TWI547390B - 自行車輪圈 - Google Patents

Description

自行車輪圈

本發明係關於一種自行車輪圈。

一般的自行車輪圈係與輪胎、輻條和花轂結合形成一車輪者。當騎乘者騎乘自行車於路上時，從前方迎面而來的氣流會沿著輪圈之外環面的弧面流動，並進一步撞擊到輻條與花轂，增加騎乘時之風阻，為了克服風阻，騎乘者的腳部負擔勢必會增加，否則車速就會受到風阻的影響而降低。

本發明的主要目的是提供一種自行車輪圈，其可改變從前方而來的氣流之流向，使該氣流不會撞擊到輻條與花轂，達到降低風阻之功效者。

為達成上述目的，本發明之自行車輪圈包括一環形之外側部與一環形之內側部，該外側部包括二側壁，該外側部之二側壁形成一輪胎承置部，該外側部之二側壁至少一部分為一剎車夾持面，該內側部可供輻條連接。

其中，該自行車輪圈具有一第一側與一第二側，該輪胎承置部位於第一側且具有一端面，該內側部包含一底部，該內側部之底部位於第二側，該輪胎承置部之端面之中點與該內側部之底部之中點連接界定一 中心線。

其中，該內側部之二側壁至少一者向外凸出一導流部以及設有一連接面，該連接面一端連結於該外側部之其中一側壁，該導流部包含一第一端、一最外端和一第二端，該第一端連結於該連接面，該第二端連結於該內側部之底部，該最外端位於該第一、第二端之間，該第一端至該最外端之間形成一第一導流面，該第一導流面係自該連接面之另端向該第二側之方向相對該中心線向外延伸。

其中，該外側部之其中一側壁之最頂端界定一第一假想線，該內側部之底部之最底端界定一平行於該第一假想線之第二假想線，該第一、第二假想線分別垂直於該中心線，該導流部之最外端與該第二假想線之距離為第一、第二假想線之距離的20%~60%。

其中，該導流部之最外端至該中心線之距離為該導流部之第一端至該中心線之距離的110%~145%。

藉此，本發明之自行車輪圈藉由導流部所設置之位置以及相對外側部之其中一側壁的凸出程度，達到改變氣流流向，使氣流閃過輻條與花轂，達到降低風阻之功效。

10‧‧‧輪圈

20‧‧‧外側部

21‧‧‧側壁

22‧‧‧端面

30‧‧‧內側部

31‧‧‧底部

32‧‧‧側壁

321‧‧‧導流部

321a‧‧‧第一端

321b‧‧‧最外端

321d‧‧‧第一導流面

321e‧‧‧第二導流面

322‧‧‧連接面

40‧‧‧輻條

50‧‧‧花轂

A‧‧‧中心線

B‧‧‧第一假想線

C‧‧‧第二假想線

D‧‧‧氣流

E‧‧‧渦流

321c‧‧‧第二端

圖1係本發明之立體圖。

圖2係本發明之剖面圖。

圖3係本發明之內側部剖面圖。

圖4係本發明使氣流改向閃過輻條和花轂及產生渦流之示意圖。

以下將以較佳實施例說明本發明之結構特徵及其預期達成之功效，然並非用以限制本發明所欲保護之範疇，先予陳明。

請參考圖1與圖2，本發明之自行車輪圈10包含一環形之外側部20與一環形之內側部30，該外側部20一體成型於該內側部30之上，該外側部20的材質可能是但不限於鋁材或複合材。該外側部20包含二側壁21，該外側部之二側壁21至少一部分為一剎車夾持面，該外側部之二側壁21間形成一輪胎承置部。該內側部30為一複合材料所製成，該內側部30包含一底部31與二側壁32，該外側部20之二側壁21與該內側部30之二側壁32在內側部30與外側部20一體成型後分別連接形成二外環壁。該輪胎承置部係供一輪胎設於其上，該內側部之底部31則係供複數輻條40固定於其上，一花轂50係供該些輻條40穿設固定，如圖4所示。其中，該自行車輪圈具有一第一側與一第二側，該輪胎承置部位於第一側且具有一端面22，該內側部之底部31位於第二側，該輪胎承置部之端面22之中點與該內側部之底部31之中點連接界定一中心線A，該中心線A垂直於該花轂50之一軸線。

