CN103974835A - 轮辋 - Google Patents

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Abstract

自行车轮辋，该轮辋包括适于接纳轮胎的外环形部分以及具有多个沿周向设置的辐条孔的内周径向部分，其中所述内周径向部分是制动表面。

Description

轮辋
技术领域
本发明的领域涉及具有环形轮辋以在其上接纳轮胎的自行车轮。更具体地，本发明涉及改进的空气动力轮辋，其中，辐条安装到中央凸脊上或其延伸上。
背景技术
对于每一个骑车人不得不克服风阻以提高速度来说，这消耗能量，因此空气动力学在骑行活动中起着重要的作用。风阻是空气动力阻力的结果，它由两股力组成：空气阻力以及直接的空气摩擦。对于每个踏板冲程来说，骑行者必须从他们面前的大量空气中挤过去，最明显的是在平坦地形，其空气阻力可占总阻力的70-90％。在大约37公里每小时的时速时，80％的骑手能量只是用来克服风阻。
为了降低空气动力阻力，许多自行车产品成形以减少形阻力，即所述阻力由该物体的形状造成，因此许多自行车产品，如框架和车轮是被制成带锥度的形状。许多车轮被列为深断面，>50mm轮辋深度，是为了更符合空气动力学，并减少关于更多传统的箱形截面的自行车轮辋的形阻力。
主要问题是由铝制成的深断面轮辋伴有明显的重量代价。因此，直到车轮制造中的现代碳纤维技术的问世，这种空气动力深断面轮辋才开始出现了浅重铝轮辋重量的大幅降低。
然而，深断面碳纤维轮辋的生产可能是耗时的，且由于原料、成型机和叠层工艺的相对成本，使成品成为昂贵的物品。此外，碳纤维车轮相比于合金车轮有着极大差别的强度特性，往往由于它们灾难性失败的倾向而在更戏剧性的情况下失败。铝合金轮辋在冲击载荷作用下能够变形而不是折断，而该类似冲击载荷将粉碎碳纤维轮辋。
此外，铝具有比碳纤维更强的散热特性，允许由过度制动积聚的热量从轮辋转出到大气中。已知的，碳纤维轮辋在高断裂载荷下会失效，由于紧钳式轮胎的向外压力施加到轮辋的侧壁上，积聚在轮辋的热量导致该轮辋变形。
虽然有许多碳纤维深碟形砂轮，但对于解决现有技术轮辋问题的更实惠的深碟形砂轮还有市场和需求。
发明目的
本发明的目的是提供深碟形空气动力车轮。
从下面结合附图的描述中本发明的其它目的和优点将变得显而易见，其中通过说明和举例的方式，公开了本发明的实施方式。
发明内容
根据本发明，但这不应该看作是以任何方式限制本发明，提供了用于自行车车轮的轮辋，该轮辋包括适于接纳轮胎的外环形部分，具有多个沿周向设置的辐条孔的内周径向部分，其中所述内周径向部分的特征在于在其上具有制动表面。
优选的，所述外环形部分和内周径向部分形成“Y”形。
优选的，所述内周径向部分伸向自行车车轮的轮毂部分。
优选的，所述内周径向部分还包括切去部，以容纳用于轮胎充气的管子的阀。
优选的，作为空气接合表面的所述外环形部分的外表面包括多个设计为形成湍流边界层的表面特征，当车轮行进穿过空气时以减少空气动力阻力。
优选的，作为空气接合表面的所述内周径向部分的外表面包括多个设计为形成湍流边界层的表面特征，当车轮行进穿过空气时以减少空气动力阻力。
附图说明
通过举例的方式，参照附图本发明的实施方式更详细地在本文中描述，其中：
图1示出了现有技术的自行车轮辋的横截面；
图2示出了本发明的自行车轮辋的横截面。
具体实施方式
现有技术中已知的空气动力自行车车轮由如碳纤维的材料制成，以形成如图1所示的球根状的横截面形状。在较小程度上，这样的自行车轮辋形状以前也由铝制成，然而这样的轮辋通常相比于它们的碳纤维实施方式比较重。
本发明的自行车轮辋5具有适于接纳轮胎的外环形部分7。该轮胎可以是紧钳型或圆筒型的。在使用紧钳型轮胎的情况下，所述外环形部分7包括一对形成为与紧钳型轮胎的胎圈(未示出)相接合的相对凸缘或胎圈。这种设置对本领域技术人员来说是公知的。
