自行车轮圈的制作方法

专利名称：自行车轮圈的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种自行车轮圏。更具体来讲，本发明涉及一 种加强自行车轮圏，其具有环形金属轮圏构件和设置在辐条连接孔周 围的加强树脂。
背景技术：
骑自行车正在逐渐变为更为流行的娱乐形式和交通方式。另外， 骑自行车也成为了 一项非常普及的竟技体育运动一不论是对于业余爱好者、还是对于专业人员。无论自行车是被用于娱乐、交通、还是竟 赛，自行车行业都始终在不断地改进自行车的各个构件。人们一直广泛反复设计的一种构件为自行车的车轮。对自行车车轮的一致反复设 计以便使其坚固、轻质、且更符合空气动力学，同时使其制造和装配 简单。目前市场上有许多种不同类型的自行车车轮。大多数自行车车轮 具有一个轮毂部分、多根辐条以及一个环形轮圏。轮毂部分被连接到 自行车车架的某一部分上，以实现相对转动。辐条的内侧端被连接到轮毂上，并从轮毂向外延伸。环形轮圏被连接到辐条的外侧端上，并 具有一个外侧部分，用于在其上支撑充气轮胎。通常，自行车的辐条 是细金属丝型的辐条。轮毂的端头上通常设置有一些凸缘，用于将辐 条与轮毂连接起来。特别是，在轮毂的凸缘上设置了一些孔。金属丝 辐条的内端通常是弯曲的，并设置了一个被制为钉头形状的凸缘。内 端被支撑到其中一个轮毂缘上的其中一个孔中。辐条的外端上一般设 有用于与辐条帽相接合的螺紋，辐条帽把金属丝辐条的外端固定到轮圏上的辐条连接孔中。近来，自行车车轮已经被设计成具有实用的辐条，这些辐条在轮圏与轮毂之间具有更高的张紧力以便提供更具刚性的车轮。当辐条中的所述张紧力变得很高时就需要非常坚固的轮圏。如果轮闺在其整个 圆周上都被制得较厚或者使用钢质轮圏，那么所述的轮圏就会变得笨 重而令人不满意。因此，人们试图生产轻质且能适合高张紧力辐条的 轮圏。能够适合高张紧力辐条的自行车轮圏的一个示例在受让给Shimano公司的美国专利US6,283，557中公开。该专利中的自行车轮 圏使用了通过利用特殊的垫片而连接到轮圏侧面的辐条。尽管这一轮 圏性能很好，但是其需要特殊的垫片，该垫片固连到具有弯曲端部的 辐条的端部。已经研制了许多使用直辐条的自行车车轮。这些直辐条 非常坚固并允许在辐条上施加较高的张紧力。然而，当直辐条上的张 紧力变得非常高时，仍然需要非常坚固的轮圏。因此，当在较高的张 紧力情况下使用直辐条时需要更厚和/或加强的轮圏。这些加强件中的 一些被焊接或钎接到轮圏上，当在焊接或钎接时需要对热处理进行精 确的控制。因此，这些更厚或加强的轮圏常常是笨重的，并且生产困 难和/或生产成本昂贵。有鉴于此，所属领域的技术人员从以上公开中能够容易地理解 存在对改进的加强轮圏的需求。本发明能够满足本领域的这一需要求 以及其它需求，所属领域技术人员根据说明书可以清楚地认识到这些 需求。发明内容本发明的一个目的在于提供一种用于自行车车轮的轮圏，该轮圏 较为坚固，同时其重量也较轻。本发明的另一个目的在于提供一种轮圏，该轮圏的制造和装配较 为简单，且成本也很便宜。前述的目的基本上可通过提供一种自行车轮圏而获得，所述自行 车轮圏包括环形金属轮圏构件和加强构件。所述环形金属轮圏构件包括多个辐条连接区域以及多个设置在相 邻成对辐条连接区域之间的中间区域，其中在每一辐条连接区域中形 成有至少一个辐条连接孔。所述加强构件在环形金属轮圏构件周围沿 圆周方向延伸并外覆在环形金属轮圏构件上。加强构件包括多个不连续的辐条连接区域加强部分和轮圏加强部分。不连续的辐条连接区域 加强部分沿圆周方向单独间隔开以便相应的一个辐条加强部分覆在环 形金属轮圏构件的相应一个辐条连接区域上。轮圏加强部分覆在环形 金属轮圏构件的中间区域上并至少部分地覆在不连续的辐条连接区域 加强部分上。从下面的详细描述中，本发明的这些和其它目的、特征、方面和 优点对本领域的技术人员来说将是显而易见的，在下面的描述中将结 合附图对本发明的优选实施例进行公开。


现在参看附图，其构成了本发明的部分原始公开内容 图1为根据本发明第一实施例并具有前车轮和后车轮的自行车的 侧正^见图。