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车轮。更具体来讲，本发明涉及一种带有多个增强构件的自行车轮圈、以及制造这种轮圈的方法。
背景技术：
除了作为交通形式之外，骑自行车还逐渐变成了更为流行的娱乐形式。另外，骑自行车也成为了一项非常普及的竞技体育运动—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、还是竞赛，自行车行业都始终在不断地改进自行车的各个构件、以及自行车的车架。在过去的几年间，人们对自行车上一种特殊的构件作了大量的重新设计，该构件即为自行车的车轮。人们对自行车车轮不断进行重新设计的目的是为了使其更为坚固、轻质、且更符合空气动力学，同时，其制造和装配也更为简单。
目前有许多种不同类型的自行车车轮，这些车轮都可从市场上购得。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圈。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。辐条的内侧端被联接到轮毂上，并从轮毂向外延伸。环形轮圈被联接到辐条的外侧端上，并具有一个外侧部分，用于在其上支撑一个充气轮胎。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，用于将辐条与轮毂联接起来。特别是，在轮毂的凸缘上设置了一些孔洞。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洞中。辐条的外端上一般制有用于与辐条螺帽相接合的螺纹，辐条螺帽将把金属丝辐条的外端固定到轮圈上的孔洞中。
上面这种类型的车轮被设计成与有内胎轮胎或无内胎轮胎配套使用。一般的情况，无内胎型车轮具有一个环形密封件，其被设置成可密封轮圈上的辐条固接孔。在这些情况下，这些典型车轮的成本是很高的，且制造和装配工作也很复杂。另外，这些普通车轮并非如所希望的那样总是结实而轻质的。此外，对于这些普通的车轮，更换某根辐条或多根辐条的操作是困难和/或复杂的。
考虑到上述的情况，目前希望能有这样一种用于自行车车轮的轮圈其能克服现有技术中存在的上述问题。本发明关注现有技术中的这一需求以及其它的需求，本领域技术人员从本文的公开内容可清楚地认识到这些其它的需求。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于自行车车轮的轮圈，该轮圈较为坚固，同时其重量也较轻。
本发明的另一个目的是提供一种轮圈，该轮圈的制造和装配较为简单，且成本也很便宜。
本发明的又一个目的是提供一种轮圈制造方法，其中的轮圈既坚固又轻质。
本发明的再一个目的是提供一种制造轮圈的方法，该轮圈较为简单、便宜，从而便于制造和装配。
通过提供一种自行车轮圈而基本上实现了上述这些目的，该轮圈包括一外环形部分、一个内环形部分以及多个管状的增强构件。外环形部分适于在其上安装一个轮胎，并包括多个在周向上间隔开的外固接孔。内环形部分与外环形部分固定地联接起来，从而形成一个环形的中空区域。内环形部分具有多个在周向上间隔开的内固接孔，这些内固接孔与外固接孔分离开。所述的多个增强构件被联接到内固接孔和外固接孔上。每个增强构件都包括一内端、一外端以及一内部通道，其中的内部通道在内端与外端之间延伸。内端被固定地联接到内固接孔上，以形成内连接结构，从而可防止内端相对于轮圈的内环形部分向内和向外运动。外端被固定地联接到外固接孔上，以形成外连接结构，由此可防止外端相对于轮圈的外环形部分向内和向外运动。每一内部通道都具有一内侧管段和一位于内管段外侧的外管段，内管段具有一第一最大宽度，外管段具有一第二最大宽度，第二最大宽度大于第一最大宽度，从而形成一抵接面。
还可通过提供一种自行车轮圈而基本上实现上述的目的，该轮圈包括一外环形部分、一内环形部分以及多个管状的增强构件。外环形部分适于将一个轮胎固接到其上，并包括多个在周向上间隔开的外固接孔。内环形部分与外环形部分固定地联接起来，从而形成一个环形的中空区域。内环形部分具有多个在周向上间隔开的内固接孔，这些内固接孔与外固接孔分离开。多个增强构件被联接到内固接孔和外固接孔上。每个增强构件都包括一内端和一外端。内端被固定地联接到内固接孔上，以形成内连接结构。每一内连接结构都具有一第一内保持表面，该表面与内环形部分的一第一轮圈内表面接触，第一轮圈内表面基本上在径向面向外侧；内连接结构还具有一第二内保持表面，该表面与内环形部分的一第二轮圈内表面接触，第二轮圈内表面在径向上基本面向内侧。外端被固定地联接到外固接孔上以形成外连接结构。每一外连接结构都具有一第一外保持表面，该表面与外环形部分的一第一轮圈外表面接触，第一轮圈外表面在径向上基本面向外侧；外连接结构还具有一第二外保持表面，该表面与外环形部分的一第二轮圈外表面接触，第二轮圈外表面在径向上基本面向内侧。
还可通过提供一种制造自行车轮圈的方法而基本上实现上述的目的。该方法包括步骤形成一个带有环形中空区域的环形轮圈；在环形轮圈的外壁上形成多个外固接孔，并在环形轮圈的内壁上形成多个内固接孔，其中的内壁与环形轮圈的外壁基本上是相对的。所述方法还包括步骤形成多个增强构件，增强构件带有内端、外端以及内部通道，内部通道在内端与外端之间延伸，每一纵长的通道都具有一内管段和一外管段，外管段的最大宽度大于内管段的最大宽度，从而形成一抵接面。所述方法还包括步骤将增强构件的内端固定到辐条内固接孔上，以防止增强构件的内端相对于辐条内固接孔向外和向内运动；并将增强构件的外端固定到辐条外固接孔上，以防止增强构件的外端相对于辐条外固接孔向外和向内运动。
