CN211252077U - 自行车的轮框 - Google Patents

Abstract

一种应用于自行车的轮框，以一转轴为轴心而旋转，且包括轮框本体以及扰流部。轮框本体呈环形且具有相对的两侧面。两侧面以中间部连接且分别具有位于径向内侧的且朝向相对的另一侧面渐斜的径向内侧部以及位于径向外侧的径向外侧部。径向外侧部具有延伸部及位于径向最外侧的径向外周缘。延伸部由径向外侧部与中间部连接处朝径向外侧延伸。扰流部具有凹陷形成于两侧面的至少其中之一的径向外侧部的多个扰流纹路，这些扰流纹路的至少其中之一部分地设置于延伸部而不形成任何起伏于径向外周缘。

Description

自行车的轮框

技术领域

本实用新型涉及一种自行车用的轮框，尤其是涉及一种能降低风阻的轮框。

背景技术

自行车的设计必须考量高速骑乘时的风阻效应。竞技用的自行车通常设计为使选手可以流线形的俯卧姿骑乘。然而，当自行车移动时，车轮也会承受风阻。

自行车的车轮主要包括轮框与结合于轮框的车胎。轮框用于支撑车胎，且具有相对的两侧面，为使快速转动的车轮能够降低风阻，轮框的侧面通常设计为光滑表面以减少迎风面的截面积；然而当车轮转动时，侧面的光滑表面将产生边界层流，当车速渐增时，边界层流就会进一步发展成湍流，而对车轮的转动形成阻力。

此外，因应自行车速度竞赛所需，自行车轮框的框高随着自行车时速的提升而增加，因此越来越多的轮框采用更大的轮框侧面高度，也使得前述的湍流阻力问题更明显。

实用新型内容

本实用新型提供一种轮框，其具有扰流部以减少自行车车轮运转时所产生的湍流，进而提升骑乘效率。

本实用新型所提供的应用于自行车的轮框是以转轴为轴心而旋转，包括轮框本体以及多个扰流部。轮框本体呈环形且具有相对的两侧面。两侧面以中间部连接且分别具有位于径向内侧的且朝向相对的另一侧面渐斜的径向内侧部以及位于径向外侧的径向外侧部。径向外侧部具有延伸部及位于径向最外侧的径向外周缘。延伸部由径向外侧部与中间部连接处朝径向外侧延伸。扰流部具有多个扰流纹路。这些扰流纹路凹陷形成于两侧面的至少其中之一的径向外侧部，且这些扰流纹路的至少其中之一部分地设置于延伸部而不形成任何起伏于径向外周缘。

在本实用新型的一实施例中，每一侧面设置有刹车面，且扰流部设置于刹车面与径向外周缘之间。

在本实用新型的一实施例中，扰流部的扰流纹路规则地排列为多组扰流纹路组。

在本实用新型的一实施例中，每一扰流纹路组包括分别位于两端的两个第一扰流纹路、位于中央的一个第二扰流纹路、以及位于二个第一扰流纹路与第二扰流纹路之间的多个第三扰流纹路。第三扰流纹路的长度是由两个第一扰流纹路往该第二扰流纹路渐变。

在本实用新型的一实施例中，第三扰流纹路的长度是由两个第一扰流纹路往该第二扰流纹路渐长。

在本实用新型的一实施例中，多组扰流纹路组彼此平行且等距间隔设置。

在本实用新型的一实施例中，两个第一扰流纹路的其中之一设置于延伸部，另一第一扰流纹路设置于径向外侧部。

在本实用新型的一实施例中，相邻的扰流纹路的长度彼此不相等。

在本实用新型的一实施例中，扰流纹路的顶部与径向外周缘的距离是沿转动方向渐增，转动方向是车轮带动自行车行进的方向。

在本实用新型的一实施例中，扰流部包括多个等间距分布的扰流纹路。

在本实用新型的一实施例中，每一扰流纹路具有朝向延伸部的第一开口以及朝向径向内侧部的第二开口，第一开口的宽度大于第二开口的宽度。

在本实用新型的一实施例中，每一扰流纹路的第一开口与第二开口之间连接有彼此相对的第一侧壁与第二侧壁，且第一侧壁的斜度小于该第二侧壁。

在本实用新型的一实施例中，第一侧壁于第一开口具有第一端，第一侧壁于第二开口具有第二端。第二端设于第一端的转动方向后方，转动方向是轮框带动自行车行进的方向。

在本实用新型的一实施例中，扰流部具有最大深度。最大深度不小于0.25mm，且不大于4.5mm。

在本实用新型的一实施例中，扰流部具有最大径向长度。最大径向长度不小于0.1mm，且不大于300mm。

基于上述，由于本实用新型的轮框于侧面上具有扰流部，因此当车轮转动时，气流可受扰流部的导引而减少边界层流发展成湍流的机会，以减少车轮转动时承受的空气阻力，进而提升骑乘效率。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1A是本实用新型一实施例的车轮的示意图。