图2为根据本发明第一实施例的图l所示前车轮的侧正视图；图3为根据本发明第一实施例的图l所示后车轮的侧正视图；图4为根据本发明第一实施例的用于图l和2所示前车轮的前轮 圏的局部透视图；图5为根据本发明第一实施例的用于图1，2和4所示前车轮的前 轮圏的底部平面视图；图6为沿着图5中剖面线6-6所做的用于图1,2，4和5所示前车轮 的前轮圏的放大、简化剖视图；图7为在将加强构件应用到金属轮圏构件之前的加强构件的局 部、示意性底部平面视图；图8为根据本发明第一实施例的沿着图5中剖面线8-8所做的用 于前车轮的前轮圏的放大剖视图，其中加强构件被应用到金属轮圏构 件上；图9为根据本发明第一实施例的图4到图6以及图8所示金属轮圏构件和加强构件的分解透视图；图IO为类似于图8的沿着图2中的剖面线10-10所做的用于前车轮的前轮圏放大剖视图，其中示出了连接到前轮圏上的一根辐条；图11为沿着图3中剖面线11-11所做的用于后车轮的后轮圏的放 大剖视图，其中示出了连接到后轮圏的一根辐条；图12为根据本发明第一实施例的用于图1，3和11所示后车轮的 后轮圏的底部平面视图；图13为根据本发明第二实施例的用于前车轮的前轮圏的局部透 视图；图14为根据本发明第二实施例的用于图13所示前车轮的前轮圏 的底部平面视图；图15为沿着图14中的剖面线15-15所做的用于图13和14所示 前车轮的前轮圏的放大、简化剖视图；图16为根据本发明的第二实施例的图13至图15所示金属轮圏构 件和加强构件的分解透视图；以及图17为用于图13到15所示前车轮的前轮圏的底部平面视图，其 中添加了有花紋的加强部分。
具体实施方式
现在将结合附图来描述本发明的选择的实施例。本领域技术人员 从公开的内容可以理解，下述对本发明实施例的描述仅仅是为了说明 而不是用于限制本发明，本发明是由所附的权利要求书及其等同物限 定的。首先参看图l,在本发明的第一实施例中，自行车10具有前车轮 12和后车轮14。车轮12和14以常规的方式固连到车架16上。由于 自行车10的部件在本领域是公知的，因此，除了与本发明相关的部件 之外，这里将不对自行车10的部件进行详细地描述和说明。换句话说， 这里仅对那些与车轮12和14相关的部件进行详细地描述和说明。此 外，各种常规的自行车部件(如车闸、附属链轮、变速器等)将可以 在也可以不在这里进行说明，这些部件可以与本发明结合使用。通常，本发明可以以相同的方式用在两个车轮12和14上。车轮 12和14的一些部件也相同或具有相同的功能(具有相同的功能但不 是完全相同)。为了简明和方便起见，车轮12和14的相同部件和功能上相同的部件使用相同的附图标记。参看图2，前车轮12基本上包括 具有充气轮胎19a的环形轮圏18a、中心轮毂20a和多个在中心轮毂 20a和环形轮圏18a之间延伸的辐条21a。与之类似，后车轮14也基 本上包括具有充气轮胎19b的环形轮圏18b、中心轮毂20b和多个在 中心轮毂20b和环形轮圏18b之间延伸的辐条21b。参看图2，轮圏18a为环形部件，其用于围绕前车轮12的中心轴 线旋转。换句话说，轮圏18a基本上为圆环形，如侧视图所示(图2)。 同样，轮圏18b也为环形部件，其被设计成用于围绕后车轮14的中心 轴线旋转.换句话说，轮圏18b基本上为圆环形，如侧视图所示(图 3)。除了它们的横截面轮廓不同之外，后车轮14的轮圏18b与前车轮 12的轮圏18a都相同。尤其是，前车轮12的轮圏18a具有图8和图 10所示的横截面轮廓，而后车轮14的轮圏18b具有图11所示的横截 面轮廓。由于轮團18a和18b具有类似的结构，这里仅仅详细描述前 车轮12的轮圏18a。从本说明书中，本领域技术人员能够很容易地理 解，这里所描述和说明的轮圏18a的结构可以应用到轮圏18b的结构 中。轮圏18a基本上包括环形金属轮圏构件22，树脂加强构件24被 应用到环形金属轮圏构件22上。树脂加强构件24由多层纤维加强树 脂/塑料片构成，其加强了在辐条连接区域具有附加加强件的环形金属 轮圏构件22，这在下面进行描述。如图8和10所示，环形金属轮圏构件22由基本上刚性的材料制 成，如本领域所公知的那些材料。例如，环形金属轮圏构件22可由任 何合适的金属材料来制造，例如可用钢板、不锈钢、铝、镁或钛。环 形金属轮圏构件22基本上包括适于将轮胎19a固定到其上的环形轮胎 连接部分26、第一环形侧壁部分27、第二环形侧壁部分28以及连接 第一和第二环形侧壁部分27和28的内环形壁部分29,在所述内环形 壁部分29上具有多个辐条连接孔30。环形轮胎连接部分26包括环形 连接区段31,环形连接区段31连接第一和第二环形侧壁部分27和28， 以便由第一和第二环形侧壁部分27和28、内环形壁部分29和环形连接区段31围成一环形空心区域。因此，环形金属轮圏构件22为管状 构件。除了为了在环形轮胎连接部分26上形成与辐条连接孔30对准的 辐条进入孔而去除的材料、为了在环形轮胎连接部分26和内环形壁部 分29上形成阀连接孔以便接纳充气阀(未示出)而去除的材料、以及 为了形成辐条连接孔30而从内环形壁部分上去除的材料之外，环形金 属轮圏构件22基本上在其整个圆周上具有一致的横截面轮廓。在所示 的实施例中，所述壁部分27,28和29的构造优选比无加强金属轮圏的 类似部分薄。