电动窗上用品的制作方法

本申请是于2018年1月5日进入中国国家阶段的、pct申请号为pct/us2016/031378、国际申请日为2016年5月6日、中国申请号为201690000993.5、实用新型名称为“用于大型窗口的低挠度卷帘筒”的申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年5月8日提交的美国临时专利申请号62/159,132的优先权。

本实用新型涉及窗上用品，特别涉及电动窗上用品。

背景技术：

窗上用品可以被安装在一个或多个窗户的前方，例如，以防阳光进入空间和/或提供隐私。窗上用品可以例如包括卷帘、罗马帘、软百叶帘或者帷幔。卷帘通常包括卷到细长卷轴筒上的柔性帘织物。这样的卷帘可以包括位于帘织物下端的加重卷边条。卷边条(hembar)可以使得帘织物悬挂在前方安装卷帘的一个或多个窗户的前方。

窗户施工技术的进步已使制作窗户的尺寸不断增加，诸如窗户宽度可能高达8英尺或更宽。这样的大型窗户可能需要类似大小的窗上用品。例如，配置成覆盖这样宽的窗户的卷帘可能需要相当长的卷轴筒。

在制作用于宽窗的卷帘的过程中，可能期望保持尺寸适合较小窗户的相关卷帘的美观性。然而，简单地支撑在筒的相对两端的卷帘的卷轴筒可能会展现出从筒端部到筒中部的挠度增大。这种现象可以被称为筒下垂。筒下垂会限制可以制作的卷帘的卷轴筒的长度。随着卷轴筒长度增大，筒下垂可能变得更加明显。

筒下垂过多可能导致卷帘呈现不理想的美观性和/或操作特性。例如，筒下垂可能导致可见的下垂线出现在帘材料中。此外，当帘卷起时，筒下垂可能导致卷帘的帘材料起皱。在几乎没有筒下垂的卷帘中，帘材料通常垂直于卷轴筒卷起。然而，当卷轴筒呈现出筒下垂时，随着帘卷起，帘材料的右半部分可能向左移动和/或帘材料的左半部分可能向右移动。这会在卷起的帘材料中引入皱褶。

用于解决卷帘中的筒下垂的已知解决方案可能具有一个或多个不理想的特性。例如，第一种解决方案可以增大卷轴筒的筒径来实现硬度增大。然而，这样扩增的卷轴筒可能需要额外的空间，这会对安装卷帘的美观性产生负面影响。在另一种解决方案中，可以在沿着卷轴筒长度的一个或多个位置支撑帘材料。然而，帘材料在支撑件上的移动可能导致不理想地磨损帘材料。

技术实现要素：

如本文所述，公开了一种电动窗上用品，包括卷轴筒，所述卷轴筒沿纵向从第一端伸长到相对的第二端，所述卷轴筒具有沿所述纵向至少十英尺的长度以及不超过两英寸的外径。

所述卷轴筒包括：第一筒，所述第一筒由第一材料制成；以及第二筒，所述第二筒由不同于所述第一材料的第二材料制成。其中，所述第二筒被附加地构建在第一筒的外表面上，使得所述第一筒和所述第二筒相对于彼此位置固定，所述第二筒至少包括第一层碳纤维材料、所述第一层碳纤维材料上方的第二层碳纤维材料、以及所述第二层碳纤维材料上方的第三层碳纤维材料，其中，所述第一层碳纤维材料和所述第三层碳纤维材料各自包括被定向为使得纤维从所述卷轴筒的所述纵向成角度地偏移约五度至十度的纤维，并且其中，所述第一层碳纤维材料上方的所述第二层碳纤维材料包括被定向为使得纤维从所述卷轴筒的所述纵向成角度地偏移约六十度至九十度的纤维。

所述电动窗上用品还包括马达驱动单元和覆盖材料。所述马达驱动单元至少部分地被容纳于所述卷轴筒中。所述覆盖材料被附接到所述卷轴筒，所述覆盖材料通过由所述马达驱动单元使所述卷轴筒旋转而在升高位置与降低位置之间能操作。

本文还提供如下配置。电动卷帘的卷轴筒可以被配置成用于覆盖诸如8英尺宽或更宽窗口的大型窗口的低挠度卷轴筒。所述卷轴筒可以限定相对的第一端和第二端，并且可以被配置成支撑于第一端和第二端处。

所述卷帘可以包括附接到卷轴筒的覆盖材料。通过由马达驱动单元使卷轴筒旋转，所述覆盖材料能在升高位置与降低位置之间操作。所述卷帘可以包括附接到覆盖材料的下端的卷边条。

根据示例性电动卷帘，所述卷帘的卷轴筒可以被配置用于覆盖十英尺宽的窗口。所述卷轴筒可以沿纵向具有10英尺的长度。所述卷轴筒可以具有不超过2英寸的外径(outerdiameter)。所述卷轴筒可以被配置成当覆盖材料处于降低位置并且在第一端和第二端处支撑卷轴筒时，相对于卷轴筒的空载位置，卷轴筒的挠度不超过1/8英寸。

根据另一个示例性电动卷帘，所述卷帘的卷轴筒可以被配置用于覆盖12英尺宽的窗口。所述卷轴筒可以沿纵向具有12英尺的长度。所述卷轴筒可以具有不超过2英寸的外径。所述卷轴筒可以被配置成当覆盖材料处于降低位置并且在第一端和第二端处支撑卷轴筒时，相对于卷轴筒的空载位置，卷轴筒的挠度不超过1/4英寸。

示例性低挠度卷轴筒可以限定自内表面延伸的相应多个花键(spline)。所述多个花键可以被配置成与互补槽可操作地接合，所述互补槽由马达驱动单元的驱动毂(drivehub)限定。每个卷轴筒的花键可以平行于卷轴筒的旋转轴线延伸，并且可以沿着内表面的圆周等距或不等距地彼此间隔开。所述多个花键中的每一个可以从卷轴筒的第一端延伸到第二端。

