深碟形空气动力学车轮及配件的制作方法

专利检索2025-02-08  29


本说明书总体涉及交通工具车轮,特别是具有改进的空气动力学的车轮。


背景技术:

1、以自行车作为交通工具的示例,阻碍自行车运动的重要力是自行车在空气中运动引起的阻力。这些阻力对于运动型骑行者和职业型骑行者来说尤其成问题。克服该阻力所需的功率通常与交通工具的速度成比例,提升到第三功率。更大的速度会导致更大的阻力,这反过来要求骑行者花费更大的能量来克服阻力,并且这会对骑行者的表现产生不利影响。因此,减少阻力对于竞赛骑行者和其他严肃骑行者而言是重要考虑因素。

2、自行车阻力的主要来源是自行车车轮上面和周围的空气流动。已知的是,用于自行车的传统车轮通常包括承载在地面上滚动的轮胎的轮辋、能够在固定到自行车车架的销上旋转的轮毂,以及将轮辋连接到轮毂的多个辐条。传统的辐条式车轮在侧风中通常是稳定的,并且根据其制造中使用的材料,可以是轻质且刚性的。


技术实现思路

1、根据一些实施方式,提供一种用于交通工具车轮的配件,包括:外轮辋,所述外轮辋构造成与轮胎操作性地联接;内轮辋,所述内轮辋构造成位于所述外轮辋的径向内侧,并远离所述车轮的轮毂一径向距离;可适应周向膜片,所述可适应周向膜片构造成操作性地联接到所述内轮辋和所述外轮辋,所述可适应周向膜片在结构上构造成在受到外力时适应于外力并改变形状;以及附接组件,所述附接组件构造成将所述可适应周向膜片作为车轮结构元件的覆盖物操作性地联接到所述外轮辋和所述内轮辋,所述车轮结构元件将所述轮毂联接到所述轮胎;其中,所述车轮结构元件包括至少一个车轮辐条。

2、根据一些实施方式,所述可适应周向膜片包括:至少一个空气接合柔性且空气动力学的表面,所述空气接合柔性且空气动力学的表面覆盖所述结构元件并联接到所述内轮辋和所述外轮辋,并且具有径向内侧周缘和径向远端周缘,其中所述径向内侧周缘构造成操作性地连接到所述内轮辋,并且所述径向远端周缘构造成操作性地连接到所述外轮辋,形成所述车轮的至少一个轴面;其中,所述至少一个空气接合柔性且空气动力学的表面构造成在所述外力的作用下变形,并且当所述外力不再存在或者至少处于或低于预定阈值时返回到中立位置。

3、根据一些实施方式,所述至少一个空气接合柔性且空气动力学的表面包括:第一空气接合柔性且空气动力学的表面,所述第一空气接合柔性且空气动力学的表面构造成操作性地连接到所述内轮辋和所述外轮辋,并且所述径向内侧边缘构造成操作性地连接到所述内轮辋,且所述径向远端周缘构造成操作性地连接到所述外轮辋,从而在联接到所述车轮时形成所述车轮的第一轴面;以及第二空气接合柔性且空气动力学的表面,所述第二空气接合柔性且空气动力学的表面构造成操作性地连接到所述内轮辋和所述外轮辋,并且所述径向内侧边缘构造成操作性地连接到所述内轮辋,且所述径向远端周缘构造成操作性地连接到所述外轮辋,从而在联接到所述车轮时形成所述车轮的第二轴面。

4、根据一些实施方式,所述外力包括风。

5、根据一些实施方式,所述附接组件包括用于将所述配件联接到所述车轮的至少一个紧固件。根据一些实施方式,所述附接组件构造成将所述配件操作性地联接到管状轮胎、无内胎式轮胎或紧钳式轮胎。根据一些实施方式,所述附接组件包括机械紧固、花键通道、卡环、热结合、黏合剂、双面胶带、共成型中的一个或更多个。根据一些实施方式,所述附接组件构造成通过以下各项中的一个或更多个将所述至少一个空气接合柔性且空气动力学的表面的所述径向远端周缘操作性地连接到所述外轮辋并且将所述至少一个空气接合柔性且空气动力学的表面的所述径向内侧周缘操作性地连接到所述内轮辋:嵌入在所述至少一个空气接合柔性且空气动力学的表面的所述径向远端周缘中的弹性件,其中所述弹性件与所述外轮辋的每个轴向侧上的脊部联接,和/或嵌入在所述至少一个空气接合柔性且空气动力学的表面的所述径向内侧周缘中的弹性件,其中,所述弹性件与所述内轮辋的每个轴向侧上的脊部联接;黏合剂;以及位于所述至少一个空气接合柔性且空气动力学的表面上的凹槽与位于所述内轮辋和/或所述外轮辋上的互补凹槽的机械联接。

6、根据一些实施方式,所述可适应周向膜片包括橡胶、硅酮、乳胶、收缩包裹膜、拉伸膜、热缩膜或其组合。

7、根据一些实施方式,所述可适应周向膜片具有可变的厚度。根据一些实施方式,所述第一空气接合柔性且空气动力学的表面和所述第二空气接合柔性且空气动力学的表面具有可变的厚度。根据一些实施方式,所述第一空气接合柔性且空气动力学的表面的厚度不同于所述第二空气接合柔性且空气动力学的表面的厚度。