辐条连接孔30围绕内环形壁部分29的最里面部分的圓周均匀间 隔，以便容纳辐条21a,这可从图1和IO获得最好的理解。环形轮胎 连接部分26为环形金属轮圏构件22的外部环形部分，其结构和设置 用于以常规的方式将轮胎19a固定在其上。环形轮胎连接部分26构成 了大致U形的轮胎容纳槽，如图8所示。轮胎连接部分26还构成了 一对环形刹车面26a，该刹车面具有形成在其自由端的环形肋以便以 常规的方式保持轮胎19a的胎边。环形刹车面26a远离中央平面地朝 外以便接合常规的轮缘制动器。树脂加强构件24优选固连到环形金属轮圏构件22上，以便加强 树脂材料连续地从第一环形侧壁部分27延伸穿过内环形壁部分29从 而到达第二环形侧壁部分28,从而覆在第一和第二环形侧壁部分27 和28的外表面区域上和覆在辐条连接孔30周围的内环形壁部分29 的外表面区域上。树脂加强构件24在轮圏18a的整个圆周上有效地增 加了环形金属轮圏构件22的厚度，从而为轮圏18a提供了刚性加强件。当树脂加强构件24被应用到环形金属轮圏构件22上时，辐条连 接孔30处的内环形壁部分29的厚度被有效地增加了第一数量从而形 成了环形金属轮圏构件22的多个厚的辐条连接区域或区段A，并且所 述厚度在中间区域被有效地增加了第二较小的数量从而形成了设置在 成对的相邻的辐条连接区域或区段A之间的环形金属轮圏构件22的 较薄的中间区域或区段B。因此，树脂加强构件24的厚度在环形金属轮圏构件22的里面部分上变化，以便构成厚的辐条连接区域或区段A 和较薄的中间区域和区段B。换句话说，树脂加强构件24在辐条连接 区域A处的厚度比在中间区域B处的厚度要厚。特别是，如图4-9所示的实施例，树脂加强构件24基本上包括多 个第一树脂片41、多个第二树脂片42、多个第三树脂片43、多个第 四树脂片44、多个第五树脂片45和多个第六树脂片46。第一、第二、 第三和第四树脂片41，42，43和44构成了多个不连续的辐条连接区域加 强部分C,该部分C在环形金属轮圏构件22的圆周方向上相互间隔 开，以便相应的一个辐条加强部分C覆在环形金属轮圏构件22的相 应一个辐条连接区域A上。第五树脂片45构成了轮圏加强部分，该 部分覆盖了环形金属轮圏构件22的中间区域B和至少部分地覆盖了 不连续的辐条连接区域加强部分C，以便有效地防止不连续的辐条连 接区域加强部分C被从环形金属轮圏构件22上移走。第六树脂片46 构成了具有花紋的加强部分，该部分在环形金属轮圏构件22的圆周方 向上延伸并直接覆在第五树脂片45 (轮圏加强部分)上。第六树脂片 46 (具有花紋的加强部分)限定了多个在环形金属轮圏构件22上间隔 开的无花紋区域。所述无花紋区域位于第六树脂片46(有花紋的加强 部分)没有覆盖环形金属轮圏构件22的位置上。第六树脂片46 (有 花紋的加强部分)至少部分地覆在不连续的辐条连接区域加强部分C 上，以有效地防止不连续的辐条连接区域加强部分C被从环形金属轮 圏构件22上移走。根据本说明书本领域的技术人员可以很容易地理解，根据需要和/ 或希望，不连续的辐条连接区域加强部分C可由较少层或更多层构成， 此外，根据需要和/或希望，可以将第五树脂片45(环形轮圏加强部分) 或第六树脂片46 (有花紋的加强部分)去除。换句话说，在可选择的 实施例中，可以仅有第五树脂片45 (环形轮圏加强部分)与不连续的 辐条连接区域加强部分C结合使用，或者可以仅有第六树脂片46 (有 花紋的加强部分)与不连续的辐条连接区域加强部分C结合使用。此 外，根据本说明书本领域的技术人员可以很容易地理解，不连续的辐条连接区域加强部分c的数量取决于辐条的数量。另外，虽然在所示的实施例中在每一不连续的辐条连接区域加强部分c仅示出了 一个辐 条孔，但是根据本说明书本领域的技术人员可以很容易地理解，对于 具有成对辐条的车轮或与之类似的车轮来说可在不连续的辐条连接区域加强部分c的每一个中形成两个或更多个辐条孔。不连续的辐条连接区域加强部分c的每一个基本上由四层(分别相应于第一、第二、第三和第四树脂片)构成。在所示的实施例中，不连续的辐条连接区域加强部分c的每一个具有两毫米的最大总(全部)厚度。优选地，不连续的辐条连接区域加强部分c的每一个的总厚度在1.5毫米到2.5毫米的范围内。在所示的实施例中，所述四层中 的每一层由加强树脂片材料构成，该加强树脂片材料包括具有一层或 更多层碳浸渍层的环氧树脂。在所示的实施例中，在每一层中，每一 加强树脂片具有浸入在环氧树脂中的单向的碳纤维，该碳纤维相对于 另外的加强树脂片中的单向纤维垂直设置。因此，不连续的辐条连接 区域加强部分C中的每一个由多个单独的加强层构成，这些单独的加 强层被结合在一起并被整体地布置在环形金属轮圏构件22上。