CN102343766A - 自行车的轮圈 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自行车轮圈，其设有一对周向侧壁和在第一与第二周向侧壁之间连接径向外端的外部桥接件。第一和第二周向侧壁中的至少一个包括具有第一导热率的非树脂材料的第一部分和具有第二导热率的非树脂材料的第二部分。第二部分沿第一和第二周向侧壁中的至少一个在周向上延伸过半。第二部分的第二导热率高于第一部分的第一导热率。第一和第二部分沿第一和第二周向侧壁中的至少一个的厚度方向至少局部重叠。
Description
技术领域
本发明通常涉及自行车的轮圈。更具体地说，本发明涉及对于由于刹车块接触轮圈的侧壁的刹车所产生的热量的散热进行改进的自行车的轮圈。
背景技术
当前可在市场上买到许多不同类型的自行车车轮。大部分的自行车车轮具有轮毂部分、许多辐条和环形轮圈。轮毂部分附接到自行车的一部分框架上以用于相对转动。辐条的内端配接到轮毂并且从轮毂处向外延伸。环形轮圈配接到辐条的外端并且具有用于将充气轮胎支承在其上的外部部分。一般地，自行车车轮的辐条为细金属丝辐条。
过去，大部分传统的自行车轮圈是由各种金属材料构造的。然而，在最近几年中，已经利用复合材料来构造自行车轮圈以使得其重量更轻。例如，在美国专利No.7,464,994中，已经提出了一种自行车轮圈，其具有覆盖环形金属轮圈构件的一部分的连续延伸的树脂材料。在美国专利No.5,104,199中，已经提出了一种自行车轮圈，其具有附接到轮圈箍上的模制本体。此外，还提出了主要由织成的碳纤维所形成的自行车轮圈，所述碳纤维浸有热固性树脂。自行车轮圈的一个实例主要是由美国专利No.7,614,706中所公开的织成的碳纤维制造的。
用于自行车轮圈的一种最常见的复合材料是使用聚丙烯腈(PAN)基的碳纤维的织成的碳纤维材料。虽然主要由PAN碳纤维制造的自行车轮圈坚固而轻便，但是PAN碳纤维不能迅速地散热。因此，刹车接触区由PAN碳纤维制成的轮圈实际上不能消散掉由刹车所产生的热量。有时，经过一持续时间的过度刹车可能潜在地损坏轮圈。
发明内容
一方面提供一种改善由于刹车块接触轮圈的侧壁的刹车所产生的热量的散热的自行车轮圈。
鉴于已知技术的状况，本公开的一个目的是提供一种主要包括第一周向侧壁、第二周向侧壁和外部桥接件的自行车轮圈。第一周向侧壁具有径向内端和径向外端。第二周向侧壁具有径向内端和径向外端。外部桥接件在第一和第二周向侧壁之间连接径向外端。第一和第二周向侧壁中的至少一个包括具有第一导热率的非树脂材料的第一部分和具有第二导热率的非树脂材料的第二部分。第二部分沿第一和第二周向侧壁中的至少一个在周向上延伸过半。第二部分的第二导热率高于第一部分的第一导热率。第一和第二部分在第一和第二周向侧壁中的至少一个的厚度方向上至少部分重叠。
这些及其他目的、特征、方面和优点通过以下结合附图所公开的优选实施例的详细说明对本领域的技术人员来说将变得显而易见。
附图说明
现在参照形成该原始公开的一部分的附图：
图1是装备有根据第一实施例的由复合材料制造的自行车轮圈的自行车车轮的侧视图；
图2是沿图1中的剖面线2-2观察时图1所示的自行车轮圈的放大的局部透视图，其中，轮圈上安装有轮胎；
图3是图1和2所示的自行车轮圈的放大的局部剖视图；
图4是图3所示的自行车轮圈的画圈部分的进一步放大的局部剖视图；
图5是根据第一实施例的第一变型例的自行车轮圈的放大的局部剖视图；
图6是根据第一实施例的第二变型例的自行车轮圈的放大的局部剖视图；
图7是根据第一实施例的第三变型例的自行车轮圈的放大的局部剖视图；
图8是根据第一实施例的第四变型例的自行车轮圈的放大的局部剖视图；
图9是根据第一实施例的第五变型例的自行车轮圈的放大的局部剖视图；
图10是装备有根据第二实施例的由金属外圈和复合材料体所制成的自行车轮圈的自行车车轮的侧视图；
图11是沿图10中的剖面线11-11观察时图1所示的自行车轮圈的放大的局部透视图，其中，轮圈上安装有轮胎；
图12是图10和11所示的自行车轮圈的放大的局部剖视图；
图13是根据第二实施例的第一变型例的自行车轮圈的放大的局部剖视图；
图14是根据第二实施例的第二变型例的自行车轮圈的放大的局部剖视图；
图15是根据第二实施例的第三变型例的自行车轮圈的放大的局部剖视图；
图16是根据第二实施例的第四变型例的自行车轮圈的放大的局部剖视图；
图17是根据第二实施例的第五变型例的自行车轮圈的放大的局部剖视图；以及
图18是装备有根据第三实施例制造的自行车轮圈的自行车车轮的侧视图。
具体实施方式
现在将参照附图来说明所选的实施例。根据本公开，对本领域技术人员来说显而易见的是，实施例的以下描述仅用于说明而非限制由所附权利要求及其同等物所限定的发明的目的。
最初参见图1，根据第一实施例示出了自行车车轮10。自行车车轮10基本上包括自行车轮圈12、中心轮毂14和多个辐条16。如图1所示，轮圈12是用来绕由轮毂14的轮轴所形成的中心旋转轴线A旋转的环形构件。辐条16按传统方式将轮圈12和中心轮毂14互连到一起。充气轮胎18被固定到轮圈12的外表面。在本实施例中，轮胎18被图示为缝合的或者管式的轮胎。然而，如下面所说明的，轮圈12可以根据需要和/或要求构成用于其他种类的轮胎。
