自行車輪的製作方法
2023-06-04 08:50:46 3
專利名稱：自行車輪的製作方法
技術領域：
本發明涉及授予Shimano公司的美國專利申請號No.09/222084，它於1998年12月29日登記，現在是美國專利No.6126243。
本發明一般地涉及一自行車輪，它具有一用於裝在自行車架上的輪轂、一環形輪緣和很多從輪緣至輪轂向內延伸的輻條。更具體一些，本發明涉及自行車輪的輻條與輪緣之間的連接。
騎自行車成為越來越普遍的娛樂形式，同時用作運輸工具。此外，騎自行車也成為非常普遍的業餘的和職業的競賽運動。自行車不管是用於娛樂、運輸還是競賽，自行車工業總是不斷地改進自行車的各個零件。自行車在過去的年代中廣泛重新設計的一個特殊的零件是自行車輪。自行車輪常常被重新設計成重量輕的和結構上更合乎空氣動力學的，並且製造和裝置都簡單的。
目前在市場上可買到的自行車有很多種不同的形式。最基本的自行車輪有一轂部、多個輻條和一個環形的輪緣。轂部固定在自行車架的一部分上，以用於相對旋轉。輻條的內端結合在輪轂上並從輪轂向外延伸。環形輪緣結合在輻條的外端上並有一在其上支承一氣胎的外部。自行車輪的輻條通常是細的金屬絲輻條。輪轂的兩端做有法蘭，該法蘭用於將輻條結合在輪轂上。特別是，在輪轂法蘭上做有許多孔。鋼絲輻條通常在其內端彎曲並且做有一凸緣，該凸緣做形成釘頭形。內端支承在一個輪轂法蘭的一個孔中。輻條的外端通常都做有螺紋，以與輻條螺紋套管結合，該套管將鋼絲輻條的外端固定在輪緣上。特別是，輻條螺紋套管有與輪緣的內表面接合的法蘭。另一種方案為，可將輻條倒過來，使其外端有釘頭而內端有與輻條螺紋套管接合的螺紋，該套管將鋼絲輻條的內端固定在輪轂上。
採用如此構造的輻條，螺絲套管就可以裝在輪緣或輪轂上形成的螺紋套管孔中。輻條穿過在輪轂法蘭或輪緣上的孔插入，使輻條的凸緣與輪轂法蘭或輪緣上的孔的周圍的區域接合。輻條的端部的陽螺紋擰入裝在輪轂法蘭或輪緣的孔中的輻條螺紋套管中。在自行車工業中，希望有儘可能少的輻條。傳統的輻條的一個問題是作用在輪緣上的集中的應力。此外，如果採用的輻條越來越少，則輪緣上的應力就越來越大。傳統的輻條通常固定在輪緣的內緣上或側面部分上。這樣，由輻條作用在輪緣上的力的大小主要取決於輪緣的內緣或輪緣的側面部分的厚度。為了調節來自輻條的應力，輪緣的內緣可以做得厚一些，不過，將輪緣做得厚一些，要加大輪緣的重量。還有，傳統的輻條在結構上並不太合乎空氣動力學。
近年來，輪子設計成具有增強構件，它們布置在輻條的外端上，以有助於分散集中在輪緣的某些部分上的應力。這種輪子已在Shimano的美國專利No.6126243中公開。此輪子(即輪緣，以及輻條連接)非常結實，重量輕，並且比較簡單和製造費用不貴。不過，這種設計要求在輪緣的外周表面上鑽許多進入孔。在裝配時，輻條與增強構件要穿過這些孔插入輪緣的輻條孔中。以後就不得不密封這些孔，並安裝以管式輪胎。如果需要更換輻條，就必須從輪緣上取下輪胎、管子和密封，以便能更換輻條。
鑑於如上所述，需要有能克服上述現有技術中的問題的自行車輪。本發明針對現有技術中的這一需要和其它需要，對於熟悉本技術的人，這些需要將從此公開內容中成為顯而易見的。
本發明的一個目的為提供一具有重量輕的輪緣的自行車輪，該輪緣比較耐用，不必對輪緣的輻條接納部分增加任何的厚度。
本發明的另一目的為提供一自行車輪，其中，可以去掉輪緣的外周表面上的許多孔，以致可以採用實心輪胎或管式輪胎。
本發明的另一目的為提供一自行車輪，它具有較少的在輪緣與輪轂之間延伸的輻條。
本發明的另一目的為提供一自行車輪，它可以用傳統的製造技術比較簡單而廉價地製造。
本發明的又一目的為提供一自行車輪，其中，在更換輻條時，不必取下輪胎。
本發明的又一目的為提供一自行車輪，其中，可以採用實心輪胎，並且在更換輻條時不必取下輪胎。
前述目的可基本通過提供一輻條和輪緣的組件而達到，該組件包括一環形輪緣、第一和第二環形輻條固定部分和一內環形部分，該環形輪緣有一空心的內部，它通過一用於在其上接納輪胎的外環形部分形成，該輻條固定部分從外環形部分延伸並位於外環形部分的沿徑向向內的位置，該內環形部分位於第一和第二環形輻條固定部分的沿徑向向內的位置並在第一和第二環形輻條固定部分之間延伸。第一和第二環形輻條固定部分基本按相反的方向面對，在其中形成許多沿周向布置的輻條孔。輻條和輪緣的組件包括許多向內延伸的輻條，每根輻條有一外端部分，它至少部分地被接納在一個輻條孔中。每根輻條有一中間部分和一內緣部分，該中間部分位於外端部分的沿徑向向內的位置，該內端部分位於中間部分的沿徑向向內的位置。輻條和輪緣的組件還包括許多增強構件，每個增強構件至少部分地位於輻條孔中並與一根輻條的外端部分結合。增強構件有第一和第二橫向尺寸，它們相對於輻條孔的尺寸要做成使增強構件，連同結合在其上的輻條外端部分，沿增強構件與輻條孔之間的第一相對取向穿過輻條孔，並且沿增強構件與輻條孔之間的第二相對取向被保持在輻條孔中。