示例性低挠度卷轴筒可以由碳纤维制成。例如，低挠度卷轴筒可以包括多层碳纤维。多层中的至少一层可以包括高模量碳纤维。例如，多层中的最外层可以包括高模量碳纤维。

此外，示例性低挠度卷轴筒可以是各自包括第一筒和第二筒的两部分卷轴筒。所述第一筒可以是由诸如铝、钢等第一材料制成的内筒。所述第一筒可以被配置成与由马达驱动单元的驱动毂限定的互补槽可操作地接合。例如，所述第一筒可以限定自第一筒的内表面延伸的多个花键，可以包括自内表面延伸的一个或多个接合构件，或者可以通过其他方式配置成与马达驱动单元可操作地接合。所述第二筒可以由碳纤维材料制成，并且可以是附接到内筒的外表面的外筒。所述第二筒可以被附加地构建在第一筒上，例如通过将碳纤维材料纤维缠绕(filamentwinding)到第一筒上。

制造低挠度碳纤维卷轴筒的示例性过程可以包括将第一层碳纤维织物施加到圆柱形芯轴上。所述芯轴可以沿着中心轴线伸长，并且可以在其相对的第一端与第二端之间形成锥状。所述芯轴的外表面可以限定平行于中心轴线延伸的多个凹槽。

所述第一层碳纤维织物可以被定向成使得其纤维平行于中心轴线。所述第一层碳纤维织物可以被施加到芯轴上，使得第一层碳纤维织物的相应部分被布置到芯轴的对应凹槽内。所述示例性过程可以包括将第二层碳纤维织物施加到第一层碳纤维织物。所述第二层碳纤维织物可以被定向成使得其纤维相对于中心轴线成角度地偏移，例如7度。

所述示例性过程可以包括将第三层碳纤维织物施加到第二层碳纤维织物。所述第三层碳纤维织物可以被定向成使得其纤维相对于中心轴线成角度地偏移45度。

所述示例性过程可以包括将第四层碳纤维织物施加到第三层碳纤维织物。所述第四层碳纤维织物可以被定向成使得其纤维相对于中心轴线成角度地偏移90度。

所述示例性过程可以包括将第五层碳纤维织物施加到第四层碳纤维织物。所述第五层碳纤维织物可以被定向成使得其纤维相对于中心轴线成角度地偏移45度。

所述示例性过程可以包括将第六层碳纤维织物施加到第五层碳纤维织物。所述第六层碳纤维织物可以被定向成使得其纤维相对于中心轴线成角度地偏移7度。

所述示例性过程可以包括固化第一层、第二层、第三层、第四层、第五层和第六层碳纤维织物。第一层、第二层、第三层、第四层、第五层和第六层碳纤维织物中的至少一层可以包括高模量碳纤维。例如，第六层碳纤维织物可以包括高模量碳纤维。

附图说明

图1a是用于超大型窗口的示例性电池供电式卷帘的分解图，该电池供电式卷帘包括示例性低挠度卷轴筒。

图1b是图1a中所绘的示例性电池供电式卷帘的透视图，其中帘处于升高位置。

图1c是图1a中所绘的示例性电池供电式卷帘的透视图，其中帘处于降低位置。

图2a是示例性低挠度卷轴筒的透视图，其中卷轴筒处于空载位置。

图2b是图2a中所绘的示例性低挠度卷轴筒的透视图，其中描绘出卷轴筒在简单地支撑并且附接有覆盖材料时的挠度。

图3描绘出用于制造低挠度卷轴筒的示例性过程。

图4是另一个示例性低挠度卷轴筒的端视图。

图5是又一个示例性低挠度卷轴筒的端视图。

图6描绘出用于制造低挠度卷轴筒的另一个示例性过程。

图7a至图7d描绘出可以用于图3和图6中所绘的示例性过程的示例性碳纤维织物层的相应碳纤维编织图案。

图8是描绘各种材料的卷轴筒的总挠度相对于长度的线图。

图9是描绘各种材料的卷轴筒在12英尺筒长时的挠度分量的线图。

图10是描绘各种材料的卷轴筒的挠度分量占总挠度的百分比的线图。

具体实施方式

图1a至图1c描绘出可以安装在诸如跨8英尺或更宽的一个或多个窗口的大型窗口前方的电动卷帘100形式的示例性窗上用品，用以防止阳光进入空间和/或提供隐私。电动卷帘100可以被安装到接近窗口的结构，诸如窗框、墙壁或其他结构。如图所示，电动卷帘100包括帘组件110、电池盒130以及被配置成支撑帘组件110和电池盒130的壳体140。壳体140可以被配置为用于电动卷帘100的一个或多个部件的安装结构和/或支撑结构。

如图所示，壳体140包括导轨142、第一壳体托架150和第二壳体托架160。所示的导轨142在第一端141与相对的第二端143之间伸长。导轨142、第一壳体托架150和第二壳体托架160可以被配置成以组装构型彼此附接。例如，第一壳体托架150可以被配置成附接到导轨142的第一端141，并且第二壳体托架160可以被配置成附接到导轨142的第二端143。如图所示，第一壳体托架150限定被配置成接合导轨142的第一端141的附接构件152，并且第二壳体托架160限定配置成接合导轨142的第二端143的附接构件162。应当领会，导轨142、第一壳体托架150和第二壳体托架160不限于所示的附接构件。

