專利名稱：自行車輪圈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自行車輪圈，更具體地涉及一種呈環(huán)狀體的自行車輪圈，其最大寬度被布置成與該輪圈的輪胎接合部相比更靠近輻條接合部。
背景技術：
當自行車在空氣中行進時，在自行車車輪周圍產(chǎn)生不利的紊流，其產(chǎn)生抵抗自行車向前運動的阻力。另外，自行車的向前運動可能因導致自行車傾斜的側風而受到阻礙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于具有輪胎、輪轂和輻條的自行車車輪的輪圈。所述輪圈大體包括徑向外側的輪胎接合部；徑向內(nèi)側的輻條接合部；第一側壁；以及與所述第一側壁間隔開的第二側壁。所述第一側壁和所述第二側壁在所述輪胎接合部與所述輻條接合部之間延伸。所述輪胎接合部和所述輻條接合部以及所述第一側壁和所述第二側壁形成環(huán)狀體。 所述輪圈的最大寬度被布置成與所述輪胎接合部相比更靠近于所述輻條接合部。在本發(fā)明的一個實施方式中，所述輪圈的最大寬度比輪胎的直徑Dt大，并且所述輪圈的高度大于 40mm或者大于該輪圈的直徑的 %。由所述輪圈和安裝在該輪圈上的所述輪胎形成的橫截面基本上為橢圓形。所述輪圈的縱橫比在1.5至5的范圍內(nèi)。在其中一個實施方式中，所述輪圈和所述輪胎包括側輪廓，所述輪圈包括轉向軸線，所述橫截面設置為使得所述側輪廓上的壓力中心定位在所述輪圈的所述轉向軸線的后方或下方，或者定位在所述輪圈的所述轉向軸線的后下方。結合附圖并根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式的下列說明使得能夠更加全面地理解本發(fā)明的前述以及其它特征和優(yōu)點。


附圖中圖1是裝有金屬輻條的自行車車輪的側視圖；圖2是三輻條式自行車車輪的側視圖；圖3是管狀輪圈、輪胎和金屬輻條的剖視圖；圖4是嵌合式輪圈、輪胎和金屬輻條的剖視圖；圖5是圖3的管狀輪圈的立體截面圖；圖6是圖3的嵌合式輪圈的立體截面圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的輪圈的示意性截面圖；圖8是高度為58mm的輪圈的計算流體動力學(CFD)力曲線圖；以及圖9是高度為81mm的輪圈的計算流體動力學(CFD)力曲線圖。
具體實施例方式
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圖1、圖3和圖5示出了自行車車輪10，該自行車車輪包括呈環(huán)狀體的輪圈12、輪胎14、輪轂16和輻條系統(tǒng)18。輪轂16被安裝至自行車的車架(未示出)。輻條系統(tǒng)18包括多根金屬輻條20，通常大約為32至36根。參看圖3，輻條20包括螺紋端22和接頭24， 用以將輻條20固定到輪圈12。另選地，輻條系統(tǒng)沈可包括三個復合輻條觀，這三個復合輻條成型在自行車輪32的輪圈30中(參見圖2)。圖1、圖3和圖5中所示的車輪10是管狀車輪或縫合式車輪，其中輪胎14粘合在輪圈12上。輪圈12大體包括徑向外側的輪胎接合部34、徑向內(nèi)側的輻條接合部36、第一側壁38和與第一側壁38間隔開的第二側壁40。第一側壁38和第二側壁40在輪胎接合部；34與輻條接合部36之間延伸。輪胎14被粘合到輪圈12的輪胎接合部34。輻條接合部36包括多個第一開口 39，該第一開口用于接收從其穿過的輻條20的螺紋端22。輪胎接合部34包括與所述多個第一開口 39對準的多個第二開口 41，該多個第二開口用于接收工具，該工具用于把接頭M上緊在輻條20的螺紋端22上，從而將輻條固定到輪圈12。輪胎接合部34和輻條接合部36以及第一側壁38和第二側壁40形成環(huán)狀體。