车轮及自行车的制作方法

车轮及自行车
1.本公开是2020年09月11日所提出的申请号为202021993951.0、发明名称为《车轮及自行车》的实用新型专利申请的分案申请。
技术领域
2.本公开的实施例涉及自行车技术，尤其涉及一种车轮及自行车。


背景技术：

3.随着自行车技术的发展与完善，自行车早已成为一种十分普及的交通工具，其种类也包含人力自行车、电动自行车等多种类型，自行车一方面需要往轻量化方面发展，另一方面也需要保证其功能性和耐用性。
4.现有技术中，自行车通常包括车架和车轮，车轮的车圈作为承载车身重量的主要部件，需要具备较高的强度，车圈通常采用金属材质，且内外圈通过多个支架或钢丝进行支撑。
5.然而，现有的自行车车轮结构，重量较大，生产成本较高。


技术实现要素：

6.本公开的实施例提供一种车轮及自行车，能够减轻车轮重量，降低生产成本。
7.一方面，本公开的实施例提供一种车轮，包括车圈、轮毂和多个辐条，轮毂和车圈同心设置，辐条连接在车圈和轮毂之间，从而通过辐条支撑起整个车轮的结构，在车轮受到承载力时，承载力会沿辐条的长度方向延伸，使得车轮具备较好的结构强度及承载能力，辐条的沿轮毂轴向的相对两侧表面设置有凹槽，从而在辐条的两侧边缘形成了筋板的结构，在减轻了车轮重量的同时，进一步提高了车轮结构的强度。
8.本公开实施例提供的车轮，通过在车圈和轮毂之间设置多个辐条，由辐条作为支撑结构保证车轮的结构强度，在车轮滚动前进的过程中由不同的辐条作为承受负载的主要结构单元，同时通过在辐条的表面设置凹槽，进一步加强了辐条的强度，同时减轻车轮的整体重量，降低了生产成本。
9.在可以包括上述实施例的一些实施例中，凹槽沿辐条的长度方向延伸，从而在辐条的两侧边缘形成沿辐条长度方向延伸的筋板结构。
10.如此设置，可以提高辐条在其长度方向上承受载荷的能力，相应的提高了车轮的承受载荷的能力。
11.在可以包括上述实施例的一些实施例中，辐条的横截面呈h形。
12.如此设置，可以保证辐条结构强度的同时，减轻辐条的重量，降低生产成本。
13.在可以包括上述实施例的一些实施例中，辐条的第一端与轮毂连接，辐条的第二端与车圈连接，辐条的第一端的宽度大于辐条的第二端的宽度。
14.如此设置，可以使得辐条在由轮毂向车圈辐射延伸时，宽度逐渐降低，从而使得辐条具有较轻重量的同时，对轮毂以及车圈的支撑结构具有更高的可靠性。
15.在可以包括上述实施例的一些实施例中，辐条的第一端和轮毂的外缘以及辐条的第二端与车圈的内缘均平滑过渡。
16.如此设置，可以降低辐条与轮毂以及辐条与车圈的连接位置的应力集中，并提高连接位置的结构强度。
17.在可以包括上述实施例的一些实施例中，多个辐条绕车圈的中心均匀周向分布。
18.如此设置，从而使得轮毂与车圈在周向上的各个角度均有辐条连接支撑，从而在车轮滚动前进的过程中，可以承受稳定规律的载荷，保证了车轮的结构强度和可靠性。
19.在可以包括上述实施例的一些实施例中，轮毂为环状。
20.如此设置，可以保证车轮受力的均衡性，从而提高车轮在使用过程中的可靠性和耐用性。
21.在可以包括上述实施例的一些实施例中，还包括设置在轮毂的内缘的刹车单元。
22.如此设置，可以将刹车单元安装在车轮的中心位置，使得车轮结构更加紧凑。
23.在可以包括上述实施例的一些实施例中，轮毂的内缘具有第一锥面，刹车单元的外缘具有第二锥面，第一锥面与第二锥面过盈配合。
24.如此设置，通过第一锥面和第二锥面的配合便于刹车单元在轮毂上的装配，同时提高了刹车单元在轮毂上安装的可靠性。
25.在可以包括上述实施例的一些实施例中，轮毂设置有多个安装孔，轮毂通过连接在安装孔内的紧固件和刹车单元连接。
26.如此设置，可以通过紧固件对刹车单元进行锁定，防止刹车单元从轮毂中脱出。
27.在可以包括上述实施例的一些实施例中，轮毂上设置有减重槽。
