一体式轮辐结构及其制造方法、具有该轮辐结构的自行车车轮总成及其制造方法
【专利摘要】一种一体式轮辐结构及其制造方法、具有该轮辐结构的自行车车轮总成及其制造方法，该轮辐的一体式轮辐结构联接至轮辋，该轮辐包括增强部件以及轮毂，该增强部件设置在由塑料制成的该轮辐的端部，且该轮毂设置在该轮辐的中心，其中，该增强部件和该轮毂由具有比所述轮辐的硬度更大硬度的材料制成，且通过注塑成型彼此形成一个整体。
【专利说明】一体式轮辐结构及其制造方法、具有该轮辐结构的自行车车轮总成及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明的各实施例涉及一种一体式轮辐结构及其制造方法、具有该轮辐结构的自行车车轮总成及其制造方法，并且更特别地，涉及这样一种一体式轮辐结构及其制造方法、具有该轮辐结构的自行车车轮总成及其制造方法:该轮辐结构能够使马达易于安装在由该马达驱动的自行车上并确保简易的制造以及装配过程。
【背景技术】
[0002]通常，自行车是一种短距离交通工具，且广泛用于强身健体或作为业余爱好。
[0003]这样的自行车包括形成该自行车的车体的车架、车把、车座以及分别安装在该车架的前侧和后侧的前轮和后轮(下文统称为车轮)。
[0004]该车轮设置有预定硬度，以支撑该自行车的重量、用户的重量或用户携带的负载的重量。例如，该车轮包括轮辋、轮毂以及轮辐，该轮辋由金属制成且具有安装在其外表面的轮胎，该车轮的旋转轴联接至该轮毂，该轮辐将该轮毂连接至该轮辋。为了制造过程的便利，该车轮可形成为一体式车轮。
[0005]但是，需要使用将该轮辋连接至轮毂且具有预定张力的多根钢丝来形成将该轮毂连接至该轮辋的该轮辐，这导致安装困难且增加了制造时间。如果该轮辐由金属制成，提供了期望的硬度但也增加了材料成本。
[0006]此外，由塑料形成的该一体式车轮具有较低的硬度且易于因外部冲击受损。
[0007]进一步地，该一体式车轮需要设置有联接至该旋转轴的轮毂。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的一个方面是提供一种一体式轮辐结构及其制造方法、具有该轮辐结构的自行车车轮总成及其制造方法，其能够减少重量和制造成本并提高硬度。
[0009]本发明的另一方面是提供一种一体式轮辐结构及其制造方法、具有该轮辐结构的自行车车轮总成及其制造方法，其能够确保易于制造，并且如果需要，其能够容易地更换车轮。
[0010]将在随后的描述中部分地说明本发明的其它各方面，并且本发明的其它各方面将通过该说明而在某种程度上显而易见，或可通过实施本发明而习得本发明的其它各方面。
[0011]根据本发明的一个方面，提供了一种联接至轮辋的轮辐的一体式轮辐结构，该一体式轮辐结构包括增强部件以及轮毂。该增强部件可设置在由塑料制成的该轮辐的端部。该轮毂可设置在该轮辐的中心。该增强部件与该轮毂可由具有比该轮辐的硬度更大的硬度的材料制成，且该增强部件与该轮毂可通过注塑成型与该轮辐形成一个整体。
[0012]该轮辐可设置有多个支撑部件，该多个支撑部件从轮辐中心以辐射状延伸，并且通过嵌件注塑，该支撑部件、该轮毂以及该增强部件可彼此形成一个整体。
[0013]根据本发明的另一方面，提供了一种电动自行车的车轮总成，该车轮总成包括轮辋和轮辐。该轮辋可设置为环形且具有安装在其外圆周表面的橡胶轮。该轮辐可形成为设置有多个支撑部件的整体，该多个支撑部件由塑料制成且从轮辐中心以辐射状延伸，该轮辐在其中心处设置有轮毂，该轮毂由具有比该支撑部件的硬度更大的硬度的材料制成，且该橡胶轮的旋转轴联接至该轮毂。该多个支撑部件中的每个支撑部件的端部可联接至该轮辋的内圆周表面。
[0014]由具有比该支撑部件的硬度更大的硬度的材料制成的增强部件可设置在联接至该轮辋的该支撑部件的端部，以提高该橡胶轮的硬度。
[0015]通过嵌件注塑，该增强部件可与该支撑部件形成一个整体。
[0016]该增强部件面向该轮辋，且可设置有紧固槽，该紧固槽具有螺纹，且该轮辋在对应于该紧固槽的位置处设置有通孔，以通过将紧固螺栓拧至该紧固槽并穿过该通孔而将该轮辋连接至该轮辐。