关于中心轮毂14，任何类型的自行车轮毂可以与自行车轮圈12一起使用。换句话说，中心轮毂14的精密结构并不重要。因此，在此将不会详细地论述和/或图示中心轮毂14。此外，虽然图示了前轮轮毂，但是自行车轮圈12还可以与后轮毂一起使用以按需要和/或要求形成后轮。
同样，辐条16的精密结构并不重要。辐条16可以是任何类型的辐条或者其他类型的连接装置(例如，盘形的连接构件)。因此，在此将不会详细地论述和/或图示辐条16。在所示的实施例中，辐条16是将轮毂14连接到轮圈12上的径向张力辐条。例如，如以下所说明的，八根辐条16延伸到轮毂14的一侧，而另八根辐条16延伸到轮毂14的另一侧。在所示的实施例中，轮毂14是使用十六根径向辐条16的前轮轮毂(即，轮毂14不包括一个或多个链轮)，所述辐条16如图1所示在等间隔的周向位置处被配接到轮圈12上。当然，根据本公开，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以改变轮圈12以接纳不同的辐条配置(例如，全部为切向辐条，一些切向辐条和一些径向辐条等)。此外，根据本公开，对本领域技术人员来说还显而易见的是，如果需要和/或要求，可以改变轮圈12以接纳少于或多于十六根辐条。无论如何，辐条16优选按周向间隔的布置被配接到环形轮圈12上。
如图2和3所示，轮圈12具有将轮圈12一分为二的中心平面P。中心平面P垂直于与轮毂14的轮轴重合的中心旋转轴线A。如以下的说明，在所示的第一实施例中，轮圈12或者是完全非金属的组合件或者是如下的组合件，该组合件除了设置在轮圈12中的散热构件以散失由于刹车块接触轮圈12的侧壁的刹车所产生的热量、是完全非金属的。虽然图3所示的轮圈12是相对于中心平面P对称的，但是轮圈12不必相对于中心平面P对称。因此，根据需要和/或要求，轮圈12可以是相对于中心平面P不对称的。
轮圈12基本上包括具有第一周向侧壁22和第二周向侧壁24的主体20。第一周向侧壁22具有径向内端22a和径向外端22b。第二周向侧壁24具有径向内端24a和径向外端24b。第一和第二周向侧壁22和24在其径向内端22a、24a处被连接以形成内部环形部分26。第一和第二周向侧壁22、24的径向外端22b、24b通过环形外部桥接件28连接到一起，该外部桥接件28是主体20的一部分。环形的外部桥接件28在第一和第二周向侧壁22、24之间延伸。
此外，内部环形部分26具有用于接收辐条16的多个辐条附接孔。环形外部桥接件28设有用于接近辐条16的多个检修孔。因此，辐条检修孔的数量与辐条附接孔的数量相当，辐条附接孔的数量与辐条16的数量相当。根据需要和/或要求，环形外部桥接件28能够包括一个或多个用于封闭辐条检修孔的盖。内部环形部分26和环形外部桥接件28还具有轮胎充气阀开口(未显示)。
轮圈12的主体20具有围绕其整个周向总体上均匀的剖面轮廓，其绕中心旋转轴线A形成了圆形的环。特别是，在此使用的术语“总体上均匀的剖面轮廓”是指如图3所示的轮圈12的单一剖面的剖面轮廓。因此，无论轮圈12的剖面是否包括辐条附接孔，轮圈主体的剖面轮廓保持不变。
第一周向侧壁22包括位于径向外端22b附近的第一刹车接触区域22c。第二周向侧壁24包括位于径向外端24b附近的第二刹车接触区域24c。第一和第二刹车接触区域22c、24c是由相反朝向的外表面所形成的，所述相反朝向的外表面在刹车操作期间与刹车块接触。
外部桥接件28具有环形的外表面28a，所述外表面28a相对于轮圈12的中心平面P凹入并且横向地弯曲以形成用于将轮胎18附接在其上的环形轮胎接合结构。此外，在所示的实施例中，第一和第二周向侧壁22、24及环形的外部桥接件28形成了环形的内部空间或者区域30。该内部空间或者区域30可以是空的或者装满泡沫材料等。
如图3和图4所示，在所示的第一实施例中，主体20的第一和第二周向侧壁22、24及环形外部桥接件28基本上是通过利用粘合材料42将多个结构支承层32、34、36、38、40层叠在一起所形成的。第一周向侧壁22还设有导热层44，而第二周向侧壁24还设有第二导热层46。相对于结构支承层32、34、36、38、40来构成和设置导热层44、46以使由于刹车块接触轮圈12的第一和第二刹车接触区域22c、24c的刹车而在第一和第二刹车接触区域22c、24c中所产生的热量散失。
从在轮圈12的主体20的以下说明中显而易见的是，结构支承层32、34、36、38、40构成了主体20的环形的第一部分，而导热层44、46构成了主体20的环形的第二部分。第一和第二部分在第一和第二周向侧壁22、24的厚度方向上至少局部地重叠。主体20的第一部分(结构支承层32、34、36、38、40)是具有第一导热率的非树脂材料。主体20的第二部分(导热层44、46)是具有第二导热率的非树脂材料。因此，第一和第二周向侧壁22、24中的每一个包括具有第一导热率的第一部分的一部分(结构支承层32、34、36、38、40)和具有第二导热率的第二部分的一部分(导热层44、46)。在所示的实施例中，主体20是相对于中心平面P对称的结构和构造。