28.如此设置，可以降低轮毂的质量，从而减轻车轮的重量。
29.在可以包括上述实施例的一些实施例中，车圈为环状结构，车圈的内缘设置有沿车圈周向延伸的第一加强筋，且第一加强筋连接在相邻的辐条之间。
30.如此设置，可以提高车圈的结构强度和刚度，避免车圈受到压力时在辐条之间的区域产生形变。
31.在可以包括上述实施例的一些实施例中，车圈的内缘设置有第二加强筋，第二加强筋沿车圈的径向设置在第一加强筋的侧壁上。
32.如此设置，通过沿不同方向延伸的加强筋分布在车圈周向上的各个位置，进一步加强了车圈的结构。
33.在可以包括上述实施例的一些实施例中，还包括轮胎，轮胎套设在车圈的外缘。
34.如此设置，使得车轮外缘具备一定的弹性，同时增大车轮与地面接触时的摩擦力。
35.在可以包括上述实施例的一些实施例中，车圈、辐条和轮毂为一体式结构。
36.如此设置，可以简化车轮的装配工艺的同时，降低生产成本。
37.在可以包括上述实施例的一些实施例中，车圈、辐条和轮毂为塑料件。
38.如此设置，可以降低了生产制造车轮的材料的成本，同时降低车轮的重量。
39.另一方面，本公开的实施例提供一种自行车，包括车架和上述的车轮，车轮通过转轴连接在车架上。
40.本公开的实施例提供的车轮和自行车，车轮包括车圈、轮毂和多个辐条，轴毂和车圈同心设置，辐条连接在车圈和轮毂之间，从而通过辐条支撑起整个车轮的结构，在车轮受
到承载力时，承载力会沿辐条的长度方向延伸，使得车轮具备较好的结构强度及承载能力，辐条的沿轮毂轴向的相对两侧表面设置有凹槽，从而在辐条的两侧边缘形成了筋板的结构，在减轻了车轮重量的同时，进一步提高了车轮结构的强度，进而有利于实现自行车整体的轻量化，此外还降低了生产制造的成本。
41.本公开的各种可行实施例及其技术优势将在下文详述。
附图说明
42.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
43.图1为本公开实施例提供的自行车的结构示意图；
44.图2为本公开实施例提供的自行车中车轮位置的装配图；
45.图3为本公开实施例提供的自行车中车轮位置的爆炸图；
46.图4为本公开实施例提供的车轮的爆炸图；
47.图5为本公开实施例提供的车轮的结构示意图；
48.图6为本公开实施例提供的车轮中车圈的结构示意图；
49.图7为本公开实施例提供的车轮中车圈的局部视图；
50.图8为本公开实施例提供的车轮中辐条的截面示意图。
51.附图标记说明：
52.10-车圈；
53.11-第一加强筋；
54.12-第二加强筋；
55.13-装配孔；
56.20-轮毂；
57.21-第一锥面；
58.22-第一安装孔；
59.23-减重槽；
60.30-辐条；
61.301-第一端；
62.302-第二端；
63.31-凹槽；
64.40-刹车单元；
65.41-第二锥面；
66.42-凸台；
67.421-第二安装孔；
68.50-转轴；
69.51-第一螺栓；
70.52-第一螺母；
71.53-第二螺栓；
72.60-轮胎；
73.100-车架。
74.通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
具体实施方式
75.为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
76.需要说明的是，在本公开实施例的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或构件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开实施例的限制。