前述目的可基本通過提供一自行車輪緣而達到，該輪緣包括一外環形部分、第一和第二環形輻條固定部分、一內環形部分和許多增強構件。外環形部分用於在其上接納一輪胎。第一和第二環形輻條固定部分從外環形部分延伸並位於外環形部分的沿徑向向內的位置。第一和第二環形輻條固定部分基本按相反的方向面對，並且有許多在其中形成的沿周向布置的輻條孔。內環形部分位於第一和第二環形輻條固定部分的沿徑向向內的位置，並在第一和第二環形輻條固定部分之間延伸。從多數上述輻條孔的每個中心測量，外環形部分在至少多數輻條孔的12mm以內或5度左右以內沒有孔。
前述目的可進一步通過提供一增強構件而達到，該構件用於放置在輻條與輪緣之間，該輪緣具有一外環形部分、第一和第二環形輻條固定部分和一內環形部分，該第一和第二環形輻條固定部分從外環形部分延伸並位於外環形部分的沿徑向向內的位置，該內環形部分位於第一和第二環形輻條固定部分的沿徑向向內的位置，並在第一和第二環形輻條固定部分之間延伸。增強構件包括一第一部分、一第二部分和一輻條洞。第一部分有一第一最大寬度，它用於被接納在輪緣的輻條孔中。第二部分有一第二最大寬度，它形成第一和第二部分之間的支承表面。輻條洞穿過第一和第二部分延伸，輻條洞的尺寸做成能在其中接納一部分輻條。第一和第二部分有一橫向尺寸，它相對於輻條孔的尺寸做成使增強構件，連同結合在其上的輻條的外端部分，沿增強構件與輻條孔之間的第一相對取向穿過輻條孔，並且沿增強構件與輻條孔之間的第二相對取向被支承表面保持在輻條孔中。
前述目的進一步通過提供一自行車輻條達到，該輻條包括一輪緣固定端、一長的居中部分、一輪轂固定端和一增強構件。輪緣固定端用於可取下地被接納在輪緣的輻條孔中。長的居中部分從輪緣固定端延伸。輪轂固定端從居中部分延伸。增強構件位於輪緣固定端上，以使增強構件從居中部分的縱向軸線錯開。增強構件包括一第一部分和一第二部分。第一部分有一第一最大寬度，它用於被接納在輪緣的輻條孔中。第二部分有一第二最大寬度，它形成第一和第二部分之間的支承表面。增強構件有橫向尺寸，它們相對於輻條孔的尺寸要做成使增強構件，連同結合在其上的輻條的輪緣固定端，沿增強構件與輻條孔之間的第一相對取向穿過輻條孔，並且沿增強構件與輻條孔之間的第二相對取向被支承表面保持在輻條孔中。
對於熟悉本技術的人，本發明的這些和其它目的、特色、形態和優點將從下列詳細的說明立即變得明顯，該說明聯繫附圖公開了本發明的一個優選的實施例。
現在參看附圖，它們形成此原始公開內容的一部分。
圖1為按照本發明的第一實施例的自行車輪的立面側視圖，它具有前輪轂、十二根帶增強構件的輻條和一輪緣；
圖2為圖1所示的自行車前輪轂的放大的立面側視圖，在其上結合有輻條的內端部分；圖3為自行車前輪的一部分的局部放大的立面側視圖，它示出圖1所示的自行車輪的輪緣與兩根輻條之間的連接；圖4為自行車前輪的一部分的局部放大的立面側視圖，它示出在輻條的外端和增強構件插入一個輻條孔之前，處於第一取向的輻條與增強構件；圖5為自行車前輪的一部分的局部放大的立面側視圖，它示出在開始將增強構件的輻條的外端插入輪緣的輻條孔中之後，處於第一取向的輻條與增強構件；圖6為圖1～5所示的按照本發明的一根輻條的局部放大的立面側視圖；圖7為圖6所示的輻條的局部側緣立面圖；圖8為自行車輪緣沿圖3的8-8線的局部剖視圖，一對輻條用立面示出，而輪緣與增強構件則用剖面示出；圖9為自行車輪緣沿圖3的9-9線的局部剖視圖；圖10為自行車輪緣沿圖3的8-8線的局部剖視圖，一對輻條從增強構件和輪緣中取下；圖11為自行車輪緣沿圖3的9-9線的局部剖視圖，輻條從增強構件和輪緣中取下；圖12為自行車輪緣沿圖1的12-12線的局部放大剖視圖，它示出在輪緣上形成的閥孔；圖13為按照本發明的一個增強構件或墊圈的放大的立面側視圖；圖14為圖13所示的增強構件或墊圈的端部邊緣立面圖；圖15為圖13和14所示的增強構件或墊圈的相反的立面側視圖；圖16為圖13～15所示的增強構件或墊圈的側緣立面圖；圖17為圖13～16所示的增強構件或墊圈沿圖13的17-17線的縱向剖視圖；圖18為圖13～16所示的增強構件或墊圈沿圖13的18-18線的縱向剖視圖；圖19為按照本發明的第二實施例的改進的增強構件或墊圈的放大的立面側視圖；圖20為圖19所示的增強構件或墊圈的端部邊緣立面圖；圖21為圖19和20所示的增強構件或墊圈的相反的立面側視圖；圖22為圖19～21所示的增強構件或墊圈的側緣立面圖；圖23為圖19～22所示的增強構件或墊圈沿圖19的23-23線的縱向剖視圖；圖24為圖19～22所示的增強構件或墊圈沿圖19的24-24線的縱向剖視圖；圖25為按照本發明的第三實施例的自行車輪緣的局部剖視圖，改進的增強構件用剖面示出，而輻條則用立面示出；圖26為按照本發明的第四實施例的自行車輪緣的局部剖視圖，改進的增強構件用剖面示出，而輻條則用立面示出；圖27為按照本發明的第五實施例的自行車輪緣的局部剖視圖，改進的增強構件用剖面示出，而輻條則用立面示出；圖28為按照本發明的改進的箝入式自行車輪緣的局部剖視圖，一對增強構件用剖面示出，而一對輻條則用立面示出；圖29為按照本發明的候選的輻條的局部放大的剖視圖，增強構件與其一體地形成；圖30為按照本發明的候選的輻條的局部放大的剖視圖，增強構件壓鑄在輻條的外端部上。
優選的實施例的詳細說明首先參看圖1和2，按照本發明，它們示出了按照本發明的自行車輪12。自行車輪12可用作自行車前輪或自行車後輪。因此，對於熟悉本技術的人，從此公開內容都會明白，與自行車輪12的結構有關的說明可用於自行車前輪或自行車後輪。
