CN102248856B

CN102248856B - 自行车用后轮辐条轮圈

Info

Publication number: CN102248856B
Application number: CN201110134028.0A
Authority: CN
Inventors: 腰山和喜
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2028-08-28
Also published as: CN102248856A

Abstract

提供一种能够在尽量抑制辐条的重量增加的状态下提升轮圈刚性的自行车用后轮辐条轮圈。该后轮辐条轮圈具有：轮缘；具有轮毂轴、第一辐条连接部以及第二辐条连接部(与所述第一辐条连接部相间隔地形成)的轮毂；用来连接所述轮缘和所述第一辐条连接部的第一辐条群；以及用来连接所述轮缘和所述第二辐条连接部的第二辐条群；所述第一辐条群具有材质不同的至少两种辐条。

Description

自行车用后轮辐条轮圈

本申请是于2008年8月28日提交的专利申请(申请号为200810212526.0，发明名称“自行车用后轮辐条轮圈”)的分案申请。

技术领域

本发明涉及自行车用后轮辐条轮圈，特别涉及可提升轮圈的刚性的自行车用后轮辐条轮圈。

背景技术

在后轮毂上设有二个用来安装辐条的轮毂凸缘，其中一个轮毂凸缘位于由链轮驱动的驱动侧(通常位于骑自行车时的右侧)，另一个轮毂凸缘位于驱动侧的相反侧(左侧)。

一般而言，如图1所示，安装于右侧凸缘R的辐条群40配置采用交叉模式(cross pattern)，从横向方向观察时辐条40A、40B彼此交叉，由于连接于左侧凸缘的辐条和轮缘水平面S的夹角θ1比连接于右侧凸缘的辐条和轮缘水平面S的夹角θ2更大(参照图2所示)，基于横向方向的张力平衡的观点，安装于左侧凸缘的各辐条的张力比安装于右侧凸缘R的各辐条的张力小，若左侧凸缘的辐条群配置采用与右侧相同的交叉模式，则当轮毂20旋转时，承受压缩力的安装在辐条40A上的管接头60(例如图1的斜线所示)会发生容易松脱的问题。因此，为了改善会发生松脱的问题，如图3所示，将安装于左侧凸缘的辐条配置改为采用辐射模式(radial pattern)，所有辐条的延长线都通过轮毂轴21的中心线210的后轮辐条轮圈，如图所示。

发明内容

然而，在该现有技术的后轮辐条轮圈中，所有的辐条都是一样的，亦即每根辐条的粗细相同且材质相同。

在此针对时针1点钟方向的安装于左侧凸缘的辐条31”来进行说明(参照图3)，当轮毂20朝驱动方向X稍微旋转时，轮缘10尚未旋转而处于停止状态(亦即第一轮缘连接点11静止不动)。如此一来，辐条31”会被轮毂20拉伸，利用该拉伸力可驱动轮缘10。亦即在驱动时，拉伸负荷会施加于辐条31”而使其产生拉伸变形，如此当轮圈行进时，容易发生轮圈变形、轮缘和刹车块接触等的问题。

本发明鉴于此现有技术的问题而提出，其目的是提供一种在尽量抑制辐条的重量增加的状态下提升轮圈刚性的自行车用后轮辐条轮圈。

为了实现所述目的，本发明的第一方面所提供的自行车用后轮辐条轮圈包括：

轮缘；

具有轮毂轴、第一辐条连接部以及第二辐条连接部(与所述第一辐条连接部相间隔地形成)的轮毂；

用来连接所述轮缘和所述第一辐条连接部的第一辐条群；以及

用来连接所述轮缘和所述第二辐条连接部的第二辐条群；

所述第一辐条群具有第二截面积辐条和第一截面积辐条；

所述第二截面积辐条包括：连接于所述轮缘的轮缘侧端部、连接于所述第一辐条连接部的轮毂侧端部、连接于所述两个端部且具有第二截面积的第二中央部；

所述第一截面积辐条包括：连接于所述轮缘的轮缘侧端部、连接于所述第一辐条连接部的轮毂侧端部、连接于所述两个端部且具有比所述第二截面积更大的第一截面积的第一中央部。

此外，本发明的第二方面所提供的自行车用后轮辐条轮圈包括：

轮缘；

用来连接所述轮缘和所述第二辐条连接部的第二辐条群；

所述第一辐条群具有材质不同的至少两种辐条。

本发明的第二方面的自行车用后轮辐条轮圈优选的是，所述材质不同的两种辐条是由第一材料所形成的第一材料辐条和第二材料所形成的第二材料辐条所构成；所述第一材料的弹性模数大于所述第二材料的弹性模数。