該內側部之二側壁32分別向外凸出一導流部321，該二導流部321的位置彼此相對應。更明確地說，該內側部之二側壁32各包含一連接面322，各連接面322一端連結於該外側部之其中一側壁，各導流部321包含一第一端321a、一最外端321b及一第二端321c，各導流部321之第一端321a連結於其中一連接面322，各導流部321之第二端321c連結於該內側部之底部31，各導流部之最外端321b位於第一、第二端321a、321c之間， 各導流部之第一端321a至最外端321b之間形成一第一導流面321d，該第一導流面321d係自該連接面322之另端向該第二側之方向相對該中心線A向外延伸，較佳者，各導流部之第一導流面321d呈凹弧狀。各導流部之最外端321b至第二端321c之間界定一第二導流面321e，該第二導流面321e係自各導流部之最外端321b向該第二側之方向相對該中心線A向內延伸，較佳者，各導流部之第二導流面321e亦呈凹弧狀。

其中，該外側部之其中一側壁21之最頂端界定一第一假想線B，該內側部之底部之最底端界定一平行於該第一假想線B之第二假想線C，該第一、第二假想線B、C分別垂直於該中心線A，各導流部之最外端321b與該第二假想線C之距離為第一、第二假想線B、C之距離的20%~60%，各導流部之最外端321b至該中心線A之距離為該導流部之第一端321a至該中心線A之距離的110%~145%。

上述所界定之各導流部321所設置之位置及相對外側部之二側壁21的凸出程度，將徹底改變二道氣流D的流向，請參考圖2至圖4所示，當騎乘者騎乘裝設有本發明之自行車輪圈10的自行車於路上時，由騎乘者前方往後方吹拂的二道氣流D會先接觸到外側部之二側壁21，再沿著內側部之二側壁之連接面322的延伸方向流動，當該二道氣流D分別碰觸到各導流部之第一導流面321d時，會改變其原本的流向而順著二第一導流面321d的弧形延伸方向往外流動，且該二道氣流D往外流動一段距離後會持續往後流動，此時，被改變流向的二道氣流D恰可閃過輻條40與花轂50而達到降低風阻之功效。值得一提的是，二道氣流D往外流動時，會有一部分空氣填補各導流部之最外端321b至內側部之底部31之間的空間，由 於各導流部321所設置之位置及相對外側部之二側壁21的凸出程度的關係，使得該空氣填補的過程中會產生渦流E(vortex)，該二道渦流E吹向各導流部之第二導流面321e，藉此，該二道渦流E頂推於各導流部之第二導流面321e之力量將可抵銷本發明前進時所受之部分空氣阻力，達到降低風阻之功效。

本發明之發明人經實驗發現，當本發明之條件為「該導流部之第一端321a與該第二假想線C之距離為第一、第二假想線B、C之距離的40%~80%，該導流部之第二端321c至該第二假想線C之距離為該第一、第二假想線B、C之距離的1%~50%」，再搭配前述「各導流部之最外端321b與該第二假想線C之距離為第一、第二假想線B、C之距離的20%~60%，各導流部之最外端321b至該中心線A之距離為該導流部之第一端321a至該中心線A之距離的110%~145%」等條件之情況下，所測得之各導流部之第一導流面321d與第二導流面321e的弧度、各導流部321設置之位置及相對外側部之二側壁21的凸出程度，可提供較佳的改變二道氣流D流向以及提升渦流E抵銷空氣阻力的效果，達到較佳的降低風阻之功效。

本發明人更深入探討研究發現，當本發明之條件為「該導流部之第一端321a與該第二假想線C之距離為第一、第二假想線B、C之距離的50%~70%，該導流部之最外端321b與該第二假想線C之距離為第一、第二假想線B、C之距離的25%~50%，該導流部之第二端321c至該第二假想線C之距離為該第一、第二假想線B、C之距離的1.2%~20%，該導流部之最外端321b至該中心線A之距離為該導流部之第一端321a至該中心線A之距離的120%~135%」的時候，所測得之各導流部之第一導流面321d與第 二導流面321e的弧度、各導流部321設置之位置及相對外側部之二側壁21的凸出程度，可提供更好的改變二道氣流D流向以及提升渦流E抵銷空氣阻力的效果，達到更好的降低風阻之功效。

其中，當本發明之條件為「該導流部之第一端321a與該第二假想線C之距離為第一、第二假想線B、C之距離的57.5%~62.5%，該導流部之最外端321b與該第二假想線C之距離為第一、第二假想線B、C之距離的32.5%~37.5%，該導流部之第二端321c至該第二假想線C之距離為該第一、第二假想線B、C之距離的1.5%~10%，該導流部之最外端321b至該中心線A之距離為該導流部之第一端321a至該中心線A之距離的125%~130%」的時候，所測得之各導流部之第一導流面321d與第二導流面321e的弧度、各導流部321設置之位置及相對外側部之二側壁21的凸出程度，可提供優於前述各項條件的改變二道氣流D流向以及提升渦流E抵銷空氣阻力的效果，達到優於前述各項條件的降低風阻之功效。