自行車輪12有一居中的輪轂20，多根向外延伸的輻條22和一環形輪緣24，在輪緣上按傳統方式結合有氣胎26。在此處所示的實施例中，自行車輪12有12根輻條22，它們沿徑向在居中的輪轂20與環形輪緣24之間延伸。自然，對於熟悉本技術的人，從此公開內容都會明白，自行車輪12可以按需要和/或要求有比所示的更少或更多的輻條22。
如圖2所示，輪轂20有一管狀體部段30，該段有6個輻條安裝部分32，其上有用於在其上接合輻條22的孔34。管狀體部段30有一軸向孔，它用於在其中接納輪轂組件28。
輻條安裝部分32的數目和形狀取決於輻條的數目和它們的形狀。因此，對於熟悉本技術的人，從此公開內容都會明白，可以聯繫本發明採用其它類型和形狀的輪轂。
如圖2～7所示，每根輻條22有一外端部分40、一居中或中間部分42和一內端部分44。外端部分或輻條頭40用增強構件或墊圈48與輪緣24結合，這將在下面討論。增強構件或墊圈48設計成用於分散由輻條22作用在輪緣上的應力。
直的居中部分42位於外端部分40的沿徑向向內的地方，而內端部分44則位於居中部分42的沿徑向向內的地方。每個內端部分44最好在外部做有螺紋，以用於接納輻條螺紋套管46。此外，每個內端部分44形成每個輻條22的輪轂固定端。內端部分44按比較傳統的方式結合在輪轂20上。外端部分40、居中部分42和內端部分44最好構造成一件的整體構件，輻條螺紋套管46用螺紋與輻條22的每個內端部分結合，以便連至輪轂20上。
如同在圖6和7中最清楚地看到的那樣，在此實施例中，輻條22的外端部分40各自有一彎曲段50，在彎曲段50的自由端有一加大的頭部52。彎曲段50有圓形橫截面，它有預定的寬度或直徑。頭部52有一較大的寬度或直徑，以通過增強構件或墊圈48將輻條22固定在輪緣24上。每個加大的頭部的形狀要做成在輪緣24上安裝輻條22和增強構件48上時不與輪緣發生幹涉，這將在下面詳細討論。每個加大的頭部52和每個彎曲段50形成每根輻條22的輪緣固定端。居中部分42和內端部分44各自有圓形或橢圓形截面。自然，對於熟悉本技術的人，都會明白，輻條22的整個橫截面可按需要或要求沿其整個長度是基本均勻的。對於熟悉本技術的人還會明白，可以按需要或要求採用等截面的輻條或具有變截面的輻條。
如圖3、6和7所示，輻條22的外端部分40彎曲成在輻條22的自由端形成頭部52，該頭部與彎曲段50錯開。自然，對於熟悉本技術的人，從此公開內容都會明白，外端部分40可以彎曲或成形成具有與所示形狀和截面不同的形狀和/或截面。在任何情況下，每根輻條的彎曲段50和頭部52的形狀和截面應當做成在輻條處於安裝好的位置時，防止輻條相對於輪緣24沿軸向移動。
輻條22的居中部分42作為基本是直的鋼絲型輻條示出，它具有基本為橢圓的截面。不過，對於熟悉本技術的人，從此公開內容都會明白，輻條22的居中部分42可以將形狀做成具有其它類型的截面和/或形狀。例如，居中部分42的截面可以是圓形或矩形，其形狀沿居中部分42的整個長度是均勻的。另一種方案為，居中部分42的橫截面可沿其長度變化，以使居中部分42的截面越接近輪轂20越大。換句話說，居中部分42的厚度和/或寬度可以按需要和/或要求是均勻的或變化的。
輻條22的內端部分44做有螺紋，以在其上接納傳統的輻條螺紋套管46。更具體一些，輻條22的內端部分44穿過輪轂20的孔34的一端插入，然後穿過孔34的另一端插入輻條螺紋套管46。輻條螺紋套管46的做成頭部或凸緣的部分與孔34的內支承表面接合，以牢固地將輻條22的內端部分44固定在輪轂20上。因此，輻條22可以按基本傳統的方式在輪轂20和輪緣24之間被上緊，以將輻條22的內端部分44固定在其上。
輪緣24是所謂的深輪緣，其中，輪緣高度大於輪緣寬度，並設計成有用輪胎膠固定在其上的氣胎26。對於熟悉本技術的人，都會明白，輪緣24的形狀可以被修改，以按需要和/或要求適應不同類型的輪胎如「箝入式」輪胎，這將在下面討論。自然，輪緣24可以有其它形狀，以按需要和/或要求適應其它類型的輪胎，而不脫離本發明的範圍。輪緣24用基本為剛性的材料建造，例如那些在本技術中已經知道的材料。例如，輪緣24可以用任何合適的金屬材料建造，如電鍍鋼、不鏽鋼、鋁、鎂或鈦，以及其它非金屬材料如可用於自行車的碳纖維複合材料。
輪緣24在立面側視圖(圖1)中看去，基本是圓形的，並且有一外環形部分68、一對環形輻條固定部分70和一內環形部分72。外環形部分68用於在其上接納氣胎26。如圖12所示，輪緣24的外環形部分68有一閥孔74a，以用於在其中接納閥75的一部分。內環形部分72也包括一閥孔74b，以用於接納閥75的一部分。外環形部分68最好除去閥孔74a外都沒有孔。閥75是比較傳統的，最好位於相鄰的各對輻條22之間的中部。因此，閥75不擬在此詳細討論或示出。
環形輻條固定部分70位於外環形部分68的沿徑向向內的地方，內環形部分72將輻條固定部分70連接在一起。換句話說，輻條固定部分70按基本相反的方向面對，並從外環形部分68沿徑向向內延伸。因此，輪緣24為一管形構件，它具有由外環形部分68，輻條固定部分70和內環形部分72形成的空心內部區。在此實施例中，輪緣24的外環形部分68設計成與「管」式或「縫合」式輪胎一起作用，輪胎用膠粘在外環形部分68上。