本发明的第一、二方面的自行车用后轮辐条轮圈优选的是，所述第二辐条连接部位于比所述第一辐条连接部更接近驱动机构的位置。

本发明的第一、二方面的自行车用后轮辐条轮圈优选的是，所述第一截面积辐条(第一材料辐条)在第一轮缘连接点连接于所述轮缘，并且在第一轮毂连接点连接于所述第一辐条连接部；所述第一轮毂连接点相对于包含所述轮毂轴的中心线和所述第一轮缘连接点的平面朝向驱动方向偏移；

所述第二截面积辐条(第二材料辐条)在第二轮缘连接点连接于所述轮缘，并且在第二轮毂连接点连接于所述第一辐条连接部；所述第二轮毂连接点相对于包含所述轮毂轴的中心线和所述第二轮缘连接点的平面朝向与驱动方向相反的方向偏移。

本发明的第一、二方面的自行车用后轮辐条轮圈优选的是，所述第一截面积辐条(第一材料辐条)的朝向驱动方向的偏移量大于所述第二截面积辐条(第二材料辐条)的朝向与驱动方向相反的方向的偏移量。

本发明的第一、二方面的自行车用后轮辐条轮圈优选的是，所述第一截面积辐条(第一材料辐条)和所述第二截面积辐条(第二材料辐条)沿着周向方向交错配置。

本发明的第一、二方面的自行车用后轮辐条轮圈优选的是，所述第一辐条群的辐条总数少于所述第二辐条群的辐条总数。

本发明的第一、二方面的自行车用后轮辐条轮圈优选的是，所述第一辐条群的辐条总数为所述第二辐条群的辐条总数的一半。

本发明的第一、二方面的自行车用后轮辐条轮圈优选的是，所述第二辐条群配置成在从与所述轮毂轴的中心线平行的方向观察时彼此交叉。

根据本发明的第一方面的构造，由于第一辐条群具有第二截面积辐条和第一截面积辐条，且该第一截面积辐条的第一中央部的截面积大于该第二截面积辐条的第二中央部的截面积；亦即仅将第一截面积辐条(在驱动时被施加拉伸负荷)的中央部的截面积加大而提升其刚性，因此在尽量抑制辐条的重量增加的状态下可减少拉伸变形，而防止轮圈变形、轮缘和刹车块接触等问题发生。

此外，依据本发明的第二方面的构造，由于第一辐条群具有由第一材料所形成的第一材料辐条和第二材料所形成的第二材料辐条所构成的材质不同的两种辐条，且第一材料的弹性模数高于第二材料的弹性模数；亦即仅将第一材料辐条(在驱动时被施加拉伸负荷)的弹性模数提高而提升其刚性，因此在尽量抑制辐条的重量增加的状态下可减少拉伸变形，而防止轮圈变形、轮缘和刹车块接触等问题发生。

又依据本发明的构造，由此将第二辐条连接部配置在比第一辐条连接部更接近驱动机构的位置，在第二辐条是采用适于传达驱动力的交叉模式的情形，可提升轮圈的驱动效率。

又依据本发明的构造，由此将第一轮毂连接点配置成相对于包含轮毂轴的中心线和第一轮缘连接点的平面朝向驱动方向偏移；且将第二轮毂连接点配置成相对于包含轮毂轴的中心线和第二轮缘连接点的平面朝向与驱动方向相反的方向偏移；亦即，将驱动时受拉伸负荷的第一截面积辐条(第一材料辐条)朝向驱动方向偏移配置，且将驱动时受压缩负荷的第二截面积辐条(第二材料辐条)朝向与驱动方向相反的方向偏移配置，因此能使辐条获得良好的张力平衡。

