CN114633582B - 碳纤维轮圈辐条与接头的组合强化结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳纤维轮圈辐条与接头的组合强化结构，其特点主要包括：一碳纤维轮圈辐条以及组固于碳纤维轮圈辐条一端部的一接头，接头所设阶级状贯通孔形成具孔径大小差异的第一径段、第二径段及衔接段，且令碳纤维轮圈辐条端部穿越第二径段与衔接段并伸入至第一径段中；紧塞于碳纤维轮圈辐条端部内的一撑张定位元件，其包括头端、尾端及中间段，头端对应于第一径段，中间段及尾端对应于衔接段；一延伸补强区段，由撑张定位元件的尾端一体延伸，且延伸补强区段的延伸长度须超越衔接段而伸入第二径段预定长度。

Description

碳纤维轮圈辐条与接头的组合强化结构

技术领域

本发明涉及一种轮框辐条；特别是指一种碳纤维轮圈辐条与接头的组合强化结构。

背景技术

有鉴于早期碳纤维轮框辐条，其应用上存在接头与碳纤维轮圈辐条端部之间涂布的胶剂在日后易因质变、脆化等因素而产生松脱现象，造成接头与碳纤维轮圈辐条端部之间结合牢固性弱化甚至丧失，从而导致碳纤维轮框辐条耐用性不佳、使用寿命短暂等问题，本案发明人曾于先前研发一相关专利技术，即2018年11月21日公告的中国台湾专利证书号为I 641512的「碳纤维轮框辐条」发明专利前案(以下简称专利前案)，用以解决前述问题。

专利前案的技术及功效诉求，主要是利用碳纤维轮圈辐条端部所设第一径段嵌卡于接头穿套孔所设扩孔段的结构形态，以令碳纤维轮圈辐条与接头之间达到更加坚固耐用的固定防脱效果，并通过碳纤维轮圈辐条端部的第一径段处内部更紧塞置入支撑构件以将处刚性支撑的另一结构形态，而能通过支撑构件形成一种内部刚性支撑作用，以确实防止碳纤维轮圈辐条端部的第一径段管壁内缩变形，达到定位牢固性及防脱效果更佳的功效诉求。

然而，专利前案于实际应用经验中，当面临特殊情况及严峻考验时，本发明人发现仍旧可能发生下述缺憾：如图1所示(注：本图为实施状态模拟示意图，并非专利前案原图)，因为支撑构件10的锥尖端101止于接头12穿套孔121所设扩孔段122所属范围内，相对而言，碳纤维轮圈辐条13端部的第一径段131是由锥尖端101处开始变形扩大，也因此，锥尖端101与扩孔段122的最下端锥缩处所界定形成的一转角点14之间会形成一个剪力作用部位，当碳纤维轮圈辐条13相对于接头12之间产生一瞬间强大拉力(如图中上、下空心箭号L1、L2所示)到达一临界值时，极有可能因为剪力作用而发生断裂脱开的情况(如L3所指部位)，从而造成专利前案所揭碳纤维轮框辐条习知结构形态，仍旧存在受力强度不足进而影响轮框辐条产品品质及耐用度的缺憾，实有再加以完善突破的必要性。

再从另外一个角度观察，专利前案中是通过支撑构件10的锥尖端101塞入碳纤维轮圈辐条13端部来达到迫紧防脱的效果，当面临图1所示拉力作用时，因为锥尖端101与碳纤维轮圈辐条13结构之间是呈现锥度配合关系，所以受拉时同样会因为锥度配合关系而容易导致支撑构件10反向脱出，此时碳纤维轮圈辐条13端部的内部将呈中空状而失去刚性支撑，从而变形产生断裂状态。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种碳纤维轮圈辐条与接头的组合强化结构。