导轨142、第一壳体托架150或第二壳体托架160中的一个或多个可以被设定尺寸，以便安装到结构。例如，导轨142可以被设定尺寸，使得在第一壳体托架150和第二壳体托架160被附接到导轨142的情况下，导轨142可以被安装到窗口中的结构(例如被安装到窗框)。在这样的示例性配置中，导轨142可以限定长度，例如由第一端141和第二端143来限定，使得壳体140可以紧密地配合于窗框内(例如，第一壳体托架150和第二壳体托架160与相邻的窗框结构之间几乎无间隙)。这种配置可以被称为内部安装配置。在另一个示例中，导轨142可以被设定尺寸，使得在第一壳体托架150和第二壳体托架160被附接到导轨142的情况下，导轨142可以被安装到窗口上方的结构(例如，被安装到窗户上方的墙面)。在这样的示例性配置中，导轨142可以限定基本上等于(例如略长于)窗口宽度的长度。在又一示例中，导轨142、第一壳体托架150或第二壳体托架160中的一个或多个可以被设定尺寸，使得电动卷帘100可以被安装在由窗上用品匣限定的空腔内，该窗上用品匣可以被安装到结构，诸如围绕窗户的结构。然而，应当领会，电动卷帘100不限于这些示例性安装配置。

导轨142可以限定任何适用的形状。如图所示，导轨142包括后壁144和上壁146，该上壁从后壁144的上缘沿着基本上垂直于后壁144的方向向外延伸。后壁144和上壁146中的一个或这两者可以被配置成安装到结构。导轨142、第一壳体托架150和第二壳体托架160在处于组装构型时可以限定空腔。例如，当电动卷帘100处于组装构型时(例如，如图1b和图1c所示)，帘组件110和电池盒130可以被布置于空腔中。当电动卷帘100处于组装构型时，壳体140可以在前部和底部敞开，使得帘组件110和电池盒130露出。电动卷帘100可以可选地包括面板(未示出)，该面板被配置成隐藏电动卷帘100的一个或多个部件，诸如电池盒130和帘组件110的部分。

如图所示，帘组件110包括卷轴筒112、马达驱动单元118、惰轮(idler)120、覆盖材料122(例如帘织物)以及卷边条126。卷轴筒112可以具有筒体114，该筒体沿纵向l从第一端113伸长到相对的第二端115。筒体114可以限定任何形状，诸如所示的圆柱形形状。如图所示，卷轴筒112呈中空并且在第一端113和第二端115处敞开。卷轴筒112可以被配置成至少部分地容纳马达驱动单元118并且至少部分地容纳惰轮120。如图所示，卷轴筒112被配置成使得马达驱动单元118的一部分可以被布置于第一端113中，并且使得惰轮120的一部分可以被布置于第二端115中。

筒体114可以限定内表面116，该内表面被配置成与马达驱动单元118可操作地接合。例如，如图所示，筒体114限定从内表面116径向向内延伸的多个花键117。卷轴筒112可以被配置成经由多个花键117与马达驱动单元118可操作地接合。例如，花键117可以被配置成与马达驱动单元118的部件可操作地接合，使得转矩可以从马达驱动单元118传递到卷轴筒112，由此引起卷轴筒112绕旋转轴线ar旋转。卷轴筒112的旋转轴线ar也可以被称为卷轴筒112的中心轴线。

花键117可以平行于纵向l延伸，并且可以如图所示彼此等距地间隔开，或者沿着卷轴筒112的内表面116的圆周不等距地间隔开。所示的多个花键中的每一个从筒体114的第一端113延伸到第二端115。应当领会，卷轴筒112不限于所示的花键117的配置和/或几何形状。应当进一步领会，卷轴筒112可以被替选地配置成与马达驱动单元118可操作地接合。例如，根据卷轴筒112的替选配置，筒体114可以限定光滑的内表面116，并且可以限定在某一位置延伸穿过筒体114的开口，使得卷轴筒112可以经由布置于开口内并且可以接合马达驱动单元118的一个或多个紧固件(例如，螺钉、销、夹子等)而被可操作地耦合到马达驱动单元118。

所示的马达驱动单元118可以被配置成布置于卷轴筒112的第一端113内。马达驱动单元118的一个或多个部件可以被配置成与卷轴筒112的多个花键117接合。如图所示，马达驱动单元包括驱动毂119，该驱动毂限定多个凹槽，其被配置成与花键117中的对应一些可操作地接合，使得马达驱动单元118的操作可以引起卷轴筒112旋转。马达驱动单元118可以进一步包括集成惰轮121，该集成惰轮限定多个凹槽，其被配置成与花键117中的对应一些接合。惰轮120可以类似地限定多个凹槽，其被配置成与花键117中的对应一些接合。如图所示，驱动毂119和惰轮120的凹槽可以彼此等距地间隔开，或者沿着驱动毂119和惰轮120的相应外表面的圆周不等距地间隔开。

覆盖材料122可以限定被配置成可操作地附接到卷轴筒112的上端(未示出)以及被配置成自由端的相对的下端124。卷轴筒112绕旋转轴线ar的旋转——例如由马达驱动单元118引起的旋转可以促使覆盖材料122卷绕到卷轴筒112上或者从卷轴筒112退绕。就此而言，马达驱动单元118可以相应地调整覆盖材料122，譬如，如图1b和图1c所示，在覆盖材料122的升高位置与降低位置之间。

卷轴筒112绕旋转轴线ar沿着第一方向的旋转可以促使覆盖材料122从卷轴筒112退绕，例如，当覆盖材料122被操作到相对于窗口(例如窗户)的降低位置时。图1c描绘出覆盖材料122处于降低位置的电动卷帘100。卷轴筒112绕旋转轴线ar沿着与第一方向相反的第二方向旋转可以促使覆盖材料122卷绕到卷轴筒112上，例如，当覆盖材料122被操作到相对于窗口的升高位置时。图1b描绘出覆盖材料122处于升高位置的电动卷帘100。

覆盖材料122可以由任何适用的材料或材料组合制成。例如，覆盖材料122可以由“稀松布”、纺织布、无纺材料、光控膜、筛网或网状织物中的一种或多种制成。卷边条126可以被附接到覆盖材料122的下端124，并且可以被加重，使得卷边条126促使覆盖材料122(例如垂直地)悬挂在一个或多个窗户的前方。