对本领域技术人员而言，从下文结合附图所作的详细描述，可更为清楚地认识本发明上述这些目的、特征、方面和优点以及其它的相应内容，其中的附图表示了本发明的优选实施方式。
下面参见附图，附图构成了本文原始公开范围的一部分，在图中图1是一个侧面正视图，其表示了一自行车前轮，其带有根据本发明第一优选实施方式的辐条型轮圈组件；图2是一自行车后轮的侧面正视图，其带有根据本发明第一优选实施方式的辐条型轮圈组件；图3是沿图1中的剖面线3-3对图1所示的自行车前轮所作的局部剖开放大视图，图中为了便于说明而去掉了轮胎；图4是图3所示自行车车轮的分解开的局部剖面图，图中对应于将一增强构件插入到轮圈上一对辐条孔(即一内辐条孔和一外辐条孔)中之前的状态；图5是对图3、4所示轮圈和增强构件所作的局部剖面图，表示了在将其中一个增强构件插入到轮圈上一对辐条孔中之后的状态；图6是图3-5所示轮圈及增强构件的局部剖面图，表示了在轮圈的这对辐条孔中将增强构件变形之后的状态；图7是对图3-6所示轮圈和增强构件所作的分解开的局部剖面图，表示了在将一辐条插入到其中一增强构件内部通道中之前的情形；图8是一个放大的侧视图，表示了图3-7中的增强构件在变形之前的状态；图9是从外端观察图8中的增强构件所作的正视图；图10是沿图8中的10-10线对图8、9中的增强构件所作的剖面图；图11是沿图8中的10-10线对图8-10中的增强构件所作的剖面图，图中表示了增强构件在变形之后的状态，图中为了便于描述而去掉了轮圈；图12是对图1所示自行车车轮的前轮毂所作的放大俯视图，图中为了便于说明而剖开了某些部分；图13是对图12所示前轮毂的轮毂体所作的俯视放大图；图14是图13所示轮毂体的左侧立视图；图15是对图13、14所示轮毂体所作的右侧立视图；图16是沿图14中的剖面线16-16对图13-15所示的轮毂体所作的局部剖面图；图17是沿图15中的剖面线17-17对图13-16所示的轮毂体所作的局部剖面图；图18是对图13-17所示轮毂体的一部分所作的放大的局部剖面图，图中的轮毂体上带有一个辐条螺帽，其被设置在一辐条孔中；图19是对图18中轮毂体以及辐条螺帽所作的右侧立视图；图20是一个放大的俯视图，表示了图2所示自行车后轮的后轮毂，图中为了便于说明而剖开了某些部分；图21是对图20所示后轮毂的轮毂体所作的放大的俯视图；图22是图21所示轮毂体的左侧立视图；图23是沿图22中的剖面线23-23对图21和22所示轮毂体所作的局部剖面图；图24是沿图22中的剖面线24-24对图21-23所示轮毂体所作的局部剖面图；图25是沿图1中的剖面线25-25对图1所示自行车前轮的轮圈所作的放大的局部剖视图，图中为了便于说明而去掉了轮胎；图26中分解开的局部剖视图表示了图1所示自行车车轮的轮圈，该轮圈是根据本发明一第二实施方式而设计的，图中表示了在将一改型增强构件插入到该轮圈上一对辐条孔(即一内辐条孔和一外辐条孔)中之前的状态；图27是对图26中轮圈和改型增强构件所作的局部剖视图，表示了在将改型增强构件插入到轮圈上一对辐条孔中之后的情形；图28是对图26、27中轮圈和改型增强构件所作的局部剖视图，表示了在轮圈上一对辐条孔内将改型增强构件变形后的情形；
图29是对图26-28中轮圈及改型增强构件所作的分解开的局部剖视图，表示了将辐条插入到改型增强构件的内部通道中之前的情形；图30是对图26-29中轮圈及改型增强构件所作的放大的局部剖视图，表示了将辐条从改型增强构件的内部通道穿过之后的情形；图31中分解开的局部剖视图表示了一种自行车车轮，图中表示了在将另一种改型增强构件插入到一种改型轮圈上一对辐条孔(即一内辐条孔和一外辐条孔)中之前的状态，其中的改型轮圈是根据本发明一第三实施方式而设计的；图32是对图31所示改型轮圈所作的局部剖视图，图中表示了将所述另一种改型增强构件插入到轮圈的一对辐条孔后的情形；图33是对图31和32所示改型轮圈和另一种改型增强构件所作的局部剖视图，图中表示了在轮圈的一对辐条孔中将另一种改型增强构件变形后的状态；图34是对图31-33所示改型轮圈和另一种改型增强构件所作的局部剖视图，表示了将一辐条插入到另一种改型增强构件的内部通道中之前的情形；图35是对图31-34所示的自行车车轮所作的放大的局部剖视图，表示了将辐条穿插过另一种改型增强构件的内部通道之后的情形；图36是一个放大的侧视图，表示了图31-35所示另一种改型增强构件在变形之前的状态；图37是从外端进行观察而对图36所示另一种改型增强构件所作的立视图；图38是沿图37中的剖面线38-38对图36、37所示另一种改型增强构件所作的剖面图；以及图39是一个放大的局部剖视图，表示了根据本发明第四实施方式的、辐条反置的改型自行车车轮。
具体实施例方式
首先参见图1和图2，图中表示了带有根据本发明的前/后轮圈16和18的自行车前轮10和后轮12。具体来讲，每个轮圈16、18都包括多个增强构件13，这些增强构件被联接到轮圈上，其用于将多条向外延伸的张紧辐条14联接到分属于车轮10、12的环形轮圈16、18上。优选地是，通过将增强构件13变形而将其固定联接到轮圈16、18上的，下文将对此作更为详细的讨论。轮圈16、18都被设计成可按照常规的方式与一充气轮胎19相联接。如下文详细讨论的那样，每一轮胎19可具有一内胎(图中未示出)和一个与此分开的外胎，或者也可以是一个无内胎型轮胎，如下面将更详细说明的。
自行车车轮10的辐条14将轮圈16与前轮毂20连接起来，而自行车车轮12的辐条14则将轮圈18与后轮毂22连接起来。在所示的实施方式中，自行车前轮10采用了十六根径向辐条14，它们联接到轮圈16上，从图1可看出，这些辐条在周向上是等间隔分布的。在另一方面，自行车后轮12采用了两组径向辐条第一组的八根径向辐条14和第二组的八根切向辐条14，它们都联接到轮圈18上。从图2可看出，辐条14与轮圈18的联接位置在周向上是等距分布的。因而，轮圈16、18最好是完全相同的。因此，下文将只对轮圈16作详细的讨论和/或表示。但是，对轮圈16的描述和/或表示也同样适用于轮圈18。
