CN109017147B - 用于自行车的轮圈及该轮圈的辐条孔加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于自行车的轮圈，包含有一内环壁及一外环壁，外环壁环绕于内环壁的外周围且与内环壁之间相隔有一预定距离，其中，内环壁以热旋压方式加工出一辐条孔，在加工成型的过程中会同时在辐条孔的顶端的周缘挤压出一承靠部，外环壁利用钻头钻设出一穿孔，穿孔对应于内环壁的辐条孔。从而，本发明的轮圈通过穿孔让辐条头容易地安装于辐条孔内，并在安装完成之后通过承靠部对辐条头提供良好的支撑效果，另外利用热旋压方式的加工方法可以消除有缝挤型轮圈的先天弱点，并达到简化工序、不破坏结构及减少材料浪费的效果。
Description
技术领域
本发明与自行车有关，特别是指一种用于自行车的轮圈及该轮圈的辐条孔加工方法。
背景技术
就传统用于自行车的轮圈的制造方法来说，主要是将合金材料以挤型加工的方式挤出成型，在挤型时必须先将合金材料加温到半熔融状，然后以压力挤进具有多个孔洞的前模，使其分割为三或四片之后一起进入后模内进行靠合熔融为一体后挤出，称为有缝挤型，接着以压力挤出后模之后用焊接方式固定，最后弯压成一环状框体，并将环状框体的两端连接在一起，如此即形成一有缝挤型轮圈。为了让轮圈1跟辐条进行组装，轮圈1的内环壁2需要加工出多个辐条孔3，如图1所示，接着将辐条的一端穿接于一螺合件，再利用螺合件螺设于轮圈1的辐条孔3内，从而完成辐条的固定。
然而在上述现有技术当中，辐条孔3通常设置在轮圈1于挤型加工过程中所形成的接合线4上，如图1所示，这个位置刚好处于整个轮圈1结构较为脆弱的地方，如此在长时间的使用之下，轮圈1很容易从辐条孔3沿着接合线3的方向产生断裂，为了解决这一结构上的问题，传统方式会通过增加整个内环壁2的厚度来加强轮圈1的结构强度，但是壁厚的增加会连带影响轮圈1的重量，使轮圈1无法同时满足轻量化的需求。为了解决重量方面的问题，CN103192662专利案所公开的轮圈在完成辐条孔的加工之后再利用铣刀对轮圈的圆周的一部分进行加工，特别是针对辐条孔以外的位置，如此即可让轮圈的结构强度在不受到太大的影响之下适当地减轻轮圈的重量。然而在上述现有专利案中，除了在安装辐条方面不甚方便之外，在完成辐条孔的加工之后多了一道铣削加工的步骤，因此会产生工序复杂、制造成本昂贵及材料浪费的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于自行车的轮圈，其能保有安装辐条头的便利性，并能对辐条头提供良好的支撑强度，同时能在满足轻量化的情况之下增加结构强度及提升疲劳表现。
为了达成上述目的，本发明的轮圈包含有一内环壁、一外环壁、两侧壁及两胎唇卡接壁，该外环壁环绕于该内环壁的外周围且与该内环壁之间相隔有一预定距离，该两侧壁的顶、底两端分别连接该内、外环壁的左、右两侧面，该两胎唇卡接壁分别自一该侧壁的顶端朝远离该外环壁的方向延伸而出，用以卡接一轮胎的一胎唇，其中，该内环壁具有一辐条孔与一承靠部，该辐条孔贯穿该内环壁的顶、底两面，该承靠部设于该辐条孔的顶端的周缘，该外环壁具有一穿孔，该穿孔贯穿该外环壁的顶、底两面且对应于该内环壁的辐条孔。
由上述可知，本发明的轮圈通过该穿孔让一辐条头容易安装于该辐条孔内，并在安装完成之后通过该承靠部对该辐条头提供良好的接触面与支撑效果，使该辐条头能够迅速地跟本发明的轮圈完成组装。
在本发明的实施例中，该穿孔的孔径大于该辐条孔的孔径，如此可以更加方便地将该辐条头置入该辐条孔内。
本发明的另一目的在于提供一种上述轮圈的辐条孔加工方法，其能在满足轻量化的情况之下大幅增加结构强度与提升疲劳表现，并且具有简化工序、不破坏结构及减少材料浪费的特色。