圖4和圖6中示出了另一種類型的車輪，即嵌合車輪42(ClinCher wheel)，其中輪胎46的胎圈43、44嵌入輪圈48。輪圈48大體包括徑向外側的輪胎接合部50、徑向內(nèi)側的輻條接合部52、第一側壁M和與第一側壁M間隔開的第二側壁56。第一側壁M和第二側壁56在輪胎接合部50與輻條接合部52之間延伸。輪胎接合部50包括一對周向胎圈接合構件49、51，其用于接合輪胎46的胎圈43、44。輻條接合部52包括多個第一開口 53，該多個第一開口用于接收從其穿過的輻條60的螺紋端58。輪胎接合部50包括與多個第一開口 53對準的多個第二開口 55，該多個第二開口用于接收工具，該工具用于把接頭62上緊在輻條60的螺紋連接端58上，從而將輻條60固定到輪圈48。輪胎接合部50和輻條接合部 52以及第一側壁M和第二側壁56形成環(huán)狀體。在本文中，環(huán)狀體或呈環(huán)狀體是指由一平面閉合曲線圍繞與其處于同一平面內(nèi)但不與之相交的線旋轉而產(chǎn)生的表面。環(huán)狀體的平面閉合曲線可呈任何形狀。參照圖5和圖 6，分別產(chǎn)生呈環(huán)狀體的輪圈12和48形狀的平面閉合曲線基本上為橢圓，該橢圓已被改變?yōu)樵谳喬ソ雍喜?4、50處分別具有凹入端。參看圖3和圖4，呈環(huán)狀體的輪圈12、48的大截面尺寸和小截面尺寸限定了縱橫比。輪圈12、48的縱橫比是輪圈高度H與輪圈寬度W之比。當輪圈垂直于水平面取向時，輪圈高度H被限定為最大豎向輪圈尺寸。當輪圈垂直于水平面取向時，輪圈寬度W為最大水平尺寸。呈環(huán)狀體的輪圈和安裝到其上的輪胎可形成基本上為橢圓的截面，并且輪圈的縱橫比在1.5至5的范圍內(nèi)。在所示的實施方式中，輪圈 12,48的最大高度H為58mm，最大寬度W為27mm，因此形成2. 15的縱橫比。優(yōu)選地，輪圈高度H大于40mm或者大于輪圈直徑Dr的7%。為了改善空氣動力學效率，最大輪圈寬度W 與輪胎直徑Dt之比在大約1. 05至125的范圍內(nèi)。呈環(huán)狀體的輪圈12、48的最大寬度W被布置成與輪胎接合部34、50相比更靠近于輻條接合部36、52。在圖3和圖4中，最大寬度W被布置成距輪圈的一端22mm。圖7示出了另選的輪圈70，該輪圈70呈環(huán)狀體的形狀，其縱橫比為1. 8(W = 31. 75mm, H = 57. 22mm)， 并且最大寬度W布置成與輪圈70的輪胎接合部74相比更靠近于輻條接合部72。圖8和圖 9是CFD (Computational Fluid Dynamic 計算流體力學)力曲線圖，其示出了高度分別為 58mm和81mm的輪圈的側向力。在圖8和圖9的輪圈中，SP表示側輪廓(side profile),由側風引起的壓力中心CP位于車輪(進而輪圈)的轉向軸線SA或者輪轂16軸線的后下方。該力曲線圖(CFD)所表示的是輪圈形狀的函數(shù)，并且表明了該輪圈形狀在側風中是自穩(wěn)定的。這改善了該車輪的操縱和性能?？亢蟮膲毫χ行膬A向于使車輪轉向頂風，并且靠下的壓力中心減小了風對自行車傾角的杠桿作用，靠后和靠下的壓力中心均有助于內(nèi)在地更加穩(wěn)定車輪并且改善空氣動力學效率。與之相比，常見的輪圈形狀所形成的壓力中心處于轉向軸線的前方和上方。其結果是，車輪在側風中被推向或者被引向該側風的吹動方向； 更高的壓力中心賦予風更大的杠桿，風借助該更大的杠桿驅使自行車傾斜。這是一種內(nèi)在不穩(wěn)定狀況，這種內(nèi)在不穩(wěn)定狀況通過在此公開的本發(fā)明得到成功解決。呈環(huán)狀體的輪圈14、18由復合材料制成。另外，輪圈的內(nèi)部可以根據(jù)需要是實心的、中空的、被填充或者被加強，以獲得期望的強度、重量和成本。盡管通過參照若干實施方式已描述了本發(fā)明，但應理解，在所述的發(fā)明理念的精神和范圍內(nèi)可以進行多種變化。因而，本發(fā)明旨在不被局限于所公開的實施方式，而是包括由所附權利要求的措詞所允許的全部范圍。