该自行车轮辋5还包括内周径向部分10，其从外环形部分7的外表面8朝向自行车车轮的轮毂部分(未示出)突出。围绕内周径向部分10沿圆周布置的是多个辐条孔11，其适于容纳辐条15的端部。
辐条15与内周径向部分10的接合通过将辐条15插入所述孔11中而实现，使得辐条头17邻接内周径向部分10的部分18。因此，辐条15在其相对端具有螺纹部，用于插入和连接适当配置的轮毂凸缘(未示出)。
可选择地，辐条15的螺纹部可连接到适配器辐条部，从而可使用传统的轮毂法兰接头。可选择地，车轮建造领域中技术人员已知的其它辐条连接方法也可被使用，而不脱离本发明范围。
内周径向部分10是轮辋5的制动部分，机加工或构造内周径向部分10的两侧面(25和26)以作为制动表面。装配有轮辋5的自行车制动器具有比用于传统的自行车轮辋位置低的刹车片，即其中轮辋的制动表面直接邻接所述轮胎。这可能需要使用更长的制动臂或悬臂式制动器，而不是卡钳式制动器。
外环形部分7的表面8和/或内周径向部分10的下表面28可设有多个设计用来形成湍流边界层的表面特征，当车轮行进穿过空气时以减少车轮上的空气动力阻力。
这则具有显著的优点，其中第一是内周径向部分10的较厚制动表面离车轮的轮毂更近，结果所述外环形部分7更轻。朝向所述车轮中心的质量运动提供了较低的旋转质量，因而产生了较低的转动惯量。因此所述车轮会更快地旋转起来。
再一个优点是提高制动功率。通过向内朝向中心并远离外环形部分7而移动制动表面(25和26)，碎片如泥浆和水在上面积累的机会较小。事实上，该外环形部分7相比于箱型截面轮辋可制造的非常薄，因为不需要在任一侧上机加工制动表面，所述外环形部分7仅需要足够坚固以支撑附于此外环形部分7的紧钳型轮胎的向外压力，以及为车轮提供合适的结构强度。这与传统的箱型截面紧钳型轮辋相反。
此外，由于制动表面从所述外环形部分7离开，然后热量积聚在车轮上，与碳纤维紧钳型轮辋相关的常见问题就不再是问题。由制动摩擦所带来的热量积聚不是在内周径向部分10的制动表面(25和26)的局部。可能产生的任何热量积聚并不因此影响轮辋的约束任何紧钳型轮胎的能力，从而降低了紧钳型轮胎爆裂的可能性。
制动表面(25和26)更接近于盘式制动器表面。此外，制动器所使用的制动衬块可以更大，因此增加了制动功率。
金属，例如铝可用来制造本发明的轮辋，无论是通过挤压或浇铸。然后制成了适当强度的车轮，同时还提供了一定程度的空气动力学。也可以使用碳纤维结构。
虽然本发明已在本文中示出和描述了其设想为是最实际和优选的的实施方式，但应当认识到在本发明范围内可做出新的尝试，其不限定于本文所描述的细节，但它包含任何和所有等效的设备和装置。

Claims (8)

1.一种自行车轮辋，该轮辋包括适于接纳轮胎的外环形部分，和具有多个沿周向设置的辐条孔的内周径向部分，其中所述内周径向部分的特征在于在其上具有制动表面。
2.根据权利要求1所述的自行车轮辋，其特征在于，所述外环形部分和内周径向部分形成“Y”形。
3.根据权利要求1或2所述的自行车轮辋，其特征在于，所述内周径向部分向自行车车轮的轮毂部分突出。
4.根据权利要求3所述的自行车轮辋，其特征在于，所述内周径向部分还包括切去部，以容纳用于轮胎充气的管子的阀。
5.根据权利要求3所述的自行车轮辋，其特征在于，所述外环形部分的外表面包括多个减少阻力的表面特征。
6.根据权利要求5所述的自行车轮辋，其特征在于，多个减少阻力的表面特征形成湍流边界层，当车轮行进穿过空气时以减少空气动力阻力。
7.根据权利要求3所述的自行车轮辋，其特征在于，所述内周径向部分的外表面包括多个减少阻力的表面特征。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的自行车轮辋，其特征在于，所述辐条孔被制成容纳辐条头的形状。
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