一體式輪輻結構及其製造方法、具有該輪輻結構的自行車車輪總成及其製造方法
2023-05-29 08:27:01 3
一體式輪輻結構及其製造方法、具有該輪輻結構的自行車車輪總成及其製造方法
【專利摘要】一種一體式輪輻結構及其製造方法、具有該輪輻結構的自行車車輪總成及其製造方法，該輪輻的一體式輪輻結構聯接至輪輞，該輪輻包括增強部件以及輪轂，該增強部件設置在由塑料製成的該輪輻的端部，且該輪轂設置在該輪輻的中心，其中，該增強部件和該輪轂由具有比所述輪輻的硬度更大硬度的材料製成，且通過注塑成型彼此形成一個整體。
【專利說明】一體式輪輻結構及其製造方法、具有該輪輻結構的自行車車輪總成及其製造方法
【技術領域】
[0001]本發明的各實施例涉及一種一體式輪輻結構及其製造方法、具有該輪輻結構的自行車車輪總成及其製造方法，並且更特別地，涉及這樣一種一體式輪輻結構及其製造方法、具有該輪輻結構的自行車車輪總成及其製造方法:該輪輻結構能夠使馬達易於安裝在由該馬達驅動的自行車上並確保簡易的製造以及裝配過程。
【背景技術】
[0002]通常，自行車是一種短距離交通工具，且廣泛用於強身健體或作為業餘愛好。
[0003]這樣的自行車包括形成該自行車的車體的車架、車把、車座以及分別安裝在該車架的前側和後側的前輪和後輪(下文統稱為車輪)。
[0004]該車輪設置有預定硬度，以支撐該自行車的重量、用戶的重量或用戶攜帶的負載的重量。例如，該車輪包括輪輞、輪轂以及輪輻，該輪輞由金屬製成且具有安裝在其外表面的輪胎，該車輪的旋轉軸聯接至該輪轂，該輪輻將該輪轂連接至該輪輞。為了製造過程的便利，該車輪可形成為一體式車輪。
[0005]但是，需要使用將該輪輞連接至輪轂且具有預定張力的多根鋼絲來形成將該輪轂連接至該輪輞的該輪輻，這導致安裝困難且增加了製造時間。如果該輪輻由金屬製成，提供了期望的硬度但也增加了材料成本。
[0006]此外，由塑料形成的該一體式車輪具有較低的硬度且易於因外部衝擊受損。
[0007]進一步地，該一體式車輪需要設置有聯接至該旋轉軸的輪轂。
【發明內容】
[0008]因此，本發明的一個方面是提供一種一體式輪輻結構及其製造方法、具有該輪輻結構的自行車車輪總成及其製造方法，其能夠減少重量和製造成本並提高硬度。
[0009]本發明的另一方面是提供一種一體式輪輻結構及其製造方法、具有該輪輻結構的自行車車輪總成及其製造方法，其能夠確保易於製造，並且如果需要，其能夠容易地更換車輪。
[0010]將在隨後的描述中部分地說明本發明的其它各方面，並且本發明的其它各方面將通過該說明而在某種程度上顯而易見，或可通過實施本發明而習得本發明的其它各方面。
[0011]根據本發明的一個方面，提供了一種聯接至輪輞的輪輻的一體式輪輻結構，該一體式輪輻結構包括增強部件以及輪轂。該增強部件可設置在由塑料製成的該輪輻的端部。該輪轂可設置在該輪輻的中心。該增強部件與該輪轂可由具有比該輪輻的硬度更大的硬度的材料製成，且該增強部件與該輪轂可通過注塑成型與該輪輻形成一個整體。
[0012]該輪輻可設置有多個支撐部件，該多個支撐部件從輪輻中心以輻射狀延伸，並且通過嵌件注塑，該支撐部件、該輪轂以及該增強部件可彼此形成一個整體。
[0013]根據本發明的另一方面，提供了一種電動自行車的車輪總成，該車輪總成包括輪輞和輪輻。該輪輞可設置為環形且具有安裝在其外圓周表面的橡膠輪。該輪輻可形成為設置有多個支撐部件的整體，該多個支撐部件由塑料製成且從輪輻中心以輻射狀延伸，該輪輻在其中心處設置有輪轂，該輪轂由具有比該支撐部件的硬度更大的硬度的材料製成，且該橡膠輪的旋轉軸聯接至該輪轂。該多個支撐部件中的每個支撐部件的端部可聯接至該輪輞的內圓周表面。
[0014]由具有比該支撐部件的硬度更大的硬度的材料製成的增強部件可設置在聯接至該輪輞的該支撐部件的端部，以提高該橡膠輪的硬度。
[0015]通過嵌件注塑，該增強部件可與該支撐部件形成一個整體。
[0016]該增強部件面向該輪輞，且可設置有緊固槽，該緊固槽具有螺紋，且該輪輞在對應於該緊固槽的位置處設置有通孔，以通過將緊固螺栓擰至該緊固槽並穿過該通孔而將該輪輞連接至該輪輻。