图1B与图1C是本实用新型一实施例的轮框的局部放大示意图。

图1D是沿着图1C的A-A线的剖面示意图。

图2A与图2B是本实用新型另一实施例的轮框的局部放大示意图。

图2C是沿着图2B的B-B线的剖面示意图。

图3A与图3B分别为习知技术的车轮与本实用新型实施例的车轮行进时的流场示意图。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的实施例中，将可清楚地呈现。此外，以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是仅只用来说明，以帮助本实用新型所属技术领域中具有通常知识理解本实用新型特征与功效，并非用来限制本实用新型。

图1A是本实用新型一实施例的车轮的示意图。图1B与图1C是本实用新型一实施例的轮框的局部放大示意图，图1D是沿着图1C的AA线的剖面示意图。请参照图1A至图1D，本实施例的车轮10包括轮框100与轮胎200，车轮10可以转轴113为轴心沿转动方向D1旋转，使自行车向前移动。轮框100包括轮框本体110以及扰流部120。轮框本体110呈环形且具有两相对的侧面111，并包括设于两侧面111之间的中间部112，中间部112连接于两侧面111，一般而言，中间部112可为环状的凹部。轮胎200的尺寸配合于中间部112，通过将部分的轮胎200嵌入于中间部122，以组装成车轮10。另外，轮框100更包括接于转轴113与轮框本体110的径向内周缘之间的多条辐条114。

轮框本体110的相对两侧面111分别具有径向内侧部1112、径向外侧部1113以及延伸部1114。任一侧面111的径向内侧部1112位于径向内侧的且朝向另一相对的侧面111渐斜，径向外侧部1113位于径向外侧且大致上与另一径向外侧部1113互相平行。径向外侧部1113相对于径向内侧部1112径向地远离轴心R，即在转轴113的径向a1上，径向外侧部1113外侧于径向内侧部1112。在转轴113的轴向r1上，延伸部1114自外侧延伸部1113朝外侧延伸，且延伸部1114于最外侧具有径向外周缘1116。具体而言，延伸部1114由径向外侧部1113沿着轴向r1朝另一径向外侧部1113延伸，当轮框100与轮胎200安装时，延伸部1114与轮胎200接触。扰流部120至少设置于两侧面111的其中之一，且凹陷于侧面111而形成。扰流部120设置于径向外侧部1113且扰流部120的至少一部分设置于延伸部1114上，且不超出延伸部1114，即扰流部120不形成任何起伏于径向外周缘1116，以避免与轮胎产生接触或损坏胎壁。于本实施例中，每一侧面111更具有接近径向内侧部1112的刹车面1115。扰流部120至少设置于两侧面111的其中之一且设于刹车面1115与径向外周缘1116之间，但并不仅限于此。例如当轮框100为碟煞式的轮框时，可无须具有刹车面1115，此时扰流部120设置在径向内侧部1112与径向外周缘1116之间。

扰流部具有多个扰流纹路，例如将于稍后介绍的第一扰流纹路1211a、1211b以及第三扰流纹路1213。这些扰流纹路是凹陷形成于两侧面11的至少其中之一的径向外侧部1113，且这些扰流纹路的至少其中之一部分地设置于延伸部1114而不形成任何起伏于径向外周缘1116。在本实施例中，两侧面111的延伸部1114皆设置有部分的扰流部120，但并不仅限于此。

在本实施例中，如图1B与图1C所示，扰流部120包括多组扰流纹路组121，每一扰流纹路组121包括多个平行排列的扰流纹路，扰流纹路由侧面111朝向中间部112凹陷，扰流纹路包括位于两端的第一扰流纹路1211a、1211b、位于中央的至少一个第二扰流纹路1212、以及位于第一扰流纹路1211与第二扰流纹路1212之间的多个第三扰流纹路1213。多个第三扰流纹路1213的长度是由两个第一扰流纹路1211a、1211b往第二扰流纹路1212渐变，因此在本实施例中，相邻的扰流纹路的长度彼此不相等。此外，这些扰流纹路组121彼此也互相平行且等距间隔设置。

