CN103770563A - 纤维复合材料轮框 - Google Patents

Abstract

一种纤维复合材料轮框，包含有数个弧形框条，各个弧形框条具有一由发泡材料制成的发泡体，以及一包覆于该发泡体外且由纤维复合材料制成的纤维复合材料外层并且各个弧形框条的两端各形成一连接面，这些弧形框条以其纤维复合材料外层的连接面连接成环形，二相邻弧形框条连接面的连接处形成一支撑面；借此，该纤维复合材料轮框不但重量轻且不易断裂。

Description

纤维复合材料轮框

技术领域

本发明是与用以装设轮胎的轮框有关，特别是关于一种纤维复合材料轮框。

背景技术

请参阅中国台湾第I329080号发明专利案，现有的自行车的轮框呈中空状，轮框的外侧具有一胎槽，用以黏结或塞设轮胎，轮框的内侧则用以接设多数辐丝，以借由这些辐丝与自行车的花毂连接，进而受花毂带动而转动。

传统自行车的轮框的材质为铁，其结构较为坚固但重量大，为了减轻轮框重量，后来轮框的材质大多改为铝。而传统铝合金轮框在制造50mm高以上的惯性轮框及刀轮或碟轮时有其生产方法的困难，又现今，自行车的设计日趋轻量化，除了车身改用坚硬且比重较铝小的碳纤维复合材料制成，有些轮框的材质也改为碳纤维复合材料，例如前述专利所提供者。

然而，碳纤维复合材料都是以吹气成型，内部是中空的，所以若厚度过小则相当容易断裂，若将厚度增大则又无法兼顾轻量化的目的，再者由于吹气成型的轮框较软所以并无法完整且有效的将骑车者的施力或扭力传达到轮胎，并且也容易因扭转而破裂。

发明内容

有鉴于上述缺失，本发明的主要目的在于提供一种纤维复合材料轮框，不但重量轻且不易断裂。

为达成上述目的，本发明所提供的纤维复合材料轮框包含有数个弧形框条，各个弧形框条具有一由发泡材料制成的发泡体，以及一包覆于该发泡体外且由纤维复合材料制成的纤维复合材料外层，这些弧形框条以其纤维复合材料外层连接成环形。借此，该纤维复合材料轮框即使具有相当薄的纤维复合材料外层，亦可借由这些发泡体的缓冲作用而具有不易断裂的特性，且更有重量相当轻的优点。此外，该纤维复合材料轮框虽非一体成型，但其框条皆以纤维复合材料外层相互连接而具有良好的接合效果，因此该纤维复合材料轮框可避免不同材料因受热而相互分离的问题。

有关本发明所提供的纤维复合材料轮框的详细构造、特点、组装或使用方式，将于后续的实施方式详细说明中予以描述。然而，在本发明领域中具有通常知识者应能了解，这些详细说明以及实施本发明所列举的特定实施例，仅是用于说明本发明，并非用以限制本发明的专利申请范围。

附图说明

图1为本发明第一较佳实施例所提供的纤维复合材料轮框的平面示意图；

图2为本发明该第一较佳实施例所提供的纤维复合材料轮框的一弧形框条的立体示意图；

图3为图2沿剖线3-3的剖视图；

图4为本发明该第一较佳实施例所提供的纤维复合材料轮框应用于自行车的示意图；

图5为本发明第二较佳实施例所提供的纤维复合材料轮框的弧形框条的剖视图；

图6为本发明第三较佳实施例所提供的纤维复合材料轮框的一弧形框条的立体示意图；

图7为图6沿剖线7-7的剖视图；

图8为图6沿剖线8-8的剖视图；

图9为图6沿剖线9-9的剖视图；

图10为图6沿剖线10-10的剖视图；以及

图11为图1沿剖线11-11的剖视图。

具体实施方式

以下将借由所列举的实施例配合随附的附图，详细说明本发明的技术内容及特征，其中：

申请人首先在此说明，在以下将要介绍的实施例以及附图中，相同的参考号码，表示相同或类似的元件或其结构特征。

请先参阅图1，本发明第一较佳实施例所提供的纤维复合材料轮框10包含有十二个弧形框条20。请参阅图2及图3，各个弧形框条20具有一发泡体30，以及一包覆于该发泡体30外的纤维复合材料外层40。

该发泡体30由发泡材料制成，例如聚脲酯(Polyurethane；简称PU)或聚碳酸酯(Polycarbonate；简称PC)等等，具有高韧性及耐冲撞等特性。

该纤维复合材料外层40是由碳纤维、玻璃纤维或其它聚酯纤维等复合材料制成，具有坚硬、比重小、耐高温及耐腐蚀等特性，在本实施例中以碳纤维作为说明例。由于该发泡体30是制成特定的形状，该纤维复合材料外层40包覆于该发泡体30之后，会形成一呈凹陷状的外侧部42、一呈凸出状的内侧部44，以及衔接于该外侧部42及该内侧部44之间的二连接面46及二侧表面48，各个连接面46与另一弧形框条20的连接面46借由热压的方式而相互固接，借此，这些弧形框条20以其纤维复合材料外层40的连接面46连接成圆环形的轮框10，而二相邻弧形框条的连接面46在连接后会形成一支撑面，该支撑面连结二相邻弧形框条的外侧部42、内侧部44以及二侧表面48，可以为轮框提供如工字梁般的支撑。

请参阅图4，该轮框10用以将一轮胎50设置于这些弧形框条20的纤维复合材料外层40的外侧部42，并借由多数辐丝60而与自行车的一可受骑乘者驱转的花毂70连接，此时，各个弧形框条20的纤维复合材料外层40的内侧部44是朝向该花毂70。