[0017]该车轮总成可进一步包括轮毂帽，该轮毂帽安装于该轮毂，以包围联接至该橡胶轮的旋转轴的该轮毂的端部。
[0018]根据本发明的另一方面，一种一体式轮辐结构的制造方法包括步骤(al)和(bl)。在该步骤(al)中，成型轮毂和增强部件，该轮毂和增强部件中的每个具有预定硬度。在该步骤(al)中，将该轮毂和该增强部件插入模具中，并且通过注塑成型工艺，成型与该轮毂和该增强部件形成一个整体的轮辐。该轮毂和该增强部件中的每个可具有比该轮辐的硬度更大的硬度。
[0019]在该步骤(bl)中，该轮辐可设置有多个支撑部件，该多个支撑部件从轮辐中心以辐射状延伸。通过将该轮毂置于该轮辐的中心并将该增强部件置于该支撑部件的端部，成型该轮辐。
[0020]根据本发明的另一方面，一种电动自行车的车轮总成的制造方法包括步骤(a2)和(b2)。可形成具有预定硬度且设置为环形的轮辋。可将通过权利要求8或权利要求9制造的轮辐结构安装在该轮辋上。
[0021]如上所述，通过注塑成型，将由塑料制成的支撑部件与轮毂和增强部件形成为一个整体，该轮毂和增强部件具有比该支撑部件的硬度更大的硬度，以降低成本和重量，同时提高硬度。
[0022]此外，由于提供了具有与支撑部件形成一个整体的轮毂的轮辐，可更容易地相对于轮辋更换轮辐。由于嵌件注塑可用于制造该轮辐，可实施并采用各种设计。
[0023]同时，在联接至轮辋的支撑部件的端部处选择性地设置增强部件，使得硬度可根据用户的需要得到进一步提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]从以下结合各附图的各实施例的描述，本发明的这些和/或其它各方面将更清楚且更易于理解，附图中:
[0025]图1为示出了根据本发明的一个实施例的电动自行车的透视图；
[0026]图2为图1的俯视图；
[0027]图3为图1的侧视图；
[0028]图4为示出了根据本发明一个实施例的电动自行车的车轮总成的分解透视图；[0029]图5为图4的装配透视图。
【具体实施方式】
[0030]现将详细参照本发明的各实施例，这些实施例的示例在附图中示出，其中，同样的参考标记自始至终指的是的同样的元件。
[0031]本发明的特征在于电动自行车的车轮总成、设置在车轮上的轮辐及其制造方法。在对本发明的各特征进行描述之前，将简单描述随本发明一起采用的电动自行车。
[0032]图1为示出了根据本发明的一个实施例的电动自行车的透视图，图2为图1的俯视图，并且图3为图1的侧视图。
[0033]参照图1至图3，根据本发明的实施例的电动自行车包括前车架100、中间车架200以及后车架300，该前车架100设置有前轮10和车把部分20，该中间车架200设置有脚踏30和车座40，该后车架300设置有后轮50。该前车架100、该中间车架200以及该后车架300彼此联接，以便在该中间车架200的铰链联接部分400上转动。
[0034]该前车架100设置为具有内部空间的杆状。车把管110设置在该前车架100的一端，并且该中间车架200可转动地联接至该前车架100的另一端。该车把管110设置为中空，以使车把竖管21可转动地连接至该车把管110。该车把竖管21在车把管110的下侧设置有前轮固定架22，且在车把管110的上侧设置有车把固定架23。通过从中心向侧边部分地弯折该竖管21来设置该前轮固定架22，以使该前轮10与该后轮50位于同一条线(图2的‘A’)上。该车把固定架23支撑把手24的中心，该把手24设置为杆状。该把手24的每个端部设置有把套25以及用于制动该前轮10和该后轮50的刹车握把26。显示设备27可拆卸安装在该把手24的一侧，以显示该电动自行车的信息，例如该电动自行车的速度变化或电池，并且用于变速的控制杆28安装在该把手24的另一侧。
[0035]该中间车架200具有内部空间，且设置为杆状。脚踏30设置在该中间车架200的一端，且该前车架100和该后车架300可转动地联接至该中间车架200的另一端。设置该对脚踏30以使其在脚踏联接部分210上转动，该脚踏联接部分210设置在该中间车架200上。在该脚踏联接部分210的内部设置有发电机(未显示)，以将该脚踏30的旋转动力转化为电能，并且该电能充入电连接至该发电机的电池60中。在该中间车架200的内部空间中设置有电子控制单元(ECU) 70，以用于该发电机和其它电子元件之间的电气连接和控制。