第一树脂片41由多个单独的不连续片构成，这些单独的不连续片 在每一辐条连接孔30处固定到环形金属轮圏构件22上，以便在每一 辐条连接孔30处覆盖部分内环形壁部分29的外表面区域。特别是， 第一树脂片41优选为具有预定第一圆周方向尺寸和预定第一轴向尺 寸的矩形片。在所示的实施例中，预定的第一圆周方向尺寸在环形金 属轮圏构件22的圆周方向上为16毫米，而预定的第一轴向尺寸在环 形金属轮圏构件22的轴向方向上为12毫米。第一树脂片41被直接固 定到环形金属轮圏构件22上。可优选地是，如图9所示，第一树脂片 41构成了具有两个第一加强树脂片的第一加强层，所述第一加强树脂 片具有单向纤维。 一个第一加强树脂片中的单向纤维轴向延伸，而另一个第一加强树脂片中的单向纤维圓周方向延伸。可选择地是，可使 用单一层的具有网状结构的非单向碳片来代替两个加强树脂片。第二树脂片42由多个单独的不连续片构成，该单独的不连续片在每一辐条连接孔30处固定到环形金属轮圏构件22上，以便在每一辐 条连接孔30处覆盖部分内环形壁部分29的外表面区域。特别是，第 二树脂片42优选为具有预定第二圆周方向尺寸和预定第二轴向尺寸 的矩形片。在所示的实施例中，预定的第二圆周方向尺寸在环形金属 轮圏构件22的圆周方向上为40毫米，而预定的第二轴向尺寸在环形 金属轮圏构件22的轴向方向上为12毫米。第二树脂片42被直接固定 到第一树脂片41上和部分环形金属轮圏构件22上。换句话说，第二 加强层(第二树脂片42 )的预定第二圆周方向尺寸大于第一加强层(第 一树脂片41)的第一圆周方向尺寸，并且第二加强层(第二树脂片42) 的预定第二轴向尺寸等于或大于第一加强层(第一树脂片41)的第一 轴向尺寸。因此，第二树脂片42沿圆周方向优选大于第一树脂片41 以直接接触环形金属轮圏构件22。可优选地是，第二树脂片42在第 一树脂片41已经被固定到环形金属轮圏构件22上之后被固定到环形 金属轮圏构件22上。可优选地是，如图9所示，第二树脂片42构成 了具有两个第二加强树脂片的第二加强层，所述第二加强树脂片具有 单向纤维。 一个第二加强树脂片中的单向纤维轴向延伸，而另一个第 二加强树脂片中的单向纤维圆周方向延伸。可选择地是，可使用单一 层的具有网状结构的非单向碳片来代替两个加强树脂片。第三树脂片43由多个单独的不连续片构成，该单独的不连续片在 每一辐条连接孔30处固定到环形金属轮圏构件22上，以便覆盖部分 环形侧壁部分27和28的外表面区域和在每一辐条连接孔30处覆盖内 环形壁部分29的外表面区域。特别是，第三树脂片43优选为具有预 定第三圆周方向尺寸和预定第三轴向尺寸的八角形片。在所示的实施 例中，第三树脂片43的预定第三圆周方向尺寸在环形金属轮圏构件 22的圆周方向上为26毫米。第三树脂片43的预定第三轴向尺寸在环 形金属轮圏构件22的轴向方向上为20毫米。第三树脂片43的圆周方 向侧缘为18毫米。第三树脂片43的轴向侧缘为12毫米。换句话说， 第三加强层(第三树脂片43)的预定第三圆周方向尺寸大于第一加强 层(第一树脂片41)的圆周方向尺寸而小于第二加强层(第二树脂片42)的圆周方向尺寸。并且第三加强层(第三树脂片43)的预定第三 轴向尺寸大于第一和第二加强层(第一和第二树脂片41和42)的第 一和第二轴向尺寸。因此，第三树脂片43被固定以便直接覆盖第二树 脂片42和部分环形侧壁部分27和28。换句话说，第三树脂片43在 轴向方向上优选大于第二树脂片42以便直接接触环形金属轮圏构件 22。可优选地是，第三树脂片43在第一和第二树脂片41和42已经被 固定在一起和固定到环形金属轮圏构件22上之后被固定到环形金属 轮圏构件22上。可优选地是，如图9所示，第三树脂片43构成了具 有两个第三加强树脂片的第三加强层，所述第三加强树脂片具有单向 纤维。一个第三加强树脂片中的单向纤维向环形金属轮圏构件22的圆 周方向延伸45度，而另一个第三加强树脂片中的单向纤维在相反于另 一加强树脂片的方向上向环形金属轮團构件22的圆周方向延伸45度。 因此，第三加强树脂片43的单向纤维为非径向和非圆周方向设置。可 选择地是，可使用单一层的具有网状结构的非单向碳片来代替两个加 强树脂片。第四树脂片44类似于第三树脂片43,但是比第三树脂片43大。 第四树脂片44由多个单独的不连续片构成，该单独的不连续片在每一 辐条连接孔30处固定到环形金属轮圏构件22上，以便覆盖部分环形 侧壁部分27和28的外表面区域和每一辐条连接孔30处的内环形壁部 分29的外表面区域。特别是，第四树脂片44优选为具有预定第四圆 周方向尺寸和预定第四轴向尺寸的八角形片。