纤维复合材料纤维复合材料值得一提的是，本发明的重点在于该轮框10是由具有缓冲作用的发泡体30及包覆于发泡体30外的纤维复合材料外层40所构成，且是由数个弧形框条20以相同材料(纤维复合材料)连接而成，使得该轮框10不但重量相当轻，且借由发泡体的设置使整体的轮框成为一实心的结构而可以使纤维复合材料外层40相当薄亦不易断裂。另外，该纤维复合材料轮框10的弧形框条20的数量并无任何限制，可以是三个、五个、八个或十个等等，只要弧形框条的数量可连接成圆环状即可。

在前述实施例中，该轮胎50借由黏贴的方式固定于这些弧形框条20的纤维复合材料外层40的外侧部42。请参阅图5，本发明第二较佳实施例更提供另一种纤维复合材料轮框，其弧形框条80与前述弧形框条20的差异在于，该弧形框条80的纤维复合材料外层90更具有二自外侧部92延伸而出的勾部94，借此，这些勾部94可与轮胎卡接，使得轮胎与轮框结合得更为稳固。

请参阅图6至图10，本发明第三较佳实施例更提供另一种纤维复合材料轮框，其弧形框条20’与前述的弧形框条20的差异在于，该弧形框条20’的发泡体30’具有二沟槽32’，且该弧形框条20’的纤维复合材料外层40’包覆于该发泡体30’时，该纤维复合材料外层40’的一部分填充于该这些沟槽32’内，进而形成补强肋42’，如此不但使轮框的结构强度更佳，更让纤维复合材料外层40’与发泡体30’的结合效果更好。在该第三较佳实施例中，各个沟槽32’及补强肋42’实质上沿该弧形框条20’的长轴向延伸，意即，自接近该纤维复合材料外层40’的一连接面46’的位置朝向另一连接面46’延伸并且该连接面处也延伸设有沟槽如图8所示，如此可以增加二连接面在连接时的结构强度。然而，各个弧形框条20’的沟槽32’及补强肋42’的数量及型态并不以横向的补强肋为限，亦可如图6及图9与图10所示的弧形框条20’，其发泡体30’的沟槽32”及纤维复合材料外层40’的补强肋42”是环绕该发泡体30’设置。

本发明的特点在于：

以发泡材料为心材并且在该发泡材上设置沟槽以形成补强肋，这是吹气成型的纤维复合材料轮框所无法做到的结构。在组装轮胎时轮框与轮鼓是以辐丝的钢丝施加一定的拉力组合在一起，辐线与轮框会呈现一夹角，此一夹角会让轮框产生一侧向的内应力，此时发泡材料间的补强肋会产生优于空心轮框的高抗张强度，让轮框的侧向内应力减到最小，辐丝的张力可以更容易提高及保持。

轮框在刹车时会因为与刹车皮磨擦而发热，传统空心的碳纤维轮框因为没有支撑所以会因为发热而变形，可是本案中的轮框因为有发泡材料的支撑所以可以避免轮框发生变形的状况。

加肋的发泡材料轮框在骑乘时较空心轮框更能分散及吸收应力与振动，使骑乘更舒适。

加肋的发泡材料轮框在各个方向的刚性及扭力都较空心轮框好，所以可以使踩踏的力量传递更为完整，踩踏的效率更容易发挥。

最后，必须再次说明，本发明于前揭实施例中所揭露的构成元件，仅为举例说明，并非用来限制本案的范围，以本发明的结构也可以应用于刀轮或碟轮上或其它等效元件的替代或变化，亦应为本案的专利权利要求范围所涵盖。

Claims (8)

1.一种纤维复合材料轮框，其特征在于，包含有：

数个弧形框条，各个弧形框条具有一由发泡材料制成的发泡体，以及一包覆于该发泡体外且由纤维复合材料制成的纤维复合材料外层，这些弧形框条以其纤维复合材料外层连接成环形以构成一轮框，而二二相邻弧形框条的连接面在连接后会形成一支撑面，该支撑面可以为轮框提供如肋条般的支撑。

2.如专利权利要求1所述的纤维复合材料轮框，其特征在于：各个弧形框条的发泡体具有至少一沟槽，各个弧形框条的纤维复合材料外层的一部分填充于发泡体的沟槽内。

3.如专利权利要求2所述的纤维复合材料轮框，其特征在于：各个弧形框条的发泡体的沟槽实质上沿该弧形框条的长轴向延伸并环绕该发泡体。

4.如专利权利要求2所述的纤维复合材料轮框，其特征在于：各个弧形框条的发泡体的沟槽沿该弧形框条的短轴向延伸并环绕该发泡体。

5.如专利权利要求1所述的纤维复合材料轮框，其特征在于：各个弧形框条的纤维复合材料外层具有一用以设置轮胎的外侧部、一与该外侧部相对的内侧部，以及衔接于该外侧部及该内侧部之间的二连接面及二侧表面，各个连接面与另一该弧形框条的连接面连接纤维复合材料。

6.如专利权利要求5所述的纤维复合材料轮框，其特征在于：该弧形框条的连接面亦设有沟槽。

7.如专利权利要求5所述的纤维复合材料轮框，其特征在于：各个弧形框条的纤维复合材料外层更具有二自该外侧部延伸而出的勾部。

8.如专利权利要求1所述的纤维复合材料轮框，其特征在于：该纤维复合材料为碳纤维复合材料。

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