又依据本发明的构造，由此使第一截面积辐条(第一材料辐条)的朝向驱动方向的偏移量大于第二截面积辐条(第二材料辐条)的朝向与驱动方向相反的方向的偏移量，由于朝向驱动方向偏移配置的第一截面积辐条(第一材料辐条)有助于使轮缘朝向旋转方向驱动，因此可进一步提升轮圈的驱动效率。

又依据本发明的构造，由此使第一截面积辐条(第一材料辐条)和第二截面积辐条(第二材料辐条)沿着周向方向交错配置，可获得最佳的张力平衡。

又依据本发明的构造，由此使第一辐条群的辐条总数比第二辐条群的辐条总数少，优选地，第一辐条群的辐条总数是第二辐条群的辐条总数的一半，由于夹角θ1较大的第一辐条群的各辐条的张力会比夹角θ2较小的第二辐条群的各辐条的张力小很多，故基于横向方向的张力平衡的观点，减少第一辐条群的辐条数目可增加其各辐条的张力，从而又使第一辐条群的辐条总数为第二辐条群的辐条总数的一半，如此即可尽量减少第一辐条群的辐条和第二辐条群的辐条两者间的张力差。

又依据本发明的构造，由此将第二辐条群配置成在从与轮毂轴的中心线平行的方向观察时彼此交叉，亦即将驱动侧的第二辐条群配置成适于传达驱动力的交叉模式，可提升驱动效率。

附图说明

图1是辐条轮圈的辐条配置采用交叉模式的说明图。

图2显示本发明的第一实施例和第二实施例的后轮辐条轮圈的后视图。

图3显示现有的后轮辐条轮圈的左侧视图。

图4显示本发明的第一实施例的后轮辐条轮圈的左侧视图。

图5显示本发明的第二实施例的后轮辐条轮圈的左侧视图。

图6显示本发明的第一实施例和第二实施例的后轮辐条轮圈的右侧视图，其中将第一辐条群和第二辐条群一并显示。

1…后轮辐条轮圈

10…轮缘

11…第一轮缘连接点

12…第二轮缘连接点

20…轮毂

21…轮毂轴

22…第一辐条连接部

23…第二辐条连接部

30、30’…第一辐条群

31…第一截面积辐条

32…第二截面积辐条

31’…第一材料辐条

31”…辐条

32’…第二材料辐条

40…第二辐条群

40A、40B…第二辐条群的辐条

50…驱动机构

60…管接头

210…中心线

220…第一轮毂连接点

221…第二轮毂连接点

310、320…轮缘侧端部

311、321…轮毂侧端部

312…第一中央部

322…第二中央部

A…包含轮毂轴的中心线和第一轮缘连接点的平面

B…包含轮毂轴的中心线和第一轮缘连接点的平面

R…轮毂的右侧凸缘

S…轮缘水平面

X…驱动方向

θ1…左侧凸缘(第一辐条连接部)的辐条和轮缘水平面S的夹角

θ2…右侧凸缘(第二辐条连接部)的辐条和轮缘水平面S的夹角

具体实施方式

<第一实施例>

以下，参照图2和图4来说明本发明的第一实施例。

图2显示本发明的第一实施例的后轮辐条轮圈的后视图，图4显示本发明的第一实施例的后轮辐条轮圈的左侧视图。

本发明的第一实施例的后轮辐条轮圈1具有：轮缘10、具有轮毂轴21和第一辐条连接部22以及第二辐条连接部23(与第一辐条连接部22相间隔地形成)的轮毂20、用来连接轮缘10和第一辐条连接部22的第一辐条群30、以及用来连接轮缘10和第二辐条连接部23的第二辐条群40。

