞12的一部分。這樣，自行車(chē)車(chē)輪10基本上包括具有強(qiáng)化部件14的輪輞12、多條輪輻16、充氣式輪胎18、及中心輪轂20。輪胎18可以是內(nèi)胎(未圖示)及分離型的輪胎，也可以是下面將詳細(xì)說(shuō)明的無(wú)內(nèi)月臺(tái)型輪月臺(tái)。
在圖示的實(shí)施例中，輪輻16是將輪轂20連接于輪輞12的徑向輪輻。而且，在圖1所示的實(shí)施例中，輪轂20是前輪轂(即輪轂20沒(méi)有鏈輪)，以均等的間隔配置于圓周方向，并利用與輪輞12連接的16根徑向輪輻16。當(dāng)然，在不超出本發(fā)明范圍的前提下，為了配置不同的輪輻(例如，全部是切線(xiàn)輪輻(切線(xiàn))，或者是一部分為切線(xiàn)輪輻而一部分為徑向輪輻等)，也可以是使用變更了的輪輞及/或輪轂的自行車(chē)用車(chē)輪10。根據(jù)需要、以及/或希望，為了安裝不少于一根的鏈輪，自行車(chē)用車(chē)輪10也可以使用變更了的輪輞及/或輪轂。不論哪種情況，優(yōu)選方式都是，輪輻16在圓周方向以一定的間隔配置，通過(guò)強(qiáng)化部件14連接于環(huán)狀輪輞12。
輪輞12是被設(shè)計(jì)成圍繞中心軸X周?chē)D(zhuǎn)的環(huán)狀部件，輪輞12是通過(guò)在6061系列的鋁合金中添加鈧(Sc)和鋯(Zr)而形成的。而且，也可以省略鋯。
參考圖1～圖10，從側(cè)向正視圖(圖1及圖2)所知，輪輞12幾乎是圓形，其基本包括外側(cè)環(huán)狀部24；具有多個(gè)安裝開(kāi)口部28的內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26；及，在安裝開(kāi)口部28上，為了加強(qiáng)輪輞12而被固定在內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26的多個(gè)強(qiáng)化部件14。外側(cè)環(huán)狀部24相當(dāng)于輪胎安裝部，內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26相當(dāng)于輪輻安裝部?；旧希瑢?duì)于輪輞12，除沒(méi)有形成于輪輞12的各種開(kāi)口部部件的地方以外，如圖4、圖6、圖8～圖10所示，都具有同樣的截面外形。
如圖8～圖10所示，為了形成環(huán)狀的中空區(qū)域A，內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26連接于外側(cè)環(huán)狀部24。內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26具有U字形狀的截面，U字部分的兩端連接于外側(cè)環(huán)狀部24的與軸方向相對(duì)的側(cè)部上，從而形成了環(huán)狀中空區(qū)域A。而且，優(yōu)選方式是，外側(cè)環(huán)狀部24具有基本上呈U字的截面，該截面具有為保持輪胎18而構(gòu)成的幾乎是U字型的外側(cè)環(huán)狀部的自由端。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法，為了在外側(cè)及內(nèi)側(cè)環(huán)狀部24、26的全周形成相同截面的形狀，將外側(cè)環(huán)狀部24及內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26作為整體的部件而形成。例如，擠出具有如圖8～圖10所示的截面形狀的長(zhǎng)的鋁合金材料(含有添加劑)，然后將該長(zhǎng)形鋁合金材料彎曲成圓形，并將該長(zhǎng)形鋁合金材料的兩端固定(即焊接)，由此形成外側(cè)及內(nèi)側(cè)環(huán)狀部24、26。在將長(zhǎng)形鋁合金材料的兩自由端焊接前或焊接后，用現(xiàn)有技術(shù)的方法，通過(guò)打孔機(jī)或鉆孔機(jī)形成安裝開(kāi)口部28。
強(qiáng)化部件14作為與外側(cè)及內(nèi)側(cè)24、26所不同的鋁制部件，利用鑄造、機(jī)械加工及/或其它適當(dāng)?shù)闹圃旒夹g(shù)，使其形成如圖11所示的初始形狀，然后通過(guò)彎曲，成為如其余的圖所示的希望的最終形狀?；蛘?，強(qiáng)化部件14也可以利用鑄造、機(jī)械加工及/或其它的適當(dāng)制造方法由初始形狀變成最終形狀。