当然，本领域技术人员从本文的内容可很显然地认识到自行车车轮10、12也可使用改型的轮圈和/或轮毂，以便于能根据需要和/或按照所希望的那样适应于不同的辐条固接结构。另外，本领域技术人员从本文还能清楚地领会到自行车车轮10和/或12也可采用改型的轮圈和/或轮毂，以便于能根据需要和/或设计需求固接更少或更多的辐条14。在任何情况下，辐条14在环形轮圈16、18上的联接都优选地是周向等距的。
如上所述，轮圈16、18优选地是相同的。因而，本文将只对轮圈16作详细的讨论和/或描述。轮圈16被设计成绕一中心轴线X旋转，并是用刚性很大的材料制成的，例如可用本领域公知的那些材料来制造。例如，可用任何合适的金属材料来制造轮圈16，例如可用钢板、不锈钢、铝、镁或钛等材料，也可以利用碳纤维复合材料等非金属材料。下文中将详细地讨论制造该轮圈16的方法。
参见图1、3和图25，当从侧面看时(见图1)，轮圈16基本上是环形，且基本上包括一外环形部分24、一内环形部分26以及多个增强构件13。内环形部分26被固定地联接到外环形部分24上，从而形成一个环形的中空区域A。具体来讲，内环形部分26的断面形状优选为U型，且U型内环形部分26的两个端部联接到外环形部分24的两个轴向相对侧面上，从而形成环形的中空区域A。优选地，外环形部分24和内环形部分26如单体构件那样被制成一体，从而环绕着轮圈16的整个圆周，都具有恒等的横截面形状。增强构件13最好被制成单独的构件，通过利用常规的金属加工工艺对增强构件13进行变形，而将它们固定地联接到内环形部分26和外环形部分24上。优选地是，轮圈16相对于一中心平面P是对称的，平面P与车轮10的中心轴线X垂直。
再参见图3和图25，外环形部分24基本上包括一对环形的侧面区段28和一个环形的桥接部分或固接部分30，其中的连接部分上带有多个外固接孔33。环形固接部分30在两环形侧面区段28之间延伸，从而形成一个轮胎接纳凹槽，如从断面进行观察(见图3)，则该凹槽的形状基本上呈现为U字型。更具体来讲，在某个径向位置处，环形固接部分30被固定地联接到环形侧面区段28上，其中的径向位置位于环形侧面区段28的内端与外端之间。
环形侧面区段28是环板状的构件，如常见的形式那样，其包括一环形的轮胎支撑面和一环形的制动表面。轮胎支撑面是一对带有环形凸肋、且相互正对的环形面，这两个表面朝向中间平面P而相互面对着，从而按照通常的方式保持着轮胎的胎边。环形制动面的朝向远离中央平面P，并与一常规的轮缘制动件相接合。如下文进行介绍的那样，环形侧面区段28被固定地联接到内环形部分26上。
环形固接部分30是一个阶梯形的管状构件，其包括一对环形的斜面支腿32、一对环形的平行支腿34以及一个外环形连接元件36。斜面支腿32在轴向上延伸向对方，在径向上则向内倾斜向中心轴线X、支腿32向中央平面P侧延伸。平行支腿34则与中间平面P以及制动表面平行。外连接元件36优选为圆筒状。平行支腿34在斜面支腿32与外连接元件36之间延伸，从而形成一个基本为U形的环形固接槽道。尤其是，平行支腿34的外侧端被固定地联接到斜面支腿32上，而平行支腿34的内侧端则固定地联接到外固接元件36上。优选地是，外固接元件36上制有外固接孔33。从图1和图25可看出，优选地是，外固接元件36上还制有一个气阀孔眼35，用于联接一个气嘴阀38。
阀孔35和气阀38可按照常规的方式设计成用于无内胎轮胎，和/或按照常规的方式设计成用于内胎型轮胎。在这两种情况下，由于气阀38是普通的，所以下文将不对其作详细的讨论和/或表示。
优选地是，外固接元件36上制有16个外固接孔33。外固接孔33在周向上是等距分布的，以便于能与前轮毂20相配，从而使16根辐条14延伸在轮毂20和轮圈16之间。外固接孔33延伸在圆筒状外固接元件36的一个环形外向面36a与一环形内向面36b之间。每个外固接孔33优选地都是在径向方向上延伸，且其尺寸被设计成可在其中接纳一个增强构件13。如下文讨论的那样，当增强构件13被固定地联接到外固接孔33中时，外向面36a和内向面36b均与增强构件13相接合。可分别将外向面36a和内向面36b看作是第一轮圈外表面和第二轮圈外表面。
再参见图3，内环形部分26是一个管状的构件，该构件基本上为U形。内环形部分26基本上包括一对倾斜段40、固定地联接到倾斜段40上的一内固接元件42、以及多个内固接孔43。两倾斜段40在轴向上延伸向对方，倾斜段40在延伸向中央平面P的同时，在径向上向内朝向中间轴线X。倾斜段40的两个外端被固定地联接到外环形部分24的环形侧面区段28的内端上。倾斜段40的两内端被固定地联接到内固接元件42的径向外端上。内固接元件42构成了轮圈16的内周曲面。从图1和图25可看出，优选地是，内固接元件42上制有多个内固接孔43。内固接元件42上最好还制有一个用于联接气嘴阀38的阀孔45。
优选地，内固接元件42上制有16个内固接孔43。内固接孔43在圆周方向上是等距分布的，并在径向上与外固接孔33相对齐，从而可通过辐条14而与前轮中心轮毂20联接起来。内固接孔43在内固接元件42的一环形外向面42a与一环形内向面42b之间穿伸。每个内固接孔43优选地是在径向上延伸，且其尺寸被设计成可在其中接纳一增强构件13。另外，每个内固接孔43优选地是与某个外固接孔33分离开，但二者在径向上相互对正。优选地是，内固接孔43小于外固接孔33，下文将对此作更为详细的讨论。如下文讨论的那样，当增强构件13被固定地联接到内固接孔43中时，其与外向面42a和内向面42b相接合。可将外向面42a和内向面42b分别看作是第一轮圈外表面和第二轮圈内表面。