马达驱动单元118可以被配置成例如能够由电动卷帘100的使用者来控制卷轴筒112的旋转。例如，电动卷帘100的使用者可以控制马达驱动单元118，使得覆盖材料122移动到所需的位置。马达驱动单元118可以包括传感器，该传感器监视卷轴筒112的位置。这可以使得马达驱动单元118能够跟踪覆盖材料122相对于覆盖材料122的相应上限和下限的位置。上限和下限可以由电动卷帘100的操作者来指定，并且可以分别对应于覆盖材料122的升高位置和降低位置。

马达驱动单元118可以被手动控制(例如，通过启动一个或多个按钮)和/或无线控制(例如，使用红外(tr)或射频(rf)遥控单元)。在2010年11月23日授权的标题为“motorizedshadecontrolsystem(电动帘控制系统)”的美国专利号6983783、2015年1月21日授权的标题为“motorizedwindowtreatment(电动窗上用品)”的美国专利号8,950,461、以及2013年6月20日公布的标题为“battery-poweredmotorizedwindowtreatmenthavingaserviceposition(具有维护位置的电池供电式电动窗上用品)”的美国专利申请公布号2013/0153162中更加详述了用于电动卷帘的马达驱动单元的示例，其中每一篇的全部内容通过引用并入本文。然而，应当领会，可以使用任何马达驱动单元或驱动系统来控制卷轴筒112。

电动卷帘100可以包括天线(未示出)，该天线被配置成接收无线信号(例如，来自遥控装置的rf信号)。天线可以与马达驱动单元118电气通信(例如，经由控制电路或pcb)，使得从遥控单元接收到的一个或多个无线信号可以促使马达驱动单元118移动覆盖材料122(例如，在降低位置与升高位置之间)。天线可以与帘组件110、电池盒130、壳体140或其相应部件中的一个或多个整合(例如，穿过其中、封装于其内和/或安装于其上)。

电池盒130可以被配置成保留一个或多个电池132。所示的电池132可以例如是d型(例如iecr20)电池。电动卷帘100的诸如马达驱动单元118的一个或多个部件可以由一个或多个电池132来供电。然而，应当领会，电动卷帘100不限于所示的电池供电式配置。例如，电动卷帘100可以替选地被配置成使得其诸如马达驱动单元118的一个或多个部件可以由交流(ac)电源、直流(dc)电源或者任何电源组合来供电。

电池盒130可以被配置成能在打开位置与关闭位置之间操作，使得当电池盒130处于打开位置时，可触及一个或多个电池132。在2014年10月16日公布的标题为“integratedaccessiblebatterycompartmentformotorizedwindowtreatment(用于电动窗上用品的集成式可触及电池盒”的美国专利申请公布号2014/0305602中更加详述了用于电动卷帘的电池盒的示例，其全部内容通过引用并入本文。

壳体140可以被配置成支撑帘组件110和电池盒130中的一个或这两者。例如，第一壳体托架150和第二壳体托架160可以被配置成支撑帘组件110和/或电池盒130。如图所示，第一壳体托架150和第二壳体托架160被配置成支撑帘组件110和电池盒130，使得电动卷帘100被安装到结构时，电池盒130被定位(例如被定向)在帘组件110的上方。应当领会，电动卷帘100不限于所示的帘组件110和电池盒130的定向。例如，壳体140可以替选地被配置成以其他方式相对于彼此地支撑帘组件110和电池盒130(例如，使得电池盒130被定位于帘组件110的下方)。

如图所示，第一壳体托架150限定上部151和下部153，并且第二壳体托架160限定上部161和下部163。第一壳体托架150的上部151可以被配置成支撑电池盒130的第一端，并且第二壳体托架160的上部161可以被配置成支撑电池盒130的第二端。第一壳体托架150和第二壳体托架160的上部151、161可以分别被配置成可操作地支撑电池盒130的支撑件，使得当电动卷帘100被安装到结构时，电池盒130可操作地提供对一个或多个电池132的接近。

第一壳体托架150的下部153可以被配置成支撑惰轮121并由此支撑卷轴筒112的筒体114的第一端113。第二壳体托架160的下部163可以被配置成支撑惰轮120并由此支撑卷轴筒112的筒体114的第二端115。第一壳体托架150和第二壳体托架160的下部153、163可以分别被配置成可操作地支撑帘组件110的支撑件，使得覆盖材料122可以被移动(例如，在降低位置与升高位置之间)。由于在筒体114的第一端113和第二端部115处支撑卷轴筒112，因此可以说，由壳体140简单地支撑帘组件110，并由此简单地支撑卷轴筒112。

壳体140可以被配置成使用一个或多个紧固件(例如一个或多个螺钉)而被安装到结构。例如，导轨142、第一壳体托架150或第二壳体托架160中的一个或多个可以限定一个或多个相应的孔，该孔被配置成通纳紧固件。

壳体140的部件可以由任何适用的材料或材料组合制成。例如，导轨142可以由金属制成，并且第一壳体托架150和第二壳体托架160可以由塑料制成。尽管所示的壳体140包括分开的部件，但应当领会，壳体140可以通过其他方式来构造。例如，导轨142、第一壳体托架150和第二壳体托架160可以呈整体式。在另一个示例中，导轨可以包括第一导轨段和第二导轨段，它们可以被配置成彼此附接。在这样的示例性配置中，第一导轨段可以包括整合的第一壳体托架，并且第二导轨段可以包括整合的第二壳体托架。壳体140的一个或多个部件(例如，导轨142、第一壳体托架150或第二壳体托架160中的一个或多个)可以被包裹在材料(例如织物)中，譬如以增强壳体140的美观性。