而且，在任一情況下，強(qiáng)化部件14都固定在輪輞12的內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26。優(yōu)選方式是，如下述詳細(xì)說(shuō)明，為強(qiáng)化輪輞12，通過(guò)硬釬焊或軟焊，將強(qiáng)化部件14連結(jié)于輪輞12的內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26。外側(cè)及內(nèi)側(cè)環(huán)狀部24、26分別具有相對(duì)于垂直于車(chē)輪10中心軸X的中心面P對(duì)稱(chēng)的截面形狀。然而，如下詳述，由于強(qiáng)化部件14的配置，輪輞12相對(duì)于中心面P并非完全對(duì)稱(chēng)。因此，連結(jié)強(qiáng)化部件14時(shí)，優(yōu)選方式是，輪輞12具有相對(duì)于車(chē)輪10的中心面P基本對(duì)稱(chēng)的形狀。換言之，在將強(qiáng)化部件14固定在內(nèi)側(cè)環(huán)狀部位26之前，輪輞12是對(duì)稱(chēng)的。
而且，如圖1～圖10所示，外側(cè)環(huán)狀部24基本上包括一組環(huán)狀側(cè)面部、即輪胎保持部30和環(huán)狀外側(cè)橋、即接續(xù)部32。如圖4、圖6、圖8～圖10的截面圖所示，為了形成接近U字型的輪胎安裝凹部，環(huán)狀接續(xù)部32被延伸設(shè)置在環(huán)狀側(cè)面部30之間。優(yōu)選方式是，環(huán)狀側(cè)面部30是一種環(huán)形板狀部件，該環(huán)形板狀部件的厚度約為1.1～1.4mm，利用現(xiàn)有技術(shù)的方法形成一組環(huán)狀輪胎保持面及一組環(huán)狀制動(dòng)器面。
環(huán)狀側(cè)面部30的輪胎保持面是與中心面P互相面對(duì)而對(duì)置的環(huán)狀面。輪胎保持面如同現(xiàn)有技術(shù)，為保持輪胎18的圓緣，具有形成于兩自由端的環(huán)狀凸緣R。環(huán)狀凸緣R在軸方向上彼此相對(duì)并突出。環(huán)狀側(cè)面部30的環(huán)狀制動(dòng)器面是一種與現(xiàn)有技術(shù)的輪輻制動(dòng)器接觸、自中心面P面向外側(cè)的環(huán)形對(duì)置平面的環(huán)狀面。環(huán)狀側(cè)面部30的徑向內(nèi)側(cè)端部與內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26相連。
環(huán)狀接續(xù)部32是厚度基本均等的管狀(內(nèi)胎狀)部件，其厚度大約是0.9mm。如圖8～圖10所示，為了保持裝配的無(wú)內(nèi)胎型輪胎，環(huán)狀接續(xù)部32具有變化的外形。如圖1及圖10所示，與現(xiàn)有技術(shù)一樣，環(huán)狀接續(xù)部32具有為連接氣門(mén)36而形成的一個(gè)氣門(mén)孔34。環(huán)狀接續(xù)部32在環(huán)狀側(cè)面部30的內(nèi)側(cè)及其外側(cè)端部之間的直徑方向的位置上與環(huán)狀側(cè)面部30相連。優(yōu)選方式是，為使輪胎18也可以是無(wú)內(nèi)胎輪胎，環(huán)狀接續(xù)部32除氣門(mén)孔34以外沒(méi)有開(kāi)口部。
當(dāng)然，同行業(yè)者從本發(fā)明中可以了解到輪胎18是內(nèi)胎型輪胎(無(wú)圖示)的時(shí)候，氣門(mén)孔34也可以使用現(xiàn)有技術(shù)那樣的內(nèi)胎(無(wú)圖示)氣門(mén)。這樣，氣門(mén)孔34及/或氣門(mén)36就可以根據(jù)與現(xiàn)有技術(shù)同樣的無(wú)內(nèi)胎輪胎及/或與現(xiàn)有技術(shù)同樣的內(nèi)胎型輪胎進(jìn)行設(shè)計(jì)?？傊?，因?yàn)闅忾T(mén)36和現(xiàn)有技術(shù)的相同，所以，在這里對(duì)氣門(mén)36不作詳細(xì)說(shuō)明、例示。
