阅读说明：本技术 自行车轮组 (Bicycle wheel set ) 是由 陈建璋 于 2018-06-01 设计创作，主要内容包括：本发明揭示一种自行车轮组,包含：轮框、轮轴及N组辐条组。各辐条组各具有四支辐条。轮框借由辐条组与轮轴连接。借此能降低侧风阻力,使自行车容易维持速度以及车身稳定度。(The present invention discloses a bicycle wheel set, comprising: wheel frame, shaft and N group spoke groups. Each spoke set has four spokes. The wheel frame is connected with the wheel shaft through the spoke set. Therefore, the side wind resistance can be reduced, and the bicycle can easily maintain the speed and the stability of the bicycle body.)

自行车轮组

技术领域

本发明是有关于一种轮组，特别是一种自行车轮组。

背景技术

风阻是所有竞速运动最大的敌人之一，尤其在自行车领域因为完全靠人力进行竞技，减少风阻可以很明显的增加速度与稳定度。

自行车的车架在行进间的姿态是固定的，很容易从风洞试验中快速得到改善的数据，自行车厂商多数愿意投入自行车架的研发。但是自行车轮组的辐条在行进间的风阻变化是动态的，风是无定向的来自四面八方的任何角度，在不同速度与不同风切角度的条件会产生不同的风阻数据，大部分自行车厂商不太愿意花心思在辐条的编织法来进行突破跟设计，因为过程非常的耗费财力与时间，需要有庞大资金支持与不断的测试才能有结果。

参照图1，为现有自行车轮组第一形状前视图。这种第一形状的现有自行车轮组由一轮框90向轴心辐射多个辐条91，多个辐条91等距且等角度的排列。

参照图2，为现有自行车轮组第二形状前视图。这种第二形状的现有自行车轮组由一轮框90向轴心辐射多个辐条92，多个辐条92以不同角度与轴心连接，但多个辐条之间维持相等的距离，且相交叉的辐条92彼此交叠接触。

不同辐条编织法的风阻经风洞测试确实对骑乘时的速度产生一定的影响，关系到骑士与车体本身的稳定度。因此仍有必要进一步改善自行车轮组的设计以降低风阻。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自行车轮组，能够降低风阻，提高自行车行进的效率与稳定度，降低骑士的骑乘疲劳度，增加整体自行车行进的安全性。

本发明的另一目的在于提供一种自行车轮组，骑士在使用同等的力量输出时，所述骑士能够节省较多的能量消耗。

本发明的再一目的在于提供一种自行车轮组，能够降低非正向风的风扰。

本发明的又一目的在于提供一种自行车轮组，能够降低整体的风阻。

为了达成前述及其他发明目的，本发明提供的一种自行车轮组，包含：一种自行车轮组，包含：轮框；轮轴；及N组辐条组，各辐条组各具有四支辐条，N为大于等于3的自然数，所述轮框借由所述N组辐条组与所述轮轴连接。

在本发明一实施例中，各辐条组分别与相邻的辐条组交错。

在本发明一实施例中，第N组辐条组与第N-1组、第N-2组及第N+1组、第N+2组的辐条组交错。

在本发明一实施例中，第N组辐条组的第3支及第4支辐条与第N+1组的第1支及第2支辐条交错，第N组辐条组的第3支及第4支辐条与第N+2组的第1支及第2支辐条交错，第N组辐条组的第1支及第2支辐条与第N-1组的第3支及第4支辐条交错，第N组辐条组的第1支及第2支辐条与第N-2组的第3支及第4支辐条交错。