下面将结合图3-11对增强构件13作详细的讨论。如上所述，所有的增强构件13优选为相同的构件，且这种构件可被变形，从而能将此增强构件13永久地固定到轮圈16上。优选地是，每一增强构件13都是用轻质、刚性且可锻的金属材料制成的整体构件。因而，当将增强构件13固定到轮圈16上时，可将其变形，从而为轮圈16提供刚性增强作用。在该实施方式中，每一增强构件13都具有图4、5和图8-10所示的原始形状或预型结构，而在变形后的形状则如图3、6、7和图11所示。所有的增强构件13最好是互相等同的。因而，下文将只对其中一个增强构件13作详细的讨论和/或介绍。
首先对图4、5、以及图8-10中所示增强构件13的预制形状径向的描述。优选地是，在将增强构件13变形、从而将其固定地联接到轮圈16上之前，每个增强构件13都是一个阶梯形的管状构件，其具有一内侧部分或第一管状部分50、一外侧部分或第二管状部分52、以及一阶梯状的内部通道54，通道54延伸穿过第一、第二管状部分50和52。优选地是，当从纵向方向进行观察时(见图9)，每个增强构件13的断面都是圆形的。另外，在变形之前，第一、第二管状部分50、52的圆形截面都是恒定的。
第一管状部分50包括一第一自由端50a和一第一固接端50b，其中的第一固接端50b与第二管状部分52相联接。第一自由端50a构成了各个增强构件13的第一端或内端。第二管状部分52包括一第二自由端52a和一第二固接端52b，固接端52b与第一固接端50b固定联接。优选地是，内部通道54包括制在第一管状部分50内部的一内侧管段54a与制在第二管状部分52内部的一外侧管段54b。从图10可见，内管段54a具有一第一最大宽度W1，外管段54b具有一第二最大宽度W2，W2大于W1。由于增强构件13的形状优选为圆形，所以最大宽度W1和W2也就是最大直径。
由于内部通道54的内管段54a和外管段54b具有这样的结构，所以，在内部通道54中，在第一管状部分50与第二管状部分52之间(即在内管段54a和外管段54b之间)优选地预制成了一个环形的内部抵接面56。如下文讨论的那样，内部抵接面56被设计成可与某一辐条14膨大的头部相接合。类似地，最好在第一管状部分50与第二管状部分52之间还预制出一环形的外部抵接面或保持面58。外保持面58被设计成与轮圈16的内固接元件42相接合。
具体来讲，外保持面58被设计成与轮圈16内固接元件42的外向面42a相接触/接合。如图4和图5所示，第一管状部分50的尺寸被设计成可被滑动地容纳在其中某个内固接孔43中，而第二管状部分52的尺寸则被设计成可被滑动地接纳到某个外固接孔33中。由于第一管状部分50小于第二管状部分52，所以第一管状部分50也能容易地穿过外固接孔33而被接纳。第一管状部分50和保持面58构成了增强构件13的内端，而第二管状部分52的第二自由端52a则构成了增强构件13的外端。
在将每个增强构件13都设置到内/外固接孔43和33中之后(见图5)，将增强构件13变形，从而将增强构件13永久地固定到轮圈16上(如图3、6、7和图11所示)。下面将更为详细地讨论增强构件13在变形后的结构。
基本上来讲，每个增强构件13在变形之后仍然保留着第一管状部分50、第二管状部分52、以及内部通道54，但它们的形状却发生了改变/变形。具体来讲，在变形之后，第一、第二管状部分50、52的横截面不再是恒等的了。但是，第一、第二管状部分50、52的形状在变形之后仍然是圆形的。具体来讲，最好是利用一顶轴将内部通道54的某一段胀粗/扩张，通过铆压法将第一、第二自由端50a和52a变形，以便于将增强构件13变形成图3、6、7和图11所示的形状。
更具体来讲，优选地是将内部通道54中靠近第二自由端52a的一部分外管段54b胀大/扩张，以形成另外一个内部抵接面54c。另加的环形内抵接面被设计成与一个可选的密封件60相接合，该密封件在图3中进行表示，下文将对其进行讨论。因而，如果使用了无内胎轮胎19，则就在每个增强构件13中安装一密封件60。如果使用的轮胎是有内胎的，密封件60就不是必需的。在变形过程中，第一、第二管状部分50、52连接端50b、52b的形状并不改变。因而，在增强构件13变形前后，内部抵接面56和保持面58的尺寸/形状优选地是不变的。另外，在增强构件13发生变形前后，大部分内部通道54的尺寸和形状是不变的。
从图11可清楚地看出，在变形之后，每个增强构件13都包括另外的几个外抵接面或保持面。具体来讲，每个增强构件13都包括一内保持面62a、以及一对外保持面62b和62c。由于在将增强构件13于轮圈16上进行变形的过程中形成了保持面62a、62b以及62c，所以可将这些保持面62a、62b、以及62c看作是变形面。每个增强构件13还包括预先制出的保持面58，该保持面并非是在将增强构件13在轮圈16上变形的过程中形成的。因而，此处所谓的“预制”是指在将增强构件13固定到轮圈16上的连接过程执行之前发生的变形加工。本文中的“变形制成”则是指在将增强构件13固定到轮圈16上的连接操作执行过程中所发生的变形。在增强构件13变形之后，增强构件13的保持面58、62a、62b以及62c固定/保持着增强构件13内端和外端，使它们在径向上无法向内/向外运动。
保持面58在径向上面朝向内侧，从而与内固接元件42的外向面42a相42b接触，而保持面62a在径向上则面朝向外侧，从而与内固接元件42的内向面42b相接触。可将保持面58看作是一第一内侧保持面，而保持面62a则可被看作是一第二内侧保持面。类似地，保持面62c在径向上而面朝向内侧，从而与外固接元件36的外向面36b相接触，而保持面62b在径向上则面朝向外侧，从而与外固接元件36的内向面36b相接触。保持面62c可被看作是一第一外侧保持面，而保持面62b则可被看作是一第二外侧保持面。