在所示的实施例中，主体20的第二部分(导热层44、46)在所示的第一实施例中是沿轮圈12的主体20的周向连续地设置的。然而，可选的是，主体20的第二部分(导热层44、46)是沿轮圈12的主体20的周向不连续地设置的。例如，导热层44、46可以是两个或多个沿周向间隔开的弧形构件。无论如何，第二部分(导热层44、46)沿第一和第二周向侧壁22、24周向地延伸，以使第二部分(导热层44、46)跨过第一和第二周向侧壁22、24的多于半个周向距离的距离。
在所示的第一实施例中，结构支承层32、34、36、38、40(第一部分)是非金属层，而导热层44、46(第二部分)包括至少一个由金属材料或者导热的非金属材料制成的高传导层。这样，轮圈12的主体20或者是完全非金属的组合件，或者是除了用于导热层44、46(第二部分)是完全非金属的组合件，所述导热层起到轮圈12的主体20中的散热构件的作用以使由于刹车块接触轮圈12的侧壁的刹车所产生的热量散失。
在金属材料被用作导热层44、46的情况中，具有大约237W/m·K的导热率的铝合金是合适的金属材料的一个实例。导热层44、46不限于铝。例如，铜也可以被用作用于导热层44、46的每一个的合金层。在导热的非金属材料被用作导热层44、46的情况下，例如具有50-500W/m·K导热率的树脂基的碳纤维的碳材料是合适的非金属材料的一个实例。导热层44、46中的每一个的厚度一般为大约0.1毫米到大约0.5毫米，轮圈12的厚度范围为从第一和第二周向侧壁22、24的中部处的大约0.6毫米到第一和第二刹车接触区域22、24c处的大约1.0-1.5毫米。
在所示的第一实施例中，结构支承层32、34、36、38、40是非金属的纤维层，所述非金属的纤维层是使用纤维增强聚合物材料的预浸片通过粘合材料42而形成的，以使主体20的第一和第二周向侧壁22、24及外部桥接件28的至少大部分由所述纤维增强聚合物材料形成。例如，在所示的实施例中，纤维增强塑料或者聚合物的预浸片(FRP)可以用来形成结构支承层32、34、36、38、40以及粘合材料42，所述预浸片是由利用纤维增强的聚合物母体所制成的。结构支承层32、34、36、38和40的纤维通常是玻璃丝、碳或者芳族聚酰胺，而结构支承层32、34、36、38和40的聚合物通常是乙烯基酯或者聚酯热固性塑料或者其他合适的非金属材料。纤维增强塑料或者聚合物(FRP)布的纤维例如可以是碳纤维、玻璃丝纤维、芳族聚酰胺纤维或者任何其他合适的非金属纤维。结构支承层32、34、36、38、40的纤维可以设置为无规定向的纤维和/或单方向的纤维。在所示的实施例中，结构支承层32、34、36、38和40是连续增强的纤维薄片，所述纤维薄片浸有热固性树脂或者热塑性树脂，常常称为预浸片。例如，在所示的实施例中，结构支承层32、34、36、38、40是具有浸有碳纤维(例如聚丙烯腈(PAN)基碳纤维)的环氧树脂的纤维增强的合成材料。
当使用碳纤维来构造导热层44、46时，使连续增强的纤维预浸薄片浸有热固性树脂或者热塑性树脂。然而，较之将导热率低于10W/m·K的聚丙烯腈(PAN)基碳纤维用于结构支承层32、34、36、38、40，导热层44、46是由导热率为50-500W/m·K或更高的树脂基碳纤维构成的。当形成轮圈12时，所有的碳层和合金层(如果使用)通过树脂或者粘合材料42粘合到一起。通常，结构支承层32、34、36、38、40的碳层与粘合材料42的树脂(例如，环氧树脂)熔合为一体。一般而言，导热层44、46的树脂基碳纤维的强度比结构支承层32、34、36、38、40的聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的强度低。
在附图中，相对于导热层44、46，仅示意性地示出了结构支承层32、34、36、38、40。因此，结构支承层32、34、36、38、40的厚度尺寸相对于粘合材料42是不必相对彼此成比例的。此外，结构支承层32、34、36、38、40的厚度在轮圈12的各部分变化。例如，第一和第二周向侧壁22、24的每一个的中部处的厚度为大约0.6毫米，而第一和第二刹车接触区域22c、24c的每一个的厚度为大约1.0-1.5毫米。然而，精确地描绘出结构支承层32、34、36、38、40相对于导热层44、46的相对位置和/或位置关系。当然，结构支承层32、34、36、38、40相对于导热层44、和46的相对位置和/或位置关系的变化可能达到变化不显著偏离其预定作用和/或目的的程度。
如图4所示，结构支承层32、36和导热层46各自是由两个或更多预浸片制成的(为了简化起见仅示出了两个)。其他结构支承层34、38与40和另一导热层44具有与图4示出的相似结构。无论如何，在所示的例中，结构支承层32、34、36、38、40的每个和导热层44、46中的每个一般使用两个或更多单方向的预浸片，其中，每个邻接片具有相对于下一邻接片倾斜的碳纤维。预浸片不局限于单方向的预浸片。如果需要，预浸片还可以具有斜纹图案。