为达到上述目的，本发明采用以下加技术方案：

一种碳纤维轮圈辐条与接头的组合强化结构包括：一碳纤维轮圈辐条，由若干碳纤丝结合成条状体所构成，碳纤维轮圈辐条具有二端部；一接头，组合固定于碳纤维轮圈辐条的任一端部，接头具有一阶级状贯通孔，阶级状贯通孔界定形成第一径段、第二径段及介于第一径段与第二径段之间的衔接段，第一径段的孔径大于第二径段的孔径，且令碳纤维轮圈辐条端部穿越第二径段与衔接段并伸入至第一径段中；一撑张定位元件，呈紧配合状态塞置于碳纤维轮圈辐条的端部内，撑张定位元件包括头端、尾端及界于头端与尾端之间的中间段，头端的外径大于尾端的外径，且头端对应于阶级状贯通孔的第一径段，中间段及尾端对应于阶级状贯通孔的衔接段；一延伸补强区段，由撑张定位元件的尾端一体延伸，且延伸补强区段的外径小于撑张定位元件头端的外径，且延伸补强区段的延伸长度，必须超越阶级状贯通孔的衔接段而伸入第二径段预定长度。

本发明的效果与优点，主要包括下列两方面：

其一、通过延伸补强区段伸入第二径段预定长度的技术特征，能够消除原本存在于习知结构的支撑构件锥尖端与扩孔段最下端转角点之间所形成的剪力作用部位，从而大幅提升碳纤维轮圈辐条相对于接头之间产生强大拉力时的抗断裂强度，达到大幅提升碳纤维轮圈辐条结构强度、耐用性与使用寿命的实用进步性。

其二、通过延伸补强区段伸入第二径段预定长度的技术特征，因为第二径段为笔直孔壁形态，所以延伸补强区段插入第二径段的部份会额外获得径向的束紧作用力，从而使撑张定位元件塞置于碳纤维轮圈辐条端部内的状态更加紧实牢固，以有效降低其产生反向退出的可能性。

本发明的另一目的，更通过撑张定位元件的头端形成有一扩径端头的另一技术特征，因所述扩径端头相对于头端为外径扩大形状，所以会产生类似钉头的挡阻效果，从而对撑张定位元件具有插置深度的控制作用，以避免插入过深而影响内部局部段碳纤丝壁厚。

本发明的又一目的，更通过扩径端头与阶级状贯通孔的第一径段之间为干涉配合关系，相对构成第一径段完全被扩径端头所封闭的又一技术特征，以利用扩径端头与第一径段之间的干涉配合状态，而能辅助加强定位撑张定位元件的塞置状态，达到防止反向退出的效果，且第一径段完全被扩径端头所封闭的状态，也具有外部美观性更佳的优点。