每個輻條固定部分70有許多沿周向隔開的輻條孔76，以用於接納在其上放有增強構件48的輻條22的外端部分40。在此實施例中，相對的輻條孔76都在同樣的周向位置上形成，自然，輻條孔76的構形和位置可以按需要和/或要求修改。例如，相對的輻條孔76可以按交錯的構形排列。
如上所述，外環形部分68最好做成沒有任何的孔或進入口，除去閥孔74a。沿從輪轂20的中心至輻條孔76的中心延伸的徑向直線的每個方向，在5度左右以內，外環形部分68最好至少沒有孔。另一種方案為，從輻條孔76的軸線中心至外環形部分68上的進入口的中心測量，至少在大多數的輻條孔76的12mm左右以內，外環形部分68沒有孔。換句話說，在外環形部分68上不需要提供進入口，以用於使帶增強構件48的輻條22經過該口插入，這將在下面詳細討論。不過，閥孔74a可以位於一個或兩個輻條孔76的附近，以使沿從輪轂20的中心至輻條孔76的中心延伸的徑向直線的每個方向，在5度左右以內，至少大多數輻條孔76都沒有孔。
輻條孔76最好沿輻條固定部分70的周長等距離地隔開。在此實施例中，許多輻條孔76最好是圓形的孔，它大於輻條22的外端部分40。本發明的輻條孔76大於傳統的輻條孔。因此，增強構件48沿比普通圓輻條大的面積分布作用在輪緣24上的力，以致輪緣24的應力斷裂和/或撕裂成最少。
輻條孔76最好有至少約為5.0mm的周向寬度。更具體一些，輻條孔76最好基本為圓形孔，它具有約為6.6mm(+或-0.05mm)的周向寬度或直徑。自然，熟悉本技術的人都會明白，輻條孔76可以按需要和/或要求而有其它形狀和/或尺寸，而不脫離本發明的範圍。在任何情況下，輻條孔76的尺寸和形狀要做成使在其上放有增強構件48的輻條22的外端部分40可以經過輻條孔76插入。此外，輻條孔76的尺寸和形狀要做成在輻條22已經裝在輪緣24和輪轂20上時，將在其上裝有增強構件48的外端部分40保持在輻條孔76中。再有，輻條22的加大的頭部52的形狀要做成不妨礙在其上裝有增強構件48的外端部分40插入輻條孔76中。因此，輪子12可容易地被裝配，不需要在外環形部分68上形成附加的進入口。
參看圖3～5、8～11和13～18，現在較詳細地討論增強構件48。增強構件48設計成分散由輻條22作用在輪緣24上的應力。如圖4和5所示，增強構件48設計成沿增強構件48與輻條孔76之間的第一相對取向穿過輻條孔76。增強構件48還如圖3所示設計成沿增強構件48與輻條孔76之間的第二相對取向被保持在輻條孔76中。增強構件48最好是長的盤形構件，每個增強構件或墊圈48有一(較小的)基本為圓形的第一臺階部分80、一(較大的)長形的第二臺階部分和一位於中間的輻條洞84。
每個增強構件或墊圈48最好構造成為一件的整體金屬構件。用於增強構件48的合適的材料的一個例子為鋁合金。自然，也可以採用其它材料。此外，增強構件48可以用與輪緣24相同的材料或與輪緣24不同的材料製造。對於熟悉本技術的人，從此公開內容都會立即明白，增強構件48不一定必須像所示那樣做成臺階形，而是可以做成能實現本發明的優點的其它形狀。
增強構件48最好有一約為3.2mm的軸向厚度。第一和第二部分80和82的直徑或寬度應當比較大，以分散由輻條22作用在輪緣24上的應力。(較小的)第一臺階部分80的軸向厚度約為1.4mm，而(較大的)第二臺階部分82的厚度則約為1.8mm。此處所用「約為」一詞意指±0.1mm。
對於熟悉本技術的人，從此公開內容會很快明白，增強構件48可以做成比輻條固定部分70的厚度厚，或可以與輻條固定部分70的厚度一樣厚。在任何情況下，增強構件48有第一和第二橫向尺寸A和B(在圖13和14中標出)，它們相對於輻條孔76要將尺寸做成使在其上結合有輻條22的外端部分40的增強構件48能沿第一相對取向穿過輻條孔76，並沿第二相對取向被保持在輻條孔76中。
每個增強構件48的基本圓形的第一臺階部分80可用摩擦力保持在輪緣24的一個輻條孔76中。由於輻條22是在張力的作用下放置在輪轂20與輪緣24之間的，故輻條22在對應於輻條孔76的沿周向隔開的位置上作用一向內的徑向力。增強構件48分散由輻條22作用在輪緣24上的應力。更具體一些，每個增強構件48的基本圓形的第一臺階部分80加大輻條22的有效直徑或寬度，以擴散作用在輪緣24上的應力。因此，輪緣24的強度得以提高，而不需要增加輻條固定部分70的壁厚。
參看圖8，每個增強構件48的基本圓形的第一臺階部分80有一第一最大寬度C，而每個長形的第二臺階部分82則有一第二最大寬度D，該寬度D在第一和第二部分80和82之間形成一支承表面86。基本圓形的第一臺階部分80的尺寸和形狀做成能位於輪緣24的輻條固定部分70的輻條孔76內，以使支承表面86與輪緣24的內部接觸。在此實施例中，每個第二橫向尺寸B(在圖13中標出)基本等於長形的第二臺階部分82的最大寬度D(在圖8中標出)。因此，支承表面86將增強構件48保持在輻條孔76中。