通过导热层44、46具有比结构支承层32、34、36、38、40的导热率更高的导热率，主体20可以迅速地散失由于刹车操作的摩擦所产生的热量。因此，由所有碳纤维被增强的聚合物制成的主体20不会由于过热而劣化。
在图3的轮圈12的情况中，导热层44(第二部分)沿刹车接触区域22c覆盖结构支承层32、34(第一部分)，而导热层46(第二部分)沿刹车接触区域24c覆盖结构支承层32、36(第一部分)。因此，导热层44、46(第二部分)分别是第一和第二周向侧壁22、24的外部的大部分非树脂层。换句话说，导热层44、46(第二部分)在相对于中心平面P的厚度方向上被设置在结构支承层32、34、36(第一部分)的外侧。
导热层44、46相对于自行车轮圈12的径向方向从刹车接触区域22c、24c延伸到第一和第二周向侧壁22、24的至少径向中部。因此，导热层44、46(第二部分)相对于自行车轮圈12的径向方向至少局部设置在刹车接触区域22c、24c径向内侧。
现在参见图5，根据第一实施例的第一变型例示出了自行车的轮圈112。自行车的轮圈112主要是由非金属的复合材料制成的。轮圈112按和轮圈12相同的方式通过辐条16附接到轮毂14上以形成车轮，如图1所示。轮圈112基本上包括第一和第二周向侧壁122、124，所述侧壁122、124在内端处连接以形成内部环形部分126。第一和第二周向侧壁122、124的外端通过环形轮胎接合部分128连接到一起。轮圈12、112之间仅有的差别是层的配置和结构。鉴于轮圈12、112之间的相似性，为了简洁起见，已经省略了第一实施例的第一变型例在功能方面与第一实施例的部分基本相同的那部分的说明。
在此，在图5的自行车轮圈112中，自行车轮圈112包括环形的结构支承层132、134、136、138、140(第一部分)和一对环形的导热层144、146(第二部分)。如上所述，结构支承层132、134、136、138、140基本上与结构支承层32、34、36、38、40相同。然而，在第一实施例的该第一变型例中，导热层144(第二部分)相对于厚度方向被设置在结构支承层132、134(即，形成第一部分的两个纤维层)之间，并且导热层146(第二部分)相对于厚度方向被设置在结构支承层132、136(即，形成第一部分的两个纤维层)之间。此外，在图5的自行车轮圈112中，导热层144、146(第二部分)相对于自行车轮圈112的旋转中心轴线从第一和第二周向侧壁的刹车接触区域延伸到第一和第二周向侧壁122、124的至少一个的至少径向中部。
现在参见图6，根据第一实施例的第二变型例示出了自行车轮圈212。自行车轮圈212是由复合材料制成的。轮圈212按与轮圈12相同的方式通过辐条16附接到轮毂14上以形成车轮，如图1所示。轮圈212基本上包括第一和第二周向侧壁222、224，所述侧壁222、224在其内端处连接以形成内部环形部分226。第一和第二周向侧壁222、224的外端通过环形轮胎接合部分228连接到一起。轮圈12、212之间仅有的差别是层的配置和结构。鉴于轮圈12、212之间的相似性，为了简洁起见，已经省略了第一实施例的第二变型例在功能方面与第一实施例的部分基本相同的那部分的说明。
在此，在图6的自行车轮圈212中，自行车轮圈212包括环形的结构支承层232、234、236、238、240(第一部分)和环形的导热层244(第二部分)。如上所述，结构支承层232、234、236、238、240基本上与结构支承层32、34、36、38、40相同。然而，在第一实施例的该第二变型例中，图3的导热层44、46已经被沿内部环形部分226连接以形成该第二变型例的导热层244。因此，在第一实施例的该第二变型例中，导热层244相对于自行车轮圈212的旋转中心轴线从第一和第二周向侧壁222、224的刹车接触区域延伸至第一和第二周向侧壁222、224的内部环形部分226(即，径向最内部)。
此外，在自行车轮圈212中，导热层244(第二部分)相对于第一刹车接触区域处的厚度方向被设置在结构支承层232、234(即，形成第一部分的两个纤维层)之间，并且相对于第二刹车接触区域处的厚度方向被设置在结构支承层232、236(即，形成第一部分的两个纤维层)之间。
现在参见图7，根据第一实施例的第三变型例示出了自行车轮圈312。自行车轮圈312是由复合材料制成的。轮圈312按与轮圈12相同的方式通过辐条16附接到轮毂14上以形成车轮，如图1所示。轮圈312基本上包括第一和第二周向侧壁322、324，所述侧壁322、324在其内端处连接以形成内部环形部分326。第一和第二周向侧壁322、324的外端通过环形轮胎接合部分328连接到一起。轮圈12、312之间仅有的差别是层的配置和结构。鉴于轮圈12、312之间的相似性，为了简洁起见，已经省略了第一实施例的第三变型例在功能方面与第一实施例的部分基本相同的那部分的说明。
在此，在图7的自行车轮圈312中，自行车轮圈312包括环形的结构支承层332、334、336、338、340(第一部分)和一对环形的导热层344、346(第二部分)。如上所述，结构支承层332、334、336、338、340基本上与结构支承层32、34、36、38、40相同。然而，在第一实施例的该变型例中，图7中的轮圈312的导热层344、346比图5中的轮圈112的导热层144、146短。此外，图7中的轮圈312的结构支承层340比图5中的轮圈112的结构支承层140长。