在该实施方式中，保持面58、内固接元件42的外向面42a、保持面62a、以及内固接元件42的内向面42b构成了增强构件13与轮圈16之间的内侧连接结构。该内连接结构可防止各个增强构件13的内端相对于轮圈16的内环形部分26向内、向外移动。类似地，保持面62c、外固接元件36的外向面36a、保持面62b、以及外固接元件36的内向面36b构成了每个增强构件13与轮圈16之间的外侧连接结构。该外连接结构可防止各个增强构件13的外端相对于轮圈16的外环形部分24向内、向外移动。
各个增强构件13中带有内部抵接面56的内部通道54被设计成可保持着通道中插入的一辐条14的外侧端部。优选地是，每个内部通道54都在径向方向上延伸，但这些通道足够大，从而使安装到通道中的辐条14可相对于中央平面P略微地偏斜—即延伸到轮毂20的一侧。
下文将再次结合图1、3、7、18和19对辐条14作详细的讨论。优选地是，辐条14是相互等同的。每根辐条14基本上都包括一外端部分64、一中央部分或中间部分66、一内端部分68以及一辐条螺帽70。优选地是每根辐条14的外端部分64、中间部分66以及内端部分68作为单体件而被制成一体。辐条螺帽70则最好是被制成一个单独的构件。
每一辐条14的外端部分64具有一个膨大的头部72，其被用于与一个增强构件13的一个内部抵接面56相接合，而每一辐条14的内端部分68上优选地制有外螺纹，一辐条螺帽70被旋拧联接到该螺纹上。在轮毂20与环形轮圈16之间，通过按照通常的方式旋转辐条螺帽，就可将辐条14张紧。优选地是，辐条14是常规的金属丝型辐条。因而，除了与本发明的轮圈16相关的内容之外，文中将不对辐条14作详细的讨论和/或表示。
下面将详细地介绍辐条14与轮毂20、22的连接结构。辐条14与轮毂20、22的连接结构与第6431658号美国专利中所公开的连接结构基本上相同，区别仅在于下文介绍的一些特征。具体来讲，轮毂20、22是第6431658号美国专利所公开的前/后轮毂的略微改型，这些轮毂被设计成与具有等间距辐条固接点的轮圈16和18配套使用。
下文将参照图1和图12-19对辐条14和轮圈16与前轮毂20的连接结构作详细的讨论。前轮毂20基本上包括一管状的轮毂体部分84、第一和第二轴承组件85a和85b以及一轮毂轴86，轮毂轴86利用两轴承组件85a和85b可转动地支撑在管状体部分84中。前轮毂20的各个部件是较为常见的。因而，本文不对前轮毂20的各个部件作详细的讨论或描述。
管状体部分84具有一管状的中间部分87以及一对管状的安装部分88a和88b，安装部分位于中间部分87的相对两端，用于将辐条14安装到其上。每个管状安装部分88a、88b分别具有多个辐条孔89a和89b，用于将辐条14连接到这些辐条孔中。优选地是，每个安装部分88a和88b上分别制有八个辐条孔89a和89b。
优选地是，第二安装部分88b是第一安装部分88a错位的镜像对称。因而，辐条孔89b最好在周向上与辐条孔89a错开，从而使辐条14的外端部分64在轮圈16上彼此是周向等距的。管状安装部分88a和88b利用辐条螺帽70将辐条14支撑到辐条孔89a和89b中。
下面将参照图2和图20-24对辐条14和轮圈18与后轮毂22之间的连接结构进行详细描述。后轮毂22基本上包括一管状的轮毂体部分92、一轴承支撑套93、一第一轴承组件94a、一第二轴承组件94b、一飞轮安装部分95以及一轮毂轴96。轮毂轴96被两轴承组件94a和94b可转动地支撑在管状体部分92中。飞轮安装部分95按照常规的方式联接到轮毂体部分92上，其具有多个用于接纳飞轮(图中未示出)的花键。后轮毂22的各个部件较为常见，因而，下文将不对后轮毂部件作详细的讨论和/或描述。
管状体部分92具有一管状中间部分97以及一对管状安装部分98a和98b，两安装部分被固定地联接到中间部分97的两相对端上，用于对辐条14进行安装。第二安装部分98b与第一安装部分98a是不同的，以便于在后轮毂22上联接一个飞轮(图中未示出)。每个管状安装部分98a和98b都具有多个用于联接辐条14的辐条孔99a和99b。优选地是，每个安装部分98a和98b上分别制有八个辐条孔99a和99b。管状安装部分98a和98b利用辐条螺帽70将多根辐条14支撑到辐条孔99a和99b中。第一安装部分98a与前轮毂20的第一安装部分88a相同，区别只在于第一安装部分98a的内径和外径都要比第一安装部分88a大。安装部分98b上制有多个辐条固接突起100和一个锥形部分。第二安装部分98b在中间部分97上被设置在与第一安装部分98a相反的一侧。优选地是，安装部分98b具有四个辐条固接突起100，每个固接突起100上制有一对相对的封闭辐条孔99b，封闭的辐条孔形成在每一辐条固接突起100中，以在该安装部分上联接八根辐条14。优选地是，辐条固接突起100在周向上与第一安装部分98a隔位的辐条孔99a对正，从而使辐条具有合适的格局。
如上所述，尽管后轮12的一些辐条14被布置成与前轮10的辐条14呈略微不同的角度，但后轮12的轮圈18与前轮10的轮圈16是完全相同的。换言之，增强构件13的构造使得辐条14能沿切向或径向、略微呈角度地联接到轮毂20或22的相对两侧上。
下面将更为详细地讨论轮圈16的制造方法。本领域技术人员从本文的内容可很显然地认识到轮圈18的制造方法与轮圈16的制造方法完全相同。