电动卷帘100可以被配置成用于覆盖超大型窗口，例如宽度大于8英尺并且高达约15英尺宽——诸如约12英尺宽的窗户或窗户群。在这样的应用中，卷轴筒112可能易受筒下垂量的影响，筒下垂可能对覆盖材料122的美观性和/或诸如使覆盖材料122升高或降低的电动卷帘的功能性产生负面影响。电动卷帘100的一个或多个部件可以被配置成缓解筒下垂的发生。例如，卷轴筒112可以被配置为低挠度卷轴筒。

图2a和图2b描绘出示例性低挠度卷轴筒112。卷轴筒112可以被使用于覆盖宽窗口(例如，8英尺宽或更宽的窗口)。如图所示，卷轴筒112的筒体114可以限定沿纵向l的长度l1，例如，由卷轴筒112的第一端113和第二端115来限定。卷轴筒112可以被配置成使得筒体114的外径od不超过2英寸，例如，以保持电动卷帘100的美观性，和/或确保当覆盖材料122被完全卷绕到卷轴筒112上时，卷轴筒112和覆盖材料122不超过期望的体积(例如，安装电动卷帘100的匣内的体积)。筒体114可以限定约1.67英寸至约2英寸——诸如正好2英寸——的外径od以及约1.53英寸至约1.75英寸——诸如正好1.75英寸——的内径id。

图2a描绘出处于空载位置的卷轴筒112，譬如，拆掉覆盖材料122并且使卷轴筒112与壳体140分离。该位置可以被称为卷轴筒112的无挠曲松弛状态。例如，如图2b所示，当卷轴筒112被可操作地附接到壳体140(例如，使得筒体114的第一端113由第一壳体托架150的下部153支撑并且筒体114的第二端115由第二壳体托架160的下部163支撑)并且覆盖材料122被附接到卷轴筒112时，卷轴筒112的一个或多个部分可能向下挠曲，使得卷轴筒112可能呈现出筒下垂。应当领会，出于说明目的，如图2b所示，卷轴筒112的挠曲有所夸大。

根据卷轴筒112的第一示例性配置，卷轴筒112可以限定至少10英尺——诸如10英尺——的长度l1。当覆盖材料122被附接到卷轴筒112并且仅在第一端113和第二端115处支撑卷轴筒112时，相对于卷轴筒112的空载位置，筒体114的挠度δ在沿着筒体114的任何位置均不超过1/8英寸。

根据卷轴筒112的第二示例性配置，卷轴筒112可以限定至少12英尺——诸如12英尺——的长度l1。当覆盖材料122被附接到卷轴筒112并且仅在第一端113和第二端115处支撑卷轴筒112时，相对于卷轴筒112的空载位置，筒体114的挠度δ在沿着筒体114的任何位置均不超过1/4英寸。

为达成卷轴筒112的示例性配置的挠曲特性，筒体114可以由诸如碳纤维的具有高强度和低密度的材料构成。例如，筒体114可以由一个或多个碳纤维材料层构成，诸如连续施加的多个碳纤维织物层，例如，纤维缠绕到芯轴上，使得筒体114经由碳纤维织物层来建立。筒体114的碳纤维织物层中的一层或多层可以包括高模量碳纤维，例如，其呈现5500万磅/平方英寸(msi)或更高的拉伸模量。

图3描绘出用于构造示例性低挠度碳纤维卷轴筒——诸如图2a和图2b中所绘的卷轴筒112——的示例性过程300。根据示例性过程300，可以将一层或多层碳纤维材料(例如碳纤维织物)施加到芯轴，以便叠加地构建卷轴筒112的筒体114。芯轴可以具有实心的圆柱形芯轴体，该芯轴体沿着中心轴线从第一端延伸到相对的第二端。芯轴的中心轴线可以平行于纵向l延伸，并且可以与卷轴筒112的旋转轴线ar重合。

芯轴体可以限定延伸到芯轴体的外周面中的多个凹槽。凹槽可以平行于芯轴体的中心轴线延伸，并且可以沿着外表面的圆周等距或不等距地彼此间隔开。凹槽可以基本上沿着芯轴的整个长度延伸。芯轴可以在第一端与第二端之间形成锥状，以便于从芯轴上拆下成品卷轴筒112。例如，芯轴可以优选地从第一端到第二端以每英尺芯轴长度约1/1000英寸的比例形成锥状。

在302，可以将第一层碳纤维织物施加到芯轴。第一层碳纤维织物可以例如包括低模量碳纤维(例如，呈现约34msi的拉伸模量)、中模量碳纤维(例如，呈现约42msi的拉伸模量)等。在施加到芯轴期间，第一层碳纤维织物可以被定向成使得第一层碳纤维织物的纤维平行于芯轴的中心轴线(例如，如图7a所示)。换言之，第一层碳纤维织物可以被定向成使得第一层碳纤维织物的纤维并不相对于芯轴的中心轴线成角度偏移。第一层碳纤维织物可以被施加到芯轴，使得碳纤维织物被置入(例如压入)芯轴体的凹槽的每一个内。布置于芯轴体的凹槽内的碳纤维织物可以形成卷轴筒112的筒体114的花键117。

一个或多个碳纤维织物添加层可以被施加到第一层碳纤维织物，从而叠加地构建卷轴筒112的筒体114。例如，在304，可以将第二层碳纤维织物施加到第一层碳纤维织物(例如，在第一层碳纤维织物上)。第二层碳纤维织物可以例如包括低模量碳纤维、中模量碳纤维等。第二层碳纤维织物可以被定向成使得第二层碳纤维织物的纤维相对于芯轴的中心轴线成角度地偏移较小角度，例如约5°至10°，诸如约7°(例如，如图7b所示)。第二层碳纤维织物可以增强卷轴筒112的一个或多个硬度特性。