在本实施例中，多个第三扰流纹路1213的长度是由两个第一扰流纹路1211a、1211b往第二扰流纹路1212渐长。第一扰流纹路1211a、1211b具有第一长度L1，第二扰流纹路1212具有第二长度L2，第三扰流纹路1213具有第三长度为L3，第二长度L2大于第一长度L1与第三长度L3，第三长度L3大于第一长度L1。

另外，由于扰流部120的至少一部分设置于延伸部1114上，扰流纹路组121的其中一第一扰流纹路1211a设于延伸部1114，而另一第一扰流纹路1211b设于径向外侧部1113。更详细地说，扰流纹路组121内的每一扰流纹路的顶部与刹车面1115的距离X由第一转动方向D1朝向相反于第一转动方向D1的第二转动方向D2渐减，即每一扰流纹路的顶部与径向外周缘1116的距离是沿着第一转动方向D1渐增。第一转动方向D1为自行车向前行进时车轮10的转动方向。于本实施例中，第一扰流纹路1211a的顶部与刹车面1115的第一距离为X1，第二扰流纹路1212的顶部与刹车面1115的第二距离为X2，另一第一扰流纹路1211b的顶部与刹车面1115的第三距离为X3，第一距离X1大于第二距离X2与第三距离X3，第二距离X2大于第三距离X3。

请参阅图1C，由于扰流纹路组121内的每一扰流纹路的顶部与刹车面1115的距离X由第一转动方向D1朝向相反于第一转动方向D1的第二转动方向D2渐减。扰流纹路组121a与另一扰流纹路组121b可部分地设置于同一径向平面。更详细地说，扰流纹路组121a的第一扰流纹路1211b可与另一扰流纹路组121b的另一第一扰流纹路1211a设置于同一径向平面。其中，扰流纹路组121a的第一扰流纹路1211b较另一扰流纹路组121b的另一第一扰流纹路1211a接近刹车面1115，而另一扰流纹路组121b的另一第一扰流纹路1211a较扰流纹路组121a的第一扰流纹路1211b接近延伸部1114。

在本实施例中，不仅扰流纹路组121a的第一扰流纹路1211b与另一扰流纹路组121b的另一第一扰流纹路1211a设置于同一径向平面，扰流纹路组121a的部分第三扰流纹路1213与另一扰流纹路组121b的部分第三扰流纹路1213一设置于同一径向平面。

请参阅图1D，扰流部120具有最大深度W以及最大径向长度L，最大深度W不小于0.25mm且不大于4.5mm，最大径向长度L不小于0.1mm且不大于300mm。任一第二扰流纹路1212可同时具有最大径向长度L与最大深度W。

基于上述，由于本实施例的轮框100于侧面111上具有扰流部120，因此当车轮10转动时，气流可受扰流部120的导引而减少边界层流发展成湍流的机会，以减少车轮10转动时承受的空气阻力，进而提升骑乘效率。

图2A与图2B是本实用新型另一实施例的轮框的局部放大示意图，请参照图2A至图2C，本实施例与图1A的轮框100大致相同，不同处在于：本实施例轮框100’的扰流部120’包括多个等距分布的扰流纹路122，扰流纹路122由侧面111朝向中间部112凹陷。

在本实施例中，每一扰流纹路122具有朝向延伸部1114的第一开口1221以及朝向刹车面1115的第二开口1222，第一开口1221的宽度大于第二开口1222的宽度。具体地，每一扰流纹路122的第一开口1221与第二开口1222之间连接有彼此相对的第一侧壁1223与第二侧壁1224。为了导引气流，第一侧壁1223可为流线型曲面，而第二侧壁1224可为平面。第一侧壁1223由第一开口1221沿第二转动方向D2延伸至第二开口1222形成曲面，更详细地说，第一侧壁1223位于第一开口1221的第一端1223a较位于第二开口1222的第二端1223b设置朝向第一转动方向D1。