当制造轮圈16时，利用常规的制造工艺，将外环形部分24和内环形部分26的材料从一型模中挤过，从而形成轮圈材料的长条。优选地是，轮圈材料被挤型成外环形部分24和内环形部分26的总体横截面形状。然后，将轮圈材料的长条切成理想的长度，并弯成环形。然后，通过焊接或其它合适的制造工艺将轮圈材料切条的两个端部结合起来，从而形成一个连续的环形轮圈。优选地是，利用钻孔或冲压的方法制出外固接孔33和内固接孔43。可根据需要和/或按照设计，在已将轮圈材料挤出之后，在任何时刻制出这些固接孔。
增强构件13最好是通过铸造或其它合适的制造工艺单独地制出的。优选地是，在轮圈材料条的两个端部已被结合到一起之后，将增强构件13安装到固接孔33和43中。然后，将增强构件13变形，从而将增强构件13永久性地固定到外环形部分24和内环形部分26上。优选地是，如上文所述那样，利用拉延或铆紧方法来使增强构件13变形。轮圈18的制造方法与轮圈16相同。在附图中用箭头表示出了施加在增强构件13上的优选作用力。
当然，本领域技术人员从本文可很显然地认识到只制造轮圈16时，也可执行其它一些步骤。另外，本领域技术人员从本文可清楚地认识到可根据需要和/或按照设计而以任何次序执行轮圈16的各个制造步骤。
第二实施方式下面将参照图26-30对根据本发明第二实施方式的改型自行车轮圈216的一部分进行描述。除了轮圈216采用了多个改型增强构件213(在图中只表示出了其中的一个)之外，其与第一实施方式的轮圈16完全相同。具体来讲，每个增强构件213在变形之前的形状都是改进形式的。但是，轮圈216用与第一实施方式完全相同的方法制成，且增强构件213变形后的形状也与第一实施方式中增强构件13的变形后形状完全相同。考虑到上述的类似性，下文将不对轮圈216及其制造方法作详细的讨论和/或描述。但是，下文的描述将主要集中在区别点上。
本领域技术人员从文中的描述可领会到尽管只对其中一个增强构件213作详细的讨论和/或描述，但轮圈216是包括多个增强构件213的。另外，本领域技术人员从此处的描述可理解除了下面所解释的不同之外，对第一实施方式中带有增强构件13的轮圈16的描述和/或表示也同样适用于第二实施方式。本领域技术人员从此处的描述还可领会到如果希望使用无内胎轮胎，则在这种结构上可选择地使用一些密封件60。轮圈216被设计成可与轮毂20或22配套使用。
每个增强构件213在变形之后，都与第一实施方式中的增强构件13相同。因而，对变形后增强构件13的描述和表示也同样适用于第二实施方式中的变形后增强构件213。这样，下文将不对变形后的增强构件213作详细的讨论和/或描述。但是，如上文所述的那样，增强构件213在变形之前具有改进的形状。
具体来讲，在变形之前，每个增强构件213优选为阶梯形的管状构件，增强构件变形前，其具有一对第一管状部分250、一个第二管状部分252以及一个阶梯状的内部通道254，内部通道254延伸穿过第一、第二管状部分250和252。每个第一管状部分250都与第一实施方式中第一(内侧)管状部分50相同。第二管状部分252除了较短之外，与第一实施方式中的第二(外侧)管状部分52完全相同，第二管状部分长度较短的原因在于存在两个第一管状部分250。因而，在内部通道254的一对第一管状部分254a与一个第二管状部分254b之间形成了两个内部抵接面256。另外，在变形之前，第一管状部分250和第二管状部分252之间还形成了两个外部保持面258。
内部抵接面256与第一实施方式中的内部抵接面56是相同的。外部保持面258也与第一实施方式的外部保持面58相同。换言之，在变形之前，第一管状部分250构成了增强构件213的内端/外端，因而，任一端都可作为径向内端。优选地是，每个增强构件213的形状都是圆形的。另外，在变形之前，每个第一、第二管状部分250和252的圆形横截面都是恒等的。
第三实施方式下面将参照图31-38对根据本发明第三实施方式的改型自行车轮圈316的一部分进行描述。除了采用了一种改型的外环形部分324和多个带有螺纹外端的改型增强构件13(图中只表示出了其中的一个)之外，轮圈316与第一实施方式的轮圈16是完全相同的。因而，在变形之前，每个增强构件313的形状都是改进形式的。另外，轮圈316是利用第一实施方式中轮圈16制造方法的一种改型方式而制成的。因而，增强构件313在变形之后的形状也是经过改型的。但是，增强构件313的工作形式与第一实施方式中增强构件13的工作形式是非常类似的。考虑到上述这些类似性，下文将不对轮圈316及其制造方法作详细的讨论和/或描述。但下文的描述将主要集中于区别点。
本文将只对一个增强构件313作详细的讨论和/或描述，但本领域技术人员从文中的描述可领会到轮圈316是包括多个增强构件313的。另外，本领域技术人员从此处的描述可理解除了下面所解释的不同之外，对第一实施方式中带有增强构件13的轮圈16的描述和/或表示也同样适用于第三实施方式。本领域技术人员从此处的描述还可领会到如果希望使用无内胎轮胎，则可在这种结构上可选地使用一些密封件60。轮圈316被设计成可与轮毂20或22配套使用。
优选地是，每个增强构件313都是阶梯形的管状件，在变形之前，其具有一第一管状部分350、一第二管状部分352以及一阶梯形的内部通道354，该通道354延伸穿过第一、第二管状部分350、352。第一管状部分350与第一实施方式中的第一(内侧)管状部分50相同。第二管状部分352除了制有外螺纹353，并在其自由端352a上制有一对狭槽355之外，与第一实施方式中的第二(外侧)管状部分52完全相同。另外，第二管状部分352的长度略短于第一实施方式的第二管状部分52。