在306，可以将第三层碳纤维织物施加到第二层碳纤维织物(例如，在第二层碳纤维织物上)。第三层碳纤维织物可以例如包括低模量碳纤维、中模量碳纤维等。第三层碳纤维织物可以被定向成使得第三层碳纤维织物的纤维相对于芯轴的中心轴线成角度地偏移约30°至45°，诸如约45°(例如，如图7c所示)。第三层碳纤维织物可以用作例如第二层碳纤维织物与第四层碳纤维织物之间的过渡层。

在308，可以将第四层碳纤维织物施加到第三层碳纤维织物(例如，在第三层碳纤维织物上)。第四层碳纤维织物可以例如包括低模量碳纤维、中模量碳纤维等。第四层碳纤维织物可以被定向成使得第四层碳纤维织物的纤维相对于芯轴的中心轴线成角度地偏移约60°至90°，诸如约90°。换言之，第四层碳纤维织物可以被定向成使得第四层碳纤维织物的纤维垂直于芯轴的中心轴线(例如，如图7d所示)。第四层碳纤维织物可以增强卷轴筒112的抗裂性。

在310，可以将第五层碳纤维织物施加到第四层碳纤维织物(例如，在第四层碳纤维织物上)。第五层碳纤维织物可以例如包括低模量碳纤维、中模量碳纤维等。第五层碳纤维织物可以被定向成使得第五层碳纤维织物的纤维相对于芯轴的中心轴线成角度地偏移约30°至45°，诸如约45°(例如，如图7c所示)。第五层碳纤维织物可以被进一步定向成使得第五层碳纤维织物的纤维与第三层碳纤维织物的纤维对齐，例如，使得第五层碳纤维织物的纤维与第三层碳纤维织物的纤维对称。第五层碳纤维织物可以用作例如第四层碳纤维织物与第六层碳纤维织物之间的过渡层。

在312，可以将第六层碳纤维织物施加到第五层碳纤维织物(例如，在第五层碳纤维织物上)。第六层碳纤维织物可以例如包括低模量碳纤维、中模量碳纤维等。第六层碳纤维织物可以被定向成使得第六层碳纤维织物的纤维相对于芯轴的中心轴线成角度地偏移约5°至10°，诸如约7°(例如，如图7b所示)。第六层碳纤维织物可以被进一步定向成使得第六层碳纤维织物的纤维与第二层碳纤维织物的纤维对齐，例如，使得第六层碳纤维织物的纤维与第二层碳纤维织物的纤维对称。第六层碳纤维织物可以包括高模量碳纤维。因此，筒体114的至少一层碳纤维织物——诸如最外层碳纤维织物——可以包括高模量碳纤维。第六层碳纤维织物可以进一步增强卷轴筒112的一个或多个硬度特性。

在314，可以固化第一层、第二层、第三层、第四层、第五层和第六层碳纤维织物。一旦碳纤维织物层被固化，便可以从卷轴筒112移除芯轴，例如，通过将芯轴的较粗的第一端偏压出卷轴筒112。根据示例性过程300，第一层、第三层、第四层和第五层碳纤维织物可以具有大致相同的厚度，并且可以薄于第二层和第六层碳纤维织物。第二层和第六层碳纤维织物可以具有大致相同的厚度。

应当领会，根据所示的示例性过程300，第一层、第二层、第三层、第四层和第五层碳纤维织物可以包括任意组合的低模量碳纤维、中模量碳纤维等。应当进一步领会，第六层碳纤维织物不限于高模量碳纤维。例如，第六层碳纤维织物可以替选地包括低模量碳纤维、中模量碳纤维等。

还应当进一步领会，制造卷轴筒112不限于示例性过程300。例如，卷轴筒112的筒体114可以替选地使用更多或更少的碳纤维织物层来构建，具有任何适用的模量类型组合、相对于彼此和相对于芯轴的中心轴线的纤维定向以及厚度。还应当进一步领会，芯轴不限于会产生所示的筒体114的花键117的凹槽。例如，芯轴可以替选地被配置成以不同方式将内表面116配置成与马达驱动单元118可操作地接合。进一步替选地，芯轴可以是平滑的，使得所产生的卷轴筒112的筒体114可以限定平滑的内表面116。

图4描绘出另一个示例性低挠度卷轴筒400的端视图。卷轴筒400可以被使用于覆盖宽窗口(例如，8英尺宽或更宽的窗口)。例如，可以在电动卷帘100中实现卷轴筒400(例如，取代卷轴筒112)。如图所示，卷轴筒400可以是包括第一筒402和第二筒406的两部分卷轴筒。第一筒402可以被称为卷轴筒400的内筒，并且第二筒406可以被称为卷轴筒400的外筒。第一筒402和第二筒406可以在沿纵向l彼此间隔开的相应相对的第一端与第二端之间伸长。第一筒402和第二筒406可以具有相同或不同的长度(例如，如由相应的第一端和第二端来限定)。第一筒402可以由诸如铝、钢等任何适用的材料制成。

第一筒402可以限定内表面401以及与内表面401径向间隔开的相反外表面403。第一筒402的内表面401可以被配置成与马达驱动单元——诸如电动卷帘100的马达驱动单元118——可操作地接合。例如，如图所示，第一筒402限定从内表面401径向向内延伸的多个花键404。卷轴筒400可以被配置成经由多个花键404与马达驱动单元118可操作地接合。例如，花键404可以被配置成与驱动毂119和惰轮121的相应凹槽可操作地接合。

花键404可以平行于纵向l延伸，并且可以如图所示彼此等距地间隔开，或者沿着第一筒402的内表面401的圆周不等距地间隔开。所示的花键404中的每一个可以从第一筒402的第一端延伸到第二端。应当领会，第一筒402不限于所示的花键404的配置和/或几何形状。应当进一步领会，第一筒402可以替选地被配置成与马达驱动单元118可操作地接合。