而且，如圖1～圖10所示，內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26是具有U字型或V字型截面形狀的曲面狀管狀部件。優(yōu)選方式是，內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26具有約0.8mm的均等厚度。內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26基本上包括一組環(huán)狀傾斜部40和固定連接在傾斜部40上的內(nèi)側(cè)環(huán)狀部42。環(huán)狀傾斜部40、內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26的內(nèi)側(cè)環(huán)狀部42、外側(cè)環(huán)狀部24的環(huán)狀側(cè)面部30及環(huán)狀接續(xù)部32形成與強(qiáng)化部件14所不同的整體部件。
多個(gè)安裝開(kāi)口部28形成于內(nèi)側(cè)環(huán)狀部42上，用于通過(guò)強(qiáng)化部件14而組裝輪輻16。傾斜部40的外側(cè)直徑方向的端部與外側(cè)環(huán)狀部24上的環(huán)狀側(cè)面部30的內(nèi)側(cè)直徑方向的端部相連；傾斜部40的內(nèi)側(cè)直徑方向的端部與內(nèi)側(cè)環(huán)狀部42的外側(cè)直徑方向的端部相連。優(yōu)選方式是，內(nèi)側(cè)環(huán)狀部42的各個(gè)安裝開(kāi)口部28是具有中心軸C的同一的圓形形狀的開(kāi)口部，其中，中心軸C沿中心面P的直徑方向延伸。優(yōu)選方式是，內(nèi)側(cè)環(huán)狀部42具有在輪輞12的全周上以同等間隔配置的16個(gè)安裝開(kāi)口部28。
如圖1及圖10所示，內(nèi)側(cè)環(huán)狀部42如同現(xiàn)有技術(shù)一樣具有為連接氣門(mén)36而形成一個(gè)氣門(mén)開(kāi)口部44。如上所述，對(duì)于氣門(mén)36，優(yōu)選方式是，用于無(wú)內(nèi)胎型輪胎的輪胎18。但是，在輪胎18為內(nèi)胎型輪胎(無(wú)圖示)時(shí)，氣門(mén)開(kāi)口部44如同現(xiàn)有技術(shù)一樣也可以適用于內(nèi)胎(未圖示)的氣門(mén)。由此，氣門(mén)開(kāi)口部44及/或氣門(mén)36可以根據(jù)與現(xiàn)有技術(shù)同樣的無(wú)內(nèi)胎型輪胎及/或與現(xiàn)有技術(shù)同樣的內(nèi)胎型輪胎進(jìn)行設(shè)計(jì)。
內(nèi)側(cè)環(huán)狀部42與傾斜部40共同在內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26的環(huán)狀上構(gòu)成曲面狀的內(nèi)面46和外面48。為了使強(qiáng)化部件14與內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26的外面48連接，通過(guò)硬釬焊或軟焊將強(qiáng)化部件14固定在外面48上。安裝開(kāi)口部28在內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26的內(nèi)面46和外面48之間延伸設(shè)置。優(yōu)選方式是，安裝開(kāi)口部28為相互同樣的。而且，形成安裝開(kāi)口部28，以使輪輻16向輪轂20的相反側(cè)端部延伸、強(qiáng)化部件14可以互成角度地配置。
參照?qǐng)D1～圖17，對(duì)強(qiáng)化部件14進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如上所述，關(guān)于強(qiáng)化部件14，優(yōu)選方式是，和內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26是同一部件。優(yōu)選方式是，各強(qiáng)化部件14由輕量剛性金屬材料制成單一部件。尤其是如上所述，優(yōu)選方式是，各強(qiáng)化部件14由鋁構(gòu)成。不論哪種情況，強(qiáng)化部件14都由與外側(cè)及內(nèi)側(cè)環(huán)狀部2426相同的材料構(gòu)成，為了加強(qiáng)輪輞12而連結(jié)于內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26(如通過(guò)硬釬焊、軟焊)，使其不可卸拆。在安裝開(kāi)口部28上，強(qiáng)化部件14有效地增加了內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26的厚度，從而加強(qiáng)輪輞12的剛性。