在所示的实施例中，第 四树脂片44的预定第四圆周方向尺寸在环形金属轮圏构件22的圆周 方向上为40毫米。第四树脂片44的预定第四轴向尺寸在环形金属轮 圏构件22的轴向方向上为28毫米。第四树脂片44的圆周方向侧缘为 24毫米。第四树脂片44的轴向侧缘为20毫米。换句话说，第四加强 层(第四树脂片44)的预定第四圆周方向尺寸大于第一和第三加强层 (第一和第三树脂片41和43)的圆周方向尺寸，并等于第二加强层 (第二树脂片42)的圆周方向尺寸。第四加强层(第四树脂片44)的 预定第四轴向尺寸大于第一、第二和第三加强层(第一、第二和第三树脂片41、 42和43)的第一、第二和第三轴向尺寸。因此，第四树 脂片44被固定以便直接覆盖第三树脂片43和部分环形侧壁部分27 和28。换句话说，第四树脂片44在轴向方向上优选大于第三树脂片 43以便直接接触环形金属轮圏构件22。可优选地是，第四树脂片44 在第一、第二和第三树脂片41、 42和43已经被固定在一起和固定到 环形金属轮圏构件22上之后被固定到环形金属轮圏构件22上。可优 选地是，如图9所示，第四树脂片44构成了具有两个第四加强树脂片 的第四加强层，所述第四加强树脂片具有单向纤维。 一个第四加强树 脂片中的单向纤维向环形金属轮圏构件22的圆周方向延伸45度，而 另一个第四加强树脂片中的单向纤维在相反于另一加强树脂片的方向上向环形金属轮圏构件22的圆周方向延伸45度。因此，第四加强树 脂片44的单向纤维为非径向和非圆周方向设置。可选择地是，可使用 单一层的具有网状结构的非单向碳片来代替两个加强树脂片。在第一图示实施例中，第五树脂片45形成了环形轮圏加强部分， 该部分在关于环形金属轮圈构件22的整个圆周区域的圆周方向上连 续延伸，并外覆在环形金属轮圏构件22的辐条连接区域A上。可优 选地是，第五树脂片45在刹车表面26a之间延伸以便暴露刹车表面 26a(即，未由第五树脂片45覆盖)。换句话说，第五树脂片45完全 覆盖刹车表面26a下方的环形侧壁部分27和28的外表面区域和内环 形壁部分29的外表面区域。第五树脂片45由多个单独的不连续片构成，该单独的不连续片被 固定到刹车表面26a下方的环形侧壁部分27和28的外表面区域上和 内环形壁部分29的外表面区域上。可以优选地是，第五树脂片45在 第一、第二、第三和第四树脂片41、 42、 43和44已经被固定在一起 和固定到环形金属轮圏构件22上之后被固定到环形金属轮圏构件22 上。在这一所示的第一实施例中，第五树脂片45(环形轮圏加强部分) 的最大总厚度在0.5毫米到1.5毫米的范围内。可优选地是，如图9所示，第五树脂片45构成了具有两个第五加 强树脂片的第五加强层，所述第五加强树脂片具有单向纤维。 一个第五加强树脂片中的单向纤维向轴向延伸，而另一个第五加强树脂片中 的单向纤维在圓周方向上延伸。可选择地是，可使用单一层的具有网 状结构的非单向碳片来代替两个加强树脂片。如上所述，第六加强树脂片46构成了具有花紋的加强部分，该部 分在环形金属轮圏构件22的圆周方向上连续延伸，并外覆在第五树脂 片45 (环形或轮圏加强部分)上。第六加强树脂片46 (有花紋的加强 部分)包括多个第一对角线区段46a和多个第二对角线区段46b。第 一对角线区段46a相对于环形金属轮圏构件22的圆周方向沿第一对角 线方向延伸。第二对角线区段46b相对于环形金属轮圏构件22的圆周 方向沿第二对角线方向延伸。第一和第二对角线区段46a和46b互搭 在一起从而形成重复的X形花紋，并在第一和第二对角线区段46a和 46b之间具有多个无花紋区域。可优选地是，第一和第二对角线区段 46a和46b在穿过辐条连接孔30的中心平面附近互搭在一起，而且还 在位于环形金属轮圏构件22的中心平面的相对侧的壁部分27和28 的区域处互搭在一起。第一和第二对角线区段46a和46b由宽度为6 毫米到8毫米的窄小单向碳带构成。第一和第二对角线区段46a和46b 可由总厚度为0.1-0.5毫米的两个叠片构成。这两个叠片具有垂直设置 的碳纤维。可选择地是，对于第一和第二对角线区段46a和46b可使 用单一层的具有网状结构的非单向碳片而不是两个碳片。如上所述，第一、第二、第三和第四树脂片41、 42、 43和44构 成了加强构件24的不连续的辐条连接区域加强部分C，而第五和第六 树脂片45、 46构成了加强构件24的中间部分D。因此，树脂加强构 件24包括在环形金属轮圏构件22的整个圆周区域的圆周方向上连续 延伸的加强树脂材料，并在辐条连接孔30的区域周围具有厚的辐条连 接区段(不连续的辐条连接区域加强部分C)和在相邻成对厚辐条连 接区段(不连续的辐条连接区域加强部分C)之间的较薄的轮圏加强 区段(中间部分D)。