为了达成上述目的，本发明的辐条孔加工方法包含有下列两个步骤。首先使用一钻头在该轮圈的外环壁加工出该穿孔，接着使用一热熔钻经由该穿孔对该轮圈的内环壁以热旋压方式加工出该辐条孔，并通过该热熔钻的挤压，使得该轮圈的外环壁在该辐条孔的顶端的周缘形成该承靠部。
在本发明的辐条孔加工方法中，在使用该热熔钻之前，可以先安装一治具于该轮圈的内环壁的底面，当该热熔钻穿过该轮圈的内环壁之后会被该治具给承接住，如此可以控制该辐条孔的底端的延伸长度。
有关本发明所提供的轮圈及其辐条孔加工方法的详细构造、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，本领域技术人员应能了解，这些详细说明以及实施本发明所列举的特定实施例，仅用于说明本发明，并非用以限制本发明的专利保护范围。
附图说明
图1为现有轮圈的结构示意图，主要显示辐条孔的位置。
图2为本发明第1实施例的轮圈的外观立体图。
图3为本发明第1实施例的轮圈的局部立体剖视图。
图4为本发明第1实施例的轮圈配合辐条头使用的剖面示意图。
图5为本发明第1实施例的轮圈的加工制造流程示意图。
图6为本发明第2实施例的轮圈的局部立体剖视图。
图7为本发明第2实施例的轮圈的加工流程示意图。
图8为本发明第3实施例的轮圈的局部立体剖视图。
图9为本发明第3实施例的轮圈的加工流程示意图。
【符号说明】、
「现有技术」
1 轮圈 2 内环壁
3 辐条孔 4 接合线
「本发明」
10 轮圈 12 内环壁
14 外环壁 16 侧壁
18 胎唇卡接壁 20 辐条孔
22 承靠凸缘 24 穿孔
26 管部 28 辐条头
29 钻头 30 热熔钻
40 治具 42 锥形槽
50 治具 52 承接槽
具体实施方式
请先参阅图2及图3，本发明第1实施例的轮圈10包含有一内环壁12、一外环壁14、两侧壁16及两胎唇卡接壁18。外环壁14环绕于内环壁12的外周围且与内环壁12之间相隔有一预定距离，两侧壁16的顶、底两端分别连接内、外环壁12、14的左、右两侧面，两胎唇卡接壁18分别自一个侧壁16的顶端朝远离外环壁14的方向延伸而出，用以供轮胎(图中未示)的胎唇(图中未示)形成卡接。其中，内环壁12具有多个辐条孔20，每一个辐条孔20贯穿内环壁12的顶、底两面，且每一个辐条孔20的顶端的周缘设有一承靠部22，外环壁14具有多个穿孔24，每一个穿孔24贯穿外环壁14的顶、底两面且对应内环壁12的一个辐条孔20，另外在本实施例中，每一个辐条孔20的底端朝远离内环壁12的方向延伸出一管部26。
由上述结构可知，如图4所示，本发明的轮圈10通过穿孔24让一辐条头28容易安装于辐条孔20内，并在安装完成之后通过承靠部22对辐条头28提供良好的支撑效果，使辐条头28能够迅速地跟本发明的轮圈10完成组装而达到增加组装便利性的效果。为了进一步增加组装过程的便利性，穿孔24的孔径可以大于辐条孔20的孔径，让辐条头28更容易通过穿孔24来置于辐条孔20内。
以上为本发明的轮圈10的详细结构，以下再就本发明的轮圈10的辐条孔加工方法进行说明。
a)：如图5所示的步骤S1，使用一般钻头29在轮圈10的外环壁14加工出穿孔24。
b)：如图5所示的步骤S2，使用一热熔钻30经由穿孔24对轮圈10的内环壁12进行热旋压加工，此时轮圈10的内环壁12会受到热熔钻30的高温摩擦作用而在加工点的位置形成熔融状态，当热熔钻30贯穿轮圈10的内环壁12之后即加工出辐条孔20。在热熔钻30加工出辐条孔20的过程中，由于轮圈10的内环壁12处于熔融状态，所以在辐条孔20的顶端的周缘会被热熔钻30挤压出承靠部22，另外在辐条孔20的底端的周缘会跟着热熔钻30的向下位移而朝远离内环壁12的方向延伸出管部26，如图4所示。