[0036]此外，该中间车架200可包括车座架220，车座40安装在该车座架220上。该车座架220在其后侧设置有座管42，该车座40安装在该座管42上。座杆(未显示)联接至该座管42，以调整该车座40的高度。
[0037]后车架300具有内部空间，且设置为杆状。后轮50可转动地安装在后车架300的一端，并且中间车架200可转动地安装在后车架300的另一端。
[0038]在后车架300的内部空间中设置有电源60以及电源管理系统(未显示)，该电源60以及电源管理系统电连接至设置在该中间车架200上的E⑶70。安装在后车架300上的该马达置于该后轮50上。该马达(未显示)容纳于安装在该后轮50上的轮毂13中，且被配置为根据该E⑶70的控制、通过接收来自电池60的动力而转动后轮50。
[0039]这种情况下，使用外部转子方案实施该马达。该外部转子方案是这样一种类型的马达驱动方案:其具有固定的中心轴以及位于该中心轴外缘上的转子，并且该转子连接至旋转体(例如车轮)，以与该旋转体一起转动。
[0040]如上所述，该前车架100、该中间车架200以及该后车架300设置为可折叠结构，该可折叠结构使得该前车架100和该后车架300可通过该铰链联接部分400而在该中间车架200上转动。
[0041]在下文中将详细描述马达外壳一体式轮辐结构及具有该轮辐的车轮总成。该车轮总成可用作上面所描述的电动自行车的该前轮10或该后轮50。尽管关于这种具有可折叠结构且使用马达、电池、以及ECU进行电操作的电动自行车进行了描述，但是本发明不限于此。选择性地，除了电动自行车，根据本发明的该车轮总成可应用于一般的自行车的前轮或后轮。
[0042]图4为示出了根据本发明的一个实施例的电动自行车的车轮总成的分解透视图，并且图5为图4的装配透视图。
[0043]参照图4和图5，该车轮总成设置有环形的轮辋11以及联接至该轮辋11的轮辐15。
[0044]该轮辋11由金属(例如铝合金)制成，以提高该轮辋11的硬度。轮胎(图1中‘12’)安装在该轮辋11的外圆周表面。
[0045]根据本发明的轮辐结构可转动地安装在该前轮固定架(图1中22)上。该轮辐结构设置有多个支撑部件14以及轮毂13，该多个支撑部件14从轮辐中心以辐射状延伸，该轮毂13联接至该车轮10的旋转轴(未显示)。
[0046]更详细地，通过注塑成型，通过一体式形成该轮毂13，该轮辐结构形成为整体，该轮辐15的中心具有由塑料制成的多个支撑部件14，该轮毂13具有比该支撑部件14更大的硬度。在这种情况下，该轮毂13可由具有比该支撑部件14的硬度更大的硬度的金属(例如铝合金)制成。具有比该支撑部件14的硬度更大的硬度的其它材料可作为该轮毂13的材料。
[0047]该轮辐15使每个支撑部件14的端部安装在该轮辋11的内圆周表面。为了提高该轮辐15的硬度，增强部件16可设置在每个支撑部件14的端部处。该增强部件16可由具有比该支撑部件14的硬度更大的硬度的材料制成，例如铝合金、钨、以及不锈钢。
[0048]类似于该轮毂13，可通过注塑成型将该增强部件16与该支撑部件14形成为一体。换句话说，通过注塑成型，该轮辐结构成型为一个整体，该整体包括该多个支撑部件14、轮毂13以及增强部件16。可使用嵌件成型工艺实施该注塑成型。
[0049]一种制造该轮辐结构的方法如下。首先，形成轮毂13和增强部件16，该轮毂13和该增强部件16中的每个具有预定硬度。然后，将该轮毂13和该增强部件16嵌入模具中，通过注塑成型工艺成型具有多个支撑部件14且由塑料制成的轮辐15，且该轮辐15与该轮毂13和该增强部件16形成为一个整体。在这种情况下，成型该轮辐结构，以使该轮毂13置于该轮辐15的中心，而增强部件16置于该支撑部件4的每个端部，如图4中所示的整体。
[0050]在制造该轮辐结构之前制造环形的轮辋11，并且同样地制造联接至该轮辋11的该轮辐结构，由此完成该车轮总成的制造。