[0017]該車輪總成可進一步包括輪轂帽，該輪轂帽安裝於該輪轂，以包圍聯接至該橡膠輪的旋轉軸的該輪轂的端部。
[0018]根據本發明的另一方面，一種一體式輪輻結構的製造方法包括步驟(al)和(bl)。在該步驟(al)中，成型輪轂和增強部件，該輪轂和增強部件中的每個具有預定硬度。在該步驟(al)中，將該輪轂和該增強部件插入模具中，並且通過注塑成型工藝，成型與該輪轂和該增強部件形成一個整體的輪輻。該輪轂和該增強部件中的每個可具有比該輪輻的硬度更大的硬度。
[0019]在該步驟(bl)中，該輪輻可設置有多個支撐部件，該多個支撐部件從輪輻中心以輻射狀延伸。通過將該輪轂置於該輪輻的中心並將該增強部件置於該支撐部件的端部，成型該輪輻。
[0020]根據本發明的另一方面，一種電動自行車的車輪總成的製造方法包括步驟(a2)和(b2)。可形成具有預定硬度且設置為環形的輪輞。可將通過權利要求8或權利要求9製造的輪輻結構安裝在該輪輞上。
[0021]如上所述，通過注塑成型，將由塑料製成的支撐部件與輪轂和增強部件形成為一個整體，該輪轂和增強部件具有比該支撐部件的硬度更大的硬度，以降低成本和重量，同時提高硬度。
[0022]此外，由於提供了具有與支撐部件形成一個整體的輪轂的輪輻，可更容易地相對於輪輞更換輪輻。由於嵌件注塑可用於製造該輪輻，可實施並採用各種設計。
[0023]同時，在聯接至輪輞的支撐部件的端部處選擇性地設置增強部件，使得硬度可根據用戶的需要得到進一步提高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]從以下結合各附圖的各實施例的描述，本發明的這些和/或其它各方面將更清楚且更易於理解，附圖中:
[0025]圖1為示出了根據本發明的一個實施例的電動自行車的透視圖；
[0026]圖2為圖1的俯視圖；
[0027]圖3為圖1的側視圖；
[0028]圖4為示出了根據本發明一個實施例的電動自行車的車輪總成的分解透視圖；[0029]圖5為圖4的裝配透視圖。
【具體實施方式】
[0030]現將詳細參照本發明的各實施例，這些實施例的示例在附圖中示出，其中，同樣的參考標記自始至終指的是的同樣的元件。
[0031]本發明的特徵在於電動自行車的車輪總成、設置在車輪上的輪輻及其製造方法。在對本發明的各特徵進行描述之前，將簡單描述隨本發明一起採用的電動自行車。
[0032]圖1為示出了根據本發明的一個實施例的電動自行車的透視圖，圖2為圖1的俯視圖，並且圖3為圖1的側視圖。
[0033]參照圖1至圖3，根據本發明的實施例的電動自行車包括前車架100、中間車架200以及後車架300，該前車架100設置有前輪10和車把部分20，該中間車架200設置有腳踏30和車座40，該後車架300設置有後輪50。該前車架100、該中間車架200以及該後車架300彼此聯接，以便在該中間車架200的鉸鏈聯接部分400上轉動。
[0034]該前車架100設置為具有內部空間的杆狀。車把管110設置在該前車架100的一端，並且該中間車架200可轉動地聯接至該前車架100的另一端。該車把管110設置為中空，以使車把豎管21可轉動地連接至該車把管110。該車把豎管21在車把管110的下側設置有前輪固定架22，且在車把管110的上側設置有車把固定架23。通過從中心向側邊部分地彎折該豎管21來設置該前輪固定架22，以使該前輪10與該後輪50位於同一條線(圖2的『A』)上。該車把固定架23支撐把手24的中心，該把手24設置為杆狀。該把手24的每個端部設置有把套25以及用於制動該前輪10和該後輪50的剎車握把26。顯示設備27可拆卸安裝在該把手24的一側，以顯示該電動自行車的信息，例如該電動自行車的速度變化或電池，並且用於變速的控制杆28安裝在該把手24的另一側。
[0035]該中間車架200具有內部空間，且設置為杆狀。腳踏30設置在該中間車架200的一端，且該前車架100和該後車架300可轉動地聯接至該中間車架200的另一端。設置該對腳踏30以使其在腳踏聯接部分210上轉動，該腳踏聯接部分210設置在該中間車架200上。在該腳踏聯接部分210的內部設置有發電機(未顯示)，以將該腳踏30的旋轉動力轉化為電能，並且該電能充入電連接至該發電機的電池60中。在該中間車架200的內部空間中設置有電子控制單元(ECU) 70，以用於該發電機和其它電子元件之間的電氣連接和控制。