请参阅图6及图7，在本发明第2实施例中，在使用热熔钻30对轮圈10的内环壁12进行加工之前，如图7所示的步骤S2，先安装一治具40于轮圈10的内环壁12的底面，治具40具有一锥形槽42，接着如图7所示的步骤S3，在使用热熔钻30在轮圈10的内环壁12加工出辐条孔20之后，热熔钻30的末端会伸入治具40的锥形槽42内，此时管部26的延伸长度会被治具40的锥形槽42所限制住。
请再参阅图8及图9，在本发明第3实施例中所使用的治具50具有一承接槽52，在使用热熔钻30在轮圈10的内环壁12加工出辐条孔20之后，热熔钻30的末端会抵接于治具50的承接槽52，如图9所示的步骤S3，此时辐条孔20的底端会受到治具50的承接槽52的限制而无法往下延伸出如上述实施例的管部26，使得辐条孔20的底端跟轮圈10的内环壁12的底面之间会呈现相互齐平的状态。
综上所述，本发明的辐条孔加工方法主要是利用热熔钻30在高速旋转时所产生的高温让轮圈10形成熔融状态之后将轮圈10挤压出辐条孔20，同时在热旋压加工的过程中形成承靠部22，整个过程可以省略现有技术所使用的铣削步骤来达到简化工序的效果，因而能够解决传统钻孔方式所产生的排屑及材料浪费的问题。再者，本发明所使用的热旋压方式不同于传统的钻孔方式，本发明在热旋压加工过程中并没有破坏轮圈10的内部晶粒排列，反而是将加工位置的内部晶粒重新熔融在一起。此外，本发明在以热旋压方式加工辐条孔20的过程中会同时在辐条孔20的周缘产生承靠部22，一方面通过承靠部22对辐条头28提供良好的支撑效果，另一方面通过承靠部22来增加内环壁12在辐条孔20周围的厚度，并不需要像现有技术一样利用增加整个内环壁12厚度的方式来提升轮圈10的结构强度，因此，本发明的辐条孔加工方法不但可以让轮圈10保持良好的结构强度，同时也可以让轮圈10达到轻量化的效果。
Claims (6)
1.一种用于自行车的轮圈，包含有一内环壁、一外环壁、两侧壁及两胎唇卡接壁，该外环壁环绕于该内环壁的外周围且与该内环壁之间相隔有一预定距离，该两侧壁的顶、底两端分别连接该内、外环壁的左、右两侧面，该两胎唇卡接壁分别自一该侧壁的顶端朝远离该外环壁的方向延伸而出，其中，该内环壁具有一辐条孔与一承靠部，该辐条孔贯穿该内环壁的顶、底两面，该承靠部设于该辐条孔的顶端的周缘且凸出于该内环壁，该外环壁具有一穿孔，该穿孔贯穿该外环壁的顶、底两面且与该内环壁的辐条孔为同轴心，其中，该承靠部是使用一热熔钻且由该外环壁的穿孔往该内环壁的方向对该内环壁以热旋压方式加工所形成。
2.如权利要求1所述的用于自行车的轮圈，其中该辐条孔的底端齐平于该内环壁的底面。
3.如权利要求1所述的用于自行车的轮圈，其中该辐条孔的底端朝远离该内环壁的方向延伸出一管部。
4.如权利要求1所述的用于自行车的轮圈，其中该穿孔的孔径大于该辐条孔的孔径。
5.一种如权利要求1至4中任一项所述的轮圈的辐条孔加工方法，包含有下列步骤：
a)使用一钻头在该轮圈的外环壁加工出该穿孔；以及
b)使用该热熔钻经由该穿孔对该轮圈的内环壁以热旋压方式加工出该辐条孔，并通过该热熔钻的挤压，使得该轮圈的内环壁在该辐条孔的顶端的周缘形成该承靠部。
6.如权利要求5所述的辐条孔加工方法，在步骤b)中，先安装一治具于该轮圈的内环壁的底面，在使用该热熔钻对该轮圈的内环壁加工出该辐条孔之后，通过该治具承接住该热熔钻。
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