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快速更换轮辐的自行车 车轮结构

阅读：194发布：2023-01-12

专利汇可以提供快速更换轮辐的自行车车轮结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种快速更换轮辐的自行车车轮结构.其特点是将现行轮辐的防脱墩头改成细长的‘一’字形头，最大宽度等于轮辐直径d，长度h≈2d；将轮毂法兰的圆形轮辐连接孔，改成与轮辐墩头轴向平面投影几何相似且略大的长形孔，轮辐墩头可穿过。更换轮辐时，轮辐墩头可从链轮 / 刹车轮与轮毂法兰间的空隙直接穿过法兰孔，使弯颈进入孔中；再转动轮辐到相应位置与轮辋连接，转动过程中墩头相对轮毂法兰连接孔产生位移，墩头被法兰卡住不能退出，故可保持其承力和维形功能。此新型也能供具有抱闸及钳、盘闸的自行车车轮使用，实现轮辐快速更换。本实用新型可提高劳动效率和自行车的利用率。，下面是快速更换轮辐的自行车车轮结构专利的具体信息内容。

权利要求

1.快速更换轮辐的自行车车轮结构，是以现行自行车车轮结构为基础，又不完全同于现行自行车车轮的结构，其特征在于改变现行自行车车轮的轮辐防脱墩头几何形状，由轴对称的旋转体改成面对称的‘一’字形体(31α)。
2.根据权利要求1所述的快速更换轮辐的自行车车轮结构，其特征在于轮辐墩头在弯颈轴向的投影似‘一’字，其宽度等于轮辐直径(d)，其长度基本维持在现行轮辐墩头的范围附近，但可按需要调整，墩头的两端面是与相互平行的两侧平面相切的圆柱面。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的快速更换轮辐的自行车车轮结构，其特征在于轮辐墩头宽度的中面是墩头对称面，对称面与除墩头外的整个轮辐的对称面有一角度(β)，其大小视其与轮毂法兰的连接强度，可自0，即墩头对称面就是整个轮辐的对称面，到轮辐固定后其墩头与轮毂法兰侧面接触面积最大，即墩头对称面与连接孔对称面垂直，之间变化。
4.快速更换轮辐的自行车车轮结构，是以现行自行车车轮结构为基础，又不完全同于现行自行车车轮的结构，其特征在于轮毂法兰上的轮辐连接孔与轮辐墩头在弯颈轴向的投影相似，但尺寸略大，即相似比稍微大于1，轮辐墩头可通过。
5.根据权利要求4所述的快速更换轮辐的自行车车轮结构，其特征是轮毂法兰径向平面为轮辐连接孔小尺寸的对称面，孔长轴所在平面。
6.根据权利要求1或4所述的快速更换轮辐的自行车车轮结构，其特征在于设计轮辐墩头插入轮毂法兰连接孔时的相对位置，和轮辐最终固定位置不同，在位置变换过程中轮辐墩头相对连接孔产生角位移，而被法兰卡住不能再自孔中脱出，而保持轮辐的结构功能。

说明书全文

快速更换轮辐的自行车 车轮结构

技术领域

[0001] 本专利涉及自行车车轮的结构。

背景技术

[0002] 当前世界上的自行车，绝大多数采用链传动张线式轮辐车轮，对自行车这是效率最高的一种结构形式。后轮最复杂，由轮胎1、轮辋2、轮辐3、轮辐调节螺母4、轮毂5、链轮6以及轮轴7，构成，如果使用抱闸或钳盘闸，还包括闸轮/闸盘，见图1，件8。

[0003] 其中件2、3、4、5是主要承力部件构成车轮骨架。

[0004] 轮辐结构一端有螺纹；另一端是一个顶端带有防脱墩头的弯颈，弯颈穿在轮毂法兰上的连接孔中与轮毂连接。墩头直径D约为轮辐直径的2倍，见图2。

[0005] 轮毂有两个靠近两端的轮辐连接的法兰，沿法兰周向，均匀分布有一圈比轮辐直径d稍大而比轮辐墩头直径小得多的圆形轮辐连接孔，见图3。轮辐可自螺纹端穿过而防脱墩头不能脱出。