在图7的轮圈312的情况中，导热层344(第二部分)沿刹车接触区域位于结构支承层332、334(第一部分)之间，而导热层346(第二部分)沿刹车接触区域位于结构支承层332、336(第一部分)之间。因此，导热层344、346(第二部分)分别是第一和第二周向侧壁322、324的中间的非树脂层。导热层344、346相对于自行车轮圈312的径向方向从刹车接触区域延伸到第一和第二周向侧壁322、324的径向中部。
现在参见图8，根据第一实施例的第四变型例示出了自行车轮圈412。自行车轮圈412是由复合材料制成的。轮圈212按与轮圈12相同的方式通过辐条16附接到轮毂14上以形成车轮，如图1所示。轮圈412基本上包括第一和第二周向侧壁422、424，所述侧壁422、424在其内端处连接以形成内部环形部分426。第一和第二周向侧壁422、424的外端通过环形轮胎接合部分428连接到一起。轮圈12、412之间仅有的差别是层的配置和结构。鉴于轮圈12、412之间的相似性，为了简洁起见，已经省略了第一实施例的第四变型例在功能方面与第一实施例的部分基本相同的那部分的说明。
在此，在图8的自行车轮圈412中，自行车轮圈412包括环形的结构支承层432、434、436、438、440(第一部分)和一对环形的导热层444、446(第二部分)。如上所述，结构支承层432、434、436、438、440基本上与结构支承层32、34、36、38、40相同。然而，在第一实施例的该变型例中，导热层444、446(第二部分)是第一和第二周向侧壁422、424的外部非树脂层，所述导热层444、446相对于自行车轮圈412的旋转中心轴线从刹车接触区域径向向内偏移。
现在参见图9，根据第一实施例的第五变型例示出了自行车轮圈512。自行车轮圈512是由复合材料制成的。轮圈512按与轮圈12相同的方式通过辐条16附接到轮毂14上以形成车轮，如图1所示。轮圈512基本上包括第一和第二周向侧壁522、524，所述侧壁522、524在其内端处连接以形成内部环形部分526。第一和第二周向侧壁522、524的外端通过环形轮胎接合部分528连接到一起。轮圈12、512之间仅有的差别是层的配置和结构。鉴于轮圈12、512之间的相似性，为了简洁起见，已经省略了第一实施例的第五变型例在功能方面与第一实施例的部分基本相同的那部分的说明。
在此，在图9的自行车轮圈512中，自行车轮圈512包括环形的结构支承层532、534、536、538、540(第一部分)和一对环形的导热层544、546(第二部分)。如上所述，结构支承层532、534、536、538、540基本上与结构支承层32、34、36、38、40相同。然而，在第一实施例的该变型例中，导热层544、546(第二部分)被设置在形成第一和第二周向侧壁522、524的所有结构支承层532、534、536(第一部分)的内部，以使导热层544、546为第一和第二周向侧壁522、524的最里层。类似于先前的变型例，导热层544、546相对于自行车轮圈512的旋转中心轴线从刹车接触区域延伸至第一和第二周向侧壁522、524的至少径向中部。
换句话说，导热层544、546(第二部分)在相对于中心平面P的厚度方向上被设置在形成第一和第二周向侧壁522、524的结构支承层532、534、536(第一部分)的内侧。
现在参照图10到12，示出了一种自行车车轮612，其设有根据第二实施例的自行车轮圈。自行车轮圈612是由主要为非金属复合材料体的主体620和金属外圈621所组成的。金属外圈621被粘结到主体620的外周上。轮圈612通过辐条16附接到轮毂14上以形成车轮610，如图10所示。金属外圈621是金属制的构件，而第一和第二周向侧壁622、624及外部桥接件628的大部分是由纤维增强聚合物材料形成的。轮圈12、612之间仅有的主要差别是加入了用于紧钳式轮胎的金属外圈621。虽然图12中所示的轮圈612相对于中心平面P是对称的，但是轮圈612不必相对于中心平面P是对称的。因此，根据需要和/或要求，轮圈612可以相对于中心平面P是非对称的。
金属外圈621具有一对相对的保持隆起621a，所述隆起621a分别在第一和第二外部周缘上限定出环形的轮胎接合结构(第一和第二胎圈接收槽)。由隆起621a所限定出的环形的轮胎接合结构相对于自行车轮圈612的旋转中心轴线设置在第一和第二周向侧壁622、624的径向外侧。金属外圈621包括靠近主体620的周向侧壁622、624设置的刹车接触区域621b。
金属外圈621一般是金属挤压件，其自身首尾相接而形成环。然而，金属外圈621可以由多种基本上刚性材料来构造，例如，在现有技术中众所周知的那些材料。例如，轮圈12可以由例如电镀钢、不锈钢、铝合金、镁合金或者钛合金等任何合适的金属材料构造。