每个增强构件313的狭槽355都被设计成可与常用的扁头型螺丝刀相接合，以便于转动各个增强构件313。如上所述，轮圈316的外环形部分324是第一实施方式中外环形部分24的改进形式。因而，轮圈316基本上包括改型后的外环形部分324、一内环形部分326以及多个增强构件313。内环形部分326与第一实施方式中的内环形部分26相同。外环形部分324包括多个改型后的外固接孔333，它们被设计成可与增强构件上的外螺纹段353旋接。除此之外，外环形部分324与第一实施方式中的外环形部分24完全相同，因而，除了制有螺纹之外，外固接孔333与第一实施方式的外固接孔33是完全相同的。换言之，外固接孔333在周向上最好是相互等距分布的。
除了增强构件313是通过进行旋转、从而在外侧形成螺纹连接而固定地联接到外环形部分324上之外，轮圈316的制造方法与第一实施方式完全相同。在制造该第三实施方式的轮圈316时，增强构件313的外端并不发生变形。
辐条的备选布置格局参见图39，图中表示了根据本发明的、带有备选反置辐条的轮圈16。具体来讲，在图39中，辐条14是反置的，从而可与不同于轮毂20和22的前轮毂和/或后轮毂(图中未示出)相配。在这种布置形式中，辐条螺帽70被联接到增强构件13上。当然，本领域技术人员从文中的描述可显然地看出可根据所用轮毂的类型，按照需要和/或意愿而对反置的辐条14进行改型。本领域技术人员从文中的描述还可看出如果使用了无内胎轮胎，则可在该结构中选用密封件60。
文中表示程度的词语“基本上”、“大致”以及“大约”意味着对所修饰词句的偏差量在合理的范围内，从而使最终的结果不会出现显著的变化。如果偏移量不会对其所修饰词语的含义带来消极作用，则这些程度词语应当被解释为在所修饰词语±5％的偏差范围内。
尽管只选取了一种实施方式来对本发明进行说明，但本领域技术人员从本文的内容可很显然地领会到在不悖离本发明保护范围的前提下，可作出多种改动和变型形式，其中，本发明的保护范围由所附的权利要求书限定。另外，上文对根据本发明的实施方式的描述仅是示例性的，而并非是为了对本发明进行限定，本发明只能由权利要求及其等效表达形式进行限定。
权利要求
1.一种自行车轮圈，其包括一外环形部分，其适于在其上安装一个轮胎，所述外环形部分包括多个在周向上间隔开的外固接孔；一内环形部分，其与所述外环形部分固定地联接起来，从而在二者之间形成一个环形的中空区域，所述内环形部分具有多个在周向上间隔开的内固接孔，这些内固接孔与所述外固接孔分离开；以及多个管状的增强构件，它们被联接到所述内固接孔和外固接孔上，每个所述增强构件都包括一内端，其被固定地联接到一个所述内固接孔上，以形成一内连接结构，该内连接结构可防止所述内端相对于所述内环形部分向内和向外运动；一外端，其被固定地联接到一个所述外固接孔上，以形成一外连接结构，其可防止所述外端相对于所述外环形部分向内和向外运动；以及一内部通道，其在所述内端与所述外端之间延伸，所述内部通道具有一内管段和一位于所述内管段外侧的外管段，所述内部通道的所述内管段具有一第一最大宽度，所述内部通道的所述外管段具有一第二最大宽度，第二最大宽度大于所述第一最大宽度，从而形成一抵接面。
2.根据权利要求1所述的自行车轮圈，其特征在于在所述增强构件的所述外端与所述内端之间，所述增强构件的所述内部通道基本上沿径向延伸。
3.根据权利要求1所述的自行车轮圈，其特征在于每个所述增强构件的所述内连接结构都包括一第一内保持面和一第二内保持面，第一内保持面与所述轮圈的所述内环形部分的一第一轮圈内表面相接触，该第一轮圈内表面在径向上基本是面对着向外方向的，第二内保持面与所述轮圈的所述内环形部分的一第二轮圈内表面相接触，第二轮圈内表面在径向上基本是面对着向内方向的。
4.根据权利要求3所述的自行车轮圈，其特征在于每一所述内连接结构的所述第一内保持面是一预制表面；以及每一所述内连接结构的所述第二内保持面是变形而成的表面。
5.根据权利要求3所述的自行车轮圈，其特征在于每一所述增强构件的所述外连接结构都包括一第一外保持面和一第二外保持面，第一外保持面与所述轮圈的所述外环形部分的一第一轮圈外表面相接触，该第一轮圈外表面在径向上基本是面对着向外方向的，第二外保持面与所述轮圈的所述外环形部分的一第二轮圈外表面相接触，第二轮圈外表面在径向上基本是面对着向内方向的。
6.根据权利要求5所述的自行车轮圈，其特征在于每一所述内连接结构的所述第一内保持面是预制表面；每一所述内连接结构的所述第二内保持面是变形而成的表面；每一所述外连接结构的所述第一外保持面是变形而成的表面；以及每一所述外连接结构的所述第二外保持面是变形而成的表面。
7.根据权利要求3所述的自行车轮圈，其特征在于每个所述外连接结构均为螺纹连接。
8.根据权利要求7所述的自行车轮圈，其特征在于每个所述内连接结构的所述第一内保持面都是一预制表面；以及每个所述内连接结构的所述第二内保持面是变形而成的表面。
9.根据权利要求7所述的自行车轮圈，其特征在于每一所述增强构件的所述外端都包括一横向槽，该横向槽制在其自由端上。
10.根据权利要求1所述的自行车轮圈，其特征在于所述轮圈的所述内环形部分的横截面形状基本上为U型，其自由端被联接到所述外环形部分上，从而形成所述环形中空区域。
11.根据权利要求10所述的自行车轮圈，其特征在于所述外环形部分包括一环形的桥接段和一对环形的侧面区段，所述外固接孔被制在该桥接段上，所述一对侧面区段从所述环形桥接部分向外延伸，从而形成基本为U型的横截面形状。
12.根据权利要求1所述的自行车轮圈，其特征在于每一所述增强构件的所述内部通道中都设置了一个密封件。
13.根据权利要求1所述的自行车轮圈，其特征在于每一所述增强构件的所述抵接面距离所述内环形部分要比距离所述外环形部分更近。
14.根据权利要求13所述的自行车轮圈，其特征在于每一所述增强构件的所述内部通道的所述外管段是一个阶梯面，从而可形成另外一个抵接面，该抵接面距离所述外环形部分要比距离所述内环形部分更近。