第二筒406可以由与第一筒402不同的材料制成。就此而言，卷轴筒400可以被称为混合式卷轴筒。如图所示，第二筒406可以由碳纤维材料制成。第二筒406可以限定内表面405以及与内表面405径向间隔开的相反外表面407。第二筒406可以被附接到第一筒402。例如，第二筒406可以由一个或多个碳纤维材料层构成，诸如连续施加的多个碳纤维织物层，例如纤维缠绕到第一筒的外表面403上，使得第二筒406经由碳纤维织物层来建立。例如，第二筒406可以根据图6中所绘的示例性过程600来构造。第二筒406的碳纤维织物层中的一层或多层可以包括高模量碳纤维，例如，其呈现5500万磅/平方英寸(msi)或更高的拉伸模量。根据将第二筒406纤维缠绕到第一筒402上的示例性配置，例如，在碳纤维材料的固化过程期间，第二筒406的内表面405可以被附接到第一筒402的外表面403。

第一筒402和第二筒406中的一个或这两者可以被配置成使得第二筒406的外径od及由此卷轴筒400的外径od不超过2英寸，例如，以保持电动卷帘100的美观性和/或确保当覆盖材料122被完全卷绕到卷轴筒400上时，卷轴筒400和覆盖材料122不会超过期望的体积(例如，安装电动卷帘100的匣内的体积)。第二筒406可以限定约1.67英寸至约2英寸——诸如2英寸——的外径od。

图5描绘出又一个示例性低挠度卷轴筒500的端视图。卷轴筒500可以被使用于覆盖宽窗口(例如，8英尺宽或更宽的窗口)。例如，可以在电动卷帘100中实现卷轴筒500(例如，取代卷轴筒112)。如图所示，卷轴筒500可以是包括第一筒502和第二筒510的两部分卷轴筒。第一筒502可以被称为卷轴筒500的内筒，并且第二筒510可以被称为卷轴筒500的外筒。第一筒502和第二筒510可以在沿纵向l彼此间隔开的相应相对的第一端与第二端之间伸长。第一筒502和第二筒510可以具有相同或不同的长度(例如，如由相应的第一端和第二端来限定)。第一筒502可以由诸如铝、钢等任何适用的材料制成。

第一筒502可以限定内表面501以及与内表面501径向间隔开的相反外表面503。第一筒502可以被配置成与马达驱动单元——诸如电动卷帘100的马达驱动单元118——可操作地接合。例如，第一筒502可以限定自内表面501延伸的一个或多个接合构件。如图所示，第一筒502可以限定自内表面501径向向内延伸并且在第一筒502的第一端与第二端之间延伸——例如从第一端延伸到第二端——的多个接合臂504。每个接合臂504可以包括限定一个或多个花键507的接合垫506。接合垫506可以与内表面501间隔开，使得第二筒510被定位于有利于使第二筒510的惯性矩最大化的位置。如图所示，每个接合垫506限定一对花键508。卷轴筒500可以被配置成经由多个花键508与马达驱动单元118可操作地接合。例如，花键508可以被配置成与驱动毂119和惰轮121的相应凹槽可操作地接合。

花键508可以平行于纵向l延伸。如图所示，接合臂504可以彼此等距地间隔开，或者沿着第一筒502的内表面501的圆周不等距地间隔开。所示的花键508中的每一个可以从第一筒502的第一端延伸到第二端。应当领会，第一筒502不限于所示的接合构件(例如接合臂504)和/或花键508的配置和/或几何形状。应当进一步领会，第一筒502可以替选地被配置成与马达驱动单元118可操作地接合。

第二筒510可以由与第一筒502不同的材料制成。就此而言，卷轴筒500可以被称为混合式卷轴筒。如图所示，第二筒510可以由碳纤维材料制成。第二筒510可以限定内表面509以及与内表面509径向间隔开的相反外表面511。第二筒510可以被附接到第一筒502。例如，第二筒510可以由一个或多个碳纤维材料层构成，诸如连续施加的多个碳纤维织物层，例如纤维缠绕到第一筒的外表面503上，使得第二筒510经由碳纤维织物层来建立。例如，第二筒510可以根据图6中所绘的示例性过程600来构造。第二筒510的碳纤维织物层中的一层或多层可以包括高模量碳纤维，例如，其呈现5500万磅/平方英寸(msi)或更高的拉伸模量。根据将第二筒510纤维缠绕到第一筒502上的示例性配置，例如，在碳纤维材料的固化过程期间，第二筒510的内表面509可以被附接到第一筒502的外表面503。

第一筒502和第二筒510中的一个或这两者可以被配置成使得第二筒510的外径od及由此卷轴筒500的外径od不超过2英寸，例如，以保持电动卷帘100的美观性和/或确保当覆盖材料122被完全卷绕到卷轴筒500上时，卷轴筒500和覆盖材料122不会超过期望的体积(例如，安装电动卷帘100的匣内的体积)。第二筒510可以限定约1.67英寸至约2英寸——例如2英寸——的外径od。

与构造诸如卷轴筒112的由碳纤维制成的卷轴筒卷轴筒相比，将卷轴筒构造为诸如可以包括由铝制成的相应第一筒和由碳纤维制成的第二筒的卷轴筒400或卷轴筒500的混合式卷轴筒，可以降低制造和/或材料成本。例如，卷轴筒400和500可以由比卷轴筒112更少的碳纤维材料制成，譬如，通过使用更少和/或更薄的碳纤维材料层。此外，卷轴筒400和500的制造过程可以比卷轴筒112的制造过程更加简单，譬如，因为省略从成品卷轴筒移除芯轴的步骤。此外，在并非由碳纤维制成的第一筒的外表面上叠加地构造卷轴筒的碳纤维部分，可以允许由碳纤维材料提供的增强硬度和其他有利特性被定位在由此获得最大效益的位置(例如，接近卷轴筒的外表面)。