在此，在图12的自行车轮圈612中，自行车轮圈612包括通过粘合材料642粘结到一起的环形的结构支承层632、634、636、638、640(第一部分)和一对环形的导热层644、646(第二部分)。如上所述，结构支承层632、634、636、638、640与结构支承层32、34、36、38、40相同。此外，如上所述，导热层644、646与导热层44、46相同。导热层644、646(第二部分)相对于自行车轮圈612的径向方向至少局部设置在第一和第二周向侧壁622、624的最外端，以便可以使热量从金属外圈621散失。金属外圈621和导热层644、646之间的树脂或者粘合材料642的数量是非常少的。在附图中，仅为了图示的目的，金属外圈621和导热层644、646之间的距离在附图中被放大了。
导热层644、646(第二部分)覆盖第一和第二周向侧壁622、624的结构支承层632、634、636、638、640(第一部分)，以使导热层644、646为第一和第二周向侧壁622、624的最外层。此外，导热层644、646相对于自行车轮圈612的旋转中心轴线沿第一和第二周向侧壁622、624中至少一个的大部分从金属外圈621附近径向向内延伸。
现在参见图13，根据第二实施例的第一变型例示出了自行车轮圈712。自行车轮圈712是由主要为非金属复合材料体的主体720和金属外圈721所组成的。金属外圈721被粘结到主体720的外周上。轮圈712按与轮圈612相同的方式通过辐条16附接到轮毂14上以形成车轮，如图10所示。轮圈712基本上包括第一和第二周向侧壁722、724，所述侧壁722、724在其内端处连接以形成内部环形部分726。第一和第二周向侧壁722、724的外端通过外部桥接件728连接到一起。轮圈612、712之间仅有的差别是层的配置和结构。鉴于轮圈612、712之间的相似性，为了简洁起见，已经省略了第二实施例的第一变型例在功能方面与第二实施例的部分基本相同的那部分的说明。
在此，在图13的自行车轮圈712中，自行车轮圈712包括通过粘合材料742粘结到一起的环形的结构支承层732、734、736、738、740(第一部分)和一对环形的导热层744、746(第二部分)。结构支承层732、734、736、738、740与图12的结构支承层632、634、636、638、640相同。此外，导热层744、746与导热层644、646相同，但是更短。导热层744、746(第二部分)相对于自行车轮圈712的径向方向至少被局部设置在第一和第二周向侧壁722和724的最外端。导热层744、746(第二部分)覆盖第一和第二周向侧壁722、724的第一部分，以使导热层744和746为第一和第二周向侧壁722、724的最外层。
现在参见图14，根据第二实施例的第二变型例示出了自行车轮圈812。自行车轮圈812是由主要为非金属复合材料体的主体820和金属外圈821所组成的。金属外圈821被粘结到主体820的外周上。轮圈812按与轮圈612相同的方式通过辐条16附接到轮毂14上以形成车轮，如图10所示。轮圈812基本上包括第一和第二周向侧壁822、824，所述侧壁822、824在其内端处连接以形成内部环形部分826。第一和第二周向侧壁822、824的外端通过外部桥接件828连接到一起。轮圈612、812之间仅有的差别是层的配置和结构。鉴于轮圈612、812之间的相似性，为了简洁起见，已经省略了第二实施例的第二变型例在功能方面与第二实施例的部分基本相同的那部分的说明。
在此，在图14的自行车轮圈812中，自行车轮圈812包括通过粘合材料842粘结到一起的环形的结构支承层832、834、836、838、840(第一部分)和环形的导热层844(第二部分)。结构支承层832、834、836、838、840与图12的结构支承层632、634、636、638、640相同。此外，导热层844基本上是跨过内部环形部分826而连接的图12的导热层644、646。导热层844(第二部分)覆盖第一和第二周向侧壁822、824的第一部分，以使导热层844为第一和第二周向侧壁822、824的最外层。此外，导热层844相对于自行车轮圈812的旋转中心轴线延伸过从环形的轮胎接合结构附近到第一和第二周向侧壁822、824的内部环形部分826(径向最里面的点)的全部径向尺寸。
现在参见图15，根据第二实施例的第三变型例示出了自行车轮圈912。自行车轮圈912是由主要为非金属复合材料体的主体920和金属外圈921所组成的。金属外圈921被粘结到主体920的外周上。轮圈912按与轮圈612相同的方式通过辐条16附接到轮毂14上以形成车轮，如图10所示。轮圈912基本上包括第一和第二周向侧壁922、924，所述侧壁922、924在其内端处连接以形成内部环形部分926。第一和第二周向侧壁922、924的外端通过外部桥接件928连接到一起。轮圈612、912之间仅有的差别是层的配置和结构。鉴于轮圈612、912之间的相似性，为了简洁起见，已经省略了第二实施例的第三变型例在功能方面与第二实施例的部分基本相同的那部分的说明。