[0006] 车轮组装必须先自骨架开始，因轮辐与轮毂连接必须使螺纹端先穿过轮毂法兰的连接孔弯颈才能进入孔中，这只有在链轮、闸轮装上以前才能办到

[0007] 自行车的后轮负载最大最易出现轮辐断裂。

[0008] 轮辐断裂后必须及时更换，否则因断裂的轮辐失效，破坏了原来承力骨架力的平衡，使其它轮辐的载荷值增大，其同侧相邻轮辐增加最大；而另一法兰上的轮辐相反会产生卸载，令车轮产生空间几何变形，交变载荷分量幅度增加，轮辐的寿命损伤加快，继而使同法兰相邻轮辐出现断裂。轮辋与车架相互擦碰使它们都产生机械损伤。车轮进一步变形以至无法骑行。

[0009] 轮辐损坏后，必须分解自行车。否则因轮毂上的链轮、闸轮/闸盘的阻挡，轮辐不能更换，见图3。更换时必须先将链条自链轮上摘下，再将后车轮从自行车上卸下；继之分解掉轮毂上的链轮、闸轮/闸盘，这时才能将新的轮辐按要求装到车轮上。然后再按相反的顺序将链轮、闸轮/闸盘、车轮、链条依次按要求装好，才算完成更换工作。这需要很长的时间，而且需要特殊的工具和技术，这是一般人不具备的；通常都要送专门的修车点修理。其后果是要付出更大的成本，花费更多的时间，更因误事带来很大的精神困扰。

[0010] 经实际考查以及网上查新，未发现有解决更换轮辐困难的技术实例。发明内容

[0011] 为解决更换轮辐的困难问题，本专利的发明内容是：不改变现行自行车车轮的结构形式，不增加现行自行车车轮材料的消耗和改变制造工艺的情况下，只对有关结构的几何形状进行改进，即能实现快速更换轮辐而保持其功能不变。

[0012] 首先，将轮辐弯颈顶端的防脱墩头形状由轴对称的扁圆形体改成面对称的‘一’字形体，即沿弯颈的轴向投影类似‘一’字。

[0013] 其次，把现行轮毂法兰上的轮辐固定孔，由轴对称的圆孔改成面对称的细长孔，形状与轮辐‘一’字形墩头轴向投影相似而相似比略大于1，如图4详图A，使‘一’字形墩头能顺利穿过法兰，摆脱更换轮辐时链轮/闸轮阻挡，可实现快速更换轮辐。

[0014] 由于当前的许多自行车前轮也采用抱闸或钳、盘闸，同样存在不分解自行车及车轮轮毂上的闸轮/闸盘，不能更换轮辐的问题。采用本实用新型即可迎刃而解。即使在不分解车轮也能更换轮辐的情况下，例如不使用抱闸/钳、盘闸的前车轮，也可采用。采用本实用新型能提高车轮的装配和维修劳动生产率，大大提高自行车的使用性和利用率。对于世界上数量庞大的自行车群来说，经济效益和社会效益明显。

[0015] 附图说明

[0016] 图1自行车后轮的组成，其中：1轮胎；2轮辋(即车圈)；3轮辐；4轮辐调节螺母；5轮毂；6链轮；7车轮转轴；8闸轮/闸盘。

[0017] 图2现行自行车轮毂及轮辐结构示意图。其中：(a)轮毂结构示意：51轮毂壳体；52轮毂轮辐连接法兰；53轮毂法兰轮辐连接孔；(b)轮辐结构示意：31防脱墩头；32弯颈；
33辐身；34螺尾。

[0018] 图3现行自行车后轮轮毂及其链轮、闸轮/闸盘相互位置示意图。

[0019] 图4本专利轮毂法兰的轮辐连接孔及轮辐结构示意图。(a)轮毂法兰连接孔示意：B法兰上轮辐安装孔最大宽度；H轮辐安装孔最大长度；R法兰轮辐安装孔端圆柱面半径。

[0020] (b)轮辐结构示意：31a本专利轮辐墩头；d轮辐直径；b墩头最大宽度；h墩头最大长度；t轮辐墩头最大厚度；M轮辐与轮辋连接端螺纹；l弯颈长度；β墩头对称面与轮辐对称面夹角；r墩头两端圆弧半径。