[0036]此外，該中間車架200可包括車座架220，車座40安裝在該車座架220上。該車座架220在其後側設置有座管42，該車座40安裝在該座管42上。座杆(未顯示)聯接至該座管42，以調整該車座40的高度。
[0037]後車架300具有內部空間，且設置為杆狀。後輪50可轉動地安裝在後車架300的一端，並且中間車架200可轉動地安裝在後車架300的另一端。
[0038]在後車架300的內部空間中設置有電源60以及電源管理系統(未顯示)，該電源60以及電源管理系統電連接至設置在該中間車架200上的E⑶70。安裝在後車架300上的該馬達置於該後輪50上。該馬達(未顯示)容納於安裝在該後輪50上的輪轂13中，且被配置為根據該E⑶70的控制、通過接收來自電池60的動力而轉動後輪50。
[0039]這種情況下，使用外部轉子方案實施該馬達。該外部轉子方案是這樣一種類型的馬達驅動方案:其具有固定的中心軸以及位於該中心軸外緣上的轉子，並且該轉子連接至旋轉體(例如車輪)，以與該旋轉體一起轉動。
[0040]如上所述，該前車架100、該中間車架200以及該後車架300設置為可摺疊結構，該可摺疊結構使得該前車架100和該後車架300可通過該鉸鏈聯接部分400而在該中間車架200上轉動。
[0041]在下文中將詳細描述馬達外殼一體式輪輻結構及具有該輪輻的車輪總成。該車輪總成可用作上面所描述的電動自行車的該前輪10或該後輪50。儘管關於這種具有可摺疊結構且使用馬達、電池、以及ECU進行電操作的電動自行車進行了描述，但是本發明不限於此。選擇性地，除了電動自行車，根據本發明的該車輪總成可應用於一般的自行車的前輪或後輪。
[0042]圖4為示出了根據本發明的一個實施例的電動自行車的車輪總成的分解透視圖，並且圖5為圖4的裝配透視圖。
[0043]參照圖4和圖5，該車輪總成設置有環形的輪輞11以及聯接至該輪輞11的輪輻15。
[0044]該輪輞11由金屬(例如鋁合金)製成，以提高該輪輞11的硬度。輪胎(圖1中『12』)安裝在該輪輞11的外圓周表面。
[0045]根據本發明的輪輻結構可轉動地安裝在該前輪固定架(圖1中22)上。該輪輻結構設置有多個支撐部件14以及輪轂13，該多個支撐部件14從輪輻中心以輻射狀延伸，該輪轂13聯接至該車輪10的旋轉軸(未顯示)。
[0046]更詳細地，通過注塑成型，通過一體式形成該輪轂13，該輪輻結構形成為整體，該輪輻15的中心具有由塑料製成的多個支撐部件14，該輪轂13具有比該支撐部件14更大的硬度。在這種情況下，該輪轂13可由具有比該支撐部件14的硬度更大的硬度的金屬(例如鋁合金)製成。具有比該支撐部件14的硬度更大的硬度的其它材料可作為該輪轂13的材料。
[0047]該輪輻15使每個支撐部件14的端部安裝在該輪輞11的內圓周表面。為了提高該輪輻15的硬度，增強部件16可設置在每個支撐部件14的端部處。該增強部件16可由具有比該支撐部件14的硬度更大的硬度的材料製成，例如鋁合金、鎢、以及不鏽鋼。
[0048]類似於該輪轂13，可通過注塑成型將該增強部件16與該支撐部件14形成為一體。換句話說，通過注塑成型，該輪輻結構成型為一個整體，該整體包括該多個支撐部件14、輪轂13以及增強部件16。可使用嵌件成型工藝實施該注塑成型。
[0049]一種製造該輪輻結構的方法如下。首先，形成輪轂13和增強部件16，該輪轂13和該增強部件16中的每個具有預定硬度。然後，將該輪轂13和該增強部件16嵌入模具中，通過注塑成型工藝成型具有多個支撐部件14且由塑料製成的輪輻15，且該輪輻15與該輪轂13和該增強部件16形成為一個整體。在這種情況下，成型該輪輻結構，以使該輪轂13置於該輪輻15的中心，而增強部件16置於該支撐部件4的每個端部，如圖4中所示的整體。
[0050]在製造該輪輻結構之前製造環形的輪輞11，並且同樣地製造聯接至該輪輞11的該輪輻結構，由此完成該車輪總成的製造。