15.根据权利要求1所述的自行车轮圈，其特征在于每一所述增强构件都被一体地制成一个单体构件。
16.一种制造自行车轮圈的方法，其包括步骤形成一个带有环形中空区域的环形轮圈；在环形轮圈的外壁上形成多个外固接孔；并在环形轮圈的内壁上形成多个内固接孔，其中的内壁与环形轮圈的外壁基本上是相对的；形成多个增强构件，且各增强构件具有一内端、一外端以及内部通道，内部通道在内端与外端之间延伸，每一纵长通道都具有一内管段和一外管段，外管段的最大宽度大于内管段的最大宽度，从而形成一抵接面；将增强构件的内端固定到辐条内固接孔上，以防止增强构件的内端相对于辐条内固接孔向外、向内运动；以及将增强构件的外端固定到辐条外固接孔上，以防止增强构件的外端相对于辐条外固接孔向外和向内运动。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于通过在每个增强构件上首先预制出一第一内保持面，并将增强构件安装到辐条内固接孔中，从而使第一内保持面与内壁的一个第一轮圈内表面相接触，然后，通过将每一增强构件的内端进行变形而形成一第二内保持面，其与内壁的一第二轮圈内表面相接触，由此将增强构件的内端固定到辐条内固接孔中，其中，第一轮圈内表面基本上面朝向径向外侧，而第二轮圈内表面则基本上面朝向径向内侧。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于通过对每个增强构件的外端进行变形而形成第一外保持面，其与外壁的一个第一轮圈外表面相接触，并通过对每一增强构件的外端进行变形而形成一第二外保持面，其与外壁的一第二轮圈外表面相接触，由此将增强构件的外端固定到辐条外固接孔中，其中，第一轮圈外表面基本上面朝向径向外侧，而第二轮圈外表面则基本上面朝向径向内侧。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于通过将每个外端旋接到一个辐条外固接孔中而将增强构件的外端固定到辐条外固接孔上。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于对增强构件进行加工而形成一横向槽，其被制在每一增强构件外端的自由端上。
21.根据权利要求16所述的方法，其特征在于通过对每个增强构件的外端进行变形而形成第一外保持面，其与外壁的一个第一轮圈外表面相接触，并通过对每一增强构件的外端进行变形而形成一第二外保持面，其与外壁的一第二轮圈外表面相接触，由此将增强构件的外端固定到辐条外固接孔中，其中，第一轮圈外表面基本上面朝向径向外侧，而第二轮圈外表面则基本上面朝向径向内侧。
22.根据权利要求16所述的方法，其特征在于通过将每一外端以螺纹连接到一个辐条外固接孔中而将增强构件的外端固定到辐条外固接孔上。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于对增强构件进行加工而形成一横向槽，其被制在每一增强构件外端的自由端上。
24.根据权利要求16所述的方法，其还包括步骤设置多根辐条，且每根辐条都具有一轴杆，轴杆是从一膨大的头部延伸出的；以及通过将每根辐条的轴杆穿插过一内部通道，并将每根辐条的膨大头部保持在一个增强构件的抵接面上而将辐条安装到增强构件的内部通道中。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于通过在一个轴杆上一体地制出膨大的头部，而形成所述的各个膨大头部。
26.根据权利要求24所述的方法，其特征在于通过将一个带有膨大段的辐条螺帽旋拧到一轴杆上而形成所述的各个膨大头部。
27.一种自行车轮圈，其包括一外环形部分，其适于在其上安装一个轮胎，所述外环形部分包括多个在周向上间隔开的外固接孔；一内环形部分，其与所述外环形部分固定地联接起来，从而在二者之间形成一个环形的中空区域，所述内环形部分具有多个在周向上间隔开的内固接孔，这些内固接孔与所述外固接孔分离开；以及多个管状的增强构件，它们被联接到所述内固接孔和外固接孔上，每个所述增强构件都包括一内端，其被固定地联接到一个所述内固接孔上以形成一内连接结构，内连接结构具有一第一内保持表面和第二内保持面，该第一内保持面与所述轮圈的所述内环形部分的一第一轮圈内表面相接触，第一轮圈内表面基本上在径向面向外侧；第二内保持表面与所述轮圈的所述内环形部分的一第二轮圈内表面相接触，第二轮圈内表面在径向上基本面向内侧；以及一外端，其被固定地联接到一个所述外固接孔上，以形成一外连接结构，外连接结构具有一第一外保持表面和第二外保持表面，该第一外保持表面与所述轮圈的所述外环形部分的一第一轮圈外表面相接触，第一轮圈外表面在径向上基本面向外侧；第二外保持表面与所述轮圈的所述外环形部分的一第二轮圈外表面相接触，第二轮圈外表面在径向上基本面向内侧。
全文摘要
本发明公开了一种中空的自行车轮圈，其具有多个管状增强构件，增强构件被联接到内侧孔和外侧孔上。每个增强构件的内部通道内均具有一内部抵接面，用于与辐条的膨大头部相接合，由此将辐条联接到轮圈上。增强构件的内端和外端被分别固定到内侧孔和外侧孔上，以防止增强构件向内、向外移动。优选地是，每个增强构件均具有一个预制的保持面、以及一个或多个变形而成的保持面，用于阻碍向内、向外的运动。可选地是，每个增强构件也可具有一螺纹连接件，而非一个或多个变形形成的保持面。可在增强构件中选装密封件，因而可使用无内胎轮胎。
文档编号B60B21/02GK1511718SQ20031012059
公开日2004年7月14日 申请日期2003年12月15日 优先权日2002年12月16日
发明者冈岛伸平 申请人:株式会社岛野