權利要求
1.一種用于具有輪胎、輪轂和輻條的自行車車輪的輪圈，所述自行車輪圈包括 徑向外側的輪胎接合部；徑向內(nèi)側的輻條接合部； 第一側壁；以及第二側壁，該第二側壁與所述第一側壁間隔開，所述第一側壁和所述第二側壁在所述輪胎接合部與所述輻條接合部之間延伸；所述輪胎接合部和所述輻條接合部以及所述第一側壁和所述第二側壁形成環(huán)狀體， 所述輪圈的最大寬度被布置成與所述輪胎接合部相比更靠近于所述輻條接合部。
2.根據(jù)權利要求1所述的輪圈，其中，所述輪圈的最大高度大于40mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的輪圈，其中，所述輪圈的最大高度大于所述輪圈的直徑的7%。
4.根據(jù)權利要求2所述的輪圈，其中，所述輪圈的最大高度與所述輪圈的最大寬度之比在1.5至5的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權利要求4所述的輪圈，其中，由所述輪圈和安裝在所述輪圈上的所述輪胎形成的橫截面基本上為橢圓形。
6.根據(jù)權利要求5所述的輪圈，其中，所述輪圈和所述輪胎具有側輪廓，所述輪圈包括轉向軸線，所述橫截面設置為使得所述側輪廓上的壓力中心定位在所述輪圈的所述轉向軸線的后方和下方之一。
7.根據(jù)權利要求1所述的輪圈，其中，由所述輪圈和安裝在該輪圈上的所述輪胎形成的橫截面基本上為橢圓形。
8.一種用于具有輪胎、輪轂和輻條的自行車車輪的輪圈，所述自行車輪圈包括 徑向外側的輪胎接合部；徑向內(nèi)側的輻條接合部； 第一側壁；以及第二側壁，該第二側壁與所述第一側壁間隔開，所述第一側壁和所述第二側壁在所述輪胎接合部與所述輻條接合部之間延伸；所述輪胎接合部和所述輻條接合部以及所述第一側壁和所述第二側壁形成環(huán)狀體， 所述輪圈的最大寬度比輪胎的直徑大，所述輪圈的所述最大寬度被布置成與所述輪胎接合部相比更靠近于所述輻條接合部。
9.根據(jù)權利要求8所述的輪圈，其中，所述輪圈的高度大于40mm。
10.根據(jù)權利要求8所述的輪圈，其中，所述輪圈的最大高度大于所述輪圈的直徑的7%。
11.根據(jù)權利要求10所述的輪圈，其中，所述輪圈的最大高度與所述輪圈的最大寬度之比在1.5至5的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權利要求11所述的輪圈，其中，由所述輪圈和安裝在該輪圈上的所述輪胎形成的橫截面基本上為橢圓形。
13.根據(jù)權利要求12所述的輪圈，其中，所述輪圈和所述輪胎具有側輪廓，所述輪圈包括轉向軸線，所述橫截面設置為使得所述側輪廓上的壓力中心定位在所述輪圈的所述轉向軸線的后方和下方之一。
14.根據(jù)權利要求8所述的輪圈，其中，由所述輪圈和安裝在所述輪圈上的所述輪胎形成的橫截面基本上為橢圓形。
全文摘要
一種用于包括輪胎、輪轂和輻條的自行車車輪的輪圈。所述自行車輪圈大體包括徑向外側的輪胎接合部；徑向內(nèi)側的輻條接合部；第一側壁；以及與所述第一側壁間隔開的第二側壁。所述第一側壁和所述第二側壁在所述輪胎接合部與所述輻條接合部之間延伸。所述輪胎接合部和所述輻條接合部以及所述第一側壁和所述第二側壁形成環(huán)狀體。所述輪圈的最大寬度被布置成與所述輪胎接合部相比更靠近于所述輻條接合部。
文檔編號B60B1/02GK102233784SQ20111011824
公開日2011年11月9日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權日2010年5月7日
發(fā)明者約書亞·珀爾特納, 邁克爾·霍爾 申請人:什拉姆有限責任公司