[0051]該輪輻結構以這樣的方式聯接至該輪輞11:通過緊固螺栓18將該輪輻結構聯接至該輪輞11的內圓周表面。換句話說，設置在聯接至輪輞11的支撐部件14的每個端部處的增強部件16設置有緊固槽16a，該緊固槽16a的內圓周表面形成有螺紋，且該輪輞11的對應於該緊固槽16a的位置處設置有通孔11a。因此，通過將緊固螺栓18穿過該通孔Ila擰至該緊固槽16a，該輪輻結構聯接至該輪輞11。
[0052]同時，參考標記『17』表示輪轂帽，該輪轂帽安裝在輪轂13上以覆蓋該輪轂13的聯接至車輪10的旋轉軸(未顯示)的端部，以防止外來雜質進入該輪轂13和該旋轉軸之間。
[0053]如上所述，通過在單獨準備該輪轂結構和該輪輞後形成該輪轂結構來製造這樣的該車輪總成，通過嵌件注塑，該輪轂結構與不同材料的該支撐部件14以及該輪轂13形成為一個整體，由此減少成本和重量。此外，不需要安裝構件來安裝該馬達，由此確保了簡易的裝配過程。
[0054]儘管已進行了關於具有該一體式輪輻結構的該車輪總成被配置為用於前輪50的描述，但是本發明不限於此。該後輪可具有與該前輪同樣的配置。
[0055]儘管已顯示並描述了本發明的幾個實施例，本領域的技術人員應理解，可在不脫離本發明的原則和精神的前提下對這些實施例作出各種變化，本發明的範圍由各權利要求及其等同方案限定。
【權利要求】
1.一種連接至輪輞的輪輻的一體式輪輻結構，所述一體式輪輻結構包括: 增強部件，其設置在由塑料製成的所述輪輻的端部；以及 輪轂，其設置在所述輪輻的中心， 其中，所述增強部件以及所述輪轂由具有比所述輪輻的硬度更大的硬度的材料製成，且通過注塑成型與所述輪輻形成一個整體。
2.如權利要求1所述的一體式輪輻結構，其中，所述輪輻設置有多個支撐部件，所述多個支撐部件從所述輪輻中心以輻射狀延伸，並且通過嵌件注塑，所述支撐部件、所述輪轂以及所述增強部件彼此形成一個整體。
3.—種電動自行車的車輪總成，所述車輪總成包括: 輪輞，其設置為環形，且具有安裝在其外圓周表面的橡膠輪；以及輪輻，其形成為設置有多個支撐部件的整體，所述輪輻由塑料製成且從中心以輻射狀延伸，並且所述輪輻在其中心設置有輪轂，所述輪轂由具有比所述支撐部件的硬度更大的硬度的材料製成，且所述橡膠輪的旋轉軸聯接至所述輪轂， 其中，所述多個支撐部件中的每個支撐部件的端部聯接至所述輪輞的內圓周表面。
4.如權利要求3所述的車輪總成，其中，由具有比所述支撐部件的硬度更大的硬度的材料製成的增強部件設置在聯接至所述輪輞的所述支撐部件的所述端部，以提高所述橡膠輪的硬度。
5.如權利要求4所述的車輪總成，其中，通過嵌件注塑，所述增強部件與所述支撐部件形成一個整體。
6.如權利要求4所述的車輪總成，其中，所述增強部件面向所述輪輞且設置有緊固槽，所述緊固槽具有螺紋，且所述輪輞在對應於所述緊固槽的位置處設置有通孔，以通過將緊固螺栓擰至所述緊固槽並穿過所述通孔而將所述輪輞聯接至所述輪輻。
7.如權利要求3所述的車輪總成，進一步包括安裝於所述輪轂的輪轂帽，所述輪轂帽包圍著聯接至所述橡膠輪的所述旋轉軸的所述輪轂的端部。
8.一種一體式輪輻結構的製造方法，所述方法包括: (al)成型輪轂和增強部件，所述輪轂和增強部件中的每個具有預定硬度；以及(bl)將所述輪轂和所述增強部件嵌入模具中，並且通過注塑成型工藝，成型與所述輪轂和所述增強部件形成為一個整體的輪輻， 其中，所述輪轂和所述增強部件中的每個具有比所述輪輻的硬度更大的硬度。
9.權利要求8的所述方法，其中，在所述步驟(bl)中， 所述輪輻設置有多個支撐部件，所述多個支撐部件從輪輻中心以輻射狀延伸，並且其中，通過將所述輪轂置於所述輪輻的中心並將所述增強部件置於所述支撐部件的端部，成型所述輪輻。
10.一種電動自行車的車輪總成的製造方法，所述方法包括: (a2)形成具有預定硬度並設置為環形的輪輞；以及 (b2)將通過權利要求8或權利要求9製造的所述輪輻結構安裝在所述輪輞上。
【文檔編號】B29C45/14GK103660775SQ201210553137
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年12月18日 優先權日:2012年9月19日
【發明者】高昌福, 金正來 申請人:株式會社萬都