[0021] 图5链轮端法兰外侧轮辐安装第一步。轮辐‘一’字形墩头对准轮毂法兰上的安装孔。

[0022] 图6链轮端法兰外侧轮辐安装第二步。轮辐‘一’字形墩头自安装孔穿过轮毂法兰。

[0023] 图7链轮端法兰外侧轮辐安装第三步。将轮辐旋转一定角度，使螺尾到达轮辋的连接点用轮辐调节螺母按要求与轮辋连接。轮辐弯颈必需靠在安装孔外端的圆柱面上，如B详图，其中断面线是轮辐‘一’字形墩头与轮毂法兰的防脱接触面。虚线表墩头对准、过孔时相对位置，实线是轮辐固定后位置。

[0024] 图8链轮端法兰内侧轮辐安装第一步。使轮辐‘一’字形墩头与轮毂法兰上的安装孔对准。

[0025] 图9链轮端法兰内侧轮辐安装第二步。将轮辐‘一’字形墩头自安装孔穿过轮毂法兰。

[0026] 图10链轮端法兰内侧轮辐安装第三步。将轮辐旋转一定角度使轮辐螺尾到达轮辋的连接点，用轮辐调节螺母按要求与轮辋连接。轮辐弯颈必需靠在安装孔外端的圆柱面上，如C详图，其中断面线是轮辐‘一’字形墩头与轮毂法兰的防脱接触面。虚线是墩头对准、过孔时相对位置，实线是轮辐固定后位置。

[0027] 图11闸轮/盘与轮毂法兰间距离示意图。

具体实施方式

[0028] 轮辐防脱墩头的具体结构可按图4(b)：其长度h基本保持在原墩头≈2d范围内，也可按需要调整；而其宽度b等于轮辐的直径d，其两端可以是与相互平行的两侧面相切的圆柱面，半径r为宽度的一半，最大厚度t的范围可按需要调整。轮辐墩头宽度b对称面的方向，与除它以外部分的对称面呈一定角度(见图4)β，以便轮辐固定后其墩头与轮毂法兰孔的对称面基本垂直，使墩头与法兰的重叠面积最大化，实现牢固止脱，见图7详图B及图10详图C中断面线部分；β与轮辋及轮毂的相关尺寸、轮辐数量等有关，一旦确定即可根据几何关系计算。轮辐的其他尺寸按现行轮辐不变。如果强度满足要求，β也可为0或180°；即‘一’字形墩头宽度的对称面与整个轮辐的对称面重合。生产轮辐按现行工艺不变，只将冲制墩头的模具改成与本专利相应。折弯工装需要有‘一字’形墩头的定位面，以保证‘一字’形墩头对称面与轮辐对称面的夹角β。

[0029] 轮毂法兰上的轮辐连接孔，相应于轮辐墩头可按图4(a)：沿法兰切向宽度尺寸B比轮辐直径d稍大，在法兰径向长度尺寸H，稍大于轮辐‘一’字形墩头长度h，孔的两端是与相互平行的两侧面相切的圆柱面，半径R为宽度的一半。用传统机械加工制出。也可用其它高效新型工艺(如自动冲制，激光切割等)制造。或者它们的结合生产。

[0030] 在保持自行车整车状态下轮辐快速更换时。以更换链轮端法兰外侧，即靠链轮侧的轮辐为例，首先按图5将轮辐‘一’字形墩头插入链轮和轮毂法兰之间的空间，使‘一’字墩头对准法兰上的轮辐安装孔，马上按图6所示将墩头穿过法兰使弯颈进入孔中，接着按图7箭头向与轮辋连接位置转动轮辐；到位后将轮辐与轮辐调节螺母连接，此时应保证轮辐弯颈靠在连接孔的外圆弧面上，以维持车轮空间形状稳定，并使用一般工具(如活动扳手，钳子，或轮辐扳手)调节轮辐长度和张力。以相同的方法更换连轮端的法兰内侧轮辐，但按图8-10所示。

[0031] 如果自行车使用抱闸或钳、盘闸时，则闸轮/闸盘的腹板到相邻轮毂法兰的距离s，见图11，必须大于轮辐弯颈长度l。轮辐的更换，与轮毂链轮端法兰上的轮辐更换步骤及注意事项类似。

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