在自行車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，眾所周知，將強(qiáng)化部件14硬釬焊或軟焊在內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26上時(shí)，使用與強(qiáng)化部件14及內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26的材料不同的硬釬焊料或軟焊料。優(yōu)選方式是，硬釬焊料或軟焊料是與強(qiáng)化部件14及內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26的材料相比具有低熔點(diǎn)的金屬材料。例如，熔點(diǎn)約在400℃～600℃的硬釬焊或軟焊金屬材料有利于強(qiáng)化部件14的安裝。該溫度低于兩個(gè)剛性金屬一起融合時(shí)的所必須的典型溫度。
雖然用硬釬焊或軟焊金屬材料進(jìn)行硬釬焊或軟焊的方法是優(yōu)選的本發(fā)明的輪輞12的安裝方法，但是，也可以根據(jù)需要、及/或根據(jù)希望，使用其它的金屬熔融焊接技術(shù)，或者還可以使用其它的連接技術(shù)。例如，用粘接劑或膠粘劑(例如金屬以外的材料)取代硬釬焊或軟焊金屬材料，將強(qiáng)化部件14粘接于內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26也可以，焊接于內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26也可以。
從圖12～圖17中可以清楚地看到，在本實(shí)施例中，各強(qiáng)化部件14是大致反轉(zhuǎn)的蘑菇狀。優(yōu)選方式是，全部的強(qiáng)化部件14互相相同。因此，這里只對(duì)一個(gè)強(qiáng)化部件14作詳細(xì)的說(shuō)明、及/或例示。如圖1、圖2、圖3及圖5所示，為使輪輻16向輪轂20的恰當(dāng)?shù)捻敹搜由?，?yōu)選方式是，強(qiáng)化部件14相互帶有方向地安裝在安裝開(kāi)口部28。如上所述，如圖11所示，強(qiáng)化部件14預(yù)先形成具有平面底部和與平面底部垂直的管狀部的形狀。而且，如下所述，將預(yù)先形成的形狀變形為具有曲面狀的底部和帶有角度的管狀部的所希望的最終形狀。
具體如圖12～圖17所示，各個(gè)強(qiáng)化部件14基本上包括底部50、從底部50延伸設(shè)置的管狀部52、貫穿底部50及管狀部52雙方而延伸設(shè)置的貫穿孔54。為使輪輞12與輪轂20相連接，將輪輻16的一端連接于貫穿孔54內(nèi)。詳細(xì)地說(shuō)，貫穿孔54是一種為通過(guò)擰合螺絲連接輪輻16而形成內(nèi)螺紋的開(kāi)口。這樣，輪輻16可進(jìn)行調(diào)整，并能夠通過(guò)各強(qiáng)化部件14可拆卸地與輪輞12相連。
底部50是具有輪輞側(cè)的面56a及外部側(cè)的面56b的盤(pán)狀金屬板。如圖16及圖17所示，從直徑方向的截面來(lái)看，底部呈曲面狀。通過(guò)圖12～圖17可以知道，優(yōu)選方式是，底部50是從直徑方向來(lái)看相對(duì)于縱向的中心面L和橫向的中心面W是對(duì)稱(chēng)的形狀。底部50基本上呈橢圓形。輪輞側(cè)的面56a具有與內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26的外表面48的外形相對(duì)應(yīng)的外形。外側(cè)部的面56b在底部50外側(cè)的周邊部相對(duì)于輪輞側(cè)的面56a為錐形，除此以外，外側(cè)部的面56b具有與輪輞側(cè)的面56a基本相同的外形。