在此，在图15的自行车轮圈912中，自行车轮圈912包括通过粘合材料942粘结到一起的环形的结构支承层932、934、936、938、940(第一部分)和环形的导热层944(第二部分)。结构支承层932、934、936、938、940与图12的结构支承层632、634、636、638、640相同。此外，导热层944基本上是跨过内部环形部分926和外部桥接件928这两者而连接的图12的导热层644、646。此外，导热层944(第二部分)相对于中心平面P沿厚度方向被设置在结构支承层932、934、936、938、940(第一部分)的外侧，所述中心平面P垂直于自行车轮圈912的旋转中心轴线。因此，导热层944(第二部分)覆盖结构支承层932、934、936、938、940(第一部分)，以使得导热层944(第二部分)为第一和第二周向侧壁922、924的最外层，并且使得导热层944(第二部分)沿外部桥接件928延伸并且相对于自行车轮圈912的径向方向延伸过第一和第二周向侧壁922、924的全部径向尺寸。
现在参见图16，根据第二实施例的第四变型例示出了自行车轮圈1012。自行车轮圈1012是由主要为非金属复合材料体的主体1020和金属外圈1021所组成的。金属外圈1021被粘结到主体1020的外周上。轮圈1012按与轮圈612相同的方式通过辐条16附接到轮毂14上以形成车轮，如图10所示。轮圈1012基本上包括第一和第二周向侧壁1022、1024，所述侧壁1022、1024在其内端处连接以形成内部环形部分1026。第一和第二周向侧壁1022、1024的外端通过外部桥接件1028连接到一起。轮圈612、1012之间仅有的差别是层的配置和结构。鉴于轮圈612、1012之间的相似性，为了简洁起见，已经省略了第二实施例的第四变型例在功能方面与第二实施例的部分基本相同的那部分的说明。
在此，在图16的自行车轮圈1012中，自行车轮圈1012包括通过粘合材料1042粘结到一起的环形的结构支承层1032、1034、1036、1038、1040(第一部分)和一对环形的导热层1044、1046(第二部分)。结构支承层1032、1034、1036、1038、1040与图12的结构支承层632、634、636、638、640相同。此外，导热层1044、1046与导热层644、646相同，导热层1044、1046(第二部分)相对于厚度方向被设置在形成结构支承层1032、1034、1036、1038、1040(第一部分)的两个纤维层之间。因此，导热层1044、1046沿第一和第二周向侧壁1022、1024的刹车接触区域被设置在形成第一部分的两个纤维增强聚合物层之间。此外，导热层1044、1046相对于自行车轮圈的旋转中心轴线从环形的轮胎接合结构处延伸到第一和第二周向侧壁的至少一个的至少径向中部。
现在参见图17，根据第二实施例的第五变型例示出了自行车轮圈1112。自行车轮圈1112是由主要为非金属复合材料体的主体1120和金属外圈1121所组成的。金属外圈1121被粘结到主体1120的外周上。轮圈1112按与轮圈612相同的方式通过辐条16附接到轮毂14上以形成车轮，如图10所示。轮圈1112基本上包括第一和第二周向侧壁1122、1124，所述侧壁1122、1124在其内端处连接以形成内部环形部分1126。第一和第二周向侧壁1122、1124的外端通过外部桥接件1128连接到一起。轮圈612、1112之间仅有的差别是层的配置和结构。鉴于轮圈612、1112之间的相似性，为了简洁起见，已经省略了第二实施例的第五变型例在功能方面与第二实施例的部分基本相同的那部分的说明。
在此，在图17的自行车轮圈1112中，自行车轮圈1112包括通过粘合材料1142粘结到一起的环形的结构支承层1132、1134、1136、1138、1140(第一部分)和一对环形的导热层1144、1146(第二部分)。结构支承层1132、1134、1136、1138、1140与图12的结构支承层632、634、636、638、640相同。此外，导热层1144、1146与导热层644、646相同，但是导热层1144、1146(第二部分)相对垂直于自行车轮圈1112的旋转中心轴线的中心平面P相对于厚度方向被设置在结构支承层1132、1134、1136、1138、1140(第一部分)的内侧。此外，设置在形成第一和第二周向侧壁1122、1124的第一部分的所有纤维增强聚合物层内侧的导热层1144、1146(第二部分)，使得导热层1144、1146为第一和第二周向侧壁1122、1124的最内层。
参见图18，示出了带有轮圈R的车轮W。轮圈R可以与现有技术的任一轮圈是相同的，但是导热层L沿轮圈R的周向方向不连续地布置。
在理解本发明的范围时，在此使用的术语“包括”及其派生词意欲为表示所述的特征、元件、部件、组、整体和/或步骤的存在的开放式术语，而不排除其他未声明的特征、元件、部件、组、整体和/或步骤的存在。上述还适用于具有相似意思的词，例如，术语“包含”、“具有”及其派生词。此外，术语“部件”、“部”、“部分”、“构件”或者“元件”当按单独使用时可以具有单个部分或者多个部分的双重意义。因此，当这些术语被使用来描述自行车轮圈时，则应当相对于在正常骑乘位置使用时设有自行车轮圈的自行车来解释。最后，在此使用的程度术语(例如，“基本上”、“大约”和“大致”)意味着变更的术语的适当的偏差量，以便不显著地改变最终的结果。