[0051]该轮辐结构以这样的方式联接至该轮辋11:通过紧固螺栓18将该轮辐结构联接至该轮辋11的内圆周表面。换句话说，设置在联接至轮辋11的支撑部件14的每个端部处的增强部件16设置有紧固槽16a，该紧固槽16a的内圆周表面形成有螺纹，且该轮辋11的对应于该紧固槽16a的位置处设置有通孔11a。因此，通过将紧固螺栓18穿过该通孔Ila拧至该紧固槽16a，该轮辐结构联接至该轮辋11。
[0052]同时，参考标记‘17’表示轮毂帽，该轮毂帽安装在轮毂13上以覆盖该轮毂13的联接至车轮10的旋转轴(未显示)的端部，以防止外来杂质进入该轮毂13和该旋转轴之间。
[0053]如上所述，通过在单独准备该轮毂结构和该轮辋后形成该轮毂结构来制造这样的该车轮总成，通过嵌件注塑，该轮毂结构与不同材料的该支撑部件14以及该轮毂13形成为一个整体，由此减少成本和重量。此外，不需要安装构件来安装该马达，由此确保了简易的装配过程。
[0054]尽管已进行了关于具有该一体式轮辐结构的该车轮总成被配置为用于前轮50的描述，但是本发明不限于此。该后轮可具有与该前轮同样的配置。
[0055]尽管已显示并描述了本发明的几个实施例，本领域的技术人员应理解，可在不脱离本发明的原则和精神的前提下对这些实施例作出各种变化，本发明的范围由各权利要求及其等同方案限定。
【权利要求】
1.一种连接至轮辋的轮辐的一体式轮辐结构，所述一体式轮辐结构包括: 增强部件，其设置在由塑料制成的所述轮辐的端部；以及 轮毂，其设置在所述轮辐的中心， 其中，所述增强部件以及所述轮毂由具有比所述轮辐的硬度更大的硬度的材料制成，且通过注塑成型与所述轮辐形成一个整体。
2.如权利要求1所述的一体式轮辐结构，其中，所述轮辐设置有多个支撑部件，所述多个支撑部件从所述轮辐中心以辐射状延伸，并且通过嵌件注塑，所述支撑部件、所述轮毂以及所述增强部件彼此形成一个整体。
3.—种电动自行车的车轮总成，所述车轮总成包括: 轮辋，其设置为环形，且具有安装在其外圆周表面的橡胶轮；以及轮辐，其形成为设置有多个支撑部件的整体，所述轮辐由塑料制成且从中心以辐射状延伸，并且所述轮辐在其中心设置有轮毂，所述轮毂由具有比所述支撑部件的硬度更大的硬度的材料制成，且所述橡胶轮的旋转轴联接至所述轮毂， 其中，所述多个支撑部件中的每个支撑部件的端部联接至所述轮辋的内圆周表面。
4.如权利要求3所述的车轮总成，其中，由具有比所述支撑部件的硬度更大的硬度的材料制成的增强部件设置在联接至所述轮辋的所述支撑部件的所述端部，以提高所述橡胶轮的硬度。
5.如权利要求4所述的车轮总成，其中，通过嵌件注塑，所述增强部件与所述支撑部件形成一个整体。
6.如权利要求4所述的车轮总成，其中，所述增强部件面向所述轮辋且设置有紧固槽，所述紧固槽具有螺纹，且所述轮辋在对应于所述紧固槽的位置处设置有通孔，以通过将紧固螺栓拧至所述紧固槽并穿过所述通孔而将所述轮辋联接至所述轮辐。
7.如权利要求3所述的车轮总成，进一步包括安装于所述轮毂的轮毂帽，所述轮毂帽包围着联接至所述橡胶轮的所述旋转轴的所述轮毂的端部。
8.一种一体式轮辐结构的制造方法，所述方法包括: (al)成型轮毂和增强部件，所述轮毂和增强部件中的每个具有预定硬度；以及(bl)将所述轮毂和所述增强部件嵌入模具中，并且通过注塑成型工艺，成型与所述轮毂和所述增强部件形成为一个整体的轮辐， 其中，所述轮毂和所述增强部件中的每个具有比所述轮辐的硬度更大的硬度。
9.权利要求8的所述方法，其中，在所述步骤(bl)中， 所述轮辐设置有多个支撑部件，所述多个支撑部件从轮辐中心以辐射状延伸，并且其中，通过将所述轮毂置于所述轮辐的中心并将所述增强部件置于所述支撑部件的端部，成型所述轮辐。
10.一种电动自行车的车轮总成的制造方法，所述方法包括: (a2)形成具有预定硬度并设置为环形的轮辋；以及 (b2)将通过权利要求8或权利要求9制造的所述轮辐结构安装在所述轮辋上。
【文档编号】B29C45/14GK103660775SQ201210553137
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年12月18日 优先权日:2012年9月19日
【发明者】高昌福, 金正来 申请人:株式会社万都