在本发明一实施例中，各组辐条组的四支辐条，进一步分为第一侧边组辐条及第二侧边组辐条，所述第一侧边组辐条、所述第二侧边组辐条各包含二支辐条。

在本发明一实施例中，第N组辐条组的所述第一侧边组辐条，与第N-1组辐条组的所述第一侧边组辐条、第N-2组的所述第一侧边组辐条，分别有一支辐条交错。

在本发明一实施例中，第N组辐条组的所述第二侧边组辐条，与第N-1组辐条组的所述第二侧边组辐条、第N-2组的所述第二侧边组辐条，分别有一支辐条交错。

在本发明一实施例中，各所述辐条组分别与相邻的所述辐条组不接触。

在本发明一实施例中，各所述辐条与辐条的间具有间隙。

在本发明一实施例中，所述辐条组数量为六组。

附图说明

图1为现有自行车轮组第一形状前视图。

图2为现有自行车轮组第二形状前视图。

图3为本发明实施例的自行车轮组进行风洞测试的方向角度示意图。

图4为本发明实施例的自行车轮组的组合前视图。

图5为本发明实施例的自行车轮组的组合立体图。

图6为本发明实施例的自行车轮组的组合前视局部放大图。

图7为图6的X-X方向视图。

图8为本发明实施例的自行车轮组的组合前视中央局部放大图。

图9为本发明实施例的自行车轮组的组合局部放大立体图。

图10为本发明实施例与现有的自行车轮组的测试数据比较线条图。

具体实施方式

以下将详细说明参考附图中的代表性实施例，其中相似或相同的组件使用相同的编号。以下描述的实施例预期涵盖如所附权利要求范围定义的实施例的精神及范畴内的替代实施例、修改或等效的替换。应理解，本发明所提到的方向用语仅是参考附图的方向说明本发明，非用以限制本发明。另外，以下说明将一特征、组件或手段描述于一实施例时，本领域技术人员运用其知识将所述特征、组件或手段实施于未描述的其他实施例当视为等效；在一些单独实施例中描述的某些特征，也可以在其他实施例中单独或组合实现；相反的，在多个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分开地或以任何合适的子组合在其他单独或多个实施例中实现。

参照图4及图5，图4为本发明实施例自行车轮组的组合前视图，图5为本发明实施例自行车轮组的组合立体图。本发明实施例的自行车轮组包含轮框20、轮轴10及N组辐条组(例如图4所绘示的六组辐条组A～F)。其中，N组辐条组的各辐条组各具有四支辐条30。所述轮框20借由所述N组辐条组与所述轮轴10连接，且其中，N为大于等于3的自然数。在本实施中如图所示依序共计有辐条组A、辐条组B、辐条组C、辐条组D、辐条组E及辐条组F等共六组，所述辐条组数量较佳为六组，且各辐条组的四支辐条30系集中排列使各相邻辐条组明显分隔。

本发明实施例的精神在于，借由N组各具有四支辐条30的辐条组，本发明实施例揭示的自行车轮组，能够产生一个“面”的空气墙，所述空气墙因为与外界空气的气压差，能够形成防护面，进而降低非正向风的风扰，借此能够降低整体的风阻，降低骑士的骑乘疲劳度，增加整体自行车行进的安全性。

本发明实施例的精神另在于，借由N组各具有四支辐条30的辐条组，无论所述些辐条组的间交错或者不交错，由于“组”的“四支”辐条30的结构设计，能够产生一个的空气的防护面，进而降低非正向风的风扰，借此能够降低整体的风阻，降低骑士的骑乘疲劳度，增加整体自行车行进的安全性。

关于本发明实施例借由N组各具有四支辐条30的辐条组能产生一个的空气的防护面的细节分述如下：

参照图6及图7，图6为本发明实施例的自行车轮组的组合前视局部放大图，图7为图6的X-X方向视图。由于辐条30的数量多且交错，因此图6仅绘示辐条组A、辐条组B及辐条组C进行说明。其中，辐条组A的四支辐条30以顺时针方向依序为辐条a1、辐条a2、辐条a3及辐条a4。辐条组B的四支辐条30以顺时针方向依序为辐条b1、辐条b2、辐条b3及辐条b4。辐条组C的四支辐条30以顺时针方向依序为辐条c1、辐条c2、辐条c3及辐条c4。

如图6所示，各辐条组分别与相邻的辐条组交错。即辐条组A与辐条组B交错，辐条组B与辐条组C交错。本发明所称相邻的辐条组与辐条组交错是指各辐条组的四支辐条30其中至少一支辐条30于前视方向彼此交错。

其中，前视方向指以图面为基准的前视方向。

交错方式为：第N组辐条组的第3支及第4支辐条与第N+1组的第1支及第2支辐条交错，第N组辐条组的第3支及第4支辐条与第N+2组的第1支及第2支辐条交错，第N组辐条组的第1支及第2支辐条与第N-1组的第3支及第4支辐条交错，第N组辐条组的第1支及第2支辐条与第N-2组的第3支及第4支辐条交错。