如图4所示，第一辐条群30具有在驱动时受压缩负荷的第二截面积辐条32以及在驱动时受拉伸负荷的第一截面积辐条31。该第二截面积辐条32包括：连接于轮缘10的轮缘侧端部320、连接于第一辐条连接部22的轮毂侧端部321、连接于所述两个端部且具有第二截面积的第二中央部322。该第一截面积辐条31包括：连接于轮缘10的轮缘侧端部310、连接于第一辐条连接部22的轮毂侧端部311、连接于所述两个端部且具有比第二截面积更大的第一截面积的第一中央部312。

作为第一截面积辐条31，例如可使用不锈钢制的外径1.8mm的辐条；作为第二截面积辐条32，例如可使用不锈钢制的外径1.5mm的辐条。

如此，将在驱动时受拉伸负荷的第一截面积辐条31的中央部312的截面积加大而提升其刚性，因此在尽量抑制辐条的重量增加的状态下可减少拉伸变形，而防止轮圈变形、轮缘和刹车块接触等问题发生。

又如图2所示，第二辐条连接部23配置在比第一辐条连接部22更接近驱动机构50的位置。

此外，如图4所示，第一截面积辐条31在第一轮缘连接点11连接于轮缘10，并且在第一轮毂连接点220连接于第一辐条连接部22；第一轮毂连接点220相对于包含轮毂轴21的中心线210和第一轮缘连接点11的平面朝向驱动方向(X方向)偏移。再者，第二截面积辐条32在第二轮缘连接点12连接于轮缘10，并且在第二轮毂连接点221连接于第一辐条连接部22；第二轮毂连接点221相对于包含轮毂轴21的中心线210和第二轮缘连接点12的平面朝向与驱动方向相反的方向(-X方向)偏移。

如此，将驱动时受拉伸负荷的第一截面积辐条31朝向驱动方向(X方向)偏移配置，且将驱动时受压缩负荷的第二截面积辐条32朝向与驱动方向相反的方向(-X方向)偏移配置，因此能使辐条全体获得良好的张力平衡。

又如图4所示，第一截面积辐条31的朝向驱动方向(X方向)的偏移量大于第二截面积辐条32的朝向与驱动方向相反的方向(-X方向)的偏移量。由于朝向驱动方向(X方向)偏移配置的第一截面积辐条31有助于使轮缘10朝向旋转方向驱动，因此可提升轮圈的驱动效率。

再者，如图4所示，第一截面积辐条31和第二截面积辐条32沿着周向方向交错配置，以第一截面积辐条31和第二截面积辐条32各1根为1组，共设有3组。

又如图6所示，第一辐条群30的辐条总数只有6根，第二辐条群40的辐条总数有12根，亦即，第一辐条群30的辐条总数比第二辐条群40的辐条总数少且仅及一半。

当轮毂20左右侧的辐条总数相等时，如前所述，夹角θ1大的第一辐条群30的各辐条31、32的张力会比夹角θ2小的第二辐条群40的各辐条40A、40B的张力小很多。基于横向方向的张力平衡的观点，使第一辐条群30的辐条总数为第二辐条群40的辐条总数的一半，可尽量减少第一辐条群30的辐条31、32和第二辐条群40的辐条40A、40B间的张力差。又通过减少第一辐条群30的辐条数目，可增加其各辐条31、32的张力，而能防止管接头60的松脱。

此外，如图1所示，第二辐条群40可配置成，在从与轮毂轴21的中心线210平行的方向观察时辐条40A、40B彼此交叉。如此将接近驱动机构50的第二辐条群40配置成适于传达驱动力的交叉模式，而能提升驱动效率。

<第二实施例>

图5显示本发明的第二实施例。在图5中，与图4相同的符号代表相同的构件，而省略这些构件的说明。第二实施例的第一辐条群30’与第一实施例的第一辐条群30的不同点在于，第一辐条群30’由材质不同的两种辐条所构成，亦即由第一材料所形成的第一材料辐条31’和第二材料所形成的第二材料辐条32’所构成；且第一材料的弹性模数高于第二材料的弹性模数。