77.此外，还需要说明的是，在本公开实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个构件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
78.随着自行车技术的发展与完善，自行车早已成为一种十分普及的交通工具，其种类也包含人力自行车、电动自行车等多种类型，自行车一方面需要往轻量化方面发展，另一方面也需要保证其功能性和耐用性。
79.现有技术中，自行车通常包括车架和车轮，车轮的车圈作为承载车身重量的主要部件，需要具备较高的强度，车圈通常采用金属材质，且内外圈通过多个支架或钢丝进行支撑。
80.然而，现有的自行车车轮，由于材质和结构的原因，车轮重量较大，生产成本较高。
81.需要说明的是，本公开实施例中方案是针对车轮的结构，其中的车轮可以应用于人力自行车中，也可以应用于电动自行车中，对车轮的安装主体不做具体限定，此外，安装本公开中的车轮的自行车，既可以具有一个实施例中所描述结构的车轮，也可以安装两个、三个或其他数量的车轮，不同的车轮数量对应不同的车架结构，本公开实施例中对车轮的数量以及自行车的结构也不做具体限定。
82.本公开实施例提供一种车轮及自行车，能够减轻车轮重量，降低生产成本，下面将通过具体的实施例进行详细的说明。
83.实施例一
84.图1为本公开实施例提供的自行车的结构示意图；图2为本公开实施例提供的自行车中车轮位置的装配图；图3为本公开实施例提供的自行车中车轮位置的爆炸图；图4为本公开实施例提供的车轮的爆炸图；图5为本公开实施例提供的车轮的结构示意图；图6为本公开实施例提供的车轮中车圈的结构示意图；图7为本公开实施例提供的车轮中车圈的局部视图；图8为本公开实施例提供的车轮中辐条的截面示意图。
85.如图1至图8所示，本公开的实施例提供的车轮包括车圈10、轮毂20和多个辐条30，
轮毂20和车圈10同心设置，辐条30连接在车圈10和轮毂20之间，从而通过辐条30支撑起整个车轮的结构，在车轮受到承载力时，承载力可以沿辐条30的长度方向延伸，使得车轮具备较好的结构强度及承载能力，辐条30的沿轮毂20轴向的相对两侧表面设置有凹槽31，从而在辐条30的两侧边缘形成了筋板结构，在减轻了车轮重量的同时，提高了车轮结构的强度。
86.具体的，通过在车圈10和轮毂20之间设置多个辐条30，由辐条30作为支撑结构保证车轮的结构强度，在车轮滚动前进的过程中由不同的辐条30依次作为承受负载的主要结构单元，保证了车轮行进过程中的稳定性，同时通过在辐条30的表面设置凹槽31，进一步加强了辐条30的强度，同时减轻了车轮的整体重量，降低了生产成本。
87.需要说明的是，在本实施例中，辐条30连接在轮毂20与车圈10之间，因此辐条30的长度取决于轮毂20的外径以及车圈10的内径的大小，根据不同的自行车的车架结构车轮会有不同的直径选择，而辐条30也有相应的长度数值，本实施例中不做具体限定。
88.作为一种可选的方式，本公开实施例提供的车轮，凹槽31沿辐条30的长度方向延伸，从而在辐条30的两侧边缘形成沿辐条30长度方向延伸的筋板结构。
89.具体的，凹槽31由辐条30与轮毂20连接的一端延伸至辐条30与车圈10连接的一端，在凹槽31延伸的方向，槽壁的厚度可以保持不变，而由于车轮在前进时，主要是保持竖直状态，辐条30主要是沿车轮的径向垂直受力，因此两侧的凹槽31的槽深与结构保持一致，这样可以保证辐条30受力的均衡性。
90.可选的，凹槽31可以是只具备一个槽段，也可以是由多个间隔分布的槽段组合形成，如此设置，可以提高辐条在其长度方向上承受载荷的能力，相应的提高了车轮的承受载荷的能力。
91.进一步的，辐条30的横截面呈h形，可以保证辐条30具备足够的结构强度的同时，减轻了辐条30的重量，降低生产成本。