可优选地是，树脂片41-46为纤维加强树脂/塑料片，其包括具有 一层或多层碳纤维浸渍层的环氧树脂。纤维浸渍树脂片41-46被熔合在一起从而形成多个一体式的加强件。因而，轮圏18a为由金属和非 金属材料制成的复合轮圏。树脂加强构件24直接结合到环形金属轮圏 构件22上，当加热树脂片41-46时，热量低于物理地改变环形金属轮 圏构件22的金属材料的温度。在该实施例中，树脂片41-46优选为浸渍有热固树脂或热塑树脂 的连续加强纤维薄片，其通常被称为预浸渍片。树脂片41-46 (预浸 渍片)在室温下为软材料。然而，当树脂片(预浸渍片)41-46受热 时，则树脂的粘度变低。但是之后树脂片41-46的树脂则变的很硬， 如在130°C-150°C变为固体。在一个优选的实施例中，树脂片41-46 (预浸渍片)包括浸渍有 环氧树脂的碳纤维或玻璃纤维。在另一个优选的实施例中，树脂片 41-46 (预浸渍片)实际上可包括具有能够完成本发明的任何基质树脂 的任何加强纤维。树脂片41-46 (预浸渍片)的厚度和表面加工是可 以变化的以便符合所需车轮的要求。辐条21a为将轮毂20a和轮團18a互相连接在一起的张紧力辐条。 在所示的实施例中，前车轮12包括16根辐条21a,所述辐条21a从 轮穀20a基本上径向地延伸到轮圏18a。此外，在所示的实施例中， 辐条21a连接到轮圏18a的等间距的圆周位置上，如图1所示。当然， 本领域的技术人员根据本说明书显然可以理解，为了适应不同的辐条 布置，在不脱离本发明的主旨的情况下前车轮12可以使用改进的轮圏 和/或轮毂。此外，本领域的技术人员根据本说明书显然可以理解，如 果需要和/或希望，为了适应较少或更多的辐条21a,前车轮12可以使 用改进的轮圏和/或轮毂。无论如何，优选地辐条21a以圆周上间隔的 布置连接到环形轮圏18a上。现在简要说明一种生产轮圏18a的可能方法。首先，利用常规的 轮圏生产技术来形成环形金属轮圏构件22。例如，通过以包括环形轮 胎连接部分26、侧环形壁部分27,28和内环形壁部分29的横截面形状 挤压成型一定长度的铝来制成环形金属轮圏构件22。其次，使侧环形 壁部分27，28和内环形壁部分29变薄以便降低环形金属轮圏构件22的总重量。之后，将挤出成型的铝轮圏构件切割成合适的长度并弯曲 成环形。然后将挤出成型的铝轮圏构件的端部焊接在一起。在将挤出 的铝轮圏构件的端部焊接在一起之前或之后，冲出或钻出包括辐条连接孔30的各种孔。一旦形成具有图3和图5所示的环形金属轮圏构件22,则将树脂 加强构件24应用到环形金属轮圏构件22上。这可在一个阶段或几个 阶段来完成，并且同时应用一层或多层。可优选地是，将第五和第六 树脂片45和46应用到环形金属轮圏构件22上，以便它们开始覆在刹 车表面26a上。可优选地是，之后利用常规的切割/磨削工具来修整第 五和第六树脂片45和46，从而将覆在刹车表面26a上的多余材料除 去。通过在树脂片41-46的上方涂覆热收缩缠绕材料(未示出)来完 成树脂片41-46的应用。可优选地是，所述热收缩缠绕材料为螺旋缠 绕在环形金属轮圏构件22的整个圓周上并在相邻的线圏之间略微重 叠的带子。之后加热收缩缠绕材料以便热收缩缠绕材料使树脂片41-46 紧紧地挤压在环形金属轮圏构件22上。向热收缩缠绕材料施加热还可 使树脂片41-46的树脂熔化从而粘结到环形金属轮圏构件22上。可优选地是，加热的应用可使具有树脂加强构件24的环形金属轮 圏构件22被加热到约130°C-150°C,可优选地是约130。C，加热的时 间约为3小时。根据树脂加强构件24和环形金属轮圏构件22的材料 选择加热的温度。特别是，对加热温度的选择应当满足使树脂加强构 件24熔化/粘结到环形金属轮圏构件22上，并且还应当满足使环形金 属轮圏构件22的物理性质不会因将树脂加强构件24熔化/粘结到其上 所需的热量(温度)而改变。当然，本领域的技术人员根据本说明书 显然可以理解，加热的温度和/加热的时间可以才艮据用于树脂加强构件 24和环形金属轮圏构件22的确切材料而进行改变。一旦树脂加强构件24已经被粘结到环形金属轮圏构件22上，则 可将辐条连接孔30从约为2.9毫米的初始尺寸扩大到约5.0毫米的尺 寸。对辐条连接孔30的扩孔通过钻穿/冲穿已经存在的辐条连接孔处 的树脂加强构件24和内环形壁部分29来完成。 一旦形成了扩大了的辐条连接孔30，轮圏18a则可以以常规的方式通过辐条21a和辐条帽 随时被固连到轮圏20a上。参看图11和12，其中示出了后轮圏18b，后轮團18b基本上包括 环形金属轮圏构件22'，并且树脂加强构件24'被应用到环形金属轮圏 构件22'上。