具體地說(shuō)，優(yōu)選方式是，底部50在底部50外側(cè)的周邊部周?chē)由煸O(shè)置，同時(shí)，具有面向外側(cè)周邊端部面56d(即基本上沿直徑方向延伸的徑向部)為錐狀的錐形面56c。從圖8、圖14及圖16所知，優(yōu)選方式是，為了可以形成環(huán)狀外側(cè)周邊端部面56d，底部50為帶有從最大厚度1.0mm至最小厚度0.3mm的錐的錐狀。這樣，錐面56c(即錐部)是隨著向端面56d接近、減少約0.7mm厚度的錐狀?？傊?，周邊端面56d由輪輞側(cè)的面56a及底部50的錐面56c構(gòu)成，厚度大約為0.3mm(即大約為底部50最大厚度的30％)。而且，在將強(qiáng)化部件14固定在內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26時(shí)，外側(cè)周邊端部面56d就構(gòu)成了底部50和內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26的外側(cè)面48之間的階梯部。因此，除底部50的外側(cè)的周邊部之外，底部50的厚度基本均等。
將各強(qiáng)化部件14裝配于內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26時(shí)，為了將強(qiáng)化部件14的輪輞側(cè)的面56a與內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26的外面48連接，就要熔化硬釬焊/軟焊金屬材料。由此，將硬釬焊/軟焊金屬熔化后，非常薄的連接層(未圖示)將強(qiáng)化部件14固定在內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26上。
將各強(qiáng)化部件14的管狀部52從底部50向安裝開(kāi)口部28延伸設(shè)置。將各強(qiáng)化部件14的管狀部52安裝于安裝開(kāi)口部28時(shí)，優(yōu)選方式是，為了使輪輻16延伸到輪轂20的適當(dāng)?shù)亩瞬?，各?qiáng)化部件14的管狀部52相對(duì)于中心面P及縱向平面L相互呈約6°的角度。換言之，優(yōu)選方式是，為了使輪輻16及相應(yīng)的該強(qiáng)化部件的管狀部互相帶有角度的配置，各強(qiáng)化部件14的管狀部52具有稍小于安裝開(kāi)口部28的直徑T1(即，優(yōu)選方式是4.3mm)。為了容納互相帶有角度的強(qiáng)化部件的管狀部52，優(yōu)選方式是，安裝開(kāi)口部28具有至少約5.0mm的直徑T2。如圖3、圖5及圖7所示，優(yōu)選方式是，各個(gè)強(qiáng)化部件14的管狀部52保持相對(duì)于徑向線(xiàn)Y具有約0°的角度。輪輞12從旋轉(zhuǎn)軸X到強(qiáng)化部件14的中心具有向外側(cè)延伸的多條徑向線(xiàn)Y。
但是，將管狀部52裝入安裝開(kāi)口部28時(shí)，優(yōu)選方式是，將底部50的相對(duì)的軸方向上的兩端部配置在同一直徑方向上。這樣，由圖8及圖12～圖17所知，各個(gè)強(qiáng)化部件14相對(duì)于與強(qiáng)化部件14的縱向中心面L一致的中心面P來(lái)說(shuō)，并不完全的或者說(shuō)準(zhǔn)確的對(duì)稱(chēng)。換言之，相對(duì)于面L及P，即使對(duì)稱(chēng)地形成各強(qiáng)化部件14的底部50，但是，由于有角度地安裝管狀部52，所以，相對(duì)于這些面，強(qiáng)化部件14就不是完全的對(duì)稱(chēng)。
當(dāng)然，同行業(yè)者也可以從本發(fā)明中了解到形成安裝開(kāi)口部28、外面48及輪輞側(cè)的面56a，使所有的強(qiáng)化部件在安裝開(kāi)口部?jī)?nèi)相對(duì)于輪輞的中心面稍微帶有角度(即使其稍微向互相與中心面相對(duì)的一側(cè)偏移)。由此，可以形成相對(duì)于縱向面L完全對(duì)稱(chēng)的強(qiáng)化部件，以使輪輻16延伸到輪轂20的相對(duì)的兩端部。在這樣的配置中，輪輞的安裝開(kāi)口部形成得稍大一些。