92.作为一种可选的方式，本公开实施例提供的车轮，辐条30的第一端301与轮毂20连接，辐条30的第二端302与车圈10连接，辐条30的第一端301的宽度大于辐条30的第二端302的宽度。
93.具体的，辐条30在由轮毂30向车圈10辐射延伸时，其宽度逐渐降低，即辐条30的侧面在延伸过程中向其中心线靠拢，从而使得辐条30对轮毂20以及车圈10的支撑结构具有足够的可靠性的同时，具有较轻重量，由此更利于自行车车体的轻量化。
94.需要说明的是，辐条30的宽度沿其长度方向由轮毂20至车圈10逐渐降低，可以是未设置凹槽31的两个侧面之间的宽度逐渐收窄，也可以是设置有凹槽31的两个相对侧面之间的宽度收窄，或者可以是以上的相对侧面的宽度均沿长度方向由轮毂20至车圈10逐渐收窄，只需辐条30的截面积逐渐减小降低车轮重量即可。
95.作为一种可选的方式，本公开实施例提供的车轮，辐条30的第一端301和轮毂20的外缘以及辐条30的第二端302与车圈10的内缘均平滑过渡。如此设置，可以避免辐条30与轮毂20以及辐条30与车圈10的连接位置产生应力集中，并提高连接位置的结构强度。
96.具体的，辐条30的未设置凹槽31的相对侧面与车圈10的内缘连接位置通过弧面平滑过渡，且与轮毂20的外缘连接的位置也通过弧面平滑过渡，由于车圈10的内径大于轮毂20的外径，因此辐条30与车圈10的内缘连接过渡的弧面的曲率半径相对较大，而辐条30与轮毂20的外缘连接过渡的弧面的曲率半径相对较小。
97.可选的，辐条30与车圈10连接位置的沿车轮轴向的宽度不超过车圈10的沿车轮轴向的宽度，相应的，辐条30与轮毂20连接位置的沿车轮轴向的宽度不超过轮毂20的沿车轮轴向的宽度。
98.作为一种可选的方式，本公开实施例提供的车轮，多个辐条30绕车圈10的中心均匀周向分布。
99.具体的，多个辐条30的延长线汇聚于车轮的中心，且相邻辐条30之间具有相等的夹角，从而使得轮毂20与车圈10在周向上的各个角度均有辐条30连接支撑，从而在车轮滚动前进的过程中，可以承受稳定规律的载荷，保证了车轮结构的强度和可靠性。
100.作为一种可选的方式，本公开实施例提供的车轮，轮毂20为环状，在轮毂20的内缘设置有刹车单元40。
101.具体的，轮毂20的外缘为圆形，且轮毂20的中心具有通孔，刹车单元40可以安装在轮毂20中心的通孔内，这样可以保证车轮受力的均衡性，进而提高车轮在使用过程中的可靠性和耐用性。
102.可选的，在公开实施例中，刹车单元40可以为鼓刹，将鼓刹设置在轮毂20的中心通孔内，即将鼓刹安装在车轮的中心位置，这样可以保证刹车单元40功能的实现，同时使得车轮的整体结构更加紧凑。
103.进一步的，轮毂20的内缘具有第一锥面21，刹车单元40的外缘具有第二锥面41，第一锥面21与第二锥面41过盈配合，具体的，第一锥面21即为轮毂20中心通孔边缘的锥面倒角，在安装刹车单元40时，刹车单元40边缘的第二锥面41会抵接在第一锥面21上，在将刹车单元40往轮毂20的中心通孔内推动，是第二锥面41会沿着第一锥面21滑动，从而，通过第一锥面21和第二锥面41的配合，便于刹车单40元在轮毂20上的装配，同时提高了刹车单元40在轮毂20上安装的可靠性。
104.作为一种可选的方式，本公开实施例提供的车轮，轮毂20设置有多个第一安装孔22，轮毂20通过连接在第一安装孔22内的紧固件和刹车单元40连接。
105.具体的，轮毂20与刹车单元40连接的紧固件为第一螺栓51，在刹车单元40的外壁上周向设置有间隔分布的多个凸台42，凸台42上均设置有沿刹车单元40轴向延伸的第二安装孔421，在刹车单元40装配在轮毂20上时，第二安装孔421与第一安装孔22一一对应。