除了在尺寸上具有较小的变化以适应环形金属轮圏构件 22'的形状之外，树脂加强构件24'与树脂加强构件24相同。因此，树 脂加强构件24的附图标记将被用于树脂加强构件24'的相同部件上。参看图13到17，其中示出了本发明的第二实施例的前轮圏118a。 前轮圏118a基本上包括来自第一实施例的环形金属轮圏构件22,并 且树脂加强构件124被应用到环形金属轮圏构件22上。除了第五层被 改变成由多个不连续的轮團加强区段145形成之夕卜，树脂加强构件124 与树脂加强构件24相同，所述不连续的轮圏加强区段145独立地设置 在环形金属轮圏构件22的圆周方向上。因此，不连续的轮圏加强区段 145形成了环形轮圏加强部分，该部分在每一辐条孔30处是不连续的 并且至少部分地覆在不连续的辐条连接区域加强部分C上。如上所述， 树脂加强构件24的第五层(第五树脂片45)构成了连续的环形轮圏 加强部分，该部分在环形金属轮圏构件22的整个圆周区域周围的圆周 方向上连续延伸并外覆在环形金属轮圏构件22的辐条连接区域A上。 换句话说，树脂加强构件24和124之间的唯一 区别在于树脂加强构件 24的第五层(第五树脂片45)是连续的，而树脂加强构件124的第五 层(第五树脂片145)在每一辐条孔30处是不连续的。在其它方面， 树脂加强构件24的第五层(第五树脂片45)的结构与树脂加强构件 124的第五层(第五树脂片145)的结构相同。因此树脂加强构件24 的附图标记将被用于树脂加强构件124的相同部件。此外，为了简明， 将省去对树脂加强构件124的相同部分的描述。第六加强树脂片46 (具有花紋的加强部分)可以在第二实施例中 被除去(如图13到16所示)，也可以被包含在其内(如图17所示)。 因此，在该实施例中，当第五和第六树脂片145和46都被使用时，第 五和第六树脂片145和46就构成了加强构件124的中间部分D。可选择地是，加强构件124的中间部分D仅由第五和第六树脂片145和46 中的一个构成。术语的通用解释在理解本发明的范围时，本文所用的术语"包括(comprising)" 及其派生词为开放式术语，它们表示存在所述特征、元件、部件、组、 整体、和/或步骤，但是不排除其它未说明的特征、元件、部件、组、 整体、和/或步骤。前述的也应用于具有类似意思的单词，如"包含(including)"、"具有(having)"和它们的派生词。此外，术语"部 分(part)"、"区段(section )"、"部分(portion )"、"构件(member )"、 或"元件(element)"在以单数使用时能够具有一个部分或多个部分 的双重意思。最后，本文所用的程度术语(如"基本上(substantially )"、"约(about )"、"接近(approximately)")表示改进术语合理量的偏 离以致最终的结果不会显著的变化。例如，这些术语可看作是包括改 进术语的至少±5 %的偏离量(如果这一偏离量不会否定所改变单词的 意思)。虽然仅仅利用所选择的实施例来解释本发明，但是本领域的技术 人员能够从本说明书显而易见的理解，在不脱离所附权利要求书所限 定的本发明范围的情况下可以获得各种改变和改进。例如各个部件的 尺寸、形状、位置或方向可以根据需要和/或希望而进行改变。所示的 直接相互连接或接触的部件可以具有设置在它们之间的中间结构。一 个元件的功能可以由两个元件来完成，反之亦然。 一个实施例的结构 和功能可被应用在另 一实施例中。同时在一个特定实施例中显示出所 有优点是不必要的。不同于现有技术的每一个特征独自或与其它特征 结合也应被看作是申请人的另外发明的单独说明，包括由这些特征所 体现的结构和/和功能概念。因此，对前述本发明实施例的描述仅仅用 于解释说明，而不用于限制由所附权利要求书所限定的本发明和它们 的等同物。
权利要求
1. 一种自行车轮圈，其包括环形金属轮圈构件，其包括多个辐条连接区域以及多个设置在相邻成对辐条连接区域之间的中间区域，在每一辐条连接区域中形成有至少一个辐条连接孔；以及加强构件，其在环形金属轮圈构件周围沿圆周方向延伸并外覆在环形金属轮圈构件上，所述加强构件包括多个不连续的辐条连接区域加强部分，其沿所述圆周方向单独地间隔开以便相应的一个辐条加强部分覆在环形金属轮圈构件的相应一个辐条连接区域上，和轮圈加强部分，其覆在环形金属轮圈构件的中间区域上并至少部分地覆在不连续的辐条连接区域加强部分上。
2. 如权利要求l所述的自行车轮圏，其特征在于所述加强构件 还包括具有花紋的加强部分，该具有花紋的加强部分沿所述圆周方向 延伸并覆在轮圏加强部分上，并且所述具有花紋的加强部分限定了多 个沿圆周方向间隔开的无花紋的区域。