附图说明

图1为一习知专利前案的实施状态模拟示意图。

图2为本发明较佳实施例的组合立体图。

图3为本发明较佳实施例的局部构件分解立体图。

图4为本发明较佳实施例的局部构件组合剖视图。

图5为本发明的撑张定位元件受力状态示意图，主要用以表示延伸补强区段所受迫压力为径向的状态。

图6为本发明的延伸补强区段设成锥柱形的实施例图。

图7为本发明的延伸补强区段设成末端扩大形态的实施例图。

图8为本发明的延伸补强区段外表面形成有螺纹的实施例图。

图9为本发明的延伸补强区段外表面形成有辊纹的实施例图。

图10为本发明的延伸补强区段外表面形成有倒刺的实施例图。

图11为本发明的撑张定位元件头端形成有扩径端头，且扩径端头与第一径段之间形成有环圈状余隙的实施例图。

图12为本发明的撑张定位元件头端形成有扩径端头，且扩径端头与第一径段之间为干涉配合关系的实施例图。

图13为本发明的中间段设为径向转折面形态的实施例图。

具体实施方式

请参阅图2至图5所示，为本发明碳纤维轮圈辐条与接头的组合强化结构的较佳实施例，惟此等实施例仅供说明之用，在专利申请上并不受此结构的限制。

碳纤维轮圈辐条与接头的组合强化结构包括下述构成：一碳纤维轮圈辐条20，由若干碳纤丝结合成条状体所构成，碳纤维轮圈辐条20具有二端部21；一接头30，组合固定于碳纤维轮圈辐条20的任一端部21，接头30具有一阶级状贯通孔31，阶级状贯通孔31界定形成一第一径段311、一第二径段312以及介于第一径段311与第二径段312间的一衔接段313，第一径段311的孔径大于第二径段312的孔径，且令碳纤维轮圈辐条20的端部21穿越第二径段312与衔接段313并伸入至第一径段311中；一撑张定位元件40，呈紧配合状态塞置于碳纤维轮圈辐条20的端部21内，撑张定位元件40包括一头端41、一尾端42以及界于头端41与尾端42之间的一中间段43，头端41的外径大于尾端42的外径，且其中，头端41对应于阶级状贯通孔31的第一径段311，中间段43及尾端42对应于阶级状贯通孔31的衔接段313；一延伸补强区段50，由撑张定位元件40的尾端42一体延伸，且延伸补强区段50的外径小于撑张定位元件40的头端41的外径，且其中，延伸补强区段50的延伸长度，必须超越阶级状贯通孔31的衔接段313而伸入第二径段312有一预定长度(如图4的L4所示)。

通过上述结构组成形态与技术特征，本发明碳纤维轮圈辐条与接头的组合强化结构实际应用上如图5所示，通过延伸补强区段50伸入第二径段312预定长度的技术特征，能够消除原本存在于习知结构(即图1所示)的支撑构件锥尖端与扩孔段最下端转角点间所形成的剪力作用部位，这是因为通过延伸补强区段50的增生，使得撑张定位元件40的结构最末端进一步向下延伸到接头30所设阶级状贯通孔31的第二径段312范围内，这使得延伸补强区段50的最下端501(就图5所示而言)位置，与衔接段313、第二径段312两者之间形成的转角点314位置相互远离而不对应，如此得以消除所述“剪力作用部位”，从而能够大幅提升碳纤维轮圈辐条20相对于接头30之间产生强大拉力时的抗断裂强度，对于碳纤维轮圈辐条产品的结构强度、耐用性与使用寿命具有显著提升的效果；另一方面，因为第二径段312为笔直孔壁形态，所以延伸补强区段50插入第二径段312的部份会额外获得径向的束紧作用力(如图5中的数个空心箭号L5所示)，从而使撑张定位元件40塞置于碳纤维轮圈辐条20端部21内的状态更加紧实牢固，以有效降低其产生反向退出的可能性。补充说明一点，对比于前述径向的束紧作用力，图5中所示对应于中间段43的锥斜向束紧作用力(如数个空心箭号L6所示)，相对而言是属于容易造成撑张定位元件40反向退出的束紧状态，由此可见，本发明增设延伸补强区段50的技术特征，确实具有习知技术无法预期的功效。

其中，延伸补强区段50采用直柱形(如图4、图5所示)、锥柱形(如图5的延伸补强区段50B所示)或末端扩大(如图6的延伸补强区段50C所示)所示)任其中一种形状；其中呈所述锥柱形时，其倾斜锥度介于1度至5度之间。

其中，延伸补强区段50的外表面更形成有螺纹51(如图8所示)、辊纹52(如图9所示)或倒刺53(如图10所示)任其中一种具有增加摩擦力的构形；本例所列举的各构形实施形态，其目的均为进一步增加延伸补强区段50塞置状态的摩擦力，以增益其防止反向退出(或称防脱)的效果。