106.需要说明的是，在装配时，先通过第一锥面21与第二锥面41的配合，将刹车单元40装入轮毂20的中心，同时使得第一安装孔22与第二安装孔421相对，此时由于凸台42可以抵接在轮毂20的侧壁上，因此可以对刹车单元40相对于轮毂20的轴向位置进行定位，最后将第一螺栓51依次穿过第一安装孔22和第二安装孔421，并通过第一螺母52锁紧，在第一螺栓51和第一螺母52的安装面还可以设置垫圈以提高预紧力，保证安装的可靠性。因此，通过上述的结构设计及安装步骤，可以将刹车单元40进行锁定，防止刹车单元40从轮毂20中脱出。
107.作为一种可选的方式，本公开实施例提供的车轮，轮毂20上可以设置减重结构，减重结构可以是减重槽23。
108.具体的，减重槽23可以为多个，且每个减重槽23设置在相邻的第一安装孔22之间，从而，可以降低轮毂20的质量，由此减轻车轮的重量。
109.需要说明的是，减重结构还可以是减重孔或其他结构形式，本公开实施例对减重结构的选择不做具体限制。
110.作为一种可选的方式，本公开实施例提供的车轮，车圈10为环状结构，且车圈10的内缘设置有沿其周向延伸的第一加强筋11，第一加强筋11连接在相邻的辐条30之间。
111.具体的，第一加强筋11的顶部可以为弧面，且弧面形状与车圈10的内缘形状相匹配，通过设置第一加强筋11，提高了车圈10的结构强度和刚度，避免在受到压力时，车圈10上辐条30之间的区域产生形变。
112.可选的，车圈10的内缘可以设置有第二加强筋12，第二加强筋12沿车圈10的径向设置在第一加强筋11的侧壁上，从而通过沿不同方向延伸的加强筋分布在车圈10周向上的各个位置，进一步加强了车圈10的结构。
113.作为一种可选的方式，本公开实施例提供的车轮，还包括轮胎60，轮胎60套设在外圈10上，如此设置，使得车轮的外缘具备一定的弹性，同时增大车轮与地面接触时的摩擦力。
114.具体的，在车圈10上可以设置周向分布的装配孔13，轮胎60安装时可以卡接在装配孔13内，一方面进一步降低了车圈10的重量，另一方面提高了车胎60在车圈10上安装的可靠性。
115.作为一种可选的方式，本公开实施例提供的车轮，车圈10、辐条30和轮毂20为一体式结构，这样可以简化车轮的装配工艺的同时，降低生产成本。
116.具体的，车圈10、辐条30和轮毂20可以为塑料件，且可以选用强度较高、耐用性较好的工程塑料。此外，车圈10、辐条30和轮毂20三者可以通过注塑工艺一体成型，或者选用其他的成型工艺，本公开实施例对此不作具体限定。如此设置，可以降低车轮的生产制造的材料成本，同时降低车轮的重量，更加利于自行车车体的轻量化。
117.本公开的实施例提供的车轮包括车圈、轮毂和多个辐条，轴毂和车圈同心设置，辐条连接在车圈和轮毂之间，从而通过辐条支撑起整个车轮的结构，在车轮受到承载力时，承载力会沿辐条的长度方向延伸，使得车轮具备较好的结构强度及承载能力，辐条的沿轮毂轴向的相对两侧表面设置有凹槽，从而在辐条的两侧边缘形成了筋板的结构，在减轻了车轮重量的同时，进一步提高了车轮结构的强度，进而有利于实现自行车整体的轻量化，此外还降低了生产制造的成本。
118.实施例二
119.如图1至图7所示，本公开的实施例提供了一种自行车，括车架100和实施例一中的车轮，车轮通过转轴50连接在车架100上。
120.具体的，转轴50可以穿过刹车单元40，并通过第二螺栓53连接安装在车架100的下叉上，车架100相对设置的下叉分别设置在车轮的两侧，通过车轮中心的转轴50，车轮可以相对车架100转动，从而实现了自行车的行进的功能。
121.需要说明的是，在本实施例中，实施例一中的车轮可以安装在车架100前部的前车轮，也可以是安装在车架100后部的后车轮，或者都采用实施例一中的车轮，从而降低本实施例中自行车的重量和生产成本。此外，刹车单元40可以只安装在后车轮上，即可以实现其功能。
122.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。