以图6及图8举例，辐条组A的辐条a3及辐条a4与辐条组B的辐条b1、辐条b2于前视方向彼此交错，辐条组A的辐条a3及辐条a4与辐条组C的辐条c1、辐条c2于前视方向彼此交错，辐条组A的辐条a1及辐条a2与辐条组F的辐条f3、辐条f4于前视方向彼此交错，辐条组A的辐条a1及辐条a2与辐条组E的辐条e3、辐条e4于前视方向彼此交错。

更佳地，各组辐条组的四支辐条30，进一步分为第一侧边组辐条S1及第二侧边组辐条S2，所述第一侧边组辐条S1、所述第二侧边组辐条S2各包含二支辐条30。参照图7，以辐条组A为例，辐条组A的辐条a1及辐条a3位于第一侧边组辐条S1(图面的左边)，辐条组A的辐条a2及辐条a4位于第二侧边组辐条S2(图面的右边)，借此将辐条组A的四支辐条30辐条a1、辐条a2、辐条a3及辐条a4交错的分置轮轴10的左右两侧，使张力与应力均匀分散。且各所述辐条30与辐条30的间具有间隙g，各辐条30的间不相互接触可以使气体从所述间隙g通过，于“组”的“四支”辐条30的结构设计中，能产生一个的空气的防护面的同时，还能避免交叠的接触点形成单一的较大断面面积，进而降低风阻。

更佳地，第N组辐条组与第N-1组、第N-2组及第N+1组、第N+2组的辐条组交错。参照图8，为本发明自行车轮组的组合前视中央局部放大图。所述第N组辐条组以辐条组A为例，则第N-1组为辐条组F、第N-2组为辐条组E，第N+1组为辐条组B、第N+2组为辐条组C。

参照图8所示，第N组辐条组A的辐条a1、辐条a2与第N-1组辐条组F的辐条f3、辐条f4交错，第N组辐条组A的辐条a1、辐条a2与第N-2组辐条组E的辐条e3、辐条e4交错，第N组辐条组A的辐条a3、辐条a4与第N+1组辐条组B的辐条b1、辐条b2交错，第N组辐条组A的辐条a3、辐条a4与第N+2组辐条组C的辐条c1、辐条c2交错。借此，每一辐条组与相邻辐条组及相隔一辐条组的辐条组部分交错，能使张力与应力均匀分散。

其中，第N组辐条组的所述第一侧边组辐条S1，与第N-1组辐条组的所述第一侧边组辐条S1、第N-2组的所述第一侧边组辐条S1，都分别有一支辐条30交错。参照前述说明，各辐条组的辐条a1、a3、b1、b3…等单数辐条都位于第一侧边组辐条S1，反之，各辐条组的辐条a2、a4、b2、b4…等双数辐条都位于第二侧边组辐条S2。续参照图8所示，第N组辐条组A的辐条a1与第N-1组辐条组F的辐条f3交错，且与第N-2组辐条组E的辐条e3交错。借此，每一辐条组与相邻辐条组及相隔一辐条组的辐条组都分别有一支辐条30交错，能使张力与应力均匀分散。

其中，第N组辐条组的所述第二侧边组辐条S2，与第N-1组辐条组的所述第二侧边组辐条S2、第N-2组的所述第二侧边组辐条S2，分别有一支辐条30交错。同样参照图8所示，第N组辐条组A的辐条a2与第N-1组辐条组F的辐条f4交错，且与第N-2组辐条组E的辐条e4交错。借此，每一辐条组与相邻辐条组及相隔一辐条组的辐条组都分别有一支辐条30交错，能使张力与应力均匀分散。

参照图9，为本发明实施例的自行车轮组的组合局部放大立体图。如图所示，各所述辐条组分别与相邻的所述辐条组不接触，同时各所述辐条30与辐条30的间具有间隙。

综上所述，本发明实施例的自行车轮组具有以下特点：

1、各辐条组各具有四支辐条，各辐条组分别与相邻的辐条组交错。

2、各辐条组分别与相邻的辐条组不接触。

3、各辐条相互不接触。

本发明实施例的自行车轮组特别委托“财团法人自行车暨健康科技工业研究发展中心(Cycling&Health Tech Industry R&D Center)”进行风洞试验，并且将图2的现有自行车轮组进行相同的风洞试验作为比较。检测方式是以每小时时速48公里(每秒13.3公尺)，左右两侧偏摆0～15度角的侧风所产生的风组。这是因为，骑士在骑乘过程中，不可能完全的维持在正向的0度，大都会是左右偏摆的0至15度，即-15度至+15度。