每個支承構件48的支承表面86最好由位於第一部分80的相反側的兩個支承段86a和86b(底部和頂部支承段86a和86b)形成。支承段86a和86b從第二部分82的一對端面87a和87b(底部和頂部端面87a和87b)延伸至第一部分80的外周。端面87a和87b是沿增強構件48的軸向延伸的部分圓柱形表面。換句話說，端面87a和87b位於一假想的圓柱體上，其直徑對應於第二部分82的第二最大寬度D(在圖8中標出)和增強構件48的第二橫向尺寸B。這樣，增強構件48就可以被保持在輻條孔76中。
每個增強構件48包括一對形狀彎曲的側面88，它大體沿增強構件48的縱向延伸。第一橫向尺寸A(在圖14中標出)在一對形狀彎曲的側面88之間測量。橫向尺寸A最好與輻條孔76的尺寸相同或比其略小。更具體一些，橫向尺寸A(在圖14中標出)最好為6.5mm±0.05mm。形狀彎曲的側面88最好在一假想的圓或圓柱體上形成，其直徑約為6.5mm±0.05mm。因此，橫向尺寸A可以認為是此假想的圓或圓柱體的直徑。由於這種結構，增強構件48可以如圖4和5所示，連同結合在其上的輻條22的外端部分40被插入輻條孔76中。
如同在圖14中清楚地看到的那樣，形狀彎曲的側面88基本由一對形狀彎曲的第一側面段88a和一對形狀彎曲的第二側面段88b形成，該第一側面段在第一部分80的外周上形成，該第二側面段在第二部分82上形成。第一部分80的最大寬度C(在圖8中標出)最好大致為6.5mm(+0.09mm或-0.01mm)。因此，第一部分80的最大寬度C可略大於第一橫向尺寸A。因此，在所示實施例中，第一部分80不一定要有完整的圓柱形外周表面，而是有一對形狀彎曲的第一側面段88a。換句話說，第一部分80的外周表面，除去有一對形狀彎曲的第一側面段88a外，基本是圓柱形的。另一方面，輻條孔76最好是圓孔。自然，對於熟悉本技術的人，都會明白，輻條孔76和增強構件48可以採用各種形狀和尺寸而不脫離本發明的範圍。
形狀彎曲的側面88基本上是外凸的彎曲表面，它在增強構件48的第一和第二部分80和82的一對軸向表面90和92之間延伸，以形成幾對平行的邊緣。更具體一些，第一邊緣91在端面90處形成，第二邊緣93a和93b在支承段86a和86b處形成，而第三邊緣則在端面92處形成。
每個增強構件48最好有一穿過它延伸的輻條洞84，並且如上所述在輻條洞84中接納一個輻條22。在此實施例中，每個增強構件48的每個輻條洞的橫截面是非圓形的。
增強墊圈48的輻條洞84要如此設計，以使輻條22能自由地從其穿過。在所示實施例中，輻條22的居中部分42的橫截面是橢圓形。因此，輻條洞84有沿縱向延伸的槽94，它加大了輻條洞84的有效直徑或寬度，以允許輻條22的居中部分42從其穿過。
在第一臺階部分80的軸向表面上形成一帶斜坡的切口或缺口96。此缺口96容納輻條22的外端部分的彎曲段50。缺口96的位置最好離開槽94約135°。這樣，當輻條22的彎曲段50座落在缺口96中時，就限制了輻條22在輻條洞84中的移動。缺口96要布置成使居中部分42基本平行於形狀彎曲的側面88和邊緣93a和93b。
在裝配自行車輪12時，首先將增強構件48放在輻條22的外端部分40上。具體一些說，首先將輻條22的內端部分44插入增強構件48的輻條洞84中。然後，轉動輻條22，以使橢圓形的居中部分的寬度較大部分與槽94對齊，以致輻條22的居中部分42可穿過增強構件48的輻條洞84。一旦輻條22的居中部分42穿過增強構件48的輻條洞84，輻條22就可進一步在輻條洞84中旋轉，以使輻條22的彎曲段50座落在缺口96中，而輻條22的頭部52則與增強構件48的第二臺階部分82的軸向表面接合。
現在，其上具有增強構件48的輻條22就可裝在輪緣24中。具有增強構件48的輻條22的外端部分以這樣一個角度(第一取向)插入輪緣24的輻條固定部分70的輻條孔76中，以致增強構件48可完全穿過輻條孔76。一旦輻條22的外端部分40和墊圈48全部進入輪緣24的內部，增強墊圈48的第一臺階部分80就座落在輪緣24的輻條孔76中(朝第二取向移動)。輻條孔76最好略大於臺階部分80的最大寬度C或與之相等，以使墊圈48或鬆鬆地被接納在輻條孔76中或通過過盈配合被接納在其中。
現在，輻條22的內端部分44被插入輪轂20的孔34中。輻條螺紋套管或螺母46也插入孔34中並擰在輻條22的內端部分44上。以後就調節輻條22中的張力，以使輪緣24正確地定位在輪轂20的外面。現在就可按傳統的方式通過輪轂20將輪子12裝在自行車的車架上。第二實施例現在參考圖19～24，它們示出了按照本發明的第二實施例的候選的增強構件148。增強構件148基本上設計成與第一實施例的輪緣24一起使用。更具體一些。增強構件148與第一實施例的增強構件48相同，只是增強構件148設計成與具有圓形截面(未示出)的輻條一起使用，而不是在第一實施例中見到的橢圓截面。考慮到增強構件48和148之間的相似性，增強構件148的下列說明將主要集中在其區別上。因此，對於熟悉本技術的人，從此公開內容都會明白，增強構件48的多數說明適用於增強構件148的說明。