3. 如权利要求2所述的自行车轮圏，其特征在于所述具有花紋 的加强部分包括多个相对于圆周方向沿第一对角线方向延伸的第一对 角线区段和多个相对于圆周方向沿第二对角线方向延伸的第二对角线 区段。
4. 如权利要求3所述的自行车轮圏，其特征在于第一和第二对 角线区段互搭在一起从而形成重复的X形花紋。
5. 如权利要求4所述的自行车轮圏，其特征在于第一和第二对 角线区段在穿过辐条连接孔的平面附近互搭在一起。
6. 如权利要求5所述的自行车轮圏，其特征在于第一和第二对 角线区段还在穿过辐条连接孔的平面相对侧区域处互搭在一起。
7. 如权利要求l所述的自行车轮圏，其特征在于所述轮圏加强 部分包括多个沿圆周方向单独布置的不连续的轮圏加强区段。
8. 如权利要求l所述的自行车轮圏，其特征在于不连续的辐条 连接区域加强部分的每一个由多个单独的加强层构成，这些单独的加 强层被结合在一起并被整体设置在环形金属轮圏构件上。
9. 如权利要求8所述的自行车轮圏，其特征在于每一加强层由 加强树脂片材料构成，该加强树脂片材料包括具有一层或多层碳浸渍 层的环氧树脂。
10. 如权利要求1所述的自行车轮圏，其特征在于所述不连续 的辐条连接区域加强部分的每一个的总最大厚度在1.5毫米到约2.5 毫米的范围内。
11. 如权利要求1所述的自行车轮圏，其特征在于所述轮圏加 强部分的最大总厚度在0.5毫米到约1.5毫米的范围内。
12. 如权利要求1所述的自行车轮圏，其特征在于环形金属轮 圏构件包括适于将轮胎安装到其上的环形轮胎连接部分、第 一 环形侧 壁部分、第二环形侧壁部分以及连接第一和第二环形侧壁部分的内环形壁部分，在所述内环形壁部分上形成所述辐条连接孔。
13. 如权利要求12所述的自行车轮圏，其特征在于环形轮胎连 接部分包括环形连接区段，所述环形连接区段连接第一和第二环形侧 壁部分以便由第一和第二环形侧壁部分、内环形壁部分和环形连接区 段围成一环形空心区域。
14. 一种自行车轮圏，其包括环形金属轮圏构件，其包括多个辐条连接区域，在每一辐条连接 区域中形成有至少一个辐条连接孔；加强构件，其在环形金属轮圏构件周围的圆周方向上延伸并外覆 在环形金属轮圏构件上，所述加强构件包括多个不连续的辐条连接区域加强部分，其沿圆周方向单独间 隔开以便相应的一个辐条加强部分覆在环形金属轮圏构件的相应一个 辐条连接区域上，和具有花紋的加强部分，其沿圆周方向延伸并覆在不连续的辐 条连接区域加强部分上，并且具有花紋的加强部分限定了多个沿圆周方向间隔开的无花紋区域。
15. 如权利要求14所述的自行车轮圏，其特征在于所述具有花 紋的加强部分包括多个相对于圆周方向沿第一对角线方向延伸的第一 对角线区段和多个相对于圆周方向沿第二对角线方向延伸的第二对角 线区段。
16. 如权利要求15所述的自行车轮圏，其特征在于第一和第二 对角线区段互搭在一起从而形成重复的X形花紋。
17. 如权利要求14所述的自行车轮圏，其特征在于所述不连续 的辐条连接区域加强部分的每一个由多个单独的加强层构成，这些单 独的加强层被结合在一起并被整体设置在环形金属轮圏构件上。
18. —种自行车轮圏，其包括环形金属轮圏构件，其包括多个辐条连接区域以及多个设置在相 邻成对辐条连接区域之间的中间区域，在每一辐条连接区域中形成有 至少一个辐条连接孔；加强构件，其在环形金属轮圏构件周围的圆周方向上延伸并外覆 在环形金属轮圏构件上，所述加强构件包括轮圏加强部分，其覆在环形金属轮圏构件的中间区域上并覆 在环形金属轮圏构件的辐条连接区域上，和具有花紋的加强部分，该具有花紋的加强部分沿圆周方向延 伸并覆在轮圏加强部分上，并且具有花紋的加强部分限定了多个沿圆周方向间隔开的无花紋的区域。
19. 如权利要求18所述的自行车轮圏，其特征在于所述轮圏加 强部分包括多个沿圆周方向单独布置的不连续的轮圏加强区段。
全文摘要
一种自行车轮圈具有环形金属轮圈构件和加强构件。环形金属轮圈构件包括多个辐条连接区域以及多个在相邻成对辐条连接区域之间的中间区域，在每一辐条连接区域中具有至少一个辐条连接孔。加强构件在环形金属轮圈构件周围沿圆周方向延伸从而覆在环形金属轮圈构件的辐条连接区域上。所述加强构件具有多个不连续的辐条连接区域加强部分，该部分覆在环形金属轮圈构件的相应一个辐条连接区域上。所述加强构件还具有轮圈加强部分，该部分覆在环形金属轮圈构件的中间区域上并至少部分地覆在不连续的辐条连接区域加强部分上。
文档编号B60B21/06GK101254733SQ20071012799
公开日2008年9月3日 申请日期2007年7月6日 优先权日2007年2月28日
发明者八重樫崇, 冈岛伸平, 村冈勉 申请人:株式会社岛野