如圖3、圖5、圖7、圖8、圖12及圖13所示，各強(qiáng)化部件14具有與覆蓋內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26的強(qiáng)化部件14的最大及最小量相對(duì)應(yīng)的第一覆蓋尺寸D1和第二覆蓋尺寸D2。對(duì)于各安裝開(kāi)口部28的中心軸C，在橫向上測(cè)量第一及第二覆蓋尺寸D1、D2。具體地說(shuō)，對(duì)于輪輞12，在大致軸方向及圓周方向上分別測(cè)量第一及第二覆蓋尺寸D1、D2。因此，覆蓋內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26的強(qiáng)化部件14的實(shí)際覆蓋尺寸在第一及第二覆蓋尺寸D1、D2之間變化。如圖16及圖17所示，中心軸C對(duì)于管狀部52的中心帶有角度。用強(qiáng)化部件14覆蓋內(nèi)側(cè)環(huán)狀部26的配置是為了分散輪輻16對(duì)輪輞12作用的應(yīng)力。
各安裝開(kāi)口部28為最大橫向尺寸T2。第一覆蓋尺寸D1大于1/2的最大橫向尺寸T2，另一方面，第二覆蓋尺寸D2大于最大橫向尺寸即直徑T2?？傊诙?最大)覆蓋尺寸D2至少要大于1/2的最大橫向尺寸T2。
接下來(lái)，將參照?qǐng)D1、圖2、圖8及圖18～圖21，對(duì)輪輻16及輪轂20進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。優(yōu)選方式是，輪輻16相互一樣。各輪輻16基本上包括外側(cè)端部60、中心部即中央部62、內(nèi)側(cè)端部64及輪輻螺紋接頭66。優(yōu)選方式是，各輪輻16的外端部60、中心部62和內(nèi)側(cè)端部64作為單一部件(整體部件)而形成一體，而輪輻螺紋接頭66則作為另一部件而形成。
各輪輻16的外端部60均有外螺紋，其與形成強(qiáng)化部件14的螺紋的貫通孔54螺接。另一方面，各輪輻16的內(nèi)側(cè)端部64具有與通過(guò)螺紋連接的輪輻螺紋接頭(由螺絲連接著的)對(duì)應(yīng)的螺紋。另外，各輪輻的外側(cè)端部具有為了使輪輻旋轉(zhuǎn)而使用的正方形部。與現(xiàn)有技術(shù)相同，通過(guò)旋轉(zhuǎn)輪輻螺紋接頭66及/或輪輻16，利用在輪轂20和環(huán)狀輪輞12之間產(chǎn)生的張力來(lái)安裝輪輻16。優(yōu)選方式是，輪輻16是現(xiàn)有技術(shù)的金屬絲型輪輻。除根據(jù)本發(fā)明的輪輞12相關(guān)的部件以外，在此，對(duì)輪輻16不作詳細(xì)地記錄及/或舉例。
接下來(lái)，參考圖18～圖21，對(duì)輪輻16的向輪轂20的連接進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明。關(guān)于輪輻16與輪轂20的連接，除下述說(shuō)明外，基本上與美國(guó)專(zhuān)利6,431,658所示出的連接相同。具體地說(shuō)，輪轂20是，為了將美國(guó)專(zhuān)利6,431,658中所述的輪轂使用于在圓周方向上具有等距離配置的輪輻安裝位置的輪輞12，而變更設(shè)計(jì)的輪轂。當(dāng)然，也可以連接在作為具有根據(jù)本發(fā)明的輪輞12和后鏈輪的變形例的輪轂上，即，該輪轂與美國(guó)專(zhuān)利6,431,658所公開(kāi)的后輪轂相同，而且是在這里所公開(kāi)的在圓周方向上以相等間隔配置的輪輻安裝配置上已變形的輪轂。
而且，參照?qǐng)D18～圖21，對(duì)輪輻16及輪輞12與輪轂20的連接進(jìn)行更詳細(xì)說(shuō)明。輪轂20基本上包括管狀輪轂主體部件84、第一及第二軸承組件85a、85b和通過(guò)軸承組件85a、85b在主體部件84中可以旋轉(zhuǎn)地被保持的輪轂軸86。輪轂20的零件和現(xiàn)有技術(shù)的基本相同。
主體部件84包括管狀的中心部87和設(shè)置在用于安裝輪輻16的中心部87的相對(duì)的兩端部的一組管狀安裝部88a、88b。各管狀安裝部88a、88b包括用于連接輪輻16的多個(gè)輪輻開(kāi)口部89a、89b。優(yōu)選方式是，在各個(gè)安裝部88a、88b上，分別形成相互對(duì)應(yīng)的八個(gè)輪輻開(kāi)口部89a、89b。
優(yōu)選方式是，第二安裝部88b是第一安裝部88a的偏移鏡像。這樣，輪輻開(kāi)口部89b的優(yōu)選方式是，由輪輻開(kāi)口部89a在圓周方向偏移，以使輪輻16的外側(cè)端部64在圓周方向上從輪輞12的相互位置上以相等間隔配置。管狀安裝部88a、88b在具有輪輻螺紋接頭66的輪輻開(kāi)口部89a、89b中保持輪輻16。