参照图3，为本发明实施例的自行车轮组进行风洞测试的方向角度示意图。风洞试验于试验场中设置测试台40，测试台40上方以固定架41固定受测轮组42。测试时以每秒13.3公尺固定风速并分别将测试台40转换不同角度对准风洞的风向进行试验，使受测轮组42分别得到前方正风向W0、右方侧风向W1及左方侧风向W2等各种不同风向的试验数据，右方侧风向W1相较前方正风向W0有+15度的角度偏差，左方侧风向W2相较前方正风向W0有-15度的角度偏差，并且微调整测试台40角度分别取得+5度、+10度、-5度及-10度的试验数据。

实验可得风阻的阻力表，如表1、表2。

表1：本发明自行车轮组风洞试验数据

表2：现有自行车轮组风洞试验数据

以上数据进行比较，得到表3～表4的数据，并制作出图10的测试结果线条图。

图10为测试结果线条图，B1-Y为本发明实施例的自行车轮组的数据，B2-Y为现有的轮组的数据。

将其中单位克的阻力值换算为单位牛顿的阻力值。可采用公式：牛顿N＝阻力值*0.0098，且牛顿N*风速M＝瓦数W*秒S，得到瓦数的值。其中风速M的测试值为13.3公尺/秒，瓦数W即每秒消耗值。得到如下表3、表4及表5的数据。

表3：本发明实施例的自行车轮组风洞试验数据

B1	15度	10度	5度	0度	-5度	-10度	-15度
								阻力值	546.48	645.54	670.38	677.38	500.76	484.94	428.87
牛顿	5.35	6.32	6.56	6.63	4.9	4.75	4.2
								瓦数	71.15	84.05	87.42	88.17	65.17	63.17	55.86

表4：现有自行车轮组风洞试验数据

B2	15度	10度	5度	0度	-5度	-10度	-15度
								阻力值	656.08	657.78	667.11	660.89	587.15	555.24	559.45
牛顿	6.43	6.44	6.54	6.47	5.75	5.44	5.48
								瓦数	85.5	85.65	86.98	86.05	76.47	72.35	72.88

表5：阻力值差距表

从表5的阻力值差距表可以推算出，正15度角数据计算差距为14瓦，则B1(本发明实施例)在每秒的功率上就减少了14瓦的消耗，两者的间的能量消耗及速度上的差异就非常明显。

例如以同等的力量输出(例如100瓦)，骑乘时间一小时来做比较，每秒14瓦的差距在60分钟的时间就足足为骑乘者省下了50400瓦的消耗，如此的效能差异明确的显示出，本发明实施例的四孔集中式幅条编法的自行车轮组，其效能将为自行车轮组带来革命性的变革。

再例如，以100公里的比赛举例，业余选手以时速25公里/小时的速度骑乘，则可共节省201600瓦的能量，足足节省有14％的能量消耗，相较于现有的轮组。换句话说，可以让使用者多领先一个群组。

综合前述说明，本发明实施例利用交错的辐条编织法，轮组两侧分别能够产生一个“面”的空气墙，所述空气墙因为与外界空气的气压差，能够形成防护面，进而降低侧向的风扰，进而降低整体的风阻，且各所述辐条30与辐条30的间具有间隙借此能够降低侧向的风阻，降低骑士的骑乘疲劳度，增加整体自行车行进的安全性。

轮组的设计在扣除掉轮框20的高度剩下的侧向风阻面就会是由辐条30构成，辐条30在转动时产生的面积会是轮框20的数倍，辐条30形成的辐条面产生的面积大，些微的气动力学改善即能产生较大的抗风阻效应。

本发明已利用上述较佳实施例揭示，惟其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中的技术人员，应清楚了解本发明并不受限于上述说明性实施方式的细节，本发明得以其他特定形式实施而不脱离本发明的基本精神，实施方式仅为说明本发明，而非限制本发明，本发明以权利要求范围为依据，而非以上述说明为依据，权利要求范围的意义及均等范围中所有变型均属本发明的范围。

【符号说明】

10 轮轴

20 轮框

30 辐条

40 测试台

41 固定架

42 受测轮组

90 轮框

91 辐条

92 辐条

A～F 辐条组

a1～a4 辐条

b1～b4 辐条

c1～c4 辐条

e3～b4 辐条

f1～f4 辐条

g 间隙

S1 第一侧边组辐条

S2 第二侧边组辐条

W0 前方正风向

W1 右方侧风向

W2 左方侧风向