作为第二材料辐条32’，例如为了谋求轻量化而采用铝制辐条；而作为第一材料辐条31’，例如是采用弹性模数比铝高的不锈钢制辐条。

如此，通过将在驱动时受拉伸负荷的第一材料辐条31’的弹性模数加大而提升其刚性，因此在尽量抑制辐条的重量增加的状态下可减少拉伸变形，而防止轮圈变形、轮缘和刹车块接触等问题发生。

又与所述第一实施例相似，通过将第二辐条连接部23配置在比第一辐条连接部22更接近驱动机构50的位置；或将驱动时受拉伸负荷的第一材料辐条31’朝向驱动方向(X方向)偏移配置，且将驱动时受压缩负荷的第二材料辐条32’朝向与驱动方向相反的方向(-X方向)偏移配置；或使第一材料辐条31’的朝向驱动方向的偏移量大于第二材料辐条32’的朝向与驱动方向相反的方向的偏移量；或将第一材料辐条31’和第二材料辐条32’沿着周向方向交错配置；或使第一辐条群30的辐条总数少于第二辐条群40的辐条总数，第一辐条群30的辐条总数优选为第二辐条群40的辐条总数的一半；或将第二辐条群40配置成，在从与轮毂轴21的中心线210平行的方向观察时彼此交叉，皆可获得与上述第一实施例相同的作用效果。

如以上所说明，本发明所提供的自行车用后轮辐条轮圈可在尽量抑制辐条的重量增加的状态下提升轮圈的刚性。

以上虽是说明本发明的实施例，但本发明并不限于此。例如，在上述实施例中，示出了3根第一截面积辐条(第一材料)，但是第一截面积辐条(第一材料)的数目只要是1根以上即可，2根或4根以上也能发挥本发明的特有效果。

Claims

1. 一种自行车用后轮辐条轮圈，其具有：

轮缘；

具有轮毂轴、第一辐条连接部以及第二辐条连接部的轮毂，所述第二辐条连接部与所述第一辐条连接部相间隔地形成；

用来连接所述轮缘和所述第二辐条连接部的第二辐条群；

所述第一辐条群具有材质不同的至少两种辐条；

所述材质不同的两种辐条由第一材料所形成的复数根第一材料辐条和第二材料所形成的复数根第二材料辐条所构成。

2. 如权利要求1所述的自行车用后轮辐条轮圈，其特征在于，所述第一材料的弹性模数高于所述第二材料的弹性模数。

3. 如权利要求1所述的自行车用后轮辐条轮圈，其特征在于，所述第二辐条连接部配置在比所述第一辐条连接部更接近驱动机构的位置。

4. 如权利要求1或2所述的自行车用后轮辐条轮圈，其特征在于，所述第一材料辐条在第一轮缘连接点连接于所述轮缘，并且在第一轮毂连接点连接于所述第一辐条连接部；所述第一轮毂连接点相对于包含所述轮毂轴的中心线和所述第一轮缘连接点的平面朝向驱动方向偏移；

所述第二材料辐条在第二轮缘连接点连接于所述轮缘，并且在第二轮毂连接点连接于所述第一辐条连接部；所述第二轮毂连接点相对于包含所述轮毂轴的中心线和所述第二轮缘连接点的平面朝向与驱动方向相反的方向偏移。

5. 如权利要求4所述的自行车用后轮辐条轮圈，其特征在于，所述第一材料辐条的朝向驱动方向的偏移量大于所述第二材料辐条的朝向与驱动方向相反的方向的偏移量。

6. 如权利要求4所述的自行车用后轮辐条轮圈，其特征在于，所述第一材料辐条和所述第二材料辐条沿着周向方向交错配置。

7. 如权利要求1至3中的任一项所述的自行车用后轮辐条轮圈，其特征在于，所述第一辐条群的辐条总数小于所述第二辐条群的辐条总数。

8. 如权利要求7所述的自行车用后轮辐条轮圈，其特征在于，所述第一辐条群的辐条总数是所述第二辐条群的辐条总数的一半。

9. 如权利要求1至3中的任一项所述的自行车用后轮辐条轮圈，其特征在于，所述第二辐条群配置成在从与所述轮毂轴的中心线平行的方向观察时彼此交叉。