虽然已经仅由所选实施例来阐明本发明，但是对本领域的技术人员来说显而易见的是，根据本公开，在不脱离如所附权利要求所限定的发明的范围的情况下，能够得到各种变化和改变。例如，可以根据需要和/或要求来改变各个部件的尺寸、形状、位置或定向。显示为相互直接连接或接触的部件可以具有设置在其间的中间结构。可以通过两个元件来实现一个元件的功能，反之亦然。在另一实施例中可以采用一个实施例的结构和功能。在特定的实施例中，无须同时存在所有的优点。区别于现有技术的、单独的或者与其他特征结合的各个特征也应当被认为是申请人的进一步发明的单独的说明，包括由所述特征所体现的结构和/或功能上的构思。因此，根据本发明的具体实施方式的上述描述仅用于说明，而不是限制如所附权利要求及其同等物所限定的发明的目的。
Claims (21)
1.一种自行车轮圈，包括：
第一周向侧壁，其具有径向内端和径向外端；
第二周向侧壁，其具有径向内端和径向外端；以及
外部桥接件，其在所述第一和第二周向侧壁之间连接所述径向外端，
所述第一和第二周向侧壁中的至少一个包括具有第一导热率的非树脂材料的第一部分和具有第二导热率的非树脂材料的第二部分，
所述第二部分沿所述第一和第二周向侧壁中的至少一个在周向上延伸过半，所述第二部分的第二导热率高于所述第一部分的第一导热率，所述第一和第二部分在所述第一和第二周向侧壁中的至少一个的厚度方向上至少局部重叠。
2.根据权利要求1所述的自行车轮圈，其中
所述第二部分是沿周向连续地布置的。
3.根据权利要求1所述的自行车轮圈，其中
所述第二部分是沿周向不连续地布置的。
4.根据权利要求1所述的自行车轮圈，其中
所述第二部分是环形构件。
5.根据权利要求1所述的自行车轮圈，其中
所述第二部分包括至少一个纤维层。
6.根据权利要求1所述的自行车轮圈，其中
所述第二部分包括至少一个金属层。
7.根据权利要求1所述的自行车轮圈，其中
所述第一和第二周向侧壁的每一个包括具有所述第一导热率的所述第一部分和具有所述第二导热率的所述第二部分。
8.根据权利要求1所述的自行车轮圈，其中
所述第一与第二周向侧壁和所述外部桥接件的大部分是由纤维增强聚合物材料所形成的。
9.根据权利要求1所述的自行车轮圈，其中
所述第一周向侧壁包括第一刹车接触区域，以及
所述第二周向侧壁包括第二刹车接触区域。
10.根据权利要求1所述的自行车轮圈，其中
所述第二部分是导热层，所述导热层的至少一部分相对于所述自行车轮圈的径向方向至少局部被设置在刹车接触区域的径向内侧。
11.根据权利要求1所述的自行车轮圈，其中
所述第二部分是导热层，所述导热层相对于所述自行车轮圈的旋转中心轴线从所述第一和第二周向侧壁中的至少一个的刹车接触区域延伸至所述第一和第二周向侧壁中的至少一个的至少径向中部。
12.根据权利要求1所述的自行车轮圈，其中
所述第二部分是导热层，所述导热层相对于所述自行车轮圈的旋转中心轴线从所述第一和第二周向侧壁中的至少一个的刹车接触区域延伸至所述第一和第二周向侧壁中的至少一个的径向最内部。
13.根据权利要求1所述的自行车轮圈，其中
所述第二部分是导热层，所述导热层相对于垂直于所述自行车轮圈的旋转中心轴线的中心平面在厚度方向上被设置在所述第一部分的外侧。
14.根据权利要求1所述的自行车轮圈，其中
所述第二部分是导热层，所述导热层相对于所述厚度方向被设置在形成所述第一部分的两个纤维层之间。
15.根据权利要求1所述的自行车轮圈，其中
所述第二部分是导热层，所述导热层相对于垂直于所述自行车轮圈的旋转中心轴线的中心平面在厚度方向上被设置在第一部分的内侧。
16.根据权利要求1所述的自行车轮圈，还包括
环形的轮胎接合结构，其相对于所述自行车轮圈的旋转中心轴线设置在所述第一和第二周向侧壁的径向外侧，所述环形的轮胎接合结构是金属构件，并且所述第一与第二周向侧壁和所述外部桥接件的大部分是由纤维增强聚合物材料所形成的。
17.根据权利要求16所述的自行车轮圈，其中
所述环形的轮胎接合结构包括设置在所述第一周向侧壁附近的第一刹车接触表面和设置在所述第二周向侧壁附近的第二刹车接触表面。
18.根据权利要求16所述的自行车轮圈，其中
所述第二部分是导热层，所述导热层的至少一部分相对于所述自行车轮圈的径向方向至少局部被设置在所述第一和第二周向侧壁的最外端上。
19.根据权利要求16所述的自行车轮圈，其中
所述第二部分是导热层，所述导热层相对于垂直于所述自行车轮圈的旋转中心轴线的中心平面在厚度方向上被设置在所述第一部分的外侧。
20.根据权利要求16所述的自行车轮圈，其中
所述第二部分是导热层，所述导热层相对于所述厚度方向被设置在形成所述第一部分的两个纤维层之间。
21.根据权利要求16所述的自行车轮圈，其中
所述第二部分是导热层，所述导热层相对于垂直于所述自行车轮圈的旋转中心轴线的中心平面相对于所述厚度方向被设置在第一部分的内侧。
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