增強構件148基本與上面討論的增強構件48相同，只是輻條洞184是專門為具有圓截面的輻條設計的。具體一些說，增強墊圈148有一(較小的)基本圓形的第一臺階部分180，和一(較大的)長形的第二臺階部分182，並具有沿軸向從其穿過的居中放置的輻條洞184。在第一和第二臺階部分180和182之間形成一支承表面186。在此實施例中，輻條洞184為基本圓柱形的孔，除去在軸向端在與第二臺階部分182相鄰的地方和另一軸向端，在前一地方，洞184成為截錐形，在另一軸向端，有一帶斜坡的切口或缺口196。換句話說，第一實施例的輻條洞84的縱向槽94在此實施例中已被取消。增強構件148在輪緣24上的安裝方式基本上與上面對第一實施例的增強構件48所作的討論相同。第三實施例現在參看圖25，它示出了具有按照本發明的第三實施例的增強構件248和輻條22的輪緣24的一部分。增強構件248與第一實施例的增強構件48基本相同，只是在此第三實施例中取消了第一實施例的支承表面86的下支承段86a。因此，在此實施例中，第二橫向尺寸基本等於第二部分282的第二最大寬度，並小於第一實施例的最大寬度D。增強構件248基本有一(較小的)基本圓形的第一臺階部分280、一(較大的)長形的第二臺階部分282和一位於中間的輻條洞284。在此實施例中，第一臺階部分280與第一實施例的第一臺階部分80相同。還有，輻條孔284與第一實施例的輻條洞84相同。因此，第一臺階部分280和輻條洞284此處不擬詳細討論或示出。第四實施例現在參看圖26，它示出了具有按照本發明的第四實施例的增強構件348和輻條322的輪緣24的一部分。此實施例為第三實施例的改進異型。具體些說，輻條322與輻條22相同，只是輻條頭部352比輻條22的輻條頭部52沿橫向錯開更遠的距離，以容納增強構件348。因此，輻條322在此處不擬詳細討論或示出。更具體一些，增強構件348基本與增強構件248相同，只是增強構件348包括一第三臺階部分385，它從第一臺階部分380的底緣沿徑向向外延伸。第三部分385形成一附加的支承表面385a，它沿基本相反的軸向朝向在第一和第二臺階部分380和382之間形成的支承表面386b。此附加的支承表面385a與輪緣24的輻條固定部分70的外表面接觸。這樣，支承表面386b和385a共同合作，以將增強構件348牢固地夾持在輪緣24中。第三部分385在增強構件348已經安裝在輪緣24中時最好沿徑向向內延伸。第五實施例現在參看圖27，它示出了具有按照本發明的第五實施例的增強構件448和輻條22的輪緣424的一部分。增強構件448為上面所討論的第四實施例的增強構件348的進一步改進的異型。考慮到增強構件448與前面的增強構件之間的相似性，增強構件448不擬在此詳細討論或示出。與之相反，增強構件448的下列描述將集中在增強構件448與前面的增強構件之間的差別上。
增強構件448有一(較小的)基本圓形的第一臺階部分480、一(較大的)長形的第二臺階部分482、一位於中間的並經過第一和第二臺階部分480和482延伸的輻條洞484，和一從第一臺階部分沿徑向向外延伸的第三部分485。在此實施例中，第三部分485位於在輻條固定部分470的外表面上形成的凹座471中。此第三部分485設計成齊平地安裝在輪緣424的輻條固定部分470的外表面上。輪緣424基本與第一實施例的輪緣24相同，只是輪緣424有與輻條孔相鄰的凹座471。更具體一些，第三部分485從第一部分480如此沿徑向向外延伸，以致其外表面與第一臺階部分480的軸向端和輪緣424輻條固定部分470的外表面齊平。第三部分485在第三部分485與第一臺階部分480之間形成一附加的支承表面485a。此附加支承表面485a沿基本相反的軸向朝向在第一和第二臺階部分480和482之間形成的支承表面486b。第三部分最好在增強構件448已經安裝在輪緣424中時沿徑向向內延伸。箝入式輪緣參看圖28，它用剖面示出箝入式輪緣24′的一部分，它具有結合在其上的按照本發明的增強構件48和輻條22。箝入式輪緣24′與上面所討論的輪緣24基本相同，只是輪緣24′有一對向上延伸的環形箝入凸緣69，以用於在其上固定箝入式輪胎。此外，箝入式輪緣24′有略作修改的橫截面形狀。不過，除去箝入凸緣69以外，箝入式輪緣24′基本與上面所討論的輪緣24相同，並且設計成與上面所討論的增強構件48和輻條22一起使用。因此，輪緣24′不擬在此詳細討論或示出。此輪緣24′專門用於實心輪胎。具體些說，輪緣24′基本有一外環形部分68′、一對環形輻條固定部分70′和一內環形部分72′。外環形部分68′沒有任何的孔，除非有一設計成用於接納傳統的閥的孔。候選的輻條/增強構件現在參看圖29和30，它們示出了輻條22′和22″的外端部分40′和40″，增強構件48′和48″分別按照本發明永久地固定在外端部分40′和40″上。在圖29中，增強構件48′與輻條22′一體地形成，從而形成一用整體材料構造的一件的整體構件。在圖30中，增強構件48″壓鑄在輻條22″的外端部分40″上。增強構件48′和48″和輻條22′和22″與上面所討論的增強構件48和輻條22基本相同，只是增強構件48′的輻條洞在圖29中已經取消，而墊圈48″中的輻條洞則具有與輻條22″(圖30)的外端部分40″相同的形狀，而增強構件48′和48″則分別永久地固定在外端部分40′和40″上。換句話說，圖29和30示出了兩種建立輻條、使增強構件永久地固定在其上的途徑。