8、根据一些实施方式,所述至少一个可适应周向膜片在操作性地联接到所述车轮时处于张力下。根据一些实施方式,包括所述第一空气接合柔性且空气动力学的表面的所述可适应周向膜片处于第一张力下,并且所述第二空气接合柔性且空气动力学的表面处于不同于所述第一张力的第二张力下。根据一些实施方式,所述张力、所述第一张力和所述第二张力中的一个或更多个在下述范围内:该范围在径向方向上产生约0.5%至约20%的伸长、或约15%至约20%的伸长、或约1%至约600%的伸长、或约1%至约89%的伸长。根据一些实施方式,所述张力、所述第一张力和所述第二张力中的一个或更多个为约40磅/平方英寸或更小,或约0.4千磅/平方英寸至约740千磅/平方英寸,或约0.04千磅/平方英寸至约740千磅/平方英寸。

9、根据一些实施方式,所述可适应周向膜片包括聚酯膜、聚烯烃膜和橡胶中的一种或更多种。

10、根据一些实施方式,其中,所述第一轴面和所述第二轴面构造成在所述第一轴面和所述第二轴面上提供气流的附着边界层。

11、根据一些实施方式,所述径向距离在从所述外轮辋到所述轮毂的总径向距离的约1%至约99%的范围内。

12、根据一些实施方式,提供一种交通工具车轮,所述交通工具车轮包括根据前述实施方式中任一实施方式的配件。根据一些实施方式,所述交通工具是自行车。

13、根据一些实施方式,提供一种用于改变车轮的空气动力学特性的配套用具,包括:根据前述实施方式中任一实施方式的配件。根据一些实施方式,所述配套用具还包括用于将所述配件安装在所述车轮上的说明书。



技术特征:

1.一种用于交通工具车轮的配件,包括:

2.根据权利要求1所述的配件,其中,所述可适应周向膜片包括:

3.根据权利要求2所述的配件,其中,所述至少一个空气接合柔性且空气动力学的表面包括:

4.根据权利要求1至3中任一项所述的配件,其中,所述外力包括风。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的配件,其中,所述附接组件包括:至少一个紧固件。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的配件,其中,所述附接组件构造成将所述配件操作性地联接到管状轮胎、无内胎式轮胎或紧钳式轮胎。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的配件,其中,所述可适应周向膜片包括橡胶、硅酮、乳胶、收缩包裹膜、拉伸膜、热缩膜或其组合。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的配件,其中,所述可适应周向膜片具有可变的厚度。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的配件,其中,所述第一空气接合柔性且空气动力学的表面和所述第二空气接合柔性且空气动力学的表面具有可变的厚度。

10.根据权利要求3至8中任一项所述的配件,其中,所述第一空气接合柔性且空气动力学的表面的厚度不同于所述第二空气接合柔性且空气动力学的表面的厚度。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的配件,其中,所述至少一个可适应周向膜片在操作性地联接到所述车轮时处于张力下。

12.根据权利要求11所述的配件,其中,包括所述第一空气接合柔性且空气动力学的表面的所述可适应周向膜片处于第一张力下,并且所述第二空气接合柔性且空气动力学的表面处于不同于所述第一张力的第二张力下。

13.根据权利要求12所述的配件,其中,所述第一张力和所述第二张力中的一个或更多个在下述范围内:该范围在径向方向上产生约0.5%至约20%的伸长、或约15%至约20%的伸长、或约1%至约600%的伸长、或约1%至约89%的伸长。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的配件,其中,所述张力、所述第一张力和所述第二张力中的一个或更多个为约40磅/平方英寸或更小,或约0.4千磅/平方英寸至约740千磅/平方英寸,或约0.04千磅/平方英寸至约740千磅/平方英寸。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的配件,所述可适应周向膜片包括聚酯膜、聚烯烃膜和橡胶中的一种或更多种。

16.根据权利要求3至15中任一项所述的配件,其中,所述第一轴面和所述第二轴面构造成在所述第一轴面和所述第二轴面上提供气流的附着边界层。

17.根据权利要求5至16中任一项所述的配件,其中,所述附接组件包括机械紧固、花键通道、卡环、热结合、黏合剂、双面胶带、共成型中的一个或更多个。

18.根据权利要求3至17中任一项所述的配件,其中,所述附接组件构造成通过以下各项中的一个或更多个将所述至少一个空气接合柔性且空气动力学的表面的所述径向远端周缘操作性地连接到所述外轮辋并且将所述至少一个空气接合柔性且空气动力学的表面的所述径向内侧周缘操作性地连接到所述内轮辋:

19.根据权利要求1至18中任一项所述的配件,其中,所述径向距离在从所述外轮辋到所述轮毂的总径向距离的约1%至约99%的范围内。

20.一种交通工具车轮,包括:

21.根据权利要求20所述的交通工具车轮,其中,所述交通工具是自行车。

22.一种用于改变车轮的空气动力学特性的配套用具,包括:

23.根据权利要求22所述的配套用具,还包括用于将所述配件安装在所述车轮上的说明书。


技术总结
用于改善车轮空气动力学特性的配件,包括:外轮辋,该外轮辋构造成与轮胎操作性地联接;内轮辋,该内轮辋构造成位于外轮辋的径向内侧,并远离车轮轮毂一径向距离;可适应周向膜片,该可适应周向膜片构造成操作性地联接到内轮辋和外轮辋,并且在结构上构造成在受到外力时适应于外力并改变形状;以及附接组件,该附接组件构造成将可适应周向膜片作为车轮结构元件的覆盖物操作性地联接到外轮辋和内轮辋,车轮结构元件将轮毂联接到轮胎。可适应周向膜片包括至少一个空气接合柔性且空气动力学的表面,该空气接合柔性且空气动力学的表面构造成在外力的作用下变形,并且当外力不再存在时返回到中立位置。

技术研发人员:N·范伯登,P·怀特
受保护的技术使用者:2592497安大略公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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