其它的實(shí)施例在上述各實(shí)施例中，將本發(fā)明適用于將強(qiáng)化部件固定于輪輻安裝開(kāi)口部類(lèi)型的輪輞，但同樣也可以適用于加熱輪輻孔周邊的同時(shí)進(jìn)行內(nèi)緣翻邊加工而提高強(qiáng)度的輪輞。
實(shí)例一這里，通過(guò)在6061系列的鋁合金中添加0.2重量％的鈧，形成了輪輞。這種情況下，將強(qiáng)化部件硬釬焊于輪輻安裝開(kāi)口部之后的輪輻安裝開(kāi)口部周?chē)挠捕扰c不添加鈧相比增加了10％左右，由此提高了硬度。
實(shí)例二這里，在6061系列的鋁合金中添加0.2重量％的鈧，同時(shí)，添加0.1重量％的鋯，形成了輪輞。這種情況下，將強(qiáng)化部件硬釬焊于輪輻安裝開(kāi)口部之后的輪輻安裝開(kāi)口部周?chē)挠捕缺炔惶砑逾傇黾恿?0～20％左右，由此提高了強(qiáng)度。
符號(hào)說(shuō)明10 自行車(chē)用車(chē)輪12 輪輞14 強(qiáng)化部件24 外側(cè)環(huán)狀部26 內(nèi)側(cè)環(huán)狀部28 安裝開(kāi)口部30 環(huán)狀側(cè)面部32 環(huán)狀連接部40 環(huán)狀傾斜部42 內(nèi)側(cè)環(huán)狀部
權(quán)利要求
1.一種自行車(chē)用輪輞，包括環(huán)狀輪胎安裝部，用于安裝輪胎；環(huán)狀輪輻安裝部，包括形成于所述輪胎安裝部的內(nèi)圓側(cè)、沿圓周方向以一定間隔設(shè)置的多個(gè)安裝開(kāi)口部，其中所述輪胎安裝部及所述輪輻安裝部以鋁為基礎(chǔ)并添加鈧而形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車(chē)用輪輞，其中所述鈧的添加量在大于等于0.05重量％、小于等于1.0重量％的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自行車(chē)用輪輞，其中所述輪胎安裝部及所述輪輻安裝部是還添加了鋯而形成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)用輪輞，其中為了增加所述安裝開(kāi)口部的所述輪輻安裝部的厚度，所述輪輞還包括多個(gè)增強(qiáng)部件，在所述安裝開(kāi)口部，所述多個(gè)增強(qiáng)部件被固定于所述輪輻安裝部，且具有形成用于輪輻貫穿的貫通孔的底部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自行車(chē)用輪輞，其中所述增強(qiáng)部件的底部包括輪輞側(cè)的面，用于與所述輪輻安裝部的外表面接觸；及，外側(cè)的面，在所述輪輞側(cè)的面的對(duì)面，面向其相反方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的自行車(chē)用輪輞，其中所述增強(qiáng)部件是通過(guò)金屬熔融與所述輪輻安裝部的外表面連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的自行車(chē)用輪輞，其中所述增強(qiáng)部件通過(guò)硬釬焊連接于所述輪輻安裝部的外表面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種自行車(chē)用輪輞，該輪轂在實(shí)現(xiàn)輕量化的同時(shí)，尤其可以確保輪輻孔周邊強(qiáng)度，并且容易制造。該自行車(chē)用輪輞包括環(huán)狀輪胎安裝部，用于安裝輪胎；及，環(huán)狀輪輻安裝部，包括形成于輪胎安裝部的內(nèi)圓側(cè)、在圓周方向上以一定間隔配置的多個(gè)安裝開(kāi)口部。并且，輪胎安裝部及輪輻安裝部以鋁合金為基礎(chǔ)并添加鈧而形成。
文檔編號(hào)B60B21/00GK1695963SQ20051005882
公開(kāi)日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2005年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月11日
發(fā)明者岡島伸平 申請(qǐng)人:株式會(huì)社島野