图6描绘出用于相应构造诸如图4和图5中所绘的卷轴筒400和500的示例性低挠度碳纤维卷轴筒的卷轴筒另一个示例性过程600。根据示例性过程600，可以将一层或多层碳纤维材料(例如碳纤维织物)施加到第一筒(例如，第一筒402或第一筒502)，以便在第一筒上叠加地构造第二筒(例如，第二筒406或第二筒510)。第一筒可以限定沿着中心轴线从第一端延伸到相对的第二端的空心圆柱体。第一筒的中心轴线可以平行于纵向l延伸，并且可以与旋转轴线ar重合。第一筒可以由诸如铝等任何适用材料制成。第一筒可以限定基本上光滑的外表面。

在602，可以将第一层碳纤维织物施加到第一筒。第一层碳纤维织物可以例如包括低模量碳纤维(例如，呈现约34msi的拉伸模量)、中模量碳纤维(例如，呈现约42msi的拉伸模量)等。在施加到第一筒期间，第一层碳纤维织物可以被定向成使得第一层碳纤维织物的纤维相对于第一筒的中心轴线成角度地偏移约60°至90°，诸如约90°。换言之，第一层碳纤维织物可以被定向成使得第一层碳纤维织物的纤维垂直于第一筒的中心轴线(例如，如图7d所示)。

一个或多个碳纤维织物添加层可以被施加到第一层碳纤维织物，以便叠加地构造第二筒。例如，在604，可以将第二层碳纤维织物施加到第一层碳纤维织物(例如，在第一层碳纤维织物上)。第二层碳纤维织物可以例如包括低模量碳纤维、中模量碳纤维等。第二层碳纤维织物可以被定向成使得第二层碳纤维织物的纤维相对于第一筒的中心轴线成角度地偏移较小角度，例如约5°至10°，诸如约7°(例如，如图7b所示)。第二层碳纤维织物可以增强卷轴筒的一个或多个硬度特性。

在606，可以将第三层碳纤维织物施加到第二层碳纤维织物(例如，在第二层碳纤维织物上)。第三层碳纤维织物可以例如包括低模量碳纤维、中模量碳纤维等。第三层碳纤维织物可以被定向成使得第三层碳纤维织物的纤维相对于第一筒的中心轴线成角度地偏移较小角度，例如约5°至10°，诸如约7°(例如，如图7b所示)。第三层碳纤维织物可以增强卷轴筒的一个或多个硬度特性。

在608，可以将第四层碳纤维织物施加到第三层碳纤维织物(例如，在第三层碳纤维织物上)。第四层碳纤维织物可以例如包括低模量碳纤维、中模量碳纤维等。第四层碳纤维织物可以被定向成使得第四层碳纤维织物的纤维相对于第一筒的中心轴线成角度地偏移约60°至90°，诸如约90°(例如，如图7d所示)。第四层碳纤维织物可以增强卷轴筒的抗裂性。

在610，可以将第五层碳纤维织物施加到第四层碳纤维织物(例如，在第四层碳纤维织物上)。第五层碳纤维织物可以例如包括低模量碳纤维、中模量碳纤维等。第五层碳纤维织物可以被定向成使得第五层碳纤维织物的纤维相对于第一筒的中心轴线成角度地偏移较小角度，例如约5°至10°，诸如约7°(例如，如图7b所示)。第五层碳纤维织物可以增强卷轴筒的一个或多个硬度特性。

在612，可以将第六层碳纤维织物施加到第五层碳纤维织物(例如，在第五层碳纤维织物上)。第六层碳纤维织物可以例如包括低模量碳纤维、中模量碳纤维等。第六层碳纤维织物可以被定向成使得第六层碳纤维织物的纤维相对于第一筒的中心轴线成角度地偏移较小角度，例如约5°至10°，诸如约7°(例如，如图7b所示)。第六层碳纤维织物可以增强卷轴筒的一个或多个硬度特性。

在614，可以将第七层碳纤维织物施加到第六层碳纤维织物(例如，在第六层碳纤维织物上)。第七层碳纤维织物可以被定向成使得第七层碳纤维织物的纤维相对于第一筒的中心轴线成角度地偏移约60°至90°，诸如约90°(例如，如图7d所示)。第七层碳纤维织物可以包括高模量碳纤维。因此，第二筒的至少一层碳纤维织物——诸如最外层碳纤维织物——可以包括高模量碳纤维。第七层碳纤维织物可以进一步增强卷轴筒的一个或多个硬度特性。

在616，可以固化第一层、第二层、第三层、第四层、第五层、第六层和第七层碳纤维织物。在固化碳纤维织物层期间，第二筒可以被附接(例如，结合)到第一筒的外表面。第一层、第二层、第三层、第四层、第五层、第六层和第七层碳纤维织物可以具有大致相同的厚度或者可以具有不同的厚度。

应当领会，根据所示的示例性过程600，第一层、第二层、第三层、第四层、第五层和第六层碳纤维织物可以包括任意组合的低模量碳纤维、中模量碳纤维等。应当进一步领会，第七层碳纤维织物不限于高模量碳纤维。例如，第七层碳纤维织物可以替选地包括低模量碳纤维、中模量碳纤维等。

还应当进一步领会，制造卷轴筒不限于示例性过程600。例如，卷轴筒的第二筒可以替选地使用更多或更少的碳纤维织物层来构造，具有任何适用的模量类型组合、相对于彼此和相对于第一筒的中心轴线的纤维定向以及厚度。

图8是描绘各种材料的卷轴筒的总挠度相对于长度的线图。图9是描绘各种材料的卷轴筒在12英尺筒长时的挠度分量的线图。图10是描绘各种材料的卷轴筒的挠度分量占总挠度的百分比的线图。

应当领会，本文所示和所述的示例性电动卷帘100不限于用作窗上用品，并且电动卷帘100可以被实施用于除覆盖窗口(例如窗户)以外的用途。例如，具有低挠度碳纤维卷轴筒的示例性电动卷帘100可以被可选地配置成充当电动投影屏幕(例如，通过将覆盖材料替换成投影屏幕材料)。

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