其中，當本發明之條件為「該導流部之第一端321a與該第二假想線C之距離為第一、第二假想線B、C之距離的60%，該導流部之最外端321b與該第二假想線C之距離為第一、第二假想線B、C之距離的35%，該導流部之第二端321c至該第二假想線C之距離為該第一、第二假想線B、C之距離的1.8%，該導流部之最外端321b至該中心線A之距離為該導流部之第一端321a至該中心線A之距離的128%」的時候，所測得之各導流部之第一導流面321d與第二導流面321e的弧度、各導流部321設置之位置及相對外側部之二側壁21的凸出程度，可提供最佳的改變二道氣流D流向以及提升渦流E抵銷空氣阻力的效果，達成最佳的降低風阻之功效。

此外，各導流部之第一導流面321d之弧度小於各導流部之第二導流面321e之弧度時，能夠輔以提升改變二道氣流D流向以及渦流E抵銷空氣阻力的效果。

在本實施例中，各導流部321係相對連接面322向外彎折成型者，較佳者，各導流部321之最大厚度等於該連接面322之厚度。在其他實施例中，各導流部321之最大厚度大於該連接面322之厚度，是以，在輕量化輪圈的要求下，各導流部321具有強化輪圈側向結構強度之功效。

綜上，本發明之自行車輪圈不僅結構創新，且極具進步之功效，符合專利法相關規定，爰依法提起專利申請，鑑請 鈞局早日核予專利，實感德便。

10‧‧‧輪圈

20‧‧‧外側部

30‧‧‧內側部

321‧‧‧導流部

40‧‧‧輻條

50‧‧‧花轂

D‧‧‧氣流

E‧‧‧渦流

Claims (9)

1. 一種自行車輪圈，包括一環形之外側部與一環形之內側部，該外側部包括二側壁，該外側部之二側壁形成一輪胎承置部，該外側部之二側壁至少一部分為一剎車夾持面，該內側部可供輻條連接；其中，該自行車輪圈具有一第一側與一第二側，該輪胎承置部位於第一側且具有一端面，該內側部包含一底部，該內側部之底部位於第二側，該輪胎承置部之端面之中點與該內側部之底部之中點連接界定一中心線；其中，該內側部之二側壁至少一者向外凸出一導流部以及設有一連接面，該連接面一端連結於該外側部之其中一側壁，該導流部包含一第一端、一最外端和一第二端，該第一端連結於該連接面，該第二端連結於該內側部之底部，該最外端位於該第一、第二端之間，該第一端至該最外端之間形成一第一導流面，該第一導流面係自該連接面之另端向該第二側之方向相對該中心線向外延伸；其中，該外側部之其中一側壁之最頂端界定一第一假想線，該內側部之底部之最底端界定一平行於該第一假想線之第二假想線，該第一、第二假想線分別垂直於該中心線，該導流部之最外端與該第二假想線之距離為第一、第二假想線之距離的20%~60%；其中，該導流部之最外端至該中心線之距離為該導流部之第一端至該中心線之距離的110%~145%。
2. 如請求項1所述之自行車輪圈，其中該導流部之第一端與該第二假想線之距離為第一、第二假想線之距離的40%~80%，該導流部之第二端至 該第二假想線之距離為該第一、第二假想線之距離的1%~50%。
3. 如請求項2所述之自行車輪圈，其中該導流部之第一端與該第二假想線之距離為第一、第二假想線之距離的50%~70%，該導流部之最外端與該第二假想線之距離為第一、第二假想線之距離的25%~50%，該導流部之第二端至該第二假想線之距離為該第一、第二假想線之距離的1.2%~20%。
4. 如請求項3所述之自行車輪圈，其中該導流部之第一端與該第二假想線之距離為第一、第二假想線之距離的57.5%~62.5%，該導流部之最外端與該第二假想線之距離為第一、第二假想線之距離的32.5%~37.5%，該導流部之第二端至該第二假想線之距離為該第一、第二假想線之距離的1.5%~10%。
5. 如請求項1所述之自行車輪圈，其中該導流部之最外端至該中心線之距離為該導流部之第一端至該中心線之距離的120%~135%。
6. 如請求項5所述之自行車輪圈，其中該導流部之最外端至該中心線之距離為該導流部之第一端至該中心線之距離的125%~130%。
7. 如請求項1至6中任一項所述之自行車輪圈，其中該第一導流面呈凹弧狀。
8. 如請求項7所述之自行車輪圈，其中該導流部之最外端至該導流部之第二端之間界定一凹弧狀之第二導流面，該第二導流面係自該導流部之最外端向該第二側之方向相對該中心線向內延伸。
9. 如請求項8所述之自行車輪圈，其中該第一導流面之弧度小於該第二導流面之弧度。