此處所用的表示程度的詞如「基本」、「大約」、「左右」指的是改進的項目的合理偏差量，以使最終結果不會有大的改變。這些詞應當被解釋為包括改進項目的至少±5％的偏差，如果該偏差不否定該詞所改進的含義。
雖然只挑選了所選擇的實施例，以說明本發明，但是，對於熟悉本技術的人，從此公開內容都會明白，在此可以作出各種改變與改進而不脫離本發明的如權利要求書所規定的範圍。此外，按照本發明的實施例的前述描述僅僅是為了說明而提供的，並不限制如權利要求書所規定的本發明及其相當物。
權利要求
1.用於自行車的輻條和輪緣的組件，它包括一環形輪緣，它有一空心的內部、第一和第二環形輻條固定部分和一內環形部分，該空心的內部通過一用於在其上接納輪胎的外環形部分形成，該輻條固定部分從上述外環形部分延伸並位於上述外環形部分的沿徑向向內的位置，該內環形部分位於上述第一和第二環形輻條固定部分的沿徑向向內的位置，並在上述第一和第二環形輻條固定部分之間延伸，上述第一和第二環形輻條固定部分基本按相反的方向面對，在其中形成許多沿周向布置的輻條孔；許多向內延伸的輻條，每根上述輻條有一外端部分、一居中部分和一內端部分，該外端部分至少部分地被接納在一個上述輻條孔中，該居中部分位於上述外端部分的沿徑向向內的位置，該內端部分位於上述居中部分的沿徑向向內的位置；許多增強構件，每個上述增強構件至少部分地位於上述輻條孔中並與一根上述輻條的上述外端部分結合，上述增強構件有第一和第二橫向尺寸，它們相對於上述輻條孔的尺寸要做成使上述增強構件，連同結合在其上的輻條的上述外端部分，沿上述增強構件與上述輻條孔之間的第一相對取向穿過上述輻條孔，並且沿上述增強構件與上述輻條孔之間的第二相對取向被保持在上述輻條孔中。
2.如權利要求1的輻條和輪緣的組件，其特徵為，每個上述增強構件有一第一部分和一第二部分，第一部分有一第一最大寬度，第二部分有一第二最大寬度，它形成上述第一和第二部分之間的支承表面，上述第一部分位於上述環形輪緣的上述輻條孔內，而上述支承表面則與上述輪緣的上述內部接觸。
3.如權利要求2的輻條和輪緣的組件，其特徵為，每個上述第二橫向尺寸基本等於上述增強構件的每個上述第二最大寬度。
4.如權利要求3的輻條和輪緣的組件，其特徵為，每個上述增強構件包括一對形狀彎曲的側面，上述第一橫向尺寸在上述形狀彎曲的側面之間測量。
5.如權利要求2的輻條和輪緣的組件，其特徵為，每個上述第二橫向尺寸大於上述增強構件的每個上述第二最大寬度，以形成一附加的支承表面，該表面沿相反的方向朝向上述第一和第二部分之間的上述支承表面。
6.如權利要求5的輻條和輪緣的組件，其特徵為，每個上述增強構件包括一對形狀彎曲的側面，上述第一橫向尺寸在上述形狀彎曲的側面之間測量。
7.如權利要求2的輻條和輪緣的組件，其特徵為，每個上述第一部分有基本為圓柱形的外周表面，每個上述輻條孔有相應的基本為圓柱形的內圓表面。
8.如權利要求2的輻條和輪緣的組件，其特徵為，每個上述增強構件的每個上述支承表面由位於上述第一部分的相反側的兩個支承部分形成。
9.如權利要求2的輻條和輪緣的組件，其特徵為，每個上述增強構件包括一第三部分，它從上述第一部分延伸，以在上述第一部分和上述第三部分之間形成一附加的支承表面，每個上述附加的支承表面沿相反的方向朝向上述第一和第二部分之間的上述支承表面。
10.如權利要求9的輻條和輪緣的組件，其特徵為，每個上述第一部分有軸向厚度，它基本相當於上述輪緣的軸向厚度，每個上述附加的支承表面在一個輻條孔的附近與上述輪緣的外表面接觸。
11.如權利要求10的輻條和輪緣的組件，其特徵為，每個上述第三部分至少部分地被接納在上述輪緣的一個凹座中，上述附加的支承表面與上述輪緣的上述凹座接觸。
12.如權利要求1的輻條和輪緣的組件，其特徵為，每個上述增強構件有一穿過它延伸的輻條洞，在其中接納一根上述輻條。
13.如權利要求12的輻條和輪緣的組件，其特徵為，每個上述增強構件的每個上述輻條洞的橫截面是非圓形的。
14.如權利要求12的輻條和輪緣的組件，其特徵為，每個上述增強構件在上述輻條洞的附近有一沿徑向延伸的缺口，一根上述輻條至少部分地位於其中。
15.如權利要求1的輻條和輪緣的組件，其特徵為，每個上述增強構件包括一對形狀彎曲的側面，上述第一橫向尺寸在上述形狀彎曲的側面之間測量，以使在其上結合有上述輻條的上述外端部分的上述增強構件沿上述第一相對取向穿過上述輻條孔。
16.如權利要求15的輻條和輪緣的組件，其特徵為，每個上述增強構件的上述形狀彎曲的側面位於一假想的圓上，該圓不大於上述輻條孔。
17.如權利要求16的輻條和輪緣的組件，其特徵為，上述形狀彎曲的側面在上述增強構件的一對軸向表面之間延伸，以形成一對第一邊緣和一對第二邊緣。
18.如權利要求17的輻條和輪緣的組件，其特徵為，上述第一和第二邊緣基本是平行的。
19.如權利要求1的輻條和輪緣的組件，其特徵為，上述輪緣的上述外環形部分沒有孔，除去一用於在其中接納閥的一部分的單個的孔。
20.如權利要求1的輻條和輪緣的組件，其特徵為，上述增強構件與上述輻條的上述外端部分作為一件的整體構件一體地形成。
21.如權利要求1的輻條和輪緣的組件，其特徵為，上述增強構件壓鑄在上述輻條的上述外端部分上。
22.如權利要求1的輻條和輪緣的組件，其特徵為，上述外環形部分大致為具有一對箝入凸緣的U字形，該凸緣的尺寸做成將箝入式輪胎固定在其上。