请参阅图2C，扰流部120’的每一扰流纹路122具有最大深度W’以及最大径向长度L’，最大深度W’不小于0.25mm且不大于4.5mm，最大径向长度L’不小于0.1mm且不大于300mm。

图3A与图3B分别为习知技术的车轮与本实用新型实施例的车轮行进时的流场示意图。请参照图3A，若图1A的车轮10不具有扰流部120，当车轮10行进时，如圆弧状的箭头所示气流F1将会在轮胎200与轮框100的接缝处产生回流，而对车轮10产生拉力，并降低气流F1的平顺度；反观图3B的车轮10因轮框具有扰流部120，原本会在轮胎200与轮框100的接缝处产生的回流被扰流部120所消除，使得气流F2明显地较图3A的气流F1平顺，而降低轮胎10遭受的阻力。

基于上述，由于本实用新型的轮框于侧面上具有扰流部，因此当车轮转动时，气流可受扰流部的导引而减少边界层流发展成湍流的机会，以减少车轮转动时承受的空气阻力，进而提升骑乘效率。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (16)

1.一种应用于自行车的轮框，该轮框以一转轴为轴心而旋转，其特征在于，该轮框包括：

一轮框本体，呈环形且具有相对的两侧面，该两侧面以一中间部连接，该两侧面分别具有位于径向内侧且朝向相对的另一该侧面渐斜的一径向内侧部以及位于径向外侧的一径向外侧部，该径向外侧部具有一延伸部及位于径向最外侧的一径向外周缘，该延伸部由该径向外侧部与该中间部连接处朝径向外侧延伸；以及

一扰流部，具有多个扰流纹路，该些扰流纹路凹陷形成于该两侧面的至少其中之一的该径向外侧部，且该些扰流纹路的至少其中之一部分地设置于该延伸部而不形成任何起伏于该径向外周缘。

2.如权利要求1所述的轮框，其特征在于，该侧面设置有一刹车面，且该扰流部设置于该刹车面与该径向外周缘之间。

3.如权利要求1所述的轮框，其特征在于，该扰流部的该些扰流纹路规则地排列为多组扰流纹路组。

4.如权利要求3所述的轮框，其特征在于，每一该些扰流纹路组包括分别位于两端的两个第一扰流纹路、位于中央的一个第二扰流纹路、以及位于该二个第一扰流纹路与该第二扰流纹路之间的多个第三扰流纹路，该些第三扰流纹路的长度是由该两第一扰流纹路往该第二扰流纹路渐变。

5.如权利要求4所述的轮框，其特征在于，该些第三扰流纹路的长度是由该两个第一扰流纹路往该第二扰流纹路渐长。

6.如权利要求4所述的轮框，其特征在于，该些扰流纹路组彼此平行且等距间隔设置。

7.如权利要求4所述的轮框，其特征在于，该两个第一扰流纹路分别设置于该径向外侧部的该本体与该延伸部。

8.如权利要求7所述的轮框，其特征在于，相邻的各该扰流纹路长度均不相等。

9.如权利要求8所述的轮框，其特征在于，该些扰流纹路的顶部与该径向外周缘的距离是沿一转动方向渐增，该转动方向是该车轮带动一自行车行进的方向。

10.如权利要求1所述的轮框，其特征在于，相邻的各该扰流纹路长度均不相等。

11.如权利要求1所述的轮框，其特征在于，该些扰流纹路是以等间距分布于该径向外周缘。

12.如权利要求11所述的轮框，其特征在于，每一该些扰流纹路具有朝向该延伸部的一第一开口以及朝向该径向内侧部的一第二开口，该第一开口的宽度大于该第二开口的宽度。

13.如权利要求12所述的轮框，其特征在于，每一该些扰流纹路的该第一开口与该第二开口之间连接有彼此相对的一第一侧壁与一第二侧壁，该第一侧壁的斜度小于该第二侧壁。

14.如权利要求13所述的轮框，其特征在于，该第一侧壁于该第一开口具有一第一端，该第一侧壁于该第二开口具有一第二端，该第二端设于该第一端的一转动方向后方，该转动方向是该轮框带动一自行车行进的方向。

15.如权利要求1所述的轮框，其特征在于，该扰流部具有一最大深度，该最大深度不小于0.25mm，且不大于4.5mm。

16.如权利要求1所述的轮框，其特征在于，该扰流部具有一最大径向长度，该最大径向长度不小于0.1mm，且不大于300mm。

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