其中，阶级状贯通孔31的衔接段313，设成锥筒状(如图4、图5所示)、弯曲状(图面省略绘示)或具有曲角肩部(图面省略绘示)任其中一种形态。

如图11所示，本例中，撑张定位元件40的头端41还形成有一扩径端头44；因为本例中所示扩径端头44相对于头端41为外径扩大的形状，所以会产生类似钉头的挡阻效果，从而对撑张定位元件40具有插置深度的一定程度控制作用，以避免插入过深而影响内部局部段碳纤丝壁厚；且扩径端头44与阶级状贯通孔31的第一径段311之间形成有一环圈状余隙60，环圈状余隙60供碳纤维轮圈辐条20的端部21局部结构填塞，并且，在打入撑张定位元件40过程中，扩径端头44也具有导引趋使撑张定位元件40维持在阶级状贯通孔31置中位置处的效果。

如图12所示，本例中，扩径端头44B与阶级状贯通孔31的第一径段311之间为干涉配合关系，相对构成第一径段311完全被扩径端头44B所封闭的状态。本例中所示实施形态的功效，主要是利用扩径端头44B与第一径段311之间的干涉配合状态，而能辅助加强定位撑张定位元件40的塞置状态，达到防止反向退出的效果，且第一径段311完全被扩径端头44B所封闭的状态，也具有外部美观性更佳的优点。

又其中，中间段43设为锥缩或径向转折面任一形态；如图4及图5所示中间段43，为锥缩形态；另如图13所揭中间段43B，则为径向转折面的形态。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种碳纤维轮圈辐条与接头的组合强化结构，其特征在于包括：

一碳纤维轮圈辐条，由若干碳纤丝结合成条状体所构成，碳纤维轮圈辐条具有二端部；

一接头，组合固定于碳纤维轮圈辐条的任一端部，接头具有一阶级状贯通孔，阶级状贯通孔界定形成一第一径段、一第二径段以及介于第一径段与第二径段之间的一衔接段，第一径段的孔径大于第二径段的孔径，且令碳纤维轮圈辐条的端部穿越第二径段与衔接段并伸入至第一径段中；

一撑张定位元件，呈紧配合状态塞置于碳纤维轮圈辐条的端部内，撑张定位元件包括一头端、一尾端以及界于头端与尾端之间的一中间段，头端的外径大于尾端的外径，且其中头端对应于阶级状贯通孔的第一径段，中间段及尾端对应于阶级状贯通孔的衔接段；以及

一延伸补强区段，由撑张定位元件的尾端一体延伸，且延伸补强区段的外径小于撑张定位元件的头端的外径，且其中，延伸补强区段的延伸长度，必须超越阶级状贯通孔的衔接段而伸入第二径段有一预定长度。

2.根据权利要求1所述的碳纤维轮圈辐条与接头的组合强化结构，其特征在于延伸补强区段采用直柱形、锥柱形或末端扩大任其中一种形状；其中呈所述锥柱形时，其倾斜锥度介于1度至5度之间。

3.根据权利要求2所述的碳纤维轮圈辐条与接头的组合强化结构，其特征在于延伸补强区段的外表面更形成有螺纹、辊纹或倒刺任其中一种具有增加摩擦力的构形。

4.根据权利要求1所述的碳纤维轮圈辐条与接头的组合强化结构，其特征在于阶级状贯通孔的衔接段，设成锥筒状、弯曲状或具有曲角肩部任其中一种形态。

5.根据权利要求1所述的碳纤维轮圈辐条与接头的组合强化结构，其特征在于撑张定位元件的头端还形成有一扩径端头。

6.根据权利要求5所述的碳纤维轮圈辐条与接头的组合强化结构，其特征在于扩径端头与阶级状贯通孔的第一径段之间形成有一环圈状余隙。

7.根据权利要求5所述的碳纤维轮圈辐条与接头的组合强化结构，其特征在于扩径端头与阶级状贯通孔的第一径段之间为干涉配合关系，相对构成第一径段完全被扩径端头所封闭的状态。

8.根据权利要求1所述的碳纤维轮圈辐条与接头的组合强化结构，其特征在于中间段设为锥缩或径向转折面任一形态。