23.如權利要求1的輻條和輪緣的組件，其特徵為，它進一步包括一結合在上述輻條的上述內端部分上的輪轂。
24.一自行車輪緣，它包括一外環形部分，它用於在其上接納一輪胎；第一和第二環形輻條固定部分，它們從上述外環形部分延伸，並位於上述外環形部分的沿徑向向內的位置，上述第一和第二環形輻條固定部分沿基本相反的方向面對，並具有許多在其中形成的沿周向布置的輻條孔；和一內環形部分，它位於上述第一和第二環形輻條固定部分的沿徑向向內的位置，並在上述第一和第二環形輻條固定部分之間延伸，從上述多數上述輻條孔的每個中心測量，上述外環形部分在至少多數上述輻條孔的12mm以內或5度左右以內沒有孔。
25.如權利要求24的自行車輪緣，其特徵為，上述外環形部分沒有孔，除去一用於在其中接納閥的一部分的單個的閥孔。
26.如權利要求24的自行車輪緣，其特徵為，上述第一和第二環形輻條固定部分的上述輻條孔基本為圓形。
27.如權利要求24的自行車輪緣，其特徵為，上述外環形部分大致為具有一對箝入凸緣的U字形，該凸緣的尺寸做成將箝入式輪胎固定在其上。
28.如權利要求27的自行車輪緣，其特徵為，上述外環形部分沒有孔，除去一用於在其中接納閥的一部分的單個閥孔。
29.一增強構件，它放置在一輻條與輪緣之間，該輪緣具有一外環形部分、第一和第二環形輻條固定部分和一內環形部分，該環形輻條固定部分從上述外環形部分延伸並位於上述外環形部分的沿徑向向內的位置，該內環形部分位於上述第一和第二環形輻條固定部分的沿徑向向內的位置並在上述第一和第二環形輻條固定部分之間延伸。上述增強構件包括一第一部分，它有一用於被接納在一輪緣的輻條孔中的第一最大寬度；一第二部分，它有一在上述第一和第二部分之間形成支承表面的第二最大寬度；和一輻條洞，它經過上述第一和第二部分延伸，上述輻條洞的尺寸做成在其中接納輻條的一部分，上述第一和第二部分有橫向尺寸，該尺寸相對於輻條孔如此確定尺寸，以致上述增強構件，連同結合在其上的輻條的一部分，沿上述增強構件與輻條孔之間的第一相對取向穿過輻條孔，並沿上述增強構件與輻條孔之間的第二相對取向被上述支承表面保持在輻條孔中。
30.如權利要求29的增強構件，其特徵為，上述第二部分包括一對端部表面，上述第二部分的上述最大寬度在上述端部表面之間測量。
31.如權利要求30的增強構件，其特徵為，上述增強構件包括一對在上述端部表面之間延伸的側面，上述橫向尺寸在上述側面之間測量。
32.如權利要求31的增強構件，其特徵為，上述側面是向外凸的形狀彎曲的側面，它們從上述第二部分的一個軸向表面至上述第一部分的一個軸向表面延伸，以形成至少一對第一邊緣和一對第二邊緣。
33.如權利要求32的增強構件，其特徵徵為，上述第一和第二邊緣基本平行。
34.如權利要求32的增強構件，其特徵為，上述形狀彎曲的側面位於一假想圓上。
35.如權利要求29的增強構件，其特徵為，上述第一部分有一基本圓柱形的外周表面。
36.如權利要求29的增強構件，其特徵為，上述支承表面由位於上述第一部分的相反側的兩個支承段形成。
37.如權利要求29的增強構件，其特徵為，上述增強構件的上述輻條洞的橫截面是非圓形的。
38.如權利要求29的增強構件，其特徵為，上述增強構件包括一第三部分，它從上述第一部分延伸，以在上述第一部分和上述第三部分之間形成一附加的支承表面，上述附加的支承表面沿一相反的方向朝向上述第一和第二部分之間的上述支承表面。
39.自行車輻條，它包括一輪緣固定端，它用於可取下地被接納在一輪緣的輻條孔中；一長的居中部分，它從上述輪緣固定端延伸；一輪轂固定端，它從上述居中部分延伸；和一增強構件，它位於上述輪緣固定端上，以使上述增強構件從上述居中部分的縱向軸線錯開，上述增強構件包括一第一部分，它有一用於被接納在一輪緣的輻條孔中的第一最大寬度；一第二部分，它有一在上述第一和第二部分間形成支承表面的第二最大寬度；和上述第一和第二部分有橫向尺寸，該尺寸相對於輻條孔如此確定尺寸，以致上述增強構件，連同結合在其上的輻條的外部，沿上述增強構件與輻條孔之間的第一相對取向穿過輻條孔，並沿上述增強構件與輻條孔之間的第二相對取向被上述支承表面保持在輻條孔中。
40.如權利要求39的自行車輻條，其特徵為，上述第一和第二部分有從其穿過的輻條洞，以在其中接納一輻條。
41.如權利要求39的自行車輻條，其特徵為，上述增強構件與上述輪緣固定端作為一件的整體構件一體地形成。
42.如權利要求39的自行車輻條，其特徵為，上述增強構件壓鑄在上述輪緣固定端上。
全文摘要
自行車輪有輪轂、從輪轂向外延伸的輻條和環形輪緣,輪緣結合在輻條外端上支承一輪胎。輪緣有一輻條固定部分,有許多輻條孔,在其中接納輻條外端。輪緣的輻條孔有位於輻條與輪緣之間的增強構件。輻條外端有彎曲段和頭部段,彎曲段位於增強構件的輻條洞中,頭部段與增強構件內表面接合。輪緣在外環形部分中在大多數輻條孔附近沒有進入口。增強構件的橫向尺寸允許輻條外端和增強構件沿第一取向穿過孔並沿第二取向保持在孔中。
文檔編號B60B21/06GK1354092SQ0114088
公開日2002年6月19日 申請日期2001年9月25日 優先權日2000年11月20日
發明者岡島伸平, 村岡勉 申請人:株式會社島野